التحليل الكهربائي هو عملية تستخدم تيارًا كهربائيًا لفصل المركبات أو العناصر في مكوناتها الفردية. يستخدم بشكل شائع لفصل المواد ، خاصة تلك المرتبطة كيميائياً ، من خلال استغلال خصائص الإلكتروليتات والأقطاب الكهربائية.
فصل المواد بواسطة التحليل الكهربائي
- عادة ما تتضمن عملية التحليل الكهربائي إلكتروليت ، وهو مادة يمكنها توصيل الكهرباء عند إذابتها أو انصهارها. يتم وضع الإلكتروليت في وعاء ، ويتم غمر قطبين ، القطب الموجب (القطب الموجب) والقطب السالب (القطب السالب) ، في محلول الإلكتروليت.
- عندما يمر تيار كهربائي عبر الإلكتروليت ، تحدث تفاعلات كيميائية عند الأقطاب الكهربائية. تحدث الأكسدة عند القطب الموجب ، مما يؤدي إلى إطلاق الإلكترونات والأيونات الموجبة الشحنة. عند الكاثود ، يحدث الاختزال ، مما يؤدي إلى قبول الإلكترونات وتكوين أيونات سالبة الشحنة أو ترسب الأنواع الأولية.
- تسمح عملية التحليل الكهربائي بفصل المواد بناءً على الشحنات الخاصة بكل منها وتفاعلها. على سبيل المثال ، في التحليل الكهربائي للماء ، يتم تقسيم جزيء الماء (H2O) إلى أيونات الهيدروجين (H +) عند القطب الموجب وأيونات الهيدروكسيد (OH-) عند الكاثود. تتحد أيونات الهيدروجين لتكوين غاز الهيدروجين (H2) ، بينما تتفاعل أيونات الهيدروكسيد لإنتاج غاز الأكسجين (O2).
- وبالمثل ، يتم استخدام التحليل الكهربائي لاستخراج وتنقية المعادن المختلفة ، مثل الألومنيوم والنحاس والزنك. أثناء هذه العملية ، تهاجر أيونات المعادن الموجودة في الإلكتروليت نحو القطب السالب ، حيث تكتسب إلكترونات وتترسب كمعدن نقي.
- يستخدم التحليل الكهربائي أيضًا في عمليات مثل الطلاء الكهربائي ، حيث يتم ترسيب طبقة رقيقة من معدن على آخر. من خلال التحكم في التيار الكهربائي وتكوين الإلكتروليت ، يمكن فصل المواد المحددة وترسيبها بشكل انتقائي.
بشكل عام ، يعد التحليل الكهربائي طريقة متعددة الاستخدامات لفصل المواد ، حيث يعتمد على مبادئ الشحنة الكهربائية والتفاعل الكيميائي. يجد تطبيقات في مختلف الصناعات ، بدءًا من استخراج المعادن وتنقيتها إلى التخليق الكيميائي والمعالجة البيئية.
