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रेडॉक्स अभिक्रियाओं में इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण

1920
Electrochemical cell experiment demonstrating electron transfer in redox reactions.

(यह छवि केवल उदाहरण के लिए बनाई गई है)

रेडॉक्स (अपचयन-उपचयन) अभिक्रियाओं में रासायनिक प्रजातियों के बीच इलेक्ट्रॉनों का स्थानांतरण शामिल होता है। एक प्रजाति का उपचयन होता है (इलेक्ट्रॉन खोती है), जबकि दूसरी का अपचयन होता है (इलेक्ट्रॉन प्राप्त करती है)। ये दोनों प्रक्रियाएँ हमेशा एक साथ होती हैं। जो प्रजाति इलेक्ट्रॉन खोती है वह अपचायक (reducing agent) होती है, और जो प्राप्त करती है वह उपचायक (oxidizing agent) होती है। यह मूलभूत अवधारणा इलेक्ट्रोकैमिस्ट्री और कई जैविक प्रक्रियाओं का आधार है।

रेडॉक्स अभिक्रियाओं की अवधारणा दहन के प्रारंभिक अध्ययनों से विकसित हुई। प्रारंभ में फ्लॉजिस्टन सिद्धांत द्वारा समझाई गई इस अवधारणा को 18वीं शताब्दी के उत्तरार्ध में एंटोइन लावॉइसियर ने दहन में ऑक्सीजन की भूमिका को सही ढंग से पहचान कर ऑक्सीकरण की नींव रखी। हालांकि, आधुनिक परिभाषा इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण पर केंद्रित है, एक ऐसी अवधारणा जो 1897 में जे.जे. थॉमसन द्वारा इलेक्ट्रॉन की खोज के बाद ही स्पष्ट हुई। परिभाषाओं को याद रखने के लिए आमतौर पर "OIL RIG" (ऑक्सीकरण हानि है, अपचयन लाभ है) या "LEO the lion says GER" (इलेक्ट्रॉन खोना ऑक्सीकरण है, इलेक्ट्रॉन प्राप्त करना अपचयन है) जैसे स्मरणीय सूत्र उपयोग किए जाते हैं।

किसी भी रेडॉक्स अभिक्रिया में, आवेश संरक्षण के नियम के अनुसार, अपचायक द्वारा खोए गए इलेक्ट्रॉनों की कुल संख्या ऑक्सीकारक द्वारा ग्रहण किए गए इलेक्ट्रॉनों की कुल संख्या के बराबर होनी चाहिए। उदाहरण के लिए, जस्ता धातु और कॉपर(II) आयनों की अभिक्रिया में, [latex]Zn(s) + Cu^{2+}(aq) rightarrow Zn^{2+}(aq) + Cu(s)[/latex], जस्ता परमाणु दो इलेक्ट्रॉन खोकर जस्ता आयनों में ऑक्सीकृत हो जाते हैं, जबकि कॉपर(II) आयन दो इलेक्ट्रॉन ग्रहण करके कॉपर धातु में अपचयित हो जाते हैं। यहाँ, जस्ता अपचायक है और कॉपर(II) ऑक्सीकारक है। यह सरल सिद्धांत अनगिनत प्राकृतिक और औद्योगिक प्रक्रियाओं का आधार है, लोहे में जंग लगने से लेकर बैटरी में बिजली उत्पादन तक।

UNESCO Nomenclature: 2202
विद्युत रसायन विज्ञान

Type

सार प्रणाली

व्यवधान

क्रांतिकारी

उपयोग

व्यापक उपयोग

शगुन

  • दहन का फ्लॉजिस्टन सिद्धांत
  • एंटोनी लेवॉइसियर का ऑक्सीजन दहन सिद्धांत
  • जे.जे. थॉमसन द्वारा इलेक्ट्रॉन की खोज
  • परमाणु सिद्धांत का विकास

आवेदन

पेटेंट:

NA

संभावित नवाचार विचार

  • स्थानीय कोशिकीय रेडॉक्स क्षमता द्वारा सक्रिय लक्षित दवा वितरण प्रणाली
  • स्व-उपचार करने वाली जंग-रोधी कोटिंग्स जो अपनी सुरक्षात्मक परत को पुनर्जीवित करती हैं
  • novel उत्प्रेरक that use light to drive difficult redox reactions for green fuel production
  • शरीर के तरल पदार्थों में रेडॉक्स असंतुलन को मापकर रोग की स्थिति का पता लगाने वाले बायो सेंसर।
  • प्रदूषकों को नष्ट करने के लिए विद्युत रासायनिक ऑक्सीकरण का उपयोग करने वाली उन्नत जल शोधन प्रणालियाँ
  • कार्बनिक अणुओं का उपयोग करके ग्रिड-स्तरीय ऊर्जा भंडारण के लिए रेडॉक्स-फ्लो बैटरी
  • ऐसे स्मार्ट कपड़े जो पर्यावरणीय रेडॉक्स स्थितियों के आधार पर रंग या गुण बदलते हैं
  • विशिष्ट औद्योगिक रेडॉक्स परिवर्तनों को अंजाम देने के लिए डिज़ाइन किए गए कृत्रिम एंजाइम
संबंधित विषय: रेडॉक्स, ऑक्सीकरण, अपचयन, इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण, ऑक्सीकारक, अपचायक, विद्युत रसायन, रासायनिक अभिक्रिया।

ऐतिहासिक संदर्भ

रेडॉक्स अभिक्रियाओं में इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण

1916
1917
1918
1920
1920
1921
1922
1915-11
1916
1918
1919-05-29
1920
1920
1921
1924

(यदि तिथि अज्ञात है या प्रासंगिक नहीं है, उदाहरण के लिए "द्रव यांत्रिकी", तो इसके उल्लेखनीय उद्भव का एक अनुमानित आंकड़ा प्रदान किया गया है)

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