دستگاه الکترولیز
دستگاه الکترولیز چیست ؟ قیمت خرید و فروش و انواع کاربرد آن
- الکترولیز چیست ؟
- قیمت خرید و فروش دستگاه الکترولیز
- دستگاه الکترولیز از چه بخش هایی تشکیل شده است ؟
- دستگاه الکترولیز چه کاربرد هایی دارد ؟
- دستگاه الکترولیز چگونه آب را تصفیه می کند ؟
الکترولیز چیست ؟
الکترولیز یا برق کافت ، روشی است که از آن برای جدا کردن عناصر و مواد استفاده می شود . در این روش با استفاده از جریان برق مستقیم ( DC ) ، پیوند های شیمیایی بین عناصر و مواد را شکسته و آن ها را از یکدیگر جدا می کند . این فرایند ، یک فرایند غیر خود به خودی است . به این معنی که برای انجام آن باید از نیروی خارجی استفاده کرد . این نیروی خارجی همان جریان برق است .
| دستگاه الکترولیز مو |
| دستگاه الکترولیز |
روش الکترولیز در صنعت ، یک مرحله ی مهم در جداسازی عنصرها از منابع و صورت طبیعی آن‌ها مانند سنگ معدن یا کانسنگ به حساب می آید . ولتاژ مورد نیاز برای الکترولیز ، پتانسیل تجزیه نامیده می‌شود .
نکته :
اولین بار دانشمندی انگلیسی به نام مایکل فارادی این روش را ابداع کرد . او با عبور جریان برق از درون محلول یک ترکیب شیمیایی فلز دار مشاهده کرد یک واکنش شیمیایی به وقوع می پیوندد . بعد ها جوزف جان تامسون در سال ۱۸۹۷ میلادی با استفاده از این روش ، الکترون را کشف کرد .
از نظر فارادی بین شدت جریان الکتریکی و زمان انجام الکترولیز و همین‌طور مقدار ماده ای که توسط برق کافت تجزیه یا تولید می‌شود، ارتباط خطی وجود دارد . به این ترتیب ، اگر زمان انجام واکنش را ثابت نگه داشته و شدت جریان را به دو برابر افزایش دهیم مقدار ماده ی تجزیه شده در اثر الکترولیز نیز دو برابر می شود .
علاوه بر این ، با ثابت نگه داشتن شدت جریان و دو یا سه برابر کردن زمان انجام واکنش ، مقدار ماده ای که وارد واکنش می شود نیز، دو یا سه برابر می شود .
به این ترتیب بود که فارادی به وجود رابطه خطی و مستقیم بین مقدار ماده و مقدار بار الکتریکی پی برد . این قاعده امروز به قانون فارادی معروف است .
قیمت خرید و فروش دستگاه الکترولیز
به دلیل اهمیت و کاربرد بسیار گسترده ای که دستگاه الکترولیز دارد ، کارخانه های بسیاری در داخل و خارج از کشور به تولید آن اقدام کرده اند . قیمت این دستگاه متناسب با نوع تجهیزات و ساختار متفاوت است .
دستگاه الکترولیز تولید شده توسط کارخانه های داخل کشور در مقایسه با نمونه های مشابه تولید شده در کارخانه های خارج از کشور قیمت پایین تری دارند . از این رو خرید دستگاه های تولید شده در داخل کشور علاوه بر حمایت از تولیدات داخلی در صرفه جویی ارزی نیز موثر است .
هنگام خرید این دستگاه باید به این نکته توجه شود که محصول از ضمانت معتبر و خدمات پس از فروش برخوردار باشد .
دستگاه الکترولیز از چه بخش هایی تشکیل شده است ؟
این دستگاه ، یک سلول الکتروشیمیایی است که یک واکنش اکسایش و کاهش درون آن انجام می شود . کاربرد این دستگاه در اغلب مواقع برای تجزیه مواد است . دستگاه الکترولیز با جداسازی ها مولکول های آب به اتم های اکسیژن و هیدروژن موجب تصفیه ی آن می شود .
این دستگاه از بخش های اصلی الکترولیت ، آند و کاتد تشکیل شده است . الکترولیت می تواند به صورت آب یا حلالی باشد که شامل یون های محلول است . همچنین الکترولیت می‌تواند به صورت نمک های مذاب مانند کلرید سدیم نیز باشد . جریان الکتریکی از طریق مدار خارجی به الکترودها وارد می شود . سپس یون های مثبت و منفی الکترولیت به سمت الکترود های آند و کاتد حرکت می کند . انجام واکنش شیمیایی هنگامی امکان پذیر است که جریان برق وجود داشته باشد .
دستگاه الکترولیز چه کاربرد هایی دارد ؟
دستگاه الکترولیز در صنعت و آزمایشگاه مخصوصا آزمایشگاه شیمی تجزیه کاربرد فراوانی دارد . این دستگاه از الکترود هایی به نام کاتد و آند تشکیل شده است و بر اساس اکسیداسیون و احیا عناصر شیمیایی کار می کند . در این قسمت به مهم ترین کاربرد های دستگاه الکترولیز می پردازیم :
** با استفاده از این دستگاه میزان بار عبوری از مدار را تعیین می کنیم . روش کار به این صورت است که جرم ماده ای که روی الکترود رسوب داده است را اندازه کرده و بر هم ارز الکتروشیمیایی آن تقسیم می کنیم . به این ترتیب ، مقدار باری که از دستگاه گذشته است را محاسبه می کنیم .
** درجه بندی آمپر سنج ها از کار های دیگری است که به راحتی با کمک دستگاه الکترولیز قابل انجام است . به این صورت که ، ظرف دستگاه واکنش الکترولیز و آمپرسنج را به طور متوالی به هم متصل نموده و جریان ثابتی را از آن عبور می دهیم . ثابت بودن جریان از آمپر سنج به راحتی قابل تشخیص است . با به دست آوردن میزان ماده رسوب شده ، می توان مقدار الکتریسیته عبوری را بدست آورد . به این ترتیب با به دست آوردن جریان ، می توان آمپرسنج را درجه بندی کرد . با این روش آمپرسنج به روش استاندارد درجه بندی می شود .
توجه :
** خالص سازی فلزاتی که از معدن بدست می آید ، از کاربرد های مهم دستگاه الکترولیز است . به عنوان مثال ، مس موجود در معدن به صورت ترکیب با گوگرد یا فلزات دیگری مانند نیکل و سرب است . مس دارای ناخالصی ، به عنوان آند در محلول سولفات مس مورد استفاده قرار می گیرد . هنگامی که ولتاژ مناسب برای دستگاه الکترولیز انتخاب شد ، فلز مس به صورت کاملا خالص به سمت کاتد رفته و ناخالصی های آن در محلول قرار گرفته و یا رسوب می کنند .
** ازدیگر کاربرد های دستگاه الکترولیز می توان به آبکاری الکتریکی اشاره کرد . در این روش فلز با لایه ای از فلزات دیگر پوشش داده می شود. فرایند آبکاری به محافظت فلزات در برابر خوردگی هوا کمک فراوانی می کند . روش آبکاری این گونه است که ابتدا جسم مورد نظر را کاملا تمیز کرده و به عنوان کاتد در محلول قرار می دهیم . این محلول شامل نمک فلز است و برای اینکه پوشش دهی جسم از فلز بهتر انجام شود آن را بین دو الکترود قرار می دهند .
** از جمله مهم ترین کاربرد الکترولیز ، تصفیه ی آب و پسماند های آلوده است . امروزه تصفیه آب و فاضلاب در حوزه های بسیاری به ویژه بخش صنعت از اهمیت بسیار بالایی برخوردار است .
** برای تولید کلر و هیدروکسید سدیم این دستگاه بسیار کارآمد است .
** منجر به تولید مس الکترولیتی از مس تصفیه شده با کیفیت پایین تر می شود .
** در تولید پتاسیم کلرات بسیار موثر است .
** از این دستگاه برای تولید اکسیژن فضا پیماها و زیر دریایی ها استفاده می شود .
دستگاه الکترولیز چگونه آب و فاضلاب را تصفیه می کند ؟
در تصفیه ی متداول فاضلاب ، اگر فرآیند های تصفیه اولیه و ثانویه با گندزدایی تکمیل شده باشد ، قادر است حدود ۸۵ درصد BOD ، جامدات معلق و تقریبا همه موجودات بیماری زا را حذف نماید . اما ، بعضی از آلودگی ها مانند نیتروژن ، فسفر ، COD محلول و فلزات سنگین به میزان کمتری حذف م شوند .
تصفیه ی آب و فاضلاب هنگامی که مقادیر زیادی از فاضلاب تصفیه شده به همراه یک جریان آب سطحی با دبی کم یا اکوسیستم حساس تخلیه می شود ، مشکلی اساسی به حساب می آید .
از این رو ، می توان انتظار داشت فرآیند الکترولیز با مزایایی از قبیل هزینه های بهره برداری پایین ، جنبه های بهداشتی و زیست محیطی مطلوب ، حجم کم لجن تولیدی ، بازده بسیار بالا ، چشم انداز بسیار مطلوبی در حذف مواد آلاینده از آب و فاضلاب داشته باشد .
امروزه استفاده از دستگاه الکترولیز برای تصفیه آب و پسماند ها رو به افزایش است. در این دستگاه ، با ایجاد اختلاف پتانسیل الکتریکی بین الکترود های آند و کاتد ، یون های وارد شده به محلول که به عنوان ناخالصی شناخته می شوند از محیط آبی خارج می شوند .
نکته :
در این دستگاه ، با ایجاد میدان الکتریکی ، آند دارای بار مثبت و کاتد دارای بار منفی خواهد بود . به این ترتیب یون های مثبت به سمت کاتد و یون های منفی به سمت آند می روند . به این روش است که دستگاه الکتروایز در تصفیه آب شور که در واقع یک محلول غلیظ حاوی یون و غلیظ شده است کارایی بسیار بالایی دارد .
این دستگاه در گند زدایی آب نیز بسیار مفید است . برای اینکه دستگاه بتواند عمل گند زدایی آب را به بهترین و سریع ترین حالت انجام دهد باید کاتد مناسب انتخاب شود . برای این کار از پلاتین به عنوان کاتد استفاده می شود . اضافه کردن یون هم در این امر بسیار موثر است .
نکته :
توصیه می شود دستگاه الکترولیز را متناسب با کارایی مورد انتظار انتخاب کنیم . نوع الکترود و الکترولیت دستگاه می تواند متناسب با کاری که از آن انتظار داریم متفاوت باشد .
