الحصول على الطاقة الكهربية من تفاعلات الأكسدة والاختزال
الخلية الكهروكيميائية :
تتكون من فلزين كل مغمور فى محلول لأحد أملاحه
ويصل بينهما حسر ملحى 0
المصعد : هو القطب الذى تحدث فيه عملية الأكسدة0
المهبط : هو القطب الذى تحدث فيه عملية الإختزال0
مثال : خلية خارصين / نحاس
المدار فى الكيمياء – الكيمياء الكهربية {12}الهدى الثانوية - الصديق عبدالرحمن التلب
(6) ما هى شدة التيار اللازم لتحرير مول من الذهب ثلاثى التكافؤ فى عملية تحليل كهربى
خلال ومن قدره 16 ساعة و5 دقائق ؟
الحـــل
Au3+ + 3e Au
1 فراداى يحرر 1 مول الكترونات
3 فراداى تحرر 3 مول الكترونات ( مول واجد من الذهب)
كمية الكهرباء ك = 3×96500 كولوم
الزمن ن = (16×60 + 5)×60 ثانية
ن = (960 + 5)×60 = 965×60 ث
ت = ك
ن
ت = 96500×3 = 5 أمبير
965×60
تمرين
(1) فى تجربة مرر تيار قدره 0.5 أمبير لمدة 80 دقيقة فى خلية كهربية تحوى محلول ملح نحا ومخلول ملح فضة
أ/ أحسب كمية الكهرباء التى مرت؟ [2400]
ب/ أحسب كتلة كل من النحاس والفضة التى ترسبت ؟ [2.7 ، 0.8]
(2) مرر تيار قدره 1.4 أمبير فى فولتاميتر نحاس لمدة 24 دقيقة و 10 ثوانى 0
أحسب كتلة النحاس المترسب على المهبط ، علماً بأن المكافىء الكهروكيميائى
للنحاس 0.00033 جم/كولوم ؟ [0.6699]
(3) أكتب العامل المختزل والعامل المؤكسد فى كل من المعادلات الآتية:
أ/ H2+ ZnSO4 Zn + H2SO4
ب/ CH3COOH +Cu2O CH3COH + CuO
جـ/ 2RbOH + H2 2Rb + H2O
د/ I2 + K2SO4 + 2H2O H2SO4 + H2O2 + KI2
ه/ 2HBr H2 + Br2
المدار فى الكيمياء – الكيمياء الكهربية {11}الهدى الثانوية - الصديق عبدالرحمن التلب
(3) احسب كتلة الفضة المترسبة عند إمرار تيار كهربي مباشر شدته
0.5 أمبير فضة؟
الحـــل
و = ت×ن×ذ
96500ف
و = 0.5×8×60×108 = 0.034 جم
96500
(4) كم حجم الهيدروجين المنطلق الذى يمكن الحصول عليه فى الظروف العادية عند
إمرار تيار شدته 3 أمبير فى محلول مخفف من حمض الهيدروكلوريك لمدة 5 دقائق
(حجم ألمول الجرامى للغار عند م,ض.د = 22.4 دسم3) ؟
الحـــل
و = ت×ن×ذ
96500ف
و = 3×5×60×1 = 0.009326 جم
96500×1
عدد المولات = الكتلة بالجم = 0.009326 = 0.004663 مول
الكتلة الجزيئية 2
حجم = غدد المولات×حجم المول
= 0.004663×22.4 = 0.104 دسم3 = 104 سم3
(5) عند مرور تيار شدته 0.3 أمبير لمدة ساعتين فى محلول فلز ثنائي التكافؤ
ترسب 0.7128 جم عند المهبط ما هو المكافىء الكهروكيميائى والكتلة الذرية
لهذا الفلز ؟
الحـــل
و = ت×ن×ه
ه = و = 0.7128 = 0.00033 حم/كولوم
0.3×2×60×60
ذ = 96500×ف×ه = 96500×2×0.00033 = 64.69
المدار فى الكيمياء – الكيمياء الكهربية {4}الهدى الثانوية - الصديق عبدالرحمن التل
تفاعل المصعد Zn2+ + 2e أكســدة Zn
تفاعل المهبط Cu اختــزال Cu2+ + 2e
التفاعل الكلى Cu Zn2+ + Zn + Cu2+
1/ إتجاه التيار فى الدائرة الخارجية من الفطب الموجب الى القطب السالب وإنجاهه
فى الدائرة الداخلية من الفطب السالب الى القطب الموجب
2/ إتجاه التيار الإلكترونى فى الدائرة الخارجية من الفطب السالب الى القطب الموجب
وإتجاهه فى الدائرة الداخلية من القطب الموجب الى القطب السالب0
جهد القطب: هو قابلية مادة القطب للتأكسد او الإختزال أى اكتساب او فقدان الالكترونات0
جهد القطب الأساسى: هو حهد القطب عند الظروف القياسية وهى درجة حرارة 25 ْم
وتركيز المحلزل مول/دسم3 وضغط جوى واحد0
قطبالهيدروجين الأساسى: يتكون من قطعة من البلاتين مغمورة فى محلول من HCl
تركيزه مول/دسم3 محاطا سطحها بغاز الهيدروجين تحت
ضغط ىساوى واحد ضغط جوى
جهد الهيدروجين الأساسى = صفر
فرق الجهد الأساسى للخلية: قدرة الخلية على القيام بجهد كهربى عند الظروف القياسية0
جهد الخلية = جهد المهبط (+) -ـ جهد المصعد (-ـ)
المدار فى الكيمياء – الكيمياء الكهربية {5}الهدى الثانوية - الصديق عبدالرحمن التلب