الیکٹرو کیمیکل آکسیکرن

ایک وسیع معنوں میں، الیکٹرو کیمیکل آکسیڈیشن سے مراد الیکٹرو کیمسٹری کا پورا عمل ہے، جس میں آکسیڈیشن-ریڈکشن ری ایکشنز کے اصولوں کی بنیاد پر الیکٹروڈ پر ہونے والے براہ راست یا بالواسطہ الیکٹرو کیمیکل رد عمل شامل ہیں۔ ان ردعمل کا مقصد گندے پانی سے آلودگی کو کم کرنا یا ہٹانا ہے۔

مختصر طور پر بیان کیا گیا ہے، الیکٹرو کیمیکل آکسیکرن خاص طور پر انوڈک عمل سے مراد ہے۔ اس عمل میں، ایک نامیاتی محلول یا معطلی کو ایک الیکٹرولائٹک سیل میں متعارف کرایا جاتا ہے، اور براہ راست کرنٹ کے استعمال کے ذریعے، الیکٹران کو انوڈ پر نکالا جاتا ہے، جس سے نامیاتی مرکبات کا آکسیکرن ہوتا ہے۔ متبادل کے طور پر، کم والینس والی دھاتوں کو انوڈ پر ہائی ویلنس میٹل آئنوں میں آکسائڈائز کیا جا سکتا ہے، جو پھر نامیاتی مرکبات کے آکسیکرن میں حصہ لیتے ہیں۔ عام طور پر، نامیاتی مرکبات کے اندر کچھ فعال گروپ الیکٹرو کیمیکل سرگرمی کی نمائش کرتے ہیں۔ برقی میدان کے زیر اثر، ان فعال گروہوں کی ساخت میں تبدیلیاں آتی ہیں، نامیاتی مرکبات کی کیمیائی خصوصیات میں ردوبدل، ان کے زہریلے پن کو کم کرنا، اور ان کی بایوڈیگریڈیبلٹی کو بڑھانا۔

الیکٹرو کیمیکل آکسیکرن کو دو اقسام میں درجہ بندی کیا جاسکتا ہے: براہ راست آکسیکرن اور بالواسطہ آکسیکرن۔ ڈائریکٹ آکسیڈیشن (براہ راست الیکٹرولیسس) میں گندے پانی سے آلودگیوں کو الیکٹروڈ پر آکسائڈائز کرکے براہ راست ہٹانا شامل ہے۔ اس عمل میں انوڈک اور کیتھوڈک دونوں عمل شامل ہیں۔ انوڈک عمل میں انوڈ کی سطح پر آلودگیوں کا آکسیکرن شامل ہوتا ہے، انہیں کم زہریلے مادوں یا مادوں میں تبدیل کرنا جو زیادہ بایوڈیگریڈیبل ہوتے ہیں، اس طرح آلودگی کو کم یا ختم کرتے ہیں۔ کیتھوڈک عمل میں کیتھوڈ کی سطح پر آلودگی کو کم کرنا شامل ہے اور بنیادی طور پر ہیلوجنیٹڈ ہائیڈرو کاربن کی کمی اور ہٹانے اور بھاری دھاتوں کی بازیافت کے لیے استعمال ہوتا ہے۔

کیتھوڈک عمل کو الیکٹرو کیمیکل کمی بھی کہا جا سکتا ہے۔ اس میں بھاری دھاتی آئنوں جیسے Cr6+ اور Hg2+ کو ان کی نچلی آکسیکرن حالتوں میں کم کرنے کے لیے الیکٹران کی منتقلی شامل ہے۔ مزید برآں، یہ کلورین شدہ نامیاتی مرکبات کو کم کر سکتا ہے، انہیں کم زہریلے یا غیر زہریلے مادوں میں تبدیل کر سکتا ہے، بالآخر ان کی بایوڈیگریڈیبلٹی کو بڑھاتا ہے:

R-Cl + H+ + e → RH + Cl-

بالواسطہ آکسیکرن (بالواسطہ الیکٹرولیسس) میں آلودگی کو کم زہریلے مادوں میں تبدیل کرنے کے لیے الیکٹرو کیمیکل طور پر تیار کردہ آکسیڈائزنگ یا کم کرنے والے ایجنٹوں کو ری ایکٹنٹ یا کیٹالسٹ کے طور پر استعمال کرنا شامل ہے۔ بالواسطہ برقی تجزیہ کو مزید الٹ اور ناقابل واپسی عمل میں درجہ بندی کیا جا سکتا ہے۔ الٹ جانے والے عمل (ثالثی الیکٹرو کیمیکل آکسیڈیشن) الیکٹرو کیمیکل عمل کے دوران ریڈوکس پرجاتیوں کی تخلیق نو اور ری سائیکلنگ شامل ہیں۔ دوسری طرف، ناقابل واپسی عمل، نامیاتی مرکبات کو آکسائڈائز کرنے کے لیے ناقابل واپسی الیکٹرو کیمیکل رد عمل سے پیدا ہونے والے مادوں کا استعمال کرتے ہیں، جیسے مضبوط آکسیڈائزنگ ایجنٹ جیسے Cl2، کلوریٹس، ہائپوکلورائٹس، H2O2، اور O3۔ ناقابل واپسی عمل انتہائی آکسیڈیٹیو انٹرمیڈیٹس بھی پیدا کر سکتے ہیں، جن میں حل شدہ الیکٹرانز، ·HO ریڈیکلز، ·HO2 ریڈیکلز (ہائیڈروپروکسل ریڈیکلز)، اور ·O2- ریڈیکلز (سپر آکسائیڈ ایونز) شامل ہیں، جو سائینائیڈ، فینول جیسے آلودگیوں کو کم کرنے اور ختم کرنے کے لیے استعمال کیے جا سکتے ہیں۔ COD (کیمیائی آکسیجن ڈیمانڈ)، اور S2- آئن، بالآخر انہیں بے ضرر مادوں میں تبدیل کرتے ہیں۔

براہ راست انوڈک آکسیڈیشن کی صورت میں، کم ری ایکٹنٹ ارتکاز بڑے پیمانے پر منتقلی کی حدود کی وجہ سے الیکٹرو کیمیکل سطح کے رد عمل کو محدود کر سکتا ہے، جبکہ یہ حد بالواسطہ آکسیکرن کے عمل کے لیے موجود نہیں ہے۔ بالواسطہ اور بالواسطہ آکسیکرن دونوں عملوں کے دوران، H2 یا O2 گیس کی پیداوار پر مشتمل ضمنی رد عمل ہو سکتا ہے، لیکن ان ضمنی رد عمل کو الیکٹروڈ مواد کے انتخاب اور ممکنہ کنٹرول کے ذریعے کنٹرول کیا جا سکتا ہے۔

الیکٹرو کیمیکل آکسیڈیشن اعلی نامیاتی ارتکاز، پیچیدہ مرکبات، ریفریکٹری مادوں کی ایک بڑی تعداد، اور اعلی رنگت کے ساتھ گندے پانی کے علاج کے لیے موثر پایا گیا ہے۔ الیکٹرو کیمیکل سرگرمی کے ساتھ انوڈس کا استعمال کرتے ہوئے، یہ ٹیکنالوجی مؤثر طریقے سے انتہائی آکسیڈیٹیو ہائیڈروکسیل ریڈیکلز پیدا کر سکتی ہے۔ یہ عمل مسلسل نامیاتی آلودگیوں کو غیر زہریلے، بایوڈیگریڈیبل مادوں میں گلنے اور کاربن ڈائی آکسائیڈ یا کاربونیٹ جیسے مرکبات میں ان کی مکمل معدنیات کی طرف لے جاتا ہے۔