વિદ્યુત-રસાયણવિજ્ઞાન

Lke[u ykÃku÷k «§Lkkt xqtf{kt sðkçk ykÃkku.

zurLkÞ÷ fku»kLke ykf]rík Ëkuhku.

[ykf]rík : zurLkÞ÷ fku»k su{kt rÍtf yLku fkìÃkhLkk rðãwíkÄúwðku yLkw¢{u íku{Lkk ûkkhLkk ÿkðý{kt zwçkkzu÷k Au.]

Lke[u ykÃku÷k «§Lkkt sðkçk ykÃkku.

1.1 V rðãwíkeÞ ÃkkuxìÂLþÞ÷ Ähkðíkk økìÕðurLkf fku»k (zurLkÞ÷ fku»k){kt çkkÌk rðhwØ ÃkkuxìrLþÞ÷ (Eext) ÷køkw Ãkkzeyu íkku Eext < 1.1 V, Eext = 1.1 V íkÚkk Eext > 1.1 V nkuÞ íÞkhu økìÕðurLkf fku»k{kt Úkíkk VuhVkh Mk{òðku.

(a)ßÞkhu çkkÌk rðhwØ ÃkkuxìÂLþÞ÷ 1.1 V fhíkkt ykuAk (Eext < 1.1 V) nþu, íkku ykf]rík (a){kt ËþkoÔÞk {wsçk «r¢Þk [k÷w hnuþu.

[ykf]rík (a)]

ßÞkhu Eext < 1.1 V

(i) R÷uõxÙkìLk rÍtfLkk Mkr¤Þk ÃkhÚke fkìÃkhLkk Mkr¤Þk Ãkh ðnu Au, íkuÚke rðãwík«ðkn CuÚke Zn íkhV ðnuþu.

(ii) yìLkkuz Ãkh rÍtf ykuøk¤u Au yLku fìÚkkuz Ãkh fkìÃkh rLkûkurÃkík (s{k) ÚkkÞ Au.

(b)ßÞkhu Eext = 1.1 V Úkþu, íÞkhu Ãkus Lkt 2.2 ÃkhLke ykf]rík (b){kt ËþkoÔÞk «{kýu «r¢Þk yxfe sþu yLku fku»k{ktÚke «ðkn ðnuðkLkku çktÄ Úkþu.

[ykf]rík (b)]

ßÞkhu Eext = 1.1 V

(i) R÷uõxÙkìLk fu rðãwík«ðkn ðnuþu Lkrn.

(ii) hkMkkÞrýf «r¢Þk Úkþu Lkrn.

(iii) fku»k rzM[kso ÚkkÞ Au.

(c)ßÞkhu Eext > 1.1 V Úkþu, íÞkhu «r¢Þk Vhe Úkþu, Ãkhtíkw ykf]rík (c){kt ËþkoÔÞk {wsçk rðhwØ rËþk{kt Úkþu yLku íku rðãwíkrð¼ksLkfku»k íkhefu ðíkoþu.

[ykf]rík (c)]

ßÞkhu Eext > 1.1 V

(i) R÷uõxÙkìLk CuÚke Zn íkhV ðnu Au yLku rðãwík«ðkn ZnÚke Cu íkhV ðnu Au.

(ii) ®Íf Äkíkw rÍtf rðãwíkÄúwð Ãkh rLkûkurÃkík Úkþu yLku fkìÃkh rðãwíkÄúwð Ãkh fkìÃkh ykuøk¤þu.

(iii) fku»kLkk Äúwðku Ãkh [k‹søk «r¢Þk ÚkkÞ Au.

Cu(s) + → Zn(s) + «r¢Þk Úkþu.

Lke[u ykÃku÷k «§Lkkt xqtf{kt sðkçk ykÃkku.

ûkkhMkuíkwLke h[Lkk sýkðku.

ûkkhMkuíkw yu LkkLkk ÔÞkMkðk¤e, çktLku AuzuÚke ¾wÕ÷e yuðe fk[Lke U ykfkhLke Lk¤e Au. KCl yÚkðk NH4NO3 yÚkðk KNO3 suðk ûkkhLkk ÿkðý su{Lkk ÄLkkÞLk yLku ÉýkÞLkLke ðknfíkk Mk{kLk nkuÞ íkuLku yøkkh-yøkkh MkkÚku Wfk¤eLku U ykfkhLke Lk¤e{kt ¼he Xtzwt Ãkkze su÷e suðwt MðYÃk çkLkkððk{kt ykðu Au. íkuLkk çktLku AuzkLku ø÷kMkðw÷Úke çktÄ fhe íkuLkku yuf Auzku yuf yÄofku»kLkk ÿkðý{kt yLku çkeòu Auzku çkeò yÄofku»kLkk ÿkðý{kt zqçku÷ku hnu íku heíku Lk¤eLku ŸÄe fhe økkuXððk{kt ykðu Au.

Lke[u ykÃku÷k «§Lkkt xqtf{kt sðkçk ykÃkku.

ûkkhMkuíkwLkwt fkÞo sýkðku.

(a) ûkkhMkuíkw çktLku yÄofku»kkuLkkt ÿkðýkuLku ykÞLk ðnLk{køko Ãkqhku Ãkkze rðãwíkÃkrhÃkÚk Ãkqýo fhu Au.

(b) çktLku yÄofku»kkuLkk ÿkðýkuLke rðãwík¼khLke íkxMÚkíkk ò¤ðe hk¾ðkLkwt fkÞo fhu Au.

Lke[u ykÃku÷k «§Lkkt xqtf{kt sðkçk ykÃkku.

fku»k-ÃkkuxìÂLþÞ÷ yux÷u þwt ?

ßÞkhu fku»k{ktÚke fkuE «ðkn ¾U[ðk{kt ykðíkku LkÚke, íÞkhu økìÕðurLkf fku»kLkk çktLku rðãwíkÄúwðku ðå[uLkk ÃkkuxìÂLþÞ÷ íkVkðíkLku fku»k- ÃkkuxìÂLþÞ÷ (Ecell) fnu Au. íkuLku fku»kLkku emf (rðãwík[k÷f çk¤) Ãký fnu Au.

yÚkðk

økìÕðurLkf fku»k{kt fìÚkkuz yLku yìLkkuzLkk rðãwíkÄúwð ÃkkuxìÂLþÞ÷ (rhzõþLk ÃkkuxìÂLþÞ÷) Lkku íkVkðík yux÷u fku»k-ÃkkuxìÂLþÞ÷.

Lke[u ykÃku÷k «§Lkkt sðkçk ykÃkku.

MðefkhkÞu÷ «ýkr÷fk {wsçk økìÕðurLkf fku»kLkwt Mkktfuríkf rLkYÃký Mk{òðku.

➢ MðefkhkÞu÷ «ýkr÷fk {wsçk økìÕðurLkf fku»k{kt yìLkkuzLku zkçke çkksw Ãkh yLku fìÚkkuzLku s{ýe çkksw Ãkh ËþkoðkÞ Au.

➢ økìÕðurLkf fku»kLku íku{ktLke Äkíkw (rðãwíkÄúwð) yLku rðãwíkrð¼kßÞ ÿkðý (yÚkðk Mkr¢Þ ykÞLkku) ðå[u yuf Q¼e hu¾k ËkuheLku ËþkoðkÞ Au.

➢ ûkkhMkuíkw ðzu òuzu÷k çktLku rðãwíkrð¼kßÞkuLku íku{Lke ðå[u çku Q¼e hu¾k ËkuheLku ËþkoðkÞ Au.

➢ «ýkr÷fkøkík heíku fku»kLkku ÃkkuxìÂLþÞ÷ ÄLk nkuðkÚke íkuLku s{ýe çkkswLkk yÄofku»kLkk ÃkkuxìÂLþÞ÷{ktÚke zkçke çkkswLkk yÄofku»kLkk ÃkkuxìÂLþÞ÷Lku çkkË fheLku ËþkoðkÞ Au.

➢ WËknhý íkhefu fku»k-«r¢Þk :

Cu(s) + → + 2Ag(s) Lke yÄofku»k-«r¢Þkyku

fìÚkkuz (rhzõþLk) : + 2e – → 2Ag(s)

yìLkkuz (ykìÂõMkzuþLk) : Cu(s) → + 2e –

∴ Mkktfuríkf rLkYÃký : Cu(s) | || | Ag(s)

∴ Ecell = Eright – Eleft = EAg+|Ag – ECu2+|Cu

Lke[u ykÃku÷k «§Lkkt xqtf{kt sðkçk ykÃkku.

Lke[u Ëþkoðu÷ fku»k-«r¢ÞkLku ykÄkhu økìÕðurLkf fku»kLkwt Mkktfuríkf rLkYÃký fhku íkÚkk Ecell Ëþkoðku.

(i) 2Al(s) + → + 3Cu(s)

(ii) Mg(s) + Cl2(g) → +

(i) 2Al(s) + → + 3Cu(s)

yÄofku»k-«r¢Þkyku :

fìÚkkuz (rhzõþLk) : 3Cu2+ + 6e – → 3Cu(s)

yìLkkuz (ykìÂõMkzuþLk) : 2Al(s) → + 6e –

Mkktfuríkf rLkYÃký : Al(s) | || | Cu(s)

Ecell = Eright – Eleft = ECu2+|Cu – EAl3+|Al

(ii) Mg(s) + Cl2(g) → +

yÄofku»k-«r¢Þkyku :

fìÚkkuz (rhzõþLk) : Cl2(g) + 2e – →

yìLkkuz (ykìÂõMkzuþLk) : Mg(s) → + 2e –

Mkktfuríkf rLkYÃký : Mg(s) | || | Cl2(g) | Pt(s)

Ecell = Eright – Eleft = ECl2|Cl– – EMg2+|Mg

Lke[u ykÃku÷k «§Lkkt xqtf{kt sðkçk ykÃkku.

Mkktfuríkf rLkYÃkýLku ykÄkhu fku»k-«r¢Þk ÷¾ku.

(i) Pt(s) | H2(g) (1 bar) | (1 M) || (1 M) | Cu(s)

(ii) Mg(s) | || | Ag(s)

(i) Pt(s) | H2(g) (1 bar) | (1 M) || (1 M) | Cu(s)

ynª, nkRzÙkusLk rðãwíkÄúwð yìLkkuz íkÚkk Cu rðãwíkÄúwð fìÚkkuz íkhefu ðíkuo Au.

yÄofku»k-«r¢Þkyku :

(ii) Mg(s) | || | Ag(s)

ynª, Mg rðãwíkÄúwð yìLkkuz íkÚkk Ag rðãwíkÄúwð fìÚkkuz íkhefu ðíkuo Au.

yÄofku»k-«r¢Þkyku :

Lke[u ykÃku÷k «§Lkkt sðkçk ykÃkku.

su økìÕðurLkf fku»k{kt «r¢Þk Zn(s) + → + 2Ag(s) Úkíke nkuÞ íkuLke ykf]rík Ëkuhku yLku Ëþkoðku fu,

(i) fÞku rðãwíkÄúwð Éý¼krhík Au ?

(ii) fku»k{kt «ðknLkwt ðnLk fhíkkt ðknfku.

(iii) Ëhuf rðãwíkÄúwð Ãkh ðiÞÂõíkf (ÔÞÂõíkøkík) «r¢Þk.

Zn(s) + → + 2Ag(s) «r¢ÞkLku ykÄkhu ZnLkwt Zn2+{kt ykìÂõMkzuþLk yLku Ag+Lkwt Ag{kt rhzõþLk ÚkkÞ Au. yk{, ykìÂõMkzuþLk rÍtf rðãwíkÄúwð Ãkh ßÞkhu rhzõþLk rMkÕðh rðãwíkÄúwð Ãkh ÚkkÞ Au. yk çkkçkíkLku ykÄkhu økìÕðurLkf fku»kLkwt Mkktfuríkf rLkYÃký ⊖Zn(s) | || | Ag(s)⊕ {¤u Au.

[ykf]rík : rðãwík hkMkkÞrýf fku»k]

(i) ®Íf ÄkíkwLkwt ykìÂõMkzuþLk Úkíkwt nkuðkÚke {wõík Úkíkk R÷uõxÙkìLkLke ½Lkíkk ZnLkk rðãwíkÄúwð Ãkh ðÄðkLkk fkhýu rÍtf rðãwíkÄúwð Éý ðes¼krhík nkuÞ Au.

(ii) ZnÚke Ag rðãwíkÄúwð íkhV R÷uõxÙkìLk«ðkn ÃkMkkh ÚkkÞ Au, ßÞkhu AgÚke Zn rðãwíkÄúwð íkhV rðãwík«ðkn ykÞLkku îkhk ûkkhMkuíkw {khVíku ðnLk ÚkkÞ Au.

(iii) çktLku rðãwíkÄúwðku Ãkh Úkíke yÄo«r¢Þkyku Lke[u {wsçk Au :

yìLkkuz : Zn(s) → + 2e–

fìÚkkuz : + 2e– → 2Ag(s)

Lke[u ykÃku÷k «§Lkkt xqtf{kt sðkçk ykÃkku.

fkuE yuf yÄofku»kLkku yÚkkoíkT ÔÞÂõíkøkík yÄofku»kLkku ÃkkuxìÂLþÞ÷ {kÃke þfkíkku LkÚke. þk {kxu ?

fkuE yuf yÄofku»kLke huzkuûk-«r¢Þk Ãkqýo Úkíke LkÚke, yux÷u fu ykìÂõMkzuþLk yÄo«r¢Þk yÚkðk rhzõþLk yÄo«r¢Þk yuf÷e (ÔÞÂõíkøkík) ÚkE þfíke LkÚke, íkuÚke yÄofku»kLkku ÔÞÂõíkøkík ÃkkuxìÂLþÞ÷ {kÃke þfkíkku LkÚke.

Lke[u ykÃku÷k «§Lkkt sðkçk ykÃkku.

«{krýík nkRzÙkusLk rðãwíkÄúwð («{krýík nkRzÙkusLk yÄofku»k )Lke h[Lkk yLku fkÞoÃkØrík Mk{òðku.

➢ çkeò yÄofku»kLkku ÃkkuxìÂLþÞ÷ «{krýík nkRzÙkusLk yÄofku»kLkku Mkt˼o rðãwíkÄúwð íkhefu WÃkÞkuøk fhe Lk¬e fhe þfkÞ Au.

[ykf]rík : «{krýík nkRzÙkusLk rðãwíkÄúwð (S.H.E.) ]

➢ ykf]rík{kt ËþkoÔÞk «{kýu yuf Ãkkºk{kt 1.0 M H+ (yìrMkz)Lkwt ÿkðý ÷uðk{kt ykðu Au. íku{kt Ã÷urxLk{ ç÷ìfLkwt Ãkz [Zkðu÷ Ã÷urxLk{ Ãkíkhk (rðãwíkÄúwð)Lku zwçkkzðk{kt ykðu Au. yk Ã÷urxLk{ ÃkíkhkLku Pt íkkhLkk xwfzk MkkÚku yuf AuzuÚke çktÄ yuðe fk[Lke Lk¤e òuzu÷e nkuÞ Au. íku{kt 1 bar Ëçkkýu þwØ nkRzÙkusLk ðkÞw ÃkMkkh fhðk{kt ykðu Au.

➢ «{krýík nkRzÙkusLk yÄofku»kLku yLÞ «{krýík yÄofku»k MkkÚku òuzðk{kt ykðu, íÞkhu íku yìLkkuz yÚkðk fìÚkkuz íkhefu ðíkuo Au.

➢ òu «{krýík nkRzÙkusLk yÄofku»k fìÚkkuz íkhefu ðíkoíkku nkuÞ, íkku Lke[u {wsçk «r¢Þk ÚkkÞ Au.

(1 M) + 2e – → H2(g) (1 bar)

➢ Ãkhtíkw òu íku yìLkkuz íkhefu ðíkoíkku nkuÞ, íkku Lke[u {wsçk «r¢Þk Úkþu :

H2(g) (1 bar) → (1 M) + 2e –

➢ «{krýík nkRzÙkusLk rðãwíkÄúwðLkku ÃkkuxìÂLþÞ÷ çkÄkt s íkkÃk{kLku þqLÞ yktfðk{kt (Mðefkhðk{kt) ykÔÞku Au.

➢ 298 K íkkÃk{kLku «{krýík nkRzÙkusLk rðãwíkÄúwðLku Mkt˼o yÄofku»k íkhefu ÷E çkeò «{krýík yÄofku»kLkk ÃkkuxìÂLþÞ÷Lkwt {qÕÞ Lk¬e fhe þfkÞ Au.

Lke[u ykÃku÷k «§Lkkt {køÞk {wsçk sðkçk ykÃkku.

fkuE Ãký «{krýík yÄofku»kLkku ÃkkuxìÂLþÞ÷ Lk¬e fhðkLke ÃkØrík Mk{òðku.

➢ fkuE Ãký «{krýík yÄofku»kLkku ÃkkuxìÂLþÞ÷ {u¤ððk íku yÄofku»kLku «{krýík nkRzÙkusLk yÄofku»k MkkÚku ûkkhMkuíkw îkhk òuzðk{kt ykðu Au. yk heíku íkiÞkh fhu÷k MktÃkqýo fku»kLkku ÃkkuxìÂLþÞ÷ ÃkkuxìÂLþÞku{exh ðzu {kÃkðk{kt ykðu Au.

➢ yk «{kýu h[u÷k MktÃkqýo fku»k{kt yuf yÄofku»k «{krýík nkRzÙkusLk yÄofku»k nkuðkÚke íkuLkk yÄofku»k-ÃkkuxìÂLþÞ÷Lkwt {qÕÞ þqLÞ økýðkLkwt MðefkhkÞu÷ nkuðkÚke {kÃku÷k fku»k-ÃkkuxìÂLþÞ÷ çkeò yÄofku»kLkk «{krýík yÄofku»kLkk ÃkkuxìÂLþÞ÷Lkkt {qÕÞLku Mk{kLk ÚkkÞ Au. òu çkeò yÄofku»kLkku rðãwíkÄúwð yìLkkuz íkhefu ðíkoíkku nkuÞ, íkku Lkwt ÄLk {qÕÞ íku rðãwíkÄúwðLkku Éý{qÕÞ Ëþkoðu Au, Ãkhtíkw òu íku rðãwíkÄúwð fìÚkkuz íkhefu ðíkoíkku nkuÞ, íkku Lkwt ÄLk{qÕÞ íku rðãwíkÄúwðLkku ÄLk{qÕÞ Ëþkoðu Au.

➢ Zn yÄofku»kLku «{krýík nkRzÙkusLk Äúwð MkkÚku òuze rðãwíkhkMkkÞrýf fku»k h[íkkt ZnLkku yÄofku»k yìLkkuz íkhefu ðíkuo Au, íkuÚke Lkwt ÄLk {qÕÞ ZnLkk yÄofku»kLkk rhzõþLk ÃkkuxìÂLþÞ÷Lkk Éý {qÕÞ çkhkçkh nkuÞ Au. CuLkk yÄofku»kLku «{krýík nkRzÙkusLk Äúwð MkkÚku òuze rðãwíkhkMkkÞrýf fku»k h[íkkt CuLkku yÄofku»k fìÚkkuz íkhefu ðíkuo Au. íkuÚke Lkwt ÄLk {qÕÞ CuLkk yÄofku»kLkk rhzõþLk–ÃkkuxìÂLþÞ÷Lkk ÄLk {qÕÞ çkhkçkh nkuÞ Au.

➢ fkuE Ãký rðãwíkÄúwðLkkt {qÕÞku íkuLkkt {qÕÞkuLku Mk{kLk nkuÞ Au,Ãkhtíkw r[nTLk rðhwØ nkuÞ Au.

➢ ÃkkuxìÂLþÞ÷Lkwt Éý {qÕÞ Lkwt ÄLk {qÕÞ Ëþkoðu Au.

Ëk.ík.,

= –

= –2.36 V (rhzõþLk-ÃkkuxìÂLþÞ÷)

= +2.36 V (ykìÂõMkzuþLk-ÃkkuxìÂLþÞ÷)

= 0.34 V (rhzõþLk-ÃkkuxìÂLþÞ÷)

= –0.34 V (ykìÂõMkzuþLk-ÃkkuxìÂLþÞ÷)

➢ su rðãwíkÄúwðkuLkk «{krýík yÄofku»kLkk «{krýík rhzõþLk–ÃkkuxìÂLþÞ÷Lkkt {qÕÞku ÄLk Au, íkuðk rðãwíkÄúwðkuLke R÷uõxÙkìLk {u¤ððkLke ð]r¥k nkRzÙkusLk rðãwíkÄúwð fhíkkt ðÄw nkuÞ Au. ykÚke yk «fkhLkk yÄofku»kLku «{krýík nkRzÙkusLk yÄofku»k MkkÚku òuze fku»kLke h[Lkk fhðk{kt ykðu, íkku íku fìÚkkuz íkhefu ðíkuo Au.

➢ ykÚke rðhwØ su rðãwíkÄúwðkuLkk «{krýík yÄofku»kLkk «{krýík rhzõþLk- ÃkkuxìÂLþÞ÷Lkkt {qÕÞku Éý Au, íkuðk rðãwíkÄúwðkuLke R÷uõxÙkìLk {u¤ððkLke ð]r¥k nkRzÙkusLk rðãwíkÄúwð fhíkkt ykuAe nkuÞ Au.

➢ ykÚke yk «fkhLkk yÄofku»kLke h[Lkk fhðk{kt ykðu, íkku íku yìLkkuz íkhefu ðíkuo Au.

➢ òu «{krýík nkRzÙkusLk yÄofku»kLke økuhnkshe{kt «{krýík yÄofku»kLkk WÃkÞkuøkÚke «{krýík fku»kLke h[Lkk fhðk{kt ykðu, íkku íku{ktÚke su rðãwíkÄúwðLkk «{krýík yÄofku»kLkk rhzõþLk-ÃkkuxìÂLþÞ÷Lkwt {qÕÞ ðÄkhu nþu, íku fìÚkkuz íkhefu ðíkoþu.

Ëk.ík.,

|Zn yLku |Cu «{krýík yÄofku»kLku òuze MktÃkqýo fku»k çkLkkððk{kt ykðu, íkku íku{kt ZnLkku rðãwíkÄúwð yìLkkuz yLku fkìÃkhLkku rðãwíkÄúwð fìÚkkuz íkhefu ðíkoþu, fkhý fu Lkwt {qÕÞ –0.76 V Au, su Lkk {qÕÞ + 0.34 ðkìÕx fhíkkt ykuAwt Au.

yk heíku çkLku÷k MktÃkqýo fku»kLkwt Mkktfuríkf rLkYÃký Lke[u {wsçk Au :

yZn(s) | (1 M) || (1 M) | Cu(s)

Lke[u ykÃku÷k «§Lkkt sðkçk ykÃkku.

emf ©uýe yux÷u þwt ? emf ©uýeLku ykÄkhu {¤íke {krníke sýkðku.

➢ ßÞkhu rðãwíkfku»kLkku ÃkkuxìÂLþÞ÷ nkRzÙkusLk rðãwíkÄúwðLkk Mkt˼o{kt {kÃkðk{kt ykðu, íÞkhu çkeò rðãwíkÄúwðLkk ÃkkuxìÂLþÞ÷Lku R÷uõxÙkì{kurxð VkuMko (xqtf{kt emf) íkhefu yku¤¾ðk{kt ykðu Au.

➢ rðrðÄ «{krýík yÄofku»kLkkt rhzõþLk–ÃkkuxìÂLþÞ÷Lkkt {qÕÞkuLku (su «{krýík rðãwíkÄúwð ÃkkuxìÂLþÞ÷ Au íkuLku) Qíkhíkk ¢{{kt økkuXððkÚke h[kíke rðãwíkÄúwðkuLke ©uýeLku emf ©uýe fnu Au.

➢ emf ©uýeLku ykÄkhu {¤íke {krníke Lke[u {wsçk Au :

(a) yk ©uýe{kt ykìÂõMkzuþLk–«r¢Þk yLkw¼ððkLke ð]r¥k, R÷uõxÙkìLk {wõík fhðkLke ð]r¥k yLku rhzõþLkfíkko íkhefuLke «çk¤íkk WÃkhÚke Lke[uLke rËþk íkhV ðÄu Au.

(b) yk ©uýe{kt rhzõþLk–«r¢Þk yLkw¼ððkLke ð]r¥k, R÷uõxÙkìLk MðefkhðkLke ð]r¥k yLku ykìÂõMkzuþLkfíkko íkhefuLke «çk¤íkk Lke[uÚke WÃkhLke rËþk íkhV ðÄu Au.

(c) yk ©uýeLkk ykÄkhu fkuE Ãký çku yÄofku»kLku òuzðkÚke çkLkíkk MktÃkqýo fku»kLkku «{krýík ÃkkuxìÂLþÞ÷ økýe þfkÞ Au. yk ©uýe{kt fÞku rðãwíkÄúwð yìLkkuz çkLkþu yLku fÞku rðãwíkÄúwð fìÚkkuz çkLkþu, íkuLke {krníke Ãký {u¤ðe þfkÞ Au.

(d) yk ©uýe{kt su ÄkíkwLkwt MÚkkLk Lke[u Au íku ÄkíkwLkk Mkr¤ÞkLku ©uýe{kt WÃkh hnu÷e ÄkíkwLkk ûkkhLkk ÿkðý{kt {qfíkkt ÄkíkwLkku Mkr¤Þku yu ÿkðý{kt ÄkíkwykÞLk íkhefu yLku ÿkðý{kt hnu÷ ÄkíkwykÞLk yu Äkíkw YÃku VuhçkË÷e Ãkk{u Au.

Ëk.ík., FeLkwt MÚkkLk emf ©uuýe{kt Cu fhíkkt Lke[wt Au. FeLkk Mkr¤ÞkLku Cu2+Lkk ÿkðý{kt {qfíkkt FeLkku Mkr¤Þku Fe2+{kt yLku Cu2+, Cu(s){kt YÃkktíkh Ãkk{u Au.

Lke[u ykÃku÷k «§Lkkt xqtf{kt sðkçk ykÃkku.

ík{u Mg2+|Mg «ýk÷eLkku «{krýík rðãwíkÄúwð-ÃkkuxìÂLþÞ÷ fuðe heíku Lk¬e fhþku ?

➢ Mg|MgSO4 (1 M) yÄofku»k (1 M MgSO4Lkk ÿkðý{kt MgLke Ãkèe zwçkkzíkkt)Lku «{krýík nkRzÙkusLk yÄofku»k MkkÚku ûkkhMkuíkwLke {ËËÚke òuze MktÃkqýo fku»kLke h[Lkk fhe ðkìÕx{exhLke {ËËÚke R÷uõxÙkìLk«ðknLke rËþk òýíkkt fku»kLkwt Mkktfuríkf rLkYÃký Lke[u {wsçk ÚkE þfu.

Mg|Mg2+ (1 M) || H+ (1 M) | H2 (1 bar) | Pt

= –

∴= 0.0 –

∴= –

Lke[u ykÃku÷k «§Lkkt xqtf{kt sðkçk ykÃkku.

ík{u rÍtfLkk Ãkkºk{kt fkìÃkh MkÕVuxLkwt ÿkðý ¼he hk¾e þfku ?

emf ©uýe ÃkhÚke > nkuðkÚke,

Mkt¼rðík huzkuûk-«r¢Þk :

Zn(s) + CuSO4(aq) → ZnSO4(aq) + Cu(s)

➢ ®Íf Äkíkw fkìÃkh fhíkkt ðÄw Mkr¢Þ nkuðkÚke rÍtf Äkíkw CuSO4Lkk ÿkðý{ktLkk Cu2+ ykÞLkkuLkwt rhzõþLk fhe s÷eÞ ÿkðý{ktÚke CuLkwt rðMÚkkÃkLk fhe þfu Au. ykÚke rÍtf Äkíkw CuSO4Lkk ÿkðý MkkÚku «¢eÞk yLkw¼ðe ¾ðký Ãkk{þu Ãkrhýk{u rÍtfLkk Ãkkºk{kt fkìÃkh MkÕVuxLkwt ÿkðý ¼he þfkÞ Lkrn.

➢ WÃkhktík = – 0.76 V íkÚkk = + 0.34 V

∴ «r¢Þk {wsçk = –

= 0.34 – (– 0.76)

= 1.10 V

> 0 nkuðkÚke huzkuûk-«r¢Þk ÚkE LkeÃks {¤u, ykÚke rÍtf (Zn)Lkk Ãkkºk{kt CuSO4Lkwt s÷eÞ ÿkðý ¼he þfkÞ Lkrn.

Lke[u ykÃku÷k «§Lkkt xqtf{kt sðkçk ykÃkku.

«{krýík rðãwíkÄúwð-ÃkkuxìÂLþÞ÷ {kxuLkk fku»xf 2.1Lkku WÃkÞkuøk fhku yLku yuðk ºký ÃkËkÚkkou Mkq[ðku, su ÞkuøÞ ÃkrhÂMÚkrík{kt VuhMk ykÞLkLkwt ykìÂõMkzuþLk fhe þfu ?

➢ fku»xf 2.1 {wsçk Fe3+ + e – → Fe2+ Ey= 0.77 V

∴ Fe2+ → Fe3+ + e – Ey= – 0.77 V

➢ ykÚke su ÃkËkÚkoLkk rhzõþLk-ÃkkuxìÂLþÞ÷Lkk {qÕÞ 0.77 V fhíkkt ðÄw nkuÞ íkuLkk ðzu VuhMk ykÞLkLkwt ykìÂõMkzuþLk ÚkE þfu.

∴ emf ©uýeLku ykÄkhu Br2, Cl2 yLku F2 ðzu ÞkuøÞ ÃkrhÂMÚkrík{kt VuhMk ykÞLkLkwt ykìÂõMkzuþLk ÚkE þfþu.

Lke[u ykÃku÷k «§Lkkt xqtf{kt sðkçk ykÃkku.

rðãwíkhkMkkÞrýf fku»kkuLkk rðþk¤ ÃkkÞk Ãkh WÃkÞkuøkku sýkðku.

rðãwíkhkMkkÞrýf fku»kLkk ÃkkuxìÂLþÞ÷Lkk {qÕÞLku ykÄkhu ÿkðýLke pH, ÿkÔÞíkk økwýkfkh, Mktíkw÷Lk y[¤ktf, ÃkkýeLkku ykÞLkeÞ økwýkfkh (Kw) Lk¬e fhe þfkÞ yLku yLÞ W»{køkríkfeÞ økwýÄ{kou yLku ÃkkuxìÂLþÞku{ìrxÙf (rð¼ð{kÃke) yLkw{kÃkLkku{kt WÃkÞkuøke Au.

Lke[u ykÃku÷k «§Lkkt xqtf{kt sðkçk ykÃkku.

«{krýík rðãwíkÄúwð-ÃkkuxìÂLþÞ÷ (rð¼ð ) ykÃku÷ Au :

K+|K = –2.93 V, Ag+|Ag = 0.80 V

Hg2+|Hg = 0.79 V, Mg2+|Mg = –2.37 V,

Cr3+|Cr = – 0.74 V

yk ÄkíkwykuLku íku{Lke rhzõþLkfíkko íkhefuLke «çk¤íkk (Mkk{ÚÞo )Lkk [Zíkk ¢{{kt økkuXðku.

rðãwíkÄúwð-ÃkkuxìrLþÞ÷ sux÷ku Lke[ku yux÷ku «çk¤ rhzõþLkfíkko. ykÚke, su{su{ rðãwíkÄúwð ÃkkuxìrLþÞ÷ ðÄíkku òÞ íku{íku{ rhzõþLkfíkko íkhefuLke ûk{íkk ½xíke òÞ. yk çkkçkíkLku æÞkLk{kt hk¾e ykÃku÷k rðãwíkÄúwðkuLku íku{Lkk rhzõþLkfíkko íkhefuLke ûk{íkkLku ykÄkhu [Zíkk¢{{kt økkuXðíkkt Lke[u {wsçk ¢{ {¤u :

Ag < Hg < Cr < Mg < K

Lke[u ykÃku÷k «§Lkkt xqtf{kt sðkçk ykÃkku.

298 K íkkÃk{kLku Lke[u ykÃku÷k «{krýík yÄofku»kLkk WÃkÞkuøkÚke çkLkíkk fku»kLkwt Mkktfuríkf rLkYÃký fhku. fku»kLke «r¢Þk ÷¾e íkuLkku «{krýík ÃkkuxìÂLþÞ÷ økýku.

(i) = – 0.76 V (ii) = 0.80 V

ZnLkku «{krýík rhzõþLk–ÃkkuxìÂLþÞ÷ ykuAku nkuðkÚke íku yìLkkuz íkhefu ðíkoþu, ykÚke Mkktfuríkf rLkYÃký{kt íku zkçke çkksw ÷¾kþu.

fku»kLkwt Mkktfuríkf rLkYÃký : yZn | Zn2+ (1 M) || Ag+ (1 M) | Ag⊕

fìÚkkuz : 2 + 2e– 2Ag(s)(rhzõþLk)

yuLkkuzyìLkkuz : Zn(s) + 2e– (ykìÂõMkzuþLk)

fku»k–«r¢Þk : Zn(s) + 2 + 2Ag(s)

= –

= – = 0.80 – (– 0.76) = 1.56 V

Lke[u ykÃku÷k «§Lkkt xqtf{kt sðkçk ykÃkku.

298 K íkkÃk{kLku Lke[u ykÃku÷k «{krýík yÄofku»kLkk WÃkÞkuøkÚke çkLkíkk fku»kLkwt Mkktfuríkf rLkYÃký fhku. fku»kLke «r¢Þk ÷¾ku. íkuLkku «{krýík ÃkkuxìÂLþÞ÷ økýku.

(i) = – 2.37 V (ii) = –0.28 V

MgLkku «{krýík rhzõþLk–ÃkkuxìÂLþÞ÷ ykuAku nkuðkÚke íku yìLkkuz íkhefu ðíkoþu, ykÚke Mkktfuríkf rLkYÃký{kt íku zkçke çkksw ÷¾kþu.

fku»kLkwt Mkktfuríkf rLkYÃký : ⊝Mg(s) | Mg2+ (1 M) || Co2+ (1 M) |

fìÚkkuz : + 2e– Co(s)(rhzõþLk)

yuLkkuzyìLkkuz : Mg(s) + 2e– (ykìÂõMkzuþLk)

fku»k–«r¢Þk : Mg(s) + + Co(s)

= –

= – = (–0.28) – (–2.37) = 2.09 V

Lke[u ykÃku÷k «§Lkkt {køÞk {wsçk sðkçk ykÃkku.

Ãkus 2.6 Ãkh ykÃku÷k fku»xf 2.1{kt ykÃku÷ «{krýík rðãwíkÄúwð ÃkkuxìÂLþÞ÷Lkku WÃkÞkuøk fheLku yLkw{kLk fhku fu Lke[uLkk ðå[u «r¢Þk þõÞ Au ?

(i) yLku ; (ii) yLku Cu(s); (iii) yLku ; (iv) Ag(s) yLku ; (v) Br2(aq) yLku

fku»xf 2.1 ÃkhÚke,

(i) yLku

+ → + I2

∴ = –

= 0.77 – 0.54

= 0.23 V

> 0 nkuðkÚke «r¢Þk þõÞ Au.

(ii) + Cu(s) → 2Ag(s) +

= –

= 0.80 – 0.34

= 0.46 V

> 0 nkuðkÚke «r¢Þk þõÞ Au.

(iii) + → + Br2

= –

= 0.77 – 1.09 = – 0.32 V

< 0 nkuðkÚke «r¢Þk þõÞ LkÚke.

ykÞLk Lkwt ykìÂõMkzuþLk fhe þfu Lkrn.

(iii)Ag(s) + Fe3+ → Ag+ + Fe2+

= –

= 0.77 – 0.80

= – 0.03 V

< 0 nkuðkÚke «r¢Þk þõÞ LkÚke.

Ag Äkíkw Lkwt rhzõþLk fhe þfu Lkrn.

(iv)Br2(aq) + → Br– + Fe3+

= –

= 1.09 – 0.77

= 0.32 V

> 0 nkuðkÚke «r¢Þk þõÞ Au.

Lke[u ykÃku÷k «§Lkkt {køÞk {wsçk sðkçk ykÃkku.

ÞkuøÞ WËknhýLku ykÄkhu LkLMxo Mk{efhý Mk{òðku.

➢ rðãwíkÄúwðku Ãkh Úkíke «r¢Þkyku MkkÚku Mktf¤kÞu÷k ÂMÃkMkeÍ (½xfku)Lke Mkktÿíkk nt{uþkt yuf{ nkuðe sYhe LkÚke.

➢ LkLMxoLkk ËþkoÔÞk {wsçk + ne – → M(s)

➢ rðãwíkÄúwð «r¢Þk {kxu «{krýík nkRzÙkusLk rðãwíkÄúwðLkk Mkt˼o{kt fkuE Ãký Mkktÿíkkyu rðãwíkÄúwð-ÃkkuxìÂLþÞ÷ {kÃke þfeyu.

= – ln

Ãkhtíkw ½LkÃkËkÚkoLke Mkktÿíkk M y[¤ økýíkkt,

= – ln

ßÞkt, òýeíkwt Au (emf ©uýe ÃkhÚke)

R = ðkÞw-y[¤ktf (8.314 J K–1 mol–1)

F = Vuhkzu-y[¤ktf (96487 C mol –1) ≈ 96500 C

T = íkkÃk{kLk (K)

M n+ = ½xfLke Mkktÿíkk

➢ zurLkÞ÷fku»k{kt Cu2+ yLku Zn2+ ykÞLkLke ykÃku÷ fkuE Ãký Mkktÿíkk {kxu rðãwíkÄúwð-ÃkkuxìÂLþÞ÷{kt ÷¾e þfeyu.

fìÚkkuz {kxu :

E(Cu2+|Cu) = – ln .......... (1)

yìLkkuz {kxu :

E(Zn2+|Zn) = – ln ......... (2)

nðu, fku»k-ÃkkuxìÂLþÞ÷ Ecell = ECu2+|Cu – EZn2+|Zn

∴ –

=––ln + ln

= – ln

∴ Ecell = – ln ………. (3)

➢ yk ÃkhÚke fne þfkÞ fu Ecell çktLku Cu2+ yLku Zn2+ ykÞLkkuLke Mkktÿíkk Ãkh ykÄkh hk¾u Au. íkuLkwt {qÕÞ Cu2+ ykÞLkLke Mkktÿíkk ðÄíkkt ðÄu Au yLku Zn2+ ykÞLkLke Mkktÿíkk ½xíkkt ½xu Au.

➢ WÃkÞwoõík Mk{efhý (3){kt «kf]ríkf ÷½wøkwýfLku 10Lkk ÃkkÞk{kt ÃkrhðŠíkík fhíkkt íkÚkk R, F yLku íkkÃk{kLk T (298 K)Lkkt {qÕÞku {qfíkkt,

Ecell = – log

➢ çktLku Äúwðku {kxu Mkh¾e MktÏÞkLkk R÷uõxÙkìLk (n)Lkku WÃkÞkuøk fhðku òuEyu, ykÚke Lke[uLkk fku»k {kxu, Ni(s) | || | Ag

{kxu fku»k-«r¢Þk : Ni(s) + → + 2Ag(s) Au.

∴ LkLMxo Mk{efhý : Ecell = – log Úkþu.

➢ aA + bB cC + dD «fkhLke Mkk{kLÞ rðãwíkhkMkkÞrýf «r¢Þk {kxu LkLMxo Mk{efhý Lke[u {wsçk ÷¾e þfkÞ :

Ecell = – ln