The cell reaction occurring at the anode in the electrolysis of aqueous $\text{NaCl}$ solution is:
जलीय $\text{NaCl}$ विलयन के विद्युत-अपघटन में ऐनोड पर होने वाली सेल अभिक्रिया है:
EXPLANATION
Electrochemistry
In the electrolysis of aqueous $\text{NaCl}$:
- At the anode, oxidation can occur for chloride ions or water molecules:
- $\text{Cl}^-(aq) \rightarrow \frac{1}{2}\text{Cl}_2(g) + e^-, \quad E^\circ = 1.36\text{ V}$
- $2\text{H}_2\text{O}(l) \rightarrow \text{O}_2(g) + 4\text{H}^+(aq) + 4e^-, \quad E^\circ = 1.23\text{ V}$
- Thermodynamically, water oxidation has a lower standard potential ($1.23\text{ V}$) than chloride oxidation ($1.36\text{ V}$). However, due to the high activation overpotential for the discharge of oxygen, oxidation of chloride ions to chlorine gas occurs at a much faster rate.
Therefore, the actual anodic reaction is $\text{Cl}^-(aq) \rightarrow \frac{1}{2}\text{Cl}_2(g) + e^-$.
Hence, option 2 is the correct answer.
जलीय $\text{NaCl}$ के विद्युत-अपघटन में ऐनोड पर:
- ऐनोड पर ऑक्सीकरण के लिए दो संभावनाएं होती हैं:
- $\text{Cl}^-(aq) \rightarrow \frac{1}{2}\text{Cl}_2(g) + e^-, \quad E^\circ = 1.36\text{ V}$
- $2\text{H}_2\text{O}(l) \rightarrow \text{O}_2(g) + 4\text{H}^+(aq) + 4e^-, \quad E^\circ = 1.23\text{ V}$
- यद्यपि जल के ऑक्सीकरण का विभव ($1.23\text{ V}$) कम है, फिर भी ऑक्सीजन गैस की मुक्ति के लिए उच्च अधिविभव (overpotential) की आवश्यकता होती है। इसके कारण क्लोराइड आयनों का क्लोरीन गैस में ऑक्सीकरण अधिमानतः (preferentially) तीव्र गति से होता है।
अतः ऐनोड पर मुख्य अभिक्रिया $\text{Cl}^-(aq) \rightarrow \frac{1}{2}\text{Cl}_2(g) + e^-$ होती है।
अतः विकल्प 2 सही उत्तर है।
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