धातुओं के उत्पादन में इलेक्ट्रोलिसिस की प्रक्रिया का वर्णन करें

इलेक्ट्रोलिसिस एक रासायनिक प्रतिक्रिया को प्रेरित करने के लिए विद्युत प्रवाह का उपयोग करने की प्रक्रिया है। प्रश्न में रासायनिक प्रतिक्रिया आम तौर पर एक कमी-ऑक्सीकरण प्रतिक्रिया होती है, जिसमें परमाणु इलेक्ट्रॉनों का आदान-प्रदान करते हैं और ऑक्सीकरण राज्यों को बदलते हैं। इस प्रक्रिया का उपयोग धातु के ठोस पदार्थों के उत्पादन के लिए किया जा सकता है, जो इलेक्ट्रोप्लेटिंग और विभिन्न धातुओं के शुद्धिकरण के लिए उपयोगी है।

इलेक्ट्रोलिसिस के लिए दो विपरीत आवेशित ध्रुवों की आवश्यकता होती है, जिन्हें कैथोड और एनोड कहा जाता है। कैथोड ऋणात्मक रूप से आवेशित होता है; यह सकारात्मक आयनों की कमी का स्थल है। एनोड धनात्मक रूप से आवेशित होता है; यह ऋणात्मक आयनों के ऑक्सीकरण का स्थल है। इलेक्ट्रोलाइटिक सेल में, ये दो ध्रुव बाहरी शक्ति स्रोत से जुड़े होते हैं। सर्किट आमतौर पर इलेक्ट्रोलाइट नामक नमक समाधान द्वारा पूरा किया जाता है। इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा धातु के उत्पादन में कैथोड पर धातु की एक परत बन जाएगी।

एक कमी-ऑक्सीकरण - या रेडॉक्स - प्रतिक्रिया में, दो अलग-अलग तत्व इलेक्ट्रॉनों का आदान-प्रदान करते हैं। इलेक्ट्रोलिसिस की प्रक्रिया में, ठोस या पिघला हुआ धातु तब दिखाई देगा जब एक सकारात्मक चार्ज धातु आयन इलेक्ट्रॉनों को इस तरह प्राप्त करता है कि उस पर तटस्थ चार्ज होता है। इलेक्ट्रोलाइटिक घोल में धनात्मक धातु आयन मौजूद होते हैं। जब उपकरण पर विद्युत प्रवाह लगाया जाता है तो वे कैथोड पर एक ठोस या पिघली हुई धातु बना सकते हैं। उदाहरण के लिए, एल्यूमीनियम के इलेक्ट्रोलाइटिक शुद्धिकरण में, इलेक्ट्रोलाइट से एल्यूमीनियम आयनों को कैथोड पर कम किया जाएगा, जिससे बहुत शुद्ध एल्यूमीनियम बन जाएगा।

धातु का उत्पादन होने के लिए, एक विद्युत क्षमता को लागू किया जाना चाहिए। इलेक्ट्रोलिसिस की प्रक्रिया में, इलेक्ट्रॉनों का यह प्रवाह आमतौर पर बाहरी डीसी करंट से आता है। एक बार विद्युत प्रवाह लागू होने के बाद, इलेक्ट्रॉन बाहरी सर्किट के माध्यम से आगे बढ़ेंगे, और सकारात्मक आयन इलेक्ट्रोलाइट में चले जाएंगे। तब कैथोड इन इलेक्ट्रॉनों और आयनों के साथ धातु बनाने के लिए अपचयन से गुजर सकता है।

इलेक्ट्रोप्लेटिंग प्रक्रिया इलेक्ट्रोलाइटिक समाधान में सकारात्मक धातु आयनों की मात्रा से सीमित होती है। एक बार इन सभी आयनों का उपयोग हो जाने के बाद, प्रतिक्रिया जारी रखने का कोई तरीका नहीं होगा। इसलिए, कोई और धातु नहीं बनेगी। अधिक धातु बनाना जारी रखने के लिए, आपको इलेक्ट्रोलाइटिक समाधान में अधिक सकारात्मक धातु आयनों को जोड़ना होगा।