حل درس سريان التيار في الخلايا الجلفانية
شرح وحل ملخص مرحباً اعزائي طلاب وطالبات العلم في موقعنا باك نت يسرنا بزيارتكم أن نقدم لكم من كتاب الطالب 2023 شرح ملخص وحل تطبيقات دروس ونصوص مقترح كما نقدم لكم الأن أعزائي الطلاب... حل درس سريان التيار في الخلايا الجلفانية
الإجابة هي
سريان التيار في الخلايا الجلفانية
Flow of Current Galvanic Cells
س) صف ما یحدث في خلیة دانیال من تفاعلات.
ج) عند قطب الخارصین (Zn) تنتج الإلكترونات بسبب أكسدة (ذوبان) معدن الخارصین الى أیونات خارصین حسب التفاعل :
Zn(S) →Zn+2 (aq) + 2e
وھذا القطب ھو الذي یدفع الإلكترونات في الدائرة الخارجیة ولذلك یسمى مصعداً (آنوداً)
anode
ویوصف بأنه سالب لتولد الإلكترونات عنده.
١) تنتقل الإلكترونات المتولدة عند قطب المصعد (Zn) عبر الموصل الخارجي (یمكنأن یكون سلكاً معدنیاً)، وبالتالي تصل الى القطب الآخر في الخلیة (قطب النحاس)،
ویسمى ھذا القطب مھبطاً (كاثوداً cathode) ، ویوصف بأنه قطب موجب.
٢) عند وصول الإلكترونات الى ھذا القطب فإنھا ستقوم باختزال أیونات النحاس المتصلةبالقطب طبقاً للتفاعل التالي:
Cu+2 (aq) + 2e→Cu(s)
٣) وتكتمل الدائرة بانتقال الأیونات بین القطبین، وباستمرار التفاعلین :
Zn(s) →Zn+2 (aq) + 2e
Cu +2(aq) + 2e →Cu(s)
( عند المصعد مما یزید من إیجابیة +2 تتولد كمیة وافرة من أیونات الخارصین Zn)
المحلول ، بینما تستھلك كمیة مكافئة من أیونات النحاس عند المھبط (مما یزید من سالبیة المحلول)
وما یحدث من زیادة في إیجابیة أو سالبیة المحلول یخالف مبدأ أن المحالیل دائماً متعادلة
كھربیاً أي عدد أیوناتھا الموجبة یساوي عدد أیوناتھا السالبة.
وھذا المبدأ یحدث ھنا حیث أن منطقة المصعد التي تزید فیھا الأیونات الموجبة :
• تنتقل الى منطقة المھبط
• أو بدلاً من ذلك تنتقل الأنیوناتso4)-2)الى منطقة المصعد.
وعملیاً فإن الأیونات (الكاتیونات والأنیونات) تنتقل في الإتجاھین. وھذا في حالة الخلیةالمصممة بغشاء مسامي.
أما في حالة الخلیة المصممة بقنطرة ملحیة فإن الأیونات في ھذه القنطرة تھاجر الىنصفي الوعائین لتحافظ على التعادل الكھربي، فإذا كان الملح الموجود بالقنطرة هو )Kcl( فان ايونات الكلوريد السالبة
( تغادر الى منطقة المصعد الأكثر ایجابیة لتعادل المحلول،
اما ايونات البوتاسيوم الموجبة
( تغادر الى منطقة المھبط الأكثر سالبیة لتعادل المحلول.
س) لماذا نعمل على أن تصمیم الخلیة یكون فیھ انتقال للإلكترونات من Zn الى أیونات(+Cu2) ؟
ج) للاستفادة من ھذا الإنتقال للحصول على شغل (work) بدلاً من فقدان الطاقة على هيئة حرارة
س) ھل یمكن استبدال قطب النحاس بسلك بلاتیني؟
ج) نعم یمكن للمھبط أن یكون أي معدن بلاتین Pt أو غیره بشرط أن لا یذوب في
المحلول الذي یوضع فیه. وفي حالة وضع Pt في محلول أیونات نحاس والتوصیل بین
المعدنین (Zn – Pt) فإن أیونات النحاس ستترسب على قطب Pt بیسر وسھولة كما لوكان قطب نحاس.
س) ھل یمكن استبدال محلول الخارصین (ZnSO4) بمحلول لأیون موجب آخر فيمنطقة المصعد (المنطقة المحیطة بقطب الخارصین)؟
ج) نعم یمكن ذلك، لكن بتحقق شرطین :
١) أن لا یتفاعل مع أیونات الخارصین ومن أمثلة المحالیل التي لا تتفاعل ,NaNO3) K2SO4)
٢) أن لا یذوب قطب الخارصین فیه، ومن المحالیل التي یمكن له الذوبان فیھا
(CuSO4, AgNO3)
س) علل : من الأھمیة ألا تكون أیونات النحاس على صلة بقطب الخارصین (Zn)؟
ج) بسبب أن حدوث مثل ذلك یجعل تفاعلا الأكسدة والإختزال :
Zn (s) →Zn(+2) (aq) + 2e
Cu (aq) +2 +2e→Cu (s)
یحدثان على سطح (Zn) وبالتالي فلن تتدفق الإلكترونات في الدائرة الخارجیة.
س) كیف تمنع أیونات النحاس في منطقة المھبط من الانتقال الى منطقة المصعد؟
ج) بوضع حاجز مسامي أو جسر ملحي.
س) الى متى یستمر التفاعل في خلیة دانیال؟
ج) تستمر تفاعلات الأكسدة والإختزال في خلیة دانیال ولكنھا تتوقف بعد فترة من الزمن
عندما :
أ) تنتھي كمیة قطب الخارصین Zn الذي یمنح الإلكترونات.
ب)تنتھي كمیة أیونات النحاس+2 Cu)
التي تستقبل الإلكترونات.