गल्वेनिक वोल्टेइक सेल

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इस सिमुलेशन के बारे में

गैल्वेनिक वोल्टेइक सेल एक इंटरैक्टिव 3D इलेक्ट्रोकैमिस्ट्री प्रयोगशाला है जहां छात्र सहज रेडॉक्स अर्ध-सेल एकत्र करते हैं और सेल वोल्टेज मापते हैं। दो कांच के बीकर अपने जलीय आयन समाधानों में डूबे धातु इलेक्ट्रोड रखते हैं, जो एक चमकते हुए KNO3 U-ट्यूब नमक पुल और डिजिटल वोल्टमीटर के साथ एक बाहरी तार सर्किट से जुड़े होते हैं। छात्र मैग्नीशियम, जस्ता, लोहा, तांबा और चांदी के बीच चक्र करने के लिए इलेक्ट्रोड का चयन या क्लिक कर सकते हैं, इलेक्ट्रोलाइट मोलरता को समायोजित कर सकते हैं, या सर्किट को तोड़ने के लिए इलेक्ट्रोड को घोल से बाहर खींच सकते हैं। लाइव एनिमेशन दिखाते हैं कि एनोड से कैथोड की ओर चमकते इलेक्ट्रॉन बह रहे हैं जबकि K+ केशन और NO3- एनियन विद्युत तटस्थता बनाए रखने के लिए नमक पुल के माध्यम से प्रवास करते हैं।

विद्यार्थी क्या खोज सकते हैं

क्लासिक डेनियल सेल (बायां = Zn, दायां = Cu 1.0 M पर) से शुरू करें और सत्यापित करें कि वोल्टमीटर Zn से Cu की ओर बहने वाले इलेक्ट्रॉनों के साथ +1.10 V पढ़ता है।
+3.17 V का अधिकतम मानक सेल विभव प्राप्त करने के लिए बाएं इलेक्ट्रोड को मैग्नीशियम (Mg) और दाएं इलेक्ट्रोड को सिल्वर (Ag) में बदलें।
दोनों अर्ध-सेलों के लिए समान धातु (जैसे Cu और Cu) का चयन करें और पुष्टि करें कि सेल विभव बिना किसी शुद्ध इलेक्ट्रॉन प्रवाह के 0.00 V तक गिर जाता है।
इलेक्ट्रोलाइट समाधान से किसी भी धातु इलेक्ट्रोड प्लेट को ऊपर की ओर खींचें और वोल्टमीटर को तुरंत 0.00 V (खुला सर्किट) तक गिरते हुए देखें।
जब आप बाईं ओर Cu और दाईं ओर Zn रखते हैं तो नमक पुल के अंदर बैंगनी K+ और हरे NO3- आयनों को विपरीत दिशा में जाते हुए देखें।

अधिगम उद्देश्य

1मानक कमी विभव से मानक सेल विभव E°cell = E°(कैथोड) - E°(एनोड) की गणना करें।
2ऑक्सीकरण के स्थल (अधिक नकारात्मक E°) के रूप में एनोड और अपचयन के स्थल (अधिक सकारात्मक E°) के रूप में कैथोड की पहचान करें।
3बताएं कि इलेक्ट्रॉन बाहरी तार के माध्यम से एनोड से कैथोड की ओर क्यों यात्रा करते हैं जबकि नमक-पुल केशन कैथोड बीकर की ओर प्रवास करते हैं।
4वर्णन करें कि जब दोनों इलेक्ट्रोड समान होते हैं या जब कोई इलेक्ट्रोड इलेक्ट्रोलाइट के साथ संपर्क खो देता है तो सेल वोल्टेज का क्या होता है।

शिक्षकों के आम सवाल

आप कैसे निर्धारित करते हैं कि गैल्वेनिक सेल में कौन सा इलेक्ट्रोड एनोड है?

एक सहज गैल्वेनिक सेल में, अधिक नकारात्मक (निचले) मानक कमी विभव वाला अर्ध-सेल ऑक्सीकरण से गुजरता है और नकारात्मक एनोड के रूप में कार्य करता है, जबकि अधिक सकारात्मक कमी विभव वाला अर्ध-सेल सकारात्मक कैथोड के रूप में अपचयन से गुजरता है।

वोल्टेइक सेल में नमक पुल क्यों आवश्यक है?

नमक पुल के बिना, एनोड पर ऑक्सीकरण एनोड बीकर में तेजी से सकारात्मक धातु आयनों का निर्माण करेगा जबकि कैथोड पर अपचयन कैथोड बीकर में अतिरिक्त नकारात्मक आयन छोड़ देगा। यह चार्ज निर्माण माइक्रोसेकंड के भीतर इलेक्ट्रॉन प्रवाह को रोक देगा; नमक पुल दोनों समाधानों को विद्युत रूप से तटस्थ रखने के लिए एनोड में एनियन और कैथोड में केशन का प्रवास कराता है।

Zn/Cu डेनियल सेल के वोल्टेज की गणना कैसे की जाती है?

जस्ता का मानक कमी विभव -0.76 V है और तांबे का मानक कमी विभव +0.34 V है। कैथोड से एनोड को घटाने पर E°cell = (+0.34 V) - (-0.76 V) = +1.10 V प्राप्त होता है।

इलेक्ट्रोकेमिकल सेल में इलेक्ट्रॉन किस ओर प्रवाहित होते हैं?

इलेक्ट्रॉन एनोड पर ऑक्सीकरण द्वारा छोड़े जाते हैं और हमेशा बाहरी धातु के तार और वोल्टमीटर के माध्यम से कैथोड की ओर यात्रा करते हैं, जहां समाधान में केशन उन्हें स्वीकार करते हैं और ठोस धातु के रूप में बाहर निकलते हैं।

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