ਰਸਾਇਣਕ ਪ੍ਰਤੀਕਿਰਿਆਵਾਂ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਬਿਜਲਈ ਊਰਜਾ ਪੈਦਾ ਕਰਨ ਲਈ ਕੀਤੀ ਜਾ ਸਕਦੀ ਹੈ, ਇਸਦੇ ਉਲਟ, ਬਿਜਲਈ ਊਰਜਾ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਉਹਨਾਂ ਰਸਾਇਣਕ ਪ੍ਰਤੀਕਿਰਿਆਵਾਂ ਨੂੰ ਕਰਨ ਲਈ ਕੀਤੀ ਜਾ ਸਕਦੀ ਹੈ ਜੋ ਸਪਾਂਟੇਨੀਅਸ ਤੌਰ ‘ਤੇ ਨਹੀਂ ਹੁੰਦੀਆਂ।

ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਕੈਮਿਸਟਰੀ ਸਪਾਂਟੇਨੀਅਸ ਰਸਾਇਣਕ ਪ੍ਰਤੀਕਿਰਿਆਵਾਂ ਦੌਰਾਨ ਛੱਡੀ ਗਈ ਊਰਜਾ ਤੋਂ ਬਿਜਲੀ ਦੇ ਉਤਪਾਦਨ ਅਤੇ ਗੈਰ-ਸਪਾਂਟੇਨੀਅਸ ਰਸਾਇਣਕ ਪਰਿਵਰਤਨ ਲਿਆਉਣ ਲਈ ਬਿਜਲਈ ਊਰਜਾ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਦਾ ਅਧਿਐਨ ਹੈ। ਇਹ ਵਿਸ਼ਾ ਸਿਧਾਂਤਕ ਅਤੇ ਵਿਹਾਰਕ ਦੋਹਾਂ ਪੱਖਾਂ ਤੋਂ ਮਹੱਤਵਪੂਰਨ ਹੈ। ਬਹੁਤ ਸਾਰੀਆਂ ਧਾਤਾਂ, ਸੋਡੀਅਮ ਹਾਈਡ੍ਰੋਕਸਾਈਡ, ਕਲੋਰੀਨ, ਫਲੋਰੀਨ ਅਤੇ ਬਹੁਤ ਸਾਰੇ ਹੋਰ ਰਸਾਇਣ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਕੈਮੀਕਲ ਵਿਧੀਆਂ ਦੁਆਰਾ ਤਿਆਰ ਕੀਤੇ ਜਾਂਦੇ ਹਨ। ਬੈਟਰੀਆਂ ਅਤੇ ਫਿਊਲ ਸੈੱਲ ਰਸਾਇਣਕ ਊਰਜਾ ਨੂੰ ਬਿਜਲਈ ਊਰਜਾ ਵਿੱਚ ਬਦਲਦੇ ਹਨ ਅਤੇ ਵੱਖ-ਵੱਖ ਯੰਤਰਾਂ ਅਤੇ ਉਪਕਰਣਾਂ ਵਿੱਚ ਵਿਸ਼ਾਲ ਪੱਧਰ ‘ਤੇ ਵਰਤੇ ਜਾਂਦੇ ਹਨ। ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਕੈਮੀਕਲ ਤੌਰ ‘ਤੇ ਕੀਤੀਆਂ ਗਈਆਂ ਪ੍ਰਤੀਕਿਰਿਆਵਾਂ ਊਰਜਾ ਦੱਖ ਹੋ ਸਕਦੀਆਂ ਹਨ ਅਤੇ ਘੱਟ ਪ੍ਰਦੂਸ਼ਣ ਫੈਲਾਉਣ ਵਾਲੀਆਂ ਹੋ ਸਕਦੀਆਂ ਹਨ। ਇਸ ਲਈ, ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਕੈਮਿਸਟਰੀ ਦਾ ਅਧਿਐਨ ਨਵੀਆਂ ਤਕਨਾਲੋਜੀਆਂ ਬਣਾਉਣ ਲਈ ਮਹੱਤਵਪੂਰਨ ਹੈ ਜੋ ਪਰਿਆਵਰਣ-ਮਿੱਤਰ ਹਨ। ਸੈੱਲਾਂ ਰਾਹੀਂ ਸੰਵੇਦੀ ਸੰਕੇਤਾਂ ਦਾ ਦਿਮਾਗ਼ ਤੱਕ ਅਤੇ ਇਸਦੇ ਉਲਟ ਪ੍ਰਸਾਰਣ ਅਤੇ ਸੈੱਲਾਂ ਵਿਚਕਾਰ ਸੰਚਾਰ ਦਾ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਕੈਮੀਕਲ ਮੂਲ ਹੋਣਾ ਜਾਣਿਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਕੈਮਿਸਟਰੀ, ਇਸ ਲਈ, ਇੱਕ ਬਹੁਤ ਹੀ ਵਿਸ਼ਾਲ ਅਤੇ ਅੰਤਰ-ਵਿਸ਼ਾਈ ਵਿਸ਼ਾ ਹੈ। ਇਸ ਯੂਨਿਟ ਵਿੱਚ, ਅਸੀਂ ਇਸਦੇ ਕੁਝ ਮਹੱਤਵਪੂਰਨ ਮੁੱਢਲੇ ਪਹਿਲੂਆਂ ਨੂੰ ਹੀ ਕਵਰ ਕਰਾਂਗੇ।

3.1 ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਕੈਮੀਕਲ ਸੈੱਲ

ਕਲਾਸ XI, ਯੂਨਿਟ 8 ਵਿੱਚ, ਅਸੀਂ ਡੈਨੀਅਲ ਸੈੱਲ (ਚਿੱਤਰ 3.1) ਦੀ ਬਣਤਰ ਅਤੇ ਕਾਰਜਸ਼ੀਲਤਾ ਦਾ ਅਧਿਐਨ ਕੀਤਾ ਸੀ। ਇਹ ਸੈੱਲ ਰੈਡੌਕਸ ਪ੍ਰਤੀਕਿਰਿਆ Zn ਦੌਰਾਨ ਮੁਕਤ ਹੋਈ ਰਸਾਇਣਕ ਊਰਜਾ ਨੂੰ ਬਦਲਦਾ ਹੈ

ਚਿੱਤਰ 3.1: ਡੈਨੀਅਲ ਸੈੱਲ ਜਿਸ ਵਿੱਚ ਜ਼ਿੰਕ ਅਤੇ ਤਾਂਬੇ ਦੇ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਡ ਆਪਣੇ-ਆਪਣੇ ਲੂਣਾਂ ਦੇ ਘੋਲਾਂ ਵਿੱਚ ਡੁਬੋਏ ਹੋਏ ਹਨ।

$$ \begin{equation*} \mathrm{Zn}(\mathrm{s})+\mathrm{Cu}^{2+}(\mathrm{aq}) \rightarrow \mathrm{Zn}^{2+}(\mathrm{aq})+\mathrm{Cu}(\mathrm{s}) \tag{3.1} \end{equation*} $$

ਬਿਜਲਈ ਊਰਜਾ ਵਿੱਚ ਅਤੇ ਇਸਦੀ ਬਿਜਲਈ ਸੰਭਾਵਨਾ $1.1 \mathrm{~V}$ ਦੇ ਬਰਾਬਰ ਹੁੰਦੀ ਹੈ ਜਦੋਂ $\mathrm{Zn}^{2+}$ ਅਤੇ $\mathrm{Cu}^{2+}$ ਆਇਨਾਂ ਦੀ ਸਾਂਦਰਤਾ ਇਕਾਈ ਹੁੰਦੀ ਹੈ $\left(1 \mathrm{~mol} \mathrm{dm}^{-3}\right)^{*}$। ਅਜਿਹੇ ਉਪਕਰਣ ਨੂੰ ਗੈਲਵੇਨਿਕ ਜਾਂ ਵੋਲਟੇਇਕ ਸੈੱਲ ਕਿਹਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ।

ਜੇਕਰ ਗੈਲਵੇਨਿਕ ਸੈੱਲ ਵਿੱਚ ਇੱਕ ਬਾਹਰੀ ਉਲਟ ਸੰਭਾਵਨਾ ਲਾਗੂ ਕੀਤੀ ਜਾਂਦੀ ਹੈ [ਚਿੱਤਰ 3.2(a)] ਅਤੇ ਹੌਲੀ-ਹੌਲੀ ਵਧਾਈ ਜਾਂਦੀ ਹੈ, ਤਾਂ ਅਸੀਂ ਪਾਉਂਦੇ ਹਾਂ ਕਿ ਪ੍ਰਤੀਕਿਰਿਆ ਤਦ ਤੱਕ ਹੁੰਦੀ ਰਹਿੰਦੀ ਹੈ ਜਦੋਂ ਤੱਕ ਵਿਰੋਧੀ ਵੋਲਟੇਜ 1.1 V ਦੇ ਮੁੱਲ ਤੱਕ ਨਹੀਂ ਪਹੁੰਚ ਜਾਂਦੀ [ਚਿੱਤਰ 3.2(b)] ਜਦੋਂ, ਪ੍ਰਤੀਕਿਰਿਆ ਪੂਰੀ ਤਰ੍ਹਾਂ ਰੁਕ ਜਾਂਦੀ ਹੈ ਅਤੇ ਸੈੱਲ ਵਿੱਚੋਂ ਕੋਈ ਕਰੰਟ ਨਹੀਂ ਵਹਿੰਦਾ। ਬਾਹਰੀ ਸੰਭਾਵਨਾ ਵਿੱਚ ਕੋਈ ਹੋਰ ਵਾਧਾ ਫਿਰ ਪ੍ਰਤੀਕਿਰਿਆ ਸ਼ੁਰੂ ਕਰਦਾ ਹੈ ਪਰ ਉਲਟ ਦਿਸ਼ਾ ਵਿੱਚ [ਚਿੱਤਰ 3.2(c)]। ਇਹ ਹੁਣ ਇੱਕ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਲਾਈਟਿਕ ਸੈੱਲ ਵਜੋਂ ਕੰਮ ਕਰਦਾ ਹੈ, ਇੱਕ ਉਪਕਰਣ ਜੋ ਗੈਰ-ਸਪਾਂਟੇਨੀਅਸ ਰਸਾਇਣਕ ਪ੍ਰਤੀਕਿਰਿਆਵਾਂ ਕਰਨ ਲਈ ਬਿਜਲਈ ਊਰਜਾ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਦਾ ਹੈ। ਦੋਵੇਂ ਕਿਸਮਾਂ ਦੇ ਸੈੱਲ ਕਾਫ਼ੀ ਮਹੱਤਵਪੂਰਨ ਹਨ ਅਤੇ ਅਸੀਂ ਅਗਲੇ ਪੰਨਿਆਂ ਵਿੱਚ ਉਹਨਾਂ ਦੀਆਂ ਕੁਝ ਮੁੱਖ ਵਿਸ਼ੇਸ਼ਤਾਵਾਂ ਦਾ ਅਧਿਐਨ ਕਰਾਂਗੇ।

(a) ਜਦੋਂ $E _{\text { ext }}$ < 1.1 V

(i) ਇਲੈਕਟ੍ਰਾਨ Zn ਛੜ ਤੋਂ Cu ਛੜ ਵੱਲ ਵਹਿੰਦੇ ਹਨ ਇਸ ਲਈ ਕਰੰਟ Cu ਤੋਂ Zn ਵੱਲ ਵਹਿੰਦਾ ਹੈ।

(ii) Zn ਐਨੋਡ ‘ਤੇ ਘੁਲ ਜਾਂਦਾ ਹੈ ਅਤੇ ਤਾਂਬਾ ਕੈਥੋਡ ‘ਤੇ ਜਮ੍ਹਾ ਹੋ ਜਾਂਦਾ ਹੈ।

(b) ਜਦੋਂ $E _{\text { ext }}$ = 1.1 V

(i) ਇਲੈਕਟ੍ਰਾਨਾਂ ਜਾਂ ਕਰੰਟ ਦਾ ਕੋਈ ਪ੍ਰਵਾਹ ਨਹੀਂ।

(ii) ਕੋਈ ਰਸਾਇਣਕ ਪ੍ਰਤੀਕਿਰਿਆ ਨਹੀਂ।

(c) ਜਦੋਂ Eext > 1.1 V

(i) ਇਲੈਕਟ੍ਰਾਨ Cu ਤੋਂ Zn ਵੱਲ ਵਹਿੰਦੇ ਹਨ ਅਤੇ ਕਰੰਟ Zn ਤੋਂ Cu ਵੱਲ ਵਹਿੰਦਾ ਹੈ।

(ii) ਜ਼ਿੰਕ ਜ਼ਿੰਕ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਡ ‘ਤੇ ਜਮ੍ਹਾ ਹੋ ਜਾਂਦਾ ਹੈ ਅਤੇ ਤਾਂਬਾ ਤਾਂਬੇ ਦੇ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਡ ‘ਤੇ ਘੁਲ ਜਾਂਦਾ ਹੈ।

ਚਿੱਤਰ 3.2 ਡੈਨੀਅਲ ਸੈੱਲ ਦੀ ਕਾਰਜਸ਼ੀਲਤਾ ਜਦੋਂ ਬਾਹਰੀ ਵੋਲਟੇਜ $E _{\text { ext }}$ ਸੈੱਲ ਸੰਭਾਵਨਾ ਦਾ ਵਿਰੋਧ ਕਰਦਾ ਹੈ ਲਾਗੂ ਕੀਤਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ

3.2 ਗੈਲਵੇਨਿਕ ਸੈੱਲ

ਜਿਵੇਂ ਕਿ ਪਹਿਲਾਂ ਦੱਸਿਆ ਗਿਆ ਹੈ (ਕਲਾਸ XI, ਯੂਨਿਟ 8) ਇੱਕ ਗੈਲਵੇਨਿਕ ਸੈੱਲ ਇੱਕ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਕੈਮੀਕਲ ਸੈੱਲ ਹੈ ਜੋ ਇੱਕ ਸਪਾਂਟੇਨੀਅਸ ਰੈਡੌਕਸ ਪ੍ਰਤੀਕਿਰਿਆ ਦੀ ਰਸਾਇਣਕ ਊਰਜਾ ਨੂੰ ਬਿਜਲਈ ਊਰਜਾ ਵਿੱਚ ਬਦਲਦਾ ਹੈ। ਇਸ ਉਪਕਰਣ ਵਿੱਚ ਸਪਾਂਟੇਨੀਅਸ ਰੈਡੌਕਸ ਪ੍ਰਤੀਕਿਰਿਆ ਦੀ ਗਿਬਜ਼ ਊਰਜਾ ਨੂੰ ਬਿਜਲਈ ਕੰਮ ਵਿੱਚ ਬਦਲਿਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ ਜਿਸਦੀ ਵਰਤੋਂ ਮੋਟਰ ਜਾਂ ਹੀਟਰ, ਪੰਖਾ, ਗੀਜ਼ਰ, ਆਦਿ ਵਰਗੇ ਹੋਰ ਬਿਜਲਈ ਗੈਜੇਟਸ ਚਲਾਉਣ ਲਈ ਕੀਤੀ ਜਾ ਸਕਦੀ ਹੈ।

ਪਹਿਲਾਂ ਚਰਚਾ ਕੀਤੀ ਗਈ ਡੈਨੀਅਲ ਸੈੱਲ ਇੱਕ ਅਜਿਹਾ ਸੈੱਲ ਹੈ ਜਿਸ ਵਿੱਚ ਹੇਠ ਲਿਖੀ ਰੈਡੌਕਸ ਪ੍ਰਤੀਕਿਰਿਆ ਹੁੰਦੀ ਹੈ।

$$ \mathrm{Zn}(\mathrm{s})+\mathrm{Cu}^{2+}(\mathrm{aq}) \rightarrow \mathrm{Zn}^{2+}(\mathrm{aq})+\mathrm{Cu}(\mathrm{s}) $$

ਇਹ ਪ੍ਰਤੀਕਿਰਿਆ ਦੋ ਅੱਧੀਆਂ ਪ੍ਰਤੀਕਿਰਿਆਵਾਂ ਦਾ ਸੁਮੇਲ ਹੈ ਜਿਨ੍ਹਾਂ ਦੇ ਜੋੜ ਨਾਲ ਸਮੁੱਚੀ ਸੈੱਲ ਪ੍ਰਤੀਕਿਰਿਆ ਮਿਲਦੀ ਹੈ:

(i) $\mathrm{Cu}^{2+}+2 \mathrm{e}^{-} \rightarrow \mathrm{Cu}(\mathrm{s}) \quad$ (ਅਪਚਅ ਅੱਧੀ ਪ੍ਰਤੀਕਿਰਿਆ)

(ii) $\mathrm{Zn}$ (s) $\rightarrow \mathrm{Zn}^{2+}+2 \mathrm{e}^{-} \quad$ (ਆਕਸੀਕਰਨ ਅੱਧੀ ਪ੍ਰਤੀਕਿਰਿਆ)

ਇਹ ਪ੍ਰਤੀਕਿਰਿਆਵਾਂ ਡੈਨੀਅਲ ਸੈੱਲ ਦੇ ਦੋ ਵੱਖ-ਵੱਖ ਹਿੱਸਿਆਂ ਵਿੱਚ ਹੁੰਦੀਆਂ ਹਨ। ਅਪਚਅ ਅੱਧੀ ਪ੍ਰਤੀਕਿਰਿਆ ਤਾਂਬੇ ਦੇ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਡ ‘ਤੇ ਹੁੰਦੀ ਹੈ ਜਦੋਂ ਕਿ ਆਕਸੀਕਰਨ ਅੱਧੀ ਪ੍ਰਤੀਕਿਰਿਆ ਜ਼ਿੰਕ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਡ ‘ਤੇ ਹੁੰਦੀ ਹੈ। ਸੈੱਲ ਦੇ ਇਹ ਦੋ ਹਿੱਸੇ ਅੱਧ-ਸੈੱਲ ਜਾਂ ਰੈਡੌਕਸ ਜੋੜੇ ਵੀ ਕਹਾਉਂਦੇ ਹਨ। ਤਾਂਬੇ ਦੇ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਡ ਨੂੰ ਅਪਚਅ ਅੱਧਾ ਸੈੱਲ ਅਤੇ ਜ਼ਿੰਕ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਡ ਨੂੰ ਆਕਸੀਕਰਨ ਅੱਧਾ ਸੈੱਲ ਕਿਹਾ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ।

ਅਸੀਂ ਵੱਖ-ਵੱਖ ਅੱਧ-ਸੈੱਲਾਂ ਦੇ ਸੁਮੇਲ ਲੈ ਕੇ ਡੈਨੀਅਲ ਸੈੱਲ ਦੇ ਪੈਟਰਨ ‘ਤੇ ਅਸੰਖਿਅਕ ਗੈਲਵੇਨਿਕ ਸੈੱਲ ਬਣਾ ਸਕਦੇ ਹਾਂ। ਹਰੇਕ ਅੱਧ-ਸੈੱਲ ਵਿੱਚ ਇੱਕ ਧਾਤੂ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਡ ਹੁੰਦਾ ਹੈ ਜੋ ਇੱਕ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਲਾਈਟ ਵਿੱਚ ਡੁਬੋਇਆ ਹੁੰਦਾ ਹੈ। ਦੋਵੇਂ ਅੱਧ-ਸੈੱਲ ਬਾਹਰੀ ਤੌਰ ‘ਤੇ ਇੱਕ ਵੋਲਟਮੀਟਰ ਅਤੇ ਇੱਕ ਸਵਿੱਚ ਰਾਹੀਂ ਇੱਕ ਧਾਤੂ ਤਾਰ ਦੁਆਰਾ ਜੁੜੇ ਹੁੰਦੇ ਹਨ। ਦੋਵੇਂ ਅੱਧ-ਸੈੱਲਾਂ ਦੇ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਲਾਈਟ ਅੰਦਰੂਨੀ ਤੌਰ ‘ਤੇ ਇੱਕ ਲੂਣ ਪੁਲ ਰਾਹੀਂ ਜੁੜੇ ਹੁੰਦੇ ਹਨ ਜਿਵੇਂ ਕਿ ਚਿੱਤਰ 3.1 ਵਿੱਚ ਦਿਖਾਇਆ ਗਿਆ ਹੈ। ਕਈ ਵਾਰ, ਦੋਵੇਂ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਡ ਇੱਕੋ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਲਾਈਟ ਘੋਲ ਵਿੱਚ ਡੁੱਬ ਜਾਂਦੇ ਹਨ ਅਤੇ ਅਜਿਹੇ ਮਾਮਲਿਆਂ ਵਿੱਚ ਸਾਨੂੰ ਲੂਣ ਪੁਲ ਦੀ ਲੋੜ ਨਹੀਂ ਹੁੰਦੀ।

ਹਰੇਕ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਡ-ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਲਾਈਟ ਇੰਟਰਫੇਸ ‘ਤੇ ਘੋਲ ਤੋਂ ਧਾਤੂ ਆਇਨਾਂ ਦੀ ਧਾਤੂ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਡ ‘ਤੇ ਜਮ੍ਹਾ ਹੋਣ ਦੀ ਪ੍ਰਵਿਰਤੀ ਹੁੰਦੀ ਹੈ ਜਿਸ ਨਾਲ ਇਸਨੂੰ ਧਨਾਤਮਕ ਚਾਰਜਿਤ ਬਣਾਉਣ ਦੀ ਕੋਸ਼ਿਸ਼ ਕੀਤੀ ਜਾਂਦੀ ਹੈ। ਉਸੇ ਸਮੇਂ, ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਡ ਦੇ ਧਾਤੂ ਪਰਮਾਣੂਆਂ ਦੀ ਆਇਨਾਂ ਵਜੋਂ ਘੋਲ ਵਿੱਚ ਜਾਣ ਦੀ ਪ੍ਰਵਿਰਤੀ ਹੁੰਦੀ ਹੈ ਅਤੇ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਡ ‘ਤੇ ਇਲੈਕਟ੍ਰਾਨਾਂ ਨੂੰ ਪਿੱਛੇ ਛੱਡਦੇ ਹਨ ਜਿਸ ਨਾਲ ਇਸਨੂੰ ਰਿਣਾਤਮਕ ਚਾਰਜਿਤ ਬਣਾਉਣ ਦੀ ਕੋਸ਼ਿਸ਼ ਕੀਤੀ ਜਾਂਦੀ ਹੈ। ਸੰਤੁਲਨ ‘ਤੇ, ਚਾਰਜਾਂ ਦਾ ਵੱਖਰਾਪਨ ਹੁੰਦਾ ਹੈ ਅਤੇ ਦੋ ਵਿਰੋਧੀ ਪ੍ਰਤੀਕਿਰਿਆਵਾਂ ਦੀਆਂ ਪ੍ਰਵਿਰਤੀਆਂ ‘ਤੇ ਨਿਰਭਰ ਕਰਦੇ ਹੋਏ, ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਡ ਘੋਲ ਦੇ ਸੰਬੰਧ ਵਿੱਚ ਧਨਾਤਮਕ ਜਾਂ ਰਿਣਾਤਮਕ ਚਾਰਜਿਤ ਹੋ ਸਕਦਾ ਹੈ। ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਡ ਅਤੇ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਲਾਈਟ ਵਿਚਕਾਰ ਇੱਕ ਸੰਭਾਵਨਾ ਅੰਤਰ ਵਿਕਸਿਤ ਹੁੰਦਾ ਹੈ ਜਿਸਨੂੰ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਡ ਸੰਭਾਵਨਾ ਕਿਹਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। ਜਦੋਂ ਇੱਕ ਅੱਧ-ਸੈੱਲ ਵਿੱਚ ਸ਼ਾਮਲ ਸਾਰੀਆਂ ਸਪੀਸੀਜ਼ ਦੀਆਂ ਸਾਂਦਰਤਾਵਾਂ ਇਕਾਈ ਹੁੰਦੀਆਂ ਹਨ ਤਾਂ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਡ ਸੰਭਾਵਨਾ ਨੂੰ ਮਿਆਰੀ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਡ ਸੰਭਾਵਨਾ ਵਜੋਂ ਜਾਣਿਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। IUPAC ਕਨਵੈਨਸ਼ਨ ਅਨੁਸਾਰ, ਮਿਆਰੀ ਅਪਚਅ ਸੰਭਾਵਨਾਵਾਂ ਨੂੰ ਹੁਣ ਮਿਆਰੀ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਡ ਸੰਭਾਵਨਾਵਾਂ ਕਿਹਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। ਇੱਕ ਗੈਲਵੇਨਿਕ ਸੈੱਲ ਵਿੱਚ, ਜਿਸ ਅੱਧ-ਸੈੱਲ ਵਿੱਚ ਆਕਸੀਕਰਨ ਹੁੰਦਾ ਹੈ ਉਸਨੂੰ ਐਨੋਡ ਕਿਹਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ ਅਤੇ ਇਸਦੀ ਘੋਲ ਦੇ ਸੰਬੰਧ ਵਿੱਚ ਇੱਕ ਰਿਣਾਤਮਕ ਸੰਭਾਵਨਾ ਹੁੰਦੀ ਹੈ। ਦੂਜਾ ਅੱਧ-ਸੈੱਲ ਜਿਸ ਵਿੱਚ ਅਪਚਅ ਹੁੰਦੀ ਹੈ ਉਸਨੂੰ ਕੈਥੋਡ ਕਿਹਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ ਅਤੇ ਇਸਦੀ ਘੋਲ ਦੇ ਸੰਬੰਧ ਵਿੱਚ ਇੱਕ ਧਨਾਤਮਕ ਸੰਭਾਵਨਾ ਹੁੰਦੀ ਹੈ। ਇਸ ਤਰ੍ਹਾਂ, ਦੋਵਾਂ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਡਾਂ ਵਿਚਕਾਰ ਇੱਕ ਸੰਭਾਵਨਾ ਅੰਤਰ ਮੌਜੂਦ ਹੁੰਦਾ ਹੈ ਅਤੇ ਜਿਵੇਂ ਹੀ ਸਵਿੱਚ ਚਾਲੂ ਸਥਿਤੀ ਵਿੱਚ ਹੁੰਦੀ ਹੈ, ਇਲੈਕਟ੍ਰਾਨ ਰਿਣਾਤਮਕ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਡ ਤੋਂ ਧਨਾਤਮਕ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਡ ਵੱਲ ਵਹਿੰਦੇ ਹਨ। ਕਰੰਟ ਪ੍ਰਵਾਹ ਦੀ ਦਿਸ਼ਾ ਇਲੈਕਟ੍ਰਾਨ ਪ੍ਰਵਾਹ ਦੇ ਉਲਟ ਹੁੰਦੀ ਹੈ।

ਇੱਕ ਗੈਲਵੇਨਿਕ ਸੈੱਲ ਦੇ ਦੋ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਡਾਂ ਵਿਚਕਾਰ ਸੰਭਾਵਨਾ ਅੰਤਰ ਨੂੰ ਸੈੱਲ ਸੰਭਾਵਨਾ ਕਿਹਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ ਅਤੇ ਇਸਨੂੰ ਵੋਲਟਾਂ ਵਿੱਚ ਮਾਪਿਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। ਸੈੱਲ ਸੰਭਾਵਨਾ ਕੈਥੋਡ ਅਤੇ ਐਨੋਡ ਦੀਆਂ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਡ ਸੰਭਾਵਨਾਵਾਂ (ਅਪਚਅ ਸੰਭਾਵਨਾਵਾਂ) ਦਾ ਅੰਤਰ ਹੈ। ਜਦੋਂ ਸੈੱਲ ਵਿੱਚੋਂ ਕੋਈ ਕਰੰਟ ਨਹੀਂ ਖਿੱਚਿਆ ਜਾਂਦਾ ਤਾਂ ਇਸਨੂੰ ਸੈੱਲ ਦੀ ਬਿਜਲਈ ਚਾਲਕ ਬਲ (emf) ਕਿਹਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। ਹੁਣ ਇਹ ਇੱਕ ਸਵੀਕਾਰ ਕੀਤੀ ਕਨਵੈਨਸ਼ਨ ਹੈ ਕਿ ਅਸੀਂ ਗੈਲਵੇਨਿਕ ਸੈੱਲ ਨੂੰ ਦਰਸਾਉਂਦੇ ਸਮੇਂ ਐਨੋਡ ਨੂੰ ਖੱਬੇ ਪਾਸੇ ਅਤੇ ਕੈਥੋਡ ਨੂੰ ਸੱਜੇ ਪਾਸੇ ਰੱਖਦੇ ਹਾਂ। ਇੱਕ ਗੈਲਵੇਨਿਕ ਸੈੱਲ ਨੂੰ ਆਮ ਤੌਰ ‘ਤੇ ਧਾਤ ਅਤੇ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਲਾਈਟ ਘੋਲ ਵਿਚਕਾਰ ਇੱਕ ਲੰਬਕਾਰੀ ਰੇਖਾ ਪਾ ਕੇ ਅਤੇ ਲੂਣ ਪੁਲ ਨਾਲ ਜੁੜੇ ਦੋ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਲਾਈਟਾਂ ਵਿਚਕਾਰ ਇੱਕ ਦੋਹਰੀ ਲੰਬਕਾਰੀ ਰੇਖਾ ਪਾ ਕੇ ਦਰਸਾਇਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। ਇਸ ਕਨਵੈਨਸ਼ਨ ਅਧੀਨ ਸੈੱਲ ਦੀ emf ਧਨਾਤਮਕ ਹੁੰਦੀ ਹੈ ਅਤੇ ਇਹ ਸੱਜੇ ਪਾਸੇ ਦੇ ਅੱਧ-ਸੈੱਲ ਦੀ ਸੰਭਾਵਨਾ ਘਟਾ ਕੇ ਖੱਬੇ ਪਾਸੇ ਦੇ ਅੱਧ-ਸੈੱਲ ਦੀ ਸੰਭਾਵਨਾ ਦੁਆਰਾ ਦਿੱਤੀ ਜਾਂਦੀ ਹੈ, ਭਾਵ,

$$ E_{\text {cell }}=E_{\text {right }}-E_{\text {left }} $$

ਇਹ ਹੇਠ ਲਿਖੇ ਉਦਾਹਰਣ ਦੁਆਰਾ ਦਰਸਾਇਆ ਗਿਆ ਹੈ:

ਸੈੱਲ ਪ੍ਰਤੀਕਿਰਿਆ:

$$ \begin{equation*} \mathrm{Cu}(\mathrm{s})+2 \mathrm{Ag}^{+}(\mathrm{aq}) \longrightarrow \mathrm{Cu}^{2+}(\mathrm{aq})+2 \mathrm{Ag}(\mathrm{s}) \tag{3.4} \end{equation*} $$

ਅੱਧ-ਸੈੱਲ ਪ੍ਰਤੀਕਿਰਿਆਵਾਂ: ਕੈਥੋਡ (ਅਪਚਅ): $\quad 2 \mathrm{Ag}^{+}(\mathrm{aq})+2 \mathrm{e}^{-} \rightarrow 2 \mathrm{Ag}(\mathrm{s})$

ਐਨੋਡ (ਆਕਸੀਕਰਨ): $\quad \mathrm{Cu}(\mathrm{s}) \rightarrow \mathrm{Cu}^{2+}(\mathrm{aq})+2 \mathrm{e}^{-}$

ਇਹ ਦੇਖਿਆ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ ਕਿ (3.5) ਅਤੇ (3.6) ਦਾ ਜੋੜ ਸੈੱਲ ਵਿੱਚ ਸਮੁੱਚੀ ਪ੍ਰਤੀਕਿਰਿਆ (3.4) ਵੱਲ ਲੈ ਜਾਂਦਾ ਹੈ ਅਤੇ ਚਾਂਦੀ ਦਾ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਡ ਕੈਥੋਡ ਵਜੋਂ ਕੰਮ ਕਰਦਾ ਹੈ ਅਤੇ ਤਾਂਬੇ ਦਾ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਡ ਐਨੋਡ ਵਜੋਂ ਕੰਮ ਕਰਦਾ ਹੈ। ਸੈੱਲ ਨੂੰ ਇਸ ਤਰ੍ਹਾਂ ਦਰਸਾਇਆ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ:

$$ \begin{align*} & \mathrm{Cu}(\mathrm{s})\left|\mathrm{Cu}^{2+}(\mathrm{aq}) \| \mathrm{Ag}^{+}(\mathrm{aq})\right| \mathrm{Ag}(\mathrm{s}) \\ & \text { and we have } E_{\text {cell }}=E_{\text {right }}-E_{\text {left }}=E_{\mathrm{Ag}^{+} \mid \mathrm{Ag}}-E_{\mathrm{Cu}^{2+} \mid \mathrm{Cu}} \tag{3.7} \end{align*} $$

3.2.1 ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਡ ਸੰਭਾਵਨਾ ਦਾ ਮਾਪ

ਵਿਅਕਤੀਗਤ ਅੱਧ-ਸੈੱਲ ਦੀ ਸੰਭਾਵਨਾ ਨੂੰ ਮਾਪਿਆ ਨਹੀਂ ਜਾ ਸਕਦਾ। ਅਸੀਂ ਸਿਰਫ਼ ਦੋ ਅੱਧ-ਸੈੱਲ ਸੰਭਾਵਨਾਵਾਂ ਵਿਚਕਾਰ ਅੰਤਰ ਨੂੰ ਮਾਪ ਸਕਦੇ ਹਾਂ ਜੋ ਸੈੱਲ ਦੀ emf ਦਿੰਦਾ ਹੈ। ਜੇਕਰ ਅਸੀਂ ਮਨਮਰਜ਼ੀ ਨਾਲ ਇੱਕ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਡ (ਅੱਧ-ਸੈੱਲ) ਦੀ ਸੰਭਾਵਨਾ ਚੁਣਦੇ ਹਾਂ ਤਾਂ ਦੂਜੇ ਦੀ ਸੰਭਾਵਨਾ ਇਸਦੇ ਸੰਬੰਧ ਵਿੱਚ ਨਿਰਧਾਰਤ ਕੀਤੀ ਜਾ ਸਕਦੀ ਹੈ। ਕਨਵੈਨਸ਼ਨ ਅਨੁਸਾਰ, ਇੱਕ ਅੱਧ-ਸੈੱਲ ਜਿਸਨੂੰ ਮਿਆਰੀ ਹਾਈਡ੍ਰੋਜਨ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਡ (ਚਿੱਤਰ 3.3) ਕਿਹਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ, ਜਿਸਨੂੰ $\mathrm{Pt}(\mathrm{s})\left|\mathrm{H}_{2}(\mathrm{~g})\right| \mathrm{H}^{+}(\mathrm{aq})$ ਦੁਆਰਾ ਦਰਸਾਇਆ ਗਿਆ ਹੈ, ਨੂੰ ਸਾਰੇ ਤਾਪਮਾਨਾਂ ‘ਤੇ ਜ਼ੀਰੋ ਸੰਭਾਵਨਾ ਦਿੱਤੀ ਗਈ ਹੈ ਜੋ ਪ੍ਰਤੀਕਿਰਿਆ ਨਾਲ ਸੰਬੰਧਿਤ ਹੈ

ਚਿੱਤਰ 3.3: ਮਿਆਰੀ ਹਾਈਡ੍ਰੋਜਨ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਡ (SHE)।

$$ \mathrm{H}^{+}(\mathrm{aq})+\mathrm{e}^{-} \rightarrow \frac{1}{2} \mathrm{H}_{2}(\mathrm{~g}) $$

ਮਿਆਰੀ ਹਾਈਡ੍ਰੋਜਨ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਡ ਵਿੱਚ ਪਲੈਟੀਨਮ ਬਲੈਕ ਨਾਲ ਲੇਪਿਆ ਇੱਕ ਪਲੈਟੀਨਮ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਡ ਹੁੰਦਾ ਹੈ। ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਡ ਨੂੰ ਇੱਕ ਤੇਜ਼ਾਬੀ ਘੋਲ ਵਿੱਚ ਡੁਬੋਇਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ ਅਤੇ ਸ਼ੁੱਧ ਹਾਈਡ੍ਰੋਜਨ ਗੈਸ ਇਸ ਵਿੱਚੋਂ ਗੁਜ਼ਾਰੀ ਜਾਂਦੀ ਹੈ। ਹਾਈਡ੍ਰੋਜਨ ਦੇ ਘਟੇ ਅਤੇ ਆਕਸੀਕ੍ਰਿਤ ਰੂਪਾਂ ਦੋਵਾਂ ਦੀ ਸਾਂਦਰਤਾ ਨੂੰ ਇਕਾਈ ‘ਤੇ ਬਣਾਈ ਰੱਖਿਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ (ਚਿੱਤਰ 3.3)। ਇਸਦਾ ਅਰਥ ਹੈ ਕਿ ਹਾਈਡ੍ਰੋਜਨ ਗੈਸ ਦਾ ਦਬਾਅ ਇੱਕ ਬਾਰ ਹੈ ਅਤੇ ਘੋਲ ਵਿੱਚ ਹਾਈਡ੍ਰੋਜਨ ਆਇਨ ਦੀ ਸਾਂਦਰਤਾ ਇੱਕ ਮੋਲਰ ਹੈ।

$298 \mathrm{~K}$ ‘ਤੇ ਸੈੱਲ ਦੀ emf, ਮਿਆਰੀ ਹਾਈਡ੍ਰੋਜਨ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਡ $\mid$ ਦੂਜਾ ਅੱਧ-ਸੈੱਲ ਜੋ ਮਿਆਰੀ ਹਾਈਡ੍ਰੋਜਨ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਡ ਨੂੰ ਐਨੋਡ (ਰੈਫਰੈਂਸ ਅੱਧ-ਸੈੱਲ) ਅਤੇ ਦੂਜੇ ਅੱਧ-ਸੈੱਲ ਨੂੰ ਕੈਥੋਡ ਵਜੋਂ ਲੈ ਕੇ ਬਣਾਇਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ, ਦੂਜੇ ਅੱਧ-ਸੈੱਲ ਦੀ ਅਪਚਅ ਸੰਭਾਵਨਾ ਦਿੰਦਾ ਹੈ। ਜੇਕਰ ਸੱਜੇ ਪਾਸੇ ਦੇ ਅੱਧ-ਸੈੱਲ ਵਿੱਚ ਸਪੀਸੀਜ਼ ਦੇ ਆਕਸੀਕ੍ਰਿਤ ਅਤੇ ਘਟੇ ਰੂਪਾਂ ਦੀਆਂ ਸਾਂਦਰਤਾਵਾਂ ਇਕਾਈ ਹਨ, ਤਾਂ ਸੈੱਲ ਸੰਭਾਵਨਾ ਦਿੱਤੇ ਗਏ ਅੱਧ-ਸੈੱਲ ਦੀ ਮਿਆਰੀ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਡ ਸੰਭਾਵਨਾ, $E^{o}{ }_{\mathrm{R}}$ ਦੇ ਬਰਾਬਰ ਹੁੰਦੀ ਹੈ।

$$ E^{\mathrm{\ominus}}=E_{\mathrm{R}}^{\mathrm{\ominus}}-E_{\mathrm{L}}^{\mathrm{\ominus}} $$

ਕਿਉਂਕਿ ਮਿਆਰੀ ਹਾਈਡ੍ਰੋਜਨ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਡ ਲਈ $E^{0}{ }_{\mathrm{L}}$ ਜ਼ੀਰੋ ਹੈ।

$$ E^{\ominus}=E_{R}^{\ominus}-0=E_{R}^{\ominus} $$

ਸੈੱਲ ਦੀ ਮਾਪੀ ਗਈ emf:

$$ \operatorname{Pt}(\mathrm{s}) \mid \mathrm{H}_{2}(\mathrm{~g}, 1 \text { bar })\left|\mathrm{H}^{+}(\mathrm{aq}, 1 \mathrm{M}) \| \mathrm{Cu}^{2+}(\mathrm{aq}, 1 \mathrm{M})\right| \mathrm{Cu} $$

$0.34 \mathrm{~V}$ ਹੈ ਅਤੇ ਇਹ ਪ੍ਰਤੀਕਿਰਿਆ ਨਾਲ ਸੰਬੰਧਿਤ ਅੱਧ-ਸੈੱਲ ਦੀ ਮਿਆਰੀ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਡ ਸੰਭਾਵਨਾ ਦਾ ਮੁੱਲ ਵੀ ਹੈ:

$$ \mathrm{Cu}^{2+}(\mathrm{aq}, 1 \mathrm{M})+2 \mathrm{e}^{-} \rightarrow \mathrm{Cu}(\mathrm{s}) $$

ਇਸੇ ਤਰ੍ਹਾਂ, ਸੈੱਲ ਦੀ ਮਾਪੀ ਗਈ emf:

$$ \operatorname{Pt}(\mathrm{s}) \mid \mathrm{H}_{2}\left(\mathrm{~g}, 1 \text { bar })\left|\mathrm{H}^{+}(\mathrm{aq}, 1 \mathrm{M}) \| \mathrm{Zn}^{2+}(\mathrm{aq}, 1 \mathrm{M})\right| \mathrm{Zn}\right. $$

$-0.76 \mathrm{~V}$ ਹੈ ਜੋ ਅੱਧ-ਸੈੱਲ ਪ੍ਰਤੀਕਿਰਿਆ ਦੀ ਮਿਆਰੀ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਡ ਸੰਭਾਵਨਾ ਨਾਲ ਸੰਬੰਧਿਤ ਹੈ:

$$ \mathrm{Zn}^{2+}(\mathrm{aq}, 1 \mathrm{M})+2 \mathrm{e}^{-} \rightarrow \mathrm{Zn}(\mathrm{s}) $$

ਪਹਿਲੇ ਕੇਸ ਵਿੱਚ ਮਿਆਰੀ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਡ ਸੰਭਾਵਨਾ ਦਾ ਧਨਾਤਮਕ ਮੁੱਲ ਦਰਸਾਉਂਦਾ ਹੈ ਕਿ $\mathrm{Cu}^{2+}$ ਆਇਨ $\mathrm{H}^{+}$ ਆਇਨਾਂ ਨਾਲੋਂ ਵਧੇਰੇ ਆਸਾਨੀ ਨਾਲ ਘਟ ਜਾਂਦੇ ਹਨ। ਉਲਟ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ ਨਹੀਂ ਹੋ ਸਕਦੀ, ਭਾਵ, ਹਾਈਡ੍ਰੋਜਨ ਆਇਨ $\mathrm{Cu}$ ਨੂੰ ਆਕਸੀਕ੍ਰਿਤ ਨਹੀਂ ਕਰ ਸਕਦੇ (ਜਾਂ ਵਿਕਲਪਿਕ ਤੌਰ ‘ਤੇ ਅਸੀਂ ਕਹਿ ਸਕਦੇ ਹਾਂ ਕਿ ਹਾਈਡ੍ਰੋਜਨ ਗੈਸ ਤਾਂਬੇ ਆਇਨ ਨੂੰ ਘਟਾ ਸਕਦੀ ਹੈ) ਉੱਪਰ ਦੱਸੀਆਂ ਗ