Electrochemical cells Questions in Hindi

(N/A) $1$. डेनियल सेल का मानक विभव $1.1 \ V$ है।
$2$. डेनियल सेल में,रासायनिक ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित किया जाता है।
$3$. डेनियल सेल में,$Zn$ (जिंक) एनोड है और $Cu$ (कॉपर) कैथोड है।

(A) कथन $(1)$ सत्य है: डेनियल सेल में,एनोड अभिक्रिया $Zn(s) \rightarrow Zn^{2+}(aq) + 2e^-$ है,जहाँ $Zn$ घुलता है,और कैथोड अभिक्रिया $Cu^{2+}(aq) + 2e^- \rightarrow Cu(s)$ है,जहाँ $Cu$ जमा होता है।
कथन $(2)$ सत्य है: डेनियल सेल का मानक $EMF$ $1.1 \ V$ होता है। जब विपरीत दिशा में ठीक $1.1 \ V$ का बाहरी विभव लगाया जाता है,तो विभवांतर शून्य हो जाता है,सेल अभिक्रिया रुक जाती है और परिपथ में कोई धारा प्रवाहित नहीं होती है।

(N/A) गैल्वेनिक सेल: यह एक विद्युत-रासायनिक सेल है जो एक स्वतःस्फूर्त रेडॉक्स अभिक्रिया की रासायनिक ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करता है।
$(b)$ डेनियल सेल में होने वाली रासायनिक अभिक्रियाएँ:
$(i)$ $Cu^{2+}_{(aq)} + 2e^{-} \longrightarrow Cu_{(s)}$ (अपचयन अर्ध-अभिक्रिया)
$(ii)$ $Zn_{(s)} \longrightarrow Zn^{2+}_{(aq)} + 2e^{-}$ (ऑक्सीकरण अर्ध-अभिक्रिया)
$(iii)$ $Zn_{(s)} + Cu^{2+}_{(aq)} \longrightarrow Zn^{2+}_{(aq)} + Cu_{(s)}$ (कुल रेडॉक्स अभिक्रिया)
ये अभिक्रियाएँ डेनियल सेल के दो अलग-अलग भागों में होती हैं। अपचयन अर्ध-अभिक्रिया कॉपर इलेक्ट्रोड पर होती है,जबकि ऑक्सीकरण अर्ध-अभिक्रिया जिंक इलेक्ट्रोड पर होती है। इन दो भागों को अर्ध-सेल कहा जाता है। रेडॉक्स युग्म को ऑक्सीकरण या अपचयन अर्ध-अभिक्रिया में भाग लेने वाले पदार्थ के ऑक्सीकृत और अपचयित रूपों के संयोजन के रूप में परिभाषित किया जाता है। उदाहरण के लिए,$Zn^{2+}/Zn$ और $Cu^{2+}/Cu$ रेडॉक्स युग्म हैं।

(N/A) डेनियल सेल के आधार पर गैल्वेनिक सेल की संरचना: हम विभिन्न अर्ध-सेलों के संयोजन का उपयोग करके डेनियल सेल के पैटर्न पर कई गैल्वेनिक सेल बना सकते हैं।
$(i)$ प्रत्येक अर्ध-सेल में एक धात्विक इलेक्ट्रोड होता है जो एक इलेक्ट्रोलाइट घोल में डूबा होता है।
$(ii)$ दोनों अर्ध-सेलों को बाहरी रूप से एक वोल्टमीटर और स्विच के माध्यम से धात्विक तार द्वारा जोड़ा जाता है।
$(iii)$ दोनों अर्ध-सेलों के इलेक्ट्रोलाइट्स को आंतरिक रूप से एक साल्ट ब्रिज (salt bridge) द्वारा जोड़ा जाता है। कुछ मामलों में,दोनों इलेक्ट्रोड एक ही इलेक्ट्रोलाइट घोल में डूबे हो सकते हैं,ऐसी स्थिति में साल्ट ब्रिज की आवश्यकता नहीं होती है।
$(b)$ डेनियल सेल में धनात्मक और ऋणात्मक इलेक्ट्रोड और अभिक्रियाएं:
धनात्मक इलेक्ट्रोड (कैथोड): इलेक्ट्रोड-इलेक्ट्रोलाइट इंटरफेस पर,घोल से धातु आयन धातु इलेक्ट्रोड पर जमा होने की प्रवृत्ति रखते हैं,जिससे यह धनात्मक रूप से आवेशित हो जाता है।
$M^{n+}_{(aq)} + ne^{-} \longrightarrow M_{(s)}$ (अपचयन)
डेनियल सेल में,$Cu$ इलेक्ट्रोड कैथोड (धनात्मक इलेक्ट्रोड) के रूप में कार्य करता है,जहाँ अपचयन अभिक्रिया होती है।
ऋणात्मक इलेक्ट्रोड (एनोड): इलेक्ट्रोड के धातु परमाणु आयनों के रूप में घोल में जाने की प्रवृत्ति रखते हैं और इलेक्ट्रोड पर इलेक्ट्रॉन छोड़ देते हैं,जिससे यह ऋणात्मक रूप से आवेशित हो जाता है।
$M_{(s)} \longrightarrow M^{n+}_{(aq)} + ne^{-}$ (ऑक्सीकरण)
डेनियल सेल में,$Zn$ इलेक्ट्रोड एनोड (ऋणात्मक इलेक्ट्रोड) के रूप में कार्य करता है,जहाँ ऑक्सीकरण अभिक्रिया होती है।

(N/A) कॉपर-सिल्वर सेल के लिए रेडॉक्स अभिक्रिया:
$Cu_{(s)} + 2Ag_{(aq)}^{+} \rightarrow Cu_{(aq)}^{2+} + 2Ag_{(s)}$
अर्ध-सेल अभिक्रियाएँ इस प्रकार हैं:
कैथोड (अपचयन): $2Ag_{(aq)}^{+} + 2e^{-} \rightarrow 2Ag_{(s)}$
एनोड (ऑक्सीकरण): $Cu_{(s)} \rightarrow Cu_{(aq)}^{2+} + 2e^{-}$
सेल का निरूपण:
$Cu_{(s)} | Cu_{(aq)}^{2+} \| Ag_{(aq)}^{+} | Ag_{(s)}$
सेल विभव का सूत्र:
$E_{cell} = E_{cathode} - E_{anode} = E_{Ag^{+}|Ag} - E_{Cu^{2+}|Cu}$

(N/A) इलेक्ट्रोड: गैल्वेनिक या इलेक्ट्रोलाइटिक सेल में,धातु की छड़ या प्लेट को उसके लवण के घोल में रखने से बनने वाली प्रणाली को इलेक्ट्रोड कहा जाता है,जिसमें धारा या इलेक्ट्रॉन का प्रवाह होता है।
अर्ध-सेल (half-cell): इलेक्ट्रोड और वह घोल जिसमें इसे रखा गया है,ऐसी प्रणाली जहाँ ऑक्सीकरण या अपचयन (reduction) अभिक्रिया संभव हो,उसे अर्ध-सेल कहते हैं।
प्रतीकात्मक प्रस्तुति: धातु और उसके आयन के बीच एक खड़ी रेखा खींची जाती है। परंपरा के अनुसार,अपचयन अभिक्रिया के लिए इसे $\text{धातु आयन} \mid \text{धातु}$ के रूप में लिखा जाता है।
अपचयन के लिए: $Zn^{2+} + 2e^{-} \rightarrow Zn$ की प्रतीकात्मक प्रस्तुति $Zn_{(aq)}^{2+} \mid Zn_{(s)}$ है।
ऑक्सीकरण के लिए: $Zn_{(s)} \rightarrow Zn^{2+} + 2e^{-}$ की प्रतीकात्मक प्रस्तुति $Zn_{(s)} \mid Zn_{(aq)}^{2+}$ है।
यदि अभिकारक या उत्पाद गैस या तरल है,तो आमतौर पर प्लैटिनम $(Pt)$ का उपयोग किया जाता है। उदाहरण:
$(i)$ हाइड्रोजन इलेक्ट्रोड:
एनोड (ऑक्सीकरण): $Pt_{(s)} \mid H_{2(g)} \ (1 \ \text{bar}) \mid H_{(aq)}^{+}$
कैथोड (अपचयन): $H_{(aq)}^{+} \mid H_{2(g)} \ (1 \ \text{bar}) \mid Pt_{(s)}$
$(ii)$ ब्रोमीन इलेक्ट्रोड:
कैथोड (अपचयन): $Pt_{(s)} \mid Br_{2(aq)} \mid Br_{(aq)}^{-}$
एनोड (ऑक्सीकरण): $Br_{(aq)}^{-} \mid Br_{2(aq)} \mid Pt_{(s)}$

(N/A) विद्युत रासायनिक सेल के प्रतीकात्मक निरूपण में,एनोड (बाईं ओर) और कैथोड (दाईं ओर) अर्ध-सेल की अभिक्रियाओं को क्रमशः धातु और धातु आयन या आयन और धातु के बीच एक एकल ऊर्ध्वाधर रेखा खींचकर दर्शाया जाता है।
एनोड और कैथोड को क्रमशः बाईं और दाईं ओर दर्शाया जाता है।
एनोड और कैथोड पर क्रमशः ऋण $(-)$ और धन $(+)$ चिह्न अंकित किए जाते हैं।
इन दो अर्ध-सेलों के बीच लवण सेतु (salt bridge) को दर्शाने के लिए दो समानांतर ऊर्ध्वाधर रेखाएं $(||)$ लगाई जाती हैं।
यदि अक्रिय इलेक्ट्रोड का उपयोग किया जाता है,तो उसे $Pt$ या $C$ जैसे प्रतीकों द्वारा दर्शाया जाता है।
उदाहरण-$1$: डेनियल सेल का प्रतीकात्मक निरूपण: $Zn_{(s)} | Zn^{2+}_{(aq)} || Cu^{2+}_{(aq)} | Cu_{(s)}$
उदाहरण-$2$: अक्रिय इलेक्ट्रोड के साथ निर्मित गैल्वेनिक सेल का प्रतीकात्मक निरूपण: $Pt_{(s)} | H_{2(g)} | H^{+}_{(aq)} || Cu^{2+}_{(aq)} | Cu_{(s)}$

(N/A) इलेक्ट्रोड की सतह पर होने वाली अभिक्रिया के आधार पर:
गैल्वेनिक सेल में,जिस अर्ध-सेल में ऑक्सीकरण होता है उसे एनोड कहा जाता है और जिस दूसरे अर्ध-सेल में अपचयन होता है उसे कैथोड कहा जाता है।
$(b)$ इलेक्ट्रोड पर विद्युत आवेश के आधार पर:
धनात्मक और ऋणात्मक इलेक्ट्रोड: धनात्मक इलेक्ट्रोड की तुलना में ऋणात्मक इलेक्ट्रोड में इलेक्ट्रॉनों की संख्या अधिक होती है। उदाहरण के लिए,गैल्वेनिक सेल में एनोड ऋणात्मक और कैथोड धनात्मक होता है।
$(c)$ इलेक्ट्रोड की प्रकृति के आधार पर वर्गीकरण:
$(i)$ सक्रिय इलेक्ट्रोड: सेल में,वह इलेक्ट्रोड जो अपने वजन में वृद्धि या कमी दर्शाता है,सक्रिय इलेक्ट्रोड कहलाता है। यदि अभिक्रिया के दौरान सक्रिय धातु घोल में घुल जाती है,तो उसका वजन कम हो जाता है। और यदि अभिक्रिया के दौरान घोल के आयन अपचयित होकर धातु के कणों में परिवर्तित हो जाते हैं और इलेक्ट्रोड पर जमा हो जाते हैं,तो धातु का वजन बढ़ जाता है। उदाहरण के लिए,डेनियल सेल में $Zn$ और $Cu$ धातुएं सक्रिय इलेक्ट्रोड हैं।
$Zn(s) \rightarrow Zn^{2+}(aq) + 2e^{-}$ (ऑक्सीकरण)
$Cu^{2+}(aq) + 2e^{-} \rightarrow Cu(s)$ (अपचयन)
यहाँ,$Zn$ का वजन घटता है और $Cu$ का वजन बढ़ता है।
$(ii)$ अक्रिय इलेक्ट्रोड: वह इलेक्ट्रोड जो सेल अभिक्रिया में केवल अपनी सतह प्रदान करता है,लेकिन अभिक्रिया में भाग नहीं लेता है,अक्रिय इलेक्ट्रोड कहलाता है। उदाहरण के लिए,प्लैटिनम,ग्रेफाइट जैसी धातुओं का उपयोग उन अर्ध-सेलों में किया जाता है जिनमें गैसीय या तरल अभिकारक या उत्पाद होते हैं। प्लैटिनम-$H_2$ गैस अक्रिय इलेक्ट्रोड का उदाहरण है।

(N/A) एक गैल्वेनिक सेल में,कम अपचयन विभव वाला इलेक्ट्रोड एनोड (ऑक्सीकरण) के रूप में और उच्च अपचयन विभव वाला इलेक्ट्रोड कैथोड (अपचयन) के रूप में कार्य करता है।
यहाँ,$E^o_{Zn^{2+}|Zn} = -0.76 \ V$ (कम) और $E^o_{Ag^{+}|Ag} = 0.80 \ V$ (उच्च) है।
अतः,$Zn$ एनोड के रूप में और $Ag$ कैथोड के रूप में कार्य करता है।
सेल का प्रतीकात्मक निरूपण है: $Zn(s) | Zn^{2+}(aq) || Ag^{+}(aq) | Ag(s)$।
मानक सेल विभव की गणना इस प्रकार है:
$E^o_{cell} = E^o_{cathode} - E^o_{anode}$
$E^o_{cell} = E^o_{Ag^{+}|Ag} - E^o_{Zn^{2+}|Zn}$
$E^o_{cell} = 0.80 \ V - (-0.76 \ V)$
$E^o_{cell} = 0.80 \ V + 0.76 \ V = 1.56 \ V$।

(N/A) गैल्वेनिक सेल बनाने के लिए,हम मानक अपचयन विभव (standard reduction potential) के आधार पर एनोड और कैथोड की पहचान करते हैं।
$E^o_{Mg^{2+}|Mg} = -2.37 \ V$ (एनोड,क्योंकि यह अधिक ऋणात्मक है)
$E^o_{Co^{2+}|Co} = -0.28 \ V$ (कैथोड,क्योंकि यह अधिक धनात्मक है)
गैल्वेनिक सेल में,एनोड पर ऑक्सीकरण और कैथोड पर अपचयन होता है।
एनोड अभिक्रिया: $Mg(s) \rightarrow Mg^{2+}(aq) + 2e^-$
कैथोड अभिक्रिया: $Co^{2+}(aq) + 2e^- \rightarrow Co(s)$
गैल्वेनिक सेल का प्रतीकात्मक निरूपण इस प्रकार लिखा जाता है: $\text{एनोड} | \text{एनोड इलेक्ट्रोलाइट} || \text{कैथोड इलेक्ट्रोलाइट} | \text{कैथोड}$
अतः,निरूपण है: $Mg(s) | Mg^{2+}(aq) || Co^{2+}(aq) | Co(s)$

(N/A) $1$. मानक अपचयन विभव के आधार पर एनोड और कैथोड की पहचान करें: चूंकि $E^o_{Ag^{+}|Ag} (0.80 \ V) > E^o_{Ni^{2+}|Ni} (-0.23 \ V)$,इसलिए $Ag$ कैथोड के रूप में और $Ni$ एनोड के रूप में कार्य करता है।
$2$. प्रतीकात्मक निरूपण: सेल को $Ni(s) | Ni^{2+}(aq) || Ag^{+}(aq) | Ag(s)$ के रूप में दर्शाया जाता है।
$3$. सेल अभिक्रियाएँ:
एनोड पर (ऑक्सीकरण): $Ni(s) \rightarrow Ni^{2+}(aq) + 2e^-$
कैथोड पर (अपचयन): $2Ag^{+}(aq) + 2e^- \rightarrow 2Ag(s)$
कुल सेल अभिक्रिया: $Ni(s) + 2Ag^{+}(aq) \rightarrow Ni^{2+}(aq) + 2Ag(s)$.

(N/A) $1$. मानक अपचयन विभव के आधार पर एनोड और कैथोड की पहचान करें: $E^o_{Al^{3+}|Al} = -1.66 \ V$ (एनोड) और $E^o_{Ag^{+}|Ag} = 0.80 \ V$ (कैथोड)।
$2$. सेल अभिक्रिया है: $Al(s) + 3Ag^+(aq) \rightarrow Al^{3+}(aq) + 3Ag(s)$।
$3$. गैल्वेनिक सेल में,इलेक्ट्रॉन बाहरी परिपथ के माध्यम से एनोड ($Al$ इलेक्ट्रोड) से कैथोड ($Ag$ इलेक्ट्रोड) की ओर प्रवाहित होते हैं।
$4$. पारंपरिक विद्युत धारा विपरीत दिशा में,यानी कैथोड ($Ag$ इलेक्ट्रोड) से एनोड ($Al$ इलेक्ट्रोड) की ओर प्रवाहित होती है।
$5$. आरेख का विवरण: $Al$ इलेक्ट्रोड को $Al(NO_3)_3$ के विलयन में और $Ag$ इलेक्ट्रोड को $AgNO_3$ के विलयन में रखा जाता है,जो लवण सेतु और वोल्टमीटर के साथ एक बाहरी तार द्वारा जुड़े होते हैं।

(N/A) $Inert \ electrode$ वह इलेक्ट्रोड है जो सेल की रासायनिक अभिक्रिया में भाग नहीं लेता है,लेकिन इलेक्ट्रॉनों के स्थानांतरण के लिए सतह प्रदान करता है। उदाहरण: $Platinum \ (Pt)$ या $Graphite$।
$Active \ electrode$ वह इलेक्ट्रोड है जो विलयन में आयन मुक्त करके या विलयन से आयन ग्रहण करके रासायनिक अभिक्रिया में भाग लेता है। उदाहरण: $Zinc \ (Zn)$ इलेक्ट्रोड,$Copper \ (Cu)$ इलेक्ट्रोड,या $Silver \ (Ag)$ इलेक्ट्रोड।

(N/A) विद्युत-रासायनिक सेल में,जिस इलेक्ट्रोड पर ऑक्सीकरण होता है उसे $Anode$ (एनोड) कहा जाता है। यह वह स्थान है जहाँ इलेक्ट्रॉन बाहरी परिपथ में मुक्त होते हैं।
विद्युत-रासायनिक सेल में,जिस इलेक्ट्रोड पर अपचयन होता है उसे $Cathode$ (कैथोड) कहा जाता है। यह वह स्थान है जहाँ बाहरी परिपथ से इलेक्ट्रॉन ग्रहण किए जाते हैं।

(A) एक इलेक्ट्रोकेमिकल सेल में,जिस इलेक्ट्रोड पर ऑक्सीकरण होता है उसे $Anode$ कहा जाता है,और जिस इलेक्ट्रोड पर अपचयन होता है उसे $Cathode$ कहा जाता है।
$Galvanic$ सेल में,$Anode$ ऋणात्मक इलेक्ट्रोड होता है और $Cathode$ धनात्मक इलेक्ट्रोड होता है।
$Electrolytic$ सेल में,$Anode$ धनात्मक इलेक्ट्रोड होता है और $Cathode$ ऋणात्मक इलेक्ट्रोड होता है।
सामान्य इलेक्ट्रोकेमिस्ट्री में,$Anode$ को ऑक्सीकरण के स्थान के रूप में और $Cathode$ को अपचयन के स्थान के रूप में परिभाषित किया गया है।
दिए गए विकल्पों के अनुसार,$A$ $Electrolytic$ सेल के विन्यास को दर्शाता है।

(D) लवण सेतु एक विद्युत रासायनिक सेल में कई महत्वपूर्ण कार्य करता है:
$1$. यह दोनों अर्ध-सेलों के बीच आयनों के प्रवाह की अनुमति देकर विद्युत परिपथ को पूरा करता है।
$2$. यह आवेश संचय को संतुलित करने के लिए आयन प्रदान करके दोनों अर्ध-सेलों में विद्युत तटस्थता बनाए रखता है।
$3$. यह दो समाधानों के इंटरफ़ेस पर आयनों के असमान प्रवास के कारण उत्पन्न होने वाले लिक्विड जंक्शन पोटेंशियल को कम करता है या रोकता है।

(N/A) एक गैल्वेनिक सेल में,इलेक्ट्रॉनों का प्रवाह दो मार्गों से पूरा होता है:
$1$. बाहरी परिपथ: इलेक्ट्रॉन एक बाहरी धात्विक तार के माध्यम से एनोड से कैथोड की ओर प्रवाहित होते हैं। यह प्रवाह दोनों इलेक्ट्रोडों के बीच विभवांतर द्वारा संचालित होता है।
$2$. आंतरिक परिपथ: आंतरिक परिपथ एक लवण सेतु $(salt bridge)$ या इलेक्ट्रोलाइट युक्त छिद्रयुक्त झिल्ली द्वारा पूरा होता है। यह अर्ध-सेलों में विद्युत तटस्थता बनाए रखने के लिए आयनों ($cations$ और $anions$) की गति की अनुमति देता है और आवेश के संचय को रोकता है,जिससे इलेक्ट्रॉनों का निरंतर प्रवाह बना रहता है।

$(i)$ डेनियल सेल $(Zn|Zn^{2+}||Cu^{2+}|Cu)$ के लिए:
एनोड अभिक्रिया: $Zn(s) \rightarrow Zn^{2+}(aq) + 2e^-$
कैथोड अभिक्रिया: $Cu^{2+}(aq) + 2e^- \rightarrow Cu(s)$
कुल रेडॉक्स अभिक्रिया: $Zn(s) + Cu^{2+}(aq) \rightarrow Zn^{2+}(aq) + Cu(s)$
$(ii)$ $Cu-Ag$ गैल्वेनिक सेल $(Cu|Cu^{2+}||Ag^+|Ag)$ के लिए:
एनोड अभिक्रिया: $Cu(s) \rightarrow Cu^{2+}(aq) + 2e^-$
कैथोड अभिक्रिया: $2Ag^+(aq) + 2e^- \rightarrow 2Ag(s)$
कुल रेडॉक्स अभिक्रिया: $Cu(s) + 2Ag^+(aq) \rightarrow Cu^{2+}(aq) + 2Ag(s)$

(N/A) $(i)$ डेनियल सेल के लिए,अभिक्रिया $Zn(s) + Cu^{2+}(aq) \rightarrow Zn^{2+}(aq) + Cu(s)$ है। इसका प्रतीकात्मक निरूपण $Zn(s) | Zn^{2+}(aq) || Cu^{2+}(aq) | Cu(s)$ है।
$(ii)$ कॉपर-सिल्वर सेल के लिए,अभिक्रिया $Cu(s) + 2Ag^+(aq) \rightarrow Cu^{2+}(aq) + 2Ag(s)$ है। इसका प्रतीकात्मक निरूपण $Cu(s) | Cu^{2+}(aq) || Ag^+(aq) | Ag(s)$ है।

(A) एक विद्युत रासायनिक सेल में,एनोड वह इलेक्ट्रोड है जहाँ ऑक्सीकरण होता है और कैथोड वह है जहाँ अपचयन होता है।
$Daniell$ सेल $(Zn|Zn^{2+}||Cu^{2+}|Cu)$ के लिए:
$Zn$ एनोड (ऋणात्मक इलेक्ट्रोड) के रूप में और $Cu$ कैथोड (धनात्मक इलेक्ट्रोड) के रूप में कार्य करता है।
$Copper-Silver$ सेल $(Cu|Cu^{2+}||Ag^+|Ag)$ के लिए:
$Cu$ एनोड (ऋणात्मक इलेक्ट्रोड) के रूप में और $Ag$ कैथोड (धनात्मक इलेक्ट्रोड) के रूप में कार्य करता है।
अतः,सही विकल्प $A$ है।

(N/A) $(1)$ गैल्वेनिक सेल में,एनोड ऋणात्मक इलेक्ट्रोड (ऑक्सीकरण का स्थान) होता है और कैथोड धनात्मक इलेक्ट्रोड (अपचयन का स्थान) होता है। अतः,आवेश क्रमशः ऋणात्मक और धनात्मक होते हैं।
$(2)$ परंपरा के अनुसार,मानक सेल आरेख (सेल संकेतन) में,एनोड को बाईं ओर और कैथोड को दाईं ओर लिखा जाता है।

(A) संपूर्ण सेल अभिक्रिया दो अर्ध-अभिक्रियाओं का योग है:
$Zn + Ag_{2}O + H_{2}O \rightarrow Zn^{2+} + 2Ag + 2OH^{-}$
मानक सेल विभव $E^{o}_{cell}$ इस प्रकार है:
$E^{o}_{cell} = E^{o}_{cathode} - E^{o}_{anode}$
$E^{o}_{cell} = 0.34 \ V - (-0.76 \ V) = 1.10 \ V$
संतुलित समीकरण में स्थानांतरित इलेक्ट्रॉनों की संख्या $n = 2$ है।
मानक गिब्स मुक्त ऊर्जा परिवर्तन की गणना निम्नलिखित सूत्र का उपयोग करके की जाती है:
$\Delta G^{o} = -nFE^{o}_{cell}$
जहाँ $F \approx 96500 \ C \ mol^{-1}$ है।
$\Delta G^{o} = -2 \times 96500 \ C \ mol^{-1} \times 1.10 \ V$
$\Delta G^{o} = -212300 \ J \ mol^{-1} = -2.123 \times 10^{5} \ J \ mol^{-1}$.

(N/A) ब्राइन से $Cl_2$ के निष्कर्षण के दौरान निम्नलिखित अभिक्रिया होती है:
$2Cl^{-} + 2H_2O \rightarrow Cl_2 + 2OH^{-} + H_2$
इस अभिक्रिया के लिए मानक गिब्स मुक्त ऊर्जा परिवर्तन $\Delta G^{\circ} = +422 \ kJ \ mol^{-1}$ है।
संबंध $\Delta G^{\circ} = -nFE^{\circ}$ का उपयोग करते हुए,जहाँ $n = 2$ और $F = 96500 \ C \ mol^{-1}$,हम मानक सेल विभव की गणना करते हैं:
$E^{\circ} = -\frac{\Delta G^{\circ}}{nF} = -\frac{422000 \ J \ mol^{-1}}{2 \times 96500 \ C \ mol^{-1}} \approx -2.2 \ V$.
चूंकि मानक सेल विभव ऋणात्मक है,इसलिए अभिक्रिया स्वतःप्रवर्तित नहीं है। अतः,अभिक्रिया को संपन्न कराने के लिए $2.2 \ V$ से अधिक के बाहरी $emf$ की आवश्यकता होती है।

(N/A) डेनियल सेल में,कुल सेल अभिक्रिया इस प्रकार है: $Zn(s) + Cu^{2+}(aq) \rightarrow Zn^{2+}(aq) + Cu(s)$.
यहाँ,$Zn$ $2$ इलेक्ट्रॉन खोकर $Zn^{2+}$ में ऑक्सीकृत होता है,और $Cu^{2+}$ $2$ इलेक्ट्रॉन प्राप्त करके $Cu$ में अपचयित होता है।
चूंकि संतुलित रेडॉक्स अभिक्रिया में स्थानांतरित इलेक्ट्रॉनों की संख्या $2$ है,इसलिए $n$ का मान $2$ है।

(A) गैल्वेनिक सेल द्वारा किया गया विद्युत कार्य गिब्स ऊर्जा में कमी $(-\Delta G)$ के बराबर होता है।
चूंकि $\Delta G = -nFE_{cell}$,इसलिए विद्युत कार्य $(W)$ $W = -\Delta G = nFE_{cell}$ द्वारा दिया जाता है।
अतः,निकाय द्वारा किया गया विद्युत कार्य $nFE_{cell}$ है।

(A) $1.$ डेनियल सेल का मानक सेल विभव $(E_{cell}^o)$ $1.1 \ V$ होता है।
$2.$ डेनियल सेल में,अभिक्रिया $Zn(s) + Cu^{2+}(aq) \rightarrow Zn^{2+}(aq) + Cu(s)$ होती है। यहाँ,स्थानांतरित इलेक्ट्रॉनों की संख्या $(n)$ $2$ है।
$3.$ अभिक्रिया $Al + 3Ag^{+} \rightarrow Al^{3+} + 3Ag$ के लिए,ऑक्सीकरण अर्ध-अभिक्रिया $Al \rightarrow Al^{3+} + 3e^-$ है और अपचयन अर्ध-अभिक्रिया $Ag^{+} + e^- \rightarrow Ag$ है। अपचयन अभिक्रिया को $3$ से गुणा करने पर $3Ag^{+} + 3e^- \rightarrow 3Ag$ प्राप्त होता है। अतः,स्थानांतरित इलेक्ट्रॉनों की कुल संख्या $(n)$ $3$ है।

(N/A) एक दुर्बल विद्युत अपघट्य के लिए,वियोजन की मात्रा $\alpha$,मोलर चालकता $\Lambda_m$ और सीमित मोलर चालकता $\Lambda_m^o$ से इस प्रकार संबंधित है: $\alpha = \frac{\Lambda_m}{\Lambda_m^o}$.
एक दुर्बल विद्युत अपघट्य $AB$ के लिए जो $AB \rightleftharpoons A^+ + B^-$ के रूप में वियोजित होता है,वियोजन स्थिरांक $K_a$ का सूत्र है: $K_a = \frac{c \alpha^2}{1 - \alpha}$.
$\alpha = \frac{\Lambda_m}{\Lambda_m^o}$ का मान $K_a$ के समीकरण में रखने पर:
$K_a = \frac{c (\frac{\Lambda_m}{\Lambda_m^o})^2}{1 - \frac{\Lambda_m}{\Lambda_m^o}}$.
समीकरण को सरल करने पर:
$K_a = \frac{c \Lambda_m^2}{(\Lambda_m^o)^2 (\frac{\Lambda_m^o - \Lambda_m}{\Lambda_m^o})}$.
अतः,अंतिम संबंध है: $K_a = \frac{c \Lambda_m^2}{\Lambda_m^o (\Lambda_m^o - \Lambda_m)}$।

(A) कोहलराश के आयनों के स्वतंत्र अभिगमन के नियम के अनुसार:
$Al_{2}(SO_{4})_{3} \rightarrow 2 Al^{3+}_{(aq)} + 3 S{O_{4}}^{2-}_{(aq)}$
$\Lambda_{m}^{o}[Al_{2}(SO_{4})_{3}] = 2 \lambda_{m}^{o}(Al^{3+}) + 3 \lambda_{m}^{o}(SO_{4}^{2-})$
दिया गया है: $\Lambda_{m}^{o}[Al_{2}(SO_{4})_{3}] = 758 \ S \ cm^{2} \ mol^{-1}$ और $\lambda_{m}^{o}(SO_{4}^{2-}) = 160 \ S \ cm^{2} \ mol^{-1}$
माना $\lambda_{m}^{o}(Al^{3+}) = x$
$758 = 2(x) + 3(160)$
$758 = 2x + 480$
$2x = 758 - 480 = 278$
$x = \frac{278}{2} = 139 \ S \ cm^{2} \ mol^{-1}$

(B) कोहलराउश के नियम के अनुसार,अनंत तनुता पर एक इलेक्ट्रोलाइट की मोलर चालकता उसके घटक आयनों की आयनिक चालकता के योग के बराबर होती है।
$1$. $NaBr$ के लिए: $\Lambda_{m}^{o}(NaBr) = \lambda_{m}^{o}(Na^{+}) + \lambda_{m}^{o}(Br^{-}) = 128.2 \, S \, cm^{2} \, mol^{-1}$.
दिया गया है $\lambda_{m}^{o}(Br^{-}) = 78.1 \, S \, cm^{2} \, mol^{-1}$,इसलिए $\lambda_{m}^{o}(Na^{+}) = 128.2 - 78.1 = 50.1 \, S \, cm^{2} \, mol^{-1}$.
$2$. $NaCl$ के लिए: $\Lambda_{m}^{o}(NaCl) = \lambda_{m}^{o}(Na^{+}) + \lambda_{m}^{o}(Cl^{-}) = 126.5 \, S \, cm^{2} \, mol^{-1}$.
$\lambda_{m}^{o}(Na^{+}) = 50.1$ रखने पर,हमें $\lambda_{m}^{o}(Cl^{-}) = 126.5 - 50.1 = 76.4 \, S \, cm^{2} \, mol^{-1}$ प्राप्त होता है।
$3$. $KCl$ के लिए: $\Lambda_{m}^{o}(KCl) = \lambda_{m}^{o}(K^{+}) + \lambda_{m}^{o}(Cl^{-}) = 149.5 \, S \, cm^{2} \, mol^{-1}$.
$\lambda_{m}^{o}(Cl^{-}) = 76.4$ रखने पर,हमें $\lambda_{m}^{o}(K^{+}) = 149.5 - 76.4 = 73.1 \, S \, cm^{2} \, mol^{-1}$ प्राप्त होता है।
वैकल्पिक रूप से,$\lambda_{m}^{o}(K^{+}) = \Lambda_{m}^{o}(KCl) - \Lambda_{m}^{o}(NaCl) + \Lambda_{m}^{o}(NaBr) - \lambda_{m}^{o}(Br^{-}) = 149.5 - 126.5 + 128.2 - 78.1 = 73.1 \, S \, cm^{2} \, mol^{-1}$.
निकटतम विकल्प के अनुसार,उत्तर $73.5 \, S \, cm^{2} \, mol^{-1}$ है।

(N/A) विद्युत-अपघटनी सेल एक ऐसा उपकरण है जिसमें एक गैर-स्वतः रासायनिक अभिक्रिया को प्रेरित करने के लिए बाहरी वोल्टेज स्रोत का उपयोग किया जाता है। इस सेल में,बाहरी विद्युत ऊर्जा को रासायनिक ऊर्जा में परिवर्तित किया जाता है।
उपयोग: विद्युत-रासायनिक प्रक्रियाएं प्रयोगशालाओं और रासायनिक उद्योगों में व्यापक रूप से उपयोगी हैं। इसके कुछ प्रमुख उपयोग निम्नलिखित हैं:
$(i)$ धातुओं का शुद्धिकरण: उदाहरण के लिए,अशुद्ध कॉपर को उच्च शुद्धता वाले कॉपर में परिवर्तित किया जाता है। इसके लिए,अशुद्ध कॉपर धातु का उपयोग एनोड के रूप में किया जाता है,जो $DC$ धारा प्रवाहित करने पर घुल जाता है और विलयन के $Cu^{2+}$ आयन अपचयित होकर कैथोड पर जमा हो जाते हैं।
$(ii)$ धातुओं का उत्पादन: $Na, Mg,$ और $Al$ जैसी धातुओं को उनके संबंधित धातु आयनों के अपचयन द्वारा प्राप्त किया जा सकता है। सोडियम और मैग्नीशियम धातुओं को उनके पिघले हुए क्लोराइड के विद्युत-अपघटन द्वारा प्राप्त किया जाता है,जबकि $Al$ को क्रायोलाइट की उपस्थिति में एल्युमिनियम ऑक्साइड के विद्युत-अपघटन द्वारा उत्पादित किया जाता है।

(N/A) $1$. सक्रिय इलेक्ट्रोड: ये इलेक्ट्रोड इलेक्ट्रोलिसिस या गैल्वेनिक सेल के दौरान इलेक्ट्रोकेमिकल अभिक्रिया में भाग लेते हैं। प्रक्रिया के दौरान ये या तो ऑक्सीकृत होते हैं या अपचयित (reduced) होते हैं। उदाहरण: कॉपर सल्फेट के घोल में $Cu$ इलेक्ट्रोड।
$2$. अक्रिय इलेक्ट्रोड: ये इलेक्ट्रोड रासायनिक अभिक्रिया में भाग नहीं लेते हैं (न तो ऑक्सीकृत होते हैं और न ही अपचयित),बल्कि केवल इलेक्ट्रॉनों के स्थानांतरण के लिए एक सतह प्रदान करते हैं। उदाहरण: $Pt$ (प्लैटिनम) या ग्रेफाइट इलेक्ट्रोड।

(N/A) बैटरी क्या है?: कोई भी बैटरी या सेल जिसे हम विद्युत ऊर्जा के स्रोत के रूप में उपयोग करते हैं,वह मूल रूप से एक गैल्वेनिक सेल है जहाँ रेडॉक्स अभिक्रिया की रासायनिक ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित किया जाता है।
$(b)$ बैटरी की विशेषताएँ: यह उचित रूप से हल्की और कॉम्पैक्ट होनी चाहिए और इसके उपयोग के दौरान इसका वोल्टेज काफी हद तक नहीं बदलना चाहिए।
$(c)$ बैटरी के प्रकार: मुख्य रूप से दो प्रकार की बैटरी होती हैं: $(i)$ प्राथमिक बैटरी और $(ii)$ द्वितीयक बैटरी।
$(d)$ उदाहरण: ड्राई सेल,लेड स्टोरेज सेल,$Ni-Cd$ स्टोरेज सेल,हाइड्रोजन फ्यूल सेल आदि प्रसिद्ध बैटरी हैं।

(N/A) प्राथमिक बैटरी एक प्रकार का विद्युत रासायनिक सेल है जिसमें रासायनिक अभिक्रिया केवल एक बार होती है। समय के साथ उपयोग के बाद,अभिकारक समाप्त हो जाते हैं,बैटरी मृत हो जाती है,और इसे रिचार्ज या पुन: उपयोग नहीं किया जा सकता है।
शुष्क सेल (लेक्लांचे सेल):
यह प्राथमिक बैटरी का सबसे सामान्य उदाहरण है।
उपयोग: इसका उपयोग आमतौर पर ट्रांजिस्टर,खिलौनों और घड़ियों में किया जाता है।
संरचना:
एनोड: सेल में एक जिंक का पात्र होता है जो एनोड के रूप में कार्य करता है।
कैथोड: कैथोड एक कार्बन (ग्रेफाइट) छड़ है,जिसे जिंक सिलेंडर के केंद्र में लंबवत रखा जाता है।
इलेक्ट्रोलाइट: इलेक्ट्रोड के बीच की जगह अमोनियम क्लोराइड $(NH_{4}Cl)$ और जिंक क्लोराइड $(ZnCl_{2})$ के नम पेस्ट से भरी होती है। कार्बन छड़ पाउडर किए गए मैंगनीज डाइऑक्साइड $(MnO_{2})$ और कार्बन के मिश्रण से घिरी होती है।
अभिक्रियाएं:
एनोड पर ऑक्सीकरण:
$Zn_{(s)} \rightarrow Zn^{2+} + 2e^{-}$
कैथोड पर अपचयन:
$MnO_{2} + NH_{4}^{+} + e^{-} \rightarrow MnO(OH) + NH_{3}$
उत्पन्न $Zn^{2+}$ आयन $NH_{3}$ के साथ अभिक्रिया करके एक संकुल $[Zn(NH_{3})_{4}]^{2+}$ बनाते हैं।
कुल सेल अभिक्रिया:
$Zn_{(s)} + 2MnO_{2} + 2NH_{4}^{+} \rightarrow Zn^{2+} + 2MnO(OH) + 2NH_{3}$
सेल विभव: इस सेल का विभव लगभग $1.5 \ V$ होता है।

(N/A) यह सेल प्राथमिक सेल का एक उदाहरण है। इसकी संरचना इस प्रकार है:
संरचना: आरेख में दिखाए अनुसार,
एनोड: इसमें जिंक-मर्करी अमलगम होता है।
कैथोड: $HgO$ और कार्बन का पेस्ट।
इलेक्ट्रोलाइट: $KOH$ और $ZnO$ का नम पेस्ट।
अभिक्रिया: इलेक्ट्रोड अभिक्रियाएं नीचे दी गई हैं:
एनोड पर जिंक-मर्करी अमलगम के $Zn$ का ऑक्सीकरण होता है:
$(i) \ Zn(Hg) + 2 OH^{-} \rightarrow ZnO_{(s)} + H_{2}O + 2 e^{-}$
कैथोड पर $HgO$ का अपचयन होता है:
$(ii) \ HgO_{(s)} + H_{2}O + 2 e^{-} \rightarrow Hg_{(l)} + 2 OH^{-}$
कुल सेल अभिक्रिया है:
$(iii) \ Zn(Hg) + HgO_{(s)} \rightarrow ZnO_{(s)} + Hg_{(l)}$
इस सेल में,$Zn$ ऑक्सीकृत होता है और अपचायक के रूप में कार्य करता है,जबकि $HgO$ अपचयित होता है और ऑक्सीकारक के रूप में कार्य करता है।
सेल विभव और विशेषता: सेल विभव लगभग $1.35 \ V$ है और यह अपने जीवनकाल के दौरान स्थिर रहता है क्योंकि कुल अभिक्रिया में विलयन में कोई भी ऐसा आयन शामिल नहीं होता है जिसकी सांद्रता इसके संचालन के दौरान बदलती है।
उपयोग: मर्करी सेल कम करंट वाले उपकरणों जैसे हियरिंग एड्स,घड़ियों आदि के लिए उपयुक्त हैं।

(N/A) द्वितीयक सेल एक प्रकार का विद्युत-रासायनिक सेल है जिसे उपयोग के बाद विपरीत दिशा में विद्युत धारा प्रवाहित करके रिचार्ज किया जा सकता है,जिससे इसे पुनः उपयोग में लाया जा सकता है।
$(i)$ एक अच्छा द्वितीयक सेल बड़ी संख्या में डिस्चार्जिंग और चार्जिंग चक्रों से गुजर सकता है।
$(ii)$ द्वितीयक सेल के सबसे महत्वपूर्ण उदाहरण लेड स्टोरेज बैटरी और $Ni-Cd$ सेल हैं।

(N/A) सबसे महत्वपूर्ण द्वितीयक सेल लेड स्टोरेज बैटरी है। इसे डिस्चार्ज होने के बाद रिचार्ज किया जा सकता है।
संरचना:
एनोड: यह स्पंजी लेड $(Pb)$ से भरी लेड की ग्रिड से बना होता है।
कैथोड: लेड डाइऑक्साइड $(PbO_2)$ से भरी लेड की ग्रिड।
इलेक्ट्रोलाइट: सल्फ्यूरिक एसिड $(H_2SO_4)$ का $38\%$ घोल इलेक्ट्रोलाइट के रूप में उपयोग किया जाता है।
(घनत्व: प्रारंभिक $1.25$ से $1.30 \ g \ mL^{-1}$)
सेल की डिस्चार्जिंग अभिक्रिया:
जब सेल कार्यशील स्थिति में होता है,तो निम्नलिखित अभिक्रियाएं होती हैं:
एनोड: $Pb$ का $PbSO_4$ में ऑक्सीकरण।
$(i) \ Pb_{(s)} + SO_{4(aq)}^{2-} \rightarrow PbSO_{4(s)} + 2e^{-}$
कैथोड: $PbO_2$ का $PbSO_4$ में अपचयन।
$(ii) \ PbO_{2(s)} + SO_{4(aq)}^{2-} + 4H^+_{(aq)} + 2e^- \rightarrow PbSO_{4(s)} + 2H_2O_{(l)}$
कुल अभिक्रिया: $(i)$ और $(ii)$ को जोड़ने पर लेड स्टोरेज सेल की कुल अभिक्रिया प्राप्त होती है:
$(iii) \ Pb_{(s)} + PbO_{2(s)} + 2H_2SO_{4(aq)} \rightarrow 2PbSO_{4(s)} + 2H_2O_{(l)}$

(N/A) $Ni-Cd$ सेल एक द्वितीयक (secondary) सेल है,जिसका अर्थ है कि इसे रिचार्ज किया जा सकता है।
संरचना:
इसमें कैडमियम एनोड और निकल$(IV)$ ऑक्साइड $(NiO_2)$ युक्त धातु ग्रिड कैथोड के रूप में होती है। इलेक्ट्रोलाइट के रूप में पोटेशियम हाइड्रोक्साइड $(KOH)$ का जलीय घोल उपयोग किया जाता है।
सेल अभिक्रियाएं:
डिस्चार्जिंग के दौरान होने वाली कुल अभिक्रिया इस प्रकार है:
$Cd_{(s)} + 2NiO(OH)_{(s)} + 2H_2O_{(l)} \rightarrow Cd(OH)_{2_{(s)}} + 2Ni(OH)_{2_{(s)}}$
डिस्चार्जिंग के दौरान,एनोड पर कैडमियम का $Cd(OH)_2$ में ऑक्सीकरण होता है और कैथोड पर निकल$(IV)$ ऑक्साइड का निकल$(II)$ हाइड्रोक्साइड में अपचयन होता है।
विशेषताएं:
इसका जीवनकाल लेड स्टोरेज सेल से अधिक होता है लेकिन इसे बनाना अधिक महंगा होता है।

(A) बैटरी अनिवार्य रूप से एक विद्युत-रासायनिक सेल या श्रेणी में जुड़े विद्युत-रासायनिक सेलों का एक संयोजन है,जिसका उपयोग स्थिर वोल्टेज पर प्रत्यक्ष विद्युत धारा के स्रोत के रूप में किया जा सकता है।
यह रेडॉक्स अभिक्रियाओं के माध्यम से संग्रहीत रासायनिक ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करती है।

(N/A) शुष्क सेल (लेक्लांचे सेल) में,अभिक्रियाएँ निम्नलिखित हैं:
$1.$ एनोड अभिक्रिया (जिंक का ऑक्सीकरण):
$Zn(s) \rightarrow Zn^{2+}(aq) + 2e^-$
$2.$ कैथोड अभिक्रिया (मैंगनीज डाइऑक्साइड का अपचयन):
$2MnO_2(s) + 2NH_4^+(aq) + 2e^- \rightarrow Mn_2O_3(s) + 2NH_3(g) + H_2O(l)$

$1.$ लेड स्टोरेज सेल:
एनोड (ऑक्सीकरण): $Pb(s) + SO_4^{2-}(aq) \rightarrow PbSO_4(s) + 2e^-$
कैथोड (अपचयन): $PbO_2(s) + SO_4^{2-}(aq) + 4H^+(aq) + 2e^- \rightarrow PbSO_4(s) + 2H_2O(l)$
$2.$ $Ni-Cd$ सेल:
सेल अभिक्रिया: $Cd(s) + 2Ni(OH)_3(s) \rightarrow CdO(s) + 2Ni(OH)_2(s) + H_2O(l)$
$3.$ मरकरी सेल:
एनोड (ऑक्सीकरण): $Zn(Hg) + 2OH^-(aq) \rightarrow ZnO(s) + H_2O(l) + 2e^-$
कैथोड (अपचयन): $HgO(s) + H_2O(l) + 2e^- \rightarrow Hg(l) + 2OH^-(aq)$
कुल अभिक्रिया: $Zn(Hg) + HgO(s) \rightarrow ZnO(s) + Hg(l)$

(C) $Ni-Cd$ (निकेल-कैडमियम) सेल एक प्रकार की रिचार्जेबल बैटरी है।
इसका जीवनकाल लेड स्टोरेज सेल से अधिक होता है।
इसका उपयोग आमतौर पर कॉर्डलेस उपकरणों,कैमरों और विभिन्न पोर्टेबल इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में किया जाता है।

(N/A) मर्करी सेल का उपयोग मुख्य रूप से कम धारा वाले उपकरणों जैसे हियरिंग एड्स,घड़ियों और कैमरों में किया जाता है।

(N/A) ईंधन सेल (फ्यूल सेल) एक ऐसा उपकरण है जो रासायनिक ऊर्जा को सीधे विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करता है और इसकी संरचना गैल्वेनिक सेल के समान होती है।
संरचना: ईंधन सेल में अभिकारकों को लगातार इलेक्ट्रोड पर भेजा जाता है और उत्पादों को इलेक्ट्रोलाइट कक्ष से लगातार हटा दिया जाता है। ये सेल $H_2$,$CH_4$,या $CH_3OH$ जैसे ईंधन के दहन की ऊर्जा को सीधे विद्युत ऊर्जा में बदलने के लिए डिज़ाइन किए गए हैं।
ईंधन सेल के लाभ:
$(i)$ इसमें वायु या ध्वनि प्रदूषण नहीं होता है।
$(ii)$ ईंधन सेल की दक्षता $70 \%$ या उससे अधिक होती है,जबकि थर्मल पावर स्टेशन की दक्षता $40 \%$ या उससे कम होती है।
$(iii)$ ईंधन सेल में विभिन्न प्रकार के ईंधन का उपयोग किया जा सकता है।

(B) कार में,आवश्यक वोल्टेज प्राप्त करने के लिए लेड-एसिड बैटरी को श्रेणीक्रम में जोड़ा जाता है।
प्रत्येक लेड-एसिड सेल लगभग $2 \ V$ प्रदान करता है।
एक मानक कार बैटरी में श्रेणीक्रम में जुड़े ऐसे $6$ सेल होते हैं।
कुल वोल्टेज = $6 \times 2 \ V = 12 \ V$.

(A) लेड स्टोरेज सेल के डिस्चार्जिंग के दौरान,लेड एनोड $(Pb)$ और लेड डाइऑक्साइड कैथोड $(PbO_2)$ सल्फ्यूरिक एसिड $(H_2SO_4)$ के साथ अभिक्रिया करके लेड सल्फेट $(PbSO_4)$ और पानी $(H_2O)$ बनाते हैं।
कुल सेल अभिक्रिया है:
$Pb_{(s)} + PbO_{2(s)} + 2H_2SO_{4(aq)} \rightarrow 2PbSO_{4(s)} + 2H_2O_{(l)}$

(D) ड्राई सेल (लेक्लांचे सेल) एक प्राथमिक सेल है जो पोर्टेबल होता है और स्थिर वोल्टेज प्रदान करता है।
इसका उपयोग आमतौर पर कम बिजली की खपत वाले इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में किया जाता है जैसे:
$1$. दीवार घड़ी और कलाई घड़ी।
$2$. खिलौने और रिमोट कंट्रोल।
$3$. फ्लैशलाइट और पोर्टेबल रेडियो।
इसलिए,दिए गए सभी विकल्प ड्राई सेल के सही अनुप्रयोग हैं।

(A) लेड स्टोरेज सेल एक द्वितीयक बैटरी है। इसके मुख्य उपयोग निम्नलिखित हैं:
$1$. इसका उपयोग ऑटोमोबाइल (कार,ट्रक) में इंजन शुरू करने और विद्युत प्रणालियों को शक्ति प्रदान करने के लिए व्यापक रूप से किया जाता है।
$2$. इसका उपयोग बिजली कटौती के दौरान बैकअप पावर प्रदान करने के लिए इनवर्टर में किया जाता है।

(B) $1.$ गलत: एक बैटरी (गैल्वेनिक या वोल्टाइक सेल) रासायनिक ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करती है,न कि इसके विपरीत। विद्युत ऊर्जा का रासायनिक ऊर्जा में रूपांतरण इलेक्ट्रोलाइटिक सेल में होता है।
$2.$ सही: बैटरी संग्रहीत रासायनिक ऊर्जा को विद्युत धारा में परिवर्तित करके विद्युत ऊर्जा के स्रोत के रूप में कार्य करती है।

(A) $1.$ गलत: निकल-कैडमियम सेल का जीवन लेड स्टोरेज सेल से अधिक होता है क्योंकि इसे कई बार रिचार्ज किया जा सकता है।
$2.$ गलत: ड्राई सेल एक प्राइमरी सेल (नॉन-रिचार्जेबल) है,जबकि निकल-कैडमियम सेल एक सेकेंडरी सेल (रिचार्जेबल) है।
$3.$ गलत: ड्राई सेल एक प्राइमरी सेल है,लेकिन निकल-कैडमियम सेल एक सेकेंडरी सेल है।

(N/A) ईंधन सेल एक गैल्वेनिक सेल है जो ईंधन की रासायनिक ऊर्जा को सीधे विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करता है।
संरचना: ईंधन सेल में अभिकारकों को लगातार इलेक्ट्रोड पर भेजा जाता है और उत्पादों को इलेक्ट्रोलाइट कक्ष से लगातार हटाया जाता है। इन सेलों को $H_2$,$CH_4$,$CH_3OH$ जैसे ईंधन के दहन की ऊर्जा को सीधे विद्युत ऊर्जा में बदलने के लिए डिज़ाइन किया गया है।
ईंधन सेल के लाभ:
$(i)$ इससे वायु या ध्वनि प्रदूषण नहीं होता है।
(ii) ईंधन सेल की दक्षता $70 \%$ या उससे अधिक होती है,जबकि थर्मल पावर स्टेशन की दक्षता $40 \%$ या उससे कम होती है।
(iii) ईंधन सेल में विभिन्न प्रकार के ईंधन का उपयोग किया जा सकता है।