منو
 صفحه های تصادفی
کرامت های حضرت محمد - ص - در زمان بارداری آمنه
قیام مسلحانه زید بن علی
اصلاحات عباس میرزا
عکسبرداری با اشعه X
خواندن مقاومت الکتریکی چهار نواری
ادبیات بلغار
ماه ربیع الثانی، ربیع الاخر
رشته کشاورزی و زراعت
فایده منطق چیست؟
قد انسان
 کاربر Online
729 کاربر online
تاریخچه ی: الکترولیز

تفاوت با نگارش: 1

Lines: 1-41Lines: 1-41
 
 
 
 
-{img src=http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/show_image.php?id=20235} +{img src=img/daneshnameh_up/5/55/fffll.jpg}
 
 
 !دید کلی !دید کلی
 __رسانایی الکترولیتی__ هنگامی صورت می‌گیرد که یونهای الکترولیت بتوانند آزادانه حرکت کنند، چون در این مورد ، یونها هستند که بار الکتریکی را حمل می‌کنند. به همین دلیل است که رسانش الکترولیتی ، اساسا توسط ((نمکهای مذاب)) و محلولهای آبی الکترولیتها صورت می‌گیرد. علاوه بر این ، برای تداوم جریان در یک رسانای الکترولیتی ، لازم است که حرکت یونها با تغییر شیمیایی همراه باشد. __رسانایی الکترولیتی__ هنگامی صورت می‌گیرد که یونهای الکترولیت بتوانند آزادانه حرکت کنند، چون در این مورد ، یونها هستند که بار الکتریکی را حمل می‌کنند. به همین دلیل است که رسانش الکترولیتی ، اساسا توسط ((نمکهای مذاب)) و محلولهای آبی الکترولیتها صورت می‌گیرد. علاوه بر این ، برای تداوم جریان در یک رسانای الکترولیتی ، لازم است که حرکت یونها با تغییر شیمیایی همراه باشد.
 !اصول رسانش الکترولیتی !اصول رسانش الکترولیتی
-این اصول رسانش الکترولیتی با بررسی الکترولیز __NaCl__ مذاب بین الکترودهای بی‌اثر بهتر متصور می‌گردد. منبع جریان ، ((الکترون|الکترونها)) را به الکترود سمت چپ می‌راند. بنابراین ، می‌توان گفت که این الکترود ، بار منفی پیدا می‌کند. این الکترونها ، از الکترود مثبت سمت راست کشیده می‌شوند. در میدان الکتریکی که بدین ترتیب بوجود می‌آید، یونهای سدیم ( ((آنیون کاتیون|کاتیونها)) ) به طرف قطب منفی ( ((آندو کاتد|کاتد)) ) و یونهای کلرید ( ((آنیون کاتیون|آنیونها)) ) به طرف قطب مثبت ( ((آند و کاتد|آند)) ) جذب می‌شوند.

در رسانش الکترولیتی ، بار الکتریکی بوسیله کاتیونها که به طرف کاتد و بوسیله آنیونها که در جهت عکس ، به طرف آند حرکت می‌کنند، حمل می‌شود. برای آنکه یک مدار کامل تشکیل شود، حرکت یونها باید با واکنشهای الکترودی همراه باشد. در کاتد ، اجزای شیمیایی معینی ( که لازم نیست حتما حامل بار باشند ) باید الکترونها را بپذیرند و کاهیده شوند و در آند ، الکترونها باید از اجزای شیمیایی معینی جدا شده ، در نتیجه آن اجزا ((اکسیداسیون-احیا|اکسید)) شوند.

یونهای سدیم در کاتد کاهیده می‌شوند:

+این اصول رسانش الکترولیتی با بررسی الکترولیز __NaCl__ مذاب بین الکترودهای بی‌اثر بهتر متصور می‌گردد. منبع جریان ، ((الکترون|الکترونها)) را به الکترود سمت چپ می‌راند. بنابراین ، می‌توان گفت که این الکترود ، بار منفی پیدا می‌کند. این الکترونها ، از الکترود مثبت سمت راست کشیده می‌شوند. در میدان الکتریکی که بدین ترتیب بوجود می‌آید، یونهای سدیم ( ((آنیون و کاتیون|کاتیونها)) ) به طرف قطب منفی ( ((آند و کاتد|کاتد)) ) و یونهای کلرید ( ((آنیون و کاتیون|آنیونها)) ) به طرف قطب مثبت ( ((آند و کاتد|آند)) ) جذب می‌شوند.

در رسانش الکترولیتی ، بار الکتریکی بوسیله کاتیونها که به طرف کاتد و بوسیله آنیونها که در جهت عکس ، به طرف آند حرکت می‌کنند، حمل می‌شود. برای آنکه یک مدار کامل تشکیل شود، حرکت یونها باید با واکنشهای الکترودی همراه باشد. در کاتد ، اجزای شیمیایی معینی ( که لازم نیست حتما حامل بار باشند ) باید الکترونها را بپذیرند و کاهیده شوند و در آند ، الکترونها باید از اجزای شیمیایی معینی جدا شده ، در نتیجه آن اجزا ((اکسیداسیون-احیا|اکسید)) شوند.

یونهای سدیم در کاتد کاهیده می‌شوند:

 ~~green:::__Na+ + e→Na__::~~ ~~green:::__Na+ + e→Na__::~~
 یونهای کلرید در آند ، اکسید می‌شوند:

 یونهای کلرید در آند ، اکسید می‌شوند:

 ~~green:::__2Cl-→Cl2 + 2e__::~~ ~~green:::__2Cl-→Cl2 + 2e__::~~
 از جمع این دو معادله جزئی ، واکنش کلی سلول بدست می‌آید:

 از جمع این دو معادله جزئی ، واکنش کلی سلول بدست می‌آید:

 ~~green:::__(2NaCl(l)→2Na(l) + Cl2(g__::~~ ~~green:::__(2NaCl(l)→2Na(l) + Cl2(g__::~~
 !مسیر جریان الکترونها در الکترولیز  !مسیر جریان الکترونها در الکترولیز
 الکترونها از منبع جریان خارج شده ، به طرف کاتد روانه می‌شوند. در آنجا یونهای سدیمی که به طرف این الکترود منفی جذب شده‌اند، الکترونها را می‌گیرند و کاهیده می‌شوند. یونهای کلرید از کاتد دور و به آند کشیده می‌شوند و در نتیجه ، بار منفی را در این جهت حمل می‌کنند. در آند ، الکترونها از یونهای کلرید جدا شده ، بوسیله منبع جریان به طرف خارج سلول رانده می‌شوند، بدین طریق ، مدار کامل می‌شود. البته ، یونهای کلرید با از دست دادن الکترون اکسید شده ، به‌صورت گاز کلر درمی‌آیند. الکترونها از منبع جریان خارج شده ، به طرف کاتد روانه می‌شوند. در آنجا یونهای سدیمی که به طرف این الکترود منفی جذب شده‌اند، الکترونها را می‌گیرند و کاهیده می‌شوند. یونهای کلرید از کاتد دور و به آند کشیده می‌شوند و در نتیجه ، بار منفی را در این جهت حمل می‌کنند. در آند ، الکترونها از یونهای کلرید جدا شده ، بوسیله منبع جریان به طرف خارج سلول رانده می‌شوند، بدین طریق ، مدار کامل می‌شود. البته ، یونهای کلرید با از دست دادن الکترون اکسید شده ، به‌صورت گاز کلر درمی‌آیند.
 !عوامل موثر بر رسانش الکترولیتی !عوامل موثر بر رسانش الکترولیتی
 از آنچه گفته شد، مشخص می‌شود که رسانش الکترولیتی به ((تحرک یونی|تحرک یونها)) مربوطه می‌شود و هر چیز که این یونها را از حرکت باز دارد، موجب ایجاد مقاومت در برابر جریان می‌شود. عواملی که بر رسانش الکترولیتی محلولهای ((الکترولیت)) اثر دارند، عبارتند از: جاذبه‌های بین یونی ، حلالپوشی یونها و گرانروی حلال. این عوامل به‌ترتیب به جاذبه‌های بین ذرات ماده حل شده ، جاذبه‌های بین ذرات حلال و ماده حل شده و جاذبه‌های بین ذرات حلال مربوط می‌شوند.

انرژی جنبشی متوسط یونهای ماده حل شده با افزایش ((دما)) زیاد می‌شود. و بنابراین ، مقاومت رساناهای الکترولیتی به‌طور کلی با افزایش دما کاهش می‌یابد (یعنی رسانایی زیاد می‌شود). به‌علاوه ، اثر هر یک از سه عامل مذکور با زیاد شدن دما ، کم می‌شود.

باید توجه داشته باشیم که در هر زمان ، تمام قسمتهای محلول الکترولیت از نظر خنثی می‌ماند، زیرا بار مثبت کلی همه کاتیونها برابر با بار منفی همه آنیونها است.
 از آنچه گفته شد، مشخص می‌شود که رسانش الکترولیتی به ((تحرک یونی|تحرک یونها)) مربوطه می‌شود و هر چیز که این یونها را از حرکت باز دارد، موجب ایجاد مقاومت در برابر جریان می‌شود. عواملی که بر رسانش الکترولیتی محلولهای ((الکترولیت)) اثر دارند، عبارتند از: جاذبه‌های بین یونی ، حلالپوشی یونها و گرانروی حلال. این عوامل به‌ترتیب به جاذبه‌های بین ذرات ماده حل شده ، جاذبه‌های بین ذرات حلال و ماده حل شده و جاذبه‌های بین ذرات حلال مربوط می‌شوند.

انرژی جنبشی متوسط یونهای ماده حل شده با افزایش ((دما)) زیاد می‌شود. و بنابراین ، مقاومت رساناهای الکترولیتی به‌طور کلی با افزایش دما کاهش می‌یابد (یعنی رسانایی زیاد می‌شود). به‌علاوه ، اثر هر یک از سه عامل مذکور با زیاد شدن دما ، کم می‌شود.

باید توجه داشته باشیم که در هر زمان ، تمام قسمتهای محلول الکترولیت از نظر خنثی می‌ماند، زیرا بار مثبت کلی همه کاتیونها برابر با بار منفی همه آنیونها است.
 
 
-{img src=http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/show_image.php?id=20236} +{img src=img/daneshnameh_up/f/ff/BROWNLEE2.jpg}
 
 
 !استوکیومتری الکترولیز !استوکیومتری الکترولیز
 روابط کمی میان الکتریسیته و تغییر شیمیایی برای نخستین بار در سالهای 1832 و 1833 بوسیله "__((مایکل فارادی))__" بیان شد. برای درک کار __فارادی__ ، بهترین راه مراجعه به نیم واکنشهایی است که به هنگام عمل الکترولیز صورت می‌گیرد. به هنگام الکترولیز سدیم کلرید مذاب ، تغییر در کاتد:

 روابط کمی میان الکتریسیته و تغییر شیمیایی برای نخستین بار در سالهای 1832 و 1833 بوسیله "__((مایکل فارادی))__" بیان شد. برای درک کار __فارادی__ ، بهترین راه مراجعه به نیم واکنشهایی است که به هنگام عمل الکترولیز صورت می‌گیرد. به هنگام الکترولیز سدیم کلرید مذاب ، تغییر در کاتد:

 ~~green:::__Na+ + e→Na__::~~ ~~green:::__Na+ + e→Na__::~~
 نشان می‌دهد که برای تولید یک اتم ((سدیم)) ، یک الکترون لازم است. پس برای تولید یک مول سدیم فلزی ( 22.9898g Na ) ، یک مول الکترون ( عدد آووگادرو الکترون ) لازم است. مقدار بار معادل با یک مول الکترون ، __فارادی (F)__ نامیده می‌شود. یک فارادی برابر با 96485 کولن است که برای مسائل معمولی ، آن را گرد کرده، برابر با 96500C در نظر می‌گیریم:

 نشان می‌دهد که برای تولید یک اتم ((سدیم)) ، یک الکترون لازم است. پس برای تولید یک مول سدیم فلزی ( 22.9898g Na ) ، یک مول الکترون ( عدد آووگادرو الکترون ) لازم است. مقدار بار معادل با یک مول الکترون ، __فارادی (F)__ نامیده می‌شود. یک فارادی برابر با 96485 کولن است که برای مسائل معمولی ، آن را گرد کرده، برابر با 96500C در نظر می‌گیریم:

 ::__1F=96500C__:: ::__1F=96500C__::
 اگر 2F الکتریسیته مصرف شود، 2 مول Na تولید می‌شود. در همان زمان که عده الکترونهایی معادل 1F الکتریسیته به کاتد اضافه شود، همان عده الکترون از آند جدا می‌شود:

 اگر 2F الکتریسیته مصرف شود، 2 مول Na تولید می‌شود. در همان زمان که عده الکترونهایی معادل 1F الکتریسیته به کاتد اضافه شود، همان عده الکترون از آند جدا می‌شود:

 ~~green:::__2Cl→Cl2(g) + 2e__::~~ ~~green:::__2Cl→Cl2(g) + 2e__::~~
 نتیجه جدا شدن 1mol الکترون (1F) از آند ، تخلیه بار یک مول یون -Cl و تولید 0.5mol گاز کلر است. اگر 2F الکتریسیته در سلول جریان یابد، 2 مول یون تخلیه می‌شود و 1mol گاز Cl2 آزاد می‌شود. بنابراین واکنشهای الکترودی را می‌توان بر حسب مول و فارادی تفسیر کرد. مثلا ، اکسایش آندی یون هیدروکسید:

 نتیجه جدا شدن 1mol الکترون (1F) از آند ، تخلیه بار یک مول یون -Cl و تولید 0.5mol گاز کلر است. اگر 2F الکتریسیته در سلول جریان یابد، 2 مول یون تخلیه می‌شود و 1mol گاز Cl2 آزاد می‌شود. بنابراین واکنشهای الکترودی را می‌توان بر حسب مول و فارادی تفسیر کرد. مثلا ، اکسایش آندی یون هیدروکسید:

 ~~green:::__4OH-→O2(g) + 2H2O + 4e__::~~ ~~green:::__4OH-→O2(g) + 2H2O + 4e__::~~
 را می‌توان این طور بیان کرد که وقتی 4F الکتریسیته از سلول می‌گذرد، 4 مول یون -OH ، یک مول گاز O2 و دو مول H2O تولید می‌کند. روابط میان مولهای ((ماده)) و فارادی های الکتریسیته ، مبنای محاسبات استوکیومتری مربوط به الکترولیز است. به خاطر داشته باشید که یک آمپر (1A) برابر آهنگ جریان یک کولن (1C) در ثانیه است. را می‌توان این طور بیان کرد که وقتی 4F الکتریسیته از سلول می‌گذرد، 4 مول یون -OH ، یک مول گاز O2 و دو مول H2O تولید می‌کند. روابط میان مولهای ((ماده)) و فارادی های الکتریسیته ، مبنای محاسبات استوکیومتری مربوط به الکترولیز است. به خاطر داشته باشید که یک آمپر (1A) برابر آهنگ جریان یک کولن (1C) در ثانیه است.
 !مباحث مرتبط با عنوان !مباحث مرتبط با عنوان
 *((اکسیداسیون-احیا)) *((اکسیداسیون-احیا))
 *((الکتروشیمی)) *((الکتروشیمی))
 *((الکترولیت)) *((الکترولیت))
 *((الکترولیز آب)) *((الکترولیز آب))
 *((الکتریسیته)) *((الکتریسیته))
 *((پیل الکتروشیمیایی)) *((پیل الکتروشیمیایی))
 *((خوردگی فلزات)) *((خوردگی فلزات))
 *((قوانین الکترولیز فارادی)) *((قوانین الکترولیز فارادی))
 *((کاربردهای الکترولیز)) *((کاربردهای الکترولیز))

تاریخ شماره نسخه کاربر توضیح اقدام
 سه شنبه 10 مرداد 1385 [07:16 ]   2   فیروزه نجفی      جاری 
 سه شنبه 10 مرداد 1385 [07:11 ]   1   فیروزه نجفی      v  c  d  s 


ارسال توضیح جدید
الزامی
big grin confused جالب cry eek evil فریاد اخم خبر lol عصبانی mr green خنثی سوال razz redface rolleyes غمگین smile surprised twisted چشمک arrow



از پیوند [http://www.foo.com] یا [http://www.foo.com|شرح] برای پیوندها.
برچسب های HTML در داخل توضیحات مجاز نیستند و تمام نوشته ها ی بین علامت های > و < حذف خواهند شد..