மின்னாற்பகுப்பு என்றால் என்ன, அது எங்கே பயன்படுத்தப்படுகிறது?

மின்னாற்பகுப்பு என்றால் என்ன என்ற கேள்வி பள்ளி இயற்பியல் பாடத்தில் கருதப்படுகிறது, பெரும்பாலான மக்களுக்கு இது ஒரு ரகசியம் அல்ல. மற்றொரு விஷயம் அதன் முக்கியத்துவம் மற்றும் நடைமுறை பயன்பாடு. இந்த செயல்முறை பல்வேறு தொழில்களில் பெரும் நன்மையுடன் பயன்படுத்தப்படுகிறது மற்றும் வீட்டு கைவினைஞருக்கு பயனுள்ளதாக இருக்கும்.

மின்னாற்பகுப்பு என்றால் என்ன?

மின்னாற்பகுப்பு என்பது மின்முனைகள் மற்றும் எலக்ட்ரோலைட் அமைப்பில் ஒரு நேரடி மின்சாரம் பாயும் போது குறிப்பிட்ட செயல்முறைகளின் சிக்கலானது. அதன் பொறிமுறையானது அயனி மின்னோட்டத்தின் நிகழ்வை அடிப்படையாகக் கொண்டது. எலக்ட்ரோலைட் ஒரு வகை 2 கடத்தி (அயனி கடத்துத்திறன்) இதில் மின்னாற்பகுப்பு விலகல் ஏற்படுகிறது. இது நேர்மறையுடன் அயனிகளாக சிதைவதோடு தொடர்புடையது (கேஷன்) மற்றும் எதிர்மறை (அயனி) கட்டணம்.

மின்னாற்பகுப்பு அமைப்பு நேர்மறையை கொண்டிருக்க வேண்டும் (நேர்மின்முனை) மற்றும் எதிர்மறை (கேத்தோடு) மின்முனை. ஒரு நேரடி மின்சாரம் பயன்படுத்தப்படும்போது, ​​​​கேஷன்கள் கேத்தோடையும், அனான்கள் - நேர்மின்முனையையும் நோக்கி நகரத் தொடங்குகின்றன. கேஷன்கள் முக்கியமாக உலோக அயனிகள் மற்றும் ஹைட்ரஜன், மற்றும் அனான்கள் ஆக்ஸிஜன், குளோரின். கேத்தோடில், கேஷன்கள் அதிகப்படியான எலக்ட்ரான்களை தங்களுக்குள் இணைக்கின்றன, இது குறைப்பு எதிர்வினையின் நிகழ்வை உறுதி செய்கிறது Men+ + ne → Me (இதில் n என்பது உலோகத்தின் வேலன்சி) நேர்மின்முனையில், மாறாக, ஒரு ஆக்சிஜனேற்ற எதிர்வினை நடைபெறுவதால், அயனில் இருந்து ஒரு எலக்ட்ரான் தானம் செய்யப்படுகிறது.

இவ்வாறு, ஒரு ரெடாக்ஸ் செயல்முறை அமைப்பில் வழங்கப்படுகிறது. அதன் ஓட்டத்திற்கு, பொருத்தமான ஆற்றல் தேவை என்பதை கருத்தில் கொள்வது அவசியம். இது வெளிப்புற மின்னோட்ட மூலத்தால் வழங்கப்பட வேண்டும்.

மின்னாற்பகுப்பின் ஃபாரடேயின் விதிகள்

சிறந்த இயற்பியலாளர் எம். ஃபாரடே, தனது ஆராய்ச்சியின் மூலம், மின்னாற்பகுப்பின் தன்மையைப் புரிந்துகொள்வது மட்டுமல்லாமல், அதைச் செயல்படுத்த தேவையான கணக்கீடுகளையும் செய்தார். 1832 ஆம் ஆண்டில், அவரது சட்டங்கள் தோன்றின, தற்போதைய செயல்முறைகளின் முக்கிய அளவுருக்களை இணைக்கின்றன.

முதல் சட்டம்

ஃபாரடேயின் முதல் விதியானது, அனோடில் குறைக்கப்படும் பொருளின் நிறை, எலக்ட்ரோலைட்டில் தூண்டப்படும் மின் கட்டணத்திற்கு நேர் விகிதாசாரமாக இருக்கும் என்று கூறுகிறது: m = kq = k*I*t, இங்கு q என்பது சார்ஜ், k என்பது குணகம் அல்லது மின்வேதியியல் சமமான பொருளின், I என்பது எலக்ட்ரோலைட் வழியாக பாயும் மின்னோட்டத்தின் வலிமை, t என்பது தற்போதைய கடந்து செல்லும் நேரம்.

இரண்டாவது சட்டம்

ஃபாரடேயின் இரண்டாவது விதி விகிதாச்சாரத்தின் குணகத்தை தீர்மானிக்க முடிந்தது k. இது போல் ஒலிக்கிறது: எந்தவொரு பொருளின் மின் வேதியியல் சமமானது அதன் மோலார் வெகுஜனத்திற்கு நேரடியாக விகிதாசாரமாகவும் வேலன்சிக்கு நேர்மாறான விகிதாசாரமாகவும் இருக்கும். சட்டம் பின்வருமாறு வெளிப்படுத்தப்படுகிறது:

k = 1/F*A/z, F என்பது ஃபாரடே மாறிலி, A என்பது பொருளின் மோலார் நிறை, z என்பது அதன் வேதியியல் வேலன்சி.

இரண்டு சட்டங்களையும் கணக்கில் எடுத்துக்கொண்டு, பொருளின் மின்முனையில் டெபாசிட் செய்யப்பட்ட வெகுஜனத்தைக் கணக்கிடுவதற்கான இறுதி சூத்திரத்தைப் பெறலாம்: மீ = A*I*t/(n*F), n என்பது மின்னாற்பகுப்பில் ஈடுபடும் எலக்ட்ரான்களின் எண்ணிக்கை. பொதுவாக n என்பது அயனியின் கட்டணத்திற்கு ஒத்திருக்கும். ஒரு நடைமுறைக் கண்ணோட்டத்தில், ஒரு பொருளின் வெகுஜனத்திற்கும் பயன்படுத்தப்பட்ட மின்னோட்டத்திற்கும் இடையிலான இணைப்பு முக்கியமானது, இது அதன் வலிமையை மாற்றுவதன் மூலம் செயல்முறையை கட்டுப்படுத்துவதை சாத்தியமாக்குகிறது.

உருகு மின்னாற்பகுப்பு

மின்னாற்பகுப்புக்கான விருப்பங்களில் ஒன்று உருகலை எலக்ட்ரோலைட்டாகப் பயன்படுத்துவதாகும். இந்த வழக்கில், உருகும் அயனிகள் மட்டுமே மின்னாற்பகுப்பு செயல்பாட்டில் பங்கேற்கின்றன. ஒரு உன்னதமான உதாரணம் உருகிய உப்பு NaCl மின்னாற்பகுப்பு (உப்பு) எதிர்மறை அயனிகள் அனோடிற்கு விரைகின்றன, அதாவது வாயு வெளியிடப்படுகிறது (Cl) கேத்தோடில் உலோகக் குறைப்பு ஏற்படும், அதாவது. அதிகப்படியான எலக்ட்ரான்களை ஈர்த்த நேர்மறை அயனிகளிலிருந்து தூய Na படிவு. மற்ற உலோகங்களையும் இதேபோல் பெறலாம் (K, Ca, Li, முதலியன) தொடர்புடைய உப்புகளின் படுகொலையிலிருந்து.

ஒரு உருகலில் மின்னாற்பகுப்பின் போது, ​​மின்முனைகள் கலைக்கப்படுவதில்லை, ஆனால் தற்போதைய ஆதாரமாக மட்டுமே பங்கேற்கின்றன. அவற்றின் உற்பத்தியில், நீங்கள் உலோகம், கிராஃபைட், சில குறைக்கடத்திகளைப் பயன்படுத்தலாம். பொருள் போதுமான கடத்துத்திறனைக் கொண்டிருப்பது முக்கியம். மிகவும் பொதுவான பொருட்களில் ஒன்று தாமிரம்.

தீர்வுகளில் மின்னாற்பகுப்பின் அம்சங்கள்

ஒரு அக்வஸ் கரைசலில் மின்னாற்பகுப்பு ஒரு உருகலில் இருந்து கணிசமாக வேறுபடுகிறது. மூன்று போட்டி செயல்முறைகள் இங்கு நடைபெறுகின்றன: ஆக்ஸிஜன் பரிணாமத்துடன் நீர் ஆக்சிஜனேற்றம், அயனி ஆக்சிஜனேற்றம் மற்றும் உலோகத்தின் அனோடிக் கரைப்பு. நீர், எலக்ட்ரோலைட் மற்றும் அனோட் ஆகியவற்றின் அயனிகள் செயல்பாட்டில் ஈடுபட்டுள்ளன.அதன்படி, ஹைட்ரஜன், எலக்ட்ரோலைட் கேஷன்கள் மற்றும் அனோட் உலோகத்தின் குறைப்பு கேத்தோடில் ஏற்படலாம்.

இந்த போட்டி செயல்முறைகள் நிகழும் சாத்தியக்கூறுகள் கணினியின் மின் ஆற்றல்களின் அளவைப் பொறுத்தது. குறைந்த வெளிப்புற ஆற்றல் தேவைப்படும் செயல்முறை மட்டுமே தொடரும். இதன் விளைவாக, அதிகபட்ச மின்முனைத் திறன் கொண்ட கேஷன்கள் கேத்தோடில் குறைக்கப்படும், மேலும் குறைந்த ஆற்றல் கொண்ட அனான்கள் அனோடில் ஆக்ஸிஜனேற்றப்படும். ஹைட்ரஜனின் மின்முனை திறன் "0" ஆக எடுத்துக்கொள்ளப்படுகிறது. எடுத்துக்காட்டாக, பொட்டாசியத்திற்கு இது (-2.93V), சோடியம் - (-2.71V), வழி நடத்து (-0.13V), வெள்ளி கொண்டிருக்கும் போது (+0.8 வி).

வாயுக்களில் மின்னாற்பகுப்பு

வாயு ஒரு அயனியாக்கியின் முன்னிலையில் மட்டுமே எலக்ட்ரோலைட்டின் பாத்திரத்தை வகிக்க முடியும். இந்த வழக்கில், அயனியாக்கம் செய்யப்பட்ட ஊடகத்தின் வழியாக செல்லும் மின்னோட்டம் மின்முனைகளில் தேவையான செயல்முறையை ஏற்படுத்துகிறது. இருப்பினும், ஃபாரடே விதிகள் வாயு மின்னாற்பகுப்புக்கு பொருந்தாது. அதன் செயல்பாட்டிற்கு, பின்வரும் நிபந்தனைகள் அவசியம்:

1. வாயுவின் செயற்கை அயனியாக்கம் இல்லாமல், உயர் மின்னழுத்தம் அல்லது உயர் மின்னோட்டம் உதவாது.
2. ஆக்ஸிஜனைக் கொண்டிருக்காத மற்றும் வாயு நிலையில் இருக்கும் அமிலங்கள் மட்டுமே, சில வாயுக்கள் மின்னாற்பகுப்புக்கு ஏற்றவை.

முக்கியமான! தேவையான நிபந்தனைகளை பூர்த்தி செய்யும் போது, ​​செயல்முறை ஒரு திரவ எலக்ட்ரோலைட்டில் மின்னாற்பகுப்பு போலவே தொடர்கிறது.

கேத்தோடு மற்றும் அனோடில் நிகழும் செயல்முறைகளின் அம்சங்கள்

மின்னாற்பகுப்பின் நடைமுறை பயன்பாட்டிற்கு, மின்சாரம் பயன்படுத்தப்படும்போது இரண்டு மின்முனைகளிலும் என்ன நடக்கிறது என்பதைப் புரிந்துகொள்வது அவசியம். வழக்கமான செயல்முறைகள்:

1. கத்தோட். நேர்மறையாக சார்ஜ் செய்யப்பட்ட அயனிகள் அதை நோக்கி விரைகின்றன. இங்கே, உலோகங்களின் குறைப்பு அல்லது ஹைட்ரஜனின் பரிணாமம் நடைபெறுகிறது. கேஷனிக் செயல்பாட்டின் படி உலோகங்களில் பல வகைகள் உள்ளன.Li, K, Ba, St, Ca, Na, Mg, Be, Al போன்ற உலோகங்கள் உருகிய உப்புகளிலிருந்து மட்டுமே நன்கு குறைக்கப்படுகின்றன. ஒரு தீர்வு பயன்படுத்தப்பட்டால், நீரின் மின்னாற்பகுப்பு காரணமாக ஹைட்ரஜன் வெளியிடப்படுகிறது. பின்வரும் உலோகங்கள் - Mn, Cr, Zn, Fe, Cd, Ni, Ti, Co, Mo, Sn, Pb ஆகியவற்றிற்கு கேஷன்களின் போதுமான செறிவு கொண்ட கரைசலில் குறைப்பை அடைய முடியும். இந்த செயல்முறை Ag, Cu, Bi, Pt, Au, Hg ஆகியவற்றிற்கு மிக எளிதாக செல்கிறது.
2. ஆனோட். எதிர்மறையாக சார்ஜ் செய்யப்பட்ட அயனிகள் இந்த மின்முனையில் நுழைகின்றன. ஆக்ஸிஜனேற்றப்பட்ட, அவை உலோகத்திலிருந்து எலக்ட்ரான்களை எடுத்துக்கொள்கின்றன, இது அவற்றின் அனோடிக் கலைப்புக்கு வழிவகுக்கிறது, அதாவது. நேர்மறை சார்ஜ் செய்யப்பட்ட அயனிகளாக மாறுதல், அவை கேத்தோடிற்கு அனுப்பப்படுகின்றன. அயனிகளும் அவற்றின் செயல்பாட்டின் படி வகைப்படுத்தப்படுகின்றன. அத்தகைய அனான்கள் PO4, CO3, SO4, NO3, NO2, ClO4, F ஆகியவை உருகினால் மட்டுமே வெளியேற்றப்படும்.நீர்நிலைக் கரைசல்களில், மின்னாற்பகுப்புக்கு உட்படுவது அவை அல்ல, ஆனால் ஆக்ஸிஜனை வெளியிடும் நீர். OH, Cl, I, S, Br போன்ற அயனிகள் மிக எளிதாக வினைபுரிகின்றன.

மின்னாற்பகுப்பை உறுதி செய்யும் போது, ​​எலக்ட்ரோடு பொருளின் ஆக்சிஜனேற்றத்தின் போக்கை கணக்கில் எடுத்துக்கொள்வது முக்கியம். இது சம்பந்தமாக, செயலற்ற மற்றும் செயலில் உள்ள அனோட்கள் தனித்து நிற்கின்றன. செயலற்ற மின்முனைகள் கிராஃபைட், கார்பன் அல்லது பிளாட்டினத்தால் ஆனவை மற்றும் அயனிகளின் விநியோகத்தில் பங்கேற்காது.

மின்னாற்பகுப்பு செயல்முறையை பாதிக்கும் காரணிகள்

மின்னாற்பகுப்பு செயல்முறை பின்வரும் காரணிகளைப் பொறுத்தது:

1. எலக்ட்ரோலைட் கலவை. பல்வேறு அசுத்தங்கள் குறிப்பிடத்தக்க விளைவைக் கொண்டுள்ளன. அவை 3 வகைகளாகப் பிரிக்கப்பட்டுள்ளன - கேஷன்ஸ், அனான்கள் மற்றும் ஆர்கானிக். பொருட்கள் அடிப்படை உலோகத்தை விட அதிகமாகவோ அல்லது குறைவாகவோ எதிர்மறையாக இருக்கலாம், இது செயல்பாட்டில் குறுக்கிடுகிறது. கரிம அசுத்தங்களில், மாசுபடுத்திகள் (எ.கா. எண்ணெய்கள்) மற்றும் சர்பாக்டான்ட்கள் தனித்து நிற்கின்றன. அவற்றின் செறிவு அதிகபட்ச அனுமதிக்கப்பட்ட மதிப்புகளைக் கொண்டுள்ளது.
2. தற்போதைய அடர்த்தி. ஃபாரடேயின் சட்டங்களின்படி, டெபாசிட் செய்யப்பட்ட பொருளின் நிறை தற்போதைய வலிமையுடன் அதிகரிக்கிறது. இருப்பினும், சாதகமற்ற சூழ்நிலைகள் எழுகின்றன - செறிவூட்டப்பட்ட துருவமுனைப்பு, அதிகரித்த மின்னழுத்தம், எலக்ட்ரோலைட்டின் தீவிர வெப்பம். இதைக் கருத்தில் கொண்டு, ஒவ்வொரு குறிப்பிட்ட வழக்குக்கும் உகந்த தற்போதைய அடர்த்தி மதிப்புகள் உள்ளன.
3. எலக்ட்ரோலைட் pH. உலோகங்களை கணக்கில் எடுத்துக்கொண்டு சுற்றுச்சூழலின் அமிலத்தன்மையும் தேர்ந்தெடுக்கப்படுகிறது. எடுத்துக்காட்டாக, துத்தநாகத்திற்கான எலக்ட்ரோலைட் அமிலத்தன்மையின் உகந்த மதிப்பு 140 g/cu.dm ஆகும்.
4. எலக்ட்ரோலைட் வெப்பநிலை. இது ஒரு தெளிவற்ற விளைவைக் கொண்டுள்ளது. வெப்பநிலை அதிகரிப்புடன், மின்னாற்பகுப்பின் வீதம் அதிகரிக்கிறது, ஆனால் அசுத்தங்களின் செயல்பாடும் அதிகரிக்கிறது. ஒவ்வொரு செயல்முறைக்கும் உகந்த வெப்பநிலை உள்ளது. பொதுவாக இது 38-45 டிகிரி வரம்பில் இருக்கும்.

முக்கியமான! மின்னாற்பகுப்பை பல்வேறு தாக்கங்கள் மற்றும் எலக்ட்ரோலைட் கலவையின் தேர்வு மூலம் துரிதப்படுத்தலாம் அல்லது குறைக்கலாம். ஒவ்வொரு பயன்பாட்டிற்கும் அதன் சொந்த விதிமுறை உள்ளது, இது கண்டிப்பாக கவனிக்கப்பட வேண்டும்.

மின்னாற்பகுப்பு எங்கே பயன்படுத்தப்படுகிறது?

மின்னாற்பகுப்பு பல பகுதிகளில் பயன்படுத்தப்படுகிறது. நடைமுறை முடிவுகளைப் பெறுவதற்குப் பல முக்கியப் பகுதிகள் உள்ளன.

மின்முலாம் பூசுதல்

உலோகத்தின் மெல்லிய, நீடித்த முலாம் மின்னாற்பகுப்பு மூலம் பயன்படுத்தப்படலாம். பூசப்பட வேண்டிய தயாரிப்பு ஒரு கேத்தோடு வடிவத்தில் குளியல் நிறுவப்பட்டுள்ளது, மேலும் எலக்ட்ரோலைட்டில் தேவையான உலோகத்தின் உப்பு உள்ளது. எனவே நீங்கள் எஃகு துத்தநாகம், குரோமியம் அல்லது தகரம் கொண்டு மூடலாம்.

மின் சுத்திகரிப்பு - தாமிர சுத்திகரிப்பு

மின் சுத்தம் செய்வதற்கான எடுத்துக்காட்டு பின்வரும் விருப்பமாக இருக்கலாம்: கேத்தோடு - தூய செம்பு நேர்மின்முனை - அசுத்தங்கள் கொண்ட தாமிரம், எலக்ட்ரோலைட் - செப்பு சல்பேட்டின் நீர்வாழ் கரைசல். அனோடில் இருந்து தாமிரம் அயனிகளுக்குள் சென்று ஏற்கனவே அசுத்தங்கள் இல்லாமல் கேத்தோடில் குடியேறுகிறது.

உலோக சுரங்கம்

உப்புகளிலிருந்து உலோகங்களைப் பெற, அவை உருகுவதற்கு மாற்றப்படுகின்றன, பின்னர் மின்னாற்பகுப்பு அதில் வழங்கப்படுகிறது. பாக்சைட்டுகள், சோடியம் மற்றும் பொட்டாசியம் ஆகியவற்றிலிருந்து அலுமினியத்தைப் பெற இத்தகைய முறை மிகவும் பயனுள்ளதாக இருக்கும்.

அனோடைசிங்

இந்த செயல்பாட்டில், பூச்சு உலோகம் அல்லாத கலவைகளிலிருந்து தயாரிக்கப்படுகிறது. ஒரு சிறந்த உதாரணம் அலுமினியம் அனோடைசிங். அலுமினியம் பகுதி ஒரு அனோடாக நிறுவப்பட்டுள்ளது. எலக்ட்ரோலைட் என்பது சல்பூரிக் அமிலத்தின் ஒரு தீர்வு. மின்னாற்பகுப்பின் விளைவாக, அலுமினிய ஆக்சைட்டின் ஒரு அடுக்கு அனோடில் டெபாசிட் செய்யப்படுகிறது, இது பாதுகாப்பு மற்றும் அலங்கார பண்புகளைக் கொண்டுள்ளது. இந்த தொழில்நுட்பங்கள் பல்வேறு தொழில்களில் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. பாதுகாப்பு விதிமுறைகளுக்கு இணங்க உங்கள் சொந்த கைகளால் செயல்முறைகளை நீங்கள் மேற்கொள்ளலாம்.

ஆற்றல் செலவுகள்

மின்னாற்பகுப்புக்கு அதிக ஆற்றல் செலவுகள் தேவை. அனோட் மின்னோட்டம் போதுமானதாக இருந்தால் செயல்முறை நடைமுறை மதிப்புடையதாக இருக்கும், இதற்காக மின்சக்தி மூலத்திலிருந்து குறிப்பிடத்தக்க நேரடி மின்னோட்டத்தைப் பயன்படுத்துவது அவசியம். கூடுதலாக, இது மேற்கொள்ளப்படும் போது, ​​பக்க மின்னழுத்த இழப்புகள் ஏற்படுகின்றன - அனோட் மற்றும் கேத்தோடு ஓவர்வோல்டேஜ், அதன் எதிர்ப்பின் காரணமாக எலக்ட்ரோலைட்டில் இழப்புகள். நிறுவலின் செயல்திறன் ஆற்றல் நுகர்வு சக்தியை பெறப்பட்ட பொருளின் பயனுள்ள வெகுஜன அலகுடன் தொடர்புபடுத்துவதன் மூலம் தீர்மானிக்கப்படுகிறது.

மின்னாற்பகுப்பு தொழில்துறையில் நீண்ட காலமாகவும் அதிக செயல்திறனுடனும் பயன்படுத்தப்படுகிறது. அனோடைஸ் மற்றும் எலக்ட்ரோபிளேட்டட் பூச்சுகள் அன்றாட வாழ்வில் பொதுவானதாகிவிட்டன, மேலும் சுரங்கம் மற்றும் பொருட்களின் நன்மைகள் தாதுவிலிருந்து பல உலோகங்களைப் பிரித்தெடுக்க உதவுகிறது. செயல்முறை திட்டமிடப்பட்டு அதன் முக்கிய வடிவங்களை அறிந்து கணக்கிடலாம்.

இதே போன்ற கட்டுரைகள்: