डायाफ्राम इलेक्ट्रोलिसिस क्या है?

डायाफ्राम इलेक्ट्रोलिसिस कैथोड और एनोड उत्पादों को अलग करने के लिए एनोड और कैथोड के बीच एक डायाफ्राम स्थापित करने को संदर्भित करता है। विभाजक एक झरझरा पारगम्य परत है जो आयनों के प्रवास और धारा के मार्ग में बाधा नहीं डालती है और उन्हें एक निश्चित गति से कैथोड में प्रवाहित करती है, लेकिन OH- के प्रसार को एनोड में रोक सकती है और यांत्रिक मिश्रण को रोक सकती है। कैथोड और एनोड उत्पाद।

वर्तमान में, उद्योग में ऊर्ध्वाधर डायाफ्राम इलेक्ट्रोलाइज़र का अधिक उपयोग किया जाता है। एनोड ग्रेफाइट या धातु से बना होता है, और कैथोड कांटेदार तार या छिद्रित लोहे की प्लेट से बना होता है। इलेक्ट्रोलिसिस के लिए डायरेक्ट करंट डालने के बाद, नमकीन घोल में क्लोराइड आयनों का हिस्सा क्लोरीन गैस उत्पन्न करने और भागने के लिए एनोड पर इलेक्ट्रॉनों को खो देता है। एनोड समाधान में शेष सोडियम आयन समाधान के साथ कैथोड में चले जाते हैं, और कैथोड के इलेक्ट्रोलाइट में प्रवाहित होते हैं, जहां हाइड्रोजन आयन हाइड्रोजन उत्पन्न करने और इलेक्ट्रोलिसिस सेल के कैथोड कक्ष से बचने के लिए कैथोड पर इलेक्ट्रॉन प्राप्त करते हैं। हाइड्रोजन आयनों के निरंतर निर्वहन के कारण, हाइड्रोजन गैस निकलती है, जो पानी के आयनीकरण को और बढ़ावा देती है। घोल में शेष हाइड्रॉक्साइड आयन और सोडियम आयन एक क्षारीय घोल बनाते हैं, जो इलेक्ट्रोलाइटिक सेल से अनइलेक्ट्रोलाइज्ड सोडियम क्लोराइड घोल के साथ मिलकर लगातार डिस्चार्ज होता है। इलेक्ट्रोलाइजर के एनोड कम्पार्टमेंट में ताजा नमकीन लगातार भर दिया जाता है और लगातार उत्पादन किया जाता है।

चूंकि क्लोर-क्षार उद्योग में झिल्ली इलेक्ट्रोलिसिस तकनीक का व्यापक रूप से उपयोग किया गया है, नवीनतम क्षार-निर्माण प्रक्रिया, आयन-विनिमय झिल्ली इलेक्ट्रोलिसिस विधि, को इसके सिद्धांत को स्पष्ट करने के लिए एक उदाहरण के रूप में लिया जाता है। दो-कक्ष इलेक्ट्रोलाइटिक सेल बनाने के लिए इलेक्ट्रोलाइटिक सेल के कैथोड और एनोड कक्षों को अलग करने के लिए एक कटियन एक्सचेंज झिल्ली का उपयोग किया जाता है। संतृप्त NaCl समाधान को एनोड कक्ष में पेश किया जाता है, और आसुत जल को कैथोड कक्ष में पेश किया जाता है। बाहरी डीसी विद्युत क्षेत्र की क्रिया के तहत, एनोड क्लोरीन गैस पैदा करता है और कैथोड हाइड्रोजन गैस पैदा करता है। चूँकि धनायन विनिमय झिल्ली का स्थिर समूह (R-SO-3-) ऋणात्मक रूप से आवेशित होता है, यह विलयन में Na धनायनों के विपरीत आवेशों को आकर्षित करता है, और परिणामस्वरूप, केवल Na जमा आयनों को ही गुजरने दिया जाता है। , जबकि Cl- आयनों को विकर्षित किया जाता है, इसलिए Na प्लस आयन कैथोड डिब्बे में चलते हुए, यह OH- के साथ मिलकर NaOH उत्पन्न करता है। इलेक्ट्रोड की मुख्य प्रतिक्रिया है:

एनोड डिब्बे में:

NaCl==ना प्लस प्लस Cl - (1)

2Cl==Cl2 जमा 2e (2)

कैथोड डिब्बे में:

एच2ओ==एच प्लस प्लस ओएच - (3)

2H जमा 2e ==H2 (4)

ना प्लस प्लस ओएच-==NaOH (5)

ऊपर क्षार का उत्पादन करने के लिए नमक के पानी को इलेक्ट्रोलाइज करने के लिए आयन एक्सचेंज झिल्ली का उपयोग करने का सिद्धांत है।

इलेक्ट्रोड प्रतिक्रियाएं आम तौर पर कैथोडिक डिब्बे में कैथोड पर होने वाली कमी प्रतिक्रियाएं होती हैं, और ऑक्सीकरण प्रतिक्रियाएं जैसे सीएल 2 की रिहाई एनोडिक डिब्बे में एनोड पर होती है।