تفاعلات التحليل الكهربائي هي عمليات أساسية تتضمن استخدام الكهرباء لتحريك التفاعلات الكيميائية. يتم استخدامها على نطاق واسع في مختلف الصناعات والبحث العلمي لاستخراج المعادن وإنتاج المواد الكيميائية وتسهيل الطلاء الكهربائي، من بين تطبيقات أخرى. يعتمد التحليل الكهربائي على مبادئ تفاعلات الأكسدة والاختزال، حيث تنتقل الإلكترونات بين الأنواع.
تفاعلات التحليل الكهربائي
تحدث عملية التحليل الكهربائي عادةً في خلية التحليل الكهربائي، والتي تتكون من إلكتروليت – محلول أو مادة منصهرة توصل الكهرباء – وقطبين كهربائيين: قطب موجب (قطب موجب) وقطب كاثود (قطب سالب). عندما يتم تطبيق تيار كهربائي على الخلية، تحدث تفاعلات الأكسدة عند القطب الموجب ، وتحدث تفاعلات الاختزال عند الكاثود.
أثناء التحليل الكهربائي
- أثناء التحليل الكهربائي يتعرض القطب الموجب للأكسدة وفقدان الإلكترونات وتغييرات كيميائية. وفي الوقت نفسه ، يخضع الكاثود للاختزال ، ويكتسب إلكترونات ويخضع لمجموعة من التغييرات الكيميائية الخاصة به. تمكن تفاعلات الأكسدة والاختزال هذه تحويل الأيونات أو الجزيئات في المنحل بالكهرباء إلى مواد جديدة.
- من أشهر الأمثلة على التحليل الكهربائي استخراج المعادن من خاماتها. على سبيل المثال ، يتم استخدام التحليل الكهربائي للحصول على الألومنيوم النقي من خام البوكسيت من خلال عملية Hall-Héroult. في هذه الطريقة، يتم إذابة أكسيد الألومنيوم في الكريوليت المصهور، ويتم توفير كمية كبيرة من الطاقة الكهربائية لفصل أيونات الألومنيوم عن الأكسجين.
- تلعب تفاعلات التحليل الكهربائي أيضًا دورًا مهمًا في الطلاء الكهربائي ، حيث تترسب طبقة رقيقة من المعدن على سطح الجسم. من خلال التحكم في تركيبة التيار الكهربائي والإلكتروليت، يمكن تحقيق سماكة الطلاء المطلوبة ، أو تعزيز مقاومة التآكل ، أو توفير التشطيبات الزخرفية.
- علاوة على ذلك يتم استخدام التحليل الكهربائي في تقسيم الماء ، وهي عملية تفصل جزيئات الماء إلى غازات الهيدروجين والأكسجين. هذه التقنية ذات أهمية كبيرة لإنتاج الطاقة النظيفة ، حيث يمكن استخدام الهيدروجين كمصدر للوقود.
باختصار تستخدم تفاعلات التحليل الكهربائي الكهرباء لإحداث تغييرات كيميائية في المنحل بالكهرباء. من استخراج المعادن إلى الطلاء الكهربائي وتوليد الطاقة النظيفة، تجد هذه التفاعلات تطبيقات واسعة في مختلف المجالات ، مما يساهم في التقدم التكنولوجي والاكتشافات العلمية.
