Electrochemical cells Questions in Gujarati

સૌથી સફળ ફ્યુઅલ સેલ પૈકીનો એક હાઇડ્રોજન-ઓક્સિજન ફ્યુઅલ સેલ છે.
સિદ્ધાંત: હાઇડ્રોજન બળતણની રાસાયણિક ઉર્જાનું સીધું જ વિદ્યુત ઉર્જામાં રૂપાંતર થાય છે. તે પાણી બનાવવા માટે હાઇડ્રોજન અને ઓક્સિજનની પ્રતિક્રિયાનો ઉપયોગ કરે છે.
રચના: ફ્યુઅલ સેલમાં બે છિદ્રાળુ કાર્બન ઇલેક્ટ્રોડ હોય છે. એનોડમાંથી હાઇડ્રોજન વાયુ અને કેથોડમાંથી ઓક્સિજન વાયુ પસાર કરવામાં આવે છે. સોડિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડનું જલીય દ્રાવણ ઇલેક્ટ્રોલાઇટ તરીકે વપરાય છે. ઇલેક્ટ્રોડ પ્રતિક્રિયાઓનો દર વધારવા માટે ઇલેક્ટ્રોડમાં પ્લેટિનમ અથવા પેલેડિયમ જેવી ઉદ્દીપકોનો ઉપયોગ થાય છે.
કાર્ય અને પ્રતિક્રિયા: હાઇડ્રોજન અને ઓક્સિજનને છિદ્રાળુ કાર્બન ઇલેક્ટ્રોડ દ્વારા સાંદ્ર જલીય સોડિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડ દ્રાવણમાં પસાર કરવામાં આવે છે. એનોડ પર $H_2$ નું ઓક્સિડેશન અને કેથોડ પર $O_2$ નું રિડક્શન થાય છે.
કેથોડ પ્રતિક્રિયા: $O_{2(g)} + 2H_2O_{(l)} + 4e^- \rightarrow 4OH^-_{(aq)}$
એનોડ પ્રતિક્રિયા: $2H_{2(g)} + 4OH^-_{(aq)} \rightarrow 4H_2O_{(l)} + 4e^-$
કુલ કોષ પ્રતિક્રિયા: $2H_{2(g)} + O_{2(g)} \rightarrow 2H_2O_{(l)}$
આમ,$H_2$ અને $O_2$ ની સીધી પ્રતિક્રિયા દ્વારા પાણી ઉત્પન્ન થાય છે,જે રાસાયણિક ઉર્જાનું સીધું વિદ્યુત ઉર્જામાં રૂપાંતર કરે છે.

(N/A) એનોડિક પ્રક્રિયા: $2H_{2(g)} + 4OH^{-}_{(aq)} \rightarrow 4H_2O_{(l)} + 4e^-$
કેથોડિક પ્રક્રિયા: $O_{2(g)} + 2H_2O_{(l)} + 4e^- \rightarrow 4OH^{-}_{(aq)}$
કુલ પ્રક્રિયા: $2H_{2(g)} + O_{2(g)} \rightarrow 2H_2O_{(l)}$

(D) ફ્યુઅલ સેલમાં,વિદ્યુત રાસાયણિક પ્રક્રિયાઓ (બળતણનું ઓક્સિડેશન અને ઓક્સિડન્ટનું રિડક્શન) ઇલેક્ટ્રોડ-ઇલેક્ટ્રોલાઇટ ઇન્ટરફેસ પર થાય છે.
ઝીણા વિભાજિત $Pt$ (પ્લેટિનમ) અને $Pd$ (પેલેડિયમ) નો ઉપયોગ ઇલેક્ટ્રોડ સામગ્રી તરીકે થાય છે કારણ કે તેઓ આ પ્રક્રિયાઓ માટે કાર્યક્ષમ ઉદ્દીપક તરીકે કામ કરે છે.
ઝીણી વિભાજિત સ્થિતિ ઇલેક્ટ્રોડ્સની અસરકારક સપાટીનું ક્ષેત્રફળ વધારે છે,જે વિદ્યુત રાસાયણિક પ્રક્રિયાઓના દરને નોંધપાત્ર રીતે વધારે છે.
તેથી,ફ્યુઅલ સેલના કાર્યક્ષમ સંચાલન માટે ઉદ્દીપકીય ગુણધર્મ અને વધેલું સપાટીનું ક્ષેત્રફળ બંને આવશ્યક છે.
આમ,સાચો વિકલ્પ $D$ છે.

(N/A) ફ્યુઅલ સેલના ફાયદા નીચે મુજબ છે:
$1$. ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતા: ફ્યુઅલ સેલ $H_2$ અને $CO$ જેવા બળતણની રાસાયણિક ઉર્જાને સીધી રીતે વિદ્યુત ઉર્જામાં ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતા (સામાન્ય રીતે $70-80\%$) સાથે રૂપાંતરિત કરે છે,જે થર્મલ પાવર પ્લાન્ટ્સ કરતા વધુ છે.
$2$. પ્રદૂષણ મુક્ત: હાઇડ્રોજન-ઓક્સિજન ફ્યુઅલ સેલની આડપેદાશ પાણી $(H_2O)$ હોવાથી,તે પર્યાવરણને અનુકૂળ છે અને હાનિકારક પ્રદૂષકો ઉત્પન્ન કરતા નથી.
$3$. સતત પુરવઠો: જ્યાં સુધી પ્રક્રિયકો ($H_2$ અને $O_2$) પૂરા પાડવામાં આવે છે,ત્યાં સુધી સેલ વીજળી ઉત્પન્ન કરવાનું ચાલુ રાખશે.
$4$. હલકો અને કોમ્પેક્ટ: તેમના ઉચ્ચ પાવર-ટુ-વેઇટ રેશિયોને કારણે તે અવકાશ કાર્યક્રમો માટે આદર્શ છે.

(A) હાઇડ્રોજન-ઓક્સિજન ફ્યુઅલ સેલમાં,ઇલેક્ટ્રોડ પર નીચે મુજબની પ્રક્રિયાઓ થાય છે:
એનોડ પર: $2H_2(g) + 4OH^-(aq) \rightarrow 4H_2O(l) + 4e^-$. અહીં,$H_2$ નું ઓક્સિડેશન થાય છે.
કેથોડ પર: $O_2(g) + 2H_2O(l) + 4e^- \rightarrow 4OH^-(aq)$. અહીં,$O_2$ નું રિડક્શન થાય છે.
તેથી,$H_2$ નું ઓક્સિડેશન અને $O_2$ નું રિડક્શન થાય છે.

(A) $1.$ સાચું $(T)$: ફ્યુઅલ સેલ એ ગેલ્વેનિક સેલનો એક પ્રકાર છે જે બળતણ (જેમ કે $H_2$) અને ઓક્સિડન્ટ (જેમ કે $O_2$) ની રાસાયણિક ઉર્જાને સીધી વિદ્યુત ઉર્જામાં રૂપાંતરિત કરે છે.
$2.$ ખોટું $(F)$: ફ્યુઅલ સેલમાં કોલસાનો ઉપયોગ બળતણ તરીકે થતો નથી. સામાન્ય રીતે,ફ્યુઅલ સેલમાં $H_2$,$CH_4$ અથવા $CH_3OH$ જેવા વાયુઓનો ઉપયોગ બળતણ તરીકે થાય છે.

(T, T, T) $1.$ $T$: $H_2$ એ હાઇડ્રોજન-ઓક્સિજન ફ્યુઅલ સેલમાં વપરાતું સૌથી સામાન્ય બળતણ છે.
$2.$ $T$: થર્મલ પાવર પ્લાન્ટ અશ્મિભૂત બળતણ બાળે છે,જે ગ્રીનહાઉસ વાયુઓ અને પ્રદૂષકો મુક્ત કરે છે,જ્યારે ફ્યુઅલ સેલ ન્યૂનતમ ઉત્સર્જન સાથે વિદ્યુત ઉત્પન્ન કરે છે.
$3.$ $T$: ફ્યુઅલ સેલને પ્રદૂષણ મુક્ત માનવામાં આવે છે કારણ કે હાઇડ્રોજન-ઓક્સિજન ફ્યુઅલ સેલની આડપેદાશ માત્ર પાણી $(H_2O)$ છે.

(B) ગિબ્સ ઉર્જા ફેરફાર અને કોષ પોટેન્શિયલ વચ્ચેનો સંબંધ $\Delta_r G = -nFE_{cell}$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
જ્યારે રાસાયણિક પ્રક્રિયા સંતુલન પ્રાપ્ત કરે છે,ત્યારે ચોખ્ખી પ્રક્રિયા અટકી જાય છે,જેનો અર્થ છે કે કોષ દ્વારા વધુ કોઈ કાર્ય કરી શકાતું નથી.
આ સ્થિતિમાં,કોષ પોટેન્શિયલ $E_{cell}$ શૂન્ય થાય છે અને પરિણામે,ગિબ્સ ઉર્જા ફેરફાર $\Delta_r G$ પણ $0$ થાય છે.

(A) ગેલ્વેનિક કોષના સાંકેતિક નિરૂપણમાં,ઓક્સિડેશન અર્ધ-પ્રક્રિયા ડાબી બાજુએ અને રિડક્શન અર્ધ-પ્રક્રિયા જમણી બાજુએ લખવામાં આવે છે.
આપેલ પ્રક્રિયામાં,$Cu$ નું $Cu^{2+}$ માં ઓક્સિડેશન અને $Ag^{+}$ નું $Ag$ માં રિડક્શન થાય છે.
બે ઊભી રેખાઓ આ બે અર્ધ-કોષો વચ્ચે મૂકવામાં આવેલ ક્ષાર સેતુ (salt bridge) દર્શાવે છે.
કોષનું સંપૂર્ણ નિરૂપણ આ મુજબ છે: $Cu | Cu^{2+} || Ag^{+} | Ag$

(N/A) એનોડ પર થતી ઓક્સિડેશન પ્રક્રિયાઓ નીચે મુજબ છે:
$(i)$ $Cl_{(aq)}^{-} \rightarrow \frac{1}{2} Cl_{2(g)} + e^{-}$; $E^{\circ} = 1.36 \ V$
$(ii)$ $2H_{2}O_{(l)} \rightarrow O_{2(g)} + 4H_{(aq)}^{+} + 4e^{-}$; $E^{\circ} = 1.23 \ V$
જોકે પાણીનો પ્રમાણિત ઓક્સિડેશન પોટેન્શિયલ $(1.23 \ V)$ એ $Cl^{-}$ $(1.36 \ V)$ કરતા ઓછો છે,જે સૈદ્ધાંતિક રીતે સૂચવે છે કે પાણીનું ઓક્સિડેશન થવું જોઈએ,પરંતુ $Cl^{-}$ નું ઓક્સિડેશન જોવા મળે છે.
આ ઓક્સિજનના 'ઓવરપોટેન્શિયલ' (overpotential) ને કારણે થાય છે. એનોડ પર ઓક્સિજન વાયુ મુક્ત કરવા માટે પ્રમાણિત મૂલ્ય કરતા વધારાના પોટેન્શિયલની જરૂર પડે છે,જેના કારણે પાણીના ઓક્સિડેશન માટેનો અસરકારક પોટેન્શિયલ $1.36 \ V$ કરતા ઘણો વધી જાય છે. પરિણામે,$Cl^{-}$ આયનોનું પ્રાધાન્યતાથી $Cl_{2}$ વાયુમાં ઓક્સિડેશન થાય છે.

(A) આપેલ વિદ્યુત રાસાયણિક કોષ (ડેનિયલ કોષ) માં,$Zn$ વિદ્યુત ધ્રુવ એનોડ (ઋણ ટર્મિનલ) તરીકે અને $Cu$ વિદ્યુત ધ્રુવ કેથોડ (ધન ટર્મિનલ) તરીકે કાર્ય કરે છે.
વિદ્યુત ધ્રુવ $A$ ને વિદ્યુત રાસાયણિક કોષના $Zn$ વિદ્યુત ધ્રુવ સાથે જોડવામાં આવ્યો છે. $Zn$ વિદ્યુત ધ્રુવ ઋણ ટર્મિનલ હોવાથી,વિદ્યુત ધ્રુવ $A$ એ વિદ્યુત વિભાજ્ય કોષનો ધન ટર્મિનલ (એનોડ) બને છે.
વિદ્યુત ધ્રુવ $B$ ને વિદ્યુત રાસાયણિક કોષના $Cu$ વિદ્યુત ધ્રુવ સાથે જોડવામાં આવ્યો છે. $Cu$ વિદ્યુત ધ્રુવ ધન ટર્મિનલ હોવાથી,વિદ્યુત ધ્રુવ $B$ એ વિદ્યુત વિભાજ્ય કોષનો ઋણ ટર્મિનલ (કેથોડ) બને છે.
તેથી,વિદ્યુત ધ્રુવ $A$ ધન છે અને વિદ્યુત ધ્રુવ $B$ ઋણ છે.

(B) જ્યારે કોષના પોટેન્શિયલ $(1.1 \ V)$ જેટલો બાહ્ય વિરોધી પોટેન્શિયલ લાગુ કરવામાં આવે છે,ત્યારે પોટેન્શિયલ તફાવત શૂન્ય થઈ જાય છે.
પરિણામે,કોષમાં રાસાયણિક પ્રક્રિયા અટકી જાય છે અને કોષમાંથી કોઈ પ્રવાહ વહેતો નથી.

(N/A) મર્ક્યુરી સેલનો સેલ પોટેન્શિયલ તેના ઉપયોગી જીવનકાળ દરમિયાન અચળ રહે છે કારણ કે એકંદર સેલ પ્રક્રિયામાં કોઈ પણ આયનો ભાગ લેતા નથી જેની સાંદ્રતા બદલાઈ શકે.
મર્ક્યુરી સેલમાં,$Zn(Hg)$ નો ઉપયોગ એનોડ તરીકે અને $HgO$ તથા કાર્બન પેસ્ટનો ઉપયોગ કેથોડ તરીકે થાય છે. ઇલેક્ટ્રોડ પ્રક્રિયાઓ નીચે મુજબ છે:
કેથોડ: $HgO_{(s)} + H_2O_{(l)} + 2e^- \rightarrow Hg_{(l)} + 2OH^-_{(aq)}$
એનોડ: $Zn(Hg) + 2OH^-_{(aq)} \rightarrow ZnO_{(s)} + H_2O_{(l)} + 2e^-$
એકંદર સેલ પ્રક્રિયા: $Zn(Hg) + HgO_{(s)} \rightarrow ZnO_{(s)} + Hg_{(l)}$
આમ,એકંદર પ્રક્રિયામાં માત્ર ઘન અને પ્રવાહી પદાર્થો જ સામેલ હોવાથી,તેમની સાંદ્રતા અચળ રહે છે,જેના પરિણામે $1.35 \ V$ નો સ્થિર સેલ પોટેન્શિયલ મળે છે.

(N/A) આપેલ કોષના નિરૂપણમાં,ડાબી બાજુ એનોડ અને જમણી બાજુ કેથોડ દર્શાવે છે.
એનોડ પર ઓક્સિડેશન પ્રક્રિયા: $Cu_{(s)} \rightarrow Cu^{2+}_{(aq)} + 2e^-$
કેથોડ પર રિડક્શન પ્રક્રિયા: $Cl_{2(g)} + 2e^- \rightarrow 2Cl^-_{(aq)}$
એનોડ પર,$Cu$ ઇલેક્ટ્રોન ગુમાવીને ઓક્સિડેશન પામે છે અને કેથોડ પર,$Cl_2$ ઇલેક્ટ્રોન મેળવીને રિડક્શન પામે છે.

(B) પ્રાથમિક બેટરીઓમાં મર્યાદિત માત્રામાં પ્રક્રિયકો હોય છે અને જ્યારે પ્રક્રિયકો વપરાઈ જાય ત્યારે તે ડિસ્ચાર્જ થઈ જાય છે.
ગૌણ બેટરીઓને રિચાર્જ કરી શકાય છે,પરંતુ આ પ્રક્રિયામાં ઘણો સમય લાગે છે.
ફ્યુઅલ સેલનો ફાયદો એ છે કે જ્યાં સુધી તેમાં પ્રક્રિયકો (જેમ કે $H_2$ અને $O_2$) સતત પૂરા પાડવામાં આવે અને નીપજોને સતત દૂર કરવામાં આવે,ત્યાં સુધી તે સતત કાર્યરત રહે છે.

(N/A) લેડ સ્ટોરેજ બેટરીના ડિસ્ચાર્જ દરમિયાન થતી કોષ પ્રક્રિયાઓ નીચે મુજબ છે:
એનોડ પર: $Pb(s) + SO_4^{2-}(aq) \rightarrow PbSO_4(s) + 2e^-$
કેથોડ પર: $PbO_2(s) + SO_4^{2-}(aq) + 4H^+(aq) + 2e^- \rightarrow PbSO_4(s) + 2H_2O(l)$
કુલ 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 પાણી ઉત્પન્ન થાય છે,જેના કારણે ઇલેક્ટ્રોલાઇટની ઘનતામાં ઘટાડો થાય છે.

(N/A) $(i)$ કોષ $'B'$ વિદ્યુતવિભાજ્ય કોષ તરીકે કાર્ય કરશે કારણ કે તેનો $emf$ ઓછો છે $(1.1 \ V < 2 \ V)$.
$\therefore$ કોષ $'B'$ માં વિદ્યુતધ્રુવ પ્રક્રિયાઓ નીચે મુજબ હશે:
કેથોડ પર રિડક્શન: $Zn^{2+} + 2e^{-} \rightarrow Zn$
એનોડ પર ઓક્સિડેશન: $Cu \rightarrow Cu^{2+} + 2e^{-}$
$(ii)$ હવે,કોષ $'B'$ ગેલ્વેનિક કોષ તરીકે કાર્ય કરે છે કારણ કે તેનો $emf$ વધારે છે $(1.1 \ V > 0.5 \ V)$ અને તે કોષ $'A'$ માં ઇલેક્ટ્રોન ધકેલશે.
વિદ્યુતધ્રુવ પ્રક્રિયાઓ નીચે મુજબ હશે:
એનોડ પર: $Zn \rightarrow Zn^{2+} + 2e^{-}$
કેથોડ પર: $Cu^{2+} + 2e^{-} \rightarrow Cu$

(N/A) $(i)$ ઇલેક્ટ્રોન $Zn$ ઇલેક્ટ્રોડથી $Ag$ ઇલેક્ટ્રોડ તરફ ગતિ કરે છે.
$(ii)$ સિલ્વર પ્લેટ કેથોડ તરીકે કાર્ય કરે છે.
$(iii)$ વિદ્યુત પરિપથ તૂટી જવાને કારણે કોષ કાર્ય કરવાનું બંધ કરી દેશે.
$(iv)$ જ્યારે સંતુલન પ્રાપ્ત થાય છે,એટલે કે $E_{cell} = 0$,ત્યારે કોષ કાર્ય કરવાનું બંધ કરે છે.
$(v)$ જેમ કોષ કાર્ય કરે છે,તેમ એનોડ પર $Zn$ ના ઓક્સિડેશનને કારણે $Zn^{2+}$ આયનોની સાંદ્રતા વધે છે અને કેથોડ પર $Ag^{+}$ ના રિડક્શનને કારણે $Ag^{+}$ આયનોની સાંદ્રતા ઘટે છે.
$(vi)$ જ્યારે કોષ 'મૃત' $(E_{cell} = 0)$ થઈ જાય છે,ત્યારે સિસ્ટમ સંતુલનમાં હોય છે,તેથી $Zn^{2+}$ અને $Ag^{+}$ આયનોની સાંદ્રતામાં કોઈ ફેરફાર થશે નહીં.

(A) કોષ પ્રક્રિયા $Cu_{(s)} + Sn^{2+}_{(aq)} \rightarrow Cu^{2+}_{(aq)} + Sn_{(s)}$ છે.
પ્રમાણિત કોષ પોટેન્શિયલ $E^{\circ}_{cell} = E^{\circ}_{cathode} - E^{\circ}_{anode} = E^{\circ}_{Sn^{2+}|Sn} - E^{\circ}_{Cu^{2+}|Cu}$ છે.
$E^{\circ}_{cell} = -0.16 \, V - 0.34 \, V = -0.50 \, V$.
પ્રમાણિત ગિબ્સ ઉર્જા ફેરફાર $\Delta G^{\circ} = -nFE^{\circ}_{cell}$ છે.
અહીં,$n = 2$ (સ્થાનાંતરિત ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા).
$\Delta G^{\circ} = -2 \times 96500 \, C \, mol^{-1} \times (-0.50 \, V) = 96500 \, J \, mol^{-1}$.
સાંદ્રતા $[Cu^{2+}] = [Sn^{2+}] = 1 \, M$ હોવાથી,પ્રક્રિયા ભાગફળ $Q = \frac{[Cu^{2+}]}{[Sn^{2+}]} = 1$ છે.
નેર્ન્સ્ટ સમીકરણનો ઉપયોગ કરતા,$\Delta G = \Delta G^{\circ} + RT \ln Q$.
$\ln(1) = 0$ હોવાથી,$\Delta G = \Delta G^{\circ} = 96500 \, J \, mol^{-1}$.

(A) પ્રમાણિત કોષ પોટેન્શિયલની ગણતરી નીચે મુજબ છે:
$E^{\circ}_{\text{cell}} = E^{\circ}_{\text{cathode}} - E^{\circ}_{\text{anode}} = 0.34 \ V - (-0.76 \ V) = 1.10 \ V$.
જો $E_{\text{ext}} < 1.1 \ V$ હોય:
ઇલેક્ટ્રોન $Zn$ થી $Cu$ તરફ વહે છે. $Zn$ એનોડ તરીકે વર્તે છે (ઓગળે છે) અને $Cu$ કેથોડ તરીકે વર્તે છે (જમા થાય છે).
જો $E_{\text{ext}} = 1.1 \ V$ હોય:
કોઈ વિદ્યુતપ્રવાહ વહેતો નથી,અને રાસાયણિક પ્રક્રિયા અટકી જાય છે.
જો $E_{\text{ext}} > 1.1 \ V$ હોય:
બાહ્ય પોટેન્શિયલ કોષ પોટેન્શિયલને વટાવી જાય છે. કોષ વિદ્યુતવિભાજન કોષ તરીકે કાર્ય કરે છે. $Cu$ એનોડ તરીકે વર્તે છે (ઓગળે છે) અને $Zn$ કેથોડ તરીકે વર્તે છે (જમા થાય છે). ઇલેક્ટ્રોન $Cu$ થી $Zn$ તરફ વહે છે.
તેથી,વિકલ્પ $A$ એ ખોટું વિધાન છે.

(C) સૌથી સામાન્ય પ્રકારનો ફ્યુઅલ સેલ હાઇડ્રોજન-ઓક્સિજન ફ્યુઅલ સેલ છે.
આ કોષમાં,હાઇડ્રોજન વાયુ $(H_{2(g)})$ અને ઓક્સિજન વાયુ $(O_{2(g)})$ પ્રક્રિયકો $(R)$ છે.
સમગ્ર કોષની પ્રક્રિયા છે:
$2H_{2(g)} + O_{2(g)} \longrightarrow 2H_{2}O_{(l)}$
આમ,નીપજ $(P)$ પાણી $(H_{2}O_{(l)})$ છે.

(C) કુલ સેલ પ્રક્રિયા $Zn_{(s)} + Ag_{2}O_{(s)} \rightarrow ZnO_{(s)} + 2Ag_{(s)}$ છે.
પ્રક્રિયા માટે પ્રમાણિત ગિબ્સ મુક્ત ઉર્જા ફેરફાર $\Delta G^{o} = \Delta G_{f}^{o}(ZnO) - \Delta G_{f}^{o}(Ag_{2}O)$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
કિંમતો મૂકતા: $\Delta G^{o} = -318.3 - (-11.21) = -307.09 \ kJ \ mol^{-1} = -307.09 \times 10^{3} \ J \ mol^{-1}$.
સંબંધ $\Delta G^{o} = -n F E^{o}_{cell}$ નો ઉપયોગ કરતા,જ્યાં $n = 2$ (સ્થાનાંતરિત ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા) અને $F = 96500 \ C \ mol^{-1}$.
$-307.09 \times 10^{3} = -2 \times 96500 \times E^{o}_{cell}$.
$E^{o}_{cell} = \frac{307.09 \times 10^{3}}{2 \times 96500} = 1.591 \ V$.

(C) કોહલરોશના સ્વતંત્ર અભિગમનનો નિયમ મુજબ,અનંત મંદને વિદ્યુતવિભાજ્યની મોલર વાહકતા તેના આયનોની મોલર વાહકતાના સરવાળા જેટલી હોય છે.
$\lambda_{m}^{o} (Ba(OH)_{2}) = \lambda_{m}^{o} (Ba^{2+}) + 2\lambda_{m}^{o} (OH^{-})$
આપેલ મૂલ્યો:
$\lambda_{m}^{o} (NaOH) = 248 \times 10^{-4} \ S \ m^{2} \ mol^{-1}$
$\lambda_{m}^{o} (NaCl) = 126 \times 10^{-4} \ S \ m^{2} \ mol^{-1}$
$\lambda_{m}^{o} (BaCl_{2}) = 280 \times 10^{-4} \ S \ m^{2} \ mol^{-1}$
$\lambda_{m}^{o} (Ba(OH)_{2})$ મેળવવા માટે:
$\lambda_{m}^{o} (Ba(OH)_{2}) = \lambda_{m}^{o} (BaCl_{2}) + 2\lambda_{m}^{o} (NaOH) - 2\lambda_{m}^{o} (NaCl)$
કિંમતો મૂકતા:
$\lambda_{m}^{o} (Ba(OH)_{2}) = 280 \times 10^{-4} + 2(248 \times 10^{-4}) - 2(126 \times 10^{-4})$
$= (280 + 496 - 252) \times 10^{-4} \ S \ m^{2} \ mol^{-1}$
$= 524 \times 10^{-4} \ S \ m^{2} \ mol^{-1}$

(D) પ્રક્રિયા $2 Fe^{3+} + 2 I^{-} \rightarrow 2 Fe^{2+} + I_{2}$ છે.
પ્રથમ,આપેલ લેટિમર ડાયાગ્રામ ડેટાનો ઉપયોગ કરીને $E^{\circ}_{Fe^{3+}/Fe^{2+}}$ ની ગણતરી કરો:
$n_1 E_1^{\circ} + n_2 E_2^{\circ} = n_3 E_3^{\circ}$
$1 \times E^{\circ}_{Fe^{3+}/Fe^{2+}} + 2 \times E^{\circ}_{Fe^{2+}/Fe} = 3 \times E^{\circ}_{Fe^{3+}/Fe}$
$E^{\circ}_{Fe^{3+}/Fe^{2+}} + 2(-0.440) = 3(-0.036)$
$E^{\circ}_{Fe^{3+}/Fe^{2+}} = -0.108 + 0.880 = 0.772 \ V$.
હવે,કોષ પોટેન્શિયલ $E^{\circ}_{cell}$ ની ગણતરી કરો:
$E^{\circ}_{cell} = E^{\circ}_{cathode} - E^{\circ}_{anode} = E^{\circ}_{Fe^{3+}/Fe^{2+}} - E^{\circ}_{I_{2}/2I^{-}}$
$E^{\circ}_{cell} = 0.772 - 0.539 = 0.233 \ V$.
પ્રમાણિત ગિબ્સ મુક્ત ઉર્જા ફેરફાર $\Delta_{r} G^{\circ} = -n F E^{\circ}_{cell}$ છે.
અહીં,$n = 2$ (ઇલેક્ટ્રોનનો ફેરફાર).
$\Delta_{r} G^{\circ} = -2 \times 96500 \times 0.233 = -44969 \ J \ mol^{-1} = -44.969 \ kJ \ mol^{-1}$.
તેથી મૂલ્ય આશરે $45 \ kJ \ mol^{-1}$ છે.

(A) $PbO_2$ એ ઉભયગુણી ઓક્સાઇડ અને પ્રબળ ઓક્સિડેશનકર્તા છે.
તે લેડ સ્ટોરેજ બેટરીમાં કેથોડ તરીકે કાર્ય કરે છે.

(B) સેલ પ્રક્રિયા એ કેથોડ અને એનોડ પ્રક્રિયાઓનો સરવાળો છે:
કેથોડ: $Ag_2O + H_2O + 2e^- \rightarrow 2Ag + 2OH^- ; E^{\circ} = 0.344 \, V$
એનોડ: $Zn \rightarrow Zn^{2+} + 2e^- ; E^{\circ} = +0.760 \, V$
કુલ $E_{cell}^{\circ} = E_{cathode}^{\circ} - E_{anode}^{\circ} = 0.344 - (-0.760) = 1.104 \, V$
સૂત્ર $\Delta G^{\circ} = -nFE_{cell}^{\circ}$ નો ઉપયોગ કરતા,જ્યાં $n = 2$:
$\Delta G^{\circ} = -2 \times 96,500 \times 1.104 \, J \, mol^{-1} = -213,072 \, J \, mol^{-1}$
$kJ \, mol^{-1}$ માં ફેરવતા: $\Delta G^{\circ} = -213.072 \, kJ \, mol^{-1}$

(C) પ્રમાણિત રિડક્શન પોટેન્શિયલ $(SRP)$ ના મૂલ્યો: $E^{\circ}_{Zn^{2+}/Zn} = -0.76 \ V$,$E^{\circ}_{Fe^{2+}/Fe} = -0.44 \ V$,$E^{\circ}_{Cu^{2+}/Cu} = 0.34 \ V$,અને $E^{\circ}_{Ag^{+}/Ag} = 0.80 \ V$ છે.
ઓછા $SRP$ મૂલ્ય ધરાવતી ધાતુ વધુ $SRP$ મૂલ્ય ધરાવતી ધાતુને તેના ક્ષારના દ્રાવણમાંથી વિસ્થાપિત કરી શકે છે.
પ્રતિક્રિયાશીલતાનો ક્રમ $Zn > Fe > Cu > Ag$ છે.
વિકલ્પ $C$ માં,$Ag$ એ $Cu$ કરતા ઓછી સક્રિય ધાતુ છે $(E^{\circ}_{Ag^{+}/Ag} > E^{\circ}_{Cu^{2+}/Cu})$,તેથી $Ag$ એ $CuSO_4$ ના દ્રાવણમાંથી $Cu$ ને વિસ્થાપિત કરી શકતું નથી.
આમ,પ્રક્રિયા $2CuSO_{4(aq)} + 2Ag_{(s)} \rightarrow 2Cu_{(s)} + Ag_2SO_{4(aq)}$ સ્વયંભૂ નથી અને થઈ શકતી નથી.

(D) સાચો વિકલ્પ $D$ છે. જ્યારે કોપરના સળિયાને $AgNO_{3}$ ના જલીય દ્રાવણમાં ડૂબાડવામાં આવે છે,ત્યારે વિસ્થાપન પ્રક્રિયા થાય છે કારણ કે કોપર એ સિલ્વર કરતા વધુ સક્રિય છે.
$Cu_{(s)} + 2AgNO_{3(aq)} \longrightarrow Cu(NO_{3})_{2(aq)} + 2Ag_{(s)}$
આ પ્રક્રિયામાં,$Cu$ નું $Cu^{2+}$ આયનોમાં ઓક્સિડેશન થાય છે,જે દ્રાવણને વાદળી રંગ આપે છે.

(C) કોષ પ્રક્રિયા $3 Fe^{2+}_{(aq)} + 2 Cr_{(s)} \rightleftharpoons 2 Cr^{3+}_{(aq)} + 3 Fe_{(s)}$ છે.
અહીં,$Cr$ નું $Cr^{3+}$ માં ઓક્સિડેશન થાય છે (એનોડ) અને $Fe^{2+}$ નું $Fe$ માં રિડક્શન થાય છે (કેથોડ).
પ્રમાણિત કોષ પોટેન્શિયલ $E_{cell}^{\circ} = E_{cathode}^{\circ} - E_{anode}^{\circ} = E_{Fe^{2+}/Fe}^{\circ} - E_{Cr^{3+}/Cr}^{\circ}$ છે.
$E_{cell}^{\circ} = -0.44 \, V - (-0.74 \, V) = 0.30 \, V$.
સ્થાનાંતરિત ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા $(n)$ $6$ છે.
પ્રમાણિત મુક્ત ઉર્જા ફેરફાર $\Delta G^{\circ} = -n F E_{cell}^{\circ}$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
$\Delta G^{\circ} = -6 \times 96500 \, C \times 0.30 \, V = -173,700 \, J$.

(B) ડેનિયલ કોષ માટેની કોષ પ્રક્રિયા: $Zn(s) + Cu^{2+}(aq) \rightarrow Zn^{2+}(aq) + Cu(s)$ છે.
અહીં,$n = 2$ (સ્થાનાંતરિત ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા).
પ્રમાણિત કોષ પોટેન્શિયલની ગણતરી: $E^{\circ}_{cell} = E^{\circ}_{cathode} - E^{\circ}_{anode} = 0.34\, V - (-0.76\, V) = 1.1\, V$.
પ્રમાણિત ગિબ્સ મુક્ત ઊર્જામાં ફેરફાર: $\Delta G^{\circ} = -nFE^{\circ}_{cell}$.
કિંમતો મૂકતા: $\Delta G^{\circ} = -2 \times 96500\, C\, mol^{-1} \times 1.1\, V = -212300\, J\, mol^{-1} = -212.3\, kJ\, mol^{-1} \approx -213\, kJ\, mol^{-1}$.
આમ,$emf$ $1.1\, V$ અને મુક્ત ઊર્જામાં ફેરફાર $-213\, kJ\, mol^{-1}$ છે.

(C) $Daniell$ કોષની પ્રક્રિયા: $Zn_{(s)} + Cu^{2+}_{(aq)} \rightarrow Zn^{2+}_{(aq)} + Cu_{(s)}$ છે.
$1 \, mole$ $Zn$ ના ઓક્સિડેશન માટે,$n = 2$ ઇલેક્ટ્રોનનું વહન થાય છે.
$2 \, moles$ $Zn$ ના ઓક્સિડેશન માટે,વહન પામતા ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા $n = 2 \times 2 = 4$ થશે.
આપેલ છે $E^{\circ}_{cell} = 1.1 \, V$ અને $F = 96500 \, C \, mol^{-1}$.
પ્રમાણિત ગિબ્સ મુક્ત ઉર્જા ફેરફારનું સૂત્ર $\Delta G^{\circ} = -n F E^{\circ}_{cell}$ છે.
કિંમતો મૂકતા: $\Delta G^{\circ} = -4 \times 96500 \, C \, mol^{-1} \times 1.1 \, V$.
$\Delta G^{\circ} = -424600 \, J \, mol^{-1} = -424.6 \, kJ \, mol^{-1}$.

(B)
ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ શ્રેણી મુજબ,જે ધાતુનો રિડક્શન પોટેન્શિયલ વધારે હોય (ઓછી સક્રિય) તે તેના ક્ષારના દ્રાવણમાંથી ઓછા રિડક્શન પોટેન્શિયલ (વધારે સક્રિય) ધરાવતી ધાતુને વિસ્થાપિત કરી શકતી નથી.
$Cu^{2+} + 2e^- \rightarrow Cu$ $(E^o = +0.34 \ V)$
$Sn^{2+} + 2e^- \rightarrow Sn$ $(E^o = -0.14 \ V)$
$Sn$ નો રિડક્શન પોટેન્શિયલ $Cu$ કરતા વધુ ઋણ હોવાથી,તે વધુ સક્રિય છે અને $CuSO_4$ ના દ્રાવણમાંથી $Cu$ ને વિસ્થાપિત કરી શકે છે.
પ્રક્રિયા: $Sn(s) + CuSO_4(aq) \rightarrow SnSO_4(aq) + Cu(s)$.

(B) .
પાણીમાં લેડ નાઈટ્રેટ,$Pb(NO_3)_2$ ના સાંદ્ર દ્રાવણને તાંબાના પાત્રમાં સંગ્રહિત કરી શકાય છે કારણ કે તાંબુ વિદ્યુત રાસાયણિક શ્રેણીમાં લેડ કરતા ઓછું સક્રિય છે.
તેથી,તાંબુ લેડ નાઈટ્રેટના દ્રાવણમાંથી લેડને વિસ્થાપિત કરી શકતું નથી.
તેનાથી વિપરીત,લોખંડ $(Fe)$,ઝિંક $(Zn)$ અને મેગ્નેશિયમ $(Mg)$ એ લેડ $(Pb)$ કરતા વધુ સક્રિય છે અને વિસ્થાપન પ્રક્રિયા કરશે,તેથી તે સંગ્રહ માટે યોગ્ય નથી.

(C) કોષ પ્રક્રિયા $Zn_{(s)} + Sn^{2+}_{(aq)} \rightleftharpoons Zn^{2+}_{(aq)} + Sn_{(s)}$ છે.
આ પ્રક્રિયા માટે,સ્થાનાંતરિત ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા $n = 2$ છે.
પ્રમાણિત કોષ પોટેન્શિયલ અને સંતુલન અચળાંક વચ્ચેનો સંબંધ $E_{cell}^0 = \frac{0.059}{n} \log_{10} K_{eq}$ છે.
કિંમતો મૂકતા: $E_{cell}^0 = \frac{0.059}{2} \log_{10} (1 \times 10^{20}) = \frac{0.059 \times 20}{2} = 0.59 \ V$.
આપણે જાણીએ છીએ કે $E_{cell}^0 = E_{cathode}^0 - E_{anode}^0 = E_{Sn^{2+}/Sn}^0 - E_{Zn^{2+}/Zn}^0$.
$0.59 \ V = E_{Sn^{2+}/Sn}^0 - (-0.76 \ V)$.
$E_{Sn^{2+}/Sn}^0 = 0.59 - 0.76 = -0.17 \ V$.
$Sn/Sn^{2+}$ માટે પ્રમાણિત ઇલેક્ટ્રોડ પોટેન્શિયલ એ $E_{Sn^{2+}/Sn}^0$ નું વિરોધી મૂલ્ય છે,તેથી $E_{Sn/Sn^{2+}}^0 = -(-0.17 \ V) = 0.17 \ V$.
$0.17 \ V = 17 \times 10^{-2} \ V$.
આમ,મૂલ્ય $17$ છે.

(B) આપેલ કોષ પ્રક્રિયા: $\frac{1}{2} H_{2(g)} + AgCl_{(s)} \rightleftharpoons H^{+}_{(aq)} + Cl^{-}_{(aq)} + Ag_{(s)}$ છે.
એનોડ પર ઓક્સિડેશન થાય છે: $\frac{1}{2} H_{2(g)} \rightarrow H^{+}_{(aq)} + e^-$.
કેથોડ પર રિડક્શન થાય છે: $AgCl_{(s)} + e^- \rightarrow Ag_{(s)} + Cl^{-}_{(aq)}$.
આ બંનેને જોડતા,આપણને કુલ પ્રક્રિયા મળે છે. આ હાઇડ્રોજન ઇલેક્ટ્રોડ $(Pt \mid H_2)$ અને $HCl$ દ્રાવણમાં સિલ્વર-સિલ્વર ક્લોરાઇડ ઇલેક્ટ્રોડ $(AgCl \mid Ag)$ ધરાવતા કોષને અનુરૂપ છે.
તેથી,સાચી કોષ રજૂઆત $Pt \mid H_{2(g)} \mid HCl_{(aq)} \mid AgCl_{(s)} \mid Ag_{(s)}$ છે.

(C) સમીકરણ $\Delta_r G = -nFE_{\text{cell}}$ એ ગિબ્સ ઉર્જા ફેરફારને સ્થાનાંતરિત ઇલેક્ટ્રોનના મોલની સંખ્યા $(n)$,ફેરાડે અચળાંક $(F)$ અને કોષ પોટેન્શિયલ $(E_{\text{cell}})$ સાથે જોડે છે.
$\Delta_r G$ એ $n$ ના સીધા પ્રમાણમાં હોવાથી,$\Delta_r G$ નું મૂલ્ય $n$ પર આધાર રાખે છે. તેથી,વિધાન $A$ સાચું છે.
$E_{\text{cell}}$ એ તીવ્ર ગુણધર્મ છે કારણ કે તે દ્રવ્યના જથ્થા પર આધાર રાખતું નથી,જ્યારે $\Delta_r G$ એ વિસ્તૃત ગુણધર્મ છે કારણ કે તે દ્રવ્યના જથ્થા (મોલની સંખ્યા $n$) પર આધાર રાખે છે. તેથી,કારણ $R$ સાચું છે.
જોકે,$E_{\text{cell}}$ તીવ્ર છે અને $\Delta_r G$ વિસ્તૃત છે તે હકીકત એ સમજાવે છે કે $\Delta_r G$ શા માટે વિસ્તૃત છે,પરંતુ તે સીધું કારણ નથી કે શા માટે $\Delta_r G$ સમીકરણમાં $n$ પર આધાર રાખે છે. $n$ પરની નિર્ભરતા એ કોષ પ્રક્રિયાના તત્વયોગમિતિનું ગાણિતિક પરિણામ છે. તેથી,$R$ એ $A$ ની સાચી સમજૂતી નથી.

(A) બેટરી ઉદ્યોગોમાં વિવિધ ધાતુઓનો ઉપયોગ ઇલેક્ટ્રોડ અથવા ઘટકો તરીકે થાય છે.
$Mn$ (મેંગેનીઝ) નો ઉપયોગ લેકલાન્ચે કોષો (ડ્રાય સેલ) માં થાય છે.
$Ni$ (નિકલ) નો ઉપયોગ નિકલ-કેડમિયમ બેટરીમાં થાય છે.
$Cd$ (કેડમિયમ) નો ઉપયોગ નિકલ-કેડમિયમ બેટરીમાં થાય છે.
તેથી,$Mn$,$Ni$ અને $Cd$ ધાતુઓ બેટરી ઉદ્યોગોમાં વપરાય છે.
આ વિકલ્પો $B$,$C$ અને $E$ ને અનુરૂપ છે.

(A) કેલોમલ ઇલેક્ટ્રોડને $Hg | Hg_2Cl_2(s) | Cl^-(aq)$ તરીકે દર્શાવવામાં આવે છે.
તેમાં પારો $(Hg)$,ઘન મર્ક્યુરસ ક્લોરાઇડ $(Hg_2Cl_2)$ અને ક્લોરાઇડ આયનો $(Cl^-)$ ના દ્રાવણના સંપર્કમાં હોય છે.
આ રચના તેને $Metal - Insoluble Salt - Anion$ ઇલેક્ટ્રોડ તરીકે વર્ગીકૃત કરે છે.

(C) $1$. ફ્યુઅલ સેલ,જેમ કે $H_2-O_2$ ફ્યુઅલ સેલ,એપોલો સ્પેસ પ્રોગ્રામમાં વપરાયા હતા,તેથી વિધાન $A$ સાચું છે.
$2$. ફ્યુઅલ સેલ ખૂબ જ કાર્યક્ષમ હોય છે,જે સામાન્ય રીતે બળતણની $60 \%$ થી $70 \%$ ઉર્જાનું વીજળીમાં રૂપાંતર કરે છે. વિધાન $B$ સાચું છે.
$3$. ફ્યુઅલ સેલ ઉદ્દીપક તરીકે પ્લેટિનમ અથવા પેલેડિયમનો ઉપયોગ કરે છે,એલ્યુમિનિયમનો નહીં. વિધાન $C$ ખોટું છે.
$4$. $H_2-O_2$ ફ્યુઅલ સેલની એકમાત્ર આડપેદાશ પાણી છે,જે તેને પર્યાવરણને અનુકૂળ બનાવે છે. વિધાન $D$ સાચું છે.
$5$. ફ્યુઅલ સેલ એ રાસાયણિક ઉર્જાનું સીધું વિદ્યુત ઉર્જામાં રૂપાંતર કરતું સાધન છે,જે ગેલ્વેનિક કોષની વ્યાખ્યા છે. વિધાન $E$ સાચું છે.
તેથી,વિધાનો $A, B, D$ અને $E$ સાચા છે.

(A) ઘડિયાળમાં સામાન્ય રીતે વપરાતા કોષો મર્ક્યુરી કોષ અથવા ઝિંક-કાર્બન ડ્રાય સેલ હોય છે. આ કોષોમાં,કેથોડ પ્રક્રિયામાં મેંગેનીઝ ડાયોક્સાઇડ $(MnO_2)$ નું રિડક્શન થાય છે.
ચોક્કસ રીતે,ડ્રાય સેલમાં,કેથોડ પરની પ્રક્રિયા: $MnO_2 + NH_4^+ + e^- \rightarrow MnO(OH) + NH_3$ છે.
$MnO_2$ માં,$Mn$ નો ઓક્સિડેશન આંક $+4$ છે. $MnO(OH)$ માં,$Mn$ નો ઓક્સિડેશન આંક $+3$ છે.
તેથી,આ પ્રક્રિયામાં $Mn$ નું $+4$ થી $+3$ માં રિડક્શન થાય છે.

(D) કોષની પ્રક્રિયા $M + X^{2-} \rightarrow M^{2+} + X$ છે.
પ્રમાણિત કોષ પોટેન્શિયલ $E^{\circ}_{\text{cell}} = E^{\circ}_{\text{cathode}} - E^{\circ}_{\text{anode}}$.
અહીં,કેથોડ $X/X^{2-}$ છે અને એનોડ $M/M^{2+}$ છે.
આપેલ છે $E^{\circ}_{(M^{2+}/M)} = 0.46 \ V$,તેથી $E^{\circ}_{(M/M^{2+})} = -0.46 \ V$.
આપેલ છે $E^{\circ}_{(X/X^{2-})} = 0.34 \ V$.
$E^{\circ}_{\text{cell}} = 0.34 \ V - (-0.46 \ V) = 0.80 \ V$.
$E^{\circ}_{\text{cell}} > 0$ હોવાથી,$E^{\circ}_{\text{cell}} = 0.80 \ V$ એ સાચો જવાબ છે.

(A) જ્યારે બાહ્ય પોટેન્શિયલ $E_{\text{cell}}^0$ કરતા ઓછું હોય ત્યારે ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ કોષ ગેલ્વેનિક કોષ તરીકે કાર્ય કરે છે.
જ્યારે $E_{\text{cell}}^0$ કરતા વધારે બાહ્ય પોટેન્શિયલ વિરુદ્ધ દિશામાં લાગુ કરવામાં આવે છે,ત્યારે ઇલેક્ટ્રોનનો પ્રવાહ ઉલટાય છે અને કોષ ઇલેક્ટ્રોલિટીક કોષ તરીકે કાર્ય કરે છે.

(A) આપેલ રેડોક્ષ પ્રક્રિયા છે: $\frac{1}{2} H_{2(g)} + AgCl_{(s)} \rightarrow H_{(aq)}^{+} + Cl_{(aq)}^{-} + Ag_{(s)}$
એનોડિક અર્ધ-કોષ પ્રક્રિયા (ઓક્સિડેશન):
$\frac{1}{2} H_{2(g)} \rightarrow H_{(aq)}^{+} + e^{-}$
આ હાઇડ્રોજન ઇલેક્ટ્રોડને અનુરૂપ છે: $Pt|H_{2(g)}|H_{(aq)}^{+}$
કેથોડિક અર્ધ-કોષ પ્રક્રિયા (રિડક્શન):
$AgCl_{(s)} + e^{-} \rightarrow Ag_{(s)} + Cl_{(aq)}^{-}$
આ સિલ્વર-સિલ્વર ક્લોરાઇડ ઇલેક્ટ્રોડને અનુરૂપ છે: $Cl_{(aq)}^{-}|AgCl_{(s)}|Ag$
આ બંનેને જોડતા,કોષનું નિરૂપણ આ મુજબ થાય છે:
$Pt|H_{2(g)}|H_{(aq)}^{+}, Cl_{(aq)}^{-}|AgCl_{(s)}|Ag$
જેથી $HCl$ અથવા $KCl$ એ $H^{+}$ અને $Cl^{-}$ આયનો પૂરા પાડે છે,તેથી $Pt|H_{2(g)}|HCl_{(soln.)}|AgCl_{(s)}|Ag$ નિરૂપણ સાચું છે. વિકલ્પ $A$ આ કોષ દર્શાવે છે.

(C) જો ધાતુનો પ્રમાણિત રિડક્શન પોટેન્શિયલ $(E^{\circ})$,$Cr_2O_7^{2-} / Cr^{3+}$ અર્ધ-કોષના $E^{\circ}$ $(1.33 \ V)$ કરતા ઓછો હોય,તો તે ધાતુનું $Cr_2O_7^{2-}$ દ્વારા ઓક્સિડેશન થશે.
આપેલ મૂલ્યોની સરખામણી કરતા:
$1. E^{\circ}(Fe^{3+}/Fe) = -0.04 \ V < 1.33 \ V$ (ઓક્સિડેશન પામશે)
$2. E^{\circ}(Ni^{2+}/Ni) = -0.25 \ V < 1.33 \ V$ (ઓક્સિડેશન પામશે)
$3. E^{\circ}(Ag^+/Ag) = 0.80 \ V < 1.33 \ V$ (ઓક્સિડેશન પામશે)
$4. E^{\circ}(Au^{3+}/Au) = 1.40 \ V > 1.33 \ V$ (ઓક્સિડેશન પામશે નહીં)
આમ,$Fe$,$Ni$,અને $Ag$ ઓક્સિડેશન પામશે.
આવી ધાતુઓની કુલ સંખ્યા $3$ છે.

(C) સાચી જોડ નીચે મુજબ છે:
$A$. લેકલાન્શે કોષ: એનોડ પ્રક્રિયા $Zn \rightarrow Zn^{2+} + 2e^-$ છે. તેથી,$A-IV$.
$B$. Ni-Cd કોષ: આ એક રિચાર્જેબલ કોષ છે. તેથી,$B-III$.
$C$. બળતણ કોષ: તે $H_2$ જેવા બળતણની દહન ઉર્જાને સીધી વિદ્યુત ઉર્જામાં રૂપાંતરિત કરે છે. તેથી,$C-I$.
$D$. મર્ક્યુરી કોષ: તેમાં દ્રાવણમાં કોઈ આયન સામેલ નથી,તેથી કોષનો પોટેન્શિયલ તેના આયુષ્ય દરમિયાન સ્થિર રહે છે. તે સાંભળવાના સાધનોમાં વપરાય છે. તેથી,$D-II$.
તેથી,સાચો ક્રમ $A-IV, B-III, C-I, D-II$ છે.

(C) તીવ્ર ગુણધર્મો સિસ્ટમમાં હાજર પદાર્થના જથ્થાથી સ્વતંત્ર હોય છે.
$1$. મોલર વાહકતા એ તીવ્ર ગુણધર્મ છે કારણ કે તે ઇલેક્ટ્રોલાઇટના પ્રતિ મોલ વાહકતા તરીકે વ્યાખ્યાયિત થયેલ છે.
$2$. ઇલેક્ટ્રોમોટિવ ફોર્સ $(EMF)$ એ તીવ્ર ગુણધર્મ છે કારણ કે તે કોષના કદથી સ્વતંત્ર પોટેન્શિયલ તફાવત છે.
$3$. અવરોધ $(R)$ એ વિસ્તૃત (extensive) ગુણધર્મ છે કારણ કે તે પરિમાણો અને પદાર્થના જથ્થા પર આધાર રાખે છે.
$4$. ઉષ્મા ધારિતા $(C)$ એ વિસ્તૃત ગુણધર્મ છે કારણ કે તે પદાર્થના કુલ જથ્થા પર આધાર રાખે છે.
તેથી,$A$ અને $B$ તીવ્ર ગુણધર્મો છે.

(A) ક્ષાર સેતુનો ઉપયોગ બે અર્ધ-કોષોમાં વિદ્યુતીય તટસ્થતા જાળવવા અને વિદ્યુત પરિપથ પૂર્ણ કરવા માટે થાય છે.
તે વિદ્યુતધ્રુવો પર થતી રાસાયણિક પ્રક્રિયામાં ભાગ લેતું નથી.
તે વીજભાર સંતુલન જાળવવા માટે આયનોના પ્રવાહને મંજૂરી આપે છે પરંતુ આયનોના પ્રસરણને સંપૂર્ણપણે અટકાવતું નથી.
તે કોષની પ્રક્રિયા માટે સખત રીતે જરૂરી નથી,કારણ કે કેટલાક કોષોની રચનાઓ (જેમ કે અમુક પ્રકારની બેટરીઓ) ક્ષાર સેતુ વગર પણ કાર્ય કરે છે,જેમાં વિદ્યુતવિભાજ્યોને અલગ રાખવા માટે છિદ્રાળુ પટલ અથવા અન્ય પદ્ધતિઓનો ઉપયોગ થાય છે.

(B) હાઇડ્રેઝીન-ઓક્સિજન ફ્યુઅલ સેલમાં,નીચે મુજબની પ્રક્રિયાઓ થાય છે:
એનોડ: $N_2H_{4(aq)} + 4OH^{-}_{(aq)} \longrightarrow N_{2(g)} + 4H_2O_{(l)} + 4e^-$
કેથોડ: $O_{2(g)} + 2H_2O_{(l)} + 4e^- \longrightarrow 4OH^{-}_{(aq)}$
વિધાન $A$ સાચું છે કારણ કે તે હાઇડ્રેઝીનના એનોડિક ઓક્સિડેશનનું વર્ણન કરે છે.
વિધાન $C$ સાચું છે કારણ કે તે ઓક્સિજનના હાઇડ્રોક્સાઇડ આયનોમાં કેથોડિક રિડક્શનનું વર્ણન કરે છે.
વિધાન $B$ અને $D$ ખોટા છે કારણ કે તે આ ફ્યુઅલ સેલની પ્રમાણભૂત પદ્ધતિનું વર્ણન કરતા નથી.

(A) પ્રમાણિત ગિબ્સ મુક્ત ઉર્જા ફેરફાર અને પ્રમાણિત સેલ પોટેન્શિયલ વચ્ચેનો સંબંધ $\Delta G^0 = -nFE^0_{cell}$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
કોઈ સેલ માટે $\Delta G^0$ સૌથી વધુ ઋણ હોય તે માટે,તેનો $E^0_{cell}$ સૌથી વધુ ધન હોવો જોઈએ.
$E^0_{cell} = E^0_{cathode} - E^0_{anode}$.
$A) \ E^0_{cell} = 0.80 - (-0.76) = 1.56 \ V; \Delta G^0 = -2 \times F \times 1.56 = -3.12 \ F$
$B) \ E^0_{cell} = -2.37 - (-0.76) = -1.61 \ V; \Delta G^0 = -2 \times F \times (-1.61) = +3.22 \ F$
$C) \ E^0_{cell} = -2.37 - 0.80 = -3.17 \ V; \Delta G^0 = -2 \times F \times (-3.17) = +6.34 \ F$
$D) \ E^0_{cell} = 0.80 - 0.34 = 0.46 \ V; \Delta G^0 = -2 \times F \times 0.46 = -0.92 \ F$
મૂલ્યોની સરખામણી કરતા,વિકલ્પ $(A)$ સૌથી વધુ ઋણ $\Delta G^0$ આપે છે.