सीसा सल्फेट विद्युत्-अपघटनको सिद्धान्त

विद्युत-अपघटन

विद्युत-अपघटन एक विद्युत-रासायनिक प्रक्रिया हो जहाँ धारा एक इलेक्ट्रोड से अन्य इलेक्ट्रोड में आयनित विलयन (इलेक्ट्रोलाइट) में से गुजरती है। इस प्रक्रिया में, धनात्मक आयन या केशन ऋणात्मक इलेक्ट्रोड या कैथोड में आते हैं और ऋणात्मक आयन या एनायन धनात्मक इलेक्ट्रोड या एनोड में आते हैं।

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

इलेक्ट्रोलाइट की परिभाषा

एक इलेक्ट्रोलाइट 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 आयनों को केशन और ऋणात्मक आयनों को एनायन कहा जाता है। दोनों केशन और एनायन विलयन में स्वतंत्र रूप से गतिशील होते हैं।

विद्युत-अपघटन का सिद्धांत

आयनिक बंधों में, एक परमाणु अपने वालेंस इलेक्ट्रॉन खो देता है और दूसरा परमाणु इलेक्ट्रॉन प्राप्त कर लेता है। इस परिणामस्वरूप, एक परमाणु धनात्मक आयन और दूसरा परमाणु ऋणात्मक आयन बन जाता है। विपरीत आवेश के कारण दोनों एक दूसरे को आकर्षित करते हैं और एक बंध बनाते हैं जिसे आयनिक बंध कहा जाता है। आयनिक बंध में, आयनों के बीच कार्यरत बल कूलोमीय बल होता है जो माध्यम की परमिटिविटी के व्युत्क्रमानुपाती होता है। पानी की सापेक्ष परमिटिविटी 20oसी पर 80 होती है। इसलिए, जब कोई आयनिक बंधित रासायनिक पानी में घुला जाता है, तो आयनों के बीच का बंध बहुत कमजोर हो जाता है और इसके अणु धनात्मक और ऋणात्मक आयनों में विभाजित होकर विलयन में स्वतंत्र रूप से गतिशील हो जाते हैं।

अब हम दो धातु के छड़ विलयन में डुबोएंगे और इन छड़ों के बीच बाहरी रूप से एक विद्युत संभावित अंतर लगाएंगे, जो एक बैटरी द्वारा उत्पन्न होगा।

ये आंशिक रूप से डूबे छड़ तकनीकी रूप से इलेक्ट्रोड के रूप में जाने जाते हैं। बैटरी के ऋणात्मक टर्मिनल से जुड़ा इलेक्ट्रोड कैथोड और बैटरी के धनात्मक टर्मिनल से जुड़ा इलेक्ट्रोड एनोड के रूप में जाना जाता है। स्वतंत्र रूप से गतिशील धनात्मक आयन केथोड द्वारा आकर्षित होते हैं और ऋणात्मक आयन एनोड द्वारा आकर्षित होते हैं। कैथोड में, धनात्मक केशन ऋणात्मक कैथोड से इलेक्ट्रॉन लेते हैं और एनोड में, ऋणात्मक एनायन धनात्मक एनोड को इलेक्ट्रॉन देते हैं। इलेक्ट्रॉनों को लगातार कैथोड और एनोड में लेने और देने के लिए, इलेक्ट्रोलाइटिक के बाहरी परिपथ में इलेक्ट्रॉनों का प्रवाह होना चाहिए। इसका अर्थ है, धारा बैटरी, इलेक्ट्रोलाइटिक और इलेक्ट्रोड द्वारा बनाए गए बंद लूप में लगातार चलती रहती है। यह विद्युत-अपघटन का सबसे बुनियादी सिद्धांत है।

तांबे के सल्फेट का विद्युत-अपघटन

जब तांबे का सल्फेट या CuSO4 पानी में डाला जाता है, तो यह पानी में घुल जाता है। क्योंकि CuSO4 एक इलेक्ट्रोलाइट है, इसलिए यह Cu+ + (केशन) और SO4 − − (एनायन) आयनों में विभाजित हो जाता है और विलयन में स्वतंत्र रूप से गतिशील हो जाता है।

अब हम उस विलयन में दो तांबे के इलेक्ट्रोड डुबोएंगे।

Cu+ + आयन (केशन) कैथोड, यानी बैटरी के ऋणात्मक टर्मिनल से जुड़े इलेक्ट्रोड की ओर आकर्षित होंगे। कैथोड पर पहुँचने पर, प्रत्येक Cu+ + आयन इससे इलेक्ट्रॉन लेगा और तांबे का तटस्थ परमाणु बन जाएगा।

इसी तरह SO4 − − (एनायन) आयन एनोड, यानी बैटरी के धनात्मक टर्मिनल से जुड़े इलेक्ट्रोड की ओर आकर्षित होंगे। इसलिए SO4