Transcript تطبيقات على التحليل الكهربائي للمحاليل اللكتروليتية

‫تطبيقات على التحليل الكهربائي للمحاليل‬
‫اإللكتروليتية‬
‫لقد درست نوعين من الخاليا الكهروكيميائية‬
‫هما ‪:‬‬
‫‪ .1‬اخلاليا‬
‫‪ .2‬اخلاليا‬
‫ـانية‬
‫ـ‬
‫ف‬
‫اجلل‬
‫‪..................‬‬
‫‪..................‬ة )‬
‫اإللكرتوليتية ( التحليلي‬
‫ما هي التطبيقات العملية للخاليا الجلفانية ؟‬
‫‪...........................‬‬
‫‪ .1‬البطاريات غير القابلة للشحن‬
‫‪...........................‬‬
‫‪ .2‬البطاريات‬
‫القــــابلة للشحن‬
‫‪................................‬‬
‫‪.3‬‬
‫خاليــــــا الوقــود‬
‫هل يوجد تطبيقات عملية للخاليا‬
‫اإللكتروليتية ؟‬
‫نعــم‬
‫لقد درست التحليل الكهربائي لمصهور‬
‫كلوريد الصوديوم حيث ينتج عند األنود‬
‫‪ ...............‬وعند الكاثود الصوديوم‬
‫‪.............‬‬
‫غاز الكلور‬
‫وبهذه الطريقة يتم الحصول على بعض الفلزات‬
‫بالتحليل الكهربائي لمصاهير خاماتها ‪.‬‬
‫عبد هللا الصباح‬
‫تطبيقات على التحليل‬
‫الكهربائي للمحاليل‬
‫اإللكتروليتية‬
‫ما الفرق بين محلول المادة ومصهور المادة ؟‬
‫الماء‬
‫المادة أذيبت في‬
‫‪.............................‬‬
‫المحلول‬
‫السائلة بالتسخين‬
‫من الحالة الصلبة إلى‬
‫حولت‬
‫‪.............................‬‬
‫الصباح‬
‫المصهور المادة عبد هللا‬
‫أوالً ‪ :‬التحليل الكربائي لمحلول كبريتات‬
‫النحاس ( ‪ ) II‬بين أقطاب من البالتين‬
‫أو الجرافيت‬
‫ما سبب استخدام أقطاب من البالتين أو الجرافيت في‬
‫الخاليا اإللكتروليتية ؟‬
‫‪ ‬ألنها‬
‫ال تشارك في التفاعالت التي تحدث عند األنود‬
‫‪.........................................................................‬‬
‫ما هي األيونات والجزيئات الموجودة في المحلول ؟‬
‫‪H2O ، Cu2+ ، SO42-‬‬
‫‪e‬‬
‫‪e‬‬
‫األنود (‪)Pt‬‬
‫الكاثود(‪)Pt‬‬
‫‪SO42‬‬‫‪2+ H O‬‬
‫‪2‬‬
‫‪H2O Cu‬‬
‫‪SO42‬‬‫‪Cu2+‬‬
‫‪H2O‬‬
‫أيها يوجد عند األنود ؟‬
‫‪ SO42‬و ‪H2O‬‬‫‪e‬‬
‫‪e‬‬
‫األنود (‪)Pt‬‬
‫الكاثود(‪)Pt‬‬
‫‪2‬‬‫‪H2O SO4‬‬
‫‪Cu2+ H2O‬‬
‫‪SO42-‬‬
‫‪H2O‬‬
‫‪Cu2+H2O‬‬
‫‪H2O‬‬
‫‪H2O‬‬
‫أيها يتأكسد ولماذا ؟‬
‫عبد هللا‬
‫األكسدةالصباحبالترتيب ‪) 1.23- ، 1.8-‬‬
‫‪ SO42-‬و ‪( H2O‬جهد‬
‫‪H2O‬‬
‫ألن جهد أكسدته أعلى‬
‫اكتب التفاعل النصفي الذي يمثل عملية األكسدة‬
‫‪O2 + 4H+ + 4e‬‬
‫‪2H2O‬‬
‫ماذا يوجد عند الكاثود ؟‬
‫‪ Cu2+‬و ‪H2O‬‬
‫أيها سيختزل ولماذا ؟‬
‫‪ Cu2+‬و ‪( H2O‬جهد االختزال بالترتيب ‪ 0.83- ، 0.34‬فولت )‬
‫‪Cu2+‬‬
‫ألن جهد اختزاله أعلى‬
‫اكتب التفاعل النصفي الذي يمثل عملية االختزال‬
‫‪Cu‬‬
‫‪Cu2+ + 2e‬‬
‫باستمرار التحليل الكهربائي‬
‫‪.....................‬‬
‫ينتج عند األنود‬
‫غاز األكسجين‬
‫‪.....................‬‬
‫النحاس‬
‫ينتج عند الكاثود‬
‫تقل‬
‫‪...........‬‬
‫قيمة الرقم الهيدروجيني للمحلول‬
‫‪ ..............‬تركيز كاتيونات ‪H+‬‬
‫بسبب‬
‫زيادة‬
‫ثانيا ً ‪ :‬تنقـية الفلزات‬
‫‪ ‬التحليل الكهربائي لمحلول كبريتات النحاس‬
‫(‪ ) ll‬بين قطبين من النحاس‬
‫‪2‬‬‫‪H‬‬
‫‪O‬‬
‫‪Cu‬‬
‫‪SO‬‬
‫‪...........‬‬
‫‪ .............‬و ‪ ..........‬و‬
‫‪2‬‬
‫‪ ‬يوجد عند األنود ‪4 :‬‬
‫( مالحظة ‪ :‬مادة األنود ليست جرافيت أو بالتين )‬
‫‪ SO42‬و ‪ H2O‬و ‪(Cu‬جهد األكسدة بالترتيب ‪) 0.34 - ، 1.23 - ، 1.8-‬‬‫يتأكسد‬
‫‪.........................................‬‬
‫‪ ..........‬ألن‬
‫‪Cu ‬‬
‫ألن جهد أكسدته أعلى‬
‫‪ ‬يوجد عند الكاثود ‪2+ :‬‬
‫‪..........‬‬
‫و‬
‫‪.............‬‬
‫‪H‬‬
‫‪O‬‬
‫‪Cu‬‬
‫‪2‬‬
‫أيها سيختزل ولماذا ؟‬
‫‪ Cu2+‬و ‪( H2O‬جهد االختزال بالترتيب ‪ 0.83- ، 0.34‬فولت )‬
‫‪Cu2+‬‬
‫ألن جهد اختزاله أعلى‬
‫اكتب التفاعل النصفي الذي يمثل عملية االختزال‬
‫‪Cu‬‬
‫‪Cu2+ + 2e‬‬
‫الحظ الرسم التالي‬
‫‪e‬‬
‫نحاس ( كاثود )‬
‫‪e‬‬
‫‪Cu‬‬
‫‪Cu2+‬‬
‫‪Cu‬‬
‫نحاس ( أنود )‬
‫‪Cu2+‬‬
‫من الرسم نالحظ‬
‫‪.........................‬‬
‫كتلة األنود‬
‫تقل‬
‫‪.........................‬‬
‫كتلة الكاثود‬
‫تزداد‬
‫عبد هللا الصباح‬
‫تستخدم الطريقة السابقة لتنقية بعض الفلزات في‬
‫الصناعة ‪ ،‬وتتم مراحل التنقية كما في الرسم ‪:‬‬
‫فلز نقي‬
‫(‪) .........‬‬
‫كاثود‬
‫‪1‬‬
‫فلزغير نقي‬
‫(‪) .........‬‬
‫أنود‬
‫شوائب‬
‫‪2‬‬
‫‪3‬‬
‫من خالل الرسم السابق فإنه عند تنقية فلز من‬
‫الشوائب الموجودة معه نتبع الخطوات التالية ‪:‬‬
‫‪ُ .1‬يجعل الفلز المراد تنقيته أنود‬
‫‪...........‬‬
‫‪......‬‬
‫‪ُ .2‬يجعل سلك أو صفيحة من الفلز النقي‪......‬كاثود‬
‫الفلز‪. ...‬‬
‫‪ .3‬اإللكتروليت محلول يحتوي كاتيونات ‪........‬‬
‫باستخدام الطريقة السابقة ‪ ،‬هل يمكن تنقية‬
‫الفلزات النشطة ( مثل ‪ ) Al ، Na‬؟‬
‫ال‬
‫لماذا ؟‬
‫ألن جهد إختزالها عالي‬
‫ثالــــــــــثا ً ‪ :‬الطالء الكهربائي‬
‫ماذا يحدث اذا تم وضع لوح من الحديد‬
‫بدالً من كاثود النحاس في خلية تنقية‬
‫النحاس ؟‬
‫حديد ( كاثود )‬
‫نحاس ( أنود )‬
‫‪Cu‬‬
‫‪Cu2+‬‬
‫‪Cu‬‬
‫‪Cu2+‬‬
‫الصباحلوح الحديد‬
‫يترسب النحاسعبد هللاعلى‬
‫‪ ‬تستخدم هذه الطريقة لطالء فلز بفلز آخر‬
‫لحمايته من الصدأ والتآكل أو ليبدو أكثر لمعانا ً‬
‫وجماالً ‪.‬‬
‫ما هي الخطوات الالزمة لطالء‬
‫وعاء من الحديد بطبقة من‬
‫الفضة ؟‬
‫الحظ الشكل التالي ‪:‬‬
‫قضيب من‬
‫الفضة‬
‫آنية الحديد‬
‫‪) .........‬‬
‫( أنود‬
‫‪) .........‬‬
‫( كاثود‬
‫‪+‬‬
‫‪Ag‬‬
‫كاتيونات ‪.........‬‬
‫‪ .1‬تنظف اآلنية جيداً‬
‫‪..........‬‬
‫‪ .2‬تغمر في محلول يحتوي كاتيونات ‪Ag+‬‬
‫‪...............‬‬
‫‪ ...............‬وقضيب من الفضة‬
‫أنود‬
‫‪ُ .3‬تجعل اآلنية كاثود‬
‫ولفترة الصباح‬
‫عبد هللا‬
‫زمنية كافية‬
‫‪ .4‬يمرر تيار كهربائي مناسب‬
‫ما هي الخطوات الالزمة لطالء خاتم من الحديد‬
‫بطبقة من الذهب ؟‬