כיצד חשמל מוליך דרך נוזלים

חשמל ונוזלים הם שילוב קטלני שאנשים נמנעים ממנו. תהליך מעבר הזרם החשמלי דרך נוזל נקרא אלקטרוליזה. למדו עוד על אופן הובלת החשמל דרך נוזלים בעזרת מדריך קצר זה.

איך נקראים נוזלים מוליכים?

נוזלים מוליכים ידועים בשם אלקטרוליטיםאלקטרוליטים הם חומרים המכילים יונים חופשיים ויכולים להוליך חשמל כאשר הם מומסים במים או בממס אחר. ישנם שני סוגים עיקריים של אלקטרוליטים:

• אלקטרוליטים חזקיםאלו חומרים שמתפרקים לחלוטין ליונים בתמיסה, וכתוצאה מכך מוליכות גבוהה. דוגמאות לכך כוללות מלחים כמו נתרן כלורי (מלח שולחן), חומצות כמו חומצה הידרוכלורית ובסיסים כמו נתרן הידרוקסידי.
• אלקטרוליטים חלשיםאלו מתפרקים חלקית ליונים בתמיסה, מה שמוביל למוליכות נמוכה יותר בהשוואה לאלקטרוליטים חזקים. דוגמאות לכך כוללות חומצה אצטית (הנמצאת בחומץ) ואמוניה.

אלקטרוליטים ממלאים תפקיד מכריע בתהליכים תעשייתיים שונים, בתפקודים ביולוגיים וביישומים יומיומיים. לדוגמה, הם חיוניים בסוללות, שם הם מקלים על זרימת זרם חשמלי, ובגוף האדם, שם הם מסייעים בוויסות תפקוד העצבים והשרירים.

מַיִם

מים יכולים להיות מוליכים, אך לא תמיד. מים מזוקקים אינם מכילים יונים ואינם מוליכים. מים טהורים מכילים מעט מאוד יונים, ולכן הם מוליכי חשמל גרועים. מי ברז מכילים לעתים קרובות מלח או זיהומים אחרים אשר מוסיפים יונים למים, מה שהופך אותם למוליכים.

זו הסיבה שלא בטוח לגעת בתקעים או שקעים כשידיים רטובות ממי ברז. החשמל יעבור דרך הנוזל ויכול לגרום להתחשמלות של האדם.

הַפרָדָה חַשְׁמָלִית

אלקטרוליזה היא תהליך כימי המשתמש בזרם חשמלי כדי להניע תגובה כימית לא ספונטנית. תהליך זה נמצא בשימוש נרחב ביישומים תעשייתיים ומדעיים שונים. במהלך אלקטרוליזה, זרם חשמלי מועבר דרך אלקטרוליט, מה שגורם ליונים באלקטרוליט לנוע לעבר האלקטרודות, שם הם עוברים תגובות כימיות.

איך אלקטרוליזה עובדת

1. אלקטרוליטחומר המוליך חשמל ועובר שינויים כימיים במהלך אלקטרוליזה. הוא יכול להיות נוזל או תמיסה המכילה יונים.
2. אלקטרודותשני חומרים מוליכים, בדרך כלל עשויים מתכת או גרפיט, ממוקמים באלקטרוליט. האלקטרודה החיובית נקראת אנודה, והאלקטרודה השלילית נקראת קתודה.
3. זרם חשמלימקור כוח, כגון סוללה או ספק כוח, מספק את הזרם החשמלי המניע את תהליך האלקטרוליזה.

כאשר זרם חשמלי זורם דרך האלקטרוליט, הוא גורם ליונים החיוביים (קטיונים) לנוע לכיוון הקתודה, שם הם צוברים אלקטרונים (חיזור), וליונים השליליים (אניונים) לנוע לכיוון האנודה, שם הם מאבדים אלקטרונים (חמצון). תנועה זו של יונים והתגובות הכימיות הנובעות מכך הן הבסיס לאלקטרוליזה.

יישומים של אלקטרוליזה

לאלקטרוליזה יישומים מעשיים רבים, ביניהם:

• אלקטרוליטיציפוי עצם מתכתי בשכבה דקה של מתכת אחרת כדי לשפר את מראהו, עמידותו בפני קורוזיה או תכונות אחרות שלו.
• זיקוק אלקטרוטיהור מתכות על ידי הסרת זיהומים באמצעות אלקטרוליזה.
• אלקטרוליזה של מיםפיצול מים לגזי מימן וחמצן, אשר יכולים לשמש כמקורות אנרגיה נקיים.
• אלקטרוליזה בטיפול במיםהסרת מזהמים ממים על ידי פירוקם לחומרים פחות מזיקים.

חשיבות האלקטרוליזה

אלקטרוליזה חיונית במגוון תעשיות, כולל ייצור, ייצור אנרגיה והגנת הסביבה. היא מאפשרת ייצור מתכות בעלות טוהר גבוה, ייצור דלק מימן וטיפול בשפכים, בין היתר. הבנת עקרונות ויישומים של אלקטרוליזה היא קריטית לקידום טכנולוגיה ולשיפור תהליכים תעשייתיים.

נוזלים לא מוליכים

נוזלים שאינם מוליכים אינם מאפשרים לחשמל לזרום דרכם. נוזלים אלה מכילים מעט מאוד יונים, אם בכלל. חשמל מועבר דרך נוזלים באמצעות יונים, ובלעדיהם, חשמל לא יכול לנוע דרך הנוזל.

המוליכות של נוזלים יכולה להשתנות, והם הופכים למוליכים יותר ככל שיש יותר יונים. אלקטרוליזה היא תהליך שנעשה במכוון כדי לסייע בציפוי מתכות, כגון ציפוי כסף, בחומר אחר. היא משמשת גם לחילוץ או לטיהור מתכות מסוימות - כגון זיקוק נחושת על ידי אלקטרוליזה, חילוץ אלומיניום.

למידע נוסף על הסכנות של מעבר חשמל דרך נוזלים או למידע מקצועי שירותי ייעוץ חשמל צרו קשר עם דריים הנדסה עוד היום.