एकांतर विद्युतरसायन (अंतर्गत प्रश्न-2)
अंतर्गत प्रश्न
3.4 एक विलयन के संपर्क में हाइड्रोजन इलेक्ट्रोड के विभव की गणना करें जिसका ${pH}$ 10 है।
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हाइड्रोजन इलेक्ट्रोड के लिए, ${H}^{+}+{e}^{-} \longrightarrow \frac{1}{2} {H_2} \text {, दिया गया है कि } {pH}=10$
$\therefore\left[{H}^{+}\right]=10^{-10} {M}$
अब, नर्नस्ट समीकरण का उपयोग करते हुए:
$ {H_{({H}^{+} / \frac{1}{2} {H_2} )}}=E_{({H}^{+} \ \frac{1}{2} {H_2} )}^{\ominus}-\frac{{R} T}{n {~F}} \ln \frac{1}{ [{H}^{+} ]}$
$ \hspace{2cm} =E_{({H}^{+} / \frac{1}{2} {H_2})}^{\ominus}-\frac{0.0591}{1} \log \frac{1}{[{H}^{+}]} $
$ \hspace{2cm}=0-\frac{0.0591}{1} \log \frac{1}{[10^{-10}]} $
$ \hspace{2cm} =-0.0591 \times 10 $
$ \hspace{2cm} =-0.591 {~V}$
3.5 निम्नलिखित अभिक्रिया में जो कोशिका में होती है, कोशिका के वि. वा. बल की गणना करें:
${Ni}({s})+2 {Ag}^{+}(0.002 {M}) \longrightarrow {Ni}^{2+}(0.160 {M})+2 {Ag}({s})$
दिया गया है कि $E_{\text {cell }}^{o}=1.05 {~V}$
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उत्तर
नर्नस्ट समीकरण के उपयोग द्वारा हमें प्राप्त होता है:
$ \begin{aligned} & E_{\text {(cell) }}=E_{\text {(cell) }}^{\ominus}-\frac{0.0591}{n} \log \frac{\left[{Ni}^{2+}\right]}{\left[{Ag}^{+}\right]^{2}} \\ \\ & \quad\quad\quad=1.05-\frac{0.0591}{2} \log \frac{(0.160)}{(0.002)^{2}} \\ \\ & \quad\quad\quad=1.05-0.02955 \log \frac{0.16}{0.000004} \\ \\ & \quad\quad\quad=1.05-0.02955 \log 4 \times 10^{4} \\ \\ & \quad\quad\quad=1.05-0.02955(\log 10000+\log 4) \\ \\ & \quad\quad\quad=1.05-0.02955(4+0.6021) \\ \\ & \quad\quad\quad=0.914 {~V} \end{aligned} $
3.6 निम्नलिखित अभिक्रिया होती है:
$ 2 {Fe}^{3+}({aq})+2 {I}^{-}({aq}) \rightarrow 2 {Fe}^{2+}({aq})+{I_2}({~s})$ जिसके लिए $E_{\text {cell }}^{{o}}=0.236 {~V}$ 298 {~K} पर है।
कोशिका अभिक्रिया के मानक गिब्स ऊर्जा और साम्य स्थिरांक की गणना करें।
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यहाँ, $n=2, E_{\text {cell }}^{\ominus}=0.236 {~V},{ _{T}}=298 {~K}$
हम जानते हैं कि:
$\Delta_{r} {G}^{\ominus}=-n {FE_\text {cell }}^{\ominus}$
$\quad\quad\quad=-2 \times 96487 \times 0.236$
$\quad\quad\quad=-45541.864 {~J} {~mol}^{-1}$
$\quad\quad\quad=-45.54 {~kJ} {~mol}^{-1}$
फिर, $\Delta_r G^{\ominus}= -2.303 R T \log K_{c}$
$\quad\Rightarrow \log K_{{c}}=-\frac{\Delta_{r} G^{\ominus}}{2.303 {R} T}$
$\quad\quad\quad\quad\quad =-\frac{-45.54 \times 10^{3}}{2.303 \times 8.314 \times 298} $
$\quad\quad\quad\quad\quad=7.981$
$\therefore K_{{c}}=$ Antilog (7.981)
$ \hspace{1cm}=9.57 \times 10^{7}$