Faraday’s Law of Electrolysis Class 12 Chemistry: Notes, Formula & PDF in Hindi

Faraday’s Law of Electrolysis Class 12 Chemistry के Electrochemistry chapter का एक बहुत ही महत्वपूर्ण topic है। बोर्ड परीक्षा के साथ-साथ NEET और JEE जैसी competitive exams में भी इससे जुड़े conceptual और numerical questions पूछे जाते हैं। इस post में आपको Faraday’s First Law और Second Law of Electrolysis को आसान हिंदी भाषा में समझाया गया है। साथ ही Electrochemical Equivalent (Z), Equivalent Mass, Faraday Constant (F) और electrolysis से संबंधित सभी महत्वपूर्ण formulas को उदाहरणों के साथ बताया गया है।

इस लेख में विशेष रूप से numerical questions को हल करने के लिए m = ZIt और m = MIt/nF जैसे महत्वपूर्ण formulas को समझाया गया है। अगर आप Class 12 Chemistry की तैयारी कर रहे हैं, तो ये notes आपके लिए quick revision और board exam preparation में काफी उपयोगी होंगे। इस लेख में Important Questions, formulas, numerical examples और PDF notes की जानकारी भी दी गई है। Download NCERT BOOK PDF in Hindi.

Faraday’s Law of Electrolysis Class 12 : Notes & Formula

Faraday’s Law of Electrolysis क्या है?

Faraday’s Law of Electrolysis विद्युत अपघटन (Electrolysis) से संबंधित एक महत्वपूर्ण नियम है। इसके द्वारा किसी electrolyte में प्रवाहित विद्युत की मात्रा और electrode पर जमा या मुक्त होने वाले पदार्थ के द्रव्यमान के बीच संबंध ज्ञात किया जाता है।

Class 12 Chemistry में यह topic Electrochemistry chapter का महत्वपूर्ण भाग है। बोर्ड परीक्षा और competitive exams में Faraday’s laws से definition, formula, numerical questions तथा applications पूछे जाते हैं।

Electrolysis क्या है?

जब किसी electrolyte के जलीय विलयन या molten state में विद्युत धारा (electric current) प्रवाहित की जाती है और उसके कारण chemical decomposition होता है, तो इस प्रक्रिया को Electrolysis (विद्युत अपघटन) कहते हैं।

Electrolysis में दो electrodes होते हैं:

• Cathode: जहाँ reduction होता है।
• Anode: जहाँ oxidation होता है।

उदाहरण के लिए, molten NaCl के electrolysis में:

Cathode:

Na⁺ + e⁻ → Na

Anode:

Cl⁻ → Cl + e⁻

अतः कुल अभिक्रिया:

2NaCl → 2Na + Cl₂

Faraday’s First Law of Electrolysis

Faraday’s First Law के अनुसार, किसी electrolyte में विद्युत धारा प्रवाहित करने पर electrode पर जमा या मुक्त होने वाले पदार्थ का द्रव्यमान, प्रवाहित विद्युत की मात्रा के समानुपाती होता है।**

अर्थात्,

m ∝ Q

जहाँ:

• m = deposited substance का mass
• Q = quantity of electricity

चूँकि, Q = I × t इसलिए, m ∝ I × t अथवा, m = ZIt

जहाँ Z = Electrochemical Equivalent (विद्युत-रासायनिक तुल्यांक) है।

Electrochemical Equivalent (Z)

Electrochemical equivalent किसी पदार्थ का वह mass है जो 1 coulomb electricity प्रवाहित करने पर electrode पर deposit या liberate होता है।

इसकी SI unit: kg C⁻¹

व्यावहारिक रूप में इसे g C⁻¹ में भी व्यक्त किया जा सकता है।

Formula: Z = m / It

Faraday’s First Law का महत्वपूर्ण Formula

m = ZIt

जहाँ:

• m = पदार्थ का deposited mass
• Z = electrochemical equivalent
• I = current in ampere
• t = time in second

यदि current ampere में और time second में दिया गया है, तो:

Q = It और m = ZQ

Faraday’s Second Law of Electrolysis

Faraday’s Second Law के अनुसार, जब समान मात्रा की विद्युत विभिन्न electrolytes से प्रवाहित की जाती है, तो electrodes पर जमा या मुक्त होने वाले विभिन्न पदार्थों के द्रव्यमान उनके equivalent masses के समानुपाती होते हैं।

यदि समान electricity विभिन्न electrolytes में प्रवाहित की जाए, तो:

m₁/m₂ = E₁/E₂

जहाँ:

• m₁ और m₂ = deposited masses
• E₁ और E₂ = respective equivalent masses

Equivalent mass: E = M/n

जहाँ:

• M = molar mass
• n = electrons transferred या valency

अतः:

m₁/m₂ = (M₁/n₁)/(M₂/n₂)

या, m₁/m₂ = M₁n₂ / M₂n₁

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Faraday’s Laws का Combined Formula

Faraday’s laws को एक साथ लिखने पर:

m = (E/F) × Q और क्योंकि: Q = It

इसलिए:

m = EIt/F

जहाँ:

• m = deposited mass
• E = equivalent mass
• I = current
• t = time
• F = Faraday constant

और, E = M/n

इसलिए: m = MIt/nF

यह Class 12 numerical problems के लिए सबसे महत्वपूर्ण formulas में से एक है।

Faraday Constant (F)

एक mole electrons की charge को Faraday constant कहते हैं।

इसका मान लगभग: F = 96500 C mol⁻¹

या अधिक सटीक रूप में: F ≈ 96485 C mol⁻¹

इसका अर्थ है कि 1 Faraday electricity लगभग 96500 coulomb charge के बराबर होती है।

1 Faraday electricity electrode पर 1 mole electrons के बराबर charge प्रदान करती है।

Faraday’s Law की महत्वपूर्ण Concept

यदि किसी ion को electrode पर deposit होने के लिए n electrons की आवश्यकता होती है, तो:

nF coulomb electricity द्वारा उस पदार्थ का 1 mole deposit होता है।

इसलिए: 1 mole substance deposit करने के लिए charge = nF

और, moles deposited = Q/nF

अर्थात्: moles = It/nF

यदि molar mass M है, तो deposited mass:

m = MIt/nF

Faraday’s Laws से जुड़े Important Formulas

1. Charge

Q = It

2. First Law

m = ZIt

3. Electrochemical Equivalent

Z = m/It

4. Equivalent Mass

E = M/n

5. Second Law

m₁/m₂ = E₁/E₂

6. Main Numerical Formula

m = MIt/nF

7. Deposited Moles

n(substance) = It/nF

8. Faraday Constant

F ≈ 96500 C mol⁻¹

Faraday’s First Law और Second Law में अंतर

Numerical Example 1

प्रश्न: A current को 30 मिनट तक CuSO₄ solution में प्रवाहित किया गया। यदि Cu²⁺ + 2e⁻ → Cu और Cu का molar mass 63.5 g mol⁻¹ है, तो deposited copper का mass ज्ञात कीजिए।

Solution

दिया है: I = 2 A, t = 30 min = 30 × 60 = 1800 s, M = 63.5 g mol⁻¹ and n = 2

F = 96500 C mol⁻¹

Applying the Formula:

m = MIt/nF

मान रखने पर:

m = (63.5 × 2 × 1800)/(2 × 96500)

अतः, m ≈ 1.18 g

इसलिए electrode पर लगभग 1.18 g copper जमा होगा।

Numerical Example 2

प्रश्न: 96500 C electricity को AgNO₃ solution में प्रवाहित करने पर कितने gram silver deposit होगा?

Silver ion:

Ag⁺ + e⁻ → Ag

इसलिए n = 1

M(Ag) ≈ 108 g mol⁻¹

Q = 96500 C

Formula:

m = MQ/nF

m = (108 × 96500)/(1 × 96500)

m = 108 g

अतः 108 g silver deposit होगा।

याद रखें

1 Faraday electricity से Ag⁺ का 1 mole silver deposit होता है।

Numerical Example 3

प्रश्न: समान मात्रा की electricity AgNO₃ और CuSO₄ solutions से प्रवाहित की जाती है। Silver और copper के deposited masses का ratio ज्ञात कीजिए।

Ag के लिए:

M = 108, n = 1

Cu के लिए:

M = 63.5, n = 2

Equivalent mass:

Ag:

E₁ = 108/1 = 108

Cu:

E₂ = 63.5/2 = 31.75

अतः:

mAg/mCu = 108/31.75

लगभग:

mAg/mCu ≈ 3.40

अतः deposited silver और copper के masses का ratio लगभग:

3.40 : 1

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Electrochemical Equivalent और Chemical Equivalent में अंतर

Electrochemical Equivalent

1 coulomb electricity द्वारा deposited या liberated पदार्थ का mass।

Formula: Z = m/Q

Chemical Equivalent

किसी पदार्थ का equivalent mass: E = M/n

दोनों के बीच संबंध: E = ZF

या, Z = E/F

और, Z = M/nF

Faraday’s Laws का महत्व

Faraday’s laws का प्रयोग कई electrochemical processes में किया जाता है।

1. Electroplating

किसी वस्तु की सतह पर copper, silver, gold, chromium आदि की coating करने में Faraday’s law उपयोगी है।

2. Metal Extraction

कुछ metals को उनके compounds के electrolysis द्वारा प्राप्त किया जाता है।

3. Metal Refining

Copper जैसे metals की electrolytic refining में electrochemical principles का उपयोग होता है।

4. Industrial Electrolysis

Chlorine, sodium hydroxide, hydrogen और अन्य chemicals के production में electrolysis का उपयोग होता है।

5. Battery और Electrochemical Systems

Electrochemical reactions में charge और पदार्थ की मात्रा के संबंध को समझने में Faraday’s laws महत्वपूर्ण हैं।

Exam में पूछे जाने वाले Important Points

1. Faraday’s First Law का statement लिखिए।
2. Faraday’s Second Law का statement लिखिए।
3. Electrochemical equivalent की definition दीजिए।
4. Faraday constant क्या है?
5. Faraday’s First Law का mathematical expression लिखिए।
6. Faraday’s Second Law का mathematical expression लिखिए।
7. m = MIt/nF formula को समझाइए।
8. Equivalent mass और electrochemical equivalent में अंतर बताइए।
9. 1 Faraday electricity का क्या अर्थ है?
10. Electrolysis में cathode और anode पर होने वाली reactions समझाइए।

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Quick Revision Notes

Faraday’s First Law:

m ∝ Q

Charge:

Q = It

First Law Formula:

m = ZIt

Electrochemical Equivalent:

Z = m/It

Second Law:

m₁/m₂ = E₁/E₂

Equivalent Mass:

E = M/n

Main Formula:

m = MIt/nF

Faraday Constant:

F ≈ 96500 C mol⁻¹

1 Faraday:

लगभग 96500 C

nF charge:

1 mole substance को deposit/liberate करने के लिए आवश्यक charge, जहाँ n electrons transfer होते हैं।

याद रखने की Trick

Faraday’s Law के numericals में सबसे पहले ये चार steps याद रखें:

Step 1: Q = It

Step 2: Ion की valency/electrons n पहचानें।

Step 3: Formula लगाएँ:

m = MIt/nF

Step 4: Units check करें।

अगर time minutes में दिया है तो उसे seconds में बदलें:

Time (s) = Time (min) × 60

निष्कर्ष

Faraday’s Laws of Electrolysis Class 12 Chemistry के Electrochemistry chapter का अत्यंत महत्वपूर्ण topic है। First Law में deposited mass और electricity के बीच संबंध बताया जाता है, जबकि Second Law में समान electricity द्वारा अलग-अलग substances के deposited masses की तुलना equivalent masses के आधार पर की जाती है।

Numerical questions के लिए सबसे महत्वपूर्ण formula है:

m = MIt/nF

जहाँ F ≈ 96500 C mol⁻¹ है।

इन formulas और concepts को अच्छी तरह समझकर विद्यार्थी board examination के साथ-साथ NEET और JEE जैसे competitive examinations के electrochemistry questions को भी आसानी से हल कर सकते हैं।

PDF Notes

इन notes को आप PDF format में save/download करके revision के लिए उपयोग कर सकते हैं। परीक्षा से पहले Quick Revision Notes, Important Formulas और Numerical Problems को दोहराना विशेष रूप से उपयोगी रहेगा।

Frequently Asked Questions (FAQs)

Q1. Faraday’s First Law क्या है?
Faraday’s First Law के अनुसार electrode पर deposited या liberated पदार्थ का mass प्रवाहित electricity की मात्रा के समानुपाती होता है।

Q2. Faraday’s First Law का formula क्या है?
m = ZIt

Q3. Faraday’s Second Law क्या है?
समान मात्रा की electricity द्वारा विभिन्न electrolytes में deposited masses उनके equivalent masses के समानुपाती होते हैं।

Q4. Faraday constant का मान कितना है?
F ≈ 96500 C mol⁻¹

Q5. Electrolysis का मुख्य formula क्या है?
m = MIt/nF

Q6. Electrochemical equivalent की SI unit क्या है?
kg C⁻¹

Q7. Equivalent mass का formula क्या है?
E = M/n

Q8. 1 Faraday electricity कितने coulomb के बराबर है?
लगभग 96500 coulomb।

Q9. Cathode पर कौन-सी प्रक्रिया होती है?
Cathode पर reduction होता है।

Q10. Anode पर कौन-सी प्रक्रिया होती है?
Anode पर oxidation होता है।