برقکافت - نسخهی قابل چاپ +- انجمن های تخصصی فلش خور (http://www.flashkhor.com/forum) +-- انجمن: علم، فرهنگ، هنر (http://www.flashkhor.com/forum/forumdisplay.php?fid=40) +--- انجمن: دانستنیها و موضوعات علمی (http://www.flashkhor.com/forum/forumdisplay.php?fid=33) +--- موضوع: برقکافت (/showthread.php?tid=286937) |
برقکافت - SɪʟᴠᴇʀMɪɴᴅ - 05-07-2020 برقکافت یا الکترولیز در شیمی و صنعت، شیوهای برای جداسازی عنصرها و ترکیبهایی است که با پیوند شیمیایی به هم متصل هستند. این جداسازی با گذراندن جریان الکتریکی مستقیم (DC) از میان این مواد صورت میگیرد. برای مثال زمانی که جریان الکتریکی از آب میگذرد اتمهای هیدروژن و اکسیژن از هم جدا شده و به گاز تبدیل میشوند. این واکنش شیمیایی فرایندی غیر خودبخودی (بدون رغبت و تمایل non-spontaneous) است که در غیر این صورت به وقوع نمیپیوندد. روش برقکافت را دانشمند فیزیکدان و شیمیدان انگلیسی مایکل فارادی مطرح کرد. او مشاهده کرد که هنگام عبور جریان برق از درون محلول یک ترکیب شیمیایی فلز دار یک واکنش شیمیایی در آن به وقوع میپیوندد. اجرای این آزمایش بعدها به کشف الکترونها توسط جوزف جان تامسون در ۱۸۹۷ و دیگران انجامید و بار هر الکترون 1.602X10−19 کولن تخمین زده شد. در آن زمان رابطهٔ میان اتم و الکترون کشف نشده بود. از دیدگاه صنعتی و تجاری تکنیک الکترولیز یک مرحلهٔ مهم در جداسازی عنصرها از منابع و صورت طبیعی آنها مانند سنگ معدن یا کانسنگ است. ولتاژی که برای رخدادن الکترولیز مورد نیاز است پتانسیل تجزیه نامیده میشود. اگر یونها قابلیت حرکت نداشتهباشند؛ مانند در بیشتر نمکها، آنگاه الکترولیز نمیتواند رخ دهد و به حلالپوشی نیاز است. اولین فعالیتهای مربوط به حوزه الکتروشیمی را سر هامفری دیوی اجرا نمود. او با گذراندن جریان الکتریکی از میان محلولهای آبکی، توانست واکنشهای شیمیایی انجام دهد و شش عنصر جدید را از این طریق کشف کرد. بعدها شاگرد وی، به نام مایکل فارادی به فعالیتهای کمّی در این حوزه پرداخت و توانست بین مقدار بار الکتریکی و مقدار ماده ارتباط پیدا کند (بخش بعدی را ملاحظه فرمایید). ۱۸۰۰ - ویلیام نیکولسون و یوهان ریتر، آب را به هیدروژن و اکسیژن تجزیه کردند. ۱۸۰۷ - سر هامفری دیوی پتاسیم پرمنگنات را کشف کرد. قوانین برقکافت فاراده - SɪʟᴠᴇʀMɪɴᴅ - 05-07-2020 قوانین برقکافت فاراده یا قوانین الکترولیز فاراده روابط کمی هستند که برپایه پژوهشهای الکتروشیمیایی در سال ۱۸۳۴ توسط مایکل فاراده منتشر شدند. نسخههای متعددی از این قوانین را میتوان در کتابهای مختلف و متون علمی یافت اما معمولترین بیان قوانین شبیه به زیر است : قانون نخست برقکافت فاراده - «جرم ماده تغییریافته در یک الکترود در حین برقکافت (الکترولیز) ارتباط مستقیمی با مقدار الکتریسیته منتقلشده در آن الکترود دارد. منظور از مقدار الکتریسیته، مقدار بار الکتریکی است که معمولاً بر حسب کولن اندازهگیری میشود.» قانون دوم برقکافت فاراده - «برای یک مقدار معین از الکتریسیته مستقیم (بار الکتریکی)، جرم ماده عنصری تغییریافته در یک الکترود، ارتباط مستقیمی با وزن معادل آن عنصر دارد.» وزن معادل یک ماده برابر با جرم مولی تقسیم بر میزان تغییر عدد اکسایش آن در نتیجه برقکافت است (اغلب برابر با بار یا ظرفیت آن است) |