e-

مسامي حاجزخارصين(أنود)

نحاس( كاثود(

CuSO4 محلول

ZnSO4 محلول

الكهربائية الكيمياء

الكهربائية األكسدة: الكيمياء تفاعالت تطبيقات مع يتعامل الذي الكيمياء فرع. بالكهرباء المرتبطة اختزال

: الكهربائي السلك- : .1التوصيل عبر االلكترونات حركة اإللكتروني التوصيلوالقنطرة- .2 المحلول االيونات حركة أي األيوني التوصيل

متصلتين* المادتان كانت مباشر إذا في بشكل الخارصين من ساق وضع مثلنحاس ( كبريتات على): IIمحلول للطاقة انتقال ذلك ويصاحب اإللكترونات تنتقل

وبالتالي حرارة حرارة صورة درجة تيار المحلول ترتفع ينتج كهربائي .والنحاس* ( كبريتات محلول في الخارصين من ساق وضع عند يحدث ؟) IIماذا

المحلول- 1 حرارة درجة األزرق- 2ترتفع اللون شدة محمر- 3تقل بني راسب تقل- 4ينتجالخارصين ساق .كتلة

) : نحاس كبريتات محلول في الخارصين من ساق وضع عند شدة ) :IIفسر تقلالخارصين - - . ساق كتلة وتقل محمر بني راسب وينتج األزرق اللون

الخارصين ساق من جزء ويتآكل خارصين كاتيونات إلى الخارصين ذرات تتأكسدكتلته فتقل

Zn Zn +2 +2e- ) بني راسب نحاس ذرات إلى النحاس كاتيونات تختزل بينما ) لون) األزرق اللون شدة وتقل Cu+2 : ( Cuمحمر

Cu+2 +2e - :كبريتات محلول في الخارصين من ساق وضع عند كهربائي تيار ينتج ال فسر

) .IIنحاس (بحاجز مفصولين وغير واحد وعاء في يحدثان واالختزال األكسدة تفاعلي ألن

تنتقل وال االختزال إلى التأكسد من مباشرة اإللكترونات تنتقل وبالتالي مساميالقطبين . بين خارجية دائرة في موصل عبر

الكهروكيميائية : الخالياالمادتين عند ذلك ( ) فصل ويصاحب اإللكترونات تنتقل تختزل والتي تتأكسد التي

كهرباء صورة على للطاقة المادتين ويتم انتقال أو فصل مسامي حاجز بإستخدامملحية . قنطرة

)القطب في : ( أيوني فلزي غير جزء مع كهربائي اتصال لعمل يستخدم موصلالدائرة .

الخلية إلكتروليتية : ( )نصف أيوناته على يحتوي محلول في المغمور المنفرد القطب.

األكسدة : .اآلنود عملية عنده تحدث الذي القطباألختزال : .الكاثود عملية عنده تحدث الذي القطب

الكهروكيميائية دانييل :Zn/Cuالخلية خلية وتسمى

السابقة ( ) التفاعالت نفس تحدث

-Zn Zn+2 + 2eأكسدة * 1

e-

تركيز - ويزداد الخارصين قطب كتلة . Zn+2تقل Cu+2 + 2e- Cuاختزال *

النحاس - . قطب كتلة تزدادالنحاس - ( كاتيونات تركيز لنقص األزرق اللون شدة المحلول ) Cu+2تقل في

حركة* ( ) تتوازن حتى األيونات بتبادل الملحية القنطرة أو المسامي الحاجز يسمحالمحلول . في األيونات حركة مع السلك عبر اإللكترونات

الخارجي ( ) . السلك عبر الكاثود إلى اآلنود من اإللكترونات تتحرك ـ. ( ) المسامي- الحاجز عبر الكاثود إلى اآلنود من اآلنيونات السالبة األيونات تتحرك

المسامي- ( ) الحاجز عبر اآلنود إلى الكاثود من الكاتيونات الموجبة األيونات تتحرك.

؟* الملحية القنطرة أو المسامي الحاجز دور ماالخلية في ضروريا الملحية القنطرة أو المسامي الحاجز استخدام يكون لماذا أو

؟ الكهروكيميائيةعلى الشحنة تتجمع ال بحيث ، الخلية نصفي بين األيوني التوازن على للمحافظة

الدائرة . وغلق ، األيونات بمرور وتسمح ، األوان قبل التفاعل ويتوقف ، األقطابالكهروكيميائية* : الخاليا أنواع

جلفانية 1 أو فولتية خاليا تحليلية 2ـ أو إلكتروليتية خاليا ـ : ( للخلية- ( االصطالحي الرمز الكهروكيميائية الخلية ترميز

األنود / // / قطب األنود محلول الكاثود محلول الكاثود قطبالتالي* : التفاعل فيها يحدث التي الخلية ترميز اكتب

1- Zn + Cu+2 Zn+2 + Cu 2- 2 Al + 3Fe+2 2Al+3 + 3 Fe

/ Zn / Zn+2 // Cu+2 / Cu 2- Al / Al+3 // Fe+2- 1اإلجابة : Fe

التبرير- : مع علميا المنسجم غير البديل ما

Mg / Mg+2 // Ag+ / Ag Al / Al+3 // Fe+2 / Fe Zn / Zn+2 // Cu+2 / Cu Cu+2 / Cu // Ag+ / Ag

الباقي : Cu+2 / Cu// Ag+ / Agالبديل : مثل فولتية خلية ترميز تمثل ال التبريررمزها * كهروكيميائية والمطلوب :Mg / Mg+2 //Cd+2 / Cdخلية

الرسم- . على اإللكترونات حركة وتوضيح البيانات كاملة الخلية رسمعند- : التفاعل معادلة كتابة

Cd+2 + 2e- Cdالكاثود : -Mg Mg+2 + 2eاآلنود : الكلي : Mg + Cd+2 Mg+2 +Cdالتفاعل

ولماذا؟- ؟ الماغنسيوم قطب لكتلة يحدث ماذايتآكل ( ) يتأكسد المغنيسيوم ألن ، -Mg Mg+2 + 2eتقل

ولماذا؟- ؟ الكادميوم قطب لكتلة يحدث ماذاالكادميوم ذرات إلى تختزل الكادميوم كاتيونات ألن ، -Cd+2 + 2eتزداد

Cd

2

ولماذا؟- ؟ الماغنسيوم كاتيونات لتركيز يحدث ماذاالماغنسيوم يزداد كاتيونات إلى تتأكسد المغنيسيوم ذرات ألن ،Mg Mg+2 +

2e- ولماذا؟- ؟ الكادميوم كاتيونات لتركيز يحدث ماذا

الكادميوم ذرات إلى تختزل الكادميوم كاتيونات ألن ، -Cd+2 + 2eيقل

Cd

- اختزال؟- أكسدة تفاعل هي كهروكيميائية لخلية النهائية الكيميائية النتيجة هلإجابتك . فسر

األكسدة تفاعل ليكونا يتحدان القطبين عند يحدثان اللذان النصفيان التفاعالن ، نعمالنهائي– . اختزال

الفولتية الخاليالتحويل التلقائية اختزال ـ األكسدة تفاعالت تستخدم خاليا طاقة هي إلى ال كيميائية الطاقة

كهربائية .الفولتية : الخاليا أنواع

الجافة- 1 الفلزات- 2الخاليا الحديد( )تآكل الوقود- 3 صدأ خالياالتفريغ- .4 خالل الشحن إلعادة القابلة الخاليا

الجافة الخاليا أنواعالجافة- 1 ـ الكربون الخارصين القلوية- 2بطارية بطاريات- 3البطاريات

الزئبق .الماء : . تتضمن كيمياءها أن رغم االسم بهذا الجافة الخاليا تسمية فسر

التي الخاليا من أجف فهي وبالتالي إلكتروليت بصفة رطب معجون فيها يستخدمالمحاليل . تستخدم

الخليةالبطارية/

األنود الكاثود مادة اإللكتروليمادةت

خارصين-كربون

NH4Clكربونخارصين

المنجنيز خارصينالقلوية أكسيد KOHثاني، خارصينالزئبق ///Hgكربون

الوقود يحتوي خاليا مسامي جرافيتفلزي حفاز

يحتوي مسامي جرافيتفلزي حفاز

KOH

الحديد ///حديدحديدصدأ3

الخليةالبطارية/

األنود عند الكاثود التفاعل عند االستخدامالتفاعل

خارصين-الجافة كربون

Zn Zn+2 + 2e-2MnO2 +H2O +2e- Mn2O3 + 2OH-

كهربائية مصابيحيدوية

-Zn+2OHالقلوية Zn(OH)2+2e-

أعاله التفاعل تشغيل نفس جهازالمدمجة – األقراص

اإللكترونية األجهزةالصغيرة

أعاله الزئبق التفاعل -HgO+H2O+2eنفس Hg +2OH-

- السمع تقوية وسائل- الحاسبة اآلالت

الكاميرا فالشالوقود -2H2+4OH- 4H2O+4eخاليا

O2 +2H2O + 4e- 4OH-

للحصول- الماء سفن

والكهرباء الماء علىالحديد أعاله -2Fe 2Fe+2 + 4eصدأ التفاعل ////نفس

. - األلكترونات نقل ؟ الجافة كربون خارصين في الكربون ساق دور ما ـالبيئة- : . تلوث الزئبق بطارية

- 1علل : كربون- خارصين خاليا من حجما أصغر القلوية البطارية تكون أن يمكنالجافة .

الكربون . ساق من خلوها بسببالبطارية و الجافة كربون ـ خارصين خلية بين اختالف ووجهي تشابه وجهي اكتب

القلوية .كربون ـ خارصين القــلــويــــة خلية البطــــــارية

كربون ساق خلية تحوي كالهمافولتية

ساق تحوي الكربون

اإللكتروليت :NH4Cl

فيهما اآلنودخارصين

KOHاإللكتروليت :

الوقود تزويدها : خاليا يتم حيث األبد إلى المبدأ حيث من تعمل أن يمكن فولتية خاليا

باستمرار . النواتج وإزالة بالمتفاعالتواألكسجين : المتفاعالت وماء : النواتجالهيدروجين كهرباء

األبد- 1 : ميزاتها إلى المبدأ حيث من تعمل أن شحن- 2يمكن إعادة إلى تحتاج ال 3 - بيئيا - 4آمنة جدا فعالة

النهائي التفاعل 2H2 + O2 2H2Oـوماء - كهربائية طاقة للحصول الفضاء سفن في ؟ الوقود خاليا تستخدم فيم ـ

السيارات . تشغيل؟* الجافة الخاليا عن الوقود خاليا تتميز بم

4

الوقود لألبد خاليا بشكل تعمل النواتج وإزالة باستمرار بالمتفاعالت تزويدها يتم إذو شحن متواصل إعادة إلى تحتاج ال بيئيا و وآمنة جدا .فعالة

-. الكهرباء توليد محطات في الوقود خاليا على تجارب العلماء يجري لماذاخاليا يجعل مما كهربائية طاقة إلى مباشرة الكيميائية الطاقة تحول الوقود خاليا

األحفوري الوقود أنواع احتراق من نظافة وأكثر الطاقة من أكبر مردود ذات الوقودالمحطات . في

وقود* . خلية وفي العادية الطاقة محطات في الطاقة توليد عملية بين قارنالطاقة توليد محطة ذلك : في وبعد تفاعل خالل من حرارة شكل على الطاقة تطلق

كهربائية . طاقة إلى الحرارة هذه الوقود تحول خاليا في الطاقة : أما تحولكهربائية . طاقة إلى مباشرة الكيميائية

ومنعه ) ( الصدأ التآكلالحديد : ( أكسيد إلى الحديد تحول الحديد المائي ) .IIIصدأ

.( ) : الرطب الهواء واالكسجين الماء هما عاملين توافر من بد ال الحديد صدأ لحدوثالحديد- لتآكل العام التفاعل 4Fe +3O2 + x H2O 2Fe2O3 . x H2Oاكتب

الماء - جزيئات عدد اختالف ؟ الحديد صدأ لون اختالف سبب . xماالحديد صدأ خلية

تركيز- : ( يكون الذي الحديد جزء حديد ) . O2اآلنود منخفضاتركيز - : ( يكون الذي الحديد جزء حديد ) .O2الكاثود مرتفعا

ملحية - : . كقنطرة الماء يعمل الماءالسلك - : . مثل اإللكترونات فيه تنتقل الحديد فلز

الماء - : . في األيونات اإللكتروليتللحديد* : . صدأ حدوث فسر

التاليان : النصفيان التفاعالن فيها يحث عديدة فولتية خاليا لتكون- 2Fe 2Fe+2 + 4eاآلنود

-O2 + 2H2O + 4e- 4OH الكاثود أيونات يتحد Fe+2تنتقل حيث الكاثودي الموقع إلى الماء -OHمع Fe+2خالل

إلى Fe(OH)2ويتكون يتأكسد ) .Fe2O3.xH2Oالذي الصدأ ( التآكل * . عملية يسرعان عاملين اذكر

الذائبة- 1 األمالح الوسط- 2وجود حمضية ارتفاع. : الوسط* حمضية ارتفاع أو الذائبة األمالح بوجود التآكل سرعة تزداد علل

اإللكترونات . حركة يسهل مما األيونات وجود زيادة بسببالصدأ : منع طرق

المتآكل , . اآلنود ، للصدأ يقاوم بعنصر الطالء التشحيم ، الدهانبالخارصين . الفوالذ تغليف ؟ الجلفنة ما

؟ الكاثودية الحماية مااختزال ( جهد له منه أكبر بسهولة يتأكسد آخر بفلز حمايتة المراد الفلز توصيل

أقل ) .5

بسهولة - يتأكسد والذي الكاثودية الحماية في المستخدم الفلز ؟ المتآكل اآلنود ماأكبر .

* . أكسدة ) ( : : : الأسهل الفلز الآنود ، حديد الكاثود ال كهروكيميائية الطرق الصدأ منع في: الآنود * : : ، حديد الكاثود الجلفنة الخارصين . في

الكاثودية - . للحماية أمثلة اذكراستبدال يتم حيث معدني سلك بواسطة الخارصين مع بوصلها النفط أنابيب حماية

الحاجة . دعت كلما الخارصينالتآكل- . منع طرق ومساوىء فوائد ناقش

( آخر ( بفلز الطالء استخدم : التغليف وإذا الدهان، من بسهولة أفضل يتأكسد فلز . أما المغلف الفلز قبل الفلز يتفاعل المتآكل فسوف في اآلنود استخدامه ففائدته

عندما استبدال إلى يحتاج ولكنه سبق ما استخدام يمكن ال حيث األرضية تحت البنىيذوب . : الخارصين- .1علل- من مواز بخط النفط أنابيب خط يوصل

يتآكل وعندما الحديد قبل الخارصين يتأكسد حيث التآكل من لحمايتة. ( الكاثود( ) ( للحديد الكترونات يعطي آنود الخارصين

؟- 2 التآكل لمنع وسيلة المتآكل اآلنود استخدام يعد لماذاالفلز لهذا إلكترونات يعطي فهو ، حمايته المراد الفلز من أكبر بسهولة يتأكسد ألنه

يتأكسد . أن من فيمنعهالفلزات- .( )3 تآكل ظاهرة فولتية خلية التآكل يعد

وتتحرك – مختلفة مواقع في تلقائيا النصفية اختزال األكسدة تفاعالت حدوث بسببويعمل الماء في األيونات اإللكتروليت بينما آلخر نصف من الفلز خالل اإللكترونات

ملحية . كقنطرة الماءالتآكل- .4 من الفوالذ بالخارصين الطالء يحمي

الحديد يتاكسد ان قبل ويتفاعل الحديد من أكبر بسهولة الخارصين يتأكسد -( الفولتية ( الكهربائي على : الجهد الدافعة القوة أو اإللكترونات سحب قوة

اإللكترونات . شحنة: .الفولت- وحدة لكل الكامنة الطاقة

الكهربائي- اإللكترونات: .التيار حركةاألختزال- خلية : جهد في لإلختزال نصفي كتفاعل للحدوث النصفي التفاعل ميل

كهروكيميائية .األكسدة- خلية : جهد في لإلكسدة نصفي كتفاعل للحدوث النصفي التفاعل ميل

كهروكيميائية .القطب- ومحلوله: .جهد القطب بين الجهد في الفرق

؟- مباشرة بمفرده قطب جهد قياس اليمكن عللدائرة ليكونا والكاثود اآلنود بين التوصيل تم إذا إال يحدث ال اإللكترونات انتقال ألن

كاملة .القياسي : - الهيدروجين قطب القياسية أشهراألقطاب .SHEمن

القياسي بدقة: .القطب جهده معلوم قطب هو؟ - القياسي الهيدروجين قطب يتركب مم

6

حمضي محلول في يغمر البالتين من غاز 1Mقطب المحلول بهذا ويحيطضغط تحت حرارة 1atmالهيدروجين درجة .C 250وعند

صفر * = . القياسي الهيدروجين قطب جهدالهيدروجين * : لقطب جهد = علل V 0.00القياسي

القيمة فاختيرت مباشرة القطب جهد قياس يمكن ال لقطب 0.00ألنهاألخرى . الهيدروجين األقطاب جهد قياس أجل من القياسي

الهيدروجين* : قطب عند 2H+ +2e- H2 التفاعل

القياسي ( * القطب قطب : ) E 0 جهد إلى بالنسبة المقيس الخلية نصف جهدالقياسية . الشروط تحت القياسي الهيدروجين

اإلختزال- = - جهد للقطب األكسدة جهدالخارصين * = + أكسدة جهد ؟ V 0.76فمثال الخارصين اختزال جهد يكون -فكم

0.76 V

الجهد* فرق فإن الخارصين قطب مع القياسي الهيدروجين قطب توصيل عنديبلغ - خارصين ـ هيدروجين أن V 0.76عبرخلية على تدل السالبة واإلشارة

) ( الهيدروجين ( قطب إلى آنود يتأكسد حيث الخارصين قطب من تتدفق اإللكتروناتأيوناته) . تختزل حيث كاثود

الجهد* فرق فإن النحاس قطب مع القياسي الهيدروجين قطب توصيل عندنحاس + ـ هيدروجين أيونات V 0.34عبرخلية أن على تدل الموجبة واإلشارة

) .Cu+2النحاس ) ( ) آنود الهيدروجين قطب و كاثود النحاس قطب أكبر بسهوله تختزل

الخلية ( جهد ) : E 0 حسابالخلية - = جهد الكاثود اختزال جهد اآلنود اختزال جهد

E0 E0 = خلية

E0 - كاثود آنود

الخلية ( جهد كان تلقائي) :- . E0إذا والتفاعل فولتية الخلية فإن موجبا خليةتلقائي - . غير والتفاعل إلكتروليتية الخلية فإن سالبا

اختزال ( جهد في األقل هو مختزل عامل أقوى ) .Liـاختزال - ( جهد في األكبر هو مؤكسد عامل ) .F2أقوى

الكاثود :- . يكون أكبر اختزال جهد له الذي القطب الفولتية الخلية فياآلنود - . يكون أقل اختزال جهد له الذي القطب

الخلية- ( ) فولتية الخلية جهد قيمة تزداد السلسلة في بعضهما عن القطبان بعد كلما( E0 خلية(

: واآلخراألقل- اختزال جهد أعلى من قطبين بين خلية جهد أكبر على الحصول يمكناختزال . جهد

سالب- .1علل* : وبعضها موجب االختزال جهود بعض E0 أيونات من أكثر بسهولة تختزل التي المواد ألنواع السالبة E0بينما +Hالموجبة

أيونات من اختزاال األقل المواد .+Hألنواع؟- الفولتية الخلية في كيميائي تفاعل حدوث على تستدل كيف

7

كتل – - - تغير المحلول لون تغير القطبين أحد عند غاز انبعاث كهربائية طاقة توليداألقطاب

الخلية* جهد قيمة وكذلك تلقائيا يحدث الذي النهائي الكهروكيميائي حددالتفاعلقطبي : من تتكون التي

3+ Fe2+ / Fe / وH2 H + بأن المذكور = +E0علما الحديد V 0.77لقطبالحديد ( +E0الحل : ) V 0.77لقطب الهيدروجين ) لقطب منه )00V. 0أكبر

اختزال ( ) ( ) . الكاثود هو والحديد أكسدة اآلنود هو الهيدروجين قطب فإن وبالتالياآلنود 2H+ +2e- H2تفاعل

الكاثود ) -Fe+3 2 ( Fe+2 + eتفاعل

النهائي H2 + 2 Fe+2 2H+ + 2 Fe+3التفاعل

E0 آنود E0 - كاثود E0 =خلية

E0 0.77 ( = + 0.00 ( - ) 0.77+ = ) خلية V

حديد* قطب من مكونة فولتية محلول Feخلية - Fe(NO3)3في إختزاله( V 0.04جهدالفضة) محلول Agوقطب + AgNO3في إختزاله ( ) V 0.80جهد

والمطلوب :البيانات .-1 كاملة الخلية رسمالسالبة .-2 واأليونات اإللكترونات حركة اتجاه تحديدللخلية .-3 النهائي والتفاعل والكاثود اآلنود عند التفاعل معادلة كتابةالخلية .-4 جهد احسب؟ : -5 الفضة قطب ، الحديد قطب من كل لكتلة يحدث ماذا؟ : -6 الفضة أيونات ، الحديد أيونات من كل لتركيز يحدث ماذا

ال* : أم تلقائيا التفاعل كان إذا حدد 1- Mg + Sn+2 Mg+2 + Sn

) اختزال جهد بأن ، V : ( Mg+2= -2.37علما Sn+2 = -0.14أن : التفاعل من يالحظ هو Mgالحل اآلنود فإن وبالتالي هو Mgيتاكسد Snوالكاثود

E0 آنود E0 - كاثود E0 =خلية

E0 2.23 ( = + 2.37- ( - ) 0.14- = ) خلية V

تلقائي التفاعل إذا موجب الخلية جهد أن بما

2- Zn + Li+ Li + Zn+2 ) اختزال جهد بأن ، V : ( Li+= -3.04علما Zn+2 = -0.76

أن : التفاعل من يالحظ هو Znالحل اآلنود فإن وبالتالي هو Znيتاكسد Liوالكاثود E0

آنود E0 - كاثود E0 = خلية E0 2.28 ( = - 0.76- ( - ) 3.04- = ) خلية V

تلقائي . غير التفاعل إذا سالب الخلية جهد أن بما

8

Pt ,Au ,Ag , Cu , Hg

النشاط قليلة فلزات

H2

Fe

النشاط قليلة فلزات

Mg , Al , Zn

Li , Na , K , Ca ,Ba

جدا نشطة فلزات

محلول- 1علل : تخزين يمكن جهد Sn(NO3)2ال بأن علما األلمنيوم من وعاء فياختزال :

Sn+2 = -0.14 V , Al3+ = - 1.66 Vاختزال جهد القصدير +Al3ألن أيونات وتختزل األلمنيوم يتأكسد وبالتالي أقل

القصدير . فيترسبمحلول- 2 لتحريك الخارصين من لوح استخدام جهد Al(NO3)3يمكن بأن علما

اختزال : Al3+ = - 1.66 V ، = -0.76 V Zn+2

اختزال جهد أن حيث تفاعل حدوث لـ + Al3لعدم منه .Zn+2أقلالفقرات* ( عن أجب التالي الجدول في البيانات على تليه ) :4 – 1معتمدا التي

أنصافالخاليا

Fe2+ / FeCr3+ / CrAg+ / AgAl3+ / Al

االختزال جهدV

-0.41-0.74+0.80-1.66

كهربائي- 1 جهد أعلى لها فولتية خلية لتكوين استخدامهما يمكن اللذان العنصران ما؟ الفقرة- 2 في الواردة الفولتية الخلية في اإللكترونات حركة اتجاه .1ماوهيدروجين- .3 كروم قطبي من المكونة للخلية االصطالحي الرمز اكتبالفقرة- 4 في الواردة للخلية القطبين عند النصفية التفاعالت .3اكتب

/ Ag 3- // H+ / H2 Cr إلى Al / Ag 2- Al -1اإلجابات :Cr3+

2H+ + 2e- H2 الكاثود 3e- Cr3+ Cr- اآلنود +4

9

زيادة قوة

العواملالمختزل

ة

زيادة قوة

العواملالمؤكس

دة

جهداالختزال

+

0

-

: مؤكسدة كعامل قوتها حسب تنازليا التالية األيونات رتبAg+Mg+2Cu2+Pb+2األيون

) االختزال جهدV(

+0.80-2.37+0.34-0.13

:( األقوى :( Mg+2ثم Pb+2ثم +Cu2ثم +Agالترتيب

نتائج* على التالي الجدول يحتويوالمطلوب : التجارب من مجموعة

؟ -1 مختزل كعامل األقوى الفلزات أيلها -2 فولتية خلية لعمل استخدامهما يمكن اخترفلزين

أكبركهربائي . جهد

الفوالذ -3 أنابيب تآكل لمنع يستخدم الفلزات أيالجلفنة؟ بطريقة

اختزال -1 جهد أن علمت المكونة V 0.34يساوي +Cu2 إذا الخلية جهد قيمة فما؟ قياسيين وهيدروجين نحاس قطبي من

فولتMn 3- Zn 4- 0.34 و Mn 2- Ag- 1اإلجابات :

اإللكتروليتية كيميائية: .الخاليا طاقة إلى الكهربائية الطاقة تحول خالياإلكتروليت محلول في قطبين على يحتوي وعاء من ؟ اإللكتروليتية الخلية تتكون مم

بطارية . لقطبي موصولينالفولتية* : والخلية اإللكتروليتة الخلية بين مقارنة

الفولتية اإللكتروليتية الخلية الخليةاآلنود موجبسالبإشارةالكاثود سالبموجبإشارةتفاعل نوع

اآلنودأكسدةأكسدة

تفاعل نوعالكاثود

اختزالاختزال

تلقائيةالتفاعل

اختزال – أكسدةتلقائي

غير – اختزال أكسدةتلقائي

طاقة ( ) الطاقة تنتج مصدركهربائية

طاقة إلى تحتاجكهربائية

10

تكونراسب

Cu2+ + Zn

تفاعل +2Ag + Cu2ال

تكونراسب

Zn2+ + Mn

تكونراسب

Fe2+ + Zn

تفاعل Cu + H2SO4ال

الطاقة كهربائية تحول إلى كيميائية كيميائية إلى كهربائيةالخلية سالبموجبجهد

اإللكتروليتية - . الخلية و الفولتية الخلية بين الشبه أوجه مااختزال- – 1 أكسدة تفاعالت فيهما يحدثوإلكتروليت- 2 وكاثود علىآنود يحتوي كالهما

اإللكتروليتية- . الخلية و الفولتية الخلية بين االختالف أوجه ماالفولتية ) - الخلية ) من : - الطاقة تحول الكهربائية للطاقة تنتج مصدر تلقائي تفاعل

كهربائية إلى كيميائيةاإللكتروليتية - الخلية - من : الطاقة تحول كهربائية طاقة إلى تحتاج تلقائي غير تفاعل

كيميائية إلى كهربائية

عن وأجب المقابل الجدول ادرسالتالية : األسئلة

؟ -1 كهربائي تحليل خلية يمثل الخاليا أيالخلية -2 في الكاثود يمثل الذي الفلز حدد؟ 1الخليتين -3 في الخارصين قطب شحنة ما؟ 4و 2السالب -4 بالقطب سيوصل الذي الفلز ما

الخلية في البطارية ؟ 5من

Fe- 2 5 و 3- 1اإلجابات : Cu- 4- ) +( و) – ( بالترتيب 3

تليه* : التي األسئلة عن وأجب التالي الجدول ادرس

الرقم

جهدالتفاعلالخلية

1 Cu +Pb2+ Cu2+ + Pb-0.48 V2 Ni +Zn2+ Ni2+ +Zn -0.53 V3 Ni +Cu2+ Ni2+ + Cu+0.57 V4 Mg+Ni2+ Mg2+ + Ni+2.14 V

؟- 1 إلكتروليتية خاليا يمثل الخاليا أي؟- 2 األقوى المؤكسد العامل يمثل األيونات أي؟ - 3 األضعف المختزل العامل يمثل األيونات أيالنيكل- 4 أيونات بواسطة يتأكسد أن يمكن فلزا بأيونات +Ni2اختر يتأكسد وال

؟ +Mg2المغنيسيوم المخفف- : .5 الهيدروكلوريك حمض محلول مع النحاس تفاعل عدم فسر

Cu2+ 3- Cu 4- Zn- 2 ( 2 و 1- ) 1اإلجابات :

11

الرقم

للخلية

الخلية ترميز

1+0.35

Zn/ Zn2+ // Fe2+ /Fe

2+1.61

Mg/ Mg2+ // Zn2+ /Zn

3-0.18 Ni/ Ni2+ // Fe2+ /Fe 4+

0.62Zn/ Zn2+ // Sn2+ /Sn

5-0.46 Ag/ Ag+ // Cu2+ /Cu

فضة لوح

- ألن القوة النسبية للنحاس كعامل مختزل أضعف من الهيدروجين لذلك ال يمكنه5أن يختزل أيوناته من مركباتها .

الكهربائي خاللها : الطالء ويترسب فلزي أيون فيها يختزل التي اإللكتروليتية العمليةمعين . سطح على صلب فلز

الطالء* :- عملية في؟ 1 طالؤها المراد المادة به توصل الذي القطب ما ـبها؟ 2 الطالء المراد المادة به توصل الذي القطب ما ـالخلية؟ ( ) 3 في اإللكتروليت نوع المحلول ما ـ؟- 4 اآلنود لكتلة يحدث ماذا

؟- 5 الكاثود لكتلة يحدث ماذا - أيونات المادة3- الموجب)اآلنود( 2- السالب )الكاثود( 1اإلجابات :

المراد)الفلز ( الطالء بها - تزداد .5- تقل 4

الكاثود- إلى اآلنود من به الطالء المراد الفلز نقل يتم الطالء عملية فيوالمطلوب* : الفضة من بطبقة جسم طالء خلية يبين المجاور الشكل

؟- 1 الخلية نوع الفضة؟- 2ما لوح يوصل قطب ألي؟- 3 ولماذا ؟ الفضة لوح لكتلة يحدث ماذا؟- 4 ولماذا ؟ طالؤه المراد الجسم لكتلة يحدث ماذااآلنود- . 5 عند التفاعل معادلة اكتبالكاثود- .6 عند التفاعل معادلة اكتب

- تقل ، ألن ذرات الفضة تتأكسد3- اآلنود)+( 2- إلكتروليتية 1اإلجابات : -Ag Ag+ + e- 5- تزداد ، ألن أيونات الفضة تختزل 4

6 -Ag Ag+ + e-

الكهربائي* . الطالء صفباآلنود مرتبطة الطبقة وهذه الكاثود مادة على فلز من رقيقة طبقة ترسيب عملية

. المادة به تطلى الذي الفلز ملح هو إلكتروليت وجود في

الشحن إلعادة القابلة إلكتروليتية : .الخاليا وخلية فولتية كخلية تعملالسيارة : . بطارية مثال

السيارة بطارية وتنتج : تركيب التوالي على موصولة خاليا ست من .12Vتتكونالمصابيح ... وإضاءة السيارة تشغيل بدء في تستخدم

رصاص- من خلية كل رصاص [ ( pbتتكون أكسيد الرصاص أكسيد ثاني IV PbO2و

في]( مغمورةكبريتيك حمض .H2SO4محلول

- االستخدام – عند السيارة تشغيل بدء عند التفريغ فولتية: :خالل كخلية تعملH2SO4اإللكتروليت : PbO2الكاثود : Pbاآلنود :

12

اآلنود عند -Pb + SO4 -2 PbSO4 + 2eالتفاعل : للكاثود النصفي PbO2 + 4H++ SO4التفاعل

-2 +2e- PbSO4 +2H2O Pb +PbO2 +2H2SO4 2PbSO4 +2H2O النهائي التفاعل

التفريغ : خاللاألقطاب- .1 على الرصاص كبريتات من أبيض مسحوق يترسبتركيزه- ( ) .2 كثافته فتقل الكبريتيك حمض يستهلككهربائية- – .3 إلى الكيميائية الطاقة تتحول فولتية كخلية تعملالدينامو- ( ) .4 من تعويضها يتم المحركة القوة تقل

إلكتروليتية ( ) : كخلية تعمل الشحن أثناءالتفريغ ( ) . عكس العمليات وجميع النصفية التفاعالت تنعكس

لكلتا- 1علل* : واإلختزال األكسدة كيمياء بجمع الشحن إلعادة القابلة الخلية تقومواإللكتروليتة . الفولتية الخليتين

– : إلى الكيميائية الطاقة فتتحول ذاتية اختزال أكسدة تفاعالت تحدث التفريغ خاللالفولتية . الخلية يميز ما وهذا كهربائية طاقة

: تفاعالت خالل كيميائية طاقة إلى الكهربائية الطاقة فتحول الشحن إعادة عنداإللكتروليتة – . الخلية يميز ما وهذا اختزال أكسدة

2 ( البطارية- ( شحن إعادة اليمكن السيارة بطارية الرصاصي المركم بطارية فيغيرمحدود . بشكل

) الرصاص كبريتات من قسما مسحوق) IIألن بشكل األقطاب على تتجمع التيالشحن . إلعادة كافية غير كمياتها وتصبح السيارة سير خالل يسقط

وإلكتروليتة- .3 فولتية كخلية الشحن إلعادة القابلة البطارية تعملبالطاقة األجهزة تمد االستخدام وعند إلكتروليتة كخلية تعمل الشحن إعادة عند

فولتية . كخلية فتعمل

؟- كيف ؟ الكبريتيك حمض كثافة بقياس البطارية تفريغ درجة تحديد يمكن هلالعكس . يحدث التفريغ وفي ، كثافته فتزداد الحمض تركيز يزداد الشحن في ، نعم

الكهربائي : فيها التحليل الخلية جهد يكون خلية عبر الكهربائي التيار إمرار عمليةواختزال . أكسدة تفاعل حدوث وتسبب سالبا

أن* ( ) يجب تلقائي غير تفاعل تسبب التي الفولتية الخارجية الكهربائية الطاقةالتلقائي . الخلية تفاعل ينتجه أن يمكن الذي الجهد أكبرمن تكون

الكهربائي :* التحليل على أمثلةالكهربائي- 1 البطارية- 2الطالء شحن الكهربائي- 3إعادة التحليل

للماء الفلزات- 4 الكهربائي- .5تنقية بالتحليل األلومنيوم إنتاج

؟- التبرير مع علميا المنسجم غير البديل ما

13

- البطارية ، كربون خارصين بطارية ، السيارة بطارية ، الزئبق بطاريةالقلوية .

قابل : : . غير والباقي الشحن إلعادة قابلة ألنها التبرير السيارة بطارية البديلللماء الكهربائي التحليل

اآلنود عند +H3Oو O2غاز الناتج

الكاثود عند -OHو H2غاز الناتجاآلنود عند +6H2O 4e- + O2 + 4H3Oالتفاعلالكاثود عند - 4H2O +4e- 2H2 + 4OHالتفاعل

الناتجين الوقود O2و H2استخدام خاليا فيتحتاج أم تلقائية العملية هل

طاقة؟ إلىذلك . بر

، طاقة إلى وتحتاج ، تلقائية ليستألن

طاقة إلى تحتاج الماء تفكك عمليةتلقائية وليست

الماء قدرة من تحسن كيفعلى

الكهربائي؟ التوصيل

مثل قوي إلكتروليت من قليل بإضافة H2SO4 أوNaCl

الكهربائي بالتحليل األلمنيوم إنتاج

الطريقة هيرولت - اسم هولالبوكسيتالخام

والتيتانيوم الشوائب والسيلكون الحديد أكاسيد ، الخام بها يعالج التي المادة

والهدفالصوديوم من NaOHهيدروكسيد ،التنقية

الشوائباآلنود )مادة جرافيت ( كربونالكاثود فوالذمادة

اآلنود عند CO2الناتج

الكاثود عند ألمنيومالناتجالنهائي 2Al2O3 + 3C 3CO2 + 4Al التفاعل

؟ ولماذا ؟ اآلنود لمادة يحدث الكربون ماذا ألن ، دوري بشكل وتغير تتآكلغاز ويتصاعد الناتج األكسجين مع يتفاعل

CO2

الكريوليت عند Na3AlF6فائدة ينصهر حيث الطاقة 0C 970تقليلالبوكسيت فيه فيذوب

في الطريقة هذه استخدام سببدوبال مصنع

الطاقة توفر

: ( ) البوكسيت* خام من األلمنيوم أكسيد األلومينا فصل

14

مع 1 يتفاعل وال األلومينا مع يتفاعل الذي الصوديوم بهيدروكسيد البوكسيت يعالج ـالشوائب .

الصلبة- 2 المركبات عن األلومينا األلومينا- 3تفصل على للحصول ترسبالنقية .

: اإلمارات- .1علل* بدولة األلومنيوم صناعة نجاحالطاقة . لتوفر

2. األلمنيوم- إلنتاج اإللكتروليتية الخلية في الماء استخدام يمكن المن أكبر اختزال جهد للماء ألن األلمنيوم أيونات من أكبر بسهولة الماء يختزل

األلمنيوم . أيوناتالبوكسيت- .3 خام من استخراجه كلفة من أقل األلمنيوم تدوير إعادة كلفة

كبيرة كمية يتطلب وهذا الكهربائي التحليل خالل يتم البوكسيت من استخراجه ألنالطاقة . من

من* استخالصه عند لأللمنيوم تحدث التي العملية اختزال؟ Al2O3ما

مع* يتأكسد الذي الخارصين فلز على النحاس خام التنقية Cuيحتوي عملية خاللأيونات فإن ذلك مع ، أيونات Zn+2اإللكتروليتية تختزل حين بعد فيما تختزل Cu+2ال

لـ Cuإلى يمكن كيف ، النقي النحاس فلز على للحصول الكاثود يتأكسد Znعند أن .Cuمع معا تختزل ال أيوناتهما لكن

االختزال : Zn+2 + 2e- Zn E0 = -0.76 Vتفاعالت Cu+2 + 2e- Cu E0 = + 0.34 V

Zn ، تلقائيا إلى Cuيتأكسد فإن + V0.34يحتاج ذلك ومع يختزل Cu+2ليتأكسديحتاج بينما الفولتية + V 0.76إلى Zn+2تلقائيا كانت إذا لذلك ، يختزل لكي

من أقل أيونات V 0.76المبذولة تنقية Cu+2فإن عملية تتم وبالتالي ستختزل فقطشكل على المحلول في الخارصين ويبقى فقط .Zn+2النحاس

15