Definition
اکسیجنی عدد وہ چارج ہے جو کسی ایٹم کا ہوتا اگر اس کے تمام بانڈز کو مکمل طور پر آئنی سمجھا جائے — چند قواعد سے متعین کیا جاتا ہے: عنصری حالت میں ایٹم کا عدد ہے؛ سادہ آئن کا اکسیجنی عدد اس کے چارج کے برابر ہے؛ آکسیجن عموماً اور ہائیڈروجن عموماً ہوتا ہے (پیرآکسائیڈز جیسی معلوم استثناؤں کے ساتھ)؛ غیرجانبدار مرکب میں اکسیجنی اعداد کا مجموعہ اور کثیرایٹمی آئن میں آئن کے چارج کے برابر ہونا چاہیے۔
مثال 1 — Mn کا اکسیجنی عدد
میں Mn کا اکسیجنی عدد معلوم کیجیے۔
- (دو K، مجموعہ )؛ (چار O، مجموعہ )۔
- مجموعہ ہونا چاہیے: ۔
- ۔
Answer:
مثال 2 — Cl کا اکسیجنی عدد
میں کلورین کا اکسیجنی عدد معلوم کیجیے۔
- ؛ ہر آئن کا چارج ہے، اور ان میں سے دو ہیں (مجموعہ ، کو متوازن کرتا ہے)۔
- ایک کے اندر: (تین O، مجموعہ )؛ مجموعہ کے برابر ہونا چاہیے۔
- ۔
Answer:
Remember
آئنی مرکب کا فارمولا اکسیجنی اعداد سے براہ راست، مقداروں کو زیریں عدد کے طور پر کراس ضرب کر کے لکھا جا سکتا ہے: مثلاً کیلشیم () اور نائٹرائیٹ (، بطور ) مل کر بناتے ہیں، کیونکہ ایک کو متوازن کرنے کے لیے نائٹرائیٹ آئن ( ہر ایک) درکار ہیں۔
Definition
اکسیجن کاری کو تین یکساں طریقوں سے متعین کیا جا سکتا ہے: (1) الیکٹران کا نقصان، (2) آکسیجن کا حصول (یا ہائیڈروجن کا نقصان)، (3) اکسیجنی عدد میں اضافہ۔ تخفیف ہر صورت میں الٹ ہے: (1) الیکٹران کا حصول، (2) آکسیجن کا نقصان (یا ہائیڈروجن کا حصول)، (3) اکسیجنی عدد میں کمی۔
اکسیڈائزنگ ایجنٹ کی طرح کام کر سکتا ہے کیونکہ اس میں موجود آکسیجن (اکسیجنی عدد ، اور کے درمیان) مزید تک کم ہو سکتی ہے، جو بھی اس سے تعامل کرے اس سے الیکٹران حاصل کر کے — اور اس طرح اسے اکسیڈائز کر کے۔
مثال 3 — تخفیف شدہ عنصر پہچاننا
میں، کون سا عنصر تخفیف پذیر ہوتا ہے؟
- میں Mn کا اکسیجنی عدد ہے (چونکہ ، اور مرکب غیرجانبدار ہے)۔
- میں Mn کا اکسیجنی عدد ہے (چونکہ ہر ایک، مجموعہ )۔
- Mn کا اکسیجنی عدد سے تک کم ہوا۔
Answer: منگنیز (Mn) تخفیف پذیر ہوتا ہے
Definition
برقی تحلیلی خلیہ (Electrolytic Cell) برقی توانائی (بیرونی ماخذ سے) استعمال کر کے کسی غیرخودبخود کیمیائی تعامل کو مجبور کرتا ہے — یہی برقی تحلیل (Electrolysis) ہے۔ گیلوانی (وولٹائی) خلیہ اس کے برعکس کرتا ہے: یہ برقی توانائی پیدا کرنے کے لیے ایک خودبخود کیمیائی تعامل استعمال کرتا ہے۔
برقی تحلیلی خلیے میں، برقی حل پذیر (Electrolyte — ایسا مادہ جو پگھلنے یا حل ہونے پر بجلی چلاتا ہے) اپنے آزاد آئنوں کی مخالف چارج والے الیکٹروڈ کی طرف حرکت سے رو چلاتا ہے، جہاں وہ الیکٹران حاصل یا کھوتے ہیں — دھاتی موصل کے برعکس، جہاں رو صرف آزاد الیکٹرانوں سے چلتی ہے۔
کیتھوڈ وہ الیکٹروڈ ہے جہاں تخفیف (الیکٹران کا حصول) ہوتی ہے؛ الیکٹران برقی تحلیلی خلیے کے پاور ماخذ سے نکل کر، بیرونی سرکٹ سے گزر کر، کیتھوڈ میں داخل ہوتے ہیں، جہاں انہیں تخفیف پذیر مثبت آئن اٹھا لیتے ہیں۔
Definition
Pt الیکٹروڈز کے ساتھ تنک کی برقی تحلیل: کیتھوڈ پر، آئن تخفیف پذیر ہو کر ہائیڈروجن گیس بناتے ہیں؛ اینوڈ پر، /پانی اکسیڈائز ہو کر آکسیجن گیس بناتا ہے — عملی طور پر پانی خود برقی تحلیل ہو رہا ہے، کیونکہ Pt غیرفعال (غیر تعامل پذیر) ہے اور حصہ نہیں لیتا۔
تانبے (تعامل پذیر) الیکٹروڈز کے ساتھ محلول کی برقی تحلیل: کیتھوڈ پر، تخفیف پذیر ہو کر تانبے کی دھات کے طور پر جمع ہوتا ہے؛ اینوڈ پر، تانبے کا الیکٹروڈ خود اکسیڈائز ہو کر کی صورت میں محلول میں حل ہو جاتا ہے — یہی تانبے کی پلیٹنگ کا اصول ہے، کیونکہ اینوڈ مسلسل اس کو بھرتا رہتا ہے جو کیتھوڈ پر چڑھتا ہے۔
تنک NaCl محلول کی برقی تحلیل: کیتھوڈ پر، (پانی سے) کو پر ترجیح دی جاتی ہے، ہائیڈروجن گیس دیتا ہے؛ اینوڈ پر، تنک ہونے پر (پانی سے) کو پر ترجیح دی جاتی ہے، آکسیجن گیس دیتا ہے۔
گاڑھے NaCl محلول (نمکین پانی) کی برقی تحلیل: اینوڈ پر، کی کہیں زیادہ ارتکاز کا مطلب ہے کہ اب آکسیجن کی بجائے کلورین گیس خارج ہوتی ہے؛ کیتھوڈ اب بھی ہائیڈروجن گیس پیدا کرتا ہے۔ یہی وجہ ہے کہ تنک اور گاڑھے NaCl محلول مختلف اینوڈ پیداوار دیتے ہیں — صرف شناخت نہیں بلکہ آئن ارتکاز بھی طے کرتا ہے کہ کون سا آئن ترجیحاً خارج ہوگا۔
تنک محلول کی برقی تحلیل: کیتھوڈ پر، (پانی سے) کو پر ترجیح دی جاتی ہے، ہائیڈروجن گیس دیتا ہے، کیونکہ کوئی دھاتی آئن کیتھوڈ پر ہائیڈروجن پر تب ہی ترجیحاً خارج ہوتا ہے جب وہ دھات برقی کیمیائی سلسلے میں ہائیڈروجن سے نیچے ہو — زنک ہائیڈروجن سے اوپر ہے، اس لیے ہائیڈروجن جیت جاتی ہے۔
Definition
پگھلے ہوئے لیڈ(II) کلورائیڈ () کی برقی تحلیل: اسے اپنے نقطہ پگھلاؤ (C) سے اوپر گرم کرنا ضروری ہے تاکہ اس کے آئن آزادانہ حرکت کر سکیں (ٹھوس کے آئن مقررہ جگہ پر ہوتے ہیں اور رو نہیں چلا سکتے)۔ کیتھوڈ پر: (لیڈ دھات جمع ہوتی ہے)۔ اینوڈ پر: (کلورین گیس خارج ہوتی ہے)۔
Definition
برقی کیمیائی سلسلہ دھاتوں کو اس بنیاد پر ترتیب دیتا ہے کہ وہ کتنی آسانی سے الیکٹران کھوتی ہیں (اکسیڈائز ہوتی ہیں) — سلسلے میں اوپر والی دھات نیچے والی سے زیادہ تعامل پذیر ہے اور زیادہ آسانی سے الیکٹران چھوڑتی ہے۔ یہ براہ راست بے گانگی (Displacement) تعاملات کی پیش گوئی کرتا ہے: زیادہ تعامل پذیر (اوپر والی) دھات کم تعامل پذیر (نیچے والی) دھات کے آئنوں کو محلول سے بے گانہ کر دیتی ہے۔
مثال 4 — بے گانگی تعامل کی پیش گوئی
اگر تانبے کی دھات کی پٹی محلول میں ڈبوئی جائے تو کیا ہوگا؟
- برقی کیمیائی سلسلے میں مقام کا موازنہ کریں: لوہا تانبے سے اوپر ہے (زیادہ تعامل پذیر)۔
- کم تعامل پذیر دھات (Cu) زیادہ تعامل پذیر دھات کے آئن (Fe) کو محلول سے بے گانہ نہیں کر سکتی۔
Answer: کچھ نہیں ہوتا — کوئی تعامل واقع نہیں ہوتا
مثال 5 — Cu اور Ag کے درمیان گیلوانی خلیہ
اگر Cu اور Ag کے درمیان گیلوانی خلیہ بنایا جائے، تو الیکٹروڈز پر کیا تعاملات ہوں گے؟
- تانبا برقی کیمیائی سلسلے میں چاندی سے اوپر ہے، لہٰذا تانبا زیادہ آسانی سے اکسیڈائز ہوتا ہے۔
- زیادہ تعامل پذیر دھات (Cu) اینوڈ بنتی ہے (اکسیجن کاری): ۔
- کم تعامل پذیر دھات (Ag) کیتھوڈ بنتی ہے (تخفیف): ۔
Answer: Cu اینوڈ پر اکسیڈائز ہوتا ہے، کیتھوڈ پر تخفیف پذیر ہوتا ہے (چاندی جمع ہوتی ہے)
Definition
ڈینیئل خلیہ (Zn–Cu گیلوانی خلیہ) میں محلول میں زنک الیکٹروڈ اور محلول میں کاپر الیکٹروڈ ہوتا ہے، ایک تار (بیرونی سرکٹ) اور دونوں محلولوں کے درمیان ایک مسامی تقسیم (یا نمک پل) سے جڑا ہوتا ہے۔
مسامی تقسیم آئنوں کو دونوں نصف خلیوں کے درمیان آہستہ آہستہ گزرنے دیتی ہے تاکہ تعامل جاری رہنے کے دوران ہر محلول میں برقی غیرجانبداری برقرار رہے، بغیر محلولوں کو بڑے پیمانے پر ملائے — اس کے بغیر، ہر نصف خلیے میں چارج جمع ہو جاتا اور رو جلد بہنا بند ہو جاتی۔
زنک (زیادہ تعامل پذیر) اینوڈ ہے، اکسیڈائز ہوتا ہے: ۔ تانبا (کم تعامل پذیر) کیتھوڈ ہے، تخفیف پذیر ہوتا ہے: ۔
Definition
ایک معیاری ڈینیئل خلیہ معیاری حالات میں تقریباً وولٹ معیاری وولٹیج پیدا کرتا ہے۔
Definition
ہائیڈروجن-آکسیجن ایندھنی خلیہ الیکٹروڈز کے درمیان الکلائن الیکٹرولائٹ (عموماً پوٹاشیم ہائیڈرو آکسائیڈ، KOH محلول) استعمال کرتے ہوئے ہائیڈروجن اور آکسیجن کے مل کر پانی بنانے کے کیمیائی تعامل سے براہ راست بجلی پیدا کرتا ہے۔ کیتھوڈ پر (آکسیجن فراہم ہونے کے ساتھ)، آکسیجن تخفیف پذیر ہوتی ہے؛ اینوڈ پر (ہائیڈروجن فراہم ہونے کے ساتھ)، ہائیڈروجن اکسیڈائز ہوتی ہے، اور مجموعی تعامل صرف پانی بطور ضمنی پیداوار دیتا ہے۔
ایندھنی خلیے ماحول دوست سمجھے جاتے ہیں کیونکہ ان کی واحد بڑی ضمنی پیداوار پانی ہے، فوسل ایندھن جلانے کے برعکس، جو کاربن ڈائی آکسائیڈ اور دیگر آلودگیاں خارج کرتا ہے۔
Remember
ہائیڈروجن-آکسیجن ایندھنی خلیوں کے دو نقصانات: ہائیڈروجن گیس کو محفوظ طریقے سے پیدا کرنا، ذخیرہ کرنا، اور منتقل کرنا مشکل اور نسبتاً مہنگا ہے (یہ انتہائی آتش گیر ہے)، اور الیکٹروڈز پر عموماً درکار پلاٹینم کٹالسٹ مہنگے ہوتے ہیں، جو بڑے پیمانے پر خلیے بنانا مہنگا بنا دیتے ہیں۔
Definition
برقی پلیٹنگ برقی تحلیل استعمال کرتے ہوئے ایک دھات کی پتلی، یکساں تہہ کسی دوسری چیز کی سطح پر جمع کرتی ہے، بنیادی طور پر ظاہری شکل بہتر بنانے (چمکدار فنش)، زنگ سے مزاحمت، یا لاگت کم کرنے کے لیے (ایک سستی بنیادی دھات کو زیادہ مہنگی دھات، جیسے چاندی یا سونے، کی پتلی تہہ سے ڈھانپنا)۔
موزوں برقی پلیٹنگ الیکٹرولائٹ میں پلیٹنگ دھات کے آئن ہونے چاہییں، یہ حل پذیر/موصل ہونا چاہیے، اور الیکٹروڈز یا پلیٹ کی جانے والی چیز سے ناخواستہ تعامل نہیں کرنا چاہیے۔
چاندی کی پلیٹنگ میں، الیکٹرولائٹ ایک چاندی کے نمک کا محلول ہے (مثلاً سلور نائٹریٹ/سلور سائینائیڈ کمپلیکس) جس میں چاندی کا اینوڈ ہے (جو آئنوں کو مسلسل بھرنے کے لیے حل ہوتا ہے) اور پلیٹ کی جانے والی چیز کیتھوڈ ہے۔ کاپر پلیٹنگ بھی اسی اصول کی پیروی کرتی ہے: کاپر نمک الیکٹرولائٹ (مثلاً کاپر سلفیٹ) کاپر اینوڈ کے ساتھ اور چیز کیتھوڈ کے طور پر۔
Definition
زنگ (لوہے کے لیے Rusting) کسی دھات کا اپنے ماحول کے ذریعے بتدریج اکسیجن کاری ہے۔ لوہا آکسیجن اور پانی دونوں کے ساتھ تعامل سے زنگ آلود ہوتا ہے — لوہا میں اکسیڈائز ہوتا ہے، جو مزید میں اکسیڈائز ہو کر بالآخر ہائیڈریٹڈ آئرن(III) آکسائیڈ (زنگ) بناتا ہے۔
Remember
برساتی موسم میں زنگ تیز ہو جاتی ہے کیونکہ دھاتی سطحوں پر زیادہ نمی (پانی) دستیاب ہوتی ہے، اور بارش کا پانی اکثر حل شدہ آئن اور آلودگیاں لاتا ہے جو اسے بہتر برقی حل پذیر بناتے ہیں، دونوں برقی کیمیائی زنگ کے عمل کو تیز کرتے ہیں۔
Definition
گیلوانائزیشن لوہے/سٹیل کو زنک کی تہہ سے ڈھانپ کر بچاتی ہے — زنک لوہے سے زیادہ تعامل پذیر ہے، اس لیے تہہ کھرچے جانے پر بھی، زنک ترجیحاً زنگ آلود ہوتا ہے اور نیچے کھلے لوہے کو بچاتا ہے (قربانی حفاظت — Sacrificial Protection)۔
زنک (اور بعض اوقات میگنیشیم) وہ دھات ہے جو دفن شدہ سٹیل پائپ لائنوں اور جہازوں کے ڈھانچوں کو قربانی حفاظت دینے کے لیے عام طور پر استعمال ہوتی ہے، بلاکس کی صورت میں لگائی جاتی ہے جو اس ڈھانچے کی جگہ زنگ آلود ہوتے ہیں جسے وہ بچا رہے ہیں۔
خلاصہ (Quick Recap)
- ●اکسیجنی عدد: عنصری حالت ؛ مجموعہ (غیرجانبدار) یا آئن کا چارج (کثیرایٹمی آئن)
- ●اکسیجن کاری: الیکٹران کھونا / O حاصل کرنا / اکسیجنی عدد بڑھنا۔ تخفیف: الیکٹران حاصل کرنا / O کھونا / اکسیجنی عدد گھٹنا
- ●برقی تحلیلی خلیہ: بجلی غیرخودبخود تعامل چلاتی ہے۔ گیلوانی خلیہ: خودبخود تعامل بجلی پیدا کرتا ہے
- ●برقی تحلیل: تعامل پذیر الیکٹروڈز (مثلاً Cu در CuSO) حصہ لیتے ہیں؛ غیرفعال الیکٹروڈز (Pt) نہیں۔ تنک بمقابلہ گاڑھا NaCl مختلف اینوڈ پیداوار دیتے ہیں
- ●برقی کیمیائی سلسلہ تعامل پذیری ترتیب دیتا ہے؛ اوپر والی دھات نیچے والی کے آئن بے گانہ کرتی اور گیلوانی خلیے میں اینوڈ بنتی ہے
- ●ڈینیئل خلیہ: Zn اینوڈ، Cu کیتھوڈ، مسامی تقسیم، وولٹ۔ ایندھنی خلیہ: H+OHO، بجلی پیدا کرتا، ماحول دوست
- ●برقی پلیٹنگ: چیز کیتھوڈ، پلیٹنگ دھات اینوڈ۔ زنگ: O+HO لوہے کو اکسیڈائز کرتے ہیں؛ گیلوانائزیشن/Zn قربانی حفاظت دیتی ہے




