യൂണിറ്റ് 3 ഇലക്ട്രോകെമിസ്ട്രി (ഇന്റെക്സ്റ്റ് ചോദ്യങ്ങൾ-5)

ഉത്തരം

ഒരു ലെയ്ഡ് സ്റ്റോറജ് ബാറ്ററി ഒരു ലെയ്ഡ് ആനോഡ്, ലെയ്ഡ് ഒക്സൈഡ് $\left({PbO_2}\right)$ ആയി പൊക്ക് ചെയ്ത ലെയ്ഡ് ഗ്രിഡ് ക്യാഥോഡ്, സൾഫറിക് ആസിഡ് $\left({H_2} {SO_4}\right)$ ആയി ഒരു $38 \%$ പരിമിതമായ സാല്ഫേറ്റ് ആസിഡ് $\left({H_2} {SO_4}\right)$ എന്നിവ ഉള്ളതാണ്.

ബാറ്ററി ഉപയോഗത്തിലായിരിക്കുമ്പോൾ ഇനിപ്പറയുന്ന സെൽ പ്രവർത്തനങ്ങൾ നടക്കുന്നു:

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

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

മൊത്തം സെൽ പ്രവർത്തനം ഇങ്ങനെ ലഭ്യമാണ്,

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

ബാറ്ററി പീഡിംഗ് ചെയ്യുമ്പോൾ തിരികെയുള്ള പ്രവർത്തനം നടക്കുന്നു, അതായത്, ഇത്തരം ഇലക്ട്രോഡുകളിൽ പൊക്ക് ചെയ്ത ${PbSO}_4$ ലെയ്ഡ് ആയി മാറുന്നു, ${PbO}_2$ ഉം ${H}_2 {SO}_4$ ഉം പുനഃസൃഷ്ടിക്കുന്നു.

പ്രവർത്തനം (i) യുടെ തിരികെയുള്ള പ്രവർത്തനം പരമാവധിയാകും എന്നാൽ അത് ക്യാഥോഡിൽ നടക്കും. പ്രവർത്തനം (ii) യുടെ തിരികെയുള്ള പ്രവർത്തനം ഓക്സിഡേഷനാണ് എന്നാൽ അത് ആനോഡിൽ നടക്കും.

ഉത്തരം

ഫ്യൂള്‍ സെല്‍സില്‍ ഉപയോഗിക്കാവുന്ന സാമഗ്രികളായി മെഥേനോളും മെറ്റാനോളും ഉപയോഗിക്കാം.

ഉത്തരം

ഇറൺ ഉള്ളടക്കത്തിലെ പ്രധാനപ്പെട്ട മേഘപ്രദേശങ്ങളിലെ മേഘപാത്രങ്ങളിൽ ഉള്ള ജലപാത്രം വാതാവിന്റെ ആസിഡിക് ഒക്സൈഡുകള്‍ ഉദാഹരണത്തിന് ${CO}_2, {SO}_2$ പോലുള്ളവ ജലത്തിലേക്ക് ഉപസംഹാരം ചെയ്യുന്നു. ഇത് ആസിഡുകള്‍ ഉണ്ടാക്കുന്നു അവ ഉപസംഹാരം ചെയ്യുമ്പോഴ് ${H}^{+}$ ഐണുകള്‍ ലഭ്യമാകുന്നു.

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

${H}^{+}$ ഐണുകളുടെ സമൂഹത്തിന്റെ സമീപത്ത് ഇറൺ ഒരു സ്ഥലത്ത് ഇലക്ട്രോണുകള്‍ കുറയ്ക്കുന്നു ഫെറ്റ്രസ് ഐണുകള്‍ ഉണ്ടാക്കുന്നു, അതായത്, ഇത് ഓക്സിഡേഷന്‍ നടക്കുന്നു. അതിനാല്‍ ഇത് ആനോഡായി പ്രവാഹിക്കുന്നു. ഇതുവഴി പുറത്തുവന്ന ഇലക്ട്രോണുകള്‍ മറ്റൊരു സ്ഥലത്ത് വരെ മെറ്റലിന്റെ മൂലം പോകുന്നു അവ സ്ഥലത്ത് ${H}^{+}$ ഐണുകളും ജലത്തില്‍ ഉപസംഹാരം ചെയ്തു ലഭ്യമാക്കുന്ന ഓക്സിജന്‍ ഉപസംഹാരം നടക്കുന്നു. അതിനാല്‍ ഇത് ക്യാഥോഡായി പ്രവാഹിക്കുന്നു :

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

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

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

അതായത്, ഉള്ളടക്കത്തില്‍ ഒരു ഇലക്ട്രോകെമിസ്ട്രിക്ക് സെല്‍ സജ്ജീകരിക്കുന്നു. ഫെറ്റ്രസ് ഐണുകള്‍ വാതാവിന്റെ ഓക്സിജന്‍ ഉപയോഗം വെളിച്ചത്തിന്റെ സമീപത്ത് കൂടുതല്‍ ഓക്സിഡേഷന്‍ ചെയ്യുന്നു ഫെറ്റ്രിക് ഐണുകള്‍ ജലമിശ്രിതങ്ങളുമായി ഒരുമിച്ച് ഹൈഡ്രജന്‍ ഫെറ്റ്രിക് ഒക്സൈഡ്, ${Fe}_2 {O}_3 .x {H}_2 {O}$, ഉണ്ടാക്കുന്നു അതാണ് രസത്ത്.