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इलेक्ट्रोलाइटिक पृथक्करण का सिद्धांत। जटिल प्रक्रियाओं की सरल व्याख्या

शब्द "इलेक्ट्रोलाइटिक पृथक्करण" वैज्ञानिकों के साथउन्नीसवीं सदी के उत्तरार्ध से काम कर रहा है। हम स्वीडिश केमिस्ट Arrhenius को इसका स्वरूप देना चाहते हैं। 1884-1887 में इलेक्ट्रोलाइट समस्या पर काम करते हुए, उन्होंने इसे घोल में पिघलने और पिघलने के दौरान आयनीकरण की घटना का वर्णन करने के लिए पेश किया। उन्होंने आयनों में अणुओं के विघटन द्वारा इस घटना के तंत्र को समझाने का फैसला किया, एक सकारात्मक या नकारात्मक चार्ज वाले तत्व।

इलेक्ट्रोलाइटिक पृथक्करण सिद्धांत बताते हैंकुछ समाधानों की विद्युत चालकता। उदाहरण के लिए, पोटेशियम क्लोराइड KCl इस नमक के अणु के पोटेशियम आयन में अपघटन द्वारा विशेषता है, जिसमें एक प्लस चिन्ह (कटियन), और एक क्लोरीन आयन, एक ऋण चिह्न (आयन) है। हाइड्रोक्लोरिक एसिड HCl एक कटियन (हाइड्रोजन आयन) और एक आयन (क्लोरीन आयन) में विघटित हो जाता है, एक सोडियम हाइड्रोक्साइड घोल NaHO सोडियम हाइड्रोक्साइड आयन के रूप में सोडियम आयनों और आयनों की उपस्थिति की ओर जाता है। इलेक्ट्रोलाइटिक पृथक्करण के सिद्धांत के मुख्य प्रावधान समाधानों में आयनों के व्यवहार का वर्णन करते हैं। इस सिद्धांत के अनुसार, वे समाधान के भीतर पूरी तरह से स्वतंत्र रूप से आगे बढ़ते हैं, और यहां तक ​​कि समाधान की एक छोटी सी बूंद में, विपरीत रूप से चार्ज किए गए विद्युत आवेशों का एक समान वितरण बनाए रखा जाता है।

इलेक्ट्रोलाइटिक पृथक्करण प्रक्रिया का सिद्धांतजलीय घोल में इलेक्ट्रोलाइट्स के गठन को निम्नानुसार समझाया गया है। मुक्त आयनों की उपस्थिति पदार्थ के क्रिस्टल जाली के विनाश को इंगित करती है। जब कोई पदार्थ पानी में घुल जाता है, तो यह प्रक्रिया ध्रुवीय विलायक के अणुओं के प्रभाव के तहत होती है (हमारे उदाहरण में, हम पानी पर विचार करते हैं)। वे इलेक्ट्रोस्टैटिक आकर्षण के बल को कम करने में सक्षम हैं जो क्रिस्टल जाली के नोड्स में स्थित आयनों के बीच मौजूद हैं, जिसके परिणामस्वरूप, आयन समाधान में मुक्त आंदोलन के लिए आगे बढ़ते हैं। इस मामले में, मुक्त आयन ध्रुवीय पानी के अणुओं से घिरे होते हैं। इलेक्ट्रोलाइटिक पृथक्करण का सिद्धांत इस खोल को कहता है, जो उनके चारों ओर बनता है, जलयोजन।

लेकिन अरहेनियस का इलेक्ट्रोलाइटिक पृथक्करण का सिद्धांतन केवल समाधानों में इलेक्ट्रोलाइट्स के गठन की व्याख्या करता है। तापमान के प्रभाव में क्रिस्टल जाली को भी नष्ट किया जा सकता है। क्रिस्टल को गर्म करने से, हम जाली नोड्स में आयनों के तीव्र कंपन का प्रभाव प्राप्त करते हैं, जो धीरे-धीरे क्रिस्टल के विनाश की ओर जाता है और पिघल की उपस्थिति पूरी तरह से आयनों से मिलकर होती है।

समाधान पर लौटते हुए, किसी को अलग से चाहिएएक पदार्थ की संपत्ति पर विचार करें जिसे हम एक विलायक कहते हैं। इस परिवार का सबसे प्रमुख प्रतिनिधि पानी है। मुख्य विशेषता द्विध्रुवीय अणुओं की उपस्थिति है, अर्थात। जब एक छोर पर अणु को सकारात्मक रूप से चार्ज किया जाता है और दूसरे पर नकारात्मक रूप से लगाया जाता है। जल अणु पूरी तरह से इन आवश्यकताओं को पूरा करता है, लेकिन पानी एकमात्र विलायक नहीं है।

इलेक्ट्रोलाइटिक पृथक्करण प्रक्रिया कर सकते हैंगैर-जलीय ध्रुवीय सॉल्वैंट्स का भी कारण बनता है, उदाहरण के लिए, तरल सल्फर डाइऑक्साइड, तरल अमोनिया, आदि। लेकिन यह पानी है जो इस पंक्ति में मुख्य स्थान रखता है, क्योंकि इसकी संपत्ति इलेक्ट्रोस्टैटिक आकर्षण को कमजोर (भंग) और नष्ट करने के लिए विशेष रूप से स्पष्ट है। । इसलिए, समाधानों की बात करें, तो हमारा मतलब है कि पानी आधारित तरल पदार्थ।

इलेक्ट्रोलाइट्स के गुणों की गहराई से अध्ययन की अनुमति हैउनकी ताकत और पृथक्करण की डिग्री की अवधारणा पर जाएं। एक इलेक्ट्रोलाइट के पृथक्करण की डिग्री का अर्थ है, उनकी कुल संख्या में विघटित अणुओं की संख्या का अनुपात। संभावित इलेक्ट्रोलाइट्स के लिए, यह गुणांक शून्य से एक तक की सीमा में है, और शून्य के बराबर पृथक्करण की डिग्री इंगित करती है कि हम गैर-इलेक्ट्रोलाइट्स के साथ काम कर रहे हैं। विलयन की डिग्री में वृद्धि समाधान के तापमान में वृद्धि से सकारात्मक रूप से प्रभावित होती है।

इलेक्ट्रोलाइट्स की ताकत हदबंदी की डिग्री से निर्धारित होती हैनिरंतर एकाग्रता और तापमान के अधीन। मजबूत इलेक्ट्रोलाइट्स में एकता के निकट विघटन की डिग्री होती है। ये अत्यधिक घुलनशील लवण, क्षार, अम्ल हैं।

इलेक्ट्रोलाइटिक पृथक्करण के सिद्धांत ने भौतिकी, रसायन विज्ञान, पौधे और पशु शरीर विज्ञान, और सैद्धांतिक इलेक्ट्रोकैमिस्ट्री के ढांचे में अध्ययन की जाने वाली घटनाओं की एक विस्तृत श्रृंखला की व्याख्या करना संभव बना दिया।

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