માત્રાત્મક વિદ્યુતવિભાજન

આ વિધુત વિભાજિનીય કોષ છે જેના વિશે આપણે અગાઉના વિડિઓમાં વાત કરી હતી યાદ કરો કે વિધુત વિભાજન કોષ અસ્વયંસ્ફુરિત રેડોક્સ પ્રક્રિયા કરવા માટે વિધુત પ્રવાહનો ઉપયોગ કરે છે માટે તેને બાહ્ય વોલ્ટ જ નો સ્ત્રોત જોઈએ તેથી તમે અહીં બેટરી જોઈ શકો આપણે જાણીએ છીએ કે બેટરીના ઋણ છેડા માંથી ઇલેક્ટ્રોન બહાર નીકળે છે અને આ ઇલેક્ટ્રોન ઝીંકના વિધુત ધ્રુવ પર જાય છે આ પ્રમાણે આપણે એ પણ જાણીએ છીએ કે અહીં દ્રાવણમાં Zn2 + આયન રહેલો છે તેથી આ Zn2 + બે ઇલેક્ટ્રોન મેળવે છે અને તેનું રિડક્શન થાય છે Zn2 + આયન ઘન ઝીંકમાં ફેરવાય છે તેથી આપણને ઝીંકના ઇલેક્ટ્રોન પર ઘન ઝીંક જોવા મળે છે આ પ્રમાણે હવે જો આપણે બીજા વિધુત ધ્રુવની વાત કરીએ તો આ બેટરી કોપરના વિધુત ધ્રુવ પાસેથી ઇલેક્ટ્રોન લઇ લેય છે પરિણામે અહીં ઘન કોપરનું ઓક્સિડેશન થાય છે તે બે ઇલેક્ટ્રોન ગુમાવે Cu2 + આયનમાં ફેરવાય છે માટે અહીં આપણને દ્રાવણમાં Cu2 + આયન જોવા મળશે આમ સમય જતા કોપરના વિધુત ધ્રુવનું દળ ઘટતું જાય છે હવે જો આપણે અહીં પ્રશ્નને જોઈએ તો આ પ્રશ્ન જથ્થાત્મક વિધુત વિભાજનનો છે કારણ કે તેઓ એ આપણને અહીં વિધુત પ્રવાહ આપ્યું છે અહીં વિધુત પ્રવાહ 5 .0 એમ્પીયર છે આપણે 5 .0 એમ્પીયર જેટલો વિધુત પ્રવાહ આપી રહીએ છે તો એક કલાક પછી ઝીંકના વિધુત ધ્રુવ પર ગ્રામમાં કેટલો ઝીંક જમા થાય તો અહીં આ ઝીંકના વિધુત ધ્રુવ પર કેટલો ઝીંક બને છે તે આપણે શોધવાનું છે સૌ પ્રથમ આપણે આ વિધુત પ્રવાહની વ્યાખ્યા વિશે વિચારીએ આપણે જાણીએ છીએ કે વિધુત પ્રવાહ બરાબર વિધતભારના છેદમાં સમય થાય ભૌતિક વિજ્ઞાનમાં આપણે વિધુત પ્રવાહને કેપિટલ I તરીકે દર્શાવીએ છીએ તેના બરાબર વિધુત ભારના છેદમાં સમય વિધુતભારને Q તરીકે દર્શાવીએ છીએ અને સમયને સ્મોલ t તરીકે આપણે અગાઉના વિડિઓમાં વિધુત ભાર વિશે જોઈ ગયા છીએ આપણે જાણીએ છીએ કે વિધુત ભારનું માપન કુલંબમાં કરવામાં આવે છે અને સમયનું માપન સેકેંડમાં થાય છે આમ કુલંબ પ્રતિ સેકેંડ એ વિધુત પ્રવાહનો એકમ થશે અથવા તેને એમ્પીયર પણ કહી શકાય હવે આપણે જે જાણીએ છીએ તેની કિંમતો અહીં મૂકીએ આપણે વિધુત પ્રવાહનું મૂલ્ય જાણીએ છીએ તે 5 એમ્પીયર છે માટે અહીં 5 એમ્પીયર મુકીશું બરાબર આપણે વિધુત ભારનું મૂલ્ય જાણતા નથી પરંતુ આપણે સમયનું મૂલ્ય જાણીએ છીએ સમય અહીં એક કલાક છે પરંતુ અહીં આપણો સમયનો એકમ સેકેંડ છે અને આપણને અહીં કલાકમાં આપું છે તેથી આપણે કલાકને સેકેંડમાં ફેરવવાની જરૂર છે તો 1 કલાકમાં કેટલી સેકેંડ આવે 1 કલાકની 60 મિનિટ હોય છે અને દરેક મિનિટમાં 60 સેકેંડ હોય છે માટે 1 કલાક બરાબર 60 ગુણ્યાં 60 સેકેંડ થશે એટલે કે 1 કલાક બરાબર 3600 સેકેંડ તેથી અહીં સમય માટે આપણે 3600 સેકેંડ લખીશું હવે આપણે વિધુત ભાર માટે ઉકેલી શકીએ આપણે અહીં Q માટે ઉકેલી શકીએ વિધુતભાર બરાબર 5 ગુણ્યાં 3600 જે 18000 થાય આમ આપણે એક કલાક પછી 18000 કુલંબ વિશે વાત કરી રહ્યા છીએ હવે આ વિધુત ભારનું ઉપયોગ કરીને આપણે ઇલેક્ટ્રોનના કેટલા મોલ સાથે કામ કરી રહ્યા છીએ તે શોધી શકાય કારણ કે આપણે ફેરેડેનો અચળાંક જાણીએ છીએ યાદ કરો કે ફેરેડેનો અચળાંક આપણને જણાવે છે કે ઇલેક્ટ્રોનના એક મોલ પાસે 96500 કુલંબ જેટલો વીજભાર હોય છે જો આપણી પાસે 18000 કુલંબ વિધુતભાર હોય અને અહીં ઇલેક્ટ્રોનના કેટલા મોલ છે તે આપણે શોધવા માંગતા હોઈએ તો આપણે આ સંખ્યાનો ભાગાકાર ફેરેડેના અચળાંક વડે કરી શકીએ તેથી 18000 ભાગ્યા 96500 આનો એકમ કુલંબ છે અને અહિ આ કુલંબ પ્રતિ મોલ તે ઇલેક્ટ્રોનના એક મોલનો વીજભાર દર્શાવે છે તે ફેરેડેનો અચળાંક છે જો તમે આ પ્રમાણે કરો તો અહીંથી કુલંબ કેન્સલ થઇ જશે અને આપણને આપણો જવાબ મોલમાં મળે હવે તે શોધવા આપણે કેલ્ક્યુલેટરનો ઉપયોગ કરીએ 18000 ભાગ્યા 96500 તેના બરાબર આપણને 0 .19 મોલ મળે માટે આના બરાબર 0 .19 મોલ થાય આપણે અહીં ઇલેક્ટ્રોનના મોલ વિશે વાત કરી રહ્યા છીએ આમ વિધુત વિભાજનીય કોષમાં 0 .19 જેટલા ઇલેક્ટ્રોનના મોલ મોકલવામાં આવે છે અને તેનું કારણ બેટરી છે હવે આપણે આ ઇલેક્ટ્રોનના મોલ અને અહીં જે ઝીંક જમા થઇ રહ્યો છે તેના મોલ વચ્ચેનો સંબંધ શોધીએ રિડક્શન અર્ધ પ્રક્રિયાનો ઉપયોગ કરીને આપણે તે યાદ કરી શકીએ ઝીંક 2 + આયન + બે ઇલેક્ટ્રોન કહીએ તો આપણને ઘન ઝીંક મળે તો હવે અહીં રિડક્શન અર્ધ પ્રક્રિયા લખીએ Zn2 + આયનનું રિડક્શન થાય છે અને આપણને ઘન અવસ્થામાં રહેલો ઝીંક મળે છે હવે આપણે મોલ ગુણોત્તર વિશે વિચારીશું જો આપણે Zn2 + આયનના એક મોલનું રિડક્શન કરી ઘન ઝીંકનો એક મોલ બનાવવો હોય તો બે ઇલેક્ટ્રોનની જરૂર પડે તો હવે આપણી પાસે સંબંધ છે આપણે ઇલેક્ટ્રોનના મોલ અને ધન ઝીંકના મોલનો ગુણોત્તર જાણીએ છીએ તેમનું મોલ ગુણોત્તર 2 જેમ 1 થશે આપણી પાસે જે ઇલેક્ટ્રોનના બે મોલ રહેલા છે તેના માટે 1 મોલ ઘન ઝીંક ઉત્પ્ન્ન થઇ રહ્યો છે તેથી ઝીંકના કેટલા મોલ ઉત્પ્ન્ન થાય છે તે શોધવા આપણે સમ પ્રમાણતાનો ઉપયોગ કરીએ તેથી ઇલેક્ટ્રોનના છેદમાં ઘન ઝીંક જેનો ગુણોત્તર 2 જેમ 1 નો છે માટે ઈલેક્ટ્રોન 2 મોલ અને ઘન ઝીંકનો એક મોલ = હવે આપણે જાણીએ છીએ કે ઇલેક્ટ્રોનના 0 .19 મોલ વિધુત ધ્રુવ પર મોકલવામાં આવે છે તેથી અહીં 0 .19 મોલના છેદમાં x જે x એ ઝીંકના મોલ દર્શાવે છે હવે આપણે x ને શોધી શકીએ 2x = 0 .19 તેથી x = 0 .19 ના છેદમાં 2 જેના બરાબર 0 .095 થાય આમ અહીં x = 0 .095 તેનો એકમ મોલ આવશે આપણે અહીં ઝીંકના મોલની વાત કરી રહ્યા છીએ ઝીંકના આટલા મોલ ઉત્પ્ન્ન થાય છે ફરીથી આ આપણે મોલ ગુણોત્તર પરથી મેળવ્યું ઇલેક્ટ્રોનના દરેક બે મોલ માટે ઘન ઝીંકનું એક મોલ બને છે તેથી જો તમારી પાસે ઇલેક્ટ્રોનના 0 .19 મોલ હોય તો તેના અડધા મોલ ઝીંકના હશે હવે આપણે આ ઝીંકના મોંલને ગ્રામમાં ફેરવવાની જરૂર છે કારણ કે આપણને પ્રશ્નમાં પૂછવામાં આવ્યું છે કે ઝીંકના વિધુત ધ્રુવ પર કેટલા ગ્રામ ઝીંક જમા થાય છે મોલ માંથી ગ્રામમાં ફેરવવું એકદમ સરળ છે તમે ફક્ત તેનો ગુણાકાર મોલાર દળ સાથે કરો તો તમારી પાસે 0 .095 મોલ હોય 0 .095 મોલ અને તમે તેનો ગુણાકાર ઝીંકના મોલર દળ સાથે કરો જે 65 .39 ગ્રામ પ્રતિ મોલ છે ગ્રામ પ્રતિ મોલ તો અહીં આ મોલ કેન્સલ થઇ જશે અને તમને તમારો જવાબ ગ્રામમાં મળે હવેઆપણે તે શોધવા ફરીથી કેલ્ક્યુલેટરનો ઉપયોગ કરીએ માટે 0 .095 ગુણ્યાં 65 .39 જેના બરાબર આપણને 6 .2 મળે આના બરાબર 6 .2 ગ્રામ થશે અને તે ઝીંકના ગ્રામ છે હવે આ આપણો અંતિમ જવાબ છે ઝીંક ઇલેક્ટ્રોન પર 6 .2 ગ્રામ ઝીંક જમા થાય છે આ પ્રકારના પ્રશ્ન વિશે વિચારવાની બીજી પણ રીત છે હું ઇચ્છુ છું કે તમે આ પ્રકારના પ્રશ્નો સ્ટેપ બાઈ સ્ટેપ કરો અને પછી તમે અંતિમ જવાબ મેળવો પરંતુ તમે ફક્ત એકમનું વિચાર કરીને આ જવાબ પણ મેળવી શકો તે આ પ્રશ્નને ઉકેલવાની બીજી રીત છે પરંતુ જયારે જાતથાતત્મ્ક વિધુત વિભાજનનો પ્રશ્ન પૂછવામાં આવે ત્યારે હું તેને આ રીતે કરું છું