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title: "विभव–pH आरेख"
book: "विश्वविद्यालय रसायन विज्ञान — वर्ष 1"
subject: chemistry
language: hi
chapter: 14
exercises: 12
source: https://one-course.com/books/chemistry/2/hi/chapter/14-ph
license: CC-BY-NC-SA-4.0
credit: "One Chemistry Book, One Course (one-course.com)"
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# अध्याय 14 — विभव–pH आरेख

वर्षा के पानी में छोड़ी गई लोहे की कील में जंग लग जाती है; वही कील प्रबल क्षारकीय विलयन में हफ़्तों तक चमकती रहती है। किसी जहाज़ के इस्पात के ढाँचे पर ज़िंक के ब्लॉक लगे होते हैं जो उसके स्थान पर घुलते हैं, और ताँबे की छत हरी पड़ जाती है पर कभी लुप्त नहीं होती। pH पर निर्भर विभव वाले [अपचयोपचय युग्म](https://one-course.com/books/chemistry/2/hi/chapter/13-redox-equilibria-and-the-nernst-equation#def-b1-nernst-couple), हाइड्रॉक्साइडों और ऑक्साइडों का अवक्षेपण, अम्ल–क्षारक साम्य: तीनों एक साथ काम करते हैं, और एक ही मानचित्र उन्हें इकट्ठा करता है। pH के सापेक्ष विभव के आलेख पर किसी तत्व की हर स्पीशीज़ को वह क्षेत्र मिलता है जहाँ वह स्थायी रूप है; मानचित्र पढ़कर पता चलता है कि पानी में कौन-सी स्पीशीज़ टिकती हैं, कौन-सी आपस में अभिक्रिया करती हैं, और कोई धातु कहाँ संक्षारित होती है।

**पहले से ज्ञात.**

[नेर्न्स्ट समीकरण](https://one-course.com/books/chemistry/2/hi/chapter/13-redox-equilibria-and-the-nernst-equation#thm-b1-nernst-nernst), [मानक विभव](https://one-course.com/books/chemistry/2/hi/chapter/13-redox-equilibria-and-the-nernst-equation#def-b1-nernst-electrode-potential) और अपचयोपचय अभिक्रियाओं का पूर्वानुमान [अध्याय 13](https://one-course.com/books/chemistry/2/hi/chapter/13-redox-equilibria-and-the-nernst-equation#ch-b1-nernst) में हैं; [प्रभाविता आरेख](https://one-course.com/books/chemistry/2/hi/chapter/10-acidbase-equilibria-and-the-predominant-reaction-method#def-b1-predominant-reaction-predominance) [अध्याय 10](https://one-course.com/books/chemistry/2/hi/chapter/10-acidbase-equilibria-and-the-predominant-reaction-method#ch-b1-predominant-reaction) में; हाइड्रॉक्साइडों की अवक्षेपण-सीमाएँ और ठोसों के [अस्तित्व क्षेत्र](https://one-course.com/books/chemistry/2/hi/chapter/11-precipitation-and-solubility#def-b1-precipitation-existence-domain) [अध्याय 11](https://one-course.com/books/chemistry/2/hi/chapter/11-precipitation-and-solubility#ch-b1-precipitation) में। सभी विभव $25\,{}^{\circ}\mathrm{C}$ पर हैं, $RT\ln 10/F = 0.059\,\mathrm{V}$ के साथ।

![सूखी गोदी में किसी जहाज़ का पिछला भाग। प्रोपेलर के पास ढाँचे पर लगे धूसर ब्लॉक ज़िंक के हैं: समुद्री पानी में वे इस्पात के बजाय संक्षारित होते हैं ()।](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-2/b1-e-ph-diagrams/img-3ea26f15dee1.jpg)

*सूखी गोदी में किसी जहाज़ का पिछला भाग। प्रोपेलर के पास ढाँचे पर लगे धूसर ब्लॉक ज़िंक के हैं: समुद्री पानी में वे इस्पात के बजाय संक्षारित होते हैं ([अभ्यास 14.12](#exo-b1-e-ph-diagrams-12))।*

## 14.1 परिपाटियाँ

**परिभाषा 14.1 (विभव–pH आरेख, कार्यकारी सांद्रता).**

किसी तत्व का *विभव–pH आरेख* क्षेत्रों में बँटा तल $(\mathrm{pH}, E)$ है, जिसमें हर क्षेत्र तत्व के किसी एक रूप का प्रभाविता क्षेत्र (घुली स्पीशीज़) या [अस्तित्व क्षेत्र](https://one-course.com/books/chemistry/2/hi/chapter/11-precipitation-and-solubility#def-b1-precipitation-existence-domain) (ठोस) है। इसे एक चुनी हुई *कार्यकारी सांद्रता* $c$ के लिए बनाया जाता है, जो विलयन में तत्व की कुल सांद्रता है, इन परिपाटियों के साथ:

- दो घुली स्पीशीज़ के बीच की सीमा पर हर एक $c$ पर होती है (तत्व के परमाणुओं में गिनकर);
- किसी घुली स्पीशीज़ और किसी ठोस के बीच की सीमा पर घुली स्पीशीज़ $c$ पर होती है और ठोस बस उपस्थित होता है;
- गैसें $1\,\mathrm{bar}$ पर होती हैं।

इस अध्याय में $c = 0.010\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$।

तत्व के रूपों को [ऑक्सीकरण संख्या](https://one-course.com/books/chemistry/2/hi/chapter/13-redox-equilibria-and-the-nernst-equation#def-b1-nernst-oxidation-number) के क्रम में रखा जाता है: संख्या जितनी ऊँची, आरेख पर उतना ऊपर (ऑक्सीकृत रूप ऊँचे विभव पर स्थायी होते हैं)। किसी दी गई [ऑक्सीकरण संख्या](https://one-course.com/books/chemistry/2/hi/chapter/13-redox-equilibria-and-the-nernst-equation#def-b1-nernst-oxidation-number) पर अधिक क्षारकीय रूप (हाइड्रॉक्साइड, ऑक्साइड, हाइड्रॉक्सो [संकुल](https://one-course.com/books/chemistry/2/hi/chapter/12-complexation#def-b1-complexation-complex)) दाईं ओर होते हैं।

**प्रतिज्ञप्ति 14.2 (सीमा की प्रवणता).**

भिन्न [ऑक्सीकरण संख्याओं](https://one-course.com/books/chemistry/2/hi/chapter/13-redox-equilibria-and-the-nernst-equation#def-b1-nernst-oxidation-number) वाली दो स्पीशीज़ के बीच की सीमा, जिसका [अर्ध-समीकरण](https://one-course.com/books/chemistry/2/hi/chapter/13-redox-equilibria-and-the-nernst-equation#def-b1-nernst-couple) $n$ इलेक्ट्रॉनों और $m$ प्रोटॉनों का विनिमय करता है, $\mathrm{Ox} + m\,\ce{H+} + n\,\mathrm{e^-} \rightleftharpoons \mathrm{Red} +
\cdots$, प्रति pH इकाई $-0.059\,m/n$ वोल्ट प्रवणता वाली सरल रेखा है। समान [ऑक्सीकरण संख्या](https://one-course.com/books/chemistry/2/hi/chapter/13-redox-equilibria-and-the-nernst-equation#def-b1-nernst-oxidation-number) वाली दो स्पीशीज़ के बीच की सीमा ऊर्ध्वाधर होती है।

**उपपत्ति.** [नेर्न्स्ट समीकरण](https://one-course.com/books/chemistry/2/hi/chapter/13-redox-equilibria-and-the-nernst-equation#thm-b1-nernst-nernst) देता है $E = E^\circ + \frac{0.059}{n}\log\frac{[\mathrm{Ox}]
[\ce{H+}]^m}{[\mathrm{Red}]} = E^\circ + \frac{0.059}{n}\log\frac{[\mathrm{Ox}]}
{[\mathrm{Red}]} - \frac{0.059\,m}{n}\,\mathrm{pH}$, और सीमा पर सांद्रताएँ परिपाटियों से तय होती हैं। समान [ऑक्सीकरण संख्या](https://one-course.com/books/chemistry/2/hi/chapter/13-redox-equilibria-and-the-nernst-equation#def-b1-nernst-oxidation-number) वाली दो स्पीशीज़ इलेक्ट्रॉन-रहित किसी अम्ल–क्षारक या अवक्षेपण साम्य से जुड़ी होती हैं, जिसका स्थिरांक सीमा का pH तय करता है, विभव चाहे जो हो। ∎

## 14.2 पानी

**प्रतिज्ञप्ति 14.3 (पानी की दो रेखाएँ).**

गैस के $1\,\mathrm{bar}$ के अंतर्गत पानी रेखा $E = -0.059\,\mathrm{pH}$ के नीचे हाइड्रोजन में अपचित होता है और रेखा $E = 1.23
- 0.059\,\mathrm{pH}$ के ऊपर ऑक्सीजन में ऑक्सीकृत।

**उपपत्ति.** $\ce{2H+ + 2e- -> H2}$: $E = 0 + \frac{0.059}{2}\log\frac{[\ce{H+}]^2}{p(\ce{H2})}
= -0.059\,\mathrm{pH}$, $p = 1$ पर। $\ce{O2 + 4H+ + 4e- -> 2H2O}$: $E = 1.23 +
\frac{0.059}{4}\log(p(\ce{O2})[\ce{H+}]^4) = 1.23 - 0.059\,\mathrm{pH}$। पहली रेखा के नीचे $\ce{H2}$ युग्म का स्थायी रूप है (पानी अपचित होता है); दूसरी के ऊपर $\ce{O2}$। ∎

**परिभाषा 14.4 (जल का स्थायित्व क्षेत्र).**

दोनों रेखाओं के बीच की पट्टी, जो हर pH पर $1.23\,\mathrm{V}$ चौड़ी है, *जल का स्थायित्व क्षेत्र* है: जिस स्पीशीज़ का क्षेत्र पूरी तरह इसके भीतर हो, वह न पानी को ऑक्सीकृत करती है न अपचित।

## 14.3 आरेख बनाना: आयरन

**विधि 14.5 (विभव–pH आरेख बनाना).**

1. स्पीशीज़ सूचीबद्ध कीजिए और उन्हें [ऑक्सीकरण संख्या](https://one-course.com/books/chemistry/2/hi/chapter/13-redox-equilibria-and-the-nernst-equation#def-b1-nernst-oxidation-number) के क्रम में रखिए: आयरन के लिए $\ce{Fe}$ (0), $\ce{Fe^2+}$ और $\ce{Fe(OH)2}$ ( $+$ II), $\ce{Fe^3+}$ और $\ce{Fe(OH)3}$ ( $+$ III)।
2. हर [ऑक्सीकरण संख्या](https://one-course.com/books/chemistry/2/hi/chapter/13-redox-equilibria-and-the-nernst-equation#def-b1-nernst-oxidation-number) पर, [कार्यकारी सांद्रता](#def-b1-e-ph-diagrams-e-ph-diagram) पर अवक्षेपण (या अम्ल–क्षारक) साम्यों से ऊर्ध्वाधर सीमाएँ ज्ञात कीजिए ( [अध्याय 11](https://one-course.com/books/chemistry/2/hi/chapter/11-precipitation-and-solubility#ch-b1-precipitation) )।
3. पड़ोसी [ऑक्सीकरण संख्याओं](https://one-course.com/books/chemistry/2/hi/chapter/13-redox-equilibria-and-the-nernst-equation#def-b1-nernst-oxidation-number) के हर जोड़े के लिए हर pH परास में [अर्ध-समीकरण](https://one-course.com/books/chemistry/2/hi/chapter/13-redox-equilibria-and-the-nernst-equation#def-b1-nernst-couple) और परिपाटियों के साथ उसका [नेर्न्स्ट समीकरण](https://one-course.com/books/chemistry/2/hi/chapter/13-redox-equilibria-and-the-nernst-equation#thm-b1-nernst-nernst) लिखिए; इससे ज्ञात प्रवणता वाली एक सरल सीमा मिलती है।
4. रेखाओं को बाएँ से दाएँ जोड़िए; जहाँ तीन रेखाएँ मिलती हैं, वहाँ हर रेखा केवल उस ओर जारी रहती है जहाँ उसकी दोनों स्पीशीज़ स्थायी हों।
5. जाँचिए: क्षेत्र एक-दूसरे पर नहीं चढ़ने चाहिए, और प्रवणताएँ [प्रतिज्ञप्ति 14.2](#prop-b1-e-ph-diagrams-boundary-slope) से मेल खानी चाहिए।

**उदाहरण 14.6 (आयरन की सीमाएँ).**

$c = 0.010\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$ के साथ (और अध्याय [11](https://one-course.com/books/chemistry/2/hi/chapter/11-precipitation-and-solubility#ch-b1-precipitation) और [13](https://one-course.com/books/chemistry/2/hi/chapter/13-redox-equilibria-and-the-nernst-equation#ch-b1-nernst) के स्थिरांकों से):

- $\ce{Fe^3+}$ / $\ce{Fe(OH)3}$ : $\mathrm{pH} = 14.00 - \frac13(38.55 - 2) = 1.82$ ; $\ce{Fe^2+}$ / $\ce{Fe(OH)2}$ : $\mathrm{pH} = 14.00 - \frac12(16.31 - 2) = 6.85$ ।
- $\ce{Fe^2+}$ / $\ce{Fe}$ : $E = -0.41 + 0.030\log c = -0.47$ V (pH 6.85 से नीचे)।
- $\ce{Fe^3+}$ / $\ce{Fe^2+}$ : $E = 0.77$ V (दोनों $c$ पर, pH 1.82 से नीचे)।
- $\ce{Fe(OH)3}$ / $\ce{Fe^2+}$ : $\ce{Fe(OH)3 + 3H+ + e- -> Fe^2+ + 3H2O}$ , प्रवणता $-0.177$ : pH 1.82 और 6.85 के बीच $E = 1.09 - 0.177\,\mathrm{pH}$ ।
- $\ce{Fe(OH)3}$ / $\ce{Fe(OH)2}$ : एक इलेक्ट्रॉन, एक प्रोटॉन, $E = 0.28 -  0.059\,\mathrm{pH}$ ; $\ce{Fe(OH)2}$ / $\ce{Fe}$ : दो इलेक्ट्रॉन, दो प्रोटॉन, $E = -0.07 - 0.059\,\mathrm{pH}$ (pH 6.85 से ऊपर)।

अंतःखंड त्रिक बिंदुओं पर सातत्य से, या सीधे विरचन की गिब्ज़ ऊर्जाओं से प्राप्त होते हैं; नीचे का आरेख दूसरी विधि से परिकलित है, और इसकी सीमाएँ इन पूर्णांकित मानों से $0.01\,\mathrm{V}$ या 0.01 pH इकाई से कम भिन्न हैं।

![c = 0.010\, mol/ L के लिए आयरन का विभव–pH आरेख (ठोस रेखाएँ), पानी की दोनों रेखाओं (डैश) के साथ। हर सीमा सारणीबद्ध विरचन गिब्ज़ ऊर्जाओं से परिकलित है।](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-2/b1-e-ph-diagrams/fig-d3020fec4dad.svg)

*$c = 0.010\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$ के लिए आयरन का [विभव–pH आरेख](#def-b1-e-ph-diagrams-e-ph-diagram) (ठोस रेखाएँ), पानी की दोनों रेखाओं (डैश) के साथ। हर सीमा सारणीबद्ध विरचन गिब्ज़ ऊर्जाओं से परिकलित है।*

## 14.4 कॉपर और ज़िंक

यही विधि कॉपर के आरेख (स्पीशीज़ $\ce{Cu}$, $\ce{Cu+}$, $+$I पर $\ce{Cu2O}$, $\ce{Cu^2+}$, $+$II पर $\ce{CuO}$) और ज़िंक के आरेख ($\ce{Zn}$, $\ce{Zn^2+}$, $\ce{Zn(OH)2}$, $\ce{Zn(OH)4^2-}$) भी देती है। कॉपर के लिए $\ce{CuO}$ $\mathrm{pH} = 14.00 - \frac12(20.64 - 2) = 4.68$ पर प्रकट होता है, और $\ce{Cu+}$ आयन, सूची में होते हुए भी, किसी क्षेत्र का स्वामी नहीं: अम्ल में $E^\circ(\ce{Cu+}/\ce{Cu}) = 0.52$ V, $E^\circ(\ce{Cu^2+}/\ce{Cu+}) = 0.16$ V से ऊपर है, इसलिए उसका संभावित क्षेत्र दोनों पड़ोसियों द्वारा काट दिया जाता है ([अनुभाग 14.5](#sec-14-5))। ज़िंक के लिए हाइड्रॉक्साइड pH 6.81 पर प्रकट होता है और इस सांद्रता पर केवल 13.97 से ऊपर $\ce{Zn(OH)4^2-}$ के रूप में फिर घुलता है, दाएँ किनारे पर एक पतली पट्टी।

![कॉपर और ज़िंक के विभव–pH आरेख (c = 0.010\, mol/ L), पानी की रेखाओं (डैश) के साथ। कॉपर धातु का क्षेत्र पानी के क्षेत्र से अतिव्याप्त होता है; ज़िंक का क्षेत्र पूरी तरह हाइड्रोजन रेखा के नीचे है।](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-2/b1-e-ph-diagrams/fig-ba2c6ece87ec.svg)

*कॉपर और ज़िंक के [विभव–pH आरेख](#def-b1-e-ph-diagrams-e-ph-diagram) ($c =
0.010\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$), पानी की रेखाओं (डैश) के साथ। कॉपर धातु का क्षेत्र पानी के क्षेत्र से अतिव्याप्त होता है; ज़िंक का क्षेत्र पूरी तरह हाइड्रोजन रेखा के नीचे है।*

## 14.5 आरेख पढ़ना

**प्रतिज्ञप्ति 14.7 (असंयुक्त क्षेत्र).**

यदि किसी दिए गए pH पर किसी [ऑक्सीकारक](https://one-course.com/books/chemistry/2/hi/chapter/13-redox-equilibria-and-the-nernst-equation#def-b1-nernst-couple) का क्षेत्र किसी [अपचायक](https://one-course.com/books/chemistry/2/hi/chapter/13-redox-equilibria-and-the-nernst-equation#def-b1-nernst-couple) के क्षेत्र से पूरी तरह ऊपर हो, बिना किसी साझे भाग के, तो दोनों अभिक्रिया करते हैं; जिन स्पीशीज़ के क्षेत्र किसी भाग को साझा करते हैं वे साम्य पर साथ रह सकती हैं।

**उपपत्ति.** उस pH पर, अपनी सीमा के ऊपर [ऑक्सीकारक](https://one-course.com/books/chemistry/2/hi/chapter/13-redox-equilibria-and-the-nernst-equation#def-b1-nernst-couple) के युग्म का विभव [अपचायक](https://one-course.com/books/chemistry/2/hi/chapter/13-redox-equilibria-and-the-nernst-equation#def-b1-nernst-couple) के युग्म द्वारा पहुँचे जा सकने वाले किसी भी विभव से ऊँचा होता है: [प्रतिज्ञप्ति 13.12](https://one-course.com/books/chemistry/2/hi/chapter/13-redox-equilibria-and-the-nernst-equation#prop-b1-nernst-equilibrium-constant) के अनुसार उनके बीच अभिक्रिया का $K > 1$ है, और यह तब तक चलती है जब तक उनमें से कोई समाप्त न हो जाए या उनके क्षेत्र मिल न जाएँ। किसी साझे क्षेत्र के भीतर दोनों समान विभव पर स्थायी रूप हैं: कोई भी अभिक्रिया को प्रेरित नहीं करता। ∎

आयरन और पानी: आयरन धातु का क्षेत्र हर pH पर रेखा $\ce{H2O}$/$\ce{H2}$ के नीचे है। आयरन पानी को अपचित करता है, अम्लीय विलयन में हाइड्रोजन की दृश्य मुक्ति के साथ; घुली ऑक्सीजन के साथ वह और भी तेज़ी से ऑक्सीकृत होता है। कॉपर: उसका क्षेत्र पानी के क्षेत्र से अतिव्याप्त होता है, इसलिए कॉपर न पानी को अपचित करता है न ऐसे अम्लों को जो स्वयं [ऑक्सीकारक](https://one-course.com/books/chemistry/2/hi/chapter/13-redox-equilibria-and-the-nernst-equation#def-b1-nernst-couple) न हों, पर ऊपर स्थित वायु की ऑक्सीजन उसे धीरे-धीरे ऑक्सीकृत करती है — छतों की हरी परत कार्बन डाइऑक्साइड और सल्फ़र यौगिकों के साथ उस ऑक्सीकरण का बाद का उत्पाद है। आरेख बताता है कि क्या संभव है, यह नहीं कि कितनी तेज़ी से: जिन अनेक अभिक्रियाओं की यह अनुमति देता है वे धीमी हैं, एक प्रश्न जिस पर द्वितीय वर्ष के खंड में विचार किया गया है।

**परिभाषा 14.8 (असमानुपातन, समानुपातन).**

*असमानुपातन* किसी स्पीशीज़ की स्वयं से अभिक्रिया है, जिसमें एक भाग ऑक्सीकृत और दूसरा अपचित होता है: $\ce{2Cu+ -> Cu^2+ + Cu}$। इसकी प्रतीप अभिक्रिया, जिसमें एक ही तत्व की दो स्पीशीज़ मध्यवर्ती [ऑक्सीकरण संख्या](https://one-course.com/books/chemistry/2/hi/chapter/13-redox-equilibria-and-the-nernst-equation#def-b1-nernst-oxidation-number) वाली एक स्पीशीज़ देती हैं, *समानुपातन* है: $\ce{2Fe^3+ + Fe -> 3Fe^2+}$।

**प्रतिज्ञप्ति 14.9 (असमानुपातन की कसौटी).**

मध्यवर्ती [ऑक्सीकरण संख्या](https://one-course.com/books/chemistry/2/hi/chapter/13-redox-equilibria-and-the-nernst-equation#def-b1-nernst-oxidation-number) वाली कोई स्पीशीज़ B, युग्मों A/B और B/C में, असमानुपातित होती है यदि $E(\mathrm{B}/\mathrm{C}) > E(\mathrm{A}/\mathrm{B})$: तब उसका अपना कोई क्षेत्र नहीं होता, और एक ही सीमा A/C दोनों का स्थान ले लेती है।

**उपपत्ति.** B, B/C का [ऑक्सीकारक](https://one-course.com/books/chemistry/2/hi/chapter/13-redox-equilibria-and-the-nernst-equation#def-b1-nernst-couple) है और A/B का [अपचायक](https://one-course.com/books/chemistry/2/hi/chapter/13-redox-equilibria-and-the-nernst-equation#def-b1-nernst-couple)। यदि युग्म B/C, युग्म A/B से ऊपर हो, तो गामा नियम ([विधि 13.11](https://one-course.com/books/chemistry/2/hi/chapter/13-redox-equilibria-and-the-nernst-equation#met-b1-nernst-predict-redox)) B ([ऑक्सीकारक](https://one-course.com/books/chemistry/2/hi/chapter/13-redox-equilibria-and-the-nernst-equation#def-b1-nernst-couple), ऊपरी युग्म) की B ([अपचायक](https://one-course.com/books/chemistry/2/hi/chapter/13-redox-equilibria-and-the-nernst-equation#def-b1-nernst-couple), निचला युग्म) से अभिक्रिया कराता है, जिससे C और A बनते हैं। ज्यामितीय रूप से B केवल $E(\mathrm{B}/\mathrm{C})$ के ऊपर और $E(\mathrm{A}/\mathrm{B})$ के नीचे स्थायी होता, जो एक रिक्त समुच्चय है। ∎

**परिभाषा 14.10 (प्रतिरक्षा, संक्षारण और निष्क्रियण क्षेत्र).**

किसी धातु के आरेख पर स्वयं धातु का क्षेत्र उसका *प्रतिरक्षा क्षेत्र* है (वह ऑक्सीकृत नहीं हो सकती); उसके घुले आयनों के क्षेत्र *संक्षारण क्षेत्र* बनाते हैं; उसके ठोस ऑक्साइडों और हाइड्रॉक्साइडों के क्षेत्र, जो धातु पर परत चढ़ा सकते हैं, *निष्क्रियण क्षेत्र* बनाते हैं। कोई परत सचमुच धातु की रक्षा करती है या नहीं, यह गतिकी का प्रश्न है, जिस पर द्वितीय वर्ष के खंड में विचार किया गया है।

**विधि 14.11 (आरेख पढ़ना).**

1. पानी की रेखाएँ ऊपर रखिए: जिस स्पीशीज़ का क्षेत्र पानी की पट्टी से बाहर हो, वह पानी से अभिक्रिया करती है (ऊष्मागतिक रूप से)।
2. भिन्न तत्वों की दो स्पीशीज़ के लिए उनके आरेख एक-दूसरे पर रखिए: रुचि के pH पर असंयुक्त क्षेत्रों का अर्थ है एक अभिक्रिया।
3. किसी धातु के लिए माध्यम का बिंदु (pH, $E$ ) खोजिए: प्रतिरक्षा, संक्षारण या निष्क्रियण।
4. याद रखिए कि आरेख एक [कार्यकारी सांद्रता](#def-b1-e-ph-diagrams-e-ph-diagram) के लिए बना है; घुली स्पीशीज़ वाली सीमाएँ सांद्रता के हर दशक पर $0.059/n$ V खिसकती हैं।

ज़िंक आयरन की रक्षा करता है: समुद्री पानी (pH लगभग 8) में किसी जहाज़ के ढाँचे का ज़िंक और इस्पात संपर्क में होते हैं; कम विभव वाला ज़िंक पहले ऑक्सीकृत होता है और उससे मुक्त इलेक्ट्रॉन आयरन को उसके [प्रतिरक्षा क्षेत्र](#def-b1-e-ph-diagrams-corrosion-domains) में या उसके पास बनाए रखते हैं। ज़िंक का ब्लॉक खपता जाता है और हर बार सूखी गोदी में बदला जाता है।

## 14.6 अभ्यास

**अभ्यास 14.1 ★.**

तत्व की [ऑक्सीकरण संख्या](https://one-course.com/books/chemistry/2/hi/chapter/13-redox-equilibria-and-the-nernst-equation#def-b1-nernst-oxidation-number) के क्रम में स्पीशीज़ $\ce{Mn}$, $\ce{Mn^2+}$, $\ce{MnO2}$, $\ce{MnO4-}$, $\ce{Mn(OH)2}$, और $\ce{Cl-}$, $\ce{Cl2}$, $\ce{HClO}$, $\ce{ClO-}$, $\ce{ClO3-}$ को रखिए।

**हल — अभ्यास 14.1.**

मैंगनीज़: $\ce{Mn}$ (0) $<$ $\ce{Mn^2+}$, $\ce{Mn(OH)2}$ ($+$II) $<$ $\ce{MnO2}$ ($+$IV) $<$ $\ce{MnO4-}$ ($+$VII)। क्लोरीन: $\ce{Cl-}$ ($-$I) $<$ $\ce{Cl2}$ (0) $<$ $\ce{HClO}$, $\ce{ClO-}$ ($+$I) $<$ $\ce{ClO3-}$ ($+$V)।

**अभ्यास 14.2 ★.**

हर [अर्ध-समीकरण](https://one-course.com/books/chemistry/2/hi/chapter/13-redox-equilibria-and-the-nernst-equation#def-b1-nernst-couple) के लिए सीमा की प्रवणता बताइए: $\ce{Fe(OH)3 + 3H+ + e- -> Fe^2+ + 3H2O}$; $\ce{2Cu^2+ + H2O + 2e- -> Cu2O + 2H+}$; $\ce{MnO4- + 8H+ + 5e- -> Mn^2+ + 4H2O}$; $\ce{Zn(OH)2 + 2H+ + 2e- -> Zn + 2H2O}$। इनमें से एक की प्रवणता धनात्मक क्यों है?

**हल — अभ्यास 14.2.**

$-0.059 \times 3/1 = -0.177$; $+0.059 \times 2/2 = +0.059$; $-0.059 \times 8/5 = -0.094$; $-0.059 \times 2/2 = -0.059$ V प्रति pH इकाई। कॉपर युग्म के लिए प्रोटॉन अपचित रूप की ओर मुक्त होते हैं ($m = -2$): विभव pH के साथ बढ़ता है।

**अभ्यास 14.3 ★.**

पानी की रेखाएँ किस pH पर 0 V से और $0.50\,\mathrm{V}$ से गुज़रती हैं? pH 7 पर [जल के स्थायित्व क्षेत्र](#def-b1-e-ph-diagrams-water-domain) की चौड़ाई क्या है?

**हल — अभ्यास 14.3.**

$\ce{H+}$/$\ce{H2}$, pH 0 पर 0 V से गुज़रती है और $\mathrm{pH} \geqslant 0$ के लिए 0.50 V तक कभी नहीं पहुँचती। $\ce{O2}$/$\ce{H2O}$, $\mathrm{pH} = 0.73/0.059 = 12.4$ पर 0.50 V तक पहुँचती है और 0 V तक केवल pH 20.8 पर, जो पैमाने से बाहर है। पट्टी हर pH पर $1.23\,\mathrm{V}$ चौड़ी है, pH 7 पर भी ($-0.41$ से $+0.82$ V तक)।

**अभ्यास 14.4 ★.**

आयरन के आरेख की सहायता से आयरन का स्थायी रूप बताइए: (pH 1, $E = 1.0$ V), (pH 4, $E = 0$), (pH 10, $E = -0.4$ V) और (pH 10, $E = 0.5$ V) पर।

**हल — अभ्यास 14.4.**

(1, 1.0 V): $\ce{Fe^3+}$। (4, 0): रेखा $\ce{Fe(OH)3}$/$\ce{Fe^2+}$ $1.09 - 0.71 = 0.38$ V पर है और बिंदु उसके नीचे, $-0.47$ V के ऊपर है: $\ce{Fe^2+}$। (10, $-0.4$ V): $-0.07 - 0.59 = -0.66$ और $0.28 -
0.59 = -0.31$ V के बीच: $\ce{Fe(OH)2}$। (10, 0.5 V): $\ce{Fe(OH)3}$।

**अभ्यास 14.5 ★★.**

$1.0 \times 10^{-6}\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$ की [कार्यकारी सांद्रता](#def-b1-e-ph-diagrams-e-ph-diagram) के लिए, जो संक्षारण की चर्चा में प्रयुक्त होने वाला मान है, सीमा $\ce{Fe^2+}$/$\ce{Fe}$ और ऊर्ध्वाधर सीमा $\ce{Fe^3+}$/$\ce{Fe(OH)3}$ फिर से परिकलित कीजिए। कौन-से क्षेत्र बढ़ते हैं?

**हल — अभ्यास 14.5.**

$\ce{Fe^2+}$/$\ce{Fe}$: $-0.41 + 0.030 \times (-6) = -0.59$ V। $\ce{Fe^3+}$/$\ce{Fe(OH)3}$: $14.00 - \frac13(38.55 - 6) = 3.15$। घुले आयनों के क्षेत्र (संक्षारण) बढ़ते हैं: $\ce{Fe^2+}$ नीचे $-0.59$ V तक फैल जाता है और $\ce{Fe^3+}$, pH 3.15 तक; धातु और हाइड्रॉक्साइड क्षेत्र खोते हैं।

**अभ्यास 14.6 ★★.**

सीमा $\ce{Fe(OH)3}$/$\ce{Fe^2+}$ व्युत्पन्न कीजिए: [अर्ध-समीकरण](https://one-course.com/books/chemistry/2/hi/chapter/13-redox-equilibria-and-the-nernst-equation#def-b1-nernst-couple), उसका [नेर्न्स्ट समीकरण](https://one-course.com/books/chemistry/2/hi/chapter/13-redox-equilibria-and-the-nernst-equation#thm-b1-nernst-nernst) लिखिए, और pH 1.82 पर सातत्य का उपयोग करके दिखाइए कि $E = 1.09 -
0.177\,\mathrm{pH}$।

**हल — अभ्यास 14.6.**

$\ce{Fe(OH)3 + 3H+ + e- -> Fe^2+ + 3H2O}$: $E = E^\circ + 0.059\log\frac{[\ce{H+}]^3}{[\ce{Fe^2+}]}
= (E^\circ - 0.059\log c) - 0.177\,\mathrm{pH}$। pH 1.82 पर रेखा $\ce{Fe^3+}$/$\ce{Fe^2+}$ से 0.77 V पर मिलती है, इसलिए स्थिरांक $0.77 + 0.177 \times 1.82
= 1.09$ V है।

**अभ्यास 14.7 ★★.**

[मानक विभवों](https://one-course.com/books/chemistry/2/hi/chapter/13-redox-equilibria-and-the-nernst-equation#def-b1-nernst-electrode-potential) की सारणी से दिखाइए कि $\ce{Cu+}$ pH 0 पर असमानुपातित होता है और $c = 0.010\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$ पर एकल सीमा $\ce{Cu^2+}$/$\ce{Cu}$ का विभव बताइए।

**हल — अभ्यास 14.7.**

$E^\circ(\ce{Cu+}/\ce{Cu}) = 0.52 > E^\circ(\ce{Cu^2+}/\ce{Cu+}) = 0.16$: [प्रतिज्ञप्ति 14.9](#prop-b1-e-ph-diagrams-disproportionation-criterion) के अनुसार $\ce{Cu+}$ असमानुपातित होता है। एकल सीमा: $E = 0.34 + 0.030\log 0.010 =
0.28$ V।

**अभ्यास 14.8 ★★.**

क्या कॉपर वायु के बिना pH 0 पर हाइड्रोक्लोरिक अम्ल में घुलता है? नाइट्रिक अम्ल में (युग्म $\ce{NO3-}$/$\ce{NO}$, $E^\circ = 0.96$ V)? आरेख और विभवों से कारण बताइए।

**हल — अभ्यास 14.8.**

pH 0 पर कॉपर का क्षेत्र (0.28 V से नीचे) पानी के क्षेत्र से अतिव्याप्त होता है और हाइड्रोजन की रेखा के ऊपर है: वायु के बिना हाइड्रोक्लोरिक अम्ल से कोई अभिक्रिया नहीं। नाइट्रिक अम्ल: 0.96 V पर $\ce{NO3-}$/$\ce{NO}$ कॉपर के क्षेत्र से ऊपर है, जो ऑक्सीकृत हो जाता है: $\ce{3Cu + 2NO3- + 8H+ -> 3Cu^2+ + 2NO + 4H2O}$।

**अभ्यास 14.9 ★★.**

वायु में छोड़े गए आयरन(II) विलयन पीले-भूरे हो जाते हैं। आयरन के आरेख और रेखा $\ce{O2}$/$\ce{H2O}$ से समझाइए, और pH 3 पर अभिक्रिया लिखिए।

**हल — अभ्यास 14.9.**

pH 3 पर रेखा $\ce{O2}$/$\ce{H2O}$, $1.23 - 0.18 = 1.05$ V पर है, $\ce{Fe^2+}$ के पूरे क्षेत्र से ऊपर: ऑक्सीजन आयरन(II) को ऑक्सीकृत करती है। pH 1.82 से ऊपर बना आयरन(III) पीले-भूरे हाइड्रॉक्साइड के रूप में अवक्षेपित होता है: $\ce{4Fe^2+ + O2 + 10H2O -> 4Fe(OH)3 + 8H+}$।

**अभ्यास 14.10 ★★★.**

$c = 0.010\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$ के लिए ज़िंक का आरेख बनाइए: pH 6.81 और 13.97 पर ऊर्ध्वाधर सीमाएँ, सीमा $\ce{Zn^2+}$/$\ce{Zn}$, और $\ce{Zn(OH)2}$/$\ce{Zn}$ तथा $\ce{Zn(OH)4^2-}$/$\ce{Zn}$ के समीकरण परिकलित कीजिए।

**हल — अभ्यास 14.10.**

ऊर्ध्वाधर सीमाएँ: $14.00 - \frac12(16.38 - 2) = 6.81$; और, $\ce{Zn(OH)2 + 2OH- <=> Zn(OH)4^2-}$ ($K = 10^{-1.93}$) से, $[\ce{Zn(OH)4^2-}] = 10^{-2}$ के साथ, $[\ce{OH-}]^2 = 10^{-0.07}$, pH 13.97। $\ce{Zn^2+}$/$\ce{Zn}$: $-0.76 + 0.030 \times (-2) = -0.82$ V। $\ce{Zn(OH)2}$/$\ce{Zn}$: प्रवणता $-0.059$, $(6.81, -0.82)$ से होकर: $E = -0.42 - 0.059\,\mathrm{pH}$। $\ce{Zn(OH)4^2- + 4H+ + 2e- -> Zn + 4H2O}$: प्रवणता $-0.118$, $(13.97, -1.24)$ से होकर: $E = 0.41 - 0.118\,\mathrm{pH}$।

**अभ्यास 14.11 ★★★.**

आयरन और पानी के आरेख एक-दूसरे पर रखिए और pH 2, pH 7 और pH 13 पर ऑक्सीजन-रहित पानी में लोहे की कील के भविष्य पर विचार कीजिए। घुली ऑक्सीजन के साथ क्या बदलता है?

**हल — अभ्यास 14.11.**

आयरन का क्षेत्र हर pH पर हाइड्रोजन रेखा के नीचे है। pH 2: आयरन हाइड्रोजन की मुक्ति के साथ $\ce{Fe^2+}$ में ऑक्सीकृत होता है (संक्षारण)। pH 7: अभिक्रिया अब भी संभव है, पर हाइड्रोजन रेखा ($-0.41$ V) $\ce{Fe^2+}$/$\ce{Fe}$ के पास है और अभिक्रिया बहुत धीमी है। pH 13: आयरन $\ce{Fe(OH)2}$ में ऑक्सीकृत होता है, जो [निष्क्रियण क्षेत्र](#def-b1-e-ph-diagrams-corrosion-domains) है: एक परत बनती है और कील चमकती रहती है। घुली ऑक्सीजन के साथ रेखा $\ce{O2}$/$\ce{H2O}$, जो बहुत ऊपर है, हर pH पर आयरन को आयरन(III) में ऑक्सीकृत करती है: जंग, $\ce{Fe(OH)3}$ और उसके निर्जलित ऑक्साइड।

**अभ्यास 14.12 ★★★.**

बलिदानी [ऐनोड](https://one-course.com/books/chemistry/2/hi/chapter/13-redox-equilibria-and-the-nernst-equation#def-b1-nernst-cell)। समुद्री पानी (pH 8) में किसी इस्पात के ढाँचे को ज़िंक के ब्लॉक से जोड़ा जाता है। आरेखों की सहायता से समझाइए कि कौन-सी धातु ऑक्सीकृत होती है, घुली ऑक्सीजन के साथ अभिक्रियाएँ लिखिए, और बताइए कि मैग्नीशियम भी क्यों काम करता और कॉपर स्थिति को और बिगाड़ क्यों देता।

**हल — अभ्यास 14.12.**

ज़िंक का क्षेत्र नीचे है: इस्पात के संपर्क में वह पहले ऑक्सीकृत होता है, pH 8 पर $\ce{2Zn + O2 + 2H2O -> 2Zn(OH)2}$, और उससे मुक्त इलेक्ट्रॉन इस्पात की सतह पर ऑक्सीजन को अपचित करते हैं, जो धात्विक बनी रहती है। मैग्नीशियम ($E^\circ = -2.36$ V) और भी नीचे है और वह भी काम करता है; कॉपर (0.34 V) आयरन से ऊपर है: कॉपर से जुड़ा होने पर आयरन ही ऑक्सीकृत होने वाली धातु होता, और अकेले की तुलना में अधिक तेज़ी से।

## 14.7 समस्या: ब्लीच और तरणताल

**समस्या 14.1.**

सप्ताहांत समस्या — क्लोरीन की [ऑक्सीकरण संख्याएँ](https://one-course.com/books/chemistry/2/hi/chapter/13-redox-equilibria-and-the-nernst-equation#def-b1-nernst-oxidation-number), [अम्ल–क्षारक युग्म](https://one-course.com/books/chemistry/2/hi/chapter/10-acidbase-equilibria-and-the-predominant-reaction-method#def-b1-predominant-reaction-bronsted) HClO/ClO$-$, क्लोरीन का [विभव–pH आरेख](#def-b1-e-ph-diagrams-e-ph-diagram), और वह pH जिसके ऊपर घुली क्लोरीन असमानुपातित होती है

ब्लीच सोडियम हाइपोक्लोराइट और सोडियम क्लोराइड का एक क्षारकीय विलयन है; तरणताल उसमें मौजूद हाइपोक्लोरस अम्ल से रोगाणुमुक्त किया जाता है, जिसका pH 7 से थोड़ा ऊपर रखा जाता है। ब्लीच को किसी अम्लीय क्लीनर के साथ मिलाने से क्लोरीन गैस निकलती है। $25\,{}^{\circ}\mathrm{C}$ पर आँकड़े: $E^\circ(\ce{Cl2(aq)}/\ce{Cl-})
= 1.396$ V, $E^\circ(\ce{HClO}/\ce{Cl2(aq)}) = 1.594$ V, $\mathrm{p}K_a(\ce{HClO}/\ce{ClO-}) = 7.55$, $RT\ln 10/F = 0.0592$ V; [कार्यकारी सांद्रता](#def-b1-e-ph-diagrams-e-ph-diagram) $c = 0.010\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$ क्लोरीन परमाणु।

**भाग I — स्पीशीज़।**

1. $\ce{Cl-}$ , $\ce{Cl2}$ , $\ce{HClO}$ और $\ce{ClO-}$ में क्लोरीन की [ऑक्सीकरण संख्या](https://one-course.com/books/chemistry/2/hi/chapter/13-redox-equilibria-and-the-nernst-equation#def-b1-nernst-oxidation-number) बताइए।
2. चारों स्पीशीज़ को [ऑक्सीकरण संख्या](https://one-course.com/books/chemistry/2/hi/chapter/13-redox-equilibria-and-the-nernst-equation#def-b1-nernst-oxidation-number) के एक ऊर्ध्वाधर अक्ष पर क्रम से रखिए।
3. किन दो स्पीशीज़ की [ऑक्सीकरण संख्या](https://one-course.com/books/chemistry/2/hi/chapter/13-redox-equilibria-and-the-nernst-equation#def-b1-nernst-oxidation-number) समान है? वे आपस में कैसे संबंधित हैं?
4. $\ce{Cl2}$ / $\ce{Cl-}$ का [अर्ध-समीकरण](https://one-course.com/books/chemistry/2/hi/chapter/13-redox-equilibria-and-the-nernst-equation#def-b1-nernst-couple) लिखिए।
5. $\ce{HClO}$ / $\ce{Cl2}$ का [अर्ध-समीकरण](https://one-course.com/books/chemistry/2/hi/chapter/13-redox-equilibria-and-the-nernst-equation#def-b1-nernst-couple) लिखिए।
6. क्षारकीय विलयन में $\ce{ClO-}$ / $\ce{Cl-}$ का [अर्ध-समीकरण](https://one-course.com/books/chemistry/2/hi/chapter/13-redox-equilibria-and-the-nernst-equation#def-b1-nernst-couple) लिखिए।

**भाग II — हाइपोक्लोरस अम्ल।**

7. pH के सापेक्ष $\ce{HClO}$ और $\ce{ClO-}$ का [प्रभाविता आरेख](https://one-course.com/books/chemistry/2/hi/chapter/10-acidbase-equilibria-and-the-predominant-reaction-method#def-b1-predominant-reaction-predominance) बनाइए।
8. [विभव–pH आरेख](#def-b1-e-ph-diagrams-e-ph-diagram) पर उनकी सीमा ऊर्ध्वाधर क्यों है?
9. pH 7.4 पर हाइपोक्लोरस अम्ल का अंश परिकलित कीजिए।
10. यही pH 8.0 पर। हाइपोक्लोरस अम्ल बेहतर रोगाणुनाशक है: तरणताल चलाने वाले pH को 8 तक बढ़ने से क्यों रोकते हैं?
11. ब्लीच में (pH लगभग 12) कौन-सा रूप उपस्थित है?

**भाग III — आरेख।** अध्याय की परिपाटियों के साथ, किसी सीमा पर $\ce{Cl2(aq)}$, $c/2$ पर होता है और $\ce{Cl-}$, $\ce{HClO}$, $\ce{ClO-}$, $c$ पर।

12. दिखाइए कि सीमा $\ce{Cl2}$ / $\ce{Cl-}$ , $E = 1.396 +  0.0296\log\bigl((c/2)/c^2\bigr) = 1.446$ V पर है, जो pH से स्वतंत्र है।
13. दिखाइए कि सीमा $\ce{HClO}$ / $\ce{Cl2}$ , $E = 1.594 -  0.0296\log 50 - 0.0592\,\mathrm{pH} \approx 1.544 -  0.0592\,\mathrm{pH}$ है।
14. वह pH ज्ञात कीजिए जहाँ ये दोनों रेखाएँ कटती हैं।
15. उस pH के बाद सीमा $\ce{HClO}$ / $\ce{Cl-}$ है। इसका [अर्ध-समीकरण](https://one-course.com/books/chemistry/2/hi/chapter/13-redox-equilibria-and-the-nernst-equation#def-b1-nernst-couple) लिखिए और दिखाइए कि इसकी प्रवणता $-0.0296$ है।
16. दिए गए दोनों विभवों से $E^\circ(\ce{HClO}/\ce{Cl-})$ परिकलित कीजिए।
17. pH 7.55 से ऊपर सीमा $\ce{ClO-}$ / $\ce{Cl-}$ लिखिए; pH 7.55 पर इसके सातत्य की जाँच कीजिए।
18. pH 0 से 14 तक, रेखा $\ce{O2}$ / $\ce{H2O}$ सहित, आरेख का रेखाचित्र बनाइए।
19. क्या हाइपोक्लोरस अम्ल ऊष्मागतिक रूप से पानी में स्थायी है? फिर भी तरणताल को हर दिन क्लोरीन की केवल थोड़ी-सी मात्रा क्यों चाहिए?

**भाग IV — [असमानुपातन](#def-b1-e-ph-diagrams-disproportionation) और अम्ल का ख़तरा।**

20. प्रश्न 14 के pH से ऊपर घुली क्लोरीन के साथ क्या होता है? पानी में और क्षारकीय विलयन में अभिक्रिया लिखिए।
21. क्लोरीन से ब्लीच कैसे बनाया जाता है?
22. उसी pH से नीचे $\ce{HClO}$ और $\ce{Cl-}$ के बीच की अभिक्रिया लिखिए। इसे क्या कहते हैं?
23. कोई अम्लीय शौचालय-क्लीनर ब्लीच को pH 1 पर ले आता है। क्या होता है?
24. दुर्बल अम्लीय उत्पाद (pH 4) के साथ ख़तरा कम क्यों है? आरेख से उत्तर दीजिए, फिर उसे सीमित कीजिए।
25. एक दशमलव स्थान तक वह pH बताइए जिसके ऊपर $c = 0.010\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$ पर घुली क्लोरीन असमानुपातित होती है।

**हल — समस्या 14.1.**

**1.** $-$I, 0, $+$I, $+$I। **2.** सबसे नीचे $\ce{Cl-}$, फिर $\ce{Cl2}$, फिर सबसे ऊपर $\ce{HClO}$ और $\ce{ClO-}$। **3.** $\ce{HClO}$ और $\ce{ClO-}$, एक [अम्ल–क्षारक युग्म](https://one-course.com/books/chemistry/2/hi/chapter/10-acidbase-equilibria-and-the-predominant-reaction-method#def-b1-predominant-reaction-bronsted)। **4.** $\ce{Cl2 + 2e- -> 2Cl-}$। **5.** $\ce{2HClO + 2H+ + 2e- -> Cl2 + 2H2O}$। **6.** $\ce{ClO- + H2O + 2e- -> Cl- + 2OH-}$। **7.** pH 7.55 से नीचे $\ce{HClO}$, ऊपर $\ce{ClO-}$। **8.** कोई इलेक्ट्रॉन विनिमित नहीं होता; सीमा केवल $K_a$ से तय होती है। **9.** $1/(1 + 10^{7.4 - 7.55}) = 0.59$: $59\,\%$। **10.** $1/(1 + 10^{0.45}) = 0.26$: सक्रिय क्लोरीन का तीन-चौथाई भाग कम प्रभावी रोगाणुनाशक $\ce{ClO-}$ होता। **11.** $\ce{ClO-}$। **12.** $E = 1.396 + 0.0296\log\frac{[\ce{Cl2}]}{[\ce{Cl-}]^2} = 1.396
+ 0.0296\log\frac{0.005}{10^{-4}} = 1.396 + 0.050 = 1.446$ V; [अर्ध-समीकरण](https://one-course.com/books/chemistry/2/hi/chapter/13-redox-equilibria-and-the-nernst-equation#def-b1-nernst-couple) में कोई $\ce{H+}$ नहीं। **13.** $E = 1.594 + 0.0296\log\frac{[\ce{HClO}]^2[\ce{H+}]^2}{[\ce{Cl2}]}
= 1.594 + 0.0296\log\frac{10^{-4}}{0.005} - 0.0592\,\mathrm{pH} = 1.594 -
0.050 - 0.0592\,\mathrm{pH}$। **14.** बराबर रखने पर $0.0592\,\mathrm{pH} = 1.594 - 1.396 - 2 \times 0.0503
= 0.0974$, $\mathrm{pH} = 1.646$। **15.** $\ce{HClO + H+ + 2e- -> Cl- + H2O}$: दो इलेक्ट्रॉनों पर एक प्रोटॉन, प्रवणता $-0.0592/2 = -0.0296$। **16.** दोनों [अर्ध-समीकरणों](https://one-course.com/books/chemistry/2/hi/chapter/13-redox-equilibria-and-the-nernst-equation#def-b1-nernst-couple) को जोड़ने पर (हर एक में प्रति क्लोरीन परमाणु एक इलेक्ट्रॉन): $2E^\circ = 1.594 + 1.396$, $E^\circ(\ce{HClO}/\ce{Cl-}) =
1.495$ V; सीमा $E = 1.495 - 0.0296\,\mathrm{pH}$। **17.** $\ce{ClO- + 2H+ + 2e- -> Cl- + H2O}$: $E = 1.718 - 0.0592\,\mathrm{pH}$ (स्थिरांक सातत्य के लिए चुना गया: $1.495 - 0.0296 \times 7.55 = 1.272 = 1.718
- 0.0592 \times 7.55$)। **18.** रेखाओं के नीचे $\ce{Cl-}$; 1.446 V के ऊपर, $\mathrm{pH} < 1.65$ पर एक छोटे त्रिभुज में $\ce{Cl2}$; pH 7.55 तक प्रवणता $-0.0296$ वाली रेखा के ऊपर $\ce{HClO}$, उसके बाद $\ce{ClO-}$। रेखा $\ce{O2}$/$\ce{H2O}$, 1.23 से 0.40 V तक, इन सभी सीमाओं के नीचे है (अध्याय की स्क्रिप्ट से परिकलित आरेख का आकार भी यही है)। **19.** नहीं: इसका क्षेत्र ऑक्सीजन की रेखा के ऊपर है, इसलिए यह पानी को ऑक्सीकृत कर सकता है, पर अभिक्रिया धीमी है। तरणताल अपनी क्लोरीन मुख्यतः इसलिए खोता है कि वह तैराकों और हवा द्वारा लाई गई चीज़ों को ऑक्सीकृत करती है, और धूप के कारण; उसे फिर से भरना पड़ता है। **20.** वहाँ $\ce{Cl2}$ का कोई क्षेत्र नहीं है: यह असमानुपातित होता है, $\ce{Cl2 + H2O -> HClO + Cl- + H+}$; क्षारक में $\ce{Cl2 + 2OH- -> ClO- + Cl- + H2O}$। **21.** सोडियम हाइड्रॉक्साइड विलयन में क्लोरीन प्रवाहित करके (प्रश्न 20 की अभिक्रिया)। **22.** $\ce{HClO + Cl- + H+ -> Cl2 + H2O}$, एक [समानुपातन](#def-b1-e-ph-diagrams-disproportionation)। **23.** pH 1.6 से नीचे हाइपोक्लोराइट और क्लोराइड समानुपातित होते हैं: क्लोरीन बनती है, और अपनी [विलेयता](https://one-course.com/books/chemistry/2/hi/chapter/11-precipitation-and-solubility#def-b1-precipitation-solubility) से अधिक होने पर विषैली गैस के रूप में निकल जाती है। **24.** $c = 0.010\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$ पर pH 4, $\ce{Cl2}$ के क्षेत्र से बाहर है। पर सीमा $c$ पर निर्भर करती है: किसी व्यापक $c$ के लिए प्रश्न 12–14 दोहराने पर $\mathrm{pH} = 3.34 + \log(2c)$ मिलता है, जो $c = 1\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$ के लिए, जो ब्लीच की सांद्रता की कोटि है, 3.6 तक पहुँचता है। pH 4 के पास सांद्र उत्पादों को मिलाना भी सुरक्षित नहीं है। **25.** **pH 1.6**: इसके ऊपर, $c = 0.010\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$ पर, घुली क्लोरीन हाइपोक्लोरस अम्ल और क्लोराइड में असमानुपातित होती है।