الدرس الأول 1 2 جهود الأقطاب الكهربائية للصف 12

السلام عليكم ورحمه الله تعالى وبركاته اليوم نبدا باذن الله تعالى في الكيمياء الكهربائيه التي تدرس تفاعلات وتطبيقات الاكسده والاختزال والكهرباء المصاحبه لهما فالكهرباء التي تنشا من تفاعلات كيميائيه مثل البطاريات بانواعها المختلفه ما هي الا تفاعلات اكسده واختزال في هذا الفصل ستتعرف الى مجموعه من المفاهيم الجديده التي لم يسبق لك التعرف عليها فكن منتبها بارك الله فيك بسم الله نبدا تفاعلات الاكسده والاختزال كما تعلم عمليتان متلازمتان لتوضيح ذلك افترض اننا قمنا بغمر لوح من النحاس في محلول مائي يحتوي على ايونات النحاس مثل كبريتات النحس نحاس الذي يكسب المحلول لونه الازرق هي هي ايونات السيو ا موجب الذي يكسب المحلول اللون الازرق هي ايونات النحاس سيو انين موجب وهي المهمه هنا الظاهر للعيان عندما تتامل المحلول انه لم يحدث اي شيء اطلاقا فاللوحة المرات ستحكي لنا ما خفي داخل هذا المحلول الصامط في لوح النحاس الذي يتكون من ذرات نحاس تترابط برابطه فلزيه تبدا ذرات النحاس بالتاكس تاركه سطح اللوح متحوله الى ايونات سيو ا موجب تذهب وتسبح في المحلول الازرق اذا نتوقع ان حده اللون الازرق ستزداد داد لان مصدر هذا اللون و وهو ايونات السيو ا موجب يزيد نتيجه عمليه الاكسده للوح لكن هذا لا يحدث لانه في المقابل تحدث عمليه اختزال لايونات السيو ا موجب الموجوده في المحلول وتتحول الى ذرات سيو تترسب على سطح اللوح وهكذا عمليتان متلازمتان حتى يتساوى معدل التاكسد وهو فقد الكترونات مع معدل الاختزال وهو اكتساب الالكترونات ونصل الى حاله اتزان فيحتفظ لوح النحاس بكتلته الابتدائيه ثابته لا تقل ولا تزيد وكذلك يحتفظ المحلول بنفس حده اللون لا تخفت ولا تعتم يسمى هذا النظام بنصف الخليه هاف سيل وينشا جراء هذا الاتزان بين اللوح وايوناته جهد او فولتيه او كهربائيه وهو ميل القطب للاكسده او الاختزال في الخليه الكهروكيميائيه هذا الجهد لا يمكن قياسه مباشره من نصف الخليه هذا انما يمكن قياسه عن طريق توصيل الخليه او نصف الخليه هذه بنصف خليه اخر نصف مع نصف يكون خليه ونقيس فرق الجهد بين انصاف الخليتين يسمى حينها بجهد الخل وهو فرق الجهد بين انصاف الخليه تحدث عمليه اكسده في احد انصاف الخليه بينما تحدث عمليه الاختزال في النصف الاخر لتوضيح ذلك اكثر دعنا نوصل نصف خليه النحاس السابقه بنصف خليه مكونه من لوح من الخارصين مغمورا في محلول يحتوي على ايونات الخارص وليكن كبريتات الخارصين وللتوصيل الخليتين نحتاج الى سلك موصل يصل قطبي النحاس والخارصين موصلا بفولت متر لقياس فرق الجهد بين انصاف الخليه تلاحظ ان الدائره الكهربائيه مفتوحه جهه الكؤوس ليست مغلقه ولكي يستمر التيار الكهربائي يجب اغلاق الدائره الكهربائيه لذلك يضاف انبوب على شكل ح يو مقلوب هذا الانبوب محلول الكتروليتي خامل كي لا يتفاعل مع محاليل الخلايا يغلق طرفاه بقطعه من القطن المبلول يسمى هذا الانبوب بالقنطره الملحيه او الجسر الملحي وظيفته منع التماس المباشر بين المحلولين في انصاف الخلايا واغلاق الخليه الكهربائيه كما ذكرنا وايضا المحافظه على التوازن الايوني وسنشرح هذا بالتفصيل لاحقا باذن الله تعالى يحدث لقطب الخارصين عمليه اكسده حيث تتحول ذراته الى ايونات تنزل لتسبح في المحلول بينما تصعد الالكترونات الناتجه من عمليه الاكسده عبر السلك الى نصف خليه النحاس ولذلك سمي قطب الخارصين بالمصعد شارته سالبه لانه تصعد منه الالكترونات وهو بذلك يعتبر مصدر للالكترونات السالبه بمجرد هبوط الالكترونات على لوح النحاس تقترب ايونات النحاس السيو ا موجب موجبه والالكترونات سالبه تجاذب اللي هي موجوده في المحلول تقترب من اللوح المليء بالالكترونات ويحدث لها عمليه اختزال متحوله الى ذرات نحاس تترسب على اللوح لذلك سمي لوح النحاس بالمهبط لانه تهبط عليه الالكترونات واشارته موجبه لانه تتجمع حوله السيو ا موجب اللي اشارتها موجبه اسماك ينشا عن هذا فرق في الجهد بين انصاف الخليتين مكونا تيار كهربائي مستمر لحين من الوقت يظهر هذا في قراءه الفولتميتر والذي يساوي جهد الخليه كامله مع مرور الوقت ستلاحظ مجموعه من التغيرات اتمنى ان تكون منتبها اليها وهي كالتالي اولا يقل حجم قطب الخاصين نتيجه عمليه الاكسده المستمره بينما يزداد تركيز ايونات الزد ان ا موجب في نصف الخليه هذه اليمنى طيب ثانيا القطب الاخر يزيد كتله قطب السيو النحاس بسبب عمليه الاختزال ويقل تركيز ايونات السيو ا موجب بالتالي سيخف اللون الازرق تدريجيا في نصف الخليه الايسر ثالثا يحدث خلل في التوازن الايوني لو تلاحظ مثلا في محلول الزد ان اس ا4 في البدايه كان الزد ان موجب اثنين موجب يساوي او متوازنه مع ايونات الكبريتات السالبه لكن بعد عمليه الاكسده والاختزال ايونات الزد ان ا موجب اصبح تركيزها اعلى من تركيز الاس ا4 السالبه فياتي الحل من القنطره الملحيه التي تحتوي على ايونات الس ال سالب لتعوض وتوازن النقص في الشحنه السالبه وبالمثل يحدث خلل في نصف خليه النحاس بنقص الشحنه الموجبه التي تحولت الى ذرات نتيجه لنقص نقصان تركيز السيو ا موجب ف توازن ايونات الكي موجب اللي موجوده في القنطره الملحيه هذا النقصان تسمى هذه الخليه بالخليه الجلفانيه يتم فيها كما تلاحظ تحويل الطاقه الكيميائيه الى طاقه كهربائيه ويمكن تغيير الاقطاب والمحاليل لتشمل مجموعه واسعه من الاقطاب والمحاليل وقد تم تطويرها وتطبيقها على الى عده نماذج مثل بطاريات الزنك كادميوم وبطاريات الليثيوم ويمكن التعبير عن الخليه الجلفانيه المصطلح العام المصعد تكون جهه اليسار الذي تحدث فيه عمليه اكسده واشارته سالبه ثم خط ثم نكتب الالكترولايت المحلول الذي هذا القطب ثم خطين متوازيين والذي يعني القنطره الملحيه ثم الكترولايت نصف الخليه الاخر ثم خط ثم المهبط الذي يحدث عنده عمليه الاختزال وتكون شحنته موجبه و مسار التيار الكهربائي سيكون من المصعد الى المهبط فالخل السابقه يمكن ان يكون رمزها زد ان شرطه زد ان اين موجب اللي هو الالكترولايت ثم خطين متوازيين اللي هو القنطره الملحيه ثم الكترولايت الخليه الاخرى سيو ا موجب او نصف الخليه الاخرى سيو ا موجب ثم خط سيو هذا يشكل المهبط وهذا يشكل المصعد واتجاه التيار يكون من الزد ان الى الس السؤال الاول الف اقترح سبب عدم استخدام محلول نترات الفض المائي في الجسر الملحي عند توصيل نصف خليه تحتوي على الفلز الخارصين ومحلول مائي من كلوريد الخارصين تركيزه واحد مول بنصف مول لكل لتر بنصف خليه اخرى لان ايونات الفضه في جسر الملحي ستتجه الى نصف خليه الخارصين لموازنه الايونات السالبه ستتفاعل ايونات الفضه مع ايونات الكلوريد وتكون راسب من كلوريد الفضه مما يؤدي الى توقف عمل الخليه سؤال ب اكتب انصاف المعادلات كتفا العلات اختزال التي تحدث في انصاف الخلايا ادناه تفاعل اختزال يعني اكتساب الكترونات اذا س ثلا موجب زائد الكترون واحد يعطينا سي ار اين موجب لاحظ ان محصله الشحنه يجب ان تكون داخل التفاعل مساويه لمحصله الشحنه خارج التفاعل اذا ثلاثه موجب وواحد سالب يعطينا اثنين موجب وفي الخارج اثنين موجب اين بي ار 2 يعطينا اين بي ار سالب وهو تفاعل اختزال اذا اكتساب الكترونات ستكون الالكترونات داخل المواد المتفاعله لكن كم الكترون نحتاج البي ار 2 لا تحمل شحنه شحنتها صفر وفي الخارج لدينا اين بي ار سالب يعني الشحنه الكليه اين سالب اذا نحتاج الى اضافه اثنين الكترون في الداخل كي تكون اين ساله في الداخل واثنين سالب في الخارج 3 او2 زئ h2o يعطينا سالب وواضح جدا اننا نحتاج الى وزن المعادله ماديا قبل وزنها الكترونيا او كهربائيا ستكون او2 ئ 2h 2o يعطينا 4 او سالب وبالتالي ستكون الشحنه الكليه في الخارج 4ب سالب اذا نحتاج الى اضافه 4ارب سالب اربعه الكترون في الداخل يكون الكلي اربعه سالب في الداخل واربعه سالب في الخارج 4 في2 موجب زائد 2 اتش موجب يعطينا vo2 موجب ا زائد ‏h2o تلاحظ ان الشحنه الكليه في الخارج عباره عن اثنين موجب بينما في الداخل عباره عن ثلاثه موجب اذا وهو تفاعل اختزال يعني نضيف شحنه سالبه في الداخل اذا كم نحتاج من الشحنه السالبه كي تكون الشحنه الكليه في الداخل اثنين موجب كما هي في الخارج نحتاج الى اضافه الكترون واحد يستخدم الرسم الكاريكاتيري احيانا لتقريب الافكار والمفاهيم العلميه تطبيقا للخلايا الجلفانيه تامل هذا الشكل وحاول ان تفسر جميع المكونات التي تظهر على الرسم وقتا ممتعا اتمناه لكم القاكم ان شاء الله تعالى في الدرس القادم حتى ذلك الحين اترككم في رعايه الله وحفظه ولا غيره والسلام عليكم ورحمه الله تعالى وبركاته ه