इलेक्ट्रोड क्षमता: Difference between revisions

From Vigyanwiki
No edit summary
No edit summary
 
(11 intermediate revisions by 5 users not shown)
Line 1: Line 1:
{{short description|Electromotive force of a cell built of two electrodes}}
विद्युत्-रसायन में, इलेक्ट्रोड क्षमता विद्युत उत्पन्न करने वाली सेल का इलेक्ट्रोमोटिव बल है। जो मानक संदर्भ इलेक्ट्रोड से निर्मित होता है और अन्य इलेक्ट्रोड की विशेषता होती है। [1] सम्मेलनों के अनुसार, संदर्भ इलेक्ट्रोड मानक हाइड्रोजन इलेक्ट्रोड (एसएचई) है। इसे शून्य वोल्ट की क्षमता के रूप में परिभाषित किया गया है। अतः इसे चार्ज धातु की छड़ और नमक समाधान के मध्य संभावित अंतर के रूप में भी परिभाषित किया जा सकता है।


[[विद्युत्-रसायन]] में[[इलेक्ट्रोड|, '''इलेक्ट्रोड क्षमता''']] विद्युत उत्पन्न करने वाले [[ बिजली उत्पन्न करनेवाली सेल |सेल]] का [[वैद्युतवाहक बल]] है। जो मानक संदर्भ इलेक्ट्रोड से निर्मित होता है और अन्य इलेक्ट्रोड की विशेषता होती है।<ref>[[International Union of Pure and Applied Chemistry|IUPAC]], {{GoldBookRef |title=electrode potential, E |file=E01956 }}</ref> परिपाटी के अनुसार, संदर्भ इलेक्ट्रोड [[मानक हाइड्रोजन इलेक्ट्रोड]] (SHE) है। इसे शून्य [[वोल्ट]] की क्षमता के रूप में परिभाषित किया गया है। इसे चार्ज धातु की छड़ और नमक समाधान के मध्य संभावित अंतर के रूप में भी परिभाषित किया जा सकता है।
इलेक्ट्रोड क्षमता का मूल इलेक्ट्रोड और इलेक्ट्रोलाइट के मध्य अंतराफलक में विकसित संभावित अंतर में है। उदाहरण के लिए, M<sup>+</sup>/M रेडॉक्स कपल की इलेक्ट्रोड क्षमता के बारे में तर्क करना सामान्य बात है।


इलेक्ट्रोड क्षमता का मूल इलेक्ट्रोड और [[इलेक्ट्रोलाइट]] के मध्य इंटरफेस में विकसित संभावित अंतर में है। उदाहरण के लिए, {{chem2|M+/M}} रिडॉक्स युगल की इलेक्ट्रोड क्षमता के बारे में सामान्यतः बात होती है।
== उत्पत्ति और व्याख्या ==
इलेक्ट्रोड क्षमता इलेक्ट्रोड और इलेक्ट्रोलाइट के मध्य अंतराफलक में आवेशित प्रजातियों के अंतरफलक में स्थानांतरण, अंतराफलक पर आयनों के विशिष्ट सोखना, और विलायक सहित ध्रुवीय अणुओं के विशिष्ट सोखना/अभिविन्यास के कारण दिखाई देती है।


== उत्पत्ति और व्याख्या ==
विद्युत्-रसायन सेल में, कैथोड और एनोड में स्वतंत्र रूप से निश्चित इलेक्ट्रोड क्षमता होती है और उनके मध्य का अंतर सेल की क्षमता है।
इलेक्ट्रोड क्षमता इलेक्ट्रोड और इलेक्ट्रोलाइट के मध्य इंटरफेस में आवेशित प्रजातियों के अंतरफलक में स्थानांतरण, इंटरफ़ेस पर आयनों के विशिष्ट सोखना और विलायक सहित ध्रुवीय अणुओं के रासायनिक अवशोषण/अभिविन्यास के कारण प्रकट होती है।


[[विद्युत्-रसायन]] सेल में, कैथोड और एनोड में स्वतंत्र रूप से निश्चित इलेक्ट्रोड क्षमता होती है और उनके मध्य का अंतर सेल की क्षमता है।
<math>Ecell = Ecathod - Eanode</math>


:<math>E_\text{cell} =  E_\text{cathode} - E_\text{anode}.</math>
इलेक्ट्रोड क्षमता या तो कार्य कर रहे इलेक्ट्रोड ("प्रतिवर्ती क्षमता") पर संतुलन पर हो सकती है या कार्य कर रहे इलेक्ट्रोड पर गैर-शून्य शुद्ध प्रतिक्रिया के साथ क्षमता किन्तु शून्य शुद्ध वर्तमान ("जंग क्षमता", "मिश्रित क्षमता") हो सकती है।  कार्य कर रहे इलेक्ट्रोड पर गैर-शून्य शुद्ध वर्तमान के साथ क्षमता (जैसे गैल्वेनिक जंग या वोल्टामेट्री में) प्रतिवर्ती क्षमता को कभी-कभी किसी दिए गए इलेक्ट्रो प्रजातियों के लिए मानक इलेक्ट्रोड क्षमता में परिवर्तित किया जा सकता है। जो मापे मूल्यों के मानक स्थिति के एक्सट्रपलेशन (बाह्य गणन) द्वारा किया जाता है।
इलेक्ट्रोड क्षमता या तो कार्य कर रहे इलेक्ट्रोड पर [[थर्मोडायनामिक संतुलन]] पर हो सकती है, या कार्य कर रहे इलेक्ट्रोड पर गैर-शून्य शुद्ध प्रतिक्रिया के साथ क्षमता किन्तु शून्य शुद्ध वर्तमान (क्षरण क्षमता, [[मिश्रित संभावित सिद्धांत]]), या क्षमता के साथ कार्य कर रहे इलेक्ट्रोड पर गैर-शून्य शुद्ध वर्तमान होता है। प्रतिवर्ती क्षमता को कभी-कभी किसी दिए गए इलेक्ट्रोएक्टिव प्रजातियों के लिए [[मानक इलेक्ट्रोड क्षमता]] में परिवर्तित किया जा सकता है, जो मापा मूल्यों के [[मानक स्थिति]] के एक्सट्रपलेशन द्वारा किया जाता है।


गैर-संतुलन के अनुसार इलेक्ट्रोड क्षमता का मूल्य संपर्क चरणों की प्रकृति और संरचना पर निर्भर करता है, और इंटरफ़ेस पर [[विद्युत रासायनिक कैनेटीक्स]] पर निर्भर करता है।
गैर-संतुलन के अनुसार इलेक्ट्रोड क्षमता का मूल्य संपर्क चरणों की प्रकृति और संरचना पर और इंटरफ़ेस पर इलेक्ट्रोड प्रतिक्रियाओं के कैनेटीक्स पर निर्भर करता है (बटलर-वोल्मर समीकरण देखें)।


मानक हाइड्रोजन इलेक्ट्रोड के साथ इलेक्ट्रोड क्षमता के निर्धारण के लिए परिचालन धारणा में आदर्श समाधान में हाइड्रोजन आयन के साथ इस संदर्भ इलेक्ट्रोड को सम्मिलित किया गया है, जो हाइड्रोजन आयन के गठन के मानक एन्थैल्पी के समतुल्य सभी तापमानों पर शून्य क्षमता होती है, सभी तापमानों पर भी शून्य होती है।
सामान्यतः मानक हाइड्रोजन इलेक्ट्रोड के साथ इलेक्ट्रोड क्षमता के निर्धारण के लिए परिचालन धारणा में आदर्श समाधान में हाइड्रोजन आयन के साथ इस संदर्भ इलेक्ट्रोड को सम्मिलित किया गया है। जिसमें "सभी तापमानों पर शून्य क्षमता" हाइड्रोजन आयन के गठन के मानक एन्थैल्पी के समान्रतर "सभी तापमानों पर शून्य" है।{{short description|Electromotive force of a cell built of two electrodes}}


== नाप ==
== माप ==
[[File:Three electrode setup.svg|thumb|right|इलेक्ट्रोड क्षमता के मापन के लिए तीन-इलेक्ट्रोड सेटअप]]माप सामान्यतः तीन-इलेक्ट्रोड सेटअप (ड्राइंग देखें) का उपयोग करके आयोजित किया जाता है:
[[File:Three electrode setup.svg|thumb|right|इलेक्ट्रोड क्षमता के मापन के लिए तीन-इलेक्ट्रोड सेटअप]]माप सामान्यतः तीन-इलेक्ट्रोड सेटअप (ड्राइंग देखें) का उपयोग करके आयोजित किया जाता है।
# [[ काम कर रहे इलेक्ट्रोड | कार्य कर रहे इलेक्ट्रोड]] ,
# [[ काम कर रहे इलेक्ट्रोड | कार्य कर रहे इलेक्ट्रोड]] ,
# [[सहायक इलेक्ट्रॉनिक]],
# [[सहायक इलेक्ट्रॉनिक]],
# संदर्भ इलेक्ट्रोड (मानक हाइड्रोजन इलेक्ट्रोड या समकक्ष)।
# संदर्भ इलेक्ट्रोड (मानक हाइड्रोजन इलेक्ट्रोड या समकक्ष)।


इलेक्ट्रोड पर नॉन-जीरो नेट करंट के स्थिति में, इलेक्ट्रोलाइट में ओम के नियम IR-ड्रॉप को कम करना आवश्यक है, उदाहरण के लिए, संदर्भ इलेक्ट्रोड को कार्यशील इलेक्ट्रोड की सतह के पास स्थित करके (उदाहरण के लिए, [[लुगिन केशिका]] देखें), या पर्याप्त उच्च [[चालकता (इलेक्ट्रोलाइटिक)]] के [[सहायक इलेक्ट्रोलाइट]] का उपयोग करके। संभावित माप कार्यशील इलेक्ट्रोड से जुड़े [[ विद्युतमापी ]] के सकारात्मक टर्मिनल और संदर्भ इलेक्ट्रोड के नकारात्मक टर्मिनल के साथ किया जाता है।
इलेक्ट्रोड पर गैर-शून्य शुद्ध वर्तमान के स्थिति में, इलेक्ट्रोलाइट में ओम के नियम केअनुसार आईआर-ड्रॉप को कम करना आवश्यक है। उदाहरण के लिए संदर्भ इलेक्ट्रोड को कार्यशील इलेक्ट्रोड की सतह के समीप स्थित करके (उदाहरण के लिए, [[लुगिन केशिका]] देखें) या पर्याप्त उच्च [[चालकता (इलेक्ट्रोलाइटिक)]] के [[सहायक इलेक्ट्रोलाइट]] का उपयोग करके संभावित माप कार्यशील इलेक्ट्रोड से जुड़े [[ विद्युतमापी |विद्युतमापी]] के धनात्मक टर्मिनल और संदर्भ इलेक्ट्रोड के ऋणात्मक टर्मिनल के साथ किया जाता है।


== साइन कन्वेंशन ==
== सम्मेलनों पर हस्ताक्षर ==
ऐतिहासिक रूप से, इलेक्ट्रोड क्षमता के लिए हस्ताक्षर के लिए दो सम्मेलनों का गठन किया गया है:<ref name="ham">C.A. Hamel, "The Encyclopedia of Electrochemistry", Reinhold Publishing Corporation, New York-Chapman & Hall Ltd., London, 1964, p. 429–431.</ref>
ऐतिहासिक रूप से, इलेक्ट्रोड क्षमता के लिए हस्ताक्षर के लिए दो सम्मेलनों का गठन किया गया है।<ref name="ham">C.A. Hamel, "The Encyclopedia of Electrochemistry", Reinhold Publishing Corporation, New York-Chapman & Hall Ltd., London, 1964, p. 429–431.</ref>
# सम्मेलन [[वाल्थर नर्नस्ट]]-[[गिल्बर्ट न्यूटन लुईस]]-[[वेंडेल मिशेल लैटीमर]] (कभी-कभी अमेरिकी के रूप में संदर्भित),
# सम्मेलन [[वाल्थर नर्नस्ट]]-[[गिल्बर्ट न्यूटन लुईस]]-[[वेंडेल मिशेल लैटीमर]] (कभी-कभी अमेरिकी के रूप में संदर्भित),
# सम्मेलन जोशिया विलार्ड गिब्स-[[विल्हेम ओस्टवाल्ड]]-[[स्टॉकहोम]] (कभी-कभी यूरोपीय के रूप में संदर्भित)।
# सम्मेलन जोशिया विलार्ड गिब्स-[[विल्हेम ओस्टवाल्ड]]-[[स्टॉकहोम]] (कभी-कभी यूरोपीय के रूप में संदर्भित)।


1953 में स्टॉकहोम में<ref>P. van Rysselberghe, "Bericht der Kommission für electrochemische Nomenklatur und Definitionen", Z. Electrochem., 58 (1954), 530–535.</ref> IUPAC ने माना कि दोनों में से कोई भी कन्वेंशन अनुमेय है; चूँकि, इसने सर्वसम्मति से सिफारिश की कि केवल परिपाटी (2) के अनुसार व्यक्त परिमाण को इलेक्ट्रोड क्षमता कहा जाए। संभावित अस्पष्टताओं से बचने के लिए, इस प्रकार परिभाषित इलेक्ट्रोड क्षमता को गिब्स-स्टॉकहोम इलेक्ट्रोड क्षमता के रूप में भी संदर्भित किया जा सकता है। दोनों सम्मेलनों में, मानक हाइड्रोजन इलेक्ट्रोड को 0 वी की क्षमता के रूप में परिभाषित किया गया है। दोनों सम्मेलनों के संकेत पर भी सहमत हैं {{mvar|E}} अर्ध-सेल अभिक्रिया के लिए जब इसे अपचयन के रूप में लिखा जाता है।
सन्न 1953 में स्टॉकहोम में<ref>P. van Rysselberghe, "Bericht der Kommission für electrochemische Nomenklatur und Definitionen", Z. Electrochem., 58 (1954), 530–535.</ref> आईयूपीएसी ने माना कि दोनों में से कोई भी सम्मेलन अनुमेय है। चूँकि इसने सर्वसम्मति से अनुरोध किया की कि केवल सम्मेलन (2) के अनुसार व्यक्त परिमाण को इलेक्ट्रोड क्षमता कहा जाता है। अतः संभावित अस्पष्टताओं से बचने के लिए इस प्रकार परिभाषित इलेक्ट्रोड क्षमता को गिब्स-स्टॉकहोम इलेक्ट्रोड क्षमता के रूप में भी संदर्भित किया जा सकता है। समान्यतः दोनों सम्मेलनों में, मानक हाइड्रोजन इलेक्ट्रोड को 0 वी की क्षमता के रूप में परिभाषित किया गया है। अतः दोनों सम्मेलनों के संकेत पर भी सहमत हैं। जिसे  {{mvar|E}} अर्ध-सेल अभिक्रिया के लिए जब इसे अपचयन के रूप में लिखा जाता है।


दो सम्मेलनों के मध्य मुख्य अंतर<ref>Anson, Fred C. "Common sources of confusion; Electrode Sign Conventions," J. Chem. Educ., 1959, 36, p. 394.</ref> यह है कि परिपाटी के अनुसार आधे सेल अभिक्रिया की दिशा उलटने पर (1) का चिन्ह लिखा जाता है {{mvar|E}} भी स्विच करता है, जबकि कन्वेंशन (2) में ऐसा नहीं होता है। का चिह्न बदलने के पीछे तर्क {{mvar|E}} द्वारा दिया गया गिब्स मुक्त ऊर्जा परिवर्तन के साथ सही संकेत संबंध बनाए रखना है {{math|1=Δ''G'' = –''nFE''}} कहाँ {{mvar|n}} सम्मिलित इलेक्ट्रॉनों की संख्या है और {{mvar|F}} फैराडे नियतांक है। यह माना जाता है कि अर्ध-प्रतिक्रिया उपयुक्त SHE अर्ध-प्रतिक्रिया द्वारा संतुलित होती है। तब से {{math|Δ''G''}} जब किसी प्रतिक्रिया को उल्टा लिखा जाता है तो हस्ताक्षर स्विच करता है, इसलिए भी, सम्मेलन के समर्थकों (1) का तर्क है, का संकेत होना चाहिए {{mvar|E}}. सम्मेलन के समर्थकों (2) का तर्क है कि सभी रिपोर्ट किए गए इलेक्ट्रोड क्षमता सापेक्ष संभावित अंतर के इलेक्ट्रोस्टैटिक चिह्न के अनुरूप होनी चाहिए।
समान्यतः दो सम्मेलनों के मध्य मुख्य अंतर<ref>Anson, Fred C. "Common sources of confusion; Electrode Sign Conventions," J. Chem. Educ., 1959, 36, p. 394.</ref> यह है कि सम्मेलनों के अनुसार अर्ध सेल अभिक्रिया की दिशा परिवर्तित करने पर (1) {{mvar|E}} का चिन्ह भी स्विच करता है, जिससे कई सम्मेलन (2) में ऐसा नहीं होता है। {{mvar|E}} के चिह्न परिवर्तित के पीछे तर्क गिब्स मुक्त ऊर्जा परिवर्तन के साथ सही संकेत संबंध बनाए रखना है। जो {{math|1=Δ''G'' = –''nFE''}} द्वारा दिया गया है। जहाँ {{mvar|n}} सम्मिलित इलेक्ट्रॉनों की संख्या है और {{mvar|F}} फैराडे स्थिरांक है। यह माना जाता है कि अर्ध-प्रतिक्रिया उपयुक्त एसएचई अर्ध-प्रतिक्रिया द्वारा संतुलित होती है। चूँकि {{math|Δ''G''}} जब किसी प्रतिक्रिया को उल्टी दिशा लिखा जाता है तो हस्ताक्षर स्विच करता है, इसलिए सम्मेलन के समर्थकों (1) का तर्क है, क्या {{mvar|E}} का संकेत होना चाहिए। सम्मेलन के समर्थकों (2) का तर्क है कि सभी परिणाम किए गए इलेक्ट्रोड क्षमता सापेक्ष संभावित अंतर के इलेक्ट्रोस्टैटिक चिह्न के अनुरूप होती है।


== दो इलेक्ट्रोड से इकट्ठे सेल का संभावित अंतर ==
== दो इलेक्ट्रोड से इकट्ठे सेल का संभावित अंतर ==
{{See also|गैल्वेनिक सेल#सेल वोल्टेज|इलेक्ट्रोकेमिकल सेल#सेल क्षमता|इलेक्ट्रोलाइटिक सेल#एनोड और कैथोड की परिभाषाएं चार्ज और डिस्चार्ज पर निर्भर करती हैं}}
{{See also|गैल्वेनिक सेल और सेल वोल्टेज|इलेक्ट्रोकेमिकल सेल और सेल क्षमता|इलेक्ट्रोलाइटिक सेल,एनोड और कैथोड की परिभाषाएं चार्ज और डिस्चार्ज पर निर्भर करती हैं}}


दो इलेक्ट्रोड से इकट्ठे सेल की क्षमता का उपयोग करके दो अलग-अलग इलेक्ट्रोड क्षमता से निर्धारित किया जा सकता है
दो इलेक्ट्रोड से एकत्रित सेल की क्षमता का उपयोग करके दो भिन्न-भिन्न इलेक्ट्रोड क्षमता से निर्धारित किया जा सकता है।


:<math>\Delta V_\text{cell} =  E_\text{red,cathode} - E_\text{red,anode}</math>
:<math>\Delta V_\text{cell} =  E_\text{red,cathode} - E_\text{red,anode}</math>
Line 43: Line 42:


:<math>\Delta V_\text{cell} =  E_\text{red,cathode} + E_\text{oxy,anode}.</math>
:<math>\Delta V_\text{cell} =  E_\text{red,cathode} + E_\text{oxy,anode}.</math>
यह गैल्वेनिक सेल के विद्युत संभावित अंतर की IUPAC परिभाषा से अनुसरण करता है,<ref>{{GoldBookRef |title=electric potential difference, ΔV ''of a galvanic cell'' |file=E01934}}</ref> जिसके अनुसार किसी सेल का विद्युत विभवान्तर, गैल्वेनिक सेल के दायीं और बायीं ओर के इलेक्ट्रोडों की विभवों का अंतर होता है। कब {{math|Δ''V''<sub>cell</sub>}} धनात्मक है, तो धनात्मक विद्युत आवेश सेल के माध्यम से बाएं इलेक्ट्रोड ([[एनोड]]) से दाएं इलेक्ट्रोड ([[कैथोड]]) तक प्रवाहित होता है।
यह गैल्वेनिक सेल के विद्युत संभावित अंतर की आईयूपीएसी परिभाषा से अनुसरण करता है।<ref>{{GoldBookRef |title=electric potential difference, ΔV ''of a galvanic cell'' |file=E01934}}</ref> जिसके अनुसार किसी सेल का विद्युत विभवान्तर, गैल्वेनिक सेल के दायीं और बायीं ओर के इलेक्ट्रोडों की विभवों का अंतर होता है। जब {{math|Δ''V''<sub>cell</sub>}} धनात्मक है। तब धनात्मक विद्युत आवेश सेल के माध्यम से बाएं इलेक्ट्रोड ([[एनोड]]) से दाएं इलेक्ट्रोड ([[कैथोड]]) तक प्रवाहित होता है।


== यह भी देखें ==
== यह भी देखें ==
Line 60: Line 59:
<references/>
<references/>


{{DEFAULTSORT:Electrode Potential}}[[Category: इलेक्ट्रोकैमिस्ट्री]] [[Category: विद्युत रासायनिक क्षमता]]
{{DEFAULTSORT:Electrode Potential}}
 
 


[[Category: Machine Translated Page]]
[[Category:Articles with hatnote templates targeting a nonexistent page|Electrode Potential]]
[[Category:Created On 06/03/2023]]
[[Category:Created On 06/03/2023|Electrode Potential]]
[[Category:Lua-based templates|Electrode Potential]]
[[Category:Machine Translated Page|Electrode Potential]]
[[Category:Pages with script errors|Electrode Potential]]
[[Category:Short description with empty Wikidata description|Electrode Potential]]
[[Category:Templates Vigyan Ready|Electrode Potential]]
[[Category:Templates that add a tracking category|Electrode Potential]]
[[Category:Templates that generate short descriptions|Electrode Potential]]
[[Category:Templates using TemplateData|Electrode Potential]]
[[Category:इलेक्ट्रोकैमिस्ट्री|Electrode Potential]]
[[Category:विद्युत रासायनिक क्षमता|Electrode Potential]]

Latest revision as of 10:12, 14 April 2023

विद्युत्-रसायन में, इलेक्ट्रोड क्षमता विद्युत उत्पन्न करने वाली सेल का इलेक्ट्रोमोटिव बल है। जो मानक संदर्भ इलेक्ट्रोड से निर्मित होता है और अन्य इलेक्ट्रोड की विशेषता होती है। [1] सम्मेलनों के अनुसार, संदर्भ इलेक्ट्रोड मानक हाइड्रोजन इलेक्ट्रोड (एसएचई) है। इसे शून्य वोल्ट की क्षमता के रूप में परिभाषित किया गया है। अतः इसे चार्ज धातु की छड़ और नमक समाधान के मध्य संभावित अंतर के रूप में भी परिभाषित किया जा सकता है।

इलेक्ट्रोड क्षमता का मूल इलेक्ट्रोड और इलेक्ट्रोलाइट के मध्य अंतराफलक में विकसित संभावित अंतर में है। उदाहरण के लिए, M+/M रेडॉक्स कपल की इलेक्ट्रोड क्षमता के बारे में तर्क करना सामान्य बात है।

उत्पत्ति और व्याख्या

इलेक्ट्रोड क्षमता इलेक्ट्रोड और इलेक्ट्रोलाइट के मध्य अंतराफलक में आवेशित प्रजातियों के अंतरफलक में स्थानांतरण, अंतराफलक पर आयनों के विशिष्ट सोखना, और विलायक सहित ध्रुवीय अणुओं के विशिष्ट सोखना/अभिविन्यास के कारण दिखाई देती है।

विद्युत्-रसायन सेल में, कैथोड और एनोड में स्वतंत्र रूप से निश्चित इलेक्ट्रोड क्षमता होती है और उनके मध्य का अंतर सेल की क्षमता है।

इलेक्ट्रोड क्षमता या तो कार्य कर रहे इलेक्ट्रोड ("प्रतिवर्ती क्षमता") पर संतुलन पर हो सकती है या कार्य कर रहे इलेक्ट्रोड पर गैर-शून्य शुद्ध प्रतिक्रिया के साथ क्षमता किन्तु शून्य शुद्ध वर्तमान ("जंग क्षमता", "मिश्रित क्षमता") हो सकती है। कार्य कर रहे इलेक्ट्रोड पर गैर-शून्य शुद्ध वर्तमान के साथ क्षमता (जैसे गैल्वेनिक जंग या वोल्टामेट्री में) प्रतिवर्ती क्षमता को कभी-कभी किसी दिए गए इलेक्ट्रो प्रजातियों के लिए मानक इलेक्ट्रोड क्षमता में परिवर्तित किया जा सकता है। जो मापे मूल्यों के मानक स्थिति के एक्सट्रपलेशन (बाह्य गणन) द्वारा किया जाता है।

गैर-संतुलन के अनुसार इलेक्ट्रोड क्षमता का मूल्य संपर्क चरणों की प्रकृति और संरचना पर और इंटरफ़ेस पर इलेक्ट्रोड प्रतिक्रियाओं के कैनेटीक्स पर निर्भर करता है (बटलर-वोल्मर समीकरण देखें)।

सामान्यतः मानक हाइड्रोजन इलेक्ट्रोड के साथ इलेक्ट्रोड क्षमता के निर्धारण के लिए परिचालन धारणा में आदर्श समाधान में हाइड्रोजन आयन के साथ इस संदर्भ इलेक्ट्रोड को सम्मिलित किया गया है। जिसमें "सभी तापमानों पर शून्य क्षमता" हाइड्रोजन आयन के गठन के मानक एन्थैल्पी के समान्रतर "सभी तापमानों पर शून्य" है।

माप

इलेक्ट्रोड क्षमता के मापन के लिए तीन-इलेक्ट्रोड सेटअप

माप सामान्यतः तीन-इलेक्ट्रोड सेटअप (ड्राइंग देखें) का उपयोग करके आयोजित किया जाता है।

  1. कार्य कर रहे इलेक्ट्रोड ,
  2. सहायक इलेक्ट्रॉनिक,
  3. संदर्भ इलेक्ट्रोड (मानक हाइड्रोजन इलेक्ट्रोड या समकक्ष)।

इलेक्ट्रोड पर गैर-शून्य शुद्ध वर्तमान के स्थिति में, इलेक्ट्रोलाइट में ओम के नियम केअनुसार आईआर-ड्रॉप को कम करना आवश्यक है। उदाहरण के लिए संदर्भ इलेक्ट्रोड को कार्यशील इलेक्ट्रोड की सतह के समीप स्थित करके (उदाहरण के लिए, लुगिन केशिका देखें) या पर्याप्त उच्च चालकता (इलेक्ट्रोलाइटिक) के सहायक इलेक्ट्रोलाइट का उपयोग करके संभावित माप कार्यशील इलेक्ट्रोड से जुड़े विद्युतमापी के धनात्मक टर्मिनल और संदर्भ इलेक्ट्रोड के ऋणात्मक टर्मिनल के साथ किया जाता है।

सम्मेलनों पर हस्ताक्षर

ऐतिहासिक रूप से, इलेक्ट्रोड क्षमता के लिए हस्ताक्षर के लिए दो सम्मेलनों का गठन किया गया है।[1]

  1. सम्मेलन वाल्थर नर्नस्ट-गिल्बर्ट न्यूटन लुईस-वेंडेल मिशेल लैटीमर (कभी-कभी अमेरिकी के रूप में संदर्भित),
  2. सम्मेलन जोशिया विलार्ड गिब्स-विल्हेम ओस्टवाल्ड-स्टॉकहोम (कभी-कभी यूरोपीय के रूप में संदर्भित)।

सन्न 1953 में स्टॉकहोम में[2] आईयूपीएसी ने माना कि दोनों में से कोई भी सम्मेलन अनुमेय है। चूँकि इसने सर्वसम्मति से अनुरोध किया की कि केवल सम्मेलन (2) के अनुसार व्यक्त परिमाण को इलेक्ट्रोड क्षमता कहा जाता है। अतः संभावित अस्पष्टताओं से बचने के लिए इस प्रकार परिभाषित इलेक्ट्रोड क्षमता को गिब्स-स्टॉकहोम इलेक्ट्रोड क्षमता के रूप में भी संदर्भित किया जा सकता है। समान्यतः दोनों सम्मेलनों में, मानक हाइड्रोजन इलेक्ट्रोड को 0 वी की क्षमता के रूप में परिभाषित किया गया है। अतः दोनों सम्मेलनों के संकेत पर भी सहमत हैं। जिसे E अर्ध-सेल अभिक्रिया के लिए जब इसे अपचयन के रूप में लिखा जाता है।

समान्यतः दो सम्मेलनों के मध्य मुख्य अंतर[3] यह है कि सम्मेलनों के अनुसार अर्ध सेल अभिक्रिया की दिशा परिवर्तित करने पर (1) E का चिन्ह भी स्विच करता है, जिससे कई सम्मेलन (2) में ऐसा नहीं होता है। E के चिह्न परिवर्तित के पीछे तर्क गिब्स मुक्त ऊर्जा परिवर्तन के साथ सही संकेत संबंध बनाए रखना है। जो ΔG = –nFE द्वारा दिया गया है। जहाँ n सम्मिलित इलेक्ट्रॉनों की संख्या है और F फैराडे स्थिरांक है। यह माना जाता है कि अर्ध-प्रतिक्रिया उपयुक्त एसएचई अर्ध-प्रतिक्रिया द्वारा संतुलित होती है। चूँकि ΔG जब किसी प्रतिक्रिया को उल्टी दिशा लिखा जाता है तो हस्ताक्षर स्विच करता है, इसलिए सम्मेलन के समर्थकों (1) का तर्क है, क्या E का संकेत होना चाहिए। सम्मेलन के समर्थकों (2) का तर्क है कि सभी परिणाम किए गए इलेक्ट्रोड क्षमता सापेक्ष संभावित अंतर के इलेक्ट्रोस्टैटिक चिह्न के अनुरूप होती है।

दो इलेक्ट्रोड से इकट्ठे सेल का संभावित अंतर

दो इलेक्ट्रोड से एकत्रित सेल की क्षमता का उपयोग करके दो भिन्न-भिन्न इलेक्ट्रोड क्षमता से निर्धारित किया जा सकता है।

या, समकक्ष,

यह गैल्वेनिक सेल के विद्युत संभावित अंतर की आईयूपीएसी परिभाषा से अनुसरण करता है।[4] जिसके अनुसार किसी सेल का विद्युत विभवान्तर, गैल्वेनिक सेल के दायीं और बायीं ओर के इलेक्ट्रोडों की विभवों का अंतर होता है। जब ΔVcell धनात्मक है। तब धनात्मक विद्युत आवेश सेल के माध्यम से बाएं इलेक्ट्रोड (एनोड) से दाएं इलेक्ट्रोड (कैथोड) तक प्रवाहित होता है।

यह भी देखें

संदर्भ

  1. C.A. Hamel, "The Encyclopedia of Electrochemistry", Reinhold Publishing Corporation, New York-Chapman & Hall Ltd., London, 1964, p. 429–431.
  2. P. van Rysselberghe, "Bericht der Kommission für electrochemische Nomenklatur und Definitionen", Z. Electrochem., 58 (1954), 530–535.
  3. Anson, Fred C. "Common sources of confusion; Electrode Sign Conventions," J. Chem. Educ., 1959, 36, p. 394.
  4. IUPAC, Compendium of Chemical Terminology, 2nd ed. (the "Gold Book") (1997). Online corrected version: (2006–) "electric potential difference, ΔV of a galvanic cell". doi:10.1351/goldbook.E01934