इलेक्ट्रोलाइटिक सेल को इलेक्ट्रोलाइटिक सेल से जोड़ना

Jan 02 2021

इलेक्ट्रोलिसिस तब होता है जब एक गैर-सहज रेडॉक्स प्रतिक्रिया होती है जब विद्युत ऊर्जा इसमें डाल दी जाती है। इलेक्ट्रॉनों की गति को सुविधाजनक बनाने के लिए दो रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं का उपयोग करके एक विद्युत रासायनिक सेल कार्य करता है। एक क्षारीय बैटरी के लिए, जिंक एनोड ऑक्सीकरण और इलेक्ट्रॉनों को छोड़ देगा, जो सर्किट के माध्यम से मैंगनीज तक पहुंच जाएगा ($\ce{MnO2}$) कैथोड, जो कम हो जाएगा, और अधिक इलेक्ट्रॉनों को विद्युत आवेश के निर्माण के बिना सर्किट के माध्यम से प्रवाह करने की अनुमति देगा। मैं यहां मानता हूं कि दोनों प्रतिक्रियाएं सहज हैं, और एनोड में इलेक्ट्रॉन बिल्डअप आगे जस्ता ऑक्सीकरण को रोकता है जब सर्किट अधूरा होता है।$$\ce{Zn(s) + 2OH- (aq) \rightarrow ZnO(s) + H2O(l) +2e-} [E^\theta= 1.28V]$$ $$\ce{2MnO2(s) + H2O(l) + 2e- \rightarrow Mn2O3(s) +2OH- (aq)}\ [E^\theta= 0.15V]$$

यदि क्षारीय बैटरी एक इलेक्ट्रोलाइटिक सेल से जुड़ी होती है, तो क्या यह दो इलेक्ट्रोकेमिकल कोशिकाओं की तरह नहीं होगी जो एक दूसरे के साथ मिलकर काम करती हैं? जस्ता एनोड को इलेक्ट्रोलाइटिक सेल के कैथोड से जोड़ा जाएगा, और फिर आगामी रीडॉक्स प्रतिक्रिया सहज होगी। तो इलेक्ट्रोलाइटिक सेल में डाली गई "विद्युत ऊर्जा" रासायनिक ऊर्जा के बजाय होगी?

यह भी, कि देखकर $\ce{MnO2}$ कैथोड में एक अपेक्षाकृत छोटा है $E^\theta$मूल्य, इलेक्ट्रोलाइटिक एनोड के ऑक्सीकरण को ट्रिगर करना मुश्किल नहीं होगा? इलेक्ट्रोलाइटिक सेल से जुड़े होने पर, इलेक्ट्रोकेमिकल सेल के कैथोड और एनोड अब पूरी तरह से स्वतंत्र रूप से काम करते हैं? यदि ऐसा है, तो बैटरी के वोल्टेज पर विचार नहीं किया जाना चाहिए, बल्कि एनोड और कैथोड की इलेक्ट्रोड क्षमता, लेकिन यह आमतौर पर ऐसा नहीं है। इस बारे में मुझे क्या गलतफहमी है?

संपादित करें: मैं उस तंत्र के बारे में पूछ रहा हूं जब एक इलेक्ट्रोकेमिकल सेल इलेक्ट्रोलाइटिक सेल से जुड़ा होता है, न कि इलेक्ट्रोकेमिकल सेल में होने वाली प्रतिक्रियाओं के बारे में, इसलिए यह सुझाव दिया जाता है कि बिल बिल में फिट नहीं है।

संपादित 2: बेहतर मेरे संदेह दिखाने के लिए एक तस्वीर जोड़ा गया। यदि गैल्वेनिक सेल एक इलेक्ट्रोलाइटिक से जुड़ा हुआ है जैसा कि यहां दिखाया गया है, तो गैल्वेनिक एनोड और इलेक्ट्रोलाइटिक कैथोड जुड़े हुए हैं और प्रतीत होता है कि एक अलग सेल के रूप में कार्य करता है। यही बात अन्य दो इलेक्ट्रोडों के बारे में भी कही जा सकती है। यदि यह मामला है, तो गैल्वेनिक एनोड और कैथोड प्रत्येक कार्य एक दूसरे से स्वतंत्र रूप से नहीं करते हैं, और इसलिए व्यक्तिगत आधा सेल के इलेक्ट्रोड क्षमता पर विचार किया जाना चाहिए? यदि वे वास्तव में जुड़े हुए हैं, तो कैसे?

जवाब

2 M.Farooq Jan 03 2021 at 11:35

आप एक-दो चीजों को मिलाते नजर आते हैं। के बारे में एक महत्वपूर्ण स्पष्टीकरण

इसके अलावा, यह देखते हुए कि MnO2 कैथोड में अपेक्षाकृत छोटा ई है$^o$मूल्य, इलेक्ट्रोलाइटिक एनोड के ऑक्सीकरण को ट्रिगर करना मुश्किल नहीं होगा? इलेक्ट्रोलाइटिक सेल से जुड़े होने पर, इलेक्ट्रोकेमिकल सेल के कैथोड और एनोड अब पूरी तरह से स्वतंत्र रूप से काम करते हैं?

सूचीबद्ध इलेक्ट्रोड क्षमता बहुत विशिष्ट परिस्थितियों में केवल अपेक्षाकृत पतला समाधान में मान्य हैं। एक सूखी सेल या एक क्षारीय कोशिका पर आधा कोशिकाओं को लागू न करें। संक्षेप में, वे संख्याएँ क्षारीय बैटरी या कार्बन-जस्ता शुष्क सेल के लिए सार्थक नहीं हैं। उन व्यावसायिक सेल रचनाएं सिर्फ एक जादुई मिश्रण है, जो विज्ञान की तुलना में अधिक कला है। बैटरी तकनीक वह तुच्छ नहीं है। सोचिए कि 300 साल के शोध के बावजूद कई तरह की बैटरियां क्यों नहीं हैं?

यदि आप एक गैल्वेनिक सेल जैसे कि आपकी क्षारीय बैटरी को एक साधारण पानी के पंप के रूप में मानते हैं, तो आपके बहुत सारे भ्रम दूर हो जाएंगे। इसका एकमात्र काम इलेक्ट्रॉनों को "प्रसारित" करना है। जब आप एक गैल्वेनिक सेल को इलेक्ट्रोलाइटिक सेल से जोड़ते हैं, तो एनोड और कैथोड को स्वतंत्र नहीं माना जा सकता है। यदि गैल्वेनिक सेल एक इलेक्ट्रॉन को पंप करता है, तो इलेक्ट्रॉन को कैथोड, एनोड और इलेक्ट्रोलाइटिक सेल के बाहरी सर्किट की यात्रा करनी होती है। उस प्रक्रिया में, इलेक्ट्रोलाइटिक सेल में कुछ को रासायनिक रूप से विघटित करना पड़ता है!

3 Poutnik Jan 05 2021 at 17:25

इलेक्ट्रोलाइटिक सेल के लिए, एक गैल्वेनिक सेल एक शक्ति स्रोत के अलावा और कुछ नहीं है।

गैल्वेनिक सेल के लिए, एक इलेक्ट्रोलाइटिक सेल और कुछ नहीं बल्कि एक संचालित इलेक्ट्रॉनिक सर्किट है।

गैल्वेनिक सेल एनोड / कैथोड इलेक्ट्रोलाइटिक सेल कैथोड / एनोड के साथ संबंधित सेल नहीं बनाता है, क्योंकि उनके बीच कोई आयनिक प्रवाह नहीं होता है। इसी तरह एक सरल मामले के लिए, 2 आधा कोशिकाएं एक कोशिका नहीं बनाती हैं यदि उनके बीच कोई आयनिक संबंध नहीं है।

इलेक्ट्रोस्टैटिक तटस्थता आवश्यकता और असंतुलित आरोपों के बीच भारी ताकतों के आधार पर इसका कारण सरल है। कल्पना कीजिए कि आप आयनिक गति द्वारा संतुलित किए बिना तार के माध्यम से वर्तमान 1 ए को 20 एस के लिए धक्का देने में कामयाब रहे। तुलनीय असंतुलित चार्ज वातावरण में कई किलोमीटर लंबे बिजली के कारण होता है।