emad selim
01-06-2015, 04:02 PM
تفاعلات الأكسدة والاختزال : هي التفاعلات التي تنتقل فيها الالكترونات من أحد المواد المتفاعلة إلى المادة
الأخرى الداخلة معها في تفاعل كيميائي .
2- اشرح ماذا يحدث عند وضع لوح خارصين فى محلول كبريتات نحاس؟
تجربة : أغمس صفيحة من الخارصين فى محلول كبريتات النحاس (الزرقاء اللون)
نلاحظ : أن النحاس بدأ يترسب على سطح صفيحة الخارصين والخارصين بدأ فى الذوبان فى المحلول.
إذا استمر ذلك لفترة طويلة فإن لون كبريتات النحاس الازرق قد يزول
اختزال
أكسدة
Zn + CuSO4 ¢ ZnSO4 + Cu file:///C:\DOCUME~1\SUPERS~1\LOCALS~1\Temp\msohtml1\01\cli p_image001.giffile:///C:\DOCUME~1\SUPERS~1\LOCALS~1\Temp\msohtml1\01\cli p_image002.gif Zn Zn+2 + 2e Cu+2 + 2e Cu
3- علل لا يمكن الحصول على طاقة كهربية عند وضع ساق خارصين في محلول كبريتات نحاس ؟
بسبب ترسب النحاس على صفيحة الخارصين فينعزل عن المحلول وبالتالي يقف التفاعل بعد فترة
4- خلية جلفانية ( طاقة كيميائية ¡ طاقة كهربية) تلقائي لأنه بانقطاع التيار لا يتوقف التفاعل / ق د ك موجبة.
4- في الخلية الجلفانية (المصعد = الانود = القطب السالب = اكسدة) (المهبط = الكاثود = القطب الموجب = اختزال)
5- خلية دانيال مثال للخلية الجلفانية : ¡ الرمز الاصطلاحي لخلية دانيال : Zn / Zn+2 // Cu+2 / Cu
¡ نصف الخلية القياسية : لوح النحاس مهبط ( كاثود ) هو القطب الموجب تحدث عنده تفاعل اختزال :
Cu+2 + 2e ¢ Cu ( اختزال )
¡ نصف الخلية القياسية : لوح خارصين مصعد (آنود ) هو القطب السالب تحدث عنده تفاعل أكسدة
17- لا يمكن قياس جهد قطب منفردا ؟ لأنه يمثل نصف خلية .
6- علل : الانود هو القطب السالب في الخلية الجلفانية ؟ لحدوث عملية الأكسدة عنده و تراكم الالكترونات عليه.
Zn ¢ Zn+2 + 2e ( أكسدة )
7- حساب ق د ك لخلية دانيال :
جهد الاختزال للنحاس = + 0.34 فولت جهد الأكسدة للنحاس = - 0.34 فولت
جهد الأكسدة للخارصين = 0.76 فولت جهد الاختزال للخارصين = - 0.76 فولت
\ ق . د . ك = جهد الأكسدة الانود + جهد الاختزال الكاثود = فرق جهدي الاختزال = فرق جهدي الأكسدة .
\ ق . د . ك لخلية دانيال = 0.76 + 0.34 = 1.1 فولت = 0.34 – ( - 0.76 ) = 1.1 فولت
Åإذا كانت قيمة ق . د . ك موجبة فذلك يعنى أن التفاعل تلقائي ولا يتوقف بإنقطاع التيار الكهربي (جلفانية)
Åإذا كانت قيمة ق . د . ك سالبة فذلك يعنى أن التفاعل غير تلقائي و يتوقف بانقطاع التيار الكهربي (الكتروليتية)
8- علل: القوة الدافعة الكهربية هي المجموع الجبري لجهد التأكسد والاختزال الحادث فى الخلية وهى تساوى أيضا فرق جهدي التأكسد لقطبي الخلية ؟ لأن القيمة العددية لجهد الاختزال هي نفسها القيمة لجهد الأكسدة ولكن بإشارة مخالفة
9- القنطرة الملحية : هي أنبوبة على هيئة حرف U تملأ بمحلول الكتروليتي (مثل كبريتات الصوديومNa2SO4 )
لا تتفاعل أيوناته مع أيونات محاليل نصفي الخلية ولا مع أقطاب الخلية الجلفانية .
10- وظيفة القنطرة الملحية : توصيل بين محلولي نصفي الخلية وتمنع الاتصال المباشر بين المحلولين وتعادل الشحنات الموجبة والسالبة التي تتكون في محلولي نصفى الخلية .
11- غياب القنطرة الملحية : يؤدي إلى توقف تفاعل الأكسدة والاختزال وبالتالي يتوقف مرور التيار الكهربي
في السلك الخارجي للموصل بين نصفي الخلية .
12- علل يتوقف التيار الكهربي في خلية دانيال بعد فترة رغم وجود القنطرة الملحية ؟ يتوقف مرور التيار الكهربي بين نصفي الخلية عندما يذوب كل فلز الخارصين في نصف خلية الخارصين أو تنضب أيونات النحاس بسبب ترسبها على هيئة ذرات نحاس في نصف خلية النحاس
13- قطب الهيدروجين القياسي هي صفيحة من البلاتين مغطاة بطبقة إسنفجية من البلاتين الأسود .
تركيب قطب الهيدروجين القياسى SHE : صفيحة من البلاتين الأسفنجى - يمرر عليها تيار من غاز الهيدروجين تحت ضغط 1 جو - مغمورة فى محلول حمض قوى تركيزه 1 مولارى.
14- يستخدم قطب الهيدروجين القياسي في قياس جهد عناصر آخرى لأن جهد الهيدروجين = صفر .
15- الرمز الاصطلاحي لنصف خلية الهيدروجين القياسية Pt + H2(1 atm) / 2H+
16- علل : احيانا قد لا يساوى الجهد القياسى للهيدروجين الصفر ؟ اذا تغير تركيز ايون الهيدروجين فى المحلول او تغير الضغط الجزئى لغاز الهيدروجين او تغير العاملين .
ماذا يحدث إذا تغير تركيز أيون الهيدروجين فى المحلول أو تغير الضغط الجزيئى للغاز أو تغير كلاهما ؟
ج : يتغير جهد قطب الهيدروجين عن الصفر و لا يصلح إستخدامه لقياس جهود أقطاب مجهولة.
18- سلسلة الجهود الكهربية : هي ترتيب العناصر تنازلياً حسب جهود اختزالها السالبة وتصاعدياً بالنسبة لجهود
اختزالها الموجبة .
19- الحقائق التالية عن سلسلة الجهود الكهربية الكهروكيميائية للعناصر :
¡ العناصر ذات الجهود الأكثر سالبية والتي تقع عند قمة السلسلة تعتبر عوامل مختزلة قوية
هي الفلزات التي تتأكسد بسهولة (يسهل فقد الالكترونات) .
¡ العناصر ذات الجهود الأكثر إيجابية والتي تقع عند أسفل السلسلة تعتبر عوامل مؤكسدة قوية .
¡ العناصر في القمة تحل محل العناصر في الأسفل وكلما زاد البعد بين العنصرين كلما زادت قدرة العنصر على
الإحلال فيأخذ زمن أقل . Fe + 2HCL ¢ FeCL2 + H2
20- علل : لا تحفظ قطرة نترات الفضة في أوعية نحاسية ؟ لأن جهد تأكسد النحاس أعلى من جهد تأكسد الفضة
فيكون أكثر نشاطاً من الفضة فيحل محلول نترات الفضة
21- علل: عدم وضع محلول كبريتات النحاس في أواني حديدية ؟ لأن جهد تأكسد الحديد أعلى من تأكسد النحاس ولذلك فهو أكثر نشاطاً من النحاس فيحل محله في محلول كبريتات النحاس
22- علل: السلسلة الكهروكيمائية رتبت فيها جميع الفلزات ترتيباً تنازلياً حسب جهود التأكسد القياسية بالنسبة لقطب الهيدروجين القياسي ؟ لأن جهد التأكسد لقطب الهيدروجين القياسي = صفر
23- مثال : احسب جهد تأكسد النيكل إذا كان جهد تأكسد الكاديوم 0.4 فولت علما بان ق د ك للخلية المكونة
= 0.17 فولت و أن الكاديوم يسبق النيكل في متسلسلة الكهروكيميائية
24- مثال: خلية مكونة من عنصرين A , B كل منهما ثنائى التكافؤ جهد تأكسدهما 0.4 ، - 0.6 فولت على
الترتيب ما هو الرمز الاصطلاحى للخلية واحسب القوة الكهربية لها وهل يتولد عنها تيار كهربى أم لا ولماذا.
25- يمكن الحصول على غاز الكلور بالتحليل الكهربى للمحاليل المائية التى تحتوى على أيون الكلوريد ؟ لأن
جهد أكسدة الكلور أعلى من جهد أكسدة الماء فيحدث للكلور أكسدة عند الأنود .
26- أمثلة للخلية الجلفانية . ¡u خلية أولية . ¡v خلية ثانوية
27- أولاً : الخلية الأولية : ¡تفاعل تلقائي غير إنعكاسى ( لا يعاد شحنها ) .
¡ يتوقف تفاعل الخلية الأولية عندما تستهلك مادة المصعد أو تنضب أيونات المهبط .
¡ الخلية الأولية جافة حتى تحقق جهد ثابت لمدة أطول أثناء تشغيلها و لإمكانية تصنيعها في حجم أصغر
¡ من أمثلة الخلايا الأولية : Å (الخلية الجافة – خلية الزئبق) .
28- الخلية الجافة : تتكون من :
¡ مصعد ( آنود ) من الخارصين على شكل علبه تحتوى بداخلها على المهبط .
¡ مهبط ( كاثود ) عجينة رطبة من ثاني أكسيد المنجنيز ( مادة مؤكسدة ) تحيط بـــــ .....(اللي بعده)
¡ موصل : عمود من الكربون .
¡ كلوريد أمونيوم : الكتروليت ، في بعض الخلايا يكون الالكتروليت خليط من كلوريد الأمونيوم وكلوريد الخارصين ، في بعض الخلايا يستخدم كلوريد الخارصين ، في بعض الخلايا يستخدم كلوريد الخارصين فقط
¡ ق . د . ك للخلية = 1.5 فولت
file:///C:\DOCUME~1\SUPERS~1\LOCALS~1\Temp\msohtml1\01\cli p_image003.gifZn + 2 MnO2 + 2NH4+ Zn+2 + 2 MnO(OH) + 2NH3
29- خلية الزئبق :
¡ تستخدم في سماعات الأذن والسماعات والآلات الخاصة بالتصوير لصغر حجمها وشكلها اسطواني أو قرصي
¡ تتكون من : أ) المصعد (الانود) القطب السالب : خارصين Zn .
ب) المهبط (المهبط) القطب الموجب: أكسيد زئبق HgO .
ج) الالكتروليت : هيدروكسيد بوتاسيوم KOH .
¡ ق . د . ك لخلية الزئبق = 1.35 فولت . Zn + HgO ¢ ZnO + Hg
¡ يجب التخلص من هذه البطارية بعد الاستخدام بطريقة آمنة حيث أنها تحتوي على الزئبق مادة سامة .
30- ثانياً : الخلايا الثانوية : ¡ تفاعلات انعكاسية ( يعاد شحنها ) .
¡ من أمثلتها : بطارية (النيكل – كاديوم القلوية) , بطارية ( الرصاص الحامضية) .
31- أولا : بطارية النيكل – كاديوم القلوية .
¡ الكاثود : نيكل . ¡ الآنود : كاديوم . ¡ الالكتروليت : هيدروكسيد بوتاسيوم KOH .
file:///C:\DOCUME~1\SUPERS~1\LOCALS~1\Temp\msohtml1\01\cli p_image004.gif¡ ق . د . ك للبطارية = 1.3 فولت .
2NiO(OH) + Cd + 2H2O 2Ni(OH)2 + Cd(OH)2
¡ مميزاتها : يعاد شحنها – مصمتة – خفيفة – لا يتصاعد منها غازات – تظل لسنوات .
32- بطارية الرصاص الحامضية : (بطارية السيارة)
¡ تتكون بطارية السيارة من 6 خلايا موصلة على التوالي وتنتج كل خلية 2 فولت فيكون الجهد الكلي = 12 فولت
¡ المصعد (الانود) : شبكة من الرصاص مملوءة برصاص اسفنجي (pb) .
¡ المهبط ( الكاثود ) شبكة من الرصاص مملوءة بعجينة من ثاني أكسيد الرصاص ( pbO2)
¡ الالكتروليت الموصل : حمض الكبريتيك المخفف H2SO4 .
¡ توضع هذه المكونات في وعاء مصنوع من المطاط الصلب أو من البلاستيك ( بولي سيترين ) لأنه لا يتأثر بالأحماض .
¡ عند تشغيلها تعمل كخلية جلفانية ( تفريغ ) و عند شحنها تعمل كخلية الكتروليتية (شحن).
¡ تفاعل التفريغ :
أ) عند الأنود ( المصعد ) pb + SO-24 ¢ pbSO4 + 2e
جهد التأكسد القياسي = 0.36 فولت
ب) عند الكاثود ( المهبط ) PbO2 + 4H+ + SO-24 + 2e ¢ pbSO4 + 2H2O
جهد الاختزال القياسي = 1.69 فولت .
\ ق . د . ك لهذه البطارية = 0.36 + 1.69 = 2.05 فولت.
معادلة التفريغ الكلية
Pb + pbO2 + 4H+ + 2SO4-2 ¢ 2pbSO4 + 2H2O
33- يؤدي طول استعمال البطارية إلى :
أ) تخفيف تركيز حمض الكبريتيك نتيجة لزيادة كمية الماء الناتجة .
ب) تحول مواد الكاثود ( pbO2) ومواد الأنود (pb) إلى كبريتات الرصاص مما يؤدي إلى نقص التيار الناتج
34- تفاعل الشحن : يتم توصيل قطبي البطارية بمصدر للتيار الكهربي المستمر له جهد أكبر قيلاً من الجهد
الذي ينتج من البطارية ويؤدي ذلك :
file:///C:\DOCUME~1\SUPERS~1\LOCALS~1\Temp\msohtml1\01\cli p_image005.gif¡تحول كبريتات الرصاص إلى رصاص عند المصعد وثاني أكسيد الرصاص عند المهبط وزيادة تركيز الحمض
2pbSO4 + 2H2O pb + pbO2 + 2SO4-2 + 4H+
35- تعتبر الخلايا الثانوية ( المراكم ) أنها بطاريات لتخزين الطاقة وفي السيارة يستخدم الدينامو
وبصورة مستمرة في إعادة شحن البطارية أول بأول .
36- يتم التعرف على حالة البطارية المركم الرصاصى بمقياس كثافة محلول الحمض (جهاز الهيدروميتر).
ï إذا كان كثافة الحمض من 1.28 أو 1.3 جم / سم3D لا تحتاج للشحن (تامة الشحن) .
ï إذا كان كثافة الحمض أقل من 1.2 جم / سم3 D نشحن البطارية .
أهمية الدينامو فى السيارة ؟ يستخدم الدينامو فى السيارة و بصورة مستمرة فى إعادة شحن البطارية أولا بأول .
37- علل: الكاتيونات تختزل عند الكاثود بينما الأنيونات تتأكسد عند الأنود ؟
الكاتيونات تختزل عند الكاثود لأنها تكتسب الكترونات أما الأنيونات تتأكسد عند الأنود لأنها تفقد الكترونات
38- خلية الكتروليتية ( طاقة كهربية ¡ طاقة كيميائية ) غير تلقائي لأنه بانقطاع التيار يتوقف التفاعل .
39- في الخلية الكتروليتية (المصعد = الانود = القطب الموجب = اكسدة) ,(المهبط = الكاثود = القطب السالب = اختزال)
40- الخلايا الالكتروليتية (خلية التحليل الكهربي) عند رسمها يجب وجود مصدر تيار مثل ( + / - )
41- المادة الموصلة بالقطب الموجب تتم عندها تفاعلات الأكسدة عند الأنود .
42- المادة الموصلة بالقطب السالب تتم عندها تفاعلات الاختزال عند الكاثود .
43- التحليل الكهربي : هي عملية يتم فيها فصل مكونات المحلول الالكتروليتي ( مثل تصاعد الكلور وترسيب النحاس
لمحلول كلوريد النحاس ) بإستخدام تيار كهربى خارجى .
44- العالم فارادى : استنتج العلاقة بين كمية الكهربية التى تمر فى المحلول و بين كمية المادة المترسبة التى يتم
تكوينها عند الأقطاب ووضع قانونا فارادى.
45- القانون الأول لفاراداي : تتناسب كمية المادة المتكونه أو المستهلكة عند أي قطب طردياً مع كمية الكهرباء المارة.
46- القانون الثاني لفاراداي : كتلة المواد المختلفة المتكونة أو المستهلكة بمرور نفس كمية الكهرباء تتناسب مع كتلتها المكافئة .
47- القانون العام للتحليل الكهربي : عند مرور واحد فاراداي (96500 كولوم) خلال إلكتروليت فإن ذلك يؤدي إلى
ذوبان أو تصاعد أو ترسيب كتلة مكافئة جرامية من المادة عند أحد الأقطاب
48- موصلات الكترونية : مواد توصل التيار الكهربى عن طريق حركة إلكتروناتها .
49- كمية الكهرباء ( كولوم ) = شدة التيار (أمبير) × الزمن ( ثانية )
50- الأمبير : هي كمية الكهرباء التي إذا تم تمريرها لمدة ثانية واحدة في محلول أيونات الفضة يتم ترسيب 1.118 مجم من الفضة .
51- الفاراداي = 96500 كولوم . (الكولوم يكافئ أمبير × ثانية )
52- الذرة الجرامية = الكتلة المكافئة × تكافؤ الذرة
53- لترسيب ذرة جرامية = عدد الفاراداي × التكافؤ
54- كتلة المادة المترسبة بالجرام × 96500 = كمية الكهربية بالكولوم × الكتلة المكافئة .
55- الكتلة المكافئة = العدد الكتلي ÷ التكافؤ .
55- احسب كتلة الخارصين المترسبة علي الكاثود و الناتجة من إمرار 9650 كولوم في محلول كبريتات الخارصين إذا علمت أن تفاعل الكاثود . (65 (Zn = Zn2+ + 2e- ¢ Zn
56- احسب الزمن اللازم لترسيب 3.1765 جم نحاس عند مرور تيار كهربي شدته 5 أمبير في محلول كبريتات النحاس Cu2+ + 2e- ¢ Cu (63.5=Cu).
57- من التطبيقات على التحليل الكهربي : أ- الطلاء بالكهرباء . ب- تحضير الألمونيوم . ج- تنقية المعادن .
58- أولاً الطلاء بالكهرباء : هي عملية تكوين طبقة رقيقة من فلز معين على سطح فلز آخر لإعطائه
59- الغرض منه uإعطاء مظهراً جميلاً ولامعاً vلحمايته من التآكل wإعطاء قيمة اقتصادية عالية.
60- طريقة عملية طلاء أبريق :
أ) يتم تنظيف سطح الأبريق ثم يغمس في محلول الكتروليتي يحتوي على أيونات الفضة ( مثل نترات الفضة ) .
ب) يوصل الأبريق بالقطب السالب ويوصل عمود من الفضة بالقطب الموجب .
Ag ¢ Ag+ + e عند المصعد Ag+ + e ¢ Ag عند المهبط
61- ثانياً تحضير الألمونيوم :
أ) يستخلص الألمونيوم كهربياً من البوكسيتAL2O3 (اكسيد الالمونيوم) المذاب في الكريوليت Na3ALF6 .
ب) يضاف الفلوسبار CaF2 (فلوريد الكالسيوم) لخفض درجة الانصهار من 2045 م إلى 950 م .
62- يمكن الاستعاضة عن الكريوليت باستخدام مخلوط من فلوريدات الالمونيوم والصوديوم والكالسيوم الذي
يتميز بإنخفاض كثافته عن الكريوليت مما يسهل فصل الالمونيوم المنصهر
63- جسم الإناء المصنوعة من الحديد والمبطن بطبقة من الكربون هو المهبط ( الكاثود ) وأقطاب الكربون هي المصعد ( الأنود )
اختزال 2AL+3 + 6e ¢ 2AL عند المهبط
file:///C:\DOCUME~1\SUPERS~1\LOCALS~1\Temp\msohtml1\01\cli p_image006.giffile:///C:\DOCUME~1\SUPERS~1\LOCALS~1\Temp\msohtml1\01\cli p_image007.gifأكسدة 3 O-2 ¢ O2 + 6e
2AL+3 + 3O-2 ¢ 2AL + O2 التفاعل الكلي \
64- يجب استبدال أقطاب الكربون ( المصعد ) من آن لأخر D
file:///C:\DOCUME~1\SUPERS~1\LOCALS~1\Temp\msohtml1\01\cli p_image008.gif بسبب تفاعل الأكسجين المتصاعد مع أٌقطاب الكربون مكوناً غازات أول وثاني أكسيد الكربون .
O2 + 2C ¢ CO + CO2(لذلك يجب استبدال أقطاب الكربون من آن لآخر)
65- ثالثا : تنقية المعادن : مثل تنقية النحاس الذي نقائه 99% يحتوي على شوائب الحديد والخارصين والفضة والذهب: ¡ هذه الشوائب تقلل من التوصيل الكهربي وجودته :
أ) فلز النحاس غير نقي ( أنود ) - رقائق من النحاس النقي ( الكاثود ) محلول التوصيل من كبريتات النحاس
ب) نمرر تيار جهده أكبر من الجهد القياسي لنصف خلية النحاس .
ج) عند المصعد : يذوب النحاس ( يتأكسد ) ويتحول إلى أيونات النحاس فتترسب أيونات النحاس على الكاثود
د) بالنسبة لشوائب فإن الحديد والخارصين لا تترسب على الكاثود لصعوبة اختزالها بالنسبة لأيونات النحاس .
هـ) بالنسبة لشوائب الذهب والفضة لا تتأكسد ولكنها تسقط في قاع الخلية .
66- علل : لا يستخدم النحاس نقاوه 99 % فى صناعة الأسلاك الكهربية ؟ لأنه يحتوى على شوائب الخارصين والحديد و الفضة و الدهب و التى تقلل من التوصيل الكهربى للنحاس .
67- علل : مع أن شوائب الحديد و الخارصين تكون مختلطة بالنحاس الخام ولكنها لا تترسب على الكاثود عند تنقية النحاس بالتحليل الكهربي ؟ لصعوبة اختزال أيونات الحديد و الخارصين بالنسبة لأيونات النحاس لأن جهد اختزالها أقل من جهد اختزال كاتيونات النحاس تبعا للسلسلة الكهروكيميائية
68- علل : شوائب الذهب تتساقط أسفل المصعد عند تنقية فلز النحاس كهربيا ؟ لصعوبة تأكسدها (جهد تأكسدها منخفض)
69- علل: يهتم العلماء اهتماما كبيراً بالتحليل الكهربي وتطوير أبحاثه ؟ لأنه يستخدم فى الطلاء بالكهربية و تحضير بعض المواد فى الصناعة و تنقية المعادن و إنتاج كمية وافرة من الماء وأيضاً فى الحصول على مصادر للتيار الكهربي مثل البطاريات.
==========================================
الخلايا الإلكتروليتية
الخلية الجلفانية
1- نظام يتم فيه تحويل الطاقة الكهربية إلى طاقة كيميائية ضمن تفاعل أكسدة واختزال لا يحدث بشكل تلقائي مستمر
2- لابد من وجود مصدر خارجي للتيار الكهربي
3- الأنود قطب موجب وتحدث عنده أكسدة
4- الكاثود قطب سالب وتحدث عنده اختزال
5- لا تحتاج إلى قنطرة ملحية
6- لا يشترط أن يكون القطبان مختلفان
7- يسري التيار في الدائرة الخارجية من الأنود (القطب الموجب) إلى الكاثود (القطب السالب)
1- نظام يتم فيه تحويل الطاقة الحرارية الناتجة من التفاعلات الكيميائية إلى طاقة كهربية ضمن تفاعل أكسدة واختزال يحدث بشكل تلقائي مستمر
2- لا يوجد مصدر خارجي للتيار الكهربي
3- الأنود قطب سالب وتحدث عنده أكسدة
4- الكاثود قطب موجب وتحدث عنده اختزال
5- تحتاج إلى قنطرة ملحية
6- يشترط أن يكون القطبان مختلفان
7- يسري التيار في الدائرة الخارجية من الأنود (القطب السالب إلى الكاثود(القطب الموجب)
ماذا يحدث عند مرور التيار الكهربى فى الخلية الإلكتروليتية ؟
يتأين الإلكتروليت إلى أيون موجب و أيون سالب .
الأيونات السالبة من المحلول تتجه إلى القطب الموجب (الأنود) وتتعادل شحنتها بفقد الإلكترونات و تحدث
عملية (أكسدة) .
الأيونات الموجبة من المحلول تتجه إلى القطب السالب (الكاثود) و تتعادل شحنتها بإكتساب الإلكترونات و تحدث عملية (إختزال) .
المقارنة
الخلية الجافة
خلية الزئبق
بطارية النيكل - كادميوم
المركم الرصاصى
نوع الخلية
خلية أولية
خلية أولية
خلية ثانوية
خلية ثانوية
القطب السالب (الأنود)
الخارصين
Zn
الخارصين
Zn
الكادميوم
Cd
شبكة من الرصاص مملؤة برصاص أسفنجى (Pb)
القطب الموجب (الكاثود)
عجينة رطبة من ثانى أكسيد المنجنيز تحيط بعمود من الكربون (الجرافيت)
أكسيد الزئبق (HgO)
النيكل
(Ni)
شبكة من الرصاص مملؤة بعجينة من ثانى أكسيد الرصاص (PbO)
الإلكتروليت
كلوريد الأمونيوم
محلول هيدروكسيد البوتاسيوم
محلول هيدروكسيد البوتاسيوم
حمض الكبريتيك المخفف
التفاعل الكلى
Zn+2MnO2+2NH4+
file:///C:\DOCUME~1\SUPERS~1\LOCALS~1\Temp\msohtml1\01\cli p_image009.gif
Zn2++2MnO(OH)+2NH3
file:///C:\DOCUME~1\SUPERS~1\LOCALS~1\Temp\msohtml1\01\cli p_image010.gifZn +HgO
ZnO + Hg
Cd+2NiO(OH)+2H2O
file:///C:\DOCUME~1\SUPERS~1\LOCALS~1\Temp\msohtml1\01\cli p_image011.gif
Cd(OH)2 +2Ni(OH)
Pb+PbO2+2H2SO4
file:///C:\DOCUME~1\SUPERS~1\LOCALS~1\Temp\msohtml1\01\cli p_image012.gif
2PbSO4 +2H2O
الرمز الاصطلاحى للخلية الجفانية
Zn|Zn2+||2Mn4+|2Mn3+
Zn|Zn2+||Hg2+|Hg
Cd|Cd2+||2Ni3+|2Ni2+
Pb|Pb2+||Pb4+|Pb2+
ق.د.ك
1.5 فولت
1.35 فولت
1.2 فولت
2 فولت
موصلات إلكتروليتية سائلة
موصلات إلكترونية
مواد توصل التيار الكهربى عن طريق حركة أيوناتها الموجبة و السالبة .
امثلة :
ý محاليل الأملاح والأحماض والقواعد .
ý مصاهير الأملاح .
مواد توصل التيار الكهربى عن طريق حركة إلكتروناتها .
امثلة :
ý الفلزات :
file:///C:\DOCUME~1\SUPERS~1\LOCALS~1\Temp\msohtml1\01\cli p_image014.giffile:///C:\DOCUME~1\SUPERS~1\LOCALS~1\Temp\msohtml1\01\cli p_image016.jpgfile:///C:\DOCUME~1\SUPERS~1\LOCALS~1\Temp\msohtml1\01\cli p_image018.jpg
file:///C:\DOCUME~1\SUPERS~1\LOCALS~1\Temp\msohtml1\01\cli p_image020.jpg
file:///C:\DOCUME~1\SUPERS~1\LOCALS~1\Temp\msohtml1\01\cli p_image023.giffile:///C:\DOCUME~1\SUPERS~1\LOCALS~1\Temp\msohtml1\01\cli p_image028.gif
الأخرى الداخلة معها في تفاعل كيميائي .
2- اشرح ماذا يحدث عند وضع لوح خارصين فى محلول كبريتات نحاس؟
تجربة : أغمس صفيحة من الخارصين فى محلول كبريتات النحاس (الزرقاء اللون)
نلاحظ : أن النحاس بدأ يترسب على سطح صفيحة الخارصين والخارصين بدأ فى الذوبان فى المحلول.
إذا استمر ذلك لفترة طويلة فإن لون كبريتات النحاس الازرق قد يزول
اختزال
أكسدة
Zn + CuSO4 ¢ ZnSO4 + Cu file:///C:\DOCUME~1\SUPERS~1\LOCALS~1\Temp\msohtml1\01\cli p_image001.giffile:///C:\DOCUME~1\SUPERS~1\LOCALS~1\Temp\msohtml1\01\cli p_image002.gif Zn Zn+2 + 2e Cu+2 + 2e Cu
3- علل لا يمكن الحصول على طاقة كهربية عند وضع ساق خارصين في محلول كبريتات نحاس ؟
بسبب ترسب النحاس على صفيحة الخارصين فينعزل عن المحلول وبالتالي يقف التفاعل بعد فترة
4- خلية جلفانية ( طاقة كيميائية ¡ طاقة كهربية) تلقائي لأنه بانقطاع التيار لا يتوقف التفاعل / ق د ك موجبة.
4- في الخلية الجلفانية (المصعد = الانود = القطب السالب = اكسدة) (المهبط = الكاثود = القطب الموجب = اختزال)
5- خلية دانيال مثال للخلية الجلفانية : ¡ الرمز الاصطلاحي لخلية دانيال : Zn / Zn+2 // Cu+2 / Cu
¡ نصف الخلية القياسية : لوح النحاس مهبط ( كاثود ) هو القطب الموجب تحدث عنده تفاعل اختزال :
Cu+2 + 2e ¢ Cu ( اختزال )
¡ نصف الخلية القياسية : لوح خارصين مصعد (آنود ) هو القطب السالب تحدث عنده تفاعل أكسدة
17- لا يمكن قياس جهد قطب منفردا ؟ لأنه يمثل نصف خلية .
6- علل : الانود هو القطب السالب في الخلية الجلفانية ؟ لحدوث عملية الأكسدة عنده و تراكم الالكترونات عليه.
Zn ¢ Zn+2 + 2e ( أكسدة )
7- حساب ق د ك لخلية دانيال :
جهد الاختزال للنحاس = + 0.34 فولت جهد الأكسدة للنحاس = - 0.34 فولت
جهد الأكسدة للخارصين = 0.76 فولت جهد الاختزال للخارصين = - 0.76 فولت
\ ق . د . ك = جهد الأكسدة الانود + جهد الاختزال الكاثود = فرق جهدي الاختزال = فرق جهدي الأكسدة .
\ ق . د . ك لخلية دانيال = 0.76 + 0.34 = 1.1 فولت = 0.34 – ( - 0.76 ) = 1.1 فولت
Åإذا كانت قيمة ق . د . ك موجبة فذلك يعنى أن التفاعل تلقائي ولا يتوقف بإنقطاع التيار الكهربي (جلفانية)
Åإذا كانت قيمة ق . د . ك سالبة فذلك يعنى أن التفاعل غير تلقائي و يتوقف بانقطاع التيار الكهربي (الكتروليتية)
8- علل: القوة الدافعة الكهربية هي المجموع الجبري لجهد التأكسد والاختزال الحادث فى الخلية وهى تساوى أيضا فرق جهدي التأكسد لقطبي الخلية ؟ لأن القيمة العددية لجهد الاختزال هي نفسها القيمة لجهد الأكسدة ولكن بإشارة مخالفة
9- القنطرة الملحية : هي أنبوبة على هيئة حرف U تملأ بمحلول الكتروليتي (مثل كبريتات الصوديومNa2SO4 )
لا تتفاعل أيوناته مع أيونات محاليل نصفي الخلية ولا مع أقطاب الخلية الجلفانية .
10- وظيفة القنطرة الملحية : توصيل بين محلولي نصفي الخلية وتمنع الاتصال المباشر بين المحلولين وتعادل الشحنات الموجبة والسالبة التي تتكون في محلولي نصفى الخلية .
11- غياب القنطرة الملحية : يؤدي إلى توقف تفاعل الأكسدة والاختزال وبالتالي يتوقف مرور التيار الكهربي
في السلك الخارجي للموصل بين نصفي الخلية .
12- علل يتوقف التيار الكهربي في خلية دانيال بعد فترة رغم وجود القنطرة الملحية ؟ يتوقف مرور التيار الكهربي بين نصفي الخلية عندما يذوب كل فلز الخارصين في نصف خلية الخارصين أو تنضب أيونات النحاس بسبب ترسبها على هيئة ذرات نحاس في نصف خلية النحاس
13- قطب الهيدروجين القياسي هي صفيحة من البلاتين مغطاة بطبقة إسنفجية من البلاتين الأسود .
تركيب قطب الهيدروجين القياسى SHE : صفيحة من البلاتين الأسفنجى - يمرر عليها تيار من غاز الهيدروجين تحت ضغط 1 جو - مغمورة فى محلول حمض قوى تركيزه 1 مولارى.
14- يستخدم قطب الهيدروجين القياسي في قياس جهد عناصر آخرى لأن جهد الهيدروجين = صفر .
15- الرمز الاصطلاحي لنصف خلية الهيدروجين القياسية Pt + H2(1 atm) / 2H+
16- علل : احيانا قد لا يساوى الجهد القياسى للهيدروجين الصفر ؟ اذا تغير تركيز ايون الهيدروجين فى المحلول او تغير الضغط الجزئى لغاز الهيدروجين او تغير العاملين .
ماذا يحدث إذا تغير تركيز أيون الهيدروجين فى المحلول أو تغير الضغط الجزيئى للغاز أو تغير كلاهما ؟
ج : يتغير جهد قطب الهيدروجين عن الصفر و لا يصلح إستخدامه لقياس جهود أقطاب مجهولة.
18- سلسلة الجهود الكهربية : هي ترتيب العناصر تنازلياً حسب جهود اختزالها السالبة وتصاعدياً بالنسبة لجهود
اختزالها الموجبة .
19- الحقائق التالية عن سلسلة الجهود الكهربية الكهروكيميائية للعناصر :
¡ العناصر ذات الجهود الأكثر سالبية والتي تقع عند قمة السلسلة تعتبر عوامل مختزلة قوية
هي الفلزات التي تتأكسد بسهولة (يسهل فقد الالكترونات) .
¡ العناصر ذات الجهود الأكثر إيجابية والتي تقع عند أسفل السلسلة تعتبر عوامل مؤكسدة قوية .
¡ العناصر في القمة تحل محل العناصر في الأسفل وكلما زاد البعد بين العنصرين كلما زادت قدرة العنصر على
الإحلال فيأخذ زمن أقل . Fe + 2HCL ¢ FeCL2 + H2
20- علل : لا تحفظ قطرة نترات الفضة في أوعية نحاسية ؟ لأن جهد تأكسد النحاس أعلى من جهد تأكسد الفضة
فيكون أكثر نشاطاً من الفضة فيحل محلول نترات الفضة
21- علل: عدم وضع محلول كبريتات النحاس في أواني حديدية ؟ لأن جهد تأكسد الحديد أعلى من تأكسد النحاس ولذلك فهو أكثر نشاطاً من النحاس فيحل محله في محلول كبريتات النحاس
22- علل: السلسلة الكهروكيمائية رتبت فيها جميع الفلزات ترتيباً تنازلياً حسب جهود التأكسد القياسية بالنسبة لقطب الهيدروجين القياسي ؟ لأن جهد التأكسد لقطب الهيدروجين القياسي = صفر
23- مثال : احسب جهد تأكسد النيكل إذا كان جهد تأكسد الكاديوم 0.4 فولت علما بان ق د ك للخلية المكونة
= 0.17 فولت و أن الكاديوم يسبق النيكل في متسلسلة الكهروكيميائية
24- مثال: خلية مكونة من عنصرين A , B كل منهما ثنائى التكافؤ جهد تأكسدهما 0.4 ، - 0.6 فولت على
الترتيب ما هو الرمز الاصطلاحى للخلية واحسب القوة الكهربية لها وهل يتولد عنها تيار كهربى أم لا ولماذا.
25- يمكن الحصول على غاز الكلور بالتحليل الكهربى للمحاليل المائية التى تحتوى على أيون الكلوريد ؟ لأن
جهد أكسدة الكلور أعلى من جهد أكسدة الماء فيحدث للكلور أكسدة عند الأنود .
26- أمثلة للخلية الجلفانية . ¡u خلية أولية . ¡v خلية ثانوية
27- أولاً : الخلية الأولية : ¡تفاعل تلقائي غير إنعكاسى ( لا يعاد شحنها ) .
¡ يتوقف تفاعل الخلية الأولية عندما تستهلك مادة المصعد أو تنضب أيونات المهبط .
¡ الخلية الأولية جافة حتى تحقق جهد ثابت لمدة أطول أثناء تشغيلها و لإمكانية تصنيعها في حجم أصغر
¡ من أمثلة الخلايا الأولية : Å (الخلية الجافة – خلية الزئبق) .
28- الخلية الجافة : تتكون من :
¡ مصعد ( آنود ) من الخارصين على شكل علبه تحتوى بداخلها على المهبط .
¡ مهبط ( كاثود ) عجينة رطبة من ثاني أكسيد المنجنيز ( مادة مؤكسدة ) تحيط بـــــ .....(اللي بعده)
¡ موصل : عمود من الكربون .
¡ كلوريد أمونيوم : الكتروليت ، في بعض الخلايا يكون الالكتروليت خليط من كلوريد الأمونيوم وكلوريد الخارصين ، في بعض الخلايا يستخدم كلوريد الخارصين ، في بعض الخلايا يستخدم كلوريد الخارصين فقط
¡ ق . د . ك للخلية = 1.5 فولت
file:///C:\DOCUME~1\SUPERS~1\LOCALS~1\Temp\msohtml1\01\cli p_image003.gifZn + 2 MnO2 + 2NH4+ Zn+2 + 2 MnO(OH) + 2NH3
29- خلية الزئبق :
¡ تستخدم في سماعات الأذن والسماعات والآلات الخاصة بالتصوير لصغر حجمها وشكلها اسطواني أو قرصي
¡ تتكون من : أ) المصعد (الانود) القطب السالب : خارصين Zn .
ب) المهبط (المهبط) القطب الموجب: أكسيد زئبق HgO .
ج) الالكتروليت : هيدروكسيد بوتاسيوم KOH .
¡ ق . د . ك لخلية الزئبق = 1.35 فولت . Zn + HgO ¢ ZnO + Hg
¡ يجب التخلص من هذه البطارية بعد الاستخدام بطريقة آمنة حيث أنها تحتوي على الزئبق مادة سامة .
30- ثانياً : الخلايا الثانوية : ¡ تفاعلات انعكاسية ( يعاد شحنها ) .
¡ من أمثلتها : بطارية (النيكل – كاديوم القلوية) , بطارية ( الرصاص الحامضية) .
31- أولا : بطارية النيكل – كاديوم القلوية .
¡ الكاثود : نيكل . ¡ الآنود : كاديوم . ¡ الالكتروليت : هيدروكسيد بوتاسيوم KOH .
file:///C:\DOCUME~1\SUPERS~1\LOCALS~1\Temp\msohtml1\01\cli p_image004.gif¡ ق . د . ك للبطارية = 1.3 فولت .
2NiO(OH) + Cd + 2H2O 2Ni(OH)2 + Cd(OH)2
¡ مميزاتها : يعاد شحنها – مصمتة – خفيفة – لا يتصاعد منها غازات – تظل لسنوات .
32- بطارية الرصاص الحامضية : (بطارية السيارة)
¡ تتكون بطارية السيارة من 6 خلايا موصلة على التوالي وتنتج كل خلية 2 فولت فيكون الجهد الكلي = 12 فولت
¡ المصعد (الانود) : شبكة من الرصاص مملوءة برصاص اسفنجي (pb) .
¡ المهبط ( الكاثود ) شبكة من الرصاص مملوءة بعجينة من ثاني أكسيد الرصاص ( pbO2)
¡ الالكتروليت الموصل : حمض الكبريتيك المخفف H2SO4 .
¡ توضع هذه المكونات في وعاء مصنوع من المطاط الصلب أو من البلاستيك ( بولي سيترين ) لأنه لا يتأثر بالأحماض .
¡ عند تشغيلها تعمل كخلية جلفانية ( تفريغ ) و عند شحنها تعمل كخلية الكتروليتية (شحن).
¡ تفاعل التفريغ :
أ) عند الأنود ( المصعد ) pb + SO-24 ¢ pbSO4 + 2e
جهد التأكسد القياسي = 0.36 فولت
ب) عند الكاثود ( المهبط ) PbO2 + 4H+ + SO-24 + 2e ¢ pbSO4 + 2H2O
جهد الاختزال القياسي = 1.69 فولت .
\ ق . د . ك لهذه البطارية = 0.36 + 1.69 = 2.05 فولت.
معادلة التفريغ الكلية
Pb + pbO2 + 4H+ + 2SO4-2 ¢ 2pbSO4 + 2H2O
33- يؤدي طول استعمال البطارية إلى :
أ) تخفيف تركيز حمض الكبريتيك نتيجة لزيادة كمية الماء الناتجة .
ب) تحول مواد الكاثود ( pbO2) ومواد الأنود (pb) إلى كبريتات الرصاص مما يؤدي إلى نقص التيار الناتج
34- تفاعل الشحن : يتم توصيل قطبي البطارية بمصدر للتيار الكهربي المستمر له جهد أكبر قيلاً من الجهد
الذي ينتج من البطارية ويؤدي ذلك :
file:///C:\DOCUME~1\SUPERS~1\LOCALS~1\Temp\msohtml1\01\cli p_image005.gif¡تحول كبريتات الرصاص إلى رصاص عند المصعد وثاني أكسيد الرصاص عند المهبط وزيادة تركيز الحمض
2pbSO4 + 2H2O pb + pbO2 + 2SO4-2 + 4H+
35- تعتبر الخلايا الثانوية ( المراكم ) أنها بطاريات لتخزين الطاقة وفي السيارة يستخدم الدينامو
وبصورة مستمرة في إعادة شحن البطارية أول بأول .
36- يتم التعرف على حالة البطارية المركم الرصاصى بمقياس كثافة محلول الحمض (جهاز الهيدروميتر).
ï إذا كان كثافة الحمض من 1.28 أو 1.3 جم / سم3D لا تحتاج للشحن (تامة الشحن) .
ï إذا كان كثافة الحمض أقل من 1.2 جم / سم3 D نشحن البطارية .
أهمية الدينامو فى السيارة ؟ يستخدم الدينامو فى السيارة و بصورة مستمرة فى إعادة شحن البطارية أولا بأول .
37- علل: الكاتيونات تختزل عند الكاثود بينما الأنيونات تتأكسد عند الأنود ؟
الكاتيونات تختزل عند الكاثود لأنها تكتسب الكترونات أما الأنيونات تتأكسد عند الأنود لأنها تفقد الكترونات
38- خلية الكتروليتية ( طاقة كهربية ¡ طاقة كيميائية ) غير تلقائي لأنه بانقطاع التيار يتوقف التفاعل .
39- في الخلية الكتروليتية (المصعد = الانود = القطب الموجب = اكسدة) ,(المهبط = الكاثود = القطب السالب = اختزال)
40- الخلايا الالكتروليتية (خلية التحليل الكهربي) عند رسمها يجب وجود مصدر تيار مثل ( + / - )
41- المادة الموصلة بالقطب الموجب تتم عندها تفاعلات الأكسدة عند الأنود .
42- المادة الموصلة بالقطب السالب تتم عندها تفاعلات الاختزال عند الكاثود .
43- التحليل الكهربي : هي عملية يتم فيها فصل مكونات المحلول الالكتروليتي ( مثل تصاعد الكلور وترسيب النحاس
لمحلول كلوريد النحاس ) بإستخدام تيار كهربى خارجى .
44- العالم فارادى : استنتج العلاقة بين كمية الكهربية التى تمر فى المحلول و بين كمية المادة المترسبة التى يتم
تكوينها عند الأقطاب ووضع قانونا فارادى.
45- القانون الأول لفاراداي : تتناسب كمية المادة المتكونه أو المستهلكة عند أي قطب طردياً مع كمية الكهرباء المارة.
46- القانون الثاني لفاراداي : كتلة المواد المختلفة المتكونة أو المستهلكة بمرور نفس كمية الكهرباء تتناسب مع كتلتها المكافئة .
47- القانون العام للتحليل الكهربي : عند مرور واحد فاراداي (96500 كولوم) خلال إلكتروليت فإن ذلك يؤدي إلى
ذوبان أو تصاعد أو ترسيب كتلة مكافئة جرامية من المادة عند أحد الأقطاب
48- موصلات الكترونية : مواد توصل التيار الكهربى عن طريق حركة إلكتروناتها .
49- كمية الكهرباء ( كولوم ) = شدة التيار (أمبير) × الزمن ( ثانية )
50- الأمبير : هي كمية الكهرباء التي إذا تم تمريرها لمدة ثانية واحدة في محلول أيونات الفضة يتم ترسيب 1.118 مجم من الفضة .
51- الفاراداي = 96500 كولوم . (الكولوم يكافئ أمبير × ثانية )
52- الذرة الجرامية = الكتلة المكافئة × تكافؤ الذرة
53- لترسيب ذرة جرامية = عدد الفاراداي × التكافؤ
54- كتلة المادة المترسبة بالجرام × 96500 = كمية الكهربية بالكولوم × الكتلة المكافئة .
55- الكتلة المكافئة = العدد الكتلي ÷ التكافؤ .
55- احسب كتلة الخارصين المترسبة علي الكاثود و الناتجة من إمرار 9650 كولوم في محلول كبريتات الخارصين إذا علمت أن تفاعل الكاثود . (65 (Zn = Zn2+ + 2e- ¢ Zn
56- احسب الزمن اللازم لترسيب 3.1765 جم نحاس عند مرور تيار كهربي شدته 5 أمبير في محلول كبريتات النحاس Cu2+ + 2e- ¢ Cu (63.5=Cu).
57- من التطبيقات على التحليل الكهربي : أ- الطلاء بالكهرباء . ب- تحضير الألمونيوم . ج- تنقية المعادن .
58- أولاً الطلاء بالكهرباء : هي عملية تكوين طبقة رقيقة من فلز معين على سطح فلز آخر لإعطائه
59- الغرض منه uإعطاء مظهراً جميلاً ولامعاً vلحمايته من التآكل wإعطاء قيمة اقتصادية عالية.
60- طريقة عملية طلاء أبريق :
أ) يتم تنظيف سطح الأبريق ثم يغمس في محلول الكتروليتي يحتوي على أيونات الفضة ( مثل نترات الفضة ) .
ب) يوصل الأبريق بالقطب السالب ويوصل عمود من الفضة بالقطب الموجب .
Ag ¢ Ag+ + e عند المصعد Ag+ + e ¢ Ag عند المهبط
61- ثانياً تحضير الألمونيوم :
أ) يستخلص الألمونيوم كهربياً من البوكسيتAL2O3 (اكسيد الالمونيوم) المذاب في الكريوليت Na3ALF6 .
ب) يضاف الفلوسبار CaF2 (فلوريد الكالسيوم) لخفض درجة الانصهار من 2045 م إلى 950 م .
62- يمكن الاستعاضة عن الكريوليت باستخدام مخلوط من فلوريدات الالمونيوم والصوديوم والكالسيوم الذي
يتميز بإنخفاض كثافته عن الكريوليت مما يسهل فصل الالمونيوم المنصهر
63- جسم الإناء المصنوعة من الحديد والمبطن بطبقة من الكربون هو المهبط ( الكاثود ) وأقطاب الكربون هي المصعد ( الأنود )
اختزال 2AL+3 + 6e ¢ 2AL عند المهبط
file:///C:\DOCUME~1\SUPERS~1\LOCALS~1\Temp\msohtml1\01\cli p_image006.giffile:///C:\DOCUME~1\SUPERS~1\LOCALS~1\Temp\msohtml1\01\cli p_image007.gifأكسدة 3 O-2 ¢ O2 + 6e
2AL+3 + 3O-2 ¢ 2AL + O2 التفاعل الكلي \
64- يجب استبدال أقطاب الكربون ( المصعد ) من آن لأخر D
file:///C:\DOCUME~1\SUPERS~1\LOCALS~1\Temp\msohtml1\01\cli p_image008.gif بسبب تفاعل الأكسجين المتصاعد مع أٌقطاب الكربون مكوناً غازات أول وثاني أكسيد الكربون .
O2 + 2C ¢ CO + CO2(لذلك يجب استبدال أقطاب الكربون من آن لآخر)
65- ثالثا : تنقية المعادن : مثل تنقية النحاس الذي نقائه 99% يحتوي على شوائب الحديد والخارصين والفضة والذهب: ¡ هذه الشوائب تقلل من التوصيل الكهربي وجودته :
أ) فلز النحاس غير نقي ( أنود ) - رقائق من النحاس النقي ( الكاثود ) محلول التوصيل من كبريتات النحاس
ب) نمرر تيار جهده أكبر من الجهد القياسي لنصف خلية النحاس .
ج) عند المصعد : يذوب النحاس ( يتأكسد ) ويتحول إلى أيونات النحاس فتترسب أيونات النحاس على الكاثود
د) بالنسبة لشوائب فإن الحديد والخارصين لا تترسب على الكاثود لصعوبة اختزالها بالنسبة لأيونات النحاس .
هـ) بالنسبة لشوائب الذهب والفضة لا تتأكسد ولكنها تسقط في قاع الخلية .
66- علل : لا يستخدم النحاس نقاوه 99 % فى صناعة الأسلاك الكهربية ؟ لأنه يحتوى على شوائب الخارصين والحديد و الفضة و الدهب و التى تقلل من التوصيل الكهربى للنحاس .
67- علل : مع أن شوائب الحديد و الخارصين تكون مختلطة بالنحاس الخام ولكنها لا تترسب على الكاثود عند تنقية النحاس بالتحليل الكهربي ؟ لصعوبة اختزال أيونات الحديد و الخارصين بالنسبة لأيونات النحاس لأن جهد اختزالها أقل من جهد اختزال كاتيونات النحاس تبعا للسلسلة الكهروكيميائية
68- علل : شوائب الذهب تتساقط أسفل المصعد عند تنقية فلز النحاس كهربيا ؟ لصعوبة تأكسدها (جهد تأكسدها منخفض)
69- علل: يهتم العلماء اهتماما كبيراً بالتحليل الكهربي وتطوير أبحاثه ؟ لأنه يستخدم فى الطلاء بالكهربية و تحضير بعض المواد فى الصناعة و تنقية المعادن و إنتاج كمية وافرة من الماء وأيضاً فى الحصول على مصادر للتيار الكهربي مثل البطاريات.
==========================================
الخلايا الإلكتروليتية
الخلية الجلفانية
1- نظام يتم فيه تحويل الطاقة الكهربية إلى طاقة كيميائية ضمن تفاعل أكسدة واختزال لا يحدث بشكل تلقائي مستمر
2- لابد من وجود مصدر خارجي للتيار الكهربي
3- الأنود قطب موجب وتحدث عنده أكسدة
4- الكاثود قطب سالب وتحدث عنده اختزال
5- لا تحتاج إلى قنطرة ملحية
6- لا يشترط أن يكون القطبان مختلفان
7- يسري التيار في الدائرة الخارجية من الأنود (القطب الموجب) إلى الكاثود (القطب السالب)
1- نظام يتم فيه تحويل الطاقة الحرارية الناتجة من التفاعلات الكيميائية إلى طاقة كهربية ضمن تفاعل أكسدة واختزال يحدث بشكل تلقائي مستمر
2- لا يوجد مصدر خارجي للتيار الكهربي
3- الأنود قطب سالب وتحدث عنده أكسدة
4- الكاثود قطب موجب وتحدث عنده اختزال
5- تحتاج إلى قنطرة ملحية
6- يشترط أن يكون القطبان مختلفان
7- يسري التيار في الدائرة الخارجية من الأنود (القطب السالب إلى الكاثود(القطب الموجب)
ماذا يحدث عند مرور التيار الكهربى فى الخلية الإلكتروليتية ؟
يتأين الإلكتروليت إلى أيون موجب و أيون سالب .
الأيونات السالبة من المحلول تتجه إلى القطب الموجب (الأنود) وتتعادل شحنتها بفقد الإلكترونات و تحدث
عملية (أكسدة) .
الأيونات الموجبة من المحلول تتجه إلى القطب السالب (الكاثود) و تتعادل شحنتها بإكتساب الإلكترونات و تحدث عملية (إختزال) .
المقارنة
الخلية الجافة
خلية الزئبق
بطارية النيكل - كادميوم
المركم الرصاصى
نوع الخلية
خلية أولية
خلية أولية
خلية ثانوية
خلية ثانوية
القطب السالب (الأنود)
الخارصين
Zn
الخارصين
Zn
الكادميوم
Cd
شبكة من الرصاص مملؤة برصاص أسفنجى (Pb)
القطب الموجب (الكاثود)
عجينة رطبة من ثانى أكسيد المنجنيز تحيط بعمود من الكربون (الجرافيت)
أكسيد الزئبق (HgO)
النيكل
(Ni)
شبكة من الرصاص مملؤة بعجينة من ثانى أكسيد الرصاص (PbO)
الإلكتروليت
كلوريد الأمونيوم
محلول هيدروكسيد البوتاسيوم
محلول هيدروكسيد البوتاسيوم
حمض الكبريتيك المخفف
التفاعل الكلى
Zn+2MnO2+2NH4+
file:///C:\DOCUME~1\SUPERS~1\LOCALS~1\Temp\msohtml1\01\cli p_image009.gif
Zn2++2MnO(OH)+2NH3
file:///C:\DOCUME~1\SUPERS~1\LOCALS~1\Temp\msohtml1\01\cli p_image010.gifZn +HgO
ZnO + Hg
Cd+2NiO(OH)+2H2O
file:///C:\DOCUME~1\SUPERS~1\LOCALS~1\Temp\msohtml1\01\cli p_image011.gif
Cd(OH)2 +2Ni(OH)
Pb+PbO2+2H2SO4
file:///C:\DOCUME~1\SUPERS~1\LOCALS~1\Temp\msohtml1\01\cli p_image012.gif
2PbSO4 +2H2O
الرمز الاصطلاحى للخلية الجفانية
Zn|Zn2+||2Mn4+|2Mn3+
Zn|Zn2+||Hg2+|Hg
Cd|Cd2+||2Ni3+|2Ni2+
Pb|Pb2+||Pb4+|Pb2+
ق.د.ك
1.5 فولت
1.35 فولت
1.2 فولت
2 فولت
موصلات إلكتروليتية سائلة
موصلات إلكترونية
مواد توصل التيار الكهربى عن طريق حركة أيوناتها الموجبة و السالبة .
امثلة :
ý محاليل الأملاح والأحماض والقواعد .
ý مصاهير الأملاح .
مواد توصل التيار الكهربى عن طريق حركة إلكتروناتها .
امثلة :
ý الفلزات :
file:///C:\DOCUME~1\SUPERS~1\LOCALS~1\Temp\msohtml1\01\cli p_image014.giffile:///C:\DOCUME~1\SUPERS~1\LOCALS~1\Temp\msohtml1\01\cli p_image016.jpgfile:///C:\DOCUME~1\SUPERS~1\LOCALS~1\Temp\msohtml1\01\cli p_image018.jpg
file:///C:\DOCUME~1\SUPERS~1\LOCALS~1\Temp\msohtml1\01\cli p_image020.jpg
file:///C:\DOCUME~1\SUPERS~1\LOCALS~1\Temp\msohtml1\01\cli p_image023.giffile:///C:\DOCUME~1\SUPERS~1\LOCALS~1\Temp\msohtml1\01\cli p_image028.gif