फराडे के विद्युत अपघटनी नियम कक्षा 12 केमिस्ट्रीक लिए

फराडे के विद्युत अपघटन के नियम (Faraday’s Laws of Electrolysis) के महत्वपूर्ण बिंदु निम्नलिखित हैं:

1. पहला नियम (Faraday’s First Law of Electrolysis)

यह नियम बताता है कि “किसी भी इलेक्ट्रोलाइटिक घोल में अपघटन (deposition) की मात्रा उस इलेक्ट्रोड पर प्रवाहित विद्युत धारा की मात्रा के समानुपाती होती है।”
इसका मतलब है कि जितनी अधिक विद्युत धारा प्रवाहित होगी, उतना अधिक पदार्थ अपघटित होगा।
रासायनिक अभिक्रिया में अपघटन की मात्रा m∝I×tm \propto I \times t के रूप में दी जाती है, जहां II विद्युत धारा (Current) है और tt समय है।

2. दूसरा नियम (Faraday’s Second Law of Electrolysis)

यह नियम कहता है कि “किसी विद्युत अपघटन प्रक्रिया में एक निश्चित समय में, विभिन्न पदार्थों का अपघटन उनके संयोजी गुणांक (equivalent weight) के विपरीत समान विद्युत धारा से होता है।”
यह नियम यह भी कहता है कि “किसी एक ही धारा द्वारा विभिन्न पदार्थों का अपघटन उनकी Equivalent weight के अनुपात में होगा।”
यदि m1,m2m_1, m_2 और E1,E2E_1, E_2 दो पदार्थों के लिए अपघटन की मात्रा और उनके Equivalent weight हैं, तो m1m2=E1E2\frac{m_1}{m_2} = \frac{E_1}{E_2}

3. फराडे का विद्युत समीकरण (Faraday’s Electrolysis Equation)

इस समीकरण द्वारा विद्युत अपघटन में अपघटित पदार्थ की मास (m) की गणना की जा सकती है।
समीकरण: m=M×I×tF×zm = \frac{M \times I \times t}{F \times z} जहां:
- mm = अपघटित पदार्थ का मास
- MM = पदार्थ का मोलर मास
- II = विद्युत धारा
- tt = समय
- FF = फराडे की स्थिरांक (96,500 C/mol)
- zz = पदार्थ का वैलेंसी (valency)

4. फराडे की स्थिरांक (Faraday Constant)

फराडे की स्थिरांक FF 96,500 कूलाम्ब/मोल होती है।
यह इलेक्ट्रॉन के एक मोल (1 मोले) के द्वारा वहन की जाने वाली कुल विद्युत आवेश की राशि को दर्शाती है।

5. प्रवाहित धारा और अपघटन के बीच संबंध

विद्युत धारा और अपघटन के बीच सीधे अनुपात का संबंध होता है। इसका अर्थ यह है कि यदि धारा अधिक होती है, तो पदार्थ का अपघटन भी अधिक होगा।

निष्कर्ष:

फराडे के विद्युत अपघटन के नियम, विद्युत अपघटन प्रक्रिया को समझने में महत्वपूर्ण हैं। ये नियम यह बताते हैं कि विद्युत धारा के प्रवाह से पदार्थों का अपघटन कैसे होता है और इस प्रक्रिया में विद्युत धारा, समय, और पदार्थ के गुणकों का कितना प्रभाव होता है।

यहां फराडे के विद्युत अपघटन के नियम (Faraday’s Laws of Electrolysis) पर आधारित 10 महत्वपूर्ण सवाल और उनके उत्तर की व्याख्या विधि दी जा रही है:

1. फराडे के पहले नियम का बयान क्या है?

उत्तर:
फराडे का पहला नियम यह कहता है कि “किसी भी इलेक्ट्रोलाइटिक घोल में अपघटन (deposition) की मात्रा उस इलेक्ट्रोड पर प्रवाहित विद्युत धारा की मात्रा के समानुपाती होती है।”
व्याख्या:
इसका मतलब है कि यदि हम किसी इलेक्ट्रोलाइट में एक निश्चित समय तक विद्युत धारा प्रवाहित करते हैं, तो अपघटित पदार्थ की मात्रा उस धारा की मात्रा के समानुपाती होगी।

2. फराडे के दूसरे नियम का क्या अर्थ है?

उत्तर:
फराडे का दूसरा नियम यह कहता है कि “किसी निश्चित समय में, विभिन्न पदार्थों का अपघटन उनके समकक्ष भार (equivalent weight) के अनुपात में होता है।”
व्याख्या:
यदि हम एक ही धारा को विभिन्न पदार्थों पर प्रवाहित करते हैं, तो उन पदार्थों का अपघटन उनके समकक्ष भार के अनुपात में होगा।

3. विद्युत अपघटन में अपघटित पदार्थ की मात्रा किस पर निर्भर करती है?

उत्तर:
विद्युत अपघटन में अपघटित पदार्थ की मात्रा मुख्य रूप से तीन बातों पर निर्भर करती है:

प्रवाहित विद्युत धारा (Current, II)
समय (Time, tt)
पदार्थ का मोलर भार और वैलेंसी (Molar mass and Valency)
व्याख्या:
जैसे-जैसे विद्युत धारा बढ़ेगी या समय बढ़ेगा, वैसे-वैसे अपघटित पदार्थ की मात्रा भी बढ़ेगी।

4. फराडे का विद्युत समीकरण (Faraday’s Electrolysis Equation) क्या है? इसे समझाइए।

उत्तर:
फराडे का विद्युत समीकरण है: m=M×I×tF×zm = \frac{M \times I \times t}{F \times z}

जहाँ:

mm = अपघटित पदार्थ का मास
MM = पदार्थ का मोलर मास
II = विद्युत धारा
tt = समय
FF = फराडे की स्थिरांक (96,500 C/mol)
zz = पदार्थ की वैलेंसी (valency)
व्याख्या:
इस समीकरण से हम किसी पदार्थ के अपघटन के लिए जरूरी सभी जानकारी प्राप्त कर सकते हैं।

5. फराडे की स्थिरांक (Faraday Constant) क्या होती है, और इसका मान क्या है?

उत्तर:
फराडे की स्थिरांक FF 96,500 कूलाम्ब (Coulombs) प्रति मोल होती है।
व्याख्या:
यह स्थिरांक एक मोल इलेक्ट्रॉन के द्वारा वहन की जाने वाली विद्युत आवेश की कुल राशि को दर्शाती है।

6. विभिन्न पदार्थों का अपघटन किस आधार पर विद्युत धारा के द्वारा होता है?

उत्तर:
विभिन्न पदार्थों का अपघटन उनकी समकक्ष भार (equivalent weight) के अनुपात में होता है।
व्याख्या:
अधिक समकक्ष भार वाले पदार्थों का अपघटन कम होता है, जबकि कम समकक्ष भार वाले पदार्थों का अपघटन अधिक होता है।

7. फराडे के नियमों के अनुसार किसी पदार्थ के अपघटन की मात्रा कैसे गणना की जाती है?

उत्तर:
किसी पदार्थ के अपघटन की मात्रा को फराडे के समीकरण m=M×I×tF×zm = \frac{M \times I \times t}{F \times z} द्वारा गणना किया जाता है।
व्याख्या:
इसे इस प्रकार से समझा जा सकता है कि यदि हमें विद्युत धारा, समय, और पदार्थ का मोलर मास और वैलेंसी पता हो, तो हम अपघटित पदार्थ की मात्रा की गणना कर सकते हैं।

8. फराडे के दूसरे नियम का उपयोग करके, आप विभिन्न पदार्थों के अपघटन की तुलना कैसे करेंगे?

उत्तर:
फराडे के दूसरे नियम के अनुसार, यदि हम एक समान धारा द्वारा विभिन्न पदार्थों का अपघटन करते हैं, तो उनका अपघटन उनके समकक्ष भार के अनुपात में होगा।
व्याख्या:
इसका मतलब है कि अगर एक पदार्थ का समकक्ष भार दो बार अधिक है, तो उसका अपघटन भी आधे समय में आधा होगा।

9. फराडे के विद्युत अपघटन के नियमों का प्रयोग किन-किन क्षेत्रों में किया जाता है?

उत्तर:
फराडे के नियमों का प्रयोग निम्नलिखित क्षेत्रों में किया जाता है:

धातु की शुद्धता (Purification of metals)
विद्युत रसायन (Electroplating)
बैटरी और सुपरकैपेसिटर तकनीक (Battery and supercapacitor technology)
रासायनिक अभिक्रियाओं का अध्ययन (Study of chemical reactions)
व्याख्या:
इन नियमों का उपयोग कई औद्योगिक प्रक्रियाओं और शोध में किया जाता है, जैसे धातु की शुद्धता बढ़ाने के लिए इलेक्ट्रोलिसिस का प्रयोग करना।

10. यदि एक घोल में विभिन्न पदार्थों का विद्युत अपघटन हो रहा है, तो क्या यह अपघटन समान रूप से होगा? क्यों या क्यों नहीं?

उत्तर:
नहीं, अपघटन समान रूप से नहीं होगा।
व्याख्या:
क्योंकि फराडे के दूसरे नियम के अनुसार, विभिन्न पदार्थों का अपघटन उनके समकक्ष भार (equivalent weight) के अनुपात में होता है। इसलिए, जिन पदार्थों का समकक्ष भार अधिक होगा, उनका अपघटन कम होगा और जिनका समकक्ष भार कम होगा, उनका अपघटन अधिक होगा।

इन सवालों और उनके उत्तर की व्याख्या से आप फराडे के विद्युत अपघटन के नियमों को अच्छी तरह से समझ सकते हैं और परीक्षा के लिए अच्छी तैयारी कर सकते हैं।

यहां फराडे के विद्युत अपघटन के नियम (Faraday’s Laws of Electrolysis) पर आधारित 10 महत्वपूर्ण बहुविकल्पी प्रश्न (MCQs) दिए जा रहे हैं:

1. फराडे का पहला नियम किसे सम्बंधित है?

a) विद्युत धारा के प्रभाव
b) विद्युत अपघटन के द्वारा पदार्थों का अपघटन
c) विद्युत धारा और वोल्टेज का सम्बन्ध
d) रासायनिक अभिक्रिया

उत्तर: b) विद्युत अपघटन के द्वारा पदार्थों का अपघटन

2. फराडे के दूसरे नियम के अनुसार, अपघटन की मात्रा किस पर निर्भर करती है?

a) विद्युत धारा
b) समकक्ष भार
c) विद्युत धारा और समय के अनुपात पर
d) विद्युत धारा, समय और वैलेंसी के अनुपात पर

उत्तर: b) समकक्ष भार

3. फराडे की स्थिरांक का मान क्या है?

a) 96,500 C/mol
b) 98,000 C/mol
c) 100,000 C/mol
d) 95,000 C/mol

उत्तर: a) 96,500 C/mol

4. निम्नलिखित में से किसका उपयोग विद्युत अपघटन में नहीं किया जाता है?

a) विद्युत धारा
b) समय
c) तापमान
d) मोलर मास

उत्तर: c) तापमान

5. फराडे का विद्युत समीकरण किसके द्वारा व्यक्त किया गया है?

a) m=M×I×tF×zm = \frac{M \times I \times t}{F \times z}
b) m=M×tF×zm = \frac{M \times t}{F \times z}
c) m=I×tF×zm = \frac{I \times t}{F \times z}
d) m=I×tM×zm = \frac{I \times t}{M \times z}

उत्तर: a) m=M×I×tF×zm = \frac{M \times I \times t}{F \times z}

6. विद्युत अपघटन के द्वारा कोई पदार्थ कितना अपघटित होगा, यह किस पर निर्भर करता है?

a) पदार्थ का समकक्ष भार
b) विद्युत धारा की दिशा
c) समय की लंबाई
d) दोनों (a) और (c)

उत्तर: d) दोनों (a) और (c)

7. फराडे के दूसरे नियम का क्या महत्व है?

a) यह विद्युत धारा और समय के अनुपात को बताता है
b) यह पदार्थों के अपघटन की मात्रा के अनुपात को बताता है
c) यह समकक्ष भार की गणना करता है
d) यह विद्युत धारा और वोल्टेज का सम्बन्ध बताता है

उत्तर: b) यह पदार्थों के अपघटन की मात्रा के अनुपात को बताता है

8. यदि दो पदार्थों का समकक्ष भार समान हो, तो उनका अपघटन कितना समान होगा?

a) समान
b) अलग
c) निर्भर करेगा कि किस पदार्थ पर अधिक धारा प्रवाहित हो रही है
d) निर्भर करेगा कि किस पदार्थ का मोलर मास अधिक है

उत्तर: a) समान

9. फराडे के विद्युत अपघटन नियमों के अनुसार, किसकी मात्रा कम होने पर अपघटन अधिक होगा?

a) मोलर मास
b) समकक्ष भार
c) वैलेंसी
d) समय