أهداف الدرس

1. • أن يحدد الطالب عمليات الأكسدة والاختزال وأعداد التأكسد.
2. • أن يشرح تركيب الخلية الجلفانية ووظيفة كل جزء فيها.
3. • أن يحسب القوة الدافعة الكهربية لخلية من جهود الأقطاب.

الأكسدة والاختزال

أعداد التأكسد

الخلية الجلفانية

• تتحرك الإلكترونات في السلك الخارجي من الأنود إلى الكاثود، بينما تتحرك الأيونات السالبة عبر القنطرة الملحية نحو محلول الأنود لمعادلة الشحنات الموجبة المتراكمة فيه.
• وتُملأ القنطرة بمحلول إلكتروليتي لا يتفاعل مع محلولي نصفي الخلية، مثل كبريتات الصوديوم.

خلية دانيال

القوة الدافعة الكهربية

EMF = جهد الكاثود − جهد الأنود

• وتُحسب من جهود الاختزال القياسية. يكون التفاعل تلقائياً إذا كانت القيمة موجبة.
• القوة الدافعة الكهربية للخلية تساوي جهد التأكسد للأنود مضافاً إليه جهد الاختزال للكاثود، أي Ecell = Eox(الأنود) + Ered(الكاثود).
• فإذا كانت القيمة موجبة كان التفاعل تلقائياً وتنتج الخلية تياراً، وإذا كانت سالبة كانت الخلية إلكتروليتية تستهلك تياراً.

مثال

• إذا كان جهد اختزال النحاس موجب 0.34 فولت وجهد اختزال الزنك سالب 0.76 فولت:

EMF = 0.34 − (−0.76) = 1.1 فولت

السلسلة الكهروكيميائية

• ترتب الفلزات تنازلياً حسب نشاطها.
• الفلز الأعلى في السلسلة أسهل في فقد الإلكترونات وأقوى كعامل مختزل.
• الفلز الأعلى يزيح الفلز الأدنى من محلول أملاحه.
• تُقاس جهود الأقطاب بالنسبة لقطب الهيدروجين القياسي، وهو قطب من بلاتين مغطى بالبلاتين الأسود يمر عليه غاز الهيدروجين تحت ضغط جوي واحد في محلول تركيز أيون الهيدرونيوم فيه 1 مولار، وجهده القياسي يساوي صفراً عند 25°C.
• وتقع عناصر الليثيوم والبوتاسيوم والصوديوم في أعلى السلسلة وهي أقوى العوامل المختزلة، بينما يقع الفلور والذهب والنحاس في أسفلها وهي أقوى العوامل المؤكسدة.

تقييم سريع

• 1- حدد عدد تأكسد الكروم في أيون الدايكرومات Cr2O7²-.
• 2- لماذا يعتبر قطب الزنك أنوداً في خلية دانيال؟
• 3- احسب القوة الدافعة الكهربية لخلية من الفضة (0.80) والألومنيوم (−1.66).