nernst equation at 25 c

Write nernst equation – class 12 ( in Hindi) |What is reduction-oxidation – Redox reaction |nernst equation for electrode potential | what is q in nernst equation

प्रश्न 1. अपचयन-उपचयन अथवा रिडॉक्स अभिक्रिया किसे कहते हैं?
(What is reduction-oxidation or Redox reaction?)

उत्तर -इलेक्ट्रॉनिक धारणा के अनुसार-अपचयन (reduction) वह रासायनिक प्रक्रम है जिसमें कोई पदार्थ इलेक्ट्रॉन ग्रहण कर लेता है। जो पदार्थ इलेक्ट्रॉन ग्रहण करता है वह अपचयित हुआ (reduced) होता है और यह ऑक्सीकारक (oxidising agent) कहलाता है। उदाहरणार्थ-कॉपर (क्यूप्रिक) आयन इलेक्ट्रॉन ग्रहण करता है और अपचयित होकर धात्वीय कॉपर बनाता है।

Cu²⁺(aq) +2e →2Cu(s) …अपचयन अर्द्ध-अभिक्रिया

इलेक्ट्रॉनिक धारणा के अनुसार-ऑक्सीकरण ( उपचयन- oxidation) वह रासायनिक प्रक्रम है जिसमें किसी पदार्थ से इलेक्ट्रॉन घट या निकल जाते हैं। जो पदार्थ इलेक्ट्रॉन खो देता है वह ऑक्सीकृत हुआ (oxidised) होता है और इसे अपचायक (reducing agent) कहते हैं। उदाहरणार्थ-जब एक जिंक छड़ को कॉपर सल्फेट के विलयन में डुबोया जाता है तो यह इलेक्ट्रॉन खोकर स्वयं जिंक आयन में ऑक्सीकृत हो जाता है।

Zn(s) →Zn²⁺ (aq) +2e …ऑक्सीकरण अर्द्ध-अभिक्रिया

दो परस्पर सम्बन्धित अर्द्ध-अभिक्रियाओं को जोड़ने पर प्राप्त सम्पूर्ण अभिक्रिया को रिडॉक्स अभिक्रिया कहते हैं।

उदाहरणार्थ – Zn(s) + Cu²⁺ (aq) → Zn²⁺ (aq) + Cu(s)

एक रिडॉक्स अभिक्रिया है।

इस अभिक्रिया में विद्युत ऊर्जा उत्पन्न नहीं होती; क्योंकि जो इलेक्ट्रॉन ऑक्सीकरण में निकलते हैं, वे अपचयन में प्रयुक्त हो जाते हैं। रिडॉक्स अभिक्रिया में ऊर्जा ऊष्मा के रूप में निकलती है।

प्रश्न 2. विद्युत रासायनिक श्रेणी पर टिप्पणी लिखिए।
Write note on electro-chemical series.

उत्तर– विभिन्न धातुओं को उनकी रासायनिक सक्रियता के आधार पर जिस श्रेणी में व्यवस्थित किया गया है, उसे विद्युतरासायनिक श्रेणी (electro-chemical series) कहते हैं। इस श्रेणी में धातुओं की वैद्युत धनात्मकता एवं रासायनिक सक्रियता ऊपर से नीचे की ओर कम होती जाती है। अत: इस श्रेणी में अपचायक (reducing agents) अपने घटते क्रम में ऊपर से नीचे को और ऑक्सीकारक (oxidising agents) अपने बढ़ते क्रम में ऊपर से नीचे श्रेणीबद्ध होते हैं।

प्रश्न 3. मानक इलेक्ट्रोड विभव क्या है? इसके लिए नर्स्ट (Nernst) समीकरण की व्युत्पत्ति कीजिए। (UPBTE 2013)

(What is standard electrode potential? Derive Nernst equation for it.)
अथवा
मानक इलेक्ट्रोड विभव क्या है?इलेक्ट्रोड विभव की गणना के लिए नर्स्ट (Nernst) समीकरण दीजिए। (UPBTE 2015)
(What is stand electrode potential? Give Nernst equation for the calculation of electrode potential.)

उत्तर– जब किसी धातु की छड़ को 25°C पर धातु के अपने ही लवण के ऐसे विलयन जिसमें धातु के आयनों की सान्द्रता एक मोलर हो, रखा जाता है तो जो विभवान्तर उत्पन्न होता है, उसे मानक इलेक्ट्रोड विभव (E°) कहते हैं। विभिन्न धातुओं के इलेक्ट्रोड विभवों की तुलना मानक इलेक्ट्रोड विभव (E°) से करते हैं।Write nernst equation

नर्स्ट समीकरण Nernst Equation – जब किसी धातु (M) को उसके किसी लवण के जलीय विलयन में डुबोया जाता तब धातु (M) तथा उसके विलयन में उपस्थित आयन (Mⁿ⁺ ) के बीच अपचयन की अभिक्रिया मानते हुए निम्न साम्यावस्था स्थापित रहती है

           Mn+(aq) + ne- = M(s) 

सेल के e.m.f (electromotive force) के लिये प्रयुक्त नर्स्ट समीकरण के अनुसार, उपरोक्त इलेक्ट्रोड अभिक्रिया के लिये, इलेक्ट्रोड विभव [E_(Mⁿ⁺/M) ] अग्र प्रकार लिखा जा सकता

E_(Mⁿ⁺/M)=E°_(Mⁿ⁺/M)-RT/nF In[M_s]/[Mⁿ⁺]

E_(Mⁿ⁺/M)=सेल का e.m.f.,
E°_Cell =सेल का मानक
[M] = धातु M की सान्द्रता,इलेक्ट्रोड विभव
[Mⁿ⁺] = Mⁿ⁺ आयन की सान्द्रता।

क्योंकि धातु M ठोस अवस्था में है; अत: मानक अवस्था (standard state)में इसकी सान्द्रता को इकाई माना जा सकता है। इस प्रकार

E_(Mⁿ⁺/M)=E°_(Mⁿ⁺/M)-RT/nF In 1/[Mⁿ⁺]

E_(Mⁿ⁺/M)=E°_(Mⁿ⁺/M)-RT/nF In [Mⁿ⁺]

In को log में परिवर्तित करने पर,

E_(Mⁿ⁺/M)=E°_(Mⁿ⁺/M) +2.303RT /nF log [Mⁿ⁺]
T = 25°C = 298K,
R = 8.314 JK^-1 mol^-1
n = इलेक्ट्रॉन की संख्या,
F = फैराडे नियतांक = 96500 कूलॉम Write nernst equation

E_(Mⁿ⁺/M)=E°_(Mⁿ⁺/M) +2.303×8.314×298 /n96500 log [Mⁿ⁺]

E_(Mⁿ⁺/M)=E°_(Mⁿ⁺/M) +0.059 /n log [Mⁿ⁺]

उपर्युक्त समीकरण ही नेर्स्ट समीकरण है। यहाँ पर n इलेक्ट्रॉन की वह संख्या है जो रिडॉक्स अभिक्रिया में भाग लेते हैं अथवा n को धातु की संयोजकता भी मान सकते हैं।

Write nernst equation

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