برق‌کافت

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد
پرش به: ناوبری، جستجو
فرایند برق‌کافت

برق‌کافت یا الکترولیز در شیمی و صنعت، شیوهٔ جداسازی عنصرها و ترکیب‌هایی است که با پیوند شیمیایی به هم متصل هستند. این جداسازی با گذراندن جریان الکتریکی از میان این مواد صورت می‌گیرد. برای مثال زمانی که جریان الکتریکی را آب می‌گذرد اتم‌های هیدروژن و اکسیژن از هم جدا شده و به گاز تبدیل می‌شوند. روش برف کافت را دانشمندی به نام مایکل فارادی مطرح کرد. او مشاهده کرد هنگام عبور جریان برق از درون محلول یک ترکیب شیمیایی فلز دار یک واکنش شیمیایی در آن به وقوع می پیوندد. اجرای این آزمایش به کشف الکترون ها انجامید و بار هر الکترون 1.602X10-19 کولن تخمین زده شد.

تاریخچه[ویرایش]

اولین فعالیتهای مربوط به حوزه الکتروشیمی را سر هامفری دیوی اجرا نمود. او با گذراندن جریان الکتریکی از میان محلولهای آبکی، توانست واکنش های شیمیایی انجام دهد و شش عنصر جدید را از این طریق کشف کرد. بعدها شاگرد وی، به نام مایکل فارادی به فعالیت های کمّی در این حوزه پرداخت و توانست بین مقدار بار الکتریکی و مقدار ماده ارتباط پیدا کند (بخش بعدی را ملاحظه فرمایید).

قانون فارادی[ویرایش]

فارادی بین شدت جریان الکتریکی و زمان واکنش برق کافت و همین طور مقدار ماده ای که توسط برق کافت تجزیه و یا تولید میشود؛ ارتباط خطی مشاهده کرد. به این معنی که اگر زمان واکنش را ثابت نگه میداشت ولی شدت جریان را دو برابر میکرد؛ مقدار ماده ای که در اثر برق کافت تجزیه میشد نیز دو برابر میگشت. از طرفی اگر با شدت جریان ثابت، زمان واکنش برقکافت را دو یا سه برابر میکرد؛ مقدار ماده ای که وارد واکنش میشد نیز، دو یا سه برابر میشد. بدین ترتیب فارادی متوجه شد بین مقدار ماده و مقدار بار الکتریکی یک ارتباط به شکل مستقیم و خطی وجود دارد. همین نتیجه گیری، توجه فیزیک دانان را به ساختار ماده معطوف کرد و مقدمه ای شد بر کشف الکترون ها.


اکسایش و کاهش[ویرایش]

امروزه میدانیم که طی فرآیند برق کافت، مبادله الکترون رخ میدهد. یعنی در سطح الکترود منفی (کاتد) گونه های شیمیایی الکترون به دست می آورند و بر سطح الکترود مثبت (آند) گونه های شیمیایی الکترون از دست میدهند و این جریان الکترون از بیرون محلول و از طریق مدار الکتریکی بین دو الکترود برقرار می گردد. به فرایند صورت گرفته در کاتد میگوییم «کاهش» یا «احیا» و به فرایند رخ داده در آند میگوییم «اکسایش».


منابع[ویرایش]

Principles of General Chemistry; M. S. Silberberg; 2nd Edition; Chapters 2 & 21