विद्युत रासायनिक सेल क्या है?

एक इलेक्ट्रोकेमिकल सेल एक उपकरण है जो या तो रासायनिक ऊर्जा (chemical energy) से विद्युत ऊर्जा (electrical energy) उत्पन्न करता है या जिसमें विद्युत ऊर्जा के प्रभाव से रासायनिक अभिक्रिया होती है।

इलेक्ट्रोकेमिकल सेल जो विद्युत धारा उत्पन्न करती हैं उन्हें वोल्टीय (voltaic) या गैल्वेनिक (Galvanic ) सेल कहा जाता है और अन्य को विद्युत अपघटनी सेल (Electrolytic cell) कहा जाता है जिनका उपयोग विद्युत अपघटन (Electrolysis) जैसी अभिक्रिया को करने के लिए किया जाता है।

गैल्वेनिक या वोल्टीय सेल (Galvanic or Voltaic cell in hindi):

एक गैल्वेनिक सेल या वोल्टीय सेल का नाम  क्रमशः लुइगी गैलवानी (Luigi Galavani) या एलेसेंड्रो वोल्टा (Alessandro Volta) के नाम पर रखा गया है, जिन्होंने इस सेल का निर्माण किया था।

यह सेल, सेल के भीतर होने वाली  रेडॉक्स अभिक्रियाओं से विद्युत ऊर्जा उत्पन्न करता है। इसमें आम तौर पर दो अलग-अलग धातु होते हैं, जो लवण सेतु (salt bridge) द्वारा जुड़े होते हैं या दो अर्ध सेल होते हैं जो एक छिद्रपूर्ण झिल्ली (porous membrane) से अलग  होती हैं।

गैल्वेनिक सेल की संरचना (Structure of galvanic cell in hindi):

इस सेल का का सबसे महत्वपूर्ण उदाहरण डेनियल सेल है जिसमें लवण सेतु का प्रयोग किया जाता है।इस सेल में दो पात्र होते है, एक पात्र में Zn की छड़ लेकर उसमे ZnSO₄ का विलयन भर लेते है,दूसरे पात्र में Cu की छड़ लेकर उसमे CuSO₄ का विलयन भर लेते है।

दोनों अर्द्ध सैलों (Half cell) के मध्य उत्पन्न विभवांतर  ज्ञात करने के लिए दोनों छड़ को विभवमापी (voltmeter) से जोड़ देते है।दोनों अर्ध सेलों का सम्बन्ध लवण सेतु से कर दिया जाता है।

गैल्वेनिक सेल की क्रियाविधि (mechanism of galvanic cell in hindi):

1. Zn (ज़िंक) की छड़ से Zn²⁺ आयन विलयन में जाते है तथा इलेक्ट्रॉन Zn की छड़ पर शेष रह जाते है।
Zn   =      Zn²⁺ + 2e^–
Zn की छड़ का ऑक्सीकरण हो रहा  है अतः इसे एनोड कहते है।
2. इलेक्ट्रॉन Zn (जिंक ) की छड़ पर शेष रहने के कारण इसकी ध्रुवणता (polarity) Negative होती है।
3. Zn की छड़ से इलेक्ट्रॉन बाह्य परिपथ से होते हुए Cu की छड़ में जाते है , Cu की छड़ की ध्रुवणता  positive होती है।
4. Cu की छड़ पर विलयन में उपस्थित Cu²⁺आयन Cu में अपचयित हो जाते है।  Cu की छड़ पर अपचयन होने के कारण इसे कैथोड कहते है।
Cu²⁺ 2e^– =  Cu
5. इस सेल में Zn का ऑक्सीकरण तथा Cu²⁺ का अपचयन होता है। यह परिणामी अभिक्रिया रेडॉक्स अभिक्रिया है अभिक्रिया अभिक्रिया है।
6. विद्युत धारा इलेक्ट्रॉन बहने की दिशा के विपरीत दिशा में जाता है अर्थात विधुत धारा Cu की छड़ से Zn की छड़ की ओर प्रभावित होती है।

विद्युत अपघटनी सेल (Electrolytic cell in hindi):

यह एक प्रकार का इलेक्ट्रोकेमिकल सेल होता है जिसमें विद्युत ऊर्जा के प्रभाव से रासायनिक अभिक्रिया होती है यह प्रक्रिया विद्युत अपघटन (Electrolysis) कहलाती है।

विद्युत अपघटन का महत्वपूर्ण उदाहरण जल का हाइड्रोजन एवं ऑक्सीजन में अपघटन तथा बॉक्साइट का एलुमिनियम एवं अन्य रसायनों में अपघटन है।

विद्युत अपघटनी सेल की संरचना (Structure of Electrolytic cell in hindi)-

विद्युत अपघटनी सेल के मुख्यतः 3 भाग होते हैं, एक विद्युत अपघट्य (Electrolyte) और दो इलेक्ट्रोड।

विद्युत अपघट्य ,जल अथवा अन्य विलायकों का एक विलयन होता है जिसमें आयन घुले रहते हैं। गलित लवण (molten salt) जैसे सोडियम क्लोराइड का विलयन.भी एक विद्युत अपघट्य है।

विद्युत अपघट्य सेल के दो इलेक्ट्रोड सामान्यतः प्लैटिनम के बने होते हैं तथा विद्युत अपघट्य के विलयन में डूबे रहते हैं। इन दोनों इलेक्ट्रोड में से एक इलेक्ट्रोड (Anode) पर विलयन में उपस्थित ऋणायन, इलेक्ट्रॉन मुक्त करते हैं और जबकि दूसरे इलेक्ट्रोड (Cathode) पर विलयन में उपस्थित धन आयन, इलेक्ट्रॉन ग्रहण करते हैं।

विद्युत अपघटनी सेल की चिन्ह परिपाटी (sign convention of electro-chemical cell in hindi):

विद्युत अपघटनी सेल मे इलेक्ट्रोड का चिन्ह वोल्टीय सेल के विपरीत होता है। विद्युत अपघटनी सेल मे एनोड धनावेशित तथा कैथोड ऋणावेशित होता है।

विद्युत अपघटनी सेल की क्रियाविधि (mechanism of electrolytic cell in hindi)

विद्युत अपघट्य के जलीय विलयन अथवा उचित विलायक में धनायन एवं ऋणायन उपस्थित रहते हैं। यह आयन विलयन में गति करने के लिए मुक्त होते हैं।

जब इस विलयन में विद्युत प्रवाहित की जाती है तो यह आयन विपरीत आवेशित इलेक्ट्रॉनों की ओर गति करते हैं। विलयन में धाराप्रवाह का कारण यह आयन ही होते हैं। जब ये आयन इलेक्ट्रोड पर पहुंचते हैं तो रेडॉक्स अभिक्रिया होती हैं।

उदाहरण – गलित NaCl का प्लैटिनम इलेक्ट्रोड की उपस्थिति में विद्युत अपघटन –

गैल्वेनिक सेल का प्रयोग अनुप्रयोग (Application of electrochemical cell in hindi):

1. गैल्वेनिक सेल का प्रयोग Electrical Battery बनाने में किया जाता है जिसका उपयोग टॉर्च, कैमरा, घडी, Inverter, रिमोट आदि में ऊर्जा के स्त्रोत के रूप मे किया जाता है।
2. विद्युत अपघटन का उपयोग Aluminum के निर्माण में किया जाता है।
3. धातुओं का संक्षारण (corrosion) से बचाने के लिए विद्युत अपघटन द्वारा विद्युत लेपन (electroplating) किया जाता है।
4. Electrorefining भी विद्युत अपघटन द्वारा किया जाता है।

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