विद्युत रासायनिक जल उपचार. इलेक्ट्रोलीज़

जब इलेक्ट्रोलाइट के माध्यम से प्रत्यक्ष विद्युत धारा प्रवाहित की जाती है, तो इलेक्ट्रोड पर रासायनिक प्रतिक्रियाएं होती हैं।इस प्रक्रिया को इलेक्ट्रोलिसिस कहा जाता है, जिसका अर्थ है बिजली की मदद से (पदार्थों का) विघटन।

सेकंड में. 8.1 में बताया गया कि इलेक्ट्रोलाइट एक ऐसा तरल पदार्थ है, जिसमें विद्युत धारा प्रवाहित करने पर रासायनिक प्रतिक्रिया होती है। इलेक्ट्रोलाइट पिघला हुआ नमक हो सकता है, जैसे सीसा (एच) ब्रोमाइड, या कुछ एसिड, बेस या नमक का जलीय घोल।

इलेक्ट्रोलाइट को इलेक्ट्रोड - तार कंडक्टर, धातु की छड़ें या प्लेट का उपयोग करके विद्युत प्रवाह की आपूर्ति की जाती है जो इलेक्ट्रोलाइट के साथ विद्युत संपर्क बनाते हैं। नकारात्मक रूप से चार्ज किया गया इलेक्ट्रोड कैथोड है और सकारात्मक इलेक्ट्रोड एनोड है। वे इलेक्ट्रोड जो इलेक्ट्रोलाइट्स के संपर्क में आने पर और जब उनमें विद्युत धारा प्रवाहित की जाती है तो रासायनिक प्रतिक्रियाओं में प्रवेश नहीं करते हैं, निष्क्रिय इलेक्ट्रोड कहलाते हैं। अक्रिय इलेक्ट्रोड में ग्रेफाइट और प्लैटिनम शामिल हैं।

इलेक्ट्रोलिसिस का आयनिक सिद्धांत

इस सिद्धांत के अनुसार, इलेक्ट्रोलाइट के माध्यम से प्रत्यक्ष विद्युत धारा का प्रवाह आयनों की सहायता से किया जाता है। इलेक्ट्रोड पर, इलेक्ट्रॉनों को आयनों में या उनसे स्थानांतरित किया जाता है। इसलिए, इलेक्ट्रोड पर होने वाली प्रक्रियाओं को अर्ध-प्रतिक्रियाओं को कम करने या ऑक्सीकरण करने के रूप में माना जा सकता है। इस प्रकार, इलेक्ट्रोलिसिस एक रेडॉक्स प्रक्रिया है।

एनोड पर हमेशा ऑक्सीडेटिव अर्ध-प्रतिक्रिया होती है। इस प्रतिक्रिया में, आयन इलेक्ट्रॉन खो देते हैं और तटस्थ कणों में बदल जाते हैं। इसलिए, एनोड आयनों से इलेक्ट्रॉनों के लिए सिंक के रूप में कार्य करता है।

न्यूनीकरण अर्ध-प्रतिक्रिया हमेशा कैथोड पर होती है। यहां, धनायन इलेक्ट्रॉन प्राप्त करते हैं और तटस्थ कणों में परिवर्तित होकर डिस्चार्ज हो जाते हैं। इसलिए, कैथोड धनायनों के लिए इलेक्ट्रॉनों के स्रोत के रूप में कार्य करता है।

पिघले हुए सीसे (एच) ब्रोमाइड के इलेक्ट्रोलिसिस में दो अर्ध-प्रतिक्रियाएं होती हैं:

1) ब्रोमाइड आयनों को एनोड पर डिस्चार्ज किया जाता है। (इस अर्ध-प्रतिक्रिया के लिए समीकरण है

2vg-(l.) = Vg2 (g.) + 2e-

यह अर्ध-प्रतिक्रिया एक ऑक्सीकरण है।)

2) लेड आयन कैथोड पर डिस्चार्ज होते हैं। (इस अर्ध-प्रतिक्रिया का समीकरण है:

Pb2+(ठोस) + 2e- = Pb(l.)

यह आधी-प्रतिक्रिया एक कमी है।)

यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि प्रत्येक विशेष प्रणाली में एनोड और कैथोड पर होने वाली प्रतिक्रियाएं बाहरी विद्युत सर्किट में वर्तमान स्रोत की ध्रुवता द्वारा पूर्व निर्धारित होती हैं। बाहरी वर्तमान स्रोत (बैटरी) का नकारात्मक ध्रुव इलेक्ट्रोलाइटिक सेल के इलेक्ट्रोड में से एक को इलेक्ट्रॉनों की आपूर्ति करता है। इससे इस इलेक्ट्रोड पर ऋणात्मक आवेश उत्पन्न हो जाता है। यह कैथोड बन जाता है। चूँकि यह इलेक्ट्रोड नकारात्मक रूप से चार्ज होता है, यह बदले में एक इलेक्ट्रोड प्रतिक्रिया का कारण बनता है जिसमें इलेक्ट्रॉनों की खपत होती है। इस प्रकार, पुनर्प्राप्ति प्रक्रिया इस इलेक्ट्रोड पर की जाती है। दूसरे इलेक्ट्रोड पर, इलेक्ट्रोलाइटिक सेल से इलेक्ट्रॉन वापस बाहरी सर्किट में प्रवाहित होते हैं, जिससे यह इलेक्ट्रोड सकारात्मक इलेक्ट्रोड बन जाता है। तो, यह इलेक्ट्रोड एनोड की भूमिका निभाता है। इसके धनात्मक आवेश के कारण इस पर एक प्रतिक्रिया होती है, जिसके साथ इलेक्ट्रॉन निकलते हैं, यानी ऑक्सीकरण होता है।

संपूर्ण इलेक्ट्रोलिसिस प्रक्रिया का एक योजनाबद्ध प्रतिनिधित्व चित्र में दिखाया गया है। 10.6.

रासायनिक प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप अघुलनशील पदार्थ का निर्माण कोलाइडल समाधान प्राप्त करने की शर्तों में से केवल एक है। एक और समान रूप से महत्वपूर्ण शर्त प्रतिक्रिया में ली गई शुरुआती सामग्रियों की असमानता है। इस असमानता का परिणाम कोलाइडल समाधानों में कणों के आकार की वृद्धि को सीमित करना है, जिससे मोटे तौर पर बिखरी हुई प्रणाली का निर्माण होगा।

आइए सिल्वर आयोडाइड सॉल के निर्माण के उदाहरण का उपयोग करके कोलाइडल कण के निर्माण की क्रियाविधि पर विचार करें, जो सिल्वर नाइट्रेट और पोटेशियम आयोडाइड के तनु विलयनों की परस्पर क्रिया से प्राप्त होता है।

AgNO 3 + KI = AgI + KNO 3

Ag + + NO 3 ¯ + K + + I ¯ = AgI ↓ + NO 3 ¯ + K +

सिल्वर आयोडाइड के अघुलनशील तटस्थ अणु कोलाइडल कण का मूल बनाते हैं।

सबसे पहले, ये अणु अव्यवस्था में संयोजित होते हैं, एक अनाकार, ढीली संरचना बनाते हैं, जो धीरे-धीरे कोर की एक उच्च क्रम वाली क्रिस्टलीय संरचना में बदल जाती है। जिस उदाहरण पर हम विचार कर रहे हैं, उसमें कोर एक सिल्वर आयोडाइड क्रिस्टल है, जिसमें बड़ी संख्या में AgI अणु होते हैं:

मी - कोलाइडल कण का मूल

सोखने की प्रक्रिया कोर की सतह पर होती है। पेसकोव-फजंस नियम के अनुसार, आयन जो कण कोर का हिस्सा हैं, कोलाइडल कणों के नाभिक की सतह पर सोख लिए जाते हैं, अर्थात। सिल्वर आयन (Ag+) या आयोडीन आयन (I-) अधिशोषित होते हैं। इन दोनों प्रकार के आयनों में से जो आयन अधिक मात्रा में होते हैं वे अधिशोषित हो जाते हैं।

इसलिए, यदि पोटेशियम आयोडाइड की अधिकता में कोलाइडल घोल प्राप्त होता है, तो आयोडीन आयन कणों (नाभिक) पर अधिशोषित हो जाएंगे, जो नाभिक के क्रिस्टल जाली को पूरा करते हैं, स्वाभाविक रूप से और मजबूती से इसकी संरचना में प्रवेश करते हैं। इस मामले में, एक सोखना परत बनती है, जो नाभिक को नकारात्मक चार्ज देती है:

नाभिक की सतह पर अवशोषित आयन, इसे उचित आवेश देते हैं, विभव-निर्माण आयन कहलाते हैं।

साथ ही विलयन में विपरीत आवेशित आयन भी होते हैं, उन्हें कहा जाता है प्रतिवाद।हमारे मामले में, ये पोटेशियम आयन (K +) हैं, जो इलेक्ट्रोस्टैटिक रूप से चार्ज किए गए नाभिक की ओर आकर्षित होते हैं (चार्ज मान I c तक पहुंच सकता है)। K+प्रतिक्रियाओं का एक भाग विद्युत और सोखना बलों से दृढ़ता से बंधा होता है और सोखना परत में प्रवेश करता है। जिस कोर पर आयनों की दोहरी सोखने वाली परत बनी होती है उसे ग्रेन्युल कहा जाता है।

(एम . एनआई - . (एन-एक्स) के + ) एक्स - (ग्रेन्युल संरचना)

प्रतिसंयोजकों का शेष भाग (आइए हम उन्हें "x K +" संख्या से निरूपित करें) आयनों की एक विसरित परत बनाते हैं।

सोखना और प्रसार परतों वाले कोर को मिसेल कहा जाता है। :

(एम . एनआई -. (एन-एक्स) के + ) एक्स - . x K + (मिसेल संरचना)

जब एक कोलाइडल समाधान के माध्यम से एक निरंतर विद्युत धारा प्रवाहित की जाती है, तो कणिकाएं और काउंटर क्रमशः विपरीत रूप से चार्ज किए गए इलेक्ट्रोड की ओर बढ़ेंगे।

सोल कणों की सतह पर समान आवेश की उपस्थिति महत्वपूर्ण है। इसकी स्थिरता में कारक।चार्ज कणों को चिपकने और बढ़ने से रोकता है। एक स्थिर फैलाव प्रणाली में, कणों को निलंबन में रखा जाता है, अर्थात। कोलॉइडी पदार्थ का अवक्षेपण नहीं होता है। सोल के इस गुण को किनेटी कहा जाता है चेसकी स्थिरता.

AgNO3 से अधिक मात्रा में प्राप्त सिल्वर आयोडाइड सॉल के मिसेल की संरचना चित्र 3 में दिखाई गई है। 1ए, केसीआई से अधिक - 1बी .

चित्र.1.5. अधिक मात्रा में प्राप्त सिल्वर आयोडाइड सॉल के मिसेल की संरचना:

ए) सिल्वर नाइट्रेट; बी) पोटेशियम क्लोराइड।

इलेक्ट्रोलिसिस- एक रेडॉक्स प्रक्रिया जो इलेक्ट्रोड पर तब होती है जब इलेक्ट्रोलाइट समाधान या पिघल के माध्यम से प्रत्यक्ष विद्युत धारा प्रवाहित की जाती है। इलेक्ट्रोलाइज़र में, विद्युत ऊर्जा को रासायनिक प्रतिक्रिया की ऊर्जा में परिवर्तित किया जाता है।

कैथोड (-) – नकारात्मक इलेक्ट्रोड जिस पर इलेक्ट्रोलिसिस के दौरान कमी होती है.

एनोड (+) – सकारात्मक इलेक्ट्रोड जिस पर इलेक्ट्रोलिसिस के दौरान ऑक्सीकरण होता है.

इलेक्ट्रोलिसिस के विपरीत, गैल्वेनिक सेल में, कमी सकारात्मक रूप से चार्ज किए गए कैथोड पर होती है, और ऑक्सीकरण नकारात्मक चार्ज एनोड पर होता है।

इलेक्ट्रोलिसिस में, निष्क्रिय (अघुलनशील) और सक्रिय (उपभोज्य) एनोड का उपयोग किया जा सकता है। सक्रिय एनोड, ऑक्सीकृत होकर, अपने स्वयं के आयनों को घोल में भेजता है। एक अक्रिय एनोड केवल एक इलेक्ट्रॉन ट्रांसमीटर है और रासायनिक रूप से नहीं बदलता है। ग्रेफाइट, प्लैटिनम और इरिडियम का उपयोग आमतौर पर निष्क्रिय इलेक्ट्रोड के रूप में किया जाता है।

मेल्ट और इलेक्ट्रोलाइट समाधानों के इलेक्ट्रोलिसिस के दौरान, उनके पृथक्करण (तापमान या पानी के प्रभाव में) के दौरान बनने वाले आयन - धनायन (Kt n +) और आयन (An m -) क्रमशः कैथोड (-) और एनोड में चले जाते हैं। (+). फिर, इलेक्ट्रोड पर, इलेक्ट्रॉनों को कैथोड से धनायन में स्थानांतरित किया जाता है, और आयन एनोड को इलेक्ट्रॉन दान करते हैं।

मात्रात्मक रूप से, इलेक्ट्रोलिसिस का वर्णन दो फैराडे कानूनों द्वारा किया जाता है।

मैं फैराडे का नियम: इलेक्ट्रोलिसिस के दौरान निकलने वाले पदार्थ का द्रव्यमान इलेक्ट्रोलाइज़र से गुजरने वाली बिजली की मात्रा के समानुपाती होता है:

एम = के मैं∙τ = क∙क्यू ,

कहाँ मैं- वर्तमान ताकत; τ - वर्तमान प्रवाह समय; क्यू = मैं∙τ- बिजली की मात्रा; क- आनुपातिकता का गुणांक, जिसका मूल्य इकाइयों की चुनी गई प्रणाली पर निर्भर करता है (यदि क्यू= 1 सी, फिर एम = के).

1 C विद्युत प्रवाह के दौरान निकलने वाले पदार्थ के द्रव्यमान को कहा जाता हैविद्युत रासायनिक समतुल्य.

द्वितीय फैराडे का नियम: इलेक्ट्रोलाइट के माध्यम से समान मात्रा में बिजली प्रवाहित होने पर, इलेक्ट्रोलिसिस उत्पादों के ग्राम समकक्षों की संख्या समान होती है।

किसी भी पदार्थ के एक समकक्ष को इलेक्ट्रोड पर छोड़ने के लिए उतनी ही मात्रा में बिजली खर्च करना आवश्यक है फैराडे स्थिरांक एफ= 96485 सी/मोल. दरअसल, किसी पदार्थ के एक समकक्ष में शामिल होता है एन ए = 6.02322∙10 23 कण, और कैथोड पर इतनी संख्या में एकल आवेशित आयनों को बहाल करने के लिए, बिजली की मात्रा खर्च करना आवश्यक है:

एफ = एन ए∙ ē = 6.02322∙10 23 कण/मोल ∙ 1.6021∙10 –19 C = 96485 C/mol,

इलेक्ट्रॉन आवेश कहाँ है ē = 1.6021∙10 –19 सीएल.

फैराडे के दोनों नियमों को सामान्य बनाकर लिखना संभव है।

इलेक्ट्रोएक्टिवेटेड जल ​​समाधान - कैथोलाइट्स और एनोलाइट्स का उपयोग कृषि में, पौधों की उत्पादकता बढ़ाने के लिए, पशुपालन, चिकित्सा में, पानी कीटाणुशोधन के लिए और घरेलू उद्देश्यों के लिए किया जा सकता है। विद्युत रासायनिक जल उपचार में एक स्थिर विद्युत क्षेत्र (इलेक्ट्रोलिसिस, वैद्युतकणसंचलन, इलेक्ट्रोफ्लोटेशन, इलेक्ट्रोकोएग्यूलेशन) में इलेक्ट्रॉनों, आयनों और अन्य कणों के स्थानांतरण से जुड़ी कई विद्युत रासायनिक प्रक्रियाएं शामिल हैं, जिनमें से मुख्य जल इलेक्ट्रोलिसिस है। यह लेख पाठक को पानी के इलेक्ट्रोलिसिस से जुड़ी मुख्य प्रक्रियाओं से परिचित कराता है।

परिचय

पानी के इलेक्ट्रोकेमिकल सक्रियण (ईएडब्ल्यू) की घटना इलेक्ट्रॉनों द्वारा डीईएल के माध्यम से गैर-संतुलन चार्ज हस्तांतरण के दौरान इलेक्ट्रोड (एनोड और कैथोड) की एक डबल इलेक्ट्रिक परत (डीईएल) में पानी पर इलेक्ट्रोकेमिकल और इलेक्ट्रोफिजिकल प्रभावों का एक संयोजन है। विद्युत रासायनिक प्रतिक्रियाओं के परिणामी गैसीय उत्पादों के तरल में गहन फैलाव। ECA प्रक्रिया में चार मुख्य प्रक्रियाएँ हैं:

- बाहरी स्थिर विद्युत क्षेत्र के कारण इलेक्ट्रोड पर रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं के कारण पानी का इलेक्ट्रोलाइटिक अपघटन (इलेक्ट्रोलिसिस);

- वैद्युतकणसंचलन - विद्युत क्षेत्र में धनावेशित कणों और आयनों की कैथोड की ओर गति, और ऋणात्मक आवेशित कणों और आयनों की एनोड की ओर गति;

- इलेक्ट्रोफ्लोटेशन - गैस फ्लोक्यूल्स और समुच्चय का निर्माण जिसमें बारीक रूप से फैले हुए गैस बुलबुले (कैथोड पर हाइड्रोजन और एनोड पर ऑक्सीजन) और मोटे तौर पर फैली हुई पानी की अशुद्धियाँ शामिल हैं;

- इलेक्ट्रोकोएग्यूलेशन - धातु के एनोडिक विघटन की प्रक्रिया और निरंतर विद्युत क्षेत्र के प्रभाव में धातु के धनायनों अल 3+, Fe 2+, Fe 3+ के निर्माण के कारण अवक्षेपित बिखरे हुए चरण के कणों के कोलाइडल समुच्चय का निर्माण .

प्रत्यक्ष विद्युत प्रवाह के साथ जल उपचार के परिणामस्वरूप, जल अपघटन क्षमता (1.25 वी) के बराबर या उससे अधिक क्षमता पर, पानी इलेक्ट्रॉन गतिविधि और अन्य भौतिक-रासायनिक मापदंडों (पीएच) के असामान्य मूल्यों की विशेषता वाली मेटास्टेबल अवस्था में चला जाता है। एह, ओआरपी, विद्युत चालकता)। पानी की मात्रा के माध्यम से एक निरंतर विद्युत प्रवाह का पारित होना इलेक्ट्रोकेमिकल प्रक्रियाओं के साथ होता है, जिसके परिणामस्वरूप रेडॉक्स प्रतिक्रियाएं होती हैं, जिससे जल प्रदूषण का विनाश (विनाश), कोलाइड्स का जमाव, मोटे अशुद्धियों का प्रवाह और उनके बाद का प्लवन होता है। .

पानी के इलेक्ट्रोकेमिकल सक्रियण की घटना नॉनक्विलिब्रियम चार्ज ट्रांसफर के दौरान इलेक्ट्रोड की दोहरी विद्युत परत में पानी पर इलेक्ट्रोकेमिकल और इलेक्ट्रोफिजिकल प्रभावों का एक संयोजन है।

इलेक्ट्रोकेमिकल उपचार का उपयोग प्राकृतिक जल के स्पष्टीकरण और मलिनकिरण, उनके नरम होने, भारी धातुओं (Cu, Co, Cd, Pb, Hg), क्लोरीन, फ्लोरीन और उनके डेरिवेटिव से शुद्धिकरण, पेट्रोलियम उत्पादों, कार्बनिक और ऑर्गेनोक्लोरीन युक्त अपशिष्ट जल के उपचार के लिए किया जाता है। यौगिक, रंजक, सर्फेक्टेंट, फिनोल। इलेक्ट्रोकेमिकल जल शोधन का लाभ यह है कि यह आपको पीएच मान और रेडॉक्स क्षमता ई एच के मूल्यों को समायोजित करने की अनुमति देता है, जिस पर पानी में विभिन्न रासायनिक प्रक्रियाओं की संभावना निर्भर करती है; वातन टैंकों में सक्रिय कीचड़ की एंजाइमेटिक गतिविधि बढ़ जाती है; प्रतिरोधकता को कम करता है और कार्बनिक तलछट के जमाव और अवसादन के लिए स्थितियों में सुधार करता है।

1985 में, EXHAV को आधिकारिक तौर पर भौतिक और रासायनिक घटनाओं के एक नए वर्ग के रूप में मान्यता दी गई थी। 15 जनवरी 1998 के रूसी संघ की सरकार के आदेश संख्या वीसीएच-पी1201044 ने मंत्रालयों और विभागों को चिकित्सा, कृषि और उद्योग में इस तकनीक का उपयोग करने की सिफारिशें दीं।

जल इलेक्ट्रोलिसिस

इलेक्ट्रोकेमिकल जल उपचार का मुख्य चरण जल इलेक्ट्रोलिसिस है। जब पानी के माध्यम से एक निरंतर विद्युत धारा प्रवाहित की जाती है, तो कैथोड पर पानी में इलेक्ट्रॉनों का प्रवेश, साथ ही एनोड पर पानी से इलेक्ट्रॉनों को निकालना, कैथोड की सतहों पर रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं की एक श्रृंखला के साथ होता है और एनोड. परिणामस्वरूप, नए पदार्थ बनते हैं, अंतर-आणविक अंतःक्रिया की प्रणाली बदल जाती है, पानी की संरचना सहित पानी की संरचना बदल जाती है। इलेक्ट्रोकेमिकल जल उपचार के लिए एक विशिष्ट स्थापना में एक जल उपचार इकाई 1, एक इलेक्ट्रोलाइज़र 2, और विद्युत रासायनिक उपचार के बाद एक जल उपचार इकाई 3 शामिल होती है (चित्र 1)।

कुछ इलेक्ट्रोकेमिकल जल उपचार संयंत्रों में, प्रारंभिक यांत्रिक जल शोधन प्रदान किया जाता है, जो उच्च हाइड्रोलिक प्रतिरोध के साथ मोटे अशुद्धियों के साथ इलेक्ट्रोलाइटिक सेल के अवरुद्ध होने के जोखिम को कम करता है। यांत्रिक जल शोधन के लिए एक ब्लॉक आवश्यक है यदि, विद्युत रासायनिक उपचार के परिणामस्वरूप, पानी मोटे अशुद्धियों से संतृप्त होता है, उदाहरण के लिए, धातु हाइड्रॉक्साइड के टुकड़े (अल (ओएच) 3, फे (ओएच) 3, एमजी (ओएच) 2) इलेक्ट्रोकोएग्यूलेशन के बाद. स्थापना का मुख्य तत्व एक इलेक्ट्रोलाइज़र है, जिसमें एक या अधिक इलेक्ट्रोलिसिस कोशिकाएं होती हैं (चित्र 2)।

इलेक्ट्रोलिसिस सेल दो इलेक्ट्रोडों से बनता है - एक सकारात्मक चार्ज एनोड और एक नकारात्मक चार्ज कैथोड, जो एक प्रत्यक्ष वर्तमान स्रोत के विभिन्न ध्रुवों से जुड़ा होता है। इंटरइलेक्ट्रोड स्थान पानी से भरा होता है, जो एक इलेक्ट्रोलाइट है जो विद्युत प्रवाह का संचालन करने में सक्षम है। डिवाइस के संचालन के परिणामस्वरूप, पानी की एक परत के माध्यम से विद्युत आवेशों का स्थानांतरण होता है - वैद्युतकणसंचलन, अर्थात, ध्रुवीय कणों, आवेश वाहक - आयनों का विपरीत चिह्न के इलेक्ट्रोड में स्थानांतरण।

जब पानी के माध्यम से एक निरंतर विद्युत धारा प्रवाहित की जाती है, तो कैथोड पर पानी में इलेक्ट्रॉनों का प्रवेश, साथ ही एनोड पर पानी से इलेक्ट्रॉनों को निकालना, कैथोड की सतहों पर रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं की एक श्रृंखला के साथ होता है और एनोड.

इस मामले में, नकारात्मक रूप से चार्ज किए गए आयन एनोड में चले जाते हैं, और सकारात्मक रूप से चार्ज किए गए धनायन कैथोड में चले जाते हैं। इलेक्ट्रोड पर, आवेशित आयन अपना आवेश खो देते हैं, विध्रुवित हो जाते हैं, क्षय उत्पादों में बदल जाते हैं। आवेशित आयनों के अलावा, विभिन्न फैलाव के ध्रुवीय कण वैद्युतकणसंचलन में भाग लेते हैं, जिनमें मोटे कण (इमल्सीफाइड कण, गैस बुलबुले, आदि) शामिल हैं, लेकिन उच्चतम गतिशीलता वाले आवेशित आयन विद्युत रासायनिक आवेशों के हस्तांतरण में मुख्य भूमिका निभाते हैं। ध्रुवीय कणों में पानी की अशुद्धियों और पानी के अणुओं के बीच से ध्रुवीय कण शामिल होते हैं, जिसे उनकी विशेष संरचना द्वारा समझाया जाता है।

केंद्रीय ऑक्सीजन परमाणु, जो पानी के अणु का हिस्सा है, जिसमें हाइड्रोजन परमाणुओं की तुलना में अधिक इलेक्ट्रोनगेटिविटी होती है, इलेक्ट्रॉनों को अपनी ओर खींचता है, जिससे अणु को विषमता मिलती है। परिणामस्वरूप, इलेक्ट्रॉन घनत्व को पुनर्वितरित किया जाता है: पानी के अणु को ध्रुवीकृत किया जाता है, जो 1.85 डी (डेबाई) के द्विध्रुव क्षण वाले विद्युत द्विध्रुव के गुणों को ग्रहण करता है, ध्रुवों पर सकारात्मक और नकारात्मक चार्ज के साथ (छवि 3)।

इलेक्ट्रोड प्रतिक्रियाओं के उत्पाद एल्यूमीनियम और स्टील से बने धातु एनोड का उपयोग करने के मामले में पानी के अणुओं, धातु धनायन (अल 3+, Fe 2+, Fe 3+) के इलेक्ट्रोलाइटिक विनाश के दौरान बनने वाली जलीय अशुद्धियों, गैसीय हाइड्रोजन और ऑक्सीजन को बेअसर करते हैं। , आणविक क्लोरीन, आदि। इस मामले में, कैथोड पर गैसीय हाइड्रोजन उत्पन्न होता है, और एनोड पर ऑक्सीजन उत्पन्न होता है। पानी की संरचना में एक निश्चित मात्रा में हाइड्रोनियम आयन H 3 O + होता है, जो परमाणु हाइड्रोजन H के निर्माण के साथ कैथोड सतह पर विध्रुवित होता है:

एच 3 ओ + + ई - → एच + एच 2 ओ।

क्षारीय वातावरण में, H 3 O + अनुपस्थित है, लेकिन पानी के अणु नष्ट हो जाते हैं, साथ ही परमाणु हाइड्रोजन H - और हाइड्रॉक्साइड OH - का निर्माण होता है:

एच 2 ओ + ई - → एच + ओएच -।

प्रतिक्रियाशील हाइड्रोजन परमाणु कैथोड की सतहों पर अवशोषित हो जाते हैं और पुनर्संयोजन के बाद आणविक हाइड्रोजन एच 2 बनाते हैं, जो गैसीय रूप में पानी से निकलता है:

एच + एच → एच 2.

उसी समय, परमाणु ऑक्सीजन एनोड पर जारी किया जाता है। अम्लीय वातावरण में, यह प्रक्रिया पानी के अणुओं के विनाश के साथ होती है:

2H 2 O - 4e - → O 2 + 4H +।

क्षारीय वातावरण में, OH हाइड्रॉक्साइड आयन हमेशा ऑक्सीजन निर्माण के स्रोत के रूप में काम करते हैं, कैथोड से एनोड तक इलेक्ट्रोड पर वैद्युतकणसंचलन की क्रिया के तहत आगे बढ़ते हैं:

4 ओएच - → ओ 2 + 2 एच 2 ओ + 4 ई -।

इन प्रतिक्रियाओं की सामान्य रेडॉक्स क्षमता क्रमशः +1.23 और +0.403 वी है, लेकिन प्रक्रिया कुछ शर्तों के तहत आगे बढ़ती है

वोल्टेज से अधिक। इलेक्ट्रोलिसिस सेल को उपरोक्त उत्पादों के जनरेटर के रूप में माना जा सकता है, जिनमें से कुछ, एक दूसरे के साथ और इंटरइलेक्ट्रोड स्पेस में पानी के दूषित पदार्थों के साथ रासायनिक संपर्क में प्रवेश करते हुए, अतिरिक्त रासायनिक जल शोधन (इलेक्ट्रोफ्लोटेशन, इलेक्ट्रोकोएग्यूलेशन) प्रदान करते हैं। ये द्वितीयक प्रक्रियाएं इलेक्ट्रोड की सतह पर नहीं, बल्कि पानी की मात्रा में होती हैं। इसलिए, इलेक्ट्रोड प्रक्रियाओं के विपरीत, उन्हें वॉल्यूमेट्रिक के रूप में नामित किया गया है। वे इलेक्ट्रोलिसिस के दौरान पानी के तापमान में वृद्धि और पानी के अणुओं के कैथोडिक विनाश के दौरान पीएच में वृद्धि से शुरू होते हैं।

कैथोडिक और एनोडिक ऑक्सीकरण के बीच अंतर बताएं। कैथोडिक ऑक्सीकरण के दौरान, कार्बनिक पदार्थों के अणु, कैथोड पर अवशोषित होकर, मुक्त इलेक्ट्रॉनों को स्वीकार करते हैं, बहाल होते हैं, ऐसे यौगिकों में परिवर्तित होते हैं जो दूषित नहीं होते हैं। कुछ मामलों में, पुनर्प्राप्ति प्रक्रिया एक चरण में होती है:

आर + एच + + ई - → आरएच, जहां आर एक कार्बनिक यौगिक है; आरएच यौगिक का हाइड्रेटेड रूप है और यह संदूषक नहीं है।

अन्य मामलों में, कैथोडिक कमी दो चरणों में होती है: पहले चरण (I) में, कार्बनिक अणु एक आयन में परिवर्तित हो जाता है, दूसरे (II) में, आयन एक जल प्रोटॉन के साथ बातचीत करके हाइड्रेटेड होता है:

आर + ई - → आर - , (आई) आर - + एच + → आरएच। (द्वितीय)

कैथोडिक और एनोडिक ऑक्सीकरण के बीच अंतर बताएं। कैथोडिक ऑक्सीकरण के दौरान, कार्बनिक पदार्थों के अणु, कैथोड पर अवशोषित होकर, मुक्त इलेक्ट्रॉनों को स्वीकार करते हैं और कम हो जाते हैं।

उच्च ओवरवोल्टेज (सीसा, कैडमियम) की आवश्यकता वाली सामग्रियों से बने कैथोड, बिजली की उच्च लागत पर, कार्बनिक अणुओं को नष्ट करने और प्रतिक्रियाशील मुक्त कणों को उत्पन्न करने की अनुमति देते हैं - ऐसे कण जिनमें मुक्त अयुग्मित इलेक्ट्रॉन (Cl*, O*, OH*) होते हैं। परमाणुओं या अणुओं की बाहरी कक्षाएँ, NO*2, आदि)। बाद की परिस्थिति मुक्त कणों को प्रतिक्रियाशीलता का गुण प्रदान करती है, अर्थात जलीय अशुद्धियों के साथ रासायनिक प्रतिक्रियाओं में प्रवेश करने और उन्हें नष्ट करने की क्षमता।

आरएच → आर + एच + + ई -।

कार्बनिक यौगिकों के एनोडिक ऑक्सीकरण से अक्सर मुक्त कणों का निर्माण होता है, जिनके आगे के परिवर्तन उनकी प्रतिक्रियाशीलता से निर्धारित होते हैं। एनोडिक ऑक्सीकरण की प्रक्रियाएँ बहुस्तरीय होती हैं और मध्यवर्ती उत्पादों के निर्माण के साथ आगे बढ़ती हैं। एनोडिक ऑक्सीकरण कार्बनिक यौगिकों की रासायनिक स्थिरता को कम करता है और थोक प्रक्रियाओं के दौरान उनके बाद के क्षरण को सुविधाजनक बनाता है।

वॉल्यूमेट्रिक ऑक्सीडेटिव प्रक्रियाओं में, जल इलेक्ट्रोलिसिस के उत्पाद - ऑक्सीजन (ओ 2), हाइड्रोजन पेरोक्साइड (एच 2 ओ 2) और ऑक्सीजन युक्त क्लोरीन यौगिक (एचसीएलओ) एक विशेष भूमिका निभाते हैं। इलेक्ट्रोलिसिस की प्रक्रिया में, एक अत्यंत प्रतिक्रियाशील यौगिक बनता है - एच 2 ओ 2, जिसके अणुओं का निर्माण हाइड्रॉक्सिल रेडिकल्स (ओएच *) के कारण होता है, जो एनोड पर हाइड्रॉक्सिल आयनों (ओएच-) के निर्वहन के उत्पाद हैं। :

2OH - → 2OH* → H 2 O 2 + 2e -, जहां OH* एक हाइड्रॉक्सिल रेडिकल है।

ऑक्सीकरण एजेंटों के साथ कार्बनिक पदार्थों की बातचीत की प्रतिक्रियाएं एक निश्चित अवधि के लिए आगे बढ़ती हैं, जिसकी अवधि तत्व की रेडॉक्स क्षमता के मूल्य और प्रतिक्रियाशील पदार्थों की एकाग्रता पर निर्भर करती है। जैसे-जैसे प्रदूषक की सांद्रता कम होती जाती है और प्रदूषक की सांद्रता कम होती जाती है, ऑक्सीकरण प्रक्रिया कम हो जाती है।

इलेक्ट्रोकेमिकल उपचार के दौरान ऑक्सीकरण प्रक्रिया की दर उपचारित पानी के तापमान और पीएच पर निर्भर करती है। कार्बनिक यौगिकों के ऑक्सीकरण की प्रक्रिया में, मध्यवर्ती उत्पाद बनते हैं जो आगे के परिवर्तनों के प्रतिरोध और विषाक्तता संकेतकों में प्रारंभिक उत्पाद से भिन्न होते हैं।

इलेक्ट्रोलाइज़र में उत्पन्न सक्रिय क्लोरीन और उसके ऑक्सीजन युक्त यौगिकों के स्रोत उपचारित पानी में क्लोराइड और सोडियम क्लोराइड (NaCl) हैं, जिन्हें इलेक्ट्रोलिसिस से पहले उपचारित पानी में पेश किया जाता है। सीएल-आयनों के एनोडिक ऑक्सीकरण के परिणामस्वरूप, गैसीय क्लोरीन सीएल 2 उत्पन्न होता है। पानी के pH के आधार पर, यह या तो हाइड्रोलाइज़ होकर हाइपोक्लोरस एसिड HOCL बनाता है या हाइपोक्लोराइट आयन ClO - बनाता है। प्रतिक्रिया का संतुलन pH मान पर निर्भर करता है।

pH = 4-5 पर, सभी क्लोरीन हाइपोक्लोरस एसिड (HClO) के रूप में होते हैं, और pH = 7 पर, क्लोरीन का आधा हिस्सा हाइपोक्लोराइट आयन (OCl -) के रूप में होता है और आधा हाइपोक्लोरस एसिड के रूप में होता है। (एचसीएलओ) (चित्र 4)। ऑक्सीकृत पदार्थ के साथ हाइपोक्लोराइट आयन (ClO -) की परस्पर क्रिया का तंत्र निम्नलिखित समीकरण द्वारा वर्णित है:

सीएलओ - + ए = सी + सीएल, जहां ए ऑक्सीकरण योग्य पदार्थ है; C एक ऑक्सीकरण उत्पाद है।

हाइपोक्लोरीथियोन (ClO -) के साथ कार्बनिक यौगिकों का विद्युत रासायनिक ऑक्सीकरण रेडॉक्स क्षमता ईएच में वृद्धि के साथ होता है, जो ऑक्सीडेटिव प्रक्रियाओं की प्रबलता को इंगित करता है। एह की वृद्धि इंटरइलेक्ट्रोड स्थान में सक्रिय क्लोरीन की सांद्रता और पानी में कार्बनिक अशुद्धियों की सामग्री के अनुपात पर निर्भर करती है। जैसे-जैसे सफाई होती है और प्रदूषण की मात्रा कम होती है, यह अनुपात बढ़ता है, जिससे एह में वृद्धि होती है, लेकिन फिर यह संकेतक स्थिर हो जाता है।

फैराडे के नियम के अनुसार प्रत्यक्ष विद्युत धारा प्रवाहित करते समय इलेक्ट्रोड पर प्रतिक्रिया करने वाले पदार्थ की मात्रा वर्तमान ताकत और प्रसंस्करण समय के सीधे आनुपातिक होती है:

जी = एआई वक्र τ, (1)

जहां A तत्व का विद्युत रासायनिक समतुल्य है, g/(A⋅h); मैं क्यूर - वर्तमान ताकत, ए; τ प्रसंस्करण समय है, एच। तत्व का विद्युत रासायनिक समकक्ष सूत्र द्वारा निर्धारित किया जाता है:

ए = एम / 26.8जेड, (2)

जहाँ M तत्व का परमाणु द्रव्यमान है, g; z इसकी वैधता है. कुछ तत्वों के विद्युत रासायनिक समकक्षों के मान तालिका में दिये गये हैं। 1.

इलेक्ट्रोलिसिस के दौरान उत्पन्न पदार्थ की वास्तविक मात्रा सैद्धांतिक मात्रा से कम है, जिसकी गणना सूत्र (1) द्वारा की जाती है, क्योंकि बिजली का कुछ हिस्सा पानी और इलेक्ट्रोड को गर्म करने पर खर्च होता है। इसलिए, गणना वर्तमान उपयोग कारक को ध्यान में रखती है< 1, величина которого определяется экспериментально.

इलेक्ट्रोड प्रक्रियाओं के दौरान, इलेक्ट्रोड और इलेक्ट्रोलाइट - पानी के बीच आवेशित कणों और आयनों का आदान-प्रदान होता है। ऐसा करने के लिए, स्थिर-अवस्था संतुलन स्थितियों के तहत, एक विद्युत क्षमता बनाना आवश्यक है, जिसका न्यूनतम मूल्य रेडॉक्स प्रतिक्रिया के प्रकार और 25 डिग्री सेल्सियस (तालिका 2) पर पानी के तापमान पर निर्भर करता है।

जल इलेक्ट्रोलिसिस के मुख्य मापदंडों में वर्तमान ताकत और घनत्व, इलेक्ट्रोड सेल के भीतर वोल्टेज, साथ ही इलेक्ट्रोड के बीच पानी के रहने की गति और अवधि शामिल है।

इलेक्ट्रोड सेल में उत्पन्न वोल्टेज इलेक्ट्रोड पर रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं की घटना के लिए पर्याप्त होना चाहिए। वोल्टेज मान पानी की आयनिक संरचना, पानी में अशुद्धियों की उपस्थिति, उदाहरण के लिए, सर्फेक्टेंट, वर्तमान घनत्व (इलेक्ट्रोड के प्रति इकाई क्षेत्र में इसकी ताकत), इलेक्ट्रोड सामग्री, आदि पर निर्भर करता है। अन्य चीजें समान होने पर, कार्य इलेक्ट्रोड सामग्री चुनने का उद्देश्य यह सुनिश्चित करना है कि इलेक्ट्रोड पर ऑक्सीडेटिव पुनर्प्राप्ति प्रतिक्रियाओं के पारित होने के लिए, आवश्यक वोल्टेज न्यूनतम हो, क्योंकि इससे विद्युत ऊर्जा की लागत कम हो जाती है।

कुछ रेडॉक्स प्रतिक्रियाएं प्रतिस्पर्धा कर रही हैं - वे एक साथ आगे बढ़ती हैं और परस्पर एक दूसरे को रोकती हैं। इलेक्ट्रोलाइटिक सेल में वोल्टेज को बदलकर उनके प्रवाह को नियंत्रित किया जा सकता है। तो, आणविक ऑक्सीजन के निर्माण की प्रतिक्रिया की सामान्य क्षमता +0.401 V या +1.23 V है; वोल्टेज में +1.36 वी (आण्विक क्लोरीन गठन की प्रतिक्रिया के लिए सामान्य क्षमता) में वृद्धि के साथ, एनोड पर केवल ऑक्सीजन जारी किया जाएगा, और क्षमता में और वृद्धि के साथ, ऑक्सीजन और क्लोरीन दोनों एक साथ जारी किए जाएंगे, और क्लोरीन अपर्याप्त तीव्रता के साथ जारी किया जाएगा. लगभग 4-5 वी के वोल्टेज पर, ऑक्सीजन का विकास व्यावहारिक रूप से बंद हो जाएगा, और इलेक्ट्रोलाइटिक सेल केवल क्लोरीन उत्पन्न करेगा।

जल इलेक्ट्रोलिसिस प्रक्रिया के मुख्य मापदंडों की गणना

जल इलेक्ट्रोलिसिस के मुख्य मापदंडों में वर्तमान शक्ति और घनत्व, इलेक्ट्रोड सेल के भीतर वोल्टेज, साथ ही इंटरइलेक्ट्रोड स्थान में पानी के रहने की गति और अवधि शामिल है।

मेरे द्वारा बताई गई वर्तमान ताकत उत्पन्न उत्पाद के लिए आवश्यक प्रदर्शन के आधार पर निर्धारित मूल्य है [ए], सूत्र द्वारा निर्धारित किया जाता है:

आईकुर=जी/ए टीη , (3)

यह सूत्र वर्तमान उपयोग कारक η को ध्यान में रखते हुए सूत्र (1) को परिवर्तित करके प्राप्त किया जाता है। वर्तमान घनत्व इसकी ताकत है, जो इलेक्ट्रोड के इकाई क्षेत्र [ए / एम 2] से संबंधित है, उदाहरण के लिए, एनोड, निम्नलिखित अभिव्यक्ति से निर्धारित होता है:

i en = I cur / F en, (4)

जहाँ F an एनोड क्षेत्र है, m 2। वर्तमान घनत्व का इलेक्ट्रोलिसिस प्रक्रिया पर सबसे निर्णायक प्रभाव होता है: अर्थात, वर्तमान घनत्व में वृद्धि के साथ, इलेक्ट्रोड प्रक्रियाएं तेज हो जाती हैं और इलेक्ट्रोड का सतह क्षेत्र कम हो जाता है, लेकिन साथ ही, इलेक्ट्रोलिसिस सेल में वोल्टेज बढ़ जाती है और, परिणामस्वरूप, प्रक्रिया की संपूर्ण ऊर्जा तीव्रता बढ़ जाती है। वर्तमान घनत्व में वृद्धि से इलेक्ट्रोलिसिस गैसों की रिहाई तेज हो जाती है, जिससे विद्युत जल उपचार के अघुलनशील उत्पादों में बुलबुले और फैलाव होता है।

वर्तमान घनत्व में वृद्धि के साथ, इलेक्ट्रोड की निष्क्रियता भी बढ़ जाती है, जिसमें एनोड और कैथोड की सतह जमा द्वारा आने वाले इलेक्ट्रॉनों को अवरुद्ध करना शामिल होता है, जो इलेक्ट्रोड कोशिकाओं में विद्युत प्रतिरोध को बढ़ाता है और इलेक्ट्रोड पर होने वाली रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं को रोकता है।

एनोड उनकी सतहों पर पतली ऑक्साइड फिल्मों के निर्माण के परिणामस्वरूप निष्क्रिय हो जाते हैं, एनोड पर ऑक्सीजन और अन्य घटकों के सोखने के परिणामस्वरूप, जो बदले में, जलीय अशुद्धियों के कणों को सोख लेते हैं। कैथोड पर, मुख्य रूप से कार्बोनेट जमा होते हैं, विशेष रूप से बढ़ी हुई कठोरता वाले जल उपचार के मामले में। इन कारणों से, तकनीकी प्रक्रिया के दौरान आवश्यक रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं की स्थिर घटना की शर्तों के तहत पानी के इलेक्ट्रोलिसिस के दौरान वर्तमान घनत्व को न्यूनतम पर सेट किया जाना चाहिए।

इलेक्ट्रोलाइज़र के इंटरइलेक्ट्रोड स्थान में पानी का निवास समय इलेक्ट्रोलिसिस उत्पादों की आवश्यक मात्रा उत्पन्न करने के लिए आवश्यक समय तक सीमित है।

इलेक्ट्रोड सेल में वोल्टेज [V] सूत्र द्वारा निर्धारित किया जाता है:

वी आई = आई एन ΔK जी / χ आर , (5)

जहां i वर्तमान घनत्व है, ए/एम 2; डी इलेक्ट्रोड (इंटरइलेक्ट्रोड चैनल की चौड़ाई) के बीच की दूरी है, मी; χ R पानी की विद्युत चालकता है, 1/(ओम⋅m); K g - इंटरइलेक्ट्रोड स्थान में गैस भरने का गुणांक, आमतौर पर K g = 1.05-1.2 लिया जाता है।

फॉर्मूला (5) कम मूल्यों के कारण इलेक्ट्रोड के विद्युत प्रतिरोधों को ध्यान में नहीं रखता है, लेकिन निष्क्रियता के दौरान, ये प्रतिरोध महत्वपूर्ण हो जाते हैं। अशुद्धियों द्वारा अवरुद्ध न होने की स्थिति के अनुसार इंटरइलेक्ट्रोड चैनल की चौड़ाई न्यूनतम (3-20 मिमी) मानी जाती है।

पानी की विशिष्ट विद्युत चालकता χ R कई कारकों पर निर्भर करती है, जिनमें से सबसे महत्वपूर्ण हैं तापमान, pH, आयनिक संरचना और आयन सांद्रता (चित्र 5)। तापमान में वृद्धि के साथ, विद्युत चालकता χ आर बढ़ती है, और वोल्टेज कम हो जाता है (चित्र 6)। विद्युत चालकता का न्यूनतम मान pH = 7 से मेल खाता है। इसके अलावा, इलेक्ट्रोलिसिस प्रक्रिया के दौरान, पानी का तापमान और pH बढ़ जाता है। यदि पीएच > 7, तो हम पानी की विशिष्ट विद्युत चालकता में कमी की उम्मीद कर सकते हैं χ आर, और पीएच मान पर< 7 удельная электропроводность воды χ R , наоборот, возрастает (рис. 5).

मध्यम खनिजकरण के प्राकृतिक जल की विशिष्ट विद्युत चालकता 0.001-0.005 1 / (ओम⋅m) है, शहरी अपशिष्ट जल 10-0.01 1 / (ओम⋅m) है। इलेक्ट्रोलिसिस के दौरान, विद्युत चालकता 0.1-1.0 1 / (ओम⋅m) की सीमा में होनी चाहिए। यदि स्रोत के पानी में अपर्याप्त विद्युत चालकता है, तो लवणता बढ़ाई जानी चाहिए (चित्र 7)। आमतौर पर, इसके लिए सोडियम क्लोराइड (NaCl) का उपयोग किया जाता है, जिसकी खुराक प्रयोगात्मक रूप से निर्धारित की जाती है और अक्सर 500-1500 mg/l (8-25 meq/l) होती है। सोडियम क्लोराइड न केवल अनुप्रयोग और सुरक्षा (भंडारण, समाधान तैयार करना, आदि) के मामले में सुविधाजनक है, बल्कि NaCl की उपस्थिति में, इलेक्ट्रोड निष्क्रियता धीमी हो जाती है। पानी में घुलकर, NaCl पानी को क्लोरीन आयनों सीएल - और सोडियम धनायनों Na + से संतृप्त करता है। क्लोरीन आयन सीएल - छोटे होते हैं और, एनोड सतह पर निष्क्रिय जमाओं के माध्यम से प्रवेश करते हुए, इन जमावों को नष्ट कर देते हैं। अन्य आयनों, विशेष रूप से सल्फेट आयनों (SO 2- 4) की उपस्थिति में, क्लोराइड आयनों (Cl -) का निष्क्रिय प्रभाव कम हो जाता है। कोशिका का स्थिर संचालन संभव है यदि आयन - सीएल - आयनों की कुल संख्या का कम से कम 30% बनाते हैं। वैद्युतकणसंचलन के परिणामस्वरूप, सोडियम धनायन Na + कैथोड में चला जाता है, जिस पर हाइड्रॉक्साइड आयन OH - उत्पन्न होते हैं, और, बाद वाले के साथ बातचीत करके, सोडियम हाइड्रॉक्साइड (NaOH) बनाते हैं, जो कैथोड पर कार्बोनेट जमा को घोल देता है।

इलेक्ट्रोलाइटिक सेल की बिजली खपत [डब्ल्यू] निम्नलिखित संबंध से निर्धारित होती है:

एन खपत = η ई मैं वक्र वी ई, (6)

जहां η ई सेल की दक्षता है, इसे आमतौर पर η ई = 0.7-0.8 लिया जाता है; मैं क्यूर - वर्तमान ताकत, ए; वी ई - इलेक्ट्रोलाइज़र पर वोल्टेज, वी।

सेल के इंटरइलेक्ट्रोड स्पेस में पानी का निवास समय इलेक्ट्रोलिसिस उत्पादों की आवश्यक मात्रा उत्पन्न करने के लिए आवश्यक समय के साथ-साथ संबंधित वॉल्यूमेट्रिक प्रतिक्रियाओं की अवधि तक सीमित है, और प्रयोगात्मक रूप से निर्धारित किया जाता है।

इंटरइलेक्ट्रोड स्पेस में पानी की गति की गति इलेक्ट्रोलाइज़र से इलेक्ट्रोलिसिस उत्पादों और अन्य अशुद्धियों को हटाने की शर्तों को ध्यान में रखते हुए निर्धारित की जाती है; इसके अलावा, अशांत मिश्रण पानी की गति की गति पर निर्भर करता है, जो वॉल्यूमेट्रिक प्रतिक्रियाओं के पाठ्यक्रम को प्रभावित करता है। पानी के निवास समय की तरह, पानी की गति भी प्रयोगात्मक डेटा के आधार पर चुनी जाती है।

करने के लिए जारी।

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1. ओर्स्टेड के प्रयोग में क्या देखा गया?
ए) करंट के साथ दो समानांतर कंडक्टरों की परस्पर क्रिया।
बी) दो चुंबकीय सुइयों की परस्पर क्रिया।
ग) जब विद्युत धारा प्रवाहित की जाती है तो चुंबकीय सुई का चालक के पास घूमना।
घ) जब कुंडली में चुंबक रखा जाता है तो उसमें विद्युत धारा की घटना होती है।

2. यदि दो समानांतर कंडक्टरों में एक ही दिशा में धारा प्रवाहित होती है तो वे एक दूसरे के साथ कैसे परस्पर क्रिया करते हैं?
a) आकर्षित होते हैं. बी)विकर्षित करना। ग) अंतःक्रिया का बल शून्य है। घ) कोई सही उत्तर नहीं है।

3. जब किसी चालक से सीधी विद्युत धारा प्रवाहित की जाती है तो उसके चारों ओर एक चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न हो जाता है। इसका पता कागज की शीट पर स्टील के बुरादे के स्थान से या कंडक्टर के पास स्थित चुंबकीय सुई के घुमाव से लगाया जाता है। इस चुंबकीय क्षेत्र को अंतरिक्ष में कैसे स्थानांतरित किया जा सकता है?
क) स्टील फाइलिंग का स्थानांतरण। b) चुम्बक को हिलाने से। ग) धारा के साथ एक चालक का स्थानांतरण। d) चुंबकीय क्षेत्र को स्थानांतरित नहीं किया जा सकता।

4. कुंजी K खोलने पर कुंडल के अंदर बिंदु A और B पर रखी चुंबकीय सुइयां कैसे स्थित होंगी?
a) चित्र में समान रूप से दाईं ओर उत्तरी ध्रुव।
बी) चित्र में बाईं ओर वही उत्तरी ध्रुव है।
ग) उत्तरी ध्रुव वाले तीर एक दूसरे के सामने हैं।
घ) दक्षिणी ध्रुव वाले तीर एक दूसरे के सामने हैं।

5. AC मोटर का उपकरण DC की तुलना में सरल क्यों है? वाहनों में DC मोटरों का उपयोग क्यों किया जाता है?

6. विद्युत चुम्बक के ध्रुव निर्धारित करें।

7. धाराओं के चुंबकीय क्षेत्र को चित्रित करें और चुंबकीय क्षेत्र रेखाओं की दिशा निर्धारित करें।

8. चुंबकीय क्षेत्र में रखे विद्युत धारावाही चालक पर लगने वाले बल की दिशा निर्धारित करें।

9. आपके पास तीन वस्तुएँ हैं - "उपकरण": एक लकड़ी का ब्लॉक, दो स्टील की कीलें जो एक दूसरे की ओर आकर्षित नहीं होती हैं, और एक स्थायी चुंबक।
तीन "ब्लैक बॉक्स" में क्रमशः: एक चुंबक, दो कीलें और एक लकड़ी का ब्लॉक होता है। प्रत्येक बक्से में क्या है यह जानने के लिए कौन से उपकरण और किस क्रम में उपयोग करना बेहतर है?

10. एक डीसी मोटर 24 वी के वोल्टेज वाले स्रोत से 2 ए की धारा का उपभोग करती है। यदि इसकी वाइंडिंग का प्रतिरोध 3 ओम है तो मोटर की यांत्रिक शक्ति क्या है? इसकी K.P.D. क्या है?

कंडक्टर में करंट की दिशा निर्धारित करें, जिसका क्रॉस सेक्शन और चुंबकीय क्षेत्र चित्र 1 में दिखाया गया है।

3. चालक में धारा की कौन सी दिशा होती है, जिसकी चुंबकीय क्षेत्र रेखाओं की दिशा तीरों द्वारा इंगित की जाती है (चित्र 3)?

5. चित्र 5 में दिखाई गई चुंबकीय क्षेत्र रेखाओं की दिशा में, रिंग में गोलाकार धारा की दिशा निर्धारित करें।

विद्युत चुम्बकीय तरंगें उत्पन्न होती हैं: A. जब विद्युत आवेश स्थिर गति से चलते हैं। बी. विद्युत की त्वरित गति के साथ

B. स्थिर आवेशों के आसपास।

जी. एक निश्चित कंडक्टर के आसपास जिसके माध्यम से प्रत्यक्ष विद्युत प्रवाह गुजरता है।

D. एक निश्चित आवेशित धातु की प्लेट के चारों ओर

1. विद्युत धारा कहलाती है... A). इलेक्ट्रॉनों की गति. बी)। आवेशित कणों का व्यवस्थित संचलन। बी)। इलेक्ट्रॉनों का व्यवस्थित संचलन। 2.

किसी चालक में विद्युत धारा उत्पन्न करने के लिए यह आवश्यक है... A). इसमें एक विद्युत क्षेत्र बनाएं। बी)। इसमें विद्युत आवेश उत्पन्न करें। बी)। इसमें विद्युत आवेशों को अलग करना। 3. कौन से कण धातुओं में विद्युत धारा उत्पन्न करते हैं? ए)। मुक्त इलेक्ट्रॉन. बी)। सकारात्मक आयन. बी)। नकारात्मक आयन. ^ 4. गैल्वेनोमीटर में धारा की किस क्रिया का उपयोग किया जाता है? ए. थर्मल. बी. रसायन. बी चुंबकीय। 5. इलेक्ट्रिक स्टोव के सर्किट में करंट की ताकत 1.4 ए है। 20 मिनट में कौन सा इलेक्ट्रिक चार्ज इसके सर्पिल के क्रॉस सेक्शन से गुजरता है? ए)। 3200 सीएल. बी)। 1680 कक्षा बी)। 500 सी.एल. ^ 6. किस आरेख (चित्र 1) में एमीटर सर्किट से सही ढंग से जुड़ा हुआ है? ए)। 1. बी). 2. बी). 3. 7. जब 6 C के बराबर विद्युत आवेश किसी चालक से होकर गुजरता है, तो 660 J का कार्य होता है। इस चालक के सिरों पर वोल्टेज क्या है? ए)। 110 वी. बी). 220 वि. वि). 330V. ^ 8. किस आरेख (चित्र 2) में वोल्टमीटर सर्किट से सही ढंग से जुड़ा हुआ है? ए)। 1. बी). 2. 9. एक ही सेक्शन के तांबे के तार की दो कुंडलियों की लंबाई क्रमशः 50 और 150 मीटर है। उनमें से किसका प्रतिरोध अधिक है और कितना गुना है? ए)। पहला 3 बार है. बी)। दूसरा 3 बार है. ^ 10. 25 सेमी लंबे और 0.1 मिमी2 क्रॉस सेक्शन वाले निकेल तार से गुजरने वाली धारा की ताकत क्या है यदि इसके सिरों पर वोल्टेज 6 V है? ए)। 2 ए. बी). 10 ए. बी). 6 ए

1. विद्युत धारा शक्ति को किन इकाइयों में मापा जाता है? ए. ओम; बी जे; W.W; जी. ए.

2. जब विद्युत धारा किसी माध्यम से गुजरती है तो कौन-सी क्रियाएँ सदैव प्रकट होती हैं?

ए. थर्मल; बी।चुंबकीय; में. रासायनिक; जी।रोशनी।

4. वह वोल्टेज निर्धारित करें जिसके अंतर्गत प्रकाश बल्ब है, यदि 10 C का चार्ज चलते समय 2200 J कार्य करता है।

5. चित्र में दिखाए गए सर्किट में अनुभाग एबी का प्रतिरोध निर्धारित करें।

6. 150 मीटर की लंबाई और 0.2 मिमी2 के क्रॉस-अनुभागीय क्षेत्र के साथ एक नाइक्रोम तार के प्रतिरोध की गणना करें।

7. 3.5 मिमी2 के क्रॉस सेक्शन और 14.2 मीटर की लंबाई वाले एक तांबे के कंडक्टर में 2.25 ए की धारा प्रवाहित होती है। इस कंडक्टर के सिरों पर वोल्टेज निर्धारित करें।

8. कंडक्टर में 16 ए की वर्तमान ताकत पर 35 एस में कितने इलेक्ट्रॉन कंडक्टर के क्रॉस सेक्शन से गुजरते हैं?

9. 6 ओम के प्रतिरोध के साथ एक अवरोधक बनाने के लिए लिए गए 2 मिमी2 के क्रॉस-अनुभागीय क्षेत्र वाले लोहे के तार का द्रव्यमान निर्धारित करें।