GSEB Solutions Class 11 Chemistry Chapter 8 રેડોક્ષ પ્રક્રિયાઓ

Gujarat Board GSEB Textbook Solutions Class 11 Chemistry Chapter 8 રેડોક્ષ પ્રક્રિયાઓ Textbook Questions and Answers.

Gujarat Board Textbook Solutions Class 11 Chemistry Chapter 8 રેડોક્ષ પ્રક્રિયાઓ

GSEB Class 11 Chemistry રેડોક્ષ પ્રક્રિયાઓ Text Book Questions and Answers

પ્રશ્ન 1.
નીચે દર્શાવેલી સ્પિસીઝમાં લીટી દોરેલા દરેક તત્ત્વના ઑક્સિડેશન આંક નક્કી કરો :
(a) NaH₂PO₄
(b) NaHSO₄
(c) H₄P₂O₇
(d) K₂MnO₄
(e) CaO₂
(f) NaBH₄
(g) H₂S₂O₇
(h) KAl(SO₄)₂, 12H₂O
ઉત્તર:
(a) NaH₂PO₄ → 1(Na) + 2(H) + (P) + 4(O) = 0
∴ 1(+1) + 2(+1) + (P) + 4(-2) = 0
∴ 1 + 2 + P – 8 = 0
∴ P = +5

(b) NaHSO₄ → (+1) + (+1) + (S) + 4(-2) = 0
∴ +2 +S – 8=0
∴ S +6

(c) H₄P₂O₇ →4(+1) + 2(P) + 7(-2) = 0
∴ 4 + 2P – 14 = 0
∴ 2P – 10 = 0
∴ P = +5

(d) K₂MnO₄ → 2(+1) + Mn + 4(-2) = 0
∴ +2 + Mn – 8 = 0
∴ Mn +6

(e) CaO₂ → Ca + 2(-1) = 0
∴ x = +2

(f) NaBH₄ → 1(+1) + B + 4(-1) = 0
∴ B = +3

(g) H₂S₂O₇ → 2(+1) + 2(S) + 7(-2) = 0
∴ = x +6

(h) KAl(SO₄)₂, 12H₂O → 1 + 3 + 2(S) + (-2) + 12(2 x 1 – 2) = 0
∴ S +6

અથવા
H₂O તટસ્થ અણુ હોવાથી કુલ વીજભાર શૂન્ય થાય.
∴ 1 + 3 + 2(S) + 8(-2) = 0
S = +6

પ્રશ્ન 2.
નીચે દર્શાવેલાં સંયોજનોમાં લીટી દોરેલા દરેક તત્ત્વના ઑક્સિડેશન આંક શું હશે ? તમે પરિણામો કેવી રીતે મેળવ્યા તે સમજાવો :
(a) KI₃
(b) H₂S₄O₆
(c) Fe₃O₄
(d) CH₃CH₂OH
(e) CH₃COOH
ઉત્તર:
(a) KI₃ : અહીં K નો ઑક્સિડેશન આંક = +1 છે.
તેથી I નો સરેરાશ ઑક્સિડેશન આંક = – \(\frac{1}{3}\) પરંતુ I નો ઑક્સિડેશન આંક અપૂર્ણાંક ન હોય.
K⁺ [I – I ← I]^–

અહીં KI₃ ના બંધારણમાં I₂ અને I^– વચ્ચે સહસંયોજક બંધ બને છે. I₂ અણુનો ઑક્સિડેશન આંક શૂન્ય છે. આથી I આયોડિનનો ઑક્સિડેશન આંક −1 થાય. જયારે KI₃ માં રહેલો ત્રણ આયોડિનનો ઑક્સિડેશન આંક અનુક્રમે 0, 0 અને −1 થાય.

(b) H₂S₄O₆ : અહીં S ચાર પરમાણુનો ઑક્સિડેશન આંક સમાન શક્ય ન હોય.

અહીં S – S બંધથી જોડાયેલ વચ્ચેના બે ૬ પરમાણુના ઑક્સિડેશન આંક શૂન્ય થશે. જ્યારે બાકીના S નો +S થશે.

(c) Fe₃O₄ : 3Fe + 4(O) = 0
3F + 4(-2) = 0
x = \(\frac{8}{3}\)
હવે તત્ત્વયોગમિતીય પ્રમાણે :
Fe₃O₄ = Fe0 · Fe₂O₃
FeO → e + (-2) = 0
∴ Fe = +2
Fe₂O₃ → 2Fe + 3(-2) = 0
∴ 2Fe – 6 = 0
∴ 2Fe = +6
∴ Fe = +3

(d) CH₃CH₂OH = C₂H₆O
∴ 2(C) + 6(+1) + 1 (-2) = 0
∴ 2(C) + 6 – 2 = 0
∴ 2(C) + 4 = 0
∴ C = 2
બંધારણ :
અહીં C₂ એ બન્ને H પરમાણુ અને એક CH₂OH સમૂહ સાથે જોડાયેલ છે.
C₂ નો ઑક્સિડેશન આંક = 3(+1) + C₂ + 1(-1) = 0
∴ C₂ = -2
અહીં C₁ એ એક OH (ઑ.આંક −1) અને એક -CH₃ (ઑ.આંક +1) સાથે જોડાયેલ છે.
C₁ નો ઑક્સિડેશન આંક = +1 + 2(+1) + C₁ + 1(-1) = 0
∴ C₁ = -2

(e) CH₃COOH : C +1 -2
CH₃COOH : C₂H₄O₂
∴ 2C + 4(+1) + 2(-2) = 0
∴ 2C + 4 = 4 = 0
∴ C = 0
બંધારણ :
અહીં C₂ એ ત્રણ H પરમાણૂ અને એક -COOH સમૂહ સાથે જોડાયેલ છે.
C₂ નો ઑક્સિડેશન આંક = 3(+1) + C + 1(-1) = 0
∴ C = -2
અહીં C₁ એ દ્વિબંધથી એક ઑક્સિજન પરમાણુ સાથે અને એક OH સમૂહ અને એક CH₃ (ઑક્સિડેશન આંક = +1) સાથે જોડાયેલ છે. તેથી
C₁ નો ઑક્સિડેશન આંક = +1 + C₁ + 1(-2) + 1(-1) = 0
∴ C₁ = +2

પ્રશ્ન 3.
નીચે દર્શાવેલી પ્રક્રિયાઓ રેડોક્ષ પ્રક્રિયાઓ છે, તેનું વાજબીપણું પુરવાર કરો :
(a) CuO_(s) + H_2(g) → Cu_(s) + H₂O_(g)
(b) Fe₂O_3(s) + 3CO_(g) → 2Fe_(s) + 3CO_2(g)
(c) 4BCl_3(g) + 3LIAlH_4(s) → 2B₂H_6(g) + 3LiCl_(s) + 3AlCl_3(s)
(d) 2K_(s) + F_2(g) → 2K⁺F^–_(s)
(e) 4NH_3(g) + 5O_2(g) → 4NO_(g) + 6H₂O_(g)
ઉત્તર:
(a)

• અહીં CuO માંથી O દૂર થાય છે. તેથી Cu નું રિડક્શન કરે છે. જ્યારે O એ H₂ માં ઉમેરાઈને H₂O ઉત્પન્ન કરે છે. તેથી તેનું ઑક્સિડેશન થાય છે.
• આથી અહીં Cu નો ઑક્સિડેશન આંક ઘટીને +2 માંથી 0 થાય છે. આથી તેનું રિડક્શન થાય છે.
• જ્યારે H નો ઑ.આંક 0 માંથી વધીને +1 થાય છે. આથી તેનું ઑક્સિડેશન થાય છે.
• આમ, આપેલ પ્રક્રિયા રેડોક્ષ પ્રક્રિયા છે.

(b)

• અહીં Fe નો ઑક્સિડેશન આંક +3 માંથી ઘટીને 0 થાય છે. જ્યારે C નો ઑક્સિડેશન આંક +2 માંથી વધીને +4 થાય છે.
• બીજું O એ Fe₂O₃ માંથી દૂર થાય છે અને CO માં ઉમેરાય છે. તેથી Fe₂O₃ નું રિડક્શન થાય અને CO નું ઑક્સિડેશન થાય છે.
• આપેલ પ્રક્રિયા રેડોક્ષ પ્રક્રિયા છે.

(c)

• અહીં Bનો ઑક્સિડેશન આંક +3 માંથી ઘટીને −3 થાય છે આથી તેનું રિડક્શન થાય છે.
• આ જ રીતે Hનો ઑક્સિડેશન આંક −1 માંથી વધીને +1 થાય છે. આથી તેનું ઑક્સિડેશન થાય છે.
• બીજું H એ BCl₃ માં ઉમેરાય છે અને LiAlH₄ માંથી H દૂર થાય છે.
• આપેલ પ્રક્રિયા રેડોક્ષ પ્રક્રિયા છે.

(d)

• અહીં K નો ઑ.આંક 0 માંથી વધીને +1 થાય છે અને F નો ઑ.આંક 0 માંથી ઘટીને −1 થાય છે. તેથી K નું ઑક્સિડેશન અને Fનું રિડક્શન થાય છે.
• આપેલ પ્રક્રિયા રેડોક્ષ પ્રક્રિયા છે.

(e)

• અહીં N નો ઑક્સિડેશન આંક -૩ માંથી વધીને +2 થાય છે. તેથી તેનું ઑક્સિડેશન થાય છે.
• O નો ઑક્સિડેશન આંક 0 માંથી ઘટીને -2 થાય છે. તેથી તેનું રિડક્શન થાય છે.
• આ ઉપરાંત H એ NH₃ માંથી દૂર થઈ ઉમેરાય છે. તેથી NH₃ નું ઑક્સિડેશન અને O₂ નું રિડક્શન થાય છે.
  આપેલ પ્રક્રિયા રેડોક્ષ પ્રક્રિયા છે.

પ્રશ્ન 4.
ફ્લોરિન બરફ સાથે પ્રક્રિયા કરી નીચે દર્શાવ્યા મુજબનું પરિવર્તન લાવે છે.
H₂2O_(s) + F_2(g) → HF_(g) + HOF_(g)
આ પ્રક્રિયા રેડોક્ષ પ્રક્રિયા છે તેનું વાજબીપણું પુરવાર કરો.
ઉત્તર:

• અહીં F નો ઑક્સિડેશન આંક (F₂) 0 માંથી ઘટીને (HF) -1 થાય છે અને HOF (+1) થાય છે. આથી Fનું ઑક્સિડેશન અને રિડક્શન બંને થાય છે.
• આથી તે વિષમીકરણ પ્રકારની રેડોક્ષ પ્રક્રિયા છે.

પ્રશ્ન 5.
H₂SO₅, Cr₂\(\mathrm{O}_7^{2-}\) અને \(\mathrm{NO}_3^{-}\) માં રહેલા સલ્ફર, ક્રોમિયમ અને નાઇટ્રોજન તત્ત્વોના ઓક્સિડેશન આંકની ગણતરી કરો. આ સંયોજનોના બંધારણીય સૂત્રો સૂચવો. ખોટા તર્કને સ્પષ્ટ કરો.
ઉત્તર:
(i) H₂SO₅ :
પરંપરાગત રીતે : H₂SO₅ = 2(+1) + S + 5(-2) = 0
∴ S = +8
જે અશક્ય છે, કારણ કે Sનો મહત્તમ ઑક્સિડેશન આંક +6 કરતાં વધુ હોઈ શકે નહીં.
આથી રાસાયણિક બંધનની રીતે H₂SO₅ નું બંધારણ :

∴ 2(+1) + S + 2(પેરોક્સિ O) + 3(O) = 0
∴ 2(+1) + S + 2(-1) + 3(-2) = 0
∴ +2 + S – 2 – 6 = 0
∴ S = +6

પ્રશ્ન 6.
નીચે દર્શાવેલાં સંયોજનોનાં સૂત્રો લખો : (સ્વાધ્યાય-8.6)
(a) મરક્યુરી (II) ક્લોરાઇડ
(b) નિકલ (II) સલ્ફેટ
(c) ટીન (IV) ઑક્સાઇડ
(d) થેલિયમ (I) સલ્ફેટ
(e) આયર્ન (III) સલ્ફેટ
(f) ક્રોમિયમ (III) ઓક્સાઇડ
ઉત્તર:
(a) મરક્યુરી (II) ક્લોરાઇડ – Hg(II)Cl₂
(b) નિકલ (II) સલ્ફેટ – Ni(II)SO₄
(c) ટીન (IV) ઑક્સાઇડ – Sn(IV)O₂
(d) થેલિયમ (I) સલ્ફેટ – Tl₂(I)SO₄
(e) આયર્ન (III) સલ્ફેટ – Fe₂(III)(SO₄)₃
(f) ક્રોમિયમ (III) ઑક્સાઇડ – Cr₂(III)O₃

પ્રશ્ન 7.
એવા સંયોજનોની યાદી તૈયાર કરો કે જેમાં કાર્બન પરમાણુ -4 થી +4 સુધીની અને નાઇટ્રોજન પરમાણુ −3 થી +5 સુધીની ઑક્સિડેશન અવસ્થા ધરાવતા હોય. (સ્વાધ્યાય-8.7)
ઉત્તર:

સંયોજન	Cનો ઑક્સિડેશન આંક
CH4	-4
CH3CH3	-3
CH2 = CH2, CH3Cl	-2
HC ≡ HC	-1
CH2 Cl2, C6H12O6	0
C2 Cl2, C6Cl6	+1
CO, CHCl3	+2
C2Cl6, (COOH)2	+3
CO2, CCl4	+4

સંયોજન	Nનો ઑક્સિડેશન આંક
NH3	-3
NH2 – NH2	-2
NH = NH	-1
N ≡ N	0
N2O	+1
NO	+2
N2O3	+3
N2O4	+4
N2O5	+5

પ્રશ્ન 8.
સલ્ફર ડાયોક્સાઇડ અને હાઇડ્રોજન પેરોક્સાઇડ તેઓની પ્રક્રિયામાં ઑક્સિડેશનકર્તા અને રિડક્શનકર્તા એમ બંને રીતે પ્રક્રિયા કરે છે જ્યારે ઓઝોન અને નાઇટ્રિક એસિડ  માત્ર ઑક્સિડેશનકર્તા તરીકે વર્તે છે. શા માટે ?
ઉત્તર:
(a) SO₂ : SO₂ માં S નો ઑક્સિડેશન આંક +4 છે. Sએ ન્યૂનતમ −2 અને મહત્તમ +6 ઑક્સિડેશન આંક ધરાવી શકે છે. તેથી SO₂ માં Sનો ઑક્સિડેશન આંક વધી અથવા ઘટી શકે છે. તેથી S એ ઑક્સિડેશનકર્તા અને રિડક્શનકર્તા તરીકે વર્તે છે.

(b) H₂O₂ : H₂O₂ માં O નો ઑક્સિડેશન આંક -1 છે. સામાન્ય રીતે O નો ન્યૂનતમ ઑક્સિડેશન આંક −2 અને મહત્તમ ઑક્સિડેશન આંક છે. (અપવાદ : O₂F₂માં Oનો ઑક્સિડેશન આંક અનુક્રમે −1 અને +2 ગણવો.)

આથી H₂O માં O નો ઑક્સિડેશન આંક -1 થી વધીને O થાય અને −1 થી ઘટીને −2 થાય. આમ, H₂O₂ એ ઑક્સિડેશનકર્તા અને રિડક્શનકર્તા તરીકે વર્તે છે.

(c) O₃ : O₃ માં O નો ઑક્સિડેશન આંક શૂન્ય છે. આથી અહીં O નો ઑક્સિડેશન આંક શૂન્યથી ઘટીને −1 અથવા −2 થાય છે. આથી ફક્ત ઑક્સિડેશનકર્તા તરીકે વર્તે છે.

(d) HNO₃ : HNO₃ માં N નો ઑક્સિડેશન આંક +5 છે. તેથી તેનો ઑક્સિડેશન આંક ફક્ત ઘટી શકે છે. આથી HNO₃ ફક્ત ઑક્સિડેશનકર્તા તરીકે વર્તે છે.

પ્રશ્ન 9.
નીચેની પ્રક્રિયાઓ અંગે વિચાર કરો :
(a) 6CO_2(g) + 6H₂O_(l) → C₆H₁₂O_6(aq) + + 6O_2(g)
(b) O_3(g) + H₂O_2(l) → H₂O_(l) + 2O_2(g)
આ પ્રક્રિયાઓને નીચે મુજબ લખવી શા માટે વધુ ઉચિત છે ?
(a) 6CO_2(g) + 12H₂O_(l) → C₆H₁₂O_6(aq) + 6H₂O_(l) + 6O_2(g)
(b) O_3(g) + H₂O_2(l) → H₂O_(l) → H₂O_(l) + O_2(g)
ઉપરોક્ત રેડોક્ષ પ્રક્રિયા (a) અને (b) ના પથ નક્કી કરવાની પ્રવિધિ પણ સૂચવો.
ઉત્તર:
(a) પ્રકાશસંશ્લેષણની પ્રક્રિયા ખૂબ જ જટિલ છે અને તે સામાન્ય રીતે બે ભાગમાં થાય છે.
સોપાન – 1 : H₂O નું ક્લોરોફિલની હાજરીમાં વિઘટન થઈ H₂ અને O₂ આપે છે.
સોપાન – 2 : H₂ એ CO₂ નું C₆H₁₂O₆ માં રિડક્શન કરે છે. અને કેટલાક પાણીના અણુઓ ઉત્પન્ન થાય છે.

તેથી પ્રકાશસંશ્લેષણની પ્રક્રિયા માટે આ કુલ પ્રક્રિયા સમીકરણ લખવું વધુ યોગ્ય છે. આમ એક મોલ કાર્બોહાઇડ્રેટના ઉત્પાદન માટે 12H₂O વપરાય છે અને 6H₂O ઉત્પન્ન થાય છે.

(b) O₂ બે વખત લખવાનો હેતુ એ છે કે O₂ એ જુદા જુદા બે પ્રક્રિયકમાંથી મળતો હોવો જોઈએ.

પ્રક્રિયા (a) નો પથ નક્કી કરવા માટે H₂O¹⁸ અથવા H₂O નો ઉપયોગ થાય છે.
પ્રક્રિયા (b) નો પથ નક્કી કરવા માટે H₂O₂¹⁸ અથવા O₃¹⁸ નો ઉપયોગ થાય છે.

પ્રશ્ન 10.
AgF અસ્થાયી સંયોજન છે. જો તે બની જાય તો આ સંયોજન પ્રબળ ઑક્સિડેશનકર્તા તરીકે વર્તે છે. શા માટે ?
ઉત્તર:

• AgF₂માં Agનો ઑક્સિડેશન આંક +2 છે જે ખૂબ જ અસ્થાયી છે. તેથી ઝડપથી e^– સ્વીકારીને વધુ સ્થાયી +1 ઑક્સિડેશન અવસ્થા ધરાવે છે.
  Ag⁺² + e^– → Ag⁺
• આથી AgF₂ એ પ્રબળ ઑક્સિડેશનકર્તા છે.

પ્રશ્ન 11.
જ્યારે ઑક્સિડેશનકર્તા અને રિડક્શનકર્તા વચ્ચે પ્રક્રિયા થાય છે ત્યારે જો રિડક્શનકર્તાનું પ્રમાણ વધારે હોય તો નિમ્નતર ઓક્સિડેશન અવસ્થાવાળું સંયોજન બને છે. જ્યારે ઑક્સિડેશનકર્તાનું પ્રમાણ વધારે હોય તો ઉચ્ચતર ઑક્સિડેશન અવસ્થાવાળું સંયોજન બને છે. આ વિધાનનું વાજબીપણું ત્રણ ઉદાહરણો આપીને પુરવાર કરો.
ઉત્તર:
(a) C એ રિડક્શનકર્તા છે, જ્યારે O₂, એ ઑક્સિડેશનકર્તા છે. વધુ પ્રમાણમાં C એ અપૂરતા પ્રમાણમાં ઑક્સિજન સાથે સંયોજાઈ
CO બનાવે છે. જેમાં C નો ઑક્સિડેશન આંક +2 છે.
જ્યારે વધુ પ્રમાણમાં O₂ સાથે C સંયોજાઈને CO₂ બનાવે છે.
જેમાં C નો ઑક્સિડેશન આંક +4 છે.

(b) P₄ એ રિડક્શનકર્તા છે જ્યારે Cl₂ એ ઑક્સિડેશનકર્તા છે. જ્યારે વધુ પ્રમાણમાં P₄નો ઉપયોગ થાય ત્યારે PCl₃ બને છે. જેમાં Pનો ઑક્સિડેશન આંક +3 છે.
આ જ રીતે, વધુ પ્રમાણમાં Cl₂નો ઉપયોગ થાય ત્યારે શરૂઆતમાં PCl₃ મળે છે. જે ફરી પ્રક્રિયા કરી PCl₅ બનાવે છે. જેમાં Pનો ઑક્સિડેશન આંક +5 છે.

(c) Na એ રિડક્શનકર્તા છે જ્યારે O₂ એ ઑક્સિડેશનકર્તા છે. જ્યારે વધુ પ્રમાણમાં Naનો ઉપયોગ થાય ત્યારે Na₂O બને છે. જેમાં O નો ઑક્સિડેશન આંક -2 છે.
આ જ, રીતે જો વધુ પ્રમાણમાં O₂ નો ઉપયોગ થાય ત્યારે Na₂O₂ બને છે જેમાં Oનો ઑક્સિડેશન આંક −1 છે.

પ્રશ્ન 12.
નીચેના અવલોકનોને કેવી રીતે સમજાવશો ?
(a) આલ્કલાઇન પોટેશિયમ પરમેંગેનેટ અને ઍસિડિક પોટેશિયમ પરમેંગેનેટ બંને ઑક્સિડેશનકર્તા છે, તેમ છતાં ટોલ્યુઇનમાંથી બેન્ઝોઇક એસિડ બનાવવા માટે આપણે શા માટે આલ્કોહોલીય પોટેશિયમ પરમેંગેનેટનો ઑક્સિડેશનકર્તા તરીકે ઉપયોગ કરીએ છીએ ? આ પ્રક્રિયા માટેનું સમતોલિત રેડોક્ષ સમીકરણ લખો.
(b) ક્લોરાઇડયુક્ત અકાર્બનિક મિશ્રણમાં સાંદ્ર સલ્ફ્યુરિક ઍસિડ ઉમેરવામાં આવે છે ત્યારે તીવ્ર વાસવાળો રંગવિહીન HCl વાયુ ઉત્પન્ન થાય છે, પરંતુ જો મિશ્રણમાં બ્રોમાઇડ હોય તો બ્રોમિનની લાલ વરાળ ઉત્પન્ન થાય છે. શા માટે ?
ઉત્તર:
(a) નીચેની રેડોક્ષ પ્રક્રિયા દ્વારા ટોલ્યુઇનનું બેન્ઝોઇક ઍસિડમાં ઍસિડિક, બેઇઝિક અને તટસ્થ માધ્યમમાં ઑક્સિડેશન થાય છે.
(i) ઍસિડિક માધ્યમ :

(ii) આલ્કલાઇન અને તટસ્થ માધ્યમ :

પ્રયોગશાળામાં બેન્ઝોઇક ઍસિડ આલ્કલાઇન KMnO₄ દ્વારા ટોલ્યુઇનના ઑક્સિડેશનથી મેળવવા કે કેટલીકવા૨ ઉદ્યોગોમાં ઍસિડિક કે બેઇઝિક KMnO₄ના કરતાં આલ્કોહોલિક KMnO₄ નો ઉપયોગ થાય છે કારણ કે… (i) ઍસિડ અને બેઇઝ ઉમેરવાનો ખર્ચ અવગણવામાં આવે છે કારણ કે તટસ્થ માધ્યમમાં બેઇઝ (જો આયન) પ્રક્રિયા દરમિયાન સ્વયં ઉત્પન્ન થાય છે. (ii) એક સમાન માધ્યમમાં પ્રક્રિયા ઝડપી થાય છે તેથી આલ્કોહોલ બે જુદા જુદા પ્રક્રિયકને મિશ્ર કરવામાં મદદરૂપ થાય છે. દા.ત., KMnO₄ (તેનો ધ્રુવીય ગુણધર્મ) અને ટોલ્યુઇન (કાર્બનિક સંયોજન).

(b) જયારે સાંદ્ર H₂SO₄ અકાર્બનિક મિશ્રણ કે જે ક્લોરાઇડ ધરાવે
છે તેમાં ઉમેરવામાં આવે ત્યારે તીવ્ર વાસવાળો HCl ઉત્પન્ન થાય છે કારણ કે પ્રબળ ઍસિડ એ તેના ક્ષારમાંથી નિર્બળ ઍસિડનું વિસ્થાપન કરે છે.

• થતી નથી આથી HCl નિર્બળ રિડક્શનકર્તા છે. તે H₂SO₄ માંથી SO₂ નું રિડક્શન કરી શકતો નથી તેથી HCl નું Cl₂ માં ઑક્સિડેશન થતું નથી.
• જો મિશ્રણ બ્રોમાઇડ આયન ધરાવતું હોય તો, શરૂઆતમાં HBr ઉત્પન્ન થાય છે જે પ્રબળ રિડક્શનકર્તા તરીકે વર્તે છે. તેથી HBr એ H₂SO₄ નું SO₂ માં રિડક્શન કરે છે અને પોતાનું ઑક્સિડેશન થઈ Br₂ ઉત્પન્ન થાય છે.
  2NaBr + 2H₂SO₄ → 2NaHSO₄ + 2HBr
  2HBr + H₂SO₄ → Br₂ + SO₂ + 2H₂O

પ્રશ્ન 13.
નીચે દર્શાવલી પ્રક્રિયાઓમાં ઑક્સિડેશન પામેલ સ્પિસીઝ, રિડક્શન પામેલ સ્પિસીઝ, ઑક્સિડેશનકર્તા અને રિડક્શનકર્તા ઓળખી બતાવો. (સ્વાધ્યાય-8.13)
(a) 2AgBr_(s) + C₆H₆O_2(aq) → 2Ag_(s) + 2HBr_(aq) + C₆H₄O_2(aq)
(b) HCHO_(l) + 2[Ag(NH₃)₂]⁺_(aq) + 3OH^–_(aq) → 2Ag_(s) + HCOO⁺_(aq) + 4NH_3(aq) + 2H₂O_(l)
(c) HCHO_(l) + 2Cu²⁺_(aq) + 5OH^–_(aq) → Cu₂O_(s) + HCOO^–_(aq) + 3H₂O_(l)
(d) N₂H_4(l) + 2H₂O_2(l) → N_2(g) + 4H₂O_(l)
(e) Pb_(s) + PbO_2(s) + 2H₂SO_4(aq) → 2PbSO_4(s) + 2H₂O_(l)
ઉત્તર:

પ્રશ્ન 14.
નીચે દર્શાવલી પ્રક્રિયાઓનો વિચાર કરો : સ્વાધ્યાય-8,14)
2S₂\(\mathrm{O}_{3(\mathrm{aq})}^{2-}\) + I_2(s) → S₄\(\mathrm{O}_{6(\mathrm{aq})}^{2-}\) + \(2 \mathrm{I}_{(\mathrm{aq})}^{-}\)
S₂\(\mathrm{O}_{3(\mathrm{aq})}^{2-}\) + 2Br_2(l) + 5H₂O_(l) → \(2 \mathrm{SO}_{4(\mathrm{aq})}^{2-}+4 \mathrm{Br}_{(\mathrm{aq})}^{-}+10 \mathrm{H}_{(\mathrm{aq})}^{+}\)
ઉપરોક્ત પ્રક્રિયામાં એક જ રિડક્શનકર્તા થાયોસલ્ફેટ આયોડિન અને બ્રોમિન સાથે જુદી જુદી પ્રક્રિયા શા માટે આપે છે ?
ઉત્તર:

• S₂\(\mathrm{O}_3^{-2}\) માં S નો સરેરાશ ઑક્સિડેશન આંક +2 છે. જ્યારે S₄\(\mathrm{O}_6^{-2}\) માં +2.5 છે. \(\mathrm{SO}_4^{-2}\) માં S નો ઑક્સિડેશન આંક +6 છે.
• Br₂ એ I₂ કરતાં પ્રબળ ઑક્સિડેશનકર્તા છે. આથી તે S₂\(\mathrm{O}_3^{-2}\) (S = +2) નું વધુ ઑક્સિડેશન આંક ધરાવતા (\(\mathrm{SO}_4^{-2}\)) S = +6 માં ઑક્સિડેશન કરે છે.
• જ્યારે I₂ એ નિર્બળ ઑક્સિડેશનકર્તા છે. તેથી તે \(\mathrm{SO}_3^{-2}\) (S = +2)નું ઑક્સિડેશન S₄\(\mathrm{O}_6^{-2}\) (S = +2.5) માં ઑક્સિડેશન કરે છે. આથી જુદી જુદી પ્રક્રિયાઓ આપે છે.

પ્રશ્ન 15.
પ્રક્રિયાઓ આપી વાજબીપણું પુરવાર કરો કે હેલોજનમાં ફ્લોરિન ઉત્તમ ઓક્સિડેશનકર્તા અને હાઇડ્રોહેલિક સંયોજનોમાં હાઇડ્રોઆયોડિક એસિડ ઉત્તમ રિડક્શનકર્તા છે.
ઉત્તર:

• હેલોજનમાં F₂ એ Cl^– નું Cl₂, Br^– નું Br₂ અને I^– નું I₂ માં ઑક્સિડેશન કરે છે.
  F_2(aq) + 2Cl^– → 2F^–_(aq) + 2F(aq) + Cl_2(s)
  F_2(aq) + 2Br^– → 2F^–_(aq) + Br_2(l)
  F_2(aq)+ 2I^–_(aq) → 2F^–_(aq) + I_2(s)
• Cl₂, Br₂, I₂ એ F^–નું F₂ માં ઑક્સિડેશન કરી શકતા નથી. હેલોજનનો ઑક્સિડેશનકર્તાની પ્રબળતાનો ક્રમ :
  I₂ < Br₂ < Cl₂ < F₂
• આથી, F₂ એ પ્રબળ ઑક્સિડેશનકર્તા છે.
• HI અને HBr એ H₂SO₄ નું SO₂ માં રિડક્શન કરે છે, પરંતુ HCl અને HF કરી શકતા નથી. તેથી HI અને HBr એ પ્રબળ રિડક્શનકર્તા છે.
  2HI + H₂SO₄ → I₂ + SO₂ + 2H₂O
  2HBr + H₂SO₄ → Br₂ + SO₂ + 2H₂O
  I^– એ Cu⁺² નું Cu⁺ રિડક્શન કરી શકે છે. પરંતુ Br^– કરી શકતું નથી.
  4I^– + 2Cu⁺² → Cu₂I₂ + I₂
  તેથી, HI એ રિડક્શનકર્તા છે.

પ્રશ્ન 16.
નીચે દર્શાવલી પ્રક્રિયા શા માટે થાય છે ?
\(\mathrm{XeO}_{6(\mathrm{aq})}^{4-}+2 \mathrm{~F}_{(\mathrm{aq})}^{-}+6 \mathrm{H}_{(\mathrm{aq})}^{+}\) → XeO_3(g) + F_2(g)+ 3H₂O_(l) સંયોજન Na₄XeO₆ (જેનો એક ભાગ \(\mathrm{XeO}_6^{4-}\) આ પ્રક્રિયાનો શું નિષ્કર્ષ કાઢી શકો છો ?
ઉત્તર:

• ઉપરોક્ત પ્રક્રિયામાં Xe નો ઑક્સિડેશન આંક +8 માંથી +6 થાય છે અને Fનો ઑક્સિડેશન આંક −1 માંથી 0 થાય છે.
• આથી કહી શકાય કે \(\mathrm{XeO}_6^{4-}\) નું રિડક્શન થાય છે અને F^–નું ઑક્સિડેશન થાય છે.
• આથી Na₄XeO₆ એ F^– કરતા પ્રબળ ઑક્સિડેશનકર્તા છે એમ કહી શકાય.

પ્રશ્ન 17.
નીચેની પ્રક્રિયાઓનો વિયાર કરો :
(a) H₃PO_2(aq) + 4AgNO_3(aq) + 2H₂O_{(l) →} H₃PO_4(aq) + 4Ag_(s) + 4HNO_3(aq)
(b) H₃PO_2(aq) + 2CuSO_4(aq) + 2H₂O_(l) → H₃PO_4(aq) + 2Cu_(s) + H₂SO_4(aq)
(c) C₆H₅CHO_(l) + 2[Ag(NH₃)₂]_(aq)⁺ + 3OH_(aq)^– → C₆H₅COO_(aq)^– + 2Ag_(s) + 4NH_3(aq) + 2H₂O_(l)
(d) C₆H₅CHO_(l) + 2Cu_(aq)²⁺ + 5OH_(aq)^– → કોઈ ફેરફાર નહિ.
આ પ્રક્રિયાઓના આધારે Ag⁺ અને Cu²⁺ ના વ્યવહાર અંગેનું અનુમાન કરો.
ઉત્તર:

• પ્રક્રિયા (a) અને (b) માં અનુક્રમે Ag⁺ અને Cu⁺² એ ઑક્સિડેશનકર્તા તરીકે વર્તે છે.
• પ્રક્રિયા (c) માં Ag⁺ એ C₆H₅CHOનું C₆H₅COO^– માં ઑક્સિડેશન કરે છે. પરંતુ પ્રક્રિયા (d) માં Cu⁺² એ C₆H₅CHOનું ઑક્સિડેશન કરી શક્તો નથી.
• આથી Ag⁺ એ Cu⁺² કરતાં પ્રબળ ઑક્સિડેશનકર્તા છે એમ કહી શકાય.

પ્રશ્ન 18.
નીચેની રેડોક્ષ પ્રક્રિયાઓને આયન-ઇલેક્ટ્રૉન પદ્ધતિ દ્વારા સમતોલ કરો.

ઉત્તર:
(a)

સોપાન – 2 : OHRમાં I નું સંતુલન કરો અને ત્યારબાદ વીજભાર પણ સંતુલિત કરવા જમણી બાજુ 2e^– ઉમેરો.
OHR = \(2 \mathrm{I}_{(\mathrm{aq})}^{-}\) → I_2(s) + 2e^–

સોપાન – 3 : RHR માં Mn નો ઑક્સિડેશન આંક +7 માંથી +4 થાય છે. આથી ડાબી બાજુ 3e^– ઉમેરતાં અને વીજભાગ સંતુલિત કરતાં MnO_4(aq)^– + 3e^– → MnO_2(aq) + 4OH^–

સોપાન-4 : આ પ્રક્રિયામાં Oનું સંતુલન કરવા માટે ડાબી બાજુ 2H₂ ઉમેરતાં.
MnO_4(aq)^– + 2H₂O + 3e^– → MnO2(aq) + MnO_2(aq) + 4OH^–

સોપાન-5 : બંને પ્રક્રિયામાં e^– ની સંખ્યા સમાન કરવા O.H.R. ને 3 વડે અને R.H.R. ને 2 વડે ગુણતાં અને સરવાળો કરતાં.

(b)

સોપાન – 2 : O.H.R. અને R.H.R. માં O પરમાણુનું સંતુલન કરવા H₂O અને ઍસિડિક માધ્યમ હોવાથી H⁺ ઉમેરતાં
SO_2(g) + 2H₂O_(l) → HSO_4(aq)^– + 3H_(aq)⁺
MnO_4(aq)^– + 8H_(aq)⁺ → Mn_(aq)⁺² + 4H₂O

સોપાન – 3 : વીજભાર સંતુલિત કરવા e^– ઉમેરો.
SO_2(g) + 2H₂O_(l) → HSO_4(aq)^– + 3H_(aq)⁺ + 2e^–
MnO_4(aq)^– + 8H_(aq)⁺ + 5e^– → Mn_(aq)⁺² + 4H₂O_(l)

સોપાન – 4 : બંને અર્ધપ્રક્રિયાઓમાં e ની સંખ્યા સમાન કરવા માટે O.H.Rને 5 વડે R.H.R.ને 2 વડે ગુણતા અને સરવાળો કરતાં.

(c)

(d)

પ્રશ્ન 19.
નીચે દર્શાવેલાં સમીકરણોને આયન-ઇલેક્ટ્રોન તથા ઑક્સિડેશન આંક પદ્ધતિ દ્વારા સમતોલ કરો (બેઝિક માધ્યમમાં) તથા તેમાં રહેલા ઑક્સિડેશનકર્તા અને રિડક્શનકર્તાને ઓળખી બતાવો :
(a) P_4(s) + OH_(aq)^– → PH_3(g) + HPO_2(aq)^–
(b) N₂H_4(l) + ClO_3(aq)^– → NO_(g) + Cl_(g)^–
(c) Cl₂O_7(g) + H₂O_2(aq) → ClO_2(aq)^– + O_2(g) + H⁺
ઉત્તર:
(a)

અહીં Pનો ઑક્સિડેશન આંક 0 માંથી વધીને +2 થાય છે અને 0માંથી ઘટીને −3 પણ થાય છે. આમ, P₄ એ ઑક્સિડેશનકર્તા અને રિડક્શનકર્તા એમ બંને તરીકે વર્તે છે.

સોપાન – 2 : P નું સંતુલન કરો.
O.H.R. : P_4(s) → 4HPO_2(aq)^–
R.H.R. : P_4(s) → 4PH_3(g)

સોપાન – 3 : સંતુલન કરવા માટે જરૂરી e^– ઉમેરવા
O.H.R. : P_4(s) → 4HPO₂^– + 8e^–
R.H.R. : P_4(s) + 12e^– → 4PH₃

સોપાન – 4 : બંને અર્ધપ્રક્રિયાઓના વીજભારના આધારે સંતુલન કરો.
O.H.R. : P_4(s) + 12OH^– → 4HPO₂^– + 8e^– + 4H₂O
R.H.R. : P_4(s) + 12e^– + 12H₂O → 4PH₃ + 12OH^–

સોપાન – 5 : e^– ની સંખ્યા O.H.R. ને 3 વડે અને R.H.R. ને 2 વડે ગુણતાં અને સરવાળો કરતાં

ઑક્સિડેશન આંક પદ્ધતિ :

ઑક્સિડેશનનો વધારો અને ઘટાડો સરખો કરવા H₂PO₂^– ને 3 વડે ગુણતા અને PH₃ ને 2 વડે ગુણતા
P₄ + OH^– → PH₃ + 3HPO₂^–

સોપાન – 3 : ઑક્સિડેશન આંકના તફાવતને સરખો કરવા ઑક્સિડેશન પ્રક્રિયાને 3 વડે અને રિડક્શન પ્રક્રિયા 2 વડે ગુણતાં.
2P₄ + 3P₄ + OH^– → 8PH₃ + 12HPO₂^–

સોપાન – 4 : બેઝિક માધ્યમના આધારે વીજભારનું સંતુલન કરી Oનું સંતુલન H₂O ઉમેરી કરો.
12H₂O + 5P₄ + 12OH^– → 8PH₃ + 12HPO₂^–

(b)

• તેથી N₂H₄ એ રિડક્શનકર્તા તરીકે અને ClO₃^– એ ઑક્સિડેશનકર્તા તરીકે વર્તે છે.
• ઑક્સિડેશન આંક પદ્ધતિ :
  N ના ઑક્સિડેશન આંકમાં કુલ વધારો = 4 × 2 = 8
  Cl ના ઑક્સિડેશન આંકમાં કુલ ઘટાડો = 6 × 1 = 6
• આથી, ઑક્સિડેશન આંકના વધારા/ઘટાડાને સમાન કરવા N₂H₄ ને 3 વડે અને ClO₃^– ને 4 વડે ગુણતાં
  3N₂H_4(l) + 4ClO_3(aq)^– → NO_(g) + Cl_(aq)^–
• N અને Clનું સંતુલન કરો.
  3N₂H_4(l) + 4ClO_3(aq)^– → 6NO_(g) + 4Cl_(aq)^–
• O નું સંતુલન H₂O ઉમેરી કરો.
  3N₂H_4(l) + 4ClO_3(aq)^– → 6NO_(g) + 4Cl_(aq)^– + 6H₂O_(l)
  આયન ઇલેક્ટ્રૉન પદ્ધતિ :

પ્રશ્ન 20.
નીચે આપેલી પ્રક્રિયાથી કયા પ્રકારની સૂચનાઓ પ્રાપ્ત કરી શકો છો ?
(CN)_2(g) + 2OH_(g)^– → CN_(aq)^– + CNO_(aq)^– + H₂O_(l)
ઉત્તર:
– (CN)₂, CN^– અને CNO^– માં C નો ઑક્સિડેશન આંક નીચે મુજબ છે :

– આપેલ પ્રક્રિયામાં Cનો ઑક્સિડેશન આંક જુદો જુદો છે.

અહીં સમાન સંયોજનનું જ ઑક્સિડેશન અને રિડક્શન થાય તો આ પ્રક્રિયાને વિષમીકરણ પ્રક્રિયા કહે છે. આથી, એમ પણ કહી શકાય કે બેઝિક માધ્યમમાં સાયનાઇડનું વિઘટન એ વિષમીકરણ પ્રક્રિયા છે.

પ્રશ્ન  21.
Mn³⁺ આયન દ્રાવણમાં અસ્થાયી હોય છે તથા વિષમીકરણ દ્વારા Mn²⁺, MnO₂ અને H⁺ આયન આપે છે. આ પ્રક્રિયા માટે સમતોલિત આયનીય સમીકરણ લખો.
ઉત્તર:

પ્રશ્ન 22.
નીચેના તત્ત્વોને ધ્યાનમાં રાખી ઉત્તર આપો :
Cs, Ne, I અને F
(a) એવું તત્ત્વ ઓળખી બતાવો કે જે માત્ર ઋણ ઑક્સિડેશન અવસ્થા દર્શાવ છે.
(b) એવું તત્ત્વ ઓળખી બતાવો કે જે માત્ર ધન ઑક્સિડેશન અવસ્થા દવિ છે.
(c) એવું તત્ત્વ ઓળખી બતાવો કે જે ધન અને ઋણ એમ બંને ઑક્સિડેશન અવસ્થા દર્શાવે છે.
(d) એવું તત્ત્વ ઓળખી બતાવો કે જે ન ધન કે ન ઋણ
ઑક્સિડેશન અવસ્થા દર્શાવ છે.
ઉત્તર:
(a) F એ ફક્ત ઋણ ઑક્સિડેશન આંક ધરાવે છે.

(b) Cs એ +1 ધન ઑક્સિડેશન આંક ધરાવે છે.

(c) I એ ધન અને ઋણ બંને ઑક્સિડેશન આંક ધરાવે છે. I એ −1, +1, +3, +5, +7 જેવી ઑક્સિડેશન અવસ્થા ધરાવે છે.

(d) Neની ઑક્સિડેશન અવસ્થા 0 છે. તે ધન કે ઋણ ઑક્સિડેશન અવસ્થા ધરાવી શકે નહીં.

પ્રશ્ન 23.
પીવાના પાણીના શુદ્ધીકરણમાં ક્લોરિનનો ઉપયોગ થાય છે. ક્લોરિનનું વધુ પ્રમાણ હાનિકારક છે. વધારાના ક્લોરિનને સલ્ફર ડાયોક્સાઇડ વડે દૂર કરવામાં આવે છે. પાણીમાં થતા
આ રેડોક્ષ ફેરફાર માટે સમતોલિત સમીકરણ લખો.
ઉત્તર:

પ્રશ્ન 24.
તમારા પાઠ્યપુસ્તકમાં આપેલા આવર્તકોષ્ટકનો અભ્યાસ કરો અને નીચેના પ્રશ્નોના ઉત્તર આપો :
(a) વિષમીકરણ પ્રક્રિયા દર્શાવી શકે તેવી સંભવિત અધાતુઓને પસંદ કરો.
(b) વિષમીકરણ પ્રક્રિયા દર્શાવી શકે તેવી ત્રણ ધાતુઓને પસંદ કરો.
ઉત્તર:
વિષમીકરણ પ્રક્રિયામાં ભાગ લેતો પ્રક્રિયક ઓછામાં ઓછી ત્રણ ઑક્સિડેશન અવસ્થા ધરાવે છે.
(a) P, Cl અને S આ ત્રણ તત્ત્વો ત્રણ કરતાં વધુ ઑક્સિડેશન અવસ્થા ધરાવે છે. તેથી તે વિષમીકરણ પ્રક્રિયા દર્શાવે છે.
(b) Mn, Cu અને Ga એ વિષમીકરણ પ્રક્રિયા દર્શાવે છે. આ તત્ત્વો પણ ત્રણ કરતાં વધુ ઑક્સિડેશન અવસ્થા ધરાવે છે.

પ્રશ્ન 25.
ઓસ્વાલ્ડ પદ્ધતિ દ્વારા નાઇટ્રિક ઍસિડના ઉત્પાદનના પ્રથમ તબક્કામાં ઑક્સિજન વાયુ દ્વારા એમોનિયા વાયુના ઑક્સિડેશનથી નાઇટ્રિક ઑક્સાઇડ અને પાણીની વરાળ બને છે. 10 g એમોનિયા અને 20 g ઑક્સિજન દ્વારા નાઇટ્રિક ઑક્સાઇડનો મહત્તમ કેટલો જથ્થો પ્રાપ્ત થશે ?
ઉત્તર:

• સંતુલિત રાસાયણિક પ્રક્રિયા :

• 68 gm NH₃ એ 160 gm O₂ સાથે સંયોજાય છે.
  ∴ 10 gm NH₃ = \(\frac{10 \times 160}{68}\) = 23.53 gm
• પરંતુ 20 gm O₂ આપેલ છે. તેથી તે સીમિત પ્રક્રિયક છે. હવે 160 gm O₂ એ 120 gm NO આપે છે.
  ∴ 20 gm O₂ = \(\frac{120 \times 20}{160}\) = 15 gm
• તેથી મહત્તમ 15 gm નાઈટ્રિક ઑક્સાઇડ પ્રાપ્ત થાય.

પ્રશ્ન 26.
કોષ્ટક-8.1 માં (પ્રશ્ન નં-39 માં આપેલ કોષ્ટક) આપેલા પ્રમાણિત વિદ્યુતધ્રુવ પોટેન્શિયલનો ઉપયોગ કરી અનુમાન કરો કે નીચે દર્શાવેલા પ્રક્રિયકો વચ્ચે પ્રક્રિયા સંભવ છે ?

ઉત્તર:

પ્રશ્ન 27.
નીચે દર્શાવેલા દરેકના વિદ્યુતવિભાજનથી મળતી નીપજોનું અનુમાન કરો :
(i) AgNO₃ ના જલીય દ્રાવણમાં સિલ્વર વિદ્યુતધ્રુવ
(ii) AgNO₃ ના જલીય દ્રાવણમાં પ્લેટિનમ વિદ્યુતધ્વ
(iii) મંદ H₂SO₄ ના જલીય દ્રાવણમાં પ્લેટિનમ વિધુતધ્રુવ
(iv) મંદ CuCl₂ ના દ્રાવણમાં પ્લેટિનમ વિદ્યુતધ્રુવ
ઉત્તર:
(i) AgNO₃ ના જલીય દ્રાવણમાં \(\mathrm{Ag}_{(\mathrm{aq})}^{+}\) અને \(\mathrm{NO}_{3(\mathrm{aq})}^{-}\) આયનો આપે છે.
AgNO_3(aq) → \(\mathrm{Ag}_{(\mathrm{aq})}^{+}+\mathrm{NO}_{3(\mathrm{aq})}^{-}\)

• વિદ્યુતવિભાજન દરમિયાન Ag⁺ અથવા H₂O ના અણુઓ કૅથોડ ઉપર રિડક્શન પામે. પરંતુ Ag⁺ નો રિડક્શન પોર્ટેન્શિયલ H₂O કરતાં વધુ છે.
  \(\mathrm{Ag}_{(\mathrm{aq})}^{+}\) + e^– → Ag_(s) E° = +0.80 volt
  2H₂O_(l) + 2e^– → H₂ + 2OH_(aq)^– E° = 0.83 volt
  આથી કૅથોડ ઉપર Ag⁺ આયન રિડક્શન પામશે.
• આ જ રીતે, Ag ધાતુ અથવા H₂O ના અણુ ઍનોડ ઉપર ઑક્સિડેશન પામશે. પરંતુ Agનો ઑક્સિડેશન પોટેન્શિયલ H₂O કરતાં વધુ છે તેથી Ag ધાતુ ઍનોડ ઉપર ઑક્સિડેશન પામશે.
  Ag_(s) → \(\mathrm{Ag}_{(\mathrm{aq})}^{+}\) + e^– ; E° = -0.80 volt
  2H₂O_(l) → O_2(g) + \(4 \mathrm{H}_{(\mathrm{aq})}^{+}\) + 4e^– ; E° = -1.23 volt

(ii) Pt નું ઑક્સિડેશન થતું નથી તેથી ઍનોડ ઉપર પાણીનું ઑક્સિડેશન થઈ O₂, છૂટો પડે છે. કૅથોડ ઉપર Ag₊ આયન રિડક્શન પામી જમા થાય છે.

(iii) H₂SO₄ ના જલીય દ્રાવણમાં તે H⁺ અને \(\mathrm{SO}_4^{-2}\) આયનો આપે છે. H₂SO_4(aq) → \(2 \mathrm{H}_{(\mathrm{aq})}^{+}+\mathrm{SO}_{4(\mathrm{aq})}^{-2}\)

• વિદ્યુતવિભાજન દરમિયાન H⁺ અથવા H₂O અણુ કૅથોડ ઉપ૨ રિડક્શન પામે. પરંતુ H⁺ નો રિડક્શન પોટેન્શિયલ H₂O કરતાં વધુ હોવાથી કૅથોડ ઉપર H⁺ નું રિડક્શન થઈ H₂ વાયુ છૂટો પડે છે.
  \(2 \mathrm{H}_{(\mathrm{aq})}^{+}\) + 2e^– → H_2(g) E° = – 0.0 volt
  2H₂O_(aq) + 2e^– → H₂ + \(2 \mathrm{OH}_{(\mathrm{aq})}^{-}\) E° = -0.63 volt + 2e→ H2+
• ઍનોડ ઉપર \(\mathrm{SO}_4^{-2}\) અથવા H₂O નું ઑક્સિડેશન થાય પરંતુ \(\mathrm{SO}_4^{-2}\) ના ઑક્સિડેશન માટે H₂O કરતાં વધુ બંધ તોડવાની જરૂર પડે. તેથી \(\mathrm{SO}_4^{-2}\) આયનનો ઑક્સિડેશન પોટેન્શિયલ H₂O કરતા ઓછો છે. તેથી ઍનોડ પર H₂O નું ઑક્સિડેશન થઈ O₂ વાયુ છૂટો પડે છે.

(iv) CuCl₂ નું જલીય દ્રાવણ Cu⁺² અને Cl^– આયન આપે છે.
CuCl_2(aq) → \(\mathrm{Cu}_{(\mathrm{aq})}^{+2}+2 \mathrm{Cl}_{(\mathrm{aq})}^{-}\)

• વિદ્યુતવિભાજન દરમિયાન કૅથોડ ઉપર Cu⁺² આયનનું અથવા H₂O નું રિડક્શન થાય પરંતુ Cu⁺² નો રિડક્શન પોટેન્શિયલ H₂O કરતાં વધુ હોવાથી કૅથોડ ઉપર Cu⁺² નું રિડક્શન થઈ જમા થાય છે.
  \(\mathrm{Cu}_{(\mathrm{aq})}^{+2}\) + 2e^– → Cu_(aq) E° = +0.34 volt
  H₂O_(l) + 2e^– → H₂ + 2OH^– E° = 0.83 volt
• આ જ રીતે, ઍનોડ પર Cl^– અથવા H₂O નું ઑક્સિડેશન થાય. પરંતુ H₂O નો ઑક્સિડેશન પોર્ટેન્શિયલ Cl^– કરતાં વધુ છે.
  \(2 \mathrm{Cl}_{(\mathrm{aq})}^{-}\) → Cl_2(g) + 2e^– E° = -1.36 volt
  2H₂O_(l) → O_2(g) + \(4 \mathrm{H}_{(\mathrm{aq})}^{+}\) + 4e^– E° = −1.23 volt
• પરંતુ H₂O નું ઑક્સિડેશન થઈ O₂ વાયુ મુક્ત કરવા માટે વધુ પોટેન્શિયલની જરૂર પડે છે. આથી ઍનોડ ઉપર CL^– નું ઑક્સિડેશન થઈ C₂ વાયુ મુક્ત થાય છે.

પ્રશ્ન 28.
નીચે દર્શાવેલી ધાતુઓને તેમના ક્ષારના દ્રાવણોમાંથી એકબીજાનું વિસ્થાપન કરવાની ક્ષમતાના આધારે ક્રમમાં ગોઠવો :
Al, Cu, Fe, Mg ca Zn
ઉત્તર:

• E° Al⁺³/Al = -1.66 volt
  E° Cu⁺²/Cu = +0.34 volt
  E° Fe⁺²/Fe = -0.44 volt
  E° Mg⁺²/Mg = -2.36 volt
  E° Zn⁺²/Zn = 0.76 volt
• જે ધાતુના રિડક્શન પોર્ટેન્શિયલનું ઋણ મૂલ્ય વધારે તેમ તે પ્રબળ રિડક્શનકર્તા તરીકે વર્તે છે. તેથી Mg એ બાકીની બધી જ ધાતુઓનું વિસ્થાપન કરી શકે છે.
• Al એ Mg સિવાય બધી જ ધાતુઓના જલીય દ્રાવણમાંથી વિસ્થાપન કરી શકે છે.
• Zn એ Mg અને Al સિવાય બધી જ ધાતુઓના જલીય દ્રાવણમાંથી વિસ્થાપન કરી શકે છે.
• Fe એ ફક્ત Cuનું વિસ્થાપન કરી શકે છે.

પ્રશ્ન 29.
નીચે પ્રમાણિત વિધુતધ્રુવ પોટેન્શિયલ આપવામાં આવ્યા છે :
K⁺/K = -2.93V, Ag⁺/Ag = 0.80 V
Hg²⁺/Hg = 0.79 V
Mg²⁺/Mg = -2.37 V, Cr³⁺/Cr = -0.74 V
આ ધાતુઓને તેમની રિડક્શન કરવાની ક્ષમતાના ચઢતા ક્રમમાં ગોઠવો.
ઉત્તર:

• જેમ રિડક્શન પોટેન્શિયલનું ઋણ મૂલ્ય વધુ તેમ તે પ્રબળ રિડક્શનકર્તા છે. તેથી રિડક્શન પોર્ટેન્શિયલના મૂલ્યોનો ચઢતો ક્રમ : K⁺/K (-293 V), Mg⁺²/Mg (-2.37 V), Cr³⁺/Cr (-0.74 V), Hg⁺²/Hg (0.79 V), Ag⁺/Ag (0.80 V)
• આથી રિડક્શનકર્તાનો ચઢતો ક્રમ નીચે મુજબ છે : Ag, Hg, Cr, Mg, K

પ્રશ્ન  30.
Zn_(s) + \(2 \mathrm{Ag}_{(\mathrm{aq})}^{+}\) → \(\mathrm{Zn}_{(\mathrm{aq})}^{2+}\) + 2Ag_(s) પ્રક્રિયા થતી હોય
તેવો ગૅલ્વેનિક કોષ દોરો અને જણાવો કે….
(i) કયો વિધુતધ્રુવ ઋણ વીજભારિત છે ?
(ii) કોષમાં વિધુતપ્રવાહના વાહક કોણ છે ?
(iii) દરેક વિધુતધ્રુવ પર થતી પ્રક્રિયાઓ કઈ છે ?
ઉત્તર:
રેડોક્ષ પ્રક્રિયા : Zn_(s) + \(2 \mathrm{Ag}_{(\mathrm{aq})}^{+}\) → \(\mathrm{Zn}_{(\mathrm{aq})}^{2+}\) + 2Ag_(s) અહીં Znનું Zn⁺²માં અને Ag⁺નું Agમાં અનુક્રમે ઑક્સિડેશન અને રિડક્શન થાય છે. તેથી Zn ઉપર ઑક્સિડેશન અને Agના વિદ્યુતધ્રુવ ઉપર રિડક્શન થાય છે. તેથી ગૅલ્વેનિક કોષની સંલગ્ન ઉપરોક્ત રેડોક્ષ પ્રક્રિયા નીચે મુજબ છે.
Zn | \(\mathrm{Zn}_{(\mathrm{aq})}^{2+}\) || \(\mathrm{Ag}_{(\mathrm{aq})}^{+}\) | Ag

(i) Zn ના વિદ્યુતવ ઉપર ઑક્સિડેશન થાય છે તેથી ત્યાં Zn વિદ્યુતધ્રુવ ઉપર e” એકઠા થાય છે. તેથી Zn વિદ્યુતધ્વ ઋણ વીજભારિત છે.
(ii) e^– નું વહન Znથી Ag વિદ્યુતધ્રુવ તરફ જશે જ્યારે વિદ્યુતનું વહન Agથી Zn વિદ્યુતધ્રુવ તરફ જશે.
(iii) વિદ્યુતધ્રુવો ઉપર થતી પ્રક્રિયા : Zn_(s) + \(\mathrm{Zn}_{(\mathrm{aq})}^{2+}\) + 2e^–
\(\mathrm{Ag}_{(\mathrm{aq})}^{+}\)+ 2e^– → Ag_(s)

GSEB Class 11 Chemistry રેડોક્ષ પ્રક્રિયાઓ NCERT Exemplar Questions

I. બહુવિકલ્પ પ્રશ્નો (પ્રકાર – I)
નીચેના પ્રશ્નોમાં એક જ વિકલ્પ સાચો છે.

પ્રશ્ન 1.
નીચે પૈકી કયું રેડોક્ષ પ્રક્રિયાનું ઉદાહરણ નથી ?
(A) CuO + H₂ → Cu + H₂O
(B) Fe₃O₃ + 3CO → 2Fe + 3CO₂
(C) 2K + F₂ → 2KF
(D) BaCl₂ + H₂SO₄ → BaSO₄ + 2HCl
જવાબ
(D) BaCl₂ + H₂SO₄ → BaSO₄ + 2HCl

આ પ્રક્રિયામાં તત્ત્વોના ઑક્સિડેશન આંકમાં ફેરફાર થતો નથી.

પ્રશ્ન 2.
જેમ E^⊖ નું મૂલ્ય વધારે ધન તેમ સ્વિસીઝની રિડક્શન પામવાની વૃત્તિ વધારે. નીચે આપેલા રેડોક્ષ-યુગ્મોના પ્રમાણિત વિધુત ધ્રુવ પોટેન્શિયલનો ઉપયોગ કરીને નીચે પૈકી કયો પ્રબળ ઑક્સિડેશનકર્તા છે તે શોધો :
E^⊖નાં મૂલ્યો : + Fe³⁺ / Fe²⁺ = 0.77; I^2(s) / I^– = +0.54, Cu²⁺ / Cu = +0.34; Ag⁺ / Ag = +0.80 V
(A) Fe³⁺
(B) I^2(s)
(C) Cu²⁺
(D) Ag⁺
જવાબ
(D) Ag⁺
E°_{Ag⁺ / Ag} નું મૂલ્ય વધુ ધન છે +0.80 V તેથી Ag⁺ એ પ્રબળ ઑક્સિડેશનકર્તા છે.

પ્રશ્ન 3.
કેટલાક રેડોક્ષ-યુગ્મોનાં E^⊖ મૂલ્યો નીચે આપેલાં છે. આ મૂલ્યોને આધારે સાચો વિકલ્પ પસંદ કરો :
E^⊖નાં મૂલ્યો : Br₂ / Br^– = + 1.90; Ag⁺ / Ag_(s) = +0.80;
Cu²⁺ / Cu_(s) = +0.34; I_2(s) / I^– = +0.54 V
(A) Cu વડે Br^–નું રિડક્શન થશે.
(B) Cu વડે Ag નું રિડક્શન થશે.
(C) Cu વડે I^– નું રિડક્શન થશે.
(D) Cu વડે Br₂ નું રિડક્શન થશે.
જવાબ
(D) Cu વડે Br₂ નું રિડક્શન થશે.

• આપેલ E° નાં મૂલ્યો :
  Br₂/Br^– = +1.90 V; Ag/Ag⁺ = -0.80 V
  Cu²⁺/Cu(s) = +0.34 V; I^– / I_2(s) = -0.54 V
  Br^– / Br₂ = -1.90 V
• Cu અને Br₂ નું રિડક્શન કરશે જેથી તેનો E°_cell નું મૂલ્ય ધન મળશે.
  

પ્રશ્ન 4.
પ્રમાણિત વિધુતધ્રુવ પોટેન્શિયલનો ઉપયોગ કરીને, કયા યુગ્મ વચ્ચે રેડોક્ષ પ્રક્રિયા સ્વયંભૂ નથી તે શોધો.
E^⊖નાં મૂલ્યો : Fe³⁺ / Fe²⁺ = 0.77; I₂ / I^– = +0.54,
Cu²⁺ / Cu = +0.34; Ag⁺ / Ag = +0.80 V
(A) Fe³⁺ અને I^–
(B) Ag⁺ અને Cu
(C) Fe³⁺ અને Cu
(D) Ag અને Fe³⁺
જવાબ
(D) Ag અને Fe³⁺
જે પ્રક્રિયા માટે E°_cell = ઋણ મૂલ્ય મળે તે પ્રક્રિયા શક્ય નથી.

પ્રશ્ન 5.
નીચેની પ્રક્રિયાઓમાં આયોડિન અને બ્રોમીન સાથે થાયોસલ્ફેટ જુદી-જુદી પ્રક્રિયાઓ કરે છે :
2S₂\(\mathrm{O}_3^{2-}\) + I₂ → S₄\(\mathrm{O}_6^{2-}\) + 2I^–
S₂\(\mathrm{O}_3^{2-}\) + 2Br₂ + 5H₂O → 2SO\mathrm{O}_4^{2-} + 2Br^– + 10H⁺
નીચેના પૈકી કયું વિધાન થાયોસલ્ફેટની ઉપર્યુક્ત દ્વૈત વર્તણૂકને વાજબી ઠેરવે છે ?
(A) બ્રોમીન, આયોડિન કરતાં પ્રબળ ઑક્સિડેશનકર્તા છે.
(B) બ્રોમીન, આયોડિન કરતાં નિર્બળ ઑક્સિડેશનકર્તા છે.
(C) આ પ્રક્રિયાઓમાં થાયોસલ્ફેટનું બ્રોમીન વડે ઑક્સિડેશન અને આયોડિન વડે રિડક્શન થાય છે.
(D) આ પ્રક્રિયાઓમાં બ્રોમીનનું ઑક્સિડેશન અને આયોડિન રિડક્શન થાય છે.
જવાબ
(A) બ્રોમીન, આયોડિન કરતાં પ્રબળ ઑક્સિડેશનકર્તા છે.
કારણ કે, I₂ એ S₂\(\mathrm{O}_3^{2-}\) નું S₄\(\mathrm{O}_6^{2-}\)માં ઑક્સિડેશન કરે છે જ્યારે Br₂ એ S₂\(\mathrm{O}_3^{2-}\) નું \(\mathrm{SO}_4^{2-}\) માં ઑક્સિડેશન કરે છે.

પ્રશ્ન 6.
સંયોજનના રહેલા તત્ત્વનો ઑક્સિડેશન-આંક કેટલાક નિયમોને આધીન રહીને નક્કી કરવામાં આવે છે. નીચેના પૈકી કયો નિયમ આ સંદર્ભમાં સાચો નથી ?
(A) હાઇડ્રોજનનો ઑક્સિડેશન-આંક હંમેશાં +1 હોય છે.
(B) સંયોજનમાં બધા જ ઑક્સિડેશન-આંકોનો બેઝિક સરવાળો શૂન્ય હોય છે.
(C) મુક્ત અથવા બિનસંયોજિત અવસ્થામાં તત્ત્વનો ઑક્સિડેશન-આંક શૂન્ય હોય છે.
(D) ફ્લોરિનનાં બધાં જ સંયોજનોમાં તેનો ઑક્સિડેશન-આંક −1 હોય છે.
જવાબ
(A) હાઇડ્રોજનનો ઑક્સિડેશન-આંક હંમેશાં +1 હોય છે.
કારણ કે હાઇડ્રાઇડ સંયોજનમાં H^-1 હોય છે અને H₂ અણુનો ઑક્સિડેશન આંક 0 છે.

પ્રશ્ન 7.
નીચેનાં સંયોજનો પૈકી કયામાં, તત્ત્વ બે જુદી-જુદી ઑક્સિડેશન અવસ્થાઓ દર્શાવે છે ?
(A) NH₂OH
(B) NH₄NO₃
(C) N₂H₄
(D) N₃H
જવાબ
(B) NH₄NO₃
NH₄NO₃ → \(\mathrm{NH}_4^{+}\) + \(\mathrm{NO}_3^{-}\)
\(\mathrm{NH}_4^{+}\) માં N નો ઑક્સિડેશન આંક = -3 છે.
\(\mathrm{NO}_3^{-}\) માં N નો ઑક્સિડેશન આંક = +5 છે.

પ્રશ્ન 8.
નીચેની ગોઠવણો પૈકી કઈ મધ્યસ્થ પરમાણુનો વધતો ઑક્સિડેશન-આંક દર્શાવે છે ?
(A) \(\mathrm{CrO}_2^{-}, \mathrm{ClO}_3^{-}, \mathrm{CrO}_4^{2-}, \mathrm{MnO}_4^{-}\)
(B) \(\mathrm{ClO}_3^{-}, \mathrm{CrO}_4^{2-}, \mathrm{MnO}_4^{-}, \mathrm{CrO}_2^{-}\)
(C) \(\mathrm{CrO}_2^{-}, \mathrm{ClO}_3^{-}, \mathrm{MnO}_4^{-}, \mathrm{CrO}_4^{2-}\)
(D) \(\mathrm{CrO}_4^{2-}, \mathrm{MnO}_4^{-}, \mathrm{CrO}_2^{-}, \mathrm{ClO}_3^{-}\)
જવાબ
(A) \(\mathrm{CrO}_2^{-}, \mathrm{ClO}_3^{-}, \mathrm{CrO}_4^{2-}, \mathrm{MnO}_4^{-}\)

પ્રશ્ન 9.
તત્ત્વ વડે દર્શાવાતા દીર્ઘતમ ઑક્સિડેશન-આંકનો આધાર બાહ્યતમ ઇલેક્ટ્રૉનીય રચના પર રહેલો હોય છે. નીચે દર્શાવેલી કઈ બાહ્યતમ ઇલેક્ટ્રૉનીય રચના ધરાવતું તત્ત્વ દીર્ઘતમ ઑક્સિડેશન-આંક દર્શાવશે ?
(A) 3d¹4s²
(B) 3d³4s²
(C) 3d⁵4s¹
(D) 3d⁵4s²
જવાબ
(D) 3d⁵4s²

• સંક્રાંતિ તત્ત્વનો મહત્તમ
  ઑક્સિડેશન આંક = (n – 1)d e^– + ns e^–
• આથી
  (A) 3d¹4s² = 1 + 2 = 3
  (B) 3d³4s² = 3 + 2 = 5
  (C) 3d⁵4s¹ = 5 + 1 = 6
  (D) 3d⁵4s² = 5 + 2 = 7

પ્રશ્ન 10.
વિષમીકરણ (Disproprotionaltion) પ્રક્રિયાને ઓળખો :
(A) CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O
(B) CH₄ + 4Cl₂ → CCl₄ + 4HCl
(C) 2F₂ + 2OH^– → 2F^– + OF₂ + H₂O
(D) 2NO₂ + 2OH^– → \(\mathrm{NO}_2^{-}+\mathrm{NO}_3^{-}\) + HO
જવાબ
(D) 2NO₂ + 2OH^– → \(\mathrm{NO}_2^{-}+\mathrm{NO}_3^{-}\) + HO
જે પ્રક્રિયામાં એક જ તત્ત્વ ઑક્સિડેશન અને રિડક્શન અનુભવે તેને વિષમીકરણ રેડોક્ષ પ્રક્રિયા કરે છે.

પ્રશ્ન 11.
નીચેના પૈકી કયું તત્ત્વ વિષમીકરણ પ્રક્રિયા અનુભવતું નથી ?
(A) Cl
(B) Br
(C) F
(D) I
જવાબ
(C) F
F ની વિદ્યુતઋણતા વધુ હોવાથી તેનો ઑક્સિડેશન આંક −1 હોય છે.

II. બહુવિકલ્પ પ્રશ્નો (પ્રકાર – II)
નીચેના પ્રશ્નોમાં બે કે વધારે વિકલ્પો સાચાં હોઈ શકે છે.

પ્રશ્ન 1.
નીચે દર્શાવલી વિઘટન-પ્રક્રિયા માટે કયું વિધાન | વિધાનો સાચું / સાચાં નથી ?
2KClO₃ → 2Cl + 3O₂
(A) પોટૅશિયમનું ઑક્સિડેશન થાય છે.
(B) ક્લોરિનનું ઑક્સિડેશન થાય છે.
(C) ઑક્સિજન રિડક્શન પામે છે.
(D) એક પણ સ્પિસીઝનું ઑક્સિડેશન કે રિડક્શન થતું નથી.
જવાબ
(A) પોટૅશિયમનું ઑક્સિડેશન થાય છે., (D) એક પણ સ્પિસીઝનું ઑક્સિડેશન કે રિડક્શન થતું નથી.

(A) K નો ઑક્સિડેશન આંક બદલાતો નથી.
(B) Cl નું રિડક્શન થાય છે.
(C) ઑક્સિજન એ ઑક્સિડેશન પ્રક્રિયા અનુભવે છે.
(D) ઑક્સિજન અને ક્લોરિન એ ઑક્સિડેશન અને રિડક્શન પ્રક્રિયા અનુભવે છે.

પ્રશ્ન 2.
નીચેની પ્રક્રિયાના સંદર્ભમાં સાચું વિધાન | વિધાનો ઓળખો :
Zn + 2HCl → ZnCl₂ + H₂
(A) ઝિંક ઑક્સિડેશનકર્તા તરીકે વર્તે છે.
(B) ક્લોરિન રિડક્શનકર્તા તરીકે વર્તે છે.
(C) હાઇડ્રોજન આયન ઑક્સિડેશનકર્તા તરીકે વર્તે છે.
(D) ઝિંક રિડક્શનકર્તા તરીકે વર્તે છે.
જવાબ
(C) હાઇડ્રોજન આયન ઑક્સિડેશનકર્તા તરીકે વર્તે છે. , (D) ઝિંક રિડક્શનકર્તા તરીકે વર્તે છે.

(A) Zn નો ઑક્સિડેશન આંક વધે છે તેથી તે રિડક્શનકર્તા તરીકે વર્તે છે.
(B) ક્લોરિનનો ઑક્સિડેશન આંક બદલાતો નથી.
(C) હાઇડ્રોજનનું +1 માંથી 0 રિડક્શન થાય છે. આથી તે ઑક્સિડેશનકર્તા તરીકે વર્તે છે.
(D) Zn નું ઑક્સિડેશન થાય છે. આથી તે રિડક્શનકર્તા તરીકે વર્તે છે.

પ્રશ્ન 3.
તત્ત્વ વડે દર્શાવાતી વિવિધ ઑક્સિડેશન અવસ્થાઓ તેના પરમાણુની બાહ્યતમ કક્ષકની ઇલેક્ટ્રોનીય રચના સાથે પણ સંકળાયેલી હોય છે. નીચે દર્શાવેલી કઈ બાહ્યતમ કોશની ઇલેક્ટ્રૉનીય રચનાઓ ધરાવતો પરમાણુ(ઓ) તેનાં સંયોજનોમાં એક કરતાં વધારે ઑક્સિડેશન અવસ્થાઓ દર્શાવશે ?
(A) 3s¹
(B) 3d¹ 4s²
(C) 3d² 4s²
(D) 3s² 3p³
જવાબ
(C) 3d² 4s², (D) 3s² 3p³
(C) 3d² 4s² એ +2, +3, +4 ઑક્સિડેશન અવસ્થા ધરાવે છે.
(D) 3s² 3p³ એ +3, +5 ઑક્સિડેશન અવસ્થા ધરાવે છે.

પ્રશ્ન 4.
નીચેની પ્રક્રિયાના સંદર્ભમાં સાચાં વિધાન ઓળખો :
P₄ + 3OH^– + 3H₂O → PH₃ + 3H₂PO₂^–
(A) ફૉસ્ફરસનું માત્ર રિડક્શન થાય છે.
(B) ફૉસ્ફરસનું માત્ર ઑક્સિડેશન થાય છે.
(C) ફૉસ્ફરસનું ઑક્સિડેશન તેમજ રિડક્શન થાય છે.
(D) હાઇડ્રોજનનું ઑક્સિડેશન કે રિડક્શન થતું નથી.
જવાબ
(C) ફૉસ્ફરસનું ઑક્સિડેશન તેમજ રિડક્શન થાય છે. , (D) હાઇડ્રોજનનું ઑક્સિડેશન કે રિડક્શન થતું નથી.

• હાઇડ્રોજનનો ઑક્સિડેશન આંક +1 જ ઑક્સિડેશન આંક ધરાવે છે. આથી (D) વિધાન સાચું છે.
• P નો ઑક્સિડેશન આંક 0 માંથી −3 અને +1 થાય છે. આથી વિધાન (C) સાચું છે.

પ્રશ્ન 5.
જ્યારે પ્રમાણિત હાઇડ્રોજન વિધુતધ્રુવ સાથે જોડવામાં આવે ત્યારે નીચેના વિધુતધ્રુવો પૈકી કયાં ઍનોડ તરીકે વર્તશે ?
(A) Al / Al³⁺ E^⊖ = -1.66 V
(B) Fe / Fe²⁺ E^⊖ = -0.44 V
(C) Cu / Cu²⁺ E^⊖ = +0.34 V
(D) F_2(g)/2F_(aq)^– E^⊖ = +02.87 V
જવાબ
(A) Al / Al³⁺ E^⊖ = -1.66 V, (B) Fe / Fe²⁺ E^⊖ = -0.44 V
જે વિદ્યુતધ્રુવનો ઑક્સિડેશન પોટેન્શિયલ વધારે હોય તે ઍનોડ તરીકે વર્તે છે.

ટૂંક જવાબી પ્રકારના પ્રશ્નો

પ્રશ્ન 1.
પ્રક્રિયા
\(\mathrm{Cl}_{2(\mathrm{~g})}+2 \mathrm{OH}_{(\mathrm{aq})}^{-} \longrightarrow \mathrm{ClO}_{(\mathrm{aq})}^{-}+\mathrm{Cl}_{(\mathrm{aq})}^{-}+\mathrm{H}_2 \mathrm{O}_{(l)}\) બ્લીચિંગ (વિ ંન) પ્રક્રિયા દર્શાવે છે. ઑક્સિડેશન-ક્રિયાને લીધે પદાર્થનું બ્લીચિંગ કરતી સ્પિસીઝ ઓળખો અને નામ આપો.
જવાબ

આપેલ પ્રક્રિયામાં Clનો ઑક્સિડેશન આંક 0 માંથી વધીને +1 થાય છે અને 0 માંથી −1 થાય છે. આથી Cl એ ઑક્સિડેશનકર્તા અને રિડક્શનકર્તા તરીકે વર્તે છે. આ વિષમીકરણ પ્રક્રિયાનું ઉદાહરણ કે તેની ઑક્સિડેશન પ્રક્રિયાના પરિણામે ClO^– નું વિરંજન થાય છે.

પ્રશ્ન 2.
ઍસિડિક માધ્યમમાં \(\mathrm{MnO}_4^{2-}\) વિષમીકરણ પામે છે પરંતુ \(\mathrm{MnO}_4^{-}\) પામતું નથી. કારણ આપો.
જવાબ

• \(\mathrm{MnO}_4^{2-}\)માં Mn⁶⁺ છે તે વધીને +7 ઑક્સિડેશન આંક ધરાવે અથવા ઘટીને +4, +3, +2, 0 ઑક્સિડેશન આંક ધરાવે છે તેથી વિષમીકરણ પ્રક્રિયા ધરાવે છે.

• \(\mathrm{MnO}_4^{-}\) માં Mn⁺⁷ છે તે માત્ર +7 થી ઓછી ઑક્સિડેશન અવસ્થા જ ધરાવે છે. તેથી તે વિષમીકરણ પ્રક્રિયા ન ધરાવે.

પ્રશ્ન 3.
HCl સાથે PbO અને PbO₂ નીચે મુજબના રાસાયણિક સમીકરણો મુજબ પ્રક્રિયા કરે છે ઃ
(i) 2PbO + 4HCl → 2PbCl₂ + 2H₂O
(ii) PbO₂ + 4HCl → 2PbCl₂ + Cl₂ + 2H₂O
આ બે સંયોજન શા માટે તેમની પ્રતિક્રિયાત્મકતામાં જુદાં પડે છે ?
જવાબ
(i)
અહીં, કોઈ પણ તત્ત્વના ઑક્સિડેશન આંકમાં ફેરફાર થતો નથી તેથી તે રેડોક્ષ પ્રક્રિયા નથી. ઍસિડ-બેઇઝ પ્રક્રિયા છે.
(ii)
અહીં Pb⁺⁴ માંથી Pb⁺² થાય છે તેથી PbO₂ એ ઑક્સિડેશનકર્તા તરીકે વર્તે છે અને તે Cl^– નું Cl₂ માં ઑક્સિડેશન કરે છે.

પ્રશ્ન 4.
નાઇટ્રિક એસિડ ઑક્સિડેશનકર્તા છે અને PbO સાથે પ્રક્રિયા કરે છે પણ તે PbO₂ સાથે પ્રક્રિયા કરતો નથી. શા માટે ? સમજાવો.
જવાબ

• PbO એ બેઇઝ કે તેથી તે HNO₃ સાથે પ્રક્રિયા કરી લેડનાઇટ્રેટ બનાવે છે.

• નાઇટ્રિક ઍસિડ PbO₂ સાથે પ્રક્રિયા કરતો નથી, કારણ કે તે બંને ઑક્સિડેશનકર્તા તરીકે વર્તે છે HNO₃ માં N એ મહત્તમ ઑક્સિડેશન આંક (+5) ધરાવે છે તે જ રીતે PbO₂ માં Pb એ +4 મહત્તમ ઑક્સિડેશન આંક ધરાવે છે તેથી પ્રક્રિયા થતી નથી.

પ્રશ્ન 5.
નીચેની પ્રક્રિયાઓ માટે સમતુલિત રાસાયણિક સમીકરણો લખો :
(a) ઍસિડિક મધ્યમમાં પરમેંગેનેટ આયન (\(\mathrm{MnO}_4^{-}\)) સલ્ફર ડાયોક્સાઇડ વાયુ સાથે પ્રક્રિયા કરે છે અને Mn²⁺ તથા હાઇડ્રોજનસલ્ફેટ આયન ઉત્પન્ન કરે છે. (આયન ઇલેક્ટ્રોન પદ્ધતિ વડે સમતોલિત)
(b) બેઝિક માધ્યમમાં પ્રવાહી હાઇડ્રેઝીન (N₂H₄)ની ક્લોરેટ આયન (\(\mathrm{ClO}_3^{-}\)) સાથેની પ્રક્રિયા નાઇટ્રિક ઑક્સાઇડ વાયુ તથા વાયુમય ક્લોરાઇડ આયન ઉત્પન્ન કરે છે. (ઑક્સિડેશન-આંક પદ્ધતિ વડે સમતોલિત કરો.)
(c) એસિડિક માધ્યમમાં વાયુમય ડાયક્લોરિન હેપ્ટોક્સાઇડ (Cl₂O₇) હાઇડ્રોજન પેરોક્સાઇડના જલીય દ્રાવણ સાથે સંયોજાઈ ક્લોરાઈડ આયન (\(\mathrm{ClO}_2^{-}\)) અને ઑક્સિજન વાયુ આપે છે. (આયન ઇલેક્ટ્રૉન પદ્ધતિ વડે સમતોલિત કરો.)
ઉત્તર:

પ્રશ્ન 6.
(a) HP0
નીચેની સ્પિસીઝોમાં ફોસ્ફરસનો ઑક્સિડેશન-આંક ગણો :
(a) \(\mathrm{HPO}_3^{2-}\) અને (b) \(\mathrm{PO}_4^{3-}\)
ઉત્તર:
(a) \(\mathrm{HPO}_3^{2-}\)
1 + x + 3(-2) = -2
x + 1 – 6 = -2
x = +3

(b) \(\mathrm{PO}_4^{3-}\)
x + 4(-2) = -3
x – 8 = -3
x = +5

પ્રશ્ન 7.
નીચેનાં સંયોજનોમાં પ્રત્યેક સલ્ફર પરમાણુનો ઑક્સિડેશન-આંક ગણો :
(a) Na₂S₂O₃
(b) Na₂S₄O₆
(c) Na₂SO₃
(d) Na₂SO₄
ઉત્તર:
(a)Na₂S₂O₃ :
બે S પરમાણુ વચ્ચે સવર્ગ સહસંયોજક બંધ છે તેથી e^– સ્વીકારતા પરમાણુનો ઑક્સિડેશન આંક -2 છે. બીજા S નો ઑક્સિડેશન આંક નીચે મુજબ છે.
2(+1) + 3(-2) + x + 1(-2) = 0
∴ x = +6

(b) Na₂S₄O₆ :
આ બંધારણમાં મધ્યમાં રહેલા બે S પરમાણુનો ઑક્સિડેશન આંક શૂન્ય છે. આથી બાકીના બે S નો ઑક્સિડેશન આંક
2(+1) + 6(-2) + 2x + 2(0) = 0
2 – 12 + 2x = 0
∴ x = +5

(c) Na₂SO₃ :
2(+1) + x + 3(-2) = 0
∴ x = +4

(d) Na₂SO₄ :
2(+1) + x + 4(−2) = 0
2 + x – 8 = 0
∴ x = +6

પ્રશ્ન 8.
નીચેના સમીકરણોને ઓક્સિડેશન-આંક પદ્ધતિ વડે સમતોલિત કરો :
(a) Fe₂₊ + H⁺ + Cr₂\(\mathrm{O}_7^{2-}\) → Cr³⁺ + Fe³⁺ + H₂O
(b) I₂ + \(\mathrm{NO}_3^{-}\) → NO₂ + \(\mathrm{IO}_3^{-}\)
(c) I₂ + S₂\(\mathrm{O}_3^{2-}\) → I^– + S₄\(\mathrm{O}_6^{2-}\)
(d) MnO₂ + C₂\(\mathrm{O}_4^{2-}\) → Mn²⁺ + CO₂
ઉત્તર:

પ્રશ્ન 9.
નીચે આપેલી પ્રક્રિયાઓમાંથી રેડોક્ષ પ્રક્રિયાઓ ઓળખો અને તેમાં રહેલા ઑક્સિડેશનકર્તા અને રિડક્શનકર્તા ઓળખો :
(a) 3HCl_(aq) + HNO_3(aq) → Cl_2(g) + NOCl_(g) + 2H₂O_(l)
(b) HgCl_2(aq) + 2Kl_(aq) → HgI_2(s) + 2KCl_(aq)
(c) Fe₂O_3(s) + 3CO_(g) \(\stackrel{\Delta}{\longrightarrow}\) 2Fe_(s) + 3CO_2(g)
(d) PCl_3(l) + 3H₂O_(l) → 3HCl_(aq) + H₃PO_3(aq)
(e) 4NH₃ + 3O_2(g) → 2N_2(g) + 6H₂O_(g)
ઉત્તર:

પ્રશ્ન 10.
નીચેનાં આયનીય સમીકરણો સમતુલિત કરો :
(a) Cr₂\(\mathrm{O}_7^{2-}\) + H⁺ + I^– → Cr³⁺ + I₂ + H₂O
(b) Cr₂\(\mathrm{O}_7^{2-}\) + Fe²⁺ + H⁺ → Cr³⁺ + Fe³⁺ + H₂O
(c) Mn\(\mathrm{O}_4^{-}\) + SO\(\mathrm{O}_3^{2-}\) + H⁺ → Mn²⁺ + \(\mathrm{SO}_4^{2-}\) + H₂O
(d) Mn\(\mathrm{O}_4^{-}\) + H⁺ + Br^– → Mn²⁺ + Br₂ + H₂O
ઉત્તર:

IV. જોડકાં પ્રકારના પ્રશ્નો
નીચેના કેટલાક પ્રશ્નોમાં ડાબી બાજુની કોલમનો એક વિકલ્પ જમણી બાજુની કોલમના એક અથવા એકથી વધુ વિકલ્પો સાથે સંલગ્ન હોઈ શકે છે.

પ્રશ્ન 1.
કૉલમ – I ને કોલમ – II સાથે મધ્યસ્થ પરમાણુઓનાં ઑક્સિડેશન- આંક માટે જોડો :

કોલમ – I	કૉલમ – II
(A) Cr2\(\mathrm{O}_7^{2-}\)	(1) +3
(B) Mn\(\mathrm{O}_4^{-}\)	(2) +4
(C) \(\mathrm{VO}_3^{-}\)	(3) +5
(D) \(\mathrm{FeF}_6^{3-}\)	(4) +6
	(5) +7

ઉત્તર:
(A – 4), (B – 5), (C – 3), (D – 1)

(A) Cr₂\(\mathrm{O}_7^{2-}\) : 2Cr + 7(-2) = -2
∴ Cr = +6

(B) Mn\(\mathrm{O}_4^{-}\) : Mn + 4(-2) = -1
Mn = +7

(C) \(\mathrm{VO}_3^{-}\) : V + 3(2) = -1
∴ V = +5

(D) \(\mathrm{FeF}_6^{3-}\) : Fe + 6(-1) = -3
∴ Fe = +3

પ્રશ્ન 2.
કૉલમ – Iની વિગતોને કૉલમ – II ને સંગત વિગતો સાથે જોડો :

કોલમ – I	કોલમ – II
(A) ધનવીજભાર ધરાવતાં આયનો	(1) +7
(B) તટસ્થ અણુમાં રહેલા બધા જ પરમાણુઓના ઑક્સિડેશન-આંકનો સરવાળો	(2) -1
(C) હાઇડ્રોજન આયન (H+)નો ઑક્સિડેશન-આંક	(3) +1
(D) NaF માં ફ્લોરિનનો ઑક્સિડેશન-આંક	(4) 0
(E) ઋણ વીજભાર ધરાવતાં આયનો	(5) ધનાયન
	(6) ઋણાયન

ઉત્તર:
(A – 5), (B – 4), (C – 3), (D – 2), (E – 6)

કોલમ – I	કોલમ – II
(A) ધનવીજભાર ધરાવતાં આયનો	(5) ધનાયન
(B) તટસ્થ અણુમાં રહેલા બધા જ પરમાણુઓના ઑક્સિડેશન-આંકનો સરવાળો	(4) 0
(C) હાઇડ્રોજન આયન (H+)નો ઑક્સિડેશન-આંક	(3) +1
(D) NaF માં ફ્લોરિનનો ઑક્સિડેશન-આંક	(2) -1
(E) ઋણ વીજભાર ધરાવતાં આયનો	(6) ઋણાયન

V. વિધાન અને કારણ પ્રકારના પ્રશ્નો

નીચેના પ્રશ્નોમાં વિધાન (A) અને ત્યાર પછી કારણ (R) આપેલું છે. દરેક પ્રશ્ન માટે નીચે આપેલા વિકલ્પોમાંથી સાચો વિકલ્પ પસંદ કરો :
(A) A અને R બંને સાચાં છે અને R એ A ની સાચી સમજૂતી છે.
(B) A અને R બંને સાચાં છે, પરંતુ R એ A ની સાચી સમજૂતી નથી.
(C) A સાચું છે, પરંતુ R ખોટું છે.
(D) A અને R બંને ખોટાં છે.

પ્રશ્ન 1.
વિધાન (A) : હેલોજન તત્ત્વોમાં ફ્લોરિન શ્રેષ્ઠ ઑક્સિડેશનકર્તા છે.
કારણ (R) : ફ્લોરિન સૌથી વધુ વિદ્યુતઋણમય પરમાણુ છે.
જવાબ
(B) A અને R બંને સાચાં છે, પરંતુ R એ A ની સાચી સમજૂતી નથી.
F₂ એ સાચો ઑક્સિડેશનકર્તા છે. કારણ કે તેના E° ની કિંમત વધુ છે.

પ્રશ્ન 2.
વિધાન (A) : પોટેશિયમ પરમેંગેનેટ અને પોટેશિયમ આયોડાઇડ વચ્ચેની પ્રક્રિયામાં, પરમેંગેનેટ આયનો ઑક્સિડેશનકર્તા તરીકે વર્તે છે.
કારણ (R) : પ્રક્રિયા દરમિયાન મેંગેનીઝની ઑક્સિડેશન અવસ્થા +2 માંથી +7 માં બદલાય છે.
જવાબ
(C) A સાચું છે, પરંતુ R ખોટું છે.

Mn ની ઑક્સિડેશન અવસ્થા +7 માંથી +2 થાય છે.

પ્રશ્ન 3.
વિધાન (A) : હાઇડ્રોજન પેરોક્સાઇડનું પાણી અને ઑક્સિજનમાં થતું વિઘટન વિષમીકરણ પ્રક્રિયાનું ઉદાહરણ છે.
કારણ (R) : પેરોક્સાઇડમાં ઓક્સિજનની ઑક્સિડેશન અવસ્થા −1 છે અને તેનું રૂપાંતર O₂માં શૂન્ય ઑક્સિડેશન અવસ્થામાં તથા −2 માં H₂Oમાં થાય છે.
જવાબ
(A) A અને R બંને સાચાં છે અને R એ A ની સાચી સમજૂતી છે.

પ્રશ્ન 4.
વિધાન (A) : રેડોક્ષ-યુગ્મ, ઑક્સિડેશન અર્ધકોષ કે રિડક્શન અર્ધકોષમાં સંકળાયેલા પદાર્થના ઑક્સિડેશન તથા રિડક્શન પામેલા સ્વરૂપનું સંયોગીકરણ છે.
કારણ (R) : આપેલ નિરૂપણ \(\mathrm{E}^{\ominus} \mathrm{Fe}^{3+} / \mathrm{Fe}^{2+}\) તથા \(\mathbf{E}_{\mathrm{Cu}^{2+} / \mathrm{Cu}}^{\ominus}\) માં
Fe³⁺ / Fe²⁺ અને Cu²⁺/Cu રેડોક્ષ-યુગ્મો છે.
જવાબ
(B) A અને R બંને સાચાં છે, પરંતુ R એ A ની સાચી સમજૂતી નથી.

VI. દીર્ઘ જવાબી પ્રકારના પ્રશ્નો

પ્રશ્ન 1.
ઇલેક્ટ્રોન-વિનિમયને આધારે રેડોક્ષ-પ્રક્રિયાઓની સમજૂતી આપો. યોગ્ય ઉદાહરણ આપો.
ઉત્તર:

• 2Na_(s) + Cl_2(g) → 2NaCl_(s)
  4Na_(s) + O₂ → 2Na₂O
  2Na + S → Na₂S
• ઉપરોક્ત પ્રક્રિયાઓ રેડોક્ષ પ્રક્રિયા છે. આ બધી જ પ્રક્રિયામાં Na નું NaCl, Na₂O અને Na₂S માં રૂપાંતર થાય છે.
• આ સમયે સોડિયમ સાથે તેના કરતાં વધુ વિદ્યુતઋણમય તત્ત્વ જોડાય છે. આથી Na નું ઑક્સિડેશન થાય છે તથા ક્લોરિન, ઑક્સિજન અને સલ્ફર સાથે તેના કરતાં વધુ વિદ્યુત ધન તત્ત્વનું ઉમેરણ થાય છે. આથી તેઓનું રિડક્શન થાય છે.
• NaCl, Na₂O અને Na₂S આયોનિક સંયોજન હોવાથી આયોનિક સ્વરૂપમાં Na⁺Cl^–, (Na⁺)₂O^2- તથા (Na+)₂S^2- પ્રમાણે દર્શાવાય.
• ઉપરોક્ત ત્રણેય પ્રક્રિયાઓ નીચે મુજબ દર્શાવી શકાય :

• આ પ્રક્રિયાઓ રેડોક્ષ પ્રક્રિયા છે કે જેમાં ઇલેક્ટ્રૉનનો વિનિમય એક પ્રક્રિયક પરથી બીજા પ્રક્રિયક ઉપર થાય છે. .
• ઑક્સિડેશન દરમિયાન ઇલેક્ટ્રૉન ગુમાવવાથી ધન આયન મળે છે, જ્યારે રિડક્શન પ્રક્રિયા દરમિયાન ઇલેક્ટ્રૉનનો સ્વીકાર થવાથી જો પ્રક્રિયક ધન આયન હોય, તો ધન વીજભારમાં ઘટાડો અને પ્રક્રિયક તટસ્થ હોય, તો ઋણ આયન આપે છે.
• જે પ્રક્રિયક e^– નું દાન કરે તેને રિડક્શનકર્તા કહે છે.
  જે પ્રક્રિયક e^– નો સ્વીકાર કરે તેને ઑક્સિડેશનકર્તા કહે છે.

પ્રશ્ન 2.
પ્રમાણિત વિધુતધ્રુવ પોટેન્શિયલનાં મૂલ્યોને આધારે નીચે પૈકીની કઈ પ્રક્રિયાઓ થશે તે સૂચવો. (E°નાં મૂલ્ય માટે પુસ્તકનો આધાર લો.)
(a) Cu + Zn²⁺ → Cu²⁺ + Zn
(b) Mg + Fe²⁺ → Mg²⁺ + Fe
(c) Br₂ + 2C^– → Cl₂ + 2Br^–
(d) Fe + Cd²⁺ → Cd + Fe²⁺
ઉત્તર:

પ્રશ્ન 3.
ફ્લોરિન શા માટે વિષમીકરણ પ્રક્રિયા દર્શાવતું નથી ?
ઉત્તર:

• વિષમીકરણ પ્રક્રિયામાં એક જ તત્ત્વનું ઑક્સિડેશન અને રિડક્શન થાય છે. તેથી, પ્રક્રિયા કરનાર તત્ત્વને ઓછામાં ઓછી ત્રણ ઑક્સિડેશન અવસ્થા હોવી જોઈએ.
• F એ પ્રબળ ઑક્સિડેશનકર્તા છે. તે ધન ઑક્સિડેશન અવસ્થા ધરાવતું નથી. તેથી F એ વિષમીકરણ પ્રક્રિયા દર્શાવતું નથી.

પ્રશ્ન 4.
પ્રશ્ન-34 માં આપેલી પ્રક્રિયાઓ (i) થી (iv)માં સંકળાયેલા રેડોક્ષ-યુગ્મો લખો.
ઉત્તર:

• Cu + Zn²⁺ → Cu²⁺ + Zn
  Mg + Fe²⁺ → Mg²⁺ + Fe
  Br₂ + 2Cl^– → Cl₂ + 2Br^–
  Fe + Cd²⁺ → Cd + Fe²⁺
• (a) Cu²⁺/Cu અને Zn²⁺/Zn
  (b) Mg²⁺/Mg અને Fe²⁺/Fe
  (c) Br₂/Br^– અને Cl₂/Cl^–
  (d) Fe²⁺/Fe અને Cd²⁺/Cd

પ્રશ્ન 5.
નીચે આપેલાં સંયોજનોમાં ક્લોરિનનો ઑક્સિડેશન-આંક શોધો તથા તેમને ક્લોરિનના ઑક્સિડેશન-આંકના ચડતા ક્રમમાં ગોઠવો :
NAClO₄, NaClO₃, NaClO, KClO₂, Cl₂O₇, ClO₃ Cl₂O, NaCl, Cl₂, ClO₂
ઉત્તર:
NaClO₄ : +1 + Cl + 4(-2) = 0
Cl = +7

NaClO₃ : +1 + Cl + 3(-2) = 0
Cl = +5

NaClO : +1 + Cl – 2 = 0
Cl = +1

KClO₂ : +1 + Cl + 2(-2) = 0
Cl = +3

Cl₂O₇ : 2Cl + 7(-2) = 0
Cl = +7

ClO₃ : Cl + 3(-2) = 0
Cl = +6

Cl₂O : 2Cl – 2 = 0
Cl = +1

NaCl : Cl = -1

Cl₂ : Cl = 0
ClO₂ : Cl + 2(-2) = 0
Cl = +4

Cl ની ઑક્સિડેશન અવસ્થાનો ચડતો ક્રમ :
NaCl < Cl₂ < NaClO < Cl₂O < KClO₂ < ClO₂ < NaClO₃ < ClO₃ < Cl₂O₇ < NaClO₄
એક પણ સંયોજન +2 ઑક્સિડેશન અવસ્થા ધરાવતું નથી.

પ્રશ્ન 6.
દ્રાવણમાં રહેલા રિડક્શનકર્તા કે ઑક્સિડેશનકર્તાની પ્રબળતા શોધવા કઈ પદ્ધતિ ઉપયોગમાં લઈ શકાય ? ઉદાહરણ આપી સમજાવો.
ઉત્તર:

• આપેલ અર્ધકોષને પ્રમાણિત હાઇડ્રોજન વિદ્યુતધ્રુવ સાથે જોડી બનતા સંપૂર્ણકોષનો પોર્ટેન્શિયલ (E°_cell) માપવામાં આવે છે.
• જો E°_cell નું મૂલ્ય ધન મળે તો આપેલ અર્ધકોષ રિડક્શનકર્તા તરીકે વર્તે છે અને જો તેનું મૂલ્ય ઋણ મળે તો તે ઑક્સિડેશનકર્તા તરીકે વર્તે છે.
• આ જ રીતે બીજા આપેલ અર્ધકોષનો પોટૅન્શિયલ શોધો. ત્યારબાદ તેમનાં મૂલ્યોની સરખામણી કરી ઑક્સિડેશનકર્તા રિડક્શનકર્તાની પ્રબળતા નક્કી કરી શકાય.
  દા.ત., Zn⁺²/Zn સાથે હાઇડ્રોજન અર્ધકોષ જોડી પ્રમાણિત વિદ્યુત પોર્ટેન્શિયલ નીચે મુજબ માપી શકાય છે.

આથી આપેલ E°_cell = 0.76 Volt
E°_cell = 0.76 = E°_{કૅથોડ} – E°_અનોડ
0.76 = 0 – E°_અનોડ
E°_અનોડ = -0.76 Volt
E°_Zn²⁺/Zn = – 0.76 Volt