آلية عمل طريقتي “التبلور والتحليل الكهربائي”

1996 معالجة مياه الفضلات الصناعية

أ.د أحمد فيصل أصفري

KFAS

التبلور التحليل الكهربائي مياه الفضلات الصناعية الكيمياء

– التبلور

في طريقة التبلور يتم تسخين المياه الملوّثة إلى درجة عالية، ثم تترك لتبرد ببطء، فتتكون المادة الملوثة على شكل بللورات، يمكن فصلها بسهولة عن الماء. تُطبَق هذه الطريقة على المواد التي تزداد قابلية ذوبانها بازدياد درجة الحرارة.

 

– التحليل الكهربائي

تعتمد طريقة التحليل الكهربائي على الخاصة التالية: تنفصل أملاح بعض المحاليل عند إمرار تيار كهربائي عبرها إلى أيونات، تترسب على القطب المناسب في الدارة الكهربائية.

فمثلاً في محلول مائي لملح كلور الصوديوم موضوع في وعاء يمرر تياراً كهربائياً ينفصل الملح إلى أيونات Na⁺ و Cl^–، حيث تترسب أيونات الصوديوم على المهبط مما يؤدي إلى تحييدها إلى ذرات Na^° بما يدعى عملية الاختزال، كما تترسب أيونات الكلور Cl^– على المصعد مما يؤدي إلى تحييدها إلى ذرات Cl^° بما يدعى عملية الأكسدة.

 

وبالتالي فإن عملية التحليل الكهربائي لمحلول كلور الصوديوم هي:

تعتمد ظاهرة التحليل الكهربائي على قانون فراداي (آ – 46)، والذي يمكن وضعه بصيغة أخرى (2 – 26)، حيث ينص في حالة مادة إلكتروليتية (مادة ناقلة للتيار الكهربائي) على ما يلي: عند إمرار تيار كهربائي في محلول أو مصهور مادة إلكتروليتية، فإن كميات العناصر المتكونة عند الأقطاب تتناسب طرداً مع كمية الكهرباء المارة.

 

وقد وجد بأن 96500 كولوم ترسب الوزن المكافىء لأية مادة يتم أكسدتها أو اختزالها عند الأقطاب إذا كانت صلبة، أو تطلق (تحرر) حجم الوزن المكافىء لها إذا كانت المادة بحالة غازية:

حيث:

q : كمية الشحنة الكهربائية المارة (كولوم).

I : شدة التيار بالأمبير.

t : الزمن (ثانية).

n : عدد المكافئات من المادة المترسبة أو المتطايرة (المتحررة).

F : كمية ثابتة تدعى فراداي وتساوي تقريباً (96500) كولوم/ مكافىء.

 

لقد أعطت نتائج التحليل الكهربائي لعدد من المواد باستخدام أقطاب خاملة (غير متفاعلة مع المادة) مركبات الترسيب التالية عند الأقطاب كما هو مبين في الجدول (2 – 2).

تطبق هذه الطريقة في استخلاص أو تنقية المعادن وأشباه المعادن التي يصعب جداً فصلها كيميائياً، كما تستعمل في عمليات طلاء المعادن بالطريقة الكهربائية.

 

مثال: ما هي نواتج التحليل الكهربائي لمحلول كلورايد الذهب؟ وما هي مقادير تلك النواتج عند إمرار 10000 كولوم في المحلول؟

الحل:

من قانون فراداي (2 – 26):

q = nF

10000 كولوم = n X 96500 كولوم / مكافئ

وبالتالي فإن عدد المكافئات (n) الناتجة يساوي:

n = 10000 كولوم/ 96500 كولوم/ مكافئ = 0.104 مكافئ

 

أي وزن الذهب المترسب = عدد المكافئات منه × الوزن المكافئ الغرامي له:

= 0.104 مكافئ × 65.66 غ/ مكافئ = 6.83غ

وبالتالي وزن الكلور المتطاير = عدد المكافئات منه × الوزن المكافئ الغرامي له:

0.104 مكافئ × 35.45 غ/ مكافئ = 3.67غ

[KSAGRelatedArticles] [ASPDRelatedArticles]