Electrochemistry NEET प्रश्न हिंदी में — रसायन विज्ञान (Chemistry) MCQ उत्तर सहित

 $\frac{{\mathrm{W}}_1}{{\mathrm{W}}_2}=\frac{{\mathrm{E}}_1}{{\mathrm{E}}_2}$

$$\begin{gathered} \mathrm{For} \mathrm{concentration} \mathrm{cell} -{\mathrm{E}}_{\mathrm{cell}}^{\circ }=0 \\ {\mathrm{E}}_{\mathrm{cell}}=\frac{-0.0591}{2}\log \frac{[{\mathrm{H}}^{\oplus }{]}^2\mathrm{anode}}{[{\mathrm{H}}^{\oplus }{]}^2\mathrm{cathode}} \\ =\frac{-0.0591}{2}\log \frac{({10}^{-6}{)}^2}{({10}^{-4}{)}^2} \\ =(-4) \times \frac{-0.0591}{2}=0.118 \mathrm{V} \end{gathered}$$

 ${\mathrm{MnO}}_2 +\hspace{0.17em}{\mathrm{NH}}_4^{+} +\hspace{0.17em}\mathrm{e} \stackrel{ }{\to }\mathrm{MnO}\left(\mathrm{OH}\right) + {\mathrm{NH}}_3$

NH₃ आगे Zn⁺² के साथ संयोग करके बनाता है $\mathrm{Zn}({\mathrm{NH}}_3{)}_4^{+2}$ 

$$\begin{gathered} \mathrm{W} = \frac{\mathrm{E}}{96500} \times \mathrm{i} \times \mathrm{t} = \frac{31.75}{96500} \times 5 \times 2 \times 3600 \\ \mathrm{W} = 11.84 \mathrm{g} \\ \% \mathrm{of} \mathrm{current} \mathrm{efficiency} = \frac{9.8}{11.84} \times 100 = 82.8\% \end{gathered}$$

डेनियल सेल में इलेक्ट्रोड विभव Zn2+ तथा Cu2+ आयनों की सांद्रताओं पर निर्भर करता है। जब Zn2+ की सांद्रता बढ़ती है और Cu2+ की घटती है, तो नर्न्स्ट समीकरण के अनुसार इलेक्ट्रोड विभव (सेल वि.वा.बल) बढ़ता है : E = E° - (RT/nF) ln Q, जहाँ Q अभिक्रिया गुणांक है।

(b) मुख्य विचार : मोलर चालकता (l_m) तथा विद्युत्-अपघटनी चालकता (k) के बीच संबंध है ${\mathrm{\lambda }}_{\mathrm{m}}=\frac{\mathrm{k}\times 1000}{\mathrm{M}}$

जहाँ, M विलयन की मोलरता है।

दिया है, विलयन की सांद्रता, M=0.5mol/dm³

विद्युत्-अपघटनी चालकता, k=5.76X10^-3Scm^-1 

ताप, T=298K

$$\begin{gathered} \therefore \mathrm{Molar} \mathrm{conductivity}, \\ {\mathrm{\lambda }}_{\mathrm{m}}=\frac{\mathrm{k}\times 1000}{\mathrm{M}} \\ =\frac{5.76\times {10}^{-3}\times 1000}{0.5} \\ =11.52 \mathrm{S} {\mathrm{cm}}^2/\mathrm{mol} \end{gathered}$$

(b) मुख्य विचार यह प्रश्न विद्युत्-अपघटन के फैराडे के प्रथम नियम पर आधारित है, जिसके अनुसार जब किसी विद्युत्-अपघटनी विलयन में से विद्युत् धारा प्रवाहित की जाती है, तो इलेक्ट्रोड पर निक्षेपित पदार्थ की मात्रा (w) प्रवाहित विद्युत् आवेश (q) के समानुपाती होती है।

प्रश्न में प्रयुक्त सूत्र है

 w= Eit/96500  ...(i)

जहाँ, E = Cl- का ग्राम-तुल्यांकी द्रव्यमान

 i= धारा, t= समय, it = q

दिया है, w=0.10 mol = (0.10 x 71)g,

 i=3A, E=35.5

निम्न अभिक्रियाएँ होती हैं,

कैथोड पर : 2H2O $\stackrel{+2{\mathrm{e}}^{-}}{\to }$H2 + 2OH-

ऐनोड पर : 2Cl- $\stackrel{-2{\mathrm{e}}^{-}}{\to }$Cl2

  35.5g  71 g

व्यंजक (i) में सभी मान रखने पर;

(0.10 x 71) = (35.5/96500)  x 3 x t अथवा t = 6433s

अथवा t = 107.22 min $\approx$ 110 min    [1s = 1/60 min]

(a) दिया है,  E°_cell = ऋणात्मक

अब, $∆$G° तथा E°_cell के बीच संबंध है

$∆$G° =-nFE°_cell    ...(i)

चूँकि E°_cell ऋणात्मक है, अतः $∆$G° धनात्मक प्राप्त होता है। पुनः, $∆$G° तथा K_eq के बीच संबंध है

$∆$G° = -2.303nRTlogK_eq  ......(ii)

समी. (i) से हमें प्राप्त होता है कि $∆$G° धनात्मक है। अब, यदि $∆$G° धनात्मक है तो समी. (ii) से K_eq ऋणात्मक प्राप्त होता है।

अर्थात् $∆$G° >1 तथा K_eq< 1

संक्षिप्त युक्ति : चूँकि $∆$G° ऋणात्मक है अतः अभिक्रिया अस्वतःप्रवर्तित है अथवा कह सकते हैं कि अभिक्रिया पश्च दिशा में चल रही है। अस्वतःप्रवर्तित अभिक्रिया के लिए $∆$G° सदैव धनात्मक होता है तथा K_eq सदैव 1 से कम होता है।

(c) विद्युत्-अपघटन के फैराडे के प्रथम नियम से, 

W/E = it/96500   ......... (i)

दिया है i = 1A; t=60s

इन मानों को समी. (i) में रखने पर 

W/E = 1x60/96500

अथवा W/E = 6/9650 = इलेक्ट्रॉनों के मोलों की संख्या

इलेक्ट्रॉनों की संख्या = 6/9650 x 6.022x 10²³ = 3.75 x 10²⁰

(d) जिस धातु का मानक अपचयन विभव अधिक ऋणात्मक होता है, उसमें अपचयित होने की प्रवृत्ति अधिक होती है।

Zn²⁺ +2e^- $\to$ Zn;  E° = -0.76V

Fe²⁺ + 2e^- $\to$ Fe;  E° =-0.44 V

यहाँ, गैल्वनीकृत लोहे में Zn का ऋणात्मक अपचयन विभव अधिक है, जिसका अर्थ है कि Zn लोहे द्वारा दिए गए इलेक्ट्रॉन लेता है तथा स्वयं अपचयित हो जाता है।

इस प्रकार Zn ऐनोड की भाँति कार्य करता है तथा लोहे को कैथोड बनाकर उसे जंग लगने से बचाता है।