-المدار فى الكيمياء – الكيمياء الكهربية
الكيمياء الكهربية: دراسة التغيرات الكيميائية التى تحدث تحت تأثير الظواهر الكهربية
التحليل الكهربي: هو تفكك المادة نتيجة لمرور الكهرباء خلالها
الأكسدة : زيادة الشحنة الموجبة أى فقدان الإلكترونات
الاختزال : هو نقصان الشحنة الموجبة أى اكتساب الإلكترونات
عدد الأكسدة : هو عدد الشحنة السالبة أو الموجبة التى يفترض أن تحملها ذرة العنصر فى مركب ما
العامل المؤكسد: هو المادة التى تكتسب إلكترون أو أكثر أى ينقص عدد تأكسدها ويتم اختزالها
العامل المختزل: هوا لمادة التى تفقد الإلكترون أو أكثر أى يزداد عدد تأكسدها ويتم تأكسدها
قواعد حساب أعداد التأكسد:
1- عدد الأكسدة للعنصر الحر يساوى صفر0 مثلCl2 \ Na \ S \أو H2
2- عدد الأكسدة للأيون أحادى الذرة يساوى الشحنة التى يحملها الأيون مثل
Na+\(+1) ، S2+(-2) ، Al3+(-3)
3- المجموع الجبرى للأعداد تأكسد لذرات العناصر فى الجزىء يساوى صفر0
4- مجموع أعداد تأكسد الذرات فى أيون متعدد الذرات يساوى التى يجملها الأيون كماً ونوعاً0
5- عدد الأكسدة للأكسجين فى كل مركباته (-2) ، ما فى حالة البيروكسيدات مثل H2O2 و Na2O2(-1) وفى المركب OF2 =(+2)
6- عدد الأكسدة للهيدروجين فى كل مركباته يساوى ((1+ ما عدا فى هيدريدات الفلزات مثل NaH ، CaH2 يساوى (-1)
7- عدد الأكسدة لمجموعة الإفلاء (المجموعة الأولى) يساوى (+1) في جميع مركباتها0
8- عدد الأكسدة لمجموعة القلويات الأرضية (المجموعة الثانية) (+2) فى جميع مركباتها0
9- عدد الأكسدة للهالوجينات (المجموعة السابعة) فى مركباتها الثنائية هو (-1)
10- عدد الأكسدة للكبريت فى مركباته الثنائية مثل H2S ، CuS (-2) ماعدا مركباته مع الأكسجين والفلزر0
11- عند أتجاد عنصرين لافلزين فإن عدد الأكسدة للعنصر الأكثر سالبية يكون سالباً ومساوياً للعدد الشحنات التى يحملها العنصر أحادى الذرة0مثلاً في المركب SO2 عدد تأكسد الأكسجين (-2) وعدد تأكسد الكبريت (+4)أ
أمثلـة محلولة:
(1) أحسب عدد تأكسد اليود فى كل من:
أ) KIO4 ب) KIO3
الحــل
أ) س + 1 + 4(-2) = 0
س = +7
المدار فى الكيمياء – الكيمياء الكهربية {14}الهدى الثانوية - الصديق عبدالرحمن التلب
جـ/ عدد الإلكترونات التى تحررت ؟ [6.2×2310]
د/ عدد المولات المترسبة من كل عنصر ؟ [0.01 ، 0.005 ، 0.003]
ه/كتلة الفضة المترسبة ؟ [1.08]
(12) ترسب 0.108 جم من الفضة عند مهبط خلية للتحليل الكهربى عند مرور تيار
مباشر شدته 1.5 أمبير فى محلول نترات الفضة0
أ/أكتب معادلة أيونية توضح التفاعل الذى تمّ عند المهبط ؟
ب/ احسب كمية الكهرباء التى مرت بالكولوم ؟ [96.5]
جـ/ احسب الزمن اللازم لمرور هذه الكمية من الكهرباء ؟ [64.3]
(13)حلل محلول مائي لكلوريد الصوديوم كهربياً بتيار مباشر لمدة 10 دقائق 0
أ/ ما هى الأيونات الموجودة فى المحلول ؟
ب/ ماهى المادة المتحررة عند المهبط ؟
جـ/ احسب حجم محلول بالسم3 الذى تركيزه 0.5 م اللازم لمعادلة المحلول الناتج بعد
انتهاء التحليل؟ [40]
(14) خلية فرق جهدها 2.1 فولت مصممة من أقطاب النحاس ذى الجهد +0.34 فولت
والألمنيوم 0 أحسب جهد الألمنيوم ؟ [-1.76]
(15) تمّ إمرار تيار كهربى مباشر قدره 0.3 أمبير لمدة 40 دقيقة فى 30 سم3 من محلول
NiCl3 تركيزه 0.35 م 0
أ/ أكتب معادلة أيونية توضح تأين NiCl3فى المحلول ؟
ب/ أحسب كمية الكهرباء التى مرت بالفراداى ؟ [0.007]
جـ/ كم عدد مولات Ni المترسبة عند المهبط ؟ [0.0035]
د/ كم عدد مولات Cl2 المتحررة عند المصعد ؟ [0.0035]
(16) مر تيار شدته 10 أمبير فى محلول المركب (XY) لمدة 10 دقائق فكان القطبان من نفس العنصر (X) ، إذا كانت الكتلة الذرية لـX 96.5 وتكافؤه 3 ، احسب كتلة
X المترسبة ؟ [2]
(17) مر تيار كهربى مباشر فى محلولي المركبين (ZF) و(WX) فى خليتين موصلتين على التوالى ، فترسب عند المهبط 0.15 جم من العنصر (Z) و0.25 جم من العنصر (W)
احسب مكافئ (Z) إذا كان مكافئ (W) يساوى 45 ؟ [27]
(18) فولتاميتر نحاسى تم فيه تيار شدته 10 أمبير لمدة 30 دقيقة0 احسب متوسط سمك طبقة الناس المترسب على المهبط إذا كانت المساحة المغمورة من 300 سم2 والمكافيء الكهروكيميائى للنحاس 0.00033 حم/كولوم وكثافة النحاس 9حم/سم3 عند الظروف
القياسية ؟ [0.1782]
(19) فى عملية طلاء بالكروم تمّ ترسيب 0.52 جم من الكروم عند المهبط ، احسب0
أ/ كمية الكهرباء بالكولوم اللازمة لترسيب الكروم ؟ [1930]
ب/ عدد مولات الإلكترونات المتحررة ؟ [0.002]
جـ/ عدد الإلكترونات المتحررة ؟ [1.2×2210]
د/ الزمن اللازم لترسيب هذه الكمية من الكروم إذا كانت شدة التيار 1.5 أمبير؟
[1286.7]
المدار فى الكيمياء – الكيمياء الكهربية {13}الهدى الثانوية - الصديق عبدالرحمن التلب
(4) أ/ جد عدد تأكسد العنصر الذى تحته خط فيما يلى :
H3AsO4 ، K2PtCl6 ، MoO4 ، CH2O ، KMnO4
ب/ جد عدد تأكسد العنصر الذى تحته خط فى كل من الأيونات التالية:
[As2O3]2 - ، [FeCN)6]4- ، [ClO4]- ، [ Cr2O7]2-
(5) مرر 0.02 فاراداى من الكهرباء فى محلول حمض الكبرتيك المخفف باستعمال
فطبين من البلاتين
أ/ اعط اسماء الغازات الناتجة والأقطاب الناتجة عندها ؟
ب/ احسب عدد المولات الناتجة من كل غاز ؟ [0.005 ،0.01]
جـم احسب الزمن المطلوب لإمرار 0.02 فراداى بتيار قدره 2 أمبير؟ [965]
(6) تيار مباشر مقداره 0.81 أمبير يرسب 0.26 جم من العنصر X (كتلته الذرية 52)
عند المهبط ، عندما مرّ خلال محلول كبريتات X لمدة 30 دقيقة0
أ/ ما نوع الشحنة التى يحملها العنصر X ؟
ب/ أحسب القيمة العددية لشحنة العنصرX ؟ [3]
جـ/ اكتب معادلة لتفاعل المهبط ؟
د/ اكتب الصيغة الكيميائية لكبريتات العنصر X ؟
(7) عندما مررت نفس الكمية من الكهرباء خلال خليتين مناسبتين تحررت 9.2 جم
من الصوديوم فى الخلية الأولى ، فكم جراماً من الألمونيوم تتحرر فى الخلية
الأخرى ؟ [10.8]
(8) يتطلب محرك جهاز تشغيل محرك سيارة سريان تيار كهربى مقداره 193 أمبير
لمدة 1.2 ثانية ويستهلك الجهاز هذه الطاقة من مركم للرصاص يتألف من 6 خلايا
موصلة على التوالى فإذا كان تفاعل المصعد هو
Pb + HSO4- PbSO4 + H+ + 2e-
فما هى كتلة الرصاص التى تستهلك عند تشغيل المحرك (207= Pb) ؟ [1.49]
(9) مرّ تيار مقداره 1.5 أمبير لمدة 30 دقيقة خلال محلول فلز ثلاثى التكافؤ ، فترسب
1.08 حم من الفلز على المهبط 0 أحسب:
أ/ كمية الكهرباء التى مرت بالكولوم ؟ [270]
ب/ الكتلة الذرية للفلز ؟ [115.8]
(10) مرر تيار مباشر مقداره 2 أمبير لمدة 15 دقيقة خلال محلول من أملاح فلز كتلته
الذرية 193 مترسب 1.2 جم من الفلز عند المهبط0 أحسب
أ/كمية الكهرباء التى مرت بالكولوم ؟ [1800]
ب/ الشحنة الكهربية لأيون الفلز ؟ [3]
(11) ثلاث خلايا تحوى الأولى AgNO3 والثانية CuSO4 والثالثة Al2(SO4)
مرر خلال الدائرة تيار كهربى مباشر مقداره 0.5 أمبير لمدة 32 دقيقة و10 ثوانى 0
أحسب
أ/ كمية الكهرباء التى مرت بالفرداى ؟ [965]
ب/ عدد مولات الإلكترونات التى تحررت؟ [0.01]
المدار فى الكيمياء – الكيمياء الكهربية {2}الهدى الثانوية - الصديق عبدالرحمن التلب
ب) س + 1 + 3(-2) =0
س = +5
(2) احسب عدد تأكسد الكربون فى الآتى:
ا) CH2Cl2 ب) C2H6 جـ) CO2
الحــل
أ) س + 2(+1) + 2(-1) = 0
س = 2 – 2 = 0
س = صفر
ب) 2س + 6(+1) = 0
2س + 6 = 0
2 س = -6
س = -3
جـ) س + 2(-2) = 0
س - 4 = 0
س = +4
(3) احسب عدد التأكسد لكل من الآتى:
(i) الفسفور فى3- PO4 (ii) الكبريت فى S8
(iii) الكروم فى NaCrO2 (iV) النتروجين فى N2O4
الحـــل
(i) س + 4(-2) = -3
س = +5
(ii) س = صفر
(iii) س +1 + 2(-2) = 0
س = +3
(iv) 2س + 4(-2) = 0
2س = +8
س = +4
(4) عيّن العامل المؤكسد والعامل المختزل فيما يلى:
أ/ 2H2S + SO2 2H2O + S
ب/ CHBr2-CHBr2 CH≡CH + 2Br2
<ـ/ H2O + C CO + H2
د/ 3CuO + 2NH3 3Cu + 3H2O + N2
المدار فى الكيمياء – الكيمياء الكهربية {3}الهدى الثانوية - الصديق عبدالرحمن التلب
ه/ 8H2O+ 16HCl + 2KMnO4 2MnCl2 + 2KCl2 + 5Cl2
الحـــل
أ/ العامل المؤكسد هو SO2 S0 إخــتزال S4+
العامل المختزل هو H2S S2- أكســـدة S0
ب/ العامل المؤكسد هو Br2 Br1ا اختزال Br0
االعامل المحتزل هو CH≡CH C1+ أكســــــــــدة C1-
جـ/ العامل المؤكسد هو H2O H0 اختزال H1+
االعامل المختزل هو C C2+ أكســــــــــــــــــدة C0
د/ العامل المؤكسد هو CuO Cu0 اخـــــــــــــــــتزال Cu2+
االعامل المختزل هو NH3 N0 أكســـــــــــــ\ة N3-
ه/ العامل المؤكسد هو KMnO4 Mn2+ اختزال Mn7+
االعامل المختزل هو HCl Cl0 أكســـــــــــــــــــدة Cl1-