جديد: «في الحياة» — الرياضيات في مواقف حقيقيةجرّبها الآن

الكيمياءفصل تفاعلات التأكسد والاختزال والكيمياء الكهربائية

الخلايا الالكتروليتية

نحو ٢ دقيقتان قراءة١٢ سؤالاً٣ قوانين

الدرس ٨ من ١٠ في هذا الفصل

الخلايا الالكتروليتية

الخلايا الالكتروليتية هي الخلايا المستهلكة للتيار الكهربائي، حيث تتحول فيها الطاقة الكهربائية إلى طاقة كيميائية. تجري تفاعلاتها بشكل غير تلقائي، أي أن قيمة الطاقة الحرة لها موجبة.

لهذه الخلايا تطبيقات صناعية مهمة مثل تنقية الفلزات وعملية الطلاء الكهربائي.

تحليل منصهر كلوريد الصوديوم

  • عند الكاثود يحدث الاختزال حيث تختزل ايونات الصوديوم مكونة فلز الصوديوم.
  • عند الأنود يحدث التأكسد حيث تتأكسد ايونات الكلوريد لتتحرر على شكل غاز الكلور.

الأقطاب مثل الكاربون أو البلاتين مغمورة في المنصهر، والتفاعلات: 2Na++2e−→2Na2Na^{+}+2e^{-}\rightarrow 2Na (الكاثود) و 2Cl−→Cl2+2e−2Cl^{-}\rightarrow Cl_2+2e^{-} (الأنود)، والتفاعل العام 2Na++2Cl−→2Na+Cl22Na^{+}+2Cl^{-}\rightarrow 2Na+Cl_2. ويجب إبقاء الصوديوم مفصولاً عن غاز الكلور حتى لا يتفاعلا تلقائياً لتكوين NaClNaCl مرة ثانية.

خلايا الطلاء الكهربائي

طريقة يُستخدم بها التحليل الكهربائي لطلاء فلز بطبقة رقيقة من فلز آخر لحمايته من الصدأ. يتكون الأنود من الفلز النقي المراد الطلاء به (مثل الفضة أو الذهب النقي)، والكاثود من السطح المراد طلاؤه (مثل ملعقة أو شوكة الطعام)، ويحتوي محلول الخلية على أحد أملاح الفلز المراد الطلاء به مثل AgNO3AgNO_3 أو Au(NO3)3Au(NO_3)_3. تعتمد جودة الطلاء على عاملين: أن تكون شدة التيار المستخدم ضعيفة، وأن يكون تركيز أيونات الفلز المراد الطلاء به قليلاً.

مصطلحات الدرس

الخلايا الالكتروليتية
هي الخلايا المستهلكة للتيار الكهربائي التي تتحول فيها الطاقة الكهربائية إلى طاقة كيميائية وتجري تفاعلاتها بشكل غير تلقائي أي أن قيمة ΔG\Delta G لها موجبة.
التحليل الكهربائي
هو العملية التي يتم فيها استخدام الطاقة الكهربائية لجعل تفاعل الخلية الالكتروليتية غير التلقائي يحدث.
الطلاء الكهربائي
طريقة يُستخدم بها التحليل الكهربائي لطلاء فلز معين بطبقة رقيقة من فلز آخر لحماية المعادن من الصدأ أو التآكل.
الكاثود
هو القطب الذي تجري عنده عملية الاختزال، ففي تحليل منصهر كلوريد الصوديوم تختزل عنده ايونات الصوديوم مكونة فلز الصوديوم.
الأنود
هو القطب الذي تجري عنده عملية التأكسد، ففي تحليل منصهر كلوريد الصوديوم تتأكسد عنده ايونات الكلوريد لتتحرر على شكل غاز الكلور.

أسئلة وزارية على فصل تفاعلات التأكسد والاختزال والكيمياء الكهربائية

خطوتك التالية

الدرس السابق:جهد الخلية الكلفانية