ವಿದ್ಯುದ್ರಾಸಾಯನಿಕ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣ

ವಿಶಾಲ ಅರ್ಥದಲ್ಲಿ, ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಕೆಮಿಕಲ್ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣವು ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಕೆಮಿಸ್ಟ್ರಿಯ ಸಂಪೂರ್ಣ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಸೂಚಿಸುತ್ತದೆ, ಇದು ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣ-ಕಡಿತ ಕ್ರಿಯೆಗಳ ತತ್ವಗಳ ಆಧಾರದ ಮೇಲೆ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡ್‌ನಲ್ಲಿ ಸಂಭವಿಸುವ ನೇರ ಅಥವಾ ಪರೋಕ್ಷ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಕೆಮಿಕಲ್ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುತ್ತದೆ. ಈ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಗಳು ತ್ಯಾಜ್ಯ ನೀರಿನಿಂದ ಮಾಲಿನ್ಯಕಾರಕಗಳನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುವ ಅಥವಾ ತೆಗೆದುಹಾಕುವ ಗುರಿಯನ್ನು ಹೊಂದಿವೆ.

ಸಂಕುಚಿತವಾಗಿ ವ್ಯಾಖ್ಯಾನಿಸಲಾದ, ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಕೆಮಿಕಲ್ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣವು ನಿರ್ದಿಷ್ಟವಾಗಿ ಆನೋಡಿಕ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಸೂಚಿಸುತ್ತದೆ. ಈ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ, ಸಾವಯವ ದ್ರಾವಣ ಅಥವಾ ಅಮಾನತು ವಿದ್ಯುದ್ವಿಚ್ಛೇದನ ಕೋಶಕ್ಕೆ ಪರಿಚಯಿಸಲ್ಪಡುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ನೇರ ಪ್ರವಾಹದ ಅನ್ವಯದ ಮೂಲಕ, ಆನೋಡ್‌ನಲ್ಲಿ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳನ್ನು ಹೊರತೆಗೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ, ಇದು ಸಾವಯವ ಸಂಯುಕ್ತಗಳ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣಕ್ಕೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ. ಪರ್ಯಾಯವಾಗಿ, ಕಡಿಮೆ-ವೇಲೆನ್ಸಿ ಲೋಹಗಳನ್ನು ಆನೋಡ್‌ನಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚಿನ-ವೇಲೆನ್ಸಿ ಲೋಹದ ಅಯಾನುಗಳಿಗೆ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಿಸಬಹುದು, ಇದು ನಂತರ ಸಾವಯವ ಸಂಯುಕ್ತಗಳ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣದಲ್ಲಿ ಭಾಗವಹಿಸುತ್ತದೆ. ವಿಶಿಷ್ಟವಾಗಿ, ಸಾವಯವ ಸಂಯುಕ್ತಗಳೊಳಗಿನ ಕೆಲವು ಕ್ರಿಯಾತ್ಮಕ ಗುಂಪುಗಳು ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಕೆಮಿಕಲ್ ಚಟುವಟಿಕೆಯನ್ನು ಪ್ರದರ್ಶಿಸುತ್ತವೆ. ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರದ ಪ್ರಭಾವದ ಅಡಿಯಲ್ಲಿ, ಈ ಕ್ರಿಯಾತ್ಮಕ ಗುಂಪುಗಳ ರಚನೆಯು ಬದಲಾವಣೆಗಳಿಗೆ ಒಳಗಾಗುತ್ತದೆ, ಸಾವಯವ ಸಂಯುಕ್ತಗಳ ರಾಸಾಯನಿಕ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಬದಲಾಯಿಸುತ್ತದೆ, ಅವುಗಳ ವಿಷತ್ವವನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಅವುಗಳ ಜೈವಿಕ ವಿಘಟನೀಯತೆಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುತ್ತದೆ.

ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಕೆಮಿಕಲ್ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣವನ್ನು ಎರಡು ವಿಧಗಳಾಗಿ ವರ್ಗೀಕರಿಸಬಹುದು: ನೇರ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣ ಮತ್ತು ಪರೋಕ್ಷ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣ. ನೇರ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣ (ನೇರ ವಿದ್ಯುದ್ವಿಭಜನೆ) ಎಂದರೆ ತ್ಯಾಜ್ಯ ನೀರಿನಿಂದ ಮಾಲಿನ್ಯಕಾರಕಗಳನ್ನು ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡ್‌ನಲ್ಲಿ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಿಸುವ ಮೂಲಕ ನೇರವಾಗಿ ತೆಗೆದುಹಾಕುವುದು. ಈ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯು ಆನೋಡಿಕ್ ಮತ್ತು ಕ್ಯಾಥೋಡಿಕ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿದೆ. ಆನೋಡಿಕ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯು ಆನೋಡ್ ಮೇಲ್ಮೈಯಲ್ಲಿ ಮಾಲಿನ್ಯಕಾರಕಗಳ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣವನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುತ್ತದೆ, ಅವುಗಳನ್ನು ಕಡಿಮೆ ವಿಷಕಾರಿ ವಸ್ತುಗಳು ಅಥವಾ ಹೆಚ್ಚು ಜೈವಿಕ ವಿಘಟನೀಯ ಪದಾರ್ಥಗಳಾಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸುತ್ತದೆ, ಇದರಿಂದಾಗಿ ಮಾಲಿನ್ಯಕಾರಕಗಳನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ ಅಥವಾ ತೆಗೆದುಹಾಕುತ್ತದೆ. ಕ್ಯಾಥೋಡಿಕ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯು ಕ್ಯಾಥೋಡ್ ಮೇಲ್ಮೈಯಲ್ಲಿ ಮಾಲಿನ್ಯಕಾರಕಗಳ ಕಡಿತವನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಇದನ್ನು ಪ್ರಾಥಮಿಕವಾಗಿ ಹ್ಯಾಲೊಜೆನೇಟೆಡ್ ಹೈಡ್ರೋಕಾರ್ಬನ್‌ಗಳ ಕಡಿತ ಮತ್ತು ತೆಗೆಯುವಿಕೆ ಮತ್ತು ಭಾರ ಲೋಹಗಳ ಚೇತರಿಕೆಗೆ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ.

ಕ್ಯಾಥೋಡಿಕ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಕೆಮಿಕಲ್ ರಿಡಕ್ಷನ್ ಎಂದೂ ಕರೆಯಬಹುದು. ಇದು Cr6+ ಮತ್ತು Hg2+ ನಂತಹ ಭಾರ ಲೋಹದ ಅಯಾನುಗಳನ್ನು ಅವುಗಳ ಕಡಿಮೆ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣ ಸ್ಥಿತಿಗಳಿಗೆ ಇಳಿಸಲು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳ ವರ್ಗಾವಣೆಯನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುತ್ತದೆ. ಹೆಚ್ಚುವರಿಯಾಗಿ, ಇದು ಕ್ಲೋರಿನೇಟೆಡ್ ಸಾವಯವ ಸಂಯುಕ್ತಗಳನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ, ಅವುಗಳನ್ನು ಕಡಿಮೆ ವಿಷಕಾರಿ ಅಥವಾ ವಿಷಕಾರಿಯಲ್ಲದ ಪದಾರ್ಥಗಳಾಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸುತ್ತದೆ, ಅಂತಿಮವಾಗಿ ಅವುಗಳ ಜೈವಿಕ ವಿಘಟನೀಯತೆಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುತ್ತದೆ:

ಆರ್-ಕ್ಲೋರಿನ್ + ಎಚ್+ + ಇ → ಆರ್ಹೆಚ್ + ಕ್ಲೋರಿನ್-

ಪರೋಕ್ಷ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣ (ಪರೋಕ್ಷ ವಿದ್ಯುದ್ವಿಭಜನೆ) ಮಾಲಿನ್ಯಕಾರಕಗಳನ್ನು ಕಡಿಮೆ ವಿಷಕಾರಿ ಪದಾರ್ಥಗಳಾಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸಲು ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಕೆಮಿಕಲ್ ಆಗಿ ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗುವ ಆಕ್ಸಿಡೈಸಿಂಗ್ ಅಥವಾ ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುವ ಏಜೆಂಟ್‌ಗಳನ್ನು ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯಾಕಾರಿಗಳು ಅಥವಾ ವೇಗವರ್ಧಕಗಳಾಗಿ ಬಳಸುವುದನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುತ್ತದೆ. ಪರೋಕ್ಷ ವಿದ್ಯುದ್ವಿಭಜನೆಯನ್ನು ಹಿಮ್ಮುಖ ಮತ್ತು ಬದಲಾಯಿಸಲಾಗದ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳಾಗಿ ಮತ್ತಷ್ಟು ವರ್ಗೀಕರಿಸಬಹುದು. ಹಿಮ್ಮುಖ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳು (ಮಧ್ಯಸ್ಥಿಕೆಯ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಕೆಮಿಕಲ್ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣ) ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಕೆಮಿಕಲ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ರೆಡಾಕ್ಸ್ ಪ್ರಭೇದಗಳ ಪುನರುತ್ಪಾದನೆ ಮತ್ತು ಮರುಬಳಕೆಯನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುತ್ತದೆ. ಮತ್ತೊಂದೆಡೆ, ಬದಲಾಯಿಸಲಾಗದ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳು ಸಾವಯವ ಸಂಯುಕ್ತಗಳನ್ನು ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಿಸಲು Cl2, ಕ್ಲೋರೇಟ್‌ಗಳು, ಹೈಪೋಕ್ಲೋರೈಟ್‌ಗಳು, H2O2 ಮತ್ತು O3 ನಂತಹ ಬಲವಾದ ಆಕ್ಸಿಡೈಸಿಂಗ್ ಏಜೆಂಟ್‌ಗಳಂತಹ ಬದಲಾಯಿಸಲಾಗದ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಕೆಮಿಕಲ್ ಕ್ರಿಯೆಗಳಿಂದ ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗುವ ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಳ್ಳುತ್ತವೆ. ಬದಲಾಯಿಸಲಾಗದ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳು ಕರಗಿದ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳು, ·HO ರಾಡಿಕಲ್‌ಗಳು, ·HO2 ರಾಡಿಕಲ್‌ಗಳು (ಹೈಡ್ರೋಪೆರಾಕ್ಸಿಲ್ ರಾಡಿಕಲ್‌ಗಳು) ಮತ್ತು ·O2- ರಾಡಿಕಲ್‌ಗಳು (ಸೂಪರ್‌ಆಕ್ಸೈಡ್ ಅಯಾನುಗಳು) ಸೇರಿದಂತೆ ಹೆಚ್ಚು ಆಕ್ಸಿಡೇಟಿವ್ ಮಧ್ಯವರ್ತಿಗಳನ್ನು ಸಹ ಉತ್ಪಾದಿಸಬಹುದು, ಇವುಗಳನ್ನು ಸೈನೈಡ್, ಫೀನಾಲ್‌ಗಳು, COD (ರಾಸಾಯನಿಕ ಆಮ್ಲಜನಕ ಬೇಡಿಕೆ) ಮತ್ತು S2- ಅಯಾನುಗಳಂತಹ ಮಾಲಿನ್ಯಕಾರಕಗಳನ್ನು ವಿಘಟಿಸಲು ಮತ್ತು ತೆಗೆದುಹಾಕಲು ಬಳಸಬಹುದು, ಅಂತಿಮವಾಗಿ ಅವುಗಳನ್ನು ನಿರುಪದ್ರವ ಪದಾರ್ಥಗಳಾಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸುತ್ತದೆ.

ನೇರ ಆನೋಡಿಕ್ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣದ ಸಂದರ್ಭದಲ್ಲಿ, ಕಡಿಮೆ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯಾಕಾರಿ ಸಾಂದ್ರತೆಗಳು ದ್ರವ್ಯರಾಶಿ ವರ್ಗಾವಣೆ ಮಿತಿಗಳಿಂದಾಗಿ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಕೆಮಿಕಲ್ ಮೇಲ್ಮೈ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಮಿತಿಗೊಳಿಸಬಹುದು, ಆದರೆ ಪರೋಕ್ಷ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳಿಗೆ ಈ ಮಿತಿ ಅಸ್ತಿತ್ವದಲ್ಲಿಲ್ಲ. ನೇರ ಮತ್ತು ಪರೋಕ್ಷ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳೆರಡರಲ್ಲೂ, H2 ಅಥವಾ O2 ಅನಿಲದ ಉತ್ಪಾದನೆಯನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುವ ಅಡ್ಡ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಗಳು ಸಂಭವಿಸಬಹುದು, ಆದರೆ ಈ ಅಡ್ಡ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಗಳನ್ನು ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡ್ ವಸ್ತುಗಳ ಆಯ್ಕೆ ಮತ್ತು ಸಂಭಾವ್ಯ ನಿಯಂತ್ರಣದ ಮೂಲಕ ನಿಯಂತ್ರಿಸಬಹುದು.

ಹೆಚ್ಚಿನ ಸಾವಯವ ಸಾಂದ್ರತೆಗಳು, ಸಂಕೀರ್ಣ ಸಂಯೋಜನೆಗಳು, ಬಹುಸಂಖ್ಯೆಯ ವಕ್ರೀಕಾರಕ ವಸ್ತುಗಳು ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ ಬಣ್ಣಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ತ್ಯಾಜ್ಯ ನೀರನ್ನು ಸಂಸ್ಕರಿಸಲು ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಕೆಮಿಕಲ್ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣವು ಪರಿಣಾಮಕಾರಿ ಎಂದು ಕಂಡುಬಂದಿದೆ. ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಕೆಮಿಕಲ್ ಚಟುವಟಿಕೆಯೊಂದಿಗೆ ಆನೋಡ್‌ಗಳನ್ನು ಬಳಸುವ ಮೂಲಕ, ಈ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವು ಹೆಚ್ಚು ಆಕ್ಸಿಡೇಟಿವ್ ಹೈಡ್ರಾಕ್ಸಿಲ್ ರಾಡಿಕಲ್‌ಗಳನ್ನು ಪರಿಣಾಮಕಾರಿಯಾಗಿ ಉತ್ಪಾದಿಸಬಹುದು. ಈ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯು ನಿರಂತರ ಸಾವಯವ ಮಾಲಿನ್ಯಕಾರಕಗಳನ್ನು ವಿಷಕಾರಿಯಲ್ಲದ, ಜೈವಿಕ ವಿಘಟನೀಯ ಪದಾರ್ಥಗಳಾಗಿ ವಿಭಜಿಸಲು ಮತ್ತು ಅವುಗಳ ಸಂಪೂರ್ಣ ಖನಿಜೀಕರಣವನ್ನು ಕಾರ್ಬನ್ ಡೈಆಕ್ಸೈಡ್ ಅಥವಾ ಕಾರ್ಬೋನೇಟ್‌ಗಳಂತಹ ಸಂಯುಕ್ತಗಳಾಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸಲು ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ.