विद्युत् रसायन [Electrochemistry] chemistry ClASS 12TH परीक्षा अध्ययन

 

विद्युत् रसायन 

[Electrochemistry]

 

वस्तुनिष्ठ प्रश्न

• बहु-विकल्पीय प्रश्न

 

1. विशिष्ट चालकता की इकाई है-

(A) ओह्म

(B) ओह्मसेमी-1

(C) ओह्म सेमी

(D) ओह्म सेमी-11

 

2. विद्युत् का सबसे अच्छा सुचालक है-

(A) हीरा

(C) सिलिकॉन

(B) ग्रेफाइट

(D) कार्बन (अक्रिस्टलीय)।

 

3. SnCl +2HgCl→ Hg2Cl2 + SnCl, यह क्रिया कहलाती है- 

(A) ऑक्सीकरण

(B) अपचयन

(C) रेडॉक्स

(D) विस्थापन।

 

4. सेल स्थिरांक है-

(A) All

(B)//A

(C)I.A

(D) e.l/A.

 

5. सेल स्थिरांक की इकाई है :

 

(A) ohm-cm-I (B)cm

(C) ohm cm

(D)cm-1.

 

6. विलयन की चालकता निर्भर नहीं होती है-

(A) ताप पर

(B) दाब पर

(C) सान्द्रण पर

(D) विकिरण पर।

 

7. प्रबलतम अपचायक है-

(A) Cr

(B)CI+

(C) CI

(D) Mnt.

 

8. वैद्युत रासायनिक तुल्यांक ज्ञात करने का सूत्र है-

(A) Z =

(B) Z=

(C) Z

(D) Z =

 

9. मानक हाइड्रोजन इलेक्ट्रोड सेल का विभव होता है-

(A)2.0V

(B) 1-51

(C)0-0V

(D) 1:229V.

 

10. किसी इलेक्ट्रोड का अपचयन विभव ज्ञात किया जाता है-

(A) गैस समीकरण से

(B) नर्स्ट समीकरण से

(C) आरहीनियस समीकरण से

(D) वाण्डर वाल्स समीकरण से।

 

11. लोहे में जंग लगने की क्रिया है-

(A) ऑक्सीकरण क्रिया है

(B) अपचयन क्रिया है

(C) संक्षारण है

(D) बहुलीकरण है।

उत्तर- 1. (B), 2. (B), 3.(C), 4.(B), 5. (D), 6. (D), 7. (A), 8. (A), 9.(C), 10. (B), 11. (C).

 

• रिक्त स्थानों की पूर्ति

 

1. धात्विक चालन में ….” गुण अपरिवर्तित रहते हैं।
2. प्रतिरोध का व्युत्क्रम ……….. कहलाता है।
3. किसी चालक के एक घन सेमी की चालकता”……. कहलाती है।
4. एक फैराडे विद्युत् का मान …… कूलॉम होता है।
5. लोहे पर जंग लगना एक ……… का उदाहरण है।
6. विशिष्ट चालकता की इकाई है “”।
7. सेमी-1 …….i…’ की इकाई है।
8. मानक हाइड्रोजन इलेक्ट्रोड में विभव ……….. माना गया है।
9. विशिष्ट प्रतिरोध की इकाई है ……….।

10, तनुता बढ़ाने पर ………. चालकता घटती है।

11. वे पदार्थ जो जलीय विलयन में अधिक आयनित होते हैं, ……… कहलाते हैं।
12. चालकता ………” का व्युत्क्रम है।
13. विलयन का प्रतिरोध ताप बढ़ाने पर ………” है।
14. ऐसीटिक अम्ल एक …….. विद्युत् अपघट्य है।
15. लोहे पर जिंक की परत चढ़ाने की क्रिया …….. कहलाती है।
16. H2-02 सेल ………. सेल कहलाता है।
17. सीसा संचायक सेल में…… वैद्युत-अपघट्य के रूप में प्रयुक्त किया जाता है।
18. शुष्क सेल में कैथोड ………..’ का बना होता है।

उत्तर- 1. रासायनिक, 2. चालकता, 3. विशिष्ट चालकता, 4.96500, 5. संक्षारण क्रिया, 6. ohm-1xcm-1.7. सेल स्थिरांक, 8. 0-0 वोल्ट, 9. ohm x cm, 9. विशिष्ट, 11. प्रबल वैद्युत-अपघट्य, 12. प्रतिरोध, 13. घटता, 14. दुर्बल, 15. गैल्वेनीकरण, 16. ईंधन, 17. H2SO4, 18. ग्रेफाइट।

 

. सत्य/असत्य

 

1. गैल्वेनिक सेल में रेडॉक्स अभिक्रिया होती है।
2. वैद्युत-अपघटनी सेल में रासायनिक ऊर्जा को विद्युत् ऊर्जा में परिवर्तित किया जाता है।
3. ऐनोड वह इलेक्ट्रोड है जिस पर ऑक्सीकरण क्रिया होती है।
4. मानक हाइड्रोजन इलेक्ट्रोड का विभव 1 वोल्ट होता है।
5. नर्स्ट समीकरण इलेक्ट्रोड विभव पर ताप एवं विद्युत्-अपघट्य की सान्द्रता के प्रभाव को दर्शाता है।
6. किसी सेल की मुक्त ऊर्जा में होने वाला परिवर्तन AG° = – RFECer है।
7. द्वितीयक सेल को पुनः आवेशित नहीं किया जा सकता।
8. शुष्क सेल में वैद्युत-अपघट्य का विलयन प्रयुक्त किया जाता है।
9. ईधन सेल में ईंधन ऊर्जा को विद्युत् ऊर्जा में बदला जाता है।
10. ताँबे के बर्तन नीले-हरे होना संक्षारण क्रिया का उदाहरण है।

उत्तर- 1. सत्य, 2. असत्य, 3. सत्य, 4. असत्य, 5. सत्य, 6. सत्य, 7. असत्य, 8. असत्य, 9. सत्य, 10. सत्य।

 

• एक शब्द/वाक्य में उत्तर

 

1. ताप बढ़ाने पर विद्युत्-अपघटनी चालकता में वृद्धि होती है या कमी ?

उत्तर-वृद्धि।

 

2. विद्युत् ऊर्जा को रासायनिक ऊर्जा में परिवर्तित करने वाली युक्ति क्या कहलाती है?

उत्तर-विद्युत्-अपघटनी सेल।

 

3. मानक अवस्था में सेल में वैद्युत-अपघट्य की सान्द्रता कितनी होती है ?

उत्तर-1M.

 

4. वह अभिक्रिया क्या कहलाएगी जिसमें ऑक्सीकरण व अपचयन एक साथ होता है ?

उत्तर-ऑक्सीकरण-अपचयन (रेडॉक्स) क्रिया।

 

5. सेल के EMF को किसके द्वारा मापा जाता है ?

उत्तर-विभवमापी द्वारा।

 

6. जंग का रासायनिक सूत्र लिखिए।

उत्तर-Feroz.xH20.

7. किसी सेल में EMF एवं साम्यावस्था स्थिरांक में सम्बन्ध लिखिए।

उत्तर-

 

8. लोहे की चादर पर जस्ते की परत चढ़ाने की क्रिया क्या कहलाती है ?

उत्तर-गैल्वेनीकरण।

 

9. आयनों के विलायकीयन से चालकता अधिक होती है या कम है?

उत्तर-कमा

 

अति लघु उत्तरीय प्रश्न

 

प्रश्न 1. 298K पर 0-20M KCI विलयन की चालकता 0.0248 s cm 1 है। इसकी मोलर चालकता का परिकलन कीजिए।

उत्तर-

 

प्रश्न 2. गैल्वेनिक सेल को समझाइए।

उत्तर-रासायनिक ऊर्जा को विद्युत् ऊर्जा में परिवर्तित करने वाला सेल गैल्वेनिक सेल

कहलाता है। जैसे-डेनियल सेल । इसमें Zn ऐनोड तथा Cu कैथोड का कार्य करता है। डेनियल सेल में निम्न क्रिया होती है-

Zn + Cu2+→ Zn2++Cu

 

प्रश्न 3. किन परिस्थितियों में Eccla A,G शून्य होते हैं ?

उत्तर-जब सेल अभिक्रिया साम्यवस्था में हो।

 

प्रश्न 4. तनुता का चालकता व आण्विक चालकता पर क्या प्रभाव पड़ता है ?

उत्तर-विलयन के तनुकरण पर चालकता कम व आण्विक चालकता अधिक हो जाती

है। आण्विक चालकता दुर्बल वैद्युत-अपघट्य के विलयन की अधिक व प्रबल वैद्युत अपघट्य के विलयन की कम परिवर्तित होती है।

 

प्रश्न 5. सीसा संचायक सेल के आवेशन व अनावेशन के रासायनिक समीकरण लिखिए। (2020)

उत्तर-आवेशन समीकरण-

2PbSOAG) +21,0→ Pb(s) + PbO28) + 2H2SO4

अनावेशन या निरावेशन समीकरण-

Pb(s) + PbO2(s) + 2HSOA(aq) 12PbSOS) +2H2O

 

लघु उत्तरीय प्रश्न

प्रश्न 1. निम्नलिखित धातुओं को उस क्रम में व्यवस्थित कीजिए जिसमें वे

एक-दूसरे को उनके लवणों के विलयन में से प्रतिस्थापित करती हैं-

Fe, Zn, Cu, Mg, AL.

उत्तर-Mg>AI>Z > Fe>Cul !

 

प्रश्न 2. निम्नलिखित को प्राप्त करने में कितने फैरड विद्युत् की आवश्यकता होगी?

(i) गलित CaCI से 20 ग्राम Ca (ii) गलित AI0, से 40 ग्राम AI.

उत्तर-(i) Ca2+ +2e→ Cal

 

प्रश्न 3. फैराडे के विद्युत्-अपघटन के प्रथम नियम की परिभाषा एवं सूत्र दीजिए।

उत्तर-फैराडे का प्रथम नियम-किसी विद्युत्-अपघट्य के विद्युत्-अपघटन के

फलस्वरूप प्रत्येक इलेक्ट्रोड पर मुक्त होने वाले पदार्थ की मात्रा विलयन में से प्रवाहित होने वाली विद्युत् धारा के समानुपाती होती है।

 

दीर्घ उत्तरीय प्रश्न

 

विशिष्ट चालकता, तुल्यांकी चालकता तथा आण्विक चालकता को समझाइए एवं इनके मात्रक लिखिए। तनुकरण करने पर क्या प्रभाव पड़ता है ?

अथवा

तुल्यांकी चालकता एवं आण्विक चालकता को समझाइए।

उत्तर-(1) विशिष्ट चालकता-विशिष्ट प्रतिरोध के व्युत्क्रम को विशिष्ट चालकता

कहते हैं। इसे (कप्पा) से प्रदर्शित करते हैं।

(II) तुल्यांकी चालकता-किसी विलयन की तुल्यांकी चालकता, उसकी विशिष्ट

चालकता तथा उस आयतन का गुणनफल है जिसमें वैद्युत अपघट्य का एक ग्राम तुल्यांक इसका मात्रक ohm | x cm x eq | होता है। तनुकरण करने पर तुल्यांकी चालकता

(1) मोलर चालकता अथवा आण्विक चालकता-किसी विलयन की आण्विक

चालकता (मोलर चालकता) उसकी विशिष्ट चालकता तथा उस आयतन का गुणनफल है

जिसमें वैषुत अपघट्य का । मोल विलेय है। Am Kx V

इसका मात्रक ohm । x cm x mol-‘ होता है। तनुकरण करने पर आण्विक

चालकता बढ़ती है।

 

प्रश्न 2. अनुमान लगाइए कि क्या निम्नलिखित अभिकर्मकों के बीच अभिक्रिया

( संक्षारण किसे कहते हैं ) इसकी क्रियाविधि समझाइए एवं इसे प्रभावित करने वाले तीन कारकों के नाम व बचाव के दो उपाय लिखिए।

अथवा

संक्षारण को निम्न बिन्दुओं के आधार पर समझाइए-

(i) परिभाषा, (ii) प्रभावित करने वाले दो कारक, (iii) संक्षारण से बचाव (कोई दो)।

अथवा

(i) संक्षारण से क्या समझते हो ?

(ii) संक्षारण (जंग) का विद्युत् रासायनिक सिद्धान्त लिखिए।

(iii) संक्षारण रोकने के दो उपाय लिखिए।

अथवा

संक्षारण को परिभाषित कीजिये एवं संक्षारण से बचाव के दो उपाय लिखिए। (2020)

उत्तर-संक्षारण-धातुएँ वायुमण्डल की नमी CO2, SO, NO2, H2S आदि गैसों से क्रिया कर अवांछनीय यौगिकों की परत बना लेती है, जिससे धातुओं की सतह खराब हो जाती है। यह क्रिया संक्षारण कहलाती है। उदाहरण-(1) लोहे पर जंग लगना, (2) ताँबे के बर्तन नीले-हरे होना, (3) सोने-चाँदी के गहने काले हो जाना। संक्षारण की क्रिया-विधि-सर्वाधिक प्रचलित विद्युत् रासायनिक क्रिया-विधि के अनुसार संक्षारण एक विद्युत् रासायनिक क्रिया है। अशुद्ध लोहे में अनेक गैल्वेनिक सेल बन जाते हैं। लोहे में जंग लगने में शुद्ध लोहा ऐनोड व अशुद्ध भाग कैथोड का कार्य करता है। घुली हुईऑक्सीजन व कार्बन डाइ-ऑक्साइड युक्त नमी की पतली परत विद्युत्-अपघट्य के विलयन का कार्य करती है। ऐनोड पर ऑक्सीकरण व कैथोड पर अपचयन होता है। इस प्रकार विद्युत् रासायनिक श्रेणी में हाइड्रोजन से ऊपर सभी धातुएँ संक्षारित होकर हाइड्रोजन उत्पन्न करती हैं।

संक्षारण को प्रभावित करने वाले कारक

(i) धातु की प्रकृति-धातु के इलेक्ट्रोड विभव का मान 1-23 वोल्ट से कम होने पर उसका संक्षारण हो जाता है।

(ii) धातु में अशुद्धि की उपस्थिति-अशुद्धि होने पर संक्षारण होने लगता है।

(ii) वायुमण्डल की प्रकृति-वातावरण में नमी, H2S, SO2 आदि होने पर संक्षारण शीघ्र होता है।

 

संक्षारण रोकने के उपाय

 

(6) रोधी रक्षण-धातुओं की सतह पर रोधी परत चढ़ाकर संक्षारण क्रिया को रोका जा सकता है, इसके लिए निम्न विधियाँ प्रयुक्त की जातं हैं-

(a) तेल, ग्रीस लगाकर-धातुओं की सतह पर ल, ग्रीस की पतली परत चढ़ा दी जाती है।

(b) पेण्ट वार्निस लगाकर-धातुओं की सतह पर पेण्ट वार्निस की रोधी परत चढ़ा दी जाती है।

(c) विद्युत् लेपन-धातुओं की सतह पर विद्युत् लेपन द्वारा निकल या क्रोमियम की परत चढ़ा दी जाती है।

(ii) बलिदानी या उत्सर्ग रक्षण-लोहे को जंग से बचाने के लिए उस पर जस्ते की परत चढ़ा देते हैं। जिंक वायुमण्डल से क्रिया करता रहता है, लोहा सुरक्षित बना रहता है।

(iii) वैद्युतीय रक्षण-डीजल टैंक, पेट्रोल टैंक जो कि जमीन के अन्दर दबे रहते हैं उनको निम्न आयनन विभव वाली धातु; जैसे-Mg या Zn की प्लेट को फीते द्वारा जोड़ देते हैं जिससे सक्रिय धातु क्रिया करती रहती है जबकि टैंक वाली धातु सुरक्षित बनी रहती है।

 

प्रश्न 4, गैल्वेनिक सेल क्या है ? इसकी कार्यविधि को डेनियल सेल का उदाहरण देकर समझाइए।

उत्तर-गैल्वेनिक सेल-रासायनिक ऊर्जा को विद्युत् ऊर्जा में परिवर्तित करने वाली युक्ति गैल्वेनिक सेल कहलाती है। इसकी कार्य प्रणाली रेडॉक्स अभिक्रिया पर आधारित है। यह विद्युत् रासायनिक सेल है।

कार्यविधि-इस सेल में दो विद्युत्-अपघटनी विलयन अलग-अलग पात्र में रखे होते हैं। इन पात्रों में वैद्युत-अपघट्य में उपस्थित धातु आयन वाली धातु की छड़ इलेक्ट्रोड

 

का कार्य करती है। डेनियल सेल में चित्रानुसार एक पात्र में ZnSO4 का विलयन व in की छड़ तथा दूसरे पात्र में CuSO, का विलयन व Cu की छड़ रखे होते हैं। ZASO, विलयन में Z2 आयन होते हैं। इस विलयन में जिंक की रोड से ZIP विलयन में जाने लगते हैं। यह क्रिया ऑक्सीकरण कहलाती है। Zn→ In + 26

ये इलेक्ट्रॉन तार द्वारा कॉपर की छड़ पर चले जाते हैं। Cuso, के विलयन में उपस्थित Cu2+ आयनों का इन इलेक्ट्रॉनों द्वारा अपचयन होने लगता है। Cu2s + 2€ Cu

इलेक्ट्रॉनों के इस प्रवाह के कारण विद्युत् धारा उत्पन्न होती है। जिंक का घुलना व कपिर छड़ पर कॉपर चढ़ना जारी रहता है। जिंक इलेक्ट्रोड अक्सिीकरण होने के कारण ऐनोड व कॉपर इलेक्ट्रोड पर अपचयन के कारण कैथोड कहलाता है। जिंक छड़ सेल का ऋण व कॉपर छड़ धन सिरा कहलाते हैं। सेल में लवण सेतु विद्युत् परिपथ को पूर्ण करता है। सेल की सम्पूर्ण क्रिया निम्न प्रकार लिखी जा सकती है-

Zn + Cu2+ -> Zn2+ + Cu

 

प्रश्न 5.5 ऐम्पियर विद्युत् धारा 30 मिनट तक AgNOJ से भरे पात्र में प्रवाहित करने पर 10-07 शाम चाँदी जमा होती है, तो चाँदी का विद्युत् रासायनिक तुल्यांक निकालिए। यदि हाइड्रोजन का विद्युत् रासायनिक तुल्यांक 0-00001036 है, तो चाँदी का तुल्यांक भार ज्ञात कीजिए।

हल: 5 ऐम्पियर, 1 = 30 x 60 सेकण्ड, 1 = 10-07 ग्राम

W = zit

10-07 =zx5x30x60

z = 0.00111889

0-00111889

चाँदी का तुल्यांक भार =

= 108

उत्तर

0.00001036

प्रश्न 6, मानक हाइड्रोजन इलेक्ट्रोड क्या है ? यह कैसे बनाया जाता है ?

अथवा

मानक हाइड्रोजन इलेक्ट्रोड को सचित्र समझाइए (अभिक्रियाओं सहित)।

उत्तर-मानक हाइड्रोजन इलेक्ट्रोड-25°C व एक वायुमण्डल दाब पर मोला