மின்வேதியியல் ஆக்சிஜனேற்றம்

பரந்த பொருளில், மின்வேதியியல் ஆக்சிஜனேற்றம் என்பது மின்வேதியியல் செயல்முறையின் முழு செயல்முறையையும் குறிக்கிறது, இது ஆக்சிஜனேற்றம்-குறைப்பு எதிர்வினைகளின் கொள்கைகளின் அடிப்படையில் மின்முனையில் நிகழும் நேரடி அல்லது மறைமுக மின்வேதியியல் எதிர்வினைகளை உள்ளடக்கியது. இந்த எதிர்வினைகள் கழிவுநீரில் இருந்து மாசுபடுத்திகளைக் குறைப்பதை அல்லது அகற்றுவதை நோக்கமாகக் கொண்டுள்ளன.

சுருக்கமாக வரையறுக்கப்பட்டால், மின்வேதியியல் ஆக்சிஜனேற்றம் குறிப்பாக அனோடிக் செயல்முறையைக் குறிக்கிறது. இந்த செயல்பாட்டில், ஒரு கரிம கரைசல் அல்லது இடைநீக்கம் ஒரு மின்னாற்பகுப்பு கலத்தில் அறிமுகப்படுத்தப்படுகிறது, மேலும் நேரடி மின்னோட்டத்தைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம், எலக்ட்ரான்கள் அனோடில் பிரித்தெடுக்கப்படுகின்றன, இது கரிம சேர்மங்களின் ஆக்சிஜனேற்றத்திற்கு வழிவகுக்கிறது. மாற்றாக, குறைந்த வேலன்ஸ் உலோகங்களை அனோடில் உயர் வேலன்ஸ் உலோக அயனிகளாக ஆக்ஸிஜனேற்றலாம், பின்னர் அவை கரிம சேர்மங்களின் ஆக்சிஜனேற்றத்தில் பங்கேற்கின்றன. பொதுவாக, கரிம சேர்மங்களுக்குள் உள்ள சில செயல்பாட்டுக் குழுக்கள் மின்வேதியியல் செயல்பாட்டை வெளிப்படுத்துகின்றன. ஒரு மின்சார புலத்தின் செல்வாக்கின் கீழ், இந்த செயல்பாட்டுக் குழுக்களின் அமைப்பு மாற்றங்களுக்கு உட்படுகிறது, கரிம சேர்மங்களின் வேதியியல் பண்புகளை மாற்றுகிறது, அவற்றின் நச்சுத்தன்மையைக் குறைக்கிறது மற்றும் அவற்றின் மக்கும் தன்மையை அதிகரிக்கிறது.

மின்வேதியியல் ஆக்சிஜனேற்றத்தை இரண்டு வகைகளாக வகைப்படுத்தலாம்: நேரடி ஆக்சிஜனேற்றம் மற்றும் மறைமுக ஆக்சிஜனேற்றம். நேரடி ஆக்சிஜனேற்றம் (நேரடி மின்னாற்பகுப்பு) என்பது கழிவுநீரில் இருந்து மாசுபடுத்திகளை மின்முனையில் ஆக்ஸிஜனேற்றுவதன் மூலம் நேரடியாக அகற்றுவதை உள்ளடக்கியது. இந்த செயல்முறை அனோடிக் மற்றும் கத்தோடிக் செயல்முறைகளை உள்ளடக்கியது. அனோடிக் செயல்முறை அனோட் மேற்பரப்பில் மாசுபடுத்திகளின் ஆக்சிஜனேற்றத்தை உள்ளடக்கியது, அவற்றை குறைந்த நச்சுப் பொருட்கள் அல்லது அதிக மக்கும் தன்மை கொண்ட பொருட்களாக மாற்றுகிறது, இதன் மூலம் மாசுபடுத்திகளைக் குறைக்கிறது அல்லது நீக்குகிறது. கத்தோடிக் செயல்முறை கேத்தோடு மேற்பரப்பில் மாசுபடுத்திகளைக் குறைப்பதை உள்ளடக்கியது மற்றும் இது முதன்மையாக ஆலஜனேற்றப்பட்ட ஹைட்ரோகார்பன்களைக் குறைப்பதற்கும் அகற்றுவதற்கும் கன உலோகங்களை மீட்டெடுப்பதற்கும் பயன்படுத்தப்படுகிறது.

கத்தோடிக் செயல்முறையை மின்வேதியியல் குறைப்பு என்றும் குறிப்பிடலாம். இது Cr6+ மற்றும் Hg2+ போன்ற கன உலோக அயனிகளை அவற்றின் குறைந்த ஆக்சிஜனேற்ற நிலைகளுக்குக் குறைக்க எலக்ட்ரான்களை மாற்றுவதை உள்ளடக்கியது. கூடுதலாக, இது குளோரினேட்டட் கரிம சேர்மங்களைக் குறைத்து, அவற்றை குறைந்த நச்சு அல்லது நச்சுத்தன்மையற்ற பொருட்களாக மாற்றுகிறது, இறுதியில் அவற்றின் மக்கும் தன்மையை மேம்படுத்துகிறது:

R-Cl + H+ + e → RH + Cl-

மறைமுக ஆக்சிஜனேற்றம் (மறைமுக மின்னாற்பகுப்பு) என்பது மாசுபடுத்திகளை குறைந்த நச்சுப் பொருட்களாக மாற்ற மின்வேதியியல் ரீதியாக உருவாக்கப்பட்ட ஆக்ஸிஜனேற்ற அல்லது குறைக்கும் முகவர்களை எதிர்வினைகள் அல்லது வினையூக்கிகளாகப் பயன்படுத்துவதை உள்ளடக்கியது. மறைமுக மின்னாற்பகுப்பை மீளக்கூடிய மற்றும் மீளமுடியாத செயல்முறைகளாக மேலும் வகைப்படுத்தலாம். மீளக்கூடிய செயல்முறைகள் (மத்தியஸ்த மின்வேதியியல் ஆக்சிஜனேற்றம்) மின்வேதியியல் செயல்பாட்டின் போது ரெடாக்ஸ் இனங்களின் மீளுருவாக்கம் மற்றும் மறுசுழற்சியை உள்ளடக்கியது. மறுபுறம், மீளமுடியாத செயல்முறைகள், Cl2, குளோரேட்டுகள், ஹைபோகுளோரைட்டுகள், H2O2 மற்றும் O3 போன்ற வலுவான ஆக்ஸிஜனேற்ற முகவர்கள் போன்ற மீளமுடியாத மின்வேதியியல் எதிர்வினைகளிலிருந்து உருவாகும் பொருட்களைப் பயன்படுத்தி கரிம சேர்மங்களை ஆக்ஸிஜனேற்றுகின்றன. மீளமுடியாத செயல்முறைகள் கரைந்த எலக்ட்ரான்கள், ·HO ரேடிக்கல்கள், ·HO2 ரேடிக்கல்கள் (ஹைட்ரோபெராக்சைல் ரேடிக்கல்கள்) மற்றும் ·O2- ரேடிக்கல்கள் (சூப்பர் ஆக்சைடு அயனிகள்) உள்ளிட்ட அதிக ஆக்ஸிஜனேற்ற இடைநிலைகளையும் உருவாக்கலாம், அவை சயனைடு, பீனால்கள், COD (வேதியியல் ஆக்ஸிஜன் தேவை) மற்றும் S2- அயனிகள் போன்ற மாசுபடுத்திகளை சிதைத்து அகற்றப் பயன்படும், இறுதியில் அவற்றை பாதிப்பில்லாத பொருட்களாக மாற்றுகின்றன.

நேரடி அனோடிக் ஆக்சிஜனேற்றத்தின் விஷயத்தில், குறைந்த வினைபடுபொருள் செறிவுகள் நிறை பரிமாற்ற வரம்புகள் காரணமாக மின்வேதியியல் மேற்பரப்பு வினையை மட்டுப்படுத்தலாம், அதே நேரத்தில் மறைமுக ஆக்சிஜனேற்ற செயல்முறைகளுக்கு இந்த வரம்பு இல்லை. நேரடி மற்றும் மறைமுக ஆக்சிஜனேற்ற செயல்முறைகளின் போது, ​​H2 அல்லது O2 வாயுவை உருவாக்குவது சம்பந்தப்பட்ட பக்க வினைகள் ஏற்படலாம், ஆனால் இந்த பக்க வினைகளை மின்முனைப் பொருட்களின் தேர்வு மற்றும் சாத்தியமான கட்டுப்பாடு மூலம் கட்டுப்படுத்தலாம்.

அதிக கரிம செறிவுகள், சிக்கலான கலவைகள், ஏராளமான பயனற்ற பொருட்கள் மற்றும் அதிக நிறமி ஆகியவற்றைக் கொண்ட கழிவுநீரை சுத்திகரிப்பதற்கு மின்வேதியியல் ஆக்சிஜனேற்றம் பயனுள்ளதாக இருப்பதாகக் கண்டறியப்பட்டுள்ளது. மின்வேதியியல் செயல்பாடு கொண்ட அனோட்களைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம், இந்த தொழில்நுட்பம் அதிக ஆக்ஸிஜனேற்ற ஹைட்ராக்சைல் ரேடிக்கல்களை திறம்பட உருவாக்க முடியும். இந்த செயல்முறை நிலையான கரிம மாசுபடுத்திகளை நச்சுத்தன்மையற்ற, மக்கும் பொருட்களாக சிதைப்பதற்கும், கார்பன் டை ஆக்சைடு அல்லது கார்பனேட்டுகள் போன்ற சேர்மங்களாக அவற்றின் முழுமையான கனிமமயமாக்கலுக்கும் வழிவகுக்கிறது.