یونٹ 3 برقی کیمیا (مشق)

جواب

مندرجہ ذیل وہ ترتیب ہے جس میں دی گئی دھاتیں اپنے نمکیات کے محلول سے ایک دوسرے کو بے گھر کرتی ہیں۔

$\mathrm{Mg}, \mathrm{Al}, \mathrm{Zn}, \mathrm{Fe}, \mathrm{Cu}$

جواب

آکسیکرن کا ممکنہ جتنا زیادہ ہوگا، اتنا ہی آسانی سے یہ آکسائڈائز ہوگا اور اس طرح کم کرنے کی طاقت زیادہ ہوگی۔ لہٰذا، کم کرنے کی طاقت کی بڑھتی ہوئی ترتیب $\mathrm{Ag}<\mathrm{Hg}<\mathrm{Cr}<\mathrm{Mg}<\mathrm{K}$ ہوگی۔

جواب

سیٹ اپ اس کے مشابہ ہوگا۔ سیل کو اس طرح ظاہر کیا جائے گا:

$$ \mathrm{Zn}(s)\left|\mathrm{Zn}^{2+}(a q)\right|\left|\mathrm{Ag}^{+}(a q)\right| \mathrm{Ag}(s) $$

(i) اینوڈ، یعنی زنک برقی رو، منفی چارج شدہ ہوگا۔

(ii) بیرونی سرکٹ میں رو چاندی سے تانبے کی طرف بہے گی۔

(iii) اینوڈ پر: $\mathrm{Zn}(s) \longrightarrow \mathrm{Zn}^{2+}(a q)+2 e^{-}$

کیٹھوڈ پر: $\mathrm{Ag}^{+}(a q)+e \longrightarrow \mathrm{Ag}$

جواب

(i) $E_{\mathrm{Cr}^{3+} / \mathrm{Cr}}^{o}=0.74 \mathrm{~V}$

$E^{o}{ _{\mathrm{Cd}^{2+} / \mathrm{Cd}}}=-0.40 \mathrm{~V}$

دیے گئے عمل کا گیلیوانک سیل اس طرح ظاہر کیا گیا ہے:

$\mathrm{Cr {(s)}} |\mathrm{Cr^{3+} {(a q)}}||\mathrm{Cd^{2+} {(a q)}}| \mathrm{Cd {(s)}}$

اب، معیاری سیل ممکنہ ہے: $ E_{\text {cell }}^{o} =E_{{R}}^{o}-E_{{L}}^{o} $

$ \quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad =-0.40-(-0.74) $

$\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad =+0.34 {~V} $

دیے گئے مساوات میں، $n=6$

$\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\mathrm{F}=96487 \hspace{0.5mm} \mathrm{C} \hspace{0.5mm} \mathrm{mol}^{-1}$

$\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad E_{\text {cell }}^{o}=+0.34 \mathrm{~V}$

$\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\Delta_{{r}} G^{o} =-n {~F} E_{\text {cell }}^{o}$

پھر، $\Delta_{\mathrm{r}} G^{o}=-6 \times 96487 \hspace{0.5mm} \mathrm{C} \hspace{0.5mm} \mathrm{mol}^{-1} \times 0.34 \mathrm{~V}$

$\quad\quad\quad\quad\quad\quad=-196833.48 \hspace{0.5mm}\mathrm{CV}\hspace{0.5mm} \mathrm{mol}^{-1}$

$\quad\quad\quad\quad\quad\quad=-196833.48 \mathrm{~J} \mathrm{~mol}^{-1}$

$\quad\quad\quad\quad\quad\quad=-196.83 \mathrm{~kJ} \mathrm{~mol}^{-1}$

پھر، $\Delta_{\mathrm{r}} G^{o}=-\mathrm{R} T \ln K$

$\Rightarrow \hspace{2.5mm} \Delta_{\mathrm{r}} G^{o}=-2.303 \mathrm{R} T \ln K$

$\Rightarrow \hspace{2.5mm} \log K=-\dfrac{\Delta_{\mathrm{r}} G}{2.303 \mathrm{R} T}$

$ \quad\quad\quad\quad\quad =\dfrac{-196.83 \times 10^{3}}{2.303 \times 8.314 \times 298} $

$\quad\quad\quad\quad\quad=34.496$

$\therefore \mathrm{K}= \text{antilog (34.496)}$

$\quad\quad\quad=3.13 \times 10^{34}$

(ii) $E_{\mathrm{Fe}^{3+} / \mathrm{Fe}^{2+}}^{o}=0.77 \mathrm{~V}$

$E_{\mathrm{Ag}^{+} / \mathrm{Ag}}^{o}=0.80 \mathrm{~V}$

دیے گئے عمل کا گیلیوانک سیل اس طرح ظاہر کیا گیا ہے:

$ \mathrm{Fe^{2+}{(a q)}} \left|\mathrm{Fe^{3+}{(a q)}}\right|\left|\mathrm{Ag^{+}{(a q)}}\right| \mathrm{Ag{(s)}} $

اب، معیاری سیل ممکنہ ہے $E_{\text {cell }}^{o} =E_{\mathrm{R}}^{o}-E_{\mathrm{L}}^{o} $

$\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad=0.80-0.77 $

$\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad=0.03 \mathrm{~V}$

$ Here, n=1$.

$ Then, \Delta_{\mathrm{r}} G^{o}=-n \mathrm{~F} E_{\text {cell }}^{o}$

$\quad\quad\quad\quad\quad\quad=-1 \times 96487 \hspace{0.5mm} \mathrm{C} \hspace{0.5mm} \mathrm{mol}^{-1} \times 0.03 \mathrm{~V}$

$\quad\quad\quad\quad\quad\quad=-2894.61 \hspace{0.5mm}\mathrm{CV}\hspace{0.5mm} \mathrm{mol}^{-1}$

$\quad\quad\quad\quad\quad\quad=-2894.61 \mathrm{~J} \mathrm{~mol}^{-1}$

$\quad\quad\quad\quad\quad\quad=-2.89 \mathrm{~kJ} \mathrm{~mol}^{-1}$

$\text { Again, } \Delta_{\mathrm{r}} G^{o}=-2.303 \mathrm{R} T \ln K $

$\Rightarrow \log K=-\dfrac{\Delta_{\mathrm{r}} G}{2.303 \mathrm{R} T}$

$\quad\quad\quad\quad=\dfrac{-2894.61}{2.303 \times 8.314 \times 298}$

$\quad\quad\quad\quad=0.5073$

$\therefore \mathrm{K}=\text { antilog (0.5073) } $

$\quad\quad=3.2 \text { (approximately) }$

جواب

(i) سیل عمل: $\mathrm{Mg}+\mathrm{Cu}^{2+} \longrightarrow \mathrm{Mg}^{2+}+\mathrm{Cu}(n=2)$

دیے گئے عمل کے لیے، نرنسٹ مساوات اس طرح دی جا سکتی ہے:

$\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad E_{\text {cell }} =E_{\text {cell }}^{o}-\dfrac{0.0591}{n} \log \dfrac{\left[\mathrm{Mg}^{2+}\right]}{\left[\mathrm{Cu}^{2+}\right]} $

$\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad={0.34-(-2.36)}-\dfrac{0.0591}{2} \log \dfrac{0.001}{0.0001} $

$\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad=2.7-\dfrac{0.0591}{2} \log 10 $

$\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad=2.7-0.02955$

$\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad=2.67 \mathrm{~V}$ (تقریباً)

(ii) سیل عمل: $\mathrm{Fe}+2 \mathrm{H}^{+} \longrightarrow \mathrm{Fe}^{2+}+\mathrm{H}_2(n=2)$

دیے گئے عمل کے لیے، نرنسٹ مساوات اس طرح دی جا سکتی ہے:

$\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad
E_{\text {cell }}=E_{\text {cell }}^{o}-\dfrac{0.0591}{n} \log \dfrac{\left[\mathrm{Fe}^{2+}\right]}{\left[\mathrm{H}^{+}\right]^{2}} $

$\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad={0-(-0.44)}-\dfrac{0.0591}{2} \log \dfrac{0.001}{1^{2}} $

$\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad=0.44-0.02955(-3) $

$\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad = 0.52865 \mathrm{~V}$

$\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad=0.53 \mathrm{~V}$ (تقریباً)

(iii) $\text { Cell reaction : } \mathrm{Sn}+2 \mathrm{H}^{+} \longrightarrow \mathrm{Sn}^{2+}+\mathrm{H}_2(n=2) $

دیے گئے عمل کے لیے، نرنسٹ مساوات اس طرح دی جا سکتی ہے:

$\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad E_{\text {cell }} =E_{\text {cell }}^{o}-\dfrac{0.0591}{n} \log \dfrac{\left[\mathrm{Sn}^{2+}\right]}{\left[\mathrm{H}^{+}\right]^{2}} $

$\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad ={0-(-0.14)}-\dfrac{0.0591}{2} \log \dfrac{0.050}{(0.020)^{2}}$

$\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad=0.14-0.0295 \times \log 125$

$\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad=0.14-0.062$

$\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad=0.078 \mathrm{~V}$

$\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad=0.08 \mathrm{~V}$ (تقریباً)

(iv)$\text { Cell reaction : } 2 \mathrm{Br}^{-}+2 \mathrm{H}^{+} \longrightarrow \mathrm{Br}_2+\mathrm{H}_2 \text { (n=2) }$

دیے گئے عمل کے لیے، نرنسٹ مساوات اس طرح دی جا سکتی ہے:

$\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad E_{\text {cell }} =E_{\text {cell }}^{o}-\dfrac{0.0591}{n} \log \dfrac{1}{\left[\mathrm{Br}^{-}\right]^{2}\left[\mathrm{H}^{+}\right]^{2}} $

$ \quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad=(0-1.09)-\dfrac{0.0591}{2} \log \dfrac{1}{(0.010)^{2}(0.030)^{2}} $

$\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad =-1.09-0.02955 \times \log \dfrac{1}{0.00000009} $

$\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad =-1.09-0.02955 \times \log \dfrac{1}{9 \times 10^{-8}} $

$\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad =-1.09-0.02955 \times \log \left(1.11 \times 10^{7}\right) $

$\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad =-1.09-0.02955(0.0453+7) $

$\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad =-1.09-0.208 $

$\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad =-1.298 \mathrm{~V}$

جواب

$$ \begin{array}{rl} \mathrm{Zn\ (s)} & \longrightarrow \mathrm{Zn^{2+}\ (aq)} + 2 \mathrm{e}^{-} ; E^{o} = 0.76\ \mathrm{V} \ \mathrm{Ag_2O\ (s)} + \mathrm{H_2O\ (l)} + 2 \mathrm{e}^{-} & \longrightarrow 2 \mathrm{Ag\ (s)} + 2 \mathrm{OH^{-}\ (aq)} ; E^{o} = 0.344\ \mathrm{V} \ \hline \mathrm{Zn\ (s)} + \mathrm{Ag_2O\ (s)} + \mathrm{H_2O\ (l)} & \longrightarrow \mathrm{Zn^{2+}\ (aq)} + 2 \mathrm{Ag\ (s)} + 2 \mathrm{OH^{-}\ (aq)} ; E^{o} = 1.104\ \mathrm{V} \end{array} $$

$\therefore E^{o}=1.104 \mathrm{~V}$

ہم جانتے ہیں کہ، $\Delta_{r} G^{o}=-n \mathrm{~F} E^{o} $

$\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad = -2 \times 96487 \times 1.104 $

$\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad = -213043.296 \mathrm{~J} $

$\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad = -213.04 \mathrm{~kJ}$

جواب

کسی محلول کی موصلیت کو 1 سینٹی میٹر لمبائی اور 1 مربع سینٹی میٹر کے کراس سیکشن کے رقبے والے محلول کی موصلت کے طور پر تعریف کیا جاتا ہے۔ موصلیت کو مخصوص موصلت کے نام سے بھی جانا جاتا ہے۔

$ \text { مخصوص موصلت }(\kappa)=\dfrac{1}{\rho}=\dfrac{1}{\text { اوہم سینٹی میٹر }}=\mathrm{ohm}^{-1} \mathrm{~cm}^{-1} $

مولر موصلت:

تخفيف $V$ پر کسی محلول کی مولر موصلت تمام آئنوں کی موصلت ہے جو ایک مول برق پاشیدہ کے حل ہونے سے پیدا ہوتے ہیں جب برقی رو ایک سینٹی میٹر کے فاصلے پر ہوں اور برقی رو کا رقبہ اتنا بڑا ہو کہ پورا محلول ان کے درمیان موجود ہو۔ اسے عام طور پر $\Lambda^c_m$ سے ظاہر کیا جاتا ہے۔

$\Lambda^c_m=\kappa \times {V}$

$ \Lambda^c_m=\kappa_c \times \dfrac{1000}{c}=\kappa_c \times \dfrac{1000}{\text { مولرٹی }} $

جہاں $\kappa$ مخصوص موصلت ہے اور V وہ حجم ہے جس میں برق پاشیدہ کا ایک مول ہوتا ہے اور $c$ مولر ارتکاز ہے، یعنی $\mathrm{mol}\hspace{0.5mm} \mathrm{L}^{-1}\left(\mathrm{or}\hspace{0.5mm} \mathrm{mol} \hspace{0.5mm}\mathrm{dm}^{-3}\right)$۔

مولر موصلت ارتکاز میں کمی کے ساتھ بڑھتی ہے۔ اس کی وجہ یہ ہے کہ ایک مول برق پاشیدہ پر مشتمل محلول کا کل حجم $V$ تخفيف پر بڑھ جاتا ہے۔ یہ پایا گیا ہے کہ محلول کی تخفيف پر k میں کمی اس کے حجم میں اضافے سے زیادہ ہوتی ہے۔ جسمانی طور پر، اس کا مطلب یہ ہے کہ ایک مخصوص ارتکاز پر، Lm کو برقی موصلت سیل کے برقی رو کے درمیان رکھے گئے برقی پاشیدہ محلول کی موصلت کے طور پر بیان کیا جا سکتا ہے جو اکائی کے فاصلے پر ہوں لیکن کراس سیکشن کا رقبہ اتنا بڑا ہو کہ محلول کا کافی حجم سما سکے جس میں برق پاشیدہ کا ایک مول ہو۔

$\Lambda_{m}$ میں $\sqrt{c}$ کے ساتھ تبدیلی مضبوط برق پاشیدہ (پوٹاشیم کلورائیڈ) اور کمزور برق پاشیدہ (ایسیٹک ایسڈ) کے لیے مندرجہ ذیل پلاٹ میں دکھائی گئی ہے:

جواب

دیے گئے،

$\kappa=0.0248 \mathrm{~S} \mathrm{~cm}^{-1}$

$\mathrm{C}=0.20 \hspace{0.5mm}\mathrm{M}$

$\therefore$ مولر موصلت؛ $ \Lambda^c_{m}=\dfrac{\kappa \times 1000}{\mathrm{c}} $

$\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad=\dfrac{0.0248 \times 1000}{0.2}$

$\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad=124 \hspace{0.5mm}\mathrm{\hspace{0.5mm}S\hspace{0.5mm}cm}^{2} \mathrm{~mol}^{-1}$

جواب

$\text{Cell constant} =\dfrac{\text { Conductivity }}{\text { Conductance }}$

$\quad\quad\quad\quad\quad\quad=\text { Conductivity } \times \text { Resistance }$

$\quad\quad\quad\quad\quad\quad= \left(0.146 \times 10^{-3}\right) \mathrm{S} \hspace{0.7 mm}\mathrm{cm}^{-1} \times 1500\hspace{1 mm}\Omega $

$\quad\quad\quad\quad\quad\quad= \mathbf{0 . 2 1 9} \hspace{1 mm}\mathrm{cm}^{-1}$

جواب

$\begin{aligned} 1 \mathrm{~S} \mathrm{~cm}^{-1} & =100 \mathrm{~S} \mathrm{~m}^{-1} \ \dfrac{1 \mathrm{~S} \mathrm{~cm}^{-1}}{100 \mathrm{~S} \mathrm{~m}^{-1}} & =1 \text { (unit conversion factor) }\end{aligned}$

$\Lambda^{o}=$ $\Lambda_{\mathrm{m}}$ محور پر قطع $=124.0 \mathrm{~S} \mathrm{~cm}^2 \mathrm{~mol}^{-1}$ (صفر ارتکاز پر ایکسٹراپولیشن پر)

جواب

دیے گئے، $\kappa=7.896 \times 10^{-5} \mathrm{~S} \mathrm{~m}^{-1}$

$\mathrm{C}=0.00241 \mathrm{~mol} \mathrm{~L}^{-1}$

پھر، مولر موصلت، $\Lambda_{m}=\dfrac{\kappa}{\mathrm{c}}$

$\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad=\dfrac{7.896 \times 10^{-5} \mathrm{~S} \mathrm{~cm}^{-1}}{0.00241 \mathrm{~mol} \mathrm{~L}^{-1}} \times \dfrac{1000 \mathrm{~cm}^{3}}{\mathrm{~L}}$

$\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad=32.76 \mathrm{~S} \mathrm{~cm}^{2} \mathrm{~mol}^{-1}$

پھر، $\Lambda_{m}^{0}=390.5 \mathrm{~S} \mathrm{~cm}^{2} \mathrm{~mol}^{-1}$

اب، $\alpha=\dfrac{\Lambda^c_{m}}{\Lambda_{m}^{0}}=\dfrac{32.76 \mathrm{~S} \mathrm{~cm}^{2} \mathrm{~mol}^{-1}}{390.5 \mathrm{~S} \mathrm{~cm}^{2} \mathrm{~mol}^{-1}}$

$\quad\quad\quad\quad\quad\quad=0.084$

$\therefore$ انحلالی مستقل، $K_{a}=\dfrac{\mathrm{c} \alpha^{2}}{(1-\alpha)}$

$\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad=\dfrac{\left(0.00241 \mathrm{~mol} \mathrm{~L}^{-1}\right)(0.084)^{2}}{(1-0.084)}$

$\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad=1.86 \times 10^{-5} $

جواب

(i) $\mathrm{Al}^{3+}+3 \mathrm{e}^{-} \longrightarrow \mathrm{Al}$

$\therefore \text { Quantity of charge required for reduction of } 1 \mathrm{~mol} \text { of } \mathrm{Al}^{3+}=3 \mathrm{~F}=3 \times 96500 \mathrm{~C}$

$\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad = {2 8 9 5 0 0} {~C} \text {. }$

(ii) $\mathrm{Cu}^{2+}+2 \mathrm{e}^{-} \longrightarrow \mathrm{Cu}$

$\therefore$ تخفیف کے لیے درکار چارج کی مقدار $1 \mathrm{~mol}^{\text {of }} \mathrm{Cu}^{2+}=2$ فاراڈے $=2 \times 96500 \hspace{1mm} \mathrm{C}$

$\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad=193000 \hspace{1mm} \mathrm{C}$

(iii) $\mathrm{MnO_4}^{-} \longrightarrow \mathrm{Mn}^{2+}$

$\therefore$ درکار چارج کی مقدار $=5 \mathrm{~F}=5 \times 96500 \hspace{1mm} \mathrm{C}$

$\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad=482500 \hspace{1mm} \mathrm{C}$۔

جواب

(i) $\mathrm{Ca}^{2+}+2 e^{-} \longrightarrow \mathrm{Ca}$

اس طرح، Ca کا 1 مول، یعنی 40 گرام Ca کو بجلی درکار ہوگی $=2 \mathrm{~F} $

$\therefore 20 \mathrm{~g}$ Ca کو بجلی درکار ہوگی $=1 \mathrm{~F}$

(ii) $\mathrm{Al}^{3+}+3 e^{-} \longrightarrow \mathrm{Al}$۔

اس طرح، Al کا 1 مول، یعنی 27 گرام Al کو بجلی درکار ہوگی $=3 \mathrm{~F}$

$\therefore 40 \mathrm{~g}$ Al کو بجلی درکار ہوگی $=\dfrac{3}{27} \times 40=4 \cdot 44 \mathrm{~F}$۔

جواب

(i) $\mathrm{H}_2 \mathrm{O}$ کے 1 مول کے لیے برقی رو کا عمل ہے:

$$ \mathrm{H}_2 \mathrm{O} \longrightarrow \mathrm{H}_2+\dfrac{1}{2} \mathrm{O}_2 \text {, \quad i.e., } \mathrm{O}^{2-} \longrightarrow \dfrac{1}{2} \mathrm{O}_2+2 e^{-} $$

$$ \text { or } \quad 2 \mathrm{H}^{+}+2 e^{-} \longrightarrow \mathrm{H}_2 $$

$$\text { or } \mathrm{H}_2 \mathrm{O} \longrightarrow 2 \mathrm{H}^{+}+\dfrac{1}{2} \mathrm{O}_2+2 e^{-}$$

$\therefore$ $\mathrm{H}_2 \mathrm{O}=2 \mathrm{~F}$ کے 1 مول کے آکسیکرن کے لیے درکار بجلی کی مقدار

$\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad=2 \times 96500 \hspace{0.5mm}\mathrm{C}$

$\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad=193000 \hspace{0.5mm} \mathrm{C}$

(ii) FeO کے 1 مول کے لیے برقی رو کا عمل ہے:

$$\mathrm{FeO} \longrightarrow \dfrac{1}{2} \mathrm{Fe}_2 \mathrm{O}_3$$

$$ i.e., \mathrm{Fe}^{2+} \longrightarrow \mathrm{Fe}^{3+}+e^{-}$$

$\therefore$ درکار بجلی کی مقدار $=1 \mathrm{~F}=96500 \mathrm{C}$۔

جواب

دیے گئے،

رو $=5 \mathrm{~A}$

وقت $=20 \times 60=1200 \mathrm{~s}$

$\therefore$ چارج $=$ رو $\times$ وقت

$\quad\quad\quad\quad=5 \times 1200$

$\quad\quad\quad\quad=6000 \hspace{0.5mm}\mathrm{C}$

عمل کے مطابق،

$\mathrm{Ni^{2+}}+2 \mathrm{e}^{-} \longrightarrow {\mathrm{Ni}}$

اس طرح، $2 F$، یعنی $2 \times 96500 \mathrm{C}$ جمع کرتا ہے $\mathrm{Ni}=1$ مول، یعنی 58.7 گرام

$ \therefore 6000 \mathrm{C} \text { جمع کرے گا } \mathrm{Ni}=\dfrac{58.7}{2 \times 96500} \times 6000 \mathrm{~g}=1.825 \mathrm{~g} $

لہٰذا، کیتھوڈ پر نکل کی $1.825 \mathrm{~g}$ جمع ہوگی۔

جواب

عمل کے مطابق:

$\mathrm{Ag}^{+}+\mathrm{e}^{-} \longrightarrow {\mathrm{Ag}}$

یعنی، $108 \mathrm{~g}$ کا $\mathrm{Ag}$ جمع ہوتا ہے $96487 \mathrm{~C}$ سے۔

لہٰذا، $1.45 \mathrm{~g}$ کا $\mathrm{Ag}$ جمع ہوتا ہے $=\dfrac{96487 \times 1.45}{108} \mathrm{~C}$ سے

$\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad=1295.43 \mathrm{~C}$

دیے گئے، رو $=1.5 \mathrm{~A}$

$\therefore$ وقت $=\dfrac{1295.43}{1.5} \mathrm{~s}=863.6 \mathrm{~s}$

$\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad=864 \mathrm{~s}$

$\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad=14.40 \mathrm{~min}$

پھر،

$ \mathrm{Cu_{(\alpha q)}^{2+}}+2 \mathrm{e}^{-} \longrightarrow \underset{63.5 \mathrm{~g}}{\mathrm{Cu_{(s)}}} $

یعنی، $2 \times 96487 \mathrm{C}$ چارج جمع کرتا ہے $=63.5 \mathrm{~g}$ کا $\mathrm{Cu}$

لہٰذا،$ 1295.43 ~C $ چارج جمع کرے گا $ =\dfrac{63.5 \times 1295.43}{2 \times 96487} \mathrm{~g} $

$\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad=0.426 \mathrm{~g}$ کا $\mathrm{Cu}$

$ \text{کے لیے، } \mathrm{Zn}^{2+}+2 \mathrm{e}^{-} \longrightarrow {\mathrm{Zn}} $

یعنی، $2 \times 96487 \mathrm{~C}$ چارج جمع کرتا ہے $=65.4 \mathrm{~g}$ کا $\mathrm{Zn}$

لہٰذا، $1295.43 \mathrm{~C}$ چارج جمع کرے گا $=\dfrac{65.4 \times 1295.43}{2 \times 96487} \mathrm{~g}$

$\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad=0.439 \mathrm{~g}$ کا $\mathrm{Zn}$

جواب

ایک عمل ممکن ہے اگر سیل عمل کی برقی قوت متحرکہ $+ve$ ہے

$ \text { (i) } \mathrm{Fe}^{3+}(a q)+\mathrm{I}^{-}(a q) \longrightarrow \mathrm{Fe}^{2+}(a q)+\frac{1}{2} \mathrm{I}_2 $

$\text { i.e., } \mathrm{Pt}\left|\mathrm{I}_2\right| \mathrm{I}^{-}(a q)| | \mathrm{Fe}^{3+}(a q)\left|\mathrm{Fe}^{2+}(a q)\right| \mathrm{Pt} $

$ \therefore \mathrm{E}{\text {cell }}^{\circ}=\mathrm{E}{\mathrm{Fe}^{3+}, \mathrm{Fe}^{2+}}^{\circ}-\mathrm{E}_{1 / 2 \mathrm{I}_2, \mathrm{I}^{-}}^{\circ}$

$\quad\quad\quad=0.77-0.54=0.23 \mathrm{~V} \text { (ممکن) } $

چونکہ مجموعی عمل کے لیے $E^{o}$ مثبت ہے، لہٰذا $\mathrm{Fe^{3+}} $ اور $\mathrm{I^-}$ کے درمیان عمل ممکن ہے۔

(ii) $ \mathrm{Ag}^{+}(a q)+\mathrm{Cu} \longrightarrow \mathrm{Ag}(s)+\mathrm{Cu}^{2+}(a q) $

$\text {, i.e., }{\mathrm{Cu}\left|\mathrm{Cu}^{2+}(a q)\right|\left|\mathrm{Ag}^{+}(a q)\right| \mathrm{Ag}} $

${\mathrm{E}{\text {cell }}^{\circ}=\mathrm{E}{\mathrm{Ag}^{+}, \mathrm{Ag}^{-}}-\mathrm{E}_{\mathrm{Cu}^{2+}, \mathrm{Cu}}}$

$\quad\quad=0.80-0.34=0.46 \mathrm{~V} \text { (Feasible) } .$

چونکہ مجموعی عمل کے لیے $E^{\text {o }}$ مثبت ہے، لہٰذا $\mathrm{Ag_{(a q)}^{+}}$ اور $\mathrm{Cu_{(s)}}$ کے درمیان عمل ممکن ہے۔

(iii) $\mathrm{Fe}^{3+}(a q)+\mathrm{Br}^{-}(a q) \longrightarrow \mathrm{Fe}^{2+}(a q)+\frac{1}{2} \mathrm{Br}_2$

$\mathrm{E}_{\text {cell }}^{\circ}=0.77-1.09=-0.32 \mathrm{~V}$ (غیر ممکن)

چونکہ مجموعی عمل کے لیے $E^{0}$ منفی ہے، لہٰذا $\mathrm{Fe^{3+}}$ اور $\mathrm{Br^{-}}$ کے درمیان عمل ممکن نہیں ہے۔

(iv) $\mathrm{Ag}(s)+\mathrm{Fe}^{3+}(a q) \longrightarrow \mathrm{Ag}^{+}(a q)+\mathrm{Fe}^{2+}(a q) $

$\mathrm{E}_{\text {cell }}^{\circ}=0.77-0.80=-0.03 \mathrm{~V}$ (غیر ممکن)

چونکہ مجموعی عمل کے لیے $E^{\mathrm{o}} $ منفی ہے، لہٰذا $\mathrm{Ag}$ اور $\mathrm{Fe^{3+}}$ کے درمیان عمل ممکن نہیں ہے۔

(v) $\frac{1}{2} \mathrm{Br}_2(a q)+\mathrm{Fe}^{2+}(a q) \longrightarrow \mathrm{Br}^{-}+\mathrm{Fe}^{3+}$

$ \mathrm{E}_{\text {cell }}^{\mathrm{o}}=1.09-0.77=0.32 \mathrm{~V}$ (ممکن)

چونکہ مجموعی عمل کے لیے $E^{0}$ مثبت ہے، لہٰذا $\mathrm{Br_2(a q)}$ اور $\mathrm{Fe}^{2+}{(a q)}$ کے درمیان عمل ممکن ہے۔

جواب

(i) چاندی کے برقی رو کے ساتھ $\mathrm{AgNO}_3$ کے آبی محلول کی برق پاشیدگی۔

$ \quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad \mathrm{AgNO}_3(s)+a q \longrightarrow \mathrm{Ag}^{+}(a q)+\mathrm{NO}_3^{-}(a q) $

$ \quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad \mathrm{H}_2 \mathrm{O} \rightleftharpoons \mathrm{H}^{+}+\mathrm{OH}^{-} $

کیتھوڈ پر: $\mathrm{Ag}^{+}$ آئنوں کا اخراجی ممکنہ $\mathrm{H}^{+}$ آئنوں سے کم ہوتا ہے۔ لہٰذا، $\mathrm{Ag}^{+}$ آئن $\mathrm{H}^{+}$ آئنوں کی ترجیح کے طور پر Ag کے طور پر جمع ہوں گے۔

متبادل طور پر، ہمارے پاس معیاری تخفیفی ممکنات ہیں:

$ \quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\mathrm{Ag}^{+}(a q)+e^{-} \longrightarrow \mathrm{Ag}(s), \mathrm{E}^{\circ}=+0.80 \mathrm{~V}$

$ \quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad \mathrm{H}^{+}(a q)+e^{-} \longrightarrow \frac{1}{2} \mathrm{H}_2(g), \mathrm{E}^{\circ}=0.00 \mathrm{~V} $

چونکہ $\mathrm{Ag}^{+}$ آئنوں کا معیاری تخفیفی ممکنہ $\mathrm{H}^{+}$ آئنوں سے زیادہ ہوتا ہے، لہٰذا $\mathrm{Ag}^{+}$ آئن زیادہ آسانی سے کم ہوں گے اور Ag کے طور پر جمع ہوں گے۔

اینوڈ پر: چونکہ اینوڈ پر $\mathrm{NO}_3^{-}$ آئنوں کے ذریعے حملہ ہوتا ہے، اینوڈ کا Ag تحلیل ہو کر محلول میں $\mathrm{Ag}^{+}$ آئن بنائے گا۔

$ \quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad \mathrm{Ag} \longrightarrow \mathrm{Ag}^{+}+e^{-} $

متبادل طور پر، اینوڈ پر وقوع پذیر ہونے والے تین ممکنہ آکسیکرن عملوں میں سے، یعنی

$ \quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad \mathrm{Ag} \longrightarrow \mathrm{Ag}^{+}+e^{-},$

$\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad 2 \mathrm{OH}^{-} \longrightarrow \mathrm{H}_2 \mathrm{O}+\frac{1}{2} \mathrm{O}_2+e^{-} $

$ \quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\mathrm{NO}_3^{-} \longrightarrow \mathrm{NO}_3+e^{-} $

$Ag $ کا سب سے زیادہ آکسیکرن ممکنہ ہوتا ہے۔ لہٰذا، اینوڈ کا $Ag$ آکسائڈائز ہو کر $\mathrm{Ag}^{+}$ آئن بنائے گا جو محلول میں چلے جائیں گے۔

(ii) پلاٹینم برقی رو کے ساتھ $\mathrm{AgNO}_3$ کے آبی محلول کی برق پاشیدگی۔

$ \quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad \mathrm{AgNO}_3(s)+a q \longrightarrow \mathrm{Ag}^{+}(a q)+\mathrm{NO}_3^{-}(a q) $

$ \quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad \mathrm{H}_2 \mathrm{O} \rightleftharpoons \mathrm{H}^{+}+\mathrm{OH}^{-} $

کیتھوڈ پر: $\mathrm{Ag}^{+}$ آئنوں کا اخراجی ممکنہ $\mathrm{H}^{+}$ آئنوں سے کم ہوتا ہے۔ لہٰذا، $\mathrm{Ag}^{+}$ آئن $\mathrm{H}^{+}$ آئنوں کی ترجیح کے طور پر Ag کے طور پر جمع ہوں گے۔

متبادل طور پر، ہمارے پاس معیاری تخفیفی ممکنات ہیں:

$ \quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\mathrm{Ag}^{+}(a q)+e^{-} \longrightarrow \mathrm{Ag}(s), \mathrm{E}^{\circ}=+0.80 \mathrm{~V}$

$ \quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad \mathrm{H}^{+}(a q)+e^{-} \longrightarrow \frac{1}{2} \mathrm{H}_2(g), \mathrm{E}^{\circ}=0.00 \mathrm{~V} $

چونکہ $\mathrm{Ag}^{+}$ آئنوں کا معیاری تخفیفی ممکنہ $\mathrm{H}^{+}$ آئنوں سے زیادہ ہوتا ہے، لہٰذا $\mathrm{Ag}^{+}$ آئن زیادہ آسانی سے کم ہوں گے اور Ag کے طور پر جمع ہوں گے۔

اینوڈ پر: چونکہ اینوڈ پر حملہ نہیں ہوتا، $\mathrm{OH}^{-}$ اور $\mathrm{NO}_3^{-}$ آئنوں میں سے، $\mathrm{OH}^{-}$ آئنوں کا اخراجی ممکنہ کم ہوتا ہے۔ لہٰذا، $\mathrm{OH}^{-}$ آئن $\mathrm{NO}_3^{-}$ آئنوں کی ترجیح کے طور پر خارج ہوں گے، جو پھر تحلیل ہو کر $\mathrm{O}_2$ خارج کریں گے۔

$$ \mathrm{OH}^{-}(a q) \longrightarrow \mathrm{OH}+e^{-}, \quad 4 \mathrm{OH} \longrightarrow 2 \mathrm{H}_2 \mathrm{O}(l)+\mathrm{O}_2(g) $$

(iii) پلاٹینم برقی رو کے ساتھ ہلکے $\mathrm{H}_2 \mathrm{SO}_4$ کی برق پاشیدگی۔

$$ \begin{aligned} & \mathrm{H}_2 \mathrm{SO}_4(a q) \longrightarrow 2 \mathrm{H}^{+}(a q)+\mathrm{SO}_4^{2-}(a q) \\ & \mathrm{H}_2 \mathrm{O} \rightleftharpoons \mathrm{H}^{+}+\mathrm{OH}^{-} \end{aligned} $$

کیتھوڈ پر: $\mathrm{H}^{+}+e \longrightarrow \mathrm{H}, \mathrm{H}+\mathrm{H} \longrightarrow \mathrm{H}_2(\mathrm{~g})$

اینوڈ پر: $\quad \mathrm{OH}^{-} \longrightarrow \mathrm{OH}+e^-,$

$ \quad\quad\quad\quad\quad 4 \mathrm{OH} \longrightarrow 2 \mathrm{H}_2 \mathrm{O}+\mathrm{O}_2(g)$

اس طرح، کیتھوڈ پر $\mathrm{H}_2$ آزاد ہوتا ہے اور اینوڈ پر $\mathrm{O}_2$۔

(iv) پلاٹینم برقی رو کے ساتھ $\mathrm{CuCl}_2$ کے آبی محلول کی برق پاشیدگی

$$ \begin{aligned} & \mathrm{CuCl}_2(s)+a q \longrightarrow \mathrm{Cu}^{2+}(a q)+2 \mathrm{Cl}^{-}(a q) \\ & \mathrm{H}_2 \mathrm{O} \rightleftharpoons \mathrm{H}^{+}+\mathrm{OH}^{-} \end{aligned} $$

کیتھوڈ پر: $\mathrm{Cu}^{2+}$ آئن $\mathrm{H}^{+}$ آئنوں کی ترجیح کے طور پر کم ہوں گے

$$ \mathrm{Cu}^{2+}+2 e^{-} \longrightarrow \mathrm{Cu} $$

اینوڈ پر: $\mathrm{Cl}^{-}$ آئن $\mathrm{OH}^{-}$ آئنوں کی ترجیح کے طور پر آکسائڈائز ہوں گے

$\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad \mathrm{Cl}^{-} \longrightarrow \mathrm{Cl}+e^{-}, $

$ \quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad \mathrm{Cl}+\mathrm{Cl} \longrightarrow \mathrm{Cl}_2(g) $

اس طرح، Cu کیتھوڈ پر جمع ہوگا اور اینوڈ پر $\mathrm{Cl}_2$ آزاد ہوگا۔