विद्युत रासायनिक श्रेणी की सहायता से धातुओं द्वारा अम्लों से हाइड्रोजन विस्थापित करने की क्षमता किस प्रकार ज्ञात करते हैं? उदाहरण सहित स्पष्ट कीजिए।

Explanation

विद्युत रासायनिक श्रेणी (Electrochemical Series)
सभी धातुएँ एकसमान रूप से अभिक्रियाशील नहीं होती हैं। कुछ धातुएँ दूसरी धातुओं की अपेक्षा अधिक अभिक्रियाशील अथवा सक्रिय होती हैं। जो धातुएँ आसानी से इलेक्ट्रॉन (इलेक्ट्रॉनों को) त्यागकर धनायन देती हैं, वे अधिक सक्रिय होती हैं। जो धातुएँ इलेक्ट्रॉनों को कठिनाई से त्यागती हैं, वे कम सक्रिय होती हैं।
(i) धातुओं की सक्रियता की तुलना उनके द्वारा जल, ऑक्सीजन व अम्लों के साथ अभिक्रियाओं द्वारा करते हैं, परन्तु सभी धातुएँ इन अभिकर्मकों के साथ अभिक्रिया नहीं करती हैं।
(ii) धातुओं की सापेक्ष सक्रियता ज्ञात करने के लिए विस्थापन अभिक्रियाओं का उपयोग करते हैं। अधिक सक्रिय धातु कम सक्रिय धातु को उसके लवण विलयन से विस्थापित करती है, जैसे-यदि कॉपर सल्फेट के जलीय विलयन में आयरन का टुकड़ा डालें तो आयरन, कॉपर सल्फेट विलयन से कॉपर को विस्थापित कर देता है। इसका अर्थ होता है कि आयरन, कॉपर की अपेक्षा अधिक सक्रिय धातु है।
`Fe(s) + CuSO_(4) (aq) to FeSO_(4) (aq) + Cu (s)`
इसके विपरीत, यदि आयरन सल्फेट विलयन में कॉपर का टुकड़ा डालें तो अभिक्रिया नहीं होगी। इस प्रकार विस्थापन अभिक्रियाओं के प्रयोगों को करके, धातुओं को उनके सक्रियता क्रम में व्यवस्थित करते हैं। ऐसी श्रेणी को जिसमें सामान्य धातुओं को उनके घटते हुए संक्रियता क्रम में व्यवस्थित किया जाता है, विद्युत रासायनिक श्रेणी अथवा सक्रियता श्रेणी कहते हैं।
विद्युत रासायनिक श्रेणी के अनुप्रयोग (Applications of Electrochemical Series)
(i) धातुओं द्वारा जल से हाइड्रोजन विस्थापित करने की क्षमता ज्ञात करना-सक्रियता श्रेणी में हाइड्रोजन से ऊपर रखी धातुएँ जल या वाष्प का अपघटन करके हाइड्रोजन निकालती हैं, परन्तु इससे नीचे रखी गई धातुएँ ऐसा नहीं कर सकती हैं, जैसे (a) Na, K ठण्डे जल से क्रिया करते हैं और `H_(2)` निकालते हैं।
`2Na + 2H_(2) O to 2 NaOH + H_(2) uarr`
(b) Mg, Fe गर्म जल या वाष्प से क्रिया करते हैं और `H_(2)` निकालते हैं।
`3Fe + 4 H_(2)O to Fe_(3) O_(4) + 4H_(2) darr`
(ii) धातुओं की अन्य धातुओं को उनके लवणों से विस्थापित करने की क्षमता ज्ञात करना-इस श्रेणी की कोई भी धातु अपने से नीचे रखी धातु को उसके लवण के विलयन में से विस्थापित कर सकती है, जैसे—Mg, Zn या Fe धातुएँ Cu को उसके लवण के विलयन में से विस्थापित कर देती हैं।
`CuSO_(4) (aq) + Zn(s) to ZnSO_(4) (aq) + Cu (s) darr`
(iii) विद्युत रासायनिक श्रेणी में कॉपर का स्थान सिल्वर से ऊपर है अर्थात् कॉपर, सिल्वर से अधिक सक्रिय है। यह सिल्वर को उसके लवण विलयन से प्रतिस्थापित कर देती है। सिल्वर आयनों का सिल्वर में अपचयन होने के कारण विलयन का रंग नीला हो जाता है।