Pt, Fe2+(aq)/Fe3+(aq) || Cl2(g), Pt/Cl-(aq) ; যেখানে, EoFe3+/Fe2+ = + 0.8V, EoCl2/Cl- = +1.4Vউপরোক্ত কোষটির E.m.f কত ?

Another Explanation (5): EMF Calculation

প্রশ্নের উত্তর: EMF নির্ণয় ও স্বতঃস্ফূর্ততা

প্রদত্ত তথ্য:

অ্যানোডের রিঅ্যাকশন: Fe³⁺(aq) + e^- → Fe²⁺(aq)
ক্যাথোডের রিঅ্যাকশন: Cl₂(g) + 2e^- → 2Cl^-(aq)

স্ট্যান্ডার্ড ইলেকট্রোড পোটেঞ্চিয়াল:

Fe³⁺/Fe²⁺: E^o = +0.8 V

Cl₂/Cl^-: E^o = +1.4 V

সমাধান:

প্রথমে, উভয় রিঅ্যাকশনকে পুনরায় লিখি:

অ্যানোড (অক্সিডেশন): Fe²⁺ → Fe³⁺ + e^- (প্রতি ইলেকট্রন)

এখানে, স্ট্যান্ডার্ড ইলেকট্রোড পোটেঞ্চিয়াল নিচের মতো হবে:

E^o (অক্সিডেশন) = -E^o(রিডাকশন) = -0.8 V
(কারণ, রিডাকশন রিঅ্যাকশন উল্টো করে নিলে অ্যানোডের পোটেঞ্চিয়াল পরিবর্তিত হয়।) অতএব, অ্যানোডের রিঅ্যাকশন: Fe²⁺ → Fe³⁺ + e^- এর জন্য:
E^o_অ্যানোড = -0.8 V
ক্যাথোডের রিঅ্যাকশন:
Cl₂(g) + 2e^- → 2Cl^-(aq)
এখানে, E^o_ক্যাথোড = +1.4 V প্রতিটি রিঅ্যাকশন সমন্বিতভাবে লিখলে, পুরো কোষের ইলেকট্রোডের স্ট্যান্ডার্ড EMF হবে:
E^o_cell = E^o_ক্যাথোড - E^o_অ্যানোড
অর্থাৎ:
E^o_cell = (+1.4 V) - (-0.8 V) = +2.2 V
তবে, এই মানটি একক রিঅ্যাকশনের জন্য। আমাদের লক্ষ্য হলো, মোট রিঅ্যাকশনের জন্য ইলেকট্রোড পোটেঞ্চিয়াল নির্ণয় করা। অন্যদিকে, প্রশ্নে দেওয়া হয়েছে:
Pt, Fe²⁺(aq)/Fe³⁺(aq) || Cl₂(g), Pt/Cl^-(aq)
যেখানে, E^o_Fe³⁺/Fe²⁺ = +0.8 V এবং E^o_Cl₂/Cl^- = +1.4 V। এখানে, সাধারণতঃ কোষের EMF গণনা হয়:
E_cell = E^o_ক্যাথোড - E^o_অ্যানোড
অতএব, এখানে:
E_cell = (+1.4 V) - (+0.8 V) = +0.6 V
এবং, চূড়ান্ত সিদ্ধান্ত:
উত্তর: +0.6 V; স্বতঃস্ফূর্ত

উপসংহার:

কোষের EMF = 0.6 V এবং এটি ধনাত্মক হওয়ায়, কোষটি স্বতঃস্ফূর্তভাবে কাজ করবে।