ಘಟಕ 3 ವಿದ್ಯುದ್ರಾಸಾಯನಶಾಸ್ತ್ರ (ಪಠ್ಯ ಪ್ರಶ್ನೆಗಳು-5)

ಉತ್ತರ

ಸೀಸದ ಸಂಗ್ರಾಹಕ ಬ್ಯಾಟರಿಯು ಸೀಸದ ಆನೋಡ್, ಸೀಸದ ಆಕ್ಸೈಡ್ $\left({PbO_2}\right)$ ನಿಂದ ತುಂಬಿದ ಸೀಸದ ಜಾಲರಿಯನ್ನು ಕ್ಯಾಥೋಡ್ ಆಗಿ ಮತ್ತು ಸಲ್ಫ್ಯೂರಿಕ್ ಆಮ್ಲದ $\left({H_2} {SO_4}\right)$ $38 \%$ ದ್ರಾವಣವನ್ನು ವಿದ್ಯುದ್ವಿಚ್ಛೇದ್ಯವಾಗಿ ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ.

ಬ್ಯಾಟರಿಯನ್ನು ಬಳಸುವಾಗ, ಕೆಳಗಿನ ಕೋಶ ಕ್ರಿಯೆಗಳು ನಡೆಯುತ್ತವೆ:

ಆನೋಡ್ನಲ್ಲಿ : $\quad{Pb}(s)+{SO}_4^{2-}(a q) \longrightarrow {PbSO}_4(s)+2 e^{-} \quad\quad\quad\quad\quad (i)$

ಕ್ಯಾಥೋಡ್ನಲ್ಲಿ : ${PbO}_2(s)+{SO}_4^{2-}(a q)+4 {H}^{+}(a q)+2 e^{-} \longrightarrow {PbSO}_4(s)+2 {H}_2 {O}(l)\quad\quad\quad\quad\quad (ii)$

ಒಟ್ಟಾರೆ ಕೋಶ ಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಈ ಕೆಳಗಿನಂತೆ ನೀಡಲಾಗಿದೆ,

$\quad\quad\quad\quad\quad {Pb}(s)+{PbO}_2({~s})+2 {H}_2 {SO}_4(a q) \longrightarrow 2 {PbSO}_4(s)+2 {H}_2 {O}(l)$

ಬ್ಯಾಟರಿಯನ್ನು ಚಾರ್ಜ್ ಮಾಡುವಾಗ, ವಿಪರೀತ ಕ್ರಿಯೆ ನಡೆಯುತ್ತದೆ, ಅಂದರೆ, ${PbSO}_4$ ವಿದ್ಯುದ್ದಂಡಗಳ ಮೇಲೆ ಜಮೆಯಾಗಿರುವುದು ಮತ್ತೆ Pb ಮತ್ತು ${PbO}_2$ ಆಗಿ ಪರಿವರ್ತನೆಯಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ${H}_2 {SO}_4$ ಪುನರುತ್ಪತ್ತಿಯಾಗುತ್ತದೆ.

ಕ್ರಿಯೆ (i) ಯ ವಿಪರೀತ ಕ್ರಿಯೆಯು ಅಪಕರ್ಷಣವಾಗಿರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಆದ್ದರಿಂದ ಕ್ಯಾಥೋಡ್ನಲ್ಲಿ ನಡೆಯುತ್ತದೆ. ಕ್ರಿಯೆ (ii) ಯ ವಿಪರೀತ ಕ್ರಿಯೆಯು ಉತ್ಕರ್ಷಣವಾಗಿರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಆದ್ದರಿಂದ ಆನೋಡ್ನಲ್ಲಿ ನಡೆಯುತ್ತದೆ.

ಉತ್ತರ

ಮೀಥೇನ್ ಮತ್ತು ಮೆಥನಾಲ್ ಅನ್ನು ಇಂಧನ ಕೋಶಗಳಲ್ಲಿ ಇಂಧನವಾಗಿ ಬಳಸಬಹುದು.

ಉತ್ತರ

ಕಬ್ಬಿಣದ ಮೇಲ್ಮೈಯಲ್ಲಿ ಇರುವ ನೀರಿನ ಪದರವು (ವಿಶೇಷವಾಗಿ ಮಳೆಗಾಲದಲ್ಲಿ) ಗಾಳಿಯಲ್ಲಿರುವ ಆಮ್ಲೀಯ ಆಕ್ಸೈಡ್ಗಳಾದ ${CO}_2, {SO}_2$ ಇತ್ಯಾದಿಗಳನ್ನು ಕರಗಿಸಿ ಆಮ್ಲಗಳನ್ನು ರೂಪಿಸುತ್ತದೆ, ಅವು ವಿಭಜನೆಯಾಗಿ ${H}^{+}$ ಅಯಾನುಗಳನ್ನು ನೀಡುತ್ತವೆ.

$$ {H}_2 {O}+{CO}_2 \longrightarrow {H}_2 {CO}_3 \rightleftharpoons 2 {H}^{+}+{CO}_3^{2-} $$

${H}^{+}$ ಅಯಾನುಗಳ ಸಾನ್ನಿಧ್ಯದಲ್ಲಿ, ಕಬ್ಬಿಣವು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳನ್ನು ಕಳೆದುಕೊಳ್ಳಲು ಪ್ರಾರಂಭಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಫೆರಸ್ ಅಯಾನುಗಳನ್ನು ರೂಪಿಸುತ್ತದೆ, ಅಂದರೆ, ಅದರ ಉತ್ಕರ್ಷಣ ನಡೆಯುತ್ತದೆ. ಆದ್ದರಿಂದ, ಈ ಸ್ಥಳವು ಆನೋಡ್ ಆಗಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತದೆ. ಹೀಗೆ ಬಿಡುಗಡೆಯಾದ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳು ಲೋಹದ ಮೂಲಕ ಸಾಗಿ ಇನ್ನೊಂದು ಸ್ಥಳವನ್ನು ತಲುಪುತ್ತವೆ, ಅಲ್ಲಿ ${H}^{+}$ ಅಯಾನುಗಳು ಮತ್ತು ಕರಗಿದ ಆಮ್ಲಜನಕವು ಈ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳನ್ನು ಸ್ವೀಕರಿಸಿ ಮತ್ತು ಅಪಕರ್ಷಣ ಕ್ರಿಯೆ ನಡೆಯುತ್ತದೆ. ಆದ್ದರಿಂದ, ಈ ಸ್ಥಳವು ಕ್ಯಾಥೋಡ್ ಆಗಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತದೆ :

$ \text{\hspace{0.5mm}ಆನೋಡ್ನಲ್ಲಿ :} \quad\hspace{1.5mm}{Fe}(s) \longrightarrow {Fe}^{2+}(a q)+2 e^{-} $

$ \text{ಕ್ಯಾಥೋಡ್ನಲ್ಲಿ :} \quad {O}_2(g)+4 {H}^{+}(a q)+4 e^{-} \longrightarrow 2 {H}_2 {O}(l) $

ಒಟ್ಟಾರೆ ಕ್ರಿಯೆಯು : $\quad 2 {Fe}(s)+{O}_2(g)+4 {H}^{+}(a q) \longrightarrow 2 {Fe}^{2+}(a q)+2 {H}_2 {O}(l)$

ಹೀಗೆ, ಮೇಲ್ಮೈಯಲ್ಲಿ ಒಂದು ವಿದ್ಯುತ್ ರಾಸಾಯನಿಕ ಕೋಶ ಸ್ಥಾಪಿತವಾಗುತ್ತದೆ. ಫೆರಸ್ ಅಯಾನುಗಳು ನಂತರ ವಾಯುಮಂಡಲದ ಆಮ್ಲಜನಕದಿಂದ ಮತ್ತಷ್ಟು ಉತ್ಕರ್ಷಣಗೊಂಡು ಫೆರಿಕ್ ಅಯಾನುಗಳಾಗುತ್ತವೆ, ಅವು ನೀರಿನ ಅಣುಗಳೊಂದಿಗೆ ಸಂಯೋಜನೆಯಾಗಿ ಜಲಯೋಜಿತ ಫೆರಿಕ್ ಆಕ್ಸೈಡ್, ${Fe}_2 {O}_3 .x {H}_2 {O}$, ಅನ್ನು ರೂಪಿಸುತ್ತವೆ, ಅದು ತುಕ್ಕು.