الیکٹرولیسس۔ حساب کتاب کی مثالیں۔

الیکٹرولیسس برقی رو کے ذریعے الیکٹرولائٹ (نمک، تیزاب، اڈوں کا محلول) کا گلنا ہے۔

الیکٹرولیسس صرف براہ راست کرنٹ کے ساتھ کیا جا سکتا ہے۔ برقی تجزیہ کے دوران، نمک میں موجود ہائیڈروجن یا دھات کو منفی الیکٹروڈ (کیتھوڈ) پر چھوڑا جاتا ہے۔ اگر مثبت الیکٹروڈ (انوڈ) دھات سے بنا ہوا ہے (عام طور پر وہی جو نمک میں ہوتا ہے)، تو مثبت الیکٹروڈ برقی تجزیہ کے دوران گھل جاتا ہے۔ اگر انوڈ ناقابل حل ہے (مثال کے طور پر کاربن)، تو الیکٹرولائٹ کے دھاتی مواد میں الیکٹرولائسز کے دوران کمی واقع ہوتی ہے۔

کیتھوڈ میں الیکٹرولائسز کے دوران جاری ہونے والے مادے کی مقدار بجلی کی مقدار کے متناسب ہے جو الیکٹرولائٹ سے گزری ہے۔

ایک کولمب بجلی سے خارج ہونے والے مادے کی مقدار کو A کا الیکٹرو کیمیکل مساوی کہا جاتا ہے، اس لیے G = A • Q؛ G = A • I • t،

جہاں G الگ تھلگ مادے کی مقدار ہے۔ Q بجلی کی مقدار ہے؛ I - برقی رو t وقت ہے.

ہر دھات کا اپنا الیکٹرو کیمیکل مساوی A ہوتا ہے۔

حساب کتاب کی مثالیں۔

1. کاپر سلفیٹ (CuSO4) (تصویر 1) سے 30 منٹ کے لیے کرنٹ I = 10 A کے ساتھ کتنا تانبا نکلے گا۔الیکٹرو کیمیکل مساوی تانبے A = 0.329 mg/A • سیکنڈ۔

چاول۔ 1. اسکیم مثال کے طور پر 1

G = A • I • t = 0.329 • 10 • 30 • 60 = 5922 mg = 5.922 g۔

کیتھوڈ پر معلق ایک شے 5.9 جی خالص تانبا جاری کرے گی۔

2. تانبے کی الیکٹرولائٹک کوٹنگ میں قابل اجازت موجودہ کثافت • = 0.4 A/dm2۔ تانبے سے ڈھکنے والے کیتھوڈ کا رقبہ S = 2.5 dm2 ہے۔ الیکٹرولائسز کے لیے کون سا کرنٹ درکار ہے اور کیتھوڈ پر 1 گھنٹے میں کتنا تانبا خارج ہوتا ہے (تصویر 2)۔

چاول۔ 2. اسکیم مثال کے طور پر 2

I = •• S = 0.4-2.5 = l A; G = A • Q = A • I • t = 0.329 • 1 • 60 • 60 = 1184.4 mg.

3. الیکٹرولائسز کے دوران آکسائڈائزڈ پانی (مثال کے طور پر سلفورک ایسڈ H2SO4 کا کمزور محلول) ہائیڈروجن اور آکسیجن میں گل جاتا ہے۔ الیکٹروڈ کاربن، ٹن، کاپر، وغیرہ ہو سکتے ہیں، لیکن پلاٹینم بہترین ہے۔ اینوڈ پر کتنی آکسیجن خارج ہوگی اور کتنی ہائیڈروجن کیتھوڈ پر 1/4 گھنٹے میں 1.5 A کے کرنٹ پر جاری ہوگی۔ 3)۔

چاول۔ 3. اسکیم مثال کے طور پر 3

Ga = A • I • t = 0.058 • 1.5 • 15 • 60 = 78.3 cm3 آکسیجن کیتھوڈ پر جاری کی جائے گی۔

Gc = A • I • t = 0.1162 • 1.5 • 15 • 60 = 156.8 cm3 ہائیڈروجن اینوڈ پر جاری کیا جائے گا۔

اس تناسب میں ہائیڈروجن اور آکسیجن کے مرکب کو ایک دھماکہ خیز گیس کہا جاتا ہے، جو جب بھڑکتی ہے، پھٹ جاتی ہے، پانی بنتی ہے۔

4. لیبارٹری کے تجربات کے لیے آکسیجن اور ہائیڈروجن کا استعمال کرتے ہوئے حاصل کیا جاتا ہے۔ پانی کی برقی تجزیہ (آکسائڈائزڈ سلفیورک ایسڈ) (تصویر 4)۔ پلاٹینم الیکٹروڈ شیشے میں سولڈرڈ ہوتے ہیں۔ مزاحمت کا استعمال کرتے ہوئے، ہم موجودہ I = 0.5 A مقرر کرتے ہیں۔ (1.9 V کے تین خشک خلیوں کی ایک بیٹری موجودہ ذریعہ کے طور پر استعمال ہوتی ہے) 30 منٹ کے بعد کتنی ہائیڈروجن اور آکسیجن جاری ہوں گی۔

چاول۔ 4… مثال کے طور پر شکل 4

دائیں برتن میں، Gc = A • I • t = 0.1162 • 0.5 • 30 • 60 = 104.58 cm3 ہائیڈروجن جاری کی جائے گی۔

بائیں برتن میں، Ga = A • l • t = 0.058 • 0.5 • 30 • 60 = 52.2 cm3 آکسیجن تیار ہو جائے گی (گیسیں درمیانی برتن میں پانی کی جگہ لے لیتی ہیں)۔

5. کنورٹر بلاک (موٹر جنریٹر) الیکٹرولیٹک (خالص) تانبے کے حصول کے لیے کرنٹ فراہم کرتا ہے۔ 8 گھنٹے میں آپ کو 20 کلو شہد ملنا چاہیے۔ جنریٹر کو کیا کرنٹ فراہم کرنا چاہیے؟ • تانبے کا الیکٹرو کیمیکل مساوی A = 0.329 mg/A • سیکنڈ ہے۔

چونکہ G = A • I • t، پھر I = G / (A • t) = 20,000,000 / (0.329 • 8 • 3600) = 20,000,000 / 9475.2 = 2110.7 A۔

6. کروم 200 ہیڈلائٹس کے لیے ضروری ہے، جن میں سے ہر ایک کے لیے 3 جی کروم درکار ہے۔ یہ کام 10 گھنٹے میں کرنے کے لیے کون سا کرنٹ درکار ہے (کرومیم A = 0.18 mg/A • سیکنڈ کے الیکٹرو کیمیکل مساوی)۔

I = G / (A • t) = (200 • 3 • 1000) / (0.18 • 10 • 3600) = 92.6 A۔

7. ایلومینیم غسل خانوں میں کیولن مٹی اور کرائیولائٹ کے محلول کے الیکٹرولائسز کے ذریعے 7 V کے غسل کے ورکنگ وولٹیج اور 5000 A کے کرنٹ پر حاصل کیا جاتا ہے۔ انوڈز کوئلے سے بنے ہوتے ہیں، اور غسل کوئلے کے ساتھ سٹیل سے بنا ہوتا ہے۔ بلاکس (تصویر 5)۔

چاول۔ مثال کے طور پر شکل 5

ایلومینیم پروڈکشن حمام ورکنگ وولٹیج کو بڑھانے کے لیے سیریز میں منسلک ہوتے ہیں (مثال کے طور پر، 40 حمام)۔ 1 کلوگرام ایلومینیم تیار کرنے کے لیے، تقریباً 0.7 کلوگرام کاربن اینوڈز اور 25-30 کلو واٹ بجلی درکار ہوتی ہے۔ دیے گئے ڈیٹا کی بنیاد پر، جنریٹر کی طاقت، 10 گھنٹے کے آپریشن کے لیے توانائی کی کھپت، اور نتیجے میں پیدا ہونے والے ایلومینیم کے وزن کا تعین کریں۔

40 حمام پر کام کرتے وقت جنریٹر کی طاقت P = U • I = 40 • 7 • 5000 = 1400000 W = 1400 kW۔

برقی توانائی 10 گھنٹے، A = P • t = 1400 kW 10 h = 14000 kW • h۔

حاصل کردہ ایلومینیم کی مقدار G = 14000:25 = 560 کلوگرام۔

نظریاتی الیکٹرو کیمیکل مساوی کی بنیاد پر، حاصل کردہ ایلومینیم کی مقدار کے برابر ہونا چاہیے:

GT = A • I • t = 0.093 • 5000 • 40 • 10 • 3600 = 0.093 • 720,000,000 mg = 669.6 kg۔

الیکٹرولیٹک تنصیب کی کارکردگی اس کے برابر ہے: کارکردگی = G/GT = 560/669.6 = 0.83 = 83%۔