सोडियम सल्फेट विद्युत्-अपघटन का सिद्धांत

विद्युत-अपघटन

विद्युत-अपघटन एक विद्युत-रासायनिक प्रक्रिया है जिसमें धारा एक इलेक्ट्रोड से दूसरे इलेक्ट्रोड तक आयनित विलयन, जो एक विद्युत-अपघट्य है, में से गुजरती है। इस प्रक्रिया में, धनात्मक आयन या कैथोड ऋणात्मक इलेक्ट्रोड या कैथोड तक आते हैं और ऋणात्मक आयन या ऐनायन धनात्मक इलेक्ट्रोड या ऐनोड तक आते हैं।

विद्युत-अपघटन के सिद्धांत को समझने से पहले, हमें यह जानना चाहिए कि विद्युत-अपघट्य क्या है या विद्युत-अपघट्य की परिभाषा क्या है

विद्युत-अपघट्य की परिभाषा

विद्युत-अपघट्य एक ऐसा रासायनिक है जिसके परमाणु आयनिक बंधों द्वारा एक साथ बँधे रहते हैं, लेकिन जब हम इसे पानी में घोलते हैं, तो इसके अणु धनात्मक और ऋणात्मक आयनों में विभाजित हो जाते हैं। धनात्मक आवेशित आयनों को कैथोड कहा जाता है जबकि ऋणात्मक आवेशित आयनों को ऐनोड कहा जाता है। दोनों कैथोड और ऐनोड स्वतंत्र रूप से विलयन में घूम सकते हैं।

विद्युत-अपघटन का सिद्धांत

आयनिक बंधों में, एक परमाणु अपने वैलेंस इलेक्ट्रॉन खो देता है और दूसरा परमाणु इलेक्ट्रॉन प्राप्त करता है। इस परिणामस्वरूप, एक परमाणु धनात्मक आयन बन जाता है और दूसरा परमाणु ऋणात्मक आयन बन जाता है। विपरीत आवेश के कारण दोनों एक दूसरे को आकर्षित करते हैं और उनके बीच एक बंध बनता है जिसे आयनिक बंध कहा जाता है। आयनिक बंध में, आयनों के बीच कार्यरत बल कूलंबिक बल होता है जो माध्यम की परमिटिविटी के व्युत्क्रमानुपाती होता है। 20oC पर पानी की सापेक्ष परमिटिविटी 80 होती है। इसलिए, जब कोई आयनिक बंधित रासायनिक पदार्थ पानी में घुला जाता है, तो आयनों के बीच का बंधन बल बहुत कमजोर हो जाता है और इसलिए इसके अणु धनात्मक और ऋणात्मक आयनों में विभाजित हो जाते हैं जो विलयन में स्वतंत्र रूप से घूम सकते हैं।

अब हम दो धातु की छड़ियों को विलयन में डुबोएंगे और बाहरी रूप से इन छड़ियों के बीच एक विद्युत संभावित अंतर लगाएंगे, जो एक बैटरी द्वारा लगाया जाएगा।

इन आंशिक रूप से डूबी हुई छड़ियाँ तकनीकी रूप से इलेक्ट्रोड के रूप में जानी जाती हैं। बैटरी के ऋणात्मक टर्मिनल से जुड़ा इलेक्ट्रोड कैथोड के रूप में जाना जाता है और बैटरी के धनात्मक टर्मिनल से जुड़ा इलेक्ट्रोड ऐनोड के रूप में जाना जाता है। स्वतंत्र रूप से घूमने वाले धनात्मक आवेशित कैथोड ऋणात्मक ऐनोड द्वारा आकर्षित होते हैं और ऋणात्मक आवेशित ऐनोड धनात्मक ऐनोड द्वारा आकर्षित होते हैं। कैथोड में, धनात्मक कैथोड ऋणात्मक कैथोड से इलेक्ट्रॉन लेते हैं और ऐनोड में, ऋणात्मक ऐनोड धनात्मक ऐनोड को इलेक्ट्रॉन देते हैं। निरंतर इलेक्ट्रॉन लेने और देने के लिए, विद्युत-अपघटन के बाहरी परिपथ में इलेक्ट्रॉनों का प्रवाह होना चाहिए। इसका अर्थ है, धारा बैटरी, विद्युत-अपघट्य और इलेक्ट्रोड द्वारा बनाए गए बंद परिपथ के चारों ओर निरंतर घूमती रहती है। यह सबसे बुनियादी विद्युत-अपघटन का सिद्धांत है।

तांबे के सल्फेट का विद्युत-अपघटन

जब तांबे का सल्फेट या CuSO4 को पानी में मिलाया जाता है, तो यह पानी में घुल जाता है। चूंकि CuSO4 एक विद्युत-अपघट्य है, इसलिए यह Cu+ + (कैथोड) और SO4 − − (ऐनोड) आयनों में विभाजित हो जाता है और विलयन में स्वतंत्र रूप से घूमता है।

अब हम उस विलयन में दो तांबे के इलेक्ट्रोड डुबोएंगे।

Cu+ + आयन (कैथोड) कैथोड की ओर आकर्षित होंगे, जो बैटरी के ऋणात्मक टर्मिनल से जुड़ा होता है। कैथोड पर पहुंचने पर, प्रत्येक Cu+ + आयन इससे इलेक्ट्रॉन लेगा और तटस्थ तांबे का परमाणु बन जाएगा।

इसी तरह SO4 − − (ऐनोड) आयन ऐनोड की ओर आकर्षित होंगे