जलीय अम्लीय माध्यम में, [Cr2O7]2− का Cr3+ में अपचयन करने के लिए क्रमशः कितने प्रोटोनों (H+) एवं इलेक्ट्रॉनों (e−) की आवश्यकता होगी?
Show Hint
डाइक्रोमेट (\([Cr_2O_7]^{2-}\)) का \(Cr^{3+}\) में अपचयन एक अत्यंत महत्वपूर्ण प्रयोगशाला अभिक्रिया है।
इसकी संतुलित संतुलित समीकरण को हमेशा याद रखें क्योंकि यह कई रेडॉक्स गणनाओं में सीधे प्रयुक्त होती है।
Step 1: Understanding the Question:
यह प्रश्न अम्लीय माध्यम में डाइक्रोमेट आयन (\([Cr_2O_7]^{2-}\)) के अपचयन की संतुलित अर्ध-अभिक्रिया (half-reaction) से संबंधित है।
हमें इस अभिक्रिया को संतुलित करके आवश्यक प्रोटॉनों और इलेक्ट्रॉनों की सटीक संख्या ज्ञात करनी है।
Step 2: Key Formula or Approach:
आयनों और आवेशों को संतुलित करने के लिए आयन-इलेक्ट्रॉन विधि (ion-electron method) का उपयोग किया जाता है।
Step 3: Detailed Explanation:
• डाइक्रोमेट आयन (\([Cr_2O_7]^{2-}\)) में क्रोमियम की ऑक्सीकरण अवस्था +6 है, जो अपचयित होकर \(Cr^{3+}\) बनाता है।
• क्रोमियम परमाणुओं को संतुलित करने के लिए दाईं ओर 2 से गुणा करते हैं:
\[ [Cr_2O_7]^{2-} \rightarrow 2 Cr^{3+} \]
• ऑक्सीजन परमाणुओं (7) को संतुलित करने के लिए दाईं ओर \(7 H_2O\) जोड़ते हैं:
\[ [Cr_2O_7]^{2-} \rightarrow 2 Cr^{3+} + 7 H_2O \]
• हाइड्रोजन परमाणुओं को संतुलित करने के लिए बाईं ओर \(14 H^+\) आयन जोड़ते हैं:
\[ [Cr_2O_7]^{2-} + 14 H^+ \rightarrow 2 Cr^{3+} + 7 H_2O \]
• अब दोनों तरफ के आवेश को संतुलित करने के लिए बाईं ओर इलेक्ट्रॉन जोड़ते हैं।
बाईं ओर कुल आवेश = \((-2) + 14 = +12\)
दाईं ओर कुल आवेश = \(2 \times (+3) = +6\)
अतः, बाईं ओर 6 इलेक्ट्रॉनों की आवश्यकता होगी:
\[ [Cr_2O_7]^{2-} + 14 H^+ + 6 e^- \rightarrow 2 Cr^{3+} + 7 H_2O \]
इस प्रकार, हमें 14 प्रोटॉनों (\(H^+\)) और 6 इलेक्ट्रॉनों (\(e^-\)) की आवश्यकता होगी।
Step 4: Final Answer:
अतः, सही विकल्प (A) है क्योंकि संतुलित समीकरण में 14 प्रोटॉन और 6 इलेक्ट्रॉन प्रयुक्त होते हैं।
