استخدام التحليل الكهربائي لتنظيف الأجسام من الأيونات

مقدمة عن التحليل الكهربائي :

هو استخدام الطاقة الكهربائية لإحداث تفاعل تأكسد واختزال غير قابل للحدوث تلقائياً وتحدث في خلايا تسمى خلايا التحليل الكهربائي .
التوصيل الكهربائي لمحاليل المواد الأيونية ومصاهيرها

المركبات الأيونية الصلبة لا توصل التيار الكهربائي لأنها تتكون من أيونات موجبة وأيونات سالبة مقيدة الحركة بسبب قوة التجاذب بينها.
أما عند إذابتها في الماء أو صهرها بالحرارة , تصبح الأيونات حرة الحركة في جميع الاتجاهات .
وعند تمرير التيار الكهربائي من بطارية أو مصدر تيار مستمر (d.c) خلال مصهور أو محلول مادة أيونية,
تتحرك الأيونات باتجاه الأقطاب المخالفة لها في الشحنة,
وعليه فإن حركة الأيونات الموجبة والسالبة في اتجاهين متعاكسين هي المسؤولة عن نقل التيار.
أجزاء خلية التحليل الكهربائي
1 – قطبا الخلية:

المصعد (+) : وهو قطب من الغرافيت أو البلاتين ويتصل بالقطب الموجب من البطارية وتتحرك نحوه الأيونات السالبة في المحلول أو المصهور , ويحدث لها تأكسد عند هذا القطب.
المهبط (ـ) : وهو قطب خامل من الغرافيت أو البلاتين ويتصل بالقطب السالب من البطارية , وتتحرك نحوه الأيونات الموجبة في المحلول أو المصهور , ويحدث لها اختزال عند هذا القطب.

ملاحظة :
عند استخدام أقطاب غرافيت أو بلاتين , لا تشارك الأقطاب في عملية التحليل الكهربائي , ولكن عند استخدام غير البلاتين أو الغرافيت , تشارك الأقطاب في عملية التحليل .
2- محلول أو مصهور مادة أيونية.
3- مصدر تيار مستمر (d.c) أو بطارية:
وتقوم بدفع الإلكترونات في الدارة الخارجية, وتحريك الأيونات المختلفة نحو الأقطاب المخالفة لها في الشحنة مما يسبب في حدوث تفاعلي تأكسد واختزال,

لكي يستمر التوصيل الكهربائي والمحافظة على تعادل المحلول كهربائياً في جميع أجزائه.

استخدامات التحليل الكهربائي
لم يكن التحليل الكهربائي معروفا في القديم و يرجع تاريخه إلى القرن التاسع عشر فقط بعد اكتشاف الكهرباء و التيار الكهربائي. و عرف تطبيقاته الأولى مباشرة بعد اكتشاف العالم الإيطالي فولطا للبطارية سنة 1800م.
أول من استغل البطارية لإنجاز التحليل الكهربائي للماء العالمان وليام نيكلسون (1753 – 1815) و أنتوني كارسيل (1768 – 1840). و بسرعة مذهلة أصبحت بطارية فولطا وسيلة تستعمل لإجراء الكثير من التجارب في مخابر الكيمياء (لنصل بعض الأنواع الكيميائية). و توسعت تطبيقات التحليل الكهربائي خاصة بعد أن أسس العالم الإنجليزي ميخائيل فارداي قوانين التحليل الكهرباذي و هو مبتكر لكثير من المصطلحات العلمية (المصعد ، المهبط ، الشحنة .. إلخ). فمست عالم الصناعة (السيارات، الأجهزة و الأواني المنزلية ، الأدوات الصناعية ..إلخ)، و تطورت تقنياته مع مرور السنين ليصبح عصبا حساسا في اقتصاديات الكثير من الشعوب، حيث يستعمل في تحضير الكثير من الغازات الصناعية (الكلور ، الهيدروجين ، الأكسجين .. إلخ)، و بعض المعادن مثل الألمنيوم و الصوديوم، كما يستعمل في وقاية المعادن من التآكل بفعل العوامل الجوية (رطوبة و حرارة).

كيف يتم التحليل ؟
يحدث التحليل الكهربائي عندما يمر تيار كهربائي في محلول ناقل للكهرباء فيؤدي إلى تفكيك جزيئات المادة المتحللة إلى جزئين، أحدهما يحمل شحنة كهرباذية موجبة (شاردة موجبة)، و تنجذب نحو المسرى السالب (المهبط) بينما الجزء الثاني الذي يحمل شحنة سالبة (شاردة سالبة) ينجذب نحو المسرى الموجب (المصعد)

بعض التطبيقات الصناعية الهامة للتحليل الكهربائي:

الطلي (الغلفنة) Galvanoplastie :
هي تقنية التي تسمح عن طريق التحليل الكهربائي بتغطية جسم معدني أو غير ذلك بطبقة رقيقة من المعدن. تحول هذه التقنية دون تآكل هذه الأجسام، كما تكسبها مظهرا جميلا. في هذه العملية، نجعل الجسم المراد تغطيته مهبطا، بحيث يشكل المعدن النقي المصعد. و يحتوي المتحلل الكهربائي على المركب الشاردي للمعدن المستعمل للطلي.

تنقية المعادن Raffinage :
تسمح هذه التقنية بتنقية المعدن غير النقي من جميع الشوائب العالقة به. و في هذا التحليل الكهربائي، يكون المعدن المراد تنقيته مصعدا، و المتلل الكهربائي محلولا لأحد أملاح المعدن. عند مرور التيار الكهربائي، ينحل المصعد و تسقط الشوائب في المحلول بينما تتجه الشوارد المعدنية نحو المهبط حيث تترسب . وبذلك يتم تنظيف المعادن من الشوائب الأيونية لتنقيتها وإعادة اللمعان والبريق لها.