လျှပ်စစ်ဓာတုဗေဒဆိုင်ရာ အသုံးချမှုများကို ဆွေးနွေးသည့် ဥပမာမေးခွန်းများ

လျှပ်စစ်ဓာတုဗေဒဆိုင်ရာ အသုံးချမှုများ၏ နမူနာမေးခွန်းများနှင့် ဆွေးနွေးချက်

လျှပ်စစ်ဓာတုဗေဒသည် ဓာတုဓာတ်ပြုမှုများနှင့် လျှပ်စစ်အကြား ဆက်နွယ်မှုကို လေ့လာသည့် ဓာတုဗေဒ၏ ဌာနခွဲတစ်ခုဖြစ်သည်။ နေ့စဉ်ဘဝတွင် လျှပ်စစ်ဓာတုဗေဒကို ဘက်ထရီများ၊ အာရုံခံကိရိယာများ၊ သံချေးတက်ခြင်းနှင့် လျှပ်စစ်ဖြင့် ಲೇಪခြင်းလုပ်ငန်းစဉ်များကဲ့သို့သော နယ်ပယ်အမျိုးမျိုးတွင် တွေ့ရှိနိုင်သည်။ ၎င်းကို ပိုမိုနားလည်နိုင်ရန်အတွက် လျှပ်စစ်ဓာတုဗေဒ အသုံးချမှုများနှင့် ဆက်စပ်သော ဥပမာပြဿနာများနှင့် ဆွေးနွေးမှုများစွာကို ကျွန်ုပ်တို့ တင်ပြပါသည်။

ဥပမာမေးခွန်း ၁: ဂယ်ဗန်နစ်ဘက်ထရီ (ဗို့အားဆဲလ်)

မေးခွန်း:
Zn (သွပ်) နှင့် Cu (ကြေးနီ) လျှပ်ကူးပစ္စည်းများကို ZnSO₄ နှင့် CuSO₄ ပျော်ရည်များထဲသို့ နှစ်ခြင်းဖြင့် galvanic cell တစ်ခုကို ပြုလုပ်ထားသည်။ Zn²⁺/Zn အတွက် စံလျှပ်ကူးပစ္စည်းအလားအလာမှာ -0,76 V ဖြစ်ပြီး Cu²⁺/Cu အတွက် +0,34 V ဖြစ်သည်။ galvanic cell ၏ cell voltage (E° cell) ကို တွက်ချက်ပါ။

ဆွေးနွေးချက်:

၁။ ဆဲလ်တစ်ဝက်တုံ့ပြန်မှုကို ဆုံးဖြတ်ပါ-
– ဇင့် (Zn) အတွက် ဆဲလ်တစ်ဝက်တုံ့ပြန်မှု:
\[
Zn \rightarrow Zn^{2+} + 2e^-
\]
– ကြေးနီ (Cu) အတွက် ဆဲလ်တစ်ဝက်တုံ့ပြန်မှု:
\[
Cu^{2+} + 2e^- \rightarrow Cu
\]

၂။ အန်နုတ်နှင့် ကက်သုတ်ကို ခွဲခြားသတ်မှတ်ခြင်း-
– အန်နုတ် (ဓာတ်တိုးခြင်း): Zn → Zn²⁺ + 2e⁻ (ပို၍ အနုတ်လက္ခဏာဆောင်သည်၊ -0.76 V)
- Cathode (လျှော့ချရေး) : Cu²⁺ + 2e⁻ → Cu (ပိုမိုအပြုသဘောဆောင်သော၊ +0.34 V)

၃။ ဆဲလ်ဗို့အား (E° ဆဲလ်) တွက်ချက်ခြင်း-
– စံဆဲလ်ဗို့အားပုံသေနည်း:
\[
E°_{\text{cell}} = E°_{\text{cathode}} – E°_{\text{anode}}
\]
ပါဝင်သည်-
\[
E°_{\text{cathode}} = +၀.၃၄ \text{ V}
\]
\[
E°_{\text{anode}} = -၀.၇၆ \text{ V}
\]
– ထို့ကြောင့် ဆဲလ်ဗို့အား-
\[
E°_{\text{sel}} = ၀.၃၄ \text{ V} – (-၀.၇၆ \text{ V}) = ၁.၁၀ \text{ V}
\]

ဥပမာမေးခွန်း ၂: NaCl ပျော်ရည်၏ လျှပ်စစ်ဓာတ်ဖြင့် ပြိုကွဲခြင်း

မေးခွန်း:
အစွမ်းမဲ့လျှပ်ကူးပစ္စည်းများကို အသုံးပြု၍ NaCl (aq) ပျော်ရည်ကို လျှပ်စစ်ဓာတ်ဖြင့် ချေဖျက်ခြင်းတွင် အန်နုတ်နှင့် ကတ်သုတ်တွင် ထုတ်လုပ်သော ဓာတ်ငွေ့များကို ဆုံးဖြတ်ပါ။ ထို့အပြင် အန်နုတ်တစ်ခုစီတွင် ဖြစ်ပေါ်သော ဓာတ်ပြုမှုများကိုလည်း ရေးမှတ်ထားပါ။

ဆွေးနွေးချက်:

၁။ အီလက်ထရုဒ်တွင် ဓာတ်ပြုမှု-
– ကက်သုတ် (လျှော့ချခြင်း):
ပါဝင်နိုင်သော အိုင်းယွန်းများမှာ Na⁺ နှင့် H₂O တို့ဖြစ်သည်။
ပုံမှန်အားဖြင့် ဖြစ်ပေါ်လေ့ရှိသော လျော့ချမှုတုံ့ပြန်မှုများမှာ-
\[
2H_2O + 2e^- \rightarrow H_2 (g) + 2OH^-
\]
ထို့ကြောင့် ကတ်သုတ်တွင် ထုတ်လုပ်သော ဓာတ်ငွေ့မှာ \(H_2\) ဖြစ်သည်။

– အန်နုတ် (အောက်ဆီဒေးရှင်း):
ပါဝင်နိုင်သော အိုင်းယွန်းများမှာ Cl⁻ နှင့် H₂O တို့ဖြစ်သည်။
ပုံမှန်အားဖြင့် ဖြစ်ပေါ်လေ့ရှိသော အောက်ဆီဒေးရှင်း ဓာတ်ပြုမှုများမှာ အောက်ပါအတိုင်းဖြစ်သည်-
\[
၂Cl^- \rightarrow Cl_2 (g) + ၂e^-
\]
ထို့ကြောင့် အန်နုတ်တွင် ထုတ်လုပ်သော ဓာတ်ငွေ့မှာ \(Cl_2 \) ဖြစ်သည်။

၂။ အလုံးစုံတုံ့ပြန်မှု-
– ကတ်သုတ်တွင် တုံ့ပြန်မှု:
\[
2H_2O + 2e^- \rightarrow H_2 (g) + 2OH^-
\]
– အန်နုတ်တွင် တုံ့ပြန်မှု-
\[
၂Cl^- \rightarrow Cl_2 (g) + ၂e^-
\]
– စုစုပေါင်းတုံ့ပြန်မှု:
\[
2H_2O + 2Cl^- \rightarrow H_2 (g) + Cl_2 (g) + 2OH^-
\]

ဥပမာမေးခွန်း ၃: လျှပ်စစ်ဖြင့် ಲೇಪခြင်းလုပ်ငန်းစဉ်

မေးခွန်း:
AgNO₃ ပျော်ရည်တွင် 0,5 A ၏ လျှပ်စစ်စီးကြောင်းကို ၂ နာရီကြာ ပေးခြင်းဖြင့် ကတ်သုတ်ပေါ်တွင် စုပုံနေသော ငွေ၏ အလေးချိန် (Ag) ကို တွက်ချက်ပါ။ ငွေ၏ မိုလာအလေးချိန်မှာ 107,87 g/mol ဖြစ်ပြီး 1 Faraday သည် 96.485 C/mol e⁻ နှင့် ညီမျှသည်။

ဆွေးနွေးချက်:

၁။ စုစုပေါင်းလျှပ်စစ်ဓာတ်အား (Q) ကို ဆုံးဖြတ်ပါ-
– လျှပ်စီးကြောင်း (I) = 0.5 A
– အချိန် (t) = ၂ နာရီ = ၂ × ၃၆၀၀ စက္ကန့် = ၇၂၀၀ စက္ကန့်
– စုစုပေါင်းလျှပ်စစ်ဓာတ်အား (Q) ကို ဖော်မြူလာကို အသုံးပြု၍ တွက်ချက်သည်-
\[
Q = I မြှောက်လဒ် t
\]
- ဒါကြောင့်:
\[
Q = 0.5 (A) x 7200 (s) = 3600 (C)
\]

၂။ အီလက်ထရွန်များ၏ မိုလ်အရေအတွက် (n) တွက်ချက်ခြင်း-
– အီလက်ထရွန် ၁ မိုလ် = ၉၆.၄၈၅ ဒီဂရီစင်တီဂရိတ်
– ပို့ဆောင်ပေးသော အီလက်ထရွန် မိုလ်အရေအတွက်:
\[
n = \frac{3600 \text{ C}}{96.485 \text{ C/mol}} \approx 0.0373 \text{ mol}
\]

၃။ သိမ်းဆည်းထားသော ငွေ၏ အလေးချိန်ကို ဆုံးဖြတ်ခြင်း-
– ကတ်သုတ်တွင် လျှော့ချမှုတုံ့ပြန်မှု:
\[
Ag^+ + e^- \rightarrow Ag \text{ (s)}
\]
– အီလက်ထရွန် ၁ မိုလ်သည် Ag ၁ မိုလ်ကို ထုတ်လုပ်သည်
– သိမ်းဆည်းထားသော Ag မိုလ်အရေအတွက်:
\[
၀.၀၃၇၃ \text { mol Ag }
\]
– Ag ၏ မော်လာဒြပ်ထု (107,87 g/mol) ကို အသုံးပြု၍:
\[
Ag ၏ အလေးချိန် = ၀.၀၃၇၃ မိုလ် နှင့် ၁၀၇.၈၇ ဂရမ်/မိုလ် တို့၏ အဆ ၄.၀၂ ဂရမ်ခန့်
\]

ထို့ကြောင့် ကတ်သုတ်ပေါ်တွင် စုပုံနေသော ငွေအလေးချိန်မှာ ၄.၀၂ ဂရမ်ခန့်ရှိသည်။

ဥပမာမေးခွန်း ၄: သံချေးတက်ခြင်း

မေးခွန်း:
စိုစွတ်သောပတ်ဝန်းကျင်တွင် သံ၏ချေးတက်ခြင်းလုပ်ငန်းစဉ်ကိုဖော်ပြပြီး ဖြစ်ပေါ်သော ဓာတုဓာတ်ပြုမှုများကို ရေးချပါ။

ဆွေးနွေးချက်:

၁။ သံချေးတက်ခြင်း အဆင့်များ-
– အန်နုတ်တွင် တုံ့ပြန်မှု-
သံသည် ferric ions များအဖြစ်သို့ အောက်ဆီဒေးရှင်းဖြစ်သွားသည်-
\[
Fe \rightarrow Fe^{2+} + 2e^-
\]
– ကက်သုတ်တွင် ဓာတ်ပြုမှု-
လေထဲက အောက်ဆီဂျင်ဟာ ရေနဲ့ အန်နုတ်က အီလက်ထရွန်တွေနဲ့ ဓာတ်ပြုပါတယ်-
\[
O_2 + 4H^+ + 4e^- \rightarrow 2H_2O
\]
ကြားနေ-အက်ဆစ်ဓာတ်မပါဝင်သော ပတ်ဝန်းကျင်တွင်၊ ပိုမိုဖြစ်နိုင်ခြေရှိသော တုံ့ပြန်မှုမှာ-
\[
O_2 + 2H_2O + 4e^- \rightarrow 4OH^-
\]

၂။ သံဟိုက်ဒရောက်ဆိုဒ် ဖွဲ့စည်းခြင်း-
– Fe²⁺ အိုင်းယွန်းများသည် OH⁻ အိုင်းယွန်းများနှင့် ပေါင်းစပ်ပြီး Fe(OH)₂ ကို ဖွဲ့စည်းသည်-
\[
Fe^{2+} + 2OH^- \rightarrow Fe(OH)_2
\]

၃။ သံချေးတက်ခြင်း-
– Fe(OH)₂ ထပ်မံဓာတ်တိုးခြင်း Fe(OH)₃ ကို ထုတ်လုပ်ပေးပြီး ခြောက်သွေ့သွားပါက သံချေး (Fe₂O₃.nH₂O) ဖြစ်ပေါ်စေသည်-
\[
၄Fe(OH)_2 + O_2 + 2H_2O \rightarrow 4Fe(OH)_3
\]
– Fe(OH)₃ သည် ရေဆုံးရှုံးခြင်းဖြင့် Fe₂O₃ အဖြစ်သို့ ပြောင်းလဲနိုင်သည်။
\[
2Fe(OH)_3 \rightarrow Fe_2O_3 + 3H_2O
\]

ဤလုပ်ငန်းစဉ်သည် သံသည် လျှပ်စစ်ဓာတုဗေဒဆိုင်ရာ ဓာတ်ပြုမှုများမှတစ်ဆင့် မည်သို့ သံချေးတက်သည်ကို သရုပ်ပြသည်။ အဆောက်အဦများနှင့် အခြေခံအဆောက်အအုံများရှိ သတ္တုပစ္စည်းများ၏ ကြာရှည်ခံမှုကို ထိန်းသိမ်းရန်အတွက် သံချေးတက်ခြင်းဆိုင်ရာ အသိပညာသည် မရှိမဖြစ်လိုအပ်သည်။

အထက်ဖော်ပြပါ ဥပမာမေးခွန်းများနှင့် ဆွေးနွေးချက်များကို နားလည်ခြင်းဖြင့် စာဖတ်သူများသည် နေ့စဉ်ဘဝတွင် လျှပ်စစ်ဓာတုဗေဒနိယာမများ၏ လက်တွေ့အသုံးချမှုကို ပိုမိုရှင်းလင်းစွာ မြင်တွေ့နိုင်လိမ့်မည်ဟု မျှော်လင့်ပါသည်။