ইলেক্ট্রোলাইসিস কি? অ্যানড এবং ক্যাথোড পদার্থবিজ্ঞান রাসায়নিক প্রক্রিয়া

একটি দীর্ঘ সময় মানুষ একটি বিনামূল্যে ফর্ম অনেক বিশুদ্ধ পদার্থ পেতে পারে না। যেমন, উদাহরণস্বরূপ,:

• ধাতু;
• ক্ষার;
• ক্লোরো;
• হাইড্রোজেন;
• হাইড্রোজেন পারক্সাইড;
• ক্লোরোজেনিক এবং অন্যান্য।

এগুলি এমন অম্বেষের উচ্চতর সামগ্রী দিয়ে প্রাপ্ত করা হয়েছিল যা নিখরচায় করা যায় না, বা সংশ্লেষিত করা যায় না। কিন্তু শিল্প এবং দৈনন্দিন জীবনের ব্যবহারের জন্য সংযোগ খুবই গুরুত্বপূর্ণ। কিন্তু ইলেক্ট্রোলাইসিসের মতো একটি প্রক্রিয়া আবিষ্কারের সাথে, একটি বিশাল স্কেলের টাস্ক সমাধান করা হয়েছিল। আজ এটি শুধুমাত্র সংশ্লেষণের জন্যই ব্যবহার করা হয় না, তবে অনেক অন্যান্য প্রসেসের জন্যও

ইলেক্ট্রোলাইসিস কি? যেহেতু এটি ঘটবে, যা থেকে ধাপগুলি গঠিত হয়, এই পদ্ধতির মূল সুবিধাটি কী, নিবন্ধের কোর্সটি বুঝতে চেষ্টা করা যাক।

ইলেক্ট্রোলাইসিস কি?

এই প্রশ্নের উত্তর দেওয়ার জন্য, প্রথমে একটি পরিভাষায় পরিণত হওয়া উচিত এবং কিছু মৌলিক পদার্থবিজ্ঞান সংক্রান্ত ধারণাগুলি বুঝতে হবে।

1. সরাসরি বর্তমান বিদ্যুতের যেকোন উত্স থেকে উদ্ভূত ইলেকট্রনের একটি নির্দেশিত প্রবাহ।
2. ইলেক্ট্রোলাইট হল একটি পদার্থ যার সমাধানটি বৈদ্যুতিক বর্তমান সঞ্চালন করতে সক্ষম।
3. ইলেক্ট্রোডগুলি কিছু নির্দিষ্ট বস্তুর প্লেটগুলি, একে অপরের সাথে যুক্ত, যা বিদ্যুৎ নিজেই (অ্যানড এবং ক্যাথোড) দিয়ে অতিক্রম করে ।
4. ওষুধ-হ্রাস প্রতিক্রিয়া একটি প্রক্রিয়া যা অংশীদারদের জারণ ডিগ্রী পরিবর্তন। যে, কিছু আয়ন অক্সিডাইজড এবং অক্সিডেনের ডিগ্রীর মান বৃদ্ধি, অন্যদিকে, বিপরীতভাবে, এটি হ্রাস, এটি হ্রাস করা হয়।

এই সমস্ত পদ ব্যাখ্যা করার পর, কেউ তড়িৎবিশ্লেষণ কি সম্পর্কে প্রশ্নের উত্তর দিতে পারেন। এই অক্সিডেসন-হ্রাস প্রক্রিয়া ইলেক্ট্রোলাইট সমাধান মাধ্যমে একটি সরাসরি বর্তমান ক্ষণস্থায়ী এবং ইলেকট্রোড বিভিন্ন পণ্য রিলিজ সঙ্গে শেষ গঠিত।

সহজে ইনস্টলেশন, যা ইলেক্ট্রোলাইটিক সেল বলে, যা কেবল কয়েকটি উপাদান অন্তর্ভুক্ত করে:

• ইলেক্ট্রোলাইট সঙ্গে দুটি চশমা;
• বর্তমান উত্স;
• দুটি ইলেকট্রোড একে অপরের সাথে সংযুক্ত।

শিল্পে, এটি অনেক বেশি উন্নততর স্বয়ংক্রিয় ডিজাইন ব্যবহার করে যা বিপুল পরিমাণে পণ্য উৎপন্ন করতে সক্ষম হয় - ইলেক্ট্রোলিশিক্স ট্যাংক

তড়িচ্চোলন প্রক্রিয়াটি জটিল নয়, এটি প্রতিষ্ঠিত পদ্ধতি এবং নিয়ম অনুযায়ী বিভিন্ন তাত্ত্বিক আইন এবং আয় অনুসরণ করে। সঠিকভাবে তার ফলাফল পূর্বাভাসের জন্য, এটি পরিষ্কারভাবে সব নিদর্শন এবং উত্তরণ সম্ভাব্য রূপগুলি বুঝতে প্রয়োজন।

প্রক্রিয়া তাত্ত্বিক ভিত্তিতে

ইলেক্ট্রোলাইসিসটি অনুষ্ঠিত হয় এমন সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ মূলনীতিগুলি হলো মাইকেল ফ্যারাডে, বিখ্যাত বিজ্ঞানী-পদার্থবিজ্ঞানী, যিনি বিদ্যুতের বর্তমান অধ্যয়ন এবং সমস্ত সহজাত প্রক্রিয়াকরণের ক্ষেত্রে কাজ করার জন্য পরিচিত।

সামগ্রিকভাবে, দুটি যেমন নিয়ম আছে, যা প্রতিটি বিদ্যুত্প্রবাহের সময় ঘটতে প্রসেসের সারাংশ বর্ণনা করে।

প্রথম আইন

প্রথম ফ্যারাডে আইন, যার সূত্র এম = কেআই * Δt হিসাবে লিখিত হয়, নিম্নরূপঃ

ইলেক্ট্রোডে মুক্তিপ্রাপ্ত পদার্থের ভরটি ইলেক্ট্রোলাইটের মধ্য দিয়ে যে বিদ্যুতের প্রবাহিত হয় তা সরাসরি সমানুপাতিক।

এটি সূত্র থেকে দেখা যায় যে ম পদার্থের ভর, আমি বর্তমান শক্তি, এবং এটি এমন সময় যার মধ্যে এটি গৃহীত হয়েছিল। K এর একটি মান আছে, যা কম্পাউন্ডের ইলেট্রোকওমিক্যাল সমমান বলে। এই মান কম্পাউন্ড নিজেই প্রকৃতির উপর নির্ভর করে। সংখ্যাসূচকভাবে, ইলেকট্রোলাইটের মাধ্যমে ইলেকট্রোয়েডের এক ইউনিট ইলেকট্রোয়েডের মধ্য দিয়ে প্রবাহিত হয় যখন ইলেক্ট্রোডে মুক্তি হয় এমন পদার্থের ভর সমান হয়।

ইলেক্ট্রোলিসের দ্বিতীয় নিয়ম

দ্বিতীয় ফ্যারাডে আইন, যার সূত্রটি এম = এম * আই * Δt / n * F, নিম্নোক্তভাবে লেখা। যৌগ (কে) এর ইলেকট্রোকেমিক্যাল সমতুল্য তার মোলার ভরের সরাসরি সমানুপাতিক এবং পদার্থের বেলেন্সের বিপরীতে আনুপাতিক।

উপরোক্ত সূত্রটি সমস্ত যৌগিক পদার্থগুলির একটি রূপের ফলাফল। এটি ইলেক্ট্রোলিসের দ্বিতীয় আইনের সূত্রকে প্রতিফলিত করে। এম যৌগিক এর ভরযুক্ত ভর, আমি সম্পূর্ণ প্রক্রিয়া মাধ্যমে পাস বর্তমান শক্তি, এটি পুরো ইলেক্ট্রোলিস সময়, ফ ফারাডাই ধ্রুবক, এবং n হল প্রক্রিয়া যে অংশগ্রহনকারী অংশ ইলেকট্রন। তাদের সংখ্যা আয়নের চার্জের সমান, যা প্রক্রিয়ার অংশ ছিল।

ফ্যারাডে এর আইনগুলি ইলেক্ট্রোলাইসিস কি তা বুঝতে সাহায্য করে এবং বস্তু দ্বারা সম্ভাব্য উত্পাদনের সম্ভাব্য ফলন গণনা করতে, প্রয়োজনীয় ফলাফলের পূর্বাভাস দিতে এবং প্রক্রিয়ার গতিবিধি প্রভাবিত করতে সহায়তা করে। তারা বিবেচনায় পরিবর্তনের রূপের তাত্ত্বিক ভিত্তি গঠন করে।

এন্ডোড এবং এর ধরনের ধারণাগুলি

ইলেক্ট্রোলিসে ইলেক্ট্রোড খুবই গুরুত্বপূর্ণ। সামগ্রিক প্রক্রিয়া তাদের নির্দিষ্ট বৈশিষ্ট্য এবং চরিত্রের উপর তৈরি করা উপাদানগুলির উপর নির্ভর করে। অতএব, আমরা আরো বিস্তারিতভাবে তাদের প্রতিটি বিবেচনা বিবেচনা।

Anode - প্লাস, বা ইতিবাচক বিদ্যুদ্বাহক। যে, শক্তি সোর্স "+" মেরু যোগদান করে এক। তদনুযায়ী, ইলেক্ট্রোলাইট নেগেটিভ আয়ন বা anions একটি সমাধান এটি থেকে সরানো হবে। তারা এখানে অক্সিডাইজড, একটি উচ্চ ডিগ্রী অক্সিডেশন অর্জন।

অতএব, আপনি একটি ছোট স্ক্রিপ্ট অঙ্কন করতে পারেন যা অ্যানোড প্রসেসগুলি মনে রাখতে সাহায্য করবে: anode "plus" - anions - অক্সিডেশন। এই ইলেকট্রোড দুটি প্রধান ধরনের আছে, উপর নির্ভর করে যা, এই বা যে পণ্য প্রাপ্ত করা হবে।

1. অস্বাভাবিক, বা নিষ্ক্রিয় anode। একটি ইলেক্ট্রোড এই ধরনের জন্য ব্যবহৃত হয়, যা শুধুমাত্র ইলেকট্রন এবং অক্সিডেশন প্রক্রিয়া স্থানান্তর জন্য কাজ করে, কিন্তু এটি নিজেই উপনীত হয় না এবং দ্রবীভূত না। এই ধরনের anodes গ্রাফাইট, এরিডিয়াম, প্ল্যাটিনাম, কয়লা এবং তাই তৈরি করা হয়। এই ধরনের ইলেকট্রোড ব্যবহার করে, বিশুদ্ধ ফর্ম, গ্যাস (অক্সিজেন, হাইড্রোজেন, ক্লোরিন, ইত্যাদি) মধ্যে ধাতু প্রাপ্ত করা সম্ভব।
2. দ্রবণীয় anode। অক্সিডেসিং প্রক্রিয়ার মধ্যে, এটি নিজেই দ্রবীভূত করে এবং সমস্ত ইলেক্ট্রোলিসের ফলাফলকে প্রভাবিত করে। যেমন ইলেকট্রড তৈরি করা হয় এমন প্রধান উপকরণ হল নিকেল, তামা, ক্যাডমিয়াম, সীসা, টিন, দস্তা এবং অন্যান্য। যেমন anodes ব্যবহার ধাতু electrorefining, electroforming, জারণ বিরুদ্ধে প্রতিরক্ষামূলক coatings আবেদন, এবং এরকম জন্য প্রয়োজনীয়।

ইতিবাচক বিদ্যুৎ উৎপাদিত সব প্রসেসের সারাংশ সম্ভাব্যতার মূল্যের প্রতি সবচেয়ে ইলেকট্রনগ্ভ্যাগনিয় আয়নের স্রাব থেকে কমে যায়। আইভট কেন এই সমাধান আসে এনিক্সিক অ্যাসিড এবং হাইড্রক্সাইড আয়ন এর anions, এবং তারপর জল, এটি করা হয়। ইলেক্ট্রোলাইটের জলীয় সংশ্লেষে অক্সিজেনযুক্ত আয়ন সাধারণত অ্যানোডের মধ্যে স্রাব হয় না, যেহেতু পানি দ্রুততর করে, অক্সিজেন প্রকাশ করে।

ক্যাথড এবং এর বৈশিষ্ট্যগুলি

একটি ক্যাথোড হল একটি নেতিবাচকভাবে চার্জযুক্ত ইলেক্ট্রোড (এটি ইলেকট্রনিক পার্শ্বপ্রতিক্রিয়া দ্বারা ইলেকট্রনের সংখ্যার কারণে)। যে কারণে ইতিবাচক আয়ন- পুনর্নির্মাণের মধ্য দিয়ে যা ঘটে - এটি দিকে অগ্রসর হয়, অর্থাৎ, তারা অক্সিডেশন রাষ্ট্রটি নিঃসৃত করে।

এখানে, মনে রাখার জন্য নিম্নলিখিত প্রকল্পটিও উপযুক্ত: ক্যাথোড "মাইনাস" -সেশন-পুনরূদ্ধার। ক্যাথোডের উপাদানটি হতে পারে:

• স্টেইনলেস স্টীল;
• তামা;
• কার্বন;
• পিতল;
• লোহা;
• অ্যালুমিনিয়াম এবং অন্যদের।

এটি এই ইলেক্ট্রোডের উপর যে ধাতবগুলি বিশুদ্ধ পদার্থ থেকে হ্রাস পায়, যা শিল্পে তাদের প্রাপ্ত করার প্রধান উপায়গুলির মধ্যে একটি। ইলেক্ট্রনগুলিকে ক্যাথোড থেকে ইলেক্ট্রন স্থানান্তর করাও সম্ভব, এবং যদি প্রথম দ্রবণীয় হয়, তবে তার আয়ন নেগেটিভ ইলেক্ট্রোডে পুনরুদ্ধার করা হয়। এখানে, হাইড্রোজেন সিটি H2 গ্যাস হ্রাস করা হয়। অতএব, ক্যাথোড পদার্থ তাত্পর্য প্রক্রিয়া প্রক্রিয়া সামগ্রিক পরিকল্পনা সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ অংশ এক।

বিদ্যুত বিভব

রসায়ন দৃষ্টিকোণ থেকে, বিবেচনার প্রক্রিয়াটির নিজস্ব সমীকরণ রয়েছে। এটির সাহায্যে, আপনি কাগজের সমগ্র স্ক্রিনটি আঁকতে পারেন এবং ফলাফলটি আশা করতে পারেন। সর্বাধিক গুরুত্বপূর্ণ, কি মনোযোগ দেওয়া উচিত - একটি জলীয় মাধ্যম এবং অ্যানড (দ্রবণীয় বা না) ধরনের উপস্থিতি বা অনুপস্থিতি।

যদি নিম্নলিখিত পণ্যগুলি উত্পাদন করা প্রয়োজন: ক্ষারীয় এবং ক্ষারীয় পৃথিবী ধাতু, অ্যালক্লিস, অ্যালুমিনিয়াম, বেরিলিয়াম, অক্সিজেনযুক্ত আয়ন থেকে গ্যাস, তাহলে ইলেক্ট্রোলাইট সমাধানের তড়িৎ বিশ্লেষণের কোনও আলোচনা হতে পারে না। শুধুমাত্র দ্রবীভূত, কারণ অন্যথায় প্রয়োজনীয় সংযোগগুলি কাজ করবে না। এ কারণেই শিল্পটি তালিকাভুক্ত পদার্থকে সংশ্লেষণ করে, তাদের নির্বীজ শুষ্ক লবণ এবং হাইড্রক্সাইড ব্যবহার করে।

সাধারণভাবে, দ্রবীভূত ইলেক্ট্রোলিসের সমীকরণটি বেশ সহজ এবং মান দেখায়। উদাহরণস্বরূপ, যদি আপনি পটাসিয়াম আইওডাইডের জন্য এটি বিবেচনা করেন এবং লিখেন তবে ফর্মটি নিম্নরূপ হবে:

কেআই = কে + আমি ^-

ক্যাথোড (কে) "-": K + 1e = K ⁰

অ্যানড (এ) "+": 2 ই ^- - ২ ই = আই _২ ⁰

প্রক্রিয়াটির ফলাফল হল: KI = K + I _2।

একইভাবে, কোন ইলেকট্রোলিসের ইলেকট্রোলিসের রেকর্ড করা হবে, তার ইলেকট্রোড সম্ভাব্যতার মূল্যের নির্বিশেষে।

জলীয় সমাধান ইলেকট্রোলিস

আমরা যদি ইলেক্ট্রোলাইটের সমাধান সম্পর্কে কথা বলি, তাহলে প্রক্রিয়াটির ফলাফল বেশ ভিন্ন হবে। সব পরে, জল সক্রিয় অংশগ্রহণকারী হয়ে ওঠে। এটি আয়নের মধ্যে বিভাজক এবং ইলেকট্রোডগুলির মধ্যে নিষ্কাশন করতে সক্ষম। অতএব, এই ক্ষেত্রে, আয়নগুলির ইলেক্ট্রোড সম্ভাব্যতা অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। তার নেতিবাচক মূল্য নিম্নতর, দ্রুততর ওষুধ বা হ্রাসের সম্ভাবনা বেশি।

জলীয় দ্রবণের তড়িদ্বয় বিশ্লেষণের বিভিন্ন নিয়ম রয়েছে যা স্মরণ করা আবশ্যক।

1. অ্যানোড প্রক্রিয়াকরণ: শুধুমাত্র anoxic এসিডের anions (হাইড্রোফ্লুয়ের ব্যতীত) নিষ্কাশন করা হয়। আয়ন অক্সিজেনযুক্ত বা ফ্লোরাইড-আয়ন হলে, অক্সিজেন মুক্তির সাথে পানি অক্সিডাইজ করা হবে।
2. ক্যাথোড প্রসেস: ক্যাথোডের ইলেকট্রোকেমিক্যাল স্ট্রেস পরিসরে (অ্যালুমিনিয়াম সহ এবং অ্যালুমিনিয়াম সহ) ধাতবগুলি উচ্চ রাসায়নিক ক্রিয়াকলাপের কারণে পুনরুদ্ধার করা হয় না। এই হাইড্রোজেন মুক্তির সঙ্গে জল তোলে। অ্যালুমিনিয়াম থেকে হাইড্রোজেনের ধাতবগুলি একসঙ্গে সরল পদার্থগুলিতে পানি দিয়ে কমে যায়। একই ধরণের হাইড্রোজেনের চাপে (কম সক্রিয়) ধারাবাহিকতার মধ্যে থাকা, সহজে সরল পদার্থগুলির পুনরূদ্ধার করা যায়।

আপনি যদি এই নিয়মগুলি অনুসরণ করেন তবে আপনি কোনও তড়িৎ বিশ্লেষণের বর্ণনা দিতে পারেন এবং পণ্য উৎপাদনের হিসাব করতে পারেন। একটি দ্রবণীয় অ্যানডোজের ক্ষেত্রে, সার্কিট পরিবর্তন এবং আরো জটিল হয়ে ওঠে।

লবণ ইলেকট্রোলিস

এই প্রসেসগুলি বিশুদ্ধ ধাতু এবং গ্যাস উৎপাদনে ব্যবহার করা হয়, কারণ এটি টেকনোলজিক্যালি সহজ এবং অর্থনৈতিকভাবে লাভজনক। উপরন্তু, পণ্য বিশুদ্ধতা উচ্চ ডিগ্রী সঙ্গে আসা, যা গুরুত্বপূর্ণ।

উদাহরণস্বরূপ, তামার ইলেক্ট্রোলাইসাইজ আপনাকে কোনও লবণের সমাধান থেকে তা দ্রুত বিশুদ্ধরূপে পেতে সহায়তা করে। সর্বাধিক তামা সলফেট বা তামা (II) সালফেট - CuSO _{4 ব্যবহৃত হয়} ।

উভয় থেকে দ্রবীভূত এবং এই লবণ সমাধান থেকে বিশুদ্ধ ধাতু নিষ্কাশন করা সম্ভব, যা বৈদ্যুতিক ইঞ্জিনিয়ারিং এবং মেটাল নির্মাণ প্রায় সব শাখার যাতে প্রয়োজনীয়।

প্রক্রিয়া এবং গুরুত্ব প্রয়োগ

ইলেক্ট্রোলিসিস একটি অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ প্রক্রিয়া। তার ভিত্তিতে যেমন প্রয়োজনীয় প্রযুক্তিগত অপারেশন ভিত্তি করে, যেমন:

1. ধাতু রিফাইন
2. Electroextraction।
3. তাড়িতলেপন।
4. Electrosynthesis।
5. Anticorrosion কোটিং এবং অন্যদের অ্যাপ্লিকেশন।