فیراڈے کے الیکٹرولیسس کے قوانین

فیراڈے کے الیکٹرولائسز کے قوانین مائیکل فیراڈے کی الیکٹرو کیمیکل تحقیق پر مبنی مقداری تعلقات ہیں، جسے اس نے 1836 میں شائع کیا تھا۔

یہ قوانین جاری کردہ مادوں کی مقدار کے درمیان تعلق کا تعین کرتے ہیں۔ electrolysis کے دوران اور بجلی کی مقدار الیکٹرولائٹ سے گزرتی ہے۔ فیراڈے کے قوانین دو ہیں۔ سائنسی ادب اور نصابی کتب میں ان قوانین کی مختلف شکلیں موجود ہیں۔

الیکٹرولیسس - گزرنے کے دوران اس کے اجزاء کے الیکٹرولائٹ سے اخراج بجلی… مثال کے طور پر، جب کوئی برقی رو تھوڑا تیزابیت والے پانی سے گزرتا ہے، تو پانی اس کے اجزائے ترکیبی یعنی گیسوں (آکسیجن اور ہائیڈروجن) میں گل جاتا ہے۔

الیکٹرولائٹ سے خارج ہونے والے مادے کی مقدار الیکٹرولائٹ سے گزرنے والی بجلی کی مقدار کے متناسب ہے، یعنی موجودہ اوقات کی طاقت کی پیداوار جس کے دوران یہ کرنٹ بہتا ہے۔ لہذا، الیکٹرولیسس کا رجحان موجودہ کی طاقت کی پیمائش اور تعین کرنے کے لئے کام کر سکتا ہے موجودہ یونٹس.

الیکٹرولائٹ - ایک حل اور عام طور پر ایک پیچیدہ مائع جو برقی کرنٹ چلاتا ہے۔بیٹریوں میں، الیکٹرولائٹ سلفورک ایسڈ (سیسے میں) یا کاسٹک پوٹاش یا کاسٹک سوڈا (آئرن نکل میں) کا محلول ہوتا ہے۔ galvanic خلیات میں، کسی بھی کیمیائی مرکبات (امونیا، کاپر سلفیٹ، وغیرہ) کے محلول بھی الیکٹرولائٹ کا کام کرتے ہیں۔

مائیکل فیراڈے (1791-1867)

مائیکل فیراڈے۔ (1791 - 1867) - انگریز ماہر طبیعیات، برقی مقناطیسی مظاہر کے جدید نظریے کے بانی۔ اس نے اپنی کام کی زندگی کا آغاز بُک بائنڈنگ ورکشاپ میں بطور اپرنٹس کیا۔ اس نے صرف ابتدائی تعلیم حاصل کی، لیکن آزادانہ طور پر سائنس کی تعلیم حاصل کی اور کیمسٹ دیوی کے لیے لیبارٹری اسسٹنٹ کے طور پر کام کیا، وہ ایک عظیم سائنسدان، عظیم تجرباتی طبیعیات دانوں میں سے ایک بن گیا۔

فارراڈے کھل گیا۔ برقی مقناطیسی انڈکشن کا رجحانالیکٹرولیسس کے قوانین نے برقی اور مقناطیسی شعبوں کا نظریہ تیار کیا اور اس کی بنیاد رکھی۔ جدید برقی مقناطیسی میدان کے تصورات کی بنیادیںوہ پہلا سائنسدان تھا جسے برقی مقناطیسی مظاہر کی کمپن، لہر کی نوعیت کا خیال آیا۔

فیراڈے کا برقی تجزیہ کا پہلا قانون

کسی مادّے کا ماس جو الیکٹرولائسز کے دوران الیکٹروڈ پر پھیلے گا اس الیکٹروڈ میں منتقل ہونے والی بجلی کی مقدار کے براہ راست متناسب ہے (الیکٹرولائٹ سے گزری)۔ بجلی کی مقدار سے مراد برقی چارج کی مقدار ہے، جو عام طور پر پینڈنٹ میں ماپا جاتا ہے۔

فیراڈے کا برقی تجزیہ کا دوسرا قانون

بجلی کی دی گئی مقدار (الیکٹریکل چارج) کے لیے، ایک کیمیائی عنصر کی کمیت جو الیکٹرولیسس کے دوران الیکٹروڈ پر جمع کی جائے گی، براہ راست اس عنصر کے مساوی کمیت کے متناسب ہے۔ کسی مادہ کا مساوی ماس اس کا داڑھ ماس ہوتا ہے جس کو ایک پوری تعداد سے تقسیم کیا جاتا ہے، اس کیمیائی رد عمل پر منحصر ہوتا ہے جس میں مادہ شامل ہوتا ہے۔

یا

بجلی کی اتنی ہی مقدار الیکٹرولیسس کے دوران الیکٹروڈز پر مختلف مادوں کے مساوی ماسز کی رہائی کا باعث بنتی ہے۔ کسی بھی مادے کے برابر کے ایک تل کو آزاد کرنے کے لیے اتنی ہی بجلی خرچ کرنا ضروری ہے، یعنی 96485 C۔ اس الیکٹرو کیمیکل مستقل کو کہا جاتا ہے۔ فیراڈے نمبر.

فیراڈے کے قوانین ریاضی کی شکل میں

• m الیکٹروڈ پر جمع ہونے والے مادے کی کمیت ہے۔

• Q پینڈنٹ میں کل برقی چارج کی قدر ہے، جو الیکٹرولائسز کے دوران گزرتا ہے۔

• F = 96485.33 (83) C/mol — فیراڈے کا نمبر؛

• M g/mol میں عنصر کا داڑھ ماس ہے۔

• z — کسی مادے کے آئنوں کی والینس نمبر (الیکٹران فی آئن)؛

• M/z — الیکٹروڈ پر لاگو مادہ کے مساوی بڑے پیمانے پر۔

فیراڈے کے برقی تجزیہ کے پہلے قانون پر لاگو ہوتا ہے، M، F، اور z مستقل ہیں، لہذا جتنا زیادہ Q، اتنا ہی زیادہ m ہوگا۔

فیراڈے کے برقی تجزیہ کے دوسرے قانون کے لحاظ سے، Q، F اور z مستقل ہیں، لہذا جتنا زیادہ M/z، اتنا ہی زیادہ m ہو گا۔

براہ راست کرنٹ کے لیے ہمارے پاس ہے۔

• n الیکٹروڈ پر جاری ہونے والے moles (مادہ کی مقدار) کی تعداد ہے: n = m / M۔

• t الیکٹرولائٹ کے ذریعے براہ راست کرنٹ کے گزرنے کا وقت ہے۔ متبادل کرنٹ کے لیے، وقت کے ساتھ کل چارج کا خلاصہ کیا جاتا ہے۔

• t کل الیکٹرولیسس کا وقت ہے۔

فیراڈے کے قوانین کو لاگو کرنے کی ایک مثال

سوڈیم سلفیٹ کے آبی محلول کی برقی تجزیہ کے دوران کیتھوڈ اور انوڈ پر الیکٹرو کیمیکل عمل کی مساوات کو ایک انرٹ انوڈ کے ساتھ لکھنا ضروری ہے۔ مسئلہ کا حل درج ذیل ہو گا۔ حل میں، سوڈیم سلفیٹ مندرجہ ذیل اسکیم کے مطابق الگ ہوجائے گا:

اس نظام میں معیاری الیکٹروڈ صلاحیت مندرجہ ذیل ہے:

یہ غیر جانبدار میڈیم (-0.41 V) میں ہائیڈروجن الیکٹروڈ کے مقابلے میں بہت زیادہ منفی ممکنہ سطح ہے۔ لہذا، منفی الیکٹروڈ (کیتھوڈ) پر، پانی کی الیکٹرو کیمیکل انحطاط مندرجہ ذیل اسکیم کے مطابق ہائیڈروجن اور ہائیڈرو آکسائیڈ آئن کے اخراج کے ساتھ شروع ہوگی:

اور منفی چارج شدہ کیتھوڈ کے قریب پہنچنے والے مثبت چارج شدہ سوڈیم آئن محلول کے ملحقہ حصے میں، کیتھوڈ کے قریب جمع ہوں گے۔

پانی کی الیکٹرو کیمیکل آکسیکرن مثبت الیکٹروڈ (انوڈ) پر واقع ہوگی، جو درج ذیل اسکیم کے مطابق آکسیجن کے اخراج کا باعث بنے گی۔

اس نظام میں، معیاری الیکٹروڈ پوٹینشل +1.23 V ہے، جو درج ذیل سسٹم میں پائے جانے والے معیاری الیکٹروڈ پوٹینشل سے کافی نیچے ہے۔

منفی چارج شدہ سلفیٹ آئن مثبت چارج شدہ انوڈ کی طرف بڑھتے ہوئے انوڈ کے قریب کی جگہ میں جمع ہوں گے۔