विद्युत रासायनिक जल उपचार। इलेक्ट्रोलीज़

जब इलेक्ट्रोलाइट के माध्यम से एक प्रत्यक्ष विद्युत प्रवाह पारित किया जाता है, तो इलेक्ट्रोड पर रासायनिक प्रतिक्रियाएं होती हैं।इस प्रक्रिया को इलेक्ट्रोलिसिस कहा जाता है, जिसका अर्थ है बिजली की मदद से अपघटन (पदार्थों का)।

सेकंड में। 8.1, यह इंगित किया गया था कि एक इलेक्ट्रोलाइट एक ऐसा तरल है, जब इसके माध्यम से एक विद्युत प्रवाह पारित किया जाता है, तो एक रासायनिक प्रतिक्रिया होती है। इलेक्ट्रोलाइट एक पिघला हुआ नमक हो सकता है, जैसे सीसा (एच) ब्रोमाइड, या कुछ एसिड, बेस या नमक का जलीय घोल।

इलेक्ट्रोड का उपयोग करके इलेक्ट्रोलाइट को विद्युत प्रवाह की आपूर्ति की जाती है - तार कंडक्टर, धातु की छड़ या प्लेट जो इलेक्ट्रोलाइट के साथ विद्युत संपर्क बनाते हैं। ऋणात्मक आवेशित इलेक्ट्रोड कैथोड है और धनात्मक इलेक्ट्रोड एनोड है। इलेक्ट्रोड जो इलेक्ट्रोलाइट्स के संपर्क में आने पर रासायनिक प्रतिक्रियाओं में प्रवेश नहीं करते हैं और जब उनके माध्यम से विद्युत प्रवाह पारित किया जाता है तो उन्हें निष्क्रिय इलेक्ट्रोड कहा जाता है। निष्क्रिय इलेक्ट्रोड में ग्रेफाइट और प्लैटिनम शामिल हैं।

इलेक्ट्रोलिसिस का आयनिक सिद्धांत

इस सिद्धांत के अनुसार, इलेक्ट्रोलाइट के माध्यम से एक प्रत्यक्ष विद्युत प्रवाह आयनों की मदद 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।

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

अपचयन अर्ध-अभिक्रिया सदैव कैथोड पर होती है। यहां, धनायन इलेक्ट्रॉनों और निर्वहन प्राप्त करते हैं, तटस्थ कणों में बदल जाते हैं। इसलिए, कैथोड धनायनों के लिए इलेक्ट्रॉनों के स्रोत के रूप में कार्य करता है।

पिघले हुए लेड (H) ब्रोमाइड के इलेक्ट्रोलिसिस में दो अर्ध-प्रतिक्रियाएँ होती हैं:

1) ब्रोमाइड आयनों को एनोड पर छुट्टी दे दी जाती है। (इस अर्ध-प्रतिक्रिया के समीकरण में है

2Вg-(l।) \u003d Vg2 (g.) + 2e-

यह अर्ध-प्रतिक्रिया एक ऑक्सीकरण है।)

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

Pb2+(ठोस) + 2e- = Pb(l.)

यह अर्ध-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 ध्रुवीयता से पूर्व निर्धारित होती हैं। एक बाहरी वर्तमान स्रोत (बैटरी) का ऋणात्मक ध्रुव इलेक्ट्रोलाइटिक सेल के इलेक्ट्रोड में से एक को इलेक्ट्रॉनों की आपूर्ति करता है। यह इस इलेक्ट्रोड के नकारात्मक चार्ज का कारण बनता है। यह कैथोड बन जाता है। चूंकि यह इलेक्ट्रोड ऋणात्मक रूप से आवेशित होता है, यह बदले में एक इलेक्ट्रोड प्रतिक्रिया का कारण बनता है जिसमें इलेक्ट्रॉनों की खपत होती है। इस प्रकार, इस इलेक्ट्रोड पर पुनर्प्राप्ति प्रक्रिया की जाती है। दूसरे इलेक्ट्रोड पर, इलेक्ट्रॉन इलेक्ट्रोलाइटिक सेल से 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 इलेक्ट्रॉनों की रिहाई होती है, यानी ऑक्सीकरण।

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

एक रासायनिक प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप एक अघुलनशील पदार्थ का निर्माण कोलाइडल समाधान प्राप्त करने की शर्तों में से एक है। एक और समान रूप से महत्वपूर्ण शर्त प्रतिक्रिया में ली गई प्रारंभिक सामग्री की असमानता है। इस असमानता का परिणाम कोलॉइडी विलयनों में कणों के आकार की वृद्धि की सीमा है, जो एक मोटे तौर पर बिखरे हुए सिस्टम के गठन की ओर ले जाएगा।

आइए सिल्वर आयोडाइड सॉल के निर्माण के उदाहरण का उपयोग करके एक 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।

एग्नो 3 + केआई \u003d एजीआई + केएनओ 3

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

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

सबसे पहले, ये अणु अव्यवस्था में गठबंधन करते हैं, एक अनाकार, ढीली संरचना का निर्माण करते हैं, जो धीरे-धीरे कोर की एक उच्च क्रम वाली क्रिस्टलीय संरचना में बदल जाती है। उदाहरण में हम विचार कर रहे हैं, कोर एक सिल्वर आयोडाइड क्रिस्टल है, जिसमें AgI अणुओं की एक बड़ी संख्या (m) होती है:

मी - कोलाइडल कण का मूल

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

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

नाभिक की सतह पर अधिशोषित आयन, इसे एक उपयुक्त आवेश देते हुए, विभव-निर्माण आयन कहलाते हैं।

साथ ही विपरीत आवेशित आयन भी विलयन में होते हैं, उन्हें कहते हैं काउंटरहमारे मामले में, ये पोटेशियम आयन (K +) हैं, जो इलेक्ट्रोस्टैटिक रूप से आवेशित नाभिक की ओर आकर्षित होते हैं (चार्ज मान I c तक पहुंच सकता है)। K + काउंटरों का हिस्सा विद्युत और सोखना बलों द्वारा दृढ़ता से बाध्य है और सोखना परत में प्रवेश करता है। जिस कोर पर आयनों की दोहरी सोखना परत बनी होती है, उसे दाना कहा जाता है।

(एम। एनआई -। (एन-एक्स) के +) एक्स - (दानेदार संरचना)

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

अधिशोषण और विसरण परतों वाले क्रोड को मिसेल कहते हैं। :

(एम। एनआई -। (एन-एक्स) के +) एक्स -। एक्स के + (मिसेल संरचना)

जब एक कोलॉइडी विलयन में एक नियत विद्युत धारा प्रवाहित की जाती है, तो कणिकाएँ और काउंटर क्रमशः विपरीत आवेशित इलेक्ट्रोड की ओर गति करेंगे।

सॉल कणों की सतह पर समान आवेश की उपस्थिति महत्वपूर्ण है। इसकी स्थिरता में कारक।चार्ज कणों को चिपकाने 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। सोलों के इस गुण को काइनेटिक कहते हैं चंचल स्थिरता।

AgNO3 से अधिक प्राप्त सिल्वर आयोडाइड सॉल के मिसेल की संरचना को चित्र 3 में दिखाया गया है। 1a, KCI . 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 होती है जब एक प्रत्यक्ष विद्युत प्रवाह एक इलेक्ट्रोलाइट समाधान या पिघल के माध्यम से पारित किया जाता 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, एक गैल्वेनिक सेल में, एक सकारात्मक चार्ज कैथोड पर कमी होती है, और एक नकारात्मक चार्ज एनोड पर ऑक्सीकरण होता है।

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

पिघलने और इलेक्ट्रोलाइट समाधानों के इलेक्ट्रोलिसिस के दौरान, उनके पृथक्करण (तापमान या पानी के प्रभाव में) के दौरान गठित आयन - कैथोड (-) और एनोड के लिए क्रमशः कैथोड (केटी एन +) और आयनों (एन एम -) चलते हैं। (+)। फिर, इलेक्ट्रोड पर, इलेक्ट्रॉनों को कैथोड से धनायन में स्थानांतरित किया जाता है, और आयन एनोड को इलेक्ट्रॉनों का दान करते हैं।

मात्रात्मक रूप से, इलेक्ट्रोलिसिस को दो फैराडे कानूनों द्वारा वर्णित किया गया है।

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

एम = के मैं∙= के∙क्यू ,

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

1C विद्युत प्रवाहित होने पर निकलने वाले पदार्थ के द्रव्यमान को कहते हैंविद्युत रासायनिक समकक्ष।

द्वितीय फैराडे का नियम: इलेक्ट्रोलाइट के माध्यम से पारित बिजली की समान मात्रा के साथ, इलेक्ट्रोलिसिस उत्पादों के ग्राम समकक्षों की संख्या समान होती है।

इलेक्ट्रोड पर किसी भी पदार्थ के एक समकक्ष को छोड़ने के लिए, बिजली की समान मात्रा, बराबर खर्च करना आवश्यक है फैराडे स्थिरांक एफ = 96485 सी/मोल. दरअसल, किसी पदार्थ के एक समतुल्य में होता है एन ए = 6.02322∙10 23 कण, और कैथोड पर इतने एकल चार्ज किए गए 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 सी = 96485 सी/मोल,

इलेक्ट्रॉन चार्ज कहाँ है ē = 1.6021∙10 -19 सीएल।

फैराडे के दोनों नियमों को सामान्य करते हुए, लिखना संभव है।

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

परिचय

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

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

- वैद्युतकणसंचलन - कैथोड में धनात्मक आवेशित कणों और आयनों के विद्युत क्षेत्र में गति, और ऋणात्मक आवेशित कणों और आयनों से एनोड तक;

- इलेक्ट्रोफ्लोटेशन - गैस फ्लोक्यूल्स और समुच्चय का निर्माण जिसमें बारीक छितरी हुई गैस के बुलबुले (कैथोड पर हाइड्रोजन और एनोड पर ऑक्सीजन) और मोटे तौर पर छितरी हुई पानी की अशुद्धियाँ होती हैं;

- इलेक्ट्रोकोएग्यूलेशन - धातु के एनोडिक विघटन की प्रक्रिया के कारण अवक्षेपित छितरी हुई अवस्था के कणों के कोलाइडल समुच्चय का निर्माण और एक निरंतर विद्युत क्षेत्र के प्रभाव में धातु के पिंजरों Al 3+, Fe 2+, Fe 3+ 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 एक मेटास्टेबल राज्य में गुजरता है जो इलेक्ट्रॉन गतिविधि और अन्य भौतिक-रासायनिक पैरामीटर (पीएच,) के असामान्य मूल्यों की विशेषता है। एह, ओआरपी, विद्युत चालकता)। पानी की मात्रा के माध्यम से एक निरंतर विद्युत प्रवाह का मार्ग विद्युत रासायनिक प्रक्रियाओं के साथ होता है, जिसके परिणामस्वरूप रेडॉक्स प्रतिक्रियाएं होती हैं, जिससे जल प्रदूषण का विनाश (विनाश) होता है, कोलाइड्स का जमावट, मोटे अशुद्धियों का प्रवाह और उनके बाद के प्लवनशीलता .

पानी के इलेक्ट्रोकेमिकल सक्रियण की घटना पानी पर इलेक्ट्रोकेमिकल और इलेक्ट्रोफिजिकल प्रभावों का एक संयोजन है जो इलेक्ट्रोड की दोहरी विद्युत परत में होता है, जो कि कोई भी संतुलन चार्ज ट्रांसफर के दौरान नहीं होता है।

पेट्रोलियम उत्पादों, कार्बनिक और ऑर्गेनोक्लोरिन युक्त अपशिष्ट जल के उपचार के लिए विद्युत रासायनिक उपचार का उपयोग प्राकृतिक जल के स्पष्टीकरण और मलिनकिरण, उनके नरमी, भारी धातुओं (Cu, Co, Cd, Pb, Hg), क्लोरीन, फ्लोरीन और उनके डेरिवेटिव से शुद्धिकरण के लिए किया जाता है। यौगिक, रंजक, सर्फेक्टेंट, फिनोल। विद्युत रासायनिक जल शोधन के लाभ यह है कि यह आपको हाइड्रोजन सूचकांक पीएच 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 टैंक में सक्रिय कीचड़ की एंजाइमेटिक गतिविधि को बढ़ाता है; प्रतिरोधकता को कम करता है और कार्बनिक तलछट के जमावट 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 VCh-P1201044 ने चिकित्सा, कृषि और उद्योग में इस तकनीक का उपयोग करने के लिए मंत्रालयों और विभागों को सिफारिशें दीं।

पानी इलेक्ट्रोलिसिस

विद्युत रासायनिक जल उपचार का मुख्य चरण जल इलेक्ट्रोलिसिस है। जब पानी के माध्यम से एक निरंतर विद्युत प्रवाह पारित किया जाता है, कैथोड पर पानी में इलेक्ट्रॉनों का प्रवेश, साथ ही एनोड पर पानी से इलेक्ट्रॉनों को हटाने, कैथोड की सतहों पर रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं की एक श्रृंखला के साथ होता है और एनोड नतीजतन, नए पदार्थ बनते हैं, इंटरमॉलिक्युलर इंटरैक्शन की प्रणाली बदल जाती है, पानी की संरचना, पानी की संरचना सहित। विद्युत रासायनिक जल उपचार के लिए एक विशिष्ट स्थापना में एक जल उपचार इकाई 1, एक इलेक्ट्रोलाइज़र 2, और एक जल उपचार इकाई 3 विद्युत रासायनिक उपचार के बाद होती है (चित्र 1)।

कुछ विद्युत रासायनिक 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 बंद 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 गुच्छे (Al (OH) 3, Fe (OH) 3, Mg (OH) 2) इलेक्ट्रोकोएग्यूलेशन के बाद। स्थापना का मुख्य तत्व एक इलेक्ट्रोलाइज़र है, जिसमें एक या एक से अधिक इलेक्ट्रोलिसिस कोशिकाएं होती हैं (चित्र 2)।

इलेक्ट्रोलिसिस सेल दो इलेक्ट्रोड द्वारा बनता है - एक सकारात्मक चार्ज एनोड और एक नकारात्मक चार्ज कैथोड, जो प्रत्यक्ष वर्तमान स्रोत के विभिन्न ध्रुवों से जुड़ा होता है। इंटरइलेक्ट्रोड स्पेस 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, अर्थात्, ध्रुवीय कणों का प्रवास, आवेश वाहक - आयन, विपरीत संकेत के इलेक्ट्रोड के लिए।

जब पानी के माध्यम से एक निरंतर विद्युत प्रवाह पारित किया जाता है, कैथोड पर पानी में इलेक्ट्रॉनों का प्रवेश, साथ ही एनोड पर पानी से इलेक्ट्रॉनों को हटाने, 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 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, मोटे कणों (पायसीकृत कण, गैस बुलबुले, आदि) सहित विभिन्न फैलाव के ध्रुवीय कण, वैद्युतकणसंचलन में भाग लेते 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 में से ध्रुवीय कण शामिल हैं, जिन्हें उनकी विशेष संरचना द्वारा समझाया गया है।

केंद्रीय ऑक्सीजन परमाणु, जो पानी के अणु का हिस्सा है, जिसमें हाइड्रोजन परमाणुओं की तुलना में अधिक विद्युतीयता होती है, अणु को विषमता देते हुए, इलेक्ट्रॉनों को अपनी ओर खींचता है। नतीजतन, इलेक्ट्रॉन घनत्व पुनर्वितरित होता है: पानी के अणु को ध्रुवीकृत किया जाता है, ध्रुवों पर सकारात्मक और नकारात्मक चार्ज के साथ 1.85 डी (डेबी) के द्विध्रुवीय क्षण वाले विद्युत द्विध्रुव के गुणों को लेते हुए (चित्र 3)।

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

एच 3 ओ + + ई - → एच + एच 2 ओ।

एक क्षारीय वातावरण में, एच 3 ओ + अनुपस्थित है, लेकिन पानी के अणु नष्ट हो जाते हैं, साथ में परमाणु हाइड्रोजन एच - और हाइड्रॉक्साइड ओएच - का निर्माण होता है:

एच 2 ओ + ई - → एच + ओएच -।

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

एच + एच → एच 2।

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

2H 2 O - 4e - → O 2 + 4H +।

एक 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 चलते 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 रासायनिक बातचीत में प्रवेश करते हैं और इंटरइलेक्ट्रोड स्पेस में पानी के दूषित पदार्थों के साथ, अतिरिक्त रासायनिक जल शोधन (इलेक्ट्रोफ्लोटेशन, इलेक्ट्रोकोएग्यूलेशन) प्रदान करते हैं। ये माध्यमिक प्रक्रियाएं इलेक्ट्रोड की सतह पर नहीं होती हैं, 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 भेद। कैथोडिक ऑक्सीकरण के दौरान, कार्बनिक पदार्थों के अणु, कैथोड पर सोखे जाने पर, मुक्त इलेक्ट्रॉनों को स्वीकार करते हैं, बहाल हो जाते हैं, ऐसे यौगिकों में परिवर्तित हो जाते हैं जो संदूषक नहीं होते हैं। कुछ मामलों में, पुनर्प्राप्ति प्रक्रिया एक चरण में होती है:

आर + एच + + ई - → आरएच, जहां आर एक कार्बनिक यौगिक है; RH यौगिक का जलयोजित रूप है और 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 पानी के प्रोटॉन के साथ बातचीत करके हाइड्रेटेड होता है:

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

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

उच्च ओवरवॉल्टेज (सीसा, कैडमियम) की आवश्यकता वाले पदार्थों से बने कैथोड कार्बनिक अणुओं को नष्ट करने और प्रतिक्रियाशील मुक्त कणों को उत्पन्न करने के लिए बिजली की उच्च लागत पर इसे संभव बनाते हैं - ऐसे कण जिनमें मुक्त अप्रकाशित इलेक्ट्रॉन होते हैं (सीएल *, ओ *, ओएच *) परमाणुओं या अणुओं की बाहरी कक्षाओं में, NO*2, आदि)। बाद की परिस्थिति मुक्त कणों को प्रतिक्रियाशीलता का गुण देती 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, जिनमें से आगे के परिवर्तन उनकी प्रतिक्रियाशीलता से निर्धारित होते हैं। एनोडिक ऑक्सीकरण की प्रक्रियाएं 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, पानी इलेक्ट्रोलिसिस - ऑक्सीजन (ओ 2), हाइड्रोजन पेरोक्साइड (एच 2 ओ 2) और ऑक्सीजन युक्त क्लोरीन यौगिकों (एचसीएलओ) के उत्पादों द्वारा एक विशेष भूमिका निभाई जाती है। इलेक्ट्रोलिसिस की प्रक्रिया में, एक अत्यंत प्रतिक्रियाशील यौगिक बनता है - एच 2 ओ 2, 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 -, जहाँ 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 घटती जाती है, ऑक्सीकरण प्रक्रिया कम होती जाती है।

विद्युत रासायनिक 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 और विषाक्तता संकेतकों के प्रतिरोध में प्रारंभिक एक से भिन्न होते हैं।

इलेक्ट्रोलाइज़र में उत्पन्न सक्रिय क्लोरीन और इसके ऑक्सीजन युक्त यौगिकों के स्रोत उपचारित पानी में क्लोराइड और सोडियम क्लोराइड (NaCl) हैं, जिसे इलेक्ट्रोलिसिस से पहले उपचारित पानी में पेश किया जाता है। Cl- आयनों के एनोडिक ऑक्सीकरण के परिणामस्वरूप, गैसीय क्लोरीन Cl2 उत्पन्न होता है। पानी के पीएच के आधार पर, यह या तो हाइपोक्लोरस एसिड HOCL बनाने के लिए हाइड्रोलाइज करता है या हाइपोक्लोराइट आयन ClO- बनाता है। प्रतिक्रिया का संतुलन पीएच मान पर निर्भर करता है।

पीएच = 4-5 पर, सभी क्लोरीन हाइपोक्लोरस एसिड (एचसीएलओ) के रूप में होता है, और पीएच = 7 पर, क्लोरीन का आधा हाइपोक्लोराइट आयन (ओसीएल-) 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:

ClO - + A = C + Cl, जहाँ A ऑक्सीकरण योग्य पदार्थ है; C एक ऑक्सीकरण उत्पाद है।

हाइपोक्लोरिथियोन (ClO -) के साथ कार्बनिक यौगिकों का विद्युत रासायनिक ऑक्सीकरण रेडॉक्स क्षमता Eh में वृद्धि के साथ होता है, जो ऑक्सीडेटिव प्रक्रियाओं की प्रबलता को इंगित करता है। ईएच की वृद्धि इंटरइलेक्ट्रोड स्पेस में सक्रिय क्लोरीन की सांद्रता के अनुपात पर निर्भर करती है और पानी में कार्बनिक अशुद्धियों की सामग्री के लिए। जैसे-जैसे सफाई और प्रदूषण की मात्रा कम होती जाती है, यह अनुपात बढ़ता जाता 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 शक्ति और प्रसंस्करण समय के सीधे आनुपातिक होती है:

जी = एआई वक्र τ, (1)

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

ए = एम / 26.8z, (2)

जहां एम तत्व का परमाणु द्रव्यमान है, जी; z इसकी संयोजकता है। कुछ तत्वों के विद्युत रासायनिक समकक्षों के मान तालिका में दिए गए हैं। एक।

इलेक्ट्रोलिसिस के दौरान उत्पन्न पदार्थ की वास्तविक मात्रा सूत्र (1) द्वारा गणना की गई सैद्धांतिक मात्रा से कम है, क्योंकि बिजली का हिस्सा गर्म पानी और इलेक्ट्रोड पर खर्च किया जाता 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।

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

इलेक्ट्रोड पर रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं की घटना के लिए इलेक्ट्रोड सेल में उत्पन्न वोल्टेज पर्याप्त होना चाहिए। वोल्टेज मान पानी की आयनिक संरचना पर निर्भर करता है, पानी में अशुद्धियों की उपस्थिति, उदाहरण के लिए, सर्फेक्टेंट, वर्तमान घनत्व (इलेक्ट्रोड के प्रति इकाई क्षेत्र में इसकी ताकत), इलेक्ट्रोड सामग्री, आदि। अन्य चीजें समान होने पर, इलेक्ट्रोड सामग्री चुनने का कार्य यह सुनिश्चित करना है कि इलेक्ट्रोड पर ऑक्सीडेटिव रिकवरी प्रतिक्रियाओं के पारित होने के लिए, आवश्यक वोल्टेज न्यूनतम था, 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 गठन की प्रतिक्रिया की सामान्य क्षमता +0.401 V या +1.23 V है; वोल्टेज में +1.36 वी (आणविक क्लोरीन गठन की प्रतिक्रिया के लिए सामान्य क्षमता) में वृद्धि के साथ, एनोड पर केवल ऑक्सीजन जारी की जाएगी, और क्षमता में और वृद्धि के साथ, ऑक्सीजन और क्लोरीन दोनों एक साथ जारी किए जाएंगे, और क्लोरीन अपर्याप्त तीव्रता के साथ छोड़ा जाएगा। लगभग 4-5 V 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

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

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

आईकुर = जी / ए टी, (3)

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

मैं एन = मैं वक्र / एफ एन, (4)

जहां एफ एन एनोड क्षेत्र है, एम 2। इलेक्ट्रोलिसिस प्रक्रिया पर वर्तमान घनत्व का सबसे निर्णायक प्रभाव पड़ता 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। वर्तमान घनत्व में वृद्धि इलेक्ट्रोलिसिस गैसों की रिहाई को तेज करती है, जिससे विद्युत जल उपचार के अघुलनशील उत्पादों के बुलबुले और फैलाव होते हैं।

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

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

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

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

वी मैं = मैं एन के जी / χ आर , (5)

जहां मैं 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/(Ohm⋅m); के जी - इंटरइलेक्ट्रोड स्पेस के गैस भरने का गुणांक, आमतौर पर के जी \u003d 1.05-1.2 लिया जाता है।

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

पानी की विशिष्ट विद्युत चालकता χ आर कई कारकों पर निर्भर करती है, जिनमें से सबसे महत्वपूर्ण तापमान, पीएच, आयनिक संरचना और आयन एकाग्रता (चित्र 5) हैं। तापमान में वृद्धि के साथ, विद्युत चालकता R बढ़ जाती है, और वोल्टेज घट जाती है (चित्र 6)। विद्युत चालकता का न्यूनतम मान pH = 7 के अनुरूप होता 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 मानों 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 / (ओहमम) है, शहरी अपशिष्ट जल 10-0.01 1 / (ओम⋅म) है। इलेक्ट्रोलिसिस के दौरान, विद्युत चालकता 0.1-1.0 1 / (Ohm⋅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 सबसे अधिक बार 500-1500 mg / l (8-25 meq / l) होती है। सोडियम क्लोराइड न केवल आवेदन और सुरक्षा (भंडारण, समाधान तैयार करना, आदि) के मामले में सुविधाजनक है, बल्कि NaCl की उपस्थिति में, इलेक्ट्रोड निष्क्रियता धीमा हो जाती है। पानी में घुलने पर, NaCl पानी को क्लोरीन आयनों Cl - और सोडियम धनायनों Na + से संतृप्त करता है। क्लोरीन आयन Cl - छोटे होते हैं और, एनोड सतह पर निष्क्रिय जमा के माध्यम से प्रवेश करते हुए, इन जमाओं को नष्ट कर देते हैं। अन्य आयनों की उपस्थिति में, विशेष रूप से सल्फेट आयन (SO2 - 4), क्लोराइड आयनों (Cl -) का निष्क्रिय प्रभाव कम हो जाता है। सेल का स्थिर संचालन संभव है यदि आयन - Cl - आयनों की कुल संख्या का कम से कम 30% बनाते हैं। वैद्युतकणसंचलन के परिणामस्वरूप, सोडियम केशन Na + कैथोड में चले जाते हैं, 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 घोलता है।

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

एन खपत = ई मैं वक्र वी ई, (6)

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

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

इलेक्ट्रोलाइज़र से इलेक्ट्रोलिसिस उत्पादों और अन्य अशुद्धियों को हटाने के लिए शर्तों को ध्यान में रखते हुए इंटरइलेक्ट्रोड स्पेस में पानी की गति की गति 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, प्रयोगात्मक डेटा के आधार पर पानी की गति को चुना जाता है।

जारी रहती है।

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1. ओर्स्टेड के प्रयोग में क्या देखा गया?
a) दो समानांतर कंडक्टरों का करंट के साथ इंटरेक्शन।
b) दो चुंबकीय सुइयों की परस्पर क्रिया।
ग) जब विद्युत धारा प्रवाहित की जाती है तो चालक के पास चुंबकीय सुई का घूमना।
d) कुण्डली में चुम्बक रखने पर उसमें विद्युत धारा का आना।

2. दो समानांतर कंडक्टर एक दूसरे के साथ कैसे बातचीत करते हैं यदि धाराएं एक ही दिशा में प्रवाहित होती हैं?
क) आकर्षित होते हैं। बी) पीछे हटाना। ग) अंतःक्रिया का बल शून्य है। घ) कोई सही उत्तर नहीं है।

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

4. कुण्डली के अंदर बिन्दु A और B पर रखी गई चुंबकीय सुइयां जब कुंजी K को खोलती हैं, तो वे किस प्रकार स्थित होंगी?
a) चित्र में दाईं ओर समान रूप से उत्तरी ध्रुव।
b) चित्र में बाईं ओर वही उत्तरी ध्रुव।
ग) उत्तरी ध्रुवों के साथ एक दूसरे का सामना करने वाले तीर।
d) दक्षिणी ध्रुवों के साथ तीर एक दूसरे के सामने।

5. एसी मोटर्स का उपकरण डीसी की तुलना में सरल क्यों है? डीसी मोटर का उपयोग वाहनों में क्यों किया जाता है?

6. विद्युत चुम्बक के ध्रुव ज्ञात कीजिए।

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 ज्ञात कीजिए।

9. आपके पास तीन आइटम हैं - "डिवाइस": 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 होते हैं: एक चुंबक, दो नाखून और एक लकड़ी का ब्लॉक। प्रत्येक बॉक्स में क्या है, यह पता लगाने 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। मोटर की यांत्रिक शक्ति क्या है यदि इसकी घुमाव का प्रतिरोध 3 ओम है? इसका केपीडी क्या है?

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

3. कंडक्टर में करंट किस दिशा में होता है, चुंबकीय क्षेत्र रेखाओं की दिशा तीरों द्वारा इंगित की जाती है (चित्र 3)?

5. चित्र 5 में दर्शाई गई चुंबकीय बल रेखाओं की दिशा में वलय में वृत्तीय धारा की दिशा ज्ञात कीजिए।

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

B. स्थिर प्रभार के आसपास।

G. एक स्थिर चालक के चारों ओर जिससे होकर एक प्रत्यक्ष विद्युत धारा प्रवाहित होती है।

D. एक स्थिर आवेशित धातु की प्लेट के चारों ओर

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

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

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

2. जब विद्युत धारा किसी माध्यम से गुजरती है तो कौन सी क्रिया हमेशा प्रकट होती है?

लेकिन. थर्मल; बी।चुंबकीय; पर. रासायनिक; जी।रोशनी।

4. उस वोल्टेज का निर्धारण करें जिसके तहत प्रकाश बल्ब है, यदि 10C का आवेश चलते समय 2200 J कार्य किया जाता है।

5. चित्र में दिखाए गए परिपथ में खंड AB का प्रतिरोध ज्ञात कीजिए।

6. एक नाइक्रोम तार के प्रतिरोध की गणना 150 मीटर की लंबाई और 0.2 मिमी 2 के क्रॉस-अनुभागीय क्षेत्र के साथ करें।

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

8. चालक के अनुप्रस्थ काट से 35 s में 16 A की धारा शक्ति पर कितने इलेक्ट्रॉन गुजरते हैं?

9. लोहे के तार के द्रव्यमान का निर्धारण 2 मिमी 2 के क्रॉस-अनुभागीय क्षेत्र के साथ, 6 ओम के प्रतिरोध के साथ एक रोकनेवाला बनाने के लिए किया जाता है।