ध्रुवीकरण (इलेक्ट्रोकैमिस्ट्री)

विद्युत् रसायन में, ध्रुवीकरण (विद्युत-रसायन) कुछ यांत्रिक गौण प्रभाव (विद्युत् रसायन प्रक्रिया ) के लिए एक सामूहिक शब्द है, जिसके द्वारा इलेक्ट्रोड और विद्युत-अपघट्य के बीच अंतराफलक में अलग करने वाले अवरोध विकसित होती हैं। ये दुष्प्रभाव प्रतिक्रिया तंत्र को प्रभावित करते हैं, साथ ही क्षरण और धातु के निक्षेपण के रासायनिक गतिज को भी प्रभावित करते हैं। एक प्रतिक्रिया में हम अभिकर्मकों पर आक्षेप करके बंधन वाले इलेक्ट्रॉनों को विस्थापित कर सकते हैं। बदले में इलेक्ट्रॉनिक विस्थापन कुछ प्रभावों के कारण हो सकता है, जिनमें से कुछ स्थायी (प्रेरणिक और मध्यावयवी प्रभाव) हैं, और अन्य अस्थायी (वैद्युतसमावयवी प्रभाव) हैं। वे प्रभाव जो अणु में स्थायी रूप से काम कर रहे हैं, ध्रुवीकरण प्रभाव के रूप में जाने जाते हैं, और वे प्रभाव जो अभिकर्मक पर आक्षेप करके क्रियाशीलता में लाए जाते हैं (और जैसे ही आक्षेपक अभिकर्मक को हटा दिया जाता है, इलेक्ट्रॉनिक विस्थापन नष्ट हो जाता है) को ध्रुवीकरण प्रभाव के रूप में जाना जाता है।

शब्द 'ध्रुवीकरण' 19वीं शताब्दी के प्रारंभ की खोज से निकला है कि विद्युत द्वारा रासायनिक विश्लेषण एक विद्युत-अपघट्य में तत्वों को एक या दूसरे विद्युत द्विध्रुव की ओर आकर्षित करने का कारण बनता है।— अर्थात गैसे इलेक्ट्रोड के प्रति रासायनिक ध्रुवीयता थे। इस प्रकार, प्रारंभ में 'ध्रुवीकरण' अनिवार्य रूप से विद्युत द्वारा रासायनिक विश्लेषण का ही वर्णन था, विद्युत रासायनिक कोशिकाओं के संदर्भ में विद्युत-अपघट्य पर प्रभाव का वर्णन करने के लिए उपयोग किया जाता था जिसे तब ''ध्रुवीकरण द्रव'' कहा जाता था। समय के साथ, अधिक विद्युत रासायनिक प्रक्रियाओं का आविष्कार किया गया, शब्द 'ध्रुवीकरण' विद्युत-अपघट्य और इलेक्ट्रोड के बीच अंतराफलक पर होने वाले किसी भी (संभावित अवांछनीय) यांत्रिक दुष्प्रभावों को निरूपित करने के लिए विकसित हुआ।

ये यांत्रिक दुष्प्रभाव हैं:

• सक्रियण ध्रुवीकरण: इलेक्ट्रोड और विद्युत-अपघट्य के बीच अंतराफलक में गैसों (या अन्य गैर-अभिकर्मक उत्पादों) का संचय होता है।
• सघनता ध्रुवीकरण: विद्युत-अपघट्य में अभिकर्मकों की असमान कमी सीमा परतों में सांद्रण प्रवणता का कारण बनती है।

दोनों प्रभाव इलेक्ट्रोड को विद्युत-अपघट्य से अलग करते हैं, प्रतिक्रिया को बाधित करते हैं और दोनों के बीच आवेश स्थानांतरण करते हैं। इन अवरोधों के तात्कालिक परिणाम हैं:

• अपचयन क्षमता कम हो जाती है, प्रतिक्रिया की दर मंद हो जाती है और अंततः रुक जाती है।
• विद्युत धारा तीव्रता से वांछित विद्युत रासायनिक कार्य के अतिरिक्त ऊष्मा में परिवर्तित हो जाती है।
• जैसा कि ओम के नियम द्वारा अनुमानित किया गया, या तो वैद्युतवाहक बल घटता है, या इसके विपरीत धारा बढ़ती है।
• विद्युत रासायनिक कोशिकाएं में स्व-निर्वहन दर बढ़ जाती है।

इनमें से प्रत्येक तात्कालिक परिणाम के कई द्वितीयक प्रभाव होते हैं। उदाहरण के लिए, ऊष्मा इलेक्ट्रोड पदार्थ की क्रिस्टलीय संरचना को प्रभावित करती है। यह बदले में प्रतिक्रिया दर को प्रभावित कर सकता है, और/या डेन्ड्राइट (धातु) के निर्माण को तीव्र कर सकता है, और/या प्लेटों को विकृत कर सकता है, और/या तापीय स्खलन अवक्षेपित कर सकता है।

कुछ विद्युत रासायनिक प्रक्रियाओं में यांत्रिक दुष्प्रभाव वांछनीय हो सकते हैं, उदाहरण के लिए, कुछ प्रकार के वैद्युत्-पालिशन और विद्युत-लेपन इस तथ्य का लाभ उठाते हैं कि विकसित गैसें पहले प्लेट की अवदाब में संग्रहित होंगी। इस विशेषता का उपयोग अवदाब में धारा को कम करने के लिए किया जा सकता है, और शीर्ष और कोरों को उच्च धाराओं में प्रदर्शित करता है। अवांछनीय ध्रुवीकरण विद्युत-अपघट्य के प्रबल प्रक्षोभ से या जब प्रक्षोभ अव्यावहारिक है (जैसे एक स्थिर बैटरी में) एक विध्रुवक के साथ शमन किया जा सकता है।

यह भी देखें

• विध्रुवक
• नर्नस्ट समीकरण

संदर्भ

• Buchwald, Jed Z., ed. (2001), "Glossary: Polarization", Materials Research, History of Recent Science and Technology, Dibner Institute for the History of Science and Technology.