القائمة الرئيسية

الصفحات

الكيمياء-3ث-الخلايا الجلفانية

 [1] خلايا أولية.                                       [2] خلايا ثانويةالخلايا الأولية

  • وهى أنظمة تختزن الطاقة فى صورة كيميائية والتى يمكن تحويلها عند اللزوم إلى طاقة كهربية من خلال تفاعل أكسدة واختزال تلقائى غير انعكاسى وتتوقف عن العمل عندما تستهلك مادة المصعد وتنضب أيونات المهبط.
  • لا يسهل (عملياً أو اقتصادياً ) بل ربما يستحيل إعادة شحنها:
[1] خلية الزئبق-صغيرة الحجم تستخدم فى سماعات الأذن والساعات والآلات الخاصية بالتصويرالتركيب:
(1)القطب السالب (الأنود) من الخارصين.
(2)القطب الموجب (الكاثود) من أكسيد الزئبق + الجرافيت
(3)إلكتروليت من هيدروكسيد البوتاسيوم     KOH****تغلق بإحكام لأن الزئبق سام..............التفاعل الكلى الحادث:

Hgo     +  ZnO           →→→        Zno + HgO              

Ecell = 1.35  فولت
*************



E
 
 2H2O +  →→→  2H2 + O2 





خليةالوقود ∥ * *احتراق الهيدروجين في الهواء

               
*يجد هذاالنوع من الخلايا اهتماما خاصة في سفن الفضاء, حيث ان الوقود الغازي المستخدم في الاطلاق هو نفسه المستخدم في هذه الخلايا.
**تركيب الخلية/ قطبين علي هيئة وعاءمجوف مبطن بالكربون المسامي, ليسمح بالاتصال بين الحجرة الداخلية والمحلول الالكتروليتي  بها,وهو غالبا KOH مائي.                        
                    
*تفاعلات الخلية:
· تفاعل اكسدة

2H2     +  4OH-         →→          4H2O    +   4e-          . E0  =  0.83   V
·  تفاعل الاختزال

O2       + 2 H2O  +   4e-             →→         4OH-          . E0  =  0.4   V  
· التفاعل الكلي

2H2     +  O2           →→          2H2O                            . Ecell  =  1.23   V
*خلية الوقود لا تستهلك مثل باقي الخلايا الجلفانية , لانها تزود بالوقود من مصدر خارجي. وتعطي قوة دافعة1,23 فولت.
**تعمل عند درجة حرارة مرتفعة ,فيتبخر الماء الناتج عنها, ويكثف مرة اخري ليستخدمه رواد الفضاء في الشرب.
***وعلي عكس الخلايا الاخري , لاتختزن خلايا الوقود الطاقة,لانه لكي تعمل لابد من إمدادها المستمر بالوقود , وازالة مستمرة  للنواتج.
-الخلايا الثانوية
  • هى خلايا جلفانية يمكن تتميز بأن تفاعلاتها انعكاسية (أى يمكن شحنها) تختزن الطاقة الكهربية على هيئة طاقة كيميائية والتى يمكن تحويلها إلى طاقة كهربية عند اللزوم.
  • يمكن إعادة شحنها.            
[1] بطارية الرصاص الحامضية
التركيب:
(1)   ألواح رصاص إسفنجى (أنود) Pb
(2)   ألواح رصاص مغطاه بأكسيد رصاص بنى (كاثود) PbO2
(3)   محلول إلكتروليتى (حمض الكبريتيك المخفف).
(4)   إناء من البلاستيك لا يتفاعل مع حمض الكبريتيك.
**التفاعلات الحادثة:
Pb(s)+SO42-            →→      PbSO4 + 2e-                       [1] عند الأنود                       
جهد التأكسد = 0,36 فولت
PbO2+ 4H+ + SO42- + 2e-                  →→                PbSO4 + 2H2O  [2] عند الكاثود 
جهد الاختزال = 1,69 فولت
Pb + PbO2 + 4H+ + 2SO42-                           →→  2PbSO4 + 2H2O                 Ecell  = 2.05   V

**يتم التعرف علي حالة البطارية بقياس كثافة محلول الحمض بواسطة جهاز الهيدروميتر , وتكون كاملة الشحن اذا كانت كثافة الحمض 1.28 -1.3g/cm3 , واذا قلت عن 1.2g/cm3 يعاد شحنها وزيادة تركيز الحمض.
**عند الشحن توصل البطارية بمصدر كهربى جهده أكبر من جهدها بقليل فتنعكس الأقطاب وتنعكس التفاعلات,اثناء الشحن تعمل البطارية كخلية الكتروليتية,يتم فيها تفاعل غير تلقائي بواسطة مصدر جهد كهربي خارجي,وعندالتفريغ تعمل كخلية جلفانية لحدوث تفاعل تلقائي بها, لذلك تعتبرالخلايا الثانوية ( المراكم ) بطاريات لتخزين الطاقة ,وفي السيارة يلعب الدينامو دورا هاما في اعادة شحن البطارية اولا بأول (اثناء الحركة).
[2] بطارية آيون الليثيوم الجافة:
*تستخدم في اجهزة الموبايل والحاسب والسيارات الحديثة كبديل للمركم الرصاصي نظرا لخفة وزنها وقدرتها علي تخزين كميات كبيرة من الطاقة, وقد استخدم عنصر الليثيوم لانه اخف فلز معروف وجهد اختزاله هو الاصغر بين باقي الفلزات
 (    -3,04فولت    )
**تركيب الخلية/ غلاف معدني يحتوي 3رقائق حلزونية هي:
1.      الالكترود الموجب (كاثود) LiCoO2 أكسيد الليثيوم كوبلت.
2.      الالكترودالسالب (انود) LiC6  كربيد (جرافيت )الليثيوم.
3.      العازل شريحة رقيقة من البلاستيك ,لعزل الالكترود الموجب عن السالب , ويسمح فقط بمرور الايونات من خلاله.
·         وتغمر الرقائق الثلاثة في الكتروليت لامائي من سداسي  فلوروفوسفات الليثيوم LiPF6 .

**تفاعلات الخلية
تفاعل الانود        (aq) Li+ + e-   + (s) C  6       →→         (s)6LiC  
                             +
·                   Liتفاعل الكاثود                   LiCoO2( s )             →→         CoO2 (s)       +)     +    e-
**التفاعل الكلي

                      6   C(s)      +   LiCoO2( s)            تفريغ→→      LiC6(s)          + CoO2 (s)                                                                                شحن
                      

*القوة الدافعة للخلية  = 3 فولت.        (    
Ecell  =  3 V     ).  
 

تعليقات

التنقل السريع