ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋକେମିକାଲ୍ ଅକ୍ସିଡେସନ୍

ଏକ ବ୍ୟାପକ ଅର୍ଥରେ, ବୈଦ୍ୟୁତିକ ରାସାୟନିକ ଅକ୍ସିଡେସନ ସମଗ୍ର ବୈଦ୍ୟୁତିକ ରସାୟନ ପ୍ରକ୍ରିୟାକୁ ବୁଝାଏ, ଯାହା ଅକ୍ସିଡେସନ- ହ୍ରାସ ପ୍ରତିକ୍ରିୟାର ନୀତି ଉପରେ ଆଧାରିତ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଡରେ ଘଟୁଥିବା ପ୍ରତ୍ୟକ୍ଷ କିମ୍ବା ପରୋକ୍ଷ ବୈଦ୍ୟୁତିକ ରାସାୟନିକ ପ୍ରତିକ୍ରିୟାଗୁଡ଼ିକୁ ଅନ୍ତର୍ଭୁକ୍ତ କରେ। ଏହି ପ୍ରତିକ୍ରିୟାଗୁଡ଼ିକର ଲକ୍ଷ୍ୟ ଜଳଜଳରୁ ପ୍ରଦୂଷକମାନଙ୍କୁ ହ୍ରାସ କରିବା କିମ୍ବା ଅପସାରଣ କରିବା।

ସଂକୀର୍ଣ୍ଣ ଭାବରେ ବ୍ୟାଖ୍ୟା କରାଯାଇଥିବା, ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋକେମିକାଲ୍ ଅକ୍ସିଡେସନ୍ ନିର୍ଦ୍ଦିଷ୍ଟ ଭାବରେ ଆନୋଡିକ୍ ପ୍ରକ୍ରିୟାକୁ ବୁଝାଏ। ଏହି ପ୍ରକ୍ରିୟାରେ, ଏକ ଜୈବିକ ଦ୍ରବଣ କିମ୍ବା ସସପେନସନ୍ ଏକ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଲାଇଟିକ୍ କୋଷରେ ପ୍ରବେଶ କରାଯାଏ, ଏବଂ ପ୍ରତ୍ୟକ୍ଷ କରେଣ୍ଟ ପ୍ରୟୋଗ ମାଧ୍ୟମରେ, ଆନୋଡରେ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋନ୍ ବାହାର କରାଯାଏ, ଯାହା ଜୈବିକ ଯୌଗିକଗୁଡ଼ିକର ଅକ୍ସିଡେସନ୍ ଆଡ଼କୁ ନେଇଥାଏ। ବିକଳ୍ପ ଭାବରେ, କମ୍-ଭାଲେନ୍ସ ଧାତୁଗୁଡ଼ିକୁ ଆନୋଡରେ ଉଚ୍ଚ-ଭାଲେନ୍ସ ଧାତୁ ଆୟନରେ ଅକ୍ସିଡେସନ୍ କରାଯାଇପାରିବ, ଯାହା ପରେ ଜୈବିକ ଯୌଗିକଗୁଡ଼ିକର ଅକ୍ସିଡେସନ୍ରେ ଅଂଶଗ୍ରହଣ କରେ। ସାଧାରଣତଃ, ଜୈବିକ ଯୌଗିକ ମଧ୍ୟରେ କିଛି କାର୍ଯ୍ୟକ୍ଷମ ଗୋଷ୍ଠୀ ବୈଦ୍ୟୁତିକ ରାସାୟନିକ କାର୍ଯ୍ୟକଳାପ ପ୍ରଦର୍ଶନ କରନ୍ତି। ଏକ ବୈଦ୍ୟୁତିକ କ୍ଷେତ୍ରର ପ୍ରଭାବରେ, ଏହି କାର୍ଯ୍ୟକ୍ଷମ ଗୋଷ୍ଠୀଗୁଡ଼ିକର ଗଠନ ପରିବର୍ତ୍ତନ ହୁଏ, ଜୈବିକ ଯୌଗିକଗୁଡ଼ିକର ରାସାୟନିକ ଗୁଣଗୁଡ଼ିକୁ ପରିବର୍ତ୍ତନ କରେ, ସେମାନଙ୍କର ବିଷାକ୍ତତାକୁ ହ୍ରାସ କରେ ଏବଂ ସେମାନଙ୍କର ଜୈବିକ ଅପଘଟନକୁ ବୃଦ୍ଧି କରେ।

ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋକେମିକାଲ୍ ଅକ୍ସିଡେସନକୁ ଦୁଇ ପ୍ରକାରରେ ବର୍ଗୀକୃତ କରାଯାଇପାରେ: ପ୍ରତ୍ୟକ୍ଷ ଅକ୍ସିଡେସନ ଏବଂ ପରୋକ୍ଷ ଅକ୍ସିଡେସନ। ପ୍ରତ୍ୟକ୍ଷ ଅକ୍ସିଡେସନ (ପ୍ରତ୍ୟକ୍ଷ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଲିସିସ୍) ରେ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଡରେ ଅକ୍ସିଡେସନ କରି ଅପବ୍ୟବହୃତ ଜଳରୁ ପ୍ରଦୂଷକମାନଙ୍କୁ ସିଧାସଳଖ ଅପସାରଣ କରାଯାଏ। ଏହି ପ୍ରକ୍ରିୟାରେ ଆନୋଡିକ୍ ଏବଂ କ୍ୟାଥୋଡିକ୍ ପ୍ରକ୍ରିୟା ଉଭୟ ଅନ୍ତର୍ଭୁକ୍ତ। ଆନୋଡିକ୍ ପ୍ରକ୍ରିୟାରେ ଆନୋଡ୍ ପୃଷ୍ଠରେ ପ୍ରଦୂଷକମାନଙ୍କର ଅକ୍ସିଡେସନ ଅନ୍ତର୍ଭୁକ୍ତ, ସେମାନଙ୍କୁ କମ୍ ବିଷାକ୍ତ ପଦାର୍ଥ କିମ୍ବା ଅଧିକ ଜୈବବିଘଟନଶୀଳ ପଦାର୍ଥରେ ରୂପାନ୍ତରିତ କରାଯାଏ, ଯାହା ଦ୍ଵାରା ପ୍ରଦୂଷକମାନଙ୍କୁ ହ୍ରାସ କିମ୍ବା ଦୂର କରାଯାଏ। କ୍ୟାଥୋଡିକ୍ ପ୍ରକ୍ରିୟାରେ କ୍ୟାଥୋଡିକ୍ ପୃଷ୍ଠରେ ପ୍ରଦୂଷକମାନଙ୍କର ହ୍ରାସ ଅନ୍ତର୍ଭୁକ୍ତ ଏବଂ ଏହା ମୁଖ୍ୟତଃ ହାଲୋଜେନେଟେଡ୍ ହାଇଡ୍ରୋକାର୍ବନ ହ୍ରାସ ଏବଂ ଅପସାରଣ ଏବଂ ଭାରୀ ଧାତୁର ପୁନରୁଦ୍ଧାର ପାଇଁ ବ୍ୟବହୃତ ହୁଏ।

କ୍ୟାଥୋଡିକ୍ ପ୍ରକ୍ରିୟାକୁ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋକେମିକାଲ୍ ହ୍ରାସ ମଧ୍ୟ କୁହାଯାଇପାରେ। ଏଥିରେ Cr6+ ଏବଂ Hg2+ ପରି ଭାରୀ ଧାତୁ ଆୟନଗୁଡ଼ିକୁ ସେମାନଙ୍କର ନିମ୍ନ ଅକ୍ସିଡେସନ ଅବସ୍ଥାରେ ହ୍ରାସ କରିବା ପାଇଁ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋନଗୁଡ଼ିକୁ ସ୍ଥାନାନ୍ତରିତ କରାଯାଇଥାଏ। ଏହା ସହିତ, ଏହା କ୍ଲୋରିନେଟେଡ୍ ଜୈବ ଯୌଗିକଗୁଡ଼ିକୁ ହ୍ରାସ କରିପାରିବ, ସେମାନଙ୍କୁ କମ୍ ବିଷାକ୍ତ କିମ୍ବା ଅଣ-ବିଷାକ୍ତ ପଦାର୍ଥରେ ରୂପାନ୍ତରିତ କରି, ଶେଷରେ ସେମାନଙ୍କର ଜୈବ ବିଘଟନକୁ ବୃଦ୍ଧି କରିପାରେ:

R-Cl + H+ + e → RH + Cl-

ପରୋକ୍ଷ ଅକ୍ସିଡେସନ (ପରୋକ୍ଷ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଲିସିସ୍) ରେ ପ୍ରଦୂଷକମାନଙ୍କୁ କମ୍ ବିଷାକ୍ତ ପଦାର୍ଥରେ ପରିଣତ କରିବା ପାଇଁ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋକେମିକାଲି ଭାବରେ ସୃଷ୍ଟି ହୋଇଥିବା ଅକ୍ସିଡାଇଜିଂ କିମ୍ବା ହ୍ରାସକାରୀ ଏଜେଣ୍ଟଗୁଡ଼ିକୁ ପ୍ରତିକ୍ରିୟାକାରୀ କିମ୍ବା ଉତ୍ପ୍ରକାଶକ ଭାବରେ ବ୍ୟବହାର କରାଯାଏ। ପରୋକ୍ଷ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଲିସିସ୍ କୁ ଆହୁରି ବିପରୀତ ଏବଂ ଅପରିବର୍ତ୍ତନୀୟ ପ୍ରକ୍ରିୟାରେ ବର୍ଗୀକୃତ କରାଯାଇପାରିବ। ବିପରୀତ ପ୍ରକ୍ରିୟା (ମଧ୍ୟସ୍ଥ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋକେମିକାଲ୍ ଅକ୍ସିଡେସନ) ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋକେମିକାଲ୍ ପ୍ରକ୍ରିୟା ସମୟରେ ରେଡକ୍ସ ପ୍ରଜାତିର ପୁନର୍ଜନ୍ମ ଏବଂ ପୁନଃଚକ୍ରଣକୁ ଅନ୍ତର୍ଭୁକ୍ତ କରେ। ଅନ୍ୟପକ୍ଷରେ, ଅପରିବର୍ତ୍ତନୀୟ ପ୍ରକ୍ରିୟାଗୁଡ଼ିକ ଜୈବ ଯୌଗିକଗୁଡ଼ିକୁ ଅକ୍ସିଡେସନ କରିବା ପାଇଁ Cl2, କ୍ଲୋରେଟ୍ସ, ହାଇପୋକ୍ଲୋରାଇଟ୍ସ, H2O2 ଏବଂ O3 ଭଳି ଶକ୍ତିଶାଳୀ ଅକ୍ସିଡେସନ ଏଜେଣ୍ଟ ପରି ଅପରିବର୍ତ୍ତନୀୟ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋରାସାୟନିକ ପ୍ରତିକ୍ରିୟାରୁ ସୃଷ୍ଟି ହୋଇଥିବା ପଦାର୍ଥଗୁଡ଼ିକୁ ବ୍ୟବହାର କରେ। ଅପରିବର୍ତ୍ତନୀୟ ପ୍ରକ୍ରିୟାଗୁଡ଼ିକ ମଧ୍ୟ ଅତ୍ୟନ୍ତ ଅକ୍ସିଡେଟିଭ୍ ମଧ୍ୟସ୍ଥତା ସୃଷ୍ଟି କରିପାରେ, ଯେଉଁଥିରେ ଦ୍ରବଣୀୟ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋନ୍, ·HO ରାଡିକାଲ୍ସ, ·HO2 ରାଡିକାଲ୍ସ (ହାଇଡ୍ରୋପେରୋକ୍ସିଲ୍ ରାଡିକାଲ୍ସ), ଏବଂ ·O2- ରାଡିକାଲ୍ସ (ସୁପରଅକ୍ସାଇଡ୍ ଆୟନ) ଅନ୍ତର୍ଭୁକ୍ତ, ଯାହା ସାଇନାଇଡ୍, ଫିନୋଲ୍ସ, COD (ରାସାୟନିକ ଅମ୍ଳଜାନ ଚାହିଦା), ଏବଂ S2- ଆୟନ ଭଳି ପ୍ରଦୂଷକମାନଙ୍କୁ ହ୍ରାସ ଏବଂ ଦୂର କରିବା ପାଇଁ ବ୍ୟବହାର କରାଯାଇପାରିବ, ଶେଷରେ ସେମାନଙ୍କୁ ନିରପେକ୍ଷ ପଦାର୍ଥରେ ପରିଣତ କରିପାରେ।

ପ୍ରତ୍ୟକ୍ଷ ଆନୋଡିକ୍ ଅକ୍ସିଡେସନ କ୍ଷେତ୍ରରେ, କମ୍ ପ୍ରତିକ୍ରିୟାକାରୀ ସାନ୍ଦ୍ରତା ଗଣ ସ୍ଥାନାନ୍ତର ସୀମା ଯୋଗୁଁ ବୈଦ୍ୟୁତିକ ରାସାୟନିକ ପୃଷ୍ଠ ପ୍ରତିକ୍ରିୟାକୁ ସୀମିତ କରିପାରେ, ଯେତେବେଳେ ପରୋକ୍ଷ ଅକ୍ସିଡେସନ ପ୍ରକ୍ରିୟା ପାଇଁ ଏହି ସୀମା ନାହିଁ। ପ୍ରତ୍ୟକ୍ଷ ଏବଂ ପରୋକ୍ଷ ଅକ୍ସିଡେସନ ପ୍ରକ୍ରିୟା ଉଭୟ ସମୟରେ, H2 କିମ୍ବା O2 ଗ୍ୟାସର ସୃଷ୍ଟି ସହିତ ଜଡିତ ପାର୍ଶ୍ୱ ପ୍ରତିକ୍ରିୟା ଘଟିପାରେ, କିନ୍ତୁ ଏହି ପାର୍ଶ୍ୱ ପ୍ରତିକ୍ରିୟାଗୁଡ଼ିକୁ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଡ୍ ସାମଗ୍ରୀ ଚୟନ ଏବଂ ବିଭାଜନ ନିୟନ୍ତ୍ରଣ ମାଧ୍ୟମରେ ନିୟନ୍ତ୍ରଣ କରାଯାଇପାରିବ।

ଉଚ୍ଚ ଜୈବିକ ସାନ୍ଦ୍ରତା, ଜଟିଳ ରଚନା, ଅନେକ ଅପ୍ରତିରୋଧୀ ପଦାର୍ଥ ଏବଂ ଉଚ୍ଚ ରଙ୍ଗ ସହିତ ଅପଚୟ ଜଳକୁ ବିଶୋଧନ କରିବା ପାଇଁ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋକେମିକାଲ୍ ଅକ୍ସିଡେସନ୍ ପ୍ରଭାବଶାଳୀ ବୋଲି ପ୍ରମାଣିତ ହୋଇଛି। ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋକେମିକାଲ୍ କାର୍ଯ୍ୟକଳାପ ସହିତ ଆନୋଡ୍ ବ୍ୟବହାର କରି, ଏହି ପ୍ରଯୁକ୍ତିବିଦ୍ୟା ଦକ୍ଷତାର ସହିତ ଅତ୍ୟନ୍ତ ଅକ୍ସିଡେଟିଭ୍ ହାଇଡ୍ରୋକ୍ସିଲ୍ ରେଡିକାଲ୍ ସୃଷ୍ଟି କରିପାରିବ। ଏହି ପ୍ରକ୍ରିୟା ସ୍ଥାୟୀ ଜୈବିକ ପ୍ରଦୂଷକମାନଙ୍କର ବିଘଟନକୁ ଅଣ-ବିଷାକ୍ତ, ଜୈବିଗ୍ରେଡେବ୍ରେଡେବ୍ଲ ପଦାର୍ଥରେ ପରିଣତ କରେ ଏବଂ ସେମାନଙ୍କର ସମ୍ପୂର୍ଣ୍ଣ ଖଣିଜକରଣ କାର୍ବନ ଡାଇଅକ୍ସାଇଡ୍ କିମ୍ବା କାର୍ବୋନେଟ୍ ପରି ଯୌଗିକରେ ପରିଣତ କରେ।