القائمة الرئيسية

الصفحات

 الخلايا الجلفانية وإنتاج الطاقة الكهربية

THE BOSSكيمياكهربيةجزء2قوانين فارادي والتطبيقات22الخلايا الجلفانية هى أنظمة تنتج الطاقة الكهربية من خلال ما يحدث فيها من تفاعلات أكسدة واختزال تلقائية.....تنقسم الخلايا الجلفانية تبعاً لطبيعة عملها لإنتاج الطاقة الكهربية إلى:[1] خلايا أولية.                                [2] خلايا ثانوية
*متسلسلة الجهود الكهربية للعناصر

  • هى ترتيب العناصر ترتيباً تصاعدياً حسب جهود اختزالهاالموجبة.
·         هى ترتيب العناصر ترتيباً تنازلياً حسب جهود اختزالهاالسالبة.
·         والعكس بالنسبة لجهود الاكسدة.                                                                                   ومن ذلك نجدان:
(1)      العناصر ذات الجهود الأكثر سالبية التى تقع أعلى السلسلة عوامل مختزلة قوية وهى الفلزات التى تتأكسد بسهولة؛ أى تفقد إلكتروناتها بسهولة عندما تتفاعل مع أيونات أى عنصر أدنى فى السلسلة.
(2)      العناصر ذات الجهود الأكثر إيجابية عوامل مؤكسدة قوية لأنها تستطيع أن تكتسب إلكترونات بسهولة من العناصر المتقدمة فى السلسلة.
(3)      العناصر المتقدمة فى السلسلة تحل محل العناصر التى تليها فى محاليل أملاحها.
Zn + CuSO4        →→                  ZnSO4+ Cu

(4)جميع العناصر التى تقع فوق الهيدروجين فى سلسلة الجهود الكهربية تحل محل الهيدروجين فى المحاليل الحامضية (يتصاعد الهيدروجين)

Fe + 2HCl        
→→           FeCl2+ H2

جهد اختزال الخارصين = -0.76 فولت

(5)      جهد اختزال الفلز = جهد أكسدته ولكن بإشارة مخالفة

  • جهد أكسدة الخارصين = 0.76 فولت.
*ملاحظات:-(1) جهد أكسدة الأنود أكبر من جهد أكسدة الكاثود.
(2)إذا كان ق. د. ك للخلية موجب يكون التفاعل تلقائى ويتولد تيار كهربى.
·لحساب القوة الدافعة الكهربية للخلية:

Eق.د.ك = جهد أكسدة الأنود + جهد اختزال الكاثود

Eق. د. ك = فرق جهدى الأكسدة لنصفى الخلية

Eق. د. ك = فرق جهدى الاختزال لنصفى الخلية

*مثال [1]:خلية كهربية مكونة من الخارصين والنحاس جهد أكسدتهما على الترتيب 0.76 فولت و –0.34 فولت احسب ق. د. ك للخلية وهل يتولد تيار أم لا مع التعليل واكتب الرمز الاصطلاحى لها.
                              الحل

Eق.د.ك = فرق جهدى الأكسدة لنصفى الخلية


ق. د. ك للخلية = 0.76 – (-0.34)
ق. د. ك للخلية = 0.76 + 0.34 = 1.1 فولت
        الإشارة لجهد الخلية موجب
        يتولد تيار كهربى لأن التفاعل تلقائى
*الرمز الاصطلاحى :
أنود    Zn | Zn2+ || Cu2+ | Cu  كاثود
*مثال [2]: خلية مكونة من عنصرين B, A كل منهما ثنائى التكافؤ جهد تأكسدهما 0.4 ، -0.6 فولت على الترتيب ما هو الرمز الاصطلاحى للخلية واحسب القوة الكهربية لها وهل يتولد عنها تيار كهربى أم لا ولماذا؟
الحل

Eق.د.ك = فرق جهدى الأكسدة لنصفى الخلية

ق. د. ك= 0.4 – (-0.6)
ق.د.ك = 0.4 + 0.6 = 1.0 فولت
 يتولد تيار كهربى لأن التفاعل تلقائى

الرمز الاصطلاحى: A | A2+  ||  B2+ | B

مثال [3]: اكتب الرمز الاصطلاحى للخلية الجلفانية الآتية مبيناً العمل المؤكسد والعامل المختزل وقيمة القوة الدافعة الكهربية للخلية علماً بأن جهد تأكسد النحاس = -0.34 فولت
 Cu 2H+ +  →H2+Cu2+                  
                            الحل                                                                                      
+H2     →→      أكسدة       2 H    (عامل مختزل)         

Cu2+     →→       اختزال       Cu (عامل مؤكسد)         

الرمز الاصطلاحى :    H2| 2H+(Pt 1 atm.)  ||  Cu2+ | Cu
                                 
ق.د.ك = جهد تأكسد الهيدروجين – جهد تأكسد النحاس= صفر – (-0.34) = + 0.34 فولت

تعليقات

التنقل السريع