प्रश्न:

कितनी बिजली फाराडे की ओर से उत्पन्न की जाती है: (i) मोल्टन CaCl² से 20 ग्राम Ca (ii) मोल्टन Al2O₃ से 40 ग्राम Al [दिया गया है: कैल्शियम और एल्युमिनियम का मूलर मास 40 ग्राम मोल^-1 और 27 ग्राम मोल^-1 हैं, मान लिया गया हैं]

उत्तर:

(i) मोल्टन CaCl₂ से 20 ग्राम Ca

चरण 1: Ca के मोल गणना करें:

Ca के मोल = 20 ग्राम / 40 ग्राम मोल^-1

Ca के मोल = 0.5 mol

चरण 2: आवश्यक फाराडे की गणना करें:

आवश्यक फाराडे = 0.5 mol × 96,485 C mol^-1

आवश्यक फाराडे = 48,243 C

(ii) मोल्टन Al2O3 से 40 ग्राम Al

चरण 1: Al के मोल गणना करें:

Al के मोल = 40 ग्राम / 27 ग्राम मोल^-1

Al के मोल = 1.48 mol

चरण 2: आवश्यक फाराडे की गणना करें:

आवश्यक फाराडे = 1.48 mol × 96,485 C mol^-1

आवश्यक फाराडे = 143,854 C

प्रश्न:

298 K पर 0.001M KCl विलयनी कोशिका में पानी की आपात सम्पर्क में होने पर विलयन कोल में 1500Ω की योगता है। यदि 298 K पर 0.001M KCl विलयन की आपवात 0.146×10^-3S cm^-1 हो, तो कोल सांकेतिक किरण क्षेत्र का माप कितना होगा?

उत्तर:

चरण 1: 298 K पर 0.001M KCl विलयन की विशेष योगशिलता की गणना करें। विशेष योगशिलता = विलयनता / आपवात = 0.146×10^-3 S cm^-1 / 0.001M = 146 S cm²/m

चरण 2: कोल सांकेतिक किरण क्षेत्र की गणना करें। कोल सांकेतिक किरण क्षेत्र = योग्यता / विशेष योगशिलता = 1500Ω / 146 S cm²/m = 10.27 Ω^-1cm²/m

प्रश्न:

तीन विलयनी कोशिकाएं A, B, C जिनमें ZnSO₄, AgNO₃ और CuSO₃ के विलयनी हल हैं, क्रमशः श्रंगारिक रूप से जुड़ी हुई हैं। इनमें स्थिर आम्पेर धारा 1.5 अम्पेर तक का बहता था जब तक कि पथ्र बी की सिन्थनाशाली विषा में 1.45 ग्राम चांदी का घनान हुआ। धारा कितनी देर बही? कितना मास का तांबे और जस का घनान हुआ?

उत्तर:

1. बी की सिन्थनाशाली विषा में घनन किए जाने वाले चांदी के मोलों की गणना करें: 1.45 ग्राम की AgNO₃ = 1.45 ग्राम / 169.87 ग्राम/मोल = 0.0085 mol

2. कोशिकाओं में बहाए गए कुल चार्ज की गणना करें: 1.5 आम्पेर x 1 घंटा = 1.5 कुलंब

3. धारा की देर की गणना करें: 1.5 कुलंब / 0.0085 mol = 176.47 घंटे

4. तांबे के घनान की गणना करें: 0.0085 mol के ZnSO₄ x 65.38 ग्राम/मोल = 0.55 ग्राम

5. जस के घनान की गणना करें: 0.0085 mol के CuSO₃ x 159.61 ग्राम/मोल = 1.35 ग्राम

प्रश्न:

Zn(s)+2Ag⁺(aq)→Zn²⁺(aq)+2Ag(s) अभिक्रिया का सांकेतिक किरण क्षेत्र छ्त्रयी शोध संयंत्र में दिखाएं। और दिखाएं: (i) कौन सा सिन्थेटिक विषाधारी श्रृंगम होता है? (ii) कोशिका में धारा के वाहक। (iii) प्रत्येक सिन्थेटिक विषाधारी श्रृंगम में व्यक्तिगत अभिक्रिया।

उत्तर:

उत्तर:

छ्त्रयी शोध संयंत्र की चित्रण:

(i) Zn(s)→Zn²⁺(aq) अभिक्रिया में सिन्थेटिक विषाधारी श्रृंगम नकारात्मक छाया होता है।

(ii) कोशिका में धारा के वाहक इलेक्ट्रॉन होते हैं।

(iii) प्रत्येक सिन्थेटिक विषाधारी श्रृंगम में व्यक्तिगत अभिक्रिया:

आनोड (नकारात्मक ईर्ष्यांकित श्रृंगम): Zn(s)→Zn²⁺(aq) + 2^e-

उत्तर (i): गैल्वेनिक सेल के मानक कोशिकाओं की गतिर्द्धि की गणना करें: E°cell = E°cathode - E°anode

E°cell = (E°Cr3+/Cr - E°Cd2+/Cd) = (0.74 V - (-0.40 V)) = 1.14 V

ΔrG° = -nFE°cell यहां, n = 3 (कार्बन के तीन मोल इलेक्ट्रॉन नागरिक करते हैं) इसलिए, ΔrG° = -3 × (96485 कुलंग के लिए C/mol) × (1.14 वोल्ट) = -329675.86 जूल

समतल योजितता शक्ति (K) की गणना करें: K = e^(-ΔrG°/RT), यहां R = 8.314 J/(mol·K) हैं और T = 298 K K = e^(-(-329675.86 J)/(8.314 J/(mol·K) × 298 K)) = 1.95 × 10^30

उत्तर (ii): गैल्वेनिक सेल के मानक कोशिकाओं की गतिर्द्धि की गणना करें: E°cell = E°cathode - E°anode

E°cell = (E°Fe3+/Fe2+ - E°Ag+/Ag) = (0.77 V - 0.80 V) = -0.03 V

ΔrG° = -nFE°cell यहां, n = 1 (एक मोल इलेक्ट्रॉन ट्रांसफर होता है) इसलिए, ΔrG° = -1 × (96485 कुलंग के लिए C/mol) × (-0.03 वोल्ट) = 2894.55 जूल

समतल योजितता शक्ति (K) की गणना करें: K = e^(-ΔrG°/RT), यहां R = 8.314 J/(mol·K) हैं और T = 298 K K = e^(2894.55 J/(8.314 J/(mol·K) × 298 K)) = 2 × 10^9

Step 4: प्रत्येक प्रतिक्रिया के संतुलन स्थिरता सूक्ष्मक की गणना करें, K = ^म1χΔrG^⊖/RT, यहां R गैस संख्या है (R = 8.314 जूल/मोल K) और T केल्विन में तापमान है।

प्रश्न: निम्नलिखित कटट्यानों के लिए कितना चार्ज आवश्यक है? (ि) Al³⁺ से Al के 1 मोल के लिए (िि) Cu²⁺ से Cu के 1 मोल के लिए (ििि) MnO₄^- से Mn²⁺ के 1 मोल के लिए

उत्तर: (ि) Al³⁺ से Al के 1 मोल के लिए 3 मोल इलेक्ट्रॉन या 3 फैराडे चार्ज की आवश्यकता है।

(िि) Cu²⁺ से Cu के 1 मोल के लिए 2 मोल इलेक्ट्रॉन या 2 फैराडे चार्ज की आवश्यकता है।

(ििि) MnO_4-​ से Mn²⁺ के 1 मोल के लिए 5 मोल इलेक्ट्रॉन या 5 फैराडे चार्ज की आवश्यकता है।

प्रश्न: 0.00241 एम अ‍ॅसिटिक एसिड की चुंबकता 7.896×10^-5 सेमी सेमी के बराबर है। इसकी मोलर चुंबकता की गणना करें। अगर एसिटिक एसिड के लिए ∧m0 390.5 एस सेमी सेमीमोल^-1 है, तो इसका विवक्षण संकेत क्या है?

उत्तर:

1. मोलर चुंबकता (Λm) = चुंबकता (Λ) / आपूर्ति (c)

Λm = 7.896×10^-5 सेमी सेमी / 0.00241 एम Λm = 3.28×10^-3 सेमी सेमी मोल^-1

2. विवक्षण संकेत (के) = Λm / Λm0

के = 3.28×10^-3 सेमी सेमी मोल^-1 / 390.5 सेमी सेमी मोल^-1 के = 8.38×10^-5

प्रश्न: घड़ी और अन्य उपकरणों में व्यापक रूप से प्रयोग होने वाले बटन सेल में निम्नलिखित प्रतिक्रिया होती है: Zn(s)+Ag₂O(s)+H₂​O(l)→Zn²⁺(aq)+2Ag(s)+2OH^-(aq) आपत्ति के लिए Δr​G^θ और Eθ निर्धारित करें।

उत्तर:

1. प्रतिक्रिया के लिए मानक ऊष्मा परिवर्तन (ΔH^θ) की गणना करें: ΔH^θ = [2(-109.3 के.जूल/मोल)] + (-285.8 के.जूल/मोल) - [0 के.जूल/मोल] ΔH^θ = -494.1 के.जूल/मोल

2. प्रतिक्रिया के लिए मानक उष्मा परिवर्तन (ΔS^θ) की गणना करें: ΔS^θ = [2(87.2 जूल/केल्विन मोल)] + (70.1 जूल/केल्विन मोल) - [0 जूल/केल्विन मोल] ΔS^θ = 174.3 जूल/केल्विन मोल

3. प्रतिक्रिया के लिए मानक गिब्स मुक्त ऊष्मा परिवर्तन (ΔG^θ) की गणना करें: ΔG^θ = ΔH^θ - TΔS^θ ΔG^θ = -494.1 के.जूल/मोल - (298 केल्विन)(174.3 जूल/केल्विन मोल) ΔG^θ = -836.9 के.जूल/मोल

4. प्रतिक्रिया के लिए मानक इलेक्ट्रोड क्षमता (Eθ) की गणना करें: Eθ = -[ΔG^θ/(2F)] Eθ = -[-836.9 के.जूल/मोल/(2)(96485 कूलम्ब/मोल)] Eθ = +1.07 V

प्रश्न: एलेक्ट्रोलाइट के विलयन सॉल्यूशन के लिए चुंबकता और मोलर चुंबकता को परिभाषित करें। आपरिभाषित करें वे एकत्रीकरण के साथ कैसे बदलते हैं।

उत्तर: चुंबकता: चुंबकता किसी तत्व की बिजली चालन की क्षमता का माप है। यह आमतौर पर विद्युत संवर्धन के उलट होता है। चुंबकता को सीमेंस प्रति मीटर (S/m) में मापा जाता है।

मोलर चुंबकता: मोलर चुंबकता एक सॉल्यूशन की चुंबकता को उसकी मोलर आपूर्ति से विभाजित करके प्राप्त की जाती है। इसे सामान्यतः सीमेंस प्रति मोलार (S/M) में व्यक्त किया जाता है।

प्रश्न: निम्नलिखित के बीच प्रतिक्रिया के लिए उपयुक्त नियमित विद्युत धातु यांग्स का क्रम सूचीबद्ध करें: एल, कॉपर, फी, एमजी और जेड।

उत्तर:

1. एमजी
2. फी
3. एल
4. जेड
5. कॉपर

प्रश्न: ओक्सीकरण के लिए कितनी विद्युत आवश्यक होती है: (i) H₂​O की 1 मोल को O₂​ बनाने के लिए? (ii) FeO की 1 मोल को Fe₂​O₃​ बनाने के लिए?

उत्तर: (i) H₂​O की 1 मोल को O₂ बनाने के लिए।

चरण 1: प्रतिक्रिया में शामिल इलेक्ट्रॉनों की मोलों की संख्या निर्धारित करें।

प्रतिक्रिया 2H₂O (l) → 2H₂ (g) + O₂ (g) होती है। इस प्रतिक्रिया में 4 मोल इलेक्ट्रॉन्स होते हैं।

चरण 2: आवश्यक विद्युत के कुलोंब की संख्या की गणना करें।

1 मोल इलेक्ट्रॉन्स 96,500 कुलोंब विद्युत के बराबर होता है। इसलिए, 4 मोल इलेक्ट्रॉन्स 386,000 कुलोंब विद्युत के बराबर होते हैं।

इसलिए, H₂​O की 1 मोल को O₂ बनाने के लिए 386,000 कुलोंब विद्युत की आवश्यकता होती है।

(ii) FeO की 1 मोल को Fe₂​O₃​ बनाने के लिए।

चरण 1: प्रतिक्रिया में शामिल इलेक्ट्रॉनों की मोलों की संख्या निर्धारित करें।

प्रतिक्रिया FeO (s) → Fe₂O₃ (s) होती है। इस प्रतिक्रिया में 8 मोल इलेक्ट्रॉन्स होते हैं।

चरण 2: आवश्यक विद्युत के कुलोंब की संख्या की गणना करें।

1 मोल इलेक्ट्रॉन्स 96,500 कुलोंब विद्युत के बराबर होता है। इसलिए, 8 मोल इलेक्ट्रॉन्स 772,000 कुलोंब विद्युत के बराबर होते हैं।

इसलिए, FeO की 1 मोल को Fe₂​O₃ बनाने के लिए 772,000 कुलोंब विद्युत की आवश्यकता होती है।

प्रश्न: टेबल 3.1 में दिए गए मानक इलेक्ट्रोड पॉटेंशियल का उपयोग करते हुए, निम्नलिखित के बीच प्रतिक्रिया क्या संभव है: (i) Fe³⁺(aq) और I^-(aq) (ii) Ag⁺(aq) और Cu(s) (iii) Fe³⁺(aq) और Br^-(aq) (iv) Ag(s) और Fe³⁺(aq) (v) Br2​(aq) और Fe²⁺(aq)

उत्तर: (i) Fe³⁺(aq) + I^-(aq) → Fe²⁺(aq) + I₂(aq) Fe³⁺/Fe₂+ E° = -0.77V I−/I₂ E° = +0.54V प्रतिक्रिया संभव है क्योंकि प्रतिक्रिया के लिए मानक इलेक्ट्रोड पॉटेंशियल पॉजिटिव (+0.77V) है।

(ii) Ag⁺(aq) + Cu(s) → Ag(s) + Cu²⁺(aq) Ag+/Ag E° = +0.80V Cu²⁺/Cu E° = +0.34V प्रतिक्रिया संभव है क्योंकि प्रतिक्रिया के लिए मानक इलेक्ट्रोड पॉटेंशियल पॉजिटिव (+1.14V) है।

(iii) Fe³⁺(aq) + Br^-(aq) → Fe²⁺(aq) + Br2(aq)

1. K⁺/K = -2.93 V
2. Mg²⁺/Mg = -2.37 V
3. Cr³⁺/Cr = -0.74 V
4. Ag⁺/Ag = 0.80 V
5. Hg²⁺/Hg = 0.79 V

२. कम करने की शक्ति के आदर्श में धातुओं की व्यवस्था करें: मैग्नीशियम, क्रोम, चांदी, पारा, पोटेशियम।