محتويات
الكهربية
الكهرباء هي شكل من أشكال الطاقة، وتعدّ الكهرباء جزءًا أساسيًا من الطبيعة، وهي أحد أكثر الأشكال استخدامًا للطاقة، وهي عبارة عن تدفق يحدث للإلكترونات ويتم الحصول على الكثير من المواد من عمليات التحليل الكهربائي؛ كالتحليل الكهربائي لمحلول كلوريد الصوديوم، كما يتم الحصول على الكهرباء من تحويل مصادر أخرى للطاقة، مثل الفحم والغاز الطبيعي والنفط والطاقة النووية وغيرها من المصادر الطبيعية، وتجدر الإشارة إلى أنه قبل أن يبدأ توليد الكهرباء قبل ما يزيد قليلًا عن 100 عام كانت المنازل مضاءة بمصابيح الكيروسين، وفي منتصف القرن التاسع عشر تغيرت حياة الجميع مع اختراع المصباح الكهربائي.[١]
التحليل الكهربائي
تستهلك الخلية الإلكتروليتية الطاقة الكهربائية من مصدر خارجي، وتستخدمها للتسبب في حدوث تفاعل الأكسدة والاختزال، حيث تتدفق الإلكترونات من مادة كيميائية إلى أخرى، مدفوعة بتفاعلات الأكسدة والاختزال، حيث يحدث تفاعل الأكسدة عند نقل الإلكترونات من مادة تتأكسد إلى مادة يتم اختزالها، بينما الاختزال يحدث في المادة التي تفقد الإلكترونات، ويتم تحديد الطاقة الكامنة المرتبطة بها بواسطة الفرق المحتمل بين إلكترونات التكافؤ في ذرات العناصر المختلفة، ويحدث نصف تفاعل الأكسدة في قطب واحد، وهو القطب الموجب، ويحدث نصف تفاعل الاختزال في الآخر أي الكاثود، وعندما تكون الدائرة مغلقة، تتدفق الإلكترونات من القطب الموجب إلى الكاثود، وترتبط الأقطاب الكهربائية أيضًا بالكهرباء، وهي مادة أو محلول أيوني يسمح للأيونات بالانتقال بين مقصورات الإلكترود، وبالتالي الحفاظ على الحياد الكهربائي للنظام.[٢]
التحليل الكهربائي لمحلول كلوريد الصوديوم
أثناء التحليل الكهربائي لمحلول كلوريد الصوديوم المخفف، يتفكك كلوريد الصوديوم، وتنتج أيونات الكلور السالبة، وأيونات الصوديوم الموجبة، ويمكن توضيح نواتج التحليل الكهربائي لمحلول كلوريد الصوديوم رياضيًا كالآتي:[٣]
- عند الكاثود: 2H2O + 2e > H2 + 2OH
- عند الأنود: -2Cl-> Cl2 + 2e
حيث يتم توصيل الكاثود إلى الجانب السلبي، ويتم جذب الأيونات الموجبة إليه، والأيونات الموجبة في المحلول هي أيونات الهيدروجين وأيونات الصوديوم، وبينما يتم توصيل القطب الموجب إلى الطرف الموجب سيتم جذب الأيونات السالبة إليه، كأيونات الكلور وأيونات الهيدروكسيد، ولذلك يمكن القول أنه عندما يخضع محلول كلوريد الصوديوم المركز للتحليل الكهربائي، يتم إنتاج هيدروكسيد الصوديوم والهيدروجين عند الكاثود، بينما يتم إنتاج الكلور عند الأنود، ويحدث التحليل الكهربائي لمحلول كلوريد الصوديوم المركز صناعيًا في خلية نيلسون أو الحجاب الحاجز، فغشاء الاسبستوس أو الغشاء الانتقائي يجعل نواتج التفاعل منفصلة عن بعضها البعض أثناء التحليل الكهربائي لمحلول كلوريد الصوديوم. [٤]
أهمية كلوريد الصوديوم
من الاستخدامات الشائعة لكلوريد الصوديوم هو استخراج غاز الكلور من عمليات التحليل الكهربائي، كما يحدث في التحليل الكهربائي لمحلول كلوريد الصوديوم، بينما في خلية كيلنر سولفاي يمكن إنتاج مواد مفيدة مثل غاز الكلور وغاز الهيدروجين وهيدروكسيد الصوديوم في عملية واحدة، وفي صناعة الصابون، يستخدم كلوريد الصوديوم لإزالة أو ترسيب الصابون بعد التصبن، وفي الوقت نفسه يستخدم في استخراج المعادن الأخرى، ويعمل كلوريد الصوديوم في تقليل نقطة انصهار المعادن، كما يستخدم كمادة حافظة أثناء إعداد الطعام الجاف، وكذلك في صنع التوابل، وفي صناعة الأغذية، وهو على أي حال ملح مفيد في العديد من المجالات الصناعية.[٥]
المراجع
- ↑ " FAQ: What is Electricity? ", www.thoughtco.com, Retrieved 13-07-2019. Edited.
- ↑ " 19.3: Voltaic (or Galvanic) Cells: Generating Electricity from Spontaneous Chemical Reactions ", chem.libretexts.org, Retrieved 13-07-2019. Edited.
- ↑ "Why is electrolysis of dilute NaCl different from concentrated NaCl?", www.quora.com, Retrieved 29-07-2019. Edited.
- ↑ "If we do electrolysis in the NaCl solution, what products we will get?", www.quora.com, Retrieved 29-07-2019. Edited.
- ↑ "What are the uses of sodium chloride in industrial processes?", www.quora.com, Retrieved 14-07-2019. Edited.
