ప్రశ్నలు - జవాబులు
4 మార్కుల ప్రశ్నలు
1. ఫారడే మొదటి విద్యుత్ విశ్లేషణ నియమాన్ని తెలిపి వివరించండి.
జ: ఫారడే మొదటి నియమం: ఒక విద్యుద్విశ్లేష్య పదార్థం విద్యుద్విశ్లేషణ చెందేటప్పుడు, ఎలక్ట్రోడ్ల వద్ద వెలువడే లేదా కరిగే లేదా నిక్షిప్తమయ్యే పదార్థభారం (m), దాని ద్వారా ప్రవహించే విద్యుత్ పరిమాణానికి (Q) అనులోమానుపాతంలో ఉంటుంది.
m = e .c.t
c = కరెంట్ (ఆంపియర్లలో) t = కాలం (సెకన్లలో)
విద్యుత్ రసాయన తుల్యాంకం (e): విద్యుద్విశ్లేషణ ప్రక్రియలో ఒక కులూంబ్ విద్యుత్ను పంపినప్పుడు ఎలక్ట్రోడ్ల వద్ద వెలువడే లేదా కరిగే లేదా నిక్షిప్తమయ్యే పదార్థభారం.
రసాయన తుల్యాంకం (E): విద్యుద్విశ్లేషణ ప్రక్రియలో 96500 కులూంబ్లు (అంటే ఫారడే) విద్యుత్ను పంపినప్పుడు ఎలక్ట్రోడ్ల వద్ద వెలువడే లేదా కరిగే లేదా నిక్షిప్తమయ్యే పదార్థభారం.
ఫారడే (F): ఒక మోల్ ఎలక్ట్రాన్లు మోసుకుపోయే విద్యుదావేశ పరిమాణం. 1 ఫారడే = 96500 కులూంబ్లు
2. ఫారడే రెండో విద్యుత్ విశ్లేషణ నియమాన్ని తెలపండి. కొంత పరిమాణం ఉన్న విద్యుత్ను పంపితే 0.504 గ్రాముల H2 ను వెలువరించింది. అదే పరిమాణం ఉండే విద్యుత్ ఎన్ని గ్రాముల Ag ని నిక్షిప్తం చెయ్యగలదు?
జ: ఫారడే రెండో నియమం: వరుస శ్రేణిలోని విద్యుద్విశ్లేష్యాలున్న ఘటాల ద్వారా ఒకే పరిమాణంలో విద్యుత్ను పంపితే ఎలక్ట్రోడ్ల వద్ద వెలువడే లేదా కరిగే లేదా నిక్షిప్తమయ్యే పదార్థాల భారాలు ఆయా పదార్థాల రసాయన తుల్యాంకభారాలకు అనులోమానుపాతంలో ఉంటాయి.
నిక్షిప్తమయ్యే Ag భారం = 54 గ్రా.
3. కోల్రాష్ నియమాన్ని తెలిపి, దాని అనువర్తనాలనురాయండి.
జ: కోల్రాష్ నియమం: అనంత విలీనం వద్ద విద్యుద్విశ్లేష్య ద్రావణ తుల్యాంక వాహకత (Λ∞), కాటయాన్ (λ+∞), ఆనయాన్ల (λ-∞) తుల్యాంక వాహకతల బీజ గణిత మొత్తానికి సమానం.
Λ∞విద్యుద్విశ్లేష్యం = λ+∞ + λ-∞
అనువర్తనాలు: 1) దుర్బల విద్యుద్విశ్లేష్యాల Λ∞ ని లెక్కించవచ్చు.
2) దుర్బల విద్యుద్విశ్లేష్యాల విఘటనా అవధి (α)ని లెక్కించవచ్చు.
3) అత్యల్ప ద్రావణీయత ఉండే BaSO4 లాంటి లవణాల ద్రావణీయతను లెక్కించవచ్చు.
4. (a) 48250 ఆంపియర్ల విద్యుత్ను 1 సెకన్ కాలంపాటు Ag NO3 ద్రావణం ద్వారా పంపితే నిక్షిప్తమయ్యే Ag భారమెంత?
(b) అనంత విలీనం వద్ద NaCl, HCl, C2H5COONa ల తుల్యాంక వాహకతలు వరుసగా 126.45, 426.16, 91 ఓమ్-1 సెం.మీ2 అయితే C2H5COOH తుల్యాంక వాహకత ఎంత?
జ: a) W = e. Q = 108 × 48250/96500 = 54 గ్రా. Ag
b) ΛC2H5COOH = ΛC2H5 COONa + ΛHCl - ΛNaCl
= 91 + 426.16 - 126.45
= 390.71 ఓమ్-1 సెం.మీ.2
5. నెర్నెస్ట్ సమీకరణం ఏమిటి? 0.04 M ZnSO4 ద్రావణంలో Zn ను ఉంచితే ఆ ఎలక్ట్రోడ్ పొటెన్షియల్ ఎంత?
(E0Zn = 0.76 V)
జ: నెర్నెస్ట్ సమీకరణం: ఎలక్ట్రోడ్ పొటెన్షియల్పై విద్యుద్విశ్లేష్య గాఢత ప్రభావాన్ని వివరించడానికి నెర్నెస్ట్ తయారు చేసిన సమీకరణం.
* కేటయాన్ (లోహ అయాన్) ఎలక్ట్రోడ్కు E = Eo + log C
* ఆనయాన్ (అలోహ అయాన్) ఎలక్ట్రోడ్కు E = Eo - log C
E = Eº + log C = - 0.76 + log (0.04)
= - 0.081V
6. విద్యుద్విశ్లేషణ ప్రక్రియ అంటే ఏమిటి? ప్లాటినం ఎలక్ట్రోడ్లను ఉపయోగించి కిందివాటిని విద్యుద్విశ్లేషణ చేస్తే కాథోడ్, ఆనోడ్ వద్ద ఏర్పడే పదార్థాలను తెలపండి.
(a) గలన NaCl, (b) K2SO4 జలద్రావణం.
జ: (a) కాథోడ్ వద్ద: Na, ఆనోడు వద్ద: Cl2
(b) కాథోడ్ వద్ద: H2, ఆనోడ్ వద్ద: O2
7. ప్రమాణ హైడ్రోజన్ ఎలక్ట్రోడ్ (SHE) అంటే ఏమిటి? దీని నిర్మాణాన్ని, పనిచేసే విధానాన్ని పటంతో వివరించండి.
జ:
1 M HCl ద్రావణంలో ఉంచిన ప్లాటినం ఎలక్ట్రోడ్ పైకి 1 అట్మాస్పియర్ పీడనం ఉండే H2 వాయువును పంపితే ఏర్పడే ఎలక్ట్రోడ్ను SHE అంటారు. దీని Eº విలువ సున్నా. IUPAC విధానంలో SHE ని సూచించే విధానం:
SHE ను నిర్దేశిత ఎలక్ట్రోడ్ (ఆనోడు)గాను, రెండో అర్ధఘటాన్ని కాథోడుగాను తీసుకుంటే, రెండో అర్ధఘట ప్రమాణ పొటెన్షియల్ తెలుస్తుంది.
8. కింది చర్యకు 298 K వద్ద Kc ని లెక్కించండి.
9. గాల్వానిక్ ఘటాలు అంటే ఏమిటి? డేనియల్ ఘటాన్ని ఉదాహరణగా తీసుకొని గాల్వానిక్ ఘటం ఎలా పనిచేస్తుందో పటం ద్వారా వివరించండి.
జ: గాల్వానిక్ ఘటం: రసాయన శక్తి (రిడాక్స్ చర్య)ని, విద్యుత్శక్తిగా మార్చే విద్యుత్ రసాయన ఘటం.
ఆనోడు: ఎడమవైపు తీసుకున్న ఆనోడు అర్ధఘటం ZnSO4 ద్రావణంలో Zn కడ్డీని కలిగి ఉంది. ఇక్కడ ఆక్సీకరణం జరుగుతుంది.
కాథోడు: కుడివైపు తీసుకున్న కాథోడు అర్ధఘటం CuSO4 ద్రావణంలో Cu కడ్డీని కలిగి ఉంది. ఇక్కడ క్షయకరణం జరుగుతుంది.
లవణవారధి: U ఆకారంలో ఉన్న గాజుగొట్టంలో KCl అగర్ అగర్ జెల్ ఉండే ఏర్పాటునే లవణ వారధి అంటారు. ఇది ఆనోడు, కాథోడు అర్ధ ఘటాలను కలుపుతుంది. ఇంకా అర్ధఘటాల్లో ఆవేశాలను పోగవనీయకుండా చేసి నిరంతర విద్యుత్ ఉత్పత్తికి సాయపడుతుంది. Zn & Cu కడ్డీలను బాహ్యంగా కలుపుతారు.
ఘటచర్య:
ఘటచర్యను సూచించే విధానం:
ఘటం యొక్క e.m.f. ని కింది సమీకరణంతో లెక్కించవచ్చు.
2 మార్కుల ప్రశ్నలు
1. కింది చర్యకు Kc విలువను లెక్కించండి.
2. కింది చర్యకు ఘటాన్ని వ్యక్తం చేసి, చర్యకు Eఘటం లెక్కించండి.
3. pH = 10 ఉన్న ద్రావణంలోని హైడ్రోజన్ ఎలక్ట్రోడ్ పొటెన్షియల్ని లెక్కించండి.
4. 1.5 ఆంపియర్ల కరెంటుతో CuSO4 ద్రావణాన్ని 10 నిమిషాల పాటు విద్యుద్విశ్లేషణం చేశారు. అయితే కాథోడ్ వద్ద నిక్షిప్తమయ్యే కాపర్ లోహద్రవ్యరాశి ఎంత?