الیکٹرولائٹس میں برقی کرنٹ

الیکٹرولائٹس میں برقی کرنٹ کا تعلق ہمیشہ مادے کی منتقلی سے ہوتا ہے۔ دھاتوں اور سیمی کنڈکٹرز میں، مثال کے طور پر، مادہ جب ان میں سے کرنٹ گزرتا ہے تو منتقل نہیں ہوتا، کیونکہ ان میڈیا میں الیکٹران اور سوراخ کرنٹ کیریئر ہوتے ہیں، لیکن الیکٹرولائٹس میں وہ منتقل ہوتے ہیں۔ اس کی وجہ یہ ہے کہ الیکٹرولائٹس میں، مادہ کے مثبت اور منفی چارج شدہ آئن مفت چارجز کے کیریئر کے طور پر کام کرتے ہیں، الیکٹران یا سوراخ بالکل نہیں۔

بہت سی دھاتوں کے پگھلے ہوئے مرکبات، نیز کچھ ٹھوس، الیکٹرولائٹس سے تعلق رکھتے ہیں۔ لیکن اس قسم کے موصلوں کے اہم نمائندے، جو ٹیکنالوجی میں بڑے پیمانے پر استعمال ہوتے ہیں، غیر نامیاتی تیزاب، اڈوں اور نمکیات کے آبی حل ہیں۔

مادہ، جب ایک برقی کرنٹ الیکٹرولائٹ میڈیم سے گزرتا ہے، الیکٹروڈز پر جاری ہوتا ہے۔ اس رجحان کو کہا جاتا ہے۔ electrolysis… جب برقی رو الیکٹرولائٹ سے گزرتی ہے تو مادے کے مثبت اور منفی چارج شدہ آئن بیک وقت مخالف سمتوں میں حرکت کرتے ہیں۔

منفی طور پر چارج شدہ آئنوں (ایونز) موجودہ ماخذ (انوڈ) کے مثبت الیکٹروڈ کی طرف دوڑتے ہیں، اور مثبت طور پر چارج شدہ آئنوں (کیشنز) اس کے منفی قطب (کیتھوڈ) کی طرف بڑھتے ہیں۔

تیزاب، اڈوں اور نمکیات کے آبی محلول میں آئنوں کے ماخذ غیر جانبدار مالیکیولز ہیں، جن میں سے کچھ لاگو برقی قوت کے عمل کے تحت تقسیم ہوتے ہیں۔ غیر جانبدار مالیکیولز کو تقسیم کرنے کے اس رجحان کو الیکٹرولائٹک انحراف کہا جاتا ہے۔ مثال کے طور پر، کاپر کلورائیڈ CuCl2 پانی کے محلول میں تحلیل ہونے پر کلورائیڈ آئنوں (منفی چارج شدہ) اور تانبے (مثبت چارج شدہ) میں گل جاتا ہے۔

جب الیکٹروڈز موجودہ ماخذ سے جڑے ہوتے ہیں، تو برقی میدان محلول میں موجود آئنوں پر عمل کرنا شروع کر دیتا ہے یا پگھل جاتا ہے، کیونکہ کلورین اینونز انوڈ (مثبت الیکٹروڈ) اور تانبے کیشنز کیتھوڈ (منفی الیکٹروڈ) میں منتقل ہوتے ہیں۔

منفی الیکٹروڈ تک پہنچنے پر، مثبت چارج شدہ تانبے کے آئن کیتھوڈ پر اضافی الیکٹرانوں کے ذریعے غیر جانبدار ہو جاتے ہیں اور غیر جانبدار ایٹم بن جاتے ہیں جو کیتھوڈ پر جمع ہوتے ہیں۔ مثبت الیکٹروڈ تک پہنچنے پر، منفی چارج شدہ کلورین آئن انوڈ پر مثبت چارج کے ساتھ تعامل کے دوران ایک ایک الیکٹران عطیہ کرتے ہیں۔ اس صورت میں، تشکیل شدہ غیر جانبدار کلورین ایٹم جوڑوں میں مل کر Cl2 مالیکیولز بناتے ہیں، اور کلورین گیس کے بلبلوں کی صورت میں انوڈ پر خارج ہوتی ہے۔

اکثر، الیکٹرولیسس کا عمل انحطاطی مصنوعات کے تعامل کے ساتھ ہوتا ہے (اسے ثانوی رد عمل کہا جاتا ہے)، جب الیکٹروڈ پر جاری ہونے والی سڑن مصنوعات سالوینٹ کے ساتھ یا براہ راست الیکٹروڈ مواد کے ساتھ تعامل کرتی ہیں۔ مثال کے طور پر، کاپر سلفیٹ (کاپر سلفیٹ — CuSO4) کے ایک آبی محلول کا برقی تجزیہ لیں۔اس مثال میں، الیکٹروڈ تانبے سے بنے ہوں گے۔

کاپر سلفیٹ مالیکیول الگ ہو کر ایک مثبت چارج شدہ کاپر آئن Cu + اور ایک منفی چارج شدہ سلفیٹ آئن SO4- تشکیل دیتا ہے۔ غیر جانبدار تانبے کے ایٹم کیتھوڈ پر ٹھوس ڈپازٹ کے طور پر جمع ہوتے ہیں۔ اس طرح کیمیاوی طور پر خالص تانبا حاصل کیا جاتا ہے۔

سلفیٹ آئن مثبت الیکٹروڈ کو دو الیکٹران عطیہ کرتا ہے اور غیر جانبدار ریڈیکل SO4 بن جاتا ہے، جو فوری طور پر کاپر انوڈ (ثانوی انوڈ ردعمل) کے ساتھ رد عمل ظاہر کرتا ہے۔ انوڈ پر ردعمل کی مصنوعات کاپر سلفیٹ ہے، جو حل میں جاتا ہے.

اس سے پتہ چلتا ہے کہ جب کوئی برقی رو کاپر سلفیٹ کے آبی محلول سے گزرتا ہے، تو کاپر اینوڈ آسانی سے دھیرے دھیرے پگھل جاتا ہے اور کیتھوڈ پر تانبا گر جاتا ہے۔ اس صورت میں، کاپر سلفیٹ کے آبی محلول کی حراستی میں کوئی تبدیلی نہیں آتی۔

1833 میں، انگریز ماہر طبیعیات مائیکل فیراڈے نے تجرباتی کام کے دوران الیکٹرولائسز کا قانون قائم کیا، جسے اب ان کے نام سے منسوب کیا گیا ہے۔

فیراڈے کا قانون آپ کو بنیادی مصنوعات کی مقدار کا تعین کرنے کی اجازت دیتا ہے جو الیکٹرولیسس کے دوران الیکٹروڈز پر جاری ہوتے ہیں۔ قانون مندرجہ ذیل بیان کرتا ہے: "الیکٹرولائسز کے دوران الیکٹروڈ پر جاری ہونے والے مادے کا ماس ایم براہ راست اس چارج Q کے متناسب ہے جو الیکٹرولائٹ سے گزرا ہے۔"

اس فارمولے میں تناسبی عنصر k کو الیکٹرو کیمیکل مساوی کہا جاتا ہے۔

الیکٹرولائسز کے دوران الیکٹروڈ پر خارج ہونے والے مادے کا کمیت اس الیکٹروڈ میں آنے والے تمام آئنوں کے کل کمیت کے برابر ہے:

فارمولے میں ایک آئن کا چارج q0 اور بڑے پیمانے پر m0 کے ساتھ ساتھ الیکٹرولائٹ سے گزرنے والا چارج Q بھی شامل ہے۔ N ان آئنوں کی تعداد ہے جو الیکٹروڈ پر پہنچے جب چارج Q الیکٹرولائٹ سے گزرا۔لہذا، آئن m0 کے بڑے پیمانے پر اس کے چارج q0 کے تناسب کو k کا الیکٹرو کیمیکل مساوی کہا جاتا ہے۔

چونکہ آئن کا چارج عددی طور پر مادہ کے توازن اور ابتدائی چارج کی پیداوار کے برابر ہوتا ہے، اس لیے کیمیائی مساوی کو درج ذیل شکل میں ظاہر کیا جا سکتا ہے:

کہاں: Na ایوگاڈرو کا مستقل ہے، M مادہ کا داڑھ ماس ہے، F فیراڈے کا مستقل ہے۔

درحقیقت، فیراڈے کانسٹینٹ کو چارج کی مقدار کے طور پر بیان کیا جا سکتا ہے جو الیکٹروڈ پر مونوویلینٹ مادے کے ایک تل کو آزاد کرنے کے لیے الیکٹرولائٹ سے گزرنا چاہیے۔ فیراڈے کا برقی تجزیہ کا قانون پھر شکل اختیار کرتا ہے:

الیکٹرولیسس کا رجحان جدید پیداوار میں بڑے پیمانے پر استعمال ہوتا ہے۔ مثال کے طور پر، ایلومینیم، تانبا، ہائیڈروجن، مینگنیج ڈائی آکسائیڈ اور ہائیڈروجن پیرو آکسائیڈ صنعتی طور پر الیکٹرولیسس کے ذریعے تیار کیے جاتے ہیں۔ بہت سی دھاتیں کچ دھاتوں سے نکالی جاتی ہیں اور الیکٹرولیسس (الیکٹرو ریفائننگ اور الیکٹرو ایکسٹریکشن) کے ذریعے پروسیس کی جاتی ہیں۔

اس کے علاوہ، الیکٹرولیسس کا شکریہ، کیمیائی موجودہ ذرائع… الیکٹرولیسس گندے پانی کے علاج میں استعمال کیا جاتا ہے (الیکٹرو ایکسٹریکشن، الیکٹرو کوگولیشن، الیکٹرو فلوٹیشن)۔ بہت سے مادے (دھاتیں، ہائیڈروجن، کلورین وغیرہ) برقی تجزیہ کے ذریعے حاصل کیے جاتے ہیں۔ الیکٹروپلاٹنگ اور الیکٹروپلاٹنگ کے لیے۔

بھی دیکھو:پانی کے برقی تجزیہ کے ذریعے ہائیڈروجن کی پیداوار - ٹیکنالوجی اور آلات