इलेक्ट्रोकेमिस्ट्री

इंटर कन्वर्जन ऑफ एनर्जी

• इलेक्ट्रोकेमिस्ट्री: केमिकल एनर्जी और इलेक्ट्रिकल एनर्जी का आपसी परिवर्तन।
• इलेक्ट्रोकेमिकल सेल: डिवाइस जिसमें यह परिवर्तन होता है।
• दो प्रकार के सेल्स:
  1. नेनो अथवा वोल्टिक सेल
  2. इलेक्ट्रोलिटिक सेल

गैल्वेनिक सेल vs. इलेक्ट्रोलिटिक सेल

• गैल्वेनिक (वोल्टिक) सेल:
  • स्पॉन्टेनियस रेडॉक्स रिएक्शन (ΔG < 0)
  • केमिकल एनर्जी से इलेक्ट्रिकल एनर्जी में परिवर्तन
  • इनडायरेक्ट रेडॉक्स रिएक्शन
• इलेक्ट्रोलिटिक सेल:
  • नॉन-स्पॉन्टेनियस रेडॉक्स रिएक्शन (ΔG > 0)
  • इलेक्ट्रिकल एनर्जी से केमिकल एनर्जी में परिवर्तन
  • डायरेक्ट रेडॉक्स रिएक्शन

गैल्वेनिक सेल संरचना

• ऑक्सीडेशन हाफ सेल (एनोड): नेगेटिवली चार्ज इलेक्ट्रोड।
• रिडक्शन हाफ सेल (कैथोड): पॉजिटिवली चार्ज इलेक्ट्रोड।
• सॉल्ट ब्रिज: सर्किट को इंटरनली कंप्लीट करता है और इलेक्ट्रोलाइट सोल्यूशन की इलेक्ट्रिकल यूटिलिटी मेंटेन रखता है।
• हर हाफ सेल: एक मेटल इलेक्ट्रोड अपने इलेक्ट्रोलाइट सोल्यूशन में डिप होता है।

वर्किंग ऑफ गैल्वेनिक सेल

• जिंक इलेक्ट्रोड: Zn -> Zn²⁺ + 2e⁻ (ऑक्सीडेशन हाफ सेल)
• कॉपर इलेक्ट्रोड: Cu²⁺ + 2e⁻ -> Cu (रिडक्शन हाफ सेल)
• ओवरऑल रिएक्शन: Zn + Cu²⁺ -> Zn²⁺ + Cu
• सेल रिप्रेजेंटेशन: Zn | Zn²⁺ || Cu²⁺ | Cu

इलेक्ट्रोड पोटेंशियल

• परिभाषा: इलेक्ट्रोड और इलेक्ट्रोलाइट के बीच पोटेंशियल डिफरेंस। वोल्ट में मापा जाता है।
• स्टैंडर्ड इलेक्ट्रोड पोटेंशियल: 25°C, 1 मोलर कंसंट्रेशन, 1 ATM प्रेशर पर मापा जाता है।
• ईएमएफ: कैथोड और एनोड के बीच पोटेंशियल डिफरेंस (ई कैथोड - ई एनोड)

नर्स्ट इक्वेशन

• फॉर्मूला: E_cell = E°_cell - (0.0591/n) log(Q)
• नॉन-स्टैंडर्ड कंडीशंस पर ईएमएफ निकालने के लिए उपयोगी।_

गिब्स फ्री एनर्जी

• फॉर्मूला: ΔG° = -nFE°_cell
• नेगेटिव ΔG मतलब स्पॉन्टेनियस रिएक्शन_

कंडक्टिविटी और कंडक्टेंस

• कंडक्टिविटी (κ): C = kA / l
• कंडक्टेंस (G): G = 1/R
• कंडक्टिविटी का फॉर्मूला: G_star x कंडक्टेंस

सेल्स का कंडक्टिविटी नंबर

• डाइल्यूशन का इफेक्ट: कंडक्टिविटी डिक्रीज जबकि मोलर कंडक्टेंस इन्क्रीज करती है।
• डेबाई हक्केल: λ_m^∞ = λ⁺ + λ⁻

क्वांटिटेटिव एनालिसिस ऑफ इलेक्ट्रोलिसिस

• फराडे का लॉ: m = (E × I × t) / (n × 96500)
• कैथोड और एनोड पर प्रोडक्ट्स का गणना करना।

प्रेफरेंशियल डिस्चार्ज थ्योरी

• डिस्चार्ज पोटेंशियल का महत्व
• कैथोड पर जो आसानी से रिड्यूस होकर डिपॉजिट होता है, वही अनोड पर ऑक्सीडाइज होकर गैस देता है।