बिहार बोर्ड कक्षा 12 रसायन विज्ञान अध्याय 3 वैद्युत रसायन लघु उत्तरीय प्रश्न

अध्याय 3 वैद्युत रसायन लघु उत्तरीय प्रश्न

प्रश्न 1. NaCl विलयन के वैद्युत अपघटन से H₂ गैस उत्पन्न होती है, क्यों ?

उत्तर⇒ जल के आयनीकरण से H⁺ आयन बनते हैं। H⁺ आयनों का विआयनी विभव Na⁺ के विभव से कम है इसलिए  H₂  उत्पन्न होती है।

प्रश्न 2. 1 कूलॉम आवेश से पदार्थ की कितनी मात्रा उत्पन्न होती है ?

उत्तर⇒ किसी पदार्थ को एक कूलॉम द्रव्यमान/96500 ग्राम उत्पन्न करता है इसे वैद्युत आयन भारक कहते हैं।

प्रश्न 3. कॉपर, ठोस अवस्था में ही चालकता दर्शाता है।जबकि CuSo₄ विलयन के रूप में क्यों ?

उत्तर⇒ कॉपर धात्विक सेल है अतः चालकता इलेक्ट्रॉन के गमन से होती है जबकि CuSo₄ जलीय विलयन है अतः आयनों की गति के कारण चालकता दर्शाता है।

प्रश्न 4. लवण सेतू का उपयोग क्यों आवश्यक है ?

उत्तर⇒ समय के साथ अपघटनी विलयन की सान्द्रता परिवर्तित होती है अतः उनका वैद्युत विभव बदलता है जब दोनों इलेक्ट्रोडों का विद्युत विभव समान हो जाता है सेल कार्य करना बंद कर देते हैं।

प्रश्न 5. कुछ समय बाद कोई सेल कार्य करना बंद कर देती है, क्यों ?

उत्तर⇒ समय के साथ अपघटनी विलयन की सांद्रता परिवर्तित होती है अतः उनका वैद्युत विभव बदलता है जब दोनों इलेक्ट्रोडों का विद्युत विभव समान हो जाता है सेल कार्य करना बंद कर देते हैं।

प्रश्न 6. लोहे के जंग से बचाने के लिए उस धातु का नाम लिखें जो कैथोड सुरक्षा के रूप में प्रयोग होती है।

उत्तर⇒ Mg, Zn, Al जैसे अधिक सक्रिय धातू।

प्रश्न 7. लोहे को जंग से बचाने के लिए क्रोमियम का उपयोग क्यों होता है ?

उत्तर⇒ क्योंकि क्रोमियम एक जंग प्रतिरोधी धातु है।

प्रश्न 8. क्या कॉपर सल्फेट विलयन को लोहे के बने पात्र में रखा जा सकता है ?

उत्तर⇒ नहीं, क्योंकि लोहा कॉपर से अधिक सक्रिय है।

प्रश्न 9. शुष्क सेल में प्रयोग होने वाले वैद्युत अपघट्यों के नाम लिखें।

उत्तर⇒ NH₄Cl और ZnCl₂ तथा MnO₂ + C

प्रश्न 10. निम्नलिखित धातुओं को उस क्रम में व्यवस्थित कीजिए जिसमें वे एक-दूसरे को उनके लवणों के विलयनों में से प्रतिस्थापित करती हैं-

Al, Cu, Fe, Mg एवं Zn

उत्तर⇒ इन धातुओं का मानक अपचयन विद्युत विभव क्रमशः -1.66 V, + 0.34 V, -0.44 V, -2.37 V और -0.76 वोल्ट है।

            मानक अपचयन विद्युत विभव का मान कम होने पर आसानी से धातु इलेक्ट्रॉन का त्याग कर सकता है और प्रतिस्थापन क्षमता अधिक होती है अतः प्रतिस्थापन का घटता क्रम Mg > Al > Zn > Fe > Cu है।

प्रश्न 11. नीचे दिए गए मानक इलेक्ट्रोड विभवों के आधार पर धातुओं को उनकी बढ़ती हुई अपचायक क्षमता के क्रम में व्यवस्थित कीजिए-

K+/K = -2.93 v

Ag+ / Ag = 0.80 V

Hg₂+/Hg = 0.79 v

Mg2+/Mg = -2.37 V

Crs3+/Cr = -0.74 V

उत्तर⇒ अपचयन क्षमता धातु के लिए, उसके द्वारा इलेक्ट्रॉन त्यागने की क्षमता पर निर्भर करती है। अतः अपचयन विभव जितना कम होगा वह धातु आसानी से ऑक्सीकृत हो जाएगी इसलिए उस धातु की अपचयन क्षमता अधिक होगी अतः अपचयन क्षमता का बढ़ता क्रम है।

Al < Hg < Cr < Mg < K.

प्रश्न 12. उस गैल्वेनी सेल को दर्शाइए जिसमें निम्नलिखित अभिक्रिया होती है

2n (s) + 2 Ag+ (aq) → zn2+ (aq) + 2 Ag(s), अब बताइए-

(i) कौन-सा इलेक्ट्रोड ऋणात्मक आवेशित है ?

(ii) सेल में विद्युत-धारा के वाहक कौन-से हैं ?

(ii) प्रत्येक इलेक्ट्रोड पर होने वाली अभिक्रिया क्या है ?

उत्तर⇒ सेल अभिक्रिया होगी-

            Zn (s) + 2 Ag⁺ → Zn⁺²+ 2Ag

एनोड पर अभिक्रिया

            2Ag⁺ + 2e- → 2Ag (s)

पूर्ण अभिक्रिया

            Zn (s) + 2Ag⁺ → Zn⁺² + 2Ag (s)

सेल का निरूपण

            Zn | Zn⁺² || Ag⁺  | Ag (s)

परिपथ में इलेक्ट्रॉन जिंक प्लेट से सिल्वर प्लेट की तरफ बहते है जबकि धारा इसकी विपरीत दिशा में। ऐनोड पर ऋणात्मक चिह्न होता है तथा कैथोड पर धनात्मक चिह्न।

प्रश्न 13. निकाय Mg²⁺ | Mg का मानक इलेक्ट्रोड विभव आप किस प्रकार ज्ञात करेंगे ?

उत्तर⇒ Mg इलेक्ट्रॉड को अपने ही अपघट्य विलयन में डुबोया जाता है तथा इसे मानक हाइड्रोजन इलेक्ट्रॉड से जोड़ा जाता है। परिपथ में वोल्टमापी लगाया जाता है।

            Mg | Mg²⁺ || H⁺ | H₂

कैथोड पर : 2H⁺ + 2e- → H₂ अपचयन

            Mg → Mg2⁺  + 2e- ऑक्सीकरण

सेल अभिक्रिया : Mg + 2H+ → Mg2+ + H2

            सेल का वि. वा. बल 2.36 वोल्ट है अतः इलेक्ट्रॉड कैथोड के रूप में कार्य करेगा। प्रकरण का मानक इलेक्ट्रॉड विभव

Mg²⁺   | Mg = -2.36 वोल्ट

प्रश्न 14. विद्युत रासायनिक श्रेणी को परिभाषित करें।

उत्तर⇒ वह सारणी जिसमें विभिन्न धातुओं के विभवांतर क्रम से दिए गए हैं, विद्युत रासायनिक श्रेणी कहलाती है।

प्रश्न 15. किन्हीं दो विद्युत अपघट्य के नाम लिखें।

उत्तर⇒ NaCl तथा MgCl₂।

प्रश्न 16. फैराडे के वैद्युत अपघटन के प्रथम नियम को लिखें।

उत्तर⇒ फैराडे के वैद्युत अपघटन का प्रथम नियम-विद्युत धारा द्वारा वैद्युत अपघटन कराने पर रासायनिक विघटन की मात्रा विद्युत अपघटन (विलयन या गलित) में प्रवाहित विद्युत की मात्रा के समानुपाती होती है।

प्रश्न 17. फैराडे के वैद्युत अपघटन के द्वितीय नियम को लिखें।

उत्तर⇒ फैराडे के वैद्यत अपघटन के द्वितीय नियम- विभिन्न विद्यत अपघटन विलयनों में विद्युत की समान मात्रा प्रवाहित करने पर मुक्त विभिन्न पदार्थों की मात्राएँ उनके रासायनिक तुल्यांकी द्रव्यमान (धातु का परमाण द्रव्यमान + धनायन को अपघटित करने में प्रयुक्त इलेक्ट्रॉनों की संख्या) के समानुपाती होती हैं।

प्रश्न 18. गैल्वानी के सेल में कौन-सी ऊर्जा का रूपांतरण होता है ?

उत्तर⇒ रासायनिक ऊर्जा का विद्युत ऊर्जा में।

प्रश्न 19. एक दुर्बल विद्युत अपघट्य का नाम लिखें।

उत्तर⇒ एसीटिक अम्ल ।

प्रश्न 20. प्राथमिक बैटरियाँ किसे कहते हैं ?

उत्तर⇒ प्राथमिक बैटरियाँ- वैसी बैटरियाँ जिनमें अभिक्रिया केवल एक बार होती है तथा कुछ समय तक प्रयोग के बाद वह निष्क्रिय हो जाती है एवं प्रयोग में नहीं लाई जा सकती हैं।

प्रश्न 21. द्वितीयक बैटरियाँ किसे कहते हैं ?

उत्तर⇒ द्वितीयक बैटरियाँ-वैसी बैटरियाँ जिनका उपयोग के बाद विपरीत दिशा में विद्युत धारा का प्रवाह पुनः आवेशित कर फिर से प्रयोग में लाया जा सकता है, उसे द्वितीयक बैटरियाँ कहते हैं।

प्रश्न 22. संक्षारण से आप क्या समझते हैं ?

उत्तर⇒ किसी धातु के ऊपर उनके ऑक्साइड या लवणों की मंद गति से लेपन होना संक्षारण कहलाता है।

प्रश्न 23. चार्जिंग के दौरान प्रयुक्त पदार्थों का विशेष उल्लेख करते हुए लेड संचायक सेल की चार्जिंग क्रियाविधि का वर्णन रासायनिक अभिक्रियाओं की सहायता से कीजिए।

उत्तर⇒ सेल को पुनः आवेशित करते समय वैद्युत अपघटनी सेल स्थापित की जाती है अर्थात् धारा से रासायनिक अभिक्रिया की जाती है। इसलिए इलेक्ट्रोड अभिक्रिया विपरीत दिशा में संपन्न होती है-

PbSO₄ + 2e^- Pb + SO4^2-

PbSO₄ + 2H₂OPb + SO₄^2-+ 4H⁺ + 2e^-

2PbSO₄ + 2H₂OPb + PbO₄ + 4H⁺+2SO4^2-

  जब आवेशित करते समय PbSO₄ का निर्माण होता है जो ठोस रूप में है इसलिए विद्युत अपघटन में या तो इलेक्ट्रॉन दान होते हैं या ग्रहण होते हैं।

प्रश्न 24. निम्नलिखित अभिक्रिया में आयनों के एक मोल के अपचयन लिए कूलॉम में विद्युत की कितनी मात्रा की आवश्यकता होगी ?

Cr₂O^2-₇ + 14H⁺ + 6e^- → 2 cr3+ Cr³⁺+ 8H₂O

उत्तर⇒ आयन के मोल को अपचयित करने के लिए 6 मोल इलेक्ट्रॉन की आवश्यकता होती है। 1 मोल इलेक्ट्रॉन के लिए 1 F या 96500 C विद्युत की आवश्यकता होती है।

∴        6 मोल इलेक्ट्रॉन या 6F विद्युत की आवश्यकता होती है 6 × 96500 = 579000 C।

प्रश्न 25. लेड संचायक बैटरी के एनोड पर चार्ज के समय होनेवाली अभिक्रिया को लिखें।

उत्तर⇒ Pb (s)+SO₄²- (aq) PbSO₄(s)+2e^-