उपापचयन विभव: Difference between revisions
From Vigyanwiki
No edit summary |
No edit summary |
||
| Line 5: | Line 5: | ||
[[जलीय घोल]] में, उपापचयन '''विभव''' किसी प्रतिक्रिया में इलेक्ट्रॉनों को प्राप्त करने अथवा लुप्त करने के समाधान की प्रवृत्ति का माप है। किसी अन्य अणु की तुलना में उच्च (अधिक धनात्मक) अपचयन विभव वाले समाधान में इस अन्य अणु से इलेक्ट्रॉनों को प्राप्त करने की प्रवृत्ति होगी (अर्थात इस अन्य अणु को ऑक्सीकरण विधि द्वारा कम किया जा सकता है) और कम (अधिक ऋणात्मक) अपचयन विभव वाले समाधान में अन्य पदार्थों के लिए इलेक्ट्रॉन को त्यागने की प्रवृत्ति होगी (अन्य पदार्थ को कम करके ऑक्सीकरण किया जाएगा)। यद्यपि पूर्ण विभवों को त्रुटिहीन रूप से मापना लगभग असंभव होता है तथा अपचयन विभवों को संदर्भ इलेक्ट्रोड के सापेक्ष परिभाषित किया जाता है। जलीय घोल के अपचयन विभव का निर्धारण घोल के संपर्क में अक्रिय संवेदन इलेक्ट्रोड और सॉल्ट ब्रिज द्वारा घोल से संयोजित स्थिर संदर्भ इलेक्ट्रोड के मध्य संभावित अंतर को मापकर किया जाता है।<ref name="Environmental Chemistry (vanLoon)">{{cite book|last=vanLoon|first=Gary|title=पर्यावरण रसायन विज्ञान - (* गैरी वालेस) एक वैश्विक परिप्रेक्ष्य|year=2011|publisher=Oxford University Press|isbn=978-0-19-922886-7|pages=235–248|edition=3rd|author2=Duffy, Stephen }}</ref> | [[जलीय घोल]] में, उपापचयन '''विभव''' किसी प्रतिक्रिया में इलेक्ट्रॉनों को प्राप्त करने अथवा लुप्त करने के समाधान की प्रवृत्ति का माप है। किसी अन्य अणु की तुलना में उच्च (अधिक धनात्मक) अपचयन विभव वाले समाधान में इस अन्य अणु से इलेक्ट्रॉनों को प्राप्त करने की प्रवृत्ति होगी (अर्थात इस अन्य अणु को ऑक्सीकरण विधि द्वारा कम किया जा सकता है) और कम (अधिक ऋणात्मक) अपचयन विभव वाले समाधान में अन्य पदार्थों के लिए इलेक्ट्रॉन को त्यागने की प्रवृत्ति होगी (अन्य पदार्थ को कम करके ऑक्सीकरण किया जाएगा)। यद्यपि पूर्ण विभवों को त्रुटिहीन रूप से मापना लगभग असंभव होता है तथा अपचयन विभवों को संदर्भ इलेक्ट्रोड के सापेक्ष परिभाषित किया जाता है। जलीय घोल के अपचयन विभव का निर्धारण घोल के संपर्क में अक्रिय संवेदन इलेक्ट्रोड और सॉल्ट ब्रिज द्वारा घोल से संयोजित स्थिर संदर्भ इलेक्ट्रोड के मध्य संभावित अंतर को मापकर किया जाता है।<ref name="Environmental Chemistry (vanLoon)">{{cite book|last=vanLoon|first=Gary|title=पर्यावरण रसायन विज्ञान - (* गैरी वालेस) एक वैश्विक परिप्रेक्ष्य|year=2011|publisher=Oxford University Press|isbn=978-0-19-922886-7|pages=235–248|edition=3rd|author2=Duffy, Stephen }}</ref> | ||
संवेदन इलेक्ट्रोड इलेक्ट्रॉन | संवेदन इलेक्ट्रोड संदर्भ अर्ध सेल से इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण के लिए मंच के रूप में कार्य करता है; यह सामान्यतः [[ प्लैटिनम |प्लैटिनम]] से बना होता है, यद्यपि स्वर्ण और [[ग्रेफाइट]] का भी उपयोग किया जा सकता है। संदर्भ अर्ध सेल में ज्ञात विभव का रेडॉक्स मानक होता है। [[मानक हाइड्रोजन इलेक्ट्रोड]] (एसएचई) वह संदर्भ है जिससे सभी मानक रेडॉक्स विभवों को निर्धारित किया जाता है, और इसे 0.0 वी का आरबिटरेरी [[आधा सेल|अर्ध सेल]] विभव प्रदान किया गया है। यद्यपि, यह नियमित प्रयोगशाला उपयोग के लिए सूक्ष्म और अव्यवहारिक है। इसलिए, अन्य अधिक स्थिर संदर्भ इलेक्ट्रोड जैसे [[सिल्वर क्लोराइड इलेक्ट्रोड]] और [[संतृप्त कैलोमेल इलेक्ट्रोड]] (एससीई) सामान्यतः उनके अधिक विश्वसनीय प्रदर्शन के कारण उपयोग किए जाते हैं। | ||
यद्यपि जलीय विलयनों में रेडॉक्स क्षमता का मापन अपेक्षाकृत सीधा है, कई कारक इसकी व्याख्या को सीमित करते हैं, जैसे समाधान तापमान और पीएच, [[प्रतिवर्ती प्रतिक्रिया]], धीमी इलेक्ट्रोड कैनेटीक्स, गैर-संतुलन, कई रेडॉक्स जोड़ों की उपस्थिति, इलेक्ट्रोड विषाक्तता, छोटे विनिमय धाराएँ, और अक्रिय रेडॉक्स युगल। नतीजतन, व्यावहारिक माप शायद ही कभी परिकलित मूल्यों के साथ सहसंबंधित होते हैं। फिर भी, संभावित माप में कमी उनके पूर्ण मूल्य (जैसे प्रक्रिया नियंत्रण और अनुमापन) को निर्धारित करने के बजाय प्रणाली में परिवर्तन की निगरानी में विश्लेषणात्मक उपकरण के रूप में उपयोगी साबित हुई है। | |||
== स्पष्टीकरण == | == स्पष्टीकरण == | ||
| Line 17: | Line 17: | ||
कहाँ, <math>V_T=\frac{RT}{F}</math> [[थर्मल वोल्टेज]] है, के साथ {{mvar|R}}, [[गैस स्थिरांक]] ({{val|8.314|u=J⋅K<sup>−1</sup>⋅mol<sup>−1</sup>}}), {{mvar|T}}, [[केल्विन]] में [[थर्मोडायनामिक तापमान]] (298.15 K = 25 °C = 77 °F), और {{mvar|F}}, [[फैराडे स्थिरांक]] (96 485 कूलम्ब/मोल of {{e-}}). लैम्ब्डा, λ = ln(10) ≈ 2.3026। | कहाँ, <math>V_T=\frac{RT}{F}</math> [[थर्मल वोल्टेज]] है, के साथ {{mvar|R}}, [[गैस स्थिरांक]] ({{val|8.314|u=J⋅K<sup>−1</sup>⋅mol<sup>−1</sup>}}), {{mvar|T}}, [[केल्विन]] में [[थर्मोडायनामिक तापमान]] (298.15 K = 25 °C = 77 °F), और {{mvar|F}}, [[फैराडे स्थिरांक]] (96 485 कूलम्ब/मोल of {{e-}}). लैम्ब्डा, λ = ln(10) ≈ 2.3026। | ||
वास्तव में, <math>pe = -\log[e^-]</math> समाधान में मुक्त इलेक्ट्रॉन ाग्रता के नकारात्मक लघुगणक के रूप में परिभाषित किया गया है, और रेडॉक्स क्षमता के सीधे आनुपातिक है।<ref name="Environmental Chemistry (vanLoon)" /><ref>Stumm, W. and Morgan, J. J. (1981). Aquatic Chemistry, 2nd Ed., John Wiley & Sons, New York.</ref> कभी-कभी <math>pe</math> के बजाय कमी क्षमता की इकाई के रूप में उपयोग किया जाता है <math>E_h</math>, उदाहरण के लिए, पर्यावरण रसायन विज्ञान में।<ref name="Environmental Chemistry (vanLoon)" />यदि कोई सामान्य करता है <math>pe</math> हाइड्रोजन का शून्य से संबंध प्राप्त होता है <math>pe = 16.9\ E_h</math> कमरे के तापमान पर। रेडॉक्स क्षमता को समझने के लिए यह धारणा उपयोगी है, | वास्तव में, <math>pe = -\log[e^-]</math> समाधान में मुक्त इलेक्ट्रॉन ाग्रता के नकारात्मक लघुगणक के रूप में परिभाषित किया गया है, और रेडॉक्स क्षमता के सीधे आनुपातिक है।<ref name="Environmental Chemistry (vanLoon)" /><ref>Stumm, W. and Morgan, J. J. (1981). Aquatic Chemistry, 2nd Ed., John Wiley & Sons, New York.</ref> कभी-कभी <math>pe</math> के बजाय कमी क्षमता की इकाई के रूप में उपयोग किया जाता है <math>E_h</math>, उदाहरण के लिए, पर्यावरण रसायन विज्ञान में।<ref name="Environmental Chemistry (vanLoon)" />यदि कोई सामान्य करता है <math>pe</math> हाइड्रोजन का शून्य से संबंध प्राप्त होता है <math>pe = 16.9\ E_h</math> कमरे के तापमान पर। रेडॉक्स क्षमता को समझने के लिए यह धारणा उपयोगी है, यद्यपि थर्मल संतुलन में मुक्त इलेक्ट्रॉनों की पूर्ण ाग्रता के बजाय इलेक्ट्रॉनों का स्थानांतरण, सामान्यतः रेडॉक्स क्षमता के बारे में कैसे सोचता है। यद्यपि, सैद्धांतिक रूप से, दो दृष्टिकोण समकक्ष हैं। | ||
इसके विपरीत, कोई पीएच के अनुरूप क्षमता को विलेय और पीएच तटस्थ पानी के मध्य संभावित अंतर के रूप में परिभाषित कर सकता है, जो झरझरा झिल्ली (जो हाइड्रोजन आयनों के लिए पारगम्य है) द्वारा अलग किया गया है। इस तरह के संभावित अंतर वास्तव में जैविक झिल्लियों पर अम्लता के अंतर से उत्पन्न होते हैं। यह क्षमता (जहां पीएच तटस्थ पानी 0 V पर सेट है) रेडॉक्स क्षमता के अनुरूप है (जहां मानकीकृत हाइड्रोजन समाधान 0 V पर सेट है), लेकिन हाइड्रोजन आयनों के बजाय, इलेक्ट्रॉनों को रेडॉक्स मामले में स्थानांतरित किया जाता है। पीएच और रेडॉक्स क्षमता दोनों ही विलयन के गुण हैं, न कि स्वयं तत्वों या रासायनिक यौगिकों के, और सांद्रता, तापमान आदि पर निर्भर करते हैं। | इसके विपरीत, कोई पीएच के अनुरूप क्षमता को विलेय और पीएच तटस्थ पानी के मध्य संभावित अंतर के रूप में परिभाषित कर सकता है, जो झरझरा झिल्ली (जो हाइड्रोजन आयनों के लिए पारगम्य है) द्वारा अलग किया गया है। इस तरह के संभावित अंतर वास्तव में जैविक झिल्लियों पर अम्लता के अंतर से उत्पन्न होते हैं। यह क्षमता (जहां पीएच तटस्थ पानी 0 V पर सेट है) रेडॉक्स क्षमता के अनुरूप है (जहां मानकीकृत हाइड्रोजन समाधान 0 V पर सेट है), लेकिन हाइड्रोजन आयनों के बजाय, इलेक्ट्रॉनों को रेडॉक्स मामले में स्थानांतरित किया जाता है। पीएच और रेडॉक्स क्षमता दोनों ही विलयन के गुण हैं, न कि स्वयं तत्वों या रासायनिक यौगिकों के, और सांद्रता, तापमान आदि पर निर्भर करते हैं। | ||
| Line 37: | Line 37: | ||
== मानक कमी क्षमता == | == मानक कमी क्षमता == | ||
{{See also|मानक इलेक्ट्रोड क्षमता|मानक हाइड्रोजन इलेक्ट्रोड|मानक इलेक्ट्रोड क्षमता (डेटा पृष्ठ)|जैव रसायन विज्ञान में महत्वपूर्ण अर्ध-प्रतिक्रियाओं के लिए मानक कमी संभावनाओं की तालिका}} | {{See also|मानक इलेक्ट्रोड क्षमता|मानक हाइड्रोजन इलेक्ट्रोड|मानक इलेक्ट्रोड क्षमता (डेटा पृष्ठ)|जैव रसायन विज्ञान में महत्वपूर्ण अर्ध-प्रतिक्रियाओं के लिए मानक कमी संभावनाओं की तालिका}} | ||
[[मानक कमी क्षमता]] <math>E^{\ominus}_{red}</math> मानक परिस्थितियों में मापा जाता है: T = 298.15 K (25 celsius|°C, or 77 Fahrenheit|°F), इकाई [[गतिविधि (रसायन विज्ञान)]] ({{mvar|a {{=}} 1}}) [[रासायनिक प्रतिक्रिया]] में भाग लेने वाले प्रत्येक [[आयन]] के लिए, प्रतिक्रिया में भाग लेने वाली प्रत्येक [[गैस]] के लिए 1 एटीएम (बार (यूनिट) | 1.013 बार) का [[आंशिक दबाव]], और उनके शुद्ध अवस्था में [[धातु]]। मानक कमी क्षमता <math>E^{\ominus}_{red}</math> संदर्भ इलेक्ट्रोड के रूप में उपयोग किए जाने वाले मानक हाइड्रोजन इलेक्ट्रोड (SHE) के सापेक्ष परिभाषित किया गया है, जिसे मनमाने ढंग से 0.00 V की क्षमता दी जाती है। | [[मानक कमी क्षमता]] <math>E^{\ominus}_{red}</math> मानक परिस्थितियों में मापा जाता है: T = 298.15 K (25 celsius|°C, or 77 Fahrenheit|°F), इकाई [[गतिविधि (रसायन विज्ञान)]] ({{mvar|a {{=}} 1}}) [[रासायनिक प्रतिक्रिया]] में भाग लेने वाले प्रत्येक [[आयन]] के लिए, प्रतिक्रिया में भाग लेने वाली प्रत्येक [[गैस]] के लिए 1 एटीएम (बार (यूनिट) | 1.013 बार) का [[आंशिक दबाव]], और उनके शुद्ध अवस्था में [[धातु]]। मानक कमी क्षमता <math>E^{\ominus}_{red}</math> संदर्भ इलेक्ट्रोड के रूप में उपयोग किए जाने वाले मानक हाइड्रोजन इलेक्ट्रोड (SHE) के सापेक्ष परिभाषित किया गया है, जिसे मनमाने ढंग से 0.00 V की क्षमता दी जाती है। यद्यपि, क्योंकि इन्हें रेडॉक्स क्षमता के रूप में भी संदर्भित किया जा सकता है, शर्तों में कमी की क्षमता और ऑक्सीकरण क्षमता को प्राथमिकता दी जाती है। आईयूपीएसी। दोनों को प्रतीकों द्वारा स्पष्ट रूप से अलग किया जा सकता है <math>E_{red}</math> और <math>E_{ox}</math>, साथ <math>E_{ox} = -E_{red}</math>. | ||
== आधा सेल == | == आधा सेल == | ||
इलेक्ट्रॉन प्रवाह की दिशा की भविष्यवाणी करने के लिए विभिन्न आधे कोशिकाओं की सापेक्ष [[प्रतिक्रियाशीलता (रसायन विज्ञान)]] की तुलना की जा सकती है। उच्च <math>E^{\ominus}_{red}</math> इसका मतलब है कि घटने की प्रवृत्ति अधिक है, जबकि कम होने का मतलब है कि ऑक्सीकरण होने की प्रवृत्ति अधिक है। | इलेक्ट्रॉन प्रवाह की दिशा की भविष्यवाणी करने के लिए विभिन्न आधे कोशिकाओं की सापेक्ष [[प्रतिक्रियाशीलता (रसायन विज्ञान)]] की तुलना की जा सकती है। उच्च <math>E^{\ominus}_{red}</math> इसका मतलब है कि घटने की प्रवृत्ति अधिक है, जबकि कम होने का मतलब है कि ऑक्सीकरण होने की प्रवृत्ति अधिक है। | ||
कोई भी प्रणाली या वातावरण जो सामान्य हाइड्रोजन इलेक्ट्रोड से इलेक्ट्रॉनों को स्वीकार करता है, आधा सेल है जिसे सकारात्मक रेडॉक्स क्षमता के रूप में परिभाषित किया गया है; हाइड्रोजन इलेक्ट्रोड को इलेक्ट्रॉन दान करने वाली किसी भी प्रणाली को नकारात्मक रेडॉक्स क्षमता के रूप में परिभाषित किया गया है। <math>E_{h}</math> | कोई भी प्रणाली या वातावरण जो सामान्य हाइड्रोजन इलेक्ट्रोड से इलेक्ट्रॉनों को स्वीकार करता है, आधा सेल है जिसे सकारात्मक रेडॉक्स क्षमता के रूप में परिभाषित किया गया है; हाइड्रोजन इलेक्ट्रोड को इलेक्ट्रॉन दान करने वाली किसी भी प्रणाली को नकारात्मक रेडॉक्स क्षमता के रूप में परिभाषित किया गया है। <math>E_{h}</math> सामान्यतः वोल्ट (V) या [[millivolts]] (मिलीवोल्ट) में व्यक्त किया जाता है। उच्च सकारात्मक <math>E_{h}</math> ऐसे वातावरण को इंगित करता है जो मुक्त [[ऑक्सीजन]] जैसे ऑक्सीकरण प्रतिक्रिया का समर्थन करता है। कम नकारात्मक <math>E_{h}</math> मजबूत कम करने वाले वातावरण को इंगित करता है, जैसे मुक्त धातु। | ||
कभी-कभी जब जलीय घोल में [[इलेक्ट्रोलीज़]] किया जाता है, तो विलेय के बजाय पानी ऑक्सीकृत या कम हो जाता है। उदाहरण के लिए, यदि [[सोडियम क्लोराइड]] का जलीय घोल इलेक्ट्रोलाइज़ किया जाता है, तो हाइड्रोजन का उत्पादन करने के लिए [[कैथोड]] पर पानी कम किया जा सकता है।<sub>2(g)</sub>और हाइड्रॉक्साइड | ओह<sup>−</sup> आयन, Na के स्थान पर<sup>+</sup> सोडियम में अपचयित होना<sub>(s)</sub>, जैसा कि पानी के अभाव में होता है। यह उपस्थित प्रत्येक प्रजाति की कमी क्षमता है जो यह निर्धारित करेगी कि कौन सी प्रजाति ऑक्सीकरण या कम हो जाएगी। | कभी-कभी जब जलीय घोल में [[इलेक्ट्रोलीज़]] किया जाता है, तो विलेय के बजाय पानी ऑक्सीकृत या कम हो जाता है। उदाहरण के लिए, यदि [[सोडियम क्लोराइड]] का जलीय घोल इलेक्ट्रोलाइज़ किया जाता है, तो हाइड्रोजन का उत्पादन करने के लिए [[कैथोड]] पर पानी कम किया जा सकता है।<sub>2(g)</sub>और हाइड्रॉक्साइड | ओह<sup>−</sup> आयन, Na के स्थान पर<sup>+</sup> सोडियम में अपचयित होना<sub>(s)</sub>, जैसा कि पानी के अभाव में होता है। यह उपस्थित प्रत्येक प्रजाति की कमी क्षमता है जो यह निर्धारित करेगी कि कौन सी प्रजाति ऑक्सीकरण या कम हो जाएगी। | ||
| Line 51: | Line 51: | ||
== नर्नस्ट समीकरण == | == नर्नस्ट समीकरण == | ||
{{Main|नर्नस्ट समीकरण}}<nowiki> </nowiki><math>E_h</math> h> और किसी विलयन का pH, Nernst समीकरण द्वारा संबंधित होते हैं, जैसा कि | {{Main|नर्नस्ट समीकरण}}<nowiki> </nowiki><math>E_h</math> h> और किसी विलयन का pH, Nernst समीकरण द्वारा संबंधित होते हैं, जैसा कि सामान्यतः Poorbaix आरेख द्वारा दर्शाया जाता है {{nowrap|(<math>E_h</math> – [[pH]] plot)}}. अर्ध सेल समीकरण के लिए, पारंपरिक रूप से कमी प्रतिक्रिया के रूप में लिखा जाता है (अर्थात, बाईं ओर ऑक्सीडेंट द्वारा इलेक्ट्रॉनों को स्वीकार किया जाता है): | ||
:<math chem>a \, A + b \, B + h \, \ce{H+} + z \, e^{-} \quad \ce{<=>} \quad c \, C + d \, D</math> | :<math chem>a \, A + b \, B + h \, \ce{H+} + z \, e^{-} \quad \ce{<=>} \quad c \, C + d \, D</math> | ||
| Line 75: | Line 75: | ||
: {{chem|O|2-}} + {{chem|H|2|O}} ⇌ 2 {{chem|OH|-}} | : {{chem|O|2-}} + {{chem|H|2|O}} ⇌ 2 {{chem|OH|-}} | ||
यही कारण है कि प्रोटॉन हमेशा कमी प्रतिक्रियाओं के बाईं ओर अभिकर्मक के रूप में लगे रहते हैं जैसा कि | यही कारण है कि प्रोटॉन हमेशा कमी प्रतिक्रियाओं के बाईं ओर अभिकर्मक के रूप में लगे रहते हैं जैसा कि सामान्यतः [[मानक कमी क्षमता (डेटा पृष्ठ)]] की तालिका में देखा जा सकता है। | ||
यदि, कमी प्रतिक्रियाओं के बहुत ही दुर्लभ उदाहरणों में, एच<sup>+</sup> कमी प्रतिक्रिया द्वारा गठित उत्पाद थे और इस प्रकार समीकरण के दाईं ओर दिखाई देने पर, रेखा का ढलान व्युत्क्रम होगा और इस प्रकार धनात्मक (उच्च <math>E_h</math> उच्च पीएच पर)। | यदि, कमी प्रतिक्रियाओं के बहुत ही दुर्लभ उदाहरणों में, एच<sup>+</sup> कमी प्रतिक्रिया द्वारा गठित उत्पाद थे और इस प्रकार समीकरण के दाईं ओर दिखाई देने पर, रेखा का ढलान व्युत्क्रम होगा और इस प्रकार धनात्मक (उच्च <math>E_h</math> उच्च पीएच पर)। | ||
| Line 92: | Line 92: | ||
कई [[एंजाइम]] प्रतिक्रियाएं ऑक्सीकरण-कमी प्रतिक्रियाएं होती हैं, जिसमें यौगिक ऑक्सीकरण होता है और दूसरा यौगिक कम हो जाता है। किसी जीव की ऑक्सीकरण-अपचयन अभिक्रियाओं को पूरा करने की क्षमता पर्यावरण की ऑक्सीकरण-अपचयन अवस्था या इसकी अपचयन क्षमता पर निर्भर करती है (<math>E_h</math>). | कई [[एंजाइम]] प्रतिक्रियाएं ऑक्सीकरण-कमी प्रतिक्रियाएं होती हैं, जिसमें यौगिक ऑक्सीकरण होता है और दूसरा यौगिक कम हो जाता है। किसी जीव की ऑक्सीकरण-अपचयन अभिक्रियाओं को पूरा करने की क्षमता पर्यावरण की ऑक्सीकरण-अपचयन अवस्था या इसकी अपचयन क्षमता पर निर्भर करती है (<math>E_h</math>). | ||
सख्ती से [[एरोबियन]] आम तौर पर सकारात्मक पर सक्रिय होते हैं <math>E_h</math> मूल्य, जबकि सख्त [[अवायवीय]] | सख्ती से [[एरोबियन]] आम तौर पर सकारात्मक पर सक्रिय होते हैं <math>E_h</math> मूल्य, जबकि सख्त [[अवायवीय]] सामान्यतः नकारात्मक पर सक्रिय होते हैं <math>E_h</math> मान। रेडॉक्स पोषक तत्वों, विशेष रूप से धातु आयनों की घुलनशीलता को प्रभावित करता है।<ref>{{Cite journal |title = Solubility of heavy metals in a contaminated soil: Effects of redox potential and pH |date = 1996 |journal = Water, Air, & Soil Pollution |doi = 10.1007/BF00282668 |last1 = Chuan |first1 = M. |last2 = Liu |first2 = G. Shu. J. |volume=90 |issue = 3–4 |pages=543–556 |bibcode = 1996WASP...90..543C|s2cid = 93256604 }}</ref> | ||
ऐसे जीव हैं जो अपने चयापचय को अपने वातावरण में समायोजित कर सकते हैं, जैसे वैकल्पिक अवायवीय। वैकल्पिक एनारोबेस सकारात्मक ई पर सक्रिय हो सकते हैं<sub>h</sub>मान, और नकारात्मक ई पर<sub>h</sub>नाइट्रेट्स और सल्फेट्स जैसे ऑक्सीजन युक्त अकार्बनिक यौगिकों की उपस्थिति में मूल्य।{{Citation needed|date=April 2012}} | ऐसे जीव हैं जो अपने चयापचय को अपने वातावरण में समायोजित कर सकते हैं, जैसे वैकल्पिक अवायवीय। वैकल्पिक एनारोबेस सकारात्मक ई पर सक्रिय हो सकते हैं<sub>h</sub>मान, और नकारात्मक ई पर<sub>h</sub>नाइट्रेट्स और सल्फेट्स जैसे ऑक्सीजन युक्त अकार्बनिक यौगिकों की उपस्थिति में मूल्य।{{Citation needed|date=April 2012}} | ||
| Line 101: | Line 101: | ||
पर्यावरण रसायन विज्ञान के क्षेत्र में, कमी की क्षमता का उपयोग यह निर्धारित करने के लिए किया जाता है कि पानी या मिट्टी में ऑक्सीकरण या कम करने की स्थिति प्रचलित है, और पौरबैक्स आरेख, जैसे भंग धातुएं। पानी में पीई मान -12 से 25 तक होता है; वे स्तर जहाँ पानी स्वयं कम या ऑक्सीकृत हो जाता है, क्रमशः।<ref name="Environmental Chemistry (vanLoon)" /> | पर्यावरण रसायन विज्ञान के क्षेत्र में, कमी की क्षमता का उपयोग यह निर्धारित करने के लिए किया जाता है कि पानी या मिट्टी में ऑक्सीकरण या कम करने की स्थिति प्रचलित है, और पौरबैक्स आरेख, जैसे भंग धातुएं। पानी में पीई मान -12 से 25 तक होता है; वे स्तर जहाँ पानी स्वयं कम या ऑक्सीकृत हो जाता है, क्रमशः।<ref name="Environmental Chemistry (vanLoon)" /> | ||
प्राकृतिक प्रणालियों में कमी की क्षमता अक्सर पानी के स्थिरता क्षेत्र की सीमाओं में से के पास तुलनात्मक रूप से होती है। वातित सतही जल, नदियों, झीलों, महासागरों, वर्षा जल और अम्ल खान जल में | प्राकृतिक प्रणालियों में कमी की क्षमता अक्सर पानी के स्थिरता क्षेत्र की सीमाओं में से के पास तुलनात्मक रूप से होती है। वातित सतही जल, नदियों, झीलों, महासागरों, वर्षा जल और अम्ल खान जल में सामान्यतः ऑक्सीकरण की स्थिति (सकारात्मक क्षमता) होती है। वायु आपूर्ति की सीमाओं वाले स्थानों में, जैसे जलमग्न मिट्टी, दलदल और समुद्री तलछट, कम करने की स्थिति (नकारात्मक क्षमता) आदर्श हैं। मध्यवर्ती मान दुर्लभ होते हैं और सामान्यतः अस्थायी स्थिति होती है जो सिस्टम में उच्च या निम्न पीई मानों पर चलती है।<ref name="Environmental Chemistry (vanLoon)" /> | ||
पर्यावरणीय स्थितियों में, बड़ी संख्या में प्रजातियों के मध्य जटिल गैर-संतुलन की स्थिति होना आम बात है, जिसका अर्थ है कि कमी क्षमता का सटीक और सटीक माप करना अक्सर संभव नहीं होता है। | पर्यावरणीय स्थितियों में, बड़ी संख्या में प्रजातियों के मध्य जटिल गैर-संतुलन की स्थिति होना आम बात है, जिसका अर्थ है कि कमी क्षमता का सटीक और सटीक माप करना अक्सर संभव नहीं होता है। यद्यपि, सामान्यतः अनुमानित मूल्य प्राप्त करना संभव है और शर्तों को ऑक्सीकरण या कम करने वाले शासन के रूप में परिभाषित करना संभव है।<ref name="Environmental Chemistry (vanLoon)" /> | ||
मिट्टी में दो मुख्य रेडॉक्स घटक होते हैं: 1) अकार्बनिक रेडॉक्स सिस्टम (मुख्य रूप से Fe और Mn के ऑक्स/लाल यौगिक) और पानी के अर्क में माप; 2) प्रत्यक्ष विधि द्वारा सभी माइक्रोबियल और रूट घटकों और माप के साथ प्राकृतिक मिट्टी के नमूने।<ref name="Hudson_2016">हसन ओ एट अल। (2016)। मृदा रेडॉक्स क्षमता में व्यावहारिक सुधार (ई<sub>h</sub>) मिट्टी के गुणों के लक्षण वर्णन के लिए माप। पारंपरिक और संरक्षण कृषि फसल प्रणालियों की तुलना के लिए आवेदन। एनालिटिका चिमिका एक्टा 906, 98–109।</ref> | मिट्टी में दो मुख्य रेडॉक्स घटक होते हैं: 1) अकार्बनिक रेडॉक्स सिस्टम (मुख्य रूप से Fe और Mn के ऑक्स/लाल यौगिक) और पानी के अर्क में माप; 2) प्रत्यक्ष विधि द्वारा सभी माइक्रोबियल और रूट घटकों और माप के साथ प्राकृतिक मिट्टी के नमूने।<ref name="Hudson_2016">हसन ओ एट अल। (2016)। मृदा रेडॉक्स क्षमता में व्यावहारिक सुधार (ई<sub>h</sub>) मिट्टी के गुणों के लक्षण वर्णन के लिए माप। पारंपरिक और संरक्षण कृषि फसल प्रणालियों की तुलना के लिए आवेदन। एनालिटिका चिमिका एक्टा 906, 98–109।</ref> | ||
| Line 115: | Line 115: | ||
== भूविज्ञान == | == भूविज्ञान == | ||
{{See also|पोरबैक्स आरेख}} | {{See also|पोरबैक्स आरेख}} | ||
और<sub>h</sub>-pH (पौरबैक्स) आरेखों का उपयोग | और<sub>h</sub>-pH (पौरबैक्स) आरेखों का उपयोग सामान्यतः खनिजों और भंग प्रजातियों के स्थिरता क्षेत्रों के आकलन के लिए खनन और भूविज्ञान में किया जाता है। उन स्थितियों के तहत जहां खनिज (ठोस) चरण को किसी तत्व का सबसे स्थिर रूप होने की भविष्यवाणी की जाती है, ये चित्र उस खनिज को दिखाते हैं। जैसा कि अनुमानित परिणाम थर्मोडायनामिक (संतुलन अवस्था में) मूल्यांकन से हैं, इन आरेखों का सावधानी से उपयोग किया जाना चाहिए। यद्यपि किसी खनिज के बनने या उसके घुलने की परिस्थितियों के सेट के तहत होने की भविष्यवाणी की जा सकती है, प्रक्रिया व्यावहारिक रूप से नगण्य हो सकती है क्योंकि इसकी दर बहुत धीमी है। नतीजतन, गतिज मूल्यांकन ही समय में आवश्यक हैं। फिर भी, सहज परिवर्तनों की दिशा और उनके पीछे प्रेरक शक्ति के परिमाण का मूल्यांकन करने के लिए संतुलन की स्थितियों का उपयोग किया जा सकता है। | ||
== यह भी देखें == | == यह भी देखें == | ||
Revision as of 00:45, 27 July 2023
उपापचयन विभव (जिसे आक्सीकरण/अपचयन विभव ओआरपी, पीई, , अथवा के रूप में भी जाना जाता है) रासायनिक प्रजाति के इलेक्ट्रोड से इलेक्ट्रॉन को प्राप्त करने अथवा इलेक्ट्रॉनों को लुप्त करने की प्रवृत्ति का माप है और इस प्रकार यह क्रमशः कम अथवा ऑक्सीकृत हो जाता है। उपापचयन विभव वाल्ट (वी) में व्यक्त किया जाता है। प्रत्येक प्रजाति का अपना आंतरिक उपापचयन विभव होता है; उदाहरण के लिए, अपचयन विभव जितना अधिक सकारात्मक होगा (विद्युत्-रसायन में सामान्य औपचारिकता के कारण अपचयन विभव का अधिक उपयोग किया जाता है), इलेक्ट्रॉनों के लिए प्रजातियों की आत्मीयता और कम होने की प्रवृत्ति उतनी ही अधिक होगी।
मापन और व्याख्या
जलीय घोल में, उपापचयन विभव किसी प्रतिक्रिया में इलेक्ट्रॉनों को प्राप्त करने अथवा लुप्त करने के समाधान की प्रवृत्ति का माप है। किसी अन्य अणु की तुलना में उच्च (अधिक धनात्मक) अपचयन विभव वाले समाधान में इस अन्य अणु से इलेक्ट्रॉनों को प्राप्त करने की प्रवृत्ति होगी (अर्थात इस अन्य अणु को ऑक्सीकरण विधि द्वारा कम किया जा सकता है) और कम (अधिक ऋणात्मक) अपचयन विभव वाले समाधान में अन्य पदार्थों के लिए इलेक्ट्रॉन को त्यागने की प्रवृत्ति होगी (अन्य पदार्थ को कम करके ऑक्सीकरण किया जाएगा)। यद्यपि पूर्ण विभवों को त्रुटिहीन रूप से मापना लगभग असंभव होता है तथा अपचयन विभवों को संदर्भ इलेक्ट्रोड के सापेक्ष परिभाषित किया जाता है। जलीय घोल के अपचयन विभव का निर्धारण घोल के संपर्क में अक्रिय संवेदन इलेक्ट्रोड और सॉल्ट ब्रिज द्वारा घोल से संयोजित स्थिर संदर्भ इलेक्ट्रोड के मध्य संभावित अंतर को मापकर किया जाता है।[1]
संवेदन इलेक्ट्रोड संदर्भ अर्ध सेल से इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण के लिए मंच के रूप में कार्य करता है; यह सामान्यतः प्लैटिनम से बना होता है, यद्यपि स्वर्ण और ग्रेफाइट का भी उपयोग किया जा सकता है। संदर्भ अर्ध सेल में ज्ञात विभव का रेडॉक्स मानक होता है। मानक हाइड्रोजन इलेक्ट्रोड (एसएचई) वह संदर्भ है जिससे सभी मानक रेडॉक्स विभवों को निर्धारित किया जाता है, और इसे 0.0 वी का आरबिटरेरी अर्ध सेल विभव प्रदान किया गया है। यद्यपि, यह नियमित प्रयोगशाला उपयोग के लिए सूक्ष्म और अव्यवहारिक है। इसलिए, अन्य अधिक स्थिर संदर्भ इलेक्ट्रोड जैसे सिल्वर क्लोराइड इलेक्ट्रोड और संतृप्त कैलोमेल इलेक्ट्रोड (एससीई) सामान्यतः उनके अधिक विश्वसनीय प्रदर्शन के कारण उपयोग किए जाते हैं।
यद्यपि जलीय विलयनों में रेडॉक्स क्षमता का मापन अपेक्षाकृत सीधा है, कई कारक इसकी व्याख्या को सीमित करते हैं, जैसे समाधान तापमान और पीएच, प्रतिवर्ती प्रतिक्रिया, धीमी इलेक्ट्रोड कैनेटीक्स, गैर-संतुलन, कई रेडॉक्स जोड़ों की उपस्थिति, इलेक्ट्रोड विषाक्तता, छोटे विनिमय धाराएँ, और अक्रिय रेडॉक्स युगल। नतीजतन, व्यावहारिक माप शायद ही कभी परिकलित मूल्यों के साथ सहसंबंधित होते हैं। फिर भी, संभावित माप में कमी उनके पूर्ण मूल्य (जैसे प्रक्रिया नियंत्रण और अनुमापन) को निर्धारित करने के बजाय प्रणाली में परिवर्तन की निगरानी में विश्लेषणात्मक उपकरण के रूप में उपयोगी साबित हुई है।
स्पष्टीकरण
हाइड्रोजन आयन की सांद्रता जलीय घोल की अम्लता या पीएच को कैसे निर्धारित करती है, उसी तरह रासायनिक प्रजाति और इलेक्ट्रोड के मध्य इलेक्ट्रॉन हस्तांतरण की प्रवृत्ति इलेक्ट्रोड जोड़े की रेडॉक्स क्षमता को निर्धारित करती है। पीएच की तरह, रेडॉक्स क्षमता दर्शाती है कि इलेक्ट्रॉनों को समाधान में या प्रजातियों से कितनी आसानी से स्थानांतरित किया जाता है। रेडॉक्स क्षमता ऑक्सीकरण या कमी के लिए उपलब्ध इलेक्ट्रॉनों की मात्रा के बजाय इलेक्ट्रॉनों को खोने या प्राप्त करने के लिए रासायनिक प्रजातियों की विशिष्ट स्थिति के तहत क्षमता को दर्शाती है।
की अवधारणा pe का प्रयोग पौरबैक्स आरेखों के साथ किया जाता है। pe विमा रहित संख्या है और इसे आसानी से E से जोड़ा जा सकता हैH निम्नलिखित संबंध द्वारा:
कहाँ, थर्मल वोल्टेज है, के साथ R,