Электрохимик оксидлашу

Киң мәгънәдә, электрохимик оксидлашу электрохимиянең бөтен процессын аңлата, ул оксидлашу-кайтарылу реакцияләре принципларына нигезләнгән электродта турыдан-туры яки туры булмаган электрохимик реакцияләрне үз эченә ала. Бу реакцияләр агым сулардан пычраткыч матдәләрне киметүгә яки бетерүгә юнәлтелгән.

Тар мәгънәдә, электрохимик оксидлашу, аерым алганда, анод процессын аңлата. Бу процесста электролитик элементка органик эремә яки суспензия кертелә, һәм туры ток куллану аша анодта электроннар чыгарыла, бу органик кушылмаларның оксидлашуына китерә. Икенче яктан, түбән валентлы металлар анодта югары валентлы металл ионнарына оксидлашырга мөмкин, алар аннары органик кушылмаларның оксидлашуында катнашалар. Гадәттә, органик кушылмалар эчендәге кайбер функциональ төркемнәр электрохимик активлык күрсәтәләр. Электр кыры йогынтысында бу функциональ төркемнәрнең структурасы үзгәрешләргә дучар була, органик кушылмаларның химик үзлекләрен үзгәртә, аларның токсиклыгын киметә һәм биологик таркалучанлыгын арттыра.

Электрохимик оксидлашуны ике төргә бүлеп була: туры оксидлашу һәм туры булмаган оксидлашу. Туры оксидлашу (туры электролиз) пычраткыч матдәләрне электродта оксидлаштыру юлы белән агынты сулардан турыдан-туры чыгаруны үз эченә ала. Бу процесс анодик һәм катод процессларын үз эченә ала. Анодик процесс пычраткыч матдәләрне анод өслегендә оксидлаштыруны, аларны азрак агулы матдәләргә яки биологик яктан таркала торган матдәләргә әйләндерүне, шуның белән пычраткыч матдәләрне киметүне яки бетерүен үз эченә ала. Катод процессы катод өслегендә пычраткыч матдәләрне киметүне үз эченә ала һәм, нигездә, галогенлаштырылган углеводородларны киметү һәм бетерү, шулай ук ​​авыр металларны торгызу өчен кулланыла.

Катод процессын шулай ук ​​электрохимик редукция дип атарга мөмкин. Ул электроннарны Cr6+ һәм Hg2+ кебек авыр металл ионнарын түбәнрәк оксидлашу дәрәҗәләренә кайтару өчен күчерүне үз эченә ала. Моннан тыш, ул хлорланган органик кушылмаларны редукцияли, аларны азрак токсик яки токсик булмаган матдәләргә әйләндерә, нәтиҗәдә аларның биологик таркалуын арттыра ала:

R-Cl + H+ + e → RH + Cl-

Туры булмаган оксидлашу (туры булмаган электролиз) электрохимик юл белән барлыкка килгән оксидлаштыручы яки кайтаручы агентларны реагентлар яки катализаторлар буларак куллануны үз эченә ала, бу пычраткыч матдәләрне азрак токсик матдәләргә әйләндерә. Туры булмаган электролизны кире кайтарыла торган һәм кире кайтарылмый торган процессларга бүлеп була. Кире кайтарыла торган процесслар (арадаш электрохимик оксидлашу) электрохимик процесс вакытында редокс төрләрен регенерацияләү һәм кабат эшкәртүне үз эченә ала. Кире кайтарылмый торган процесслар, киресенчә, органик кушылмаларны оксидлаштыру өчен Cl2, хлоратлар, гипохлоритлар, H2O2 һәм O3 кебек кире кайтарылмый торган электрохимик реакцияләрдән барлыкка килгән матдәләрне куллана. Кире кайтарылмый торган процесслар шулай ук ​​югары оксидлашучан арадаш матдәләрне, шул исәптән сольватланган электроннарны, ·HO радикалларын, ·HO2 радикалларын (гидропероксил радикаллары) һәм ·O2- радикалларын (супероксид анионнарын) барлыкка китерә ала, алар цианид, феноллар, COD (Химик кислород ихтыяҗы) һәм S2- ионнары кебек пычраткыч матдәләрне таркату һәм бетерү өчен кулланылырга мөмкин, нәтиҗәдә аларны зарарсыз матдәләргә әйләндерә.

Туры анодлы оксидлашу очрагында, реагентларның түбән концентрацияләре масса күчерү чикләүләре аркасында электрохимик өслек реакциясен чикли ала, ә бу чикләү туры булмаган оксидлашу процесслары өчен юк. Туры һәм туры булмаган оксидлашу процесслары вакытында H2 яки O2 газы барлыкка килү белән бәйле ян реакцияләр булырга мөмкин, ләкин бу ян реакцияләрне электрод материалларын сайлау һәм потенциалны контрольдә тоту аша контрольдә тотарга мөмкин.

Электрохимик оксидлашу югары органик концентрацияле, катлаулы составлы, күп төрле утка чыдам матдәләр һәм югары төсле агынты суларны чистарту өчен нәтиҗәле булуы ачыкланган. Электрохимик активлыкка ия ​​анодларны кулланып, бу технология югары оксидлашучан гидроксил радикалларын нәтиҗәле рәвештә барлыкка китерә ала. Бу процесс тотрыклы органик пычраткыч матдәләрнең токсик булмаган, биологик яктан таркала торган матдәләргә таркалуына һәм аларның тулысынча углекислый газ яки карбонатлар кебек кушылмаларга минераллашуына китерә.