‫الفصل 9‬
‫الكيمياء الكهربائية‬
 ‫الصف الثاني عشر العلمي‬

    ‫إعداد : راجح شعبان‬
‫القسم 9 - 1‬
        ‫مدخل إلى الكيمياء الكهربائية‬

                           ‫مؤشرات الداء :‬

‫* يحدد أجزاء الخلية الكهروكيميائية ووظائفها .‬

 ‫* يكتب التفاعلت النصفية الحادثة عند كل من‬
                           ‫الونود والكاثود .‬
‫الكيمياء الكهربائية‬
‫فرع الكيمياء الذي يتعامل مع تطبيقا ت تفاعل ت‬
         ‫السكسدة - اختزال المرتبطة بالكهرباء‬


             ‫التيار الكهربائي‬

  ‫سيل من اللكتروونات يتحرك خارج البطارية‬
     ‫من القطب السالب ونحو القطب الموجب .‬
‫+‬   ‫+‬   ‫+‬       ‫+‬

‫+‬   ‫+‬   ‫+‬       ‫+‬

‫+‬   ‫+‬   ‫+‬       ‫+‬



        ‫+ اليوونات الموجبة‬
            ‫ـــ اللكتروونات‬
‫التوصيل الكهربائي‬

   ‫توصيل أيووني‬                ‫توصيل إلكترووني‬
 ‫سببه : اليوونات الحرة‬       ‫سببه : اللكتروونات الحرة‬

   ‫موصلت أيوونية‬                   ‫موصلت إلكتروونية‬

‫محاليل ومصاهيراللكتروليتات‬        ‫الفلزات ومصاهيرها‬

 ‫مركبات ) أيوونية (‬                 ‫عنصر ) الفلز (‬
‫الخليا الكهروكيميائية‬
‫الخليا الكهروكيميائية‬
‫ادرس الشكلين التاليين ثم اجب عن السئلة التالية :‬
         ‫ونعم‬    ‫هل المادتان المتفاعلتان متصلتان ؟‬
        ‫تزداد‬    ‫ماذا يحدث لدرجة حرارة المحلول ؟‬
          ‫ما اسم الراسب الحمر ؟‬
                  ‫النحاس‬      ‫لوح خارصين‬

                                ‫4‪CuSO‬‬
        ‫‪Cu‬‬
  ‫بعد‬                                   ‫في البداية‬
‫علل: عند وضع لوح من الخارصين في محلول‬
   ‫كبريتات النحاس )‪ (II‬فترة مناسبة يترسب‬
  ‫طبقة بنية حمراء على اللوح وتقل شدة لون‬
                         ‫المحلول الرزرق .‬

        ‫‪Zn‬‬                         ‫‪Zn‬‬

     ‫‪2 Cu‬‬
 ‫+‬
   ‫‪Zn‬‬                   ‫+‬
                         ‫2‪Cu‬‬
         ‫+‬
           ‫2‪Cu‬‬

     ‫بعد فترة‬               ‫في البداية‬
‫تحدث عملية أكسدة للخارصين وينتج كاتيوونات الخارصين‬
  ‫‪Zn‬‬            ‫-‪Zn 2+ + 2e‬‬            ‫) عديمة اللون (‬

 ‫بينما تحدث عملية اختزال لكاتيوونات النحاس ) ‪ ( II‬ذات‬
 ‫اللون الرزرق فتقل شدة اللون الرزرق ويترسب طبقة من‬
‫-‪Cu2+ + 2 e‬‬             ‫النحاس ) بنية حمراء ( ‪Cu‬‬

                  ‫‪Zn‬‬                              ‫‪Zn‬‬

  ‫+‬
      ‫‪Zn Cu‬‬
        ‫2‬                             ‫+‬
                                          ‫2‪Cu‬‬
                  ‫+‬
                      ‫2‪Cu‬‬
       ‫بعد فترة‬                           ‫في البداية‬
‫ماذا يحدث عند اتصال المادتين المتفاعلتين؟‬
    ‫يصاحب اونتقال اللكتروونات طاقة حرارية.‬



   ‫ماذا يحدث عند فصل المادتين المتفاعلتين؟‬
‫يصاحب اونتقال اللكتروونات طاقة كهربائية بدل‬
                                    ‫الحرارة .‬
‫مم تتكون الخلية الجلفاونية ؟‬
 ‫قنطرة ملحية‬


 ‫قطب‬
                                   ‫قطب‬
‫إلكتروليت‬                         ‫إلكتروليت‬

        ‫نصف خلية‬          ‫نصف خلية‬
‫القطب : موصل يستخدم لعمل‬
  ‫اتصال سكهربائي مع جزء غير فلزي‬
‫) أيوني ( في الدارة مثل إلكتروليت .‬
    ‫نصف الخلية : القطب المنفرد‬
   ‫المغمور في محلول يحتوي على‬
                         ‫أيوناته .‬
‫الخلية الجلفاونية‬
                   ‫0.0‬


‫‪Zn‬‬                                       ‫‪Cu‬‬
     ‫‪Zn‬‬   ‫+2‬                 ‫‪Cu‬‬     ‫2+‬


               ‫هل يمر التيار الكهربائي ؟‬
                                 ‫ولماذا ؟‬
‫- النود : القطب الذي تحدث عنده‬
                ‫عملية السكسدة .‬

    ‫- الكاثود : القطب الذي تحدث‬
         ‫عنده عملية الختزال .‬
‫ما دور القنطرة الملحية) أو الحاجز‬
                      ‫المسامي ( ؟‬
 ‫حفظ التوارزن اليووني بين ونصفي‬
 ‫الخلية حيث يسمح بحركة الشحنة‬
 ‫باونتقال اليوونات من ونصف لخر .‬
‫ترميزها‬       ‫الخلية الكاملة :‬
     ‫يمكن التعبير عن تركيب الخلية الكهروسكيميائية‬
              ‫بالترميز التالي من اليسار إلى اليمين :‬
‫قطب‬         ‫محلول‬            ‫محلول‬           ‫قطب‬
‫النود‬        ‫النود‬           ‫الكاثود‬       ‫الكاثود‬
  ‫الطرف اليسر‬                  ‫الطرف اليمن‬
   ‫أكســــــــدة‬              ‫اختــــــــزال‬
             ‫: يشير إلى القنطرة الملحية .‬
‫‪Zn‬‬                ‫‪Zn‬‬   ‫+2‬
                                ‫-‪+ 2e‬‬
   ‫-‪Cu2+ + 2 e‬‬                  ‫‪Cu‬‬

        ‫يكتب ترميز خلية ) خارصين – ونحاس ( :‬

‫‪)Zn(S‬‬     ‫‪)Zn‬‬                                    ‫‪Cu (S‬‬
                ‫+2‬
                           ‫‪)Cu‬‬
                                   ‫+2‬
                     ‫‪(aq‬‬                ‫‪( aq‬‬     ‫)‬


 ‫الطرف اليسر‬                ‫الطرف اليمن‬
    ‫أكســــــــدة‬               ‫اختــــــــزال‬
‫سؤال :- اكتب ترميز الخليا التي تحدث‬
                     ‫فيها التفاعلت التالية :‬

 ‫‪Mg + Pb‬‬        ‫+2‬
                             ‫‪Mg + Pb‬‬
                               ‫+2‬




‫‪Mg‬‬          ‫+‬
             ‫‪Mg‬‬      ‫2‬   ‫+‬
                          ‫‪Pb2 Pb‬‬
:‫ترميز الخلية‬

Zn + 2 Ag+       Z n2+ + 2 Ag


     Zn
     +   2   Ag
             +
                     Ag
Zn
‫ترميز الخلية‬

3Mg +2Al   3+
                        2Al +3Mg2+



Mg   +
         Mg   2
                  Al3
                  +        Al
‫الخلية الكهروكيميائية :‬

‫ونظام من أقطاب وإلكتروليتات تنتج‬
   ‫نُ‬
      ‫ ً‬
      ‫فيها التفاعلت الكيميائية طاقة‬
         ‫كهربائية أو ينتج فيها التيار‬
                          ‫نُ‬
          ‫الكهربائي تغيرا كيميائيا ً .‬
                       ‫ ً‬
‫الخليا الكهروكيميائية‬
 ‫الخليا اللكتروليتية‬          ‫الخليا الفولتية‬
    ‫) التحليلية (‬           ‫) الجلفانية (‬

‫تحول الطاقة الكهربائية‬    ‫تحول الطاقة الكيميائية‬
      ‫إلى طاقة كيميائية‬        ‫إلى طاقة كهربائية‬

‫خليا يحدث فيها تغيرات‬              ‫يحدث فيها‬
‫كيميائية بسبب مرور تيار‬       ‫تفاعلت كيميائية‬
         ‫كهربائي خارجي‬      ‫وينتج تيار كهربائي‬
‫مراجعة القسم 9 - 1‬
‫الخليا الفولتية أو الجلفاونية‬   ‫القسم 9 – 2‬
                               ‫مؤشرات الداء :‬
    ‫* يصف عمل الخليا الفولتية بما فيها الخليا‬
        ‫الجافة ، بطارية السيارة ،خليا الوقود .‬
   ‫* يحدد الظروف التي تؤدي على التآكل وطرق‬
                                        ‫منعه .‬
            ‫* يصف العلقة بين الجهد والحركة .‬
‫* يحسب جهد الخلية من جهود القطب القياسية .‬
‫الخلية الفولتية أو الجلفاونية‬
‫تتكون من قطبين مصنوعين من فلزين مختلفين‬
‫مغمورين في إلكتروليت، تستخدم لتحويل الطاقة‬
                      ‫الكيميائية إلى كهربائية.‬

        ‫تسمى خلية خارصين – ونحاس خلية‬
                 ‫خلية داونييل‬
‫بطارية من حبا ت الليمون‬
‫‪V‬‬
                ‫فولتميتر‬
                ‫-‬    ‫++ 2‬
                 ‫‪SO4 K‬‬   ‫‪K‬‬

  ‫‪ - e‬لوح‬          ‫قنطرة‬                  ‫لوح‬
        ‫‪-e‬‬         ‫ملحية‬                 ‫ونحاس‬
‫2 ‪ +Zn‬خارصين‬                       ‫‪Cu‬‬
        ‫‪Zn‬‬                   ‫+‬
                                 ‫2‪Cu‬‬
   ‫أيوونات‬     ‫الخلية الفولتية‬          ‫أيوونات‬
 ‫خارصين‬         ‫خلية داونييل‬            ‫ونحاس‬
‫في الخلية الجلفاونية ) خارصين – ونحاس (‬
    ‫1- تقل كتلة الونود ) الخارصين ( لماذا ؟‬
  ‫+‬
   ‫2- يزداد تركيز أيوونات الخارصين ‪Zn‬‬
        ‫2‬

                      ‫في المحلول ، لماذا ؟‬
     ‫ج1,2: لونه يتآكل بسبب تأكسد ذرا ت‬
‫الخارصين إلى سكاتيونا ت الخارصين ،سكما في‬
                                 ‫المعادلة :‬
                      ‫+2‬
     ‫‪Zn‬‬           ‫‪Zn + 2e‬‬         ‫-‬
‫3- تزداد كتلة الكاثود ) النحاس ( ، لماذا ؟‬
   ‫4- يقل تركيز أيوونات النحاس 2‪ +Cu‬في‬
                       ‫المحلول ، لماذا ؟‬
   ‫ج 3-4: بسبب اختزال سكاتيونا ت النحاس‬
    ‫وترسب ذرات النحاس ، سكما يتضح من‬
                               ‫المعادلة :-‬
            ‫+2‬
        ‫-‪Cu + 2 e‬‬              ‫‪Cu‬‬
‫تتحرك اللكتروونات في الدائرة الخارجية‬
   ‫من الونود)-( إلى الكاثود )+( أي من‬
                 ‫الخارصين إلى النحاس.‬
  ‫سكيف يتم معادلة الزيادة والنقص في ترسكيز‬
            ‫اليونا ت في الخلية الجلفانية ؟‬
   ‫بانتقال اليونا ت من القنطرة الملحية إلى‬
                                ‫المحلولين‬
‫في خلية ‪ Zn/Cu‬تنتقل أيونا ت الكبريتا ت من‬
‫القنطرة الملحية إلى نصف خلية الخارصين بينما‬
     ‫أيونا ت البوتاسيوم إلى نصف خلية النحاس .‬


‫في الخليةالفولتية تنتقل النيونا ت )السالبة(‬
        ‫في القنطرة الملحية إلى النود بينما‬
         ‫الكاتيونا ت ) الموجبة ( إلى الكاثود .‬
‫أونواع البطاريات‬


 ‫خليا‬                        ‫بطاريات‬
‫الوقود‬                      ‫غير قابلة‬
           ‫بطاريات‬             ‫للشحن‬
         ‫قابلة للشحن‬
‫أمثلة على الخلية الفولتية‬
                    ‫* الخليا الجافة ومنها :-‬
 ‫خليا الخارصين -الكربون الجافة‬
‫بطارية الزئبق‬   ‫البطاريات القلوية‬
                                 ‫* خليا الوقود‬

                                    ‫* خلية الصدأ‬
                   ‫* بطارية السيارة ) تفريغ (‬
‫الخليا الجافة ومنها:-‬
‫1- خليا الخارصين -الكربون الجافة‬

            ‫2 - البطاريات القلوية‬

                ‫3- بطارية الزئبق‬
‫فسر : تسمية الخلايا الجافة بهذا المسم .‬
‫خلايا الخارصين - الكربون الجافة‬
‫مساق كربون‬
                                  ‫فاصل‬
    ‫)كاثود(‬
                                  ‫عجينة‬
                                ‫, 2‪MnO‬‬
                                ‫2‪ZnCl‬‬
‫وعاء خارصين‬
                                ‫‪NH4Cl‬‬
  ‫) آنود(‬
‫خلايا الخارصين - الكربون الجافة‬
            ‫النود هو : الخارصين ) - (‬
                ‫معادلة التفاعل عند الونود :‬
 ‫‪Zn‬‬         ‫-‪Zn2++ 2e‬‬
       ‫ساق الكربون ) + (‬      ‫الكاثود هو :‬
              ‫معادلة التفاعل عند الكاثود :‬
                  ‫-‬                     ‫-‬
‫‪2MnO2 + H2O +2e‬‬         ‫‪Mn2O3 +2OH‬‬
‫البطارايات القلواية‬
                  ‫مسحوق خارصين‬

                        ‫) آنود(‬
                  ‫مجمع التيار من‬
                  ‫النحاس الصفر‬
                      ‫إلكتروليت ‪,KOH‬‬
                        ‫كاثود 2‪MnO‬‬


                        ‫غل ف فوليذي‬
‫استخداماتها :-‬
 ‫* جهاز تشغيل الرقراص المدمجة المحمول .‬

            ‫* الجهزة اللكتروونية الصغيرة .‬


‫فسر :- ل تحوي البطارايات القلواية مساق كربون ؟‬
                   ‫حتى تكون أصغر حجما .‬
                     ‫ ً‬
‫البطارايات القلواية )الخلية‬
      ‫القلواية الجافة(‬         ‫النود هو :‬
  ‫معجون خارصين وهيدروكسيد بوتامسيوم‬
‫‪Zn + 2OH‬‬     ‫-‬
                      ‫‪Zn(OH)2+ 2e‬‬      ‫-‬




‫تفاعل الكاثود هو نفسه في خلية خارصين-‬
                       ‫كربون الجافة .‬
‫بطاراية الزئبق‬

                               ‫استخداماتها :-‬
                   ‫خارصين‬      ‫الالت الحاسبة‬
                    ‫) آنود (‬
                               ‫سماعات النذن‬
                   ‫فاصل‬        ‫فل ش الكاميرات‬
‫غل ف‬
‫فوليذي‬
         ‫‪HgO‬نوبركربون‬

            ‫) ) نوبركاثود‬
‫بطاراية الزئبق‬
   ‫تفاعل النود هو نفسه في الخلية القلواية‬
                                   ‫الجافة .‬


                              ‫الكاثود هو :‬
                  ‫-‬                       ‫-‬
‫‪2HgO + H2O +2e‬‬                ‫‪Hg +2OH‬‬
‫2‪H2 , O‬‬         ‫خلايا الوقود‬
‫خلايا فولتية ايتم فيها تزوايد المتفاعلت بامستمرار‬
          ‫بينما تتم إزالة النواتج بشكل متواصل.‬

 ‫تعمل من حيث المبدأ إلى البد بتحوايل الطاقة‬
               ‫الكيميائية إلى طاقة كهربائية .‬
‫-‬
                      ‫‪e‬‬                              ‫خلايا الوقود‬
                                         ‫-‬
                                             ‫‪e‬‬
                              ‫بخار ماء‬
                                                        ‫هيدروكسيد‬
                                                 ‫بوتامسيوم ، إلكتروليت‬
              ‫-‬
                  ‫‪e‬‬       ‫‪H2O‬‬
                              ‫-‬
‫2‪H‬‬                         ‫‪OH‬‬                                ‫2‪O‬‬
                          ‫+‬
                      ‫‪H‬‬


      ‫آنود‬                                   ‫كاثود‬
                      ‫قطب جرافيت‬
     ‫) ــ (‬                                  ‫)+(‬
                          ‫مسامي‬
‫خلايا الورقود‬
                    ‫معادلة التفاعل عند الونود :‬
‫-‬
    ‫‪2H2 + 4OH‬‬            ‫-‪4H2O + 4e‬‬
                    ‫معادلة التفاعل عند الكاثود‬
                                ‫-‬
     ‫-‬
         ‫‪O2 +2H2O + 4e‬‬           ‫‪4OH‬‬
                               ‫التفاعل النهائي :‬
     ‫+ 2‪O‬‬     ‫2‪2H‬‬               ‫‪2H2O‬‬
‫البطارايات‬
  ‫القوة‬                                                                ‫الخلية‬
 ‫المحر‬         ‫معادلة التفاعل عند الونود معادلة التفاعل عند الكاثود‬
                                                                      ‫الفولتية‬
    ‫كة‬                                  ‫-‬
‫5.1فو‬     ‫‪2MnO2 + H2O +2e‬‬                                             ‫خارصين‬
   ‫لت‬
             ‫‪Mn2O3 +2OH Zn‬‬                             ‫-‪Zn2++ 2e‬‬
                          ‫-‬
                                                                       ‫-كربون‬
    ‫2‬            ‫ونفس تفاعل خلية‬                ‫-‪Zn+ 2OH‬‬
                                                                    ‫البطارايات‬
                ‫خارصين - كربون‬                   ‫القلواية -‪Zn(OH)2+ 2e‬‬
                                    ‫-‬
          ‫‪2HgO + H2O +2e‬‬                             ‫ونفس تفاعل‬      ‫بطاراية‬
                 ‫‪Hg +2OH‬‬ ‫-‬                       ‫الزئبق البطاراية القلواية‬

                               ‫‪2H2+ 4OH‬‬     ‫-‬                           ‫خلايا‬
  ‫2.1‬
          ‫-‬
              ‫‪O2 +2H2O + 4e‬‬
    ‫3‬
                                     ‫-‬
                                       ‫‪H2O + 4e‬‬                        ‫الورقود‬
                          ‫-‬
                           ‫‪4OH‬‬
‫التآكل ) الصدأ ( ومنعه‬
‫صدأ الحدايد : تحوله إلى أكسيد الحدايد‬
        ‫)‪ (III‬المائي ‪.Fe2O3.xH2O‬‬

  ‫س : لمايذا ايختلف لون الصدأ ؟‬

  ‫ج- لختل ف عدد جزايئات الماء ‪x‬‬
‫لحدوث الصدأ في الحدايد ايلزم توفر:-‬
      ‫2- الماء‬               ‫1- الكسجين‬


  ‫أكسجين‬                           ‫أكسجين‬
 ‫) هواء (‬        ‫رقطرة ماء‬        ‫) هواء (‬
                    ‫حدايد‬
‫موقع آنودي‬                    ‫موقع كاثودي‬
                                              ‫دهان‬


‫طبقة ماء‬        ‫توصيل أايوني‬


                   ‫-‬
‫حدايد‬                  ‫‪e‬‬
               ‫توصيل إلكتروني‬
‫فيم تنتقل اللكترونات ؟‬
                      ‫فلز الحدايد‬
  ‫الماء .‬     ‫ما القنطرة الملحية ؟‬

                        ‫ما النود ؟‬
‫مناطق مختلفة من مسطح فلز الحدايد .‬
‫أكسجين‬                             ‫فسر حدوث صدأ الحدايد ؟‬
‫) هواء (‬                                     ‫‪Fe2O3.H2O‬‬
‫صدأ‬                ‫رقطرة ماء‬
                                               ‫صدأ الحدايد‬
                                       ‫2)‪OH Fe(OH‬‬
           ‫-‬                               ‫-‬
      ‫‪OH‬‬        ‫+2‪Fe‬‬         ‫+2‪Fe‬‬
               ‫حفـــــــرة‬              ‫منطقة‬
  ‫- منطقة‬                      ‫-‪e‬‬
                               ‫-‪e‬‬      ‫الكاثود‬
  ‫-‪ ee‬الكاثود‬
                ‫منطقة النود‬
                                                     ‫النود‬
                ‫‪2 Fe‬‬                  ‫-‪2Fe 2+ + 2 e‬‬
                                               ‫4‬
‫-‪O2 + 2H2 O + 4e‬‬                       ‫- ‪4 OH‬‬        ‫الكاثود‬
‫فسر : تزداد مسرعة تآكل الفلز‬
‫بوجود المل ح الذائبة أو ارتفاع‬
               ‫حمضية الومسط ؟‬
‫ج- لزايادة وجود الايونات فتسهل‬
           ‫حركة اللكترونات .‬
‫حمااية الفلزات من التآكل‬
        ‫طرق منع التآكل‬
         ‫1- التغليف بالخارصين .‬
                     ‫2- الدهان .‬
      ‫3- امستخدام النود المتآكل .‬

‫الجلفنة : تغليف الفوليذ بالخارصين .‬
‫الحمااية الكاثوداية :‬
   ‫حمااية الفلز بوصله مع فلز آخر ايتأكسد‬
                       ‫بسهولة أكبر منه .‬

                          ‫النود المتآكل :‬
‫الفلز المستخدم في الحمااية الكاثوداية والذي‬
                      ‫ايتأكسد بسهولة أكبر .‬
‫كيف ايقاوم الحدايد المجلفن الصدأ:-‬


 ‫‪ - OH‬أكسجين‬    ‫قطرة ماء‬
         ‫2‪O‬‬    ‫2)‪Zn(OH‬‬
‫) هواء (‬                 ‫+2‬
            ‫‪Zn‬‬        ‫خارصين ) آنود ( -‪Zn + 2e‬‬
                ‫حدايد ) كاثود (‬

    ‫‪2 Zn‬‬             ‫عند النود : -‪4 e‬‬
              ‫2 + ‪2 Zn‬‬
                        ‫+2‬

                          ‫عند الكاثود :‬
 ‫-‪O2 + H2 O + 4e‬‬       ‫- ‪4 OH‬‬
‫ايستخدم مبدأ الجلفنة في حمااية :‬
‫1- خطوط النابيب المدفونة تحت الرض‬
 ‫2- الخزانات المصنوعة من الحدايد .‬
‫3- هياكل السفن المصنوعة من الحدايد .‬
  ‫ويتم ذلك بتوصيلها بأوتاد من‬
   ‫الخارصين أو الماغنيسيوم .‬
‫تربة رطبة‬
                ‫- -‬
‫ماغنيسيوم‬




               ‫‪ee‬‬                               ‫صهرايج من الحدايد‬
               ‫‪Mg‬‬     ‫+‬     ‫2‬
                          ‫‪Mg‬‬



               ‫‪2 Mg‬‬                   ‫+2 ‪2 Mg‬‬      ‫-‪+ 2 e‬‬
                                                     ‫4‬        ‫عند النود‬
            ‫-‪O2 +2 H2 O + 4e‬‬                ‫- ‪4 OH‬‬          ‫عند الكاثود :‬
‫تربة رطبة‬
            ‫- -‬
‫ماغنيسيوم‬




            ‫‪ee‬‬                    ‫صهرايج من الحدايد‬
            ‫‪Mg‬‬    ‫+‬     ‫2‬
                      ‫‪Mg‬‬
‫الجهد الكهربائي )الفولتية (:‬
‫رقوة سحب اللكتروونات أو القوى‬
       ‫الدافعة على اللكتروونات‬
             ‫التيار الكهربائي :‬
            ‫حركة اللكتروونات .‬
‫جهود االرقطاب :‬
               ‫جهد االختزال :‬
‫ميل التفاعل النصفي كتفاعل ونصفي‬
 ‫للختزال في خلية كهروكيميائية .‬
‫الجهد القطبي القياسي :‬
  ‫فرق الجهد بين القطب ومحلوله .‬


‫قطب‬
                     ‫محلول‬
               ‫أايونات الفلز‬
‫هل ايمكن قياس الجهد القطبي لفلز عمليا ؟‬
  ‫ ً‬
                            ‫ولمايذا ؟‬    ‫ل‬
  ‫لن اللكتروونات ال تنتقل إال إنذا تم التوصيل‬
       ‫بين الونود والكاثود ليكوونا دارة تامة.‬
‫فلز‬

                    ‫محلول أايونات‬
                        ‫الفلز‬
‫كيف ونقيس الجهد القطبي لفلز ؟‬
‫القطب القيامسي : قطب معلوم الجهد عند‬
                                 ‫0‬
‫‪ 25 C‬وتركيز 1 مول أايون / لتر وضغط‬
      ‫جوي = 1 - في حالة الغاز - .‬


‫من المثلة على القطاب القيامسية : -‬

  ‫قطب الهيدروجين القيامسي‬
‫قطب الهيدروجين القيامسي‬

      ‫)‬   ‫‪H2(g‬‬

       ‫سلك بلتين‬
      ‫‪)H2(g‬‬


   ‫رقطب بلتين أمسود‬
‫رقطب الهيدروجين القياسي‬

           ‫الظروف القياسية :-‬
     ‫1- درجة الحرارة = 52 س‬
            ‫+‬
‫2- تركيز ] 1 = ] ‪ H‬مول / لتر‬
 ‫3- ضغط الغاز = 1 ضغط جوي‬
‫التفاعل الذي ايحدث في قطب الهيدروجين هو :‬
       ‫+‬
  ‫‪2H‬‬           ‫‪+ 2e‬‬   ‫-‬
                                    ‫2‪H‬‬

           ‫الجهد القطبي القيامسي له = صفر‬

  ‫, ‪Pt‬‬     ‫‪H‬‬
           ‫+‬
                  ‫2‪H‬‬      ‫رمزه الصطلحي :‬
  ‫2‪Pt , H‬‬         ‫أو )في الحالة العكسية ( ‪H‬‬
                  ‫+‬
‫+ 43.0‬


         ‫لوح ونحاس‬
‫-67.0‬   ‫-67.0‬


                   ‫لوح‬
                ‫خارصين‬
‫كيف يستخدم ‪ SHE‬لقياس الجهد القطبي‬
                              ‫لفلز ؟‬

    ‫نكون خلية جلفانية أحد نصفيها قطب‬
  ‫الهيدروجين القياسي والنصف الخر القطب‬
 ‫المطلوب قياس جهده . فيكون الجهد القطبي‬
 ‫للفلز مساويا لقراءة الفولتميتر. )لماذا ؟ لن‬
‫الجهد القطبي القياسي للهيدروجين = صفر .‬
‫43.0‬               ‫جهود الختزال‬
                                           ‫القياسية‬
                                           ‫قطب هيدروجين‬
   ‫قطب نحاس‬
    ‫) كاثود (‬                   ‫-‬                  ‫) أنود (‬
                                    ‫‪e‬‬        ‫‪HCl‬‬
 ‫4‪CuSO‬‬
                                          ‫1 مول/ لتر‬
‫1 مول/ لتر‬

  ‫لكل من كاتيونات الهيدروجين والنحاس ميل لكسب‬
       ‫اللكترونات ) للتختزال ( كما في المعادلتين :‬
             ‫+‬
         ‫-‪2H + 2e‬‬                   ‫2‪H‬‬
                ‫+2‬
             ‫-‪Cu + 2 e‬‬                  ‫‪Cu‬‬
‫لكن ميل كاتيونات النحاس للتختزال أكبر من ميل‬
                         ‫كاتيونات الهيدروجين .‬
    ‫وتكون القوة التي تحرك اللكترونات في الدائرة‬
  ‫الخارجية ) الجهد الكهربائي ( تساوي الفرق بين‬
‫الميلين ، أي الفرق بين جهدي اتختزال القطبين ، أي‬
                                           ‫أن :‬
                                 ‫جهد الخلية ‪= E‬‬

 ‫جهد اختزال النحاس ـــ جهد اختزال الهيدروجين‬
‫وتحدث عند قطب النحاس عملية اتختزال :‬
    ‫+2‬
‫-‪Cu + 2 e‬‬                ‫‪Cu‬‬
‫ويكون هذا القطب هو الكاثود في هذه الخلية‬

   ‫كما تحدث عند قطب الهيدروجين عملية‬
                   ‫+‬       ‫أكسدة : -‬
‫2‪H‬‬             ‫‪2H + 2e‬‬

‫ويكون هذا القطب هو النود في هذه الخلية‬
‫وبالتالي تكون‬
            ‫ــــ جهد اختزال‬    ‫جهد اختزال‬
‫= تخلية ‪E‬‬       ‫الكاثود‬             ‫النود‬
  ‫وقد وجد عمليا أن جهد هذه الخلية = 43.0 فولت‬
                                ‫ ً‬

 ‫وهي تدل على قيمة جهد التختزال القياسي للنحاس ،‬
                                          ‫لماذا ؟‬
              ‫لن كاتيونات النحاس اتختزلت فيها .‬
‫جهد الكسدة = ــ جهد الختزال للقطب‬

‫‪Cu + 2e‬‬
     ‫+2‬       ‫-‬
                      ‫‪Cu‬‬
                               ‫س - إذا كان جهد تفاعل‬
                               ‫الختزال = 43.0 فولت‬
‫‪Cu‬‬                ‫-‪Cu2+ + 2e‬‬     ‫فما جهد تفاعل الكسدة ؟‬
   ‫لحظ أن تفاعل الكسدة عكس تفاعل الختزال تماما ،‬
 ‫لذلك تكون قيمة جهد تفاعل الكسدة تساوي عدديا قيمة‬
          ‫جهد تفاعل الختزال ولكن تخالف في الاشارة .‬
      ‫43.0 ‪-V‬‬          ‫وعليه يكون جهد تفاعل الكسدة =‬
‫-67.0‬


‫قطب تخارصين‬                                      ‫قطب هيدروجين‬
‫) آنود (‬                                            ‫) كاثود (‬
                     ‫-‬
‫4‪ZnSO‬‬                ‫‪e‬‬                           ‫‪HCl‬‬
‫1 مول/ لتر‬                                       ‫1 مول/ لتر‬

                         ‫تحدث التفاعلت التالية في هذه الخلية‬
                                          ‫+2‬
             ‫‪Zn‬‬
             ‫-‬
                                     ‫‪Zn‬‬        ‫‪+ 2e‬‬
                 ‫+‬
       ‫‪2H‬‬            ‫-‪+ 2e‬‬                 ‫2‪H‬‬
‫س - إذا كان جهد تفاعل الكسدة لللومنيوم‬
 ‫= +66.1 فولت فما جهد تفاعل الختزال له ؟‬

     ‫جهد الكسدة = ـــ جهد الختزال للقطب‬

‫جهد تفاعل الختزال لللومنيوم = -66.1 فولت‬
‫جهد‬      ‫جهود الختزال‬
 ‫التختزال‬
              ‫عناصر قليلة النشاط , ‪Cu‬‬
  ‫موجب‬
                  ‫‪Ag , Hg , Pt , Au‬‬
 ‫)+(‬
    ‫صفر‬     ‫‪2H + 2e‬‬
               ‫+‬      ‫-‬
                             ‫2‪H‬‬
               ‫عناصر متوسطة النشاط‬
                  ‫‪Mg Fe , Zn, Al‬‬
 ‫سالب‬          ‫عناصر نشطة جدا مثل :‬
‫) ــــ (‬           ‫‪Na , Ca , K , Li‬‬
‫سالب‬
                              ‫جهد‬




            ‫صفر‬


‫) ــــ (‬
                            ‫التختزال‬
                     ‫موجب‬
                  ‫)+(‬
   ‫زيادة قوة العامل المؤكسد‬
            ‫2‪H‬‬
                                       ‫جهود الختزال‬




‫زيادة قوة العامل المختزل‬
‫س1 : رتب تصاعديا الكاتيونات التالية حسب قوتها‬
                             ‫ ً‬
   ‫+‬   ‫+2‬      ‫+2‬      ‫+‬
    ‫كعوامل مؤكسدة : ‪Mg , Cu , Na , H‬‬

‫+‬     ‫2‬      ‫+‬          ‫+‬        ‫2‬        ‫+‬
    ‫ثم ‪Cu‬‬        ‫ثم ‪H‬‬       ‫‪Mg‬‬       ‫ثم‬   ‫الترتيب : ‪Na‬‬


     ‫س2 : رتب تصاعديا الفلزات التالية حسب قوتها‬
                               ‫ ً‬
            ‫كعوامل مختزلة : ‪Mg , Cu , Na , Fe‬‬

‫‪Na‬‬        ‫‪ Mg‬ثم‬     ‫الترتيب : ‪ Cu‬ثم ‪ Fe‬ثم‬
‫جهود الختزال‬
   ‫جهد‬
 ‫التختزال‬
  ‫موجب‬         ‫كاثود‬        ‫أعلى‬
 ‫)+(‬
   ‫صفر‬                 ‫2‪H‬‬

               ‫آنود‬         ‫أسفل‬
 ‫سالب‬
‫) ــــ (‬
‫-‪Au3+ + 3e‬‬      ‫‪Au‬‬    ‫ذهب‬

                            ‫-‪Pt2+ + 2e‬‬      ‫‪Pt‬‬     ‫بلتين‬   ‫عناصر‬




                                                                      ‫زيادة قوة العامل المختزل‬
                            ‫-‪Hg2++ 2e‬‬      ‫‪Hg‬‬                ‫قليلة‬
                                                  ‫زئبق‬      ‫النشاط‬
                           ‫-‪Ag+ + e‬‬        ‫‪Ag‬‬
‫زيادة قوة العامل المؤكسد‬



                                                  ‫فضة‬
                           ‫-‪Cu2+ + 2e‬‬      ‫‪Cu‬‬     ‫نحاس‬
                           ‫-‪2H + + 2e‬‬     ‫2‪H‬‬
                             ‫-‪Fe 2++ 2e‬‬   ‫‪Fe‬‬     ‫عناصر‬
                            ‫-‪Zn2++ 2e‬‬     ‫‪Zn‬‬     ‫متوسطة‬
                           ‫-‪Mg2++ 2e‬‬      ‫‪Mg‬‬      ‫النشاط‬
                            ‫-‪Al3+ + 3e‬‬     ‫‪Al‬‬
                           ‫-‪Na+ + e‬‬       ‫‪Na‬‬       ‫عناصر نشطة جدا‬
                                                     ‫مثل :, ‪Na , Ca‬‬
                           ‫-‪Li + + e‬‬      ‫‪Li‬‬                ‫‪K , Li‬‬
‫ملحظات حول جهود الختزال‬
         ‫القياسية‬
    ‫1- قيم جهود الختزال للتفاعل ت النصفية‬
               ‫التي تحت الهيدروجين سالبة‬
                       ‫والتي فوقه موجبة .‬


‫2- تكون عملية الختزال للكاتيون أسهل كلما‬
                    ‫كان جهد اختزاله أعلى .‬
‫3- عند تكوين خلية جلفانية من فلزين يكون‬
‫في السلسلة‬       ‫في السفل‬     ‫النود هو الفلز‬
                   ‫أي الذي جهد اتختزاله أقل‬

‫والكاثود هو الفلز في العلى أي الذي جهد‬
                            ‫اتختزاله أعلى‬
     ‫4- تزداد القوة المحركة الكهربائية للخلية‬
  ‫الفلزان في السلسلة .‬     ‫الجلفانية كلما تباعد‬
‫الجهد الكلي للخلية .‬           ‫0‬
                        ‫‪ E‬خليةهو‬
       ‫جهد للخلية .‬

        ‫فرق الجهد.‬

        ‫فولتية الخلية‬
‫0‬
                  ‫جهد الختزال القياسي‬                  ‫‪E‬‬

 ‫0‬               ‫0‬                  ‫0‬
‫= خلية ‪E‬‬       ‫كاثود ‪E‬‬   ‫-‬        ‫آنود ‪E‬‬

                                                           ‫0‬
           ‫ ً‬
           ‫يكون التفاعل تلقائيا‬         ‫موجبة‬   ‫خلية‬   ‫‪E‬‬
‫تطبيقا ت على الخليا الجلفانية‬
‫مثال ) 1 ( إذا كان جهد الختزال القياسي لكل من كاتيونا ت‬
‫الخارصين والنحاس يساوي )67.0-( , ) + 43.0+ ( فولت‬
                  ‫على التوالي احسب جهد الخلية الفولتية .‬
                                                 ‫الحل : -‬
    ‫∵ جهد اختزال النحاس أعلى من جهد اختزال الخارصين‬
‫∴ قطب النحاس يكون الكاثود وقطب الخارصين يكون النود‬
           ‫0‬          ‫0‬                   ‫0‬
   ‫= خلية ‪E‬‬         ‫كاثود ‪E‬‬   ‫-‬      ‫آنود ‪E‬‬
       ‫0‬
  ‫= خلية ‪E‬‬         ‫) 67.0- ( - ) 43.0+(‬
   ‫0‬
 ‫= خلية ‪E‬‬          ‫‪+ 1.10 V‬‬
‫مثال ) 2 ( إذا علمت أن الماغنيسيوم يقع تحت‬
       ‫الرصاص في جدول جهود الختزال وأن جهد‬
 ‫اختزال الماغنيسيوم = )-73.2( فولت وأن القوة‬
 ‫المحركة الكهربائية للخلية المكونة منهما = 42.2‬
‫فولت والمطلوب : 1- اكتب المعادلة النهائية للتفاعل‬
                   ‫2- احسب جهد اختزال الرصاص‬
                                         ‫الحل :‬
                    ‫الماغنيسيوم يقع أسفل الرصاص‬
              ‫فيكون قطب الماغنيسيوم هو النود‬
                    ‫وقطب الرصاص هو الكاثود‬
‫لذا تحدث عملية الختزال عند قطب الرصاص‬
     ‫وعملية الكسدة عند قطب الماغنيسيوم‬
‫‪Mg‬‬                      ‫-‬
                         ‫أكسدة ‪Mg2+ + 2e‬‬

 ‫‪Pb2+ + 2e‬‬
 ‫-‬
                        ‫‪Pb‬‬        ‫اختزال‬

‫‪Mg‬‬   ‫+‬
         ‫+2‪Pb‬‬       ‫+‬
                        ‫+ 2‪Mg‬‬     ‫المعادلة‬
                          ‫‪Pb‬‬
                                  ‫النهائية‬
‫القوة المحركة الكهربائية =‬
‫جهد اختزال النود‬   ‫جهد اختزال الكاثود ــــ‬
                       ‫)رصاص(‬
   ‫) ماغنيسيوم (‬
         ‫- ) - 73.2 (‬         ‫س‬       ‫42.2=‬

            ‫= 42.2 - 73.2‬              ‫س‬

        ‫= )31.0 -( فولت‬
‫مثال ) 3 ( خلية جلفانية رمزها الصطلحي‬
      ‫والمطلوب :‬ ‫‪Al +Al3 +Ag Ag‬‬
‫أ- رسم الخلية الجلفانية كاملة البيانا ت موضحا‬
  ‫اتجاه حركة اللكترونا ت في الدائرة الخارجية‬
      ‫ب- كتابة التفاعل ت النصفية عند كل من‬
           ‫النود والكاثود والمعادلة النهائية .‬
        ‫جـ - حساب قيمة جهد اختزال الفضة .‬
 ‫علما بأن جهد اختزال اللومنيوم ) - 66.1 (‬
     ‫فولت والقوة المحركة الكهربائية للخلية =‬
‫الحل :‬
                        ‫‬                     ‫التفاعل ت النصفية :-‬
                                                      ‫عند النود :‬
                                          ‫لوح‬
    ‫لوح‬       ‫-‬         ‫قنطرة‬                  ‫‪Al‬‬      ‫-‪Al3+ + 3e‬‬
‫ألومنيوم‬          ‫‪e‬‬     ‫ملحية‬            ‫فضة‬
                                                   ‫عند الكاثود :‬
                ‫محلول‬           ‫محلول‬     ‫-‪3Ag+ + 3e‬‬     ‫‪3Ag‬‬
           ‫+‬
             ‫يحوي 3‪Al‬‬
                             ‫+‬
                              ‫يحوي ‪Ag‬‬

                            ‫المعادلة النهائية ) جمع المعادلتين بعد‬
                               ‫التأكد من مساواة عدد اللكترونا ت (‬
                        ‫+‪Al+ 3Ag‬‬              ‫‪Al3+ + 3Ag‬‬
‫القوة المحركة الكهربائية =‬
‫جهد اختزال الكاثود - جهد اختزال النود‬
‫) ألومنيوم (‬          ‫) فضة(‬
‫- ) - 66.1 (‬          ‫= س‬         ‫64.2‬

      ‫- 66.1‬       ‫64.2‬     ‫س =‬

                ‫= 08.0 فولت‬
‫سؤال : ) دور ثاني – 1002 م (‬
                      ‫‪V‬‬                                       ‫تأمل الرسم المقابل جيدا ثم‬
                                                                 ‫ ً‬
                                                               ‫أجب عن السئلة التالية :‬
                                                           ‫1- ما نوع الخلية التي يمثلها‬
     ‫لوح‬                                     ‫لوح‬                         ‫جلفانية‬
                                                        ‫الرسم ؟ ..........................‬
‫ماغنيسيو‬                                    ‫نحاس‬
           ‫-‬                                          ‫2- اكتب البيانا ت المشار‬
             ‫‪e‬‬       ‫)1(‬
                     ‫قنطرة‬
                       ‫000‬
                                                        ‫إليها ذا ت الرقام من ) 1 ( إلى‬
                      ‫ملحية‬                                                         ‫)3(.‬
                                                              ‫3- ما القطب الذي يمثله لوح‬
                                                                                 ‫كاثود‬
           ‫( محلول‬
                ‫)3‬             ‫) 2 (محلول‬                  ‫النحاس ؟ ........................‬
   ‫000000 2+ ‪Mg‬‬
         ‫أيونات‬
                          ‫+‬
                                ‫000000‬
                            ‫أيونات 2‪Cu‬‬
                                    ‫4- ماذا تتوقع مع استمرار عمل الخلية لكل من : - *‬
                                       ‫كتلة لوح الماغنيسيوم ؟ .............................‬
                                                     ‫تقل‬
                                                     ‫يقل‬
                                    ‫* تركيز المادة رقم ) 2 ( ؟.............................‬


     ‫5- احسب القوة المحركة الكهربائية للخلية علما بأن جهود الختزال لكل من كاتيونا ت‬
            ‫النحاس والماغنيسيوم هي ) + 43.0 ( , ) - 73.2 ( فولت على الترتيب .‬
                 ‫) 17.2 فولت (‬
‫أسئلة غير محلولة‬
   ‫س1 : التفاعل التالي يحدث في خلية جلفانية :‬
 ‫2‪ +Cu2 + H‬والمطلوب :‬                 ‫‪+Cu + 2H‬‬
  ‫أ- رسم الخلية كاملة البيانا ت وتحديد اتجاه حركة‬
               ‫اللكترونا ت في الدائرة الخارجية .‬
‫ب- كتابة معادلة التفاعل‬
         ‫الذي يحدث عند كل من النود والكاثود .‬
             ‫ج- كتابة الرمز الصطلحي للخلية .‬
     ‫د - حساب القوة المحركة الكهربائية للخلية‬
  ‫علما بأن جهد اختزال النحاس = + 732.0‬
‫س2: خلية جلفانية رمزها الصطلحي‬
   ‫‪Mg Mg2 +Ni2 Ni‬‬
  ‫فإذا علمت أن جهد الختزال : الماغنيسيوم‬
      ‫= - 63.2 ,النيكل = -52.0 فولت‬
‫والمطلوب :- كتابة معادلة التفاعل الذي يحدث‬
 ‫عند كل من النود والكاثود ب - حساب القوة‬
                  ‫المحركة الكهربائية للخلية‬
‫س3: التفاعل التالي يحدث في خلية جلفانية‬
  ‫+‪Cu+ 2Ag‬‬          ‫والمطلوب : ‪Cu2+ +2Ag‬‬
                  ‫.‪ a‬رسم الخلية كاملة البيانا ت .‬
‫.‪ b‬تحديد اتجاه حركة اللكترونا ت في الدائرة الخارجية‬
‫.‪ c‬كتابة معادلة التفاعل الذي يحدث عند كل من النود‬
                                      ‫والكاثود‬
     ‫د - حساب جهداختزال الفضة علما بأن القوة‬
  ‫المحركة الكهربائية للخلية = 64.0 فولت وجهد‬
               ‫اختزال النحاس = + 43.0 فولت‬
‫س3: التفاعل التالي يحدث في خلية جلفانية‬
   ‫+‪Cu+ 2Ag‬‬             ‫والمطلوب :‪Cu2+ +2Ag‬‬
                     ‫أ- رسم الخلية كاملة البيانا ت .‬
‫ب-تحديد اتجاه حركة اللكترونا ت في الدائرة الخارجية‬

‫ج-كتابة معادلة التفاعل الذي يحدث عند كل من النود‬
                                       ‫والكاثود .‬
      ‫د - حساب جهد اختزال الفضة علما بأن القوة‬
   ‫المحركة الكهربائية للخلية = 64.0 فولت وجهد‬
                 ‫اختزال النحاس = +43.0فولت‬
‫س4 : إذا علمت أن الماغنيسيوم يقع تحت‬
  ‫النيكل في جدول جهود الختزال وأن القوة‬
‫المحركة الكهربائية للخلية المكونة منهما في‬
‫الظروف القياسية = 11.2 فولت والمطلوب‬

             ‫.‪ a‬رسم الخلية كاملة البيانا ت .‬
‫ب- حساب جهد اختزال الماغنيسيوم علما‬
‫بأن حهد أكسدة النيكل = + 52.0 فولت‬
‫س5: إذا علمت أن الحديد يقع فوق‬
‫اللومنيوم في جدول جهود الختزال وأن‬
‫القوة المحركة الكهربائية للخلية المكونة‬
 ‫منهما = ) 22.1( فولت ,احسب جهد‬
‫اختزال الحديد إذا علمت أن جهد اختزال‬
        ‫اللومنيوم = )-66.1( فولت .‬
‫تمارين تطبيقية ص‬
     ‫352‬

‫مراجعة القسم 9 - 2‬
‫القسم 9 - 3‬
      ‫الخليا اللكتروليتية‬
                           ‫مؤاشرا ت الداء :‬
‫*يقارن بين الخليا اللكتروليتية والخليا الفولتية‬
‫* يصف عملية التحليل الكهربائي في تفكك الماء‬
                          ‫وفي إنتاج الفلزا ت .‬

               ‫* يفسر عملية الطلء الكهربائي .‬
 ‫* يصف العملية الكيميائية التي تحدث في الخلية‬
                        ‫القابلة لعادة الشحن .‬
‫الخلايا اللكتروليتية‬
‫كيف تعمل الخلايا اللكتروليتية‬

                                                   ‫خلية جلفانية‬
     ‫خلية إلكتروليتية‬
                                              ‫-‪e‬‬          ‫-‪e‬‬
                                  ‫لوح‬
                               ‫خارصين‬
                                                                      ‫لوح‬
‫-‪e‬‬              ‫-‪e‬‬                                                   ‫نحاس‬




                             ‫محلول كبرايتات‬                        ‫محلول كبرايتات‬
                                    ‫خارصين‬                               ‫نحاس ‪II‬‬

                                                   ‫آنود‬    ‫كاثود‬
‫المركم الرصاصي ) بطاراية السيارة (‬




                                           ‫إناء‬




‫حمض الكبريتيك‬                  ‫ثاني أكسيد الرصاص‬
                        ‫رصاص‬
‫مجموعة‬               ‫فتحة‬      ‫الوصلة القطب‬     ‫مجموعة‬
       ‫اللواح‬    ‫اللكتروليت الوصلة‬   ‫السالبة السالب‬    ‫اللواح‬
                ‫الموجبة‬                                ‫السالبة‬
 ‫الموجبة عازل‬

 ‫اللواح‬
 ‫السالبة‬
‫عازل‬
‫اللواح‬
‫الموجبة‬

 ‫شبكة‬




                                         ‫بطارية السيارة‬
‫تفرايغ المركم‬
 ‫الرصاصي‬
‫تفرايغ المركم الرصاصي‬

                      ‫تترسب كبريتات‬
                     ‫الرصاص ) ‪( II‬‬
                         ‫بمرور الوقت‬
                         ‫على القطاب‬




‫(4‪)PbSO‬‬            ‫(4‪)PbSO‬‬
‫خلل تفرايغ المركم الرصاصي‬
                               ‫النود هو : الرصاص‬
                        ‫معادلة التفاعل عند النود :-‬
‫+24‪Pb -SO‬‬            ‫-‪PbSO4 + 2e‬‬

                  ‫الكاثود هو : ثاني أكسيد الرصاص‬
                      ‫معادلة التفاعل عند الكاثود :-‬
‫-‬
    ‫‪PbO2 + 4H+ +SO42- +2e‬‬        ‫‪PbSO4 +2H2O‬‬

         ‫2 فولت‬   ‫القوة المحركة الكهربائية للمركم =‬
‫ما مجموع القوة المحركة لبطارية السيارة ؟ 21 فولت‬
                                             ‫لماذا ؟‬
‫لن بطارية السيارة تتكون من ) 6 ( مراكم موصولة على‬
  ‫التوالي ، القوة المحركة الكهربائية للمركم = 2 فولت‬
                              ‫خلل تفريغ المركم :‬
‫1- تتغطى اللواح بطبقة من كبريتات الرصاص ) ‪( II‬‬
 ‫بسبب أكسدة الرصاص واختزال ثاني أكسيد الرصاص‬
                   ‫2- يقل تركيز ) كثافة ( الحمض .‬
         ‫3- تضعف القوة المحركة الكهربائية للمركم‬
‫شحن المركم الرصاصي‬
‫شحن المركم الرصاصي‬
‫يتم شحن المركم ) البطارية ( بتيار كهربائي‬
                        ‫من مصدر خارجي .‬
                     ‫خلل عملية الشحن :‬
‫تنعكس التفاعلت السابقة في عملية التفريغ‬
   ‫1- تتحول كبريتات الرصاص ) ‪ ( II‬إلى رصاص‬
 ‫و ثاني أكسيد الرصاص ) أكسيد الرصاص ) ‪( IV‬‬

‫2- يزداد تركيز ) كثافة ( الحمض ليعود إلى‬
                      ‫ما كان عليه أصل .‬
                        ‫. ً‬
‫آنيون‬    ‫الخلايا اللكتروليتية ) التحليلية (‬
‫كاتيون‬


  ‫آنود‬                              ‫كاثود‬
‫- الخلية اللكتروليتية ) التحليلية ( :‬
‫إناء عازل ايحتوي على محلول أو‬
     ‫مصهور المادة اللكتروليتية ومغمور فيه‬
        ‫قطبا ن موصل ن من فلز أو جرافيت (.‬

  ‫الكاثود‬          ‫النود‬

    ‫+‬                ‫ــــ‬     ‫الخلية الجلفانية‬

    ‫ــــ‬              ‫+‬       ‫الخلية التحليلية‬
‫التحليل الكهربائي لمصهور كلورايد الصودايوم‬
                        ‫بطارية‬



                                      ‫-‬        ‫آنود‬
                        ‫-‬
                            ‫‪Cl‬‬
                            ‫-‬
                              ‫‪Cl‬‬       ‫‪e‬‬
                                   ‫- 2‪Cl‬‬
                                       ‫‪e‬‬
          ‫كاثود‬                                       ‫-‬
                                           ‫-‬
                                               ‫‪2Cl‬‬        ‫‪Cl2 + 2e‬‬
                    ‫‪Na +Na‬‬
                        ‫+‬
                    ‫‪Na‬‬    ‫‪Na‬‬

‫-‪2 Na+ + 2 e‬‬      ‫‪2Na‬‬
                                     ‫مصهور ‪NaCl‬‬
‫التحليل الكهربائي لمحلول مخفف من كلورايد الصودايوم‬



                        ‫أكسجين‬                          ‫هيدروجين‬


                ‫عند النود‬
    ‫-‬
        ‫‪2H2O‬‬         ‫‪O2 + 4H+ + 4e‬‬


                   ‫عند الكاثود‬
‫-‬
    ‫‪4H2O + 4e‬‬               ‫-‬
                                ‫‪2H2 + 4OH‬‬
‫التحليل الكهربائي لمحلول مخفف من كلورايد الصودايوم‬
    ‫عند النود يوجد آنيونات الكلوريد وجزيئات الماء‬

  ‫ل يحدث‬                    ‫-‬
                  ‫-‬
                      ‫‪2Cl‬‬         ‫‪Cl2 + 2e‬‬
   ‫يحدث‬      ‫-‬
                 ‫‪2H2O‬‬           ‫‪O2 + 4H+ + 4e‬‬

           ‫جهد التفاعل الول = ) - 6 3.1 (‬
                  ‫والثاني = ) - 32.1 ( فولت‬
‫التحليل الكهربائي لمحلول مخفف من كلورايد الصودايوم‬
                                         ‫عند الكاثود‬
    ‫يوجد كاتيونات الصوديوم وجزيئات الماء‬

   ‫ل يحدث‬           ‫-‪2 Na+ + 2 e‬‬             ‫‪2Na‬‬

  ‫يحدث‬        ‫-‬
                  ‫‪4H2O + 4e‬‬        ‫-‬
                                       ‫‪2H2 + 4OH‬‬

         ‫جهد التفاعل الول = ) - 7.2 ( والثاني =‬
                         ‫) - 38.0 ( فولت‬
‫التحليل الكهربائي لمحلول مركز من كلورايد الصودايوم‬
  ‫باستمرار التحليل الكهربائي يقل حجم الماء فيزداد‬
                                  ‫تركيز اليونات .‬
    ‫عند النود يوجد آنيونات الكلوريد وجزيئات الماء‬
                            ‫-‬
  ‫يحدث‬            ‫-‬
                      ‫‪2Cl‬‬          ‫‪Cl2 + 2e‬‬

‫ل يحدث‬      ‫-‬
                ‫‪2H2O‬‬            ‫‪O2 + 4H+ + 4e‬‬
‫علل : 1- تصاعد الكلور بدل من الكسجين في محلول‬
                    ‫. ً‬
                        ‫كلوريد الصوديوم المركز؟‬

‫علل : 2- تصاعد الكلور بدل من الكسجين في محلول‬
                       ‫. ً‬
‫كلوريد الصوديوم المخفف باستمرار عملية التحليل ؟.‬

    ‫ج 1) و 2( - زيادة تركيز أيونات الكلوريد ترفع‬
    ‫جهد أكسدتها بحيث يصبح أعلى من جهد أكسدة‬
    ‫جزيئات الماء ، فتتأكسد أيونات الكلوريد بدل من‬
       ‫. ً‬
                                     ‫جزيئات الماء‬
‫التحليل الكهربائي لمحلول مركز من كلورايد الصودايوم‬

                                       ‫عند الكاثود‬
  ‫يوجد كاتيونات الصوديوم وجزيئات الماء‬

   ‫ل يحدث‬          ‫-‪2 Na+ + 2 e‬‬            ‫‪2Na‬‬


  ‫يحدث‬       ‫-‬
                 ‫‪4H2O + 4e‬‬        ‫-‬
                                      ‫‪2H2 + 4OH‬‬
‫العوامل المؤثرة في نواتج التحليل‬
     ‫الكهربائي للمحاليل اللكتروليتية‬
                   ‫1- جهد الكسدة والختزال :-‬
      ‫- تحدث الكسدة للنيون ) أو المادة ( الذي‬
                              ‫جهد أكسدته أعلى .‬
      ‫- يحدث الختزال للكاتيون ) أو المادة ( الذي‬
                              ‫جهد اختزاله أعلى .‬
‫س : رتب تصاعديا الكاتيونات التالية حسب أولوية اختزالها‬
                                       ‫. ً‬
            ‫+‬     ‫+2‬    ‫+2‬      ‫+‬
              ‫) نفس التركيز ( : ‪Mg , Cu , Na , H‬‬
   ‫+‬            ‫+‬    ‫2‬      ‫+‬           ‫+‬   ‫2‬
     ‫ثم ‪Na‬‬        ‫ثم ‪Mg‬‬       ‫الترتيب : ‪ Cu‬ثم ‪H‬‬
‫2- تركيز الايونات :-‬

‫- يزداد جهد أكسدة النيون بزيادة تركيزه‬
                           ‫في المحلول‬
                      ‫والعكس صحيح .‬
‫- يزداد جهد اختزال الكاتيون بزيادة تركيزه‬
             ‫في المحلول والعكس صحيح .‬
‫3- نوع مادة القطب :‬
‫• فسر: ايحدث نقص في كتلة النود تدرايجيا عند إجراء‬
           ‫ ً‬
‫التحليل الكهربائي لمحلول كبرايتات النحاس )‪ ( II‬بين‬
 ‫قطبين من النحاس ؟ )علما بأ ن جهد أكسدة : آنيو ن‬
                         ‫ ً‬
‫الكبرايتات = - 8.1،جزايئات الماء = - 32.1 ، قطب‬
                         ‫النحاس = - 43.0 فولت .‬

   ‫• ج : تتنافس ذرات قطب النحاس على عملية‬
 ‫الكسدة ، حيث تتاكسد ذرات النحاس التي جهد‬
                            ‫أكسدتها اعلى .‬
‫أمثلة وتطبيقات على التحليل الكهربائي للمحاليل‬
                  ‫اللكتروليتية‬


‫1- التحليل الكهربائي لمحلول كبرايتات النحاس )‪(II‬‬
            ‫بين قطبين من البلتين أو الجرافيت .‬

                         ‫2- تنقية الفلزات .‬

                       ‫3- الطلء بالكهرباء .‬
‫1- التحليل الكهربائي لمحلول كبرايتات النحاس )‪(II‬‬
            ‫بين قطبين من البلتين أو الجرافيت .‬
  ‫* ماذا ايحدث عند إجراء التحليل الكهربائي لمحلول‬
‫كبرايتات النحاس )‪ ( II‬بين قطبين من الكربو ن أو‬
‫البلتين؟)علما بأ ن جهد أكسدة : آنيو ن الكبرايتات = - 8.1 ،‬
                                             ‫ ً‬
                           ‫جزايئات الماء = - 32.1فولت‬

 ‫وجهد اختزال : كاتيونات النحاس = + 43.0, الماء = - 38.0ف‬

     ‫• ج : يترسب النحاس عند الكاثود ويتصاعد‬
                        ‫الكسجين عند النود .‬
‫محلول كبرايتات النحاس ) ‪( II‬‬
    ‫باستخدام قطبي بلتين أو كربو ن‬
                            ‫النود‬
‫-‬
    ‫‪2H2O‬‬          ‫‪O2 + 4H + 4e‬‬
                         ‫+‬


                               ‫الكاثود‬
‫-‪Cu2+ + 2e‬‬             ‫‪Cu‬‬
    ‫+‬
     ‫تقل ‪ pH‬بسبب زايادة تركيز ‪H‬‬
‫2- تنقية الفلزات‬

‫نحاس غير نقي‬                                ‫نحاس نقي‬
                ‫2‪Cu +Cu‬‬    ‫+‬
                            ‫‪Cu‬‬
                                 ‫2‬

  ‫) آنود (‬                           ‫‪Cu‬‬      ‫) كاثود (‬
                 ‫-- -‬
                ‫‪e ee‬‬
                  ‫2 +-‬
                           ‫+‬
                            ‫‪Cu2 Cu‬‬
                                             ‫محلول كبرايتات‬
                ‫‪e‬‬   ‫‪Cu‬‬
                ‫‪Cu‬‬                            ‫النحاس )‪( II‬‬

             ‫‪Cu‬‬                  ‫النود -‪Cu2+ + 2e‬‬
     ‫-‪Cu2+ + 2e‬‬                ‫‪Cu‬‬           ‫الكاثود‬
         ‫تقل كتلة النود بينما تزداد كتلة الكاثود‬
‫2- تنقية الفلزات‬

‫نحاس غير نقي‬                                ‫نحاس نقي‬
                ‫2‪Cu +Cu‬‬    ‫+‬
                            ‫‪Cu‬‬
                                 ‫2‬

  ‫) آنود (‬                           ‫‪Cu‬‬      ‫) كاثود (‬
                 ‫-- -‬
                ‫‪e ee‬‬
                  ‫2 +-‬
                           ‫+‬
                            ‫‪Cu2 Cu‬‬
                                             ‫محلول كبرايتات‬
                ‫‪e‬‬   ‫‪Cu‬‬
                ‫‪Cu‬‬                            ‫النحاس )‪( II‬‬

             ‫‪Cu‬‬                  ‫النود -‪Cu2+ + 2e‬‬
     ‫-‪Cu2+ + 2e‬‬                ‫‪Cu‬‬           ‫الكاثود‬
         ‫تقل كتلة النود بينما تزداد كتلة الكاثود‬
‫تنقية الفلزات‬
                                      ‫فلز نقي‬
‫فلز غير نقي‬
                                    ‫محلول أيونات الفلز‬

                   ‫الخطوة ) 1 (‬




                          ‫شوائب‬

         ‫الخطوة ) 3 (‬                      ‫الخطوة ) 2 (‬
‫خطوات الطلء بالكهرباء‬
                    ‫) بالفضة (‬
                                             ‫. ً‬
                                             ‫1- تنظف النية جيدا‬
                                     ‫2- تغمر في محلول إلكتروليتي‬
                                          ‫يحوي كاتيونات الفضة أو‬
‫فضة‬                                   ‫سيانيد الفضة البوتاسيومي .‬
‫أنود‬                         ‫آنية‬          ‫3- تجعل النية كاثودا ،‬
                                             ‫. ً‬
                             ‫كاثود‬         ‫والنود قطبا من الفضة‬
                                                        ‫. ً‬
                                                 ‫) أو اسطوانة من‬
                                               ‫الفضة تحيط بالنية (‬
                                             ‫4- يمرر تيار كهربائي‬
       ‫إلكتروليت يحتوي ‪+Ag‬‬               ‫مناسب ولفترة زمنية كافية‬
‫التحليل الكهربائي‬
   ‫ملظحظات‬                   ‫معادلة التفاعل عند‬                     ‫المادة‬

                     ‫-‪2Cl‬‬           ‫-‪2Cl + 2e‬‬      ‫النود 2‪Cl‬‬     ‫مصهور كلورايد‬
‫ايحتوي المصهور‬
   ‫على أايونات‬                                                       ‫الصودايوم‬
    ‫المادة فقط‬   ‫-‪2 Na+ + 2 e‬‬                ‫‪2Na‬‬       ‫الكاثود‬


                        ‫-‬
                            ‫- ‪2Br‬‬        ‫‪Br2 + 2e‬‬      ‫النود‬     ‫مصهور بروميد‬
                                                      ‫الكاثود‬     ‫الرصاص) ‪( II‬‬
                 ‫-‬
                     ‫‪Pb2+ +2e‬‬           ‫‪Pb‬‬
‫التحليل الكهربائي‬
  ‫ملظحظات‬                        ‫معادلة التفاعل عند‬                        ‫المادة‬

‫يحتوي المحلول‬         ‫-‬
                          ‫‪2H2O‬‬          ‫النود ‪O2 + 4H+ + 4e‬‬            ‫محلول كلورايد‬
 ‫على اليونات‬                                                          ‫الصودايوم المخفف‬
   ‫-‬
    ‫‪Na+ , Cl‬‬     ‫-‬
                     ‫‪4H2O + 4e‬‬              ‫-‬
                                                ‫الكاثود ‪2H2 + 4OH‬‬
‫وجزايئات الماء‬
                           ‫-‬
                               ‫-‪2Cl‬‬             ‫‪Cl2 + 2e‬‬    ‫النود‬       ‫محلول كلورايد‬
‫تزداد ‪ pH‬بسبب‬
‫-‬
  ‫‪ - 4H2O + 4e‬زايادة تركيز‪OH‬‬                                          ‫الصودايوم المركز‬
                                        ‫-‬
                                            ‫الكاثود ‪2H2 + 4OH‬‬          ‫) القطاب كربو ن‬
                                                                         ‫أو بلتين (‬
                                                            ‫النود‬      ‫محلول كلورايد‬
                           ‫-‬
                               ‫-‪2Cl‬‬         ‫‪Cl2 + 2e‬‬
                                                                      ‫الصودايوم المشبع‬
                     ‫-‪2 Na+ + 2 e‬‬                  ‫‪2Na‬‬                  ‫) آنود جرافيت‬
                                                            ‫الكاثود‬
                          ‫‪Na + Hg‬‬                  ‫‪Na Hg‬‬               ‫كاثود : زئبق (‬
‫التحليل الكهربائي‬

‫ملظحظات‬                  ‫معادلة التفاعل عند‬               ‫المادة‬


  ‫تقل ‪pH‬‬                                                 ‫محلول كبرايتات‬
‫بسبب زايادة‬   ‫‪2H2O‬‬
              ‫-‬
                               ‫النود ‪O2 + 4H + 4e‬‬
                                      ‫+‬
                                                         ‫النحاس ) ‪( II‬‬
  ‫+‬
   ‫تركيز ‪H‬‬    ‫-‪Cu2+ + 2e‬‬            ‫‪Cu‬‬        ‫الكاثود‬    ‫باستخدام قطبي‬
                                                        ‫بلتين أو كربو ن‬
  ‫تقل كتلة‬                                                ‫محلول كبرايتات‬
                  ‫‪Cu‬‬            ‫النود -‪Cu2+ + 2e‬‬
‫النود بينما‬                                                ‫النحاس )‪( II‬‬
                  ‫-‪Cu2+ + 2e‬‬         ‫‪Cu‬‬       ‫الكاثود‬     ‫باستخدام قطبي‬
 ‫تزداد كتلة‬
                                                               ‫نحاس‬
    ‫الكاثود‬
‫نواتج التحليل الكهربائي‬
‫ملظحظات‬    ‫عند الكاثود‬  ‫عند النود‬             ‫المادة‬
             ‫رصاص‬         ‫مصهور بروميد الرصاص ) ‪ ( II‬بروم‬
            ‫صودايوم‬    ‫غاز الكلور‬     ‫مصهور كلورايد الصودايوم‬
          ‫محلول كلورايد صودايوم مخفف غاز الكسجين هيدروجين‬
  ‫تزداد‬                                ‫محلول كلورايد صودايوم مركز‬
        ‫هيدروجين‬          ‫كلور‬
‫قيمة ‪pH‬‬                               ‫والقطاب من بلتين أو كربو ن‬
                                           ‫محلول كلورايد الصودايوم‬
           ‫صودايوم‬         ‫كلور‬
                                        ‫المشبع والكاثود من الزئبق‬
   ‫تقل‬                                 ‫محلول كبرايتات النحاس ) ‪( II‬‬
‫قيمة ‪pH‬‬      ‫نحاس‬        ‫أكسجين‬        ‫باستخدام قطبي بلتين أو كربو ن‬

                     ‫ايتاكسد النحاس‬     ‫محلول كبرايتات النحاس )‪( II‬‬
             ‫نحاس‬
                         ‫) ايتآكل (‬            ‫باستخدام قطبي نحاس‬

الكيماء الكهربائية

  • 1.
    ‫الفصل 9‬ ‫الكيمياء الكهربائية‬ ‫الصف الثاني عشر العلمي‬ ‫إعداد : راجح شعبان‬
  • 2.
    ‫القسم 9 -1‬ ‫مدخل إلى الكيمياء الكهربائية‬ ‫مؤشرات الداء :‬ ‫* يحدد أجزاء الخلية الكهروكيميائية ووظائفها .‬ ‫* يكتب التفاعلت النصفية الحادثة عند كل من‬ ‫الونود والكاثود .‬
  • 3.
    ‫الكيمياء الكهربائية‬ ‫فرع الكيمياءالذي يتعامل مع تطبيقا ت تفاعل ت‬ ‫السكسدة - اختزال المرتبطة بالكهرباء‬ ‫التيار الكهربائي‬ ‫سيل من اللكتروونات يتحرك خارج البطارية‬ ‫من القطب السالب ونحو القطب الموجب .‬
  • 4.
    ‫+‬ ‫+‬ ‫+‬ ‫+‬ ‫+‬ ‫+‬ ‫+‬ ‫+‬ ‫+‬ ‫+‬ ‫+‬ ‫+‬ ‫+ اليوونات الموجبة‬ ‫ـــ اللكتروونات‬
  • 5.
    ‫التوصيل الكهربائي‬ ‫توصيل أيووني‬ ‫توصيل إلكترووني‬ ‫سببه : اليوونات الحرة‬ ‫سببه : اللكتروونات الحرة‬ ‫موصلت أيوونية‬ ‫موصلت إلكتروونية‬ ‫محاليل ومصاهيراللكتروليتات‬ ‫الفلزات ومصاهيرها‬ ‫مركبات ) أيوونية (‬ ‫عنصر ) الفلز (‬
  • 6.
  • 7.
    ‫الخليا الكهروكيميائية‬ ‫ادرس الشكلينالتاليين ثم اجب عن السئلة التالية :‬ ‫ونعم‬ ‫هل المادتان المتفاعلتان متصلتان ؟‬ ‫تزداد‬ ‫ماذا يحدث لدرجة حرارة المحلول ؟‬ ‫ما اسم الراسب الحمر ؟‬ ‫النحاس‬ ‫لوح خارصين‬ ‫4‪CuSO‬‬ ‫‪Cu‬‬ ‫بعد‬ ‫في البداية‬
  • 8.
    ‫علل: عند وضعلوح من الخارصين في محلول‬ ‫كبريتات النحاس )‪ (II‬فترة مناسبة يترسب‬ ‫طبقة بنية حمراء على اللوح وتقل شدة لون‬ ‫المحلول الرزرق .‬ ‫‪Zn‬‬ ‫‪Zn‬‬ ‫‪2 Cu‬‬ ‫+‬ ‫‪Zn‬‬ ‫+‬ ‫2‪Cu‬‬ ‫+‬ ‫2‪Cu‬‬ ‫بعد فترة‬ ‫في البداية‬
  • 9.
    ‫تحدث عملية أكسدةللخارصين وينتج كاتيوونات الخارصين‬ ‫‪Zn‬‬ ‫-‪Zn 2+ + 2e‬‬ ‫) عديمة اللون (‬ ‫بينما تحدث عملية اختزال لكاتيوونات النحاس ) ‪ ( II‬ذات‬ ‫اللون الرزرق فتقل شدة اللون الرزرق ويترسب طبقة من‬ ‫-‪Cu2+ + 2 e‬‬ ‫النحاس ) بنية حمراء ( ‪Cu‬‬ ‫‪Zn‬‬ ‫‪Zn‬‬ ‫+‬ ‫‪Zn Cu‬‬ ‫2‬ ‫+‬ ‫2‪Cu‬‬ ‫+‬ ‫2‪Cu‬‬ ‫بعد فترة‬ ‫في البداية‬
  • 10.
    ‫ماذا يحدث عنداتصال المادتين المتفاعلتين؟‬ ‫يصاحب اونتقال اللكتروونات طاقة حرارية.‬ ‫ماذا يحدث عند فصل المادتين المتفاعلتين؟‬ ‫يصاحب اونتقال اللكتروونات طاقة كهربائية بدل‬ ‫الحرارة .‬
  • 11.
    ‫مم تتكون الخليةالجلفاونية ؟‬ ‫قنطرة ملحية‬ ‫قطب‬ ‫قطب‬ ‫إلكتروليت‬ ‫إلكتروليت‬ ‫نصف خلية‬ ‫نصف خلية‬
  • 12.
    ‫القطب : موصليستخدم لعمل‬ ‫اتصال سكهربائي مع جزء غير فلزي‬ ‫) أيوني ( في الدارة مثل إلكتروليت .‬ ‫نصف الخلية : القطب المنفرد‬ ‫المغمور في محلول يحتوي على‬ ‫أيوناته .‬
  • 13.
    ‫الخلية الجلفاونية‬ ‫0.0‬ ‫‪Zn‬‬ ‫‪Cu‬‬ ‫‪Zn‬‬ ‫+2‬ ‫‪Cu‬‬ ‫2+‬ ‫هل يمر التيار الكهربائي ؟‬ ‫ولماذا ؟‬
  • 14.
    ‫- النود :القطب الذي تحدث عنده‬ ‫عملية السكسدة .‬ ‫- الكاثود : القطب الذي تحدث‬ ‫عنده عملية الختزال .‬
  • 15.
    ‫ما دور القنطرةالملحية) أو الحاجز‬ ‫المسامي ( ؟‬ ‫حفظ التوارزن اليووني بين ونصفي‬ ‫الخلية حيث يسمح بحركة الشحنة‬ ‫باونتقال اليوونات من ونصف لخر .‬
  • 16.
    ‫ترميزها‬ ‫الخلية الكاملة :‬ ‫يمكن التعبير عن تركيب الخلية الكهروسكيميائية‬ ‫بالترميز التالي من اليسار إلى اليمين :‬ ‫قطب‬ ‫محلول‬ ‫محلول‬ ‫قطب‬ ‫النود‬ ‫النود‬ ‫الكاثود‬ ‫الكاثود‬ ‫الطرف اليسر‬ ‫الطرف اليمن‬ ‫أكســــــــدة‬ ‫اختــــــــزال‬ ‫: يشير إلى القنطرة الملحية .‬
  • 17.
    ‫‪Zn‬‬ ‫‪Zn‬‬ ‫+2‬ ‫-‪+ 2e‬‬ ‫-‪Cu2+ + 2 e‬‬ ‫‪Cu‬‬ ‫يكتب ترميز خلية ) خارصين – ونحاس ( :‬ ‫‪)Zn(S‬‬ ‫‪)Zn‬‬ ‫‪Cu (S‬‬ ‫+2‬ ‫‪)Cu‬‬ ‫+2‬ ‫‪(aq‬‬ ‫‪( aq‬‬ ‫)‬ ‫الطرف اليسر‬ ‫الطرف اليمن‬ ‫أكســــــــدة‬ ‫اختــــــــزال‬
  • 18.
    ‫سؤال :- اكتبترميز الخليا التي تحدث‬ ‫فيها التفاعلت التالية :‬ ‫‪Mg + Pb‬‬ ‫+2‬ ‫‪Mg + Pb‬‬ ‫+2‬ ‫‪Mg‬‬ ‫+‬ ‫‪Mg‬‬ ‫2‬ ‫+‬ ‫‪Pb2 Pb‬‬
  • 19.
    :‫ترميز الخلية‬ Zn +2 Ag+ Z n2+ + 2 Ag Zn + 2 Ag + Ag Zn
  • 20.
    ‫ترميز الخلية‬ 3Mg +2Al 3+ 2Al +3Mg2+ Mg + Mg 2 Al3 + Al
  • 21.
    ‫الخلية الكهروكيميائية :‬ ‫ونظاممن أقطاب وإلكتروليتات تنتج‬ ‫نُ‬ ‫ ً‬ ‫فيها التفاعلت الكيميائية طاقة‬ ‫كهربائية أو ينتج فيها التيار‬ ‫نُ‬ ‫الكهربائي تغيرا كيميائيا ً .‬ ‫ ً‬
  • 22.
    ‫الخليا الكهروكيميائية‬ ‫الخليااللكتروليتية‬ ‫الخليا الفولتية‬ ‫) التحليلية (‬ ‫) الجلفانية (‬ ‫تحول الطاقة الكهربائية‬ ‫تحول الطاقة الكيميائية‬ ‫إلى طاقة كيميائية‬ ‫إلى طاقة كهربائية‬ ‫خليا يحدث فيها تغيرات‬ ‫يحدث فيها‬ ‫كيميائية بسبب مرور تيار‬ ‫تفاعلت كيميائية‬ ‫كهربائي خارجي‬ ‫وينتج تيار كهربائي‬
  • 23.
  • 24.
    ‫الخليا الفولتية أوالجلفاونية‬ ‫القسم 9 – 2‬ ‫مؤشرات الداء :‬ ‫* يصف عمل الخليا الفولتية بما فيها الخليا‬ ‫الجافة ، بطارية السيارة ،خليا الوقود .‬ ‫* يحدد الظروف التي تؤدي على التآكل وطرق‬ ‫منعه .‬ ‫* يصف العلقة بين الجهد والحركة .‬ ‫* يحسب جهد الخلية من جهود القطب القياسية .‬
  • 25.
    ‫الخلية الفولتية أوالجلفاونية‬ ‫تتكون من قطبين مصنوعين من فلزين مختلفين‬ ‫مغمورين في إلكتروليت، تستخدم لتحويل الطاقة‬ ‫الكيميائية إلى كهربائية.‬ ‫تسمى خلية خارصين – ونحاس خلية‬ ‫خلية داونييل‬
  • 26.
    ‫بطارية من حبات الليمون‬
  • 27.
    ‫‪V‬‬ ‫فولتميتر‬ ‫-‬ ‫++ 2‬ ‫‪SO4 K‬‬ ‫‪K‬‬ ‫‪ - e‬لوح‬ ‫قنطرة‬ ‫لوح‬ ‫‪-e‬‬ ‫ملحية‬ ‫ونحاس‬ ‫2 ‪ +Zn‬خارصين‬ ‫‪Cu‬‬ ‫‪Zn‬‬ ‫+‬ ‫2‪Cu‬‬ ‫أيوونات‬ ‫الخلية الفولتية‬ ‫أيوونات‬ ‫خارصين‬ ‫خلية داونييل‬ ‫ونحاس‬
  • 28.
    ‫في الخلية الجلفاونية) خارصين – ونحاس (‬ ‫1- تقل كتلة الونود ) الخارصين ( لماذا ؟‬ ‫+‬ ‫2- يزداد تركيز أيوونات الخارصين ‪Zn‬‬ ‫2‬ ‫في المحلول ، لماذا ؟‬ ‫ج1,2: لونه يتآكل بسبب تأكسد ذرا ت‬ ‫الخارصين إلى سكاتيونا ت الخارصين ،سكما في‬ ‫المعادلة :‬ ‫+2‬ ‫‪Zn‬‬ ‫‪Zn + 2e‬‬ ‫-‬
  • 29.
    ‫3- تزداد كتلةالكاثود ) النحاس ( ، لماذا ؟‬ ‫4- يقل تركيز أيوونات النحاس 2‪ +Cu‬في‬ ‫المحلول ، لماذا ؟‬ ‫ج 3-4: بسبب اختزال سكاتيونا ت النحاس‬ ‫وترسب ذرات النحاس ، سكما يتضح من‬ ‫المعادلة :-‬ ‫+2‬ ‫-‪Cu + 2 e‬‬ ‫‪Cu‬‬
  • 30.
    ‫تتحرك اللكتروونات فيالدائرة الخارجية‬ ‫من الونود)-( إلى الكاثود )+( أي من‬ ‫الخارصين إلى النحاس.‬ ‫سكيف يتم معادلة الزيادة والنقص في ترسكيز‬ ‫اليونا ت في الخلية الجلفانية ؟‬ ‫بانتقال اليونا ت من القنطرة الملحية إلى‬ ‫المحلولين‬
  • 31.
    ‫في خلية ‪Zn/Cu‬تنتقل أيونا ت الكبريتا ت من‬ ‫القنطرة الملحية إلى نصف خلية الخارصين بينما‬ ‫أيونا ت البوتاسيوم إلى نصف خلية النحاس .‬ ‫في الخليةالفولتية تنتقل النيونا ت )السالبة(‬ ‫في القنطرة الملحية إلى النود بينما‬ ‫الكاتيونا ت ) الموجبة ( إلى الكاثود .‬
  • 32.
    ‫أونواع البطاريات‬ ‫خليا‬ ‫بطاريات‬ ‫الوقود‬ ‫غير قابلة‬ ‫بطاريات‬ ‫للشحن‬ ‫قابلة للشحن‬
  • 33.
    ‫أمثلة على الخليةالفولتية‬ ‫* الخليا الجافة ومنها :-‬ ‫خليا الخارصين -الكربون الجافة‬ ‫بطارية الزئبق‬ ‫البطاريات القلوية‬ ‫* خليا الوقود‬ ‫* خلية الصدأ‬ ‫* بطارية السيارة ) تفريغ (‬
  • 34.
    ‫الخليا الجافة ومنها:-‬ ‫1-خليا الخارصين -الكربون الجافة‬ ‫2 - البطاريات القلوية‬ ‫3- بطارية الزئبق‬
  • 35.
    ‫فسر : تسميةالخلايا الجافة بهذا المسم .‬
  • 36.
    ‫خلايا الخارصين -الكربون الجافة‬ ‫مساق كربون‬ ‫فاصل‬ ‫)كاثود(‬ ‫عجينة‬ ‫, 2‪MnO‬‬ ‫2‪ZnCl‬‬ ‫وعاء خارصين‬ ‫‪NH4Cl‬‬ ‫) آنود(‬
  • 37.
    ‫خلايا الخارصين -الكربون الجافة‬ ‫النود هو : الخارصين ) - (‬ ‫معادلة التفاعل عند الونود :‬ ‫‪Zn‬‬ ‫-‪Zn2++ 2e‬‬ ‫ساق الكربون ) + (‬ ‫الكاثود هو :‬ ‫معادلة التفاعل عند الكاثود :‬ ‫-‬ ‫-‬ ‫‪2MnO2 + H2O +2e‬‬ ‫‪Mn2O3 +2OH‬‬
  • 38.
    ‫البطارايات القلواية‬ ‫مسحوق خارصين‬ ‫) آنود(‬ ‫مجمع التيار من‬ ‫النحاس الصفر‬ ‫إلكتروليت ‪,KOH‬‬ ‫كاثود 2‪MnO‬‬ ‫غل ف فوليذي‬
  • 39.
    ‫استخداماتها :-‬ ‫*جهاز تشغيل الرقراص المدمجة المحمول .‬ ‫* الجهزة اللكتروونية الصغيرة .‬ ‫فسر :- ل تحوي البطارايات القلواية مساق كربون ؟‬ ‫حتى تكون أصغر حجما .‬ ‫ ً‬
  • 40.
    ‫البطارايات القلواية )الخلية‬ ‫القلواية الجافة(‬ ‫النود هو :‬ ‫معجون خارصين وهيدروكسيد بوتامسيوم‬ ‫‪Zn + 2OH‬‬ ‫-‬ ‫‪Zn(OH)2+ 2e‬‬ ‫-‬ ‫تفاعل الكاثود هو نفسه في خلية خارصين-‬ ‫كربون الجافة .‬
  • 41.
    ‫بطاراية الزئبق‬ ‫استخداماتها :-‬ ‫خارصين‬ ‫الالت الحاسبة‬ ‫) آنود (‬ ‫سماعات النذن‬ ‫فاصل‬ ‫فل ش الكاميرات‬ ‫غل ف‬ ‫فوليذي‬ ‫‪HgO‬نوبركربون‬ ‫) ) نوبركاثود‬
  • 42.
    ‫بطاراية الزئبق‬ ‫تفاعل النود هو نفسه في الخلية القلواية‬ ‫الجافة .‬ ‫الكاثود هو :‬ ‫-‬ ‫-‬ ‫‪2HgO + H2O +2e‬‬ ‫‪Hg +2OH‬‬
  • 43.
    ‫2‪H2 , O‬‬ ‫خلايا الوقود‬ ‫خلايا فولتية ايتم فيها تزوايد المتفاعلت بامستمرار‬ ‫بينما تتم إزالة النواتج بشكل متواصل.‬ ‫تعمل من حيث المبدأ إلى البد بتحوايل الطاقة‬ ‫الكيميائية إلى طاقة كهربائية .‬
  • 44.
    ‫-‬ ‫‪e‬‬ ‫خلايا الوقود‬ ‫-‬ ‫‪e‬‬ ‫بخار ماء‬ ‫هيدروكسيد‬ ‫بوتامسيوم ، إلكتروليت‬ ‫-‬ ‫‪e‬‬ ‫‪H2O‬‬ ‫-‬ ‫2‪H‬‬ ‫‪OH‬‬ ‫2‪O‬‬ ‫+‬ ‫‪H‬‬ ‫آنود‬ ‫كاثود‬ ‫قطب جرافيت‬ ‫) ــ (‬ ‫)+(‬ ‫مسامي‬
  • 45.
    ‫خلايا الورقود‬ ‫معادلة التفاعل عند الونود :‬ ‫-‬ ‫‪2H2 + 4OH‬‬ ‫-‪4H2O + 4e‬‬ ‫معادلة التفاعل عند الكاثود‬ ‫-‬ ‫-‬ ‫‪O2 +2H2O + 4e‬‬ ‫‪4OH‬‬ ‫التفاعل النهائي :‬ ‫+ 2‪O‬‬ ‫2‪2H‬‬ ‫‪2H2O‬‬
  • 46.
    ‫البطارايات‬ ‫القوة‬ ‫الخلية‬ ‫المحر‬ ‫معادلة التفاعل عند الونود معادلة التفاعل عند الكاثود‬ ‫الفولتية‬ ‫كة‬ ‫-‬ ‫5.1فو‬ ‫‪2MnO2 + H2O +2e‬‬ ‫خارصين‬ ‫لت‬ ‫‪Mn2O3 +2OH Zn‬‬ ‫-‪Zn2++ 2e‬‬ ‫-‬ ‫-كربون‬ ‫2‬ ‫ونفس تفاعل خلية‬ ‫-‪Zn+ 2OH‬‬ ‫البطارايات‬ ‫خارصين - كربون‬ ‫القلواية -‪Zn(OH)2+ 2e‬‬ ‫-‬ ‫‪2HgO + H2O +2e‬‬ ‫ونفس تفاعل‬ ‫بطاراية‬ ‫‪Hg +2OH‬‬ ‫-‬ ‫الزئبق البطاراية القلواية‬ ‫‪2H2+ 4OH‬‬ ‫-‬ ‫خلايا‬ ‫2.1‬ ‫-‬ ‫‪O2 +2H2O + 4e‬‬ ‫3‬ ‫-‬ ‫‪H2O + 4e‬‬ ‫الورقود‬ ‫-‬ ‫‪4OH‬‬
  • 47.
    ‫التآكل ) الصدأ( ومنعه‬ ‫صدأ الحدايد : تحوله إلى أكسيد الحدايد‬ ‫)‪ (III‬المائي ‪.Fe2O3.xH2O‬‬ ‫س : لمايذا ايختلف لون الصدأ ؟‬ ‫ج- لختل ف عدد جزايئات الماء ‪x‬‬
  • 48.
    ‫لحدوث الصدأ فيالحدايد ايلزم توفر:-‬ ‫2- الماء‬ ‫1- الكسجين‬ ‫أكسجين‬ ‫أكسجين‬ ‫) هواء (‬ ‫رقطرة ماء‬ ‫) هواء (‬ ‫حدايد‬
  • 49.
    ‫موقع آنودي‬ ‫موقع كاثودي‬ ‫دهان‬ ‫طبقة ماء‬ ‫توصيل أايوني‬ ‫-‬ ‫حدايد‬ ‫‪e‬‬ ‫توصيل إلكتروني‬
  • 50.
    ‫فيم تنتقل اللكترونات؟‬ ‫فلز الحدايد‬ ‫الماء .‬ ‫ما القنطرة الملحية ؟‬ ‫ما النود ؟‬ ‫مناطق مختلفة من مسطح فلز الحدايد .‬
  • 51.
    ‫أكسجين‬ ‫فسر حدوث صدأ الحدايد ؟‬ ‫) هواء (‬ ‫‪Fe2O3.H2O‬‬ ‫صدأ‬ ‫رقطرة ماء‬ ‫صدأ الحدايد‬ ‫2)‪OH Fe(OH‬‬ ‫-‬ ‫-‬ ‫‪OH‬‬ ‫+2‪Fe‬‬ ‫+2‪Fe‬‬ ‫حفـــــــرة‬ ‫منطقة‬ ‫- منطقة‬ ‫-‪e‬‬ ‫-‪e‬‬ ‫الكاثود‬ ‫-‪ ee‬الكاثود‬ ‫منطقة النود‬ ‫النود‬ ‫‪2 Fe‬‬ ‫-‪2Fe 2+ + 2 e‬‬ ‫4‬ ‫-‪O2 + 2H2 O + 4e‬‬ ‫- ‪4 OH‬‬ ‫الكاثود‬
  • 52.
    ‫فسر : تزدادمسرعة تآكل الفلز‬ ‫بوجود المل ح الذائبة أو ارتفاع‬ ‫حمضية الومسط ؟‬ ‫ج- لزايادة وجود الايونات فتسهل‬ ‫حركة اللكترونات .‬
  • 53.
    ‫حمااية الفلزات منالتآكل‬ ‫طرق منع التآكل‬ ‫1- التغليف بالخارصين .‬ ‫2- الدهان .‬ ‫3- امستخدام النود المتآكل .‬ ‫الجلفنة : تغليف الفوليذ بالخارصين .‬
  • 54.
    ‫الحمااية الكاثوداية :‬ ‫حمااية الفلز بوصله مع فلز آخر ايتأكسد‬ ‫بسهولة أكبر منه .‬ ‫النود المتآكل :‬ ‫الفلز المستخدم في الحمااية الكاثوداية والذي‬ ‫ايتأكسد بسهولة أكبر .‬
  • 55.
    ‫كيف ايقاوم الحدايدالمجلفن الصدأ:-‬ ‫‪ - OH‬أكسجين‬ ‫قطرة ماء‬ ‫2‪O‬‬ ‫2)‪Zn(OH‬‬ ‫) هواء (‬ ‫+2‬ ‫‪Zn‬‬ ‫خارصين ) آنود ( -‪Zn + 2e‬‬ ‫حدايد ) كاثود (‬ ‫‪2 Zn‬‬ ‫عند النود : -‪4 e‬‬ ‫2 + ‪2 Zn‬‬ ‫+2‬ ‫عند الكاثود :‬ ‫-‪O2 + H2 O + 4e‬‬ ‫- ‪4 OH‬‬
  • 56.
    ‫ايستخدم مبدأ الجلفنةفي حمااية :‬ ‫1- خطوط النابيب المدفونة تحت الرض‬ ‫2- الخزانات المصنوعة من الحدايد .‬ ‫3- هياكل السفن المصنوعة من الحدايد .‬ ‫ويتم ذلك بتوصيلها بأوتاد من‬ ‫الخارصين أو الماغنيسيوم .‬
  • 57.
    ‫تربة رطبة‬ ‫- -‬ ‫ماغنيسيوم‬ ‫‪ee‬‬ ‫صهرايج من الحدايد‬ ‫‪Mg‬‬ ‫+‬ ‫2‬ ‫‪Mg‬‬ ‫‪2 Mg‬‬ ‫+2 ‪2 Mg‬‬ ‫-‪+ 2 e‬‬ ‫4‬ ‫عند النود‬ ‫-‪O2 +2 H2 O + 4e‬‬ ‫- ‪4 OH‬‬ ‫عند الكاثود :‬
  • 58.
    ‫تربة رطبة‬ ‫- -‬ ‫ماغنيسيوم‬ ‫‪ee‬‬ ‫صهرايج من الحدايد‬ ‫‪Mg‬‬ ‫+‬ ‫2‬ ‫‪Mg‬‬
  • 59.
    ‫الجهد الكهربائي )الفولتية(:‬ ‫رقوة سحب اللكتروونات أو القوى‬ ‫الدافعة على اللكتروونات‬ ‫التيار الكهربائي :‬ ‫حركة اللكتروونات .‬
  • 60.
    ‫جهود االرقطاب :‬ ‫جهد االختزال :‬ ‫ميل التفاعل النصفي كتفاعل ونصفي‬ ‫للختزال في خلية كهروكيميائية .‬
  • 61.
    ‫الجهد القطبي القياسي:‬ ‫فرق الجهد بين القطب ومحلوله .‬ ‫قطب‬ ‫محلول‬ ‫أايونات الفلز‬
  • 62.
    ‫هل ايمكن قياسالجهد القطبي لفلز عمليا ؟‬ ‫ ً‬ ‫ولمايذا ؟‬ ‫ل‬ ‫لن اللكتروونات ال تنتقل إال إنذا تم التوصيل‬ ‫بين الونود والكاثود ليكوونا دارة تامة.‬ ‫فلز‬ ‫محلول أايونات‬ ‫الفلز‬
  • 63.
    ‫كيف ونقيس الجهدالقطبي لفلز ؟‬
  • 64.
    ‫القطب القيامسي :قطب معلوم الجهد عند‬ ‫0‬ ‫‪ 25 C‬وتركيز 1 مول أايون / لتر وضغط‬ ‫جوي = 1 - في حالة الغاز - .‬ ‫من المثلة على القطاب القيامسية : -‬ ‫قطب الهيدروجين القيامسي‬
  • 65.
    ‫قطب الهيدروجين القيامسي‬ ‫)‬ ‫‪H2(g‬‬ ‫سلك بلتين‬ ‫‪)H2(g‬‬ ‫رقطب بلتين أمسود‬
  • 66.
    ‫رقطب الهيدروجين القياسي‬ ‫الظروف القياسية :-‬ ‫1- درجة الحرارة = 52 س‬ ‫+‬ ‫2- تركيز ] 1 = ] ‪ H‬مول / لتر‬ ‫3- ضغط الغاز = 1 ضغط جوي‬
  • 67.
    ‫التفاعل الذي ايحدثفي قطب الهيدروجين هو :‬ ‫+‬ ‫‪2H‬‬ ‫‪+ 2e‬‬ ‫-‬ ‫2‪H‬‬ ‫الجهد القطبي القيامسي له = صفر‬ ‫, ‪Pt‬‬ ‫‪H‬‬ ‫+‬ ‫2‪H‬‬ ‫رمزه الصطلحي :‬ ‫2‪Pt , H‬‬ ‫أو )في الحالة العكسية ( ‪H‬‬ ‫+‬
  • 68.
    ‫+ 43.0‬ ‫لوح ونحاس‬
  • 69.
    ‫-67.0‬ ‫-67.0‬ ‫لوح‬ ‫خارصين‬
  • 70.
    ‫كيف يستخدم ‪SHE‬لقياس الجهد القطبي‬ ‫لفلز ؟‬ ‫نكون خلية جلفانية أحد نصفيها قطب‬ ‫الهيدروجين القياسي والنصف الخر القطب‬ ‫المطلوب قياس جهده . فيكون الجهد القطبي‬ ‫للفلز مساويا لقراءة الفولتميتر. )لماذا ؟ لن‬ ‫الجهد القطبي القياسي للهيدروجين = صفر .‬
  • 71.
    ‫43.0‬ ‫جهود الختزال‬ ‫القياسية‬ ‫قطب هيدروجين‬ ‫قطب نحاس‬ ‫) كاثود (‬ ‫-‬ ‫) أنود (‬ ‫‪e‬‬ ‫‪HCl‬‬ ‫4‪CuSO‬‬ ‫1 مول/ لتر‬ ‫1 مول/ لتر‬ ‫لكل من كاتيونات الهيدروجين والنحاس ميل لكسب‬ ‫اللكترونات ) للتختزال ( كما في المعادلتين :‬ ‫+‬ ‫-‪2H + 2e‬‬ ‫2‪H‬‬ ‫+2‬ ‫-‪Cu + 2 e‬‬ ‫‪Cu‬‬
  • 72.
    ‫لكن ميل كاتيوناتالنحاس للتختزال أكبر من ميل‬ ‫كاتيونات الهيدروجين .‬ ‫وتكون القوة التي تحرك اللكترونات في الدائرة‬ ‫الخارجية ) الجهد الكهربائي ( تساوي الفرق بين‬ ‫الميلين ، أي الفرق بين جهدي اتختزال القطبين ، أي‬ ‫أن :‬ ‫جهد الخلية ‪= E‬‬ ‫جهد اختزال النحاس ـــ جهد اختزال الهيدروجين‬
  • 73.
    ‫وتحدث عند قطبالنحاس عملية اتختزال :‬ ‫+2‬ ‫-‪Cu + 2 e‬‬ ‫‪Cu‬‬ ‫ويكون هذا القطب هو الكاثود في هذه الخلية‬ ‫كما تحدث عند قطب الهيدروجين عملية‬ ‫+‬ ‫أكسدة : -‬ ‫2‪H‬‬ ‫‪2H + 2e‬‬ ‫ويكون هذا القطب هو النود في هذه الخلية‬
  • 74.
    ‫وبالتالي تكون‬ ‫ــــ جهد اختزال‬ ‫جهد اختزال‬ ‫= تخلية ‪E‬‬ ‫الكاثود‬ ‫النود‬ ‫وقد وجد عمليا أن جهد هذه الخلية = 43.0 فولت‬ ‫ ً‬ ‫وهي تدل على قيمة جهد التختزال القياسي للنحاس ،‬ ‫لماذا ؟‬ ‫لن كاتيونات النحاس اتختزلت فيها .‬
  • 75.
    ‫جهد الكسدة =ــ جهد الختزال للقطب‬ ‫‪Cu + 2e‬‬ ‫+2‬ ‫-‬ ‫‪Cu‬‬ ‫س - إذا كان جهد تفاعل‬ ‫الختزال = 43.0 فولت‬ ‫‪Cu‬‬ ‫-‪Cu2+ + 2e‬‬ ‫فما جهد تفاعل الكسدة ؟‬ ‫لحظ أن تفاعل الكسدة عكس تفاعل الختزال تماما ،‬ ‫لذلك تكون قيمة جهد تفاعل الكسدة تساوي عدديا قيمة‬ ‫جهد تفاعل الختزال ولكن تخالف في الاشارة .‬ ‫43.0 ‪-V‬‬ ‫وعليه يكون جهد تفاعل الكسدة =‬
  • 76.
    ‫-67.0‬ ‫قطب تخارصين‬ ‫قطب هيدروجين‬ ‫) آنود (‬ ‫) كاثود (‬ ‫-‬ ‫4‪ZnSO‬‬ ‫‪e‬‬ ‫‪HCl‬‬ ‫1 مول/ لتر‬ ‫1 مول/ لتر‬ ‫تحدث التفاعلت التالية في هذه الخلية‬ ‫+2‬ ‫‪Zn‬‬ ‫-‬ ‫‪Zn‬‬ ‫‪+ 2e‬‬ ‫+‬ ‫‪2H‬‬ ‫-‪+ 2e‬‬ ‫2‪H‬‬
  • 77.
    ‫س - إذاكان جهد تفاعل الكسدة لللومنيوم‬ ‫= +66.1 فولت فما جهد تفاعل الختزال له ؟‬ ‫جهد الكسدة = ـــ جهد الختزال للقطب‬ ‫جهد تفاعل الختزال لللومنيوم = -66.1 فولت‬
  • 78.
    ‫جهد‬ ‫جهود الختزال‬ ‫التختزال‬ ‫عناصر قليلة النشاط , ‪Cu‬‬ ‫موجب‬ ‫‪Ag , Hg , Pt , Au‬‬ ‫)+(‬ ‫صفر‬ ‫‪2H + 2e‬‬ ‫+‬ ‫-‬ ‫2‪H‬‬ ‫عناصر متوسطة النشاط‬ ‫‪Mg Fe , Zn, Al‬‬ ‫سالب‬ ‫عناصر نشطة جدا مثل :‬ ‫) ــــ (‬ ‫‪Na , Ca , K , Li‬‬
  • 79.
    ‫سالب‬ ‫جهد‬ ‫صفر‬ ‫) ــــ (‬ ‫التختزال‬ ‫موجب‬ ‫)+(‬ ‫زيادة قوة العامل المؤكسد‬ ‫2‪H‬‬ ‫جهود الختزال‬ ‫زيادة قوة العامل المختزل‬
  • 80.
    ‫س1 : رتبتصاعديا الكاتيونات التالية حسب قوتها‬ ‫ ً‬ ‫+‬ ‫+2‬ ‫+2‬ ‫+‬ ‫كعوامل مؤكسدة : ‪Mg , Cu , Na , H‬‬ ‫+‬ ‫2‬ ‫+‬ ‫+‬ ‫2‬ ‫+‬ ‫ثم ‪Cu‬‬ ‫ثم ‪H‬‬ ‫‪Mg‬‬ ‫ثم‬ ‫الترتيب : ‪Na‬‬ ‫س2 : رتب تصاعديا الفلزات التالية حسب قوتها‬ ‫ ً‬ ‫كعوامل مختزلة : ‪Mg , Cu , Na , Fe‬‬ ‫‪Na‬‬ ‫‪ Mg‬ثم‬ ‫الترتيب : ‪ Cu‬ثم ‪ Fe‬ثم‬
  • 81.
    ‫جهود الختزال‬ ‫جهد‬ ‫التختزال‬ ‫موجب‬ ‫كاثود‬ ‫أعلى‬ ‫)+(‬ ‫صفر‬ ‫2‪H‬‬ ‫آنود‬ ‫أسفل‬ ‫سالب‬ ‫) ــــ (‬
  • 82.
    ‫-‪Au3+ + 3e‬‬ ‫‪Au‬‬ ‫ذهب‬ ‫-‪Pt2+ + 2e‬‬ ‫‪Pt‬‬ ‫بلتين‬ ‫عناصر‬ ‫زيادة قوة العامل المختزل‬ ‫-‪Hg2++ 2e‬‬ ‫‪Hg‬‬ ‫قليلة‬ ‫زئبق‬ ‫النشاط‬ ‫-‪Ag+ + e‬‬ ‫‪Ag‬‬ ‫زيادة قوة العامل المؤكسد‬ ‫فضة‬ ‫-‪Cu2+ + 2e‬‬ ‫‪Cu‬‬ ‫نحاس‬ ‫-‪2H + + 2e‬‬ ‫2‪H‬‬ ‫-‪Fe 2++ 2e‬‬ ‫‪Fe‬‬ ‫عناصر‬ ‫-‪Zn2++ 2e‬‬ ‫‪Zn‬‬ ‫متوسطة‬ ‫-‪Mg2++ 2e‬‬ ‫‪Mg‬‬ ‫النشاط‬ ‫-‪Al3+ + 3e‬‬ ‫‪Al‬‬ ‫-‪Na+ + e‬‬ ‫‪Na‬‬ ‫عناصر نشطة جدا‬ ‫مثل :, ‪Na , Ca‬‬ ‫-‪Li + + e‬‬ ‫‪Li‬‬ ‫‪K , Li‬‬
  • 83.
    ‫ملحظات حول جهودالختزال‬ ‫القياسية‬ ‫1- قيم جهود الختزال للتفاعل ت النصفية‬ ‫التي تحت الهيدروجين سالبة‬ ‫والتي فوقه موجبة .‬ ‫2- تكون عملية الختزال للكاتيون أسهل كلما‬ ‫كان جهد اختزاله أعلى .‬
  • 84.
    ‫3- عند تكوينخلية جلفانية من فلزين يكون‬ ‫في السلسلة‬ ‫في السفل‬ ‫النود هو الفلز‬ ‫أي الذي جهد اتختزاله أقل‬ ‫والكاثود هو الفلز في العلى أي الذي جهد‬ ‫اتختزاله أعلى‬ ‫4- تزداد القوة المحركة الكهربائية للخلية‬ ‫الفلزان في السلسلة .‬ ‫الجلفانية كلما تباعد‬
  • 85.
    ‫الجهد الكلي للخلية.‬ ‫0‬ ‫‪ E‬خليةهو‬ ‫جهد للخلية .‬ ‫فرق الجهد.‬ ‫فولتية الخلية‬
  • 86.
    ‫0‬ ‫جهد الختزال القياسي‬ ‫‪E‬‬ ‫0‬ ‫0‬ ‫0‬ ‫= خلية ‪E‬‬ ‫كاثود ‪E‬‬ ‫-‬ ‫آنود ‪E‬‬ ‫0‬ ‫ ً‬ ‫يكون التفاعل تلقائيا‬ ‫موجبة‬ ‫خلية‬ ‫‪E‬‬
  • 87.
    ‫تطبيقا ت علىالخليا الجلفانية‬ ‫مثال ) 1 ( إذا كان جهد الختزال القياسي لكل من كاتيونا ت‬ ‫الخارصين والنحاس يساوي )67.0-( , ) + 43.0+ ( فولت‬ ‫على التوالي احسب جهد الخلية الفولتية .‬ ‫الحل : -‬ ‫∵ جهد اختزال النحاس أعلى من جهد اختزال الخارصين‬ ‫∴ قطب النحاس يكون الكاثود وقطب الخارصين يكون النود‬ ‫0‬ ‫0‬ ‫0‬ ‫= خلية ‪E‬‬ ‫كاثود ‪E‬‬ ‫-‬ ‫آنود ‪E‬‬ ‫0‬ ‫= خلية ‪E‬‬ ‫) 67.0- ( - ) 43.0+(‬ ‫0‬ ‫= خلية ‪E‬‬ ‫‪+ 1.10 V‬‬
  • 88.
    ‫مثال ) 2( إذا علمت أن الماغنيسيوم يقع تحت‬ ‫الرصاص في جدول جهود الختزال وأن جهد‬ ‫اختزال الماغنيسيوم = )-73.2( فولت وأن القوة‬ ‫المحركة الكهربائية للخلية المكونة منهما = 42.2‬ ‫فولت والمطلوب : 1- اكتب المعادلة النهائية للتفاعل‬ ‫2- احسب جهد اختزال الرصاص‬ ‫الحل :‬ ‫الماغنيسيوم يقع أسفل الرصاص‬ ‫فيكون قطب الماغنيسيوم هو النود‬ ‫وقطب الرصاص هو الكاثود‬
  • 89.
    ‫لذا تحدث عمليةالختزال عند قطب الرصاص‬ ‫وعملية الكسدة عند قطب الماغنيسيوم‬ ‫‪Mg‬‬ ‫-‬ ‫أكسدة ‪Mg2+ + 2e‬‬ ‫‪Pb2+ + 2e‬‬ ‫-‬ ‫‪Pb‬‬ ‫اختزال‬ ‫‪Mg‬‬ ‫+‬ ‫+2‪Pb‬‬ ‫+‬ ‫+ 2‪Mg‬‬ ‫المعادلة‬ ‫‪Pb‬‬ ‫النهائية‬
  • 90.
    ‫القوة المحركة الكهربائية=‬ ‫جهد اختزال النود‬ ‫جهد اختزال الكاثود ــــ‬ ‫)رصاص(‬ ‫) ماغنيسيوم (‬ ‫- ) - 73.2 (‬ ‫س‬ ‫42.2=‬ ‫= 42.2 - 73.2‬ ‫س‬ ‫= )31.0 -( فولت‬
  • 91.
    ‫مثال ) 3( خلية جلفانية رمزها الصطلحي‬ ‫والمطلوب :‬ ‫‪Al +Al3 +Ag Ag‬‬ ‫أ- رسم الخلية الجلفانية كاملة البيانا ت موضحا‬ ‫اتجاه حركة اللكترونا ت في الدائرة الخارجية‬ ‫ب- كتابة التفاعل ت النصفية عند كل من‬ ‫النود والكاثود والمعادلة النهائية .‬ ‫جـ - حساب قيمة جهد اختزال الفضة .‬ ‫علما بأن جهد اختزال اللومنيوم ) - 66.1 (‬ ‫فولت والقوة المحركة الكهربائية للخلية =‬
  • 92.
    ‫الحل :‬ ‫‬ ‫التفاعل ت النصفية :-‬ ‫عند النود :‬ ‫لوح‬ ‫لوح‬ ‫-‬ ‫قنطرة‬ ‫‪Al‬‬ ‫-‪Al3+ + 3e‬‬ ‫ألومنيوم‬ ‫‪e‬‬ ‫ملحية‬ ‫فضة‬ ‫عند الكاثود :‬ ‫محلول‬ ‫محلول‬ ‫-‪3Ag+ + 3e‬‬ ‫‪3Ag‬‬ ‫+‬ ‫يحوي 3‪Al‬‬ ‫+‬ ‫يحوي ‪Ag‬‬ ‫المعادلة النهائية ) جمع المعادلتين بعد‬ ‫التأكد من مساواة عدد اللكترونا ت (‬ ‫+‪Al+ 3Ag‬‬ ‫‪Al3+ + 3Ag‬‬
  • 93.
    ‫القوة المحركة الكهربائية=‬ ‫جهد اختزال الكاثود - جهد اختزال النود‬ ‫) ألومنيوم (‬ ‫) فضة(‬ ‫- ) - 66.1 (‬ ‫= س‬ ‫64.2‬ ‫- 66.1‬ ‫64.2‬ ‫س =‬ ‫= 08.0 فولت‬
  • 94.
    ‫سؤال : )دور ثاني – 1002 م (‬ ‫‪V‬‬ ‫تأمل الرسم المقابل جيدا ثم‬ ‫ ً‬ ‫أجب عن السئلة التالية :‬ ‫1- ما نوع الخلية التي يمثلها‬ ‫لوح‬ ‫لوح‬ ‫جلفانية‬ ‫الرسم ؟ ..........................‬ ‫ماغنيسيو‬ ‫نحاس‬ ‫-‬ ‫2- اكتب البيانا ت المشار‬ ‫‪e‬‬ ‫)1(‬ ‫قنطرة‬ ‫000‬ ‫إليها ذا ت الرقام من ) 1 ( إلى‬ ‫ملحية‬ ‫)3(.‬ ‫3- ما القطب الذي يمثله لوح‬ ‫كاثود‬ ‫( محلول‬ ‫)3‬ ‫) 2 (محلول‬ ‫النحاس ؟ ........................‬ ‫000000 2+ ‪Mg‬‬ ‫أيونات‬ ‫+‬ ‫000000‬ ‫أيونات 2‪Cu‬‬ ‫4- ماذا تتوقع مع استمرار عمل الخلية لكل من : - *‬ ‫كتلة لوح الماغنيسيوم ؟ .............................‬ ‫تقل‬ ‫يقل‬ ‫* تركيز المادة رقم ) 2 ( ؟.............................‬ ‫5- احسب القوة المحركة الكهربائية للخلية علما بأن جهود الختزال لكل من كاتيونا ت‬ ‫النحاس والماغنيسيوم هي ) + 43.0 ( , ) - 73.2 ( فولت على الترتيب .‬ ‫) 17.2 فولت (‬
  • 95.
    ‫أسئلة غير محلولة‬ ‫س1 : التفاعل التالي يحدث في خلية جلفانية :‬ ‫2‪ +Cu2 + H‬والمطلوب :‬ ‫‪+Cu + 2H‬‬ ‫أ- رسم الخلية كاملة البيانا ت وتحديد اتجاه حركة‬ ‫اللكترونا ت في الدائرة الخارجية .‬ ‫ب- كتابة معادلة التفاعل‬ ‫الذي يحدث عند كل من النود والكاثود .‬ ‫ج- كتابة الرمز الصطلحي للخلية .‬ ‫د - حساب القوة المحركة الكهربائية للخلية‬ ‫علما بأن جهد اختزال النحاس = + 732.0‬
  • 96.
    ‫س2: خلية جلفانيةرمزها الصطلحي‬ ‫‪Mg Mg2 +Ni2 Ni‬‬ ‫فإذا علمت أن جهد الختزال : الماغنيسيوم‬ ‫= - 63.2 ,النيكل = -52.0 فولت‬ ‫والمطلوب :- كتابة معادلة التفاعل الذي يحدث‬ ‫عند كل من النود والكاثود ب - حساب القوة‬ ‫المحركة الكهربائية للخلية‬
  • 97.
    ‫س3: التفاعل التالييحدث في خلية جلفانية‬ ‫+‪Cu+ 2Ag‬‬ ‫والمطلوب : ‪Cu2+ +2Ag‬‬ ‫.‪ a‬رسم الخلية كاملة البيانا ت .‬ ‫.‪ b‬تحديد اتجاه حركة اللكترونا ت في الدائرة الخارجية‬ ‫.‪ c‬كتابة معادلة التفاعل الذي يحدث عند كل من النود‬ ‫والكاثود‬ ‫د - حساب جهداختزال الفضة علما بأن القوة‬ ‫المحركة الكهربائية للخلية = 64.0 فولت وجهد‬ ‫اختزال النحاس = + 43.0 فولت‬
  • 98.
    ‫س3: التفاعل التالييحدث في خلية جلفانية‬ ‫+‪Cu+ 2Ag‬‬ ‫والمطلوب :‪Cu2+ +2Ag‬‬ ‫أ- رسم الخلية كاملة البيانا ت .‬ ‫ب-تحديد اتجاه حركة اللكترونا ت في الدائرة الخارجية‬ ‫ج-كتابة معادلة التفاعل الذي يحدث عند كل من النود‬ ‫والكاثود .‬ ‫د - حساب جهد اختزال الفضة علما بأن القوة‬ ‫المحركة الكهربائية للخلية = 64.0 فولت وجهد‬ ‫اختزال النحاس = +43.0فولت‬
  • 99.
    ‫س4 : إذاعلمت أن الماغنيسيوم يقع تحت‬ ‫النيكل في جدول جهود الختزال وأن القوة‬ ‫المحركة الكهربائية للخلية المكونة منهما في‬ ‫الظروف القياسية = 11.2 فولت والمطلوب‬ ‫.‪ a‬رسم الخلية كاملة البيانا ت .‬ ‫ب- حساب جهد اختزال الماغنيسيوم علما‬ ‫بأن حهد أكسدة النيكل = + 52.0 فولت‬
  • 100.
    ‫س5: إذا علمتأن الحديد يقع فوق‬ ‫اللومنيوم في جدول جهود الختزال وأن‬ ‫القوة المحركة الكهربائية للخلية المكونة‬ ‫منهما = ) 22.1( فولت ,احسب جهد‬ ‫اختزال الحديد إذا علمت أن جهد اختزال‬ ‫اللومنيوم = )-66.1( فولت .‬
  • 101.
    ‫تمارين تطبيقية ص‬ ‫352‬ ‫مراجعة القسم 9 - 2‬
  • 102.
    ‫القسم 9 -3‬ ‫الخليا اللكتروليتية‬ ‫مؤاشرا ت الداء :‬ ‫*يقارن بين الخليا اللكتروليتية والخليا الفولتية‬ ‫* يصف عملية التحليل الكهربائي في تفكك الماء‬ ‫وفي إنتاج الفلزا ت .‬ ‫* يفسر عملية الطلء الكهربائي .‬ ‫* يصف العملية الكيميائية التي تحدث في الخلية‬ ‫القابلة لعادة الشحن .‬
  • 103.
  • 104.
    ‫كيف تعمل الخلايااللكتروليتية‬ ‫خلية جلفانية‬ ‫خلية إلكتروليتية‬ ‫-‪e‬‬ ‫-‪e‬‬ ‫لوح‬ ‫خارصين‬ ‫لوح‬ ‫-‪e‬‬ ‫-‪e‬‬ ‫نحاس‬ ‫محلول كبرايتات‬ ‫محلول كبرايتات‬ ‫خارصين‬ ‫نحاس ‪II‬‬ ‫آنود‬ ‫كاثود‬
  • 105.
    ‫المركم الرصاصي )بطاراية السيارة (‬ ‫إناء‬ ‫حمض الكبريتيك‬ ‫ثاني أكسيد الرصاص‬ ‫رصاص‬
  • 106.
    ‫مجموعة‬ ‫فتحة‬ ‫الوصلة القطب‬ ‫مجموعة‬ ‫اللواح‬ ‫اللكتروليت الوصلة‬ ‫السالبة السالب‬ ‫اللواح‬ ‫الموجبة‬ ‫السالبة‬ ‫الموجبة عازل‬ ‫اللواح‬ ‫السالبة‬ ‫عازل‬ ‫اللواح‬ ‫الموجبة‬ ‫شبكة‬ ‫بطارية السيارة‬
  • 107.
  • 108.
    ‫تفرايغ المركم الرصاصي‬ ‫تترسب كبريتات‬ ‫الرصاص ) ‪( II‬‬ ‫بمرور الوقت‬ ‫على القطاب‬ ‫(4‪)PbSO‬‬ ‫(4‪)PbSO‬‬
  • 109.
    ‫خلل تفرايغ المركمالرصاصي‬ ‫النود هو : الرصاص‬ ‫معادلة التفاعل عند النود :-‬ ‫+24‪Pb -SO‬‬ ‫-‪PbSO4 + 2e‬‬ ‫الكاثود هو : ثاني أكسيد الرصاص‬ ‫معادلة التفاعل عند الكاثود :-‬ ‫-‬ ‫‪PbO2 + 4H+ +SO42- +2e‬‬ ‫‪PbSO4 +2H2O‬‬ ‫2 فولت‬ ‫القوة المحركة الكهربائية للمركم =‬
  • 110.
    ‫ما مجموع القوةالمحركة لبطارية السيارة ؟ 21 فولت‬ ‫لماذا ؟‬ ‫لن بطارية السيارة تتكون من ) 6 ( مراكم موصولة على‬ ‫التوالي ، القوة المحركة الكهربائية للمركم = 2 فولت‬ ‫خلل تفريغ المركم :‬ ‫1- تتغطى اللواح بطبقة من كبريتات الرصاص ) ‪( II‬‬ ‫بسبب أكسدة الرصاص واختزال ثاني أكسيد الرصاص‬ ‫2- يقل تركيز ) كثافة ( الحمض .‬ ‫3- تضعف القوة المحركة الكهربائية للمركم‬
  • 111.
  • 112.
  • 113.
    ‫يتم شحن المركم) البطارية ( بتيار كهربائي‬ ‫من مصدر خارجي .‬ ‫خلل عملية الشحن :‬ ‫تنعكس التفاعلت السابقة في عملية التفريغ‬ ‫1- تتحول كبريتات الرصاص ) ‪ ( II‬إلى رصاص‬ ‫و ثاني أكسيد الرصاص ) أكسيد الرصاص ) ‪( IV‬‬ ‫2- يزداد تركيز ) كثافة ( الحمض ليعود إلى‬ ‫ما كان عليه أصل .‬ ‫. ً‬
  • 114.
    ‫آنيون‬ ‫الخلايا اللكتروليتية ) التحليلية (‬ ‫كاتيون‬ ‫آنود‬ ‫كاثود‬
  • 115.
    ‫- الخلية اللكتروليتية) التحليلية ( :‬ ‫إناء عازل ايحتوي على محلول أو‬ ‫مصهور المادة اللكتروليتية ومغمور فيه‬ ‫قطبا ن موصل ن من فلز أو جرافيت (.‬ ‫الكاثود‬ ‫النود‬ ‫+‬ ‫ــــ‬ ‫الخلية الجلفانية‬ ‫ــــ‬ ‫+‬ ‫الخلية التحليلية‬
  • 116.
    ‫التحليل الكهربائي لمصهوركلورايد الصودايوم‬ ‫بطارية‬ ‫-‬ ‫آنود‬ ‫-‬ ‫‪Cl‬‬ ‫-‬ ‫‪Cl‬‬ ‫‪e‬‬ ‫- 2‪Cl‬‬ ‫‪e‬‬ ‫كاثود‬ ‫-‬ ‫-‬ ‫‪2Cl‬‬ ‫‪Cl2 + 2e‬‬ ‫‪Na +Na‬‬ ‫+‬ ‫‪Na‬‬ ‫‪Na‬‬ ‫-‪2 Na+ + 2 e‬‬ ‫‪2Na‬‬ ‫مصهور ‪NaCl‬‬
  • 117.
    ‫التحليل الكهربائي لمحلولمخفف من كلورايد الصودايوم‬ ‫أكسجين‬ ‫هيدروجين‬ ‫عند النود‬ ‫-‬ ‫‪2H2O‬‬ ‫‪O2 + 4H+ + 4e‬‬ ‫عند الكاثود‬ ‫-‬ ‫‪4H2O + 4e‬‬ ‫-‬ ‫‪2H2 + 4OH‬‬
  • 118.
    ‫التحليل الكهربائي لمحلولمخفف من كلورايد الصودايوم‬ ‫عند النود يوجد آنيونات الكلوريد وجزيئات الماء‬ ‫ل يحدث‬ ‫-‬ ‫-‬ ‫‪2Cl‬‬ ‫‪Cl2 + 2e‬‬ ‫يحدث‬ ‫-‬ ‫‪2H2O‬‬ ‫‪O2 + 4H+ + 4e‬‬ ‫جهد التفاعل الول = ) - 6 3.1 (‬ ‫والثاني = ) - 32.1 ( فولت‬
  • 119.
    ‫التحليل الكهربائي لمحلولمخفف من كلورايد الصودايوم‬ ‫عند الكاثود‬ ‫يوجد كاتيونات الصوديوم وجزيئات الماء‬ ‫ل يحدث‬ ‫-‪2 Na+ + 2 e‬‬ ‫‪2Na‬‬ ‫يحدث‬ ‫-‬ ‫‪4H2O + 4e‬‬ ‫-‬ ‫‪2H2 + 4OH‬‬ ‫جهد التفاعل الول = ) - 7.2 ( والثاني =‬ ‫) - 38.0 ( فولت‬
  • 120.
    ‫التحليل الكهربائي لمحلولمركز من كلورايد الصودايوم‬ ‫باستمرار التحليل الكهربائي يقل حجم الماء فيزداد‬ ‫تركيز اليونات .‬ ‫عند النود يوجد آنيونات الكلوريد وجزيئات الماء‬ ‫-‬ ‫يحدث‬ ‫-‬ ‫‪2Cl‬‬ ‫‪Cl2 + 2e‬‬ ‫ل يحدث‬ ‫-‬ ‫‪2H2O‬‬ ‫‪O2 + 4H+ + 4e‬‬
  • 121.
    ‫علل : 1-تصاعد الكلور بدل من الكسجين في محلول‬ ‫. ً‬ ‫كلوريد الصوديوم المركز؟‬ ‫علل : 2- تصاعد الكلور بدل من الكسجين في محلول‬ ‫. ً‬ ‫كلوريد الصوديوم المخفف باستمرار عملية التحليل ؟.‬ ‫ج 1) و 2( - زيادة تركيز أيونات الكلوريد ترفع‬ ‫جهد أكسدتها بحيث يصبح أعلى من جهد أكسدة‬ ‫جزيئات الماء ، فتتأكسد أيونات الكلوريد بدل من‬ ‫. ً‬ ‫جزيئات الماء‬
  • 122.
    ‫التحليل الكهربائي لمحلولمركز من كلورايد الصودايوم‬ ‫عند الكاثود‬ ‫يوجد كاتيونات الصوديوم وجزيئات الماء‬ ‫ل يحدث‬ ‫-‪2 Na+ + 2 e‬‬ ‫‪2Na‬‬ ‫يحدث‬ ‫-‬ ‫‪4H2O + 4e‬‬ ‫-‬ ‫‪2H2 + 4OH‬‬
  • 123.
    ‫العوامل المؤثرة فينواتج التحليل‬ ‫الكهربائي للمحاليل اللكتروليتية‬ ‫1- جهد الكسدة والختزال :-‬ ‫- تحدث الكسدة للنيون ) أو المادة ( الذي‬ ‫جهد أكسدته أعلى .‬ ‫- يحدث الختزال للكاتيون ) أو المادة ( الذي‬ ‫جهد اختزاله أعلى .‬ ‫س : رتب تصاعديا الكاتيونات التالية حسب أولوية اختزالها‬ ‫. ً‬ ‫+‬ ‫+2‬ ‫+2‬ ‫+‬ ‫) نفس التركيز ( : ‪Mg , Cu , Na , H‬‬ ‫+‬ ‫+‬ ‫2‬ ‫+‬ ‫+‬ ‫2‬ ‫ثم ‪Na‬‬ ‫ثم ‪Mg‬‬ ‫الترتيب : ‪ Cu‬ثم ‪H‬‬
  • 124.
    ‫2- تركيز الايونات:-‬ ‫- يزداد جهد أكسدة النيون بزيادة تركيزه‬ ‫في المحلول‬ ‫والعكس صحيح .‬ ‫- يزداد جهد اختزال الكاتيون بزيادة تركيزه‬ ‫في المحلول والعكس صحيح .‬
  • 125.
    ‫3- نوع مادةالقطب :‬ ‫• فسر: ايحدث نقص في كتلة النود تدرايجيا عند إجراء‬ ‫ ً‬ ‫التحليل الكهربائي لمحلول كبرايتات النحاس )‪ ( II‬بين‬ ‫قطبين من النحاس ؟ )علما بأ ن جهد أكسدة : آنيو ن‬ ‫ ً‬ ‫الكبرايتات = - 8.1،جزايئات الماء = - 32.1 ، قطب‬ ‫النحاس = - 43.0 فولت .‬ ‫• ج : تتنافس ذرات قطب النحاس على عملية‬ ‫الكسدة ، حيث تتاكسد ذرات النحاس التي جهد‬ ‫أكسدتها اعلى .‬
  • 126.
    ‫أمثلة وتطبيقات علىالتحليل الكهربائي للمحاليل‬ ‫اللكتروليتية‬ ‫1- التحليل الكهربائي لمحلول كبرايتات النحاس )‪(II‬‬ ‫بين قطبين من البلتين أو الجرافيت .‬ ‫2- تنقية الفلزات .‬ ‫3- الطلء بالكهرباء .‬
  • 127.
    ‫1- التحليل الكهربائيلمحلول كبرايتات النحاس )‪(II‬‬ ‫بين قطبين من البلتين أو الجرافيت .‬ ‫* ماذا ايحدث عند إجراء التحليل الكهربائي لمحلول‬ ‫كبرايتات النحاس )‪ ( II‬بين قطبين من الكربو ن أو‬ ‫البلتين؟)علما بأ ن جهد أكسدة : آنيو ن الكبرايتات = - 8.1 ،‬ ‫ ً‬ ‫جزايئات الماء = - 32.1فولت‬ ‫وجهد اختزال : كاتيونات النحاس = + 43.0, الماء = - 38.0ف‬ ‫• ج : يترسب النحاس عند الكاثود ويتصاعد‬ ‫الكسجين عند النود .‬
  • 128.
    ‫محلول كبرايتات النحاس) ‪( II‬‬ ‫باستخدام قطبي بلتين أو كربو ن‬ ‫النود‬ ‫-‬ ‫‪2H2O‬‬ ‫‪O2 + 4H + 4e‬‬ ‫+‬ ‫الكاثود‬ ‫-‪Cu2+ + 2e‬‬ ‫‪Cu‬‬ ‫+‬ ‫تقل ‪ pH‬بسبب زايادة تركيز ‪H‬‬
  • 129.
    ‫2- تنقية الفلزات‬ ‫نحاسغير نقي‬ ‫نحاس نقي‬ ‫2‪Cu +Cu‬‬ ‫+‬ ‫‪Cu‬‬ ‫2‬ ‫) آنود (‬ ‫‪Cu‬‬ ‫) كاثود (‬ ‫-- -‬ ‫‪e ee‬‬ ‫2 +-‬ ‫+‬ ‫‪Cu2 Cu‬‬ ‫محلول كبرايتات‬ ‫‪e‬‬ ‫‪Cu‬‬ ‫‪Cu‬‬ ‫النحاس )‪( II‬‬ ‫‪Cu‬‬ ‫النود -‪Cu2+ + 2e‬‬ ‫-‪Cu2+ + 2e‬‬ ‫‪Cu‬‬ ‫الكاثود‬ ‫تقل كتلة النود بينما تزداد كتلة الكاثود‬
  • 130.
    ‫2- تنقية الفلزات‬ ‫نحاسغير نقي‬ ‫نحاس نقي‬ ‫2‪Cu +Cu‬‬ ‫+‬ ‫‪Cu‬‬ ‫2‬ ‫) آنود (‬ ‫‪Cu‬‬ ‫) كاثود (‬ ‫-- -‬ ‫‪e ee‬‬ ‫2 +-‬ ‫+‬ ‫‪Cu2 Cu‬‬ ‫محلول كبرايتات‬ ‫‪e‬‬ ‫‪Cu‬‬ ‫‪Cu‬‬ ‫النحاس )‪( II‬‬ ‫‪Cu‬‬ ‫النود -‪Cu2+ + 2e‬‬ ‫-‪Cu2+ + 2e‬‬ ‫‪Cu‬‬ ‫الكاثود‬ ‫تقل كتلة النود بينما تزداد كتلة الكاثود‬
  • 131.
    ‫تنقية الفلزات‬ ‫فلز نقي‬ ‫فلز غير نقي‬ ‫محلول أيونات الفلز‬ ‫الخطوة ) 1 (‬ ‫شوائب‬ ‫الخطوة ) 3 (‬ ‫الخطوة ) 2 (‬
  • 132.
    ‫خطوات الطلء بالكهرباء‬ ‫) بالفضة (‬ ‫. ً‬ ‫1- تنظف النية جيدا‬ ‫2- تغمر في محلول إلكتروليتي‬ ‫يحوي كاتيونات الفضة أو‬ ‫فضة‬ ‫سيانيد الفضة البوتاسيومي .‬ ‫أنود‬ ‫آنية‬ ‫3- تجعل النية كاثودا ،‬ ‫. ً‬ ‫كاثود‬ ‫والنود قطبا من الفضة‬ ‫. ً‬ ‫) أو اسطوانة من‬ ‫الفضة تحيط بالنية (‬ ‫4- يمرر تيار كهربائي‬ ‫إلكتروليت يحتوي ‪+Ag‬‬ ‫مناسب ولفترة زمنية كافية‬
  • 133.
    ‫التحليل الكهربائي‬ ‫ملظحظات‬ ‫معادلة التفاعل عند‬ ‫المادة‬ ‫-‪2Cl‬‬ ‫-‪2Cl + 2e‬‬ ‫النود 2‪Cl‬‬ ‫مصهور كلورايد‬ ‫ايحتوي المصهور‬ ‫على أايونات‬ ‫الصودايوم‬ ‫المادة فقط‬ ‫-‪2 Na+ + 2 e‬‬ ‫‪2Na‬‬ ‫الكاثود‬ ‫-‬ ‫- ‪2Br‬‬ ‫‪Br2 + 2e‬‬ ‫النود‬ ‫مصهور بروميد‬ ‫الكاثود‬ ‫الرصاص) ‪( II‬‬ ‫-‬ ‫‪Pb2+ +2e‬‬ ‫‪Pb‬‬
  • 134.
    ‫التحليل الكهربائي‬ ‫ملظحظات‬ ‫معادلة التفاعل عند‬ ‫المادة‬ ‫يحتوي المحلول‬ ‫-‬ ‫‪2H2O‬‬ ‫النود ‪O2 + 4H+ + 4e‬‬ ‫محلول كلورايد‬ ‫على اليونات‬ ‫الصودايوم المخفف‬ ‫-‬ ‫‪Na+ , Cl‬‬ ‫-‬ ‫‪4H2O + 4e‬‬ ‫-‬ ‫الكاثود ‪2H2 + 4OH‬‬ ‫وجزايئات الماء‬ ‫-‬ ‫-‪2Cl‬‬ ‫‪Cl2 + 2e‬‬ ‫النود‬ ‫محلول كلورايد‬ ‫تزداد ‪ pH‬بسبب‬ ‫-‬ ‫‪ - 4H2O + 4e‬زايادة تركيز‪OH‬‬ ‫الصودايوم المركز‬ ‫-‬ ‫الكاثود ‪2H2 + 4OH‬‬ ‫) القطاب كربو ن‬ ‫أو بلتين (‬ ‫النود‬ ‫محلول كلورايد‬ ‫-‬ ‫-‪2Cl‬‬ ‫‪Cl2 + 2e‬‬ ‫الصودايوم المشبع‬ ‫-‪2 Na+ + 2 e‬‬ ‫‪2Na‬‬ ‫) آنود جرافيت‬ ‫الكاثود‬ ‫‪Na + Hg‬‬ ‫‪Na Hg‬‬ ‫كاثود : زئبق (‬
  • 135.
    ‫التحليل الكهربائي‬ ‫ملظحظات‬ ‫معادلة التفاعل عند‬ ‫المادة‬ ‫تقل ‪pH‬‬ ‫محلول كبرايتات‬ ‫بسبب زايادة‬ ‫‪2H2O‬‬ ‫-‬ ‫النود ‪O2 + 4H + 4e‬‬ ‫+‬ ‫النحاس ) ‪( II‬‬ ‫+‬ ‫تركيز ‪H‬‬ ‫-‪Cu2+ + 2e‬‬ ‫‪Cu‬‬ ‫الكاثود‬ ‫باستخدام قطبي‬ ‫بلتين أو كربو ن‬ ‫تقل كتلة‬ ‫محلول كبرايتات‬ ‫‪Cu‬‬ ‫النود -‪Cu2+ + 2e‬‬ ‫النود بينما‬ ‫النحاس )‪( II‬‬ ‫-‪Cu2+ + 2e‬‬ ‫‪Cu‬‬ ‫الكاثود‬ ‫باستخدام قطبي‬ ‫تزداد كتلة‬ ‫نحاس‬ ‫الكاثود‬
  • 136.
    ‫نواتج التحليل الكهربائي‬ ‫ملظحظات‬ ‫عند الكاثود‬ ‫عند النود‬ ‫المادة‬ ‫رصاص‬ ‫مصهور بروميد الرصاص ) ‪ ( II‬بروم‬ ‫صودايوم‬ ‫غاز الكلور‬ ‫مصهور كلورايد الصودايوم‬ ‫محلول كلورايد صودايوم مخفف غاز الكسجين هيدروجين‬ ‫تزداد‬ ‫محلول كلورايد صودايوم مركز‬ ‫هيدروجين‬ ‫كلور‬ ‫قيمة ‪pH‬‬ ‫والقطاب من بلتين أو كربو ن‬ ‫محلول كلورايد الصودايوم‬ ‫صودايوم‬ ‫كلور‬ ‫المشبع والكاثود من الزئبق‬ ‫تقل‬ ‫محلول كبرايتات النحاس ) ‪( II‬‬ ‫قيمة ‪pH‬‬ ‫نحاس‬ ‫أكسجين‬ ‫باستخدام قطبي بلتين أو كربو ن‬ ‫ايتاكسد النحاس‬ ‫محلول كبرايتات النحاس )‪( II‬‬ ‫نحاس‬ ‫) ايتآكل (‬ ‫باستخدام قطبي نحاس‬