વિદ્યુત વિચ્છેદન-વિશ્લેષણ માટે ફેરાડેનો કાયદો વ્યાખ્યાઓને લાગુ કરે છે. ટ્રાન્સફોર્મર્સ માટે ઇન્ડક્શન ઇએમએફનો ફેરાડેનો કાયદો

બેટરીઓએલાર્મ સિસ્ટમ, ફ્લેશલાઇટ, ઘડિયાળો, કેલ્ક્યુલેટર, ઓડિયો સિસ્ટમ, રમકડાં, રેડિયો, ઓટો સાધનો, રિમોટ કંટ્રોલમાં વપરાય છે.

બેટરીઓકારના એન્જિન શરૂ કરવા માટે ઉપયોગમાં લેવાય છે;

બળતણ કોષોવિદ્યુત ઉર્જા (પાવર પ્લાન્ટ પર), કટોકટી ઉર્જા સ્ત્રોતો, સ્વાયત્ત વીજ પુરવઠો, પરિવહન, ઓન-બોર્ડ પાવર સપ્લાય, મોબાઇલ ઉપકરણોના ઉત્પાદનમાં વપરાય છે.

ઇલેક્ટ્રોલિસિસ

ઇલેક્ટ્રોલિસિસ- એક ભૌતિક અને રાસાયણિક પ્રક્રિયા જેમાં પ્રકાશનનો સમાવેશ થાય છે ઇલેક્ટ્રોડ્સઓગળેલા પદાર્થો અથવા ઇલેક્ટ્રોડ્સ પરની ગૌણ પ્રતિક્રિયાઓના પરિણામે અન્ય પદાર્થોના ઘટકો, જે ત્યારે થાય છે જ્યારે વિદ્યુત પ્રવાહ ઉકેલમાંથી પસાર થાય છે અથવા ઓગળે છે ઇલેક્ટ્રોલાઇટ.

પ્રવાહીના સંચાલનમાં આયનોની ક્રમબદ્ધ હિલચાલ બનેલા ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્રમાં થાય છે ઇલેક્ટ્રોડ્સ- સ્ત્રોતના ધ્રુવો સાથે જોડાયેલા વાહક વિદ્યુત ઊર્જા. એનોડવિદ્યુત વિચ્છેદન-વિશ્લેષણમાં તેને હકારાત્મક ઇલેક્ટ્રોડ કહેવામાં આવે છે, કેથોડ- નકારાત્મક. હકારાત્મક આયનો - cations- (મેટલ આયનો, હાઇડ્રોજન આયનો, એમોનિયમ આયનો, વગેરે) - કેથોડ તરફ આગળ વધો, ઋણ આયનો - anions- (એસિડ અવશેષો અને હાઇડ્રોક્સિલ જૂથના આયનો) - એનોડ તરફ આગળ વધે છે.

વિદ્યુત વિચ્છેદન-વિશ્લેષણની ઘટનાનો આધુનિક ઉદ્યોગમાં વ્યાપકપણે ઉપયોગ થાય છે. ખાસ કરીને, વિદ્યુત વિચ્છેદન એ એલ્યુમિનિયમ, હાઇડ્રોજન, તેમજ સોડિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડ, ક્લોરિન અને ઓર્ગેનોક્લોરીન સંયોજનોના ઔદ્યોગિક ઉત્પાદન માટેની એક પદ્ધતિ છે. સ્ત્રોત 1854 દિવસ ઉલ્લેખિત નથી], મેંગેનીઝ ડાયોક્સાઇડ, હાઇડ્રોજન પેરોક્સાઇડ. અયસ્કમાંથી મોટી સંખ્યામાં ધાતુઓ કાઢવામાં આવે છે અને વિદ્યુત વિચ્છેદન-વિશ્લેષણ (ઇલેક્ટ્રોએક્સ્ટ્રક્શન, ઇલેક્ટ્રોરેફાઇનિંગ) નો ઉપયોગ કરીને પ્રક્રિયા કરવામાં આવે છે. ઉપરાંત, વિદ્યુત વિચ્છેદન-વિશ્લેષણ એ મુખ્ય પ્રક્રિયા છે જેના દ્વારા રાસાયણિક વર્તમાન સ્ત્રોત કાર્ય કરે છે.

ઇલેક્ટ્રોલિસિસનો ઉપયોગ ગંદાપાણીની સારવારમાં થાય છે (ઇલેક્ટ્રોકોએગ્યુલેશન, ઇલેક્ટ્રોએક્સટ્રેક્શન, ઇલેક્ટ્રોફ્લોટેશન પ્રક્રિયાઓ). તેનો ઉપયોગ ઘણા પદાર્થો (ધાતુઓ, હાઇડ્રોજન, ક્લોરિન, વગેરે), મેટલ કોટિંગ્સ (ઇલેક્ટ્રોપ્લેટિંગ) લાગુ કરતી વખતે અને પદાર્થોના આકાર (ઇલેક્ટ્રોપ્લાસ્ટી)ને પુનઃઉત્પાદિત કરવા માટે થાય છે.

ફેરાડેનો પ્રથમ કાયદો

1832 માં, ફેરાડેએ સ્થાપના કરી હતી કે ઇલેક્ટ્રોડ પર છોડવામાં આવેલ પદાર્થનું દળ m એ ઇલેક્ટ્રોલાઇટમાંથી પસાર થતા ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જ q સાથે સીધું પ્રમાણસર છે: જો તે ઇલેક્ટ્રોલાઇટમાંથી પસાર થાય છે ડી.સી.વર્તમાન તાકાત સાથે I. પ્રમાણસરતાના ગુણાંકને કહેવામાં આવે છે પદાર્થની ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ સમકક્ષ. તે આંકડાકીય રીતે છે સમૂહ સમાનજ્યારે એક ઈલેક્ટ્રિક ચાર્જ ઈલેક્ટ્રોલાઈટમાંથી પસાર થાય છે ત્યારે પદાર્થ બહાર પાડવામાં આવે છે અને તે પદાર્થની રાસાયણિક પ્રકૃતિ પર આધાર રાખે છે.

ફેરાડેનો બીજો કાયદો

ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ સમકક્ષ વિવિધ પદાર્થોતેમની જેમ વર્તે રાસાયણિક સમકક્ષ.

રાસાયણિક સમકક્ષ જોનાહસંબંધ કહેવાય છે દાઢ સમૂહએ જોનાહતેના માટે વેલેન્સી z. તેથી ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ સમકક્ષ

જ્યાં F - ફેરાડે સતત.

ફેરાડેનો બીજો કાયદો નીચે મુજબ લખાયેલ છે

જ્યાં M(g/mol) એ વિદ્યુત વિચ્છેદન-વિશ્લેષણના પરિણામે બનેલા આપેલ પદાર્થનો દાઢ સમૂહ છે; I(A) - પદાર્થ અથવા પદાર્થોના મિશ્રણમાંથી પસાર થતા પ્રવાહની તાકાત; ડેલ્ટા ટી(સી) - સમય કે જે દરમિયાન વિદ્યુત વિચ્છેદન-વિશ્લેષણ હાથ ધરવામાં આવ્યું હતું; F (C mol −1) - ફેરાડે સ્થિરાંક; n એ પ્રક્રિયામાં ભાગ લેતા ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા છે, જે પૂરતા પ્રમાણમાં મોટા વર્તમાન મૂલ્યો પર, વિદ્યુત વિચ્છેદન-વિશ્લેષણ (ઓક્સિડાઇઝ્ડ અથવા ઘટાડેલા) માં સીધા સામેલ આયન (અને તેના કાઉન્ટરિયન) ના ચાર્જના સંપૂર્ણ મૂલ્યની બરાબર છે.

1. ફેરાડેનો પ્રથમ કાયદો મૂળભૂત છે જથ્થો કાયદોઇલેક્ટ્રોકેમિસ્ટ્રી

2.ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ સમકક્ષ.

3.કુલોમીટર.કુલોમીટરનું વર્ગીકરણ.

4. વર્તમાન દ્વારા પદાર્થની બહાર નીકળો.

5. પ્રત્યક્ષ અને સ્પંદિત વર્તમાનનો ઉપયોગ કરતી વખતે વર્તમાન આઉટપુટ નક્કી કરવા માટેની પદ્ધતિઓ.

6.ફેરાડેનો બીજો કાયદો.

7. ફેરાડેના કાયદાઓમાંથી વિચલનના દેખીતા કિસ્સાઓ.

1. ફેરાડેનો પ્રથમ કાયદો

કુલોમીટરના ત્રણ મુખ્ય પ્રકાર છે: ગ્રેવિમેટ્રિક (ગ્રેવિમેટ્રિક), વોલ્યુમેટ્રિક (વોલ્યુમેટ્રિક) અને ટાઇટ્રેશન.

કુલોમીટરના વજનમાં (આમાં ચાંદી અને તાંબાનો સમાવેશ થાય છે), તેમાંથી પસાર થતી વીજળીની માત્રા કેથોડ અથવા એનોડના સમૂહમાં ફેરફાર દ્વારા ગણવામાં આવે છે. વોલ્યુમેટ્રિક કુલોમીટરમાં, ગણતરી પરિણામી પદાર્થોના જથ્થાને માપવાના આધારે કરવામાં આવે છે (હાઈડ્રોજન કુલોમીટરમાં ગેસ, પારાના કુલોમીટરમાં પ્રવાહી પારો). ટાઇટ્રેશન કુલોમીટર્સમાં, ઇલેક્ટ્રોડ પ્રતિક્રિયાના પરિણામે ઉકેલમાં બનેલા પદાર્થોના ટાઇટ્રેશન ડેટા પરથી વીજળીની માત્રા નક્કી કરવામાં આવે છે.

કોપર કુલોમીટરવ્યવહારમાં સૌથી સામાન્ય પ્રયોગશાળા સંશોધન, કારણ કે તે ઉત્પાદન માટે સરળ અને એકદમ સચોટ છે. વીજળીની માત્રા નક્કી કરવાની ચોકસાઈ 0.1% છે. કુલોમીટરમાં બે કોપર એનોડ અને તેમની વચ્ચે સ્થિત પાતળા કોપર ફોઇલ કેથોડનો સમાવેશ થાય છે. કોપર કુલોમીટરમાં ઇલેક્ટ્રોલાઇટ એ નીચેની રચનાનું જલીય દ્રાવણ છે: CuSO 4 ∙ 5H 2 O, H 2 SO 4 અને ઇથેનોલ C 2 H 5 OH. સલ્ફ્યુરિક એસિડ વધે છે વિદ્યુત વાહકતાઇલેક્ટ્રોલાઇટ અને વધુમાં, કેથોડ સ્પેસમાં મૂળભૂત કોપર સંયોજનોની રચનાને અટકાવે છે, જે કેથોડ પર શોષી શકાય છે, જેનાથી તેના સમૂહમાં વધારો થાય છે. કોપર કુલોમીટર ઇલેક્ટ્રોલાઇટમાં H 2 SO 4 એ Cu 1+ સંયોજનોના સંચયને રોકવા માટે જરૂરી છે જે અપ્રમાણસર પ્રતિક્રિયાના પરિણામે રચાય છે:

Cu 0 + Cu 2+ → 2Cu +

વધુ બારીક સ્ફટિકીય, કોમ્પેક્ટ કેથોડ થાપણો મેળવવા અને કોલોમીટરના કોપર ઇલેક્ટ્રોડના ઓક્સિડેશનને રોકવા માટે ઇલેક્ટ્રોલાઇટમાં ઇથિલ આલ્કોહોલ ઉમેરવામાં આવે છે.

વિદ્યુત વિચ્છેદન-વિશ્લેષણ પહેલાં અને પછી કેથોડના સમૂહમાં ફેરફાર દ્વારા પસાર થતી વીજળીની માત્રા નક્કી કરવામાં આવે છે.

કેથોડ, અને એનોડ શુદ્ધ ચાંદીનો બનેલો છે.

સિલ્વર નાઈટ્રેટના તટસ્થ અથવા સહેજ એસિડિક 30% દ્રાવણનો ઉપયોગ સિલ્વર કુલોમીટરમાં ઇલેક્ટ્રોલાઇટ તરીકે થાય છે.

ગેસ હાઇડ્રોજન-ઓક્સિજન કુલોમીટરવીજળીની નાની માત્રાના અંદાજિત માપ માટે વપરાય છે. તે વિદ્યુત વિચ્છેદન-વિશ્લેષણ દરમિયાન પ્રકાશિત હાઇડ્રોજન અને ઓક્સિજનના કુલ જથ્થાને માપે છે જલીય દ્રાવણ H 2 SO 4 અથવા NaOH, અને આ મૂલ્યમાંથી પસાર થયેલી વીજળીની રકમની ગણતરી કરવામાં આવે છે. આ કુલોમીટરનો ઉપયોગ પ્રમાણમાં ભાગ્યે જ થાય છે, કારણ કે તેમની સચોટતા ઓછી છે, અને તેઓ કુલોમીટર વજન કરતાં વાપરવા માટે ઓછા અનુકૂળ છે.

વોલ્યુમેટ્રિક કુલોમીટરમાં પણ સમાવેશ થાય છે પારો કુલોમીટર. તેનો ઉપયોગ મુખ્યત્વે ઉદ્યોગમાં વીજળીની માત્રાને માપવા માટે થાય છે. મર્ક્યુરી કુલોમીટરની ચોકસાઈ 1% છે, પરંતુ તે કામ કરી શકે છે ઉચ્ચ ઘનતાવર્તમાન એનોડ પારો છે. કોલસો કેથોડ છે. ઇલેક્ટ્રોલાઇટ એ મર્ક્યુરી આયોડાઇડ અને પોટેશિયમ આયોડાઇડનું દ્રાવણ છે. વીજળીની માત્રા ટ્યુબમાં પારાના સ્તર પરથી ગણવામાં આવે છે.

સૌથી સામાન્ય ટાઇટ્રેશન કુલોમીટર- આયોડિન

અને કિસ્ત્યાકોવ્સ્કી કુલોમીટર.

આયોડિન કુલોમીટર એ પ્લેટિનમ-ઇરીડિયમ ઇલેક્ટ્રોડ સાથેનું એક જહાજ છે જે કેથોડ અને એનોડ સ્પેસ દ્વારા અલગ પડે છે. ના ઉમેરા સાથે પોટેશિયમ આયોડાઇડનું કેન્દ્રિત સોલ્યુશન હાઇડ્રોક્લોરિક એસિડ, કેથોડ કમ્પાર્ટમેન્ટમાં - હાઇડ્રોક્લોરિક એસિડનો ઉકેલ. જ્યારે એનોડમાંથી પ્રવાહ પસાર થાય છે, ત્યારે આયોડિન છોડવામાં આવે છે, જે પછી સોડિયમ થિયોસલ્ફેટ (Na 2 S 2 O 3) સાથે ટાઇટ્રેટ થાય છે. ટાઇટ્રેશન પરિણામોના આધારે, વીજળીની માત્રાની ગણતરી કરવામાં આવે છે.

કિસ્ત્યાકોવ્સ્કી કુલોમીટર- આ કાચનું વાસણ છે. એનોડ એ ચાંદીનો તાર છે જે સંપર્કને સુનિશ્ચિત કરવા માટે પારો સાથે કાચની નળીમાં સોલ્ડર કરવામાં આવે છે. જહાજ પોટેશિયમ નાઈટ્રેટ (15-20%) ના દ્રાવણથી ભરેલું છે. પ્લેટિનમ-ઇરીડિયમ કેથોડ આ દ્રાવણમાં ડૂબી જાય છે. જ્યારે વર્તમાન પસાર થાય છે, ત્યારે ચાંદીનું એનોડિક વિસર્જન થાય છે. અને સોલ્યુશનના ટાઇટ્રેશનના પરિણામોના આધારે, વીજળીની માત્રાની ગણતરી કરવામાં આવે છે.

4. વર્તમાન આઉટપુટ

Zn 2+ +2ē →Zn

જો ઇલેક્ટ્રોડ પર ઘણી સમાંતર ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ પ્રતિક્રિયાઓ થાય છે, તો ફેરાડેનો પ્રથમ કાયદો તે દરેક માટે માન્ય રહેશે.

વ્યવહારુ હેતુઓ માટે, વિદ્યુતરાસાયણિક પ્રણાલીમાંથી પસાર થતા વર્તમાનનો કેટલો અંશ અથવા વીજળીનો જથ્થો દરેક ચોક્કસ પ્રતિક્રિયા પર ખર્ચવામાં આવે છે તે ધ્યાનમાં લેવા માટે, ખ્યાલ વર્તમાન દ્વારા પદાર્થનું આઉટપુટ.

આમ, વીટી ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ સિસ્ટમમાંથી પસાર થતી વીજળીના જથ્થાના ભાગને નિર્ધારિત કરવાનું શક્ય બનાવે છે, જે આ ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ પ્રતિક્રિયાના હિસ્સા માટે જવાબદાર છે.

ઉકેલની જેમ VTનું જ્ઞાન જરૂરી છે સૈદ્ધાંતિક મુદ્દાઓ: ઉદાહરણ તરીકે, જ્યારે આંશિક ધ્રુવીકરણ વણાંકો બનાવતી વખતે અને ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ પ્રતિક્રિયાની પદ્ધતિને સ્પષ્ટ કરતી વખતે, અને તકનીકી કામગીરીની અસરકારકતાનું મૂલ્યાંકન કરવા માટે ધાતુઓ, બિન-ધાતુઓ, એલોયના ઇલેક્ટ્રોડિપોઝિશનની પ્રેક્ટિસમાં. વ્યવહારમાં, VT મોટાભાગે ફેરાડેના કાયદા દ્વારા નિર્ધારિત સૈદ્ધાંતિક સમૂહ દ્વારા પદાર્થના વ્યવહારુ સમૂહને વિભાજીત કરીને નક્કી કરવામાં આવે છે.

m વ્યવહારુ - ચોક્કસ માત્રામાં વીજળી પસાર થવાના પરિણામે વ્યવહારીક રીતે રૂપાંતરિત પદાર્થનો સમૂહ; m સિદ્ધાંત એ પદાર્થનો સમૂહ છે જે સમાન પ્રમાણમાં વીજળી પસાર કરતી વખતે સૈદ્ધાંતિક રીતે રૂપાંતરિત થવો જોઈએ.

કેથોડ પર થતી પ્રક્રિયાઓ માટે VT, એક નિયમ તરીકે, એનોડિક પ્રક્રિયાઓની VT સાથે સુસંગત નથી, તેથી કેથોડ અને એનોડ વર્તમાન આઉટપુટ વચ્ચે તફાવત કરવો જરૂરી છે. અત્યાર સુધી, અમે VT નિર્ધારિત કરવાના કિસ્સાઓ ધ્યાનમાં લીધા છે જ્યારે પ્રથમ પ્રકારના કંડક્ટર અને બીજા પ્રકારના કંડક્ટર વચ્ચેના ઇન્ટરફેસમાંથી સીધો વિદ્યુત પ્રવાહ વહે છે.

5. સ્પંદનીય પ્રવાહનો ઉપયોગ કરીને VT નક્કી કરવા માટેની પદ્ધતિઓ

જો, તેમ છતાં, તબક્કાની સીમા પાર વહે છે આવેગ પ્રવાહ, પછી VT નક્કી કરતી વખતે ત્યાં ઊભી થાય છે મોટી મુશ્કેલીઓ. પલ્સ વિદ્યુત વિચ્છેદન-વિશ્લેષણ દરમિયાન VT નક્કી કરવા માટે કોઈ એક પદ્ધતિ અથવા સાધન નથી. સ્પંદનીય વિદ્યુત વિચ્છેદન-વિશ્લેષણની પરિસ્થિતિઓ હેઠળ વીટી નક્કી કરવામાં મુશ્કેલી એ હકીકતને કારણે છે કે સિસ્ટમમાંથી પસાર થતો વર્તમાન માત્ર ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ પ્રતિક્રિયા પર જ નહીં, પણ ઇલેક્ટ્રિકલ ડબલ લેયરને ચાર્જ કરવા પર પણ ખર્ચવામાં આવે છે. વિદ્યુત પ્રવાહ, ઇન્ટરફેસમાંથી પસાર થવું અને ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ પરિવર્તનનું કારણ બને છે, જેને ઘણીવાર ફેરાડે પ્રવાહ કહેવામાં આવે છે. ચાર્જિંગ વર્તમાન ઇલેક્ટ્રિકલ ડબલ લેયરને ચાર્જ કરવા, દ્રાવકને ફરીથી ગોઠવવા, રીએજન્ટ પોતે, એટલે કે. દરેક વસ્તુ જે ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ પ્રતિક્રિયા થવાની પરિસ્થિતિઓ બનાવે છે, તેથી ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ સિસ્ટમમાંથી પસાર થતા કુલ પ્રવાહની અભિવ્યક્તિ નીચે મુજબ હશે:

I = Iz + Iph, જ્યાં Iz એ ચાર્જિંગ કરંટ છે, Iph એ ફેરાડે કરંટ છે.

જો કોઈ વ્યાખ્યાની જરૂર નથી સંપૂર્ણ મૂલ્યો VT, પછી સ્પંદિત વિદ્યુત વિચ્છેદન-વિશ્લેષણની કાર્યક્ષમતાનું મૂલ્યાંકન કરવા માટેના માપદંડ તરીકે, વ્યક્તિ તેની રચના પર ખર્ચવામાં આવેલી વીજળીની માત્રા સાથે અવક્ષેપને ઓગળવા માટે ખર્ચવામાં આવતી વીજળીની માત્રાના ગુણોત્તરનો ઉપયોગ કરી શકે છે.

6. ફેરાડેનો બીજો કાયદો.

ગાણિતિક રીતે, આ કાયદો સમીકરણ દ્વારા વ્યક્ત કરવામાં આવે છે:

ફેરાડેનો બીજો કાયદો એ પ્રથમ કાયદાનું સીધું પરિણામ છે. ફેરાડેનો બીજો કાયદો પ્રતિક્રિયાશીલ પદાર્થની માત્રા અને તેની રાસાયણિક પ્રકૃતિ વચ્ચેના સંબંધને પ્રતિબિંબિત કરે છે.

ફેરાડેના બીજા કાયદા અનુસાર:

જો પ્રથમ પ્રકારનાં વાહક અને બીજા પ્રકારનાં વાહક વચ્ચેના ઇન્ટરફેસમાં એક અને માત્ર એક જ વિદ્યુતરાસાયણિક પ્રતિક્રિયા થાય છે, જેમાં ઘણા પદાર્થો ભાગ લે છે, તો પ્રતિક્રિયામાં સહભાગીઓનો સમૂહ જે પરિવર્તનમાંથી પસાર થયો છે તે એકબીજા સાથે સંબંધિત છે. તેમના રાસાયણિક સમકક્ષ.

7. ફેરાડેના કાયદાઓમાંથી વિચલનના દેખીતા કિસ્સાઓ

ફેરાડેનો પ્રથમ કાયદો, દ્રવ્ય અને વીજળીના અણુ સ્વભાવ પર આધારિત, કુદરતનો ચોક્કસ નિયમ છે. તેમાંથી કોઈ વિચલનો હોઈ શકે નહીં. જો ગણતરી દરમિયાન વ્યવહારમાં આ કાયદામાંથી વિચલનો જોવામાં આવે છે, તો તે હંમેશા મુખ્ય ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ પ્રતિક્રિયા સાથેની પ્રક્રિયાઓની અપૂર્ણ વિચારણાને કારણે છે. ઉદાહરણ તરીકે, પ્લેટિનમ ઇલેક્ટ્રોડ અને એનોડ અને કેથોડ સ્પેસને છિદ્રાળુ ડાયાફ્રેમ દ્વારા અલગ કરાયેલી સિસ્ટમમાં NaCl ના જલીય દ્રાવણના વિદ્યુત વિચ્છેદન-વિશ્લેષણ દરમિયાન, કેથોડ પર નીચેની પ્રતિક્રિયા થાય છે:

2H 2 O + 2ē = H 2 + 2OH -

અને એનોડ પર: 2Cl - - 2ē = Cl 2

જથ્થો રચાયો ક્લોરિન ગેસફેરાડેના કાયદા અનુસાર જે અનુસરે છે તેના કરતા હંમેશા ઓછું હોય છે કારણ કે Cl 2 ઇલેક્ટ્રોલાઇટમાં ઓગળી જાય છે અને હાઇડ્રોલિસિસ પ્રતિક્રિયામાં પ્રવેશ કરે છે:

Cl 2 + H 2 O → HCl+ HClO

જો આપણે પાણી સાથે પ્રતિક્રિયા આપતા ક્લોરિનના જથ્થાને ધ્યાનમાં લઈએ, તો અમે ફેરાડેના કાયદા અનુસાર ગણતરી કરેલ પરિણામને અનુરૂપ પરિણામ મેળવીએ છીએ.

અથવા, ઘણી ધાતુઓના એનોડિક વિસર્જન દરમિયાન, બે પ્રક્રિયાઓ સમાંતર થાય છે - સામાન્ય સંયોજકતાના આયનોની રચના અને કહેવાતા સબિયન્સ - એટલે કે. નીચલા વેલેન્સના આયનો, ઉદાહરણ તરીકે: Cu 0 - 2ē → Cu 2+ અને

Cu- 1ē → Cu +. તેથી, માત્ર આયનો રચાય છે તેવી ધારણા હેઠળ ફેરાડેના કાયદા અનુસાર ગણતરી ઉચ્ચતમ સંયોજકતાખોટું બહાર વળે છે.

મોટે ભાગે, ઇલેક્ટ્રોડ પર એક ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ પ્રતિક્રિયા થતી નથી, પરંતુ ઘણી સ્વતંત્ર સમાંતર પ્રતિક્રિયાઓ થાય છે. ઉદાહરણ તરીકે, Zn આયનોના વિસર્જન સાથે ZnSO 4 ના એસિડિક દ્રાવણમાંથી Zn ને અલગ કરતી વખતે:

Zn 2+ +2ē →Zn

હાઇડ્રોનિયમ આયનોની ઘટાડાની પ્રતિક્રિયા થાય છે: 2H 3 O + +2ē → H 2 + 2H 2 O.

જો ઇલેક્ટ્રોડ પર ઘણી સમાંતર ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ પ્રતિક્રિયાઓ થાય છે, તો ફેરાડેનો પ્રથમ કાયદો તે દરેક માટે માન્ય રહેશે.

ઇન્ડક્શનના ઇલેક્ટ્રોમોટિવ બળનો ઉદભવ હતો સૌથી મહત્વપૂર્ણ શોધભૌતિકશાસ્ત્રના ક્ષેત્રમાં. વિકાસ માટે તે મૂળભૂત હતું તકનીકી એપ્લિકેશનઆ ઘટના.

Jpg?.jpg 600w, https://elquanta.ru/wp-content/uploads/2018/03/1-24.jpg 765w" sizes="(max-width: 600px) 100vw, 600px">

માઈકલ ફેરાડે

વાર્તા

19મી સદીના 20 ના દાયકામાં, ડેન ઓર્સ્ટેડે ચુંબકીય સોયના વિચલનનું અવલોકન કર્યું જ્યારે તેને વાહકની બાજુમાં મૂકવામાં આવ્યું હતું જેના દ્વારા વિદ્યુત પ્રવાહ વહેતો હતો.

માઈકલ ફેરાડે આ ઘટનાને વધુ નજીકથી શોધવા માંગતા હતા. ખૂબ જ મક્કમતા સાથે તેણે ચુંબકત્વને વીજળીમાં રૂપાંતરિત કરવાના તેના ધ્યેયને અનુસર્યો.

ફેરાડેના પ્રથમ પ્રયોગો તેમને સંખ્યાબંધ નિષ્ફળતાઓ લાવ્યા, કારણ કે તેઓ શરૂઆતમાં માનતા હતા કે એક સર્કિટમાં નોંધપાત્ર સીધો પ્રવાહ નજીકના સર્કિટમાં પ્રવાહ પેદા કરી શકે છે, જો ત્યાં કોઈ ન હોય. વિદ્યુત સંચારતેમની વચ્ચે.

સંશોધકે પ્રયોગોમાં ફેરફાર કર્યો, અને 1831 માં તેમને સફળતાનો તાજ પહેરાવવામાં આવ્યો. ફેરાડેના પ્રયોગો કાગળની નળીની ફરતે તાંબાના વાયરને વાઇન્ડ કરીને અને તેના છેડાને ગેલ્વેનોમીટર સાથે જોડીને શરૂ થયા હતા. વૈજ્ઞાનિકે પછી કોઇલની અંદર એક ચુંબક મૂક્યો અને નોંધ્યું કે ગેલ્વેનોમીટરની સોય એક ત્વરિત વિચલન આપે છે, જે દર્શાવે છે કે કોઇલમાં પ્રવાહ પ્રેરિત કરવામાં આવ્યો હતો. ચુંબકને દૂર કર્યા પછી, અંદર તીરનું વિચલન હતું વિરુદ્ધ દિશામાં. ટૂંક સમયમાં, અન્ય પ્રયોગો દરમિયાન, તેણે જોયું કે એક કોઇલમાંથી વોલ્ટેજ લાગુ કરવાની અને દૂર કરવાની ક્ષણે, નજીકની કોઇલમાં વર્તમાન દેખાયો. બંને કોઇલમાં સામાન્ય ચુંબકીય સર્કિટ હતી.

Jpg?.jpg 600w, https://elquanta.ru/wp-content/uploads/2018/03/2-21-120x74..jpg 706w" sizes="(max-width: 600px) 100vw, 600px">

ફેરાડેના પ્રયોગો

અન્ય કોઇલ અને ચુંબક સાથે ફેરાડેના અસંખ્ય પ્રયોગો ચાલુ રાખવામાં આવ્યા, અને સંશોધકને જાણવા મળ્યું કે પ્રેરિત પ્રવાહની મજબૂતાઈ આના પર નિર્ભર છે:

• કોઇલમાં વળાંકની સંખ્યા;
• ચુંબક શક્તિ;
• જે ઝડપે ચુંબક કોઇલમાં ડૂબી ગયો હતો.

ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ઇન્ડક્શન (EMF) શબ્દ એ ઘટનાનો ઉલ્લેખ કરે છે કે એક ઇએમએફ વૈકલ્પિક બાહ્ય ચુંબકીય ક્ષેત્ર દ્વારા વાહકમાં ઉત્પન્ન થાય છે.

ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ઇન્ડક્શનના કાયદાની રચના

કાયદાની મૌખિક રચના ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ઇન્ડક્શન: કોઈપણ બંધ લૂપમાં પ્રેરિત ઇલેક્ટ્રોમોટિવ બળ પરિવર્તનના નકારાત્મક સમય દરની બરાબર છે ચુંબકીય પ્રવાહ, સાંકળમાં બંધ.

આ વ્યાખ્યા સૂત્ર દ્વારા ગાણિતિક રીતે વ્યક્ત કરવામાં આવે છે:

E = - ΔΦ/ Δt,

જ્યાં Ф = B x S, ચુંબકીય પ્રવાહ ઘનતા B અને વિસ્તાર S સાથે, જે ચુંબકીય પ્રવાહ દ્વારા કાટખૂણે ઓળંગાય છે.

વધારાની માહિતી.બે છે વિવિધ અભિગમોઇન્ડક્શન માટે. પ્રથમ લોરેન્ટ્ઝ બળનો ઉપયોગ કરીને ઇન્ડક્શન અને ગતિશીલ ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જ પર તેની ક્રિયાને સમજાવે છે. જો કે, અમુક પરિસ્થિતિઓમાં જેમ કે ચુંબકીય રક્ષણઅથવા યુનિપોલર ઇન્ડક્શન, સમજણમાં સમસ્યાઓ ઊભી થઈ શકે છે શારીરિક પ્રક્રિયા. બીજો સિદ્ધાંત ક્ષેત્ર સિદ્ધાંતની પદ્ધતિઓનો ઉપયોગ કરે છે અને ચલ ચુંબકીય પ્રવાહો અને આ પ્રવાહોની સંકળાયેલ ઘનતાઓનો ઉપયોગ કરીને ઇન્ડક્શનની પ્રક્રિયાને સમજાવે છે.

ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ઇન્ડક્શનના કાયદાનો ભૌતિક અર્થ ત્રણ જોગવાઈઓમાં ઘડવામાં આવ્યો છે:

1. વાયર કોઇલમાં બાહ્ય MF માં ફેરફાર તેમાં વોલ્ટેજ પ્રેરે છે. જ્યારે વાહક વિદ્યુત સર્કિટ બંધ થાય છે, ત્યારે પ્રેરિત પ્રવાહ કંડક્ટર દ્વારા ફરવાનું શરૂ કરે છે;
2. પ્રેરિત વોલ્ટેજની તીવ્રતા કોઇલ સાથે સંકળાયેલ ચુંબકીય પ્રવાહના ફેરફારના દરને અનુરૂપ છે;
3. પ્રેરિત emf ની દિશા હંમેશા તેના કારણની વિરુદ્ધ હોય છે.

Data-lazy-type="image" data-src="http://elquanta.ru/wp-content/uploads/2018/03/3-18-600x367.jpg?.jpg 600w, https://elquanta. ru/wp-content/uploads/2018/03/3-18-768x470..jpg 120w, https://elquanta.ru/wp-content/uploads/2018/03/3-18.jpg 900w" sizes=" (મહત્તમ-પહોળાઈ: 600px) 100vw, 600px">

ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ઇન્ડક્શનનો કાયદો

મહત્વપૂર્ણ!ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ઇન્ડક્શનના કાયદા માટેનું સૂત્ર લાગુ કરવામાં આવ્યું છે સામાન્ય કેસ. ઇન્ડક્શનનું કોઈ જાણીતું સ્વરૂપ નથી કે જે ચુંબકીય પ્રવાહમાં ફેરફાર દ્વારા સમજાવી ન શકાય.

કંડક્ટરમાં ઇન્ડક્શન ઇએમએફ

MF માં ફરતા કંડક્ટરમાં ઇન્ડક્શન વોલ્ટેજની ગણતરી કરવા માટે, અન્ય ફોર્મ્યુલાનો ઉપયોગ થાય છે:

E = - B x l x v x sin α, જ્યાં:

• બી - ઇન્ડક્શન;
• l એ વાહકની લંબાઈ છે;
• v એ તેની હિલચાલની ગતિ છે;
• α એ ચળવળની દિશા દ્વારા રચાયેલ કોણ છે અને વેક્ટર દિશાચુંબકીય ઇન્ડક્શન.

મહત્વપૂર્ણ!તે ક્યાં નિર્દેશિત છે તે નિર્ધારિત કરવાની રીત પ્રેરિત વર્તમાન, કંડક્ટરમાં બનાવેલ: મૂકીને જમણો હાથપ્રવેશ માટે લંબરૂપ હથેળી પાવર લાઈન MP અને, સોંપેલ અંગૂઠોકંડક્ટરની હિલચાલની દિશા સૂચવતા, અમે ચાર આંગળીઓને સીધી કરીને તેમાં પ્રવાહની દિશા ઓળખીએ છીએ.

Jpg?.jpg 600w, https://elquanta.ru/wp-content/uploads/2018/03/4-17-210x140.jpg 210w" sizes="(max-width: 600px) 100vw, 600px">

જમણા હાથનો નિયમ

વિદ્યુત વિચ્છેદન-વિશ્લેષણના નિયમો

1833માં ફેરાડેના ઐતિહાસિક પ્રયોગો પણ વિદ્યુત વિચ્છેદનથી સંબંધિત હતા. તેણે આલ્કોહોલ લેમ્પ વડે ગરમ કરેલા ઓગળેલા ટીન ક્લોરાઇડમાં ડૂબેલા બે પ્લેટિનમ ઇલેક્ટ્રોડ સાથેની ટેસ્ટ ટ્યુબ લીધી. હકારાત્મક ઇલેક્ટ્રોડ પર ક્લોરિન છોડવામાં આવ્યું હતું, અને ટીન નકારાત્મક ઇલેક્ટ્રોડ પર મુક્ત કરવામાં આવ્યું હતું. ત્યાર બાદ તેણે છૂટેલા ટીનનું વજન કર્યું.

અન્ય પ્રયોગોમાં, સંશોધકે શ્રેણીમાં વિવિધ ઇલેક્ટ્રોલાઇટ્સ સાથે કન્ટેનરને જોડ્યા અને જમા થયેલ પદાર્થની માત્રાને માપી.

આ પ્રયોગોના આધારે, વિદ્યુત વિચ્છેદન-વિશ્લેષણના બે નિયમો ઘડવામાં આવ્યા છે:

1. તેમાંથી પ્રથમ: ઇલેક્ટ્રોડ પર પ્રકાશિત પદાર્થનો સમૂહ ઇલેક્ટ્રોલાઇટ દ્વારા પસાર થતી વીજળીના જથ્થાના સીધા પ્રમાણસર છે. ગાણિતિક રીતે તે આ રીતે લખાયેલ છે:

m = K x q, જ્યાં K એ પ્રમાણનું સ્થિરાંક છે, જેને ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ સમકક્ષ કહેવાય છે.

જ્યારે 1 A નો પ્રવાહ 1 s માં પસાર થાય છે અથવા જ્યારે 1 C વિદ્યુત પસાર થાય છે ત્યારે ઇલેક્ટ્રોડ પર પ્રકાશિત થતા g માં પદાર્થના સમૂહ તરીકે તેની વ્યાખ્યા ઘડી કાઢો;

Data-lazy-type="image" data-src="http://elquanta.ru/wp-content/uploads/2018/03/5-13-600x342.jpg?.jpg 600w, https://elquanta. ru/wp-content/uploads/2018/03/5-13-768x438..jpg 960w" sizes="(max-width: 600px) 100vw, 600px">

વિદ્યુત વિચ્છેદન-વિશ્લેષણનો પ્રથમ નિયમ

1. ફેરાડેનો બીજો કાયદો જણાવે છે કે જો સમાન માત્રામાં વીજળી વિવિધ ઇલેક્ટ્રોલાઇટ્સમાંથી પસાર થાય છે, તો સંબંધિત ઇલેક્ટ્રોડ્સ પર છોડવામાં આવતા પદાર્થોની માત્રા તેમના રાસાયણિક સમકક્ષના સીધા પ્રમાણસર હોય છે (ધાતુના રાસાયણિક સમકક્ષ તેના દાઢ સમૂહને તેના દ્વારા વિભાજીત કરીને મેળવવામાં આવે છે. વેલેન્સી - M/z).

વિદ્યુત વિચ્છેદન-વિશ્લેષણના બીજા નિયમ માટે, નીચેના સંકેતનો ઉપયોગ થાય છે:

અહીંએફ – ફેરાડેનો સ્થિરાંક, જે ઇલેક્ટ્રોનના 1 મોલના ચાર્જ દ્વારા નક્કી થાય છે:

F = Na (એવોગાડ્રોનો નંબર) x e (પ્રારંભિક ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જ) = 96485 C/mol.

ફેરાડેના બીજા કાયદા માટે બીજી અભિવ્યક્તિ લખો:

m1/m2 = K1/K2.

Jpg?.jpg 600w, https://elquanta.ru/wp-content/uploads/2018/03/6-7-768x528..jpg 800w" sizes="(max-width: 600px) 100vw, 600px">

ઇલેક્ટ્રોલિસિસનો બીજો કાયદો

ઉદાહરણ તરીકે, જો તમે AgNO 3 અને CuSO 4 નું સોલ્યુશન ધરાવતી શ્રેણીમાં જોડાયેલા બે ઇલેક્ટ્રોલિટીક કન્ટેનર લો અને તેમાંથી સમાન પ્રમાણમાં વીજળી પસાર કરો, તો એક કન્ટેનરના કેથોડ પર જમા થયેલા તાંબાના સમૂહનો ગુણોત્તર અન્ય કન્ટેનરના કેથોડ પર જમા થયેલ ચાંદીના ગુણોત્તર સમાન હશે રાસાયણિક સમકક્ષ. કોપર માટે તે છે આ લેખને રેટ કરો: