【प्रतिदिन एक प्रश्न】रसायन इंजीनियरिंग के सिद्धांत: विद्युत-रासायनिक क्षय (1 जुलाई)

जब अशुद्ध धातु, इलेक्ट्रोलाइट घोल के संपर्क में आती है, तो वहाँ विद्युत-रासायनिक अभिक्रिया होती है। ऐसी स्थिति में, अधिक सक्रिय धातु अपने इलेक्ट्रॉन खो देती है, एवं ऑक्सीकृत हो जाती है। इस प्रकार के क्षय को विद्युत-रासायनिक क्षय कहा जाता है। नम हवा में इस्पात का क्षय, विद्युत-रासायनिक क्षय का सबसे उल्लेखनीय उदाहरण है।

जब अशुद्ध धातुएँ इलेक्ट्रोलाइट घोल के संपर्क में आती हैं, तो वहाँ विद्युत-रासायनिक अभिक्रिया होती है। ऐसी स्थिति में, अधिक सक्रिय धातु अपने इलेक्ट्रॉन खो देती है एवं ऑक्सीकृत हो जाती है। इस प्रकार के क्षय को विद्युत-रासायनिक क्षय कहा जाता है।

जब अशुद्ध धातु, इलेक्ट्रोलाइट घोल के संपर्क में आती है, तो वहाँ प्राथमिक बैटरी अभिक्रिया होती है; ऐसी स्थिति में अधिक सक्रिय धातु, इलेक्ट्रॉन खोकर ऑक्सीकृत हो जाती है।

जब अशुद्ध धातुएँ इलेक्ट्रोलाइट घोल के संपर्क में आती हैं, तो वहाँ प्राकृतिक बैटरी जैसी प्रक्रिया घटित होती है। ऐसी स्थिति में, अधिक सक्रिय धातु अपने इलेक्ट्रॉन खो देती है एवं ऑक्सीकृत हो जाती है। इस प्रकार के क्षय को विद्युत-रासायनिक क्षय कहा जाता है। नम हवा में इस्पात का क्षय, विद्युत-रासायनिक क्षय का सबसे उल्लेखनीय उदाहरण है। नम हवा में इस्पात की सतह पर एक पतली जल-परत बन जाती है; इस जल-परत में थोड़े मात्रा में हाइड्रोजन आयन एवं हाइड्रॉक्साइड आयन होते हैं, साथ ही ऑक्सीजन जैसी गैसें भी घुली रहती हैं। इस प्रकार इस्पात की सतह पर एक इलेक्ट्रोलाइट घोल बन जाता है, जो इस्पात में मौजूद लोहे एवं थोड़ी मात्रा में कार्बन के साथ मिलकर अनगिनत छोटी-छोटी “प्राकृतिक बैटरियों” का निर्माण करता है। इन “प्राकृतिक बैटरियों” में लोहा ऋणात्मक ध्रुव होता है, जबकि कार्बन धनात्मक ध्रुव होता है। लोहा अपने इलेक्ट्रॉन खो देता है एवं ऑक्सीकृत हो जाता है। विद्युत-रासायनिक क्षय, इस्पात के क्षय का मुख्य कारण है। धातुओं का इलेक्ट्रोलाइट घोल के संपर्क में आने पर इलेक्ट्रोड-प्रतिक्रियाओं के कारण क्षय होता है। विद्युत-रासायनिक क्षय एक ऑक्सीकरण-अपचयन अभिक्रिया है। इस अभिक्रिया में धातु अपने इलेक्ट्रॉन खो देती है एवं ऑक्सीकृत हो जाती है; इस प्रक्रिया को “धनात्मक ध्रुवीय अभिक्रिया” कहा जाता है। इस अभिक्रिया का परिणाम, घोल में धातु-आयनों का निर्माण होता है, या धातु की सतह पर धातु-ऑक्साइड (या धातु-अघुलनशील लवण) की परत बन जाती है।； माध्यम में मौजूद पदार्थ, धातु की सतह से इलेक्ट्रॉन प्राप्त करके अपचयित हो जाते हैं; इस प्रक्रिया को “कैथोडिक अभिक्रिया” कहा जाता है। कैथोडिक अभिक्रिया में, इलेक्ट्रॉन प्राप्त करके अपचयित होने वाले पदार्थों को आमतौर पर “डीपोलराइज़र” कहा जाता है। समान अपघटन की स्थिति में, धातु की सतह पर एनोडिक एवं कैथोडिक अभिक्रियाएँ लगभग समान दर से होती हैं; ऐसी स्थिति में दोनों प्रकार की अभिक्रियाएँ लगातार बदलती रहती हैं। यदि धातु की सतह पर कुछ क्षेत्रों में मुख्य रूप से एनोडिक अभिक्रियाएँ होती हैं, जबकि अन्य क्षेत्रों में मुख्य रूप से कैथोडिक अभिक्रियाएँ होती हैं, तो ऐसे क्षेत्रों को क्रमशः “एनोड क्षेत्र” एवं “कैथोड क्षेत्र” कहा जाता है। एनोड क्षेत्र एवं कैथोड क्षेत्र मिलकर “अपघटन बैटरी” बनाते हैं। धातु सामग्री को नष्ट करने वाली मुख्य अभिक्रिया एनोडिक अभिक्रिया ही है; इसलिए आमतौर पर बाहरी विद्युत स्रोत का उपयोग किया जाता है, या संरक्षित धातु को किसी ऐसी धातु से जोड़ दिया जाता है जिसकी विद्युत स्थिति कम हो, ताकि अपघटन कम विद्युत स्थिति वाली धातु पर ही हो।

जब अशुद्ध धातुएँ इलेक्ट्रोलाइट घोल के संपर्क में आती हैं, तो वहाँ प्राथमिक बैटरी अभिक्रिया होती है। ऐसी स्थिति में, अधिक सक्रिय धातु अपने इलेक्ट्रॉन खो देती है एवं ऑक्सीकृत हो जाती है। इस प्रकार के क्षय को विद्युत-रासायनिक क्षय कहा जाता है। नम हवा में इस्पात का क्षय, विद्युत-रासायनिक क्षय का सबसे उल्लेखनीय उदाहरण है। हम जानते हैं कि सूखी हवा में इस्पात लंबे समय तक क्षय नहीं होता, लेकिन नम हवा में यह जल्दी ही क्षय हो जाता है। दरअसल, नम हवा में इस्पात की सतह पर एक पतली जल-परत बन जाती है; इस जल-परत में थोड़े मात्रा में हाइड्रोजन आयन एवं हाइड्रॉक्साइड आयन होते हैं, साथ ही ऑक्सीजन जैसी गैसें भी घुली रहती हैं। इस प्रकार इस्पात की सतह पर एक इलेक्ट्रोलाइट घोल बन जाता है, जो इस्पात में मौजूद लोहे एवं थोड़ी मात्रा में कार्बन के साथ मिलकर अनगिनत छोटी-छोटी “प्राथमिक बैटरियों” का निर्माण करता है। इन प्राथमिक बैटरियों में लोहा ऋणात्मक ध्रुव होता है, जबकि कार्बन धनात्मक ध्रुव होता है। लोहा अपने इलेक्ट्रॉन खो देता है एवं ऑक्सीकृत हो जाता है। विद्युत-रासायनिक क्षय, इस्पात के क्षय का मुख्य कारण है। धातुओं का इलेक्ट्रोलाइट घोल के संपर्क में आने पर इलेक्ट्रोड अभिक्रियाओं के कारण क्षय होता है। विद्युत-रासायनिक क्षय एक ऑक्सीकरण-अपचयन अभिक्रिया है। इस अभिक्रिया में धातु अपने इलेक्ट्रॉन खो देती है एवं ऑक्सीकृत हो जाती है; इस प्रक्रिया को “धनात्मक ध्रुव अभिक्रिया” कहा जाता है। अभिक्रिया के परिणामस्वरूप धातु के आयन या धातु की सतह पर धातु ऑक्साइड (या धातु के अघुलनशील लवण) बन जाते हैं।； माध्यम में मौजूद पदार्थ, धातु की सतह से इलेक्ट्रॉन प्राप्त करके अपचयित हो जाते हैं; इस प्रक्रिया को “कैथोडिक अभिक्रिया” कहा जाता है। कैथोडिक अभिक्रिया में, इलेक्ट्रॉन प्राप्त करके अपचयित होने वाले पदार्थों को आमतौर पर “डीपोलराइज़र” कहा जाता है। समान अपघटन की स्थिति में, धातु की सतह पर एनोडिक एवं कैथोडिक अभिक्रियाएँ लगभग समान दर से होती हैं; ऐसी स्थिति में दोनों प्रकार की अभिक्रियाएँ लगातार बदलती रहती हैं। यदि धातु की सतह पर कुछ क्षेत्रों में मुख्य रूप से एनोडिक अभिक्रियाएँ होती हैं, जबकि अन्य क्षेत्रों में मुख्य रूप से कैथोडिक अभिक्रियाएँ होती हैं, तो ऐसे क्षेत्रों को क्रमशः “एनोड क्षेत्र” एवं “कैथोड क्षेत्र” कहा जाता है। एनोड क्षेत्र एवं कैथोड क्षेत्र मिलकर “अपघटन बैटरी” बनाते हैं। धातु सामग्री को नष्ट करने वाली मुख्य अभिक्रिया एनोडिक अभिक्रिया ही है; इसलिए आमतौर पर बाहरी विद्युत स्रोत का उपयोग किया जाता है, या संरक्षित धातु को किसी ऐसी धातु से जोड़ दिया जाता है जिसकी विद्युत स्थिति कम हो, ताकि अपघटन कम विद्युत स्थिति वाली धातु पर ही हो।

जब अशुद्ध धातु, इलेक्ट्रोलाइट घोल के संपर्क में आती है, तो वहाँ विद्युत-रासायनिक अभिक्रिया होती है। ऐसी स्थिति में, अधिक सक्रिय धातु अपने इलेक्ट्रॉन खो देती है, एवं ऑक्सीकृत हो जाती है। इस प्रकार के क्षय को विद्युत-रासायनिक क्षय कहा जाता है। नम हवा में इस्पात का क्षय, विद्युत-रासायनिक क्षय का सबसे उल्लेखनीय उदाहरण है।

जब अशुद्ध धातु, इलेक्ट्रोलाइट घोल के संपर्क में आती है, तो वहाँ विद्युत-रासायनिक अभिक्रिया होती है। ऐसी स्थिति में, अधिक सक्रिय धातु अपने इलेक्ट्रॉन खो देती है, एवं ऑक्सीकृत हो जाती है। इस प्रकार के क्षय को विद्युत-रासायनिक क्षय कहा जाता है। नम हवा में इस्पात का क्षय, विद्युत-रासायनिक क्षय का सबसे उल्लेखनीय उदाहरण है। हम जानते हैं कि सूखी हवा में इस्पात लंबे समय तक सड़ता नहीं, लेकिन नम हवा में यह जल्दी ही सड़ जाता है। दरअसल, नम हवा में इस्पात की सतह पर एक पतली जल-परत जम जाती है। इस जल-परत में थोड़े मात्रा में हाइड्रोजन आयन एवं हाइड्रॉक्साइड आयन होते हैं; साथ ही ऑक्सीजन जैसी गैसें भी इसमें घुली रहती हैं। इस प्रकार इस्पात की सतह पर एक इलेक्ट्रोलाइट घोल बन जाता है। यह इलेक्ट्रोलाइट घोल, इस्पात में मौजूद लोहे एवं थोड़ी मात्रा में कार्बन के साथ मिलकर अनगिनत सूक्ष्म विद्युत-बैटरियाँ बना देता है। इन विद्युत-ऊर्जा उत्पन्न करने वाली सेलों में, लोहा ऋणात्मक ध्रुव है, जबकि कार्बन धनात्मक ध लोहा इलेक्ट्रॉन खोकर ऑक्सीकृत हो जाता है। विद्युत-रासायनिक क्षय, इस्पात के क्षय का मुख्य कारण है। धातु सामग्री, इलेक्ट्रोलाइट घोल के संपर्क में आने पर, इलेक्ट्रोड अभिक्रियाओं के कारण क्षय हो जाती है। विद्युत-रासायनिक क्षय अभिक्रिया, एक ऑक्सीकरण-अपचयन अभिक्रिया है। अभिक्रिया के दौरान, धातु इलेक्ट्रॉन खो देती है एवं ऑक्सीकृत हो जाती है। इस प्रक्रिया को एनोडिक अभिक्रिया कहा जाता है। अभिक्रिया के परिणामस्वरूप धातु के आयन माध्यम में पहुँच जाते हैं, या धातु की सतह पर धातु ऑक्साइड (या धातु के अघुलनशील लवण) बन जाते हैं। ； माध्यम में मौजूद पदार्थ, धातु की सतह से इलेक्ट्रॉन प्राप्त करके अपचयित हो जाते हैं; इस अभिक्रिया को कैथोडिक अभिक्रिया कहा जाता है। कैथोडिक अभिक्रिया के दौरान, इलेक्ट्रॉन प्राप्त करके अपचयित होने वाले पदार्थों को आमतौर पर “डीपोलराइज़र” कहा जाता है। समान क्षय की स्थिति में, धातु की सतह पर विभिन्न स्थानों पर एनोडिक एवं कैथोडिक अभिक्रियाएँ होने की संभावना में कोई उल्लेखनीय अंतर नहीं होता; इन दोनों प्रकार की अभिक्रियाएँ लगातार बदलते हुए स्थानों पर होती रहती हैं। यदि धातु की सतह पर कुछ क्षेत्रों में मुख्य रूप से एनोडिक अभिक्रियाएँ होती हैं, जबकि शेष सतही क्षेत्रों में मुख्य रूप से कैथोडिक अभिक्रियाएँ होती हैं, तो ऐसे क्षेत्रों को क्रमशः एनोड क्षेत्र एवं कैथोड क्षेत्र कहा जाता है। एनोड क्षेत्र एवं कैथोड क्षेत्र मिलकर एक “क्षय बैटरी” बनाते हैं। धातु सामग्री को नष्ट करने का मुख्य कारण एनोडिक अभिक्रिया है। इसलिए, आमतौर पर बाहरी विद्युत स्रोत का उपयोग किया जाता है, या तारों के माध्यम से संरक्षित धातु को ऐसी धातु से जोड़ दिया जाता है जिसकी विद्युत ऊर्जा कम हो; ताकि जंग उस कम विद्युत ऊर्जा वाली धातु पर ही हो सके।

1. यहाँ दो क्षेत्र हैं – कैथोड क्षेत्र एवं एनोड क्षेत्र; प्रत्येक क्षेत्र में कैथोडिक एवं एनोडिक अभिक्रियाएँ होती हैं।
2. यहाँ धारा भी मौजूद है। ये ही दो सबसे महत्वपूर्ण अंतर हैं। क्योंकि रासायनिक क्षय में इलेक्ट्रॉनों का आदान-प्रदान सीधे होता है, जबकि विद्युत-रासायनिक क्षय में ऐसा आदान-प्रदान सीधे नहीं होता।