रेडॉक्स अभिक्रियाएँ

JEE Main

1. गैल्वेनिक सेल विभव

• गैल्वेनिक सेल के लिए सेल विभव निम्नलिखित सूत्र का उपयोग करके गणना की जाती है:

$$E° _{cell} = E° _{cathode} - E° _{anode}$$

$$= (-0.44 V) - (-0.76 V)$$

$$= 0.32 V$$

इसलिए, गैल्वेनिक सेल के लिए सेल विभव 0.32 V है।

2. CuSO4 का वैद्युत अपघटन

• कैथोड पर निकलने वाले तांबे की मात्रा निम्नलिखित सूत्र का उपयोग करके गणना की जा सकती है:

$$m = \frac{I \times t \times M}{z \times F}$$

$$= \frac{2.5 A \times 30 \times 60 \times 63.55 g/mol}{2 \times 96500 C/mol}$$

$$= 0.24 g$$

इसलिए, कैथोड पर निकलने वाले तांबे की मात्रा 0.24 g है।

3. स्थानांतरित इलेक्ट्रॉनों की मोल संख्या

• एक रेडॉक्स अभिक्रिया में स्थानांतरित इलेक्ट्रॉनों की मोल संख्या की गणना अभिक्रिया में शामिल पदार्थ की मोल संख्या से इलेक्ट्रॉनों की संख्या को गुणा करके की जा सकती है।

• इस मामले में, 3 मोल Sn2+ ऑक्सीकृत होते हैं, और प्रत्येक Sn2+ परमाणु 2 इलेक्ट्रॉन खोता है। इसलिए, कुल स्थानांतरित इलेक्ट्रॉनों की संख्या 3 मोल x 2 इलेक्ट्रॉन/मोल = 6 मोल इलेक्ट्रॉन है।

4. FeSO4 का KMnO4 के साथ अनुमापन

• FeSO4 और KMnO4 के बीच अभिक्रिया के लिए संतुलित समीकरण है:

$$5FeSO4 + KMnO4 + H2SO4 → 5Fe2(SO4)3 + MnSO4 + K2SO4 + H2O$$

• संतुलित समीकरण से, हम देख सकते हैं कि 5 मोल FeSO4, 1 मोल KMnO4 के साथ अभिक्रिया करते हैं।

• इसलिए, तुल्यता बिंदु तक पहुंचने के लिए आवश्यक KMnO4 विलयन का आयतन निम्नलिखित रूप से गणना किया जा सकता है:

$$V_{KMnO4} = \frac{M_{FeSO4} \times V_{FeSO4}}{M_{KMnO4}}$$

$$= \frac{0.10 M \times V_{FeSO4}}{0.050 M}$$

$$= 2V_{FeSO4}$$

इसलिए, तुल्यता बिंडु तक पहुँचने के लिए आवश्यक KMnO4 विलयन का आयतन FeSO4 विलयन के आयतन का दोगुना है।

5. H2O2 विलयन की सांद्रता

• H2O2 और KI के बीच अभिक्रिया के लिए संतुलित समीकरण है:

$$H2O2 + 2KI + 2H2SO4 → I2 + 2K2SO4 + 2H2O$$

• संतुलित समीकरण से हम देख सकते हैं कि 1 मोल H2O2, 2 मोल KI के साथ अभिक्रिया करता है। इसलिए, H2O2 विलयन की सांद्रता इस प्रकार गणना की जा सकती है:

$$M_{H2O2} = \frac{M_{Na2S2O3} \times V_{Na2S2O3}}{2V_{H2O2}}$$

$$= \frac{0.10 M \times V_{Na2S2O3}}{2V_{H2O2}}$$

इसलिए, हमें Na2S2O3 विलयन के साथ अभिक्रिया करने के लिए H2O2 विलयन का दोगुना आयतन चाहिए।

CBSE बोर्ड परीक्षाएँ

1. इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण के संदर्भ में ऑक्सीकरण और अपचयन

• ऑक्सीकरण एक प्रक्रिया है जिसमें इलेक्ट्रॉनों की हानि होती है।
• अपचयन एक प्रक्रिया है जिसमें इलेक्ट्रॉनों की प्राप्ति होती है।

2. विद्युत रासायनिक और विद्युत अपघटनीय सेलों के बीच अंतर

विशेषता	विद्युत रासायनिक सेल	विद्युत अपघटनीय सेल
स्वतः प्रक्रिया	हाँ	नहीं
विद्युत ऊर्जा उत्पन्न होती है	हाँ	नहीं

• बाह्य विद्युत ऊर्जा आवश्यक | नहीं | हाँ |
• इलेक्ट्रोड | ऐनोड ऋणात्मक होता है | ऐनोड धनात्मक होता है |
• अभिक्रियाएँ | ऐनोड में ऑक्सीकरण होता है | कैथोड में अपचयन होता है |

3. रेडॉक्स अभिक्रियाओं के प्रकार

• संयोजन अभिक्रिया: दो या अधिक पदार्थ एकल उत्पाद बनाने के लिए संयोजित होते हैं, जिसमें ऊष्मा और प्रकाश का उत्सर्जन होता है। उदाहरण:

$$2Mg + O2 → 2MgO$$

• अपघटन अभिक्रिया: एक एकल यौगिक दो या अधिक सरल पदार्थों में टूट जाता है, आमतौर पर ऊष्मा या विद्युत के इनपुट के साथ। उदाहरण:

$$2H2O → 2H2 + O2$$

• विस्थापन अभिक्रिया: एक अधिक सक्रिय धातु किसी कम सक्रिय धातु को उसके यौगिक से विस्थापित कर देती है। उदाहरण:

$$Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu$$

• ऑक्सीकरण-अवक्रमण अभिक्रिया जिसमें ऑक्सीकरण अवस्था में परिवर्तन होता है: इस प्रकार की अभिक्रिया में, एक या अधिक तत्वों की ऑक्सीकरण अवस्था बदल जाती है। उदाहरण:

$$Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2$$

4. गैल्वेनिक सेल के ईएमएफ को प्रभावित करने वाले कारक

• अर्ध-सेलों के मानक अपचयन विभव
• अभिकारकों और उत्पादों की सांद्रता
• तापमान

5. सेल विभव की गणना

गैल्वेनिक सेल के लिए सेल विभव की गणना अर्ध-सेलों के मानक अपचयन विभव और नर्नस्ट समीकरण का उपयोग करके की जा सकती है:

$$E° _{cell} = E° _{cathode} - E° _{anode}$$

$$E _{cell} = E° _{cell} - \frac{0.0592}{n} logQ$$

जहाँ:

• E° cell मानक सेल विभव है
• E cell गैर-मानक परिस्थितियों के अंतर्गत सेल विभव है
• E° anode एनोड का मानक अपचयन विभव है
• E° cathode कैथोड का मानक अपचयन विभव है
• Q अभिक्रिया भागफल है

6. साल्ट ब्रिज का कार्य

एक साल्ट ब्रिज अर्ध-सेलों के बीच आयनों के प्रवाह की अनुमति देकर एक विद्युत रासायनिक सेल में विद्युत उदासीनता बनाए रखता है।

7. वैद्युत अपघटन

विद्युत-अपघटन एक ऐसी प्रक्रिया है जो विद्युत ऊर्जा का उपयोग करके एक रासायनिक अभिक्रिया को संचालित करती है जो स्वतः नहीं होती। विद्युत-अपघटन द्वारा की जा सकने वाली अभिक्रियाओं के उदाहरणों में शामिल हैं:

• जल का विद्युत-अपघटन: हाइड्रोजन और ऑक्सीजन उत्पन्न करता है
• ब्राइन (NaCl विलयन) का विद्युत-अपघटन: क्लोरीन गैस और सोडियम हाइड्रॉक्साइड विलयन उत्पन्न करता है
• गलित एल्युमिनियम ऑक्साइड का विद्युत-अपघटन: एल्युमिनियम धातु और ऑक्सीजन गैस उत्पन्न करता है

JEE के लिए यह क्यों महत्वपूर्ण है#

यह अवधारणा रेडॉक्स अभिक्रियाओं के विषय को समझने के लिए महत्वपूर्ण है, जो JEE परीक्षाओं में बार-बार आता है। इस विषय में महारत हासिल करने से मदद मिलती है:

• मौलिक सिद्धांतों को समझने में
• जटिल समस्याओं को हल करने में
• अवधारणात्मक स्पष्टता बनाने में

टालने योग्य सामान्य गलतियाँ#

• एज केसों की अनदेखी
• गणनाओं में जल्दबाजी
• इकाइयों और विमाओं की जाँच न करना
• समान दिखने वाली अवधारणाओं को समान मान लेना
• अवधारणात्मक समझ को छोड़ना

याद रखने योग्य प्रमुख अवधारणाएँ#

• पहले संपूर्ण अवधारणा को पढ़ें
• अंतर्निहित सिद्धांत की पहचान करें
• उदाहरणों को चरणबद्ध तरीके से हल करें
• समस्या के विभिन्न रूपों के साथ अभ्यास करें
• वास्तविक दुनिया के अनुप्रयोगों से जोड़ें

संबंधित विषय#

• रासायनिक आबंधन के सिद्धांत
• अभिक्रिया की क्रियाविधि
• आवर्ती प्रवृत्तियाँ