Electrode potential and ECell Questions in Gujarati

(A) કોષની પ્રક્રિયા છે: $Fe^{2+} + Zn \to Zn^{2+} + Fe$.
અહીં,$Zn$ નું $Zn^{2+}$ માં ઓક્સિડેશન થાય છે (એનોડ) અને $Fe^{2+}$ નું $Fe$ માં રિડક્શન થાય છે (કેથોડ).
$E^{\circ}_{cell} = E^{\circ}_{cathode} - E^{\circ}_{anode}$
$E^{\circ}_{cell} = E^{\circ}_{Fe^{2+}/Fe} - E^{\circ}_{Zn^{2+}/Zn}$
$E^{\circ}_{cell} = (-0.44 \, V) - (-0.76 \, V)$
$E^{\circ}_{cell} = -0.44 + 0.76 = +0.32 \, V$.

(B) પદાર્થની રિડક્શન કરવાની ક્ષમતા તેના પ્રમાણિત રિડક્શન પોટેન્શિયલ $(E^o)$ ના વ્યસ્ત પ્રમાણમાં હોય છે.
ઓછા (વધુ ઋણ) $E^o$ મૂલ્યો પ્રબળ રિડક્શનકર્તા સૂચવે છે.
આપેલા મૂલ્યોની સરખામણી કરતા:
$Zn$ નો રિડક્શન પોટેન્શિયલ સૌથી વધુ ઋણ $(-0.76 \ V)$ હોવાથી,તે સૌથી પ્રબળ રિડક્શનકર્તા છે.

(A) ધાતુની રિડક્શન કરવાની ક્ષમતા તેના પ્રમાણિત રિડક્શન પોટેન્શિયલના વ્યસ્ત પ્રમાણમાં હોય છે.
ઓછો રિડક્શન પોટેન્શિયલ ઇલેક્ટ્રોન ગુમાવવાની વધુ વૃત્તિ દર્શાવે છે,તેથી રિડક્શન કરવાની ક્ષમતા વધુ હોય છે.
આપેલ રિડક્શન પોટેન્શિયલ: $E^{\circ}_{A} = +0.5 \ V$,$E^{\circ}_{B} = -3.0 \ V$,$E^{\circ}_{C} = -1.2 \ V$.
મૂલ્યોની સરખામણી કરતા: $-3.0 \ V < -1.2 \ V < +0.5 \ V$.
તેથી,રિડક્શન કરવાની ક્ષમતાનો ક્રમ $B > C > A$ છે.

(C) $Mg^{2+}/Mg$ નો પ્રમાણિત રિડક્શન પોટેન્શિયલ $-2.37\,V$ છે અને $Zn^{2+}/Zn$ નો $-0.762\,V$ છે.
વધુ ઋણ રિડક્શન પોટેન્શિયલ ધરાવતી ધાતુ વધુ પ્રબળ રિડક્શનકર્તા છે અને તે ઓછો ઋણ રિડક્શન પોટેન્શિયલ ધરાવતી ધાતુને તેના ક્ષારના દ્રાવણમાંથી વિસ્થાપિત કરી શકે છે.
અહીં $E^o_{Mg^{2+}/Mg} < E^o_{Zn^{2+}/Zn}$ હોવાથી,$Mg$ એ $Zn$ કરતા વધુ પ્રબળ રિડક્શનકર્તા છે.
તેથી,$Zn$ એ $Mg^{2+}$ નું $Mg$ માં રિડક્શન કરી શકતું નથી. પરિણામે,જ્યારે $MgCl_2$ ના દ્રાવણમાં ઝિંક ડસ્ટ ઉમેરવામાં આવે છે ત્યારે કોઈ પ્રક્રિયા થતી નથી.

(A) ઓક્સિડેશન પ્રક્રિયા $Fe_{(s)} \rightarrow Fe^{2+}_{(aq)} + 2e^-$ છે,જેમાં $E^o_{ox} = +0.44 \ V$ છે.
રિડક્શન પ્રક્રિયા $2H^+_{(aq)} + 2e^- \rightarrow H_{2(g)}$ છે,જેમાં $E^o_{red} = 0.00 \ V$ છે.
પ્રમાણિત કોષ પોટેન્શિયલ $E^o_{cell} = E^o_{ox} + E^o_{red} = 0.44 \ V + 0.00 \ V = +0.44 \ V$ છે.
$E^o_{cell} > 0$ હોવાથી,પ્રક્રિયા પ્રમાણિત સ્થિતિમાં સ્વયંભૂ છે.
તેથી,$Fe_{(s)}$ નું $1 \ M$ $HCl$ દ્વારા $Fe^{2+}$ માં ઓક્સિડેશન થશે.

(C) કોષનો $EMF$ એ કેથોડ (જમણો વિદ્યુતધ્રુવ) ના રિડક્શન પોટેન્શિયલ અને એનોડ (ડાબો વિદ્યુતધ્રુવ) ના રિડક્શન પોટેન્શિયલ વચ્ચેના તફાવત તરીકે ગણવામાં આવે છે।
ગાણિતિક રીતે, $E_{cell} = E_{cathode} - E_{anode}$.
કેથોડ જમણી બાજુએ અને એનોડ ડાબી બાજુએ હોવાથી, સૂત્ર $E = E_{right} - E_{left}$ થાય છે.

(A) આપેલ ધાતુઓ માટે પ્રમાણિત ઇલેક્ટ્રોડ પોટેન્શિયલ $(E^\circ)$ ના મૂલ્યો નીચે મુજબ છે:
$K^+/K = -2.93 \ V$
$Ba^{2+}/Ba = -2.90 \ V$
$Ca^{2+}/Ca = -2.87 \ V$
$Mg^{2+}/Mg = -2.36 \ V$
જેમ મૂલ્યો ઋણ હોય તેમ,ઓછું ઋણ મૂલ્ય એ ઉચ્ચ (વધારે ધન) પોટેન્શિયલ સૂચવે છે.
તેથી,ઘટતા ઇલેક્ટ્રોડ પોટેન્શિયલનો ક્રમ: $Mg > Ca > Ba > K$ છે.

(C) આપેલ ધાતુઓ માટે પ્રમાણિત ઇલેક્ટ્રોડ પોટેન્શિયલ $(E^\circ)$ ના મૂલ્યો નીચે મુજબ છે:
$Li^+ + e^- \rightarrow Li$ $(E^\circ = -3.04 \ V)$
$Al^{3+} + 3e^- \rightarrow Al$ $(E^\circ = -1.66 \ V)$
$Cu^{2+} + 2e^- \rightarrow Cu$ $(E^\circ = +0.34 \ V)$
$Au^{3+} + 3e^- \rightarrow Au$ $(E^\circ = +1.50 \ V)$
આ મૂલ્યોની સરખામણી કરતા,આપેલા વિકલ્પોમાંથી $Au$ નો પ્રમાણિત ઇલેક્ટ્રોડ પોટેન્શિયલ સૌથી વધુ ધન છે.

(C) કોષની પ્રક્રિયા $Mg_{(s)} + Cu^{2+}_{(aq)} \to Cu_{(s)} + Mg^{2+}_{(aq)}$ છે.
અહીં,$Mg$ નું એનોડ પર ઓક્સિડેશન થાય છે અને $Cu^{2+}$ નું કેથોડ પર રિડક્શન થાય છે.
કોષનો પ્રમાણિત $EMF$ નીચે મુજબ ગણવામાં આવે છે:
$E_{cell}^o = E_{cathode}^o - E_{anode}^o$
$E_{cell}^o = E^o_{(Cu^{2+}/Cu)} - E^o_{(Mg^{2+}/Mg)}$
$E_{cell}^o = 0.34 \ V - (-2.37 \ V) = +2.71 \ V$.

(D) $Standard \ Hydrogen \ Electrode$ $(SHE)$ ને પ્રાથમિક સંદર્ભ ઇલેક્ટ્રોડ તરીકે સાર્વત્રિક રીતે સ્વીકારવામાં આવે છે.
પરંપરા મુજબ,$SHE$ નો પોટેન્શિયલ તમામ તાપમાને $0.00 \ V$ નક્કી કરવામાં આવ્યો છે.
તેની અર્ધ-કોષ પ્રક્રિયા નીચે મુજબ છે:
$H_2(g) \rightarrow 2H^+(aq) + 2e^-$ (એનોડ તરીકે)
$2H^+(aq) + 2e^- \rightarrow H_2(g)$ (કેથોડ તરીકે)

(A) તત્વની સક્રિયતા તેના ઓક્સિડેશન પોટેન્શિયલના સમપ્રમાણમાં હોય છે.
આપેલા પ્રમાણિત ઇલેક્ટ્રોડ પોટેન્શિયલ $(E^0)$ ના મૂલ્યો રિડક્શન પોટેન્શિયલ છે.
ઓક્સિડેશન પોટેન્શિયલ = $-E^0$ (રિડક્શન પોટેન્શિયલ).
ઓક્સિડેશન પોટેન્શિયલના મૂલ્યો:
$A: 1.36 \ V, B: 0.32 \ V, C: 0 \ V, D: 1.26 \ V, E: 0.42 \ V$.
આ મૂલ્યોની સરખામણી કરતા: $1.36 (A) > 1.26 (D) > 0.42 (E) > 0.32 (B) > 0 (C)$.
તેથી,સક્રિયતાનો ક્રમ $A > D > E > B > C$ છે.

(C) ગેલ્વેનિક કોષ માટે,કેથોડ એ ઇલેક્ટ્રોડ છે જેનો રિડક્શન પોટેન્શિયલ વધારે હોય અને એનોડ એ ઇલેક્ટ્રોડ છે જેનો રિડક્શન પોટેન્શિયલ ઓછો હોય.
અહીં,$E^o_{Ag^+/Ag} = +0.80 \ V$ (કેથોડ) અને $E^o_{Cu^{2+}/Cu} = +0.34 \ V$ (એનોડ).
કોષનો $emf$ નીચે મુજબ ગણવામાં આવે છે:
$E^o_{cell} = E^o_{cathode} - E^o_{anode}$
$E^o_{cell} = 0.80 \ V - 0.34 \ V = +0.46 \ V$.

(A) કોષની પ્રક્રિયા આ મુજબ દર્શાવી શકાય: $\frac{1}{2} H_2 | H^{+} || Ag^{+} | Ag$.
પ્રમાણિત કોષ પોટેન્શિયલની ગણતરી આ સૂત્ર દ્વારા કરવામાં આવે છે: $E_{Cell}^{0} = E_{Cathode}^{0} - E_{Anode}^{0}$.
અહીં,કેથોડ $Ag^{+}/Ag$ ઇલેક્ટ્રોડ છે $(E^{0} = 0.80 \ V)$ અને એનોડ પ્રમાણિત હાઇડ્રોજન ઇલેક્ટ્રોડ છે $(E^{0} = 0.00 \ V)$.
તેથી,$E_{Cell}^{0} = 0.80 \ V - 0.00 \ V = 0.80 \ V$.

(A) ગેલ્વેનિક કોષમાં,જે ઇલેક્ટ્રોડનો રિડક્શન પોટેન્શિયલ વધુ હોય તે કેથોડ તરીકે અને જેનો ઓછો હોય તે એનોડ તરીકે વર્તે છે.
આપેલ છે: $E_A = +2.23 \ V$ અને $E_B = -1.43 \ V$.
અહીં $E_A > E_B$ હોવાથી,$A$ કેથોડ તરીકે અને $B$ એનોડ તરીકે કાર્ય કરશે.
પ્રમાણિત કોષ પોટેન્શિયલની ગણતરી નીચે મુજબ થાય છે:
$E^o_{cell} = E^o_{cathode} - E^o_{anode}$
$E^o_{cell} = E_A - E_B$
$E^o_{cell} = 2.23 \ V - (-1.43 \ V)$
$E^o_{cell} = 2.23 + 1.43 = 3.66 \ V$.

(B) કારણ કે $E^o_{Cu^{2+}/Cu} > E^o_{Mg^{2+}/Mg}$,કોપર ઇલેક્ટ્રોડ કેથોડ તરીકે અને મેગ્નેશિયમ ઇલેક્ટ્રોડ એનોડ તરીકે કાર્ય કરે છે.
પ્રમાણિત કોષ પોટેન્શિયલની ગણતરી નીચે મુજબ છે:
$E^o_{cell} = E^o_{cathode} - E^o_{anode}$
$E^o_{cell} = E^o_{Cu^{2+}/Cu} - E^o_{Mg^{2+}/Mg}$
$E^o_{cell} = (+ 0.34 \ V) - (- 2.37 \ V)$
$E^o_{cell} = + 2.71 \ V$.

(B) કોષ પ્રક્રિયા $2Ce^{4+} + Co \to 2Ce^{3+} + Co^{2+}$ છે.
આ પ્રક્રિયામાં,$Co$ નું ઓક્સિડેશન થઈ $Co^{2+}$ (એનોડ) બને છે અને $Ce^{4+}$ નું રિડક્શન થઈ $Ce^{3+}$ (કેથોડ) બને છે.
$E^\circ_{cell} = E^\circ_{cathode} - E^\circ_{anode}$
$E^\circ_{cell} = E^\circ_{Ce^{4+}/Ce^{3+}} - E^\circ_{Co^{2+}/Co}$
આપેલ છે કે $E^\circ_{cell} = 1.89 \ V$ અને $E^\circ_{Co^{2+}/Co} = -0.28 \ V$.
$1.89 = E^\circ_{Ce^{4+}/Ce^{3+}} - (-0.28)$
$E^\circ_{Ce^{4+}/Ce^{3+}} = 1.89 - 0.28 = 1.61 \ V$.
આપેલ વિકલ્પોમાંથી સૌથી નજીકનો વિકલ્પ $1.64 \ V$ છે.

(B) ગિબ્સ મુક્ત ઊર્જા અને કોષ પોટેન્શિયલ વચ્ચેનો સંબંધ $\Delta G = -nFE^\circ$ છે.
અહીં,$\Delta G = -21.20 \ kJ = -21200 \ J$ છે.
સ્થાનાંતરિત ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા $(n)$ $1$ છે.
ફેરાડે અચળાંક $(F)$ આશરે $96500 \ C \ mol^{-1}$ છે.
સૂત્ર મુજબ: $E^\circ = -\frac{\Delta G}{nF}$.
કિંમતો મૂકતા: $E^\circ = -\frac{-21200 \ J}{1 \times 96500 \ C \ mol^{-1}} = \frac{21200}{96500} \ V \approx 0.21968 \ V$.
આમ,$E^\circ \approx 0.220 \ V$ મળે છે.

(D) $Al$ એ $HCl$ માંથી $H$ નું વિસ્થાપન કરે છે પરંતુ સિલ્વર કરી શકતું નથી; આનો અર્થ એ છે કે $ECS$ માં $Al$ એ $Ag$ ની ઉપર આવેલું છે,તેથી $Al$ એનોડ તરીકે અને $Ag$ કેથોડ તરીકે કાર્ય કરશે.
$E_{Cell}^0 = E_{Cathode}^0 - E_{Anode}^0$
$E_{Cell}^0 = E_{Ag^{+}/Ag}^0 - E_{Al^{3+}/Al}^0$
$2.46 \ V = 0.80 \ V - E_{Al^{3+}/Al}^0$
$E_{Al^{3+}/Al}^0 = 0.80 \ V - 2.46 \ V = -1.66 \ V$.

(A) આપેલ પ્રક્રિયા છે: $Sn_{(s)} + 2Fe^{3+}_{(aq)} \to 2Fe^{2+}_{(aq)} + Sn^{2+}_{(aq)}$
અહીં,$Sn$ નું $Sn^{2+}$ માં ઓક્સિડેશન થાય છે (એનોડ) અને $Fe^{3+}$ નું $Fe^{2+}$ માં રિડક્શન થાય છે (કેથોડ).
$E^0_{cell} = E^0_{cathode} - E^0_{anode}$
$E^0_{cell} = E^0_{Fe^{3+}/Fe^{2+}} - E^0_{Sn^{2+}/Sn}$
$E^0_{cell} = (+0.77 \ V) - (-0.14 \ V)$
$E^0_{cell} = 0.77 \ V + 0.14 \ V = 0.91 \ V$

(D) આપેલ પ્રક્રિયા: $Cr_2O_7^{2-} + I^{-} \to I_2 + Cr^{3+}$
આ પ્રક્રિયામાં,$I^{-}$ નું $I_2$ માં ઓક્સિડેશન થાય છે (એનોડ) અને $Cr_2O_7^{2-}$ નું $Cr^{3+}$ માં રિડક્શન થાય છે (કેથોડ).
પ્રમાણિત કોષ પોટેન્શિયલનું સૂત્ર: $E^0_{cell} = E^0_{cathode} - E^0_{anode}$
કિંમતો મૂકતા: $0.79 \ V = 1.33 \ V - E^0_{I_2}$
$E^0_{I_2}$ માટે ગણતરી કરતા: $E^0_{I_2} = 1.33 \ V - 0.79 \ V = 0.54 \ V$.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $(D)$ છે.

(B) પ્રમાણિત ઇલેક્ટ્રોડ પોટેન્શિયલ એ પ્રમાણિત પરિસ્થિતિઓ ($1 \ M$ સાંદ્રતા,$298 \ K$) હેઠળ ઇલેક્ટ્રોડ અને પ્રમાણિત હાઇડ્રોજન ઇલેક્ટ્રોડ $(SHE)$ વચ્ચેના પોટેન્શિયલ તફાવતનું માપ છે.
આ પોટેન્શિયલ તફાવતને માપવા માટે હાઇ-રેઝિસ્ટન્સ વોલ્ટમીટર અથવા પોટેન્શિયોમીટરનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે જેથી સર્કિટમાંથી કોઈ પ્રવાહ વહે નહીં,જે અન્યથા આંતરિક અવરોધને કારણે વોલ્ટેજમાં ઘટાડો કરી શકે છે.

(B) ગેલ્વેનિક કોષ માટે,કોષ પોટેન્શિયલ $E_{cell} = E_{cathode} - E_{anode}$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
$Al$ એ $Cu$ કરતા વધુ સક્રિય હોવાથી,$Al$ એનોડ તરીકે અને $Cu$ કેથોડ તરીકે વર્તે છે.
આપેલ છે $E_{cell} = 2.0 \ V$ અને $E_{Cu^{2+}/Cu} = +0.34 \ V$.
કિંમતો મૂકતા: $2.0 \ V = 0.34 \ V - E_{Al^{3+}/Al}$.
તેથી,$E_{Al^{3+}/Al} = 0.34 \ V - 2.0 \ V = -1.66 \ V$.

(A) પ્રમાણિત ગિબ્સ મુક્ત ઊર્જા ફેરફાર $(\Delta G^o)$ એ પ્રમાણિત કોષ પોટેન્શિયલ $(E_{cell}^o)$ સાથે નીચેના સમીકરણ દ્વારા સંબંધિત છે:
$\Delta G^o = -nFE_{cell}^o$
જ્યાં $n$ એ સ્થાનાંતરિત ઇલેક્ટ્રોનના મોલની સંખ્યા છે,$F$ એ ફેરાડેનો અચળાંક છે,અને $E_{cell}^o$ એ પ્રમાણિત કોષ પોટેન્શિયલ છે.
તેથી,વિકલ્પ $(A)$ સાચો છે.

(A) જો ગિબ્સ મુક્ત ઊર્જામાં ફેરફાર $(\Delta G)$ ઋણ હોય તો રેડોક્સ પ્રક્રિયા સ્વયંભૂ થાય છે.
ગિબ્સ મુક્ત ઊર્જા અને કોષના e.m.f. $(E^o)$ વચ્ચેનો સંબંધ સમીકરણ દ્વારા આપવામાં આવે છે: $\Delta G^o = -nFE^o$.
અહીં,$n$ એ સ્થાનાંતરિત ઇલેક્ટ્રોનના મોલની સંખ્યા છે,$F$ એ ફેરાડેનો અચળાંક છે,અને $E^o$ એ પ્રમાણિત કોષ પોટેન્શિયલ છે.
$\Delta G^o$ ઋણ હોવા માટે,$E^o$ ધન હોવું આવશ્યક છે.
તેથી,કોષની પ્રક્રિયા શક્ય (સ્વયંભૂ) બનવા માટે,e.m.f. ધન હોવું જોઈએ.

(B) આપેલ પ્રક્રિયાઓ ઓક્સિડેશન અર્ધ-પ્રક્રિયાઓ છે. પ્રમાણિત રિડક્શન પોટેન્શિયલ $(E^o_{red})$ એ પ્રમાણિત ઓક્સિડેશન પોટેન્શિયલ $(E^o_{ox})$ ના વિરોધી છે.
$E^o_{red}(Zn^{2+}/Zn) = -0.76 \ V$
$E^o_{red}(Fe^{2+}/Fe) = -0.41 \ V$
કોષ પ્રક્રિયા $Fe^{2+} + Zn \to Zn^{2+} + Fe$ માં,$Zn$ નું ઓક્સિડેશન (એનોડ) થાય છે અને $Fe^{2+}$ નું રિડક્શન (કેથોડ) થાય છે.
$E^o_{cell} = E^o_{cathode} - E^o_{anode}$
$E^o_{cell} = E^o_{red}(Fe^{2+}/Fe) - E^o_{red}(Zn^{2+}/Zn)$
$E^o_{cell} = -0.41 \ V - (-0.76 \ V)$
$E^o_{cell} = -0.41 \ V + 0.76 \ V = +0.35 \ V$.

(A) રિડક્શન પોટેન્શિયલ એ ઇલેક્ટ્રોન મેળવવાની વૃત્તિ દર્શાવે છે. આપેલ ક્રમ $Z > Y > X$ મુજબ,$Z$ ની રિડક્શન પામવાની વૃત્તિ સૌથી વધુ છે,ત્યારબાદ $Y$ અને પછી $X$ આવે છે.
ઓક્સિડેશનકર્તા એવો પદાર્થ છે જે પોતે રિડક્શન પામે છે અને બીજાનું ઓક્સિડેશન કરે છે. જે પદાર્થનો રિડક્શન પોટેન્શિયલ વધારે હોય તે ઓછા રિડક્શન પોટેન્શિયલ ધરાવતા પદાર્થનું ઓક્સિડેશન કરી શકે છે.
અહીં $Y$ નો રિડક્શન પોટેન્શિયલ $X$ કરતા વધારે હોવાથી,$Y$ એ $X$ નું ઓક્સિડેશન કરી શકે છે.
પરંતુ $Z$ નો રિડક્શન પોટેન્શિયલ $Y$ કરતા વધારે હોવાથી,$Y$ એ $Z$ નું ઓક્સિડેશન કરી શકશે નહીં.
તેથી,$Y$ એ $X$ નું ઓક્સિડેશન કરશે પરંતુ $Z$ નું નહીં.

(B) $SHE$ (પ્રમાણિત હાઇડ્રોજન ઇલેક્ટ્રોડ) નો પ્રમાણિત ઓક્સિડેશન પોટેન્શિયલ $0.00 \ V$ તરીકે વ્યાખ્યાયિત થયેલ છે.
જે તત્વોનો પ્રમાણિત રિડક્શન પોટેન્શિયલ $0.00 \ V$ કરતા વધારે હોય,તેમનો પ્રમાણિત ઓક્સિડેશન પોટેન્શિયલ $0.00 \ V$ કરતા ઓછો હોય છે.
વિદ્યુતરાસાયણિક શ્રેણીમાં,$H$ ની નીચે રહેલા તત્વોનો પ્રમાણિત રિડક્શન પોટેન્શિયલ ધન હોય છે.
$Cu$ વિદ્યુતરાસાયણિક શ્રેણીમાં $H$ ની નીચે આવે છે,જેનો અર્થ છે કે તેનો પ્રમાણિત રિડક્શન પોટેન્શિયલ ધન $(+0.34 \ V)$ છે,અને તેથી તેનો પ્રમાણિત ઓક્સિડેશન પોટેન્શિયલ ઋણ $(-0.34 \ V)$ છે.
તેથી,$Cu$ નો પ્રમાણિત ઓક્સિડેશન પોટેન્શિયલ $SHE$ કરતા ઓછો છે.

(B) રિડક્શનકર્તાની ક્ષમતા પ્રમાણિત ઓક્સિડેશન પોટેન્શિયલ પર આધાર રાખે છે. જે પદાર્થનો પ્રમાણિત રિડક્શન પોટેન્શિયલ વધુ ધન હોય,તે નિર્બળ રિડક્શનકર્તા હોય છે.
વિદ્યુતરાસાયણિક શ્રેણીમાં,પ્રમાણિત રિડક્શન પોટેન્શિયલ $(E^\circ)$ નીચે મુજબ છે: $Li^+/Li = -3.04 \ V$,$Zn^{2+}/Zn = -0.76 \ V$,$2H^+/H_2 = 0.00 \ V$,અને $Cu^{2+}/Cu = +0.34 \ V$.
$Cu$ નો રિડક્શન પોટેન્શિયલ સૌથી વધુ ધન હોવાથી,તે ઇલેક્ટ્રોન ગુમાવવાની સૌથી ઓછી વૃત્તિ ધરાવે છે,તેથી તે આપેલા વિકલ્પોમાં સૌથી નિર્બળ રિડક્શનકર્તા છે.

(D) પ્રમાણિત ગિબ્સ મુક્ત-ઊર્જા ફેરફારનું સૂત્ર: $\Delta G^o = -nFE_{cell}^o$ છે.
અહીં,$n = 2$ (સ્થાનાંતરિત ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા),$F = 96500 \ C \ mol^{-1}$ (ફેરાડે અચળાંક),અને $E_{cell}^o = 1.20 \ V$ છે.
કિંમતો મૂકતા: $\Delta G^o = -2 \times 96500 \times 1.20 = -231600 \ J \ mol^{-1}$.
$kJ$ માં ફેરવતા: $\Delta G^o = -231.6 \ kJ \ mol^{-1}$.

(C) વિદ્યુત-રાસાયણિક શ્રેણીમાં,જે ધાતુઓનો પ્રમાણિત રિડક્શન પોટેન્શિયલ ઋણ હોય છે તે મંદ એસિડમાંથી $H_2$ મુક્ત કરી શકે છે.
$Cu$ નો પ્રમાણિત રિડક્શન પોટેન્શિયલ ધન $(E^o = +0.34 \ V)$ છે,જેનો અર્થ છે કે તે વિદ્યુત-રાસાયણિક શ્રેણીમાં હાઇડ્રોજનની નીચે આવેલું છે.
તેથી,$Cu$ મંદ $H_2SO_4$ ના દ્રાવણમાંથી $H_2$ મુક્ત કરી શકતું નથી.

(A) રિડક્શન પોટેન્શિયલનું મૂલ્ય જેટલું વધારે,તેટલી તેની રિડક્શન પામવાની ક્ષમતા વધારે.
આપેલ ક્રમ: $x > y > z$.
અહીં $z$ નો રિડક્શન પોટેન્શિયલ સૌથી ઓછો હોવાથી તે પ્રબળ રિડક્શનકર્તા છે અને સરળતાથી ઓક્સિડેશન પામે છે.
વધારે રિડક્શન પોટેન્શિયલ ધરાવતું તત્વ ઓછા રિડક્શન પોટેન્શિયલ ધરાવતા તત્વનું ઓક્સિડેશન કરી શકે છે.
તેથી,$y$ એ $z$ નું ઓક્સિડેશન કરી શકે છે,પરંતુ $x$ નું કરી શકતું નથી કારણ કે $x$ નો રિડક્શન પોટેન્શિયલ $y$ કરતા વધારે છે.

(C) ધાતુની $H_2O$ નું રિડક્શન કરવાની ક્ષમતા તેના વિદ્યુતરાસાયણિક શ્રેણીમાં સ્થાન પર આધાર રાખે છે.
હાઇડ્રોજન કરતાં વધુ સક્રિય ધાતુઓ (જેમનો પ્રમાણિત રિડક્શન પોટેન્શિયલ ઋણ હોય છે) $H_2O$ માંથી હાઇડ્રોજન મુક્ત કરી શકે છે.
$Ca$,$Fe$ અને $Li$ ના પ્રમાણિત રિડક્શન પોટેન્શિયલ ઋણ છે,તેથી તેઓ $H_2O$ નું રિડક્શન કરી શકે છે.
$Cu$ નો પ્રમાણિત રિડક્શન પોટેન્શિયલ ધન $(E^o = +0.34 \ V)$ છે,જેનો અર્થ છે કે તે હાઇડ્રોજન કરતાં ઓછી સક્રિય છે અને $H_2O$ નું $H_2$ વાયુમાં રિડક્શન કરી શકતી નથી.

(A) $Cu$ ધાતુ હાઇડ્રોજન કરતા ઓછી સક્રિય હોવાથી,તે એસિડમાંથી હાઇડ્રોજનનું વિસ્થાપન કરી શકતી નથી.

(D) ઓક્સિડેશનકર્તાની પ્રબળતા તેના પ્રમાણિત રિડક્શન પોટેન્શિયલના મૂલ્ય પર આધાર રાખે છે.
જેનું રિડક્શન પોટેન્શિયલ મૂલ્ય સૌથી વધુ હોય,તે પ્રબળ ઓક્સિડેશનકર્તા તરીકે વર્તે છે.
આપેલા મૂલ્યો જોતા:
$Li^+/Li = -3.05 \, V$
$Ba^{2+}/Ba = -2.73 \, V$
$Na^+/Na = -2.71 \, V$
$Mg^{2+}/Mg = -2.36 \, V$
અહીં $Mg^{2+}$ નું રિડક્શન પોટેન્શિયલ સૌથી વધુ છે,તેથી $Mg^{2+}$ સૌથી પ્રબળ ઓક્સિડેશનકર્તા છે.

(D) પ્રમાણિત કોષ પોટેશિયલનું સૂત્ર: ${E^0}_{cell} = {E^0}_{cathode} - {E^0}_{anode}$.
અહીં $Cu$ એ કેથોડ તરીકે અને $Mg$ એ એનોડ તરીકે વર્તે છે.
તેથી,${E^0}_{cell} = {E^0}_{Cu^{2+}|Cu} - {E^0}_{Mg^{2+}|Mg}$.
આપેલ કિંમતો મૂકતા: $2.7 = 0.34 - {E^0}_{Mg^{2+}|Mg}$.
સમીકરણને ગોઠવતા: ${E^0}_{Mg^{2+}|Mg} = 0.34 - 2.7$.
આમ,${E^0}_{Mg^{2+}|Mg} = -2.36 \ V$.

(D) રિડક્શન ક્ષમતા (Reducing power) એ પ્રમાણિત રિડક્શન પોટેન્શિયલ $(E^o_{RP})$ ના મૂલ્યના વ્યસ્ત પ્રમાણમાં હોય છે.
જેનું $E^o_{RP}$ મૂલ્ય જેટલું ઓછું,તેની રિડક્શન ક્ષમતા તેટલી જ વધારે.
આપેલા મૂલ્યો: $K (-2.93) < Mg (-2.37) < Cr (-0.74) < Hg (0.79) < Ag (0.80)$.
તેથી,રિડક્શન ક્ષમતાનો ચડતો ક્રમ: $Ag < Hg < Cr < Mg < K$.

(A) તત્વની રિડક્શનકર્તા તરીકેની ક્ષમતા તેના પ્રમાણિત રિડક્શન પોટેન્શિયલ $(E^{0}_{Red})$ ના મૂલ્યના વ્યસ્ત પ્રમાણમાં હોય છે.
જેનું $E^{0}_{Red}$ મૂલ્ય ઓછું,તે પ્રબળ રિડક્શનકર્તા.
આપેલ મૂલ્યો: $E^{0}_{A} = +0.5 \ V$,$E^{0}_{B} = -3.0 \ V$,$E^{0}_{C} = -1.2 \ V$.
મૂલ્યોની સરખામણી કરતા: $-3.0 < -1.2 < +0.5$.
તેથી,રિડક્શનકર્તા તરીકેની ક્ષમતાનો ક્રમ $B > C > A$ થશે.

(C) કોષની પ્રક્રિયામાં $Ni$ નું $Ni^{2+}$ માં ઓક્સિડેશન (એનોડ) અને $Cu^{2+}$ નું $Cu$ માં રિડક્શન (કેથોડ) થાય છે.
$E^o_{cell} = E^o_{cathode} - E^o_{anode}$
આપેલ છે કે $E^o_{Cu^{2+}/Cu} = +0.34\,V$ અને $E^o_{Ni^{2+}/Ni} = -0.25\,V$.
$E^o_{cell} = (+0.34\,V) - (-0.25\,V) = 0.59\,V$.

(C) કોષ પ્રક્રિયા: $2Fe^{3+} + 2I^- \to 2Fe^{2+} + I_2$
રિડક્શન અર્ધ-પ્રક્રિયા: $2Fe^{3+} + 2e^- \to 2Fe^{2+}$; $E^o_{red} = 0.771 \, V$
ઓક્સિડેશન અર્ધ-પ્રક્રિયા: $2I^- \to I_2 + 2e^-$; $E^o_{ox} = -E^o_{red} = -0.536 \, V$
$E^o_{cell} = E^o_{red} + E^o_{ox} = 0.771 \, V + (-0.536 \, V) = 0.235 \, V$

(C) કોઈપણ તત્વની અન્ય તત્વોને તેમના ક્ષારના દ્રાવણમાંથી વિસ્થાપિત કરવાની ક્ષમતા તેના રિડક્શનકર્તા ગુણધર્મ પર આધાર રાખે છે.
જે તત્વનું $E^{0}_{Red}$ મૂલ્ય સૌથી ઓછું હોય,તેનું $E^{0}_{Oxi}$ મૂલ્ય સૌથી વધુ હોય છે,જે તેને પ્રબળ રિડક્શનકર્તા બનાવે છે.
આપેલા મૂલ્યોની સરખામણી કરતા: $E^{0}_{Red}(A) = 0.8 \, V$,$E^{0}_{Red}(B) = 0.79 \, V$,$E^{0}_{Red}(C) = 0.34 \, V$ અને $E^{0}_{Red}(D) = -2.37 \, V$.
અહીં $D$ નું $E^{0}_{Red}$ મૂલ્ય સૌથી ઓછું $(-2.37 \, V)$ હોવાથી,તે સૌથી પ્રબળ રિડક્શનકર્તા છે.
તેથી,$D$ બાકીના ત્રણ તત્વો $A, B$ અને $C$ ને તેમના ક્ષારના દ્રાવણમાંથી વિસ્થાપિત કરી શકે છે.

(D) રિડક્શનકર્તા તરીકેની ક્ષમતા તેના પ્રમાણિત રિડક્શન પોટેન્શિયલ $(E^{0}_{Red})$ ના મૂલ્યના વ્યસ્ત પ્રમાણમાં હોય છે.
જેમ $E^{0}_{Red}$ નું મૂલ્ય વધુ ઋણ,તેમ ઇલેક્ટ્રોન ગુમાવવાની વૃત્તિ વધુ,તેથી તે પ્રબળ રિડક્શનકર્તા તરીકે વર્તે છે.
આપેલા મૂલ્યોની સરખામણી કરતા: $Li (-3.05 \ V) < Zn (-0.76 \ V) < H_2 (0.00 \ V) < Ag (0.80 \ V)$.
અહીં $Li$ નું રિડક્શન પોટેન્શિયલ સૌથી વધુ ઋણ હોવાથી,તેની રિડક્શનકર્તા તરીકેની ક્ષમતા સૌથી વધુ છે.

(C) પ્રમાણિત કોષ પોટેન્શિલ $E^o_{cell}$ ની ગણતરી નીચેના સૂત્ર દ્વારા કરવામાં આવે છે: $E^o_{cell} = E^o_{cathode} - E^o_{anode}$.
આપેલ કોષ $Zn_{(s)} | Zn^{2+}_{(aq)} || Ag^{+}_{(aq)} | Ag_{(s)}$ માં,$Zn$ ઇલેક્ટ્રોડ પર ઓક્સિડેશન (એનોડ) અને $Ag$ ઇલેક્ટ્રોડ પર રિડક્શન (કેથોડ) થાય છે.
અહીં,$E^o_{cathode} = E^o_{Ag^{+}/Ag} = +0.80 \ V$ અને $E^o_{anode} = E^o_{Zn^{2+}/Zn} = -0.76 \ V$.
કિંમતો મૂકતા: $E^o_{cell} = 0.80 \ V - (-0.76 \ V) = 0.80 \ V + 0.76 \ V = 1.56 \ V$.

(C) $Fe^{3+} + 3e^{-} \rightarrow Fe$ માટે,$\Delta G_1 = -nFE^0 = -3 \times F \times (-0.036) = 0.108F$.
$Fe^{2+} + 2e^{-} \rightarrow Fe$ માટે,$\Delta G_2 = -nFE^0 = -2 \times F \times (-0.439) = 0.878F$.
આપણને $Fe^{3+} + e^{-} \rightarrow Fe^{2+}$ પ્રક્રિયા જોઈએ છે.
આ પ્રક્રિયા આ રીતે મેળવી શકાય: $(Fe^{3+} + 3e^{-}$ $\rightarrow Fe) - (Fe^{2+} + 2e^{-}$ $\rightarrow Fe)$.
તેથી,$\Delta G_3 = \Delta G_1 - \Delta G_2 = 0.108F - 0.878F = -0.770F$.
કારણ કે $\Delta G_3 = -nFE^0_{cell}$ અને $n=1$,તેથી $-1 \times F \times E^0_{cell} = -0.770F$.
આમ,$E^0_{cell} = 0.770 \ V$.

(A) કોષ પોટેન્શિયલ $E^o_{cell}$ ની ગણતરી $E^o_{cell} = E^o_{cathode} - E^o_{anode}$ સૂત્ર દ્વારા કરવામાં આવે છે.
મહત્તમ પોટેન્શિયલ મેળવવા માટે,આપણે સૌથી વધુ રિડક્શન પોટેન્શિયલ ધરાવતા અર્ધકોષને કેથોડ તરીકે અને સૌથી ઓછો રિડક્શન પોટેન્શિયલ ધરાવતા અર્ધકોષને એનોડ તરીકે પસંદ કરવો જોઈએ.
આપેલા મૂલ્યોની સરખામણી કરતા:
$E^o_{(i)} = -0.24 \ V$
$E^o_{(ii)} = +1.25 \ V$ (સૌથી વધુ)
$E^o_{(iii)} = -1.25 \ V$ (સૌથી ઓછું)
$E^o_{(iv)} = +0.68 \ V$
આમ,કેથોડ $(ii)$ છે અને એનોડ $(iii)$ છે.
$E^o_{cell} = 1.25 - (-1.25) = 2.50 \ V$.

(D) ઓક્સિડેશનકર્તાની પ્રબળતા તેના પ્રમાણિત રિડક્શન પોટેન્શિયલ $(E^o_{red})$ ના મૂલ્યના સમપ્રમાણમાં હોય છે.
$E^o_{red}$ નું મૂલ્ય જેટલું વધારે,તેટલો તે પ્રબળ ઓક્સિડેશનકર્તા.
આપેલા રિડક્શન પોટેન્શિયલ:
$E^o(Li^{+}/Li) = -3.05 \ V$
$E^o(Ba^{2+}/Ba) = -2.73 \ V$
$E^o(Na^{+}/Na) = -2.71 \ V$
$E^o(Mg^{2+}/Mg) = -2.37 \ V$
આ મૂલ્યોની સરખામણી કરતા,$-2.37 \ V$ એ સૌથી મોટું મૂલ્ય છે.
તેથી,$Mg^{2+}$ એ આપેલ સ્પીસીઝમાં સૌથી પ્રબળ ઓક્સિડેશનકર્તા છે.