రసాయన ప్రతిచర్యలను విద్యుత్ శక్తిని ఉత్పత్తి చేయడానికి ఉపయోగించవచ్చు, దీనికి విరుద్ధంగా, విద్యుత్ శక్తిని స్వయంచాలకంగా జరగని రసాయన ప్రతిచర్యలను నిర్వహించడానికి ఉపయోగించవచ్చు.

విద్యుద్విశ్లేషణ రసాయన శాస్త్రం అనేది స్వయంచాలక రసాయన ప్రతిచర్యల సమయంలో విడుదలయ్యే శక్తి నుండి విద్యుత్తును ఉత్పత్తి చేయడం మరియు స్వయంచాలకంగా జరగని రసాయన రూపాంతరాలను సాధించడానికి విద్యుత్ శక్తిని ఉపయోగించడం యొక్క అధ్యయనం. ఈ విషయం సైద్ధాంతిక మరియు ఆచరణాత్మక పరిశీలనల రెండింటికీ ముఖ్యమైనది. పెద్ద సంఖ్యలో లోహాలు, సోడియం హైడ్రాక్సైడ్, క్లోరిన్, ఫ్లోరిన్ మరియు అనేక ఇతర రసాయనాలు విద్యుత్ రసాయన పద్ధతుల ద్వారా ఉత్పత్తి చేయబడతాయి. బ్యాటరీలు మరియు ఇంధన కణాలు రసాయన శక్తిని విద్యుత్ శక్తిగా మారుస్తాయి మరియు వివిధ పరికరాలు మరియు సాధనాలలో విస్తృతంగా ఉపయోగించబడతాయి. విద్యుత్ రసాయన పద్ధతిలో నిర్వహించబడే ప్రతిచర్యలు శక్తి సామర్థ్యం కలిగి ఉండి, తక్కువ కాలుష్యాన్ని కలిగిస్తాయి. అందువల్ల, పర్యావరణ స్నేహపూర్వకమైన కొత్త సాంకేతికతలను సృష్టించడానికి విద్యుద్విశ్లేషణ రసాయన శాస్త్రం యొక్క అధ్యయనం ముఖ్యమైనది. కణాల ద్వారా సంవేదన సంకేతాల ప్రసారం మెదడుకు మరియు దీనికి విరుద్ధంగా మరియు కణాల మధ్య సంభాషణకు విద్యుత్ రసాయన మూలం ఉందని తెలుసు. అందువల్ల, విద్యుద్విశ్లేషణ రసాయన శాస్త్రం చాలా విస్తృతమైన మరియు అంతరశాఖా విషయం. ఈ యూనిట్లో, మేము దాని కొన్ని ముఖ్యమైన ప్రాథమిక అంశాలను మాత్రమే కవర్ చేస్తాము.

3.1 విద్యుత్ రసాయన కణాలు

క్లాస్ XI, యూనిట్ 8 లో, మేము డానియల్ సెల్ (Fig. 3.1) యొక్క నిర్మాణం మరియు పనితీరును అధ్యయనం చేసాము. ఈ కణం రెడాక్స్ ప్రతిచర్య Zn సమయంలో విడుదలయ్యే రసాయన శక్తిని మారుస్తుంది

Fig. 3.1: జింక్ మరియు రాగి యొక్క ఎలక్ట్రోడ్లను కలిగి ఉన్న డానియల్ సెల్, వాటి స్వంత లవణాల ద్రావణాలలో ముంచబడి ఉంటుంది.

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

విద్యుత్ శక్తికి మరియు యూనిటీ $\left(1 \mathrm{~mol} \mathrm{dm}^{-3}\right)^{*}$ ఉన్నప్పుడు $\mathrm{Zn}^{2+}$ మరియు $\mathrm{Cu}^{2+}$ అయాన్ల గాఢతకు సమానమైన విద్యుత్ సంభావ్యతను కలిగి ఉంటుంది. అటువంటి పరికరాన్ని గాల్వానిక్ లేదా వోల్టాయిక్ సెల్ అంటారు.

గాల్వానిక్ సెల్లో [Fig. 3.2(a)] బాహ్య వ్యతిరేక సంభావ్యతను వర్తింపజేసి నెమ్మదిగా పెంచినట్లయితే, వ్యతిరేక వోల్టేజ్ 1.1 V విలువను చేరుకునే వరకు ప్రతిచర్య జరగడం కొనసాగుతుందని మనం కనుగొంటాము [Fig. 3.2(b)], అప్పుడు, ప్రతిచర్య పూర్తిగా ఆగిపోతుంది మరియు కణం ద్వారా కరెంట్ ప్రవహించదు. బాహ్య సంభావ్యతలో ఏదైనా మరింత పెరుగుదల ప్రతిచర్యను మళ్లీ ప్రారంభిస్తుంది కానీ వ్యతిరేక దిశలో [Fig. 3.2(c)]. ఇది ఇప్పుడు ఎలక్ట్రోలైటిక్ సెల్గా పనిచేస్తుంది, స్వయంచాలకంగా జరగని రసాయన ప్రతిచర్యలను నిర్వహించడానికి విద్యుత్ శక్తిని ఉపయోగించే పరికరం. రెండు రకాల కణాలు చాలా ముఖ్యమైనవి మరియు మేము వాటి కొన్ని ముఖ్యమైన లక్షణాలను తర్వాతి పేజీలలో అధ్యయనం చేస్తాము.

(a) ఎప్పుడు $E _{\text { ext }}$ < 1.1 V

(i) ఎలక్ట్రాన్లు Zn రాడ్ నుండి Cu రాడ్ వరకు ప్రవహిస్తాయి కాబట్టి కరెంట్ Cu నుండి Zn కు ప్రవహిస్తుంది.

(ii) Zn యానోడ్ వద్ద కరిగిపోతుంది మరియు రాగి కాథోడ్ వద్ద నిక్షిప్తమవుతుంది.

(b) ఎప్పుడు $E _{\text { ext }}$ = 1.1 V

(i) ఎలక్ట్రాన్లు లేదా కరెంట్ ప్రవాహం లేదు.

(ii) రసాయన ప్రతిచర్య లేదు.

(c) ఎప్పుడు Eext > 1.1 V

(i) ఎలక్ట్రాన్లు Cu నుండి Zn కు ప్రవహిస్తాయి మరియు కరెంట్ Zn నుండి Cu కు ప్రవహిస్తుంది.

(ii) జింక్ జింక్ ఎలక్ట్రోడ్ వద్ద నిక్షిప్తమవుతుంది మరియు రాగి రాగి ఎలక్ట్రోడ్ వద్ద కరిగిపోతుంది.

Fig. 3.2 బాహ్య వోల్టేజ్ $E _{\text { ext }}$ కణ సంభావ్యతకు వ్యతిరేకంగా వర్తింపజేసినప్పుడు డానియల్ సెల్ యొక్క పనితీరు

3.2 గాల్వానిక్ కణాలు

ముందుగా చెప్పినట్లుగా (క్లాస్ XI, యూనిట్ 8) గాల్వానిక్ సెల్ అనేది ఒక విద్యుత్ రసాయన కణం, ఇది స్వయంచాలక రెడాక్స్ ప్రతిచర్య యొక్క రసాయన శక్తిని విద్యుత్ శక్తిగా మారుస్తుంది. ఈ పరికరంలో స్వయంచాలక రెడాక్స్ ప్రతిచర్య యొక్క గిబ్స్ శక్తి విద్యుత్ పనిగా మార్చబడుతుంది, ఇది మోటారును నడపడానికి లేదా హీటర్, ఫ్యాన్, గీజర్ మొదలైన ఇతర విద్యుత్ గాడ్జెట్లను నడపడానికి ఉపయోగించవచ్చు.

ముందు చర్చించిన డానియల్ సెల్ అటువంటి కణాలలో ఒకటి, దీనిలో క్రింది రెడాక్స్ ప్రతిచర్య జరుగుతుంది.

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

ఈ ప్రతిచర్య రెండు సగం ప్రతిచర్యల కలయిక, వీటి కూడిక మొత్తం కణ ప్రతిచర్యను ఇస్తుంది:

(i) $\mathrm{Cu}^{2+}+2 \mathrm{e}^{-} \rightarrow \mathrm{Cu}(\mathrm{s}) \quad$ (రిడక్షన్ సగం ప్రతిచర్య)

(ii) $\mathrm{Zn}$ (s) $\rightarrow \mathrm{Zn}^{2+}+2 \mathrm{e}^{-} \quad$ (ఆక్సీకరణ సగం ప్రతిచర్య)

ఈ ప్రతిచర్యలు డానియల్ సెల్ యొక్క రెండు వేర్వేరు భాగాలలో జరుగుతాయి. రిడక్షన్ సగం ప్రతిచర్య రాగి ఎలక్ట్రోడ్ వద్ద జరుగుతుంది, అయితే ఆక్సీకరణ సగం ప్రతిచర్య జింక్ ఎలక్ట్రోడ్ వద్ద జరుగుతుంది. కణం యొక్క ఈ రెండు భాగాలను సగం-కణాలు లేదా రెడాక్స్ జతలు అని కూడా అంటారు. రాగి ఎలక్ట్రోడ్ను రిడక్షన్ సగం కణం అని పిలుస్తారు మరియు జింక్ ఎలక్ట్రోడ్ను, ఆక్సీకరణ సగం-కణం అని పిలుస్తారు.

మేము వివిధ సగం-కణాల కలయికలను తీసుకొని డానియల్ సెల్ నమూనాపై అసంఖ్యాకమైన గాల్వానిక్ కణాలను నిర్మించవచ్చు. ప్రతి సగం-కణం ఎలక్ట్రోలైట్లో ముంచిన లోహ ఎలక్ట్రోడ్ను కలిగి ఉంటుంది. రెండు సగం-కణాలు బాహ్యంగా ఒక వోల్ట్మీటర్ మరియు స్విచ్ ద్వారా లోహ తీగతో అనుసంధానించబడి ఉంటాయి. రెండు సగం-కణాల ఎలక్ట్రోలైట్లు Fig. 3.1 లో చూపిన విధంగా లవణ వంతెన ద్వారా అంతర్గతంగా అనుసంధానించబడి ఉంటాయి. కొన్నిసార్లు, రెండు ఎలక్ట్రోడ్లు ఒకే ఎలక్ట్రోలైట్ ద్రావణంలో ముంచుతాయి మరియు అటువంటి సందర్భాలలో మనకు లవణ వంతెన అవసరం లేదు.

ప్రతి ఎలక్ట్రోడ్-ఎలక్ట్రోలైట్ ఇంటర్ఫేస్ వద్ద, ద్రావణం నుండి లోహ అయాన్లు లోహ ఎలక్ట్రోడ్పై నిక్షిప్తమవ్వడానికి మరియు దానిని ధనాత్మకంగా చేయడానికి ఒక ధోరణి ఉంటుంది. అదే సమయంలో, ఎలక్ట్రోడ్ యొక్క లోహ పరమాణువులు అయాన్లుగా ద్రావణంలోకి వెళ్లి, ఎలక్ట్రోడ్ వద్ద ఎలక్ట్రాన్లను వదిలివేసి, దానిని రుణాత్మకంగా చేయడానికి ప్రయత్నించే ధోరణిని కలిగి ఉంటాయి. సమతౌల్య స్థితిలో, ఛార్జీల విభజన ఉంటుంది మరియు రెండు వ్యతిరేక ప్రతిచర్యల ధోరణులను బట్టి, ఎలక్ట్రోడ్ ద్రావణానికి సంబంధించి ధనాత్మకంగా లేదా రుణాత్మకంగా చార్జ్ చేయబడవచ్చు. ఎలక్ట్రోడ్ మరియు ఎలక్ట్రోలైట్ మధ్య ఒక సంభావ్య వ్యత్యాసం అభివృద్ధి చెందుతుంది, దీనిని ఎలక్ట్రోడ్ పొటెన్షియల్ అంటారు. సగం-కణంలో పాల్గొన్న అన్ని జాతుల గాఢత ఏకత్వంగా ఉన్నప్పుడు, ఎలక్ట్రోడ్ పొటెన్షియల్ను ప్రామాణిక ఎలక్ట్రోడ్ పొటెన్షియల్ అంటారు. IUPAC సంప్రదాయం ప్రకారం, ప్రామాణిక తగ్గింపు పొటెన్షియల్లను ఇప్పుడు ప్రామాణిక ఎలక్ట్రోడ్ పొటెన్షియల్స్ అంటారు. గాల్వానిక్ సెల్లో, ఆక్సీకరణ జరిగే సగం-కణాన్ని యానోడ్ అంటారు మరియు దీనికి ద్రావణానికి సంబంధించి రుణాత్మక సంభావ్యత ఉంటుంది. రిడక్షన్ జరిగే ఇతర సగం-కణాన్ని కాథోడ్ అంటారు మరియు దీనికి ద్రావణానికి సంబంధించి ధనాత్మక సంభావ్యత ఉంటుంది. అందువలన, రెండు ఎలక్ట్రోడ్ల మధ్య సంభావ్య వ్యత్యాసం ఉంటుంది మరియు స్విచ్ ఆన్ స్థితిలో ఉన్న వెంటనే ఎలక్ట్రాన్లు రుణాత్మక ఎలక్ట్రోడ్ నుండి ధనాత్మక ఎలక్ట్రోడ్ వరకు ప్రవహిస్తాయి. కరెంట్ ప్రవాహం యొక్క దిశ ఎలక్ట్రాన్ ప్రవాహానికి వ్యతిరేకం.

గాల్వానిక్ సెల్ యొక్క రెండు ఎలక్ట్రోడ్ల మధ్య సంభావ్య వ్యత్యాసాన్ని కణ సంభావ్యత అంటారు మరియు వోల్ట్లలో కొలుస్తారు. కణ సంభావ్యత కాథోడ్ మరియు యానోడ్ యొక్క ఎలక్ట్రోడ్ పొటెన్షియల్స్ (రిడక్షన్ పొటెన్షియల్స్) మధ్య వ్యత్యాసం. కణం ద్వారా కరెంట్ డ్రా చేయనప్పుడు దీనిని కణ విద్యుచ్ఛక్తి బలం (emf) అంటారు. గాల్వానిక్ సెల్ను సూచించేటప్పుడు మనం యానోడ్ను ఎడమవైపు మరియు కాథోడ్ను కుడివైపు ఉంచడం ఇప్పుడు ఆమోదించబడిన సంప్రదాయం. గాల్వానిక్ సెల్ను సాధారణంగా లోహం మరియు ఎలక్ట్రోలైట్ ద్రావణం మధ్య నిలువు రేఖను ఉంచడం ద్వారా మరియు లవణ వంతెన ద్వారా అనుసంధానించబడిన రెండు ఎలక్ట్రోలైట్ల మధ్య డబుల్ నిలువు రేఖను ఉంచడం ద్వారా సూచిస్తారు. ఈ సంప్రదాయం క్రింద, కణం యొక్క emf ధనాత్మకంగా ఉంటుంది మరియు కుడి వైపున ఉన్న సగం-కణం యొక్క సంభావ్యత మైనస్ ఎడమ వైపున ఉన్న సగం-కణం యొక్క సంభావ్యత ద్వారా ఇవ్వబడుతుంది, అనగా,

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

ఇది క్రింది ఉదాహరణ ద్వారా వివరించబడింది:

కణ ప్రతిచర్య:

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

సగం-కణ ప్రతిచర్యలు: కాథోడ్ (రిడక్షన్): $\quad 2 \mathrm{Ag}^{+}(\mathrm{aq})+2 \mathrm{e}^{-} \rightarrow 2 \mathrm{Ag}(\mathrm{s})$

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

(3.5) మరియు (3.6) మొత్తం కణంలో మొత్తం ప్రతిచర్య (3.4)కి దారి తీస్తుందని మరియు వెండి ఎలక్ట్రోడ్ కాథోడ్గా మరియు రాగి ఎలక్ట్రోడ్ యానోడ్గా పనిచేస్తుందని చూడవచ్చు. కణాన్ని ఇలా సూచించవచ్చు:

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

3.2.1 ఎలక్ట్రోడ్ పొటెన్షియల్ కొలత

వ్యక్తిగత సగం-కణం యొక్క సంభావ్యతను కొలవడం సాధ్యం కాదు. రెండు సగం-కణ పొటెన్షియల్స్ మధ్య వ్యత్యాసాన్ని మాత్రమే మనం కొలవగలం, ఇది కణం యొక్క emf ను ఇస్తుంది. మనం ఏకపక్షంగా ఒక ఎలక్ట్రోడ్ (సగం-కణం) యొక్క సంభావ్యతను ఎంచుకుంటే, దానికి సంబంధించి మరొకదానిని నిర్ణయించవచ్చు. సంప్రదాయం ప్రకారం, ప్రామాణిక హైడ్రోజన్ ఎలక్ట్రోడ్ (Fig.3.3) ద్వారా సూచించబడే సగం-కణం $\mathrm{Pt}(\mathrm{s})\left|\mathrm{H}_{2}(\mathrm{~g})\right| \mathrm{H}^{+}(\mathrm{aq})$, ప్రతిచర్యకు అనుగుణంగా అన్ని ఉష్ణోగ్రతల వద్ద సున్నా పొటెన్షియల్ కేటాయించబడుతుంది.

Fig. 3.3: ప్రామాణిక హైడ్రోజన్ ఎలక్ట్రోడ్ (SHE).

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

ప్రామాణిక హైడ్రోజన్ ఎలక్ట్రోడ్ ప్లాటినం బ్లాక్తో పూత పూయబడిన ప్లాటినం ఎలక్ట్రోడ్ను కలిగి ఉంటుంది. ఎలక్ట్రోడ్ ఆమ్ల ద్రావణంలో ముంచబడి ఉంటుంది మరియు స్వచ్ఛమైన హైడ్రోజన్ వాయువు దాని ద్వారా బుడగలు వేయబడుతుంది. హైడ్రోజన్ యొక్క తగ్గించబడిన మరియు ఆక్సీకరణ రూపాల రెండింటి గాఢతను ఏకత్వంలో నిర్వహిస్తారు (Fig. 3.3). ఇది హైడ్రోజన్ వాయువు యొక్క పీడనం ఒక బార్ మరియు ద్రావణంలో హైడ్రోజన్ అయాన్ గాఢత ఒక మోలార్ అని సూచిస్తుంది.

$298 \mathrm{~K}$ వద్ద కణం యొక్క emf, ప్రామాణిక హైడ్రోజన్ ఎలక్ట్రోడ్ $\mid$ రెండవ సగం-కణం ప్రామాణిక హైడ్రోజన్ ఎలక్ట్రోడ్ను యానోడ్గా (రిఫరెన్స్ సగం-కణం) తీసుకొని మరియు ఇతర సగం-కణాన్ని కాథోడ్గా తీసుకొని నిర్మించబడుతుంది, ఇది ఇతర సగం-కణం యొక్క రిడక్షన్ పొటెన్షియల్ను ఇస్తుంది. కుడి చేతి సగం-కణంలోని జాతుల ఆక్సీకరణ మరియు తగ్గించబడిన రూపాల గాఢత ఏకత్వంగా ఉంటే, కణ సంభావ్యత ఇచ్చిన సగం-కణం యొక్క ప్రామాణిక ఎలక్ట్రోడ్ పొటెన్షియల్, $E^{o}{ }_{\mathrm{R}}$ కు సమానం.

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

ప్రామాణిక హైడ్రోజన్ ఎలక్ట్రోడ్ కోసం $E^{0}{ }_{\mathrm{L}}$ సున్నాగా ఉంటుంది.

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

కణం యొక్క కొలిచిన emf:

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

$0.34 \mathrm{~V}$ మరియు ఇది ప్రతిచర్యకు అనుగుణంగా ఉండే సగం-కణం యొక్క ప్రామాణిక ఎలక్ట్రోడ్ పొటెన్షియల్ కోసం కూడా విలువ:

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

అదేవిధంగా, కణం యొక్క కొలిచిన emf:

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

సగం-కణ ప్రతిచర్యకు అనుగుణంగా ఉండే ప్రామాణిక ఎలక్ట్రోడ్ పొటెన్షియల్ విలువ $-0.76 \mathrm{~V}$:

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

మొదటి సందర్భంలో ప్రామాణిక ఎలక్ట్రోడ్ పొటెన్షియల్ యొక్క ధనాత్మక విలువ $\mathrm{Cu}^{2+}$ అయాన్లు $\mathrm{H}^{+}$ అయాన్ల కంటే సులభంగా తగ్గించబడతాయని సూచిస్తుంది. రివర్స్ ప్రక్రియ జరగదు, అంటే, పైన వివరించిన ప్రామాణిక పరిస్థితులలో హైడ్రోజన్ అయాన్లు $\mathrm{Cu}$ ను ఆక్సీకరణ చేయలేవు (లేదా ప్రత్యామ్నాయంగా హైడ్రోజన్ వాయువు రాగి అయాన్ను తగ్గించగలదని చెప్పవచ్చు). అందువలన, $\mathrm{Cu}$ $\mathrm{HCl}$ లో కరగదు. నైట్రిక్ ఆమ్లంలో ఇది నైట్రేట్ అయాన్ ద్వారా ఆక్సీకరణం చెందుతుంది మరియు హైడ్రోజన్ అయాన్ ద్వారా కాదు. రెండవ సందర్భంలో ప్రామాణిక ఎలక్ట్రోడ్ పొటెన్షియల్ యొక్క రుణాత్మక విలువ హైడ్రోజన్ అయాన్లు జింక్ను ఆక్సీకరణ చేయగలవని (లేదా జింక్ హైడ్రోజన్ అయాన్లను తగ్గించగలదని) సూచిస్తుంది.

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

కుడి ఎలక్ట్రోడ్: $\mathrm{Cu}^{2+}$ aq, $(\left.1 \mathrm{M}\right)+2 \mathrm{e}^{-} \rightarrow \mathrm{Cu}(\mathrm{s})$

కణం యొక్క మొత్తం ప్రతిచర్య పైన ఉన్న రెండు ప్రతిచర్యల మొత్తం మరియు మేము సమీకరణాన్ని పొందుతాము:

$$ \begin{aligned} & \mathrm{Zn}(\mathrm{s})+\mathrm{Cu}^{2+}(\mathrm{aq}) \rightarrow \mathrm{Zn}^{2+}(\mathrm{aq})+\mathrm{Cu}(\mathrm{s}) \end{aligned} $$ $$ \begin{aligned} & \text { emf of the cell }=E^{o}{ }_{\text {cell }}=E_R^o-E^o{ }_L \end{aligned} $$ $$ \begin{aligned} & =0.34 \mathrm{~V}-(-0.76) \mathrm{V}=1.10 \mathrm{~V} \end{aligned} $$

కొన్నిసార్లు ప్లాటినం లేదా బంగారం వంటి లోహాలు జడ ఎలక్ట్రోడ్లుగా ఉపయోగించబడతాయి. అవి ప్రతిచర్యలో పాల్గొనవు కానీ ఆక్సీకరణ లేదా తగ్గింపు ప్రతిచర్యలకు మరియు ఎలక్ట్రాన్ల వాహకతకు వాటి ఉపరితలాన్ని అందిస్తాయి. ఉదాహరణకు, Pt కింది సగం-కణాలలో ఉపయోగించబడుతుంది:

హైడ్రోజన్ ఎలక్ట్రోడ్: $\quad \mathrm{Pt}(\mathrm{s})\left|\mathrm{H}_{2}(\mathrm{~g})\right| \mathrm{H}^{+}(\mathrm{aq})$

సగం-కణ ప్రతిచర్యతో: $\quad \mathrm{H}^{+}(\mathrm{aq})+\mathrm{e}^{-} \rightarrow 1 / 2 \mathrm{H}_{2}(\mathrm{~g})$

బ్రోమిన్ ఎలక్ట్రోడ్: $\quad \mathrm{Pt}(\mathrm{s})\left|\mathrm{Br}_{2}(\mathrm{aq})\right| \mathrm{Br}^{-}(\mathrm{aq})$

సగం-కణ ప్రతిచర్యతో: $\quad 1 / 2 \mathrm{Br}_{2}(\mathrm{aq})+\mathrm{e}^{-} \rightarrow \mathrm{Br}^{-}(\mathrm{aq})$

ప్రామాణిక ఎలక్ట్రోడ్ పొటెన్షియల్స్ చాలా ముఖ్యమైనవి మరియు మేము వాటి నుండి చాలా ఉపయోగకరమైన సమాచారాన్ని సేకరించవచ్చు. కొన్ని ఎంపిక చేసిన సగం-కణ తగ్గింపు ప్రతిచర్యల కోసం ప్రామాణిక ఎలక్ట్రోడ్ పొటెన్షియల్స్ విలువలు Table 3.1 లో ఇవ్వబడ్డాయి. ఎలక్ట్రోడ్ యొక్క ప్రామాణిక ఎలక్ట్రోడ్ పొటెన్షియల్ సున్నా కంటే ఎక్కువగా ఉంటే, దాని తగ్గించబడిన రూపం హైడ్రోజన్ వాయువుతో పోలిస్తే మరింత స్థిరంగా ఉంటుంది. అదేవిధంగా, ప్రామాణిక ఎలక్ట్రోడ్ పొటెన్షియల్ రుణాత్మకంగా ఉంటే, హైడ్రోజన్ వాయువు జాతుల తగ్గించబడిన రూపం కంటే మరింత స్థిరంగా ఉంటుంది. ఫ్లోరిన్ కోసం ప్రామాణిక ఎలక్ట్రోడ్ పొటెన్షియల్ టేబుల్లో అత్యధికంగా ఉందని చూడవచ్చు, ఇది ఫ్లోరిన్ వాయువు $\left(\mathrm{F}_{2}\right)$ ఫ్లోరైడ్ అయాన్లకు $\left(\mathrm{F}^{-}\right)$ తగ్గించబడే గరిష్ట ధోరణిని కలిగి ఉందని సూచిస్తుంది మరియు అందువల్ల ఫ్లోరిన్ వాయువు బలమైన ఆక్సీకరణ కారకం మరియు ఫ్లోరైడ్ అయాన్ బలహీనమైన తగ్గించే కారకం. లిథియం అత్యల్ప ఎలక్ట్రోడ్ పొటెన్షియల్ను కలిగి ఉంటుంది, ఇది లిథియం అయాన్ బలహీనమైన ఆక్సీకరణ కారకం అయితే లిథియం లోహం జల ద్రావణంలో అత్యంత శక