એલિક્ટ્રોકીમિસ્ટ્રી (અભ્યાસો) એકંડ 3

જવાબ

આવતી ક્રમમાં આપેલા ધાતુઓ તેમના તેલના શોધમાંથી એક બીજાને દંભમાં કરે છે.

$\mathrm{Mg}, \mathrm{Al}, \mathrm{Zn}, \mathrm{Fe}, \mathrm{Cu}$

જવાબ

વધુ ઓક્સિડેશન પાવર હોય તેને વધુ સરળતાથી ઓક્સિડ થાય છે અને તેથી વપરાશકર્તા પાવર પણ વધુ થાય છે. તેથી, વપરાશકર્તા પાવરનો વધુમાં વધુ ક્રમ એ છે $\mathrm{Ag}<\mathrm{Hg}<\mathrm{Cr}<\mathrm{Mg}<\mathrm{K}$.

જવાબ

સેટ-અપ તેની જેમ હશે. સેલ નીચે રચનાત્મક રીતે દર્શાવવામાં આવશે:

$$ \mathrm{Zn}(s)\left|\mathrm{Zn}^{2+}(a q)\right|\left|\mathrm{Ag}^{+}(a q)\right| \mathrm{Ag}(s) $$

(ઈ) અનોડ, અનુરૂપ, ઝિન્ક ઇલેક્ટ્રોડ નેગટિવ ચાર્જ ધરાવશે.

(ઈઈ) બાહ્ય દરવાજામાં વિદ્યુત ચાલક સિલ્વરથી ક્યૂબાઇટ પર જશે.

(ઈઈઈ) અનોડ પર: $\mathrm{Zn}(s) \longrightarrow \mathrm{Zn}^{2+}(a q)+2 e^{-}$

કેથોડ પર: $\mathrm{Ag}^{+}(a q)+e \longrightarrow \mathrm{Ag}$

જવાબ

(ઈ) $E_{\mathrm{Cr}^{3+} / \mathrm{Cr}}^{o}=0.74 \mathrm{~V}$

$E^{o}{ _{\mathrm{Cd}^{2+} / \mathrm{Cd}}}=-0.40 \mathrm{~V}$

આપેલ પ્રતિક્રિયાનો ગેલ્વાનિક સેલ નીચે દર્શાવવામાં આવે છે:

$\mathrm{Cr {(s)}} |\mathrm{Cr^{3+} {(a q)}}||\mathrm{Cd^{2+} {(a q)}}| \mathrm{Cd {(s)}}$

હવે, આધારભૂત સેલ પાવર છે:
$ E_{\text {cell }}^{o} =E_{{R}}^{o}-E_{{L}}^{o} $

$ \quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad =-0.40-(-0.74) $

$\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad =+0.34 {~V} $

આપેલ સમીકરણમાં,
$n=6$

$\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\mathrm{F}=96487 \hspace{0.5mm} \mathrm{C} \hspace{0.5mm} \mathrm{mol}^{-1}$

$\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad E_{\text {cell }}^{o}=+0.34 \mathrm{~V}$

$\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\Delta_{{r}} G^{o} =-n {~F} E_{\text {cell }}^{o}$

તો, $\Delta_{\mathrm{r}} G^{o}=-6 \times 96487 \hspace{0.5mm} \mathrm{C} \hspace{0.5mm} \mathrm{mol}^{-1} \times 0.34 \mathrm{~V}$

$\quad\quad\quad\quad\quad\quad=-196833.48 \hspace{0.5mm}\mathrm{CV}\hspace{0.5mm} \mathrm{mol}^{-1}$

$\quad\quad\quad\quad\quad\quad=-196833.48 \mathrm{~J} \mathrm{~mol}^{-1}$

$\quad\quad\quad\quad\quad\quad=-196.83 \mathrm{~kJ} \mathrm{~mol}^{-1}$

ફરીથી,
$\Delta_{\mathrm{r}} G^{o}=-\mathrm{R} T \ln K$

$\Rightarrow \hspace{2.5mm} \Delta_{\mathrm{r}} G^{o}=-2.303 \mathrm{R} T \ln K$

$\Rightarrow \hspace{2.5mm} \log K=-\dfrac{\Delta_{\mathrm{r}} G}{2.303 \mathrm{R} T}$

$ \quad\quad\quad\quad\quad
=\dfrac{-196.83 \times 10^{3}}{2.303 \times 8.314 \times 298}
$

$\quad\quad\quad\quad\quad=34.496$

$\therefore \mathrm{K}= \text{antilog (34.496)}$

$\quad\quad\quad=3.13 \times 10^{34}$

(ઈઈ) $E_{\mathrm{Fe}^{3+} / \mathrm{Fe}^{2+}}^{o}=0.77 \mathrm{~V}$

$E_{\mathrm{Ag}^{+} / \mathrm{Ag}}^{o}=0.80 \mathrm{~V}$

આપેલ પ્રતિક્રિયાનો ગેલ્વાનિક સેલ નીચે દર્શાવવામાં આવે છે:

$
\mathrm{Fe^{2+}{(aq)}} \left|\mathrm{Fe^{3+}{(aq)}}\right|\left|\mathrm{Ag^{+}{(aq)}}\right| \mathrm{Ag{(s)}}
$

હવે, આધારભૂત સેલ પાવર છે
$E_{\text {cell }}^{o} =E_{\mathrm{R}}^{o}-E_{\mathrm{L}}^{o} $

$\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad=0.80-0.77 $

$\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad=0.03 \mathrm{~V}$

$ Here, n=1$.

$ Then, \Delta_{\mathrm{r}} G^{o}=-n \mathrm{~F} E_{\text {cell }}^{o}$

$\quad\quad\quad\quad\quad\quad=-1 \times 96487 \hspace{0.5mm} \mathrm{C} \hspace{0.5mm} \mathrm{mol}^{-1} \times 0.03 \mathrm{~V}$

$\quad\quad\quad\quad\quad\quad=-2894.61 \hspace{0.5mm}\mathrm{CV}\hspace{0.5mm} \mathrm{mol}^{-1}$

$\quad\quad\quad\quad\quad\quad=-2894.61 \mathrm{~J} \mathrm{~mol}^{-1}$

$\quad\quad\quad\quad\quad\quad=-2.89 \mathrm{~kJ} \mathrm{~mol}^{-1}$

$\text { Again, } \Delta_{\mathrm{r}} G^{o}=-2.303 \mathrm{R} T \ln K $

$\Rightarrow \log K=-\dfrac{\Delta_{\mathrm{r}} G}{2.303 \mathrm{R} T}$

$\quad\quad\quad\quad=\dfrac{-2894.61}{2.303 \times 8.314 \times 298}$

$\quad\quad\quad\quad=0.5073$

$\therefore \mathrm{K}=\text { antilog (0.5073) } $

$\quad\quad=3.2 \text { (approximately) }$

જવાબ

(ઈ) સેલ પ્રતિક્રિયા: $\mathrm{Mg}+\mathrm{Cu}^{2+} \longrightarrow \mathrm{Mg}^{2+}+\mathrm{Cu}(n=2)$

આપેલ પ્રતિક્રિયા માટે, નર્ન્સની સમીકરણ નીચે આપવામાં આવી શકે છે:

$\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad E_{\text {cell }} =E_{\text {cell }}^{o}-\dfrac{0.0591}{n} \log \dfrac{\left[\mathrm{Mg}^{2+}\right]}{\left[\mathrm{Cu}^{2+}\right]} $

$\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad={0.34-(-2.36)}-\dfrac{0.0591}{2} \log \dfrac{0.001}{0.0001} $

$\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad=2.7-\dfrac{0.0591}{2} \log 10 $

$\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad=2.7-0.02955$

$\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad=2.67 \mathrm{~V}$ (આશરે)

(ઈઈ) સેલ પ્રતિક્રિયા: $\mathrm{Fe}+2 \mathrm{H}^{+} \longrightarrow \mathrm{Fe}^{2+}+\mathrm{H}_2(n=2)$

આપેલ પ્રતિક્રિયા માટે, નર્ન્સની સમીકરણ નીચે આપવામાં આવી શકે છે:

$\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad
E_{\text {cell }}=E_{\text {cell }}^{o}-\dfrac{0.0591}{n} \log \dfrac{\left[\mathrm{Fe}^{2+}\right]}{\left[\mathrm{H}^{+}\right]^{2}} $

$\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad={0-(-0.44)}-\dfrac{0.0591}{2} \log \dfrac{0.001}{1^{2}} $

$\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad=0.44-0.02955(-3) $

$\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad = 0.52865 \mathrm{~V}$

$\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad=0.53 \mathrm{~V}$ (આશરે)

(ઈઈઈ) $\text { Cell reaction : } \mathrm{Sn}+2 \mathrm{H}^{+} \longrightarrow \mathrm{Sn}^{2+}+\mathrm{H}_2(n=2) $

આપેલ પ્રતિક્રિયા માટે, નર્ન્સની સમીકરણ નીચે આપવામાં આવી શકે છે:

$\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad E_{\text {cell }} =E_{\text {cell }}^{o}-\dfrac{0.0591}{n} \log \dfrac{\left[\mathrm{Sn}^{2+}\right]}{\left[\mathrm{H}^{+}\right]^{2}} $

$\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad ={0-(-0.14)}-\dfrac{0.0591}{2} \log \dfrac{0.050}{(0.020)^{2}}$

$\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad=0.14-0.0295 \times \log 125$

$\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad=0.14-0.062$

$\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad=0.078 \mathrm{~V}$

$\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad=0.08 \mathrm{~V}$ (આશરે)

(ઈવ) $\text { Cell reaction : } 2 \mathrm{Br}^{-}+2 \mathrm{H}^{+} \longrightarrow \mathrm{Br}_2+\mathrm{H}_2 \text { (n=2) }$

આપેલ પ્રતિક્રિયા માટે, નર્ન્સની સમીકરણ નીચે આપવામાં આવી શકે છે:

$\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad
E_{\text {cell }} =E_{\text {cell }}^{o}-\dfrac{0.0591}{n} \log \dfrac{1}{\left[\mathrm{Br}^{-}\right]^{2}\left[\mathrm{H}^{+}\right]^{2}} $

$ \quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad=(0-1.09)-\dfrac{0.0591}{2} \log \dfrac{1}{(0.010)^{2}(0.030)^{2}} $

$\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad =-1.09-0.02955 \times \log \dfrac{1}{0.00000009} $

$\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad =-1.09-0.02955 \times \log \dfrac{1}{9 \times 10^{-8}} $

$\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad =-1.09-0.02955 \times \log \left(1.11 \times 10^{7}\right) $

$\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad =-1.09-0.02955(0.0453+7) $

$\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad =-1.09-0.208 $

$\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad =-1.298 \mathrm{~V}$

જવાબ

$$ \begin{array}{rl} \mathrm{Zn\ (s)} & \longrightarrow \mathrm{Zn^{2+}\ (aq)} + 2 \mathrm{e}^{-} ; E^{o} = 0.76\ \mathrm{V} \ \mathrm{Ag_2O\ (s)} + \mathrm{H_2O\ (l)} + 2 \mathrm{e}^{-} & \longrightarrow 2 \mathrm{Ag\ (s)} + 2 \mathrm{OH^{-}\ (aq)} ; E^{o} = 0.344\ \mathrm{V} \ \hline \mathrm{Zn\ (s)} + \mathrm{Ag_2O\ (s)} + \mathrm{H_2O\ (l)} & \longrightarrow \mathrm{Zn^{2+}\ (aq)} + 2 \mathrm{Ag\ (s)} + 2 \mathrm{OH^{-}\ (aq)} ; E^{o} = 1.104\ \mathrm{V} \end{array} $$

$\therefore E^{o}=1.104 \mathrm{~V}$

અમે જાણીએ છીએ કે,
$\Delta_{r} G^{o}=-n \mathrm{~F} E^{o} $

$\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad = -2 \times 96487 \times 1.104 $

$\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad = -213043.296 \mathrm{~J} $

$\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad = -213.04 \mathrm{~kJ}$

જવાબ

શોધની ચેમ્પાઇવિટીની વ્યાખ્યા એ છે કે તે એક શોધની ચેમ્પાઇવિટી છે જેની લંબાઈ 1 cm હોય અને ક્રોસ-સેક્શનની ક્ષેત્રફાગ 1 sq. cm હોય. ચેમ્પાઇવિટીને પણ વિશેષ ચેમ્પાઇવિટી તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.

$
\text { વિશેષ ચેમ્પાઇવિટી }(\kappa)=\dfrac{1}{\rho}=\dfrac{1}{\text { ohm cm }}=\mathrm{ohm}^{-1} \mathrm{~cm}^{-1}
$

મોલર ચેમ્પાઇવિટી:

ઘનતા $V$ પર ઇલેક્ટ્રોલિટના શોધમાં મોલર ચેમ્પાઇવિટી એ છે જે એક મોલ ઇલેક્ટ્રોલિટના તેલમાં ઉત્પન્ન થયેલા બધા તબક્કાઓની ચેમ્પાઇવિટી છે, જ્યારે ઇલેક્ટ્રોડ એકલ cm અપેક્ષિત હોય અને ઇલેક્ટ્રોડની ક્ષેત્રફાગ વિશાળ હોય કે જે તેને બધી શોધ વચ્ચે ધરાવે છે. તે સામાન્ય રીતે $\Lambda^c_m$ દ્વારા રજૂ કરવામાં આવે છે.

$\Lambda^c_m=\kappa \times {V}$

$
\Lambda^c_m=\kappa_c \times \dfrac{1000}{c}=\kappa_c \times \dfrac{1000}{\text { મોલારિટી }}
$

જ્યાં $\kappa$ એ વિશેષ ચેમ્પાઇવિટી છે અને V એ એક મોલ ઇલેક્ટ્રોલિટ ધરાવતી શોધનું અવરોહણ છે અને $c$ એ મોલાર ઘનતા છે, અનુરૂપ $\mathrm{mol}\hspace{0.5mm} \mathrm{L}^{-1}\left(\mathrm{or}\hspace{0.5mm} \mathrm{mol} \hspace{0.5mm}\mathrm{dm}^{-3}\right)$.

ઘનતાને ઘટાડવા સાથે મોલર ચેમ્પાઇવિટી વધે છે. આ કારણે કે એક મોલ ઇલેક્ટ્રોલિટ ધરાવતી શોધનું કુલ અવરોહણ $V$ ઘનતાને ઘટાડવા સાથે વધે છે. તેની શોધ કરવામાં આવી છે કે ઘનતાને ઘટાડવા પર k ની ઘટાડો તેની અવરોહણમાં વધારો કરવાથી વધુ સામર્થ્યપૂર્ણ રીતે ભરાયેલો હોય છે. ભૌતિક રીતે, તે એટલે કે આપેલ ઘનતા પર, Lm ની વ્યાખ્યા કરી શકાય છે કે તે એક એકલ દૂરી પર રાખવામાં આવેલ ઇલેક્ટ્રોલિટિક શોધની ચેમ્પાઇવિટીની ચેમ્પાઇવિટી છે પણ ક્રોસ-સેક્શનની ક્ષેત્રફાગ પર પરફેરની પરફેર સમાવતી પરફેર ઘનતા ધરાવતી હોય કે જે એક મોલ ઇલેક્ટ્રોલિટ ધરાવે છે.

ઘનતા $\Lambda_{m}$ સાથે $\sqrt{c}$ નો બદલાવ સખત ઇલેક્ટ્રોલિટ્સ (ક્લોરાઇડ પોટેશિયમ) અને મંદ ઇલેક્ટ્રોલિટ્સ (એસિટિક એસિડ) માટે નીચેની પ્લોટમાં દર્શાવવામાં આવ્યો છે:

જવાબ

આપેલ છે,

$\kappa=0.0248 \mathrm{~S} \mathrm{~cm}^{-1}$

$\mathrm{C}=0.20 \hspace{0.5mm}\mathrm{M}$

$\therefore$ મોલર ચેમ્પાઇવિટી;
$
\Lambda^c_{m}=\dfrac{\kappa \times 1000}{\mathrm{c}}
$

$\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad=\dfrac{0.0248 \times 1000}{0.2}$

$\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad=124 \hspace{0.5mm}\mathrm{\hspace{0.5mm}S\hspace{0.5mm}cm}^{2} \mathrm{~mol}^{-1}$

જવાબ

$\text{Cell constant} =\dfrac{\text { Conductivity }}{\text { Conductance }}$

$\quad\quad\quad\quad\quad\quad=\text { Conductivity } \times \text { Resistance }$

$\quad\quad\quad\quad\quad\quad= \left(0.146 \times 10^{-3}\right) \mathrm{S} \hspace{0.7 mm}\mathrm{cm}^{-1} \times 1500\hspace{1 mm}\Omega $

$\quad\quad\quad\quad\quad\quad= \mathbf{0 . 2 1 9} \hspace{1 mm}\mathrm{cm}^{-1}$

જવાબ

$\begin{aligned} 1 \mathrm{~S} \mathrm{~cm}^{-1} & =100 \mathrm{~S} \mathrm{~m}^{-1} \ \dfrac{1 \mathrm{~S} \mathrm{~cm}^{-1}}{100 \mathrm{~S} \mathrm{~m}^{-1}} & =1 \text { (unit conversion factor) }\end{aligned}$

$\Lambda^{o}=$ $\Lambda_{\mathrm{m}}$ અક્ષ પર ઇન્ટરસેક્શન $=124.0 \mathrm{~S} \mathrm{~cm}^2 \mathrm{~mol}^{-1}$ (શૂન્ય ઘનતા માટે એક્સ્ટ્રાપોલેશન પર)

જવાબ

આપેલ છે, $\kappa=7.896 \times 10^{-5} \mathrm{~S} \mathrm{~m}^{-1}$

$\mathrm{C}=0.00241 \mathrm{~mol} \mathrm{~L}^{-1}$

તો, મોલર ચેમ્પાઇવિટી, $\Lambda_{m}=\dfrac{\kappa}{\mathrm{c}}$

$\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad=\dfrac{7.896 \times 10^{-5} \mathrm{~S} \mathrm{~cm}^{-1}}{0.00241 \mathrm{~mol} \mathrm{~L}^{-1}} \times \dfrac{1000 \mathrm{~cm}^{3}}{\mathrm{~L}}$

$\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad=32.76 \mathrm{~S} \mathrm{~cm}^{2} \mathrm{~mol}^{-1}$

ફરીથી, $\Lambda_{m}^{0}=390.5 \mathrm{~S} \mathrm{~cm}^{2} \mathrm{~mol}^{-1}$

હવે, $\alpha=\dfrac{\Lambda^c_{m}}{\Lambda_{m}^{0}}=\dfrac{32.76 \mathrm{~S} \mathrm{~cm}^{2} \mathrm{~mol}^{-1}}{390.5 \mathrm{~S} \mathrm{~cm}^{2} \mathrm{~mol}^{-1}}$

$\quad\quad\quad\quad\quad\quad=0.084$

$\therefore$ ડિસોસિએશન કોન્સટન્ટ, $K_{a}=\dfrac{\mathrm{c} \alpha^{2}}{(1-\alpha)}$

$\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad=\dfrac{\left(0.00241 \mathrm{~mol} \mathrm{~L}^{-1}\right)(0.084)^{2}}{(1-0.084)}$

$\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad=1.86 \times 10^{-5} $

જવાબ

(ઈ) $\mathrm{Al}^{3+}+3 \mathrm{e}^{-} \longrightarrow \mathrm{Al}$

$\therefore \text { Quantity of charge required for reduction of } 1 \mathrm{~mol} \text { of } \mathrm{Al}^{3+}=3 \mathrm{~F}=3 \times 96500 \mathrm{~C}$

$\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad = {2 8 9 5 0 0} {~C} \text {. }$

(ઈઈ) $\mathrm{Cu}^{2+}+2 \mathrm{e}^{-} \longrightarrow \mathrm{Cu}$

$\therefore$ ઘટાડવા માટે જરૂરી ચાર્જની માત્રા $1 \mathrm{~mol}^{\text {of }} \mathrm{Cu}^{2+}=2$ ફારદા $=2 \times 96500 \hspace{1mm} \mathrm{C}$

$\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad=193000 \hspace{1mm} \mathrm{C}$

(ઈઈઈ) $\mathrm{MnO_4}^{-} \longrightarrow \mathrm{Mn}^{2+}$

$\therefore$ જરૂરી ચાર્જ $=5 \mathrm{~F}=5 \times 96500 \hspace{1mm} \mathrm{C}$

$\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad=482500 \hspace{1mm} \mathrm{C}$.

જવાબ

(ઈ) $\mathrm{Ca}^{2+}+2 e^{-} \longrightarrow \mathrm{Ca}$

તેથી, 1 મોલ Ca, અનુરૂપ 40 g Ca માટે વિદ્યુત જરૂરી છે $=2 \mathrm{~F} $

$\therefore 20 \mathrm{~g}$ Ca માટે વિદ્યુત જરૂરી છે $=1 \mathrm{~F}$

(ઈઈ) $\mathrm{Al}^{3+}+3 e^{-} \longrightarrow \mathrm{Al}$.

તેથી, 1 મોલ Al, અનુરૂપ 27 g Al માટે વિદ્યુત જરૂરી છે $=3 \mathrm{~F}$

$\therefore 40 \mathrm{~g}$ Al માટે વિદ્યુત જરૂરી છે $=\dfrac{3}{27} \times 40=4 \cdot 44 \mathrm{~F}$.

જવાબ

(ઈ) 1 મોલ $\mathrm{H}_2 \mathrm{O}$ માટે ઇલેક્ટ્રોડ પ્રતિક્રિયા છે:

$$ \mathrm{H}_2 \mathrm{O} \longrightarrow \mathrm{H}_2+\dfrac{1}{2} \mathrm{O}_2 \text {, \quad i.e., } \mathrm{O}^{2-} \longrightarrow \dfrac{1}{2} \mathrm{O}_2+2 e^{-} $$

$$ \text { or } \quad 2 \mathrm{H}^{+}+2 e^{-} \longrightarrow \mathrm{H}_2 $$

$$\text { or } \mathrm{H}_2 \mathrm{O} \longrightarrow 2 \mathrm{H}^{+}+\dfrac{1}{2} \mathrm{O}_2+2 e^{-}$$

$\therefore$ ઓક્સિડેશન માટે 1 મોલ $\mathrm{H}_2 \mathrm{O}=2 \mathrm{~F}$ માટે જરૂરી વિદ્યુતની માત્રા

$\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad=2 \times 96500 \hspace{0.5mm}\mathrm{C}$

$\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad=193000 \hspace{0.5mm} \mathrm{C}$

(ઈઈ) 1 મોલ FeO માટે ઇલેક્ટ્રોડ પ્રતિક્રિયા છે:

$$\mathrm{FeO} \longrightarrow \dfrac{1}{2} \mathrm{Fe}_2 \mathrm{O}_3$$

$$ i.e., \mathrm{Fe}^{2+} \longrightarrow \mathrm{Fe}^{3+}+e^{-}$$

$\therefore$ જરૂરી વિદ્યુતની માત્રા $=1 \mathrm{~F}=96500 \mathrm{C}$.

જવાબ

આપેલ છે,

ક્રિયાશીલતા $=5 \mathrm{~A}$

સમય $=20 \times 60=1200 \mathrm{~s}$

$\therefore$ ચાર્જ $=$ ક્રિયાશીલતા $\times$ સમય

$\quad\quad\quad\quad=5 \times 1200$

$\quad\quad\quad\quad=6000 \hspace{0.5mm}\mathrm{C}$

અનુરૂપ પ્રતિક્રિયા મુજબ,

$\mathrm{Ni^{2+}}+2 \mathrm{e}^{-} \longrightarrow {\mathrm{Ni}}$

તેથી, $2 F$, અનુરૂપ $2 \times 96500 \mathrm{C}$ મોલ, અનુરૂપ 58.7 g ભારેતી

$
\therefore 6000 \mathrm{C} \text { will deposit } \mathrm{Ni}=\dfrac{58.7}{2 \times 96500} \times 6000 \mathrm{~g}=1.825 \mathrm{~g}
$

તેથી, કેટાડ્રે $1.825 \mathrm{~g}$ નાઇકલ ભારેતી છે.

જવાબ

અનુરૂપ પ્રતિક્રિયા મુજબ:

$\mathrm{Ag}^{+}+\mathrm{e}^{-} \longrightarrow {\mathrm{Ag}}$

અનુરૂપ, $108 \mathrm{~g}$ ને $\mathrm{Ag}$ ભારેતી થાય છે $96487 \mathrm{~C}$.

તેથી, $1.45 \mathrm{~g}$ ને $\mathrm{Ag}$ ભારેતી થાય છે $=\dfrac{96487 \times 1.45}{108} \mathrm{~C}$

$\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad=1295.43 \mathrm{~C}$

આપેલ, ક્રિયાશીલતા $=1.5 \mathrm{~A}$

$\therefore$ સમય $=\dfrac{1295.43}{1.5} \mathrm{~s}=863.6 \mathrm{~s}$

$\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad=864 \mathrm{~s}$

$\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad=14.40 \mathrm{~min}$

ફરીથી,

$
\mathrm{Cu_{(\alpha q)}^{2+}}+2 \mathrm{e}^{-} \longrightarrow \underset{63.5 \mathrm{~g}}{\mathrm{Cu_{(s)}}}
$

અનુરૂપ, $2 \times 96487 \mathrm{C}$ ચાર્જ દ્વારા $=63.5 \mathrm{~g}$ ને $\mathrm{Cu}$ ભારેતી થાય છે

તેથી, $ 1295.43 ~C $ ચાર્જ દ્વારા ભારેતી થશે
$
=\dfrac{63.5 \times 1295.43}{2 \times 96487} \mathrm{~g}
$

$\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad=0.426 \mathrm{~g}$ ને $\mathrm{Cu}$

$
\text{માટે, જ્યારે, }
\mathrm{Zn}^{2+}+2 \mathrm{e}^{-} \longrightarrow {\mathrm{Zn}}
$

અનુરૂપ, $2 \times 96487 \mathrm{~C}$ ચાર્જ દ્વારા $=65.4 \mathrm{~g}$ ને $\mathrm{Zn}$ ભારેતી થાય છે

તેથી, $1295.43 \mathrm{~C}$ ચાર્જ દ્વારા ભારેતી થશે $=\dfrac{65.4 \times 1295.43}{2 \times 96487} \mathrm{~g}$

$\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad=0.439 \mathrm{~g}$ ને $\mathrm{Zn}$

જવાબ

પ્રતિક્રિયા શક્ય છે જો સેલ પ્રતિક્રિયાનો EMF છે $+ve$

$ \text { (i) } \mathrm{Fe}^{3+}(a q)+\mathrm{I}^{-}(a q) \longrightarrow \mathrm{Fe}^{2+}(a q)+\frac{1}{2} \mathrm{I}_2 $

$\text { i.e., } \mathrm{Pt}\left|\mathrm{I}_2\right| \mathrm{I}^{-}(a q)| | \mathrm{Fe}^{3+}(a q)\left|\mathrm{Fe}^{2+}(a q)\right| \mathrm{Pt} $

$ \therefore \mathrm{E}{\text {cell }}^{\circ}=\mathrm{E}{\mathrm{Fe}^{3+}, \mathrm{Fe}^{2+}}^{\circ}-\mathrm{E}_{1 / 2 \mathrm{I}_2, \mathrm{I}^{-}}^{\circ}$

$\quad\quad\quad=0.77-0.54=0.23 \mathrm{~V} \text { (શક્ય) }$

કારણ કે એસિડનો આખરો પ્રતિક્રિયા માટે $E^{o}$ ધરાવે છે, તેથી $\mathrm{Fe^{3+}} $ અને $\mathrm{I^-}$ વચ્ચે પ્રતિક્રિયા શક્ય છે.

(ઈઈ) $ \mathrm{Ag}^{+}(a q)+\mathrm{Cu} \longrightarrow \mathrm{Ag}(s)+\mathrm{Cu}^{2+}(a q) $

$\text {, i.e., }{\mathrm{Cu}\left|\mathrm{Cu}^{2+}(a q)\right|\left|\mathrm{Ag}^{+}(a q)\right| \mathrm{Ag}} $

${\mathrm{E}{\text {cell }}^{\circ}=\mathrm{E}{\mathrm{Ag}^{+}, \mathrm{Ag}^{-}}-\mathrm{E}_{\mathrm{Cu}^{2+}, \mathrm{Cu}}}$

$\quad\quad=0.80-0.34=0.46 \mathrm{~V} \text { (Feasible) } .$

કારણ કે એસિડનો આખરો પ્રતિક્રિયા માટે $E^{\text {o }}$ ધરાવે છે, તેથી $\mathrm{Ag_{(a q)}^{+}}$ અને $\mathrm{Cu_{(s)}}$ વચ્ચે પ્રતિક્રિયા શક્ય છે.

(ઈઈઈ) $\mathrm{Fe}^{3+}(a q)+\mathrm{Br}^{-}(a q) \longrightarrow \mathrm{Fe}^{2+}(a q)+\frac{1}{2} \mathrm{Br}_2$

$\mathrm{E}_{\text {cell }}^{\circ}=0.77-1.09=-0.32 \mathrm{~V}$ (શક્ય નથી)

કારણ કે એસિડનો આખરો પ્રતિક્રિયા માટે $E^{0}$ નકારાત્મક છે, તેથી $\mathrm{Fe^{3+}}$ અને $\mathrm{Br^{-}}$ વચ્ચે પ્રતિક્રિયા શક્ય નથી.

(ઈવ) $\mathrm{Ag}(s)+\mathrm{Fe}^{3+}(a q) \longrightarrow \mathrm{Ag}^{+}(a q)+\mathrm{Fe}^{2+}(a q) $

$\mathrm{E}_{\text {cell }}^{\circ}=0.77-0.80=-0.03 \mathrm{~V}$ (શક્ય નથી)

કારણ કે એસિડનો આખરો પ્રતિક્રિયા માટે $E^{\mathrm{o}} $ નકારાત્મક છે, તેથી $\mathrm{Ag}$ અને $\mathrm{Fe^{3+}}$ વચ્ચે પ્રતિક્રિયા શક્ય નથી.

(વી) $\frac{1}{2} \mathrm{Br}_2(a q)+\mathrm{Fe}^{2+}(a q) \longrightarrow \mathrm{Br}^{-}+\mathrm{Fe}^{3+}$

$ \mathrm{E}_{\text {cell }}^{\mathrm{o}}=1.09-0.77=0.32 \mathrm{~V}$ (શક્ય)

કારણ કે એસિડનો આખરો પ્રતિક્રિયા માટે $E^{0}$ ધરાવે છે, તેથી $\mathrm{Br_2(a q)}$ અને $\mathrm{Fe}^{2+}{(a q)}$ વચ્ચે પ્રતિક્રિયા શક્ય છે.

જવાબ

(ઈ) સિલ્વર ઇલેક્ટ્રોડ્સ સાથે $\mathrm{AgNO}_3$ ની જગ્યાએ જગ્યાએ શોધ.

$
\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad \mathrm{AgNO}_3(s)+a q \longrightarrow \mathrm{Ag}^{+}(a q)+\mathrm{NO}_3^{-}(a q)
$

$
\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad \mathrm{H}_2 \mathrm{O} \rightleftharpoons \mathrm{H}^{+}+\mathrm{OH}^{-}
$

કેટાડ્રે: $\mathrm{Ag}^{+}$ તબક્કાઓનો ડિસ્ચાર્જ પાવર કમ છે $\mathrm{H}^{+}$ તબક્કાઓ કરતાં. તેથી, $\mathrm{Ag}^{+}$ તબક્કાઓ પર પસંદગીને Ag તરીકે ભારેતી થશે $\mathrm{H}^{+}$ તબક્કાઓ કરતાં.

વિકલ્પવાળી રીતે, અમે આધારભૂત ઘટાડના પાવરની જાણ કરીએ છીએ કે:

$
\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\mathrm{Ag}^{+}(a q)+e^{-} \longrightarrow \mathrm{Ag}(s), \mathrm{E}^{\circ}=+0.80 \mathrm{~V}
$

$
\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad \mathrm{H}^{+}(a q)+e^{-} \longrightarrow \frac{1}{2} \mathrm{H}_2(g), \mathrm{E}^{\circ}=0.00 \mathrm{~V}
$

કારણ કે $\mathrm{Ag}^{+}$ તબક્કાઓનો આધારભૂત ઘટાડનો પાવર વધુ છે $\mathrm{H}^{+}$ તબક્કાઓ કરતાં, તેથી $\mathrm{Ag}^{+}$ તબક્કાઓ વધુ સરળતાથી ઘટાડવામાં આવશે અને Ag તરીકે ભારેતી થશે.

અનોડ પર: કારણ કે Ag અનોડ $\mathrm{NO}_3^{-}$ તબક્કાઓ દ્વારા હાથ ધરાવે છે, Ag અનોડ તેને ઘટાડશે તેથી $\mathrm{Ag}^{+}$ તબક્કાઓની શોધમાં સોલ્યુશન બનાવવામાં આવશે.

$
\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad \mathrm{Ag} \longrightarrow \mathrm{Ag}^{+}+e^{-}
$

વિકલ્પવાળી રીતે, અનોડ પર ઘટાડના પ્રતિક્રિયાઓમાંથી ત્રણથી વધુ ઘટાડની સંભવિત ઓક્સિડેશન પ્રતિક્રિયાઓ, અનુરૂપ:

$
\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad \mathrm{Ag} \longrightarrow \mathrm{Ag}^{+}+e^{-},
$

$\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad 2 \mathrm{OH}^{-} \longrightarrow \mathrm{H}_2 \mathrm{O}+\frac{1}{2} \mathrm{O}_2+e^{-} $

$
\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\mathrm{NO}_3^{-} \longrightarrow \mathrm{NO}_3+e^{-}
$

$Ag $ વધુ ઓક્સિડેશન પાવર ધરાવે છે. તેથી, $Ag$ અનોડ ઓક્સિડ થઈ જશે $\mathrm{Ag}^{+}$ તબક્કાઓ જે સોલ્યુશનમાં પસાર થશે.

(ઈઈ)
પ્લેટિનમ ઇલેક્ટ્રોડ્સ સાથે $\mathrm{AgNO}_3$ ની જગ્યાએ જગ્યાએ શોધ.

$
\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad \mathrm{AgNO}_3(s)+a q \longrightarrow \mathrm{Ag}^{+}(a q)+\mathrm{NO}_3^{-}(a q)
$

$
\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad \mathrm{H}_2 \mathrm{O} \rightleftharpoons \mathrm{H}^{+}+\mathrm{OH}^{-}
$

કેટાડ્રે: $\mathrm{Ag}^{+}$ તબક્કાઓનો ડિસ્ચાર્જ પાવર કમ છે $\mathrm{H}^{+}$ તબક્કાઓ કરતાં. તેથી, $\mathrm{Ag}^{+}$ તબક્કાઓ પર પસંદગીને Ag તરીકે ભારેતી થશે $\mathrm{H}^{+}$ તબક્કાઓ કરતાં.

વિકલ્પવાળી રીતે, અમે આધારભૂત ઘટાડના પાવરની જાણ કરીએ છીએ કે:

$
\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\mathrm{Ag}^{+}(a q)+e^{-} \longrightarrow \mathrm{Ag}(s), \mathrm{E}^{\circ}=+0.80 \mathrm{~V}
$

$
\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad \mathrm{H}^{+}(a q)+e^{-} \longrightarrow \frac{1}{2} \mathrm{H}_2(g), \mathrm{E}^{\circ}=0.00 \mathrm{~V}
$

કારણ કે $\mathrm{Ag}^{+}$ તબક્કાઓનો આધારભૂત ઘટાડનો પાવર વધુ છે $\mathrm{H}^{+}$ તબક્કાઓ કરતાં, તેથી $\mathrm{Ag}^{+}$ તબક્કાઓ વધુ સરળતાથી ઘટાડવામાં આવશે અને Ag તરીકે ભારેતી થશે.

અનોડ પર: કારણ કે અનોડ હાથ ધરાવતો નથી, $\mathrm{OH}^{-}$ અને $\mathrm{NO}_3^{-}$ તબક્કાઓમાંથી, $\mathrm{OH}^{-}$ તબક્કાઓનો ડિસ્ચાર્જ પાવર કમ છે. તેથી, $\mathrm{OH}^{-}$ તબક્કાઓ પર પસંદગીને ઘટાડવામાં આવશે $\mathrm{NO}_3^{-}$ તબક્કાઓ કરતાં, જે પછી $\mathrm{O}_2$ ઉત્પન્ન કરે છે.

$$ \mathrm{OH}^{-}(a q) \longrightarrow \mathrm{OH}+e^{-}, \quad 4 \mathrm{OH} \longrightarrow 2 \mathrm{H}_2 \mathrm{O}(l)+\mathrm{O}_2(g) $$

(ઈઈઈ) પરફેર $\mathrm{H}_2 \mathrm{SO}_4$ પ્લેટિનમ ઇલેક્ટ્રોડ્સ સાથે શોધ.

$$ \begin{aligned} & \mathrm{H}_2 \mathrm{SO}_4(a q) \longrightarrow 2 \mathrm{H}^{+}(a q)+\mathrm{SO}_4^{2-}(a q) \\ & \mathrm{H}_2 \mathrm{O} \rightleftharpoons \mathrm{H}^{+}+\mathrm{OH}^{-} \end{aligned} $$

કેટાડ્રે: $\mathrm{H}^{+}+e \longrightarrow \mathrm{H}, \mathrm{H}+\mathrm{H} \longrightarrow \mathrm{H}_2(\mathrm{~g})$

અનોડ પર: $\quad \mathrm{OH}^{-} \longrightarrow \mathrm{OH}+e^-,$

$ \quad\quad\quad\quad\quad 4 \mathrm{OH} \longrightarrow 2 \mathrm{H}_2 \mathrm{O}+\mathrm{O}_2(g)$

તેથી, $\mathrm{H}_2$ કેટાડ્રે ઉત્પન્ન થશે અને $\mathrm{O}_2$ અનોડ પર ઉત્પન્ન થશે.

(ઈવ) સિલ્વર ઇલેક્ટ્રોડ્સ સાથે $\mathrm{CuCl}_2$ ની જગ્યાએ જગ્યાએ શોધ.

$$ \begin{aligned} & \mathrm{CuCl}_2(s)+a q \longrightarrow \mathrm{Cu}^{2+}(a q)+2 \mathrm{Cl}^{-}(a q) \\ & \mathrm{H}_2 \mathrm{O} \rightleftharpoons \mathrm{H}^{+}+\mathrm{OH}^{-} \end{aligned} $$

કેટાડ્રે: $\mathrm{Cu}^{2+}$ તબક્કાઓ પર $\mathrm{H}^{+}$ તબક્કાઓ કરતાં પસંદગીને ઘટાડવામાં આવશે

$$ \mathrm{Cu}^{2+}+2 e^{-} \longrightarrow \mathrm{Cu} $$

અનોડ પર: $\mathrm{Cl}^{-}$ તબક્કાઓ પર $\mathrm{OH}^{-}$ તબક્કાઓ કરતાં પસંદગીને ઓક્સિડ થશે

$
\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad
\mathrm{Cl}^{-} \longrightarrow \mathrm{Cl}+e^{-},
$

$
\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad \mathrm{Cl}+\mathrm{Cl} \longrightarrow \mathrm{Cl}_2(g)
$

તેથી, Cu કેટાડ્રે ભારેતી થશે અને $\mathrm{Cl}_2$ અનોડ પર ઉત્પન્ન થશે.