الخلايا الجلفانية

[استاذ احمد الكيميائى]

الباب الثامن
س1 : ماالمقصود بكل من :
( أ ) الطاقة الكهربية ( ب) علم الكيمياء الكهربية (ج) تفاعلات التأكسد والاختزال ؟
الطاقة الكهربية :
هى أهم صور الطاقة وأكثرها صداقة للبيئة لانها لا تسبب تلوث البيئة اى انها نظيفة
علم الكيمياء الكهربية :
هو العلم الذى يدرس التحول المتبادل بين الطاقة الكيميائية والطاقة الكهربية وذلك من خلال تفاعلات الأكسدة والاختزال .
تفاعلات الأكسدة والاختزال :
هى التفاعلات التى ينتقل فيها الالكترونات الناتجة من التأكسد إلى المادة الأخرى ( عامل مؤكسد )
س2علل :
تسمى الكيمياء الكهربية باسم كيمياء الالكترون ؟
لانها تدرس تفاعلات الاكسدة والاختزال والتى تتضمن حركة الالكترونات
س3 : وضح بتجربة عمليةماذا يحدث عند غمس ساق من الخارصين فى اناء بع محلول كبريتات نحاس زرقاء
ج2 : عند غمس ساق Zn فى محلول CuSO4 الأزرق يلاحظ ما ياتى ..
المشاهدة : (1) يترسب Cu من المحلول على ساق Zn
(2) يذوب جزء من الخارصين فى المحلول .
(3) لون محلول كبريتات النحاس الأزرق بدا يقل حتى يختفى اللون الازرق بعد زيادة ذوبان Zn المحلول
الاستنتاج :
(1) حدث تفاعل أكسدة واختزال تلقائى أى بدون مصدر للتيار الكهربى كما بالمعادلة
أكسدة Zn(s) Zn+2(aq) + 2e-
اختزال Cu+2 (aq) + 2e- Cu(s)
بالجمع
Zn(s) + Cu+2(aq) Zn+2(aq) + Cu(s)
(2) فى حالة Zn يتأكسد ويهبط إلى المحلول Zn+2 يذوب فى المحلول .
(3) النحاس يختزل باكتساب 2 الكترون من ساق Zn ويتحول إلى فلز نحاس يترسب على ساق الخارصين .
س 4 علل :
فشل العلماء فى الحصول على تيار كهربى من تفاعلى الاكسدة والاختزال الحادثين عند غمس ساق من الخارصين فى انا به محلول كبريتات خارصين ؟
ج لسببين :
الاول : موضع الاكسدة هو موضع الاختزال
الثانى : تغطية لوح الخارصين بطبقة من النحاس والتى تسبب توقف تفاعلات الاكسدة والاختزال
س5 : ماالمقصود بالخلية الجلفانية ؟
ج3 : هى نظام يتم فيه تحويل الطاقة الكيميائية الناتجة من الأكسدة والاختزال إلى طاقة كهربية بشكل تلقائى .
س6 : كيف تم تصميم الخلية الجلفانية ؟
صممت الخلية الجلفانية
(1) لفصل عملية الأكسدة عن عملية الاختزال فى التفاعل التلقائى .
(2) وفصل نصفى الخلية ( الأكسدة والاختزال ) وتوصيلهم بقنطرة ملحية . تسمح بمرور الالكترونات فى السلك بين نصفى الخلية .
(3) للحصول على تيار كهربى ينتج من التفاعل التلقائى ( الأكسدة والاختزال )
س :7 اذكر مثال على الخلايا الجلفانية ؟ ومم تتركب ؟
المثال :
خلية دانيال وتتركب كما يلى :
(1) فلز نحاس مغمور فى كأس به محلول CuSO4 .
(2) فلز خارصين مغمور فى كأس به محلول CuSO4 .
(3) قنطرة ملحية تصل بين الكأسين وكل كأس يعرف بنصف خلية .
(4) لوح النحاس فى الخلية يعمل مهبط أو كاثود قطب(+)
(5) لوح الخارصين فى الخلية يعمل كاثود أو مصعد قطب (-)
(6) المحلول الموجود فى كل خلية يعرف بالالكتروليت .
(7) يوصل قطب النحاس بالخارصين عن طريق سلك معدنى ومللى أميتر .
س8 :
كيف يتولد التيار الكهربى الناشىء فى الخلية الجلفانية ( متخذا خلية دانيال كمثال )
ج:
(1) عند توصيل قطبى الخلية بسلك به مللى أميتر نجد مرور تيار كهربى .
(2) عند الكاثون (-) أكسدة
Zn Zn+2 + 2e- ………….. (1)
(3) عند الكاثود (+) اختزال
Cu+2 + 2e- Cu ……………………… (2)
(4) التفاعل الكلى للخلية من جمع معادلة (1) ، (2)
Zn + Cu+2 Cu + Zn +2
(5) التيار يتوقف بين نصفى الخلية وذلك :
• لترسب النحاس من المحلول على ساق النحاس .
• لذوبان الخارصين فى المحلول من ساق الخارصين
• مما سبق يتضح ان الانود هو مصدر الالكترونات وان الكاثود هو الذى يستقبل هذه الالكترونات وان الالكترونات تتحرك فى السلك الخارجى من الانود الى الكاثود مسببة مرور تيار كهربى
س9 : علل :
الانود فى الخلايا الجلفانية هو القطب السالب
ج: لانه القطب الذى تحدث عنده عملية الاكسدة وهو مصدر الالكترونات السالبة
س10: علل :
الكاثود فى الخلايا الجلفانية هو القطب الموجب
ج : لانه القطب الذى تحدث عنده عملية الاختزال وهو الذى يستقبل الالكترونات
الرمز الاصطلاحى للخلايا الجلفانية:
س 11 : كيف تكتب الرمز الاصطلاحى للخلية الجلفانية؟
يكتب الانود اولا من اليسار ( يمثل الاكسدة )
خط مزدوج يمثل القنطرة الملحية ( // )
يكتب الكاثود بعد ذلك ( يمثل الاختزال )
مثال : الرمز الاصطلاحى لخلية دانيال :
Zn / Zn+2 // Cu+2 / Cu
xM. xM.
/ خط يمثل حد بين قطب العنصر والمحلول الالكتروليتى .
// يمثل حد فاصل بين نصفى الخلية ويرمز للقنطرة الملحية .
ملاحظة هامة جداً :
(1) عملية الأكسدة دائما تحدث عند الآنود سواء كان (-) أو (+)
(2) عملية الاختزال دائما تحدث عند الكاثود سواء كان (+) أو (-)
جرب بنفسك:
(أ) اكتب الرمز الاصطلاحى للخلايا الجلفانية المعبر عنها بالتفاعلات الآتية :
(1) Zn + Cu++ Zn++ + Cu
(2) Zn+ HgO ZnO + Hg
(3) Zn + Ag2O ZnO + 2Ag
(4) MnO4- + H2C2O4 Mn++ + CO2
(5) Pb + PbO2 + 2H2SO4 2PbSO4 + 2 H2O

س12: مم تتركب القنطرة الملحية ؟ وما الدور الذى تقوم به فى الخلية الجلفانية ؟
 تتركب القنطرة الملحية:
من أنبوبة زجاجية على شكل حرف U بها محلول الكتروليتى مثل Na2SO4 ولا تتفاعل أيونات كبريتات الصوديوم مع أيونات نصفى الخلية ولامع أقطاب الخلية الجلفانية .
وظيفة القنطرة الملحية :
(‍1) التوصيل الكهربى بين المحلولين فى نصفى الخلية .
(2) تمنع الاتصال المباشر بين المحلولين فى الخلية .
(3) تعادل الشحنات السالبة والموجبة التى تتكون فى محلولى نصفى الخلية الجلفانية نتيجة لعملية الأكسدة للخارصين والاختزال للنحاس .
(4) تمنع تكون فرق جهد بين محلولى نصف الخلية .
س:13 ماذا يحدث فى الحالة الاتية:
غياب القنطرة الملحيةفى الخلية الجلفانية ؟
يوقف التيار من الخلية الجلفانية أى توقف تفاعل الأكسدة والاختزال ويتوقف التيار فى السلك الخارجى .
س14: (ب) اكتب المعادلات المتزنة الممثلة بالرموز الاصطلاحية التالية :
(1) Cu / Cu++ // I2 / 2I-
(2) AL / AL3+ // Fe2+ / Fe .
(3) Pb / Pb++ // Fe3+ / Fe2+

س 15 علل : لا يمكن قياس جهد فلز منفردا ؟
لانه يمثل نصق خلية جلفانية فقط
س16 : هل توجد طريقة مؤكدة ومباشرة لقياس الفرق المطلق فى الجهد الكهربى بين قطبى فلز وأيوناته فى الخلايا الجلفانية .
ج : لاتوجد بل يمكن قياس فرق الجهد بين قطبى الخلية الجلفانية بسهولة .
س 17: كيف يقاس جهد فلز عمليا ؟
بعمل نصف خلية جلفانية للفلز ثم توصيلة بنصف خلية اخرى معلومة الجهد (قياسية)لتكوين خلية جلفانية تتكون من:
(أ) القطب المراد قياسه والآخر
(ب) قطب قياس ذو جهد ثابت ومعلوم ( قطب هيدروجين قياس )
(2) قياس ق.د.ك. للخلية ومنها نحسب الجهد المجهول . بالتعويض فى:
ذق . د . ك = جهد اكسدة الانود + جهد اختزال الكاثود
س18 : ما القطب القياسى ؟
اتفق العلماء على ان القطب القياسى هو قطب الهيدروجين
س 19 مم يتركب قطب الهيدروجين؟
التركيب كما بالشكل
1- صفيحة بلاتين 1سم3 مغطاة بطبقة اسفنجيةمن البلاتين الاسود
يمر عليها تيار من غاز الهيدروجين تحت ضغط ثابت واحد جو .
2- تغمر صفيحة البلاتين فى محلول واحد مولر (1M)
من حمض قوى مثل (HCl )
3- يسمى قطب الهيدروجين تحت هذه الظروف بقطب هيدروجين
قياسي (S.H.E) وجهده = صفر ..
س 20
علل : جهد قطب الهيدروجين يساوى صفر ؟
لانه لايوجد فرق فى الجهد بين الهيدروجين وبين ايوناته
س21 متى يتغير جهد قطب الهيدروجين عن الصفر ؟
يتغير جهد هذا القطب عن الصفر عندما :
(أ‌) يتغير تركيز أيون الهيدروجين فى المحلول .
(ب) بتغير الضغط الجزئي للغاز أو كلاهما .

س 22
اكتب الرمز الاصطلاحى لقطب الهيدروجين فى حالة كونه انود وفى حالة كونه كاثود ؟
(ج) يرمز لنصف خلية الهيدروجين القياسية
فى حالة الانود
بالرمز الاصطلاحى P t + H2 ( 1atm) /2 H+(1M.) ) وكذلك الحال فى أنصاف الخلايا الغازية .
وفى حالة كونه كاثود ( 2H+/ H2(1atm.) + Pt )
(د) يستخدم قطب الهيدروجين القياسي : فى قياس جهد الأقطاب المجهولة
سلسلة الجهود الكهربية
ملاحظة :
(1) يمكن قياس الجهود القبية القياسية E لانصاف الخلايا لجميع العناصر الفلزية واللافلزية مقاسة بالنسبة لجهد قطب الهيدروجين القياسي .
المتسلسلة هى
ترتيب الجهود القياسية :
* تنازليا بالنسبة لجهود التاكسد الموجبة
أو ـ تصاعديا بالنسبة لجهود الاختزال السالبة بحيث يكون أكبر القيم السالبة فى أعلى السلسلة وأكبر القيم الموجبة فى أسفلها .
* أو هى : ترتيب سلسلة الجهود الكهربية للعناصر تبعا لجهود الأكسدة القياسية ترتيبا تنازليا بالنسبة للجهود الموجبة وتصاعديا بالنسبة للجهود السالبة .
س23 :
ماذا نستفيد من دراسة السلسلة؟
مقدمة السلسلة عوامل مختزلة قوية وذلك جهود الأعلى سالبية وهى الفلزات .
(1) فلزات مقدمة السلسلة تتأكسد بسهولة بفقد e- عندما تتفاعل مع عنصر أى منها فى السلسلة .
(2) العناصر ذات الجهد الموجب تقع أسفل السلسلة ( وتكون الفلزات على هيئة أيونات واللافلزات فى حالة عنصرية ) وهى عوامل مؤكسدة قوية مثل جزئ F2
أى أن : مؤخرة السلسلة تكتسب الالكترونات عندما تدخل تفاعل مع عنصر أعلى منها فى السلسلة .
(3) العنصر السابق فى السلسلة يحل محل الذى يليه فى محاليل أملاحه
(4) كلما زاد البعد بين العنصرين فى السلسلة زادت قدرة العنصر المتقدم ( ذو الجهد الاكثر سالبية أو أقل إيجابية ) علىطرد العنصر المتأخر ( ذو جهد أقل سالبية أو أكثر إيجابية من مركباته .
(5) جميع العناصر التى تسبق الهيدروجين تحل محل أيونات الهيدروجين فى المحاليل الحامضية

مثال Fe0 + 2 H+ CL Fe+2 CL2 + H02
اختزال أكسدة
وكلما زادت القيمة السالبة للجهد يزداد الميل إلى الاحلال محل أيونات الهيدروجين .
(6) العناصر ذات الجهود الموجبة التى تلى H فى السلسلة فلا تحل محل أيونات H+ فى محاليله
(7) الجهد القياسي لنصف خلية أى عنصر يأخذ إشارة (-) أو (+)
مثال : تفاعل نصف خلية الخارصين :
تفاعل اختزال ويعرف الجهد بالجهد الاختزالى لقياس E0 اختزال
Zn +2 + 2e- Zn0
وجهد اختزال للخارصين بالنسبة للهيدروجين
E0 = - 0.76 فولت
ولكن جهد التأكسد للخارصين (+)
Zn Zn+2 + 2e-
E0 = + 0.76 فولت
س24 : كيف تحسب ق.د.ك ؟
ج : يمكن حساب ق.د.ك لأى خلية باستخدام :-
(1) جهد الاختزال أو جهد الأكسدة لنصف الخلية أو كلاهما معا .
(2) يكون جهد الخلية الجلفانية فيه (+) دائما .
ق . د . ك = جهد اكسد الانود + جهد اختزال الكاثود
= جهد اكسدة الانود - جهد اكسدة الكاثود
= جهد اختزال الكاثود - جهد اختزال الانود
ملاحظات هامة جداً جداً :
جهد الاختزال القياس لأى خلية = جهد التأكسد القياسي لنفس الخلية بإشارة مختلفة
مثال 1
(أ) 1- جهد اختزال النحاس القياسي = + 0.34 فولت
2- جهد تأكسد النحاس القياسي = - 0.34 فولت
مثال 2
(ب) 1- جهد الاختزال القياسي للخارصين = - 0.76 فولت
2- جهد التأكسد القياسي للخارصين = + 0.76 فولت
فإن - ق.د.ك مجموع جهد التأكسد والاختزال لنصفى الخلية .
او: ق.د.ك فرق جهدى الأكسدة لنصفى الخلية
ق.دك للخلية الجلفانية =
(1) تأكسد الخارصين + اختزال النحاس = 0.76 + 0.34 = 1.1 فولت
(2) أو تأكسد الخارصين – تأكسد النحاس = 0.76 – (- 0.34)=1.1 فولت
أمثلة
(1) عنصران B , A جهود اختزالهم هى 0.4 & - 0.6 فولت على التوالى وكل منهما ثنائى التكافؤ (أ) ما هو الرمو الاصطلاحى للخلية ( ب ) احسب ق.د.ك للخلية وهل يمر تيار أم لا .
الحل
A B
- 0.6 0.4 تأكسد
+0.6 - 0.4 اختزال
كاثود آنود
ق.د.ك تأكسد الآنود + اختزال الكاثود = 0.4 + 0.6 = 1 فولت
يمر تيار لأن ق.د.ك = + تلقائى
الرمز الاصطلاحى للخلية هو : A/A+2 // B+2 / B
(2) اكتب الرمز الاصطلاحى للخلية
H2 + Cu+2 2H+ + Cu
إذا كان جهد تأكسد Cu = - 0.34 فولت احسب ق.د.ك للخلية – العامل المؤكسد – المختزل الحل
Cu H
صفر -0.34 تأكسد
صفر + 0.34 اختزال
آنود كاثود
ق.د.ك =جهد تأكسد الانود (H ) + جهد اختزال الكاثود (Cu )
= صفر + 0.34 = 0.34 فولت
الرمز الاصطلاحى :
Pt+ H2(1atm.) / 2H+1M. // Cu+2 / Cu
كاثود آنود
عامل مؤكسد عامل مختزل

(3) احسب جهد اختزال مجموع النترات NO3 من المعادلة : -
3Ag(s) + NO3- (aq) +4H+ 3Ag+ (aq) + NO(g) + 2H2O
علما بأن جهد تأكسد الفضة – 0.8 فولت . و ق د ك=0.16
الحل
Ag NO3
؟ -0.8 تأكسد
؟ + 0.8 أختزال
ق.د.ك = تأكسد Ag + اختزال NO3
0.16 = - 0.80 + اختزال النترات
اختزال النيترات = 0.16 + 0.80 = + 0.96 فولت
مثال (4) :
إذا علمت أن
Zn+2 + 2e- Zn(s) Eo = 0.75 – V
Cu+2 (aq) + 2e- Cu(s) Eo =- 0.34 V
احسب ق.د.ك للخلية الجلفانية المحتوية عليهما وكتابة الرمز الاصطلاحى
الحل
ق.د.ك = جهد تأكسد Zn + اختزال Cu
= 0.75 + 0.34 = 1.09 فولت
Zn / Zn+2 // Cu+2 / Cu

مثال (8) :
احسب ق.د.ك للخلية والرمز الاصطلاحى
2Fe+3 (aq) + 2I- (aq) 2Fe+2 (aq) + I2(s)
علما بأن 2Fe+3 (aq) 2Fe+2(aq) Eo = - 0.77
2I- (aq) I2 + 2e- Eo = - 0.53
الحل :
ق.د.ك = جهد تأكسد I- + جهد اختزال Fe
= - 0.53 + 0.77 = 0.24 فولت
2I- / I2 // 2Fe+2 /2Fe

مثال (9) :
اكتب الرمز الاصطلاحى للخلية الجلفانية التالية ثم أوجد ق.د.ك لها
Ni+2 + Fe Ni + Fe+2
جهد اختزال Ni= - 0.230 فولت جهد اختزال Fe = 0.410 فولت
الحل:
الحديد آنود يتأكسد النيكل كاثود يختزل
Fe Ni
+ 0.230 + 0.410 تأكسد
- 0.230 – 0.410 اختزال
ق.د.ك = جهد تأكسد Fe + جهد اختزال Ni
= 0.410 + (– 0.230 ) = 0.180 فولت
الرمز الاصطلاحى Fe / Fe+2 // Ni+2 / Ni
أولا : الخلايا الجلفانية وانتاج الطاقة الكهربية
س 1 : اذكرأقسام الخلايا الجلفانية ؟
تقسم الخلايا الجلفانية تبعا لطبيعة عملها لانتاج الطاقة إلى :-
(1) خلايا أولية (2) خلايا ثانوية .
ونحصل منها على طاقة كهربية من تفاعلات أكسدة واختزال تلقائى .
س2 : ما المقصود بالخلايا الاولية ؟
الخلايا الأولية :
نظام يختزن الطاقة فى صورة كيميائية ويمكن تحويلها عند اللزوم إلى طاقة كهربية وذلك من خلال تفاعل أكسدة واختزال تلقائى غير انعكاسي .
س3 : اذكر عيوب الخلايا الاولية ؟
(1) تتوقف الخلايا عن العمل عند استهلاك مادة المصعد وتنضب أيونات نصف خلية المهبط .
(2) لا يسهل إعادة شحنها بغرض إعادة مكوناتها إلى أصلها .
(3) أنها خلايا غير انعكاسية .
ملاحظات هامة :
(1) لكى يسهل استخدام الخلايا الأولية فى الأجهزة المتنقلة يجب أن تكون جافة وليست سائلة .
(2) الخلايا الجافة تحقق جهد ثابت لمدة أطول أثناء تشغيله .
(3) الخلايا الجافة يمكن تصنيع أحجام صغيرة منها .


الخلية الجافة
س4: وضح بالرسم مع كتابة البيانات تركيب الخلية الجافة ؟
ج14 : التركيب كما بالشكل
(1) علبة من الخارصين تعمل آنود أو مصعد .
(2) داخل العلبة مكونات المهبط: وهو عبارة
عن عجينة رطبة من ثانى أكسيد المنجنيز
( كمادة مؤكسدة ) تحيط بعمود من الكربون
( كموصل ) وكلوريد الأمونيوم كالكتروليت .
(3) فى بعض الخلايا يكون الالكتروليت خليط
من كلوريد الأمونيوم وكلوريد الخارصين وفى بعضها كلوريد خارصين فقط ،
س 5 اذكر تفاعل كل من الانود والكاثود فى العمود الجاف ؟ والتفاعل الكلى ؟
Zn Zn+2 أكسدة
2Mn+4O2-2 2Mn+3O-2(OH)-1 اختزال

التفاعل الكلى التلقائى فى الخلية : هو مجموع تفاعلى نصفى الخلية
Zn + 2MnO2+4 + 2NH4+ Zn+2+ Mn+3O(OH) + 2NH3

ق.د.ك للخلية = 1.5 فولت
س 6 :علل : لا ينصح باستخدام العمود الجاف فى الاجهزة الحساسة ؟
لانها اذا تركت فى الاجهزة مدة طويلة فانها تؤدى الى تكوين مواد ضارة تؤذى الجهاز
س7 علل : قد يعود العمود الجاف للعمل بعد فترة من توقفه ؟
لان ايونات الخارصين تتحد مع غاز النشادر مكونة متراكب وبذلك تزيل حدوث استقطاب الموجود على الكاثود كما يؤكسد ثانى اكسيد المنجنيز الهيدروجين الناتج من اختزال ايونات الامونيوم الى ماء ويزيل الاستقطاب ايضا
خلية الزئبق
س8 : مما يتركب خلية الزئبق وفيما تستخدم ؟
التركيب :
تصنع على شكل أسطوانى أو على هيئة أقراص وتتكون من
(1) قطب سالب من الخارصين( انود )
(2) قطب موجب (كاثود) من أكسيد الزئبق
(3) الالكتروليت هيدروكسيد بوتاسيوم ( 4 ) الخلية مغلقة بإحكام .
س9 : اذكر استخدامات خلية الزئبق ؟ مع التعليل ؟
استخدماتها : نظرا لصغر حجمها فهى تستعمل فى
(1) سماعات الأذن (2) الساعات (3) آلات التصوير .
س10: اذكر تفاعل الانود والكاثود والتفاعل الكلى للخلية ؟
ج : التفاعل الكلى الحادث فى الخلية
Zn + HgO ZnO + Hg

Zn Zn+2 ) أكسدة ( الانود
Hg+2O Hg الكاثود ( اختزال )
ق.د.ك للخلية = 1.25
س 11 : علل : ينصح العلماء بالتخلص من خلية الزئبق بطرق امنة ؟
لأنها تحتوى على الزئبق وهو مادة سامة
(2) الخلايا الثانوية
س12 : ما ذا يقصد بالخلايا الثانوية؟
ج : هى خلايا تختزن الطاقة الكهربية على هيئة طاقة كيميائية وتحويلها مرة أخرى إلى طاقة كهربية عند اللزوم .
س 13 : اذكرمميزات الخلايا الثانوية؟
• أنها انعكاسية أى يمكن إعادة شحنها بإمرار تيار كهربى فيها من مصدر خارجى بين قطبيها فى عكس عملية التفريغ .
س 14 : اذكر مثالين على الخلايا الثانوية؟
(أ) بطارية نيكل ـ كادميوم القلوية ( ب ) بطارية الرصاص الحامضية
س15 : علل يفضل استعمال الخلايا الثانوية عن الخلايا الجافة .
لأن الخلية الجافة لا يمكن إعادة شحنها وقيمتها الاقتصادية قليلة
س16 : ما مميزات بطارية النيكل ـ كادميوم القاعدية ؟
بطارية نيكل ـ كادميوم القلوية لها مميزات هى : -
(1) ذات حجم صغير . (2) سهلة الاستعمال . (3) يمكن إعادة شحنها
(4) تستعمل لعدة سنوات فى وجود الكتروليت قلوى KOH .
(5 ) مصمتة وخفيفة ولا يتصاعد عنها غازات
س 17 : اذكر تفاعل كل من الانود والكاثود والتفاعل الكلى لخلية النيكل – كادميوم
Cd0 Cd+2 أكسدة

Ni+3 Ni+2 اختزال
التفاعل الكلى للبطارية :-

2NiO(OH) + Cd + 2H2O 2 Ni(OH)2 + Cd (OH)2

س 18 : كيف يتم اعادة شحن بطارية النيكل – كادميوم ؟
شحن البطارية :
بتوصيلها بمصدر تيار خارجى لتعود مكوناتها إلى حالتها الأصلية ولذا تمكن استعمالها مرة أخرى
اكمل العبارة الاتية
جهد خلية النيكل – كادميوم القاعدية يساوى .......................
ج- 1.3 فولت
(ب) بطارية الرصاص الحامضية : -
س 19 : فيما تستخدم بطارية الرصاص الحامضية ؟ ومما تتركب ؟
: تستخدم هذه البطارية فى السيارة تتكون من :-
(1) ستة خلايا موصلة على التوالى وكل خلية تنتج 2 فولت .
(2) الجهد الكلى للبطارية 12 فولت
(3) يمكن تصنيع بطارية بها أكبر من 6 خلايا .
تركيب بطارية الرصاص الحامضية : -
المصعد ( الآنود ) : عبارة عن شبكة من الرصاص
مملوءة برصاص اسفنجى pb .
المهبط (الكاثود ) : عبارة عن شبكة من
الرصاص مملؤة بعجينة من ثاتى أكسيد الرصاص
(1) تفصل بين الألواح الرصاص صفائح عازلة .
(2) تغمر ألواح الرصاص وثانى أكسيد الرصاص
والعازل فى حمض كبريتيك مخفف يعمل كالكتروليت .
(3) إناء من المطاط الصلب أو البلاستيك ( بولى ستيرين ) لا يتأثر بالأحماض .
ملاحظات هامة جدا جدا :
(1) الالكتروليت فى البطارية ( حمض كبريتيك مخفف ) .
(2) البطارية خلية جلفانية : أثناء التفريغ أى العمل أو استهلاك طاقتها .
(3) البطارية خلية الكتروليتية : تحليلية عند إعادة شحنها بمصدر تيار خارجى .
س 20 : وضح التفاعلات التى تحدث عند تشغيل البطارية ؟
أولا : عملية التفريغ : التشغيل :
1- عند الآنود : أكسدة .
Pb(s)+ SO-24(aq) pbSO4+2e- …………………………….1)
جهد التأكسد القياسي = 0.36 فولت
2- عند الكاثود : اختزال .
PbO2(s) +4H+ +SO4-2+2e- pbSO4(s +2H2O ………….2)
جهد الاختزال القياسي = 1.69 فولت
عند التفريغ تعمل البطارية كخلية جلفانية ويصبح التفاعل الكلى هو مجموع جهد التأكسد القياسي والاختزال القياسي أى جمع معادلة (1) & (2)
Pb + pbO2+4H+ + 2SO4 -- 2PbSO4 + 2H2O
ق.د.ك للخلية = جهد التأكسد + جهد الاختزال
= 0.36 + 1.69 = 2.05 فولت
س 21 : كيف نكشف عن حالة البطارية ؟
وذلك بقياس كثافة محلول حمض الكبريتيك بواسطة هيدروميتر ( مقياس كثافة السوائل ) وله احتمالات .
(1) تكون البطارية كاملة الشحن إذا كانت كثافة الحمض فيها تساوى 1.28 إلى 1.2 جم / سم3
(2) البطارية غير مشحونة أو تحتاج لإعادة شحن إذا كانت كثافة الحامض أقل من 1.2 جم / سم3 ولذايجب زيادة تركيز الحمض فى البطارية
س22: علل: يجب شحن البطارية ؟
(1) لأن طول استعمال البطارية يؤدى إلى قلة تركيز حمض الكبريتيك وزيادة كمية الماء الناتج من التفاعل .
(2) تحولت مواد الكاثود PbO2والأنود Pbالى كبريتات رصاص PbSO4
(3) ولذا يقل التيار الناتج من البطارية .
ولذا يجب شحن البطارية .
كيفية الشحن :
(1) بتوصيل البطارية بمصدر تيار كهربى خارجى مستمر له جهد أكبر قليلا من جهد البطارية .
(2) يتم حدوث تفاعل عكس التفاعل التلقائى الناتج من التفريغ .
(3) تتحول كبريتات الرصاص PbSO4 إلى : -
أ‌- رصاص Pb ( عند الآنود المصعد ) .
ب‌- أكسيد الرصاص PbO2 عند المهبط ( الكاثود ) .
ج- يعود تركيز الحمض كما كان عليه
2PbSO4 + H2O Pb + PbO2 + 4H+ + 2SO4 -2
ملاحظات مهمة جدا :
(1) البطارية أثناء الشحن خلية الكتروليتية حيث يتكون فيها تفاعل كيميائى غير تلقائى بواسطة التيار الكهربى الخارجى
(2) أثناء الشحن يتم تخزين الطاقة الكهربية الداخلة من التيار الكهربى للخارجى فى البطارية على شكل طاقة كيميائية .
(3) سميت هذه الخلايا الثانوية ( بالمراكم ) وأنها بطارية لتخزين الطاقة .
مرفق الباب كاملا لمن يريد التحميل
مع تحياتى لكم جميعا

[استاذ احمد الكيميائى]

اعزائى الطلاب السؤال الاتى للاذكياء من يعرف الاجابة يتفضل :
ماذا يحدث فى الحالات الاتية :
1- اضافة حمض كبريتيك مخفف الى نصف خلية النحاس فى خلية دانيال
2- اضافة نفس الحمض الى نصف خلية الخارصين فى خلية دانيال
3- امرار 96500 كولوم فى محاليل الكتروليتية مختلفة
السؤال الثانى :
صحح العبارة الاتية :
1- المول من الحديد يشغل حجما مقداره 22.4 لتر فى م . ض . د

[gomaa]

شكرا" جزيلا" على هذه الأسئله الرائعة جدا" يا أستاذ/أحمد
وجعل الله ذلك فى ميزان حسناتك

[radwaa mahmoud]

السلام عليكم

ايه الجمال ده هو ده الشغل الجميل والمتعاون

والرد علىالاجابه هيوصل انشاء الله

لانى مشغوله الان فى اقرب فرصه

سلام عليكم

[radwaa mahmoud]

Originally posted by استاذ احمد الكيميائى@Apr 27 2006, 05:37 PM
اعزائى الطلاب السؤال الاتى للاذكياء من يعرف الاجابة يتفضل :
ماذا يحدث فى الحالات الاتية :
1- اضافة حمض كبريتيك مخفف الى نصف خلية النحاس فى خلية دانيال
2- اضافة نفس الحمض الى نصف خلية الخارصين فى خلية دانيال
3- امرار 96500 كولوم فى محاليل الكتروليتية مختلفة
السؤال الثانى :
صحح العبارة الاتية :
1- المول من الحديد يشغل حجما مقداره 22.4 لتر فى م . ض . د

[snapback]100676[/snapback]

اولا السلام عليكم

ثانيا احب اشكر الاستاذ احمد على شرحه الممتاز للباب الثامن

وطبعا انا عمرى مهنسا فضل الاستاذ جمعه ولا احد فى المنتدى كله ينسى فضله وتحياتى لكل مدرس بالمنتدى

ثالثا احب اجاوب على الاسئله بس انا هجاوب بختصار من غير شرح

رقم 1 ,2

الالكتروليت هنا "H2SO4"
H+ , SO4-2

عند الانود +2e-Zn______Zn+2

لانه حصل عنده عمليه اكسده

عند الكاثود
لانه حصل عنده عمليه اختزال
H2______2e-+

مجموع التفاعل الخليه
Zn+2H_______Zn+2 +H2

قطب الكاثود يحتوى على ايونات H+ هى التى تكتسب e
وليس cu+2 لانه لا يوجد اساسا فى الالكتروليت

بس انا رسماه رسمه تفهم اكتر من الاجابه والمعادله بتاعت الانود والاكثود مش عارفه اعملها ع الكومبيوتر صح

السوال رقم 3

لترسيب المكافىء الجرامى والذوبان والتصاعد من المادة.

السؤال رقم 4

المول من اى غاز يشغل حجما مقداره ........................وهكمل الجمله عادى

وشكرا

ويااااااااااااااارب الاجابات تطلع صح

[The_Relativistic200]

هو قصدو يعنى على ظاهرة الاستقطاب
التانية هيحل الخارصين محل الهيدروجين
والباقى زى رضوى برضو

[radwaa mahmoud]

السلام عليكم

نسيت اقول ان فى الرسمه مفهاش قنطرة ملحيه لانه الحمض واحد

[ابراهيم احمد ابو النجا]

متمكن من الكهربيه الله يكرمك

[الطيوبة]

شكرا جدا والله مهنسى الشرح ده فى المتحان

[مودى راب دوت كوم]

ميرسى ليك كتير