أهداف الدرس
• أن يفرق الطالب بين الخلية الجلفانية والخلية الإلكتروليتية.
• أن يشرح عمليات التحليل الكهربي والتطبيقات الصناعية.
• أن يفسر ظاهرة التآكل وطرق الوقاية منها.
- الخلية الإلكتروليتية
هي خلية تحول الطاقة الكهربائية إلى طاقة كيميائية، وتحتاج إلى مصدر خارجي للتيار. - يحدث فيها التفاعل غير التلقائي.
• الأنود: موجب الشحنة، وتحدث عنده الأكسدة.
• الكاثود: سالب الشحنة، وتحدث عنده الاختزال.
التحليل الكهربي للماء
• عند الكاثود: 2H2O + 2e → H2 + 2OH-
• عند الأنود: 2H2O → O2 + 4H+ + 4e
• حجم الهيدروجين ضعف حجم الأكسجين، لأن عدد مولات الهيدروجين ضعف عدد مولات الأكسجين.
الطلاء الكهربي
يستخدم لطلاء فلز بطبقة من فلز آخر لحمايته من الصدأ أو لأغراض جمالية.
• القطعة المراد طلاؤها: الكاثود.
• الفلز الطلاء: الأنود.
• محلول الإلكتروليت: ملح من فلز الطلاء.
مثال: طلاء ملعقة حديد بالفضة باستخدام قطب فضة ومحلول نترات الفضة.
تنقية النحاس
• النحاس غير النقي: الأنود.
• النحاس النقي: الكاثود.
• محلول كبريتات النحاس: الإلكتروليت.
يذوب النحاس غير النقي عند الأنود ويترسب نقياً عند الكاثود، وتتساقط الشوائب في صورة طين أنودي.
استخلاص الألومنيوم
يتم بتحليل أكسيد الألومنيوم المنصهر في الكريوليت، ويحدث الاختزال عند الكاثود، وتحرر عند الأنود كميات كبيرة من الأكسجين الذي يتحد مع الكربون مكوناً ثاني أكسيد الكربون.
التآكل
تآكل الحديد ظاهرة كهروكيميائية، حيث يعمل الحديد أنوداً ويتأكسد، ويتكون الصدأ في وجود الأكسجين والرطوبة.
طرق الوقاية:
• الطلاء بالدهانات أو الشحوم.
• الجلفنة بطبقة من الزنك.
• الحماية الكاثودية باستخدام فلز أكثر نشاطاً مثل الماغنسيوم.
• استخدام سبائك مقاومة للتآكل مثل الصلب الذي لا يصدأ.
تقييم سريع
1- قارن بين الأنود والكاثود في الخلية الجلفانية والإلكتروليتية.
2- لماذا يستخدم الزنك في جلفنة الحديد؟
3- اشرح كيف يتم تنقية النحاس بالتحليل الكهربي.