الیکٹرولیسس کیلکولیٹر: فارڈے کے قانون کا استعمال کرتے ہوئے ماس ڈپوزیشن کا حساب لگائیں

الیکٹرولیسس کے حسابات کا تعارف

الیکٹرولیسس ایک بنیادی الیکرو کیمیائی عمل ہے جو غیر خود بخود کیمیائی رد عمل کو چلانے کے لیے برقی کرنٹ کا استعمال کرتا ہے۔ یہ الیکٹرولیسس کیلکولیٹر فارڈے کے قانون کا اطلاق کرتے ہوئے الیکٹرولیسس کے دوران کسی الیکٹروڈ پر پیدا یا استعمال ہونے والے مادے کی درست مقدار کا تعین کرتا ہے۔ چاہے آپ الیکرو کیمسٹری سیکھنے والے طالب علم ہوں، تجربات کرنے والے محقق ہوں، یا الیکٹروپلیٹنگ کے عمل کو بہتر بنانے والے صنعتی انجینئر ہوں، یہ کیلکولیٹر الیکٹرولیسس کے دوران جمع یا تحلیل ہونے والے مواد کی مقدار کی پیش گوئی کرنے کا ایک سیدھا طریقہ فراہم کرتا ہے۔

فارڈے کے قانون برقی چارج کی مقدار اور کسی الیکٹروڈ پر تبدیل ہونے والے مادے کی مقدار کے درمیان مقداری تعلق قائم کرتا ہے۔ یہ اصول کئی صنعتی ایپلی کیشنز کی بنیاد ہے، بشمول الیکٹروپلیٹنگ، الیکٹرو ریفائننگ، الیکٹرو وننگ، اور اعلیٰ معیار کی کیمیکلز کی پیداوار۔

ہمارا کیلکولیٹر آپ کو کرنٹ (ایمپئرز میں)، وقت کی مدت (سیکنڈ میں) داخل کرنے کی اجازت دیتا ہے، اور عام الیکٹروڈ مواد میں سے انتخاب کرنے کی اجازت دیتا ہے تاکہ آپ فوری طور پر الیکٹرولیسس کے عمل کے دوران پیدا یا استعمال ہونے والے مادے کی مقدار کا حساب لگا سکیں۔ بدیہی انٹرفیس پیچیدہ الیکرو کیمیائی حسابات کو تمام مہارت کی سطح کے صارفین کے لیے قابل رسائی بناتا ہے۔

فارڈے کے قانون برائے الیکٹرولیسس: فارمولا کی وضاحت

فارڈے کا قانون یہ بیان کرتا ہے کہ الیکٹرولیسس کے دوران کسی الیکٹروڈ پر پیدا ہونے والے مادے کی مقدار براہ راست اس الیکٹروڈ پر منتقل ہونے والے بجلی کے چارج کی مقدار کے متناسب ہے۔ ریاضیاتی فارمولا یہ ہے:

$m = \frac{Q \times M}{z \times F}$

جہاں:

• $m$ = پیدا ہونے والے مادے کی مقدار (گرام میں)
• $Q$ = مادے کے ذریعے گزرنے والے کل برقی چارج کی مقدار (کولمبز میں)
• $M$ = مادے کی مالیکیولی وزن (گرام/مول میں)
• $z$ = ویلنسی نمبر (آئن کے ہر الیکٹران کی منتقلی)
• $F$ = فارڈے مستقل (96,485 C/mol)

چونکہ برقی چارج $Q$ کو کرنٹ سے ضرب دے کر وقت کے ساتھ حساب لگایا جا سکتا ہے ($Q = I \times t$)، فارمولا دوبارہ لکھا جا سکتا ہے:

$m = \frac{I \times t \times M}{z \times F}$

جہاں:

• $I$ = کرنٹ (ایمپئرز میں)
• $t$ = وقت (سیکنڈ میں)

متغیرات کی تفصیل

1. کرنٹ (I): برقی چارج کا بہاؤ، جو ایمپئرز (A) میں ناپا جاتا ہے۔ الیکٹرولیسس میں، کرنٹ اس بات کی نمائندگی کرتا ہے کہ سرکٹ کے ذریعے الیکٹران کتنی تیزی سے بہتے ہیں۔

2. وقت (t): الیکٹرولیسس کے عمل کی مدت، جو عام طور پر سیکنڈ میں ناپی جاتی ہے۔ صنعتی ایپلی کیشنز کے لیے، یہ گھنٹوں یا دنوں میں ہو سکتا ہے، لیکن حسابات کو سیکنڈ میں تبدیل کیا جاتا ہے۔

3. مالیکیولی وزن (M): کسی مادے کی ایک مول کی مقدار، جو گرام فی مول (g/mol) میں ناپی جاتی ہے۔ ہر عنصر کا ایک مخصوص مالیکیولی وزن ہوتا ہے جو اس کے ایٹمی وزن کی بنیاد پر ہوتا ہے۔

4. ویلنسی نمبر (z): الیکٹرولیسس کے رد عمل کے دوران ہر آئن کے ذریعے منتقل ہونے والے الیکٹران کی تعداد۔ یہ اس مخصوص الیکرو کیمیائی رد عمل پر منحصر ہے جو الیکٹروڈ پر ہو رہا ہے۔

5. فارڈے مستقل (F): مائیکل فارڈے کے نام پر، یہ مستقل ایک مول الیکٹران کے ذریعے منتقل ہونے والے برقی چارج کی نمائندگی کرتا ہے۔ اس کی قیمت تقریباً 96,485 کولمب فی مول (C/mol) ہے۔

مثال کا حساب

آئیے یہ حساب لگاتے ہیں کہ جب 2 ایمپئر کا کرنٹ ایک گھنٹے کے لیے کاپر سلفیٹ کے حل میں بہتا ہے تو کاپر کی کتنی مقدار جمع ہوگی:

• کرنٹ (I) = 2 A
• وقت (t) = 1 گھنٹہ = 3,600 سیکنڈ
• کاپر کا مالیکیولی وزن (M) = 63.55 g/mol
• کاپر آئن کی ویلینسی (Cu²⁺) (z) = 2
• فارڈے مستقل (F) = 96,485 C/mol

$m = \frac{2 \times 3600 \times 63.55}{2 \times 96485} = \frac{457560}{192970} = 2.37 \text{ گرام}$

لہذا، اس الیکٹرولیسس کے عمل کے دوران تقریباً 2.37 گرام کاپر کی جمع ہوگی۔

الیکٹرولیسس کیلکولیٹر کے استعمال کے لیے مرحلہ وار رہنما

ہمارا الیکٹرولیسس کیلکولیٹر استعمال میں آسان اور صارف دوست ہے۔ الیکٹرولیسس کے دوران پیدا یا استعمال ہونے والے مادے کی مقدار کا حساب لگانے کے لیے ان مراحل پر عمل کریں:

1. کرنٹ کی مقدار درج کریں

• "کرنٹ (I)" کے ان پٹ فیلڈ کو تلاش کریں
• ایمپئرز (A) میں کرنٹ کی مقدار درج کریں
• اس بات کو یقینی بنائیں کہ مقدار مثبت ہو (منفی مقدار ایک غلطی کا پیغام پیدا کرے گی)
• درست حسابات کے لیے، آپ اعشاریہ کی مقدار (جیسے 1.5 A) استعمال کر سکتے ہیں

2. وقت کی مدت کی وضاحت کریں

• "وقت (t)" کے ان پٹ فیلڈ کو تلاش کریں
• سیکنڈ میں وقت کی مدت درج کریں
• سہولت کے لیے، آپ دوسرے وقت کے یونٹس سے تبدیل کر سکتے ہیں:
  • 1 منٹ = 60 سیکنڈ
  • 1 گھنٹہ = 3,600 سیکنڈ
  • 1 دن = 86,400 سیکنڈ
• کیلکولیٹر کے لیے درست حسابات کے لیے وقت کو سیکنڈ میں ہونا ضروری ہے

3. الیکٹروڈ مواد کا انتخاب کریں

• "الیکٹروڈ مواد" کے لیبل والے ڈراپ ڈاؤن مینو پر کلک کریں
• اپنے الیکٹرولیسس کے عمل سے متعلق مواد منتخب کریں
• کیلکولیٹر میں شامل عام مواد میں شامل ہیں:
  • کاپر (Cu)
  • چاندی (Ag)
  • سونا (Au)
  • زنک (Zn)
  • نکل (Ni)
  • لوہا (Fe)
  • ایلومینیم (Al)
• ہر مواد کے لیے مالیکیولی وزن اور ویلینسی کے پہلے سے طے شدہ اقدار ہیں

4. نتائج دیکھیں

• جیسے ہی آپ ان پٹ میں تبدیلی کرتے ہیں، کیلکولیٹر خود بخود نتیجہ کو اپ ڈیٹ کرتا ہے
• آپ "حساب لگائیں" کے بٹن پر کلک کر کے بھی حساب کو تازہ دم کر سکتے ہیں
• نتیجہ دکھاتا ہے:
  • گرام میں پیدا ہونے والے/استعمال ہونے والے مادے کی مقدار
  • حساب کے لیے استعمال ہونے والا فارمولا
  • الیکٹرولیسس کے عمل کی بصری نمائندگی

5. اپنے نتائج کو کاپی یا شیئر کریں

• اپنے کلپ بورڈ پر نتیجہ کاپی کرنے کے لیے "کاپی" بٹن کا استعمال کریں
• یہ خصوصیت رپورٹس میں حساب شامل کرنے یا ساتھیوں کے ساتھ شیئر کرنے کے لیے مفید ہے

6. بصری نمائندگی کا جائزہ لیں

• کیلکولیٹر میں الیکٹرولیسس کے عمل کی بصری نمائندگی شامل ہے
• بصری نمائندگی دکھاتی ہے:
  • اینوڈ اور کیتھوڈ
  • الیکٹرولائٹ حل
  • کرنٹ کے بہاؤ کی سمت
  • جمع ہونے والے ماس کی بصری نشاندہی

الیکٹرولیسس کے حسابات کے استعمال کے کیسز

الیکٹرولیسس کے حسابات مختلف شعبوں میں کئی عملی ایپلی کیشنز رکھتے ہیں:

1. الیکٹروپلیٹنگ انڈسٹری

الیکٹروپلیٹنگ میں الیکٹرولیسس کا استعمال کرتے ہوئے دوسرے مواد پر دھات کی ایک پتلی تہہ جمع کرنا شامل ہے۔ درست حسابات ضروری ہیں:

• جمع ہونے والی تہہ کی موٹائی کا تعین کرنا
• مطلوبہ کوٹنگ کی موٹائی کے لیے پیداوار کے وقت کا اندازہ لگانا
• مواد کی قیمتوں اور کارکردگی کا حساب لگانا
• پلیٹنگ کے عمل میں معیار کنٹرول اور مستقل مزاجی

مثال: ایک جیولری بنانے والا 10 مائکرون کی سونے کی تہہ کو چاندی کی انگوٹھیوں پر جمع کرنے کی ضرورت ہے۔ الیکٹرولیسس کیلکولیٹر کا استعمال کرتے ہوئے، وہ اس موٹائی کو حاصل کرنے کے لیے درکار درست کرنٹ اور وقت کا تعین کر سکتے ہیں، اپنے پیداواری عمل کو بہتر بناتے ہوئے سونے کے ضیاع کو کم کرتے ہیں۔

2. دھات کی ریفائننگ اور پیداوار

الیکٹرولیسس دھاتوں کے نکالنے اور صاف کرنے میں اہم ہے:

• ہال-ہیروٹ پروسیس کے ذریعے ایلومینیم کی پیداوار
• 99.99% پاکیزگی حاصل کرنے کے لیے کاپر کی ریفائننگ
• زنک سلفائیڈ کانوں سے زنک نکالنا
• پانی کے الیکٹرولیسس کے ذریعے سوڈیم اور کلورین کی پیداوار

مثال: ایک کاپر ریفائنری الیکٹرولیسس کا استعمال کرتے ہوئے 98% سے 99.99% پاکیزگی تک کاپر کو صاف کرتی ہے۔ وہ ایک ٹن کاپر کے لیے درکار درست کرنٹ کا حساب لگانے کے لیے کیلکولیٹر کا استعمال کر سکتے ہیں، توانائی کی کھپت کو بہتر بناتے ہوئے پیداوار کی کارکردگی کو بڑھا سکتے ہیں۔

3. تعلیمی اور لیبارٹری کی ایپلی کیشنز

الیکٹرولیسس کے حسابات کیمسٹری کی تعلیم اور تحقیق میں بنیادی ہیں:

• طلباء کے تجربات جو فارڈے کے قوانین کی تصدیق کرتے ہیں
• لیبارٹری میں خالص عناصر اور مرکبات کی تیاری
• الیکرو کیمیائی عمل میں تحقیق
• نئی الیکرو کیمیائی ٹیکنالوجیز کی ترقی

مثال: کیمسٹری کے طلباء الیکٹرولیسس کے ذریعے کاپر کی الیکٹروپلیٹنگ کے تجربے کا انعقاد کرتے ہیں۔ کیلکولیٹر کا استعمال کرتے ہوئے، وہ متوقع ماس ڈپوزیشن کی پیش گوئی کر سکتے ہیں اور تجرباتی نتائج کے ساتھ موازنہ کر کے کارکردگی کا حساب لگا سکتے ہیں اور غلطی کے ذرائع کی نشاندہی کر سکتے ہیں۔

4. زنگ سے تحفظ

الیکٹرولیسس کو زنگ سے تحفظ کے نظام کے ڈیزائن میں سمجھنا مددگار ہے:

• زیر زمین پائپ لائنوں کے لیے کیتھوڈک تحفظ
• سمندری ڈھانچوں کے لیے قربانی کے اینوڈ
• بڑے ڈھانچوں کے لیے امپریسڈ کرنٹ کے نظام
• زنگ کی شرحوں اور تحفظ کی ضروریات کی مقدار

مثال: ایک سمندری انجینئرنگ کمپنی آف شور پلیٹ فارمز کے لیے کیتھوڈک تحفظ کا ڈیزائن کرتی ہے۔ کیلکولیٹر انہیں درکار قربانی کے اینوڈ کی مقدار اور ان کی متوقع عمر کا تعین کرنے میں مدد کرتا ہے، کھپت کی شرح کی بنیاد پر۔

5. پانی کی صفائی اور ہائیڈروجن کی پیداوار

الیکٹرولیسس پانی کی صفائی اور ہائیڈروجن کی پیداوار میں استعمال ہوتا ہے:

• الیکٹرولائٹک پانی کی جراثیم کشی
• پانی کے الیکٹرولیسس کے ذریعے ہائیڈروجن اور آکسیجن کی پیداوار
• فضلہ پانی سے بھاری دھاتوں کا خاتمہ
• پانی کی صفائی کے لیے الیکٹروکوگولیشن

مثال: ایک قابل تجدید توانائی کی کمپنی پانی کے الیکٹرولیسس کے ذریعے ہائیڈروجن پیدا کرتی ہے۔ کیلکولیٹر انہیں پیداوار کی شرح اور الیکٹروائزر کی کارکردگی کا تعین کرنے میں مدد کرتا ہے، زیادہ سے زیادہ ہائیڈروجن کی پیداوار کے لیے ان کے آپریشن کو بہتر بناتا ہے۔

فارڈے کے قانون کے حسابات کے متبادل

جبکہ فارڈے کا قانون الیکٹرولیسس کے نتائج کا حساب لگانے کے لیے ایک سیدھا طریقہ فراہم کرتا ہے، وہاں متبادل طریقے اور غور و خوض بھی ہیں:

1. بٹلر-وولمر مساوات

ایسی نظاموں کے لیے جہاں رد عمل کی حرکیات اہم ہیں، بٹلر-وولمر مساوات الیکٹروڈ کے رد عمل کا ایک تفصیلی ماڈل فراہم کرتی ہے، جس میں شامل ہیں:

• الیکٹروڈ کی ممکنہ
• تبادلے کا کرنٹ کثافت
• منتقلی کے عوامل
• ارتکاز کے اثرات

یہ طریقہ زیادہ پیچیدہ ہے لیکن ان نظاموں کے لیے زیادہ درستگی پیش کرتا ہے جہاں اہم سرگرمی کا اوورپوٹینشل ہو۔

2. تجرباتی طریقے

صنعتی سیٹنگز میں، تجرباتی طریقے تاریخی ڈیٹا کی بنیاد پر استعمال کیے جا سکتے ہیں:

• کرنٹ کی کارکردگی کے عوامل
• مواد کے مخصوص جمع ہونے کی شرحیں
• عمل کے مخصوص اصلاحی عوامل
• تاریخی ڈیٹا کی بنیاد پر شماریاتی ماڈلز

یہ طریقے حقیقی دنیا کی ناکامیاں شمار کر سکتے ہیں جو نظریاتی حسابات سے نہیں پکڑی جا سکتیں۔

3. کمپیوٹیشنل ماڈلنگ

جدید کمپیوٹیشنل طریقے جامع تجزیہ فراہم کرتے ہیں:

• کرنٹ کی تقسیم کا محدود عنصر تجزیہ
• الیکٹرولائٹ کے بہاؤ کے لیے کمپیوٹیشنل سیال حرکیات
• الیکرو کیمیائی نظام کی کثیر جسمانی ماڈلنگ
• پیچیدہ نظاموں کے لیے مشین لرننگ کے طریقے

یہ طریقے خاص طور پر پیچیدہ اشکال اور غیر یکساں کرنٹ کی تقسیم کے لیے قیمتی ہیں۔

الیکٹرولیسس اور فارڈے کے تعاون کی تاریخ

الیکٹرولیسس کو ایک سائنسی تصور اور صنعتی عمل کے طور پر ترقی دینا کئی صدیوں پر محیط ہے، جس میں مائیکل فارڈے کا کام الیکرو کیمیائی رد عمل کے مقداری پہلوؤں کو سمجھنے میں ایک اہم لمحہ ہے۔

ابتدائی دریافتیں (1800-1820)

الیکٹرولیسس کی بنیاد 1800 میں رکھی گئی جب الیساندرو وولٹا نے وولٹائی پائل کی ایجاد کی، جو پہلی برقی بیٹری تھی۔ اس ایجاد نے برقی تجربات کے لیے ایک مسلسل بجلی کا منبع فراہم کیا:

• 1800 میں، ولیم نکولسن اور انتھونی کارلائل نے وولٹا کی بیٹری کا استعمال کرتے ہوئے پانی کو ہائیڈروجن اور آکسیجن میں تقسیم کرکے الیکٹرولیسس کی دریافت کی
• ہمفری ڈیوی نے الیکٹرولیسس کی وسیع تحقیقات کیں، جس کے نتیجے میں کئی عناصر کی علیحدگی ہوئی
• 1807 اور 1808 کے درمیان، ڈیوی نے الیکٹرولیسس کا استعمال کرتے ہوئے پوٹاشیم، سوڈیم، بیریم، کیلشیم، میگنیشیم، اور اسٹرونٹیم کی دریافت کی

یہ ابتدائی تجربات بجلی کی طاقت کو کیمیائی رد عمل چلانے کے لیے ظاہر کرتے تھے لیکن مقداری سمجھ کی کمی تھی۔

فارڈے کی بڑی کامیابی (1832-1834)

مائیکل فارڈے، جو ڈیوی کے اسسٹنٹ تھے، نے 1830 کی دہائی میں الیکٹرولیسس کی منظم تحقیقات کیں۔ ان کے محتاط تجربات نے دو بنیادی قوانین کی تشکیل کی:

1. فارڈے کا پہلا قانون (1832): الیکٹرولیسس کے دوران کسی الیکٹروڈ پر تبدیل ہونے والے مادے کی مقدار اس الیکٹروڈ پر منتقل ہونے والے بجلی کے چارج کی مقدار کے براہ راست متناسب ہے۔

2. فارڈے کا دوسرا قانون (1834): کسی دی گئی مقدار میں بجلی کے لیے، کسی عنصر کے مادے کی مقدار جو الیکٹروڈ پر تبدیل ہوتی ہے، اس عنصر کے مساوی وزن کے براہ راست متناسب ہے۔

فارڈے نے کچھ اہم اصطلاحات بھی متعارف کرائیں جو آج بھی استعمال ہوتی ہیں:

• "الیکٹرولیسس" (یونانی: الیکٹرو = بجلی اور لیزس = توڑنا)
• "الیکٹروڈ" (وہ راستہ جہاں بجلی داخل یا خارج ہوتی ہے)
• "اینود" (مثبت الیکٹروڈ)
• "کیتھوڈ" (منفی الیکٹروڈ)
• "آئن" (چارج شدہ ذرات جو حل میں کرنٹ لے جاتے ہیں)

صنعتی ایپلی کیشنز (1850-1900)

فارڈے کے کام کے بعد، الیکٹرولیسس تیزی سے صنعتی ایپلی کیشنز میں ترقی کرتا گیا:

• 1886: چارلس مارٹن ہال اور پال ہیروٹ نے ایلومینیم کی پیداوار کے لیے ہال-ہیروٹ پروسیس کو آزادانہ طور پر تیار کیا
• 1890 کی دہائی: الیکٹروپلیٹنگ کو وسیع پیمانے پر استعمال کیا گیا
• 1892: کلور الکلی پروسیس کلورین اور سوڈیم ہائیڈرو آکسائیڈ پیدا کرنے کے لیے تیار کیا گیا

جدید ترقیات (1900-موجودہ)

20ویں صدی میں سمجھنے اور ایپلی کیشنز میں بہتری آئی:

• سیل کی ممکنہ اور ارتکاز کے درمیان تعلقات کے لیے نیرنسٹ مساوات کی ترقی
• الیکٹروڈ مواد اور ڈیزائن میں بہتری
• سیمی کنڈکٹر کی تیاری میں الیکٹرولیسس کا اطلاق
• جدید الیکرو کیمیائی سینسرز اور تجزیاتی تکنیکیں
• ہائیڈروجن کی پیداوار کے لیے پانی کے الیکٹرولیسس کو ایک صاف توانائی کے کیریئر کے طور پر

آج، الیکٹرولیسس الیکرو کیمسٹری کا ایک ستون ہے، جس میں صنعتی پیمانے پر دھات کی پیداوار سے لے کر نانو پیمانے پر مواد کی ترکیب اور توانائی کے ذخیرہ کرنے کی ٹیکنالوجیز تک ایپلی کیشنز شامل ہیں۔

الیکٹرولیسس کے حسابات کے لیے کوڈ کے نمونے

یہاں مختلف پروگرامنگ زبانوں میں فارڈے کے قانون کے اطلاق کی مثالیں ہیں:

1' ایکسل فارمولا برائے الیکٹرولیسس حساب
2' ان پٹ سیلز میں: A1=کرنٹ(A)، B1=وقت(s)، C1=مالیکیولی وزن(g/mol)، D1=ویلنسی، E1=فارڈے مستقل
3=A1*B1*C1/(D1*E1)
4
5' ایکسل VBA فنکشن
6Function ElectrolysisCalculation(Current As Double, Time As Double, MolarMass As Double, Valency As Double) As Double
7    Dim FaradayConstant As Double
8    FaradayConstant = 96485
9    ElectrolysisCalculation = (Current * Time * MolarMass) / (Valency * FaradayConstant)
10End Function
11

1def calculate_electrolysis_mass(current, time, molar_mass, valency):
2    """
3    الیکٹرولیسس کے دوران پیدا ہونے والے/استعمال ہونے والے مادے کی مقدار کا حساب لگائیں۔
4    
5    Parameters:
6    current (float): ایمپئرز (A) میں کرنٹ
7    time (float): سیکنڈز (s) میں وقت
8    molar_mass (float): گرام فی مول میں مالیکیولی وزن
9    valency (int): ویلینسی نمبر (آئن کے لیے الیکٹران)
10    
11    Returns:
12    float: گرام (g) میں ماس
13    """
14    FARADAY_CONSTANT = 96485  # C/mol
15    
16    # فارڈے کے قانون کا اطلاق کریں: m = (I * t * M) / (z * F)
17    mass = (current * time * molar_mass) / (valency * FARADAY_CONSTANT)
18    
19    return mass
20
21# مثال کا استعمال
22if __name__ == "__main__":
23    # 1 گھنٹے کے لیے 2A کے ساتھ کاپر کی جمع ہونے والی مقدار کا حساب لگائیں
24    copper_mass = calculate_electrolysis_mass(
25        current=2.0,        # 2 ایمپئر
26        time=3600,          # 1 گھنٹہ سیکنڈز میں
27        molar_mass=63.55,   # کاپر کا مالیکیولی وزن g/mol میں
28        valency=2           # Cu²⁺ ویلینسی
29    )
30    
31    print(f"جمع ہونے والے کاپر کی مقدار: {copper_mass:.4f} گرام")
32

1/**
2 * الیکٹرولیسس کے دوران پیدا ہونے والے/استعمال ہونے والے مادے کی مقدار کا حساب لگائیں
3 * @param {number} current - ایمپئرز (A) میں کرنٹ
4 * @param {number} time - سیکنڈز (s) میں وقت
5 * @param {number} molarMass - گرام فی مول میں مالیکیولی وزن
6 * @param {number} valency - ویلینسی نمبر (آئن کے لیے الیکٹران)
7 * @returns {number} گرام (g) میں ماس
8 */
9function calculateElectrolysisMass(current, time, molarMass, valency) {
10    const FARADAY_CONSTANT = 96485; // C/mol
11    
12    // فارڈے کے قانون کا اطلاق کریں: m = (I * t * M) / (z * F)
13    const mass = (current * time * molarMass) / (valency * FARADAY_CONSTANT);
14    
15    return mass;
16}
17
18// مثال کا استعمال
19const materials = {
20    copper: { molarMass: 63.55, valency: 2, symbol: "Cu" },
21    silver: { molarMass: 107.87, valency: 1, symbol: "Ag" },
22    gold: { molarMass: 196.97, valency: 3, symbol: "Au" }
23};
24
25// 30 منٹ کے لیے 1.5A کے ساتھ چاندی کی جمع ہونے والی مقدار کا حساب لگائیں
26const current = 1.5; // ایمپئرز
27const time = 30 * 60; // 30 منٹ سیکنڈز میں
28const material = materials.silver;
29
30const mass = calculateElectrolysisMass(
31    current,
32    time,
33    material.molarMass,
34    material.valency
35);
36
37console.log(`جمع ہونے والی ${material.symbol} کی مقدار: ${mass.toFixed(4)} گرام`);
38

1public class ElectrolysisCalculator {
2    private static final double FARADAY_CONSTANT = 96485.0; // C/mol
3    
4    /**
5     * الیکٹرولیسس کے دوران پیدا ہونے والے/استعمال ہونے والے مادے کی مقدار کا حساب لگائیں
6     * 
7     * @param current کرنٹ ایمپئرز (A) میں
8     * @param time وقت سیکنڈز (s) میں
9     * @param molarMass مالیکیولی وزن گرام فی مول میں
10     * @param valency ویلینسی نمبر (آئن کے لیے الیکٹران)
11     * @return گرام (g) میں ماس
12     */
13    public static double calculateMass(double current, double time, double molarMass, int valency) {
14        // فارڈے کے قانون کا اطلاق کریں: m = (I * t * M) / (z * F)
15        return (current * time * molarMass) / (valency * FARADAY_CONSTANT);
16    }
17    
18    public static void main(String[] args) {
19        // 45 منٹ کے لیے 3A کے ساتھ زنک کی جمع ہونے والی مقدار کا حساب لگائیں
20        double current = 3.0; // ایمپئرز
21        double time = 45 * 60; // 45 منٹ سیکنڈز میں
22        double zincMolarMass = 65.38; // g/mol میں
23        int zincValency = 2; // Zn²⁺
24        
25        double mass = calculateMass(current, time, zincMolarMass, zincValency);
26        
27        System.out.printf("جمع ہونے والی زنک کی مقدار: %.4f گرام%n", mass);
28    }
29}
30

1#include <iostream>
2#include <iomanip>
3
4/**
5 * الیکٹرولیسس کے دوران پیدا ہونے والے/استعمال ہونے والے مادے کی مقدار کا حساب لگائیں
6 * 
7 * @param current کرنٹ ایمپئرز (A) میں
8 * @param time وقت سیکنڈز (s) میں
9 * @param molarMass مالیکیولی وزن گرام فی مول میں
10 * @param valency ویلینسی نمبر (آئن کے لیے الیکٹران)
11 * @return گرام (g) میں ماس
12 */
13double calculateElectrolysisMass(double current, double time, double molarMass, int valency) {
14    const double FARADAY_CONSTANT = 96485.0; // C/mol
15    
16    // فارڈے کے قانون کا اطلاق کریں: m = (I * t * M) / (z * F)
17    return (current * time * molarMass) / (valency * FARADAY_CONSTANT);
18}
19
20int main() {
21    // 2 گھنٹے کے لیے 2.5A کے ساتھ نکل کی جمع ہونے والی مقدار کا حساب لگائیں
22    double current = 2.5; // ایمپئرز
23    double time = 2 * 3600; // 2 گھنٹے سیکنڈز میں
24    double nickelMolarMass = 58.69; // g/mol میں
25    int nickelValency = 2; // Ni²⁺
26    
27    double mass = calculateElectrolysisMass(current, time, nickelMolarMass, nickelValency);
28    
29    std::cout << "جمع ہونے والی نکل کی مقدار: " << std::fixed << std::setprecision(4) << mass << " گرام" << std::endl;
30    
31    return 0;
32}
33

1using System;
2
3public class ElectrolysisCalculator
4{
5    private const double FaradayConstant = 96485.0; // C/mol
6    
7    /// <summary>
8    /// الیکٹرولیسس کے دوران پیدا ہونے والے/استعمال ہونے والے مادے کی مقدار کا حساب لگائیں
9    /// </summary>
10    /// <param name="current">کرنٹ ایمپئرز (A) میں</param>
11    /// <param name="time">وقت سیکنڈز (s) میں</param>
12    /// <param name="molarMass">مالیکیولی وزن گرام فی مول میں</param>
13    /// <param name="valency">ویلینسی نمبر (آئن کے لیے الیکٹران)</param>
14    /// <returns>گرام (g) میں ماس</returns>
15    public static double CalculateMass(double current, double time, double molarMass, int valency)
16    {
17        // فارڈے کے قانون کا اطلاق کریں: m = (I * t * M) / (z * F)
18        return (current * time * molarMass) / (valency * FaradayConstant);
19    }
20    
21    public static void Main()
22    {
23        // 3 گھنٹے کے لیے 5A کے ساتھ ایلومینیم کی جمع ہونے والی مقدار کا حساب لگائیں
24        double current = 5.0; // ایمپئرز
25        double time = 3 * 3600; // 3 گھنٹے سیکنڈز میں
26        double aluminumMolarMass = 26.98; // g/mol میں
27        int aluminumValency = 3; // Al³⁺
28        
29        double mass = CalculateMass(current, time, aluminumMolarMass, aluminumValency);
30        
31        Console.WriteLine($"جمع ہونے والی ایلومینیم کی مقدار: {mass:F4} گرام");
32    }
33}
34

اکثر پوچھے جانے والے سوالات (FAQ)

الیکٹرولیسس کیا ہے؟

الیکٹرولیسس ایک الیکرو کیمیائی عمل ہے جو براہ راست برقی کرنٹ (DC) کا استعمال کرتے ہوئے غیر خود بخود کیمیائی رد عمل کو چلانے کے لیے استعمال ہوتا ہے۔ اس میں الیکٹرولائٹ کے ذریعے بجلی گزارنا شامل ہے، جس کے نتیجے میں الیکٹروڈ پر کیمیائی تبدیلیاں ہوتی ہیں۔ الیکٹرولیسس کے دوران، اینوڈ (مثبت الیکٹروڈ) پر آکسیڈیشن ہوتی ہے اور کیتھوڈ (منفی الیکٹروڈ) پر ریڈکشن ہوتی ہے۔ دھات کی جمع ہونے کے عمل میں، حل میں موجود دھاتی آئن کیتھوڈ پر الیکٹران حاصل کرتے ہیں اور ٹھوس دھات کے طور پر جمع ہوتے ہیں۔

فارڈے کا قانون الیکٹرولیسس سے کس طرح متعلق ہے؟

فارڈے کا قانون بجلی کے چارج کی مقدار اور کسی الیکٹروڈ پر تبدیل ہونے والے مادے کی مقدار کے درمیان مقداری تعلق قائم کرتا ہے۔ یہ بیان کرتا ہے کہ کسی الیکٹروڈ پر پیدا ہونے والے مادے کی مقدار اس الیکٹروڈ پر منتقل ہونے والے بجلی کے چارج کی مقدار اور اس مادے کے مساوی وزن کے براہ راست متناسب ہے۔

الیکٹرولیسس کی کارکردگی کو متاثر کرنے والے عوامل کون سے ہیں؟

کئی عوامل الیکٹرولیسس کی کارکردگی کو متاثر کر سکتے ہیں:

• کرنٹ کی کثافت (الیکٹروڈ کے رقبے پر کرنٹ)
• الیکٹرولائٹ کا درجہ حرارت
• الیکٹرولائٹ کی ارتکاز
• الیکٹروڈ کا مواد اور سطح کی حالت
• آلودگیوں کی موجودگی
• سیل کے ڈیزائن اور الیکٹروڈ کی جگہ
• سائیڈ ری ایکشنز جو مطلوبہ پروڈکٹ پیدا کرنے کے بغیر کرنٹ کو استعمال کرتی ہیں

کیا میں اس کیلکولیٹر کو کسی بھی الیکٹروڈ مواد کے لیے استعمال کر سکتا ہوں؟

کیلکولیٹر کا حساب عام الیکٹروڈ مواد جیسے کاپر، چاندی، سونا، زنک، نکل، لوہا، اور ایلومینیم کے لیے فراہم کیا گیا ہے۔ دوسرے مواد کے لیے، آپ کو مخصوص مواد کے مالیکیولی وزن اور ویلینسی کو جاننا ہوگا اور ان کی قیمتیں دستی طور پر فارمولا میں داخل کرنی ہوں گی۔

میں حسابات کے لیے مختلف وقت کے یونٹس کے درمیان کیسے تبدیل کروں؟

کیلکولیٹر کے لیے وقت کی ان پٹ سیکنڈز میں ہونی چاہیے۔ دوسرے یونٹس سے تبدیل کرنے کے لیے:

• منٹ سے سیکنڈز: 60 سے ضرب دیں
• گھنٹوں سے سیکنڈز: 3,600 سے ضرب دیں
• دنوں سے سیکنڈز: 86,400 سے ضرب دیں

الیکٹرولیسس میں اینوڈ اور کیتھوڈ میں کیا فرق ہے؟

اینود مثبت الیکٹروڈ ہے جہاں آکسیڈیشن ہوتی ہے (الیکٹران کھوئے جاتے ہیں)۔ کیتھوڈ منفی الیکٹروڈ ہے جہاں ریڈکشن ہوتی ہے (الیکٹران حاصل کیے جاتے ہیں)۔ دھاتی جمع ہونے کے عمل میں، حل میں موجود دھاتی آئن کیتھوڈ پر الیکٹران حاصل کرتے ہیں اور ٹھوس دھات کے طور پر جمع ہوتے ہیں۔

فارڈے کے قانون کی بنیاد پر حسابات کی درستگی کتنی ہے؟

فارڈے کا قانون نظریاتی طور پر مکمل حسابات فراہم کرتا ہے جو 100% کرنٹ کی کارکردگی فرض کرتا ہے۔ حقیقی دنیا کی ایپلی کیشنز میں، اصل پیداوار کم ہو سکتی ہے کیونکہ سائیڈ ری ایکشنز، کرنٹ کی لیکیج، یا دیگر ناکامیاں ہو سکتی ہیں۔ صنعتی عمل عام طور پر 90-98% کی کارکردگی پر کام کرتے ہیں، حالات کے لحاظ سے۔

کیا الیکٹرولیسس کے حسابات بیٹریوں اور فیول سیلز کے لیے استعمال کیے جا سکتے ہیں؟

جی ہاں، وہی اصول بیٹریوں اور فیول سیلز پر لاگو ہوتے ہیں، جو بنیادی طور پر الیکٹرولیسس کا الٹ ہیں۔ فارڈے کا قانون بیٹری کی نظریاتی صلاحیت یا فیول سیل میں استعمال ہونے والے ری ایکٹنٹ کی مقدار کا حساب لگانے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے، جو کرنٹ کھینچتا ہے۔

الیکٹرولیسس میں کرنٹ کی کارکردگی کیا ہے؟

کرنٹ کی کارکردگی اس فیصد کی نمائندگی کرتی ہے جو کل کرنٹ مطلوبہ الیکرو کیمیائی رد عمل کی طرف جاتا ہے۔ یہ فارڈے کے قانون سے حاصل کردہ نظریاتی ماس کے مقابلے میں اصل جمع ہونے والی مقدار کے تناسب کے طور پر حساب لگایا جاتا ہے، جو فیصد کے طور پر ظاہر ہوتا ہے۔

درجہ حرارت الیکٹرولیسس کے حسابات کو کس طرح متاثر کرتا ہے؟

درجہ حرارت براہ راست فارڈے کے قانون میں ظاہر نہیں ہوتا، لیکن یہ الیکٹرولیسس کے عمل کی کارکردگی کو متاثر کر سکتا ہے۔ زیادہ درجہ حرارت عام طور پر رد عمل کی شرحوں کو بڑھاتا ہے اور حل کی مزاحمت کو کم کرتا ہے، لیکن یہ سائیڈ ری ایکشنز کو بھی بڑھا سکتا ہے۔ کیلکولیٹر معیاری حالات کو فرض کرتا ہے، لہذا درجہ حرارت کی تبدیلیوں کے ساتھ حقیقی نتائج مختلف ہو سکتے ہیں۔

حوالہ جات

1. فارڈے، مائیکل۔ (1834). "برقیات میں تجرباتی تحقیقات۔ ساتواں سلسلہ۔" فلسفیانہ لین دین آف دی رائل سوسائٹی آف لندن، 124، 77-122۔

2. بارڈ، اے. ج.، اور فاکلر، ایل. آر. (2000). الیکرو کیمیائی طریقے: بنیادی اور ایپلی کیشنز (2nd ed.). جان وِلی۔

3. پلچر، ڈی.، اور والش، ایف. سی. (1993). صنعتی الیکٹرو کیمسٹری (2nd ed.). اسپرنگر۔

4. شلیسنگر، ایم.، اور پاونووچ، ایم. (2010). جدید الیکٹروپلیٹنگ (5th ed.). جان وِلی۔

5. ہامان، سی. ایچ.، ہامنیٹ، اے.، اور ویلسٹچ، و. (2007). الیکرو کیمسٹری (2nd ed.). وِلی-ویچ۔

6. باکریس، جے. او. ایم.، اور ریڈی، اے. کے. این. (1998). جدید الیکٹرو کیمسٹری (2nd ed.). پلینم پریس۔

7. لائیڈ، ڈی. آر. (ایڈ.)۔ (2005). سی آر سی ہینڈ بک آف کیمسٹری اور فزکس (86th ed.). سی آر سی پریس۔

8. ایٹکنز، پی.، اور ڈی پاولا، جے. (2014). ایٹکنز کی جسمانی کیمسٹری (10th ed.). آکسفورڈ یونیورسٹی پریس۔

اب ہمارے الیکٹرولیسس کیلکولیٹر کا استعمال کریں تاکہ آپ اپنے الیکٹرولیسس کے عمل میں پیدا ہونے والے یا استعمال ہونے والے مادے کی مقدار کا فوری اور درست حساب لگا سکیں۔ بس اپنا کرنٹ، وقت درج کریں، اور اپنا الیکٹروڈ مواد منتخب کریں تاکہ فارڈے کے قانون کی بنیاد پر فوری نتائج حاصل کریں۔