مذكرة طبيعة الخلايا الالكتروكيميائية كيمياء للصف الحادي عشر علمي الفصل الثاني إعداد أ.محمد البلاطي

مذكرة طبيعة الخلايا الإلكتروكيميائية كيمياء للصف الحادي عشر علمي الفصل الثاني إعداد أ.محمد البلاطي نقدمها لكم بأسلوب سهل وممتع للقارئ والمتعلم 

مفهوم الكيمياء الكهربائية : 

هي فرع من فروع الكيمياء الفيزيائية الذي يهتم بدراسة التفاعلات الكيميائية التي تنتج أو تمتص تياراً كهربائياً 

أنواع التفاعلات الكيميائية : 

1 - تفاعلات الأكسدة والاختزال 

2 - تفاعلات الإحلال المزدوج 

تفاعلات الأكسدة والاختزال : 

أ - مفهوم تفاعلات الأكسدة والاختزال 

ب - أمثلة عل تفاعلات الأكسدة والاختزال 

مفهوم تفاعلات الأكسدة والاختزال : 

هي تفاعلات يحدث فيها انتقال الكترونات من أحد المتفاعلات إلى الآخر 

أمثلة على تفاعلات الأكسدة والاختزال : 

من أمثلتها كالآتي :

1 - تفاعلات الإحلال المفرد 

2 - تفاعلات الانحلال أو التحلل 

3 - تفاعلات الاحتراق 

مفهوم تفاعلات الإحلال المزدوج : 

هي تفاعلات لا يحدث فيها انتقال الكترونات 

أمثلة على تفاعلات الإحلال المزدوج : 

من أمثلتها الآتي :

1 - تفاعلات الترسيب 

2 - تفاعلات الأحماض والقواعد 

أهمية الخلايا الإلكتروكيميائية : 

أهميتها كالآتي : 

1 - تدخل في عملية استخلاص الفلزات من خاماتها 

2 - الطلاء بالكهرباء مثل طلاء الأدوات المنزلية وقطع السيارات لحمايتها من التآكل والصدأ

3 - تمدنا بالطاقة اللازمة للكثير من تفاعلات الأكسدة والاختزال 

4 - صناعة أجهزة حديثة لعمل الأبحاث الطبية الحيوية وتحليل التلوث 

طبيعة الخلايا الإلكتروكيميائية : 

1 - بعض التفاعلات الكيميائية تنتج تياراً كهربائياً وكما أن يستطيع التيار الكهربائي ينتج تفاعلات كيميائية لوجود علاقة بينهما 

2 - أثبت العالم أليساندرو فولتا أن التيار الكهربائي ينتج من ربط جسمين معدنيين مختلفين بجسم موصل 

3 - تفاعلات الأكسدة والاختزال هي تفاعلات يحدث فيها انتقال إلكترونات من أحد المتفاعلات إلى الآخر 

4 -ينتج عن تفاعلات الأكسدة والاختزال تفاعلات إلكتروكيميائية ينتج عنها خلايا تعرف بالخلايا الإلكتروكيميائية 

لمعرفة طبيعة الخلايا الإلكتروكيميائية نقوم بإجراء النشاط العملي الآتي : 

نشاط عمل : 

الأدوات : 

1 - شريحة خارصين ( ZNs )

2 -محلول مائي من كبريتات النحاس IIأزرق اللون ( cuso4 )

3 - محلول مائي من هيدركسيد الصوديوم ( NaoH) 

4 - كأس مدرج 

التجربة : 

1 - غمر الشريحة الخارصين ( ZNs ) في محلول كبريتات النحاس  IIأزرق اللون ( cuso4 ) لبضع ساعات 

2 - إضافة محلول هيدروكسيد الصوديوم  ( NaoH)  قطرة قطرة إلى المحلول الناتج 

الملاحظة أو المشاهدة : 

1 - تتكون طبقة لونها بني داكن على سطح شريحة الخارصين ( ZNs )

2 - يتأكل سطح شريحة الخارصين  (ZNs )

3 - يبهت لون محلول كبريتات النحاس IIأزرق اللون ( cuso4 ) تدريجياً حت يختفي كلياً بعد بضع ساعات 

4 - عند إضافة محلول هيدروكسيد الصوديوم ( NaoH)  قطرة قطرة إلى المحلول الناتج يتكون راسب أبيض 

الاستنتاج : 

1 - تتكون طبقة لونها بني داكن عل سطح شريحة الخارصين ( ZNs ) لأن كاتيونات النحاس cu تكتسب إلكترونين و تتحول إلى ذرات نحاس ذات اللون البني الداكن أي حدثت عملية اختزال كالآتي :

2 - يتأكل سطح شريحة الخارصين ZN لأن ذرات الخارصين ( ZNs ) لأن ذرات الخارصين ( ZNs ) تفقد إلكترونين وتتحول إلى كاتيونات خارصين أي حدثت عملية أكسدة كالآتي : 

3 - يبهت لون محلول كبريتات النحاس  IIأزرق اللون ( cuso4 )  تدريجياً حتى يختفي كلياً بعد يضع ساعات بسبب اختزال كل كاتيونات النحاس إل ذرات نحاس كالآتي :

4 - عند إضافة هيدروكسيد الصوديوم قطرة قطرة إلى المحلول الناتج يتكون راسب أبيض بسبب تفاعله مع كاتيونات الخارصين فيتكون راسب أبيض من هيدروكسيد الخارصين كالآتي :

5 - عملية الأكسدة هي عملية فقد إلكترونات أو هي العملية التي يصحبها زيادة في عدد التأكسد 

6 - عملية الاختزال هي عملية كسب أو اكتساب إلكترونات أو هي العملية التي يصحبها نقص في عدد التأكسد 

7 - العامل المؤكسد هو المادة التي تكتسب إلكترونات في تفاعلات الأكسدة والاختزال أو هو المادة التي تحوي ذرة ينقص عدد تأكسدها في تفاعلات الأكسدة والاختزال 

8 - العامل المختزل هو المادة التي تفقد إلكترونات في تفاعلات الأكسدة والاختزال أو هو المادة التي تحوي ذرة يزداد عدد تأكسدها في تفاعلات الأكسدة والاختزال 

أكمل العبارات الآتية : 

1 - في تفاعلات الأكسدة والاختزال إذا ….. زاد ….عدد التأكسد يكون العنصر عاملاً مختزلاً 

2 - في تفاعلات الأكسدة والاختزال إذا قل عدد التأكسد يكون العنصر عاملاً ….مؤكسداً ….

اختر الإجابة الصحيحة في العبارات الآتية : 

1 - عدد الإلكترونات المفقودة في التفاعل التالي : 

1            2                3          5

2 - جميع التفاعلات التالية من تفاعلات الأكسدة والاختزال عدا واحدة : 

الإحلال المفرد 

إحلال مزدوج 

احتراق 

تتحلل 

أحد المركبات التالية يمكن أن يكون عاملاً مؤكسداً وعاملاً مختزلاً في آن واحد : 

ضع علامة صح أو علامة خطأ في العبارات الآتية : 

1 - تنتمي تفاعلات الإحلال المزدوج وتفاعلات الأحماض والقواعد إلى تفاعلات الأكسدة  ( خطأ ) 

2 - تنتج طاقة حرارية عند وضع قطعة من الخارصين في محلول من كبريتات النحاس II( صح ) 

اكتب المصطلح العلمي الذي تدل عليه العبارات الآتية : 

1 - فرع من فروع الكيمياء الفيزيائية الذي يهتم بدراسة التفاعلات الكيميائية التي تنتج أو تمتص ( الكيمياء الكهربائية ) 

2 - تفاعلات يحدث فيها انتقال الكترونات من أحد المتفاعلات إلى الآخر ( تفاعلات الأكسدة والاختزال )

3 - تفاعلات لا يحدث فيها انتقال الكترونات ( تفاعلات الإحلال المزدوج )

4 - عملية فقد الكترونات ( تفاعلات الأكسدة ) 

5 - عملية يصحبها زيادة في عدد التأكسد ( عملية الأكسدة )

6 - عملية كسب أو اكتساب إلكترونات ( عملية الاختزال ) 

7 - عملية يصحبها نقص في عدد التأكسد ( عملية الاختزال ) 

8 - المادة التي تكتسب إلكترونات في تفاعلات الأكسدة والاختزال ( العامل المؤكسد ) 

9 - المادة التي تحوي ذرة ينقص عدد تأكسدها في تفاعلات الأكسدة والاختزال ( العامل المؤكسد ) 

10 - المادة التي تفقد إلكترونات في تفاعلات الأكسدة والاختزال ( العامل المختزل ) 

11 - المادة التي تحوي ذرة يزداد عدد تأكسدها في تفاعلات الأكسدة والاختزال ( العامل المختزل ) 

علل لكل من العبارات الآتية : 

1 - تكون طبقة بنية اللون من ذرات النحاس على سطح شريحة الخارصين عند غمرها بمحلول CUSO4 :

بسبب اختزال كاتيونات النحاس الزرقاء باكتسابها إلكترونين إلى ذرات نحاس بنية اللون 

2 - تآكل سطح شريحة الخارصين عند غمرها في محلول مائي لكبريتات النحاس II : 

بسبب أكسدة ذرات الخارصين إلى كاتيونات خارصين بفقدها إلكترونين 

3 - يبهت لون محلول كبريتات النحاس  II الأزرق تدريجياً حتى يختفي كلياً بعد بضع ساعات من غمر شريحة خارصين فيه  : 

بسبب اختزال كل كاتيونات النحاس الزرقاء باكتسابها الكترونين إلى ذرات نحاس بنية اللون 

وأكسدة ذرات الخارصين إلى كاتيونات الخارصين الشفافة اللون بفقدها الكترونين 

4 - عند إضافة محلول هيدروكسيد الصوديوم قطرة قطرة إلى المحلول الناتج عن وضع شريحة خارصين في محلول كبريتات النحاس  II يتكون راسب أبيض  :

بسبب تفاعله مع كاتيونات الخارصين فيتكون راسب أبيض من هيدروكسيد الخارصين II كالآتي :

5 - لا يتولد تيار كهربائي عند غمر قطب من الخارصين في محلول كبريتات النحاس  II :

لأنه موصل فلزي ينقل الالكترونات من مكان الاختزال وتعتبر دائرة مفتوحة