day-14-electrochemistry-class12

<Success style="float:center; text-align:center;font-size:20px;"><B>Topics to be covered</B></Success>

<primary style="float:center; text-align:center;font-size:23px;"><B>Topics to be covered</B></primary>

<hr>

<main>

1. Standard electrode potential
2. Standard hydrogen electrode
3. Measurment of standard electrode potential
4. Nernst equation
5. Illustration of Daniell cell
6. General from of Nernst equation
7. Illustrations of Nernst equation

</div>
<div  style='float: right; width:45%; text-align: left;font-size:21px'>

1. मानक इलेक्ट्रोड क्षमता
2. मानक हाइड्रोजन इलेक्ट्रोड
3. मानक इलेक्ट्रोड क्षमता का मापन
4. नर्नस्ट समीकरण
5. डेनियल सेल का चित्रण
6. नर्नस्ट समीकरण से सामान्य
7. नर्नस्ट समीकरण के चित्रण

</div>

</main>

<hr>

<footer>Standard electrode potential$\rarr$Standard hydrogen electrode$\rarr$Measurment of standard electrode potential$\rarr$Nernst equation$\rarr$Illustration of Daniell cell$\rarr$General from of Nernst equation$\rarr$Illustrations of Nernst equation$\rarr$Exercise </footer>

<Success style="float:center; text-align:center;font-size:20px;"><B>Electrochemistry</B></Success>

<primary style="float:center; text-align:center;font-size:23px;"><B>Cell representaion</B></primary>

<hr>

<main>

Cell reaction:
$$\scriptsize{
\mathrm{Cu}(\mathrm{s})+2 \mathrm{Ag}^{+}(\mathrm{aq}) \longrightarrow \mathrm{Cu}^{2+}(\mathrm{aq})+2 \mathrm{Ag}(\mathrm{s})
}$$

Half-cell reactions:
Cathode (reduction): $\scriptsize{\quad 2 \mathrm{Ag}^{+}(\mathrm{aq})+2 \mathrm{e}^{-} \rightarrow 2 \mathrm{Ag}(\mathrm{s})}$
Anode (oxidation): $\scriptsize{\quad \mathrm{Cu}(\mathrm{s}) \rightarrow \mathrm{Cu}^{2+}(\mathrm{aq})+2 \mathrm{e}^{-}}$

The cell can be represented as:
$$\scriptsize{
\mathrm{Cu}(\mathrm{s})\left|\mathrm{Cu}^{2+}(\mathrm{aq}) \|| \mathrm{Ag}^{+}(\mathrm{aq})\right| \mathrm{Ag}(\mathrm{s})
}$$
and we have $\scriptsize{E_{\text {cell }}=E_{\text {right }}-E_{\text {left }}=E_{\mathrm{Ag}^{+} \mid \mathrm{Ag}}-E_{\mathrm{Cu}^{2+} \mid \mathrm{Cu}}}$

</div>
<div  style='float: right; width:45%; text-align: left;font-size:20px'>

कोशिका प्रतिक्रिया:

$$\scriptsize{
\mathrm{Cu}(\mathrm{s})+2 \mathrm{Ag}^{+}(\mathrm{aq}) \longrightarrow \mathrm{Cu}^{2+}(\mathrm{aq})+2 \mathrm{Ag}(\mathrm{s})
}$$

अर्ध-कोशिका प्रतिक्रियाएँ:

कैथोड (कमी): $\scriptsize{\quad 2 \mathrm{Ag}^{+}(\mathrm{aq})+2 \mathrm{e}^{-} \rightarrow 2 \mathrm{Ag}(\mathrm{s})}$

एनोड (ऑक्सीकरण) : $\scriptsize{\quad \mathrm{Cu}(\mathrm{s}) \rightarrow \mathrm{Cu}^{2+}(\mathrm{aq})+2 \mathrm{e}^{-}}$

सेल को इस प्रकार दर्शाया जा सकता है:
$$\scriptsize{
\mathrm{Cu}(\mathrm{s})\left|\mathrm{Cu}^{2+}(\mathrm{aq}) \|| \mathrm{Ag}^{+}(\mathrm{aq})\right| \mathrm{Ag}(\mathrm{s})
}$$
and we have $\scriptsize{E_{\text {cell }}=E_{\text {right }}-E_{\text {left }}=E_{\mathrm{Ag}^{+} \mid \mathrm{Ag}}-E_{\mathrm{Cu}^{2+} \mid \mathrm{Cu}}}$

</div>

</main>

<hr>

<Success style="float:center; text-align:center;font-size:20px;"><B>Electrochemistry</B></Success>

<primary style="float:center; text-align:center;font-size:23px;"><B>Standard electrode potential</B></primary>

<hr>

<main>

**When the concentrations of all the species involved in a half-cell is unity then the electrode potential is known as standard electrode potential**

- The concentration of salt in left compartment is 1.
- The concentration of salt in right compartment is 1.
- The standard electrode potential of Hydrogen is taken as refrence point($\scriptsize{E^o_{\mathrm{H}^{+} / \mathrm{H}_2}=0}$).
- It is measured against Standard Hydrogen Electrode (SHE).
- A negative $\scriptsize{E^o}$ means that the redox couple is a stronger reducing agent than the $\scriptsize{\mathrm{H}^{+} / \mathrm{H}_2}$ couple.
- A positive $\scriptsize{E^o}$ means that the redox couple is a weaker reducing agent than the $\scriptsize{\mathrm{H}^{+} / \mathrm{H}_2}$ couple.

</div>

**जब अर्ध-सेल में शामिल सभी प्रजातियों की सांद्रता एकता होती है तो इलेक्ट्रोड क्षमता को मानक इलेक्ट्रोड क्षमता के रूप में जाना जाता है**

- बाएं डिब्बे में नमक की सांद्रता 1 है।
- दाहिने डिब्बे में नमक की सांद्रता 1 है।
- हाइड्रोजन की मानक इलेक्ट्रोड क्षमता को संदर्भ बिंदु($\scriptsize{E^o_{\mathrm{H}^{+} / \mathrm{H}_2}=0}$) के रूप में लिया जाता है।
- इसे मानक हाइड्रोजन इलेक्ट्रोड (SHE) के विरुद्ध मापा जाता है।
- एक नकारात्मक $\scriptsize{E^o}$ का अर्थ है कि रेडॉक्स युगल $\scriptsize{\mathrm{H}^{+} / \mathrm{H}_2}$ युगल की तुलना में एक मजबूत कम करने वाला एजेंट है।
- एक सकारात्मक $\scriptsize{E^o}$ का अर्थ है कि रेडॉक्स युगल $\scriptsize{\mathrm{H}^{+} / \mathrm{H}_2}$ युगल की तुलना में एक कमजोर कम करने वाला एजेंट है।

</div>

</main>

<hr>

<footer><span style="color:blue">Standard electrode potential</span>$\rarr$Standard hydrogen electrode$\rarr$Measurment of standard electrode potential$\rarr$Nernst equation$\rarr$Illustration of Daniell cell$\rarr$General from of Nernst equation$\rarr$Illustrations of Nernst equation$\rarr$Exercise </footer>

<Success style="float:center; text-align:center;font-size:20px;"><B>Electrochemistry</B></Success>

<primary style="float:center; text-align:center;font-size:23px;"><B>Standard hydrogen electrode</B></primary>

<hr>

<main>

- The standard hydrogen electrode consists of a platinum electrode coated with platinum black. 
- The electrode is dipped in an acidic solution and pure hydrogen gas is bubbled through it.
- The concentration of both the reduced and oxidised forms of hydrogen is maintained at unity
- This implies that the pressure of hydrogen gas is one bar and the concentration of hydrogen ion in the solution is one molar

</div>

- मानक हाइड्रोजन इलेक्ट्रोड में प्लैटिनम ब्लैक से लेपित प्लैटिनम इलेक्ट्रोड होता है।
- इलेक्ट्रोड को अम्लीय घोल में डुबोया जाता है और इसके माध्यम से शुद्ध हाइड्रोजन गैस को बुलबुला किया जाता है।
- हाइड्रोजन के अपचयित और ऑक्सीकृत दोनों रूपों की सांद्रता को एकता पर बनाए रखा जाता है
- इसका तात्पर्य यह है कि हाइड्रोजन गैस का दबाव एक बार है और घोल में हाइड्रोजन आयन की सांद्रता एक मोलर है

</div>

</div>

</main>

<hr>

<footer>Standard electrode potential$\rarr$<span style="color:blue">Standard hydrogen electrode</span>$\rarr$Measurment of standard electrode potential$\rarr$Nernst equation$\rarr$Illustration of Daniell cell$\rarr$General from of Nernst equation$\rarr$Illustrations of Nernst equation$\rarr$Exercise </footer>

<Success style="float:center; text-align:center;font-size:20px;"><B>Electrochemistry</B></Success>

<primary style="float:center; text-align:center;font-size:23px;"><B>Measurment of standard electrode potential</B></primary>

<hr>

<main>

- At 298 K the emf of the cell, standard hydrogen electrode second half-cell constructed by taking standard hydrogen electrode as anode (reference half-cell)
- The other half-cell as cathode, gives the reduction potential of the other half-cell.
- <p>If the concentrations of the oxidised and the reduced forms of the species in the right hand half-cell are unity, then the cell potential is equal to standard electrode potential, $\scriptsize{ E^O{ }_{\mathrm{R}} }$ of the given half-cell.</p>

</div>
<div  style='float: right; width:35%; text-align: left;font-size:16px'>

- सेल के 298 K ईएमएफ पर, मानक हाइड्रोजन इलेक्ट्रोड को एनोड (संदर्भ अर्ध-सेल) के रूप में लेकर मानक हाइड्रोजन इलेक्ट्रोड द्वितीय अर्ध-सेल का निर्माण किया गया।
- कैथोड के रूप में अन्य अर्ध-सेल, अन्य अर्ध-सेल की कमी क्षमता देता है।
- <p>यदि दाहिने हाथ के अर्ध-सेल में प्रजातियों के ऑक्सीकरण और कम रूपों की सांद्रता एकता है, तो सेल क्षमता मानक इलेक्ट्रोड क्षमता के बराबर है,$\scriptsize{ E^O{ }_{\mathrm{R}} }$ दिए गए आधे सेल का.</p>

</div>

</div>

</main>

<hr>

<footer>Standard electrode potential$\rarr$Standard hydrogen electrode$\rarr$<span style="color:blue">Measurment of standard electrode potential</span>$\rarr$Nernst equation$\rarr$Illustration of Daniell cell$\rarr$General from of Nernst equation$\rarr$Illustrations of Nernst equation$\rarr$Exercise </footer>

<Success style="float:center; text-align:center;font-size:20px;"><B>Electrochemistry</B></Success>

<primary style="float:center; text-align:center;font-size:23px;"><B>Nernst Equation</B></primary>

<hr>

<main>

- Nernst equation is an equation through which we can calulate the EMF of a given cell using standard value of EMF
- In general for A $\scriptsize{\rightarrow}$ B, we can write:
$$\small{E_{(A/B)}=E^o_{(A/B)}-\frac{RT}{nF}lnQ}$$
 - n is the no of electrons involved
 - F is the faraday constant
 - $\scriptsize{E_{(A/B)}}$ is electrode potential of A going to B
 - $\scriptsize{E^o_{(A/B)}}$ is standard electrode potential of A going to B
 - Q is the reaction quotient

</div>
<div  style='float: right; width:45%; text-align: left;font-size:21px'>

- नर्नस्ट समीकरण एक समीकरण है जिसके माध्यम से हम ईएमएफ के मानक मूल्य का उपयोग करके किसी दिए गए सेल के ईएमएफ की गणना कर सकते हैं
- सामान्य तौर पर A $\scriptsize{\rightarrow}$ B के लिए, हम लिख सकते हैं:
$$\small{E_{(A/B)}=E^o_{(A/B)}-\frac{RT}{nF}lnQ}$$
 - n शामिल इलेक्ट्रॉनों की संख्या है
 - एफ फैराडे स्थिरांक है
 - $\scriptsize{E_{(A/B)}}$ A की B की ओर जाने वाली इलेक्ट्रोड क्षमता है
 - $\scriptsize{E^o_{(A/B)}}$ A की B की ओर जाने वाली मानक इलेक्ट्रोड क्षमता है
 - Q प्रतिक्रिया भागफल है

</div>

</main>

<hr>

<footer>Standard electrode potential$\rarr$Standard hydrogen electrode$\rarr$Measurment of standard electrode potential$\rarr$<span style="color:blue">Nernst equation</span>$\rarr$Illustration of Daniell cell$\rarr$General from of Nernst equation$\rarr$Illustrations of Nernst equation$\rarr$Exercise </footer>

<Success style="float:center; text-align:center;font-size:20px;"><B>Electrochemistry</B></Success>

<primary style="float:center; text-align:center;font-size:23px;"><B>Illustration of Daniell cell</B></primary>

<hr>

<main>

Equation for Daniell cell:

**$$\small{
\mathrm{Zn}(\mathrm{s})+\mathrm{Cu}^{2+}(\mathrm{aq}) \rightarrow \mathrm{Zn}^{2+}(\mathrm{aq})+\mathrm{Cu}(\mathrm{s})
}$$**

<span style="color:blue">Reduction half reaction</span>

$$\scriptsize{
\mathrm{Cu}^{2+}+2 \mathrm{e}^{-} \rightarrow \mathrm{Cu}(\mathrm{s})
}$$

Nernst equation can be written as:

$$\scriptsize{
E_{\left(\mathrm{Cu}^{2+} / \mathrm{Cu}\right)}=E_{\left(\mathrm{Cu}^{2+} / \mathrm{Cu}\right)}^{\mathrm{o}}-\frac{R T}{2 F} \ln \frac{1}{\left[\mathrm{Cu}^{2+}(\mathrm{aq})\right]}
}$$

</div>

डेनियल सेल के लिए समीकरण:

**$$\small{
\mathrm{Zn}(\mathrm{s})+\mathrm{Cu}^{2+}(\mathrm{aq}) \rightarrow \mathrm{Zn}^{2+}(\mathrm{aq})+\mathrm{Cu}(\mathrm{s})
}$$**

$$\scriptsize{
\mathrm{Cu}^{2+}+2 \mathrm{e}^{-}\rightarrow\mathrm{Cu}(\mathrm{s})
}$$

निकटतम समीकरण को इस प्रकार लिखा जा सकता है:

</div>

</main>

<hr>

<footer>Standard electrode potential$\rarr$Standard hydrogen electrode$\rarr$Measurment of standard electrode potential$\rarr$Nernst equation$\rarr$<span style="color:blue">Illustration of Daniell cell</span>$\rarr$General from of Nernst equation$\rarr$Illustrations of Nernst equation$\rarr$Exercise </footer>

<Success style="float:center; text-align:center;font-size:20px;"><B>Electrochemistry</B></Success>

<primary style="float:center; text-align:center;font-size:23px;"><B>General from of Nernst equation</B></primary>

<hr>

<main>

And for a general electrochemical reaction of the type:
$$\scriptsize{
\mathrm{a} \mathrm{A}+\mathrm{bB} \xrightarrow{n e^{-}} \mathrm{cC}+\mathrm{dD}
}$$

Nernst equation can be written as:

$$\scriptsize{
E_{\text {(cell) }}=E_{\text {(cell) }}^o-\frac{R T}{n F} \ln Q
}$$

</div>

और इस प्रकार की सामान्य विद्युत रासायनिक प्रतिक्रिया के लिए:
$$\scriptsize{
\mathrm{a} \mathrm{A}+\mathrm{bB} \xrightarrow{n e^{-}} \mathrm{cC}+\mathrm{dD}
}$$

निकटतम समीकरण को इस प्रकार लिखा जा सकता है:

$$\scriptsize{
E_{\text {(cell) }}=E_{\text {(cell) }}^o-\frac{R T}{n F} \ln Q
}$$

</div>

</main>

<hr>

<footer>Standard electrode potential$\rarr$Standard hydrogen electrode$\rarr$Measurment of standard electrode potential$\rarr$Nernst equation$\rarr$Illustration of Daniell cell$\rarr$<span style="color:blue">General from of Nernst equation</span>$\rarr$Illustrations of Nernst equation$\rarr$Exercise </footer>

<Success style="float:center; text-align:center;font-size:20px;"><B>Electrochemistry</B></Success>

<primary style="float:center; text-align:center;font-size:23px;"><B>General from of Nernst equation</B></primary>

<hr>

<main>

For $\scriptsize{Q = Q_c}$

$\scriptsize{E_{\text {(cell) }}=E_{(\text {cell })}^{\mathrm{o}}-\frac{R T}{n F} \ln\frac{[\mathrm{C}]^{\mathrm{c}}[\mathrm{D}]^{\mathrm{d}}}{[\mathrm{A}]^{\mathrm{a}}[\mathrm{B}]^{\mathrm{b}}}}$

For $\scriptsize{Q = Q_p}$

$\scriptsize{E_{\text {(cell) }}=E_{(\text {cell })}^{\mathrm{o}}-\frac{R T}{n F} \ln\frac{p_{D}.p_{C}}{p_{A}.p_{B}}}$

</div>

$\scriptsize{Q = Q_c}$ के लिए

$\scriptsize{E_{\text {(cell) }}=E_{(\text {cell })}^{\mathrm{o}}-\frac{R T}{n F} \ln\frac{[\mathrm{C}]^{\mathrm{c}}[\mathrm{D}]^{\mathrm{d}}}{[\mathrm{A}]^{\mathrm{a}}[\mathrm{B}]^{\mathrm{b}}}}$

$\scriptsize{Q = Q_p}$ के लिए

$\scriptsize{E_{\text {(cell) }}=E_{(\text {cell })}^{\mathrm{o}}-\frac{R T}{n F} \ln\frac{p_{D}.p_{C}}{p_{A}.p_{B}}}$

</div>

</main>

<hr>

<footer>Standard electrode potential$\rarr$Standard hydrogen electrode$\rarr$Measurment of standard electrode potential$\rarr$Nernst equation$\rarr$Illustration of Daniell cell$\rarr$<span style="color:blue">General from of Nernst equation</span>$\rarr$Illustrations of Nernst equation$\rarr$Exercise </footer>

<Success style="float:center; text-align:center;font-size:20px;"><B>Electrochemistry</B></Success>

<primary style="float:center; text-align:center;font-size:23px;"><B>Illustrations of Nernst equation</B></primary>

<hr>

<main>

Cell notation for SHE:
$$\scriptsize{
\mathrm{Pt}, \mathrm{H}_2 \text { (g,1atm) }\left|\mathbf{H}^{+}(\mathbf{a q}, \mathbf{1} \mathbf{M})\right| \mid \mathbf{M}^{\mathbf{n +}} \text { (aq.) } \mid \mathbf{M}
}$$

$$\scriptsize{
E=E^{\circ}-\frac{0.0591}{n} \log \frac{\left[H^{+}\right]}{\left[p_{H_2}\right]}
}$$

Cell noatation:

$$\scriptsize{
\mathrm{Ni}(\mathrm{s}) \mid \mathrm{Ni}^{2+} \text { (aq) }|| \mathrm{Ag}^{+} \text {(aq) } \mid \mathrm{Ag}
}$$

$$\scriptsize{
E_{\text {(cell) }}=E_{\text {(cell) }}^{\mathrm{o}}-\frac{R T}{2 F} \ln \frac{\left[\mathrm{Ni}^{2+}\right]}{\left[\mathrm{Ag}^{+}\right]^2}
}$$

</div>
<div  style='float: right; width:45%; text-align: left;font-size:21px'>

SHE के लिए सेल नोटेशन:
$$\scriptsize{
\mathrm{Pt}, \mathrm{H}_2 \text { (g,1atm) }\left|\mathbf{H}^{+}(\mathbf{a q}, \mathbf{1} \mathbf{M})\right| \mid \mathbf{M}^{\mathbf{n +}} \text { (aq.) } \mid \mathbf{M}
}$$

$$\scriptsize{
E=E^{\circ}-\frac{0.0591}{n} \log \frac{\left[H^{+}\right]}{\left[p_{H_2}\right]}
}$$

सेल संकेतन:

$$\scriptsize{
\mathrm{Ni}(\mathrm{s}) \mid \mathrm{Ni}^{2+} \text { (aq) }|| \mathrm{Ag}^{+} \text {(aq) } \mid \mathrm{Ag}
}$$

$$\scriptsize{
E_{\text {(cell) }}=E_{\text {(cell) }}^{\mathrm{o}}-\frac{R T}{2 F} \ln \frac{\left[\mathrm{Ni}^{2+}\right]}{\left[\mathrm{Ag}^{+}\right]^2}
}$$

</div>

</main>

<hr>

<footer>Standard electrode potential$\rarr$Standard hydrogen electrode$\rarr$Measurment of standard electrode potential$\rarr$Nernst equation$\rarr$Illustration of Daniell cell$\rarr$General from of Nernst equation$\rarr$<span style="color:blue">Illustrations of Nernst equation</span>$\rarr$Exercise </footer>

<Success style="float:center; text-align:center;font-size:20px;"><B>Electrochemistry</B></Success>

<primary style="float:center; text-align:center;font-size:23px;"><B>Exercise</B></primary>

<hr>

<main>

**Question**

Represent the cell in which the following reaction takes place

$$
\mathrm{Mg}(\mathrm{s})+2 \mathrm{Ag}^{+}(0.0001 \mathrm{M}) \rightarrow \mathrm{Mg}^{2+}(0.130 \mathrm{M})+2 \mathrm{Ag}(\mathrm{s})
$$

Calculate its $E_{\text {(cell) }}$ if $E_{(\text {cell) }}^o=3.17 \mathrm{~V}$.

</div>
<div  style='float: right; width:45%; text-align: left;font-size:21px'>

उस सेल का प्रतिनिधित्व करें जिसमें निम्नलिखित प्रतिक्रिया होती है

$$
\mathrm{Mg}(\mathrm{s})+2 \mathrm{Ag}^{+}(0.0001 \mathrm{M}) \rightarrow \mathrm{Mg}^{2+}(0.130 \mathrm{M})+2 \mathrm{Ag}(\mathrm{s})
$$

इसकी गणना करें $E_{\text {(cell) }}$ if $E_{(\text {cell) }}^o=3.17 \mathrm{~V}$.

</div>

</main>

<hr>

<Success style="float:center; text-align:center;font-size:20px;"><B>Electrochemistry</B></Success>

<primary style="float:center; text-align:center;font-size:23px;"><B>Exercise</B></primary>

<hr>

<main>

**Answer**

The cell can be written as $\mathrm{Mg}\left|\mathrm{Mg}^{2+}(0.130 \mathrm{M})\right|\left|\mathrm{Ag}^{+}(0.0001 \mathrm{M})\right| \mathrm{Ag}$

<p>
$$
\begin{aligned}
E_{\text {(cell) }} & =E_{\text {(cell) }}^{\mathrm{o}}-\frac{\mathrm{RT}}{2 \mathrm{~F}} \ln \frac{\mathrm{Mg}^{2+}}{\mathrm{Ag}^{++^2}} \\
& =3.17 \mathrm{~V}-\frac{0.059 \mathrm{~V}}{2} \log \frac{0.130}{(0.0001)^2}=3.17 \mathrm{~V}-0.21 \mathrm{~V}=2.96 \mathrm{~V}
\end{aligned}
$$
</p>

</div>
<div  style='float: right; width:45%; text-align: left;font-size:21px'>

**उत्तर**

सेल को इस प्रकार लिखा जा सकता है$\mathrm{Mg}\left|\mathrm{Mg}^{2+}(0.130 \mathrm{M})\right|\left|\mathrm{Ag}^{+}(0.0001 \mathrm{M})\right| \mathrm{Ag}$

</div>

</main>

<hr>