Electrode potential and ECell Questions in Gujarati

(D) સ્વયંસ્ફુરિત પ્રક્રિયા માટે,ગિબ્સ મુક્ત ઊર્જામાં ફેરફાર $(\Delta G)$ ઋણ હોવો જોઈએ $(\Delta G < 0)$.
ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ કોષ માટે,ગિબ્સ મુક્ત ઊર્જા અને કોષ પોટેન્શિયલ $(E_{cell})$ વચ્ચેનો સંબંધ $\Delta G = -nFE_{cell}$ છે.
$\Delta G$ ઋણ હોવા માટે,$E_{cell}$ ધન હોવો જોઈએ $(E_{cell} > 0)$.
તેથી,કોષની સ્વયંસ્ફુરિતતા માટે સાચી સ્થિતિ $\Delta G = -ve$ અને $E_{cell} = +ve$ છે.

(D) સ્વયંભૂ પ્રક્રિયા માટે,ગિબ્સ મુક્ત ઉર્જામાં ફેરફાર $\Delta G$ ઋણ હોવો જોઈએ.
આપેલ સંબંધ $\Delta G = -nFE$ છે,જ્યાં $n$ એ સ્થાનાંતરિત ઇલેક્ટ્રોનના મોલની સંખ્યા છે,$F$ એ ફેરાડે અચળાંક છે,અને $E$ એ કોષ પોટેન્શિયલ છે.
$\Delta G$ ઋણ હોવા માટે,$E$ નું મૂલ્ય ધન હોવું જોઈએ,કારણ કે જ્યારે $E > 0$ હોય ત્યારે $-nFE$ નું પરિણામ ઋણ મળે છે.
તેથી,જો $E$ ધન હોય તો કોષની પ્રક્રિયા સ્વયંભૂ છે.

(C) ઓક્સિડેશનકર્તાની પ્રબળતા તેના પ્રમાણિત રિડક્શન પોટેન્શિયલ $(E^o)$ ના સમપ્રમાણમાં હોય છે.
આપેલા મૂલ્યોની સરખામણી કરતા:
$MnO_4^-/Mn^{2+} (E^o = +1.52 \ V)$
$BrO_3^-/Br_2 (E^o = +1.50 \ V)$
$Cr_2O_7^{2-}/Cr^{3+} (E^o = +1.33 \ V)$
$Fe^{3+}/Fe^{2+} (E^o = +0.76 \ V)$
જેમ કે $MnO_4^-/Mn^{2+}$ નો રિડક્શન પોટેન્શિયલ સૌથી વધુ છે,તેથી તે સૌથી પ્રબળ ઓક્સિડેશનકર્તા છે.

(B) ફ્લોરિન પાસે સૌથી વધુ $E^{o}_{red}$ ($+2.9 \, V$ ની બરાબર) છે,જેના કારણે તે સરળતાથી ઇલેક્ટ્રોન સ્વીકારી શકે છે અને તેથી તે સૌથી શ્રેષ્ઠ ઓક્સિડેશનકર્તા છે.

(D) જે ધાતુઓ વિદ્યુતરાસાયણિક શ્રેણીમાં હાઇડ્રોજનની નીચે આવેલી છે,તે મંદ એસિડમાંથી હાઇડ્રોજનને મુક્ત કરી શકતી નથી.
$Au$ (સોનું) એ નિષ્ક્રિય ધાતુ છે અને તેનો પ્રમાણિત રિડક્શન પોટેન્શિયલ ધન છે,જેનો અર્થ છે કે તે હાઇડ્રોજન કરતા ઓછી સક્રિય છે.
તેથી,$Au$ મંદ $HCl$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને $H_2$ વાયુ મુક્ત કરતું નથી.

(B) આપેલ ધાતુઓ માટે પ્રમાણિત રિડક્શન પોટેન્શિયલ $(E^o)$ નીચે મુજબ છે:
$Li^+ + e^- \to Li, E^o = -3.05 \ V$
$K^+ + e^- \to K, E^o = -2.93 \ V$
$Ca^{2+} + 2e^- \to Ca, E^o = -2.87 \ V$
આ મૂલ્યોની સરખામણી કરતા,વધતો ક્રમ $-3.05 \ V < -2.93 \ V < -2.87 \ V$ છે.
તેથી,સાચો ક્રમ $Li < K < Ca$ છે.

(D) રિડક્શન પોટેન્શિયલ $E^o_{A/A^-}$ એ $A$ દ્વારા ઇલેક્ટ્રોન મેળવીને $A^-$ માં રિડક્શન પામવાની વૃત્તિનું માપ છે.
રિડક્શન પોટેન્શિયલનું મૂલ્ય ખૂબ જ ઋણ હોવાથી,$A$ ના રિડક્શન પામવાની વૃત્તિ ખૂબ ઓછી છે.
તેનાથી વિપરીત,આ સૂચવે છે કે ઉલટી પ્રક્રિયા,$A^- \to A + e^-$,જે ઓક્સિડેશન પ્રક્રિયા છે,તેનો પોટેન્શિયલ ખૂબ જ ધન છે.
તેથી,$A^-$ એક પ્રબળ રિડક્શનકર્તા છે અને તે સરળતાથી $A$ માં ઓક્સિડેશન પામે છે.

(C)
ધાતુના ઇલેક્ટ્રોડ પોટેન્શિયલનું મૂલ્ય તેની ઇલેક્ટ્રોન ગુમાવવાની અથવા મેળવવાની સાપેક્ષ વૃત્તિનું માપ છે.
ચોક્કસ રીતે,ઇલેક્ટ્રોડની ઇલેક્ટ્રોન ગુમાવવાની વૃત્તિને તેના ઓક્સિડેશન પોટેન્શિયલ તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે.
$M \to M^{n+} + ne^-$ (ઓક્સિડેશન પોટેન્શિયલ)
$M^{n+} + ne^- \to M$ (રિડક્શન પોટેન્શિયલ)

(A) પ્રમાણિત કોષ પોટેન્શિયલની ગણતરી નીચેના સૂત્રનો ઉપયોગ કરીને કરવામાં આવે છે:
$E^{\circ}_{cell} = E^{\circ}_{cathode} - E^{\circ}_{anode}$
અહીં,$Ag^{+}/Ag$ ઇલેક્ટ્રોડ કેથોડ તરીકે અને $Zn^{2+}/Zn$ ઇલેક્ટ્રોડ એનોડ તરીકે કાર્ય કરે છે.
આપેલ કિંમતો મૂકતા:
$E^{\circ}_{cell} = 0.799 \ V - (-0.763 \ V)$
$E^{\circ}_{cell} = 0.799 + 0.763 = 1.562 \ V$

(A) રિડક્શનકર્તાની પ્રબળતા તેના પ્રમાણિત રિડક્શન પોટેન્શિયલ $(E^\circ)$ ના મૂલ્યના વ્યસ્ત પ્રમાણમાં હોય છે.
આપેલા મૂલ્યોની સરખામણી કરતા:
$E^\circ (Zn^{2+}/Zn) = -0.762 \ V$
$E^\circ (Cr^{3+}/Cr) = -0.740 \ V$
$E^\circ (H^+/H_2) = 0.00 \ V$
$E^\circ (Fe^{3+}/Fe^{2+}) = 0.770 \ V$
અહીં $Zn_{(s)}$ નો પ્રમાણિત રિડક્શન પોટેન્શિયલ સૌથી વધુ ઋણ $(-0.762 \ V)$ હોવાથી,તે ઇલેક્ટ્રોન ગુમાવવાની સૌથી વધુ વૃત્તિ ધરાવે છે અને તેથી તે સૌથી પ્રબળ રિડક્શનકર્તા છે.

(B) થતી પ્રક્રિયા $Zn(s) + CuSO_4(aq) \rightarrow ZnSO_4(aq) + Cu(s)$ છે.
આ એક વિસ્થાપન પ્રક્રિયા છે જેમાં $Zn$ એ $Cu$ ને તેના ક્ષારના દ્રાવણમાંથી વિસ્થાપિત કરે છે.
આ એટલા માટે થાય છે કારણ કે $Zn$ નો પ્રમાણિત રિડક્શન પોટેન્શિયલ $(-0.76 \ V)$ એ $Cu$ $(+0.34 \ V)$ કરતા ઓછો છે.
તેથી,$Zn$ પ્રબળ રિડક્શન કર્તા તરીકે વર્તે છે અને તેનું ઓક્સિડેશન થાય છે જ્યારે $Cu^{2+}$ આયનોનું રિડક્શન થઈને $Cu$ ધાતુ મળે છે.

(C) જો કોઈ તત્વનો પ્રમાણિત રિડક્શન પોટેન્શિયલ બીજા તત્વ કરતા ઓછો (વધારે ઋણ) હોય,તો તે તેને તેના સંયોજનમાંથી વિસ્થાપિત કરી શકે છે.
અહીં આપેલા મૂલ્યો:
$E^o_A = -0.250 \ V$
$E^o_B = -0.136 \ V$
$E^o_C = -0.126 \ V$
$E^o_D = -0.402 \ V$
આ મૂલ્યોની સરખામણી કરતા,$D$ નો રિડક્શન પોટેન્શિયલ સૌથી ઓછો $(-0.402 \ V < -0.250 \ V)$ છે.
તેથી,$D$ એ $A$ ને તેના સંયોજનોમાંથી વિસ્થાપિત કરશે.

(A) પ્રક્રિયા સ્વયંભૂ હોવા માટે,પ્રમાણિત કોષ પોટેન્શિયલ $E^o_{cell}$ ધન હોવો જોઈએ.
$E^o_{cell} = E^o_{ox}(\text{એનોડ}) + E^o_{red}(\text{કેથોડ})$.
પ્રક્રિયા $Zn_{(s)} + 2Ag^{+}_{(aq)} \to Zn^{2+}_{(aq)} + 2Ag_{(s)}$ માટે:
$Zn$ નું ઓક્સિડેશન થાય છે $(E^o_{ox} = 0.76 \ V)$ અને $Ag^+$ નું રિડક્શન થાય છે $(E^o_{red} = 0.80 \ V)$.
$E^o_{cell} = 0.76 \ V + 0.80 \ V = 1.56 \ V$.
$E^o_{cell} > 0$ હોવાથી,આ પ્રક્રિયા સ્વયંભૂ છે. આ પ્રક્રિયામાં $Zn$ એનોડ તરીકે અને $Ag$ કેથોડ તરીકે વર્તે છે.

(C) નોર્મલ હાઇડ્રોજન ઇલેક્ટ્રોડ $(NHE)$ નો પ્રમાણિત ઇલેક્ટ્રોડ પોટેન્શિયલ $298\,K$ સહિત તમામ તાપમાને $0.00\,V$ તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે.

(D) ધાતુની રિડક્શન કરવાની ક્ષમતા તેના પ્રમાણિત રિડક્શન પોટેન્શિયલના વ્યસ્ત પ્રમાણમાં હોય છે.
ઓછો (વધુ ઋણ) પ્રમાણિત રિડક્શન પોટેન્શિયલ પ્રબળ રિડક્શનકર્તા સૂચવે છે.
આપેલ મૂલ્યો: $E^{\circ}(M_1) = -0.34 \ V$,$E^{\circ}(M_2) = -3.05 \ V$,$E^{\circ}(M_3) = -1.66 \ V$.
મૂલ્યોની સરખામણી કરતા: $-3.05 \ V < -1.66 \ V < -0.34 \ V$.
તેથી,રિડક્શન કરવાની ક્ષમતાનો ક્રમ $M_2 > M_3 > M_1$ છે.

(A) ધાતુની સક્રિયતા તેના ઇલેક્ટ્રોન ગુમાવવાની વૃત્તિ સાથે સીધી રીતે સંબંધિત છે,જે તેના પ્રમાણિત ઓક્સિડેશન પોટેન્શિયલ દ્વારા માપવામાં આવે છે.
અહીં પ્રમાણિત રિડક્શન પોટેન્શિયલ આપેલ હોવાથી,જે ધાતુનું પ્રમાણિત રિડક્શન પોટેન્શિયલ સૌથી વધુ ઋણ હોય,તેનું પ્રમાણિત ઓક્સિડેશન પોટેન્શિયલ સૌથી વધુ હોય છે.
મૂલ્યોની સરખામણી કરતા: $A = -3.05 \ V$,$B = -1.66 \ V$,$C = -0.40 \ V$,અને $D = 0.80 \ V$.
ધાતુ $A$ નું રિડક્શન પોટેન્શિયલ સૌથી વધુ ઋણ $(-3.05 \ V)$ છે,જે દર્શાવે છે કે તેનું ઓક્સિડેશન સૌથી સરળતાથી થાય છે અને તેથી તે સૌથી વધુ સક્રિય છે.

(A) ધાતુની એસિડ અથવા $H_2O$ માંથી $H_2$ મુક્ત કરવાની ક્ષમતા તેના પ્રમાણિત રિડક્શન પોટેન્શિયલ $(E^{\circ}_{red})$ પર આધાર રાખે છે.
ઋણ રિડક્શન પોટેન્શિયલ ધરાવતી ધાતુઓ (જે વિદ્યુતરાસાયણિક શ્રેણીમાં $H_2$ ની ઉપર આવે છે) $H_2$ ને મુક્ત કરી શકે છે.
$Hg$ નો પ્રમાણિત રિડક્શન પોટેન્શિયલ ધન છે $(E^{\circ}_{Hg^{2+}/Hg} = +0.85 \ V)$,જે $H^+/H_2$ $(0.00 \ V)$ કરતા વધારે છે.
તેથી,$Hg$ એસિડ અથવા પાણીમાંથી હાઇડ્રોજનને મુક્ત કરી શકતું નથી.
આમ,સાચો વિકલ્પ $(A)$ છે.

(A) નો પ્રમાણિત ઇલેક્ટ્રોડ પોટેન્શિયલ $(E^o_{A^{2+}/A} = -0.76 \ V)$ એ $B$ $(E^o_{B^{2+}/B} = +0.34 \ V)$ કરતા ઓછો છે.
આ સૂચવે છે કે ધાતુ $A$ એ પ્રબળ રિડક્શનકર્તા છે અને ધાતુ $B$ ની સરખામણીમાં ઓક્સિડેશન પામવાની વધુ વૃત્તિ ધરાવે છે.
તેથી,સ્વયંભૂ પ્રક્રિયા $A(s) + B^{2+}(aq) \to A^{2+}(aq) + B(s)$ થશે.
પરિણામે,ધાતુ $A$ એ $A^{2+}$ આયન તરીકે દ્રાવણમાં ઓગળી જશે અને ધાતુ $B$ એ સળિયા $A$ ની સપાટી પર જમા થશે.

(B) પ્રમાણિત રિડક્શન પોટેન્શિયલ $E^{o}_{Zn^{2+}/Zn}$ નું મૂલ્ય $-0.76 \ V$ છે.
આ મૂલ્ય ઋણ હોવાથી,$Zn$ માં હાઇડ્રોજનની સરખામણીએ ઇલેક્ટ્રોન ગુમાવવાની (ઓક્સિડેશન પામવાની) વૃત્તિ વધારે છે.
તેથી,$Zn$ એક પ્રબળ રિડક્શનકર્તા તરીકે વર્તે છે.

(A) પ્રમાણિત હાઇડ્રોજન ઇલેક્ટ્રોડ $(SHE)$ નો ઉપયોગ સંદર્ભ ઇલેક્ટ્રોડ તરીકે થાય છે.
પરંપરા મુજબ,હાઇડ્રોજન ઇલેક્ટ્રોડ પ્રક્રિયા $2H^{+} \, (aq) + 2e^- \to H_2 \, (g)$ નો પ્રમાણિત ઇલેક્ટ્રોડ પોટેન્શિયલ તમામ તાપમાને $0.00 \ V$ તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે.

(B) આપેલ ધાતુઓ માટે પ્રમાણિત ઇલેક્ટ્રોડ પોટેન્શિયલ $(E^\circ)$ નીચે મુજબ છે:
$Li^+ + e^- \rightarrow Li$ $(E^\circ = -3.04 \ V)$
$K^+ + e^- \rightarrow K$ $(E^\circ = -2.93 \ V)$
$Ca^{2+} + 2e^- \rightarrow Ca$ $(E^\circ = -2.87 \ V)$
આ મૂલ્યોની સરખામણી કરતા,પ્રમાણિત ઇલેક્ટ્રોડ પોટેન્શિયલનો ઘટતો ક્રમ $Ca > K > Li$ છે.

(C) કોષની પ્રક્રિયા: $3Ni(s) + 2Au^{3+}(aq) \rightarrow 3Ni^{2+}(aq) + 2Au(s)$ છે.
પ્રમાણિત કોષ માટે,$EMF$ ની ગણતરી આ મુજબ થાય છે: $E^o_{cell} = E^o_{cathode} - E^o_{anode}$.
અહીં,કેથોડ $Au^{3+}/Au$ છે અને એનોડ $Ni^{2+}/Ni$ છે.
$E^o_{cell} = E^o_{Au^{3+}/Au} - E^o_{Ni^{2+}/Ni} = 1.50 \ V - (-0.25 \ V) = 1.75 \ V$.

(A) કોષમાં સ્વયંભૂ વિદ્યુત રાસાયણિક પ્રક્રિયા થવા માટે,ગિબ્સ મુક્ત ઉર્જામાં ફેરફાર $(\Delta G)$ ઋણ હોવો જોઈએ.
ગિબ્સ મુક્ત ઉર્જા અને ઇલેક્ટ્રોમોટિવ ફોર્સ ($EMF$ અથવા $E_{cell}$) વચ્ચેનો સંબંધ આ સમીકરણ દ્વારા આપવામાં આવે છે: $\Delta G = -nFE_{cell}$.
કારણ કે $\Delta G < 0$ અને $n, F$ ધન અચળાંકો છે,તેથી પ્રક્રિયા સ્વયંભૂ હોવા માટે $E_{cell}$ ધન હોવો જોઈએ.
તેથી,જ્યારે કોષમાં ઓક્સિડેશન અને રિડક્શન થાય છે,ત્યારે તેનો ઇલેક્ટ્રોમોટિવ ફોર્સ ધન હોય છે.

(D) આપેલ કોષ $A | A^{+}(a = 1) || B^{+}(a = 1) | B$ છે.
આ કોષમાં,$A$ એનોડ તરીકે અને $B$ કેથોડ તરીકે વર્તે છે.
$EMF = E_{cathode} - E_{anode}$
આપેલ છે કે $E^{\circ}_{B^{+}/B} = 0.75 \ V$ અને $E^{\circ}_{A^{+}/A} = 0.5 \ V$.
$EMF = 0.75 \ V - 0.5 \ V = 0.25 \ V$.

(D) રિડક્શન ક્ષમતા એ પ્રમાણિત રિડક્શન પોટેન્શિયલના વ્યસ્ત પ્રમાણમાં હોય છે.
$Li^{+}/Li$ માટે પ્રમાણિત રિડક્શન પોટેન્શિયલ $-3.05 \ V$ છે,જે આપેલા વિકલ્પોમાં સૌથી વધુ ઋણ મૂલ્ય છે.
વધુ ઋણ રિડક્શન પોટેન્શિયલ ઓક્સિડેશન (ઇલેક્ટ્રોન ગુમાવવાની) પામવાની વધુ વૃત્તિ સૂચવે છે.
તેથી,$Li$ એ આપેલા પદાર્થોમાં સૌથી પ્રબળ રિડક્શનકર્તા છે.

(A) પ્રમાણિત રિડક્શન પોટેન્શિયલ નીચે મુજબ છે: $E^o_{Mg^{2+}/Mg} = -2.37 \ V$,$E^o_{Zn^{2+}/Zn} = -0.76 \ V$,અને $E^o_{Fe^{2+}/Fe} = -0.44 \ V$.
ઓછા (વધારે ઋણ) રિડક્શન પોટેન્શિયલ ધરાવતી ધાતુ વધુ (ઓછા ઋણ) રિડક્શન પોટેન્શિયલ ધરાવતી ધાતુના આયનનું રિડક્શન કરી શકે છે.
અહીં $E^o_{Zn^{2+}/Zn} (-0.76 \ V) < E^o_{Fe^{2+}/Fe} (-0.44 \ V)$ હોવાથી,$Zn$ એ $Fe^{2+}$ નું $Fe$ માં રિડક્શન કરી શકે છે.
$Zn$ એ $Mg^{2+}$ નું રિડક્શન કરી શકતું નથી કારણ કે $E^o_{Zn^{2+}/Zn} > E^o_{Mg^{2+}/Mg}$.
તેથી,સાચું વિધાન $A$ છે.

(D) કોષ પ્રક્રિયા $Fe^{2+} + Sn \to Fe + Sn^{2+}$ છે.
અહીં,$Fe^{2+}$ નું $Fe$ માં રિડક્શન થાય છે (કેથોડ) અને $Sn$ નું $Sn^{2+}$ માં ઓક્સિડેશન થાય છે (એનોડ).
પ્રમાણિત કોષ પોટેન્શિયલ $E^o_{cell} = E^o_{cathode} - E^o_{anode}$ તરીકે ગણવામાં આવે છે.
આપેલ છે $E^o_{Fe^{2+}/Fe} = -0.44 \ V$ અને $E^o_{Sn^{2+}/Sn} = -0.14 \ V$.
$E^o_{cell} = (-0.44 \ V) - (-0.14 \ V) = -0.44 + 0.14 = -0.30 \ V$.

(A) કોષનો પ્રમાણિત $EMF$ નીચેના સૂત્રનો ઉપયોગ કરીને ગણવામાં આવે છે: $E^o_{cell} = E^o_{cathode} - E^o_{anode}$.
અહીં,$Cu^{2+}/Cu$ કેથોડ તરીકે $(E^o = +0.34\,V)$ અને $Zn^{2+}/Zn$ એનોડ તરીકે $(E^o = -0.76\,V)$ કાર્ય કરે છે.
કિંમતો મૂકતા: $E^o_{cell} = 0.34\,V - (-0.76\,V) = 0.34\,V + 0.76\,V = 1.10\,V$.

(C) કોષનો પ્રમાણિત $EMF$ નીચેના સૂત્રનો ઉપયોગ કરીને ગણવામાં આવે છે: $E_{cell}^o = E_{cathode}^o - E_{anode}^o$.
આ કોષમાં,$Cu^{2+}/Cu$ કેથોડ તરીકે (વધુ રિડક્શન પોટેન્શિયલ) અને $Mg^{2+}/Mg$ એનોડ તરીકે (ઓછો રિડક્શન પોટેન્શિયલ) કાર્ય કરે છે.
આપેલ કિંમતો મૂકતા: $E_{cell}^o = 0.34 \ V - (-2.37 \ V)$.
$E_{cell}^o = 0.34 + 2.37 = 2.71 \ V$.

(D) કોષની પ્રક્રિયામાં $Mg$ એનોડ તરીકે અને $Cu$ કેથોડ તરીકે કાર્ય કરે છે કારણ કે $Mg$ એ $Cu$ કરતા વધુ પ્રબળ રિડક્શનકર્તા છે.
$E_{cell}^o = E_{cathode}^o - E_{anode}^o$
$E_{cell}^o = E_{Cu^{+2}/Cu}^o - E_{Mg^{+2}/Mg}^o$
આપેલ છે $E_{cell}^o = 2.7 \ V$ અને $E_{Cu^{+2}/Cu}^o = 0.34 \ V$.
$2.7 \ V = 0.34 \ V - E_{Mg^{+2}/Mg}^o$
$E_{Mg^{+2}/Mg}^o = 0.34 \ V - 2.7 \ V = -2.36 \ V$.

(A) $H^{+}/H_2$ નો પ્રમાણિત રિડક્શન પોટેન્શિયલ $0.00 \ V$ છે.
$E^o_{Ag^{+}/Ag} (0.8 \ V) > E^o_{H^{+}/H_2} (0.00 \ V)$ હોવાથી,$Ag^{+}$ એ $H^{+}$ કરતા વધુ પ્રબળ ઓક્સિડેશનકર્તા છે,જેનો અર્થ છે કે $H_2$ એ $Ag^{+}$ નું $Ag$ માં રિડક્શન કરી શકે છે.
$E^o_{Zn^{2+}/Zn} (-0.76 \ V) < E^o_{H^{+}/H_2} (0.00 \ V)$ હોવાથી,$Zn$ એ $H_2$ કરતા વધુ પ્રબળ રિડક્શનકર્તા છે,જેનો અર્થ છે કે $Zn$ એ $H^{+}$ નું $H_2$ માં રિડક્શન કરી શકે છે.
તેથી,સાચું વિધાન એ છે કે $Ag^{+}$ નું $H_2$ દ્વારા રિડક્શન થઈ શકે છે.

(D) આપણે $\Delta G^o = -nFE^o$ સંબંધનો ઉપયોગ કરીએ છીએ.
પ્રક્રિયા $(i): Fe^{2+} + 2e^- \to Fe$ માટે,$\Delta G_1^o = -2 \times F \times (-0.440 \ V) = 0.880 \ F$.
પ્રક્રિયા $(ii): Fe^{3+} + 3e^- \to Fe$ માટે,$\Delta G_2^o = -3 \times F \times (-0.036 \ V) = 0.108 \ F$.
આપણને પ્રક્રિયા જોઈએ છે: $Fe^{3+} + e^- \to Fe^{2+}$.
આ પ્રક્રિયા $(ii) - (i)$ દ્વારા મેળવી શકાય છે:
$\Delta G_3^o = \Delta G_2^o - \Delta G_1^o = 0.108 \ F - 0.880 \ F = -0.772 \ F$.
$\Delta G_3^o = -nFE^o$ હોવાથી,જ્યાં $n=1$:
$-0.772 \ F = -1 \times F \times E^o$.
$E^o = +0.772 \ V \approx +0.771 \ V$.

(C) પ્રમાણિત ઇલેક્ટ્રોડ પોટેન્શિયલ $E^o_{Ag^+/Ag} = +0.80 \ V$ અને $E^o_{Cu^{2+}/Cu} = +0.34 \ V$ છે.
સ્વયંભૂ કોષ પ્રક્રિયા માટે,જેનો રિડક્શન પોટેન્શિયલ વધારે હોય તે કેથોડ તરીકે કાર્ય કરે છે.
અહીં $0.80 \ V > 0.34 \ V$ હોવાથી,સિલ્વર ઇલેક્ટ્રોડ કેથોડ તરીકે અને કોપર ઇલેક્ટ્રોડ એનોડ તરીકે કાર્ય કરશે.
કોષ પ્રક્રિયા: $Cu_{(s)} + 2Ag^+_{(aq)} \to Cu^{2+}_{(aq)} + 2Ag_{(s)}$.
પ્રમાણિત કોષ પોટેન્શિયલ:
$E_{cell}^o = E_{cathode}^o - E_{anode}^o = 0.80 \ V - 0.34 \ V = +0.46 \ V$.
આમ,જ્યારે કોપર ઇલેક્ટ્રોડ એનોડ તરીકે કાર્ય કરે છે,ત્યારે $E_{cell}^o$ $+0.46 \ V$ મળે છે.

(A) પ્રમાણિત ગિબ્સ મુક્ત ઉર્જા ફેરફાર $(\Delta G^{\circ})$ અને કોષ પોટેન્શિયલ $(E^{\circ}_{cell})$ વચ્ચેનો સંબંધ સમીકરણ $\Delta G^{\circ} = -nFE^{\circ}_{cell}$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
પ્રક્રિયા સ્વયંભૂ હોવા માટે,ગિબ્સ મુક્ત ઉર્જામાં ફેરફાર $(\Delta G^{\circ})$ ઋણ $(\Delta G^{\circ} < 0)$ હોવો જોઈએ.
કારણ કે $n$ (ઇલેક્ટ્રોનના મોલની સંખ્યા) અને $F$ (ફેરાડે અચળાંક) હંમેશા ધન હોય છે,તેથી $\Delta G^{\circ}$ ઋણ હોવા માટે,કોષ પોટેન્શિયલ $(E^{\circ}_{cell})$ ધન હોવો જોઈએ.
તેથી,જો કોષ પોટેન્શિયલ ધન હોય તો પ્રક્રિયા સ્વયંભૂ છે.

(B) ઇલેક્ટ્રોડ પોટેન્શિયલ એ સાપેક્ષ પદ છે,જેનો અર્થ છે કે તે હંમેશા સંદર્ભ ઇલેક્ટ્રોડના સંદર્ભમાં માપવામાં આવે છે.
ઇલેક્ટ્રોકેમિસ્ટ્રીમાં,પ્રમાણિત હાઇડ્રોજન ઇલેક્ટ્રોડને સંદર્ભ ઇલેક્ટ્રોડ તરીકે સ્વેચ્છાએ પસંદ કરવામાં આવે છે.
અન્ય તમામ ઇલેક્ટ્રોડ પ્રતિક્રિયાઓ સાથે સરખામણી કરવા માટે,તેનો પ્રમાણિત ઇલેક્ટ્રોડ પોટેન્શિયલ તમામ તાપમાને $0.00 \ V$ તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે.

(C) કોષ પોટેન્શિયલ $(E_{cell})$ એ કેથોડના રિડક્શન પોટેન્શિયલ અને એનોડના રિડક્શન પોટેન્શિયલ વચ્ચેના તફાવત તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે.
$E_{cell} = E_{cathode} - E_{anode}$.

(B) જે ધાતુનો પ્રમાણિત રિડક્શન પોટેન્શિયલ ઓછો હોય તે પ્રબળ રિડક્શનકર્તા તરીકે વર્તે છે અને તે વધુ પ્રમાણિત રિડક્શન પોટેન્શિયલ ધરાવતી ધાતુને તેના ક્ષારના દ્રાવણમાંથી વિસ્થાપિત કરી શકે છે.
$Fe^{2+}/Fe$ નો પ્રમાણિત રિડક્શન પોટેન્શિયલ $-0.44 \ V$ છે,જ્યારે $Cu^{2+}/Cu$ નો $+0.34 \ V$ છે.
$E^{\circ}_{Fe^{2+}/Fe} < E^{\circ}_{Cu^{2+}/Cu}$ હોવાથી,આયર્ન કોપરને તેના ક્ષારના દ્રાવણમાંથી વિસ્થાપિત કરે છે: $Fe(s) + Cu^{2+}(aq) \rightarrow Fe^{2+}(aq) + Cu(s)$.

(A) વધુ ઋણ પ્રમાણિત રિડક્શન પોટેન્શિયલ ધરાવતી ધાતુ પ્રબળ રિડક્શનકર્તા તરીકે વર્તે છે.
$(i)$ પરથી,$Cu + 2Ag^+ \rightarrow Cu^{2+} + 2Ag$,તેથી $Cu$ એ $Ag$ કરતા પ્રબળ રિડક્શનકર્તા છે.
$(ii)$ પરથી,$Ag$ એ $Zn^{2+}$ ને વિસ્થાપિત કરતું નથી,તેથી $Zn$ એ $Ag$ કરતા પ્રબળ રિડક્શનકર્તા છે.
$(iii)$ પરથી,$Zn + Cu^{2+} \rightarrow Zn^{2+} + Cu$,તેથી $Zn$ એ $Cu$ કરતા પ્રબળ રિડક્શનકર્તા છે.
આમ,રિડક્શનકર્તા તરીકે ઘટતી પ્રબળતાનો ક્રમ $Zn > Cu > Ag$ છે.

(B) પ્રમાણિત હાઇડ્રોજન ઇલેક્ટ્રોડ $(SHE)$ નો ઇલેક્ટ્રોડ પોટેન્શિયલ તમામ તાપમાને $0.00 \ V$ તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $(B)$ છે.

(A) પ્રમાણિત મુક્ત ઊર્જા ફેરફાર $\Delta G^o$ એ પ્રમાણિત કોષ પોટેન્શિયલ $E^o$ સાથે નીચે મુજબ સંબંધિત છે: $\Delta G^o = -nFE^o$.
આપેલી પ્રક્રિયા $\frac{1}{2}Cu_{(s)} + \frac{1}{2}Cl_{2(g)} \rightleftharpoons \frac{1}{2}Cu^{2+} + Cl^-$ માં,સ્થાનાંતરિત ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા $(n)$ $1$ છે.
ફેરાડે અચળાંક $F = 96500 \ C \ mol^{-1}$ અને પ્રમાણિત કોષ પોટેન્શિયલ $E^o = 1.02 \ V$ છે.
આ કિંમતો મૂકતા: $\Delta G^o = -1 \times 96500 \times 1.02 = -98430 \ J$.

(A) તત્વની રિડક્શન ક્ષમતા તેના પ્રમાણિત રિડક્શન પોટેન્શિયલના વ્યસ્ત પ્રમાણમાં હોય છે.
ઓછો (વધુ ઋણ) રિડક્શન પોટેન્શિયલ ઓક્સિડેશન પામવાની વધુ વૃત્તિ સૂચવે છે,જે તેને વધુ શક્તિશાળી રિડક્શન કર્તા બનાવે છે.
આપેલ મૂલ્યોની સરખામણી કરતા: $-3.04 \ V < -1.90 \ V < 0 \ V < 1.90 \ V$.
તેથી,$I$ નો પ્રમાણિત રિડક્શન પોટેન્શિયલ સૌથી ઓછો (વધુ ઋણ) હોવાથી,તે સૌથી યોગ્ય રિડક્શન કર્તા છે.

(A) રિડક્શન ક્ષમતા એટલે કે ઇલેક્ટ્રોન ગુમાવવાની વૃત્તિ,જે રિડક્શન પોટેન્શિયલ ઘટવાની સાથે વધે છે.
આપેલા પ્રમાણિત રિડક્શન પોટેન્શિયલની સરખામણી કરતા:
$E^o(Br_2/Br^-) = +1.08 \, V$
$E^o(Fe^{3+}/Fe^{2+}) = +0.77 \, V$
$E^o(Al^{3+}/Al) = -1.66 \, V$
જેમ રિડક્શન પોટેન્શિયલ ઘટે છે,તેમ રિડક્શન ક્ષમતા વધે છે,તેથી રિડક્શન ક્ષમતાનો ક્રમ:
$Br^{-} < Fe^{2+} < Al$
તેથી,સાચો વિકલ્પ $A$ છે.

(C) $OCl^{-} \to \frac{1}{2}Cl_2$ પ્રક્રિયા માટે પ્રમાણિત ઇલેક્ટ્રોડ પોટેન્શિયલ શોધવા માટે,આપણે ગિબ્સ મુક્ત ઉર્જા ફેરફારના સંબંધ $\Delta G^o = -nFE^o$ નો ઉપયોગ કરીએ છીએ.
પ્રક્રિયા $1$ માટે: $OCl^{-} + H_2O + 2e^{-} \to Cl^{-} + 2OH^{-}$,$E^o_1 = 0.94 \ V$,$n_1 = 2$.
$\Delta G^o_1 = -2 \times F \times 0.94 = -1.88F$.
પ્રક્રિયા $2$ માટે: $Cl^{-} \to \frac{1}{2}Cl_2 + e^{-}$,$E^o_2 = -1.36 \ V$,$n_2 = 1$.
$\Delta G^o_2 = -1 \times F \times (-1.36) = 1.36F$.
બંને પ્રક્રિયાઓનો સરવાળો કરતા: $OCl^{-} + H_2O + e^{-} \to \frac{1}{2}Cl_2 + 2OH^{-}$.
કુલ $\Delta G^o = \Delta G^o_1 + \Delta G^o_2 = -1.88F + 1.36F = -0.52F$.
કારણ કે $\Delta G^o = -nFE^o_{total}$ અને કુલ પ્રક્રિયા માટે $n = 1$ છે:
$-0.52F = -1 \times F \times E^o_{total}$.
$E^o_{total} = 0.52 \ V$.

(C) વધારે રિડક્શન પોટેન્શિયલ ધરાવતો પદાર્થ ઇલેક્ટ્રોન મેળવવાની વધુ વૃત્તિ ધરાવે છે.
તેથી,તેનું સરળતાથી રિડક્શન થાય છે અને તે પ્રબળ ઓક્સિડેશનકર્તા તરીકે વર્તે છે.

(A) સાચો જવાબ $A$ છે.
$Hg$ (પારો) એક ધાતુ છે જે વિદ્યુતરાસાયણિક શ્રેણીમાં હાઇડ્રોજનની નીચે આવેલી છે.
તેથી,તેનો પ્રમાણિત રિડક્શન પોટેન્શિયલ ધન $(E^0_{Hg^{2+}/Hg} = +0.85 \ V)$ છે અને તે $H_2S$ કે અન્ય એસિડમાંથી હાઇડ્રોજનને મુક્ત કરી શકતું નથી.
$Hg + H_2S \to \text{કોઈ પ્રક્રિયા થતી નથી}$.

(D) ઓક્સિડેશનકર્તાની પ્રબળતા તેના પ્રમાણિત રિડક્શન પોટેન્શિયલ $(E^\circ_{red})$ ના સમપ્રમાણમાં હોય છે.
વધારે રિડક્શન પોટેન્શિયલ ઇલેક્ટ્રોન મેળવવાની વધુ વૃત્તિ દર્શાવે છે,જે તેને પ્રબળ ઓક્સિડેશનકર્તા બનાવે છે.
આપેલા મૂલ્યોની સરખામણી કરતા: $E^\circ(Li^{+}|Li) = -3.05 \ V$,$E^\circ(Ba^{2+}|Ba) = -2.90 \ V$,$E^\circ(Na^{+}|Na) = -2.71 \ V$,અને $E^\circ(Mg^{2+}|Mg) = -2.37 \ V$.
અહીં $-2.37 \ V$ એ આપેલા પોટેન્શિયલ મૂલ્યોમાં સૌથી વધુ હોવાથી,$Mg^{2+}$ એ સૌથી પ્રબળ ઓક્સિડેશનકર્તા છે.

(B) આપેલ પ્રક્રિયાઓ ઓક્સિડેશન અર્ધ-પ્રક્રિયાઓ છે:
$Zn \to Zn^{2+} + 2e^-; E^o_{ox} = 0.76 \, V$
$Fe \to Fe^{2+} + 2e^-; E^o_{ox} = 0.44 \, V$
કોષ પ્રક્રિયા $Fe^{2+} + Zn \to Zn^{2+} + Fe$ માટે,$Zn$ ઇલેક્ટ્રોડ પર ઓક્સિડેશન (એનોડ) અને $Fe$ ઇલેક્ટ્રોડ પર રિડક્શન (કેથોડ) થાય છે.
$E^o_{cell} = E^o_{cathode(red)} - E^o_{anode(red)}$
$E^o_{red} = -E^o_{ox}$ હોવાથી:
$E^o_{cathode(red)} = -E^o(Fe \to Fe^{2+}) = -0.44 \, V$
$E^o_{anode(red)} = -E^o(Zn \to Zn^{2+}) = -0.76 \, V$
$E^o_{cell} = -0.44 - (-0.76) = -0.44 + 0.76 = +0.32 \, V$.

(A) પ્રમાણિત ઇલેક્ટ્રોડ પોટેન્શિયલ $E^o_{Fe^{2+}/Fe} = -0.44 \, V$ અને $E^o_{Cu^{2+}/Cu} = +0.32 \, V$ આપેલા છે.
$Cu^{2+}/Cu$ નો રિડક્શન પોટેન્શિયલ $Fe^{2+}/Fe$ કરતા વધારે હોવાથી,$Cu^{2+}$ પ્રબળ ઓક્સિડેશનકર્તા તરીકે વર્તે છે.
તેથી,$Cu^{2+}$ એ $Fe$ નું $Fe^{2+}$ માં ઓક્સિડેશન કરી શકે છે: $Fe(s) + Cu^{2+}(aq) \rightarrow Fe^{2+}(aq) + Cu(s)$.

(B) $Pt, O_2(1 \, atm) | 2H^+(1 \, M)$ દ્વારા દર્શાવેલ ઇલેક્ટ્રોડ એ પ્રમાણિત હાઇડ્રોજન ઇલેક્ટ્રોડ $(SHE)$ છે.
વ્યાખ્યા મુજબ,પ્રમાણિત હાઇડ્રોજન ઇલેક્ટ્રોડનો પ્રમાણિત ઇલેક્ટ્રોડ પોટેન્શિયલ તમામ તાપમાને $E^o = 0 \, V$ હોય છે.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $B$ છે.

(B) કોષ કાર્યરત રહે (સ્વયંભૂ પ્રક્રિયા) તે માટે ગિબ્સ મુક્ત ઉર્જાનો ફેરફાર $\Delta G$ ઋણ હોવો જોઈએ.
$\Delta G = -nFE_{cell}$ હોવાથી,$\Delta G < 0$ માટે,કોષ પોટેન્શિયલ $E_{cell}$ ધન હોવો જોઈએ.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $(B)$ છે.