इलेक्ट्रो रसायन शास्त्र
इलेक्ट्रोड क्षमता
किसी भी इलेक्ट्रोड के लिए $\rightarrow$ ऑक्सीकरण क्षमता $=-$ कमी की संभावना
$\mathrm{E}_{\text {cell }}=$ कैथोड का आरपी - एनोड का आरपी
$E_{\text {cell }}=$ कैथोड का आरपी + एनोड का ओपी
$\mathrm{E}_{\text {cell }}$ हमेशा +ve मात्रा होती है & एनोड कम आरपी का इलेक्ट्रोड होगा
$\mathrm{E}_{\text {Cell }}^{\mathrm{o}}=\mathrm{SRP}$ कैथोड का $-\mathrm{SRP}$ एनोड का.
एसआरपी मान जितना अधिक होगा ऑक्सीकरण शक्ति उतनी ही अधिक होगी।
गिब्स मुफ़्त ऊर्जा परिवर्तन
$\Delta \mathrm{G}=-\mathrm{nFE}_{\text {cell }}$
$\Delta \mathrm{G}^{\circ}=-n \mathrm{nE}_{\text {cell }}^{\mathrm{o}}$
नर्नस्ट समीकरण: (सेल के ईएमएफ पर एकाग्रता और तापमान का प्रभाव)
$\Delta G=\Delta G^{0}+R T$ एलएनक्यू (कहाँ $Q$ प्रतिक्रिया भागफल है)
$\Delta G^{0}=-R T$ एल.एन $K_{\text {eq }}$
$ E_{cell}=E_{cell}^{\circ}-\frac{RT}{nF} \ln Q $
$E_{cell}=E_{cell}^{\circ}-\frac{2.303 RT}{nF} \log Q$
$E_{cell}=E_{cell}^{\circ}-\frac{0.0591 RT}{n} \log Q$ [पर $298 K$ ]
रासायनिक संतुलन पर
$ \डेल्टा \mathrm{G}=0 \quad ; \quad \mathrm{E}_{\text {सेल }}=0 \text {. } $
$\log K_{eq}=\frac{n E_{cell}^{o}}{0.0591}$.
$E_{cell}^{o}=\frac{0.0591}{n} \log K_{eq}$
एक इलेक्ट्रोड के लिए $\mathrm{M}(\mathrm{s}) / \mathrm{M}^{\mathrm{n}+}$.
$ E_{M^{n+}/M} =\mathrm{E}_{\mathrm{M}^{n+} / \mathrm{M}}^{\mathrm{O}}-\frac{2.303 RT}{ \mathrm{nF}} \log \frac{1}{\left[\mathrm{M}^{n+}\right]} $
एकाग्रता कोशिका:
एक सेल जिसमें दोनों इलेक्ट्रोड एक ही सामग्री से बने होते हैं।
सभी एकाग्रता सेल के लिए $\quad E_{\text {cell }}^{\circ}=0$.
(ए) इलेक्ट्रोलाइट एकाग्रता सेल:
जैसे. $ Zn(s) / Zn^{2+} c_{1} || Zn^{2+}(c_2) / Zn(s)$
$E=\frac{0.0591}{2} \log \frac{C_{2}}{C_{1}}$
(बी) इलेक्ट्रोड एकाग्रता सेल:
जैसे. $Pt, H_{2} (P_{1} atm) / H^{+}(1M) \quad \quad / H_2(P_{2}atm ) / Pt$
$E=\frac{0.0591}{2} \log \left(\frac{P_{1}}{P_{2}}\right)$
इलेक्ट्रोड के विभिन्न प्रकार:
- धातु-धातु आयन इलेक्ट्रोड $M(s) / M^{n+} . \quad M^{n+}+n e^{-} \longrightarrow M(s)$
$$ E=E^{0}+\frac{0.0591}{n} \log \left[M^{n+}\right] $$
- गैस-आयन इलेक्ट्रोड $ \mathrm{Pt} / \mathrm{H}_{2}(\mathrm{Patm}) / \mathrm{H}^{+}(\mathrm{XM})$ कमी इलेक्ट्रोड के रूप में
$\quad \mathrm{H}^{+}(\mathrm{aq})+\mathrm{e}^{-} \longrightarrow \frac{1}{2} \mathrm{H}_{2}$ (पटम)
$\quad E=E^{\circ}-0.0591 \log \frac{P_{H_{2}}{ }^{\frac{1}{2}}}{\left[H^{+}\right]}$
- ऑक्सीकरण-कमी इलेक्ट्रोड $\mathrm{Pt} / \mathrm{Fe}^{2+}, \mathrm{Fe}^{3+}$
$\quad$ कमी इलेक्ट्रोड के रूप में $\mathrm{Fe}^{3+}+\mathrm{e}^{-} \longrightarrow \mathrm{Fe}^{2+}$
$\quad E=E^{0}-0.0591 \log \frac{\left[\mathrm{Fe}^{2+}\right]}{\left[\mathrm{Fe}^{3+}\right]}$
- धातु-धातु अघुलनशील नमक इलेक्ट्रोड जैसे। $\mathrm{Ag} / \mathrm{AgCl}, \mathrm{Cl}^{-}$
$\quad$ कमी इलेक्ट्रोड के रूप में $\mathrm{AgCl}(\mathrm{s})+\mathrm{e}^{-} \longrightarrow \mathrm{Ag}(\mathrm{s})+\mathrm{Cl}^{-}$
$\quad E_{Cl^{-} / AgCl /Ag} =E_{Cl^{-} / AgCl / Ag}^{0} - 0.0591 \log [Cl^{-}]$.
इलेक्ट्रोलिसिस:
$\quad$ (ए)$ \xrightarrow[\text { Increasing order of deposition }] {K^{+}, \mathrm{Ca}^{+2}, \mathrm{Na}^{+}, \mathrm{Mg}^{+2}, \mathrm{Al}^{+3}, \mathrm{Zn}^{+2}, \mathrm{Fe}^{+2}, \mathrm{H}^{+},\mathrm{Cu}^{+2}, \mathrm{Ag}^{+}, \mathrm{Au}^{+3}}$
$\quad$ (बी) इसी प्रकार आयन जो स्ट्रॉन्गर कम करने वाला एजेंट (एसआरपी का कम मूल्य) है, पहले एनोड पर मुक्त होता है।
$$ \xrightarrow[\text { जमाव का बढ़ता क्रम }]{SO_{4}^{2-}, NO_{3}^{-}, OH^{-}, Cl^{-}, Br^{-}, मैं^{-}} $$
फैराडे का इलेक्ट्रोलिसिस नियम
पहला नियम:
$\mathrm{w}=\mathrm{zq} \quad \quad \mathrm{w}=\mathrm{Z}$ यह $\quad \quad\mathrm{Z}=$ पदार्थ का विद्युत रासायनिक समतुल्य
दूसरा नियम
$W \alpha E $
$\frac{\mathrm{W}}{\mathrm{E}}=\mathrm{constant} \quad \frac{W_{1}}{E_{1}}=\frac{W_{2}}{E_{2}}=\ldots \ldots \ldots $
$\frac{\mathrm{W}}{\mathrm{E}}=\frac{\mathrm{i} \times \mathrm{t} \times \text { current efficiency factor }}{96500} .$
$\text { Current efficiency } =\frac{\text { actual mass deposited/produced }}{\text { Theoritical mass deposited/produced }} \times 100$
कैथोड पर Cu और Fe के एक साथ जमाव की स्थिति
$ \mathrm{E}_{\mathrm{Cu}^{2+} / \mathrm{Cu}}^{\circ}-\frac{0.0591}{2} \log \frac{1}{\mathrm{Cu }^{2+}}$
$=\mathrm{E}_{\mathrm{Fe}^{2+} / \mathrm{Fe}}^{\circ}-\frac{0.0591}{2} \log \frac{1}{\mathrm {Fe}^{2+}} $
कैथोड पर Cu और Fe के एक साथ जमाव के लिए शर्त।
आचरण:
प्रवाहकत्त्व $=\frac{1}{\text { Resistance }}$
विशिष्ट संचालन या चालकता:
(विशिष्ट प्रतिरोध का व्युत्क्रम)$ \quad K=\frac{1}{\rho} $
$\mathrm{K}$ = विशिष्ट संचालन
समतुल्य आचरण:
$\lambda_{\mathrm{E}}=\frac{\mathrm{K} \times 1000}{\text { Normality }}$ $\quad \quad $ इकाई : $-\mathrm{ohm}^{-1} \mathrm{~cm}^{2} \mathrm{eq}^{-1}$
मोलर चालन:
$ \lambda_{\mathrm{m}}=\frac{\mathrm{K} \times 1000}{\text { मोलरिटी }}$ $\क्वाड \क्वाड $ unit : $-\mathrm{ohm}^{-1} \mathrm{~cm}^{2} \mathrm{mole}^{-1}$
विशिष्ट संचालन $=$ प्रवाहकत्त्व $\times \frac{\ell}{\mathrm{a}}$
कोलराउश का नियम:
की विविधता $\lambda_{\text {eq }} I \lambda_{\mathrm{M}}$ सांद्रण वाले विलयन का :
(i) मजबूत इलेक्ट्रोलाइट
$\quad \lambda_{M}{ }^{c}=\lambda_{M}^{\infty}-b \sqrt{c}$
(ii) कमजोर इलेक्ट्रोलाइट्स: $\quad \lambda_\infty = n_{+} \lambda^\infty_{+} + n_{-} \lambda^\infty_{-} $
$\quad $ कहाँ $\lambda$ दाढ़ चालकता है
$ \quad \mathrm{n}_{+}$=प्रति सूत्र इकाई पृथक्करण के बाद प्राप्त धनायनों की संख्या
$ \quad \mathrm{n}_{-}$= प्रति सूत्र इकाई पृथक्करण के बाद प्राप्त आयनों की संख्या
कोलराउश कानून का अनुप्रयोग
- की गणना $\lambda^{0}{ }_{\mathrm{M}}$ कमजोर इलेक्ट्रोलाइट्स:
$\quad \quad \lambda^{0}_M(CH_3COOHI)=\lambda^{0}_M(CH_3COONa)+\lambda^{0}_M(HCl)-\lambda^{0}_M(NaCl)$
- एक सप्ताह इलेक्ट्रोलाइट के पृथक्करण की डिग्री की गणना करने के लिए
$$ \alpha=\frac{\lambda_{\mathrm{m}}^{\mathrm{c}}}{\lambda_{\mathrm{m}}^{0}} \quad ; \quad \mathrm{K}_{\mathrm{eq}}=\frac{\mathrm{c} \alpha^{2}}{(1-\alpha)} $$
- विरल रूप से घुलनशील नमक की घुलनशीलता (एस)। $\mathrm{K}_{\mathrm{sp}}$
$$ \शुरू{संरेखित} और \lambda_{\mathrm{M}}{ }^{c}=\lambda_{\mathrm{M}}^{\infty}=\kappa \times \frac{1000}{\text { घुलनशीलता }} \ और \mathrm{K}_{\mathrm{sp}}=\mathrm{S}^{2} \अंत{संरेखित} $$
परिवहन संख्या:
$t_{c}=[\frac{\mu_{c}}{\mu_{c}+\mu_{a}}], \quad \quad t_{a}=[\frac{\mu_{a}}{\mu_{a}+\mu_{c}}]$.
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