રાસાયણિક પ્રક્રિયાઓનો ઉપયોગ વિદ્યુત ઊર્જા ઉત્પન્ન કરવા માટે થઈ શકે છે, તેનાથી વિપરીત, વિદ્યુત ઊર્જાનો ઉપયોગ એવી રાસાયણિક પ્રક્રિયાઓ કરવા માટે થઈ શકે છે જે સ્વયંભૂ રીતે આગળ નથી વધતી.

વિદ્યુતરસાયણશાસ્ત્ર એ સ્વયંભૂ રાસાયણિક પ્રક્રિયાઓ દરમિયાન મુક્ત થતી ઊર્જામાંથી વિદ્યુત ઉત્પાદન અને બિન-સ્વયંભૂ રાસાયણિક પરિવર્તનો લાવવા માટે વિદ્યુત ઊર્જાના ઉપયોગનો અભ્યાસ છે. આ વિષય સૈદ્ધાંતિક અને વ્યવહારિક દૃષ્ટિએ બંને માટે મહત્વપૂર્ણ છે. મોટી સંખ્યામાં ધાતુઓ, સોડિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડ, ક્લોરિન, ફ્લોરિન અને અન્ય ઘણા રસાયણો વિદ્યુતરાસાયણિક પદ્ધતિઓ દ્વારા ઉત્પન્ન થાય છે. બેટરીઓ અને ઇંધણ કોષો રાસાયણિક ઊર્જાને વિદ્યુત ઊર્જામાં રૂપાંતરિત કરે છે અને વિવિધ સાધનો અને ઉપકરણોમાં વ્યાપક પાયે ઉપયોગમાં લેવાય છે. વિદ્યુતરાસાયણિક રીતે કરવામાં આવતી પ્રક્રિયાઓ ઊર્જા-કાર્યક્ષમ અને ઓછી પ્રદૂષણકારક હોઈ શકે છે. તેથી, પર્યાવરણ-મિત્ર નવી તકનીકો સર્જવા માટે વિદ્યુતરસાયણશાસ્ત્રનો અભ્યાસ મહત્વપૂર્ણ છે. કોષો દ્વારા સંવેદનાત્મક સંકેતોનું મગજ સુધી પ્રસારણ અને તેનાથી વિપરીત અને કોષો વચ્ચેનો સંચાર વિદ્યુતરાસાયણિક મૂળ ધરાવે છે તે જાણીતું છે. વિદ્યુતરસાયણશાસ્ત્ર, તેથી, એક ખૂબ જ વિશાળ અને અંતરશાખાકીય વિષય છે. આ એકમમાં, આપણે તેના માત્ર કેટલાક મહત્વપૂર્ણ પ્રાથમિક પાસાઓને આવરી લઈશું.

૩.૧ વિદ્યુતરાસાયણિક કોષો

કક્ષા XI, એકમ ૮ માં, આપણે ડેનિયલ કોષ (ફિગ. ૩.૧) ની રચના અને કાર્યનો અભ્યાસ કર્યો હતો. આ કોષ રેડોક્ષ પ્રક્રિયા Zn દરમિયાન મુક્ત થતી રાસાયણિક ઊર્જાને

ફિગ. ૩.૧: ડેનિયલ કોષ જેમાં ઝિંક અને કોપરના ઇલેક્ટ્રોડ તેમના સંબંધિત લવણોના દ્રાવણોમાં ડૂબેલા છે.

$$ \begin{equation*} \mathrm{Zn}(\mathrm{s})+\mathrm{Cu}^{2+}(\mathrm{aq}) \rightarrow \mathrm{Zn}^{2+}(\mathrm{aq})+\mathrm{Cu}(\mathrm{s}) \tag{3.1} \end{equation*} $$

વિદ્યુત ઊર્જામાં રૂપાંતરિત કરે છે અને જ્યારે $\mathrm{Zn}^{2+}$ અને $\mathrm{Cu}^{2+}$ આયનોની સાંદ્રતા એકમ $\left(1 \mathrm{~mol} \mathrm{dm}^{-3}\right)^{*}$ હોય ત્યારે $1.1 \mathrm{~V}$ જેટલી વિદ્યુત સંભવિતતા ધરાવે છે. આવા ઉપકરણને ગેલ્વેનિક અથવા વોલ્ટેઇક કોષ કહેવામાં આવે છે.

જો ગેલ્વેનિક કોષમાં બાહ્ય વિરુદ્ધ સંભવિતતા લાગુ કરવામાં આવે [ફિગ. ૩.૨(એ)] અને ધીમે ધીમે વધારવામાં આવે, તો આપણે જોઈએ છીએ કે પ્રતિકૂળ વોલ્ટેજ ૧.૧ V ની કિંમત [ફિગ. ૩.૨(બી)] સુધી પહોંચે ત્યાં સુધી પ્રક્રિયા ચાલુ રહે છે, જ્યારે, પ્રક્રિયા સંપૂર્ણપણે બંધ થઈ જાય છે અને કોષમાંથી કોઈ પ્રવાહ વહેતો નથી. બાહ્ય સંભવિતતામાં કોઈપણ વધુ વધારો ફરીથી પ્રક્રિયાને શરૂ કરે છે પરંતુ વિરુદ્ધ દિશામાં [ફિગ. ૩.૨(સી)]. હવે તે ઇલેક્ટ્રોલાઇટિક કોષ તરીકે કાર્ય કરે છે, જે બિન-સ્વયંભૂ રાસાયણિક પ્રક્રિયાઓ કરવા માટે વિદ્યુત ઊર્જાનો ઉપયોગ કરવા માટેનું ઉપકરણ છે. બંને પ્રકારના કોષો ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ છે અને આપણે તેમની કેટલીક મુખ્ય વિશેષતાઓનો અભ્યાસ આગળનાં પાનાંઓમાં કરીશું.

(એ) જ્યારે $E _{\text { ext }}$ < ૧.૧ V

(i) ઇલેક્ટ્રોન Zn રોડમાંથી Cu રોડમાં વહે છે તેથી પ્રવાહ Cu થી Zn તરફ વહે છે.

(ii) Zn એનોડ પર ઓગળે છે અને કેથોડ પર કોપર જમા થાય છે.

(બી) જ્યારે $E _{\text { ext }}$ = ૧.૧ V

(i) ઇલેક્ટ્રોન અથવા પ્રવાહનો પ્રવાહ નથી.

(ii) કોઈ રાસાયણિક પ્રક્રિયા નથી.

(સી) જ્યારે Eext > ૧.૧ V

(i) ઇલેક્ટ્રોન Cu થી Zn તરફ વહે છે અને પ્રવાહ Zn થી Cu તરફ વહે છે.

(ii) ઝિંક ઇલેક્ટ્રોડ પર જમા થાય છે અને કોપર ઇલેક્ટ્રોડ પર કોપર ઓગળે છે.

ફિગ. ૩.૨ ડેનિયલ કોષનું કાર્ય જ્યારે બાહ્ય વોલ્ટેજ $E _{\text { ext }}$ કોષ સંભવિતતાની વિરુદ્ધ લાગુ કરવામાં આવે છે

૩.૨ ગેલ્વેનિક કોષો

અગાઉ ઉલ્લેખ કર્યા મુજબ (કક્ષા XI, એકમ ૮) ગેલ્વેનિક કોષ એક વિદ્યુતરાસાયણિક કોષ છે જે સ્વયંભૂ રેડોક્ષ પ્રક્રિયાની રાસાયણિક ઊર્જાને વિદ્યુત ઊર્જામાં રૂપાંતરિત કરે છે. આ ઉપકરણમાં સ્વયંભૂ રેડોક્ષ પ્રક્રિયાની ગિબ્સ ઊર્જાને વિદ્યુત કાર્યમાં રૂપાંતરિત કરવામાં આવે છે જેનો ઉપયોગ મોટર અથવા હીટર, પંખા, ગીઝર વગેરે જેવા અન્ય વિદ્યુત ગેજેટ્સ ચલાવવા માટે થઈ શકે છે.

અગાઉ ચર્ચા કરેલ ડેનિયલ કોષ એવો એક કોષ છે જેમાં નીચેની રેડોક્ષ પ્રક્રિયા થાય છે.

$$ \mathrm{Zn}(\mathrm{s})+\mathrm{Cu}^{2+}(\mathrm{aq}) \rightarrow \mathrm{Zn}^{2+}(\mathrm{aq})+\mathrm{Cu}(\mathrm{s}) $$

આ પ્રક્રિયા બે અર્ધ-પ્રક્રિયાઓનું સંયોજન છે જેનો સરવાળો સમગ્ર કોષ પ્રક્રિયા આપે છે:

(i) $\mathrm{Cu}^{2+}+2 \mathrm{e}^{-} \rightarrow \mathrm{Cu}(\mathrm{s}) \quad$ (અપચય અર્ધ-પ્રક્રિયા)

(ii) $\mathrm{Zn}$ (s) $\rightarrow \mathrm{Zn}^{2+}+2 \mathrm{e}^{-} \quad$ (ઉપચય અર્ધ-પ્રક્રિયા)

આ પ્રક્રિયાઓ ડેનિયલ કોષના બે અલગ-અલગ ભાગોમાં થાય છે. અપચય અર્ધ-પ્રક્રિયા કોપર ઇલેક્ટ્રોડ પર થાય છે જ્યારે ઉપચય અર્ધ-પ્રક્રિયા ઝિંક ઇલેક્ટ્રોડ પર થાય છે. કોષના આ બે ભાગોને અર્ધ-કોષો અથવા રેડોક્ષ જોડીઓ પણ કહેવામાં આવે છે. કોપર ઇલેક્ટ્રોડને અપચય અર્ધ-કોષ કહી શકાય અને ઝિંક ઇલેક્ટ્રોડને ઉપચય અર્ધ-કોષ કહી શકાય.

આપણે વિવિધ અર્ધ-કોષોના સંયોજનો લઈને ડેનિયલ કોષના નમૂના પર અસંખ્ય ગેલ્વેનિક કોષોનું નિર્માણ કરી શકીએ છીએ. દરેક અર્ધકોષમાં ઇલેક્ટ્રોલાઇટમાં ડૂબેલી ધાત્વીય ઇલેક્ટ્રોડ હોય છે. બંને અર્ધ-કોષો બાહ્ય રીતે વોલ્ટમીટર અને સ્વીચ દ્વારા ધાત્વીય વાયર દ્વારા જોડાયેલા હોય છે. બંને અર્ધ-કોષોના ઇલેક્ટ્રોલાઇટ્સ આંતરિક રીતે ફિગ. ૩.૧ માં બતાવ્યા પ્રમાણે સોલ્ટ બ્રિજ દ્વારા જોડાયેલા હોય છે. કેટલીકવાર, બંને ઇલેક્ટ્રોડ સમાન ઇલેક્ટ્રોલાઇટ દ્રાવણમાં ડૂબેલા હોય છે અને આવા કિસ્સાઓમાં આપણે સોલ્ટ બ્રિજની જરૂર નથી.

દરેક ઇલેક્ટ્રોડ-ઇલેક્ટ્રોલાઇટ ઇન્ટરફેસ પર દ્રાવણમાંથી ધાતુના આયનો ધાતુ ઇલેક્ટ્રોડ પર જમા થવાની અને તેને ધન વિદ્યુતભારિત બનાવવાની વૃત્તિ હોય છે. તે જ સમયે, ઇલેક્ટ્રોડના ધાતુના અણુઓ દ્રાવણમાં આયનો તરીકે જવાની અને ઇલેક્ટ્રોડ પર ઇલેક્ટ્રોન પાછળ છોડીને તેને ઋણ વિદ્યુતભારિત બનાવવાની વૃત્તિ ધરાવે છે. સંતુલન પર, વિદ્યુતભારોનું વિભાજન થાય છે અને બે વિરોધી પ્રક્રિયાઓની વૃત્તિઓના આધારે, ઇલેક્ટ્રોડ દ્રાવણની સાપેક્ષે ધન અથવા ઋણ વિદ્યુતભારિત હોઈ શકે છે. ઇલેક્ટ્રોડ અને ઇલેક્ટ્રોલાઇટ વચ્ચે સંભવિત તફાવત વિકસિત થાય છે જેને ઇલેક્ટ્રોડ સંભવિતતા કહેવામાં આવે છે. જ્યારે અર્ધ-કોષમાં સામેલ તમામ પ્રજાતિઓની સાંદ્રતા એકમ હોય ત્યારે ઇલેક્ટ્રોડ સંભવિતતાને પ્રમાણભૂત ઇલેક્ટ્રોડ સંભવિતતા તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. IUPAC સંમેલન મુજબ, પ્રમાણભૂત અપચય સંભવિતતાઓને હવે પ્રમાણભૂત ઇલેક્ટ્રોડ સંભવિતતા કહેવામાં આવે છે. ગેલ્વેનિક કોષમાં, જે અર્ધ-કોષમાં ઉપચય થાય છે તેને એનોડ કહેવામાં આવે છે અને તે દ્રાવણની સાપેક્ષે ઋણ સંભવિતતા ધરાવે છે. બીજા અર્ધ-કોષમાં જેમાં અપચય થાય છે તેને કેથોડ કહેવામાં આવે છે અને તે દ્રાવણની સાપેક્ષે ધન સંભવિતતા ધરાવે છે. આમ, બે ઇલેક્ટ્રોડ વચ્ચે સંભવિત તફાવત અસ્તિત્વમાં છે અને જેમ જ સ્વીચ ચાલુ સ્થિતિમાં હોય છે તેમ ઇલેક્ટ્રોન ઋણ ઇલેક્ટ્રોડમાંથી ધન ઇલેક્ટ્રોડ તરફ વહે છે. પ્રવાહની દિશા ઇલેક્ટ્રોનના પ્રવાહની વિરુદ્ધ હોય છે.

ગેલ્વેનિક કોષના બે ઇલેક્ટ્રોડ વચ્ચેનો સંભવિત તફાવત કોષ સંભવિતતા કહેવાય છે અને તે વોલ્ટમાં માપવામાં આવે છે. કોષ સંભવિતતા એ કેથોડ અને એનોડની ઇલેક્ટ્રોડ સંભવિતતાઓ (અપચય સંભવિતતાઓ) વચ્ચેનો તફાવત છે. જ્યારે કોષ દ્વારા કોઈ પ્રવાહ ખેંચવામાં ન આવે ત્યારે તેને કોષની વિદ્યુતચાલક બળ (emf) કહેવામાં આવે છે. હવે એક સ્વીકૃત સંમેલન છે કે ગેલ્વેનિક કોષનું પ્રતિનિધિત્વ કરતી વખતે આપણે એનોડને ડાબી બાજુએ અને કેથોડને જમણી બાજુએ રાખીએ છીએ. ગેલ્વેનિક કોષને સામાન્ય રીતે ધાતુ અને ઇલેક્ટ્રોલાઇટ દ્રાવણ વચ્ચે ઊભી રેખા મૂકીને અને સોલ્ટ બ્રિજ દ્વારા જોડાયેલા બે ઇલેક્ટ્રોલાઇટ્સ વચ્ચે ડબલ ઊભી રેખા મૂકીને રજૂ કરવામાં આવે છે. આ સંમેલન હેઠળ કોષની emf ધન હોય છે અને તે જમણી બાજુના અર્ધ-કોષની સંભવિતતા ઓછા ડાબી બાજુના અર્ધ-કોષની સંભવિતતા દ્વારા આપવામાં આવે છે, એટલે કે,

$$ E_{\text {cell }}=E_{\text {right }}-E_{\text {left }} $$

આ નીચેના ઉદાહરણ દ્વારા સમજાવવામાં આવ્યું છે:

કોષ પ્રક્રિયા:

$$ \begin{equation*} \mathrm{Cu}(\mathrm{s})+2 \mathrm{Ag}^{+}(\mathrm{aq}) \longrightarrow \mathrm{Cu}^{2+}(\mathrm{aq})+2 \mathrm{Ag}(\mathrm{s}) \tag{3.4} \end{equation*} $$

અર્ધ-કોષ પ્રક્રિયાઓ: કેથોડ (અપચય): $\quad 2 \mathrm{Ag}^{+}(\mathrm{aq})+2 \mathrm{e}^{-} \rightarrow 2 \mathrm{Ag}(\mathrm{s})$

એનોડ (ઉપચય): $\quad \mathrm{Cu}(\mathrm{s}) \rightarrow \mathrm{Cu}^{2+}(\mathrm{aq})+2 \mathrm{e}^{-}$

તે જોઈ શકાય છે કે (૩.૫) અને (૩.૬) નો સરવાળો કોષમાં સમગ્ર પ્રક્રિયા (૩.૪) તરફ દોરી જાય છે અને તે ચાંદીનો ઇલેક્ટ્રોડ કેથોડ તરીકે અને કોપર ઇલેક્ટ્રોડ એનોડ તરીકે કાર્ય કરે છે. કોષને આ રીતે રજૂ કરી શકાય:

$$ \begin{align*} & \mathrm{Cu}(\mathrm{s})\left|\mathrm{Cu}^{2+}(\mathrm{aq}) \| \mathrm{Ag}^{+}(\mathrm{aq})\right| \mathrm{Ag}(\mathrm{s}) \\ & \text { and we have } E_{\text {cell }}=E_{\text {right }}-E_{\text {left }}=E_{\mathrm{Ag}^{+} \mid \mathrm{Ag}}-E_{\mathrm{Cu}^{2+} \mid \mathrm{Cu}} \tag{3.7} \end{align*} $$

૩.૨.૧ ઇલેક્ટ્રોડ સંભવિતતાનું માપન

વ્યક્તિગત અર્ધ-કોષની સંભવિતતાને માપી શકાતી નથી. આપણે માત્ર બે અર્ધ-કોષ સંભવિતતાઓ વચ્ચેનો તફાવત માપી શકીએ છીએ જે કોષની emf આપે છે. જો આપણે મનસ્વી રીતે એક ઇલેક્ટ્રોડ (અર્ધ-કોષ)ની સંભવિતતા પસંદ કરીએ તો બીજાની સંભવિતતા આની સાપેક્ષે નક્કી કરી શકાય છે. સંમેલન મુજબ, $\mathrm{Pt}(\mathrm{s})\left|\mathrm{H}_{2}(\mathrm{~g})\right| \mathrm{H}^{+}(\mathrm{aq})$ દ્વારા રજૂ કરાયેલ પ્રમાણભૂત હાઇડ્રોજન ઇલેક્ટ્રોડ (ફિગ.૩.૩) ને તમામ તાપમાને શૂન્ય સંભવિતતા સોંપવામાં આવી છે જે પ્રક્રિયાને અનુરૂપ છે

ફિગ. ૩.૩: પ્રમાણભૂત હાઇડ્રોજન ઇલેક્ટ્રોડ (SHE).

$$ \mathrm{H}^{+}(\mathrm{aq})+\mathrm{e}^{-} \rightarrow \frac{1}{2} \mathrm{H}_{2}(\mathrm{~g}) $$

પ્રમાણભૂત હાઇડ્રોજન ઇલેક્ટ્રોડમાં પ્લેટિનમ બ્લેક સાથે લેપિત પ્લેટિનમ ઇલેક્ટ્રોડ હોય છે. ઇલેક્ટ્રોડ એસિડિક દ્રાવણમાં ડૂબેલું હોય છે અને શુદ્ધ હાઇડ્રોજન ગેસ તેમાંથી પસાર થાય છે. હાઇડ્રોજનના રિડ્યુસ્ડ અને ઓક્સિડાઇઝ્ડ બંને સ્વરૂપોની સાંદ્રતા એકમ પર જાળવવામાં આવે છે (ફિગ. ૩.૩). આનો અર્થ એ થાય છે કે હાઇડ્રોજન ગેસનું દબાણ એક બાર છે અને દ્રાવણમાં હાઇડ્રોજન આયનની સાંદ્રતા એક મોલર છે.

$298 \mathrm{~K}$ પર કોષની emf, પ્રમાણભૂત હાઇડ્રોજન ઇલેક્ટ્રોડ $\mid$ બીજા અર્ધ-કોષ પ્રમાણભૂત હાઇડ્રોજન ઇલેક્ટ્રોડને એનોડ (સંદર્ભ અર્ધ-કોષ) તરીકે લઈને અને બીજા અર્ધ-કોષને કેથોડ તરીકે લઈને બનાવવામાં આવે છે, તે બીજા અર્ધ-કોષની અપચય સંભવિતતા આપે છે. જો જમણી બાજુના અર્ધ-કોષમાં પ્રજાતિઓના ઓક્સિડાઇઝ્ડ અને રિડ્યુસ્ડ સ્વરૂપોની સાંદ્રતા એકમ હોય, તો કોષ સંભવિતતા આપેલા અર્ધ-કોષની પ્રમાણભૂત ઇલેક્ટ્રોડ સંભવિતતા, $E^{o}{ }_{\mathrm{R}}$ જેટલી હોય છે.

$$ E^{\mathrm{\ominus}}=E_{\mathrm{R}}^{\mathrm{\ominus}}-E_{\mathrm{L}}^{\mathrm{\ominus}} $$

કારણ કે પ્રમાણભૂત હાઇડ્રોજન ઇલેક્ટ્રોડ માટે $E^{0}{ }_{\mathrm{L}}$ શૂન્ય છે.

$$ E^{\ominus}=E_{R}^{\ominus}-0=E_{R}^{\ominus} $$

કોષની માપેલી emf:

$$ \operatorname{Pt}(\mathrm{s}) \mid \mathrm{H}_{2}(\mathrm{~g}, 1 \text { bar })\left|\mathrm{H}^{+}(\mathrm{aq}, 1 \mathrm{M}) \| \mathrm{Cu}^{2+}(\mathrm{aq}, 1 \mathrm{M})\right| \mathrm{Cu} $$

$0.34 \mathrm{~V}$ છે અને તે પ્રક્રિયાને અનુરૂપ અર્ધ-કોષની પ્રમાણભૂત ઇલેક્ટ્રોડ સંભવિતતાની કિંમત પણ છે:

$$ \mathrm{Cu}^{2+}(\mathrm{aq}, 1 \mathrm{M})+2 \mathrm{e}^{-} \rightarrow \mathrm{Cu}(\mathrm{s}) $$

એ જ રીતે, કોષની માપેલી emf:

$$ \operatorname{Pt}(\mathrm{s}) \mid \mathrm{H}_{2}\left(\mathrm{~g}, 1 \text { bar })\left|\mathrm{H}^{+}(\mathrm{aq}, 1 \mathrm{M}) \| \mathrm{Zn}^{2+}(\mathrm{aq}, 1 \mathrm{M})\right| \mathrm{Zn}\right. $$

$-0.76 \mathrm{~V}$ છે જે અર્ધ-કોષ પ્રક્રિયાની પ્રમાણભૂત ઇલેક્ટ્રોડ સંભવિતતાને અનુરૂપ છે:

$$ \mathrm{Zn}^{2+}(\mathrm{aq}, 1 \mathrm{M})+2 \mathrm{e}^{-} \rightarrow \mathrm{Zn}(\mathrm{s}) $$

પ્રથમ કિસ્સામાં પ્રમાણભૂત ઇલેક્ટ્રોડ સંભવિતતાની ધન કિંમત સૂચવે છે કે $\mathrm{Cu}^{2+}$ આયનો $\mathrm{H}^{+}$ આયનો કરતાં વધુ સરળતાથી રિડ્યુસ થાય છે. વિપરીત પ્રક્રિયા થઈ શકતી નથી, એટલે કે, ઉપર વર્ણવેલ પ્રમાણભૂત પરિસ્થિતિઓ હેઠળ હાઇડ્રોજન આયનો $\mathrm{Cu}$ ને ઓક્સિડાઇઝ કરી શકતા નથી (અથવા વૈકલ્પિક રીતે આપણે કહી શકીએ કે હાઇડ્રોજન ગેસ કોપર આયનને રિડ્યુસ કરી શકે છે). આમ, $\mathrm{Cu}$ $\mathrm{HCl}$ માં ઓગળતો નથી. નાઇટ્રિક એસિડમાં તે નાઇટ્રેટ આયન દ્વારા ઓક્સિડાઇઝ થાય છે અને હાઇડ્રોજન આયન દ્વારા નહીં. બીજા કિસ્સામાં પ્રમાણભૂત ઇલેક્ટ્રોડ સંભવિતતાની ઋણ કિંમત સૂચવે છે કે હાઇડ્રોજન આયનો ઝિંકને ઓક્સિડાઇઝ કરી શકે છે (અથવા ઝિંક હાઇડ્રોજન આયનોને રિડ્યુસ કરી શકે છે).

ડાબો ઇલેક્ટ્રોડ: $\mathrm{Zn}(\mathrm{s}) \rightarrow \mathrm{Zn}^{2+}(\mathrm{aq}, 1 \mathrm{M})+2 \mathrm{e}^{-}$

જમણો ઇલેક્ટ્રોડ: $\mathrm{Cu}^{2+}$ aq, $(\left.1 \mathrm{M}\right)+2 \mathrm{e}^{-} \rightarrow \mathrm{Cu}(\mathrm{s})$

કોષની સમગ્ર પ્રક્રિયા ઉપરની બે પ્રક્રિયાઓનો સરવાળો છે અને આપણે સમીકરણ મેળવીએ છીએ:

$$ \begin{aligned} & \mathrm{Zn}(\mathrm{s})+\mathrm{Cu}^{2+}(\mathrm{aq}) \rightarrow \mathrm{Zn}^{2+}(\mathrm{aq})+\mathrm{Cu}(\mathrm{s}) \end{aligned} $$ $$ \begin{aligned} & \text { emf of the cell }=E^{o}{ }_{\text {cell }}=E_R^o-E^o{ }_L \end{aligned} $$ $$ \begin{aligned} & =0.34 \mathrm{~V}-(-0.76) \mathrm{V}=1.10 \mathrm{~V} \end{aligned} $$

કેટલીકવાર પ્લેટિનમ અથવા સોનું જેવી ધાતુઓને નિષ્ક્રિય ઇલેક્ટ્રોડ તરીકે ઉપયોગમાં લેવામાં આવે છે. તેઓ પ્રક્રિયામાં ભાગ લેતા નથી પરંતુ ઉપચય અથવા અપચય પ્રક્રિયાઓ અને ઇલેક્ટ્રોનના વહન માટે તેમની સપાટી પૂરી પાડે છે. ઉદાહરણ તરીકે, Pt નો ઉપયોગ નીચેના અર્ધ-કોષોમાં થાય છે:

હાઇડ્રોજન ઇલેક્ટ્રોડ: $\quad \mathrm{Pt}(\mathrm{s})\left|\mathrm{H}_{2}(\mathrm{~g})\right| \mathrm{H}^{+}(\mathrm{aq})$

અર્ધ-કોષ પ્રક્રિયા સાથે: $\quad \mathrm{H}^{+}(\mathrm{aq})+\mathrm{e}^{-} \rightarrow 1 / 2 \mathrm{H}_{2}(\mathrm{~g})$

બ્રોમિન ઇલેક્ટ્રોડ: $\quad \mathrm{Pt}(\mathrm{s})\left|\mathrm{Br}_{2}(\mathrm{aq})\right| \mathrm{Br}^{-}(\mathrm{aq})$

અર્ધ-કોષ પ્રક્રિયા સાથે: $\quad 1 / 2 \mathrm{Br}_{2}(\mathrm{aq})+\mathrm{e}^{-} \rightarrow \mathrm{Br}^{-}(\mathrm{aq})$

પ્રમાણભૂત ઇલેક્ટ્રોડ સંભવિતતાઓ ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ છે અને આપણે તેમાંથી ઘણી ઉપયોગી માહિતી મેળવી શકીએ છીએ. કેટલીક પસંદ કરેલી અર્ધ-કોષ અપચય પ્રક્રિયાઓ માટે પ્રમાણભૂત ઇલેક્ટ્રોડ સંભવિતતાના મૂલ્યો કોષ્ટક ૩.૧ માં આપવામાં આવ્યા છે. જો કોઈ ઇલેક્ટ્રોડની પ્રમાણભૂત ઇલેક્ટ્રોડ સંભવિતતા શૂન્ય કરતાં વધારે હોય તો તેનું રિડ્યુસ્ડ સ્વરૂપ હાઇડ્રોજન ગેસની તુલનામાં વધુ સ્થિર હોય છે. તે જ રીતે, જો પ્રમાણભૂત ઇલેક્ટ્રોડ સંભવિતતા ઋણ હોય તો હાઇડ્રોજન ગેસ પ્રજાતિઓના રિડ્યુસ્ડ સ્વરૂપ કરતાં વધુ સ્થિર હોય છે. તે જોઈ શકાય છે કે કોષ્ટકમાં ફ્લોરિન માટે પ્રમાણભૂત ઇલેક્ટ્રોડ સંભવિતતા સૌથી વધુ છે જે સૂચવે છે કે ફ