एक सेल Cd | CdCl₂ || AgCl | Ag; के लिए 27°C पर E°_cell = 0.675 V तथा dE°_cell/dT = -6.5 × 10^-4 VK^-1 हैं। अभिक्रिया Cd + 2AgCl → 2Ag + CdCl₂ के लिए ΔH (kJ mol^-1) का मान जिसके निकटतम है, वह ____ है।

अवधारणा:

गिब्स हेल्महोल्ट्ज़ समीकरण के अनुसार,

\(\Delta G\, =\, \Delta H\, -\, T\Delta S \)

\(\Delta G\, =\, -nFE \)

\(\Delta S\, =\, -\frac{d}{dT}\, \left ( \Delta G/\Delta T \right )\, =\, nF\, \frac{dE}{dT} \)

\(\frac{dE}{dT}\, =\, \frac{E_{2}-E_{1}}{T_{2}-T_{1}}\)= सेल का तापमान गुणांक

जहाँ,

\(\Delta G,\, \Delta H,\, \Delta S \) मुक्त ऊर्जा में परिवर्तन, एन्थैल्पी में परिवर्तन और एंट्रॉपी में परिवर्तन हैं।

E₁, E₂ तापमान T₁ और T₂ पर सेल के emf हैं।

n सेल अभिक्रिया में इलेक्ट्रॉनों की संख्या है, F फैराडे है अर्थात 96485 C. mol^-1

व्याख्या:

दिया गया है,

E⁰ = 0.675 V, \(\frac{dE^{0}}{dT}\)= -6.5\(\times\)10^-4 V K^-1, T = 27 ⁰C = 300 K

\(\Delta G^{0}\, =\, -nFE^{0} \)

= -2 \(\times\) 96485 \(\times\) 0.675

= -130.25 kJ

अभिक्रिया Cd + 2AgCl → 2Ag + CdCl2 के लिए n=2

\(\Delta S\, =\, nF\, \frac{dE}{dT}\)

= 2 \(\times\) 96485 \(\times\) (-6.5\(\times\)10^-4)

= -0.125 kJ

\(\Delta H\, = \Delta G\, +\, T\Delta S \)

= -130.25 + 300 (-0.125)

= -167.75 kJ

निष्कर्ष: -

अभिक्रिया Cd + 2AgCl → 2Ag + CdCl2 के लिए ΔH (kJ mol-1) मान -168 के सबसे करीब है।