● انرژی لازم برای الکترولیز آب مصرف انرژی در حدود ۶ کیلووات ساعت (KWh) ، برای بدست آوردن یک متر مکعب هیدروژن و نیم متر مکعب اکسیژن ، مقدار زیادی است و علاوه بر آن ، اکسیژن غالبا محل فروش هم ندارد. بدین ترتیب ، این روش اغلب در مناطقی که دارای انرژی الکتریکی فراوان هستند (نروژ) و بویژه بهمنظور تهیه هیدروژن متراکم که در سیلندر به فروش میرسد، استفاده میشوند. اما این هیدروژن بخش اندکی از کل گاز هیدروژن تولید شده است. اما با این وجود ، دستگاههای الکترولیز در فرانسه یا به منظور ایجاد موازنه تولید یا برای استفاده از کارخانجات مخصوص که هیدروژن خالص را بهعنوان کاهنده بکار میبرند، بکار برده میشوند. در این قبیل موارد ، اغلب اکسیژن در فضا رها میشود.
رسانایی الکترولیتی هنگامی صورت میگیرد که یونهای الکترولیت بتوانندآزادانه حرکت کنند، چون در این مورد ، یونها هستند که بار الکتریکی را حملمیکنند. به همین دلیل است که رسانش الکترولیتی ، اساسا توسط نمکهای مذابو محلولهای آبی الکترولیتها صورت میگیرد. علاوه بر این ، برای تداومجریان در یک رسانای الکترولیتی ، لازم است که حرکت یونها با تغییر شیمیاییهمراه باشد.
● انرژی لازم برای الکترولیز آب مصرف انرژی در حدود ۶ کیلووات ساعت (KWh) ، برای بدست آوردن یک متر مکعب هیدروژن و نیم متر مکعب اکسیژن ، مقدار زیادی است و علاوه بر آن ، اکسیژن غالبا محل فروش هم ندارد. بدین ترتیب ، این روش اغلب در مناطقی که دارای انرژی الکتریکی فراوان هستند (نروژ) و بویژه بهمنظور تهیه هیدروژن متراکم که در سیلندر به فروش میرسد، استفاده میشوند. اما این هیدروژن بخش اندکی از کل گاز هیدروژن تولید شده است. اما با این وجود ، دستگاههای الکترولیز در فرانسه یا به منظور ایجاد موازنه تولید یا برای استفاده از کارخانجات مخصوص که هیدروژن خالص را بهعنوان کاهنده بکار میبرند، بکار برده میشوند. در این قبیل موارد ، اغلب اکسیژن در فضا رها میشود.
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.
یونهای کلرید در آند ، اکسید میشوند:
از جمع این دو معادله جزئی ، واکنش کلی سلول بدست میآید:
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.
عوامل موثر بر رسانش الکترولیتی
از آنچه گفته شد، مشخص میشود که رسانش الکترولیتی به 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.
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:
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:
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:
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:
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.
پمپ (تلمبه) - سه شنبه بیست و چهارم اسفند 1389
د.د.ت D.D.T - دوشنبه بیست و سوم اسفند 1389
فضای سبز شهری - دوشنبه بیست و سوم اسفند 1389
مدیریت اسید شویی در سیستم های آبیاری قطره ای - دوشنبه بیست و سوم اسفند 1389
فاضلاب "تلخهرود" را از نفس انداخت - دوشنبه بیست و سوم اسفند 1389
تغییر اقلیم و خشکسالی - دوشنبه بیست و سوم اسفند 1389
اشاره ای به سیل قم - دوشنبه بیست و سوم اسفند 1389
مشکل بالکینگ در سیستم لجن فعال - دوشنبه بیست و سوم اسفند 1389
کروژن چیست؟ - دوشنبه بیست و سوم اسفند 1389
آب سنگین و کاربرد آن - یکشنبه بیست و دوم اسفند 1389
مشکل کف کردگی یا فومینگ در تصفیه خانه های لجن فعال - یکشنبه بیست و دوم اسفند 1389
تصفیه خانه آب شرب کوثر - یکشنبه بیست و دوم اسفند 1389
مهمترین علل رایج تخریب سدهای خاکی - یکشنبه بیست و دوم اسفند 1389
آب ها آلوده می شوند و انسان ها به خطر می افتند - یکشنبه بیست و دوم اسفند 1389
باران اسیدی ره آورد كم توجهی به آلاینده ها - یکشنبه بیست و دوم اسفند 1389
آب در فرهنگ ایرانیان - یکشنبه بیست و دوم اسفند 1389
بازدارنده های رسوب در آب شیرین کن ها - شنبه بیست و یکم اسفند 1389
فناوری نانو و فیلتراسیون - شنبه بیست و یکم اسفند 1389
مقایسه بین روش های مختلف شیرین سازی آب - شنبه بیست و یکم اسفند 1389
اساس اسمز معکوس و نانوفیلتر - شنبه بیست و یکم اسفند 1389
دستگاه تهیه آب آشامیدنی از هوا ساخته شد - شنبه بیست و یکم اسفند 1389
انتقال و توزیع آب - شنبه بیست و یکم اسفند 1389
مخازن (tanks) - شنبه بیست و یکم اسفند 1389
لوله و اتصالات - جمعه بیستم اسفند 1389
دورهی طرح در سیستم های انتقال و توزیع آب - جمعه بیستم اسفند 1389
ادامه خشکسالی و صرفه جویی در مصرف آب - جمعه بیستم اسفند 1389
روشهای عمده بهره برداری مصنوعی از آب زیرزمینی - پنجشنبه نوزدهم اسفند 1389
ايستگاه پمپاژ كهنه خانه پیرانشهر - پنجشنبه نوزدهم اسفند 1389
استفاده از سیستم فتو ولتائیک - پنجشنبه نوزدهم اسفند 1389
نصب و اجراي پمپ خورشيدي - پنجشنبه نوزدهم اسفند 1389
دانلود مقالات فصلنامه آب و فاضلاب از1383تا1387 - پنجشنبه نوزدهم اسفند 1389
مصرف تجاری و صنعتی آب - پنجشنبه نوزدهم اسفند 1389
تصفيه آب - پنجشنبه نوزدهم اسفند 1389
پتانسیل و ظرفیت اکسیداسیون ، معیاری برای تعیین آلودگی فاضلابها - چهارشنبه هجدهم اسفند 1389
چرا آب، عجيبترين مايع جهان است؟ - چهارشنبه هجدهم اسفند 1389
قارچها وانواع آن - چهارشنبه هجدهم اسفند 1389
طراحی تصفیه خانه - چهارشنبه هجدهم اسفند 1389
تصفیه خانه فاضلاب اکباتان - چهارشنبه هجدهم اسفند 1389
شوری و سدیمی بودن خاک - چهارشنبه هجدهم اسفند 1389
فلوئور - چهارشنبه هجدهم اسفند 1389
مس - چهارشنبه هجدهم اسفند 1389
جیوه - چهارشنبه هجدهم اسفند 1389
سرب - چهارشنبه هجدهم اسفند 1389
سیانور - چهارشنبه هجدهم اسفند 1389
دسته بندی روش های تصفیه ی فاضلاب - چهارشنبه هجدهم اسفند 1389
فرآیند لجنفعال (Activated Sludge) - چهارشنبه هجدهم اسفند 1389
استفاده از پرمنگنات پتاسیم جهت گندزدایی آب - چهارشنبه هجدهم اسفند 1389
مشکل H2S در شبکه های فاضلاب - چهارشنبه هجدهم اسفند 1389
تاریخچه تصفیه ی آب - چهارشنبه هجدهم اسفند 1389
راکتور بسته ی متوالی Sequencing Batch Reactor - چهارشنبه هجدهم اسفند 1389
برچسب:
نویسنده: امیرحسین ستوده بیدختی