Electrochemistry MCQ Quiz in हिन्दी - Objective Question with Answer for Electrochemistry - मुफ्त [PDF] डाउनलोड करें

Last updated on Mar 12, 2025

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Latest Electrochemistry MCQ Objective Questions

Electrochemistry Question 1:

मोलर चालकता के किस पद का उपयोग तब किया जाता है जब विद्युत-अपघट्य की सांद्रता शून्य की ओर अग्रसर होती है?

  1. अनंत मोलर चालकता
  2. शून्य मोलर चालकता
  3. मानक मोलर चालकता
  4. सीमान्त मोलर चालकता

Answer (Detailed Solution Below)

Option 4 : सीमान्त मोलर चालकता

Electrochemistry Question 1 Detailed Solution

अवधारणा:

सीमान्त मोलर चालकता

  • सीमान्त मोलर चालकता (Λm0) अनंत तनुता पर एक विद्युतअपघट्य की मोलर चालकता है, जहाँ विद्युतअपघट्य की सांद्रता शून्य के निकट पहुँच जाती है।
  • यह अधिकतम चालकता का प्रतिनिधित्व करती है जो एक विद्युतअपघट्य विलयन में प्राप्त कर सकता है, क्योंकि आयनों की गति को प्रभावित करने वाली कोई अंतरा-आयनिक अंतःक्रियाएँ नहीं होती हैं।
  • किसी दिए गए विलायक में आयनों के आंतरिक चालकता गुणों को समझने के लिए सीमान्त मोलर चालकता महत्वपूर्ण है।

व्याख्या:

  • जैसे-जैसे इलेक्ट्रोलाइट की सांद्रता कम होती जाती है, आयनों को अन्य आयनों के साथ अंतःक्रिया किए बिना गति करने की अधिक स्वतंत्रता मिलती है।
  • अनंत तनुता (सांद्रता शून्य के निकट पहुँचने पर), मोलर चालकता एक सीमांत मान तक पहुँच जाती है जिसे सीमान्त मोलर चालकता (Λm0) के रूप में जाना जाता है।
  • यह मान प्रत्येक विद्युतअपघट्य के लिए विशिष्ट है और इसका उपयोग विभिन्न विद्युतअपघट्यों के प्रवाहकीय गुणों की तुलना करने के लिए किया जाता है।
  • उदाहरण के लिए, जल में सोडियम क्लोराइड (NaCl) की सीमान्त मोलर चालकता को प्रयोगात्मक रूप से निर्धारित किया जा सकता है और इसका उपयोग अन्य विद्युतअपघट्यों के लिए संदर्भ के रूप में किया जाता है।

इसलिए, जब विद्युतअपघट्य की सांद्रता शून्य के निकट पहुँचती है, तो प्रयुक्त शब्द सीमान्त मोलर चालकता है।

Electrochemistry Question 2:

Comprehension:

गैल्वेनिक सेल स्वतःप्रवर्तित रेडॉक्स अभिक्रिया की कीमत पर विद्युत ऊर्जा उत्पन्न करते हैं। इलेक्ट्रोड सांद्रता सेल में अलग-अलग सांद्रता वाले दो समान इलेक्ट्रोड, या तो इसलिए क्योंकि वे अलग-अलग दाबों पर काम करने वाले गैस इलेक्ट्रोड हैं या इसलिए क्योंकि वे अलग-अलग सांद्रता वाले अमलगम (मरकरी में विलयन) हैं, एक ही विलयन में डुबोए जाते हैं। उदाहरण के लिए, Cl2 के अलग-अलग दाब वाले दो क्लोरीन इलेक्ट्रोड से बना एक सेल एक उदाहरण है:
Pt | Cl2 (P) | HCl(aq) |Cl2(PR) | PtR
जहाँ PL और PR बाएँ और दाएँ इलेक्ट्रोड पर Cl2 दाब हैं

निम्नलिखित सेल आरेख द्वारा निरूपित एक सेल, AgCI की घुलनशीलता गुणनफल को मापने के लिए बनाया गया है।
Ag| Ag+ (aq)|Cl- (aq)|AgCI(s)|Ag
298 K और 1 बार दाब पर Ksp0 (AgCI) है:

दिया गया है
AgCI+e- -> Ag+Cl E° = 0.22 V
Ag+ +e- -> Ag Eº =0.79V

  1. 3.16×10-10
  2. 3.16×10-11
  3. 3.16×10-9
  4. आंकड़े अपर्याप्त

Answer (Detailed Solution Below)

Option 1 : 3.16×10-10

Electrochemistry Question 2 Detailed Solution

ऑक्सीकरण अर्ध-सेल अभिक्रिया:

Ag(s) → Ag+ (aq) + e-

अपचयन अर्ध-सेल अभिक्रिया:

AgCl(s) + e- → Ag(s) + Cl- (aq)

शुद्ध सेल अभिक्रिया:

AgCl(s) → Ag+ (aq) + Cl- (aq)

साम्यावस्था पर:

Ecell = 0 ⇒ Eocell = RTnF ln Ksp

और Eocell = EoCr/AgCl/Ag - EoAg+/Ag

= -0.57 V

Ksp = 10-10 x √10

= 3.16 x 10-10

Electrochemistry Question 3:

Comprehension:

गैल्वेनिक सेल स्वतःप्रवर्तित रेडॉक्स अभिक्रिया की कीमत पर विद्युत ऊर्जा उत्पन्न करते हैं। इलेक्ट्रोड सांद्रता सेल में अलग-अलग सांद्रता वाले दो समान इलेक्ट्रोड, या तो इसलिए क्योंकि वे अलग-अलग दाबों पर काम करने वाले गैस इलेक्ट्रोड हैं या इसलिए क्योंकि वे अलग-अलग सांद्रता वाले अमलगम (मरकरी में विलयन) हैं, एक ही विलयन में डुबोए जाते हैं। उदाहरण के लिए, Cl2 के अलग-अलग दाब वाले दो क्लोरीन इलेक्ट्रोड से बना एक सेल एक उदाहरण है:
Pt | Cl2 (P) | HCl(aq) |Cl2(PR) | PtR
जहाँ PL और PR बाएँ और दाएँ इलेक्ट्रोड पर Cl2 दाब हैं

निम्नलिखित इलेक्ट्रोड सांद्रता सेल के EMF की गणना कीजिए:
Hg-Zn(c,)|Zn2+(aq)/Hg-Zn(C2)
25° C पर। C1 = 2g Zn 100 g per Hg और C2 = 1 g Zn 50 g per Hg 

  1. 0.059 V
  2. 3
  3. 0
  4. आंकड़े अपर्याप्त

Answer (Detailed Solution Below)

Option 3 : 0

Electrochemistry Question 3 Detailed Solution

\( E_{\text{cell}} = E_{\text{cell}}^{\circ} - \frac{RT}{nF} \ln Q \\ E_{\text{cell}} = 0 - \frac{RT}{nF} \ln \left[ \frac{C_2}{C_1} \right] \\ = -\frac{RT}{nF} \ln \left[ \frac{\frac{1}{50}}{\frac{2}{100}} \right] \\ = 0V \)

Electrochemistry Question 4:

0 डिग्री सेल्सियस पर ब्रोमोक्रिसोल बैंगनी संकेतक का वियोजन स्थिरांक 3.981 x 10-7 है। जब इस संकेतक को एक बफर विलयन में मिलाया जाता है, तो इसका रंग 50% क्षारीय रंग और शेष अम्लीय रंग से मेल खाता है। बफर का pH है: [log 3.98 = 0.5999]

  1. 7.40
  2. 3.25
  3. 6.40
  4. 5.40

Answer (Detailed Solution Below)

Option 3 : 6.40

Electrochemistry Question 4 Detailed Solution

संकल्पना:

संकेतक वियोजन और pH गणना

  • किसी संकेतक का वियोजन स्थिरांक (Ka) का उपयोग उस pH को ज्ञात करने के लिए किया जा सकता है जिस पर संकेतक अपने अम्लीय से क्षारीय रूप में 50% संक्रमण दर्शाता है।
  • किसी संकेतक के लिए, 50% रंग संक्रमण पर, [HIn] (अम्लीय रूप) और [In-] (क्षारीय रूप) का अनुपात समान होता है, और इस बिंदु पर pH संकेतक के वियोजन स्थिरांक Ka से संबंधित होता है।
  • किसी संकेतक के वियोजन के लिए:

    HIn ⇌ H+ + In-

    • साम्यावस्था व्यंजक है: Ka = [H+][In-]/[HIn]

व्याख्या:

हेंडरसन-हैसलबाल्च समीकरण किसी विलयन के pH को संकेतक के pKa और अम्लीय और क्षारीय रूपों की सांद्रताओं के अनुपात से संबंधित करता है:

pH = pKa + log([In⁻]/[HIn])

pKa ज्ञात करें:

वियोजन स्थिरांक (Ka) 3.981 x 10⁻⁷ दिया गया है। हम निम्नलिखित संबंध का उपयोग करके pKa की गणना कर सकते हैं:

pKa = -log(Ka)
pKa = -log(3.981 x 10⁻⁷)
pKa ≈ 6.40

अनुपात [In⁻]/[HIn] ज्ञात करें:

  • समस्या बताती है कि रंग 50% क्षारीय रंग और 50% अम्लीय रंग से मेल खाता है। इसका अर्थ है कि क्षारीय और अम्लीय रूपों की सांद्रता समान है:
    • [In⁻] = [HIn]
    • इसलिए, अनुपात [In⁻]/[HIn] = 1.

pH की गणना करें:

हेंडरसन-हैसलबाल्च समीकरण में मान प्रतिस्थापित करें:

pH = pKa + log(1)
pH = 6.40 + 0
pH = 6.40

इसलिए, बफर विलयन का pH 6.40 है, जहाँ संकेतक का 50% अपना क्षारीय रूप दर्शाता है।

Electrochemistry Question 5:

नीचे दो कथन दिए गए हैं: एक को अभिकथन A और दूसरे को कारण R के रूप में लेबल किया गया है।

अभिकथन A: गतिमान सीमा विधि हिटोरफ विधि की तुलना में स्थानांतरण संख्या पर अधिक सटीक डेटा देती है।

कारण R: गतिमान सीमा विधि में, संकेतक विद्युत-अपघट्य में मुख्य विद्युत-अपघट्य के समान ऋणायन होता है और इसके उच्च घनत्व के कारण इसे नीचे रखा जाता है।

उपरोक्त कथनों के आलोक में, नीचे दिए गए विकल्पों में से सबसे उपयुक्त उत्तर चुनें:

  1. A और R दोनों सही हैं और R, A की सही व्याख्या है
  2. A और R दोनों सही हैं लेकिन R, A की सही व्याख्या नहीं है
  3. A सही है लेकिन R सही नहीं है
  4. A सही नहीं है लेकिन R सही है

Answer (Detailed Solution Below)

Option 2 : A और R दोनों सही हैं लेकिन R, A की सही व्याख्या नहीं है

Electrochemistry Question 5 Detailed Solution

संकल्पना:

स्थानांतरण संख्या के लिए गतिमान सीमा विधि और हिटोरफ विधि

  • गतिमान सीमा विधि एक तकनीक है जिसका उपयोग विद्युत अपघट्य विलयन में आयनों की स्थानांतरण संख्या को निर्धारित करने के लिए किया जाता है, दो अलग-अलग विद्युत-अपघट्यों के बीच एक सीमा की गति को देखकर।
  • यह हिटोरफ विधि की तुलना में अधिक सटीक परिणाम प्रदान करती है क्योंकि इसमें इलेक्ट्रोड पर सांद्रता परिवर्तनों के ज्ञान की आवश्यकता नहीं होती है और सीधे आयन गति को अनुरेख करती है।
  • गतिमान सीमा विधि में, मुख्य विद्युत-अपघट्य के समान ऋणायन के साथ एक संकेतक विद्युत-अपघट्य का उपयोग किया जाता है। इस संकेतक को इसके उच्च घनत्व के कारण नीचे रखा जाता है, जिससे एक स्पष्ट सीमा निर्माण सुनिश्चित होता है।

व्याख्या:

  • अभिकथन A: "गतिमान सीमा विधि हिटोरफ विधि की तुलना में स्थानांतरण संख्या पर अधिक सटीक डेटा देती है।"
    • सही है, क्योंकि गतिमान सीमा विधि सीधे आयन गति को मापती है और इलेक्ट्रोड अभिक्रियाओं से होने वाली त्रुटियों से बचती है।
  • कारण R: "गतिमान सीमा विधि में, संकेतक विद्युत-अपघट्य में मुख्य विद्युत-अपघट्य के समान ऋणायन होता है और इसके उच्च घनत्व के कारण इसे नीचे रखा जाता है।"
    • सही है, क्योंकि यह सटीक माप के लिए एक स्थिर और दृश्यमान गतिमान सीमा सुनिश्चित करता है।
  • A और R के बीच संबंध:
    • हालांकि दोनों कथन सही हैं, कारण R सीधे यह नहीं बताता है कि गतिमान सीमा विधि हिटोरफ विधि की तुलना में अधिक सटीक स्थानांतरण संख्या क्यों प्रदान करती है।
    • गतिमान सीमा विधि की सटीकता सीधे आयन गति माप के कारण है, न कि संकेतक विद्युत-अपघट्यों के स्थान के कारण।

उत्तर विकल्पों का विश्लेषण:

  • A और R दोनों सही हैं और R, A की सही व्याख्या है: गलत है, क्योंकि R, A की व्याख्या नहीं करता है।
  • A और R दोनों सही हैं लेकिन R, A की सही व्याख्या नहीं है: सही है, क्योंकि दोनों कथन सत्य हैं लेकिन व्याख्या में असंबंधित हैं।
  • A सही है लेकिन R सही नहीं है: गलत है, क्योंकि R भी सही है।
  • A सही नहीं है लेकिन R सही है: गलत है, क्योंकि A भी सही है।

इसलिए, सही उत्तर है A और R दोनों सही हैं लेकिन R, A की सही व्याख्या नहीं है।

Top Electrochemistry MCQ Objective Questions

ऐसीटिक अम्ल जैसे दुर्बल विद्युत अपघटय के लिए, चालकता (λ), साम्यास्थिरांक (K) तथा सांद्रता (C) के मध्य संबंध को जिस प्रकार व्यक्त कर सकते हैं, वह ______ है। (λ° अनंत तनुता पर चालकता)

  1. \(\frac{1}{\lambda}=\frac{1}{\lambda^\circ}-\frac{C\lambda}{K\lambda^\circ}\)
  2. \(\frac{1}{\lambda}=\frac{1}{\lambda^\circ}-\frac{C\lambda}{K\lambda^{\circ^2}}\)
  3. \(\frac{1}{\lambda^\circ}=\frac{1}{\lambda}-\frac{C\lambda}{K\lambda^{\circ^2}}\)
  4. \(\frac{1}{\lambda}=\frac{C\lambda}{K\lambda^{\circ^2}}\)

Answer (Detailed Solution Below)

Option 2 : \(\frac{1}{\lambda}=\frac{1}{\lambda^\circ}-\frac{C\lambda}{K\lambda^{\circ^2}}\)

Electrochemistry Question 6 Detailed Solution

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अवधारणा:

  • दुर्बल अम्ल एसीटिक अम्ल के लिए, वियोजन दुर्बल होता है।
  • \(CH_{3}COOH\rightleftharpoons CH_{{3}}COO^{-}\, +\, H^{+} \)
  • यदि C एसीटिक अम्ल की प्रारंभिक सांद्रता है और \(\alpha \) वियोजन की मात्रा है, तो अभिक्रिया के लिए साम्य स्थिरांक इस प्रकार व्यक्त किया जा सकता है;
  • \(K\, =\, \frac{C\alpha ^{2}}{1-\alpha } \)
  • \(\alpha \) को \(\alpha =\frac{\lambda }{\lambda ^{0}} \) के रूप में व्यक्त किया जा सकता है।
  • जहाँ, \(\lambda\) और \(\lambda^{0} \) क्रमशः C सांद्रता और शून्य पर चालकताएँ हैं।
  • साम्य स्थिरांक में \(\alpha \) के मान रखने पर, हमें प्राप्त होता है,
  • \(K=\frac{C\lambda ^{2}}{\lambda ^{0}\left ( \lambda ^{0}-\lambda \right )}\)

व्याख्या:

  • हम जानते हैं, \(K=\frac{C\lambda ^{2}}{\lambda ^{0}\left ( \lambda ^{0}-\lambda \right )} \)
  • इसे पुनर्व्यवस्थित करके हम लिख सकते हैं
  • \(\frac{C}{K\lambda ^{0}}=\frac{\lambda ^{0}-\lambda }{\lambda ^{2}} \)
  • दोनों ओर \(\frac{\lambda }{\lambda ^{0}}\) से गुणा करने पर हमें प्राप्त होता है
  • \(\frac{C\lambda }{K\lambda ^{0^{2}}}=\frac{\lambda ^{0}-\lambda }{\lambda\, \lambda ^{0}}=\frac{1}{\lambda }-\frac{1}{\lambda ^{0}} \)
  • इसको आगे पुनर्व्यवस्थित करने पर हमें प्राप्त होता है
  • \(\frac{1}{\lambda}=\frac{1}{\lambda^\circ}+\frac{C\lambda}{K\lambda^{\circ^2}} \)

निष्कर्ष:

एक दुर्बल विद्युतअपघट्य जैसे एसीटिक अम्ल के लिए, चालकता (λ), साम्य स्थिरांक (K) और सांद्रता (C) के बीच संबंध को \(\frac{1}{\lambda}=\frac{1}{\lambda^\circ}+\frac{C\lambda}{K\lambda^{\circ^2}} \) द्वारा व्यक्त किया जा सकता है

एक सेल Cd | CdCl2 || AgCl | Ag; के लिए 27°C पर E°cell = 0.675 V तथा dE°cell/dT = -6.5 × 10-4 VK-1 हैं। अभिक्रिया Cd + 2AgCl → 2Ag + CdCl2 के लिए ΔH (kJ mol-1) का मान जिसके निकटतम है, वह ____ है।

  1. ‐168
  2. ‐123
  3. ‐95
  4. ‐234

Answer (Detailed Solution Below)

Option 1 : ‐168

Electrochemistry Question 7 Detailed Solution

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अवधारणा:

गिब्स हेल्महोल्ट्ज़ समीकरण के अनुसार,

\(\Delta G\, =\, \Delta H\, -\, T\Delta S \)

\(\Delta G\, =\, -nFE \)

\(\Delta S\, =\, -\frac{d}{dT}\, \left ( \Delta G/\Delta T \right )\, =\, nF\, \frac{dE}{dT} \)

\(\frac{dE}{dT}\, =\, \frac{E_{2}-E_{1}}{T_{2}-T_{1}}\)= सेल का तापमान गुणांक

जहाँ,

\(\Delta G,\, \Delta H,\, \Delta S \) मुक्त ऊर्जा में परिवर्तन, एन्थैल्पी में परिवर्तन और एंट्रॉपी में परिवर्तन हैं।

E1, E2 तापमान T1 और T2 पर सेल के emf हैं।

n सेल अभिक्रिया में इलेक्ट्रॉनों की संख्या है, F फैराडे है अर्थात 96485 C. mol-1

व्याख्या:

दिया गया है,

E0 = 0.675 V, \(\frac{dE^{0}}{dT}\)= -6.5\(\times\)10-4 V K-1, T = 27 0C = 300 K

\(\Delta G^{0}\, =\, -nFE^{0} \)

= -2 \(\times\) 96485 \(\times\) 0.675

= -130.25 kJ

अभिक्रिया Cd + 2AgCl → 2Ag + CdCl2 के लिए n=2

\(\Delta S\, =\, nF\, \frac{dE}{dT}\)

= 2 \(\times\) 96485 \(\times\) (-6.5\(\times\)10-4)

= -0.125 kJ

\(\Delta H\, = \Delta G\, +\, T\Delta S \)

= -130.25 + 300 (-0.125)

= -167.75 kJ

निष्कर्ष: -

अभिक्रिया Cd + 2AgCl → 2Ag + CdCl2 के लिए ΔH (kJ mol-1) मान -168 के सबसे करीब है।

सामान्य कांच-इलेक्ट्रोड में, pH > 10 पर, होने वाली क्षारीय त्रुटि जिसके लिए न्यून्तम है, वह है

  1. 0.01 M NaCl
  2. 1.0 M NaCl
  3. 1.0 M LiCl
  4. 1.0 M KCl

Answer (Detailed Solution Below)

Option 4 : 1.0 M KCl

Electrochemistry Question 8 Detailed Solution

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298.15 K पर दिया है: \(E^0_{Fe^{+3_{/Fe}}}\) = -0.04 V; \(E^0_{Fe^{+2_{/Fe}}}\) = 0.44 V.
इसी तापमान पर \(E^0_{Fe^{+3_{/Fe}2+}}\) है

  1. 1.24 V
  2. 1.00 V
  3. 0.40 V
  4. 0.76 V

Answer (Detailed Solution Below)

Option 4 : 0.76 V

Electrochemistry Question 9 Detailed Solution

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व्याख्या:-

मानक अपचयन विभव:-

  • किसी रासायनिक स्पीशीज का मानक अपचयन विभव, उसके अपचयित होने की प्रवृत्ति का माप है।
  • मानक ऑक्सीकरण विभव, किसी रासायनिक स्पीशीज की ऑक्सीकृत होने की बजाय अपचयित होने की प्रवृत्ति का माप है।
  • फ्लोरीन गैस अत्यधिक विद्युतऋणात्मक होती है और अपनी बाह्यताम कोश को पूरा करने के लिए इलेक्ट्रॉन प्राप्त करना चाहती है।
  • इस कारण से, फ्लोरीन का मानक अपचयन विभव +2.87V है, जो दर्शाता है कि यह इलेक्ट्रॉन प्राप्त करने और अपचयित होने की अधिक संभावना रखता है।

दिया गया है,

\(E^0_{Fe^{+3_{/Fe}}}\) = -0.04 V; \(E^0_{Fe^{+2_{/Fe}}}\) = 0.44 V

Fe+3 (aq) + 3e- → Fe(s) ; E= -0.04 V . . . (i)

साथ ही,

Fe+2 (aq) + 2e- → Fe(s); E = - 0.44 V

Fe(s) Fe+2 (aq) + 2e- ; E = 0.44 V . . . (ii)

अब, समीकरण (i) और (ii) से हमें प्राप्त होता है,

\(E^0_{Fe^{+3_{/Fe}}}=\frac{n_1\times E^0_{Fe^{+3_{/Fe^{+2}}}}+n_2\times E^0_{Fe^{+2_{/Fe}}}}{n}\)

\(E^0_{Fe^{+3_{/Fe}}}=\frac{1\times E^0_{Fe^{+3_{/Fe^{+2}}}}+2\times -0.44}{1+2}\)

\(-0.04=\frac{1\times E^0_{Fe^{+3_{/Fe^{+2}}}} -0.88}{3}\)

\( E^0_{Fe^{+3_{/Fe^{+2}}}}=-0.04\times3+0.88\)

\( E^0_{Fe^{+3_{/Fe^{+2}}}}=0.76V\)

निष्कर्ष:-

इसलिए, \(E^0_{Fe^{+3_{/Fe}2+}}\) का मान 0.76 V है।

298 K पर किस विद्युत-अपघट्य विलयन की डिबाए-लंबाई न्यूनतम है?

  1. 0.01 M NaCl
  2. 0.01 M Na2SO4
  3. 0.01 M CuCl2
  4. 0.01 M LaCl3

Answer (Detailed Solution Below)

Option 4 : 0.01 M LaCl3

Electrochemistry Question 10 Detailed Solution

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अवधारणा:

डिबाए लंबाई एक विद्युत्-अपघट्य विलयन में स्थिरवैद्युत बलों की सीमा की एक माप है। यह विलयन की आयनिक सामर्थ्य के वर्गमूल के व्युत्क्रमानुपाती होता है। आयनिक सामर्थ्य विलयन में आयनों की सांद्रता की माप है

किसी विलयन की आयनिक सामर्थ्य की गणना इस प्रकार की जाती है:

\(I = 1/2 Σ z^2 c\)

जहाँ: I आयनिक सामर्थ्य है, z आयन का आवेश है और c मोल प्रति लीटर में आयन की सांद्रता है।

स्पष्टीकरण: 

डिबाए लंबाई की गणना इस प्रकार की जाती है:

\(\lambda_D = 1/\kappa\)

जहाँ: \(\lambda_D\) डिबाए-लंबाई है और \(\kappa\) डिबाए-हकल स्थिरांक है।

डिबाए-हकल स्थिरांक एक ताप-निर्भर स्थिरांक है, जो विभिन्न विलायकों के लिए अलग-अलग होता है। 298 K पर जल के लिए, डिबाए-हकल स्थिरांक 0.334 nm-1 है।

उपरोक्त समीकरणों का उपयोग करके, हम प्रत्येक विलयन के लिए डिबाई लंबाई की गणना कर सकते हैं।

विलयन आयनिक सामर्थ्य 
डिबाए लंबाई
0.01 M NaCl 0.005 0.51 nm
0.01 M Na2 SO4 0.01 0.33 nm
0.01 M CuCl2 0.0075 0.45 nm
0.01 M LaCl3 0.015 0.28 nm
0.01 M LaCl3 के लिए डिबाए लंबाई सबसे छोटी है। इसलिए, 298 K पर 0.01 M LaClविद्युत-अपघट्य विलयन की डिबाए-लंबाई न्यूनतम है। 

मानक हाइड्रोजन, इलेक्ट्रोड और Ag/AgCl/KCl इलेक्ट्रोड के संयोजन से बने सेल का विभव (V में) जिसके निकटतम है, वह है (दिया है \(\rm E_{(AgCl/{Ag, Cl^{−})}}^{\circ}\) = 0.222 V; तथा KCl की सक्रियता 0.01 मान लीजिए)

  1. 0.197
  2. 0.297
  3. 0.340
  4. 0.440

Answer (Detailed Solution Below)

Option 3 : 0.340

Electrochemistry Question 11 Detailed Solution

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डेर्जागुइन, लैंडाऊ, वर्वे तथा ओवरबीक (DLVO) सिद्धांत के आधार पर, कोलॉइड का स्थायित्व निर्भर करता है

  1. केवल वैद्युत द्विपरत प्रतिकर्षण पर।
  2. केवल वांडर वाल आकर्षण पर।
  3. वैद्युत द्विपरत प्रतिकर्षण तथा वांडर वाल आकर्षण पर।
  4. वैद्युत द्विपरत तथा वांडर वाल आकर्षणों पर।

Answer (Detailed Solution Below)

Option 3 : वैद्युत द्विपरत प्रतिकर्षण तथा वांडर वाल आकर्षण पर।

Electrochemistry Question 12 Detailed Solution

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संकल्पना:

DLVO सिद्धांत और कोलाइडी स्थिरता

  • DLVO सिद्धांत कोलाइडी विज्ञान में एक आधारभूत अवधारणा है, जिसका नाम डेरजागिन, लैंडौ, वर्वे और ओवरबीक के नाम पर रखा गया है। यह दो मुख्य प्रकार की शक्तियों पर विचार करके कोलाइडी परिक्षेपण की स्थिरता की व्याख्या करता है:
    • वान्डर वाल आकर्षण:
      • यह एक लंबी दूरी का आकर्षक बल है जो आणविक स्तर पर द्विध्रुवीय अंतःक्रियाओं के कारण कणों के बीच कार्य करता है। यह कोलाइडी कणों को एक साथ खींचता है, जिससे समूहन होता है।
      • वान्डर वाल आकर्षण तब महत्वपूर्ण हो जाता है जब कण एक-दूसरे के बहुत करीब आ जाते हैं, और यह कणों को एक साथ इकट्ठा होने (अस्थिर कोलाइड) के लिए प्रोत्साहित करता है।
    • विद्युत द्वि-परत प्रतिकर्षण:
      • यह प्रतिकर्षक बल उत्पन्न होता है क्योंकि कोलाइडी कण अक्सर सतह आवेश ले जाते हैं। ये आवेश प्रति-आयनों की एक परत से घिरे होते हैं, जो एक विद्युत द्वि-परत बनाते हैं।
      • जब समान आवेश वाले दो कोलाइडी कण एक-दूसरे के पास आते हैं, तो द्वि-परतें अतिव्यापित हो जाती हैं, जिससे एक प्रतिकर्षक बल बनता है जो समूहन को रोकता है। यह बल कोलाइडी कणों को अलग रखकर उन्हें स्थिर करने के लिए जिम्मेदार है।

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  • λB बिजरम लंबाई है, जो वह दूरी है जिस पर दो प्राथमिक आवेशों के बीच स्थिर वैद्युत अंतःक्रिया ऊष्मीय ऊर्जा के बराबर होती है।
  • U कणों के बीच अंतःक्रिया की संभावित ऊर्जा है।
  • e ≈ 2.71828 यूलर की संख्या है, जो घातीय क्षय कार्यों को व्यक्त करने में महत्वपूर्ण है।
  • κ डेबाई-ह्यूकेल स्क्रीनिंग लंबाई का व्युत्क्रम है (जिसे λD−1 भी दर्शाया जाता है), जो एक विद्युत-अपघट्य में स्थिर वैद्युत अंतःक्रियाओं की सीमा को दर्शाता है।
  • κ2 = 4πλBn, जहाँ n विलयन में एकलसंयोजी आयनों की सांद्रता है, स्थिरवैद्युत आवरण का सामर्थ्य निर्धारित करता है।
  • β−1 = kBT ऊष्मीय ऊर्जा पैमाना है, जहाँ kB बोल्ट्जमैन स्थिरांक है और T पूर्ण तापमान है।

व्याख्या:

  • DLVO सिद्धांत वांडर वाल आकर्षक बलों के बीच संतुलन का वर्णन करता है, जो कोलाइडी कणों को एकत्रित करने का प्रयास करते हैं, और विद्युत द्वि-परत से प्रतिकर्षक बल, जो कणों को अलग रखने का प्रयास करते हैं।
  • जब प्रतिकर्षक बल (विद्युत द्वि-परत) आकर्षक बलों (वान्डर वाल) से अधिक प्रबल होते हैं, तो कोलाइड स्थिर रहता है, जिसका अर्थ है कि कण आपस में चिपकते नहीं हैं।
  • यदि आकर्षक वांडर वाल बल प्रबल हो जाते हैं, तो वे प्रतिकर्षक बलों पर हावी हो जाते हैं, जिससे कोलाइडी अस्थिरता होती है जहाँ कण एकत्रित होते हैं।
  • एक कोलाइड की समग्र स्थिरता इन दो विरोधी बलों के बीच परस्पर क्रिया पर निर्भर करती है। इसलिए, कोलाइड के व्यवहार को निर्धारित करने के लिए वांडर वाल आकर्षण और विद्युत द्वि-परत प्रतिकर्षण दोनों पर विचार किया जाना चाहिए।

निष्कर्ष:

सही उत्तर विकल्प 3 है: विद्युत द्वि-परत प्रतिकर्षण और वांडर वाल आकर्षण।

Ni(NO3)2 के विलयन में 0.1 फैराडे का विद्युत का प्रवाह करते हुए Pt - इलेक्ट्राड के बीच इलेक्ट्रोलायज करने पर कैथोड पर कितना मोल Ni जमा होगा?

  1. 0.10
  2. 0.05
  3. 0.20
  4. 0.15

Answer (Detailed Solution Below)

Option 2 : 0.05

Electrochemistry Question 13 Detailed Solution

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अवधारणा:

इलेक्ट्रोलिसिस और फैराडे के नियम

  • फैराडे के विद्युत-अपघटन के प्रथम नियम के अनुसार, किसी इलेक्ट्रोड पर जमा या मुक्त पदार्थ की मात्रा, विद्युत अपघट्य से होकर गुजरने वाली विद्युत (फैराडे में) की मात्रा के समानुपाती होती है।
  • निक्षेपित धातु के मोलों की संख्या निम्न प्रकार दी जाती है:
    \(\text{Moles deposited} = \frac{\text{Electricity (Faradays)}}{\text{n-factor of metal}}\) ,
  • जहाँ "n-फैक्टर" अपचयन प्रक्रिया में प्रति आयन शामिल इलेक्ट्रॉनों की संख्या है।

स्पष्टीकरण:

  • विलयन में Ni2+ के लिए, अपचयन अभिक्रिया इस प्रकार है:
    \(\text{Ni}^{2+} + 2e^- \rightarrow \text{Ni (s)}\)
  • Ni के लिए n-कारक 2 है क्योंकि Ni2+ को Ni (s) में अपचयित करने के लिए 2 इलेक्ट्रॉनों की आवश्यकता होती है।
  • दिया गया है कि 0.1 फैराडे बिजली का उपयोग किया जाता है:
    • जमा Ni के मोल = \(\frac{0.1}{2} = 0.05 \, \text{moles}\)

सही उत्तर 0.05 है।

298K तथा 1 बार पर निम्नलिखित सेल के सेल विभव का (V में) क्या मान है?

Zn(s)|ZnBr2(aq, 0.20 mol/kg) ||AgBr(s)|Ag(s)|Cu

(दिया है \(E^0_{zn^{+2}/zn}\) = -0.762V, \(E^0_{AgBr/Ag}\) = +0.730V, और माने ZnBr2 विलयन का γ± = 0.462)?

  1. 0.298
  2. 2.198
  3. 0.531
  4. 1.566

Answer (Detailed Solution Below)

Option 4 : 1.566

Electrochemistry Question 14 Detailed Solution

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संकल्पना:-

  • नेर्न्स्ट समीकरण इलेक्ट्रोड विभव और विद्युत-अपघट्य विलयन की आयनिक सांद्रता के बीच संबंध देता है।
  • एक इलेक्ट्रोड Mn+|M पर होने वाले अपचयन के लिए

Mn+ + ne- → M (s)

E = Eº - \(\frac{RT}{nF}ln\frac{[M]}{[M^{n+}]}\)

E = Eº + \(\frac{RT}{nF}ln{[M^{n+}]}\) (शुद्ध ठोस और द्रव की मोलर सांद्रता को एकता के रूप में लिया जाता है)

E = Eº + \(\frac{0.0591}{n}log{[M^{n+}]}\) 25ºC पर

जहां, n अभिक्रिया में आदान-प्रदान किए गए इलेक्ट्रॉनों की संख्या है।

  • प्रत्येक आयनों की क्रियाशीलता और विलेय की सांद्रता के बीच संबंध है,

\(a_+ = \gamma _+(C_m)_+\).............(ii)​

जहां a+ धनायन की क्रियाशीलता है,

\(\gamma _+\) धनायन का क्रियाशीलता गुणांक है,

\((C_m)_+\) धनायन की सांद्रता है.

व्याख्या:-

  • दिया गया विद्युत रासायनिक सेल है,

Zn(s)|ZnBr2(aq, 0.20 mol/kg) ||AgBr(s)|Ag(s)|Cu

  • संबंधित सेल अभिक्रिया है

2 AgBr(s) + Zn(s) → 2Ag(s) + ZnBr2 (aq)

​ऐनोड पर अभिक्रिया:

Zn → Zn+2 + 2e-

​कैथोड पर अभिक्रिया:

AgBr(s) + e- → Ag(s) + Br-

  • सेल के लिए,

\(E^{o}\) = \(E^0_{AgBr/Ag}\) - \(E^0_{zn^{+2}/zn}\)

= +0.730V - ( -0.762V)

= 1.492 V

  • सेल का EMF होगा,

E = \(E^{o}\) - \(\frac{RT}{nF}ln\frac{a_{Ag}\times a_{ZnBr_2}}{a_{AgBr}^2 \times a_{Ag}}\)

E = 1.492 V - \(\frac{0.059}{2}ln\frac{a_{ZnBr_2}}{a_{AgBr}^2}\)

E = 1.492 V - (-0.074) (γ± of ZnBr2 solution = 0.462)

or, E = 1.566 V

निष्कर्ष:-

इसलिए, निम्नलिखित सेल के लिए 298 K और 1 बार पर सेल विभव (V में) 1.566 है

विद्युत रासायनिक सेल Ag|AgCl|MCl(0.01 M)|MCl(0.02 M)|AgCl∣Ag, के लिए संधि विभव सर्वाधिक है जब M+ है

  1. H+
  2. Li+
  3. Na+
  4. K+

Answer (Detailed Solution Below)

Option 1 : H+

Electrochemistry Question 15 Detailed Solution

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