इलेक्ट्रोलाइटिक सेल

एक वैद्युतअपघटनी सेल एक विद्युत रासायनिक सेल है जो एक रासायनिक प्रतिक्रिया को बल देने के लिए विद्युत ऊर्जा के बाहरी स्रोत का उपयोग करता है जो अन्यथा नहीं होता। बाहरी ऊर्जा स्रोत सेल के दो इलेक्ट्रोड के बीच लागू वोल्टेज (विद्युत संचालन शक्ति) है; एक ऐनोड (धनात्मक आवेश इलेक्ट्रोड) और एक कैथोड (ऋणात्मक आवेश इलेक्ट्रोड), जो एक विद्युत-अपघट्य विलयन में डूबे हुए हैं। यह एक विद्युत-शक्ति-संबंधी (गैल्वेनिक सेल) के विपरीत है, जो स्वयं विद्युत ऊर्जा का स्रोत है और एक बैटरी का आधार है। एक गैल्वेनिक सेल में होने वाली शुद्ध प्रतिक्रिया एक सहज प्रतिक्रिया है, अर्थात गिब्स मुक्त ऊर्जा -ve रहती है, जबकि एक वैद्युतअपघटनी सेल में होने वाली शुद्ध प्रतिक्रिया इस सहज प्रतिक्रिया के विपरीत होती है, यानी गिब्स मुक्त ऊर्जा +ve होती है।

सिद्धांत
एक विद्युत् अपघटनी सेल में, एक बाहरी वोल्टेज द्वारा सेल के माध्यम से विद्युत प्रवाहित किया जाता है, जिससे एक गैर-सहज रासायनिक प्रतिक्रिया आगे बढ़ती है। एक गैल्वेनिक सेल में, एक स्वतः रासायनिक प्रतिक्रिया की प्रगति से विद्युत धारा प्रवाहित होती है। विद्युत अपघटनी सेल और एक गैल्वेनिक सेल के बीच की स्थिति में एक साम्य वैद्युतरासायनिक सेल उपस्थित है। बाहरी विद्युत परिपथ के माध्यम से विद्युत धारा को पुश करने के लिए एक सहज प्रतिक्रिया की प्रवृत्ति एक प्रति-विद्युत बल द्वारा पूर्णतया संतुलित होती है ताकि कोई विद्युत धारा प्रवाहित न हो। यदि विरोधी विद्युत्वाहक बल बढ़ाया जाता है, तो सेल वैद्युतअपघटनी सेल बन जाती है, और यदि यह कम हो जाती है, तो सेल गैल्वेनिक सेल बन जाती है।

एक वैद्युतअपघटनी सेल में तीन घटक होते हैं: एक विद्युत्अपघटय और दो इलेक्ट्रोड (एक कैथोड और एक एनोड)। विद्युत्अपघटय आमतौर पर जल या अन्य विलायक का एक विलयन होता है जिसमें आयन विलेय हो जाते हैं। पिघला हुआ नमक जैसे सोडियम क्लोराइड भी विद्युत्अपघटय के रूप में कार्य कर सकता है। जब इलेक्ट्रोड पर लगाए गए बाहरी वोल्टेज द्वारा संचालित होने पर, विद्युत्अपघटय में आयन विपरीत आवेश वाले इलेक्ट्रोड की ओर आकर्षित होते हैं, जहां आवेश स्थानान्तरण (जिसे फैराडिसी या रेडॉक्सभी कहा जाता है) प्रतिक्रियाएं हो सकती हैं। केवल सही ध्रुवता वाला एक  वैद्युतअपघटनी सेल और पर्याप्त परिमाण की बाहरी विद्युत क्षमता (यानी, वोल्टेज) विलयन में सामान्य रूप से स्थिर या निष्क्रिय, रासायनिक यौगिक को विघटित कर सकता है। प्रदान की गई विद्युत ऊर्जा एक रासायनिक प्रतिक्रिया का कारण बन सकती है जो अन्यथा अनायास नहीं होगी।

माइकल फैराडे ने एक सेल के कैथोड को इलेक्ट्रोड के रूप में परिभाषित किया, जिसके लिए धनायन (धनात्मक रूप से आवेशित आयन, जैसे चांदी के आयन Ag+) सेल के अंदर प्रवाह, उस इलेक्ट्रोड से इलेक्ट्रॉनों (ऋणात्मक आवेश ) के साथ प्रतिक्रिया करके कम किया जा सकता है। इसी तरह, उन्होंने एनोड को उस इलेक्ट्रोड के रूप में परिभाषित किया जिससे आयन (ऋणात्मकरूप से आवेशित आयन, जैसे क्लोराइड आयन Cl$−$) सेल के अंदर धारा, इलेक्ट्रोड पर इलेक्ट्रॉनों को संग्रह करके ऑक्सीकृत किया जाना। विद्युत परिपथ बनाने वाले गैल्वेनिक सेल (या बैटरी) के इलेक्ट्रोड से जुड़े बाहरी तार के लिए, कैथोड धनात्मक और एनोड ऋणात्मक होता है। गैल्वेनिक सेल की स्थिति में, कैथोड से एनोड तक बाहरी परिपथ के माध्यम से विद्युत प्रवाह प्रवाहित होता है।

अनुप्रयोग
वैद्युतअपघटनी सेल का उपयोग अक्सर रासायनिक यौगिकों को विघटित करने के लिए किया जाता है, विद्युत-अपघट्य नामक एक प्रक्रिया में - विद्युत का अर्थ बिजली और ग्रीक शब्द लिसिस का अर्थ है टूटना।  विद्युत-अपघट्य के महत्वपूर्ण उदाहरण जल का हाइड्रोजन और ऑक्सीजन में अपघटन, और  बाक्साइट  का एल्यूमीनियम और अन्य रसायनों में अपघटन है। विद्युत-लेपन (जैसे, तांबा, चांदी, निकल या क्रोमियम) वैद्युतअपघटनी सेल का उपयोग करके किया जाता है। विद्युत-अपघट्य एक ऐसी तकनीक है जो प्रत्यक्ष विद्युत धारा (डीसी) का उपयोग करती है।

व्यावसायिक रूप से, वैद्युतअपघटनी सेल का उपयोग कई गैर-लौह धातुओं के वैद्युतपरिष्करण और वैद्युतप्रापण में किया जाता है। अधिकांश उच्च शुद्धता वाले एल्यूमीनियम, तांबा, जस्ता और सीसा औद्योगिक रूप से वैद्युतअपघटनी सेल में उत्पादित होते हैं।

जैसा कि पहले ही उल्लेख किया गया है, जल, विशेष रूप से जब आयन जोड़े जाते हैं (खारा या अम्लीय जल), वैद्युत अपघटक (वैद्युतअपघटन से गुजरना ) हो सकता है। वोल्टेज के बाहरी स्रोत द्वारा संचालित होने पर, हाइड्रोजन (H$+$) आयन एक अपचयन अभिक्रिया में हाइड्रोजन गैस उत्पन्न करने के लिए इलेक्ट्रॉनों के साथ संयोजन करने के लिए कैथोड में प्रवाहित होते हैं। इसी प्रकार, हाइड्रॉक्साइड (OH$−$) आयन इलेक्ट्रॉनों को छोड़ने के लिए एनोड में प्रवाहित होते हैं और एक हाइड्रोजन (H$+$) आयन ऑक्सीकरण प्रतिक्रिया में ऑक्सीजन गैस का उत्पादन करने के लिए।

गलित सोडियम क्लोराइड (NaCl) में, एनोड क्लोराइड आयनों (Cl−) को तब ऑक्सीकृत करता है, जब विद्युत धारा नमक से होकर गुजरती है। क्लोरीन गैस के लिए, यह एनोड में इलेक्ट्रॉनों को छोड़ता है। इसी प्रकार, कैथोड सोडियम आयन (Na$+$), जो कैथोड से इलेक्ट्रॉनों को स्वीकार करता है और उन्हें कैथोड पर सोडियम धातु के रूप में जमा करता है।

सोडियम क्लोराइड जिसे जल में घोल दिया गया है, उसे भी वैद्युत अपघटित्र किया जा सकता है। एनोड क्लोराइड (Cl−) आयनों का ऑक्सीकरण करता है और क्लोरीन (Cl2) गैस उत्पन्न करता है। हालांकि, कैथोड पर, सोडियम आयनों को सोडियम धातु में कम करने के बजाय, जल के अणु हाइड्रॉक्साइड आयनों (OH−)में कम किया जाता है और हाइड्रोजन गैस (H2) | वैद्युतअपघटन का समग्र परिणाम क्लोरीन गैस, हाइड्रोजन गैस और जलीय सोडियम हाइड्रॉक्साइड (NaOH) विलयन का उत्पादन है।

यह भी देखें

 * वैद्युतअपघटन
 * वैद्युतरासायनिक सेल
 * गैल्वेनिक सेल