तरल पदार्थों में विद्युत का संचालन कैसे होता है

बिजली और तरल पदार्थ एक घातक संयोजन है जिससे लोग बचते हैं। किसी तरल पदार्थ से होकर विद्युत धारा प्रवाहित करने की प्रक्रिया को इलेक्ट्रोलिसिस कहते हैं। इस संक्षिप्त मार्गदर्शिका से जानें कि तरल पदार्थों में बिजली कैसे प्रवाहित होती है।

सुचालक द्रवों को क्या कहते हैं?

प्रवाहकीय तरल पदार्थ के रूप में जाना जाता है इलेक्ट्रोलाइट्सइलेक्ट्रोलाइट्स ऐसे पदार्थ होते हैं जिनमें मुक्त आयन होते हैं और जो पानी या किसी अन्य विलायक में घुलने पर विद्युत का संचालन कर सकते हैं। इलेक्ट्रोलाइट्स के दो मुख्य प्रकार हैं:

• मजबूत इलेक्ट्रोलाइट्सये ऐसे पदार्थ हैं जो विलयन में पूरी तरह से आयनों में वियोजित हो जाते हैं, जिसके परिणामस्वरूप उच्च चालकता प्राप्त होती है। उदाहरणों में सोडियम क्लोराइड (टेबल सॉल्ट) जैसे लवण, हाइड्रोक्लोरिक एसिड जैसे अम्ल और सोडियम हाइड्रॉक्साइड जैसे क्षार शामिल हैं।
• कमजोर इलेक्ट्रोलाइट्सये विलयन में आंशिक रूप से आयनों में वियोजित हो जाते हैं, जिससे प्रबल विद्युत अपघट्यों की तुलना में इनकी चालकता कम हो जाती है। उदाहरणों में एसिटिक अम्ल (सिरके में पाया जाता है) और अमोनिया शामिल हैं।

इलेक्ट्रोलाइट्स विभिन्न औद्योगिक प्रक्रियाओं, जैविक कार्यों और रोज़मर्रा के अनुप्रयोगों में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। उदाहरण के लिए, ये बैटरियों में आवश्यक हैं, जहाँ ये विद्युत प्रवाह को सुगम बनाते हैं, और मानव शरीर में, जहाँ ये तंत्रिका और मांसपेशियों के कार्य को नियंत्रित करने में मदद करते हैं।

पानी

पानी सुचालक हो सकता है, लेकिन हमेशा नहीं। आसुत जल में कोई आयन नहीं होते और यह सुचालक नहीं होता। शुद्ध जल में बहुत कम आयन होते हैं, इसलिए यह विद्युत का कुचालक होता है। नल के पानी में अक्सर नमक या अन्य अशुद्धियाँ होती हैं जो पानी में आयन मिला देती हैं, जिससे यह सुचालक हो जाता है।

यही कारण है कि नल के पानी से गीले हाथों से प्लग या आउटलेट को छूना असुरक्षित है। बिजली तरल पदार्थ से होकर गुज़रेगी और व्यक्ति को बिजली का झटका लग सकता है।

इलेक्ट्रोलीज़

इलेक्ट्रोलिसिस एक रासायनिक प्रक्रिया है जिसमें विद्युत धारा का उपयोग करके एक अनैच्छिक रासायनिक अभिक्रिया को संचालित किया जाता है। इस प्रक्रिया का व्यापक रूप से विभिन्न औद्योगिक और वैज्ञानिक अनुप्रयोगों में उपयोग किया जाता है। इलेक्ट्रोलिसिस के दौरान, विद्युत धारा को एक इलेक्ट्रोलाइट से गुजारा जाता है, जिससे इलेक्ट्रोलाइट में मौजूद आयन इलेक्ट्रोड की ओर बढ़ते हैं, जहाँ वे रासायनिक अभिक्रियाओं से गुजरते हैं।

इलेक्ट्रोलिसिस कैसे काम करता है

1. इलेक्ट्रोलाइटवह पदार्थ जो विद्युत का संचालन करता है और विद्युत अपघटन के दौरान रासायनिक परिवर्तनों से गुजरता है। यह द्रव या आयन युक्त विलयन हो सकता है।
2. इलेक्ट्रोडइलेक्ट्रोलाइट में दो सुचालक पदार्थ रखे जाते हैं, जो आमतौर पर धातु या ग्रेफाइट से बने होते हैं। धनात्मक इलेक्ट्रोड को एनोड और ऋणात्मक इलेक्ट्रोड को कैथोड कहा जाता है।
3. विद्युत धाराएक शक्ति स्रोत, जैसे बैटरी या बिजली की आपूर्ति, विद्युत प्रवाह प्रदान करती है जो इलेक्ट्रोलिसिस प्रक्रिया को संचालित करती है।

जब विद्युत धारा विद्युत अपघट्य से होकर प्रवाहित होती है, तो धनात्मक आयन (धनायन) कैथोड की ओर गति करते हैं, जहाँ वे इलेक्ट्रॉन ग्रहण करते हैं (अपचयन), और ऋणात्मक आयन (ऋणायन) एनोड की ओर गति करते हैं, जहाँ वे इलेक्ट्रॉन त्यागते हैं (ऑक्सीकरण)। आयनों की यह गति और परिणामी रासायनिक अभिक्रियाएँ विद्युत अपघटन का आधार हैं।

इलेक्ट्रोलिसिस के अनुप्रयोग

इलेक्ट्रोलिसिस के अनेक व्यावहारिक अनुप्रयोग हैं, जिनमें शामिल हैं:

• विद्युतकिसी धातु की वस्तु पर किसी अन्य धातु की पतली परत चढ़ाना, जिससे उसकी दिखावट, संक्षारण प्रतिरोध या अन्य गुणधर्मों में सुधार हो सके।
• इलेक्ट्रोरिफाइनिंगविद्युत अपघटन के माध्यम से अशुद्धियों को हटाकर धातुओं को शुद्ध करना।
• जल इलेक्ट्रोलिसिस: जल को हाइड्रोजन और ऑक्सीजन गैसों में विभाजित करना, जिनका उपयोग स्वच्छ ऊर्जा स्रोतों के रूप में किया जा सकता है।
• जल उपचार में इलेक्ट्रोलिसिस: जल से प्रदूषकों को कम हानिकारक पदार्थों में तोड़कर निकालना।

इलेक्ट्रोलिसिस का महत्व

विनिर्माण, ऊर्जा उत्पादन और पर्यावरण संरक्षण सहित विभिन्न उद्योगों में इलेक्ट्रोलिसिस आवश्यक है। यह उच्च-शुद्ध धातुओं के उत्पादन, हाइड्रोजन ईंधन के उत्पादन और अपशिष्ट जल के उपचार सहित अन्य अनुप्रयोगों में सक्षम बनाता है। प्रौद्योगिकी के विकास और औद्योगिक प्रक्रियाओं में सुधार के लिए इलेक्ट्रोलिसिस के सिद्धांतों और अनुप्रयोगों को समझना अत्यंत महत्वपूर्ण है।

अचालक द्रव

अचालक द्रव अपने में विद्युत प्रवाह नहीं होने देते। इन द्रवों में आयन बहुत कम या बिलकुल नहीं होते। द्रवों में विद्युत का संचरण आयनों के माध्यम से होता है, और आयनों के बिना विद्युत द्रव में प्रवाहित नहीं हो सकती।

द्रवों की चालकता भिन्न हो सकती है, और जितने अधिक आयन होते हैं, वे उतने ही अधिक चालक बन जाते हैं। विद्युत अपघटन एक ऐसी प्रक्रिया है जो जानबूझकर धातुओं, जैसे चाँदी की परत, पर किसी अन्य पदार्थ की परत चढ़ाने के लिए की जाती है। इसका उपयोग कुछ धातुओं को निकालने या शुद्ध करने के लिए भी किया जाता है—जैसे विद्युत अपघटन द्वारा तांबे का शोधन, एल्युमीनियम का निष्कर्षण।

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