Electrochemistry MCQ Quiz in हिन्दी - Objective Question with Answer for Electrochemistry - मुफ्त [PDF] डाउनलोड करें

अवधारणा (CONCEPT):

नेरनस्ट समीकरण द्वारा सेल विभव की गणना

• नेरनस्ट समीकरण सेल विभव (E_cell) को स्टैंडर्ड सेल विभव (E^o_cell), तापमान और प्रतिक्रिया में शामिल प्रजातियों की सांद्रता से जोड़ता है।
• नेरनस्ट समीकरण इस प्रकार है:

  E_cell = E^o_cell − (0.059/2) log([M⁺]/[M³⁺])

  जहाँ:
  • E^o_cell = मानक इलेक्ट्रोड विभव (यहाँ, 0.2 V)
  • n = स्थानांतरित इलेक्ट्रॉनों की संख्या (यहाँ, n = 2)
  • [M⁺] और [M³⁺] = रेडॉक्स अभिक्रिया में सम्मिलित आयनों की सांद्रता

व्याख्या (EXPLANATION):
कुल अभिक्रिया :

∴ a = 3

अतः, log([M3+]/[M]) का मान 3 है।

संप्रत्यय:

क्षार धातुओं में अपचायक सामर्थ्य

• किसी अपचायक का सामर्थ्य उसकी इलेक्ट्रॉनों को आसानी से त्यागने की क्षमता — अर्थात्, ऑक्सीकरण से निर्धारित होता है।
• क्षार धातुओं (समूह 1 तत्वों) में, समूह में नीचे जाने पर अपचायक सामर्थ्य बढ़ता है।
• ऐसा इसलिए है क्योंकि समूह में नीचे जाने पर आयनन ऊर्जा कम हो जाती है, जिससे परमाणुओं के लिए इलेक्ट्रॉनों को खोना आसान हो जाता है।
• मानक ऑक्सीकरण विभव (E°) का उपयोग अपचायक शक्ति को निर्धारित करने के लिए किया जाता है — मान जितना अधिक ऋणात्मक होगा, अपचायक उतना ही प्रबल होगा।

व्याख्या:

• दी गई क्षार धातुओं के मानक ऑक्सीकरण विभव लगभग हैं:
  • Li: -3.04 V
  • Na: -2.71 V
  • K: -2.93 V
  • Rb: -2.92 V
• हालांकि लिथियम का सबसे अधिक ऋणात्मक मानक विभव है, जलीय विलयन में, सॉल्वेशन प्रभावों के कारण जो Na⁺ को Li⁺ से अधिक स्थिर करते हैं, सोडियम सबसे दुर्बल अपचायक होता है।
• इस प्रकार, मानक परिस्थितियों में Na अन्य क्षार धातुओं की तुलना में अपना इलेक्ट्रॉन खोने के लिए कम इच्छुक है।

इसलिए, सही उत्तर Na है

अवधारणा :

गिब्स एनर्जी से सेल क्षमता की गणना

• ब्यूटेन के दहन के लिए सेल विभव E^\circ को समीकरण का उपयोग करके प्रतिक्रिया की मानक गिब्स ऊर्जा से संबंधित किया जाता है:
  • n = इलेक्ट्रॉनों के मोलों की संख्या (इस मामले में प्रतिक्रिया के स्टोइकियोमेट्री से 8 इलेक्ट्रॉन),
  • F = फैराडे स्थिरांक = 96485 C/mol,
  • E^\circ = मानक सेल विभव.
• मानक गिब्स ऊर्जा \Delta G_{\text{rxn}}^{\circ} की गणना उत्पादों और अभिकारकों के निर्माण की गिब्स ऊर्जाओं को जोड़कर की जाती है।

स्पष्टीकरण :

• CO₂, H₂O, और C₄H₁₀ के लिए दिए गए मानक गिब्स ऊर्जा का उपयोग प्रतिक्रिया के लिए कुल गणना करने के लिए किया जाता है।
• का उपयोग करके, सेल विभव ज्ञात किया जाता है:
• इस प्रकार, X = 105.5.

X का मान 105.5 है।

अवधारणा:

गैल्वेनिक सेल के लिए नर्नस्ट समीकरण

• मानक सेल विभव की गणना इस प्रकार की जाती है:

  Eसेल = E0कैथोड − E0एनोड

• 298 K पर सेल के लिए नर्नस्ट समीकरण है:

  Eसेल = E0सेल − (0.0591/n) log Q

• दी गई अभिक्रिया के लिए:

  ½ H2(g) + Fe3+(aq) → H+(aq) + Fe2+(aq)

  • n = 1 (1 इलेक्ट्रॉन स्थानांतरित)
  • E0सेल = E0Fe3+/Fe2+ − E0H+/H2 = 0.771 V − 0 V = 0.771 V

व्याख्या:

​​

​​​

⇒ 

​​
⇒  

​
⇒ ​

इसलिए, अनुपात [Fe²⁺] : [Fe³⁺] 10 है।

अवधारणा :

विद्युत रासायनिक प्रतिक्रिया और धारा गणना

यह = एनएफ

• इस अभिक्रिया में जलीय अम्लीय माध्यम में डाइक्रोमेट आयनों (Cr₂O₇²⁻) का Cr³⁺ में अपचयन शामिल है। संतुलित अभिक्रिया के अनुसार Cr³⁺ के 1 मोल के अपचयन के लिए आवश्यक इलेक्ट्रॉनों की संख्या 3 मोल है।
• फैराडे का नियम विद्युत-रासायनिक प्रतिक्रिया में पारित आवेश की मात्रा को शामिल इलेक्ट्रॉनों के मोलों की संख्या और परिपथ में प्रवाहित धारा से संबंधित करता है:
  • कहाँ:
    • I = धारा (एम्पीयर में)
    • t = समय (सेकंड में)
    • n = इलेक्ट्रॉनों के मोलों की संख्या (Cr³⁺ के लिए 3 मोल)
    • F = फैराडे स्थिरांक = 96,500 C/mol

स्पष्टीकरण :

• हमें बताया गया है कि 1 मोल Cr3⁺ उत्पन्न करने के लिए 3 मोल इलेक्ट्रॉनों की आवश्यकता होती है।
• समय (t) 48.25 मिनट दिया गया है, जिसे सेकंड में परिवर्तित करना होगा:
  • t = 48.25 × 60 = 2,895 सेकंड.
• अब हम सूत्र का उपयोग करके धारा (I) की गणना कर सकते हैं:

  I = (3 × 96,500) / (48.25 × 60)

  आई = 100.0 ए
• इसलिए, विद्युत रासायनिक प्रतिक्रिया के लिए 48.25 मिनट में 1 मोल Cr3⁺ का उत्पादन करने के लिए आवश्यक धारा 100.0 A है।

इसलिए, धारा 100.0 A है।

प्रकृति से ब्लीचिंग पाउडर एक ऑक्सीकरण कारक है।

• स्थिर ब्लीचिंग पाउडर का उपयोग व्यापक रूप से जल शोधन में एक निस्संक्रामक के रूप में साथ ही साथ कपड़ा और लुगदी और कागज उद्योगों में भी किया जाता है, ।
• "ब्लीचिंग पाउडर" कैल्शियम हाइड्रोक्साइड पर क्लोराइड गैस की क्रिया द्वारा बनाया जाता है।
• अनिवार्य रूप से प्रतिक्रिया:
• 2Ca (OH)2 + 2Cl2 → Ca(OCl)2 + CaCl2 + 2H2O.
• ब्लीचिंग पाउडर के उत्पादन में, लेड या कंक्रीट के बड़े आयताकार कक्षों के फर्श पर फैला हुआ चूना क्लोरीन गैस के संपर्क में आता है।
• ब्लीचिंग पाउडर, क्लोरीन और स्लेक्ड चूने का एक ठोस संयोजन 1799 में स्कॉटिश रसायनज्ञ चार्ल्स टेनेन्ट द्वारा पेश किया गया था।

सही उत्तर ​ऐनोडीकरण है। 

Key Points

• ऐनोडीकरण, ऐलुमिनियम की एक मोटी ऑक्साइड परत बनाने की प्रक्रिया है।
  • प्रक्रिया को ऐनोडीकरण कहा जाता है क्योंकि उपचारित हिस्सा विद्युत-अपघटनी सेल का एनोड इलेक्ट्रोड बनाता है।
  • यह ऐलुमिनियम ऑक्साइड लेपन इसे आगे संक्षारण के लिए प्रतिरोधी बनाता है।
  • यह वास्तु-शिल्प परिष्करण में भी उपयोगी है।

Additional Information

• तन्यता पदार्थ की वह क्षमता है, जो बिना भंजन के खींची जाती है या प्लास्टिक रूप से विकृत हो जाती है।
  • स्टील की तन्यता मौजूद मिश्र धातु तत्वों के प्रकार और स्तरों के आधार पर भिन्न होती है।
• गैल्वनीकरण  (या गैल्वनाइजिंग जैसा कि इसे आमतौर पर कहा जाता है) जंग को रोकने के लिए लोहे या स्टील पर एक सुरक्षात्मक जस्ता लेपन की प्रक्रिया है।
  • सबसे आम तरीका हॉट-डिप गैल्वनीकरण है, जिसमें स्टील खंड को पिघले हुए जिंक के स्नान में डुबोया जाता है।
• संक्षारण एक प्राकृतिक प्रक्रिया है, जो एक परिष्कृत धातु को अधिक रासायनिक रूप से स्थिर रूप जैसे ऑक्साइड, हाइड्रॉक्साइड, कार्बोनेट या सल्फाइड में परिवर्तित करती है।
  • यह पदार्थ के प्रतिवेश के साथ इसकी रासायनिक या विद्युत रासायनिक अभिक्रियाओं द्वारा पदार्थ (आमतौर पर एक धातु) का क्रमिक विनाश है।

• लोहे का जंग लगना एक अपचयोपचय अभिक्रिया का एक उदाहरण है।
• अपचयोपचय अभिक्रिया= उपचयन-अपचयन अभिक्रिया। इस अभिक्रिया में, एक अणु, परमाणु, या आयन की ऑक्सीकरण संख्या या तो इलेक्ट्रॉन प्राप्त करने या खोने से बदल जाती है।
• रासायनिक अभिक्रिया में जिस पदार्थ का अपचयन हो जाता है, उसे उपचायक के रूप में जाना जाता है और रासायनिक अभिक्रिया में उपचयन करने वाले पदार्थ को अपचायक के रूप में जाना जाता है।
• जंग लगना लोहे का क्षरण है। लोहा पानी और हवा की उपस्थिति में लाल-भूरे हाइड्रेटेड धातु ऑक्साइड (जंग) बनाता है।
• लोहे को Fe2+ के लिए उपचयन किया जाता है और ऑक्सीजन का पानी में अपचयन किया जाता है। वायुमंडलीय ऑक्सीजन द्वारा Fe2+ के बाद के उपचयन के कारण जंग का गठन होता रहता है।
• इसलिए हम कह सकते हैं कि जंग लगना एक अपचयोपचय अभिक्रिया है क्योंकि ऑक्सीजन उपचायक के रूप में कार्य करता है और लोहा अपचायक के रूप में कार्य करता है।

अवधारणा:

ऑक्सीकरण:

यह वह प्रक्रिया है जिसमें एक परमाणु, अणु या आयन एक या अधिक इलेक्ट्रॉनों को खो देता है।

कटौती:

यह एक ऐसी प्रक्रिया है जिसमें एक परमाणु, अणु या आयन एक या अधिक इलेक्ट्रॉनों को प्राप्त करते हैं।

अपचायक घटक / कम करना:

• यह एक ऐसा है जो एक प्रजाति को इलेक्ट्रॉनों का दान करता है और इस तरह इसकी कमी लाता है।
• कम करने वाले एजेंट को इसके इलेक्ट्रॉनों को हटाकर ऑक्सीकरण किया जाता है।
• उदाहरण:  प्रतिक्रिया में, ऑक्सीकरण एजेंट MnO₂ है और कम करने वाला एजेंट HCl है।

ऑक्सीकरण घटक / ऑक्सीकारक:

• इसे एक पदार्थ के रूप में परिभाषित किया गया है जो रेडॉक्स रासायनिक प्रतिक्रिया में किसी अन्य अभिकारक से इलेक्ट्रॉनों को निकालता है।
• ऑक्सीकरण एजेंट स्वयं पर इलेक्ट्रॉनों को लेने से कम हो जाता है।
•  प्रतिक्रिया में, ऑक्सीकरण एजेंट O₂ है और कम करने वाला एजेंट Mg है।

स्पष्टीकरण:

• जैसे-जैसे किसी प्रजाति की वैद्युतीयऋणात्मकता बढ़ती है, इलेक्ट्रॉनों को खींचने की प्रवृत्ति भी बढ़ती है और अंततः एक मजबूत ऑक्सीकरण घटक के रूप में व्यवहार होता है।
• कमी की क्षमता को अधिक से अधिक, आसानी से कम करने के लिए ऑक्सीकरण घटक की प्रवृत्ति अधिक होगी और इसलिए एक मजबूत ऑक्सीकरण घटक के रूप में कार्य करता है।

H₂O₂:

• हाइड्रोजन पेरोक्साइड एक ऑक्सीकरण एजेंट और कम करने वाले घटक के रूप में कार्य करता है।
• उदाहरण: अभिक्रिया जिसमें H₂O₂ एक ऑक्सीकरण घटक के रूप में कार्य करता है वह इस प्रकार है:

O₃:

• ओजोन एक मजबूत ऑक्सीकरण घटक है।
• यह आसानी से नवजात ऑक्सीजन खो सकता है।
• एक प्रतिक्रिया का एक उदाहरण जिसमें O₃ ऑक्सीकरण घटक के रूप में कार्य कर रहा है:

K₂Cr₂O7:

• यह एक अम्लीय माध्यम में ऑक्सीकरण घटक के रूप में कार्य करता है और फेरस सल्फेट, नाइट्राइट, सल्फाइट आदि जैसे घटकों को कम करके ऑक्सीकरण कर सकता है।
• एसिड घोल में इन अभिक्रियाओं में, डाईक्रोमेट को हरे Cr³⁺ आयनों में घटाया जाता है:

KMnO₄:

• यह तीव्रता से बैंगनी घोल देने के लिए पानी में घुल जाता है।
• KMnO₄ किसी भी अन्य ऑक्सीकरण घटक से अधिक मजबूत है क्योंकि इसमें Mn अपने उच्चतम ऑक्सीकरण अवस्था +7 में है।
• तत्व अधिक विद्युतीय बन जाते हैं क्योंकि उनके परमाणुओं की ऑक्सीकरण अवस्था बढ़ जाती है।
• उनकी प्रतिक्रिया इस प्रकार है:

दिए गए ऑक्सीकरण घटक की कमी की क्षमता का बढ़ता क्रम है:

इसलिए, ऑक्सीकरण घटक की शक्ति का बढ़ता क्रम है:

इसलिए, ओजोन सबसे मजबूत ऑक्सीकरण घटक है।

सही उत्तर AlCl3 + 3H2O → Al(OH)3 + 3HCl है।

व्याख्या:

• रेडॉक्स अभिक्रियाओं में एक ही समय में अभिक्रियाशील स्पीशीज़ का उपचयन और अपचयन होता है। इस प्रकार, उपचयन अवस्था में परिवर्तन यह निर्धारित करता है कि अभिक्रिया रेडॉक्स (अपचयोपचय) है या नहीं।
• एक ऑक्सीकारक (ऑक्सीडेंट भी) वह तत्व या यौगिक है जो उपचयन-अपचयन (रेडॉक्स) अभिक्रिया में किसी अन्य स्पीशीज़ से एक इलेक्ट्रॉन को ग्रहण करता है। चूंकि ऑक्सीकारक इलेक्ट्रॉनों को ग्रहण कर रहा है (और इस प्रकार इसे अक्सर इलेक्ट्रॉन ग्राही के रूप में संदर्भित किया जाता है), इसे अपचयित किया जाता है।
• एक रेडॉक्स अभिक्रिया के दौरान, एक अपचायक एक अभिकारक होता है जो अन्य अभिकारकों को इलेक्ट्रॉन प्रदान करता है।

AlCl3 + 3H2O → Al(OH)3 + 3HCl एक रेडॉक्स अभिक्रिया का उदाहरण नहीं है क्योंकि इस अभिक्रिया में उपचयन और अपचयन नहीं होता है।

Additional Information

2NaH → 2Na + H₂
          उपचयन    अपचयन

4Fe + 3O2 → 2Fe2O3
               उपचयन    अपचयन
     
CuSO4 + Zn → Cu + ZnSO4
                    अपचयन   उपचयन

इस प्रकार, उपरोक्त 3 अभिक्रियाएं रेडॉक्स अभिक्रियाओं का एक उदाहरण हैं क्योंकि इन अभिक्रियाओं में उपचयन और अपचयन एक साथ होता है।

व्याख्या:

कोलराउश का नियम कहता है कि अनंत तनुकरण पर इलेक्ट्रोलाइट की तुल्य चालकता आयनों और धनायनों के चालन के योग के बराबर होती है। यदि नमक को पानी में घोला जाता है, तो विलयन की चालकता आयनों और धनायनों के चालन का योग होता है।

गणना:

कोलराउश के नियम के अनुसार, अनंत तनुकरण पर HA की मोलर चालकता इस प्रकार दी गई है,

]

= 425.9 + 100.5 – 126.4

= 400 S cm2 mol-1

साथ ही, दी गई सांद्रता पर मोलर चालकता (Λm°) इस प्रकार दी जाती है ,

दिया गया है, k = चालकता ⟹ 5 × 10-5 S cm-1

M = मोलरता ⟹ 0.001 M

= 50 S cm2 mol-1

इसलिए, HA के वियोजन की डिग्री (α) निम्न है,

विकल्प 2 सही उत्तर है: वियोजन अभिक्रियाएं हमेशा प्रकृति में ऊष्माशोषी होती हैं।

• एक वियोजन अभिक्रिया में, एक रासायनिक यौगिक अपने घटक घटकों में टूट जाता है।
• प्रक्रिया यौगिक के घटक परमाणुओं के बीच बंध के टूटने से होती है।
• प्रक्रिया के दौरान गर्मी या प्रकाश ऊर्जा को अवशोषित करने वाली अभिक्रिया को ऊष्माशोषी अभिक्रिया कहा जाता है।
• विघटन अभिक्रियाओं में, रासायनिक बंधन को तोड़ने के लिए ऊर्जा की आवश्यकता होती है। इसलिए, वे प्रकृति में ऊष्माशोषी हैं।
• दहन अभिक्रिया - दहन का मतलब ऑक्सीजन के साथ अभिक्रिया है, इसलिए दहन अभिक्रियाएं आमतौर पर ऑक्सीकरण अभिक्रियाएं (ऊष्माक्षेपी) होती हैं।
• विस्थापन अभिक्रिया - एक घटक घटक को कुछ अन्य घटक (स्वत और ऊष्माक्षेपी) द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है।
• संयोजन प्रतिक्रिया - दो या दो से अधिक तत्वों या यौगिकों का संयोजन। नए बंध बनते हैं और ऊर्जा निकलती है (ऊष्माक्षेपी)।

अवधारणा :

• चालकता विलयन की इकाई मात्रा में मौजूद आयनों की संख्या पर निर्भर करती है। जलीय विलयन की विद्युत चालकता का घटता क्रम अम्ल क्षमता पर आधारित होता है।
• अम्ल क्षमता जितनी अधिक होगी, अम्ल का आयन में वियोजन उतना ही अधिक होगा और चालकता उतनी ही अधिक होगी।
• अम्ल क्षमता एक अम्ल की प्रवृत्ति को संदर्भित करती है, जिसे रासायनिक सूत्र HA द्वारा दर्शाया जाता है, एक प्रोटॉन H⁺ और एक आयन, A^- में अलग हो जाता है। विलयन में प्रबल अम्ल का वियोजन इसके सर्वाधिक सांद्र विलयनों को छोड़कर, प्रभावी रूप से पूर्ण होता है।
• विद्युत चालकता विद्युत धारा की मात्रा का माप है जो एक सामग्री ले जा सकती है या इसकी धारा को ले जाने की क्षमता है। विद्युत चालकता को विशिष्ट चालकता के रूप में भी जाना जाता है।

अम्लीय क्षमता का क्रम HCOOH (फॉर्मिक अम्ल) > C₆ H₅ COOH (बेंजोइक अम्ल)> CH₃ COOH (एसिटिक अम्ल ) है।

इस प्रकार, चालकता का क्रम A > C > B होगा।

सही विकल्प द्विविस्थापन अभिक्रिया है।

Key Pointsद्विविस्थापन अभिक्रिया

• रासायनिक अभिक्रिया जिसमें दोनों अभिकारक अणुओं के एक घटक का आदान-प्रदान करके उत्पाद बनाया जाता है।
• दूसरे शब्दों में, वह अभिक्रिया जिसमें दो भिन्न परमाणुओं या परमाणुओं के समूहों को अन्य परमाणुओं या परमाणुओं के समूहों द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है।
• CuSO4 + H2S  → CuS ↓ + H2SO4
• उपरोक्त अभिक्रिया में हाइड्रोजन सल्फाइड गैस को कॉपर सल्फेट के जलीय विलयन में प्रवाहित करने पर कॉपर सल्फाइड का एक काला अवक्षेप बनता है।
• नीचे की ओर तीर (↓) एक अवक्षेप के निर्माण को इंगित करता है।
• दो यौगिक अपने आयनों का आदान-प्रदान करते हैं और बनने वाले उत्पादों में से एक अघुलनशील होता है जो अवक्षेपित होता है।
• ये अभिक्रियाएँ आमतौर पर आयनिक यौगिकों में पानी में घुलने पर होती हैं।
• ये अभिक्रियाएँ तीव्र अभिक्रियाएँ होती हैं और एक सेकंड के एक अंश के भीतर होती हैं।

Additional Informationआयोजन अभिक्रिया

• योग अभिक्रिया को संयोजन अभिक्रिया के रूप में भी जाना जाता है।
• वह अभिक्रिया जिसमें दो या दो से अधिक पदार्थ (तत्व यौगिक होते हैं) संयोजित होकर एक नया पदार्थ बनाते हैं।

वियोजन अभिक्रिया 

• वह अभिक्रिया जिसमें एक यौगिक विघटित होकर दो या अधिक सरल पदार्थ उत्पन्न करता है, अपघटन अभिक्रिया कहलाती है।
• यह संयोजन अभिक्रिया के विपरीत होती है।
• अपघटन अभिक्रिया तीन प्रकार की होती है:
• ऊष्मीय वियोजन, वैद्युत वियोजन और प्रकाश रासायनिक वियोजन अभिक्रियाएँ

विस्थापन अभिक्रिया

• वे अभिक्रियाएँ जिनमें अधिक अभिक्रियाशील तत्व किसी यौगिक से कम अभिक्रियाशील तत्वों को विस्थापित कर सकते हैं, विस्थापन अभिक्रियाएँ कहलाती हैं।

2e^- + 2H⁺ (aq) → H₂(g)