class 12 chemistry chapter 3 notes pdf download
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Oxidation: इसे इलेक्ट्रॉनों के नुकसान के रूप में परिभाषित किया जाता है जबकि कमी को इलेक्ट्रॉनों के लाभ के रूप में परिभाषित किया जाता है।
एक रेडॉक्स प्रतिक्रिया में, ऑक्सीकरण और कमी दोनों प्रतिक्रिया एक साथ होती है।
Direct redox reaction: प्रत्यक्ष रेडॉक्स प्रतिक्रिया में, ऑक्सीकरण और कमी दोनों प्रतिक्रियाएं एक ही बर्तन में होती हैं। सीधी रेडॉक्स प्रतिक्रिया में रासायनिक ऊर्जा को ऊष्मा ऊर्जा में परिवर्तित किया जाता है।
Indirect redox reaction: अप्रत्यक्ष रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं में, विभिन्न जहाजों में ऑक्सीकरण और कमी होती है।
एक अप्रत्यक्ष रेडॉक्स प्रतिक्रिया में, रासायनिक ऊर्जा विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित हो जाती है। वह उपकरण जो रासायनिक ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करता है, विद्युत रासायनिक सेल के रूप में जाना जाता है।
In an electrochemical cell :
- अर्ध-कोशिका जिसमें ऑक्सीकरण होता है, ऑक्सीकरण अर्ध-कोशिका कहलाती है
- अर्ध-कोशिका जिसमें अपचयन होता है, अपचयन अर्ध-कोशिका कहलाती है।
- ऑक्सीकरण एनोड पर होता है जो ऋणात्मक रूप से आवेशित होता है और अपचयन कैथोड पर होता है जो धनावेशित होता है।
- इलेक्ट्रॉनों का स्थानांतरण एनोड से कैथोड में होता है जबकि विद्युत धारा विपरीत दिशा में प्रवाहित होती है।
- धातु की प्लेट को उसके घुलनशील नमक के इलेक्ट्रोलाइटिक घोल में डुबो कर एक इलेक्ट्रोड बनाया जाता है।
- एक नमक पुल एक यू आकार की ट्यूब है जिसमें अगर-अगर और जिलेटिन में एक निष्क्रिय इलेक्ट्रोलाइट होता है।
- साल्ट ब्रिज: एक सॉल्ट ब्रिज विद्युत तटस्थता बनाए रखता है और विद्युत परिपथ को पूरा करके विद्युत प्रवाह के प्रवाह की अनुमति देता है।
एक विद्युत रासायनिक सेल का प्रतिनिधित्व:
बाईं ओर एनोड लिखा जाता है जबकि दाईं ओर कैथोड लिखा जाता है।
एनोड ऑक्सीकरण अर्ध-सेल का प्रतिनिधित्व करता है और इसे इस प्रकार लिखा जाता है: धातु/धातु आयन (एकाग्रता)
कैथोड अपचयन अर्ध-कोशिका का प्रतिनिधित्व करता है और इसे इस प्रकार लिखा जाता है: धातु आयन (एकाग्रता)/धातु
साल्ट ब्रिज को एनोड और कैथोड के बीच दोहरी ऊर्ध्वाधर रेखाएं रखकर इंगित किया जाता है
इलेक्ट्रोड क्षमता संभावित अंतर है जो इलेक्ट्रोड और उसके इलेक्ट्रोलाइट के बीच विकसित होता है। संतुलन अवस्था में आवेशों के पृथक्करण से धातु और उसके आयनों के विलयन के बीच संभावित अंतर होता है। यह आधे सेल में एक इलेक्ट्रोड की इलेक्ट्रॉनों को खोने या प्राप्त करने की प्रवृत्ति का माप है।
मानक इलेक्ट्रोड विभव: जब अर्ध सेल में शामिल सभी प्रजातियों की सांद्रता एकता है, तब इलेक्ट्रोड विभव को मानक इलेक्ट्रोड विभव के रूप में जाना जाता है। इसे EΘ के रूप में निरूपित किया जाता है।
वर्तमान परिपाटी के अनुसार, मानक अपचयन विभव को अब मानक इलेक्ट्रोड विभव कहा जाता है।
इलेक्ट्रोड विभव के प्रकार: इलेक्ट्रोड विभव 2 प्रकार के होते हैं, अर्थात्,
- ऑक्सीकरण क्षमता
- कमी की संभावना
ऑक्सीकरण क्षमता: यह इलेक्ट्रॉनों को खोने या ऑक्सीकरण करने के लिए एक इलेक्ट्रोड की प्रवृत्ति है।
अपचयन विभव : यह इलेक्ट्रोड की इलेक्ट्रान ग्रहण करने या कम होने की प्रवृत्ति है।
ऑक्सीकरण क्षमता कमी क्षमता के विपरीत है।
उच्च कमी क्षमता वाले इलेक्ट्रोड में इलेक्ट्रॉनों को प्राप्त करने की प्रवृत्ति अधिक होती है और इसलिए यह कैथोड के रूप में कार्य करता है जबकि कम कमी क्षमता वाला इलेक्ट्रोड एनोड के रूप में कार्य करता है।
एक इलेक्ट्रोड की मानक इलेक्ट्रोड क्षमता को अलगाव में नहीं मापा जा सकता है।
परंपरा के अनुसार, मानक हाइड्रोजन इलेक्ट्रोड को एक संदर्भ इलेक्ट्रोड के रूप में लिया जाता है और इसे सभी तापमानों पर एक शून्य क्षमता दी जाती है।
संदर्भ इलेक्ट्रोड: मानक कैलोमेल इलेक्ट्रोड का उपयोग संदर्भ इलेक्ट्रोड के रूप में भी किया जा सकता है
SHE: मानक हाइड्रोजन इलेक्ट्रोड में एक प्लेटिनम तार होता है जिसे कांच की ट्यूब में सील किया जाता है और एक छोर पर प्लेटिनम पन्नी होती है। इलेक्ट्रोड को एक बीकर में रखा जाता है जिसमें एक एसिड का जलीय घोल होता है जिसमें हाइड्रोजन आयनों की 1 मोलर सांद्रता होती है। 1 बार दाब पर हाइड्रोजन गैस 298 K पर विलयन के माध्यम से लगातार बुदबुदाती है। ऑक्सीकरण या कमी प्लेटिनम पन्नी पर होती है। मानक हाइड्रोजन इलेक्ट्रोड एनोड और कैथोड दोनों के रूप में कार्य कर सकता है।
यदि मानक हाइड्रोजन इलेक्ट्रोड एनोड के रूप में कार्य करता है:
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यदि मानक हाइड्रोजन इलेक्ट्रोड कैथोड के रूप में कार्य करता है:
विद्युत रासायनिक श्रृंखला में, विभिन्न तत्वों को उनके मानक कमी संभावित मूल्यों के अनुसार व्यवस्थित किया जाता है।
उच्च कमी संभावित मूल्य वाले पदार्थ का मतलब है कि इसमें कम होने की प्रवृत्ति अधिक है। अतः यह एक अच्छे ऑक्सीकारक के रूप में कार्य करता है।
कम अपचयन विभव मान वाले पदार्थ का अर्थ है कि इसमें ऑक्सीकृत होने की प्रवृत्ति अधिक होती है। तो, यह एक अच्छे कम करने वाले एजेंट के रूप में कार्य करता है।
उच्च कमी क्षमता वाला इलेक्ट्रोड कैथोड के रूप में कार्य करता है जबकि कम कमी क्षमता वाला इलेक्ट्रोड एनोड के रूप में कार्य करता है।
गैल्वेनिक सेल के 2 इलेक्ट्रोड के बीच संभावित अंतर को सेल क्षमता कहा जाता है और इसे वोल्ट में मापा जाता है।
सेल क्षमता कैथोड और एनोड की कमी क्षमता के बीच का अंतर है।
E cell = E cathode – E anode
सेल विभव को सेल का इलेक्ट्रोमोटिव बल (ईएमएफ) कहा जाता है जब सेल के माध्यम से कोई धारा नहीं खींची जाती है।
नर्नस्ट ने तापमान और इलेक्ट्रोलाइट की सांद्रता के साथ इलेक्ट्रोड की इलेक्ट्रोड क्षमता की भिन्नता का अध्ययन किया।
नर्नस्ट ने मानक इलेक्ट्रोड क्षमता EΘ और इलेक्ट्रोड क्षमता E के बीच एक संबंध तैयार किया।
इलेक्ट्रोलाइट की सांद्रता में वृद्धि और तापमान में कमी के साथ इलेक्ट्रोड क्षमता बढ़ जाती है।
सेल पर लागू होने पर नर्नस्ट समीकरण, यह सेल क्षमता की गणना करने में मदद करता है।
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संतुलन पर, सेल क्षमता एक्टेल शून्य हो जाती है।
संतुलन स्थिरांक Kc और मानक सेल क्षमता E-सेल के बीच संबंध:
इलेक्ट्रोकेमिकल सेल द्वारा किया गया कार्य गिब्स ऊर्जा में कमी के बराबर है
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वे पदार्थ जो अपने माध्यम से बिजली के पारित होने की अनुमति देते हैं, कंडक्टर के रूप में जाने जाते हैं।
प्रत्येक संवाहक सामग्री विद्युत के प्रवाह में कोई न कोई बाधा उत्पन्न करती है जिसे प्रतिरोध कहते हैं। इसे R से निरूपित किया जाता है और ओम में मापा जाता है।
किसी भी वस्तु का प्रतिरोध उसकी लंबाई l के समानुपाती होता है और अनुप्रस्थ काट A के क्षेत्रफल के व्युत्क्रमानुपाती होता है।
जहाँ को विशिष्ट प्रतिरोध या प्रतिरोधकता कहते हैं।
विशिष्ट प्रतिरोधकता का SI मात्रक ओम मीटर है।
प्रतिरोध के व्युत्क्रम को चालन के रूप में जाना जाता है, G
चालकता की इकाई ओम -1 या एमएचओ है। इसे S द्वारा निरूपित सीमेंस में भी व्यक्त किया जाता है।
प्रतिरोधकता के व्युत्क्रम को चालकता के रूप में जाना जाता है। इसे प्रतीक द्वारा दर्शाया जाता है।
चालकता की एसआई इकाई एसएम -1 है। लेकिन इसे Scm-1 में भी व्यक्त किया जाता है।
चालकता = चालकता × सेल स्थिरांक
आयनिक विलयन के प्रतिरोध को मापने के लिए 2 समस्याएँ हैं:
- सबसे पहले, दिष्ट धारा प्रवाहित करने से विलयन की संरचना बदल जाती है
- दूसरे, धातु के तार या ठोस कंडक्टर की तरह एक समाधान को पुल से नहीं जोड़ा जा सकता है।
चालकता सेल: एक आयनिक समाधान के प्रतिरोध को मापने की समस्या को प्रत्यावर्ती धारा के स्रोत का उपयोग करके हल किया जा सकता है और दूसरी समस्या को विशेष रूप से डिजाइन किए गए पोत का उपयोग करके हल किया जाता है जिसे चालकता सेल कहा जाता है।
एक चालकता सेल में 2 पीटी इलेक्ट्रोड होते हैं जो पीटी ब्लैक के साथ लेपित होते हैं। उनके पास क्रॉस सेक्शन ए का क्षेत्र है और दूरी 'एल' से अलग होते हैं। समाधान के ऐसे स्तंभ का प्रतिरोध समीकरण द्वारा दिया जाता है:
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जहां को सेल स्थिरांक कहा जाता है और इसे प्रतीक द्वारा दर्शाया जाता है
किसी विलयन की मोलर चालकता: इसे विलयन में एक मोल इलेक्ट्रोलाइट को घोलने से उत्पन्न सभी आयनों की संवाहक शक्ति के रूप में परिभाषित किया जाता है।
| Molar conductivity |
Molar conductivity
जहाँ = चालकता और M मोलर चालकता की इकाई है Scm2 mol-1
Equivalent conductivity: यह विलयन में इलेक्ट्रोलाइट के एक ग्राम समतुल्य को घोलने से उत्पन्न सभी आयनों की चालकता है। समतुल्य चालकता की इकाई S cm2 (g equiv) -1 . है
समतुल्य चालकता:
आयनों के स्वतंत्र प्रवास का कोलरॉश का नियम: इस कानून के अनुसार, एक इलेक्ट्रोलाइट की दाढ़ चालकता, अनंत कमजोर पड़ने पर, उसके व्यक्तिगत आयनों से व्यक्तिगत योगदान के योग के रूप में व्यक्त की जा सकती है।
यदि धनायनों की सीमित दाढ़ चालकता को और आयनों द्वारा निरूपित किया जाता है, तो इलेक्ट्रोलाइट की सीमित दाढ़ चालकता है:
Molar conductivity,
जहां v+ और v- इलेक्ट्रोलाइट के प्रति सूत्र में धनायनों और आयनों की संख्या है
Degree of dissociation: यह एक विशिष्ट एकाग्रता 'सी' पर दाढ़ चालकता का अनुपात अनंत कमजोर पड़ने पर दाढ़ चालकता का अनुपात है। द्वारा निरूपित किया जाता है।
पृथक्करण स्थिरांक: जहाँ Ka अम्ल वियोजन स्थिरांक है, 'c' इलेक्ट्रोलाइट की सांद्रता है, α आयनीकरण की डिग्री है।
फैराडे स्थिरांक: यह 1 मोल इलेक्ट्रॉनों पर आवेश के बराबर होता है। यह 96487 C mol-1 या लगभग 96500 C mol-1 के बराबर है।
फैराडे का इलेक्ट्रोलिसिस का पहला नियम: इलेक्ट्रोलिसिस के दौरान जमा किए गए पदार्थ की मात्रा सीधे पास की गई बिजली की मात्रा के समानुपाती होती है।
फैराडे का इलेक्ट्रोलिसिस का दूसरा नियम: यदि एक ही चार्ज को विभिन्न इलेक्ट्रोलाइट्स के माध्यम से पारित किया जाता है, तो जमा किए गए पदार्थ का द्रव्यमान उनके बराबर वजन के समानुपाती होगा।
इलेक्ट्रोलिसिस के उत्पाद: इलेक्ट्रोलिसिस के उत्पाद निर्भर करते हैं
इलेक्ट्रोलाइट के इलेक्ट्रोलाइज्ड होने की प्रकृति और इलेक्ट्रोड की प्रकृति। यदि इलेक्ट्रोड प्लेटिनम या सोने की तरह निष्क्रिय है, तो वे रासायनिक प्रतिक्रिया में भाग नहीं लेते हैं अर्थात वे न तो इलेक्ट्रॉनों को खोते हैं और न ही प्राप्त करते हैं। यदि इलेक्ट्रोड प्रतिक्रियाशील हैं तो वे रासायनिक प्रतिक्रिया में भाग लेंगे और उत्पाद निष्क्रिय इलेक्ट्रोड की तुलना में भिन्न होंगे।
ऑक्सीकरण और प्रजातियों को कम करने की इलेक्ट्रोड क्षमता। कुछ इलेक्ट्रोकेमिकल प्रक्रियाएं हालांकि व्यवहार्य हैं लेकिन कम वोल्टेज पर उनकी दरों में धीमी हैं, इसके लिए अतिरिक्त वोल्टेज की आवश्यकता होती है, यानी ओवर वोल्टेज जिस पर ये प्रक्रियाएं होंगी। इलेक्ट्रोलिसिस के उत्पाद पिघले हुए अवस्था और इलेक्ट्रोलाइट के जलीय घोल में भी भिन्न होते हैं।
प्राथमिक सेल: एक प्राथमिक सेल एक सेल है जिसमें सेल में होने वाली प्रतिक्रिया से विद्युत ऊर्जा उत्पन्न होती है, उदा। डेनियल सेल, ड्राई सेल, मरकरी सेल। इसे रिचार्ज नहीं किया जा सकता है।
शुष्क सेल:
एनोड पर
कैथोड पर
शुद्ध प्रतिक्रिया:
मरकरी सेल: इलेक्ट्रोलाइट KOH और ZnO का पेस्ट है।
एनोड पर:
कैथोड पर:
शुद्ध प्रतिक्रिया:
सेकेंडरी सेल: वे सेल जिनका उपयोग बिजली के भंडारण के लिए किया जाता है, जैसे, लेड स्टोरेज बैटरी, निकल-कैडमियम सेल। उन्हें रिचार्ज किया जा सकता है।
लीड स्टोरेज बैटरी:
एनोड:
कैथोड:
कैथोड और एनोड प्रतिक्रियाओं से युक्त समग्र सेल प्रतिक्रिया है:
बैटरी को रिचार्ज करने पर प्रतिक्रिया उलट जाती है।
निकल कैडमियम सेल: यह एक अन्य प्रकार की सेकेंडरी सेल है जिसमें लेड स्टोरेज सेल की तुलना में लंबा जीवन होता है लेकिन निर्माण के लिए अधिक महंगा होता है।
निर्वहन के दौरान समग्र प्रतिक्रिया है
ईंधन कोष:
एनोड पर:
कैथोड पर:
समग्र प्रतिक्रिया:
जंग:
ऑक्सीकरण:
कमी:
गैल्वनीकरण: यह लोहे पर जस्ता कोटिंग की एक प्रक्रिया है ताकि इसे जंग से बचाया जा सके।
कैथोडिक संरक्षण: लोहे पर अधिक प्रतिक्रियाशील धातु को लेप करने के बजाय, ऐसी धातु का उपयोग बलि एनोड के रूप में किया जाता है।
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