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Very Short Answer Type Questions -
1.विद्युत विश्लेषण क्या है?
उत्तर: वह रासायनिक प्रक्रिया जिसमें किसी यौगिक के गलित अवस्था या जलीय विलयन में विद्युत धारा प्रवाहित करने पर वह अपने आयनों में टूट जाता है और नए पदार्थ बनाता है।
2. विद्युत विश्लेष्य क्या होते हैं?
उत्तर: वे पदार्थ जो गलित अवस्था या जलीय विलयन में विद्युत धारा का चालन करते हैं और रासायनिक रूप से विघटित हो जाते हैं।
3. विद्युत अनविश्लेष्य क्या होते हैं?
उत्तर: वे पदार्थ जो गलित अवस्था या जलीय विलयन में विद्युत धारा का चालन नहीं करते हैं।
4. कुछ प्रबल विद्युत विश्लेष्यों के नाम लिखिए।
उत्तर: NaCl, NaOH, H₂SO₄, HCl आदि।
5. कुछ दुर्बल विद्युत विश्लेष्यों के नाम लिखिए।
उत्तर: CH₃COOH, NH₄OH, H₂S आदि।
6. कैथोड क्या है?
उत्तर: विद्युत विश्लेषण में वह इलेक्ट्रोड जो बैटरी के ऋणात्मक सिरे से जुड़ा होता है, जहाँ अपचयन (reduction) होता है।
7. एनोड क्या है?
उत्तर: विद्युत विश्लेषण में वह इलेक्ट्रोड जो बैटरी के धनात्मक सिरे से जुड़ा होता है, जहाँ ऑक्सीकरण (oxidation) होता है।
8. विद्युत रासायनिक तुल्यांक (Electrochemical equivalent) की इकाई क्या है?
उत्तर: ग्राम प्रति कूलम्ब (g/C)।
9. विद्युत लेपन (Electroplating) क्या है?
उत्तर: किसी धातु की वस्तु पर विद्युत विश्लेषण द्वारा किसी अन्य धातु की पतली परत चढ़ाने की प्रक्रिया।
10. विद्युत लेपन का उद्देश्य क्या है?
उत्तर: वस्तु को जंग से बचाना, चमक बढ़ाना, आकर्षक बनाना और घर्षण कम करना।
11. किस धातु पर निकिल का लेपन किया जाता है?
उत्तर: साइकिल के हैंडिल, बाथरूम फिटिंग आदि पर।
12. क्रोमियम लेपन में एनोड के रूप में किसका उपयोग किया जाता है?
उत्तर: सीसा (Lead) या सीसा एंटीमनी मिश्र धातु का।
13. चाँदी का विद्युत लेपन करने के लिए विद्युत विश्लेष्य के रूप में किसका उपयोग होता है?
उत्तर: पोटैशियम अर्जेंटोसायनाइड [KAg(CN)₂] का विलयन।
14. लोहे पर जस्ते (Zinc) का लेपन क्या कहलाता है?
उत्तर: गैल्वनीकरण (Galvanization)।
15.एनोडीकरण (Anodisation) क्या है?
उत्तर: एल्यूमीनियम जैसी धातुओं की सतह पर विद्युत विश्लेषण द्वारा ऑक्साइड की एक मोटी परत बनाने की प्रक्रिया।
16.गैल्वनीकरण का मुख्य उद्देश्य क्या है?
उत्तर: लोहे को जंग लगने से बचाना।
17. विद्युत विश्लेष्य में विद्युत धारा का चालन किसके द्वारा होता है?
उत्तर: आयनों (ions) द्वारा।
18. धातुओं में विद्युत धारा का चालन किसके द्वारा होता है?
उत्तर: मुक्त इलेक्ट्रॉनों (free electrons) द्वारा।
19. कॉपर के विद्युत परिशोधन में एनोड क्या होता है?
उत्तर: अशुद्ध कॉपर (impure copper)।
20. कॉपर के विद्युत परिशोधन में कैथोड क्या होता है?
उत्तर: शुद्ध कॉपर की पतली शीट (thin sheet of pure copper)।
21. विद्युत विश्लेषण प्रक्रिया में ऊर्जा का कौन सा रूप किस रूप में परिवर्तित होता है?
उत्तर: विद्युत ऊर्जा रासायनिक ऊर्जा में परिवर्तित होती है।
22. किस प्रकार का विद्युत विश्लेष्य आयनीकृत नहीं होता है?
उत्तर: विद्युत अनविश्लेष्य।
23. दुर्बल विद्युत विश्लेष्य का आयनीकरण किस सीमा तक होता है?
उत्तर: आंशिक रूप से।
24. प्रबल विद्युत विश्लेष्य का आयनीकरण किस सीमा तक होता है?
उत्तर: पूर्ण रूप से।
25. गलित NaCl के विद्युत विश्लेषण में कैथोड पर कौन सी अभिक्रिया होती है?
उत्तर: Na⁺ + e⁻ → Na
26. गलित NaCl के विद्युत विश्लेषण में एनोड पर कौन सी अभिक्रिया होती है?
उत्तर: 2Cl⁻ → Cl₂ + 2e⁻
27. अम्लीय जल के विद्युत विश्लेषण में, कैथोड पर कौन सी गैस मुक्त होती है?
उत्तर: हाइड्रोजन (H₂)।
28. अम्लीय जल के विद्युत विश्लेषण में, एनोड पर कौन सी गैस मुक्त होती है?
उत्तर: ऑक्सीजन (O₂)।
29. विद्युत लेपन के लिए डीसी (DC) या एसी (AC) धारा का उपयोग किया जाता है?
उत्तर: डीसी (DC) धारा का।
30. सोने का विद्युत लेपन करते समय विद्युत विश्लेष्य का नाम क्या है?
उत्तर: पोटैशियम औरोसायनाइड [K[Au(CN)₂]] का विलयन।
31. विद्युत परिष्करण (Electrorefining) क्या है?
उत्तर: विद्युत विश्लेषण द्वारा अशुद्ध धातु को शुद्ध करने की प्रक्रिया।
32. एक विद्युत विश्लेष्य का उदाहरण दीजिए जो अम्ल है।
उत्तर: HCl, H₂SO₄।
33. एक विद्युत विश्लेष्य का उदाहरण दीजिए जो क्षार है।
उत्तर: NaOH, NH₄OH।
34. एक विद्युत विश्लेष्य का उदाहरण दीजिए जो लवण है।
उत्तर: NaCl, CuSO₄।
35. वोल्टमीटर (Voltameter) क्या है?
उत्तर: वह उपकरण जिसका उपयोग विद्युत विश्लेष्य से प्रवाहित आवेश की मात्रा को मापने के लिए किया जाता है।
36. विद्युत लेपन के लिए कैथोड के रूप में किस वस्तु का उपयोग किया जाता है?
उत्तर: जिस वस्तु पर लेपन करना है।
37. विद्युत लेपन में एनोड के रूप में किस धातु का उपयोग किया जाता है?
उत्तर: जिस धातु का लेपन करना है उसकी शुद्ध छड़।
38. विद्युत अपघटन में ऑक्सीकरण किस इलेक्ट्रोड पर होता है?
उत्तर: एनोड पर।
Short Answer Type Questions -
1. विद्युत विश्लेष्य और विद्युत अनविश्लेष्य में दो अंतर स्पष्ट कीजिए।
उत्तर: विद्युत विश्लेष्य गलित या जलीय अवस्था में विद्युत चालन करते हैं और विघटित होते हैं, जबकि विद्युत अनविश्लेष्य विद्युत चालन नहीं करते और विघटित नहीं होते। उदाहरण: NaCl (विद्युत विश्लेष्य), चीनी (विद्युत अनविश्लेष्य)।
2. प्रबल विद्युत विश्लेष्य और दुर्बल विद्युत विश्लेष्य में दो अंतर लिखिए।
उत्तर: प्रबल विद्युत विश्लेष्य जलीय विलयन में पूर्णतः आयनीकृत होते हैं (जैसे HCl), जबकि दुर्बल विद्युत विश्लेष्य आंशिक रूप से आयनीकृत होते हैं (जैसे CH₃COOH)।
3. विद्युत विश्लेषण के दो महत्वपूर्ण अनुप्रयोगों का उल्लेख कीजिए।
उत्तर: धातु निष्कर्षण (जैसे एल्यूमीनियम का), धातु शोधन (जैसे कॉपर का), विद्युत लेपन।
4. विद्युत लेपन में डीसी (DC) धारा का उपयोग क्यों किया जाता है?
उत्तर: डीसी धारा एक ही दिशा में बहती है, जिससे धातु आयन एक ही इलेक्ट्रोड (कैथोड) पर जमा होते हैं, जिससे एक समान और स्थायी परत बनती है। एसी (AC) धारा दिशा बदलती है, जिससे धातु का जमाव नहीं हो पाएगा या असमान होगा।
5. विद्युत लेपन करते समय वस्तु को कैथोड पर क्यों रखा जाता है?
उत्तर: लेपन करने वाली धातु के आयन धनावेशित होते हैं। कैथोड ऋणात्मक होता है, इसलिए धनावेशित धातु आयन कैथोड की ओर आकर्षित होकर उस पर जमा हो जाते हैं।
6. कॉपर के विद्युत परिशोधन में कॉपर सल्फेट के विलयन में थोड़ा सल्फ्यूरिक अम्ल क्यों मिलाया जाता है?
उत्तर: सल्फ्यूरिक अम्ल मिलाने से कॉपर सल्फेट विलयन की चालकता बढ़ जाती है, जिससे विद्युत विश्लेषण प्रक्रिया अधिक कुशल होती है।
7. विद्युत विश्लेषण में विद्युत ऊर्जा का रासायनिक ऊर्जा में रूपांतरण कैसे होता है?
उत्तर: विद्युत धारा प्रवाहित करने पर विद्युत विश्लेष्य के आयन इलेक्ट्रोड की ओर बढ़ते हैं और वहाँ इलेक्ट्रॉन ग्रहण या त्याग कर रासायनिक अभिक्रियाएँ करते हैं, जिससे नए पदार्थ बनते हैं।
8. एल्यूमीनियम के निष्कर्षण में क्रायोलाइट (Cryolite) और फ्लूओरस्पार (Fluorspar) की क्या भूमिका है?
उत्तर: क्रायोलाइट (Na₃AlF₆) एल्यूमिना (Al₂O₃) के गलनांक को कम करता है और इसकी चालकता बढ़ाता है। फ्लूओरस्पार भी गलनांक कम करने और चालकता बढ़ाने में मदद करता है।
9 पानी एक दुर्बल विद्युत विश्लेष्य क्यों है?
* उत्तर: पानी बहुत कम मात्रा में H⁺ और OH⁻ आयनों में विघटित होता है, जिससे इसकी चालकता बहुत कम होती है।
10. अम्लीय जल के विद्युत विश्लेषण में, हाइड्रोजन और ऑक्सीजन का आयतन अनुपात 2:1 क्यों होता है?
उत्तर: जल (H₂O) में हाइड्रोजन और ऑक्सीजन परमाणुओं का अनुपात 2:1 होता है। विद्युत विश्लेषण के दौरान, जल के प्रत्येक अणु से दो हाइड्रोजन परमाणु और एक ऑक्सीजन परमाणु मुक्त होते हैं, जिससे उनके आयतन का अनुपात भी 2:1 होता है।
11. लोहे पर जस्ते का लेपन क्यों किया जाता है?
उत्तर: लोहे को जंग लगने से बचाने के लिए, क्योंकि जस्ता लोहे की तुलना में अधिक क्रियाशील होता है और पहले ऑक्सीकृत होता है, जिससे लोहे की रक्षा होती है।
12. विद्युत विश्लेषण के दौरान आयन इलेक्ट्रोड की ओर क्यों आकर्षित होते हैं?
उत्तर: विपरीत आवेश वाले आयन विपरीत आवेश वाले इलेक्ट्रोड की ओर आकर्षित होते हैं (धनायन कैथोड की ओर, ऋणायन एनोड की ओर)।
13. विद्युत लेपन में विलयन का चयन कैसे किया जाता है?
उत्तर: विलयन उस धातु के लवण का होना चाहिए जिसका लेपन करना है, और यह सुनिश्चित किया जाना चाहिए कि यह एक अच्छा विद्युत विश्लेष्य हो।
14. कॉपर के विद्युत परिशोधन में अशुद्धियाँ एनोड कीचड़ (anode mud) के रूप में क्यों जमा होती हैं?
उत्तर: अशुद्ध कॉपर एनोड के रूप में होता है। विद्युत धारा प्रवाहित करने पर कॉपर आयन विलयन में जाते हैं, लेकिन जो अशुद्धियाँ कॉपर से कम क्रियाशील होती हैं (जैसे सोना, चांदी, प्लेटिनम), वे ऑक्सीकृत नहीं होतीं और एनोड के नीचे कीचड़ के रूप में जमा हो जाती हैं।
15. विद्युत विश्लेष्य की चालकता किन कारकों पर निर्भर करती है?
उत्तर: आयनों की संख्या, आयनों की गतिशीलता, तापमान और विलयन की सांद्रता।
16. विद्युत लेपन के लिए उपयोग किए जाने वाले इलेक्ट्रोडों को कैसे चुना जाता है?
उत्तर: कैथोड वह वस्तु होती है जिस पर लेपन करना है। एनोड उस शुद्ध धातु की छड़ होती है जिसका लेपन किया जाना है, या एक अक्रिय इलेक्ट्रोड यदि धातु को विलयन में पहले से ही आयन के रूप में डाला गया हो।
17. विद्युत अपघटन और गैल्वेनिक सेल (वोल्टाइक सेल) के बीच दो मुख्य अंतर बताइए।
उत्तर: विद्युत अपघटन में विद्युत ऊर्जा का उपयोग रासायनिक अभिक्रिया कराने के लिए किया जाता है (गैर-स्वतःस्फूर्त अभिक्रिया), जबकि गैल्वेनिक सेल में रासायनिक ऊर्जा से विद्युत ऊर्जा उत्पन्न होती है (स्वतःस्फूर्त अभिक्रिया)। विद्युत अपघटन में बाहरी ऊर्जा स्रोत की आवश्यकता होती है, जबकि गैल्वेनिक सेल खुद विद्युत उत्पन्न करता है।
18. एक वोल्टमीटर में विद्युत विश्लेषण की प्रक्रिया कैसे काम करती है?
उत्तर: वोल्टमीटर में, विद्युत विश्लेष्य के माध्यम से विद्युत धारा प्रवाहित की जाती है। इस धारा के कारण इलेक्ट्रोडों पर रासायनिक अभिक्रियाएं होती हैं, जिससे पदार्थ जमा या घुलते हैं। जमा या घुले हुए पदार्थ की मात्रा से प्रवाहित आवेश की मात्रा ज्ञात की जा सकती है।
19. क्या ठोस NaCl विद्युत का चालन करता है? कारण दीजिए।
उत्तर: नहीं, ठोस NaCl विद्युत का चालन नहीं करता क्योंकि इसमें आयन गति के लिए स्वतंत्र नहीं होते हैं। वे क्रिस्टल जालक में कसकर बंधे होते हैं।
20. अम्लीय जल के विद्युत विश्लेषण में, कुछ बूंदें अम्ल क्यों डाली जाती हैं?
उत्तर: शुद्ध जल में बहुत कम आयन होते हैं, जिससे इसकी चालकता बहुत कम होती है। अम्ल मिलाने से H⁺ और SO₄²⁻ आयन उत्पन्न होते हैं, जिससे जल की चालकता बढ़ जाती है और विद्युत विश्लेषण सुचारु रूप से होता है।
Long Answer Type :
1. कॉपर के विद्युत परिशोधन (Electrorefining of Copper) की प्रक्रिया का वर्णन कीजिए।
उत्तर: कॉपर के विद्युत परिशोधन का उपयोग अशुद्ध कॉपर से शुद्ध कॉपर प्राप्त करने के लिए किया जाता है।
* एनोड: अशुद्ध कॉपर की मोटी प्लेटें।
* कैथोड: शुद्ध कॉपर की पतली शीटें।
* विद्युत विश्लेष्य: कॉपर सल्फेट (CuSO₄) का अम्लीय विलयन (थोड़ा सल्फ्यूरिक अम्ल मिला हुआ)।
* प्रक्रिया: जब विद्युत धारा प्रवाहित की जाती है:
* एनोड पर: अशुद्ध कॉपर से Cu परमाणु ऑक्सीकृत होकर Cu²⁺ आयन के रूप में विलयन में जाते हैं। साथ ही, कॉपर से अधिक क्रियाशील अशुद्धियाँ (जैसे Zn, Fe) भी आयन के रूप में विलयन में चली जाती हैं। कॉपर से कम क्रियाशील अशुद्धियाँ (जैसे Ag, Au, Pt) ऑक्सीकृत नहीं होतीं और एनोड के नीचे 'एनोड कीचड़' (anode mud) के रूप में जमा हो जाती हैं।
* Cu → Cu²⁺ + 2e⁻
* Zn → Zn²⁺ + 2e⁻
* Fe → Fe²⁺ + 2e⁻
* कैथोड पर: विलयन में मौजूद Cu²⁺ आयन कैथोड की ओर आकर्षित होते हैं, इलेक्ट्रॉन ग्रहण करते हैं और शुद्ध कॉपर के रूप में कैथोड पर जमा हो जाते हैं।
* Cu²⁺ + 2e⁻ → Cu (शुद्ध)
* परिणाम: इस प्रक्रिया से एनोड से अशुद्ध कॉपर घुलता है और शुद्ध कॉपर कैथोड पर जमा हो जाता है, जिससे उच्च शुद्धता का कॉपर प्राप्त होता है।
2. विद्युत लेपन क्या है? इसका क्या उद्देश्य है?
उत्तर: विद्युत लेपन (Electroplating): यह एक विद्युत रासायनिक प्रक्रिया है जिसमें विद्युत विश्लेषण का उपयोग करके एक धातु की वस्तु की सतह पर किसी अन्य धातु की पतली और एक समान परत चढ़ाई जाती है।
* उद्देश्य:
* संक्षारण से बचाव: धातु को जंग लगने या संक्षारण से बचाने के लिए (जैसे लोहे पर जस्ते या निकिल का लेपन)।
* आकर्षण बढ़ाना: वस्तु को अधिक आकर्षक और चमकदार बनाने के लिए (जैसे चाँदी या सोने का लेपन)।
* कठोरता और स्थायित्व बढ़ाना: धातु की सतह को अधिक टिकाऊ और घर्षण प्रतिरोधी बनाने के लिए (जैसे क्रोमियम लेपन)।
* कीमत कम करना: महंगी धातुओं की बजाय सस्ती धातुओं पर महंगी धातु का लेपन करके।
3. किसी एक धातु के विद्युत लेपन की विधि का विस्तार से वर्णन करें।
उत्तर: लोहे पर निकिल का लेपन:
* वस्तु: जिस लोहे की वस्तु पर निकिल का लेपन करना है, उसे अच्छी तरह से साफ करके कैथोड (बैटरी के ऋणात्मक सिरे से जुड़ा हुआ) बनाया जाता है।
* लेपन धातु: शुद्ध निकिल की छड़ को एनोड (बैटरी के धनात्मक सिरे से जुड़ा हुआ) बनाया जाता है।
* विद्युत विश्लेष्य: निकिल सल्फेट (NiSO₄) और बोरिक एसिड का मिश्रण विद्युत विश्लेष्य के रूप में उपयोग किया जाता है। बोरिक एसिड विलयन के pH को नियंत्रित करता है।
* प्रक्रिया: जब विद्युत धारा प्रवाहित की जाती है:
* एनोड पर: निकिल (एनोड) से Ni परमाणु ऑक्सीकृत होकर Ni²⁺ आयन के रूप में विलयन में जाते हैं।
* Ni → Ni²⁺ + 2e⁻
* कैथोड पर: विलयन में मौजूद Ni²⁺ आयन कैथोड (लोहे की वस्तु) की ओर आकर्षित होते हैं, इलेक्ट्रॉन ग्रहण करते हैं और शुद्ध निकिल के रूप में लोहे की वस्तु पर जमा हो जाते हैं, जिससे एक चिकनी और चमकदार परत बन जाती है।
* Ni²⁺ + 2e⁻ → Ni
4. विद्युत विश्लेषण की सहायता से एल्यूमीनियम के निष्कर्षण के लिए जिस गलित मिश्रण का विद्युत विश्लेषण किया जाता है उसमें शुद्ध एलुमिना के अतिरिक्त और क्या-क्या रहता है? इस विद्युत विश्लेषण में कैथोड और एनोड के रूप में किसका प्रयोग होता है?
उत्तर: विद्युत विश्लेषण की सहायता से एल्यूमीनियम के निष्कर्षण के लिए जिस गलित मिश्रण का विद्युत विश्लेषण किया जाता है उसमें शुद्ध एलुमिना के साथ क्रायोलाइट (AlF₃ · 3NaF) और फ्लूओरस्पार (CaF₂) मिश्रित रहते हैं। इस विद्युत विश्लेषण में कैथोड के रूप में कार्बन तथा एनोड के रूप में कार्बन छड़ का उपयोग होता है।
5. विद्युत विश्लेषण की रासायनिक क्रिया के लिए कौन ऊर्जा उत्तरदायी है? अम्लीय जल के विद्युत विश्लेषण में कैथोड एवं एनोड पर कौन-कौन सी क्रियाएँ होती हैं?
उत्तर: विद्युत विश्लेषण में रासायनिक क्रिया के लिए विद्युत ऊर्जा उत्तरदायी है।
अम्लीय जल का विद्युत विच्छेदन जल वोल्टामीटर में करते हैं। जिसमें प्लेटिनम के दो विद्योतोद (Electrode) होते हैं जब इसमें विद्युत धारा प्रवाहित करते हैं तो जल का विद्युत विच्छेदन होता है और कैथोड पर हाइड्रोजन गैस तथा एनोड पर ऑक्सीजन गैस एकत्रित होती है।
जल का आयनीकरण :
H2O → H⁺ + OH⁻
कैथोड पर :-
H⁺ + e⁻ → H
H + H → H₂ ↑
एनोड पर :
OH⁻ – e⁻ → OH
4OH → 2H₂O + O₂ ↑
