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

(d) प्रश्न से, हमें एक समीकरण प्राप्त होता है

  $2{\mathrm{H}}^{+}+ 2{\mathrm{e}}^{-} \stackrel{ }{\to }{\mathrm{H}}_2\left(\mathrm{g}\right)$

नर्न्स्ट समीकरण के अनुसार, 

$$\begin{gathered} \mathrm{E}=\mathrm{E}°-\frac{0.0591}{2}\log \frac{{\mathrm{P}}_{{\mathrm{H}}_2}}{{\left[{\mathrm{H}}^{+}\right]}^2} \\ =0-\frac{0.0591}{2}\log \frac{{\mathrm{P}}_{{\mathrm{H}}_2}}{{\left({10}^{-7}\right)}^2} \left[\therefore \left[{\mathrm{H}}^{+}\right]={10}^{-7}\right] \\ \therefore \mathrm{For} \mathrm{potential} \mathrm{of} {\mathrm{H}}_2 \mathrm{electrode} \mathrm{to} \mathrm{be} \mathrm{zero}, {{\mathrm{P}}_{\mathrm{H}}}_2 \mathrm{should} \mathrm{be} \mathrm{equal} \mathrm{to} {\left[{\mathrm{H}}^{+}\right]}^2, \mathrm{i}.\mathrm{e}. {10}^{-14}\mathrm{atm}. \\ \therefore \log \frac{{10}^{-14}}{{\left({10}^{-7}\right)}^2}=0 \end{gathered}$$

(a) ईंधन सेल वह युक्ति है जो हाइड्रोजन तथा मेथेन जैसे ईंधनों के दहन की ऊर्जा को सीधे विद्युत् ऊर्जा में परिवर्तित करती है।

विद्युत्-अपघटनी सेल विद्युत् ऊर्जा को रासायनिक ऊर्जा में बदलता है। डायनेमो एक विद्युत् जनित्र है
जो कम्यूटेटर की सहायता से दिष्ट धारा उत्पन्न करता है।

Ni-Cd सेल एक प्रकार की पुनः आवेशनीय बैटरी है जिसमें कैडमियम ऐनोड तथा NiO₂ युक्त धातु जालक कैथोड की भाँति कार्य करता है।

विलयन X की मोललता = विलयन Y की मोललता
  = 0.2 mol/kg

हम जानते हैं कि, किसी विलयन के क्वथनांक में उन्नयन ($∆$T_b) विलयन की मोलल सांद्रता के समानुपाती होता है, अर्थात्

$∆{\mathrm{T}}_{\mathrm{b}}\propto \mathrm{m} \mathrm{or} ∆{\mathrm{T}}_{\mathrm{b}}={\mathrm{K}}_{\mathrm{b}}\mathrm{m}$

जहाँ, m विलयन की मोललता है तथा K मोलल क्वथनांक स्थिरांक अथवा क्वथनांकमापी स्थिरांक है।

$\therefore$क्वथनांक उन्नयन संबंध से $∆{\mathrm{T}}_{\mathrm{b}}={\mathrm{iK}}_{\mathrm{b}}\mathrm{m} \mathrm{or} ∆{\mathrm{T}}_{\mathrm{b}}\propto \mathrm{i}$

जहाँ, i वान्ट हॉफ गुणांक है

चूँकि, $∆{\mathrm{T}}_{\mathrm{b}}$ विलयन X का, विलयन Y के ΔΤ_b से अधिक है

(प्रेक्षित अणुसंख्य गुणधर्म सामान्य अणुसंख्य गुणधर्म से अधिक है)

$\therefore$ विलयन X का i > विलयन Y का i

$\therefore$ विलयन X वियोजन दर्शा रहा है।

(d)

$$\begin{gathered} \mathrm{Since}, 22400\mathrm{mL} \mathrm{volume} \mathrm{is} \mathrm{occupied} \mathrm{by} 1 \mathrm{mole} \mathrm{of} {\mathrm{O}}_2 \mathrm{a} \mathrm{STP}. \\ \mathrm{Thus}, 5600 \mathrm{mL} {\mathrm{O}}_2 \mathrm{means} = \frac{5600}{2400}\mathrm{mol} {\mathrm{O}}_2 \\ = \frac{1}{4} \mathrm{mol} {\mathrm{O}}_2 \\ \therefore \mathrm{Weight} \mathrm{of} {\mathrm{O}}_2=\frac{1}{4}\times 32 = 8\mathrm{g} \\ \mathrm{According} \mathrm{to} \mathrm{problem}, \\ \mathrm{Equivalents} \mathrm{of} \mathrm{Ag}=\mathrm{Equivalents} \mathrm{of} {\mathrm{O}}_2 \\ = \frac{\mathrm{Weight} \mathrm{Ag}}{\mathrm{Equivalent} \mathrm{weight} \mathrm{of} \mathrm{Ag}} \\ =\frac{{\mathrm{W}}_{{\mathrm{O}}_2}}{\mathrm{Equivalent} \mathrm{weight} \mathrm{of} {\mathrm{O}}_2} \\ \frac{{\mathrm{W}}_{\mathrm{Ag}}}{{\mathrm{M}}_{\mathrm{Ag}}}=\frac{{\mathrm{W}}_{{\mathrm{O}}_2}}{{\mathrm{M}}_{{\mathrm{O}}_2}} \\ \mathrm{VF} \mathrm{VF} \\ \therefore \frac{{\mathrm{W}}_{\mathrm{Ag}}}{108}\times 1=\frac{8}{32}\times 4 \left[\because 2{\mathrm{H}}_2\mathrm{O} \stackrel{ }{\to }{\mathrm{O}}_2+4{\mathrm{H}}^{+}+4{\mathrm{e}}^{-}\right] \\ \Rightarrow {\mathrm{W}}_{\mathrm{Ag}}=108\mathrm{g} \end{gathered}$$

कोलराउश के नियम के अनुसार NH₄OH की सीमांत मोलर चालकता :-
Å_m(NH₄OH)=Å_m(NH₄Cl)+Å_m(NaOH)-Å_m(NaCl)

दिया है $∆$${\mathrm{G}}_{{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}\left(\mathrm{l}\right)}^{°}$ = -237.2

$∆{\mathrm{G}}_{{\mathrm{CO}}_2\left(\mathrm{g}\right)}^{°}$ = -394.4

$∆{\mathrm{G}}_{{\mathrm{C}}_5{\mathrm{H}}_{12\left(\mathrm{g}\right)}}^{°}$ = -8.2

C5H12 + 16O2 $\to$5CO2 + 6H2O

$∆$G⁰= 5 x $∆{\mathrm{G}}_{{\mathrm{CO}}_2\left(\mathrm{g}\right)}^{°}$+ 6 x ${\mathrm{G}}_{{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}\left(\mathrm{l}\right)}^{°}$-($∆{\mathrm{G}}_{{\mathrm{C}}_5{\mathrm{H}}_{12\left(\mathrm{g}\right)}}^{°}$+$∆{\mathrm{G}}_{{\mathrm{O}}_2}^{°}$)

=5x(-394.4)+6x(-237.2)-(-8.2)+0

=-3387 KJ/mol

पेन्टेन-ऑक्सीजन ईंधन सेल में 32 इलेक्ट्रॉन सम्मिलित होते हैं।

-3387 x 10³ = 32 x 96500 x E°_cell 

E°_cell = -3387 x 10³ / 32x96500 = 1.0968V

विद्युत्-रासायनिक सेल ÅlA⁺ (xM)l l B⁺ (yM)l B⁺
सेल का वि.वा.बल +0.20V है। अतः सेल अभिक्रिया संभव है। अर्ध-सेल अभिक्रियाएँ निम्नलिखित हैं :-

(i) ऋणात्मक ध्रुव पर :- 
    A^→A⁺+e^-++e^- (ऑक्सीकरण)

(ii) धनात्मक ध्रुव पर :- 
    B⁺+e^-→B (अपचयन)

अतः सेल अभिक्रिया है
A+B⁺→A⁺+B^-,E°_cell=+0.20V

सेल अभिक्रिया

कैथोड : H₂O(l) + $\frac{1}{2}$O₂(g) + 2e^– $\underset{}{\overset{}{\to }}$ 2OH^–(aq.)

ऐनोड : H₂(g) $\underset{}{\overset{}{\to }}$ 2H⁺ (aq.) + 2e^–

H₂O(l) + $\frac{1}{2}$O₂(g) $\underset{}{\overset{}{\to }}$ 2H⁺ (aq.) + 2OH^–(aq.)

साथ ही हमारे पास है

H₂(g)(l) + $\frac{1}{2}$O₂(g) $\underset{}{\overset{}{\to }}$ H₂O(l)ΔG°_f = –237.2 kj/mol

H₂O(l) $\underset{}{\overset{}{\to }}$ H⁺ (aq.) + OH^–(aq.)ΔG° = 80 kj/mol

अतः सेल अभिक्रिया के लिए

ΔG° = –77.20 kj/mole

अतः, E = – $\frac{77200}{2\hspace{0.17em}\times \hspace{0.17em}96500}$ = 0.40 V

E_cell = – $\frac{0.0591}{1}\mathrm{\hspace{0.17em}}\log \mathrm{\hspace{0.17em}}\frac{[{\mathrm{H}}^{\mathrm{+}}{\mathrm{]}}_{\mathrm{a}}}{[{\mathrm{H}}^{\mathrm{+}}{\mathrm{]}}_{\mathrm{c}}}$

E_cell अधिकतम होने के लिए [H⁺]_a कम तथा [H⁺]_c अधिक होना चाहिए, इसीलिए ऐनोड कक्ष अधिक क्षारीय तथा कैथोड कक्ष अम्लीय होना चाहिए।

ऐनोड : Ag(s) $\underset{}{\overset{}{\to }}$ Ag+ (aq) + 1e^–

कैथोड : Ag+ (aq) + 1e^– $\underset{}{\overset{}{\to }}$ Ag

निवल : ${\mathrm{Ag}}_{\left(\mathrm{AgBr}\right)}^{\mathrm{+}}\mathrm{\hspace{0.17em}}\stackrel{1{\mathrm{e}}^{-}}{\to }\hspace{0.17em}{\mathrm{Ag}}_{({\mathrm{Ag}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{Co}}_3\mathrm{)}}^{\mathrm{+}}$

0 = 0 + $\frac{0.059}{1}\mathrm{\hspace{0.17em}}\log \mathrm{\hspace{0.17em}}\frac{\left(\frac{{\mathrm{K}}_{\mathrm{SP}}\mathrm{AgBr}}{\left[{\mathrm{Br}}^{-}\right]}\right)}{\sqrt{\frac{{\mathrm{K}}_{\mathrm{SP}}{\mathrm{Ag}}_2{\mathrm{Co}}_3}{\left[{\mathrm{CO}}_3^{2-}\right]}}}$ ⇒ $\frac{{\mathrm{K}}_{\mathrm{SP}}\mathrm{AgBr}}{\left[{\mathrm{Br}}^{-}\right]}$ = $\sqrt{\frac{{\mathrm{K}}_{\mathrm{SP}}{\mathrm{Ag}}_2{\mathrm{Co}}_3}{\left[{\mathrm{CO}}_3^{2-}\right]}}$

⇒ $\frac{4\mathrm{\hspace{0.17em}}\times \mathrm{\hspace{0.17em}}{10}^{-13}}{\sqrt{8\mathrm{\hspace{0.17em}}\times \mathrm{\hspace{0.17em}}{10}^{-12}}}\mathrm{\hspace{0.17em}}=\mathrm{\hspace{0.17em}}\frac{\left[{\mathrm{Br}}^{-}\right]}{\sqrt{\left[{\mathrm{CO}}_3^{2-}\right]}}$ ⇒ $\frac{\left[{\mathrm{Br}}^{-}\right]}{\sqrt{\left[{\mathrm{CO}}_3^{2-}\right]}}$ = $\sqrt{2}\mathrm{\hspace{0.17em}}\times \mathrm{\hspace{0.17em}}{10}^{-7}$

वोल्टेज की, हाइड्रोजन दाब के वर्गमूल तथा M^(x+) सांद्रता के घनमूल के लघुगणक पर रैखिक निर्भरता यह दर्शाती है कि संतुलित अभिक्रिया में 3 इलेक्ट्रॉनों का स्थानांतरण तथा 1.5 H2 अणुओं का निर्माण होता है, जिसका अर्थ है x = 3।