बिल्कुल हर कोई जानता है कि तरल पदार्थ पूरी तरह से विद्युत ऊर्जा का संचालन कर सकते हैं। और यह भी एक सर्वविदित तथ्य है कि सभी कंडक्टरों को उनके प्रकार के अनुसार कई उपसमूहों में विभाजित किया जाता है। हम अपने लेख में विचार करने का प्रस्ताव करते हैं कि तरल पदार्थ, धातु और अन्य अर्धचालकों में विद्युत प्रवाह कैसे किया जाता है, साथ ही इलेक्ट्रोलिसिस और इसके प्रकारों के नियम भी।

इलेक्ट्रोलिसिस का सिद्धांत

यह समझना आसान बनाने के लिए कि दांव पर क्या है, हम इस सिद्धांत के साथ शुरू करने का प्रस्ताव करते हैं कि बिजली, अगर हम एक प्रकार के तरल के रूप में एक विद्युत चार्ज पर विचार करते हैं, तो 200 से अधिक वर्षों से जाना जाता है। चार्ज अलग-अलग इलेक्ट्रॉनों से बने होते हैं, लेकिन वे इतने छोटे होते हैं कि कोई भी बड़ा चार्ज निरंतर प्रवाह, तरल की तरह व्यवहार करता है।

ठोस-प्रकार के निकायों की तरह, तरल कंडक्टर तीन प्रकार के हो सकते हैं:

• अर्धचालक (सेलेनियम, सल्फाइड और अन्य);
• डाइलेक्ट्रिक्स (क्षारीय समाधान, लवण और एसिड);
• कंडक्टर (कहते हैं, एक प्लाज्मा में)।

वह प्रक्रिया जिसमें विद्युत दाढ़ क्षेत्र के प्रभाव में इलेक्ट्रोलाइट्स घुल जाते हैं और आयन विघटित हो जाते हैं, पृथक्करण कहलाते हैं। बदले में, अणुओं का अनुपात जो आयनों में विघटित हो गए हैं, या एक विलेय में आयनों का क्षय हो गया है, पूरी तरह से विभिन्न कंडक्टरों और पिघलने में भौतिक गुणों और तापमान पर निर्भर करता है। यह याद रखना सुनिश्चित करें कि आयन पुनर्संयोजन या पुनर्संयोजन कर सकते हैं। यदि स्थितियाँ नहीं बदलती हैं, तो विघटित और संयुक्त आयनों की संख्या समान रूप से आनुपातिक होगी।

इलेक्ट्रोलाइट्स में, आयन ऊर्जा का संचालन करते हैं, क्योंकि। वे धनात्मक आवेशित कण और ऋणात्मक दोनों हो सकते हैं। तरल के कनेक्शन के दौरान (या बल्कि, मुख्य के लिए तरल के साथ पोत), विपरीत आवेशों के लिए कणों की गति शुरू हो जाएगी (सकारात्मक आयन कैथोड की ओर आकर्षित होने लगेंगे, और नकारात्मक आयन एनोड की ओर)। इस मामले में, ऊर्जा सीधे आयनों द्वारा ले जाया जाता है, इसलिए इस प्रकार के चालन को आयनिक कहा जाता है।

इस प्रकार के चालन के दौरान, आयनों द्वारा धारा प्रवाहित की जाती है और पदार्थ इलेक्ट्रोड पर छोड़े जाते हैं जो इलेक्ट्रोलाइट्स के घटक होते हैं। रासायनिक रूप से बोलते हुए, ऑक्सीकरण और कमी होती है। इस प्रकार, गैसों और तरल पदार्थों में विद्युत प्रवाह इलेक्ट्रोलिसिस के माध्यम से ले जाया जाता है।

तरल पदार्थ में भौतिकी और धारा के नियम

हमारे घरों और उपकरणों में बिजली आमतौर पर धातु के तारों में प्रसारित नहीं होती है। एक धातु में, इलेक्ट्रॉन परमाणु से परमाणु में जा सकते हैं और इस प्रकार एक नकारात्मक चार्ज ले सकते हैं।

तरल पदार्थ की तरह, वे विद्युत वोल्टेज के रूप में संचालित होते हैं, जिसे वोल्टेज के रूप में जाना जाता है, जिसे वोल्ट की इकाइयों में मापा जाता है, इतालवी वैज्ञानिक एलेसेंड्रो वोल्टा के बाद।

वीडियो: तरल पदार्थ में विद्युत प्रवाह: एक पूर्ण सिद्धांत

इसके अलावा, विद्युत प्रवाह उच्च वोल्टेज से कम वोल्टेज की ओर बहता है और इसे एम्पीयर के रूप में जानी जाने वाली इकाइयों में मापा जाता है, जिसका नाम आंद्रे-मैरी एम्पीयर के नाम पर रखा गया है। और सिद्धांत और सूत्र के अनुसार, यदि आप वोल्टेज बढ़ाते हैं, तो इसकी ताकत भी आनुपातिक रूप से बढ़ेगी। इस संबंध को ओम के नियम के रूप में जाना जाता है। एक उदाहरण के रूप में, आभासी वर्तमान विशेषता नीचे है।

चित्रा: वर्तमान बनाम वोल्टेज

ओम का नियम (तार की लंबाई और मोटाई पर अतिरिक्त विवरण के साथ) आम तौर पर भौतिकी कक्षाओं में पढ़ाए जाने वाली पहली चीजों में से एक है, और इसलिए कई छात्र और शिक्षक भौतिकी में एक बुनियादी कानून के रूप में गैसों और तरल पदार्थों में विद्युत प्रवाह को देखते हैं।

अपनी आँखों से आवेशों की गति को देखने के लिए, आपको खारे पानी, फ्लैट आयताकार इलेक्ट्रोड और बिजली स्रोतों के साथ एक फ्लास्क तैयार करने की आवश्यकता है, आपको एक एमीटर स्थापना की भी आवश्यकता होगी, जिसकी मदद से बिजली से ऊर्जा का संचालन किया जाएगा। इलेक्ट्रोड की आपूर्ति।

पैटर्न: करंट और नमक

कंडक्टर के रूप में कार्य करने वाली प्लेटों को तरल में उतारा जाना चाहिए और वोल्टेज चालू होना चाहिए। उसके बाद, कणों की अराजक गति शुरू हो जाएगी, लेकिन कंडक्टरों के बीच एक चुंबकीय क्षेत्र की उपस्थिति के बाद, इस प्रक्रिया का आदेश दिया जाएगा।

जैसे ही आयन आवेशों को बदलना और संयोजित करना शुरू करते हैं, एनोड कैथोड बन जाते हैं, और कैथोड एनोड बन जाते हैं। लेकिन यहां आपको विद्युत प्रतिरोध को ध्यान में रखना होगा। बेशक, सैद्धांतिक वक्र एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है, लेकिन मुख्य प्रभाव तापमान और हदबंदी का स्तर है (जिसके आधार पर वाहक चुने जाते हैं), और क्या प्रत्यावर्ती धारा या प्रत्यक्ष धारा को चुना जाता है। इस प्रायोगिक अध्ययन को पूरा करने पर, आप देख सकते हैं कि ठोस पिंडों (धातु की प्लेटों) पर नमक की एक पतली परत बन गई है।

इलेक्ट्रोलिसिस और वैक्यूम

निर्वात और तरल पदार्थों में विद्युत प्रवाह एक जटिल समस्या है। तथ्य यह है कि ऐसे मीडिया में निकायों में कोई शुल्क नहीं होता है, जिसका अर्थ है कि यह एक ढांकता हुआ है। दूसरे शब्दों में, हमारा लक्ष्य ऐसी परिस्थितियाँ बनाना है ताकि एक इलेक्ट्रॉन का एक परमाणु अपनी गति शुरू कर सके।

ऐसा करने के लिए, आपको एक मॉड्यूलर डिवाइस, कंडक्टर और धातु की प्लेटों का उपयोग करने की आवश्यकता है, और फिर ऊपर की विधि के अनुसार आगे बढ़ें।

कंडक्टर और वैक्यूम निर्वात में वर्तमान विशेषता

इलेक्ट्रोलिसिस का अनुप्रयोग

यह प्रक्रिया जीवन के लगभग सभी क्षेत्रों में लागू होती है। यहां तक ​​​​कि सबसे प्राथमिक कार्य में कभी-कभी तरल पदार्थों में विद्युत प्रवाह के हस्तक्षेप की आवश्यकता होती है, कहते हैं,

इस सरल प्रक्रिया की मदद से, ठोस निकायों को किसी भी धातु की सबसे पतली परत के साथ लेपित किया जाता है, उदाहरण के लिए, निकल चढ़ाना या क्रोमियम चढ़ाना। यह जंग प्रक्रियाओं का मुकाबला करने के संभावित तरीकों में से एक है। इसी तरह की तकनीकों का उपयोग ट्रांसफार्मर, मीटर और अन्य विद्युत उपकरणों के निर्माण में किया जाता है।

हम आशा करते हैं कि हमारे तर्क ने द्रवों में विद्युत धारा की परिघटना का अध्ययन करते समय उठने वाले सभी प्रश्नों का उत्तर दे दिया है। यदि आपको बेहतर उत्तरों की आवश्यकता है, तो हम आपको इलेक्ट्रीशियन के मंच पर जाने की सलाह देते हैं, जहाँ आपको मुफ्त में परामर्श करने में खुशी होगी।

द्रवों में इलेक्ट्रॉन धारा

एक लोहे के कंडक्टर में, एक इलेक्ट्रॉनिक करंट मुक्त इलेक्ट्रॉनों की निर्देशित गति से प्रकट होता है, और इस सब के साथ, उस पदार्थ में कोई परिवर्तन नहीं होता है जिससे कंडक्टर बनाया गया है।

ऐसे चालक, जिनमें इलेक्ट्रॉन धारा का प्रवाह उनके पदार्थ में रासायनिक परिवर्तन के साथ नहीं होता है, कहलाते हैं पहली तरह के कंडक्टर. इनमें सभी धातु, कोयला और कई अन्य पदार्थ शामिल हैं।

लेकिन प्रकृति में इलेक्ट्रॉनिक करंट के ऐसे कंडक्टर भी होते हैं, जिनमें करंट के गुजरने के दौरान रासायनिक घटनाएं होती हैं। इन कंडक्टरों को कहा जाता है दूसरी तरह के कंडक्टर. इनमें मुख्य रूप से पानी में अम्ल, लवण और क्षार के विभिन्न मिश्रण शामिल हैं।

यदि आप एक कांच के बर्तन में पानी डालते हैं और उसमें सल्फ्यूरिक एसिड (या कुछ अन्य एसिड या क्षार) की कुछ बूँदें डालते हैं, और फिर दो लोहे की प्लेट लेते हैं और इन प्लेटों को बर्तन में कम करके उनमें कंडक्टर लगाते हैं, और एक करंट जोड़ते हैं एक स्विच और एक एमीटर के माध्यम से कंडक्टर के दूसरे छोर तक स्रोत, फिर समाधान से गैस निकल जाएगी, जबकि यह सर्किट बंद होने तक लगातार चलेगी। अम्लीय जल वास्तव में चालक है। इसके अलावा, प्लेटों को गैस के बुलबुले से ढंकना शुरू हो जाएगा। फिर ये बुलबुले प्लेटों से अलग होकर बाहर निकल आएंगे।

जब एक इलेक्ट्रॉन करंट विलयन से होकर गुजरता है, तो रासायनिक परिवर्तन होते हैं, जिसके परिणामस्वरूप गैस निकलती है।

दूसरे प्रकार के कंडक्टरों को इलेक्ट्रोलाइट्स कहा जाता है, और एक इलेक्ट्रोलाइट में होने वाली घटना जब एक इलेक्ट्रॉनिक करंट गुजरता है।

इलेक्ट्रोलाइट में डूबी लोहे की प्लेटों को इलेक्ट्रोड कहा जाता है; उनमें से एक, जो वर्तमान स्रोत के धनात्मक ध्रुव से जुड़ा है, एनोड कहलाता है, और दूसरा, ऋणात्मक ध्रुव से जुड़ा, कैथोड है।

जलयुक्त चालक में इलेक्ट्रान धारा प्रवाहित होने का क्या कारण है ? यह पता चला है कि इस तरह के मिश्रण (इलेक्ट्रोलाइट्स) में, एसिड अणु (क्षार, लवण) एक विलायक (इस मामले में, पानी) की क्रिया के तहत दो घटकों में विघटित हो जाते हैं, जबकि अणु के एक भाग में धनात्मक इलेक्ट्रॉनिक आवेश होता है, और दूसरे भाग में ऋणात्मक।

अणु के वे कण जिनमें इलेक्ट्रॉनिक आवेश होता है, आयन कहलाते हैं। जब अम्ल, लवण या क्षार को जल में घोला जाता है, तो विलयन में धनावेशित तथा ऋणावेशित दोनों प्रकार के आयनों की भारी मात्रा दिखाई देती है।

अब यह स्पष्ट हो जाना चाहिए कि समाधान के माध्यम से एक इलेक्ट्रॉनिक प्रवाह क्यों पारित हुआ, क्योंकि वर्तमान स्रोत से जुड़े इलेक्ट्रोड के बीच एक संभावित अंतर बनाया गया था, दूसरे शब्दों में, उनमें से एक सकारात्मक रूप से चार्ज किया गया था और दूसरा नकारात्मक रूप से। इस संभावित अंतर के प्रभाव में, सकारात्मक आयन नकारात्मक इलेक्ट्रोड - कैथोड और नकारात्मक आयनों - एनोड की ओर बढ़ने लगे।

इस प्रकार, आयनों की अराजक गति एक दिशा में ऋणात्मक आवेशित आयनों और दूसरी दिशा में धनात्मक आयनों का एक क्रमबद्ध प्रति-आंदोलन बन गई है। चार्ज ट्रांसफर की यह प्रक्रिया इलेक्ट्रोलाइट के माध्यम से इलेक्ट्रॉन प्रवाह के प्रवाह का गठन करती है और तब तक होती है जब तक इलेक्ट्रोड में संभावित अंतर होता है। संभावित अंतर के गायब होने के साथ, इलेक्ट्रोलाइट के माध्यम से करंट रुक जाता है, आयनों की क्रमबद्ध गति बाधित हो जाती है, और अराजक गति फिर से शुरू हो जाती है।

एक उदाहरण के रूप में, इलेक्ट्रोलिसिस की घटना पर विचार करें जब कॉपर सल्फेट CuSO4 के घोल में कॉपर इलेक्ट्रोड के साथ एक इलेक्ट्रॉन करंट पास किया जाता है।

इलेक्ट्रोलिसिस की घटना जब करंट कॉपर सल्फेट के घोल से होकर गुजरता है: C - इलेक्ट्रोलाइट वाला बर्तन, B - करंट सोर्स, C - स्विच

इलेक्ट्रोड के लिए आयनों का एक काउंटर मूवमेंट भी होगा। धनात्मक आयन कॉपर (Cu) आयन होगा, और ऋणात्मक आयन अम्ल अवशेष (SO4) आयन होगा। कॉपर आयन, कैथोड के संपर्क में आने पर, डिस्चार्ज हो जाएंगे (लापता इलेक्ट्रॉनों को खुद से जोड़कर), यानी, वे शुद्ध तांबे के तटस्थ अणुओं में परिवर्तित हो जाएंगे, और कैथोड पर सबसे पतली (आणविक) परत के रूप में जमा हो जाएंगे।

ऋणात्मक आयन, एनोड तक पहुँच जाने पर भी विसर्जित हो जाते हैं (अतिरिक्त इलेक्ट्रॉनों को छोड़ देते हैं)। लेकिन इस सब के साथ, वे एनोड के कॉपर के साथ एक रासायनिक प्रतिक्रिया में प्रवेश करते हैं, जिसके परिणामस्वरूप कॉपर Cu का एक अणु अम्लीय अवशेष SO4 से जुड़ा होता है और कॉपर सल्फेट CuS O4 का एक अणु दिखाई देता है, जो वापस आ जाता है इलेक्ट्रोलाइट।

चूंकि इस रासायनिक प्रक्रिया में लंबा समय लगता है, इसलिए कैथोड पर कॉपर जमा हो जाता है, जो इलेक्ट्रोलाइट से निकलता है। इस सब के साथ, कैथोड में गए तांबे के अणुओं के बजाय इलेक्ट्रोलाइट, दूसरे इलेक्ट्रोड - एनोड के विघटन के कारण नए तांबे के अणु प्राप्त करता है।

वही प्रक्रिया तब होती है जब तांबे के बजाय जस्ता इलेक्ट्रोड लिया जाता है, और इलेक्ट्रोलाइट जिंक सल्फेट Zn SO4 का एक समाधान होता है। जिंक को भी एनोड से कैथोड में स्थानांतरित किया जाएगा।

ऐसे कि, धातुओं और पानी के कंडक्टरों में इलेक्ट्रॉनिक धारा के बीच अंतरइस तथ्य में निहित है कि धातुओं में केवल मुक्त इलेक्ट्रॉन, अर्थात्, ऋणात्मक आवेश, आवेश वाहक होते हैं, जबकि इलेक्ट्रोलाइट्स में विद्युत पदार्थ के विपरीत आवेशित कणों द्वारा ले जाया जाता है - आयन विपरीत दिशाओं में चलते हैं। इसलिए कहते हैं कि इलेक्ट्रोलाइट्स में आयनिक चालकता होती है।

इलेक्ट्रोलिसिस की घटना 1837 में बी एस जैकोबी द्वारा खोजा गया था, जिन्होंने रासायनिक वर्तमान स्रोतों के अध्ययन और सुधार पर अनगिनत प्रयोग किए। जैकोबी ने पाया कि कॉपर सल्फेट के घोल में रखे गए इलेक्ट्रोड में से एक, जब एक इलेक्ट्रॉन करंट इसमें से गुजरता है, कॉपर से ढका होता है।

इस घटना को कहा जाता है ELECTROPLATINGव्यावहारिक अनुप्रयोगों की एक विस्तृत श्रृंखला पाता है। इसका एक उदाहरण अन्य धातुओं की पतली परत के साथ लोहे की वस्तुओं का लेप है, अर्थात निकल चढ़ाना, गिल्डिंग, चांदी चढ़ाना, आदि।

गैसें (वायु सहित) सामान्य परिस्थितियों में इलेक्ट्रॉन प्रवाह का संचालन नहीं करती हैं। उदाहरण के लिए, ओवरहेड लाइनों के नग्न तार, एक दूसरे के समानांतर निलंबित होने के कारण, हवा की एक परत द्वारा एक दूसरे से अलग हो जाते हैं।

लेकिन उच्चतम तापमान, एक बड़े संभावित अंतर और अन्य परिस्थितियों के प्रभाव में, गैसें, जैसे पानी के कंडक्टर, आयनित, यानी गैस अणुओं के कण बड़ी मात्रा में दिखाई देते हैं, जो बिजली के वाहक होने के कारण, के पारित होने की सुविधा प्रदान करते हैं गैस के माध्यम से इलेक्ट्रॉन प्रवाह।

लेकिन साथ ही, गैस का आयनीकरण पानी के कंडक्टर के आयनीकरण से भिन्न होता है। यदि पानी में एक अणु दो आवेशित भागों में टूट जाता है, तो गैसों में, आयनीकरण की क्रिया के तहत, इलेक्ट्रॉनों को हमेशा प्रत्येक अणु से अलग किया जाता है और एक आयन अणु के धनात्मक रूप से आवेशित भाग के रूप में रहता है।

जैसे ही गैस का आयनीकरण पूरा हो जाता है, यह प्रवाहकीय होना बंद कर देता है, जबकि एक तरल हमेशा इलेक्ट्रॉन प्रवाह का संवाहक बना रहता है। इस प्रकार, बाहरी परिस्थितियों की क्रिया के आधार पर गैस की चालकता एक अस्थायी घटना है।

लेकिन एक और तरह का डिस्चार्ज होता है जिसे कहा जाता है चाप निर्वहनया सिर्फ एक इलेक्ट्रॉनिक चाप। इलेक्ट्रॉनिक आर्क की घटना की खोज 19वीं शताब्दी की शुरुआत में पहले रूसी इलेक्ट्रिकल इंजीनियर वी. वी. पेट्रोव ने की थी।

वी. वी. पेट्रोव ने अनगिनत प्रयोग करते हुए पाया कि एक करंट स्रोत से जुड़े 2 चारकोल के बीच, हवा के माध्यम से एक निरंतर इलेक्ट्रॉनिक डिस्चार्ज दिखाई देता है, साथ में एक तेज रोशनी भी होती है। वी. वी. पेट्रोव ने अपने स्वयं के लेखन में लिखा है कि इन सबके साथ, "काली शांति काफी उज्ज्वल रूप से प्रकाशित हो सकती है।" तो पहली बार इलेक्ट्रॉनिक प्रकाश प्राप्त किया गया था, जिसका उपयोग वास्तव में एक अन्य रूसी विद्युत वैज्ञानिक पावेल निकोलाइविच याब्लोचकोव द्वारा किया गया था।

"याब्लोचकोव की मोमबत्ती", जिसका काम इलेक्ट्रॉनिक चाप के उपयोग पर आधारित है, ने उन दिनों इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग में एक वास्तविक क्रांति की।

आर्क डिस्चार्ज का उपयोग हमारे दिनों में प्रकाश स्रोत के रूप में किया जाता है, उदाहरण के लिए, सर्चलाइट और प्रोजेक्टर में। आर्क डिस्चार्ज का उच्चतम तापमान इसे आर्क फर्नेस के निर्माण के लिए उपयोग करने की अनुमति देता है। वर्तमान में, बहुत उच्च धारा द्वारा संचालित चाप भट्टियों का उपयोग कई उद्योगों में किया जाता है: स्टील, कच्चा लोहा, लौह मिश्र धातु, कांस्य, आदि को गलाने के लिए। और 1882 में, N. N. Benardos ने पहली बार धातु को काटने और वेल्डिंग करने के लिए आर्क डिस्चार्ज का उपयोग किया।

गैस ट्यूबों में, फ्लोरोसेंट लैंप, वोल्टेज स्टेबलाइजर्स, बिजली और आयन बीम प्राप्त करने के लिए, तथाकथित चमक गैस निर्वहन.

स्पार्क डिस्चार्ज का उपयोग गोलाकार स्पार्क गैप की मदद से विशाल संभावित अंतरों को मापने के लिए किया जाता है, जिसके इलेक्ट्रोड एक पॉलिश सतह के साथ दो लोहे के गोले होते हैं। गेंदों को अलग कर दिया जाता है, और उन पर एक मापा संभावित अंतर लागू किया जाता है। फिर गेंदों को तब तक एक साथ लाया जाता है जब तक कि उनके बीच एक चिंगारी न कूद जाए। गेंदों के व्यास, उनके बीच की दूरी, हवा के दबाव, तापमान और आर्द्रता को जानने के बाद, वे विशेष तालिकाओं के अनुसार गेंदों के बीच संभावित अंतर पाते हैं। इस तरह, कई प्रतिशत की सटीकता के साथ, 10 हजार वोल्ट के क्रम के संभावित अंतर को निर्धारित करना संभव है।

अभी के लिए इतना ही। ठीक है, यदि आप अधिक जानना चाहते हैं, तो मैं मिशा वानुशिन की सीडी पर ध्यान देने की सलाह देता हूं:

"डीवीडी पर वीडियो प्रारूप में शुरुआती लोगों के लिए बिजली के बारे में"

विषय पर रिपोर्ट करें:

बिजली

तरल पदार्थों में

(इलेक्ट्रोलाइट्स)

इलेक्ट्रोलीज़

फैराडे के नियम

प्राथमिक विद्युत आवेश

विद्यार्थियों 8 वां कक्षा « बी »

ली ओगिनोवा एम एरियस लेकिन एंड्रीवनी

मास्को 2003

स्कूल नंबर 91

परिचय

हमारे जीवन में बहुत सी चीजें पानी (इलेक्ट्रोलाइट्स) में लवण के घोल की विद्युत चालकता से जुड़ी हैं। पहले दिल की धड़कन (मानव शरीर में "जीवित" बिजली, जो कि 80% पानी है) से लेकर सड़क पर कारों तक, खिलाड़ी और मोबाइल फोन (इन उपकरणों का एक अभिन्न अंग "बैटरी" हैं - विद्युत रासायनिक बैटरी और विभिन्न बैटरी - सीसे से कारों में एसिड से लेकर सबसे महंगे मोबाइल फोन में लिथियम पॉलीमर तक)। जहरीले वाष्पों के साथ धूम्रपान करने वाले विशाल वत्स में, एल्यूमीनियम एक विशाल तापमान पर पिघले हुए बॉक्साइट से इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा प्राप्त किया जाता है - हवाई जहाज के लिए "पंख वाली" धातु और फैंटा के लिए डिब्बे। चारों ओर सब कुछ - एक विदेशी कार के क्रोम-प्लेटेड रेडिएटर ग्रिल से लेकर कान में सिल्वर-प्लेटेड ईयररिंग तक - कभी भी एक घोल या पिघला हुआ नमक, और इसलिए तरल पदार्थ में एक विद्युत प्रवाह का सामना करना पड़ा है। कोई आश्चर्य नहीं कि इस घटना का अध्ययन पूरे विज्ञान - इलेक्ट्रोकैमिस्ट्री द्वारा किया जाता है। लेकिन अब हम इस घटना की भौतिक नींव में अधिक रुचि रखते हैं।

समाधान में विद्युत प्रवाह। इलेक्ट्रोलाइट्स

8वीं कक्षा में भौतिकी के पाठों से, हम जानते हैं कि कंडक्टरों (धातुओं) में आवेश ऋणात्मक रूप से आवेशित इलेक्ट्रॉनों द्वारा वहन किया जाता है।

आवेशित कणों की क्रमबद्ध गति को विद्युत धारा कहते हैं।

लेकिन अगर हम डिवाइस को इकट्ठा करते हैं (ग्रेफाइट इलेक्ट्रोड के साथ):

तब हम यह सुनिश्चित करेंगे कि एमीटर की सुई विचलित हो जाए - विलयन से धारा प्रवाहित होती है! विलयन में आवेशित कण क्या होते हैं?

1877 में वापस, स्वीडिश वैज्ञानिक Svante Arrhenius, विभिन्न पदार्थों के समाधान की विद्युत चालकता का अध्ययन करते हुए, इस निष्कर्ष पर पहुंचे कि यह आयनों के कारण होता है जो नमक के पानी में घुलने पर बनते हैं। पानी में घुलने पर, CuSO 4 अणु दो अलग-अलग आवेशित आयनों - Cu 2+ और SO 4 2- में विघटित (पृथक) हो जाता है। सरलीकृत, चल रही प्रक्रियाओं को निम्न सूत्र द्वारा दर्शाया जा सकता है:

CuSO 4 Cu 2+ +SO 4 2-

लवण, क्षार, अम्ल के विद्युत प्रवाह का संचालन करें।

वे पदार्थ जिनके विलयन विद्युत का चालन करते हैं, विद्युत अपघट्य कहलाते हैं।

चीनी, शराब, ग्लूकोज और कुछ अन्य पदार्थों के घोल बिजली का संचालन नहीं करते हैं।

वे पदार्थ जिनके विलयन विद्युत का चालन नहीं करते हैं, अ-इलेक्ट्रोलाइट कहलाते हैं।

इलेक्ट्रोलाइटिक पृथक्करण

इलेक्ट्रोलाइट के आयनों में अपघटन की प्रक्रिया को इलेक्ट्रोलाइटिक पृथक्करण कहा जाता है।

समाधान के भौतिक सिद्धांत का पालन करने वाले एस अरहेनियस ने पानी के साथ इलेक्ट्रोलाइट की बातचीत को ध्यान में नहीं रखा और माना कि समाधान में मुक्त आयन मौजूद थे। इसके विपरीत, रूसी रसायनज्ञ I. A. Kablukov और V. A. Kistyakovsky ने इलेक्ट्रोलाइटिक पृथक्करण की व्याख्या करने के लिए D. I. Mendeleev के रासायनिक सिद्धांत को लागू किया और साबित किया कि जब इलेक्ट्रोलाइट भंग हो जाता है, तो पानी के साथ विलेय की रासायनिक बातचीत होती है, जिससे हाइड्रेट्स का निर्माण होता है, और फिर वे आयनों में अलग हो जाते हैं। उनका मानना ​​​​था कि समाधान में मुक्त नहीं होते हैं, "नग्न" आयन नहीं होते हैं, लेकिन हाइड्रेटेड वाले होते हैं, जो पानी के अणुओं के "एक फर कोट में तैयार" होते हैं। इसलिए, इलेक्ट्रोलाइट अणुओं का पृथक्करण निम्नलिखित क्रम में होता है:

ए) इलेक्ट्रोलाइट अणु के ध्रुवों के आसपास पानी के अणुओं का उन्मुखीकरण

बी) इलेक्ट्रोलाइट अणु का जलयोजन

सी) इसका आयनीकरण

डी) हाइड्रेटेड आयनों में इसका क्षय

इलेक्ट्रोलाइटिक पृथक्करण की डिग्री के संबंध में, इलेक्ट्रोलाइट्स को मजबूत और कमजोर में विभाजित किया जाता है।

- मजबूत इलेक्ट्रोलाइट्स- वे, जो भंग होने पर, लगभग पूरी तरह से अलग हो जाते हैं।

पृथक्करण की डिग्री का उनका मूल्य एकता की ओर जाता है।

- कमजोर इलेक्ट्रोलाइट्स- वे जो भंग होने पर लगभग अलग नहीं होते हैं। उनके पृथक्करण की डिग्री शून्य हो जाती है।

इससे हम यह निष्कर्ष निकालते हैं कि इलेक्ट्रोलाइट समाधानों में विद्युत आवेश (विद्युत प्रवाह के वाहक) के वाहक इलेक्ट्रॉन नहीं होते हैं, बल्कि सकारात्मक और नकारात्मक रूप से आवेशित होते हैं हाइड्रेटेड आयन .

इलेक्ट्रोलाइट प्रतिरोध की तापमान निर्भरता

जब तापमान बढ़ता हैपृथक्करण की प्रक्रिया सुगम हो जाती है, आयनों की गतिशीलता बढ़ जाती है और इलेक्ट्रोलाइट प्रतिरोध बूँदें .

कैथोड और एनोड। धनायन और ऋणायन

लेकिन विद्युत प्रवाह के प्रभाव में आयनों का क्या होता है?

आइए अपने डिवाइस पर वापस जाएं:

समाधान में, CuSO 4 आयनों में अलग हो जाता है - Cu 2+ और SO 4 2-। धनावेशित आयन Cu2+ (उद्धरण)एक नकारात्मक चार्ज इलेक्ट्रोड के लिए आकर्षित कैथोड, जहां यह लापता इलेक्ट्रॉनों को प्राप्त करता है और धात्विक तांबे में बदल जाता है - एक साधारण पदार्थ। यदि आप वर्तमान समाधान से गुजरने के बाद डिवाइस से कैथोड को हटाते हैं, तो लाल-लाल कोटिंग को नोटिस करना आसान है - यह धातु तांबा है।

फैराडे का पहला नियम

क्या हम पता लगा सकते हैं कि कितना तांबा निकला? प्रयोग से पहले और बाद में कैथोड का वजन करके, जमा धातु के द्रव्यमान को सटीक रूप से निर्धारित किया जा सकता है। माप से पता चलता है कि इलेक्ट्रोड पर जारी पदार्थ का द्रव्यमान वर्तमान ताकत और इलेक्ट्रोलिसिस समय पर निर्भर करता है:

जहाँ K आनुपातिकता कारक है, जिसे भी कहा जाता है विद्युत रासायनिक समकक्ष .

नतीजतन, जारी पदार्थ का द्रव्यमान वर्तमान की ताकत और इलेक्ट्रोलिसिस के समय के सीधे आनुपातिक है। लेकिन वर्तमान समय के साथ (सूत्र के अनुसार):

एक आरोप है।

इसलिए, इलेक्ट्रोड पर छोड़े गए पदार्थ का द्रव्यमान चार्ज या इलेक्ट्रोलाइट से गुजरने वाली बिजली की मात्रा के समानुपाती होता है।

एम = केक्यू

इस कानून की खोज 1843 में अंग्रेजी वैज्ञानिक माइकल फैराडे ने प्रयोगात्मक रूप से की थी और इसे कहा जाता है फैराडे का पहला नियम .

फैराडे का दूसरा नियम

और विद्युत रासायनिक समतुल्य क्या है और यह किस पर निर्भर करता है? इस सवाल का जवाब भी माइकल फैराडे ने दिया था।

कई प्रयोगों के आधार पर, वह इस निष्कर्ष पर पहुंचा कि यह मान प्रत्येक पदार्थ की विशेषता है। इसलिए, उदाहरण के लिए, लैपिस (सिल्वर नाइट्रेट AgNO 3) के घोल के इलेक्ट्रोलिसिस के दौरान, 1 लटकन 1.1180 मिलीग्राम चांदी छोड़ता है; किसी भी चांदी के नमक के 1 लटकन के चार्ज के साथ इलेक्ट्रोलिसिस के दौरान चांदी की समान मात्रा जारी की जाती है। किसी अन्य धातु के नमक के इलेक्ट्रोलिसिस के दौरान, 1 लटकन इस धातु की एक अलग मात्रा को छोड़ता है। इस तरह , किसी पदार्थ का विद्युत रासायनिक समतुल्य इस पदार्थ का द्रव्यमान है जो एक विलयन से प्रवाहित होने वाली विद्युत के 1 कूलॉम द्वारा इलेक्ट्रोलिसिस के दौरान छोड़ा जाता है . यहाँ कुछ पदार्थों के लिए इसके मूल्य हैं:

पदार्थ	मिलीग्राम/के . में कश्मीर
एजी (रजत)
एच (हाइड्रोजन)

तालिका से हम देखते हैं कि विभिन्न पदार्थों के विद्युत रासायनिक समकक्ष एक दूसरे से काफी भिन्न होते हैं। किसी पदार्थ के विद्युत-रासायनिक तुल्यांक का मान किन गुणों पर निर्भर करता है? इस प्रश्न का उत्तर है फैराडे का दूसरा नियम :

विभिन्न पदार्थों के विद्युत रासायनिक समकक्ष उनके परमाणु भार के समानुपाती होते हैं और उनकी रासायनिक संयोजकता को व्यक्त करने वाली संख्याओं के व्युत्क्रमानुपाती होते हैं।

एन - वैलेंस

ए - परमाणु भार

- इस पदार्थ का रासायनिक तुल्यांक कहलाता है

- आनुपातिकता का गुणांक, जो पहले से ही एक सार्वभौमिक स्थिरांक है, अर्थात इसका सभी पदार्थों के लिए समान मूल्य है। यदि हम विद्युत रासायनिक समतुल्य को g/k में मापते हैं, तो हम पाते हैं कि यह 1.037´10 -5 g/k के बराबर है।

पहले और दूसरे फैराडे के नियमों को मिलाकर, हम प्राप्त करते हैं:

इस सूत्र का एक सरल भौतिक अर्थ है: एफ संख्यात्मक रूप से उस चार्ज के बराबर है जिसे किसी भी इलेक्ट्रोलाइट के माध्यम से पारित किया जाना चाहिए ताकि इलेक्ट्रोड पर एक पदार्थ को एक रासायनिक समकक्ष के बराबर मात्रा में छोड़ा जा सके। F को फैराडे नंबर कहा जाता है और यह 96400 kg/g के बराबर होता है।

एक तिल और उसमें अणुओं की संख्या। अवोगाद्रो की संख्या

8 वीं कक्षा के रसायन विज्ञान पाठ्यक्रम से, हम जानते हैं कि रासायनिक प्रतिक्रियाओं में शामिल पदार्थों की मात्रा को मापने के लिए एक विशेष इकाई, मोल को चुना गया था। किसी पदार्थ के एक मोल को मापने के लिए, आपको उसके सापेक्ष आणविक भार के बराबर ग्राम लेना होगा।

उदाहरण के लिए, 1 मोल पानी (H 2 O) 18 ग्राम (1 + 1 + 16 = 18) के बराबर है, ऑक्सीजन का एक मोल (O 2) 32 ग्राम है, और लोहे का एक मोल (Fe) 56 ग्राम है। लेकिन जो हमारे लिए विशेष रूप से महत्वपूर्ण है, यह स्थापित किया गया है कि किसी भी पदार्थ का 1 मोल हमेशा होता है रोकना अणुओं की समान संख्या .

तिल किसी पदार्थ की वह मात्रा है जिसमें 6 . होता है ´ इस पदार्थ के 10 23 अणु।

इतालवी वैज्ञानिक ए. अवोगाद्रो के सम्मान में यह संख्या ( एन) कहा जाता है निरंतर अवोगाद्रोया अवोगाद्रो की संख्या .

सूत्र से यह इस प्रकार है कि यदि क्यू = एफ, फिर । इसका मतलब यह है कि जब 96400 कूलॉम के बराबर चार्ज इलेक्ट्रोलाइट से होकर गुजरता है, तो किसी भी पदार्थ का ग्राम निकल जाएगा। दूसरे शब्दों में, एक मोनोवैलेंट पदार्थ के एक मोल को मुक्त करने के लिए, इलेक्ट्रोलाइट के माध्यम से एक चार्ज प्रवाहित होना चाहिए क्यू = एफपेंडेंट लेकिन हम जानते हैं कि किसी पदार्थ के किसी भी मोल में उसके अणुओं की संख्या समान होती है - एन = 6x10 23. यह हमें एक मोनोवैलेंट पदार्थ के एक आयन के आवेश की गणना करने की अनुमति देता है - प्राथमिक विद्युत आवेश - एक (!) इलेक्ट्रॉन का आवेश:

इलेक्ट्रोलिसिस का अनुप्रयोग

शुद्ध धातु (रिफाइनिंग, रिफाइनिंग) प्राप्त करने के लिए इलेक्ट्रोलाइटिक विधि। एनोड विघटन के साथ इलेक्ट्रोलिसिस

एक अच्छा उदाहरण तांबे का इलेक्ट्रोलाइटिक शोधन (शोधन) है। अयस्क से सीधे प्राप्त तांबे को प्लेटों के रूप में डाला जाता है और CuSO 4 के घोल में एनोड के रूप में रखा जाता है। स्नान के इलेक्ट्रोड (0.20-0.25V) पर वोल्टेज का चयन करके, यह सुनिश्चित करना संभव है कि कैथोड पर केवल धातु तांबा छोड़ा जाता है। इस मामले में, विदेशी अशुद्धियाँ या तो घोल में चली जाती हैं (कैथोड पर वर्षा के बिना) या अवक्षेप ("एनोड कीचड़") के रूप में स्नान के तल पर गिरती हैं। एनोड पदार्थ के धनायनों को SO 4 2- आयनों के साथ जोड़ा जाता है, और इस वोल्टेज पर कैथोड पर केवल धात्विक तांबा छोड़ा जाता है। एनोड, जैसा कि यह था, "विघटित"। इस तरह की शुद्धि 99.99% ("चार नाइन") की शुद्धता प्राप्त करने की अनुमति देती है। कीमती धातुओं (गोल्ड एयू, सिल्वर एजी) को उसी तरह (रिफाइनिंग) शुद्ध किया जाता है।

वर्तमान में, सभी एल्युमीनियम (Al) का इलेक्ट्रोलाइटिक रूप से (पिघला हुआ बॉक्साइट से) खनन किया जाता है।

विद्युत

विद्युत - लागू इलेक्ट्रोकैमिस्ट्री का क्षेत्र, जो धातु और गैर-धातु उत्पादों की सतह पर धातु कोटिंग्स लगाने की प्रक्रियाओं से संबंधित है, जब प्रत्यक्ष विद्युत प्रवाह उनके नमक के समाधान से गुजरता है। इलेक्ट्रोप्लेटिंग में विभाजित है ELECTROPLATING तथा ELECTROPLATING .

इलेक्ट्रोलिसिस के माध्यम से, धातु की वस्तुओं को किसी अन्य धातु की परत से ढंकना संभव है। इस प्रक्रिया को कहा जाता है ELECTROPLATING. विशेष रूप से तकनीकी महत्व धातुओं के साथ कोटिंग्स हैं जिन्हें ऑक्सीकरण करना मुश्किल है, विशेष रूप से निकल और क्रोमियम चढ़ाना, साथ ही चांदी और सोना चढ़ाना, जो अक्सर धातुओं को जंग से बचाने के लिए उपयोग किया जाता है। वांछित कोटिंग्स प्राप्त करने के लिए, वस्तु को अच्छी तरह से साफ किया जाता है, अच्छी तरह से degreased और एक इलेक्ट्रोलाइटिक स्नान में कैथोड के रूप में रखा जाता है जिसमें धातु का नमक होता है जिसके साथ वे वस्तु को कवर करना चाहते हैं। अधिक समान कोटिंग के लिए, दो प्लेटों को एनोड के रूप में उपयोग करना उपयोगी होता है, उनके बीच एक वस्तु रखकर।

इसके अलावा, इलेक्ट्रोलिसिस के माध्यम से, न केवल वस्तुओं को एक या किसी अन्य धातु की परत के साथ कवर करना संभव है, बल्कि उनकी राहत धातु प्रतियां (उदाहरण के लिए, सिक्के, पदक) बनाना भी संभव है। इस प्रक्रिया का आविष्कार रूसी भौतिक विज्ञानी और इलेक्ट्रिकल इंजीनियर, रूसी विज्ञान अकादमी के सदस्य बोरिस सेमेनोविच जैकोबी (1801-1874) ने XIX सदी के चालीसवें दशक में किया था और इसे कहा जाता है ELECTROPLATING . किसी वस्तु की एक राहत प्रतिलिपि बनाने के लिए, पहले कुछ प्लास्टिक सामग्री, जैसे मोम से एक छाप बनाई जाती है। इस कास्ट को ग्रेफाइट से रगड़ा जाता है और कैथोड के रूप में इलेक्ट्रोलाइटिक बाथ में डुबोया जाता है, जहां इस पर धातु की एक परत जमा होती है। इसका उपयोग मुद्रण उद्योग में मुद्रण रूपों के निर्माण में किया जाता है।

उपरोक्त के अलावा, इलेक्ट्रोलिसिस ने अन्य क्षेत्रों में आवेदन पाया है:

धातुओं पर ऑक्साइड सुरक्षात्मक फिल्में प्राप्त करना (एनोडाइजिंग);

धातु उत्पाद (पॉलिशिंग) का विद्युत रासायनिक सतह उपचार;

धातुओं का विद्युत रासायनिक रंग (उदाहरण के लिए, तांबा, पीतल, जस्ता, क्रोमियम, आदि);

जल शोधन इसमें से घुलनशील अशुद्धियों को दूर करना है। परिणाम तथाकथित शीतल जल है (इसके गुणों में आसुत जल के करीब पहुंचना);

काटने के उपकरणों (जैसे सर्जिकल चाकू, रेज़र, आदि) का इलेक्ट्रोकेमिकल शार्पनिंग।

प्रयुक्त साहित्य की सूची:

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विद्युत धारा की परिभाषा से हर कोई परिचित है। इसे आवेशित कणों की निर्देशित गति के रूप में दर्शाया जाता है। विभिन्न वातावरणों में इस तरह के आंदोलन में मूलभूत अंतर होते हैं। इस घटना के मूल उदाहरण के रूप में, कोई तरल पदार्थ में विद्युत प्रवाह के प्रवाह और प्रसार की कल्पना कर सकता है। इस तरह की घटनाएं अलग-अलग गुणों की विशेषता होती हैं और आवेशित कणों की क्रमबद्ध गति से गंभीर रूप से भिन्न होती हैं, जो विभिन्न तरल पदार्थों के प्रभाव में नहीं बल्कि सामान्य परिस्थितियों में होती हैं।

चित्रा 1. तरल पदार्थ में विद्युत प्रवाह। लेखक24 - छात्र पत्रों का ऑनलाइन आदान-प्रदान

द्रवों में विद्युत धारा का निर्माण

इस तथ्य के बावजूद कि विद्युत प्रवाह के संचालन की प्रक्रिया धातु उपकरणों (कंडक्टर) के माध्यम से की जाती है, तरल पदार्थों में करंट आवेशित आयनों की गति पर निर्भर करता है जिन्होंने किसी विशिष्ट कारण से ऐसे परमाणुओं और अणुओं को प्राप्त या खो दिया है। इस तरह के आंदोलन का एक संकेतक एक निश्चित पदार्थ के गुणों में बदलाव है, जहां आयन गुजरते हैं। इस प्रकार, विभिन्न तरल पदार्थों में करंट के निर्माण की एक विशिष्ट अवधारणा बनाने के लिए विद्युत प्रवाह की मूल परिभाषा पर भरोसा करना आवश्यक है। यह निर्धारित किया जाता है कि नकारात्मक रूप से चार्ज किए गए आयनों का अपघटन सकारात्मक मूल्यों के साथ वर्तमान स्रोत के क्षेत्र में आंदोलन में योगदान देता है। ऐसी प्रक्रियाओं में सकारात्मक रूप से चार्ज किए गए आयन विपरीत दिशा में - एक नकारात्मक वर्तमान स्रोत की ओर बढ़ेंगे।

तरल कंडक्टर तीन मुख्य प्रकारों में विभाजित हैं:

• अर्धचालक;
• डाइलेक्ट्रिक्स;
• संवाहक।

परिभाषा 1

इलेक्ट्रोलाइटिक पृथक्करण एक निश्चित समाधान के अणुओं के नकारात्मक और सकारात्मक चार्ज आयनों में अपघटन की प्रक्रिया है।

यह स्थापित किया जा सकता है कि तरल पदार्थों में विद्युत प्रवाह प्रयुक्त तरल पदार्थों की संरचना और रासायनिक गुणों में परिवर्तन के बाद हो सकता है। यह सामान्य धातु कंडक्टर का उपयोग करते समय अन्य तरीकों से विद्युत प्रवाह के प्रसार के सिद्धांत का पूरी तरह से खंडन करता है।

फैराडे के प्रयोग और इलेक्ट्रोलिसिस

द्रवों में विद्युत धारा का प्रवाह आवेशित आयनों की गति का एक उत्पाद है। तरल पदार्थों में विद्युत प्रवाह के उद्भव और प्रसार से जुड़ी समस्याओं के कारण प्रसिद्ध वैज्ञानिक माइकल फैराडे का अध्ययन हुआ। कई व्यावहारिक अध्ययनों की मदद से, वह इस बात का प्रमाण खोजने में सक्षम था कि इलेक्ट्रोलिसिस के दौरान जारी पदार्थ का द्रव्यमान समय और बिजली की मात्रा पर निर्भर करता है। इस मामले में, जिस समय के दौरान प्रयोग किए गए थे वह महत्वपूर्ण है।

वैज्ञानिक यह भी पता लगाने में सक्षम थे कि इलेक्ट्रोलिसिस की प्रक्रिया में, जब किसी पदार्थ की एक निश्चित मात्रा जारी की जाती है, तो उतनी ही मात्रा में विद्युत आवेशों की आवश्यकता होती है। इस मात्रा को एक स्थिर मान में सटीक रूप से स्थापित और स्थिर किया गया था, जिसे फैराडे संख्या कहा जाता था।

तरल पदार्थों में, विद्युत प्रवाह में अलग-अलग प्रसार स्थितियां होती हैं। यह पानी के अणुओं के साथ बातचीत करता है। वे आयनों के सभी संचलन को महत्वपूर्ण रूप से बाधित करते हैं, जो एक पारंपरिक धातु कंडक्टर का उपयोग करते हुए प्रयोगों में नहीं देखा गया था। इससे यह निष्कर्ष निकलता है कि इलेक्ट्रोलाइटिक प्रतिक्रियाओं के दौरान करंट का उत्पादन इतना बड़ा नहीं होगा। हालांकि, जैसे-जैसे समाधान का तापमान बढ़ता है, चालकता धीरे-धीरे बढ़ती है। इसका मतलब है कि विद्युत प्रवाह का वोल्टेज बढ़ रहा है। इलेक्ट्रोलिसिस की प्रक्रिया में, यह देखा गया है कि किसी विशेष अणु के नकारात्मक या सकारात्मक आयन आवेशों में विघटित होने की संभावना पदार्थ या विलायक के अणुओं की बड़ी संख्या के कारण बढ़ जाती है। जब समाधान एक निश्चित मानदंड से अधिक आयनों से संतृप्त होता है, तो विपरीत प्रक्रिया होती है। विलयन की चालकता फिर से घटने लगती है।

वर्तमान में, इलेक्ट्रोलिसिस प्रक्रिया ने विज्ञान के कई क्षेत्रों और क्षेत्रों में और उत्पादन में अपना आवेदन पाया है। औद्योगिक उद्यम इसका उपयोग धातु के उत्पादन या प्रसंस्करण में करते हैं। विद्युत रासायनिक प्रतिक्रियाएं इसमें शामिल हैं:

• नमक इलेक्ट्रोलिसिस;
• विद्युत चढ़ाना;
• सतह चमकाने;
• अन्य रेडॉक्स प्रक्रियाएं।

निर्वात और तरल पदार्थों में विद्युत प्रवाह

तरल पदार्थ और अन्य मीडिया में विद्युत प्रवाह का प्रसार एक जटिल प्रक्रिया है जिसकी अपनी विशेषताएं, विशेषताएं और गुण हैं। तथ्य यह है कि ऐसे मीडिया में निकायों में पूरी तरह से कोई शुल्क नहीं होता है, इसलिए उन्हें आमतौर पर डाइलेक्ट्रिक्स कहा जाता है। शोध का मुख्य लक्ष्य ऐसी परिस्थितियों का निर्माण करना था जिसके तहत परमाणु और अणु अपनी गति शुरू कर सकें और विद्युत प्रवाह उत्पन्न करने की प्रक्रिया शुरू हुई। ऐसा करने के लिए, यह विशेष तंत्र या उपकरणों का उपयोग करने के लिए प्रथागत है। ऐसे मॉड्यूलर उपकरणों का मुख्य तत्व धातु की प्लेटों के रूप में कंडक्टर हैं।

वर्तमान के मुख्य मापदंडों को निर्धारित करने के लिए, ज्ञात सिद्धांतों और सूत्रों का उपयोग करना आवश्यक है। सबसे आम है ओम का नियम। यह एक सार्वभौमिक एम्पीयर विशेषता के रूप में कार्य करता है, जहां वर्तमान-वोल्टेज निर्भरता के सिद्धांत को लागू किया जाता है। याद रखें कि वोल्टेज को एम्पीयर की इकाइयों में मापा जाता है।

पानी और नमक के प्रयोगों के लिए नमक के पानी से एक बर्तन तैयार करना जरूरी है। यह तरल पदार्थों में विद्युत प्रवाह उत्पन्न होने पर होने वाली प्रक्रियाओं का एक व्यावहारिक और दृश्य विचार देगा। इसके अलावा, स्थापना में आयताकार इलेक्ट्रोड और बिजली की आपूर्ति होनी चाहिए। प्रयोगों के लिए पूर्ण पैमाने पर तैयारी के लिए, आपके पास एक एम्पीयर इंस्टॉलेशन होना चाहिए। यह बिजली की आपूर्ति से इलेक्ट्रोड तक ऊर्जा का संचालन करने में मदद करेगा।

धातु की प्लेटें चालक के रूप में कार्य करेंगी। उन्हें इस्तेमाल किए गए तरल में डुबोया जाता है, और फिर वोल्टेज जुड़ा होता है। कणों की गति तुरंत शुरू हो जाती है। यह बेतरतीब ढंग से चलता है। जब कंडक्टरों के बीच एक चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न होता है, तो कण आंदोलन की पूरी प्रक्रिया का आदेश दिया जाता है।

आयन आवेशों को बदलना और संयोजित करना शुरू कर देते हैं। इस प्रकार कैथोड एनोड बन जाते हैं और एनोड कैथोड बन जाते हैं। इस प्रक्रिया में, विचार करने के लिए कई अन्य महत्वपूर्ण कारक भी हैं:

• हदबंदी स्तर;
• तापमान;
• विद्युतीय प्रतिरोध;
• प्रत्यावर्ती या प्रत्यक्ष धारा का उपयोग।

प्रयोग के अंत में प्लेटों पर नमक की एक परत बन जाती है।

उनके विद्युत गुणों के संबंध में, तरल पदार्थ बहुत विविध हैं। ठोस अवस्था में धातुओं की तरह पिघली हुई धातुओं में उच्च विद्युत चालकता होती है जो मुक्त इलेक्ट्रॉनों की उच्च सांद्रता से जुड़ी होती है।

कई तरल पदार्थ, जैसे शुद्ध पानी, शराब, मिट्टी का तेल, अच्छे डाइलेक्ट्रिक्स हैं, क्योंकि उनके अणु विद्युत रूप से तटस्थ होते हैं और उनमें कोई मुक्त आवेश वाहक नहीं होते हैं।

इलेक्ट्रोलाइट्स। तरल पदार्थों का एक विशेष वर्ग तथाकथित इलेक्ट्रोलाइट्स होता है, जिसमें अकार्बनिक एसिड, लवण और क्षार, आयनिक क्रिस्टल के पिघलने आदि के जलीय घोल शामिल होते हैं। इलेक्ट्रोलाइट्स को आयनों की उच्च सांद्रता की उपस्थिति की विशेषता होती है, जो इसे विद्युत के लिए संभव बनाते हैं। पारित करने के लिए वर्तमान। ये आयन पिघलने के दौरान और विघटन के दौरान उत्पन्न होते हैं, जब विलायक के अणुओं के विद्युत क्षेत्रों के प्रभाव में, विलेय के अणु अलग-अलग सकारात्मक और नकारात्मक रूप से आवेशित आयनों में विघटित हो जाते हैं। इस प्रक्रिया को इलेक्ट्रोलाइटिक पृथक्करण कहा जाता है।

इलेक्ट्रोलाइटिक पृथक्करण।किसी दिए गए पदार्थ के पृथक्करण की डिग्री, यानी आयनों में विघटित विलेय के अणुओं का अनुपात, तापमान, घोल की सांद्रता और विलायक की पारगम्यता पर निर्भर करता है। जैसे-जैसे तापमान बढ़ता है, पृथक्करण की डिग्री बढ़ती है। विपरीत संकेतों के आयन फिर से तटस्थ अणुओं में एकजुट होकर पुनर्संयोजन कर सकते हैं। निरंतर बाहरी परिस्थितियों में, समाधान में एक गतिशील संतुलन स्थापित होता है, जिसमें पुनर्संयोजन और पृथक्करण की प्रक्रियाएं एक दूसरे की क्षतिपूर्ति करती हैं।

गुणात्मक रूप से, विलेय की सांद्रता पर पृथक्करण की डिग्री की निर्भरता को निम्नलिखित सरल तर्क का उपयोग करके स्थापित किया जा सकता है। यदि एक इकाई आयतन में विलेय के अणु होते हैं, तो उनमें से कुछ वियोजित होते हैं, और शेष अलग नहीं होते हैं। विलयन के प्रति इकाई आयतन में वियोजन के प्राथमिक कृत्यों की संख्या अविभाजित अणुओं की संख्या के समानुपाती होती है और इसलिए बराबर होती है जहां ए इलेक्ट्रोलाइट की प्रकृति और तापमान के आधार पर एक गुणांक है। पुनर्संयोजन कृत्यों की संख्या विपरीत आयनों की टक्करों की संख्या के समानुपाती होती है, अर्थात उन और अन्य दोनों आयनों की संख्या के समानुपाती होती है। इसलिए, यह उस जगह के बराबर है जहां बी एक निश्चित तापमान पर किसी दिए गए पदार्थ के लिए एक गुणांक है।

गतिशील संतुलन की स्थिति में

अनुपात एकाग्रता पर निर्भर नहीं करता है यह देखा जा सकता है कि समाधान की एकाग्रता जितनी कम होगी, एकता के करीब होगा: बहुत पतला समाधान में, विलेय के लगभग सभी अणु अलग हो जाते हैं।

विलायक का ढांकता हुआ स्थिरांक जितना अधिक होता है, विलेय के अणुओं में आयनिक बंध उतने ही कमजोर होते हैं और, परिणामस्वरूप, पृथक्करण की डिग्री उतनी ही अधिक होती है। तो, हाइड्रोक्लोरिक एसिड पानी में घुलने पर उच्च विद्युत चालकता वाला इलेक्ट्रोलाइट देता है, जबकि एथिल ईथर में इसका घोल बिजली का बहुत खराब कंडक्टर होता है।

असामान्य इलेक्ट्रोलाइट्स।बहुत ही असामान्य इलेक्ट्रोलाइट्स भी हैं। उदाहरण के लिए, इलेक्ट्रोलाइट ग्लास है, जो अत्यधिक चिपचिपाहट वाला अत्यधिक सुपरकूल्ड तरल है। गर्म होने पर, कांच नरम हो जाता है और इसकी चिपचिपाहट बहुत कम हो जाती है। कांच में मौजूद सोडियम आयन एक ध्यान देने योग्य गतिशीलता प्राप्त करते हैं, और विद्युत प्रवाह का मार्ग संभव हो जाता है, हालांकि कांच सामान्य तापमान पर एक अच्छा इन्सुलेटर है।

चावल। 106. गर्म होने पर कांच की विद्युत चालकता का प्रदर्शन

इसका एक स्पष्ट प्रदर्शन एक प्रयोग के रूप में काम कर सकता है, जिसकी योजना अंजीर में दिखाई गई है। 106. एक कांच की छड़ को रिओस्टेट के माध्यम से प्रकाश नेटवर्क से जोड़ा जाता है जबकि छड़ ठंडी होती है, कांच के उच्च प्रतिरोध के कारण सर्किट में धारा नगण्य होती है। यदि छड़ी को गैस बर्नर से 300-400 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर गर्म किया जाता है, तो इसका प्रतिरोध कई दसियों ओम तक गिर जाएगा और प्रकाश बल्ब फिलामेंट एल गर्म हो जाएगा। अब आप कुंजी K से लाइट बल्ब को शॉर्ट-सर्किट कर सकते हैं। इस स्थिति में, सर्किट का प्रतिरोध कम हो जाएगा और करंट बढ़ जाएगा। ऐसी परिस्थितियों में, छड़ी को विद्युत प्रवाह द्वारा प्रभावी ढंग से गर्म किया जाएगा और एक उज्ज्वल चमक के लिए गरम किया जाएगा, भले ही बर्नर हटा दिया गया हो।

आयनिक चालन।इलेक्ट्रोलाइट में विद्युत प्रवाह का मार्ग ओम के नियम द्वारा वर्णित है

इलेक्ट्रोलाइट में एक विद्युत प्रवाह मनमाने ढंग से छोटे लागू वोल्टेज पर होता है।

इलेक्ट्रोलाइट में आवेश वाहक धनात्मक और ऋणात्मक रूप से आवेशित आयन होते हैं। इलेक्ट्रोलाइट्स की विद्युत चालकता का तंत्र कई तरह से ऊपर वर्णित गैसों की विद्युत चालकता के तंत्र के समान है। मुख्य अंतर इस तथ्य के कारण हैं कि गैसों में आवेश वाहकों की गति का प्रतिरोध मुख्य रूप से तटस्थ परमाणुओं के साथ उनके टकराव के कारण होता है। इलेक्ट्रोलाइट्स में, आयनों की गतिशीलता आंतरिक घर्षण के कारण होती है - चिपचिपापन - जब वे एक विलायक में चलते हैं।

जैसे-जैसे तापमान बढ़ता है, धातुओं के विपरीत इलेक्ट्रोलाइट्स की चालकता बढ़ जाती है। यह इस तथ्य के कारण है कि बढ़ते तापमान के साथ, हदबंदी की डिग्री बढ़ जाती है और चिपचिपाहट कम हो जाती है।

इलेक्ट्रॉनिक चालकता के विपरीत, जो धातुओं और अर्धचालकों की विशेषता है, जहां विद्युत प्रवाह का मार्ग किसी पदार्थ की रासायनिक संरचना में किसी भी परिवर्तन के साथ नहीं होता है, आयनिक चालकता पदार्थ के हस्तांतरण से जुड़ी होती है

और उन पदार्थों की रिहाई जो इलेक्ट्रोड पर इलेक्ट्रोलाइट्स का हिस्सा हैं। इस प्रक्रिया को इलेक्ट्रोलिसिस कहा जाता है।

इलेक्ट्रोलिसिस।जब कोई पदार्थ इलेक्ट्रोड पर छोड़ा जाता है, तो इलेक्ट्रोड से सटे इलेक्ट्रोलाइट क्षेत्र में संबंधित आयनों की सांद्रता कम हो जाती है। इस प्रकार, पृथक्करण और पुनर्संयोजन के बीच गतिशील संतुलन यहाँ गड़बड़ा गया है: यह यहाँ है कि इलेक्ट्रोलिसिस के परिणामस्वरूप पदार्थ का अपघटन होता है।

इलेक्ट्रोलिसिस पहली बार एक वोल्टाइक कॉलम से करंट द्वारा पानी के अपघटन में देखा गया था। कुछ साल बाद, प्रसिद्ध रसायनज्ञ जी डेवी ने सोडियम की खोज की, इसे इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा कास्टिक सोडा से अलग किया। इलेक्ट्रोलिसिस के मात्रात्मक कानूनों को प्रयोगात्मक रूप से एम। फैराडे द्वारा स्थापित किया गया था, वे इलेक्ट्रोलिसिस की घटना के तंत्र के आधार पर औचित्य साबित करना आसान है।

फैराडे के नियम।प्रत्येक आयन में एक विद्युत आवेश होता है जो कि प्राथमिक आवेश का गुणज होता है। दूसरे शब्दों में, आयन का आवेश होता है, जहाँ एक पूर्णांक संगत रासायनिक तत्व या यौगिक की संयोजकता के बराबर होता है। इलेक्ट्रोड पर करंट के पारित होने के दौरान आयनों को मुक्त होने दें। उनका निरपेक्ष आवेश धनात्मक आयनों के कैथोड तक पहुँचने के बराबर होता है और उनके आवेश को वर्तमान स्रोत से तारों के माध्यम से कैथोड में प्रवाहित होने वाले इलेक्ट्रॉनों द्वारा निष्प्रभावी कर दिया जाता है। ऋणात्मक आयन एनोड के पास जाते हैं और समान संख्या में इलेक्ट्रॉन तारों के माध्यम से वर्तमान स्रोत तक जाते हैं। इस स्थिति में, आवेश एक बंद विद्युत परिपथ से होकर गुजरता है

आइए हम किसी एक इलेक्ट्रोड पर छोड़े गए पदार्थ के द्रव्यमान और आयन (परमाणु या अणु) के द्रव्यमान से निरूपित करें। यह स्पष्ट है कि, इसलिए, इस भिन्न के अंश और हर को अवोगाद्रो स्थिरांक से गुणा करने पर, हम प्राप्त करते हैं

परमाणु या दाढ़ द्रव्यमान कहाँ है, फैराडे स्थिरांक, द्वारा दिया गया है

से (4) यह देखा जा सकता है कि फैराडे स्थिरांक का अर्थ "एक मोल बिजली" है, अर्थात, यह प्राथमिक आवेशों के एक मोल का कुल विद्युत आवेश है:

फॉर्मूला (3) में फैराडे के दोनों नियम शामिल हैं। वह कहती है कि इलेक्ट्रोलिसिस के दौरान जारी पदार्थ का द्रव्यमान सर्किट से गुजरने वाले चार्ज के समानुपाती होता है (फैराडे का पहला नियम):

गुणांक को किसी दिए गए पदार्थ का विद्युत रासायनिक समतुल्य कहा जाता है और इसे इस प्रकार व्यक्त किया जाता है

किलोग्राम प्रति लटकन इसका आयन के विशिष्ट आवेश के पारस्परिक अर्थ है।

विद्युत रासायनिक समतुल्य पदार्थ के रासायनिक समतुल्य (फैराडे का दूसरा नियम) के समानुपाती होता है।

फैराडे के नियम और प्राथमिक प्रभार।चूंकि फैराडे के समय में बिजली की परमाणु प्रकृति की अवधारणा अभी तक मौजूद नहीं थी, इसलिए इलेक्ट्रोलिसिस के नियमों की प्रायोगिक खोज तुच्छ से बहुत दूर थी। इसके विपरीत, यह फैराडे के नियम थे जो अनिवार्य रूप से इन विचारों की वैधता के पहले प्रायोगिक प्रमाण के रूप में कार्य करते थे।

फैराडे स्थिरांक के प्रायोगिक माप ने पहली बार मिलिकन के तेल बूंदों के प्रयोगों में प्राथमिक विद्युत आवेश के प्रत्यक्ष माप से बहुत पहले प्राथमिक आवेश के मूल्य का एक संख्यात्मक अनुमान प्राप्त करना संभव बना दिया। यह उल्लेखनीय है कि बिजली की परमाणु संरचना के विचार को 19 वीं शताब्दी के 30 के दशक में किए गए इलेक्ट्रोलिसिस पर किए गए प्रयोगों में स्पष्ट प्रयोगात्मक पुष्टि मिली, जब पदार्थ की परमाणु संरचना का विचार अभी तक सभी द्वारा साझा नहीं किया गया था। वैज्ञानिक। रॉयल सोसाइटी को दिए गए एक प्रसिद्ध भाषण में और फैराडे की स्मृति को समर्पित, हेल्महोल्ट्ज़ ने इस परिस्थिति पर इस तरह टिप्पणी की:

"यदि हम रासायनिक तत्वों के परमाणुओं के अस्तित्व को स्वीकार करते हैं, तो हम आगे के निष्कर्ष से बच नहीं सकते हैं कि बिजली, सकारात्मक और नकारात्मक दोनों, कुछ मौलिक मात्राओं में विभाजित है, जो बिजली के परमाणुओं की तरह व्यवहार करती है।"

रासायनिक वर्तमान स्रोतयदि कोई धातु, जैसे कि जस्ता, को पानी में डुबोया जाता है, तो ध्रुवीय पानी के अणुओं के प्रभाव में एक निश्चित मात्रा में सकारात्मक जस्ता आयन, धातु क्रिस्टल जाली की सतह परत से पानी में जाने लगेंगे। नतीजतन, जस्ता नकारात्मक रूप से चार्ज किया जाएगा, और पानी सकारात्मक रूप से चार्ज होगा। धातु और पानी के बीच अंतरापृष्ठ पर एक पतली परत बनती है, जिसे विद्युत दोहरी परत कहा जाता है; इसमें एक प्रबल विद्युत क्षेत्र होता है, जिसकी तीव्रता जल से धातु की ओर निर्देशित होती है। यह क्षेत्र जस्ता आयनों के पानी में आगे संक्रमण को रोकता है, और इसके परिणामस्वरूप, एक गतिशील संतुलन उत्पन्न होता है, जिसमें धातु से पानी में आने वाले आयनों की औसत संख्या पानी से धातु में लौटने वाले आयनों की संख्या के बराबर होती है। .

गतिशील संतुलन भी स्थापित किया जाएगा यदि धातु को उसी धातु के नमक के जलीय घोल में डुबोया जाता है, उदाहरण के लिए जिंक सल्फेट के घोल में जिंक। समाधान में, नमक आयनों में अलग हो जाता है। परिणामी जस्ता आयन जस्ता आयनों से अलग नहीं होते हैं जो इलेक्ट्रोड से समाधान में प्रवेश करते हैं। इलेक्ट्रोलाइट में जिंक आयनों की सांद्रता में वृद्धि से इन आयनों का धातु में विलयन से संक्रमण आसान हो जाता है और यह मुश्किल हो जाता है।

धातु से विलयन में संक्रमण। इसलिए, जिंक सल्फेट के घोल में, डूबा हुआ जिंक इलेक्ट्रोड, हालांकि नकारात्मक रूप से चार्ज होता है, शुद्ध पानी की तुलना में कमजोर होता है।

जब किसी धातु को विलयन में डुबोया जाता है, तो धातु हमेशा ऋणात्मक आवेशित नहीं होती है। उदाहरण के लिए, यदि कॉपर सल्फेट के विलयन में कॉपर इलेक्ट्रोड को डुबोया जाता है, तो इलेक्ट्रोड पर विलयन से आयन अवक्षेपित होने लगेंगे, इसे धनात्मक रूप से चार्ज किया जाएगा। इस मामले में विद्युत डबल परत में क्षेत्र की ताकत तांबे से समाधान तक निर्देशित होती है।

इस प्रकार, जब किसी धातु को पानी में या उसी धातु के आयनों वाले जलीय घोल में डुबोया जाता है, तो धातु और विलयन के बीच अंतरापृष्ठ पर एक संभावित अंतर उत्पन्न होता है। इस संभावित अंतर का संकेत और परिमाण समाधान में आयनों की एकाग्रता पर धातु (तांबा, जस्ता, आदि) के प्रकार पर निर्भर करता है और तापमान और दबाव से लगभग स्वतंत्र होता है।

विभिन्न धातुओं से बने दो इलेक्ट्रोड, एक इलेक्ट्रोलाइट में डूबे हुए, एक गैल्वेनिक सेल बनाते हैं। उदाहरण के लिए, वोल्टा तत्व में जिंक और कॉपर इलेक्ट्रोड को सल्फ्यूरिक एसिड के जलीय घोल में डुबोया जाता है। पहले क्षण में, समाधान में न तो जस्ता आयन होते हैं और न ही तांबे के आयन। हालांकि, बाद में ये आयन इलेक्ट्रोड से समाधान में प्रवेश करते हैं और एक गतिशील संतुलन स्थापित होता है। जब तक इलेक्ट्रोड एक तार द्वारा एक दूसरे से जुड़े नहीं होते हैं, इलेक्ट्रोलाइट क्षमता सभी बिंदुओं पर समान होती है, और इलेक्ट्रोड की क्षमता इलेक्ट्रोलाइट के साथ उनकी सीमा पर दोहरी परतों के गठन के कारण इलेक्ट्रोलाइट क्षमता से भिन्न होती है। इस मामले में, जस्ता की इलेक्ट्रोड क्षमता -0.763 वी, और तांबा है। वोल्ट तत्व का इलेक्ट्रोमोटिव बल, जो इन संभावित छलांगों से बना है, के बराबर होगा

गैल्वेनिक सेल वाले सर्किट में करंट।यदि एक गैल्वेनिक सेल के इलेक्ट्रोड एक तार से जुड़े होते हैं, तो इलेक्ट्रॉन इस तार से नकारात्मक इलेक्ट्रोड (जस्ता) से सकारात्मक एक (तांबे) में जाएंगे, जो इलेक्ट्रोड और इलेक्ट्रोलाइट के बीच गतिशील संतुलन को बाधित करता है जिसमें वे डूबे हुए हैं। जिंक आयन इलेक्ट्रोड से विलयन में जाना शुरू कर देंगे, ताकि इलेक्ट्रोड और इलेक्ट्रोलाइट के बीच एक निरंतर संभावित छलांग के साथ एक ही स्थिति में विद्युत दोहरी परत को बनाए रखा जा सके। इसी तरह, कॉपर इलेक्ट्रोड पर, कॉपर आयन घोल से बाहर निकलने लगेंगे और इलेक्ट्रोड पर जमा हो जाएंगे। इस मामले में, नकारात्मक इलेक्ट्रोड के पास आयनों की कमी होती है, और सकारात्मक इलेक्ट्रोड के पास ऐसे आयनों की अधिकता बनती है। विलयन में आयनों की कुल संख्या नहीं बदलेगी।

वर्णित प्रक्रियाओं के परिणामस्वरूप, एक बंद सर्किट में एक विद्युत प्रवाह बनाए रखा जाएगा, जो इलेक्ट्रॉनों की गति से कनेक्टिंग तार में और आयनों द्वारा इलेक्ट्रोलाइट में बनाया जाता है। जब विद्युत धारा प्रवाहित की जाती है, तो जिंक इलेक्ट्रोड धीरे-धीरे घुल जाता है और कॉपर धनात्मक (तांबे) इलेक्ट्रोड पर जमा हो जाता है।

इलेक्ट्रोड। जिंक इलेक्ट्रोड पर आयनों की सांद्रता बढ़ जाती है और कॉपर इलेक्ट्रोड पर घट जाती है।

गैल्वेनिक सेल वाले परिपथ में विभव।एक रासायनिक तत्व युक्त एक अमानवीय बंद सर्किट में विद्युत प्रवाह के पारित होने की वर्णित तस्वीर सर्किट के साथ संभावित वितरण से मेल खाती है, योजनाबद्ध रूप से अंजीर में दिखाया गया है। 107. एक बाहरी सर्किट में, यानी इलेक्ट्रोड को जोड़ने वाले तार में, एक सजातीय के लिए ओम के नियम के अनुसार सकारात्मक (तांबे) इलेक्ट्रोड ए के मान से नकारात्मक (जस्ता) इलेक्ट्रोड बी के मान तक क्षमता धीरे-धीरे घट जाती है। कंडक्टर। आंतरिक परिपथ में, अर्थात इलेक्ट्रोड के बीच इलेक्ट्रोलाइट में, जिंक इलेक्ट्रोड के पास के मान से कॉपर इलेक्ट्रोड के पास के मान तक क्षमता धीरे-धीरे कम हो जाती है। यदि बाहरी सर्किट में कॉपर इलेक्ट्रोड से जिंक इलेक्ट्रोड में करंट प्रवाहित होता है, तो इलेक्ट्रोलाइट के अंदर - जिंक से कॉपर तक। विद्युत दोहरी परतों में संभावित छलांग बाहरी (इस मामले में, रासायनिक) बलों की कार्रवाई के परिणामस्वरूप बनाई जाती है। बाहरी बलों के कारण दोहरी परतों में विद्युत आवेशों की गति विद्युत बलों की क्रिया की दिशा के विरुद्ध होती है।

चावल। 107. एक रासायनिक तत्व युक्त श्रृंखला के साथ संभावित वितरण

अंजीर में संभावित परिवर्तन के इच्छुक वर्ग। 107 बंद सर्किट के बाहरी और आंतरिक वर्गों के विद्युत प्रतिरोध के अनुरूप हैं। इन वर्गों के साथ कुल संभावित गिरावट दोहरी परतों में संभावित छलांग के योग के बराबर है, यानी तत्व के इलेक्ट्रोमोटिव बल।

एक गैल्वेनिक सेल में विद्युत प्रवाह का मार्ग इलेक्ट्रोड पर जारी उप-उत्पादों और इलेक्ट्रोलाइट में एकाग्रता ड्रॉप की उपस्थिति से जटिल होता है। इन घटनाओं को इलेक्ट्रोलाइटिक ध्रुवीकरण के रूप में जाना जाता है। उदाहरण के लिए, वोल्टा तत्वों में, जब सर्किट बंद हो जाता है, तो सकारात्मक आयन कॉपर इलेक्ट्रोड की ओर बढ़ते हैं और उस पर जमा हो जाते हैं। नतीजतन, कुछ समय बाद, तांबे के इलेक्ट्रोड को हाइड्रोजन द्वारा बदल दिया जाता है। चूँकि हाइड्रोजन का इलेक्ट्रोड विभव तांबे के इलेक्ट्रोड विभव से 0.337 V कम है, तत्व का EMF लगभग उतनी ही मात्रा में घट जाता है। इसके अलावा, कॉपर इलेक्ट्रोड पर छोड़ा गया हाइड्रोजन तत्व के आंतरिक प्रतिरोध को बढ़ाता है।

हाइड्रोजन के हानिकारक प्रभावों को कम करने के लिए, विध्रुवकों का उपयोग किया जाता है - विभिन्न ऑक्सीकरण एजेंट। उदाहरण के लिए, सबसे आम तत्व Leklanshe ("सूखी" बैटरी) में

सकारात्मक इलेक्ट्रोड एक ग्रेफाइट रॉड है जो मैंगनीज पेरोक्साइड और ग्रेफाइट के संपीड़ित द्रव्यमान से घिरा हुआ है।

बैटरी।एक व्यावहारिक रूप से महत्वपूर्ण प्रकार की गैल्वेनिक कोशिकाएं बैटरी होती हैं, जिसके लिए, निर्वहन के बाद, विद्युत ऊर्जा को रासायनिक ऊर्जा में परिवर्तित करने के साथ एक रिवर्स चार्जिंग प्रक्रिया संभव है। विद्युत प्रवाह प्राप्त करते समय खपत किए गए पदार्थ इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा बैटरी के अंदर बहाल हो जाते हैं।

यह देखा जा सकता है कि जब बैटरी चार्ज होती है, तो सल्फ्यूरिक एसिड की सांद्रता बढ़ जाती है, जिससे इलेक्ट्रोलाइट के घनत्व में वृद्धि होती है।

इस प्रकार, चार्जिंग प्रक्रिया के दौरान, इलेक्ट्रोड की एक तेज विषमता बनाई जाती है: एक सीसा बन जाता है, दूसरा लेड पेरोक्साइड से। चार्ज की गई बैटरी एक गैल्वेनिक सेल है जो वर्तमान स्रोत के रूप में काम करने में सक्षम है।

जब विद्युत ऊर्जा के उपभोक्ताओं को बैटरी से जोड़ा जाता है, तो एक विद्युत प्रवाह सर्किट के माध्यम से प्रवाहित होगा, जिसकी दिशा चार्जिंग करंट के विपरीत होती है। रासायनिक प्रतिक्रियाएं विपरीत दिशा में जाती हैं और बैटरी अपनी मूल स्थिति में लौट आती है। दोनों इलेक्ट्रोड नमक की एक परत के साथ कवर किए जाएंगे, और सल्फ्यूरिक एसिड की एकाग्रता अपने मूल मूल्य पर वापस आ जाएगी।

चार्ज की गई बैटरी में लगभग 2.2 V का EMF होता है। डिस्चार्ज करते समय, यह 1.85 V तक गिर जाता है। आगे डिस्चार्ज की सिफारिश नहीं की जाती है, क्योंकि लेड सल्फेट का निर्माण अपरिवर्तनीय हो जाता है और बैटरी खराब हो जाती है।

डिस्चार्ज होने पर बैटरी जो अधिकतम चार्ज दे सकती है उसे उसकी क्षमता कहा जाता है। बैटरी क्षमता आम तौर पर

एम्पीयर-घंटे में मापा जाता है। यह जितना बड़ा होता है, प्लेटों की सतह उतनी ही बड़ी होती है।

इलेक्ट्रोलिसिस अनुप्रयोग।इलेक्ट्रोलिसिस का उपयोग धातु विज्ञान में किया जाता है। एल्यूमीनियम और शुद्ध तांबे का सबसे आम इलेक्ट्रोलाइटिक उत्पादन। इलेक्ट्रोलिसिस की मदद से, सजावटी और सुरक्षात्मक कोटिंग्स (निकल चढ़ाना, क्रोमियम चढ़ाना) प्राप्त करने के लिए दूसरों की सतह पर कुछ पदार्थों की पतली परतें बनाना संभव है। छीलने योग्य कोटिंग्स (इलेक्ट्रोप्लेटिंग) प्राप्त करने की प्रक्रिया रूसी वैज्ञानिक बी.एस. याकोबी द्वारा विकसित की गई थी, जिन्होंने इसे सेंट पीटर्सबर्ग में सेंट आइजैक कैथेड्रल को सजाने वाली खोखली मूर्तियों के निर्माण के लिए लागू किया था।

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