الكهربية و الكيمياءالحركية

324

الكهربية الكيمياء علم

وهو الفيزيائية الكيمياء من فرع هوالمشحونة الجزيئات يدرسسلوك

(-ve , +ve )الجزيئات هده وتفاعلالوسط مع البعضاو بعضها مع

. بها المحيط

االقطاب تصنيف

نوعية او طبيعة على القطب نوع يعتمدالقطب جهد نشوء الى يودي الذي التفاعل

بأنها لالقطاب التفاعالت معظم وتتميزفي الموجودة المادة بين تحدث عكسيةالموجودة والمادة ايونية بهيئة المحلوليحدث ايونيةحتى غير بهيئة القطب على

. وايوناته القطب بين االتزانمن مختلفة ياليعرضلالنواع وفيما

االقطاب .

االول : النوع من االقطاب . اوالانواع عدة االقطاب : وهذه

معدن / -1 أيونات معدن قطبمعدن قطب من يتكون الذي النحاس (M) وهو المغمور (CU) مثل

المعدن ايونات محلول النحاسالثنائي (M+n) في ايونات مثل(CU+2) .

القطب : تمثيلM+n / M

CU+2 / CU

القطب : تفاعل M+n + ne M

CU+2 + 2e CU نرنست : معادلة

E = E - RT / nf ln 1 / aM+n

E = E - RT / 2f ln 1 / a CU+2

الالمعدن – / 2 ايونات الالمعدن :قطبالمعدن قطب من يتكون السلينيوم( )Me)وهو في( Seمثل المغمور

الالمعدن ) ايونات الثنائي( )Me-nمحلول السلينيوم ايونات -Seمثل

2. )القطب : تمثيل

Me / Me-n

Se / Se-2

القطب :  تفاعلMe + ne Me-n

Se + 2e Se-2

نرنست :  معادلةE = E - RT / nf ln 1 / a Me

-n

E = E - RT / 2f ln 1 / a Se-2

الغازي – :3 القطبغاز من يتكون الذي مثل( X2 )هو

)H2الهيدروجين ) الكلور( المغمور( Cl2اونفسالغاز ) اليونات محلول مثل( +-Xnفي

(H+( )اوCl-.)خام) , معدني موصل وجود االمر هذا ويتطلبيقوم ولكنه التفاعل في يدخل ال انه بمعنى

عادة , ويستخدم فقط لاللكترونات المانح بدورالغرض ( لهذا البالتين معدن

القطب : تمثيلXn+ / X2 , Pt

H+ / H2 , Pt

القطب : تفاعل2 Xn+ + ne X2

2 H+ + 2e H2

نرنست : معادلةE = E - RT / nf ln ax

2 /( a Xn+ )2

E = E - RT / f ln a H2 /( a H

+)2

الثاني : . النوع من االقطاب ثانيافمنها خاصة اهمية لها االقطاب هذه

مثل القياسية او المرجعية االقطابكلوريد الفضة قطب او الكالوميل قطباالنواع , : عرضلهذه يالي وفيما الفضة

الذوبان – / 1 شحيحة ايوناته المعدن قطباو الكالوميل قطب النوع هذا امثلة ومن

يتكون , وهو الفضة كلوريد الفضة قطببطبقة ) ( مغطى الفضة مثل معدن منالذوبان شحيحة المعدن مركبات احد من

في) ( ومغمور الفضة كلوريد مثلللملح االخر االيون على يحتوي محلول

المعدن ) ( .HClوليسايون

القطب : تمثيلAg , AgCl / HCl

القطب :  تفاعلAgCl + e- Ag + Cl-

نرنست : معادلةE = E0 – RT / 2 F In aAg / aAg

+

الزئبق من يتكون فهو الكالوميل قطب اما(Hg )الزئبقوز كلوريد المالمسلملح(Hg2Cl2 )في المغمور الذوبات الشحيح

البوتاسيوم ) ( .KClكلوريدالقطب : تمثيلHg , Hg2Cl2 / KCl

القطب : تفاعلHg2Cl2 + 2e- 2Hg + 2Cl-

نرنست : معادلة

المعدن – / 2 اكسيد المعدن قطبالمعدن يغطىسطح النوع هذا وفي

يحتوي محلول في ويغمر المعدن بأكسيدوهذه , الهيدروكسيد ايونات على

اليونات بالنسبة عكسية تكون االقطاب(OH-) هذه وتستعمل المحلول في

الحمضية المحليل في مرجعية االقطابلحساب تستعمل وكذلك القاعدية او

على . االمثلة ومن الهيدروجيني الرقميلي ما : ذلك

الثنائي / الزئبق اكسيد الزئبق قطبالقطب : تمثيل

HgO , Hg / OH-

القطب : تفاعلHgO + H2O + 2e Hg + 2OH-

نرنست : معادلةE = E0 - RT / 2F In (aOH

-)2

واالختزال : االكسدة أقطاب ثالثامثل خامل معدن يغمر النوع هذا في

ايونات على يحتوي محلول في البالتيننفسااليونات مع االكسدة حالة في مادة

المعدن , ويقوم االختزال حالة فيبسببه يحدث الذي الوسيط بدور الخامل

النوع ذلك على االمثلة ومن : التفاعليحتوي محلول في المغمور البالتين قطب

النحاسالثنائية ) ايونات ( Cu+2علىالنحاساالحادية ( .+Cu)وايونات

القطب : تمثيلFe3 + , Fe 2+ / Pt

القطب : تفاعلFe3+ + e Fe2+

نرنست : معادلةE = E0 - RT / nF In aFe

2+ / aFe3+

المفردة االقطاب جهودالقطبين جهدي معرفة من خلية اي جهد معرفة يمكن فأنه سابقا ذكر كما

قياسه . يمكن ال المفرد القطب جهد ان نذكر ان المهم ومن لها المكونينللخلية , المكونين القطبين بين الجهد في قياسالفرق يمكن ولكن . تجريبيا

جهده اخر قطب مع يوصل وان البد فأنه مفرد قطب حسابجهد يمكن وحتىيساوي , , ايفطبجهده الصفة بهذه قطب يوجد ال انه وحيث يساويصفرا

يكون , بحيث اختياري قياسي علىقطب االعتماد من البد فأنه لذا صفرانعرف . الغرضفأننا ولهذا المختلفة االقطاب حهود به تقارن مرجعيا قطبايؤخذ . ان على االتفاق تم وقد المرحع القطب انه على الهيدروجين قطب

للصفر مساو انه على الحرارة درجات جميع عند . جهدهمكسوة صفيحة هيئة على البالتين من قطعة من الهيدروجين قطب ويتكونعلى يحتوي محلول في ومغمورة الهيدروجين بغاز وتحاط مجزأ ببالتين

الهيدروجين ) ( .+Hايوناتموال تساوي الهيدروجين ايونات وفاعلية واحد جوا يساوي الغاز ضغط كان فأذا

درجات جميع عند وذلك قياسي بأنه يوصفحينئيذ القطب فأن واحدااصطالحا . تساويصفرا الحالة هذه في الجهد فأن أعاله ذكر وكما الحرارة

الهيدروجين لقطب مبسطا رسما التالي الشكل ويوضح

رسم

Click icon to add picture

نرنست معادلة

لتفاعل) االكترود جهد بين تربط معادلة هيالمواد تركيز وبين معين كهروكيميائي

التفاعل ( في المختزلة والمواد المؤكسدةلجعل ) الالزم الجهد هو القطب يتوقفجهدما ( لفلز معين اتجاه في يسير التفاعل

واضح وهذا المحلول ايوناتهفي تركيز علىوايوناته الفلز بين االتزان معادلة من

OX + ne- Red

جهد بين العالقة نرنست معادلة وتوضحتنصعلى وهي المحلول وتركيز القطب

يلي : مامعادلة

حيث :E. = بالفولت القطب جهد

R = للغازات العام j 8.314الثابت ˆ. المتنقلة= اإللكتورنات عدد

T( = المطلقة الحرارة C0 25 + 273درجة

{M. = }المحلول في الفلز أيونات تركيز E0 =فلز لكل بالنسبة ثابت هو القياسيو الجهد

المتسلسلة) من عليه الحصول يمكنالكهروكيميائية( .

نرنست معادلة الثوابتفي قبم عن عوضنا واذااللوغاليتم ) تساوي( lnوحولنا 2.3logوهي

الحرارة درجة المعادلة 25₀واعتبارنا تصبحكاالتي :

الجلفانية الخاليا

النحاس من قطبين من تتكون Cuوهيالنحاس كبريتات من محلول في مغمور

في معمور الخارصين من واالخرالمحلولين ويفصل الخارصين كبريتات

فقط يسمح مسامي فاصل بعضهما عنالكهربي التيار مرور عند االيونات بتبادل

التالي : الشكل في كما

رسم

Click icon to add picture

طريق عن الخلية قطبي توصيل وعندجلفانوميتر ) + ( سلك خارجية دائرةحدوث مع كهربي تيار مرور نالحظ

االتية : التغيراتالجارصين – 1 قطب نقصوزن

2 – في الخارصين كبريتا تركيز زيادةالمحلول

3 – النحاس قطب وزن زيادةالنحاسفي – 4 كبريتات نقصتركيز

المحلول

من – متحوال الخارصين يذوبقطب أااليونية الحالة الى الفلزية الحالةتركيز ويزداد القطب فينقصوزن

الخارصين . كبريتات محلول

ذراتقطب فيه تفقد تأكسد تفاعل وهوالى متحولة الكتروناتها الخارصين

وعلى , المحلول تركيز من تزيد ايوناتهذه في الخارصين قطب يعتبر ذلك

المصعد . انه الخلية

قطب – من الخارجية الدائرة في االلكترونات تمر بعنده تحدث النحاسالذي الىقطب الخارصين

محلول في النحاسالموجودة اليونات اختزال عمليةنحاستترسب ذرات الى النحاسمتحولة كبريتاتينقصتركيز بينما زونه قيزيد القطب علىسطح

النحاس فيعتبر ذلك النحاسوعلى كبريتات محلولالمهبط . انه الخلية هذه في

المعادلتين : وبجمع

الخارصين قطب بين الكهربي التيار مرور ويستمرالخارطين قطب كل ذوبان يتم النحاسحتى وقطب

كبريتات محلول النحاسمن ايونات كل ترسيب اوالخارجية . الدائرة في الكهربي التيار النحاسفيقف

الكهروكيميائية المتسلسلةفأننا لها القياسي القطب جهد الهيدروجينحسب ومعها الفلزات رتبنا اذا

هذه , التالي الجدول ويبين الكهروكيميائية بالمتسلسلة يعرف ما على نحصللها القيلسي القطب وجهد الشائعة الفلزات اهم بها موضحا المتسلسلة

متسلسلة على ايضا ويحتوي فلز لكل الكتأكسدة والحالة المختزلة والحالةلبعضالالفلزات . مشابهةان : نجد الجدول في وبالنظر

بميلها تتميز النها قطبسالب جهد لها المتسلسلة قمة تحتل التي العناصرلفقد الشديد

مختزلة عوامل العناصر هذه تعتبر ولذلك موجبة ايونات وتكوين ونات االلكترالمتسلسة . اعلى من وبالتدريج المتأكسدة حالتها اختزال الصعب ومن قوية

االحتفاظ مع وذلك االلكترونات لفقد العناصر ميل يقل اسفلها الىقوية ) ( . مؤكسدة عوامل العناصر هذه تعتبر ولذلك اكتسابها او بااللكترونات

مختزال ) ( عامل سالبا قطبا يكون ان يمكن عنصر اي فأن ذلك على وقياساوالماغنسيوم . فالخارصين المتسلسلة في تليه التي للعناصر بالنيبة

االحماض , محاليل في الهيدروجين محل تحل ان ممكن والرصاصوالحديدالهيدروجين محل تحل ان الذهب او الفضة للنحاساو يمكن ال حين في

جدول

∆G و E بين العالقة

الكيميائي الثرموديناميك فيفصل لنا اتضح كماجبسالحرة ) فيطاقة التغير تعتبر ( G∆فأن

التفاعالت تلقائية مدى لمعرفة جيدا مقياساعندما تلقلئيا يكون التفاعل ان ذكرنا حيث

ان اي سالبا جبسالحرة فيطاقة التغير يكون (0 >∆G )عالقة توجد فأنه الحظ ولحسن

جبسالحرة فيطاقة التغير بين بسيطةهي : العالقة وهذه ما خلية او لقطب والجهد

تفاعل( Zحيث ) في المنتقلة االلكترونات عدد( و الموزون )Fالخلية و( فاراداي ( Eوثابت

الحالة . وفي الخلية او القطب جهدهي : متشابهة عالقة توجد القياسية

التالية : الحاالت لنا تتضح اعاله العالقتين ومنتلقائي( .G∆< 0) فأن( E > 0عندما* ) والتفاعل

يكون( G∆= 0) فأن( E = 0عندما )* والتفاعلتوازن . حالة في

غير( G∆> 0) فأن( E < 0عندما )* والتفاعل.تلقائي

القوة قياسات من التوازن ثابتثابت ) °E( الدافعة بين العالقة و الكهربية

و التوازنبالعالقة : التوازن بثابت يرتبط حبسالحرة طاقة القياسيفي التغير فأن سابقا معنا مر كما

و( Rحيث ) الغازات التعويضعن . Tثابت ويمكن المطلقة الحرارة من ( G∆°)درجة يساويها بماعلى ) ( : نحصل حيث المعادلة

العالقة : على نحصل المعادلة هذه وبترتيب

الحرارة( Fو( )R)وبالتعويضعن درجة ان وباعتبار للوحدات الدولي النظام حسب بقيمتها(298K: )الصورة على كتابته يمكن التوازن ثابت فأن

انه : المعادلة هذه من ويتضح( °E> 0) فأن( K > 1عندما* )

( °E< 0) فأن( K < 1عندما )* ( °E= 0) فأن( K = 1عندما )*

من ) اي حساب يمكن انه لنا يتضح هذا المتوفرة( Kاو( )°Eومن المعلومات حسب

الكهربي التحليلالفولتية الخاليا ان السابقة دراستنا من لنا اتضح لقد

فيها) ( يحدث التي الخاليا هي المختلفة بأنواعها الجلفانيةاخرى . وبعبارة كهربي تيار لذلك ويتولد كيميائي تفاعلالعكس وعلى الكهرباء النتاج تستخدم الفولتية فأنالخليةالحداث خلية على كهربي تيار تسليط يمكن فأنه ذلك من

هذه في الخلية وتسمى تلقائيا يتم ال كيميائي تفاعلبالتحليل العملية وتسمى االلكتروليتية بالخلية الحالة

الناحية من مهما الكهربي التحليل ويعتبر الكهربيفي العناصر على الحصول بواسطته يمكن حيث الصناعية

مركباتها . من والكلور الصوديوم مثل نقية حالةالتحليل بعملية المرتبطة بعضالظواهر االن وسنشرح

الكهربي .

التفكك – 1 جهدالتاليين : التفاعلين المثال سبيل على لنأخذ

ويمكن تلقائيا التفاعل هذا ويتم الكلور النحاسالى من االلكترونات تنتقل االول التفاعل ففيانتقال على ويدل تلقائي غير فهو الثاني التفاعل اما فولتية خلية عمل في منه االستفادة

الطاقة . من كافية بكمية يمد عندما اال يتم فلن النحاسولذا الى الكلور من االلكتروناتالنوع : من خلية في يتم االول والتفاعل

االلكتروليتيهو ) التي( CuCl2والمحلول بنفسالطريقة الخلية لهذه القياسي الجهد حساب ويمكنانه : حيثسنجد سابقا ذكرت

يلي : كما الخلية في فيتم الثاني التفاعل اما

الخلية لجهد مساويا القياسيسيكون جهدها فأن السابقة هيعكسالخلية الخلية هذه لن ونظرا-=( فأن , الخلية لهذه بالنسبة انه اي االشارة باختالف ولكن ((.°E)1.01االولى

االلكترونات معاكسفأن وباتجاه االولى الخلية جهد من قليال اكبر بجهد خارجي تيار يوصل وعندماهذه , عند يتم الثانيسوف التفاعل فأن وبالتالي المعاكسايضا باالتجاه تتدفق سوف

الكهربي . التحليل فأن الفولتية الخلية جهد من اقل الخارجي الجهد كون حالة وفي الظروفالتفكك . بجهد الكهربي التحليل عملية لبدء يلزم جهد اقل ويسمى يحدث النحاسلن لكلوريد

اسفل الى اتجهنا كلما سيقل معين وألنيون المعادن امالح لتفكك الالزم الجهد ان الواضح ومنكهربي . تحليل خلية التالي الشكل ويوضح عنها الحديث سبق التي الكهروكيميائية السلسلة

 

رسم

Click icon to add picture

عام فاراداي قام التي 1834وقد القوانين الى وتوصل الكهربي التحليل بدراسة مالتحليل في فاراداي بقوانين القوانين وتسمى الكهربي التحليل تحكم

التحليل . وصفخلية يستحسن فارادايفأنه قوانين فهم يمكن حتى الكهربيالغرض . لهذا المستخدمة الكهربي

او : ) ) ذوبان كيميائي تغير عليها يطرأ التي المادة كمية تتناسب االول القانونفي ( تمر التي الكهرباء كمية مع االقطابطرديا عند غاز تصاعد او ترسيب

الكولوم (. يعرف حيث بالكولوم الهرباء وتقاسكمية االلكترواليتي المحلولالتي . المادة كمية كانت فأذا ولذا الزمن وحدة في المارة االمبيرات عدد بأنه

هي ) تغير عليها هي ( )mطرأ التيار هو( )Iوشدة التيار القانون( tوزمن فأنالصورة : على يكتب االول

أوعليها( . Kحيث ) التيطرأ المادة نوع على يعتمد هذا التناسب وثابت التناسب ثابت

يطرأ التي المادة كمية بأنه ويعرف الكهروكيميائي بالمكافئ ويسمى تغيركولوم – – قدرها الكهرباء من كمية لمرور نتيجة اختزال او اكسدة تغير عليها

هو . : للهيدروجين الكهروكيميائي فالمكافئ واحدهكذا : و للفضة و

التي : ) المواد كميات فأن الكهرباء من نفسالكمية استعمال عند الثاني القانونكانت ( فأذا المكافئة اوزانها مع تتناسبطرديا االقطاب عند تغير عليها يطرأ

(m1( ) 2وm ) الكيميائيان والمكافئان تغير عليهما طرأ اللتين المادتين كتلتا هماهما ) على( 2Eو( )E1للمادتين رياضيا يكتب الثاني القانون فأن التوالي على

الصورة :

من الكمية فأن المثال فعلىسبيلغاز من كمية التيستطلق الكهرباء

قدرها ) سترسب( 1.008gالهيدروجينقدرها ) الفضة من ( 107.88gكمية

وهكذا.....يعرف الكهروكيميائي المكافئ فأن وللعلم

االتية : بالعالقة =(k) الكهروكيميائي المكافئ

التأكل

المعادن يصيب الذي التلف هو التأكلالفلز بين للتفاعل نتيجة تدريجيا

على مدمر تأثير وله المحيط والوسطالى التحول او النحر او كالتفتيت الفلز

الحديد ) ( . في الصدأ مثل اكاسيدالى حيثطبيعته من التأكل تقسيم ويمكنالكيميائي التأكل هما رئيسيين قسمين

الكهروكيميائي والتأكل

الكيميائي : التأكل : اوالمثل والالفلزات الفلزات بين المباشر الكيميائي التفاعل عن وينتج

هذا . يعتمد وال الماء وبخار الكبريت اكسيد وثاني الكلور و االكسجينعلىسريان يعتمد ال كما رطوبة او محاليل وجود على التأكل من النوع

امثلة , , ومن الجاف بالتأكل ايضا النوع يعرفهذا واذلك كهربي تيارالكبريت . اكسيد وثاني االكسجين مع الحديد تفاعل النوع ذلك

ومن , العادية الحرارة درجات في جدا بطيئة تكون الجافة التفاعالت وهذهالعادم صمامات تأكل هو التأكل من النوع هذا يشملها التي االمثلة اهمالحديدية االجزاء وكذلك الداخلي االحتراق لمحركات العادم ومواسير

الوقود , احتراق من الناتجة فالغازات االفران تتعرضلغازات التيباألضافة الكبريت اكسيد ثاني على تحتوي ما غالبا المختلفة بأنواعه

. الزائد واالكسجين الماء بخار الىاسطح جميع على ينتشر منتظم تأكل علىصورة الكيميائي التأكل ويظهر

ذلك, : على ومثال الفلز

) الحديد ) صدأ الحديد : تأكلحياتنا من يوم كل في نراه الذي للتأكل جيدا المعروفة االمثلة من الحديد صدأبطبقة محمية والغير السبائك او الحديد من المعدنية تتعرضاالجزاء حيثوتأكل . الحديد تعرفبصدأ بنية طبقة تكوين الى التأكل من تحميه عازلةواخرى , انودية عملية مختلفتين عمليتين من يتكون كهروكيميائيا الحديد

كاثودية :األنودية : العملية

الكاثودية : العملية

تكون المتأكل للحديد واالنودية الكاثودية المساحات فأن االحيان اغلب وفيتتفاعل االنود عند الناتج الحديدوز ايونات فأن البعضولذلك بعضها من قريبةالحديدوز . هيدروكسيد راسبمن وتعطي الكاثود عند الهيدروكسيد ايونات مع

الى يتأكسد الحديدوز هيدروكسيد من جزء فأن كافي اكسجين وجود وفيكربونات مكونا الهيدروكسيد يتفاعل ان الممكن ومن الحديديك هيدروكسيد

الحديديك , وكربونات الحديديك اكسيد هو الصدأ ان اي الحديديك

التأكل : ) الكهروكيميائي التأكل ثانياالرطب (

التي الكهربية التيارات تأثير تحت التأكل من النوع هذا يحدثاو التأكل الفلز اسطح على جلفانية خاليا تكوين عن تنشأالتفاعالت , لحدوث ويشترط خارجي مصدر عن الناشئةااللكترولتية , المحاليل او الرطوبة وجود الكهروكيميائية

الرطب . بالتأكل احيانا يعرف التأكل من النوع هذا فأن ولذلكللتأكل المسببة الكهربية التيارات تنشأ ان ويمكن

اهمها : مختلفة اسباب من الكهروكيميائيوجود – ) 1 او مختليفين تالمسفلزين نتيجة جلفانية خاليا تكوين

االصلي (. الفلز في فلزية شوائبالمعدن – .2 من جزء على ميكانيكية اجهادات وقوع

متجاورتين – .3 منطقتين في الفلز حرارة اختالفدرجةالكيميائي التأكل من وشيعا اهمية اكثر الكهروكيميائي والتأكل

المعادن . تلف حالت معظم تعزى واليه

المعادن تأكل على تؤثر التي : العوامل

الفلز – :1 نوعاكثر . للتأكل قابليته كانت كلما الكهروكيميائية المتسلسلة اول في كان كلما

الفلز – :2 نقاوة درجةاكثر . للتأكل مقاومته كان كلما نقيا الفلز كان كلما

المتكونة – :3 الطبقة طبيعةالمتكونة الطبقة كانت اذا اما التأكل استمرار تمنع فأنها متماسكة المتكونة الطبقة كانت اذا

التأكل . تمنع ال فأنها متماسكة غيرالوسط – :4 طبيعة

في تتوزع الذائبة االيونات الن وذلك الهواء في منها اسرع بدرجة المحاليل في التأكل يحدثالكهربي . التيار زيادة على وتساعد المحلول

الذائبة – : 5 المواديمنعه : . او التأكل يقلل اخر ونوع التأكل على يساعد نوع نوعان الذائبة المواد

الكلوريد – : , , . ايونات االكسحين ايونات الهيدروجين ايونات التأكل على تساعد التي المواد أحيث – : ) ( الحديد حالة في حمضالنيتريك مثل المؤكسدة المواد وهي التأكل تمنع مواد ب

التأكل . تمنع والتي المتماكسة الحديد اكسيد طبقة تتكون6 . الفلز – على واقعة اجهادات وجود

على – 7 تساعد حمضية مواد وتفرز المعدنية باالجسام تلتصق التي والطحالب البكتريا وجودالتأكل.

التأكل : قياسمعدل

التأكل لقياسمعدل عديدة طرق توجدالوزنية الطريقة هي الطرق هذه وابسطالوزن معلومة معدنية قطعة توضع حيثثم مناسبة زمنية لفترة التأكل فيوسطيمكن ومنه الوزن النقصفي بعدها يقدر

منه يستفاد الذي التأكل معدل حسابللوسط المناسب المعدن اختيار في

المستخدم .

التأكل من الوقاية : طرق

للوسط – 1 المناسب الفلز اختيارالمناسب.

الواقعة – 2 الميكانيكية االجهادات ازالةالفلز . على

والدكو – .3 بالبويات الطالءفي – 4 المدفونة المعدنية االجسام طالء

بالبيتومين ) ( المياه مواسير مثل التربةالتأكل . يمنع الذي

المهبطية – 5 : الوقاية

المعدني الجسم تحويل على هذه تعتمدوهناك , يتأكل فال كاثود الى بأكمله

ذلك : لتنفيذ طريقيتينحمايته – المراد المعدني الجسم يوصل أومن ) ( جهد اقل نشاطا اكثر اخر بفلز

البترول انابيب توصيل ذلك امثلةمن االرضبكتل تحتسطح المدفونة

الشكل : في كما مثال الزنك

رسك

Click icon to add picture

االنود هي الزنك وكتلة الكاثود هي البترول انابيب تصبح حيث. فيتأكل

انابيب – توصيل هي االخرى الطريقة بالكاثود ) ( السالب بالقطب البترول

ويوصل المستمر الكهربي التيار لمصدر ) من ) بقطعة االنود الموجب القطب

الرسم : في كما الخردة الحديد

رسم

Click icon to add picture

المراد االنبوبة تصبح المستمر الكهربي التيار تسليط فعنديتأكل ال بالتالي السلب القطب . حمايتها

التأكل – 6 مثبطات : أضافة

اضيفت اذا مواد هي التأكل مثبطاتمن تقلل لسطح المالمسة للمحاليل

وتنقسم ملحوظة بدرجة التأكل سرعةالى :

عضوية – . غير مثبطات أعضوية – . مثبطات ب

الكهربي والطالء : الترسيب

من رقيقة ترسيبطبقة هو الكهربي الطالءبهدفحمايتها اخر معدن على معين معدنوتتم / . جذابا مظهرا اعطائها او التأكل منالتحليل عملية على اعتمادا الطالء عمليةطالئها المراد المادة توضع حيث الكهربيانود ) ( المريبة والمادة قطبسالب كاثودملح) ( في القطبان ويغمر موجب قطب

التيار يسلط ثم ومن به الطالء المراد المعدنالكاثود على المعدن ايون تفريغ يتم بحيث

الشكل : في كما ترسيبه يتم وبالتالي

رسم

Click icon to add picture

وشدة التركيز مثل الطالء عملية على تؤثر عديدة عوامل ويوجدوغيرها السطح ونظافة . التيار

الكهربية القدرة : بطاريات

السيارات في المستخدمة البطاريات تعطينتيجة الكهربية الطاقة لتوليد جيدا مثال

خالل . فمن كيميائي تفاعل لحدوثتلقائي تفاعل يحدث الكهربي التفريغالفولتية الخلية في يحدث لما مشابه

بتمرير وذلك البطارية شحن اعادة ويمكنعكسالتفاعالت يمكن بحيث خارجي تياروسنشرح . استخدامها ثم ومن السابقةالكهربية . القدرة بعضمصادر بأختصار

الرصاص – 1 مركم : خلية

الجهد الرصاصذات مركم خلية تتكون(12v )النوع من فولتية خاليا منست

والموصلة الشكل في المبينبالتسلسل :

رسم

Click icon to add picture

الرصاصوثاني من اسفنجية صفائح من الخلية وحدة وتتكوناو الفحم من بقطع بينها ويفصل تبادلي الرصاصبوضع اكسيد

الزجاجي ) من glass fiber)الليف مكون الكتروليت في ومغمورةتكون . السابق التصميم وفي الكبريت حمض من مائي محلول

الخلي تعمل وعندما االنود الرصاصهي للتيار صفائح لمصدر ةالرصاص ) ايونات الى الرصاصيتأكسد فأن التي( Pb2الكهربي

الرصاص ) كبريتات هيئة على الحال في عند ( PbSO4تترسب اماالرصاص ايونات الى الرصاصيختزل اكسيد ثاني فأن االنود

التفاعالت ان الرصاصاي كبريتات هيئة على ايضا تترسب التيهي : الحادثة

االنود : عند

الكاثود : عند

والكاثود : االنود عند 

التالي التفاعل هي التفاعالت وخالصة

عند الناتجة الرصاص كبريتات وتتراكمالجزيئية التغطية الى مؤدية القطبين

الرصاص اكسيد الرصاصوثاني لصفائحفأن للتيار كمصدر البطارية تعمل وعندما

من التحقق ويمكن الحمضيقل تركيزااللكتروليت بقياسكثافة البطارية حالةذلك , دل كلما الكثافة قلت وكلما فيها

تفريغها . علىبتمرير البطارية نشاط استعادة ويمكنتنعكسالتفاعالت معاكسبحيث تيار

فيها . الحادثة

التوصيلية : المعايرات

تطبيقات اهم احد التوصيلية المعايرات تعتبراالتية : لالسباب وذلك التوصيل قياسات

حتىفي – 1 النهاية نقطة اليجاد تستخدم هيوهي لالحماضالضعيفة المخففة المحاليلالتقليدية المعايرات استخدام يمكن ال حالة

فيها .الملونة – 2 المحاليل حالة في جدا ناجحة تعتبر

الكاشففيها . استخدام يمكن ال التي 

التعادل : معايراتقوية : وقاعدة حمضقوي معايرة

محلولحمض ) محلول( )HClيعاير ( . NaOHبواسطةذات الهيدروجين ايونات تستبدل الحالة هذه فيالتوصيل ذات الصوديوم بأيونات العالية التوصيلينخفضبالتدريج التوصيلسوف فأن ولذا االقلوعند القوية القاعدة من كمية اليه اضيفت كلما

اضافة اي فأن الحمضوالقاعدة بين التعادل تمامالتوصيل في زيادة عنها تنتج سوف القاعدة منلم المحلول في حرة ايونات وجود من الناشئ

بين العالقة يوضح التالي والشكل تتفاعلالمضافة . القاعدة وحجم التوصيل

رسم

Click icon to add picture

االيونات : هجرة

الحركية الكيمياء

الكيمياء من فرع هي الحركية الكيمياءالتفاعل سرعة يختصبدراسة الفيزيائية

السرعة هذه علي المؤثرة والعواملالمختلفة التفسيرات دراسة وكذلك

التي االلية وكذلك التفاعل حدوث لكيفيةالى متفاعلة مواد من التفاعل بها يتحول

نواتج .

الكيميائية التفاعالت : سرعةالتغير بداللة كيميائي تفاعل اي سرعة عن عادة ويعبر

زمنية فترة خالل التفاعل مكونات ضغط او تركيز فيمعينة .

كيميائي تفاعل اي عن يعبر ان يمكن عام وبشكلبالمعادلة :

المتفاعلة المواد جزئيات ان لنا توضح المعادلة وهذهالواد جزيئات بينما التفاعل حدوث خالل تستهلك

حدوث , نتابع ان يمكننا فأنه عليه وبناء تتكون الناتجةالمتفاعلة المواد تركيز نقصان اما بمتابعة تفاعل اي

في كما الزمن مع الناتجة المواد تركيز زيادة اوالشكل :

رسم

Click icon to add picture

ومرتبته , التفاعل :جزيئيةيمكن انه وحيث البينية الخطوات بميكانيكية التفاعل جزيئية تتعلقفأن البطئ ومنها السريع منها خطوات عدة على يتم ان لتفاعل

فأنها , ولذلك مساره في خطوة ابطأ هي تفاعل سرعة يحدد الذيالخطوة وهذه ومرتبته التفاعل لسرعة المحددة بالخطوة تعرف

التفاعل . رتبة لها بيعا يحدد وبالتالي عمليا تحددتشتركفي التي الجزئيات عدد او الذرات بعدد تفاعل وتعرفجزيئية

ان الضروري ليسمن بينما صحيح عدد دائما والجزيئية التفاعلصحيحا . عددا التفاعل مرتبة تساوي

تجريبيا قياسها يمكن التي السرعة على تعتمد التفاعل مرتبة ) من) التفاعل ميكانيكية على الجزيئية تعتمد بينما للتفاعل عمليا

النظرية . الوجهةانه اال وجزيئيته التفاعل مرتبة بين ارتباط وجود عدم من وبالرغموسوف , لمرتبته مساوية التفاعل جزيئية تكون ان المحتمل من

التالية : االمثلة من ذلك يتضح

والهيدروجين – .1 اليود الى الهيدروجين يوديد تفكك تفاعل ان التجارب اثبتت

الهيدروجين , تركيز مع عمليا التفاعل تتناسبسرعة حيث الثانية المرتبة منلالس مع 2مرفوعا ان( . HI)2اي يجب حيث الجزيئية ثنائي التفاعل ان كما

التفاعل . يحدث لكي بعضهما مع الهيدروجين يوديد من جزيئان يصطدممخفف – . مائي محلول في االسيتون برومة تفاعل ان عمليا اثبت كما ب

التفاعل ) ( تتناسبسرعة حيث الجزيئية ثنائي انه من بالرغم االولى المرتبة منالبروم . تركيز على تعتمد وال فقط االسيتون تركيز مع

خطوات : عدة على الكلي التفاعل ويشتملوالخطوات* , البروم فيها يشترك ال ومرتبته التفاعل لسرعة المحددة الخطوة

التفاعلهي : لهذا المقترحةبطيئة – خطوة أ

معادلة سريعة – خطوة ب

معادلة البطيئة . الخطوة تحكمها التفاعل سرعة ان نرى وبذلك

تجريبيا قياسها يمكن التي السرعة على تعتمد التفاعل مرتبة ان سبق مما ويتضح ) الوجهة) من التفاعل ميكانيكية على الجزيئية تعتمد بينما للتفاعل عمليا

النظرية .

التفاعل : قياسسرعةكيميائي تفاعل الي التفاعل حسابسرعة اجل من

ثابتة حرارة درجة عند التفاعل يجرى المكونات معروفاو , المتفاعلة المواد قياسانخفاضتركيز يمكن بحيث

للزمن . كتابع الناتجة المواد احدى تركيز زيادةالزمنفي مع التركيز تغير لمتابعة الشائعة الطرق ومن

زمنية فترات عند التفاعل من عينات اخذ ما تفاعلبسرعة العينات هذه في التفاعل وايقاف مختلفة

اقل حرارة لدرجة المفاجئ كالتبريد المناسبة بالطرقمادة , باضافة او التفاعل حرارة درجة من بكثير

هذه تحليل ثم ومن التفاعل نوع حسب اخرى كيميائيةالناتجة او المتفاعلة المواد احدى تركيز لتقدير العينات

التجربة . حسب

االولى المرتبة : تفاعالت

واحد جزئ يلزم التفاعالت من النوع هذا مثل فيالتغير , عن التعبير يمكن التفاعل لسريان

بالمعادلة التفاعل اثناء يحدث → Aالذي(Products)( كانت التركيز( aفأذا عن تعبر

للمادة , Aاالبتدائي فرضنا / واذا لتر بالجرامالزمن ) من فترة بعد التركيز( tانه اصبح

(a –x , )فعل لقانون وطبقا اللتر في جزئ جرامزمن . اي عند التفاعل سرعة تكون الكتلة

بالعالقة : التعبير يمكن

الثانية المرتبة : تفاعالت

يكون , التفاعالت من النوع هذا مثل فييلزم الذي الجزيئات من عدد اقلالمعادلتين بأحدى ممثل للتفاعل

االتيتين :

( كانت المواد( aفأذا من كل تركيز عن تعبر( وان , بعد( a-xالمتفاعلة منهما كل تركيز

قدره ) التفاعل من (tزمن

الثالثة المرتبة : تفاعالت

يكون , التفاعالت من النوع هذا مثل فيلسريان الالزمة الجزيئات من عدد اقل

عن التعبير ويمكن ثالثة هو التفاعلاالتية : المعادالت بأحدى الحادث التغير

درجة على التفاعل سرعة اعتماد: الحرارة

معظم سرعات ان للتجارب نيجة وجد لقدارتفعت كلما تزداد الكيميائية التفاعالتعند التفاعل اجراء فعند الحرارة درجة

بين العالقة ورسم مختلفة حرارة درجاتنحصل التفاعل وسرعة الحرارة درجة

: التالي الشكل على

رسم

Click icon to add picture

التفاعالت لمعظم عاما نموذجا السلوك هذا ويعتبرتزداد التفاعل سرعة ان على يدل وهو الكيميائية

درجة . تأثير شرح ويمكن الحرارة لدرجة كتابع بسرعةالنظرية طريق عن التفاعل علىسرعة الحرارةمتوسط ان على تبرهن والتي للغازات الحركية

تتناسبطرديا الجزيئات من لمجموعة الحركية الطاقةدرجة . ارتفاع فأن ولذلك المطلقة الحرارة درجة مع

طاقة لديها التي الجزيئات عدد يزيدمن الحرارةجدا عالية الجزيئات( T1)حركية من محدود عدد فأن

الطاقة وهذه للتفاعل الكافية الطاقة لديه يكونبالرمز ) لها ويرمز النتشيط طاقة وعند( Eaتسمى

حرارة ) الجزيئاتسوف( T2درجة من اكبر عدد فأنوبالتالي للتفاعل الالزمة التنشيط طاقة لديه يكون

ايضاح . ويمكن اكبر بسرعة يحدث التفاعلسوف فأن : التالي الشكل بواسطة التأثير هذا

رسم

Click icon to add picture

لديها التي الجزيئات عدد المنحنيين تحت المظللة المساحة توضح حيثان . مالحظة ويمكن اكثر او التنشيط طاقة تساوي حركية طاقة

المنخفضة عند منها العالية الحرارة درجات عند اكبر تكون . المساحة

العالية الحرارة درجات عند انه يعني وهذاطاقة الجزيئات من كثير اعدد سيكون

ان اي تتصادم عندما تتفاعل لكي كافيةدرجة بزدياد تزداد التفاعل سرعة

ثابت قيمة فأن اخر وبتعبير الحرارةالتفاعل ارتفعت( k)سرعة كلما ستزداد

الحرارة . درجة

التنشيط : طاقةبعضها مع تتفاعل كي المتفاعلة المواد جزئيات تحتاج

تسمى . الجزيئات باختالف يختلف الطاقة من مقدارابالرمز لها ويرمز التنشيط بطاقة الطاقة ( . Ea)هذه

لتكسير الالزمة الطاقة هذه التنشيط طاقة وتمثللتحرير او المتفاعلة الجزيئات في الموجودة الروابطاخرى . الى ذرة من تتنتقل كي الخارجية االلكترونات

بطيئا , التفاعل يكون كبيرة التنشيط كانتطاقة فكلماالتنشيطصغيرة كانتطاقة كلما سريعا التفاعل ويكون

تتحول ال المتفاعلة الجزيئات فان الفكرة لهذه ووفقاطاقة لديها تكون ان يجب بل ناتجة مواد الى مباشرة

التل تشبه وهي التنشيط طاقة حاجز على للتغلب كافيةالحهة الى االنتقال قبل قمته الى نصل ان يجب الذي

التالي : الشكل من واضح وهذا االخرى

رسم

Click icon to add picture

النقطة اما( , A)تمثل المتفاعلة المواد طاقة معدل الشكل فيالنقطة( , Dالنقطة ) تمثل كما الناتجة المواد طاقة فتمثل

(B )موجودة عندئذ الجزئيات وتكون المنشطة الجزيئات طاقةالمسافة . ) وتمثل المنشطة الحالة طاقة( ABفي حاجز

التنشيط ) طاقة قيمتها وتساوي يمكن( Ea1التنشيط والتيالجزئيات : تحتاجه الطاقة من مقدار اقل بأنها تعريفها

النقطة ) عند المنشطة( Aالمتفاعلة الحالة الى لتصلتتصادم , التي فالجزئيات النواتج تكوين على قادرة وتكون

طاقة لمستوى االقل على مساوية طاقة لديها تكون ان دونناتجة( .Bالنقطة ) مواد الى تتحول ان يمكن ال

او المثمر بالتصادم ناتجة مواد الى يؤدي الذي التصادم ويعرفتعبر وان البد المتفاعلة الجزئيات ان سبق مما يتضح النشط

من( , ABDالطريق ) المرور يمكنها ال وانه النواتج لتكوين)Aالنقطة ) تتغلب( Dالى( وان البد اخر وبتعبير مباشرة

ان قبل التنشيط طاقة حاجز على المتفاعلة الجزيئاتنواتج . تتحول