Electrolytes and Electrolysis Questions in Gujarati

(A) કોપર ઇલેક્ટ્રોડ સાથે $CuSO_{4(aq)}$ ના વિદ્યુતવિભાજન દરમિયાન,કોપર એનોડ ઓક્સિડેશન અનુભવે છે: $Cu_{(s)} \to Cu^{2+}_{(aq)} + 2e^-$.
કેથોડ પર,દ્રાવણમાંથી કોપર આયનો રિડક્શન અનુભવે છે: $Cu^{2+}_{(aq)} + 2e^- \to Cu_{(s)}$.
આમ,કોપર એનોડ પર ઓગળે છે અને કેથોડ પર જમા થાય છે.
એનોડ પર ઓક્સિડેશન અને કેથોડ પર રિડક્શન થતું હોવાથી,કારણ એ વિધાનની સાચી સમજૂતી છે.

$i$. કેથોડ પર,$Ag^+$ આયનોનું $Ag_{(s)}$ માં રિડક્શન થાય છે. એનોડ પર,$Ag$ ઇલેક્ટ્રોડનું $Ag^+_{(aq)}$ માં ઓક્સિડેશન થાય છે.
$ii$. કેથોડ પર,$Ag^+$ આયનોનું $Ag_{(s)}$ માં રિડક્શન થાય છે. એનોડ પર,$H_2O$ નું $O_{2_{(g)}}$ માં ઓક્સિડેશન થાય છે.
$iii$. કેથોડ પર,$H^+$ આયનોનું $H_{2_{(g)}}$ માં રિડક્શન થાય છે. એનોડ પર,$H_2O$ નું $O_{2_{(g)}}$ માં ઓક્સિડેશન થાય છે.
$iv$. કેથોડ પર,$Cu^{2+}$ આયનોનું $Cu_{(s)}$ માં રિડક્શન થાય છે. એનોડ પર,$Cl^-$ આયનોનું $Cl_{2_{(g)}}$ માં ઓક્સિડેશન થાય છે.

(A) આપેલ વિદ્યુતપ્રવાહ $I = 0.5 \ A$ અને સમય $t = 2 \ hours = 2 \times 3600 \ s = 7200 \ s$.
તારમાંથી વહેતો કુલ વિદ્યુતભાર $Q = I \times t = 0.5 \ A \times 7200 \ s = 3600 \ C$.
એક ઇલેક્ટ્રોનનો વિદ્યુતભાર $e = 1.602 \times 10^{-19} \ C$ છે.
ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા $n = \frac{Q}{e} = \frac{3600 \ C}{1.602 \times 10^{-19} \ C} \approx 2.247 \times 10^{22} \approx 2.25 \times 10^{22}$.
આમ,તારમાંથી $2.25 \times 10^{22}$ ઇલેક્ટ્રોન વહેશે.

(N/A) $(i)$ કેથોડ પર: $Ag_{(aq)}^{+} + e^{-} \longrightarrow Ag_{(s)}$ (સિલ્વર જમા થાય છે).
એનોડ પર: $Ag_{(s)} \longrightarrow Ag_{(aq)}^{+} + e^{-}$ (સિલ્વર ઓગળે છે).
$(ii)$ કેથોડ પર: $Ag_{(aq)}^{+} + e^{-} \longrightarrow Ag_{(s)}$ (સિલ્વર જમા થાય છે).
એનોડ પર: $2H_2O_{(l)} \longrightarrow O_{2_{(g)}} + 4H_{(aq)}^{+} + 4e^{-}$ (ઓક્સિજન વાયુ મુક્ત થાય છે).
$(iii)$ કેથોડ પર: $H_{(aq)}^{+} + e^{-} \longrightarrow \frac{1}{2} H_{2_{(g)}}$ (હાઇડ્રોજન વાયુ મુક્ત થાય છે).
એનોડ પર: $2H_2O_{(l)} \longrightarrow O_{2_{(g)}} + 4H_{(aq)}^{+} + 4e^{-}$ (ઓક્સિજન વાયુ મુક્ત થાય છે).
$(iv)$ કેથોડ પર: $Cu_{(aq)}^{2+} + 2e^{-} \longrightarrow Cu_{(s)}$ (કોપર જમા થાય છે).
એનોડ પર: $2Cl_{(aq)}^{-} \longrightarrow Cl_{2_{(g)}} + 2e^{-}$ (ક્લોરિન વાયુ મુક્ત થાય છે).

(N/A) ક્લોરિન પીગળેલા $NaCl$ ના વિદ્યુતવિભાજન અને ક્લોર-આલ્કલી પ્રક્રિયામાં બ્રાઈન $(NaCl_{(aq)})$ ના વિદ્યુતવિભાજનમાં આડપેદાશ તરીકે મેળવવામાં આવે છે.
પીગળેલા $NaCl$ ના વિદ્યુતવિભાજનમાં:
એનોડ પર: $2Cl^-_{(melt)} \longrightarrow Cl_{2(g)} + 2e^-$
કેથોડ પર: $2Na^+_{(melt)} + 2e^- \longrightarrow 2Na_{(s)}$
જો $NaCl$ ના જલીય દ્રાવણ (બ્રાઈન) નું વિદ્યુતવિભાજન કરવામાં આવે,તો એનોડ પર $Cl_2$ વાયુ મળે છે,પરંતુ કેથોડ પર $Na$ ધાતુને બદલે $H_2$ વાયુ મુક્ત થાય છે. આનું કારણ એ છે કે $Na^+$ નો પ્રમાણિત રિડક્શન પોટેન્શિયલ $(E^{\circ} = -2.71 \ V)$ એ $H_2O$ $(E^{\circ} = -0.83 \ V)$ કરતા ઘણો વધારે ઋણ છે. તેથી,કેથોડ પર $H_2O$ નું પ્રાધાન્યતા સાથે રિડક્શન થાય છે.
કેથોડ પર: $2H_2O_{(l)} + 2e^- \longrightarrow H_{2(g)} + 2OH^-_{(aq)}$
એનોડ પર: $2Cl^-_{(aq)} \longrightarrow Cl_{2(g)} + 2e^-$

(N/A) $(i)$ કેથોડ પર: $Ag^+_{(aq)} + e^- \rightarrow Ag_{(s)}$. એનોડ પર: $Ag_{(s)} \rightarrow Ag^+_{(aq)} + e^-$.
$(ii)$ કેથોડ પર: $Ag^+_{(aq)} + e^- \rightarrow Ag_{(s)}$. એનોડ પર: $2H_2O_{(l)} \rightarrow O_{2(g)} + 4H^+_{(aq)} + 4e^-$.
$(iii)$ કેથોડ પર: $2H^+_{(aq)} + 2e^- \rightarrow H_{2(g)}$. એનોડ પર: $2H_2O_{(l)} \rightarrow O_{2(g)} + 4H^+_{(aq)} + 4e^-$.
$(iv)$ કેથોડ પર: $Cu^{2+}_{(aq)} + 2e^- \rightarrow Cu_{(s)}$. એનોડ પર: $2Cl^-_{(aq)} \rightarrow Cl_{2(g)} + 2e^-$.

(A) રેક્ટિફાયર એ એક વિદ્યુત ઉપકરણ છે જે અલ્ટરનેટિંગ કરંટ $(AC)$,જે સમયાંતરે દિશા બદલે છે,તેને ડાયરેક્ટ કરંટ $(DC)$ માં રૂપાંતરિત કરે છે,જે ફક્ત એક જ દિશામાં વહે છે. આ પ્રક્રિયાને રેક્ટિફિકેશન તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.

(A) બ્રાઇન (દરિયાના પાણી)માંથી ક્લોરિન મેળવવાની પ્રક્રિયા નીચે મુજબ છે:
$2Cl^-_{(aq)} + 2H_2O_{(l)} \rightarrow 2OH^-_{(aq)} + H_{2(g)} + Cl_{2(g)}$
આ પ્રક્રિયા માટે $\Delta G^{\ominus} = +422 \ kJ$ છે. $\Delta G^{\ominus} = -nFE^{\ominus}$ સૂત્રનો ઉપયોગ કરીને ગણતરી કરતા,$E^{\ominus} = -2.2 \ V$ મળે છે.
આથી,$2.2 \ V$ કરતા વધારે બાહ્ય $EMF$ લાગુ પાડતા આ પ્રક્રિયા પુરોગામી દિશામાં થાય છે. જોકે,વિદ્યુતવિભાજનમાં કેટલીક અવરોધક પ્રક્રિયાઓને દૂર કરવા માટે વધારાના પોટેન્શિયલની જરૂર પડે છે.
આમ,વિદ્યુતવિભાજન દ્વારા ક્લોરિન વાયુ મેળવાય છે,જ્યારે $H_2$ અને જલીય $NaOH$ ઉપપેદાશો તરીકે મળે છે.
પિગલિત $NaCl$ નું વિદ્યુતવિભાજન પણ કરી શકાય,પરંતુ તે કિસ્સામાં $NaOH$ ને બદલે $Na$ ધાતુ મળે છે.

(A) પિગલિત $NaCl$ નું વિદ્યુતવિભાજન એ એક એવી પ્રક્રિયા છે જેમાં પિગલિત $NaCl$ માંથી વિદ્યુત પ્રવાહ પસાર કરીને તેને તેના ઘટક તત્વોમાં વિઘટિત કરવામાં આવે છે.
કેથોડ પર: $Na^+ + e^- \rightarrow Na(l)$
એનોડ પર: $2Cl^- \rightarrow Cl_2(g) + 2e^-$
કુલ પ્રક્રિયા: $2NaCl(l) \rightarrow 2Na(l) + Cl_2(g)$.

(B) $(i)$ વિદ્યુતવિભાજ્યમાં,પ્રવાહ આયનોની ગતિને કારણે વહે છે,ઇલેક્ટ્રોનના સ્થાનાંતરને કારણે નહીં. તેથી,આ વિધાન $False$ $(F)$ છે.
$(ii)$ જ્યારે ધાતુમાંથી પ્રવાહ વહે છે (ધાત્વિક વાહક),ત્યારે તે ઇલેક્ટ્રોનિક વહન પ્રક્રિયા છે જ્યાં ઇલેક્ટ્રોન ગતિ કરે છે,પરંતુ ધાતુનું બંધારણ બદલાતું નથી. તેથી,આ વિધાન $False$ $(F)$ છે.
$(iii)$ વિદ્યુતવિભાજનમાં વિદ્યુતવિભાજ્ય દ્રાવણમાંથી $DC$ પ્રવાહ પસાર કરવામાં આવે છે,જે વિદ્યુતધ્રુવો પર રાસાયણિક પ્રક્રિયાઓ (ઓક્સિડેશન અને રિડક્શન) પ્રેરે છે. તેથી,આ વિધાન $True$ $(T)$ છે.
તેથી,સાચો ક્રમ $F, F, T$ છે.

(N/A) સૌથી સરળ વિદ્યુતવિભાજનીય કોષોમાંનો એક કોષ કોપર સલ્ફેટ $(CuSO_4)$ ના જલીય દ્રાવણમાં ડૂબેલા બે કોપરના પતરાનો બનેલો છે.
રચના: તેમાં કોપર સલ્ફેટના જલીય દ્રાવણમાં ડૂબેલા બે કોપરના ઇલેક્ટ્રોડ હોય છે. એક ઇલેક્ટ્રોડ એનોડ તરીકે અને બીજો કેથોડ તરીકે કાર્ય કરે છે.
કાર્યપદ્ધતિ: જ્યારે બંને ઇલેક્ટ્રોડ પર $DC$ વોલ્ટેજ લાગુ કરવામાં આવે છે,ત્યારે $Cu^{2+}$ આયનો કેથોડ (ઋણ વીજભારિત) તરફ ગતિ કરે છે અને રિડક્શન અનુભવે છે:
$Cu^{2+}_{(aq)} + 2e^{-} \rightarrow Cu_{(s)}$
કેથોડ પર કોપર ધાતુ જમા થાય છે.
એનોડ પર,કોપર ધાતુનું $Cu^{2+}$ આયનોમાં ઓક્સિડેશન થાય છે:
$Cu_{(s)} \rightarrow Cu^{2+}_{(aq)} + 2e^{-}$
આમ,એનોડ પર કોપર ઓગળે છે (ઓક્સિડેશન થાય છે).
કુલ પ્રક્રિયા: $Cu_{(s)} (\text{એનોડ}) \rightarrow Cu_{(s)} (\text{કેથોડ})$ (અશુદ્ધ $\rightarrow$ શુદ્ધ).
ઉપયોગો: આ પ્રક્રિયા કોપરના વિદ્યુતવિભાજનીય શુદ્ધિકરણનો આધાર છે,જેમાં અશુદ્ધ કોપરને ઉચ્ચ શુદ્ધતા ધરાવતા કોપરમાં રૂપાંતરિત કરવામાં આવે છે. અશુદ્ધ કોપરને એનોડ તરીકે વાપરવામાં આવે છે,જે વિદ્યુતપ્રવાહ પસાર કરવાથી ઓગળે છે અને શુદ્ધ કોપર કેથોડ પર જમા થાય છે.

(B) કુલૉમીટર એ એક પ્રમાણિત વિદ્યુતવિભાજ્ય કોષ છે જેનો ઉપયોગ પરિપથમાંથી પસાર થયેલા વિદ્યુતનો જથ્થો નક્કી કરવા માટે થાય છે.
તે વિદ્યુતવિભાજન દરમિયાન ઇલેક્ટ્રોડ પર જમા થયેલી અથવા વપરાયેલી ધાતુ (સામાન્ય રીતે ચાંદી અથવા તાંબુ) ના જથ્થાને માપીને કાર્ય કરે છે.
આ ઐતિહાસિક રીતે મહત્વનું હતું કારણ કે ફેરાડેના સમયમાં સ્થિર વિદ્યુત પ્રવાહના સ્ત્રોતો ઉપલબ્ધ નહોતા.
જોકે,હવે કુલૉમીટર જૂના થઈ ગયા છે.

(B) આજકાલ,આપણી પાસે અચળ પ્રવાહ $I$ ના સ્ત્રોતો ઉપલબ્ધ છે,અને પસાર થયેલ વિદ્યુતનો જથ્થો $Q$ નીચે મુજબ આપવામાં આવે છે:
$Q = I \times t$
જ્યાં:
$I$ = એમ્પીયર $(A)$ માં પ્રવાહ
$t$ = પ્રવાહ પસાર કરવા માટેનો સેકન્ડ $(s)$ માં સમય
$Q$ = કુલંબ $(C)$ માં વિદ્યુતનો જથ્થો

(N/A) વિદ્યુતધ્રુવો બે પ્રકારના હોય છે:
$(a)$ નિષ્ક્રિય વિદ્યુતધ્રુવ: જે વિદ્યુતધ્રુવ રાસાયણિક પ્રક્રિયામાં ભાગ લેતા નથી અને માત્ર ઇલેક્ટ્રોન માટે સ્ત્રોત અથવા સિંક તરીકે કાર્ય કરે છે તેને નિષ્ક્રિય વિદ્યુતધ્રુવ કહેવાય છે. નિષ્ક્રિય વિદ્યુતધ્રુવ પ્રક્રિયામાં ઓગળતા નથી અથવા ઉત્પન્ન થતા નથી,તેથી તેમનું દળ બદલાતું નથી. ઉદાહરણ તરીકે $Pt$ અને $Au$.
ઉદાહરણ: $Pt$ વિદ્યુતધ્રુવનો ઉપયોગ કરીને $CuCl_{2}$ ના દ્રાવણના વિદ્યુતવિભાજનમાં,$Pt$ વિદ્યુતધ્રુવ ઓક્સિડેશન અનુભવતું નથી. તેના બદલે,એનોડ પાસે $Cl^{-}$ નું ઓક્સિડેશન થઈને $Cl_{2}$ વાયુ મળે છે.
$2Cl_{(aq)}^{-} \rightarrow Cl_{2(g)} + 2e^{-}$
$(b)$ સક્રિય વિદ્યુતધ્રુવ: જે વિદ્યુતધ્રુવો રાસાયણિક પ્રક્રિયામાં ભાગ લે છે તેને સક્રિય વિદ્યુતધ્રુવ કહેવાય છે. જ્યારે સક્રિય વિદ્યુતધ્રુવ પ્રક્રિયામાં ભાગ લે છે,ત્યારે તેમના પરમાણુઓ દ્રાવણમાં ઓગળે છે અથવા જમા થાય છે,જેનાથી તેમનું દળ વધે છે અથવા ઘટે છે. ઉદાહરણ તરીકે $Cu$,$Zn$,અને $Al$.
ઉદાહરણ: જ્યારે $Cu$ વિદ્યુતધ્રુવનો ઉપયોગ કરીને $CuCl_{2}$ ના દ્રાવણનું વિદ્યુતવિભાજન કરવામાં આવે છે,ત્યારે એનોડ પર $Cu$ વિદ્યુતધ્રુવનું ઓક્સિડેશન થાય છે અને $Cu^{2+}$ આયનો બને છે જે દ્રાવણમાં ઓગળી જાય છે.
$Cu_{(s)} \rightarrow Cu_{(aq)}^{2+} + 2e^{-}$
નિષ્કર્ષ: વિદ્યુતધ્રુવ નિષ્ક્રિય છે કે સક્રિય તેના આધારે વિદ્યુતવિભાજનની નીપજો અલગ હોઈ શકે છે.

(N/A) રિડક્શન પ્રક્રિયાઓ કેથોડની સપાટી પર થાય છે. જો કેથોડ પાસે એક કરતા વધુ સ્પીસીઝ હાજર હોય,તો જે સ્પીસીઝનું પ્રમાણિત રિડક્શન પોટેન્શિયલ $(E^{\ominus})$ મૂલ્ય વધારે હોય તેનું રિડક્શન થાય છે.
જલીય $NaCl$ ના દ્રાવણ માટે,કેથોડ પાસે $NaCl$ માંથી $Na^{+}$ આયનો અને $H_2O$ માંથી $H^{+}$ આયનો હાજર હોય છે.
$NaCl_{(aq)} \rightarrow Na^{+}_{(aq)} + Cl^{-}_{(aq)}$
$H_2O_{(l)} \rightleftharpoons H^{+}_{(aq)} + OH^{-}_{(aq)}$
શક્ય રિડક્શન પ્રક્રિયાઓ નીચે મુજબ છે:
$(i) \ Na^{+}_{(aq)} + e^{-} \rightarrow Na_{(s)} \quad E^{\ominus} = -2.71 \ V$
$(ii) \ H^{+}_{(aq)} + e^{-} \rightarrow \frac{1}{2} H_{2(g)} \quad E^{\ominus} = 0.00 \ V$
$H^{+}$ (અથવા $H_2O$) ના રિડક્શન માટેનું $E^{\ominus}$ મૂલ્ય $Na^{+}$ કરતા વધારે હોવાથી,પાણીનું રિડક્શન થવું વધુ અનુકૂળ છે.
તેથી,કેથોડ પર થતી પ્રક્રિયા:
$H_2O_{(l)} + e^{-} \rightarrow \frac{1}{2} H_{2(g)} + OH^{-}_{(aq)}$
પરિણામે,કેથોડ પર $H_2$ વાયુ મુક્ત થાય છે અને $OH^{-}$ આયનો એકઠા થાય છે,જેનાથી દ્રાવણ બેઝિક બને છે,જે ફિનોલ્ફથેલીન સાથે ગુલાબી રંગ દ્વારા ચકાસી શકાય છે.

(A) પીગળેલા $NaCl$ માટે,વિયોજન નીચે મુજબ છે: $NaCl \longrightarrow Na^+ + Cl^-$
કેથોડ પર (રિડક્શન): $Na^+ + e^- \longrightarrow Na$
એનોડ પર (ઓક્સિડેશન): $Cl^- \longrightarrow \frac{1}{2} Cl_{2(g)} + e^-$
કુલ પ્રક્રિયા: $NaCl \longrightarrow Na + \frac{1}{2} Cl_{2(g)}$

(N/A) $NaCl_{(aq)} \rightarrow Na^{+}_{(aq)} + Cl^{-}_{(aq)}$
એનોડ પાસે $NaCl$ ના $Cl^{-}$ આયનો અને પાણી હાજર હોય છે.
તેથી,બે ઓક્સિડેશન પ્રક્રિયાઓ શક્ય છે:
$(i) \ Cl^{-}_{(aq)} \rightarrow \frac{1}{2} Cl_{2(g)} + e^{-} \quad E^{\circ} = 1.36 \ V$
$(ii) \ 2 H_{2}O_{(l)} \rightarrow O_{2(g)} + 4 H^{+}_{(aq)} + 4 e^{-} \quad E^{\circ} = 1.23 \ V$
સામાન્ય રીતે,ઓછું $E^{\circ}$ મૂલ્ય ધરાવતી પ્રક્રિયા એનોડ પાસે થવી જોઈએ. પરંતુ ઓક્સિજનના ઓવરપોટેન્શિયલ (overpotential) ને કારણે,પાણીનું ઓક્સિડેશન થતું નથી,પરંતુ એનોડ પાસે $Cl^{-}$ નું ઓક્સિડેશન થાય છે અને $Cl_{2}$ વાયુ ઉત્પન્ન થાય છે.

(B) જલીય $NaCl$ ના વિદ્યુતવિભાજન દરમિયાન,એનોડ પર નીચેની ઓક્સિડેશન પ્રક્રિયાઓ શક્ય છે:
$(i)$ $Cl^{-}_{(aq)} \rightarrow \frac{1}{2} Cl_{2_{(g)}} + e^{-} \quad E^{o} = 1.36 \ V$
$(ii)$ $2H_{2}O_{(l)} \rightarrow O_{2_{(g)}} + 4H^{+}_{(aq)} + 4e^{-} \quad E^{o} = 1.23 \ V$
જોકે પાણીના ઓક્સિડેશનનું પ્રમાણિત ઇલેક્ટ્રોડ પોટેન્શિયલ $(E^{o} = 1.23 \ V)$ ક્લોરાઇડ આયનો $(E^{o} = 1.36 \ V)$ કરતા ઓછું છે,તેમ છતાં પાણીના ઓક્સિડેશન માટે વધારાના 'ઓવરપોટેન્શિયલ'ની જરૂર પડે છે.
ઓક્સિજનના આ ઓવરપોટેન્શિયલને કારણે,પાણીનું ઓક્સિડેશન ગતિશાસ્ત્રની દ્રષ્ટિએ અવરોધાય છે અને એનોડ પર $Cl^{-}$ આયનોનું ઓક્સિડેશન થાય છે,જેના પરિણામે $Cl_{2}$ વાયુ ઉત્પન્ન થાય છે.

(N/A) નિષ્ક્રિય વિદ્યુતધ્રુવો એવા વિદ્યુતધ્રુવો છે જે રાસાયણિક પ્રક્રિયામાં ભાગ લેતા નથી.
જલીય $NaCl$ દ્રાવણમાં,આયનીકરણ આ મુજબ થાય છે: $NaCl_{(aq)} \rightarrow Na^{+}_{(aq)} + Cl^{-}_{(aq)}$.
કેથોડ પર,$Na^{+}$ ના રિડક્શન અને $H_{2}O$ (અથવા $H^{+}$) ના રિડક્શન વચ્ચે સ્પર્ધા થાય છે:
$Na^{+}_{(aq)} + e^{-} \rightarrow Na_{(s)} \quad E^{\ominus} = -2.71 \ V$
$2H_{2}O_{(l)} + 2e^{-} \rightarrow H_{2(g)} + 2OH^{-}_{(aq)} \quad E^{\ominus} = -0.83 \ V$
પાણીનું રિડક્શન પોટેન્શિયલ વધારે હોવાથી,કેથોડ પર $H_{2}$ વાયુ ઉત્પન્ન થાય છે.
એનોડ પર,$Cl^{-}$ ના ઓક્સિડેશન અને $H_{2}O$ ના ઓક્સિડેશન વચ્ચે સ્પર્ધા થાય છે:
$2Cl^{-}_{(aq)} \rightarrow Cl_{2(g)} + 2e^{-} \quad E^{\ominus} = 1.36 \ V$
$2H_{2}O_{(l)} \rightarrow O_{2(g)} + 4H^{+}_{(aq)} + 4e^{-} \quad E^{\ominus} = 1.23 \ V$
જોકે પાણીનું ઓક્સિડેશન પોટેન્શિયલ ઓછું છે,પરંતુ ઓક્સિજનના ઓવરપોટેન્શિયલને કારણે,$Cl^{-}$ નું પ્રાધાન્યતાથી $Cl_{2}$ વાયુમાં ઓક્સિડેશન થાય છે.
સમગ્ર પ્રક્રિયા:
$2NaCl_{(aq)} + 2H_{2}O_{(l)} \rightarrow Cl_{2(g)} + H_{2(g)} + 2NaOH_{(aq)}$

(N/A) $H_2SO_4$ દ્રાવણનું આયનીકરણ આ મુજબ છે: $H_2SO_4 \rightarrow 2H^{+}{_{\text{(aq)}}} + SO_4^{2-}{_{\text{(aq)}}}$.
એનોડ પાસે,$SO_4^{2-}$ આયનો અને $H_2O$ ના અણુઓ બંને હાજર હોય છે. તેથી,$SO_4^{2-}$ અથવા $H_2O$ બંનેનું ઓક્સિડેશન શક્ય છે.
$1$. $H_2O$ નું ઓક્સિડેશન: $2H_2O_{(l)} \rightarrow O_{2(g)} + 4H^{+}_{(aq)} + 4e^- \quad E^{\circ} = 1.23 \ V$
$2$. $SO_4^{2-}$ નું ઓક્સિડેશન: $2SO_4^{2-}{_{\text{(aq)}}} \rightarrow S_2O_8^{2-}{_{\text{(aq)}}} + 2e^{-} \quad E^{\circ} = 1.96 \text{ V}$
પાણીના ઓક્સિડેશન માટેનું પ્રમાણિત ઇલેક્ટ્રોડ પોટેન્શિયલ $(E^{\circ})$ સલ્ફેટ આયન કરતા ઓછું હોવાથી,મંદ દ્રાવણોમાં એનોડ પર પાણીનું ઓક્સિડેશન પ્રાધાન્યતાથી થાય છે,જે ઓક્સિજન વાયુ ઉત્પન્ન કરે છે. જો કે,અત્યંત સાંદ્ર $H_2SO_4$ દ્રાવણોમાં,પેરોક્સિડાયસલ્ફેટ $(S_2O_8^{2-})$ બનાવવા માટે $SO_4^{2-}$ નું ઓક્સિડેશન શક્ય બને છે.

(N/A) $(i)$ વિદ્યુતવિભાજ્ય પદાર્થની પ્રકૃતિ.
$(ii)$ વપરાતા વિદ્યુતધ્રુવોનો પ્રકાર: જો વિદ્યુતધ્રુવ નિષ્ક્રિય હોય (દા.ત.,$Pt$ અથવા $Au$),તો તે પ્રક્રિયામાં ભાગ લેતા નથી. જો વિદ્યુતધ્રુવ સક્રિય હોય,તો તે વિદ્યુતધ્રુવ પ્રક્રિયામાં ભાગ લે છે.
$(iii)$ દ્રાવણમાં હાજર રહેલી સ્પીસીઝના પ્રમાણિત વિદ્યુતધ્રુવ પોટેન્શિયલ: જે સ્પીસીઝનું $E^{\circ}$ મૂલ્ય વધુ હોય તેનું રિડક્શન થાય છે અને જેનું $E^{\circ}$ મૂલ્ય ઓછું હોય તેનું ઓક્સિડેશન થાય છે.
ઉદાહરણ: જલીય $NaCl$ ના વિદ્યુતવિભાજનમાં,કેથોડ પર $Na^{+}$ ને બદલે $H_{2}O$ નું રિડક્શન થાય છે કારણ કે $H_{2}O$ નો રિડક્શન પોટેન્શિયલ વધુ છે.
$(iv)$ દ્રાવણની સાંદ્રતા: નર્ન્સ્ટ સમીકરણ મુજબ,સાંદ્રતામાં ફેરફાર થવાથી વિદ્યુતધ્રુવ પોટેન્શિયલ બદલાય છે,જે નીપજોને અસર કરી શકે છે.
ઉદાહરણ: મંદ $H_{2}SO_{4}$ ના વિદ્યુતવિભાજનમાં,પાણીનું ઓક્સિડેશન થઈને $O_{2}$ મળે છે. પરંતુ,સાંદ્ર $H_{2}SO_{4}$ માં,$SO_{4}^{2-}$ આયનોનું ઓક્સિડેશન થઈને $S_{2}O_{8}^{2-}$ બને છે: $2SO_{4}^{2-} \rightarrow S_{2}O_{8}^{2-} + 2e^{-}$.

માટે $A$. પાણીનું વિદ્યુતવિભાજન:
એનોડ પર (ઓક્સિડેશન): $2H_2O(l) \rightarrow O_2(g) + 4H^+(aq) + 4e^-$
કેથોડ પર (રિડક્શન): $4H_2O(l) + 4e^- \rightarrow 2H_2(g) + 4OH^-(aq)$
કુલ પ્રક્રિયા: $2H_2O(l) \rightarrow 2H_2(g) + O_2(g)$
માટે $B$. પીગળેલા $NaCl$ નું વિદ્યુતવિભાજન:
એનોડ પર (ઓક્સિડેશન): $2Cl^-(l) \rightarrow Cl_2(g) + 2e^-$
કેથોડ પર (રિડક્શન): $2Na^+(l) + 2e^- \rightarrow 2Na(l)$
કુલ પ્રક્રિયા: $2NaCl(l) \rightarrow 2Na(l) + Cl_2(g)$

(N/A) ($NaCl$ ના સાંદ્ર દ્રાવણ માટે):
કેથોડ પર: $2H_2O(l) + 2e^- \rightarrow H_2(g) + 2OH^-(aq)$
એનોડ પર: $2Cl^-(aq) \rightarrow Cl_2(g) + 2e^-$
કુલ પ્રક્રિયા: $2NaCl(aq) + 2H_2O(l) \rightarrow 2Na^+(aq) + 2OH^-(aq) + H_2(g) + Cl_2(g)$
$B$ ($NaCl$ ના મંદ દ્રાવણ માટે):
કેથોડ પર: $2H_2O(l) + 2e^- \rightarrow H_2(g) + 2OH^-(aq)$
એનોડ પર: $2H_2O(l) \rightarrow O_2(g) + 4H^+(aq) + 4e^-$
કુલ પ્રક્રિયા: $2H_2O(l) \rightarrow 2H_2(g) + O_2(g)$

(N/A) . $H_2SO_4$ નું વિદ્યુતવિભાજન:
$1$. મંદ $H_2SO_4$: આ પ્રક્રિયા મુખ્યત્વે પાણીનું વિદ્યુતવિભાજન છે.
કેથોડ પર: $4H^+ + 4e^- \rightarrow 2H_2(g)$
એનોડ પર: $2H_2O \rightarrow O_2(g) + 4H^+ + 4e^-$
$2$. સાંદ્ર $H_2SO_4$: એનોડ પર $HSO_4^-$ આયનો મુક્ત થાય છે.
કેથોડ પર: $2H^+ + 2e^- \rightarrow H_2(g)$
એનોડ પર: $2HSO_4^- \rightarrow H_2S_2O_8 + 2e^-$
$B$. $SO_4^{2-}$ નું ઓક્સિડેશન:
$SO_4^{2-}$ આયનોનું ઊંચા પોટેન્શિયલ પર પેરોક્સિડાયસલ્ફેટ $(S_2O_8^{2-})$ માં ઓક્સિડેશન થઈ શકે છે.
$2SO_4^{2-} \rightarrow S_2O_8^{2-} + 2e^-$

(C) કેથોડ પર રિડક્શનની સરળતા આયનના રિડક્શન પોટેન્શિયલ પર આધાર રાખે છે. જેનો રિડક્શન પોટેન્શિયલ વધુ (વધારે ધન) હોય તેનું રિડક્શન સરળતાથી થાય છે.
જોડી $(i)$ માટે: $H_2O$ નો રિડક્શન પોટેન્શિયલ $(-0.83 \ V)$ એ $Na^+$ $(-2.71 \ V)$ કરતા વધારે છે. તેથી,$H_2O$ નું રિડક્શન $Na^+$ કરતા સરળતાથી થાય છે.
જોડી (ii) માટે: $H^+$ નો રિડક્શન પોટેન્શિયલ $(0.00 \ V)$ એ $Na^+$ $(-2.71 \ V)$ કરતા ઘણો વધારે છે. તેથી,$H^+$ નું રિડક્શન $Na^+$ કરતા સરળતાથી થાય છે.
આમ,બંને જોડીમાં એક ઘટક એવો છે જેનું રિડક્શન $Na^+$ કરતા સરળતાથી થાય છે,તેથી $(i)$ અને (ii) બંને સાચા છે.

(C) એનોડ પર ઓક્સિડેશનની સરળતા પ્રમાણિત ઓક્સિડેશન પોટેન્શિયલ અને આયનોની સાંદ્રતા પર આધાર રાખે છે.
$(iii)$ માટે,$Cl^{-}$ નો ઓક્સિડેશન પોટેન્શિયલ $H_2O$ કરતા ઓછો છે,પરંતુ ઓક્સિજનના ઓવરપોટેન્શિયલને કારણે,સાંદ્ર દ્રાવણમાં $H_2O$ કરતા $Cl^{-}$ નું ઓક્સિડેશન પ્રાધાન્યતાથી થાય છે.
$(iv)$ માટે,$SO_4^{2-}$ નો ઓક્સિડેશન પોટેન્શિયલ ખૂબ ઊંચો છે,જે તેને $H_2O$ કરતા ઓક્સિડેશન કરવામાં ઘણું મુશ્કેલ બનાવે છે. તેથી,$SO_4^{2-}$ કરતા $H_2O$ નું ઓક્સિડેશન વધુ સરળતાથી થાય છે.
આમ,જોડી $(iii)$ $Cl^{-}$ અને $H_2O$ એ ઓક્સિડેશનની સરળતા માટે સાચો જવાબ છે.

(N/A) વિદ્યુતવિભાજન એ એક એવી પ્રક્રિયા છે જેમાં આયનો ધરાવતા પ્રવાહી અથવા દ્રાવણમાંથી વિદ્યુત પ્રવાહ પસાર કરીને રાસાયણિક વિઘટન કરવામાં આવે છે.
આ પ્રક્રિયા દરમિયાન,વિદ્યુત ઊર્જાનું રાસાયણિક ઊર્જામાં રૂપાંતર થાય છે.
વિદ્યુતવિભાજનની મદદથી વિવિધ પદાર્થો ઉત્પન્ન કરી શકાય છે,જેમ કે:
$1$. તેમના પીગળેલા ક્ષારોમાંથી $Na$,$Mg$,$Al$ જેવી ધાતુઓનું ઉત્પાદન.
$2$. પાણીમાંથી $H_2$ અને $O_2$ જેવા વાયુઓનું ઉત્પાદન.
$3$. ધાતુઓનું ઇલેક્ટ્રોપ્લેટિંગ (દા.ત.,$Cu$ અથવા $Ag$ નું પડ ચડાવવું).
$4$. ક્લોર-આલ્કલી પ્રક્રિયા દ્વારા $NaOH$ અને $Cl_2$ જેવા રસાયણોનું ઉત્પાદન.

(A) $Cu$ ઇલેક્ટ્રોડનો ઉપયોગ કરીને $CuSO_4$ ના દ્રાવણના વિદ્યુતવિભાજનમાં,ઇલેક્ટ્રોડ સક્રિય હોય છે.
એનોડ પર,$Cu$ ધાતુનું ઓક્સિડેશન થાય છે: $Cu(s) \rightarrow Cu^{2+}(aq) + 2e^-$.
કેથોડ પર,દ્રાવણમાંથી $Cu^{2+}$ આયનોનું રિડક્શન થાય છે: $Cu^{2+}(aq) + 2e^- \rightarrow Cu(s)$.
આમ,ચોખ્ખી પ્રક્રિયામાં એનોડથી કેથોડ તરફ કોપરનું સ્થળાંતર થાય છે.

(A) વિદ્યુતવિભાજન કોષમાં $NaOH$ બનતું હોવાથી દ્રાવણની $pH$ વધશે.
બ્રાઈન $(NaCl_{(aq)})$ ના વિદ્યુતવિભાજન દરમિયાન,કેથોડ પર $Na^+$ આયનોનું રિડક્શન થતું નથી કારણ કે પાણીનું રિડક્શન સરળતાથી થાય છે.
કેથોડ પરની રિડક્શન પ્રક્રિયા:
$2 H_2O_{(l)} + 2 e^- \rightarrow H_{2(g)} + 2 OH^-_{(aq)}$
જેમ પ્રક્રિયા આગળ વધે છે,તેમ દ્રાવણમાં $OH^-$ આયનોની સાંદ્રતા વધે છે.
$pOH = -\log_{10} [OH^-]$ હોવાથી,$[OH^-]$ માં વધારો થવાથી $pOH$ ઘટે છે.
$pH + pOH = 14$ સંબંધ મુજબ,$pOH$ માં ઘટાડો થવાથી $pH$ માં વધારો થાય છે.
તેથી,વિદ્યુતવિભાજન દરમિયાન બ્રાઈન દ્રાવણની $pH$ વધે છે.

(N/A) $pH$ મૂલ્યમાં કોઈ ફેરફાર થતો નથી. $pH$ મૂલ્ય દ્રાવણની $H^{+}$ આયન સાંદ્રતા પર આધાર રાખે છે.
મંદ $H_{2}SO_{4}$ ના વિદ્યુતવિભાજનમાં નીચેની પ્રક્રિયાઓ થાય છે:
$H_{2}SO_{4} \rightarrow 2H^{+} + SO_{4}^{2-}$
કેથોડ પર,$H^{+}$ આયનોનું રિડક્શન થાય છે:
$2H^{+} + 2e^{-} \rightarrow H_{2(g)}$ $(i)$
એનોડ પર,$SO_{4}^{2-}$ આયનોને બદલે $H_{2}O$ નું ઓક્સિડેશન થાય છે:
$H_{2}O_{(l)} \rightarrow \frac{1}{2}O_{2(g)} + 2H^{+} + 2e^{-}$ $(ii)$
કુલ પ્રક્રિયા = $(i)$ + $(ii)$:
$H_{2}O_{(l)} \rightarrow H_{2(g)} + \frac{1}{2}O_{2(g)}$
આ પ્રક્રિયામાં $H_{2}O$ વપરાય છે અને $H_{2}$ તથા $O_{2}$ વાયુઓ ઉત્પન્ન થાય છે,તેથી દ્રાવણમાં $H^{+}$ આયનોની સાંદ્રતા અચળ રહે છે. પરિણામે,દ્રાવણની $pH$ બદલાતી નથી.

(A) $CH_3COOH$ એ નિર્બળ વિદ્યુતવિભાજ્ય છે,જે દ્રાવણમાં આંશિક વિયોજન પામે છે.
મંદન કરવાથી,ઓસ્ટવાલ્ડના મંદન નિયમ મુજબ વિયોજનની માત્રા $(\alpha)$ નોંધપાત્ર રીતે વધે છે,જેનાથી આયનોની સંખ્યામાં તીવ્ર વધારો થાય છે અને આમ મોલર વાહકતા $(\Lambda_m)$ માં મોટો વધારો થાય છે.
$CH_3COONa$ એ પ્રબળ વિદ્યુતવિભાજ્ય છે,જે દ્રાવણમાં પહેલેથી જ સંપૂર્ણપણે વિયોજિત હોય છે.
મંદન કરવાથી,આયનોની સંખ્યા અચળ રહે છે અને $\Lambda_m$ માં વધારો માત્ર આંતર-આયનીય આકર્ષણમાં ઘટાડાને કારણે થાય છે,જે ધીમે ધીમે વધારો દર્શાવે છે.

(C) મંદ $H_2SO_4$ ના વિદ્યુતવિભાજન દરમિયાન,નીચે મુજબની પ્રક્રિયાઓ થાય છે:
કેથોડ પર: $2H^+_{(aq)} + 2e^- \rightarrow H_{2(g)}$
એનોડ પર: $2H_2O_{(l)} \rightarrow O_{2(g)} + 4H^+_{(aq)} + 4e^-$
પાણીનો ઓક્સિડેશન પોટેન્શિયલ સલ્ફેટ આયન $(SO_4^{2-})$ કરતા વધારે હોવાથી,એનોડ પર પાણીનું ઓક્સિડેશન થઈને ઓક્સિજન વાયુ મુક્ત થાય છે.

(B) સાંદ્ર એસિડિક સલ્ફેટ દ્રાવણના વિદ્યુતવિભાજન દરમિયાન,એનોડ પર સલ્ફેટ આયનોનું ઓક્સિડેશન થાય છે.
એનોડ પ્રક્રિયા: $2S{O_{4}}^{2-}_{(aq)} \rightarrow S_{2}{O_{8}}^{2-}_{(aq)} + 2e^{-}$.
કેથોડ પ્રક્રિયા: $2H^{+}_{(aq)} + 2e^{-} \rightarrow H_{2(g)}$.
પરિણામી પેરોક્સિડાયસલ્ફ્યુરિક એસિડ $(H_{2}S_{2}O_{8})$ એ દ્રાવણમાં $S_{2}O_{8}^{2-}$ આયનો અને $H^{+}$ આયનોના જોડાણથી બને છે.

(A) સોડિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડ $(NaOH)$ વ્યાપારી ધોરણે $Castner-Kellner$ સેલમાં સોડિયમ ક્લોરાઇડના વિદ્યુતવિભાજન દ્વારા તૈયાર કરવામાં આવે છે.
કેથોડ પર,સોડિયમ આયનોનું સોડિયમ એમાલગમ $(Na-Hg)$ માં રિડક્શન થાય છે:
$Na^{+} + e^{-} \xrightarrow{Hg} Na-Hg$
એનોડ પર,ક્લોરાઇડ આયનોનું ક્લોરિન વાયુમાં ઓક્સિડેશન થાય છે:
$Cl^{-} \longrightarrow \frac{1}{2}Cl_{2} + e^{-}$
ત્યારબાદ સોડિયમ એમાલગમને પાણી સાથે પ્રક્રિયા કરાવીને સોડિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડ અને આણ્વિય હાઇડ્રોજન વાયુ આડપેદાશ તરીકે મેળવવામાં આવે છે:
$2Na(amalgam) + 2H_{2}O \longrightarrow 2NaOH + H_{2} + 2Hg$

(A) સાંદ્ર જલીય $NaCl$ (બ્રાઇન) ના વિદ્યુતવિભાજનમાં નીચેની અર્ધ-પ્રક્રિયાઓ થાય છે:
કેથોડ પર: $2 H_2O(l) + 2 e^{-} \longrightarrow H_2(g) + 2 OH^{-}(aq)$
એનોડ પર: $2 Cl^{-}(aq) \longrightarrow Cl_2(g) + 2 e^{-}$
કુલ પ્રક્રિયા છે: $2 NaCl(aq) + 2 H_2O(l) \longrightarrow 2 NaOH(aq) + H_2(g) + Cl_2(g)$
દ્રાવણમાં $NaOH$ ઉત્પન્ન થતું હોવાથી,$OH^{-}$ આયનોની સાંદ્રતા વધે છે,જેના પરિણામે દ્રાવણના $pH$ માં વધારો થાય છે.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $A$ છે.

(D) બ્રાઈન ($NaCl$ નું દ્રાવણ) ના વિદ્યુતવિભાજનમાં નીચે મુજબની પ્રક્રિયાઓ થાય છે:
$NaCl_{(aq)} \longrightarrow Na^{+}_{(aq)} + Cl^{-}_{(aq)}$
એનોડ પર: $2Cl^{-}_{(aq)} \longrightarrow Cl_{2_{(g)}} + 2e^-$
કેથોડ પર: $2H_2O_{(\ell)} + 2e^- \longrightarrow H_{2_{(g)}} + 2OH^{-}_{(aq)}$
પરિણામે,કેથોડ પર $H_2$ વાયુ મુક્ત થાય છે અને કેથોડની નજીક દ્રાવણમાં $OH^{-}$ આયનો ઉત્પન્ન થાય છે,જેનાથી $NaOH$ બને છે.

(D) બ્રાઈન એ $NaCl$ નું જલીય દ્રાવણ છે.
$NaCl_{(aq)} \rightarrow Na^+_{(aq)} + Cl^-_{(aq)}$
કેથોડ પર,$Na^+$ આયનો કરતા પાણીનું રિડક્શન પ્રાધાન્યતાથી થાય છે:
$2H_2O_{(l)} + 2e^- \rightarrow H_{2(g)} + 2OH^-_{(aq)}$
એનોડ પર,ક્લોરાઈડ આયનોનું ઓક્સિડેશન થાય છે:
$2Cl^-_{(aq)} \rightarrow Cl_{2(g)} + 2e^-$
દ્રાવણમાં બાકી રહેલા $Na^+$ અને $OH^-$ આયનો જોડાઈને $NaOH_{(aq)}$ બનાવે છે.
તેથી,બ્રાઈનના વિદ્યુતવિભાજન દરમિયાન $H_2$,$Cl_2$ અને $NaOH$ ઉત્પન્ન થાય છે,જ્યારે $HCl$ બનતું નથી.

(C) પેરોક્સિડાયસલ્ફ્યુરિક એસિડ $(H_2S_2O_8)$ મેળવવા માટે સાંદ્ર સલ્ફ્યુરિક એસિડ $(H_2SO_4)$ ના ઇલેક્ટ્રોલિસિસનો ઉપયોગ થાય છે.
એનોડ પર,હાઇડ્રોજન સલ્ફેટ આયનો $(HSO_4^-)$ નું ઓક્સિડેશન થાય છે:
$2HSO_4^{-} \rightarrow H_2S_2O_8 + 2e^{-}$

(A) સિલ્વર ઇલેક્ટ્રોડનો ઉપયોગ કરીને $AgNO_3$ ના જલીય દ્રાવણના વિદ્યુતવિભાજનમાં $(A)$,એનોડ ઓગળે છે $(Ag \rightarrow Ag^+ + e^-)$,તેથી $O_2$ ઉત્પન્ન થતો નથી.
પ્લેટિનમ ઇલેક્ટ્રોડનો ઉપયોગ કરીને $AgNO_3$ ના જલીય દ્રાવણના વિદ્યુતવિભાજનમાં $(B)$,એનોડ પર પાણીનું ઓક્સિડેશન થાય છે $(2H_2O \rightarrow O_2 + 4H^+ + 4e^-)$,જેનાથી $O_2$ વાયુ ઉત્પન્ન થાય છે.
પ્લેટિનમ ઇલેક્ટ્રોડનો ઉપયોગ કરીને $H_2SO_4$ ના મંદ દ્રાવણના વિદ્યુતવિભાજનમાં $(C)$,એનોડ પર પાણીનું ઓક્સિડેશન થાય છે $(2H_2O \rightarrow O_2 + 4H^+ + 4e^-)$,જેનાથી $O_2$ વાયુ ઉત્પન્ન થાય છે.
પ્લેટિનમ ઇલેક્ટ્રોડનો ઉપયોગ કરીને $H_2SO_4$ ના સાંદ્ર દ્રાવણના વિદ્યુતવિભાજનમાં $(D)$,એનોડ પર $SO_4^{2-}$ આયનોનું ઓક્સિડેશન થાય છે $(2SO_4^{2-} \rightarrow S_2O_8^{2-} + 2e^-)$,જે $O_2$ વાયુને બદલે પેરોક્સિડાયસલ્ફ્યુરિક એસિડ બનાવે છે.
તેથી,$O_2$ કિસ્સા $(B)$ અને $(C)$ માં ઉત્પન્ન થાય છે.

(B) વિધાન $(I)$ સાચું છે: ઉચ્ચ પ્રમાણિત રિડક્શન પોટેન્શિયલ $(E^{\theta})$ ધરાવતી ધાતુઓ કેથોડ પર પહેલા જમા થાય છે. $E^{\theta}$ મૂલ્યોનો ક્રમ $Ag^{+} (0.80 \ V) > Hg_2^{2+} (0.79 \ V) > Cu^{2+} (0.24 \ V) > Mg^{2+} (-2.37 \ V)$ છે. તેથી,જમા થવાનો ક્રમ $Ag, Hg, Cu$ છે.
વિધાન $(II)$ ખોટું છે: કેથોડ પર,$Mg^{2+}$ ના રિડક્શનને બદલે પાણીનું રિડક્શન $(2H_2O + 2e^- \rightarrow H_2 + 2OH^-)$ થાય છે કારણ કે $E^{\theta}_{H_2O/H_2} > E^{\theta}_{Mg^{2+}/Mg}$. તેથી,કેથોડ પર $H_2$ વાયુ મુક્ત થાય છે,ઓક્સિજન વાયુ નહીં (ઓક્સિજન વાયુ એનોડ પર મુક્ત થાય છે).

(A) સિલ્વર એનોડ અને પ્લેટિનમ કેથોડનો ઉપયોગ કરીને $AgNO_3$ ના જલીય દ્રાવણના વિદ્યુતવિભાજનમાં:
કેથોડ પર,$Ag^+$ આયનોનું રિડક્શન થઈને ધાત્વિક સિલ્વર મળે છે: $Ag^+ (aq) + e^- \rightarrow Ag (s)$.
એનોડ પર,સિલ્વર ઇલેક્ટ્રોડ પોતે ઓક્સિડેશન પામે છે કારણ કે તે સક્રિય ઇલેક્ટ્રોડ છે: $Ag (s) \rightarrow Ag^+ (aq) + e^-$.
તેથી,કેથોડ પર $Ag$ અને એનોડ પર $Ag^+$ આયનો મળે છે.

(D) $1$. પીગળેલા $NaCl$ ના વિદ્યુતવિભાજનમાં,પ્રક્રિયાઓ છે: કેથોડ પર: $Na^+ + e^- \rightarrow Na_{(s)}$; એનોડ પર: $2Cl^- \rightarrow Cl_{2(g)} + 2e^-$.
$2$. જલીય $NaCl$ (બ્રાઈન) ના વિદ્યુતવિભાજનમાં,પ્રક્રિયાઓ છે: કેથોડ પર: $2H_2O + 2e^- \rightarrow H_{2(g)} + 2OH^-_{(aq)}$; એનોડ પર: $2Cl^- \rightarrow Cl_{2(g)} + 2e^-$.
$3$. બંને પ્રક્રિયાઓની સરખામણી કરતા,બંને કિસ્સામાં એનોડ પર $Cl_{2(g)}$ વાયુ મુક્ત થાય છે.

(C) પીગળેલા $NaCl$ નું વિદ્યુતવિભાજન એ અસ્વયંભૂ પ્રક્રિયા છે કારણ કે પ્રક્રિયા માટેનો કોષ પોટેન્શિયલ $(E^\circ_{cell})$ ઋણ હોય છે.
તેથી,$NaCl$ નું $Na_{(s)}$ અને $Cl_{2(g)}$ માં વિઘટન સ્વયંભૂ નથી.
આ અસ્વયંભૂ પ્રક્રિયાને આગળ વધારવા માટે વિદ્યુત ઊર્જાની જરૂર પડે છે.
એનોડ પર,$Cl^-$ આયનોનું $Cl_2$ વાયુમાં ઓક્સિડેશન થાય છે.
કેથોડ પર,$Na^+$ આયનોનું $Na$ ધાતુમાં રિડક્શન થાય છે.

(D) જલીય $NaCl$ ના વિદ્યુતવિભાજન દરમિયાન,દ્રાવણમાં $Na^+$,$Cl^-$,$H^+$ અને $OH^-$ આયનો હાજર હોય છે.
કેથોડ પર,પાણીનો રિડક્શન પોટેન્શિયલ $Na^+$ આયનો કરતા વધારે હોય છે.
તેથી,$Na^+$ આયનોને બદલે પાણીનું રિડક્શન થાય છે.
કેથોડ પરની પ્રક્રિયા: $2H_2O_{(l)} + 2e^- \rightarrow H_{2(g)} + 2OH^-_{(aq)}$.

(B) પીગળેલા $NaCl$ ના વિદ્યુતવિભાજન દરમિયાન,વિદ્યુતવિભાજ્ય $Na^+$ અને $Cl^-$ આયનોમાં વિભાજિત થાય છે.
કેથોડ પર,$Na^+$ આયનોનું રિડક્શન થાય છે: $Na^+ + e^- \rightarrow Na_{(s)}$.
એનોડ પર,$Cl^-$ આયનોનું ઓક્સિડેશન થાય છે: $2Cl^- \rightarrow Cl_{2(g)} + 2e^-$.
તેથી,કેથોડ પર મળતી નીપજ સોડિયમ ધાતુ,$Na_{(s)}$ છે.

(D) પીગળેલા $NaCl$ ના વિદ્યુતવિભાજન દરમિયાન,$Na^{+}$ અને $Cl^{-}$ આયનો હાજર હોય છે.
એનોડ પર ઓક્સિડેશન થાય છે,જેમાં ઇલેક્ટ્રોનનો ત્યાગ થાય છે.
$Cl^{-}$ આયનો એનોડ તરફ જાય છે અને ક્લોરિન વાયુ બનાવવા માટે ઓક્સિડેશન પામે છે:
$2 Cl^{-} \rightarrow Cl_{2(g)} + 2 e^{-}$

(D) વિદ્યુતવિભાજન દરમિયાન,કેથોડ પર રિડક્શન પ્રક્રિયા થાય છે,જ્યાં ધાતુના આયનો ઇલેક્ટ્રોન મેળવીને ધાતુના પરમાણુઓ બનાવે છે. તેથી,ધાતુ એનોડ પર નહીં પણ કેથોડ પર જમા થાય છે. આમ,વિકલ્પ $D$ ખોટો છે.

(C) કુલ વિદ્યુતભાર $q$ નું સૂત્ર $q = I \times t$ છે.
અહીં $I = 1 \ A$ અને $t = 16.1 \ \text{minutes} = 16.1 \times 60 \ \text{seconds} = 966 \ \text{seconds}$.
તેથી,$q = 1 \times 966 = 966 \ \text{Coulombs}$.
ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા $n$ એ $q = n \times e$ સૂત્ર દ્વારા ગણવામાં આવે છે,જ્યાં $e = 1.602 \times 10^{-19} \ \text{C}$.
$n = \frac{q}{e} = \frac{966}{1.602 \times 10^{-19}} \approx 6.022 \times 10^{21}$ ઇલેક્ટ્રોન.

(B) તારમાંથી વહેતો કુલ વિદ્યુતભાર $Q = I \times t$ દ્વારા મળે છે.
આપેલ છે $I = 1.5 \ A$ અને $t = 3 \ \text{hours} = 3 \times 3600 \ s = 10800 \ s$.
તેથી,$Q = 1.5 \times 10800 = 16200 \ C$.
ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા $n = \frac{Q}{e}$ દ્વારા મળે છે,જ્યાં $e = 1.6 \times 10^{-19} \ C$.
$n = \frac{16200}{1.6 \times 10^{-19}} = 1.0125 \times 10^{23} \approx 1.01 \times 10^{23}$.

(B) જલીય $NaCl$ ના વિદ્યુતવિભાજન દરમિયાન,નીચે મુજબની પ્રક્રિયાઓ થાય છે:
કેથોડ પર: $2H_2O(l) + 2e^- \rightarrow H_2(g) + 2OH^-(aq)$
એનોડ પર: $2Cl^-(aq) \rightarrow Cl_2(g) + 2e^-$
આમ,એનોડ પર $Cl_2$ વાયુ મુક્ત થાય છે.