ملخص درس التحليل الكهربائي لمادة الكيمياء للصف الثاني عشر الفصل الدراسي الاول المنهج العماني

نقدم لكم ملخص درس التحليل الكهربائي لمادة الكيمياء للصف الثاني عشر الفصل الدراسي الاول المنهج العماني

يناقش هذا الملف مفهوم التحليل الكهربائي وأهدافه، موضحًا المواد المتكونة في خلايا التحليل الكهربائي بناءً على الحالة الفيزيائية للإلكتروليت، وموقع الأيونات في سلسلة جهود الاختزال القياسية، وتركيز الأيونات المتنافسة [4, 5, 6, 7, 8].

رابط تنزيل ملخص درس التحليل الكهربائي لمادة الكيمياء للصف الثاني عشر الفصل الدراسي الاول المنهج العماني

التحليل الكهربائي:هو عملية تفكك المركب إلى عناصره الأساسية باستخدام تيار كهربائي [37, 121]. تُستخدم هذه العملية في استخلاص الفلزات النشطة، والحصول على اللافلزات، وتنقية بعض الفلزات، وفي عمليات الطلاء الكهربائي [42, 43, 48].

مكونات خلية التحليل الكهربائي:تتكون الخلية الإلكتروليتية من إلكتروليت (مادة يتم تحليلها، تكون إما مركب أيوني مصهور أو محلول مائي مركز من الأيونات)، وقطبين كهربائيين (الأنود الموجب والكاثود السالب)، ومصدر طاقة يوفر تيارًا مستمرًا [78, 80, 81]. يُستخدم الجرافيت غالبًا كقطب كهربائي لأنه خامل وموصل للتيار الكهربائي وذو درجة انصهار مرتفعة [68, 70].

مقارنة بين الخلايا الجلفانية والإلكتروليتية:تُقارن الخلايا الإلكتروليتية بالخلايا الجلفانية من حيث تلقائية التفاعل (غير تلقائي في الإلكتروليتية، تلقائي في الجلفانية)، وفولتية الخلية (سالبة في الإلكتروليتية، موجبة في الجلفانية)، وشحنة الأقطاب (المهبط سالب والمصعد موجب في الإلكتروليتية، والعكس في الجلفانية) [126, 129].

تفاعلات الأكسدة والاختزال:في خلايا التحليل الكهربائي، تحدث الأكسدة عند المصعد (القطب الموجب) حيث تنجذب إليه الأيونات السالبة [119, 125]. أما الاختزال فيحدث عند المهبط (القطب السالب) حيث تنجذب إليه الأيونات الموجبة [117, 118, 124].

التحليل الكهربائي للمصاهير:إذا كان الإلكتروليت مصهورًا أيونيًا نقيًا، فإنه لا يوجد تنافس على عمليتي الأكسدة والاختزال [184, 185]. يترسب فلز على المهبط ويتكون لافلز على المصعد [216].

التحليل الكهربائي للمحاليل المائية:تحتوي المحاليل المائية على الماء بالإضافة إلى أيونات المذاب، مما يعني وجود أيونات هيدروجين وأيونات هيدروكسيد تنافس على عمليتي الأكسدة والاختزال [496, 497]. تعتمد سهولة نزع الشحنة الكهربائية للأيونات عند الأقطاب على قيمة جهد الاختزال القياسي للأيون وتركيزه [112, 116, 542].

• في المحاليل المركزة: غالبًا ما يتم أكسدة أيونات الهالوجينات (مثل الكلور) تفضيليًا عند المصعد بدلاً من أيونات الهيدروكسيد بسبب تركيزها العالي [620, 726]. ولا تختزل أيونات الفلزات النشطة عند المهبط، بل يتم اختزال أيونات الهيدروجين [619, 701, 725]. مثال: في محلول مركز من كلوريد الصوديوم، يتكون الهيدروجين عند المهبط والكلور عند المصعد [733, 734].
• في المحاليل المخففة: يتم أكسدة أيونات الهيدروكسيد عند المصعد (لتكوين غاز الأكسجين) لأن جهد اختزالها أقل من الهالوجينات [704, 708, 742]. ولا تختزل أيونات الفلزات النشطة عند المهبط، بل يتم اختزال أيونات الهيدروجين [703, 741]. مثال: في محلول مخفف من كلوريد الصوديوم، يتكون الهيدروجين عند المهبط والأكسجين عند المصعد [748, 749, 750].

الخلاصة:تؤثر حالة الإلكتروليت الفيزيائية (مصهور أو مائي)، وتركيز الأيونات (مرتفع أو منخفض)، وقيم جهود الاختزال القياسية للأيونات المتنافسة على نواتج التحليل الكهربائي [895, 896, 897]. كما أن أيونات الهالوجينات ذات التركيز العالي تُنزع شحنتها تفضيليًا على حساب أيونات الهيدروكسيد، بينما في حالة أيونات الكبريتات، تُنزع شحنة الهيدروكسيد تفضيليًا ليتصاعد غاز الأكسجين لصعوبة نزع شحنة الكبريتات [898].