बिहार बोर्ड कक्षा 11 रसायन विज्ञान अध्याय 8 अपचयोपच अभिक्रिया दीर्घ उत्तरीय प्रश्न

दीर्घ उत्तरीय प्रश्न

प्रश्न:1 विद्युत रासायनिक समतुल्य क्या है?

उत्तर: फैराडे के प्रथम नियम के अनुसार:

किसी इलेक्ट्रोड पर निक्षेपित किसी भी पदार्थ का द्रव्यमान प्रवाहित विद्युत की मात्रा के समानुपाती होता है।

इस प्रकार, यदि W ग्राम पदार्थ Q कूलॉम बिजली प्रवाहित करने पर निक्षेपित होता है, तो W∝ Q या W = ZQ

जहां, Z आनुपातिकता का एक स्थिरांक है और निक्षेपित पदार्थ का विद्युत रासायनिक समतुल्य कहलाता है। यदि I एम्पीयर का करंट t सेकंड के लिए पास किया जाता है, तो Q = I × t।

ताकि, W = Z × Q = Z × I × r

प्रश्न:2 मानक इलेक्ट्रोड विभव से आप क्या समझते हैं?

उत्तर: मानक इलेक्ट्रोड क्षमता: एक आधे सेल (इलेक्ट्रोड) का मानक इलेक्ट्रोड क्षमता (E°) वह संभावित अंतर है जो तब उत्पन्न होता है जब एक इलेक्ट्रोड को 298 K पर उसके आयन की मोलर सांद्रता के घोल में डुबाया जाता है। 

यदि इलेक्ट्रोड गैसीय है, तो गैस का दबाव एक वातावरण होना चाहिए।

IUPAC प्रणाली में कमी की क्षमता को मानक इलेक्ट्रोड क्षमता के रूप में जाना जाता है।

प्रश्न:3 ऑक्सीकरण एजेंट और कम करने वाले एजेंट को परिभाषित करें?

उत्तर: ऑक्सीकरण कर्मक:

वह पदार्थ जो ऑक्सीकरण करता है, उपचायक कहलाता है। इलेक्ट्रॉनिक सिद्धांत के आधार पर, एक ऑक्सीकरण एजेंट को इलेक्ट्रॉन स्वीकर्ता के रूप में परिभाषित किया जा सकता है।

प्रश्न:4 ऑक्सीकरण संख्या क्या है?

उत्तर: किसी तत्व की ऑक्सीकरण संख्या को इस प्रकार परिभाषित किया जाता है, "जब अन्य सभी परमाणुओं को आयनों के रूप में अणु से हटा दिया जाता है, तो उसके परमाणु पर अवशिष्ट आवेश छोड़ दिया जाता है।" संयोजन की स्थिति के आधार पर परमाणुओं में धनात्मक, ऋणात्मक या शून्य ऑक्सीकरण अवस्था हो सकती है। 

वास्तव में, ऑक्सीकरण संख्या कुछ नियमों के अनुसार एक प्रजाति में परमाणु को दिया गया आवेश है। इसे ऑक्सीकरण अवस्था भी कहते हैं।

प्रश्न:5 विद्युत रासायनिक श्रेणी में धातुओं की सक्रियता किस क्रम से बढ़ती या घटती है?

Lउत्तर: विद्युत रासायनिक श्रृंखला के अधिकार में मौजूद प्रजातियां कम करने वाले एजेंट हैं। E° का मान जितना कम होगा, अपचायक उतना ही प्रबल होगा। विद्युत रासायनिक श्रेणी में नीचे जाने पर धातुओं की सक्रियता कम हो जाती है।

प्रश्न:6  गैल्वेनिक सेल में E° का मान + ve क्या दर्शाता है?

उत्तर: E° का धनात्मक मान दर्शाता है:

एनोड पर ऑक्सीकरण होता है और

जिस इलेक्ट्रोड में कमी होती है उसे कैथोड के रूप में लिया जा सकता है।

प्रश्न:7  MgO, ZnO, CuO और CaO में से कौन सा ऑक्साइड हाइड्रोजन द्वारा अपचयित होगा?

उत्तर: विद्युत रासायनिक श्रेणी में Mg, Zn तथा Ca, H से अधिक क्रियाशील होते हैं। इसलिए वे H से कम नहीं होंगे। Cu, H के नीचे मौजूद है, इसलिए Cu की प्रतिक्रियाशीलता H से कम है। इसलिए CuO आसानी से H से कम हो जाएगा।

प्रश्न:8 इलेक्ट्रोड विभव क्या है? इसका मूल्य किन कारकों पर निर्भर करता है?

उत्तर: धातु और उसके विलयन के बीच स्थापित विद्युत विभवांतर को इलेक्ट्रोड विभव कहते हैं।

इलेक्ट्रोड क्षमता इस पर निर्भर करती है:

समाधान में आयनों की एकाग्रता

तापमान।

प्रश्न:9  MgO, ZnO, CuO और CaO में से कौन सा ऑक्साइड हाइड्रोजन द्वारा अपचयित होगा?

उत्तर: विद्युत रासायनिक श्रेणी में Mg, Zn तथा Ca, H से अधिक क्रियाशील होते हैं। इसलिए वे H से कम नहीं होंगे। Cu, H के नीचे मौजूद है, इसलिए Cu की प्रतिक्रियाशीलता H से कम है। इसलिए CuO आसानी से H से कम हो जाएगा।

प्रश्न:10 Ag, Ba, Mg और Au की इलेक्ट्रोड क्षमता (E°) +0.80, -2.90, -2.37 और +1.42 वोल्ट हैं। इन धातुओं में से कौन-सी धातु अम्ल से H को विस्थापित करेगी और कौन-सी नहीं?

उत्तर: जिन धातुओं का E° मान ऋणात्मक होता है वे हाइड्रोजन से अधिक क्रियाशील होती हैं तथा दुर्बल अम्लों से H को आसानी से विस्थापित कर सकती हैं। अत: Ba तथा Mg अम्लीय विलयन से H को विस्थापित कर सकते हैं।

प्रश्न:11  CuSO₄ विलयन को चाँदी के बर्तन में रखा जा सकता है ? क्यों? 

उत्तर: विद्युत रासायनिक श्रेणी में Ag, Cu से नीचे आता है, इसलिए Ag की क्रियाशीलता Cu से कम होती है। वहां Ag CuSO₄ विलयन से Cu को विस्थापित नहीं करेगा । CuSO₄ को Ag पात्र में रखा जा सकता है।

प्रश्न:12 फ्लुओरीन असमानुपातन अभिक्रिया प्रदर्शित क्यों नहीं करती है?

उत्तर: क्लोरीन की तरह, ब्रोमीन और आयोडीन भी समान अनुपातहीनता अभिक्रियाओं से गुजरते हैं, लेकिन फ्लोरीन नहीं। इस विषम व्यवहार का कारण यह है कि फ्लोरीन सबसे मजबूत ऑक्सीकरण एजेंट होने के कारण सकारात्मक ऑक्सीकरण अवस्था नहीं दिखाता है। इसलिए, यह ऑक्सीजन डिफ़्लुओराइड (OF2) बनाने के एक अलग तरीके से प्रतिक्रिया करता है।

2F₂ (g) + 2OH – (g) → 2F – (aq) + OF₂ (g) + H₂O (l)

प्रश्न:13  विद्युत रासायनिक सेल की परिभाषा लिखिए ?

उत्तर: इलेक्ट्रोकेमिकल सेल (गैल्वेनिक सेल) एक ऐसा उपकरण है जिसमें रेडॉक्स प्रतिक्रिया अप्रत्यक्ष रूप से होती है और मुक्त ऊर्जा में कमी विद्युत कार्य के रूप में प्रकट होती है अर्थात रासायनिक ऊर्जा विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित हो जाती है।

प्रश्न:14  इलेक्ट्रोड विभव को प्रभावित करने वाले कारक लिखिए।

उत्तर: इलेक्ट्रोड क्षमता को प्रभावित करने वाले कारक हैं:

1. धातु की इलेक्ट्रॉन दान करने की प्रवृत्ति: जितनी अधिक इलेक्ट्रॉन छोड़ने की प्रवृत्ति उतनी ही अधिक इलेक्ट्रोड क्षमता होगी।

2. तापमान: बढ़ते तापमान के साथ इलेक्ट्रोड क्षमता बढ़ जाती है।

3. विलयन की सान्द्रता: विलयन की सान्द्रता जितनी अधिक होगी, इलेक्ट्रोड विभव उतना ही अधिक होगा।

प्रश्न:15  जहाँ सल्फर डाइऑक्साइड और हाइड्रोजन परॉक्साइड अपनी अभिक्रियाओं में ऑक्सीकारक और अपचायक दोनों के रूप में कार्य कर सकते हैं, वहीं ओजोन और नाइट्रिक अम्ल केवल ऑक्सीकारक के रूप में कार्य करते हैं, क्यों?

उत्तर: सल्फर डाइऑक्साइड ( SO₂ ) और हाइड्रोजन पेरोक्साइड (H₂O₂ )

में , सल्फर और ऑक्सीजन की ऑक्सीकरण अवस्थाएँ क्रमशः +4 और -1 हैं । चूंकि, रासायनिक प्रतिक्रिया में यौगिक भाग लेने पर वे बढ़ सकते हैं और घट सकते हैं, वे ऑक्सीकरण के साथ-साथ कम करने वाले एजेंटों के रूप में कार्य कर सकते हैं। उदाहरण के लिए, ON में वृद्धि ओजोन (O3) में ऑक्सीजन की ऑक्सीकरण अवस्था शून्य होती है जबकि नाइट्रिक अम्ल (HNO₃) में

प्रश्न:16 आयन-इलेक्ट्रॉन विधि द्वारा रेडॉक्स अभिक्रियाओं को किस प्रकार संतुलित किया जाता है?

उत्तर: रेडॉक्स अभिक्रियाओं को आयन-इलेक्ट्रॉन विधि द्वारा संतुलित किया जाता है:

1. प्रत्येक तत्व की ऑक्सीकरण संख्या इंगित करें और उन तत्वों की पहचान करें जो ऑक्सीकरण संख्या में परिवर्तन से गुजरते हैं।

2. प्रति परमाणु ऑक्सीकरण संख्या में वृद्धि और कमी को इंगित करें। परिवर्तन के दौर से गुजर रहे परमाणुओं की संख्या के साथ ऑक्सीकरण संख्या में वृद्धि या कमी को गुणा करें।

3. ऑक्सीकरण संख्या में वृद्धि और कमी को बराबर करने के लिए सूत्र को उपयुक्त पूर्णांक से गुणा करें।

प्रश्न:17  विद्युत रासायनिक श्रृंखला की मुख्य विशेषताएं बताएं?

उत्तर: विद्युत रासायनिक श्रृंखला की मुख्य विशेषताएं हैं:

1. इलेक्ट्रॉन खोने की प्रवृत्ति अधिक हो जाती है और संबंधित तत्व या आयन प्रबल अपचायक के रूप में व्यवहार करता है यदि इसका E° का ऋणात्मक मान अधिक हो।

2. हाइड्रोजन के ऊपर वाले पदार्थ दुर्बल ऑक्सीकारक होते हैं और उसके नीचे वाले पदार्थ प्रबल ऑक्सीकारक होते हैं।

3. यदि इलेक्ट्रोड युग्म का अपचायक प्रबल अपचायक है तो इसका ऑक्सीकारक दुर्बल होता है और जब इलेक्ट्रोड युग्म का अपचायक दुर्बल होता है तो इसका आक्सीकारक प्रबल होता है।

प्रश्न:18 किसी विलयन में ऑक्सीकारक शक्ति/अपचायक शक्ति ज्ञात करने के लिए किस विधि का प्रयोग किया जाता है? 

उत्तर: मानक इलेक्ट्रोड क्षमता का निर्धारण; इलेक्ट्रोड की इलेक्ट्रोड क्षमता निर्धारित करने के लिए, इस इलेक्ट्रोड और मानक हाइड्रोजन इलेक्ट्रोड का उपयोग करके एक सेल स्थापित किया जाता है। सेल के EMF को वोल्टमीटर (या पोटेंशियोमीटर द्वारा अधिक सटीक) की मदद से मापा जाता है।  हाइड्रोजन इलेक्ट्रोड की इलेक्ट्रोड क्षमता को शून्य के रूप में लिया जाता है। इसलिए, ऐसे सेल का EMF सीधे मानक स्थिति (298 K, 1M, 1 atm दबाव) पर दिए गए इलेक्ट्रोड के लिए इलेक्ट्रोड क्षमता का मान देगा।

प्रश्न:19 ऑक्सीकरण संख्या क्या है? 

उत्तर:किसी तत्व की ऑक्सीकरण संख्या को इस प्रकार परिभाषित किया जाता है, "जब अन्य सभी परमाणुओं को आयनों के रूप में अणु से हटा दिया जाता है तो उसके परमाणु पर बचा हुआ अवशिष्ट आवेश"। संयोजन की स्थिति के आधार पर परमाणुओं में धनात्मक, ऋणात्मक या शून्य ऑक्सीकरण अवस्था हो सकती है।

 वास्तव में, ऑक्सीकरण संख्या कुछ नियमों के अनुसार एक प्रजाति में परमाणु को दिया गया आवेश है। इसे ऑक्सीकरण अवस्था भी कहते हैं।

प्रश्न:20 विद्युत रासायनिक श्रेणी के मुख्य उपयोग लिखिए ?

उत्तर: विद्युत रासायनिक श्रृंखला:

जब विभिन्न तत्वों और आयनों को उनके मानक इलेक्ट्रोड क्षमता के बढ़ते क्रम में व्यवस्थित किया जाता है, तो एक श्रृंखला प्राप्त होती है जिसे विद्युत रासायनिक श्रृंखला या गतिविधि श्रृंखला कहा जाता है।

इलेक्ट्रोकेमिकल श्रृंखला के उपयोग इस प्रकार हैं:

1. धातु का इलेक्ट्रोपोसिटिव चरित्र:

धातु जो अपने सबसे बाहरी खोल से इलेक्ट्रॉन को आसानी से खो देती है, उच्च इलेक्ट्रोपोसिटिव चरित्र दिखाती है जबकि परमाणु जो इलेक्ट्रॉन को कठिनाई से खो देता है, सबसे कम इलेक्ट्रोपोसिटिव कैरेक्टर दिखाता है। इलेक्ट्रोकेमिकल श्रृंखला में, ली अधिकतम इलेक्ट्रोपोसिटिव कैरेक्टर दिखाता है जबकि फ्लोरीन सबसे कम इलेक्ट्रोपोसिटिव कैरेक्टर दिखाता है।