Electrochemical cells Questions in Gujarati

(D) વિદ્યુતરાસાયણિક કોષનો આંતરિક અવરોધ વિદ્યુતવિભાજ્યના સ્વભાવ,વિદ્યુતવિભાજ્યની સાંદ્રતા,તાપમાન અને વિદ્યુતધ્રુવો વચ્ચેના અંતર દ્વારા નક્કી થાય છે. તે કોષના $e.m.f.$ થી સ્વતંત્ર છે. તેથી,સાચો વિકલ્પ $(D)$ છે.

(D) જે પ્રક્રિયા પોતાની મેળે થતી નથી અને ચોક્કસ દિશામાં આગળ વધવા માટે બહારની મદદની જરૂર પડે છે,તેને બિન-સ્વયંભૂ પ્રક્રિયા કહેવામાં આવે છે.
$A$. $CuSO_4$ નું પાણીમાં ઓગળવું એ સ્વયંભૂ પ્રક્રિયા છે.
$B$. $H_2$ અને $O_2$ વચ્ચેની પ્રક્રિયાથી પાણી બનવું એ સ્વયંભૂ પ્રક્રિયા છે.
$C$. પાણીનું પહાડ પરથી નીચે વહેવું એ ગુરુત્વાકર્ષણને કારણે સ્વયંભૂ પ્રક્રિયા છે.
$D$. વિદ્યુત પ્રવાહનું નીચા સ્થિતિમાનથી ઊંચા સ્થિતિમાન તરફ વહેવું એ બિન-સ્વયંભૂ પ્રક્રિયા છે કારણ કે તેને સ્થિતિમાનના તફાવતને દૂર કરવા માટે બાહ્ય પાવર સ્ત્રોત (જેમ કે બેટરી) ની જરૂર પડે છે.

(C) જે ધાતુઓ વિદ્યુતરાસાયણિક શ્રેણીમાં હાઇડ્રોજનની નીચે આવેલી છે,તે મંદ એસિડમાંથી હાઇડ્રોજનને મુક્ત કરી શકતી નથી.
$Hg$ (પારો) વિદ્યુતરાસાયણિક શ્રેણીમાં હાઇડ્રોજનની નીચે આવે છે,જ્યારે $Ba$,$Pb$ અને $Sn$ હાઇડ્રોજનની ઉપર આવે છે.
તેથી,$Hg$ હાઇડ્રોજનને મુક્ત કરશે નહીં.

(B) $Pb$ ધાતુનો ઉપયોગ સેકન્ડરી સેલમાં થાય છે,જે લેડ સ્ટોરેજ બેટરી છે.
બેટરીમાં થતી કુલ પ્રક્રિયા: $Pb_{(s)} + PbO_{2(s)} + 2H_{2}SO_{4(aq)} \rightarrow 2PbSO_{4(s)} + 2H_{2}O_{(l)}$

(C) લેડ સ્ટોરેજ સેલ (અથવા લેડ-એસિડ બેટરી) માં ઇલેક્ટ્રોલાઇટ તરીકે $H_2SO_4$ (સલ્ફ્યુરિક એસિડ) ના જલીય દ્રાવણનો ઉપયોગ થાય છે.
ડિસ્ચાર્જ પ્રક્રિયા દરમિયાન,લેડ એનોડનું ઓક્સિડેશન થઈને $PbSO_4$ બને છે અને લેડ ડાયોક્સાઇડ કેથોડનું રિડક્શન થઈને $PbSO_4$ બને છે,જેમાં સલ્ફ્યુરિક એસિડ વપરાય છે.

(A) કોપર ધાતુ $(Cu)$ તેના કરતા ઓછી સક્રિય ધાતુઓને તેમના ક્ષારના દ્રાવણમાંથી વિસ્થાપિત કરી શકે છે.
સક્રિયતા શ્રેણી મુજબ,$Cu$ એ $Ag$ કરતા વધુ સક્રિય છે પરંતુ $Zn$,$Ba$ અને $Na$ કરતા ઓછી સક્રિય છે.
જ્યારે $Cu$ ને $AgNO_3$ ના દ્રાવણમાં ઉમેરવામાં આવે છે,ત્યારે નીચે મુજબની વિસ્થાપન પ્રક્રિયા થાય છે:
$Cu(s) + 2AgNO_3(aq) \to Cu(NO_3)_2(aq) + 2Ag(s)$
દ્રાવણમાં $Cu(NO_3)_2$ બનવાને કારણે દ્રાવણનો રંગ વાદળી થાય છે.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $A$ છે.

(D) ઇલેક્ટ્રોલિટીક કોષમાં,બિન-સ્વયંભૂ પ્રતિક્રિયા ચલાવવા માટે બાહ્ય પાવર સ્ત્રોત (જેમ કે બેટરી) નો ઉપયોગ થાય છે.
બાહ્ય સ્ત્રોત દ્વારા ઇલેક્ટ્રોનને કેથોડમાં પમ્પ કરવામાં આવે છે,જ્યાં રિડક્શન થાય છે.
એનોડમાંથી ઇલેક્ટ્રોન દૂર કરવામાં આવે છે,જ્યાં ઓક્સિડેશન થાય છે.
તેથી,બાહ્ય સર્કિટમાં ઇલેક્ટ્રોનનો પ્રવાહ એનોડથી કેથોડ તરફ હોય છે.

(B) $Al_2O_3$ ના વિદ્યુતવિભાજન માટેની પ્રક્રિયા એ નિર્માણ પ્રક્રિયાની ઉલટી છે: $\frac{2}{3} Al_2O_3 \to \frac{4}{3} Al + O_2$.
આ પ્રક્રિયા માટે,$\Delta G = +827 \ kJ \ mol^{-1} = 827000 \ J \ mol^{-1}$.
પ્રક્રિયામાં સામેલ ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા ઓક્સિડેશન અવસ્થાના ફેરફાર પરથી ગણવામાં આવે છે: $Al^{3+} + 3e^- \to Al$. અહીં $\frac{4}{3}$ મોલ $Al$ હોવાથી,કુલ ઇલેક્ટ્રોન $n = \frac{4}{3} \times 3 = 4$ થશે.
$\Delta G = -nFE$ સૂત્રનો ઉપયોગ કરતા,જરૂરી લઘુત્તમ emf $E = -\frac{\Delta G}{nF}$ મળે.
$E = -\frac{827000 \ J \ mol^{-1}}{4 \times 96500 \ C \ mol^{-1}} = -2.14 \ V$.
બિન-સ્વયંભૂ પ્રક્રિયા કરવા માટે જરૂરી લઘુત્તમ બાહ્ય પોટેન્શિયલનું મૂલ્ય $2.14 \ V$ છે.

(C) ગેલ્વેનિક કોષમાં,ઇલેક્ટ્રોન બાહ્ય પરિપથ દ્વારા એનોડથી કેથોડ તરફ વહે છે.
એનોડ ($-ve$ ધ્રુવ) પર ઓક્સિડેશન અને કેથોડ ($+ve$ ધ્રુવ) પર રિડક્શન થાય છે.

(D) સાચો જવાબ $(D)$ છે.
હાઇડ્રોજન-ઓક્સિજન ફ્યુઅલ સેલની સૈદ્ધાંતિક કાર્યક્ષમતા લગભગ $95 \%$ છે,પરંતુ વ્યવહારમાં $60-70 \%$ કાર્યક્ષમતા પ્રાપ્ત થઈ છે.
તેથી,$23 \%$ કાર્યક્ષમતા હોવાનું વિધાન ખોટું છે.

(B) સામાન્ય ડ્રાય સેલ (લેક્લાન્શે સેલ) માં:
એનોડ પ્રક્રિયા: $Zn(s) \to Zn^{2+}(aq) + 2e^-$
કેથોડ પ્રક્રિયા: $2MnO_2(s) + Zn^{2+}(aq) + 2e^- \to ZnMn_2O_4(s)$
તેથી,કેથોડ પર થતી પ્રક્રિયા $2MnO_2 + Zn^{2+} + 2e^- \to ZnMn_2O_4$ છે.

(A) $Cu-Zn$ વિદ્યુતરાસાયણિક કોષ (ડેનિયલ કોષ) માં,$Zn$ ઇલેક્ટ્રોડ એનોડ તરીકે અને $Cu$ ઇલેક્ટ્રોડ કેથોડ તરીકે કાર્ય કરે છે.
એનોડ પર ઓક્સિડેશન થાય છે: $Zn(s) \rightarrow Zn^{2+}(aq) + 2e^-$.
કેથોડ પર રિડક્શન થાય છે: $Cu^{2+}(aq) + 2e^- \rightarrow Cu(s)$.
$Cu^{2+}/Cu$ નું પ્રમાણિત રિડક્શન પોટેન્શિયલ $(+0.34 \ V)$ એ $Zn^{2+}/Zn$ $(-0.76 \ V)$ કરતા વધારે હોવાથી,$Cu$ કેથોડ તરીકે કાર્ય કરે છે જ્યાં રિડક્શન થાય છે.

(C) પ્રક્રિયા $2H_{2(g)} + O_{2(g)} \to 2H_2O_{(l)}$ એ હાઇડ્રોજન-ઓક્સિજન ફ્યુઅલ સેલ માટેની એકંદર કોષ પ્રક્રિયા દર્શાવે છે.
આ કોષમાં,વીજળી અને પાણી ઉત્પન્ન કરવા માટે હાઇડ્રોજન અને ઓક્સિજન વાયુઓનો પુરવઠો આપવામાં આવે છે.

(C) ડિસ્ચાર્જ દરમિયાન કુલ કોષ પ્રક્રિયા: $Pb_{(s)} + PbO_{2_{(s)}} + 2H_2SO_{4_{(aq)}} \rightarrow 2PbSO_{4_{(s)}} + 2H_2O_{(l)}$.
ડિસ્ચાર્જ દરમિયાન,$H_2SO_4$ વપરાય છે અને તેની ઘનતા ઘટે છે.
રીચાર્જ દરમિયાન કુલ કોષ પ્રક્રિયા: $2PbSO_{4_{(s)}} + 2H_2O_{(l)} \rightarrow Pb_{(s)} + PbO_{2_{(s)}} + 2H_2SO_{4_{(aq)}}$.
આમ,ચાર્જિંગ પ્રક્રિયા દરમિયાન,$H_2SO_4$ પુનઃઉત્પન્ન થાય છે અને તેની સાંદ્રતા વધે છે.

(B) લેડ સ્ટોરેજ બેટરીને ચાર્જ કરતી વખતે,ઇલેક્ટ્રોડ પરની પ્રક્રિયાઓ નીચે મુજબ છે:
એનોડ: $PbSO_4 + 2e^- \to Pb + SO_4^{2-}$
કેથોડ: $PbSO_4 + 2H_2O \to PbO_2 + 4H^+ + SO_4^{2-} + 2e^-$
બંને પ્રક્રિયાઓમાં $H_2SO_4$ પુનઃઉત્પન્ન થાય છે,જે ઇલેક્ટ્રોલાઇટની સાંદ્રતામાં વધારો કરે છે.

(C) ડ્રાય સેલ (લેકલાન્ચે સેલ) માં,$Zn$ અને $NH_4Cl$ વચ્ચેની પ્રતિક્રિયા નીચે મુજબ છે:
$Zn + 2NH_4Cl \to Zn(NH_3)_2Cl_2 + H_2 \uparrow$
વૈકલ્પિક રીતે,ઇલેક્ટ્રોલાઇટ સાથેની કુલ પ્રતિક્રિયાને આ રીતે દર્શાવી શકાય છે:
$Zn + 2NH_4Cl \to ZnCl_2 + 2NH_3 + H_2 \uparrow$
મુક્ત થતો રંગહીન વાયુ હાઇડ્રોજન $(H_2)$ છે.

(A) ગેલ્વેનિક કોષમાં,એનોડ (જ્યાં ઓક્સિડેશન થાય છે) ને $L.H.S.$ પર અને કેથોડ (જ્યાં રિડક્શન થાય છે) ને $R.H.S.$ પર લખવામાં આવે છે.
આપેલ પ્રક્રિયા માટે: $Zn \to Zn^{2+} + 2e^-$ (એનોડ પર ઓક્સિડેશન) અને $Cu^{2+} + 2e^- \to Cu$ (કેથોડ પર રિડક્શન).
તેથી,કોષનું નિરૂપણ $Zn | Zn^{2+} || Cu^{2+} | Cu$ છે.

(C) સાચો જવાબ $C$ છે.
વિદ્યુતરાસાયણિક કોષની રજૂઆત $Zn | Zn^{2+} || Cu^{2+} | Cu$ માં,ડાબી બાજુ એનોડ (ઋણ વિદ્યુતધ્રુવ) દર્શાવે છે અને જમણી બાજુ કેથોડ (ધન વિદ્યુતધ્રુવ) દર્શાવે છે.
તેથી,$Zn$ ઋણ વિદ્યુતધ્રુવ તરીકે કાર્ય કરે છે જ્યાં ઓક્સિડેશન થાય છે $(Zn \rightarrow Zn^{2+} + 2e^-)$.

(A) ગેલ્વેનિક કોષ એ એક વિદ્યુત રાસાયણિક કોષ છે જે કોષની અંદર થતી સ્વયંભૂ રેડોક્સ પ્રતિક્રિયાઓમાંથી વિદ્યુત ઉર્જા મેળવે છે. તેથી,તે રાસાયણિક ઉર્જાનું વિદ્યુત ઉર્જામાં રૂપાંતર કરે છે. સાચો વિકલ્પ $(A)$ છે.

(B) હાઇડ્રોજન-ઓક્સિજન ફ્યુઅલ સેલમાં,પ્રક્રિયા $2H_2(g) + O_2(g) \rightarrow 2H_2O(l)$ છે.
આ પ્રક્રિયા વિદ્યુત ઉર્જા (પાવર) પૂરી પાડે છે અને ઉત્પન્ન થયેલ પાણીનો ઉપયોગ અવકાશયાત્રીઓ માટે પીવાના પાણી તરીકે થાય છે.
તેથી,સાચો જવાબ $B$ છે.

(B) કોષની પ્રક્રિયા: $Zn_{(s)} + Cu^{2+}_{(aq)} \rightarrow Zn^{2+}_{(aq)} + Cu_{(s)}$.
અહીં,સ્થાનાંતરિત ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા $n = 2$ છે.
પ્રમાણિત કોષ પોટેન્શિયલ $E^0_{cell} = 1.10 \, V$.
કોષ દ્વારા મળતું મહત્તમ કાર્ય $(W_{max})$ એ ગિબ્સ મુક્ત ઉર્જામાં થતા ઘટાડા $(-\Delta G^0)$ જેટલું હોય છે.
સૂત્ર: $W_{max} = nFE^0_{cell}$.
કિંમતો મૂકતા: $W_{max} = 2 \times 96500 \, C/mol \times 1.10 \, V$.
$W_{max} = 212300 \, J/mol$.
$kJ$ માં ફેરવતા: $W_{max} = \frac{212300}{1000} \, kJ = 212.30 \, kJ$.

(B) ગેલ્વેનિક કોષમાં,કેથોડ એ ઇલેક્ટ્રોડ છે જ્યાં રિડક્શન થાય છે.
કોષ $Zn|ZnSO_4||CuSO_4|Cu$ માટે,કેથોડ એ કોપર ઇલેક્ટ્રોડ છે.
કોપર કેથોડ પર થતી રિડક્શન પ્રક્રિયા છે: $Cu^{2+} + 2e^- \to Cu$.

(A) ગેલ્વેનિક કોષમાં,ઓક્સિડેશન અર્ધ-પ્રક્રિયા એનોડ (ડાબી બાજુ) પર થાય છે અને રિડક્શન અર્ધ-પ્રક્રિયા કેથોડ (જમણી બાજુ) પર થાય છે.
આપેલ પ્રક્રિયા છે: $Cu + 2Ag^{+} \to Cu^{+2} + 2Ag$.
ઓક્સિડેશન: $Cu_{(s)} \to Cu^{+2}_{(aq)} + 2e^-$.
રિડક્શન: $2Ag^{+}_{(aq)} + 2e^- \to 2Ag_{(s)}$.
કોષ સંકેત આ રીતે લખાય છે: $\text{Anode} | \text{Anode electrolyte} || \text{Cathode electrolyte} | \text{Cathode}$.
તેથી,સાચી રજૂઆત $Cu_{(s)}|Cu^{+2}_{(aq)}||Ag^{+}_{(aq)}|Ag_{(s)}$ છે.

(B) કોષનું નિરૂપણ $Zn_{(s)} | Zn^{2+}_{(aq)} || Cu^{2+}_{(aq)} | Cu_{(s)}$ એ ડેનિયલ સેલ દર્શાવે છે.
આ વિદ્યુતરાસાયણિક કોષમાં,$Zn$ નો સળિયો $ZnSO_4$ ના દ્રાવણમાં અને $Cu$ નો સળિયો $CuSO_4$ ના દ્રાવણમાં ડૂબાડેલો હોય છે,જે ક્ષાર સેતુ દ્વારા જોડાયેલા હોય છે.

(C) સોલ્ટ-બ્રિજમાં ઇલેક્ટ્રોલાઇટ માટેની મુખ્ય જરૂરિયાત એ છે કે ધન આયન અને ઋણ આયનના વહન આંક (અથવા આયનિક ગતિશીલતા) લગભગ સમાન હોવા જોઈએ.
$KNO_3$ ના દ્રાવણમાં,$K^+$ અને $NO_3^-$ ના આયનિક વેગ લગભગ સમાન હોય છે.
આનાથી જંકશન પોટેન્શિયલ ન્યૂનતમ રહે છે અને બંને હાફ-સેલ વચ્ચે વિદ્યુતીય તટસ્થતા અસરકારક રીતે જળવાઈ રહે છે.
તેથી,વિકલ્પ $(C)$ સાચો છે.

(B) પ્રમાણિત વિદ્યુતરાસાયણિક કોષમાં,જે ઇલેક્ટ્રોડનો રિડક્શન પોટેન્શિયલ ઓછો હોય તે એનોડ તરીકે અને જેનો રિડક્શન પોટેન્શિયલ વધુ હોય તે કેથોડ તરીકે વર્તે છે.
$H_2/H^+$ અને $Cu^{2+}/Cu$ સિસ્ટમ માટે,$Cu^{2+}/Cu$ નો પ્રમાણિત રિડક્શન પોટેન્શિયલ $+0.34 \ V$ છે અને $H^+/H_2$ નો $0.00 \ V$ છે.
$E^{\circ}_{Cu^{2+}/Cu} > E^{\circ}_{H^+/H_2}$ હોવાથી,$Cu$ કેથોડ તરીકે (જ્યાં રિડક્શન થાય છે) અને $H_2$ એનોડ તરીકે (જ્યાં ઓક્સિડેશન થાય છે) વર્તે છે.
તેથી,$H_2$ એનોડ છે અને $Cu$ કેથોડ છે.

(C) આપેલ પ્રક્રિયામાં,$Cu$ ઇલેક્ટ્રોન ગુમાવીને $Cu^{2+}$ બનાવે છે,જે ઓક્સિડેશન પ્રક્રિયા છે.
$Ag^{+}$ ઇલેક્ટ્રોન મેળવીને $Ag$ બનાવે છે,જે રિડક્શન પ્રક્રિયા છે.
તેથી,રિડક્શન અર્ધ-કોષ પ્રક્રિયા $Ag^{+} + e^- \to Ag$ છે.

(A) ગેલ્વેનિક કોષમાં,એનોડ એ ઋણ ઇલેક્ટ્રોડ છે જ્યાં ઓક્સિડેશન થાય છે,અને કેથોડ એ ધન ઇલેક્ટ્રોડ છે જ્યાં રિડક્શન થાય છે.
તેથી,વિધાન '$A$' ખોટું છે કારણ કે એનોડ ઋણ છે,ધન નથી.

(B) લેડ સ્ટોરેજ બેટરીમાં,એનોડ લેડ $(Pb)$ નો બનેલો હોય છે.
ડિસ્ચાર્જ પ્રક્રિયા દરમિયાન,એનોડ પર રહેલા લેડનું ઓક્સિડેશન થાય છે.
ઓક્સિડેશનની અર્ધ-પ્રક્રિયા: $PbO_2(s)+4 H^{+}(aq)+SO_4{ }^{2-}(aq)+2 e^{-} \rightarrow PbSO_4(s)+2 H_2 O(l)$
તેથી,સાચો વિકલ્પ $B$ છે.

(B) ડ્રાય સેલ (લેક્લાન્શે કોષ) માં,ઝિંકનું પાત્ર એનોડ તરીકે કાર્ય કરે છે.
એનોડ પર ઓક્સિડેશન થાય છે,જેમાં ઝિંક ધાતુ ઇલેક્ટ્રોન ગુમાવીને ઝિંક આયનો બનાવે છે.
પ્રક્રિયા છે: $Zn_{(s)} \to Zn^{2+} + 2e^-$.

(C) એનોડ એ એવો ઇલેક્ટ્રોડ છે જ્યાં ઓક્સિડેશન પ્રક્રિયા થાય છે.
ઓક્સિડેશન દરમિયાન,પદાર્થ ઇલેક્ટ્રોન ગુમાવે છે.
તેનાથી વિપરીત,કેથોડ એ એવો ઇલેક્ટ્રોડ છે જ્યાં રિડક્શન પ્રક્રિયા થાય છે,જેમાં ઇલેક્ટ્રોન મેળવવાની પ્રક્રિયા થાય છે.

(D) લેડ સ્ટોરેજ બેટરીના ચાર્જિંગ દરમિયાન,કોષ વિદ્યુતવિભાજ્ય કોષ તરીકે કાર્ય કરે છે.
કેથોડ પર (ચાર્જિંગ દરમિયાન ઋણ ધ્રુવ),રિડક્શન પ્રક્રિયા થાય છે: $PbSO_4(s) + 2e^- \to Pb(s) + SO_4^{2-}(aq)$.
એનોડ પર (ચાર્જિંગ દરમિયાન ધન ધ્રુવ),ઓક્સિડેશન પ્રક્રિયા થાય છે: $PbSO_4(s) + 2H_2O(l) \to PbO_2(s) + SO_4^{2-}(aq) + 4H^{+}(aq) + 2e^-$.
નોંધ: આપેલ વિકલ્પ $(d)$ એ એનોડ પર થતી પ્રક્રિયા દર્શાવે છે.

(B) સાચો જવાબ $(B)$ છે.
ડ્રાય સેલ (લેક્લાન્શે સેલ) માં $MnO_2$ (મેંગેનીઝ ડાયોક્સાઇડ) ડિપોલરાઇઝર તરીકે કાર્ય કરે છે.
તે કેથોડ પર ઉત્પન્ન થતા હાઇડ્રોજન વાયુનું પાણીમાં ઓક્સિડેશન કરવા માટે વપરાય છે,જેથી સેલનું પોલરાઇઝેશન અટકાવી શકાય છે.

(D) સાચો વિકલ્પ $(D)$ છે.
લેડ સ્ટોરેજ બેટરીના ડિસ્ચાર્જ દરમિયાન,રાસાયણિક પ્રક્રિયા નીચે મુજબ છે:
$Pb(s) + PbO_2(s) + 2H_2SO_4(aq) \rightarrow 2PbSO_4(s) + 2H_2O(l)$
સમીકરણમાં દર્શાવ્યા મુજબ,ડિસ્ચાર્જ પ્રક્રિયા દરમિયાન $H_2SO_4$ વપરાય છે.

(D) વિદ્યુતરાસાયણિક શ્રેણી ધાતુઓની સક્રિયતા દર્શાવે છે. વિદ્યુતરાસાયણિક શ્રેણીમાં નીચે રહેલી ધાતુ,શ્રેણીમાં ઉપર રહેલી ધાતુને તેના ક્ષારના દ્રાવણમાંથી વિસ્થાપિત કરી શકતી નથી.
વિદ્યુતરાસાયણિક શ્રેણીમાં $Cu$ એ $Al$ ની નીચે આવેલું હોવાથી,$Cu$ એ $Al$ કરતા ઓછું વિદ્યુત-ધન છે.
તેથી,$Cu$ એ $Al(NO_3)_3$ ના દ્રાવણમાંથી $Al$ ને વિસ્થાપિત કરી શકતું નથી.
આમ,કોઈ પ્રક્રિયા થશે નહીં.

(C) વિદ્યુત-રાસાયણિક કોષમાં,સ્વયંભૂ રેડોક્ષ પ્રક્રિયાઓ દ્વારા રાસાયણિક ઊર્જાનું વિદ્યુત ઊર્જામાં રૂપાંતર થાય છે.

(A) ગેલ્વેનિક કોષમાં ક્ષાર સેતુનો મુખ્ય ઉપયોગ બે અર્ધ-કોષો વચ્ચે આયનોના પ્રવાહને મંજૂરી આપીને વિદ્યુત પરિપથ પૂર્ણ કરવાનો અને દ્રાવણોમાં વિદ્યુત તટસ્થતા જાળવવાનો છે. તેથી,સાચો વિકલ્પ $(A)$ છે.

(D) સાચો જવાબ $D$ છે.
વિદ્યુતરાસાયણિક શ્રેણી મુજબ,$Cu^{2+}/Cu$ નો પ્રમાણિત રિડક્શન પોટેન્શિયલ $E^o = +0.34 \ V$ છે અને $Fe^{2+}/Fe$ નો $E^o = -0.44 \ V$ છે.
$Cu$ નો રિડક્શન પોટેન્શિયલ $Fe$ કરતા વધારે હોવાથી,$Cu$ એ $Fe$ ને તેના ક્ષારના દ્રાવણમાંથી વિસ્થાપિત કરી શકતું નથી.
તેથી,જ્યારે $Cu$ ની પટ્ટીને $FeSO_4$ ના દ્રાવણમાં મૂકવામાં આવે ત્યારે કોઈ પ્રતિક્રિયા થશે નહીં.

(A) ક્ષાર સેતુ સામાન્ય રીતે એવા નિષ્ક્રિય વિદ્યુતવિભાજ્યનો ઉપયોગ કરીને બનાવવામાં આવે છે જેના આયનોના વહન આંક સમાન હોય,જેમ કે $KCl$,$KNO_3$,અથવા $NH_4NO_3$।
$CH_3COOK$ (પોટેશિયમ એસિટેટ) નો ઉપયોગ સામાન્ય રીતે થતો નથી કારણ કે એસિટેટ આયન $(CH_3COO^-)$ જળવિભાજન પામી શકે છે અથવા દ્રાવણમાં રહેલા અન્ય આયનો સાથે પ્રક્રિયા કરી શકે છે,જે કોષના પોટેન્શિયલને અસર કરી શકે છે અથવા અવક્ષેપ પેદા કરી શકે છે.

(D) પ્રમાણિત સંદર્ભ ઇલેક્ટ્રોડ,જેને કેલોમલ ઇલેક્ટ્રોડ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે,તે પારો $(Hg)$,મર્ક્યુરસ ક્લોરાઇડ $(Hg_2Cl_2)$ અને પોટેશિયમ ક્લોરાઇડ $(KCl)$ ના દ્રાવણનો ઉપયોગ કરીને બનાવવામાં આવે છે.

(B) હાઇડ્રોજન-ઓક્સિજન ફ્યુઅલ સેલમાં,બે ઇલેક્ટ્રોડ વચ્ચે પોટેન્શિયલ તફાવત ઉત્પન્ન કરવા માટે નીચેની પ્રતિક્રિયાઓ થાય છે:
એનોડ: $2H_{2(g)} + 4OH^{-}_{(aq)} \to 4H_2O_{(l)} + 4e^{-}$
કેથોડ: $O_{2(g)} + 2H_2O_{(l)} + 4e^{-} \to 4OH^{-}_{(aq)}$
કુલ પ્રતિક્રિયા: $2H_{2(g)} + O_{2(g)} \to 2H_2O_{(l)}$
આ ચોખ્ખી પ્રતિક્રિયા હાઇડ્રોજનના દહન જેવી જ છે,જે ઇલેક્ટ્રોનનો પ્રવાહ ઉત્પન્ન કરે છે અને પોટેન્શિયલ તફાવત બનાવે છે.

(C) $Daniel$ કોષમાં કોપર ઇલેક્ટ્રોડ કેથોડ તરીકે કાર્ય કરે છે. \\ કોષની પ્રક્રિયા દરમિયાન,વિદ્યુત તટસ્થતા જાળવવા માટે ઇલેક્ટ્રોલાઇટમાં રહેલા ધન આયનો કેથોડ (કોપર ઇલેક્ટ્રોડ) તરફ ગતિ કરે છે,જ્યાં રિડક્શન થાય છે. \\ તેથી,વિધાન $(c)$ સાચું છે.

(B) $Cu^{2+}/Cu$ નો પ્રમાણિત રિડક્શન પોટેન્શિયલ $+0.34 \ V$ છે,જ્યારે $H^+/H_2$ માટે તે $0.00 \ V$ છે.
$H_2$ નો રિડક્શન પોટેન્શિયલ $Cu$ કરતા ઓછો હોવાથી,$H_2$ એનોડ તરીકે (જ્યાં ઓક્સિડેશન થાય છે) અને $Cu$ કેથોડ તરીકે (જ્યાં રિડક્શન થાય છે) વર્તે છે.
તેથી,સાચું વિધાન એ છે કે $H_2$ એનોડ છે અને $Cu$ કેથોડ છે.

(D) ફ્યુઅલ સેલ એ વિદ્યુત રાસાયણિક ઉપકરણો છે જે $H_2$,$CH_4$,અથવા $CH_3OH$ જેવા બળતણના દહનની ઉર્જાને સીધી વિદ્યુત ઉર્જામાં રૂપાંતરિત કરે છે.
$1$. તેઓ વીજળી ઉત્પન્ન કરવાની પરંપરાગત પદ્ધતિઓ કરતા વધુ કાર્યક્ષમ છે.
$2$. તેઓ પ્રદૂષણ મુક્ત છે કારણ કે આડપેદાશ સામાન્ય રીતે પાણી હોય છે.
$3$. જ્યાં સુધી ઇલેક્ટ્રોડ પર પ્રક્રિયકોનો પુરવઠો ચાલુ રહે ત્યાં સુધી તેઓ સતત કાર્ય કરે છે.
તેથી,આપેલા તમામ વિધાનો સાચા છે.

(A) સાચો વિકલ્પ $(A)$ છે.
લેડ સ્ટોરેજ બેટરીમાં વિદ્યુતવિભાજ્ય તરીકે મંદ $H_2SO_4$ નો ઉપયોગ થાય છે.

(C) આપેલ કોષ પ્રક્રિયા $2AgCl_{(s)} + H_{2(g)} \to 2HCl_{(aq)} + 2Ag_{(s)}$ છે.
આ પ્રક્રિયામાં,એનોડ પર $H_2$ નું $H^+$ માં ઓક્સિડેશન થાય છે અને કેથોડ પર $AgCl$ નું $Ag$ માં રિડક્શન થાય છે.
એનોડ એ પ્રમાણિત હાઇડ્રોજન ઇલેક્ટ્રોડ છે જે $Pt_{(s)} | H_{2(g)}, 1 \ bar | H^+_{(aq)}$ તરીકે દર્શાવવામાં આવે છે.
કેથોડમાં $Ag/AgCl$ ઇલેક્ટ્રોડનો સમાવેશ થાય છે,જે $Cl^-_{(aq)} | AgCl_{(s)} | Ag_{(s)}$ તરીકે દર્શાવવામાં આવે છે.
આ બંનેને જોડતા,કોષની સંજ્ઞા $Pt_{(s)} | H_{2(g)}, 1 \ bar | 1 \ M \ HCl_{(aq)} | AgCl_{(s)} | Ag_{(s)}$ થાય છે.

(C) વિદ્યુતવિભાજન દરમિયાન,જે કેટાયનનો રિડક્શન પોટેન્શિયલ સૌથી વધુ હોય તેનું કેથોડ પર પ્રથમ રિડક્શન થાય છે.
આપેલા રિડક્શન પોટેન્શિયલની સરખામણી કરતા: $E^0_{Ag^{+}/Ag} (+0.80 \ V) > E^0_{Hg_2^{2+}/Hg} (+0.79 \ V) > E^0_{Cu^{2+}/Cu} (+0.34 \ V) > E^0_{Mg^{2+}/Mg} (-2.37 \ V)$.
તેથી,જમા થવાનો ક્રમ $Ag$,ત્યારબાદ $Hg$,અને ત્યારબાદ $Cu$ છે.
$Mg^{2+}$ આયનોનું રિડક્શન થતું નથી કારણ કે જલીય દ્રાવણમાં $Mg^{2+}$ ના રિડક્શન કરતા પાણીનું રિડક્શન $(2H_2O + 2e^- \rightarrow H_2 + 2OH^-)$ વધુ પોઝિટિવ પોટેન્શિયલ પર થાય છે.
આમ,જમા થવાનો ક્રમ $Ag, Hg, Cu$ છે.

(A) થતી પ્રક્રિયા છે: $Cu(s) + 2Ag^+(aq) \rightarrow Cu^{2+}(aq) + 2Ag(s)$.
$Ag^+/Ag$ $(+0.80 \ V)$ નો પ્રમાણિત રિડક્શન પોટેન્શિયલ $Cu^{2+}/Cu$ $(+0.34 \ V)$ કરતા વધારે હોવાથી,$Cu$ નું ઓક્સિડેશન થઈને $Cu^{2+}$ આયનો બને છે.
દ્રાવણનો વાદળી રંગ જલીય માધ્યમમાં રહેલા હાઇડ્રેટેડ $Cu^{2+}$ આયનોની હાજરીને કારણે હોય છે.

(A) ધાતુઓની પાણી સાથેની રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાશીલતા ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ શ્રેણીમાં તેમના સ્થાન દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે. જે ધાતુઓના પ્રમાણિત રિડક્શન પોટેન્શિયલ વધુ ઋણ હોય છે,તે વધુ પ્રતિક્રિયાશીલ હોય છે. પ્રમાણિત રિડક્શન પોટેન્શિયલ $(E^{\circ})$ આ મુજબ છે: $K^+/K = -2.93 \ V$,$Mg^{2+}/Mg = -2.37 \ V$,$Zn^{2+}/Zn = -0.76 \ V$,અને $Cu^{2+}/Cu = +0.34 \ V$. જેમ રિડક્શન પોટેન્શિયલ વધે છે તેમ પ્રતિક્રિયાશીલતા ઘટે છે,તેથી પ્રતિક્રિયાશીલતાનો સાચો ક્રમ $K > Mg > Zn > Cu$ છે.

(C) સંતૃપ્ત કેલોમેલ ઇલેક્ટ્રોડ $(SCE)$ એ ઇલેક્ટ્રોકેમિસ્ટ્રીમાં વપરાતો એક સામાન્ય સંદર્ભ ઇલેક્ટ્રોડ છે.
તેમાં મર્ક્યુરી $(Hg)$ નો સમાવેશ થાય છે જે મર્ક્યુરસ ક્લોરાઇડ $(Hg_2Cl_2)$ ની પેસ્ટ અને પોટેશિયમ ક્લોરાઇડ $(KCl)$ ના સંતૃપ્ત દ્રાવણના સંપર્કમાં હોય છે.
તેથી,આ ઇલેક્ટ્રોડના નિર્માણમાં વપરાતો પદાર્થ $Hg_2Cl_2$ (મર્ક્યુરસ ક્લોરાઇડ) છે.