Electrochemistry Class 12 Notes in Hindi: वैद्युतरसायन के सूत्र, सेल और न्यूमेरिकल

ये electrochemistry class 12 notes in Hindi पूरा अध्याय एक जगह समेटते हैं।

वैद्युतरसायन रासायनिक अभिक्रिया को बिजली से जोड़ता है, इसलिए इसमें सिद्धांत और न्यूमेरिकल दोनों हैं।

CBSE सिद्धांत पेपर में इस अध्याय के लगभग 9 अंक आते हैं।

सबसे पहले सेल के प्रकार और नर्न्स्ट समीकरण सीखिए।

फिर चालकता और फैराडे के नियमों का अभ्यास कीजिए, क्योंकि ज़्यादातर न्यूमेरिकल इन्हीं से बनते हैं।

Electrochemistry Class 12 Notes in Hindi: गैल्वेनिक और विद्युत अपघटनी सेल

गैल्वेनिक सेल स्वतः रेडॉक्स अभिक्रिया की ऊर्जा को बिजली में बदलता है।

डेनियल सेल इसका मानक उदाहरण है।

उसमें ज़िंक सल्फेट में ज़िंक इलेक्ट्रोड होता है और कॉपर सल्फेट में कॉपर इलेक्ट्रोड।

लवण सेतु दोनों अर्ध-सेलों को जोड़ता है।

ज़िंक एनोड पर ऑक्सीकृत होता है, इसलिए इलेक्ट्रॉन तार से कॉपर कैथोड की ओर चलते हैं।

साथ ही लवण सेतु दोनों विलयनों को विद्युत रूप से उदासीन रखता है।

विद्युत अपघटनी सेल उलटे ढंग से काम करता है।

यहाँ बाहरी स्रोत अस्वतः अभिक्रिया को मजबूर करता है, इसलिए एनोड धनात्मक और कैथोड ऋणात्मक होता है।

इसलिए याद रखिए कि दोनों सेलों में इलेक्ट्रोड का चिह्न बदलता है, पर ऑक्सीकरण फिर भी एनोड पर होता है।

विशेषता	गैल्वेनिक सेल	विद्युत अपघटनी सेल
ऊर्जा परिवर्तन	रासायनिक से विद्युत	विद्युत से रासायनिक
अभिक्रिया	स्वतः	अस्वतः
एनोड का चिह्न	ऋणात्मक	धनात्मक
कैथोड का चिह्न	धनात्मक	ऋणात्मक

इलेक्ट्रोड विभव और सेल विभव

हर अर्ध-सेल का एक इलेक्ट्रोड विभव होता है।

मानक हाइड्रोजन इलेक्ट्रोड संदर्भ है, और परिभाषा से उसका विभव शून्य है।

धनात्मक E° का अर्थ है कि वह स्पीशीज़ हाइड्रोजन से आसानी से अपचयित होती है।

इसलिए बड़ा E° मज़बूत ऑक्सीकारक बताता है।

मानक सेल विभव E°सेल = E°कैथोड − E°एनोड होता है।

अगर E°सेल धनात्मक है, तो अभिक्रिया स्वतः है।

साथ ही सेल संकेत में एनोड बाईं ओर और कैथोड दाईं ओर लिखा जाता है, जैसे Zn | Zn²⁺ || Cu²⁺ | Cu।

नर्न्स्ट समीकरण

अभिक्रिया aA + bB → cC + dD के लिए नर्न्स्ट समीकरण E = E° − (RT/nF) ln Q है।

298 K पर यह E = E° − (0.0591/n) log Q बन जाता है।

यहाँ n स्थानांतरित इलेक्ट्रॉनों की संख्या है, और Q अभिक्रिया भागफल है।

साम्य पर E शून्य होता है, इसलिए E° = (0.0591/n) log K मिलता है।

यह समीकरण ऊष्मागतिकी से भी जुड़ता है।

चूँकि ΔG° = −nFE° है, धनात्मक E° का अर्थ है ऋणात्मक ΔG°।

इसी तरह ΔG° = −RT ln K सेल को साम्य स्थिरांक से जोड़ता है।

न्यूमेरिकल में F = 96,500 C mol⁻¹ लीजिए।

विद्युत अपघट्य विलयनों की चालकता

प्रतिरोध R और चालकत्व G एक-दूसरे के व्युत्क्रम हैं, इसलिए G = 1/R होता है।

चालकता κ विलयन के इकाई घन का चालकत्व है, और κ = G × (l/A) होती है।

अनुपात l/A को सेल स्थिरांक कहते हैं।

मोलर चालकता Λm = κ × 1000 / M है, जहाँ M मोलरता है।

प्रबल विद्युत अपघट्य के लिए तनुता बढ़ने पर Λm धीरे-धीरे बढ़ती है।

परंतु दुर्बल विद्युत अपघट्य में उच्च तनुता पर Λm तेज़ी से बढ़ती है, क्योंकि आयनन बढ़ता है।

डेबाई–हकल–ऑनसागर ने प्रबल अपघट्य के लिए Λm = Λ°m − A√c दिया।

इसलिए Λm और √c का आलेख सरल रेखा होता है, और उसका अंतःखंड Λ°m देता है।

कोलराउश का नियम

कोलराउश का नियम कहता है कि अपघट्य की सीमांत मोलर चालकता उसके धनायन और ऋणायन की सीमांत आयनिक चालकताओं का योग है।

परिणामस्वरूप आप प्रबल अपघट्यों से दुर्बल अपघट्य का Λ°m निकाल सकते हैं।

ऐसीटिक अम्ल के लिए Λ°m(CH₃COOH) = Λ°m(CH₃COONa) + Λ°m(HCl) − Λ°m(NaCl) होता है।

यह नियम वियोजन की मात्रा भी देता है, α = Λm / Λ°m।

फिर Ka = cα² / (1 − α) मिलता है।

इसलिए आयनिक चालकताओं की एक सारणी कई प्रश्न हल कर देती है।

विद्युत अपघटन और फैराडे के नियम

फैराडे का पहला नियम कहता है कि जमा द्रव्यमान प्रवाहित आवेश के अनुपाती है, इसलिए m = Z × I × t होता है।

दूसरा नियम कहता है कि समान आवेश से जमा द्रव्यमान तुल्यांकी भार के अनुपात में होते हैं।

व्यवहार में यह श्रृंखला अपनाइए: आवेश Q = I × t, फिर इलेक्ट्रॉनों के मोल = Q / 96,500, फिर अर्ध-अभिक्रिया से पदार्थ के मोल।

विद्युत अपघटन का उत्पाद इलेक्ट्रोड और अपघट्य पर निर्भर करता है।

गलित सोडियम क्लोराइड सोडियम और क्लोरीन देता है।

परंतु जलीय सोडियम क्लोराइड कैथोड पर हाइड्रोजन और एनोड पर क्लोरीन देता है।

जलीय विलयन में जल भी प्रतिस्पर्धा करता है, इसलिए निर्णय के लिए इलेक्ट्रोड विभवों की तुलना कीजिए।

बैटरी और ईंधन सेल

प्राथमिक बैटरी, जैसे शुष्क सेल, दोबारा आवेशित नहीं हो सकती।

द्वितीयक बैटरी, जैसे लेड संचायक, दोबारा आवेशित हो सकती है।

लेड संचायक में लेड एनोड, लेड डाइऑक्साइड कैथोड और सल्फ्यूरिक अम्ल होता है।

उसकी निर्वहन अभिक्रिया दोनों प्लेटों पर लेड सल्फेट बनाती है।

ईंधन सेल ईंधन की ऊर्जा को सीधे बिजली में बदलता है।

हाइड्रोजन–ऑक्सीजन ईंधन सेल की दक्षता लगभग 70 प्रतिशत है, और उसका केवल उत्पाद जल है।

ईंधन मिलता रहे तो वह कभी खत्म नहीं होता, इसलिए वह अंतरिक्ष अभियानों में अच्छा काम करता है।

संक्षारण

संक्षारण हवा और नमी से धातुओं का धीरे-धीरे क्षय है, और लोहे का जंग लगना इसका आम उदाहरण है।

यह विद्युत रासायनिक प्रक्रिया है: लोहा एनोड बनकर इलेक्ट्रॉन खोता है, जबकि दूसरी जगह ऑक्सीजन अपचयित होती है।

अंत में जलयोजित आयरन(III) ऑक्साइड जंग के रूप में बनता है।

रोकथाम के तरीकों में पेंट करना, लोहे पर ज़िंक चढ़ाने वाला गैल्वनीकरण और अधिक अभिक्रियाशील धातु से कैथोडिक सुरक्षा शामिल हैं।

जहाज़ों और पाइपलाइनों में बलिदानी एनोड भी लगाए जाते हैं।

न्यूमेरिकल कैसे हल करें

• सबसे पहले अर्ध-अभिक्रियाएँ लिखिए, और उनसे n निकालिए।
• E°सेल = E°कैथोड − E°एनोड लगाइए, और चिह्न जाँचिए।
• Q ध्यान से लिखिए, क्योंकि शुद्ध ठोस और द्रव उसमें नहीं आते।
• प्रतिस्थापन से पहले इकाइयाँ बदलिए: मोलरता के लिए लीटर और समय के लिए सेकंड।
• अंत में जाँचिए कि उत्तर की इकाई सही है और मान तर्कसंगत है।

इस अध्याय में आम गलतियाँ

• कई विद्यार्थी सेल आरेख में एनोड और कैथोड बदल देते हैं, इसलिए E°सेल का चिह्न उलट जाता है।
• कुछ लोग E° को स्टॉइकियोमीट्रिक गुणांक से गुणा कर देते हैं, जबकि E° गहन गुण है और उसे गुणा नहीं करते।
• कुछ लोग n जाँचे बिना ΔG° = −nFE° लगा देते हैं।
• कोलराउश के प्रश्नों में विद्यार्थी अक्सर Λm और Λ°m मिला देते हैं।

तीन दिन का रिवीजन प्लान

पहला दिन सेल और नर्न्स्ट समीकरण को दीजिए, और दूसरा दिन चालकता और कोलराउश नियम को।

फिर तीसरे दिन फैराडे के नियम और बैटरी पढ़िए।

उसके बाद NCERT अभ्यास के दस न्यूमेरिकल हल कीजिए।

उसी सप्ताह भौतिकी के लिए कक्षा 12 भौतिकी नोट्स पढ़िए।

आप रसायन श्रेणी, कक्षा 11–12 नोट्स हब और टालमटोल कैसे रोकें भी देख सकते हैं।

समापन

Electrochemistry class 12 notes in Hindi तब सबसे अच्छे काम आते हैं, जब हर सूत्र के साथ एक हल किया न्यूमेरिकल जुड़ा हो।

नर्न्स्ट समीकरण और फैराडे की श्रृंखला एक पन्ने पर रखिए और रोज़ दोहराइए।

फिर रसायन श्रेणी देखिए, या The Note होमपेज पर लौटिए।