الباب الثامن (الكيمياء الكهربيه)

الكيمياء الكهربية علم يهتم بدراسة التحول المتبادل بين الطاقة الكيميائية والطاقة الكهربية من خلال تفاعلات الأكسدة والاختزال
تعريف : القوة الدافعة الكهربية هي مجموع جهدي التأكسد والاختزال أو فرق جهدي التأكسد أو فرق جهدي الاختزال لقطبي الخلية .
. القوة الدافعة الكهربية = جهد تأكسد الأنود + جهد اختزال الكاثود
القوة الدافعة الكهربية = جهد تأكسد الأنود - جهد تأكسد الكاثود
القوة الدافعة الكهربية = جهد اختزال الكاثود - جهد اختزال الأنود
السلسلة الكهروكيميائية هى ترتيب جهود التأكسد القياسية تنازليا أو جهود الاختزال القياسية تصاعديا( بالنسبة لقيمة الصفر لجهد قطب الهيدروجين القياسي )
الخلايا الإلكتروليتية خلايا يتم فيها تحويل الطاقة الكهربية إلى طاقة كيميائية على هيئة تفاعل أكسدة واختزال بشكل غير تلقائي لأنه يعتمد على مصدر دائم للتيار
نصف خلية إلكتروليتية: نظام يتكون من وعاء به موصل ( لوح أو سلك) مغمورا جزئيا في محلول لأحد أملاحه
قطب الهيدروجين القياسي يتكون قطب الهيدروجين القياسي من صفيحة من البلاتين مغطاة بطبقة إسفنجية من
البلاتين الأسود يمرر عليها تيار من غاز الهيدروجين تحت ضغط جوي ومغمورة في محلول واحد مولار من أي حمض قوي ويسمى قطب الهيدروجين تحت هذه الظروف بقطب الهيدروجين القياسي وجهده = صفر ويتغير عن الصفر بتغير تركيز أيون الهيدروجين في المحلول أو بتغير الضغط الجزيئي للغاز ويرمز لنصف خلية الهيدروجين القياسية
بالرمز الإصطلاحي Pt + H_{2 ( 1 atm.) / H^{+ :}}
الخلايا الأولية :-هي أنظمة تختزن الطاقة في صورة كيميائية والتي يمكن تحويلها عند اللزوم ألى طاقة كهربائية وذلك من خلال تفاعل أكسدة واختزال تلقائي غير إنعكاسي ويتوقف هذا النوع من الخلايا عن العمل عندما تستهلك مادة المصعد وتنضب أيونات نصف خلية المهبط ، و لا يمكن إعادة شحنها
الخلايا الثانوية وهى خلايا يمكن إعادة شحنها أي أن تفاعلاتها الكيميائية تفاعلات إنعكاسية وتختزن الطاقة الكهربية على هيئة طاقة كيميائية والتي يمكن تحويلها مرة أخرى إلى طاقة كهربية عند اللزوم
الكولوم كمية الكهرباء التي لو أمرت في محلول نترات الفضة لمدة ثانية لترسب 1.118 مجم فضة
أو كمية الكهربية التي تنتج من إمرار تيار شدته أمبير لمدة ثانية واحدة خلال موصل
الفاراداي كمية الكهرباء اللازمة لترسيب أو تصاعد الكتلة المكافئة ( المكافيء الجرامي) من أي مادة ويساوي 96500 كولوم
القانون الأول لفاراداى تتناسب كمية المادة المتكونة أو المستهلكة عند أي قطب سواء كانت غازية أو صلبة تناسبا طرديا مع كمية الكهرباء التي تمر في المحلول الإلكتروليتي
القانون الثانى لفاراداى عند مرور كمية ثابتة من التيار الكهربي فى محاليل أملاح مختلفة متصلة على التوالي فإن كتل المواد المتكونة عند الأقطاب تتناسب مع كتلها المكافئة
القانون العام للتحليل الكهربي
عند مرور واحد فاراداي (96500 كولوم) خلال إلكتروليت فإن ذلك يؤدي إلى ذوبان أو تصاعد أو ترسيب كتلة مكافئة جرامية من المادة عند أحد الأقطاب
القوانين المستخدمة في حل مسائل الكهربية
كمية الكهرباء ( بالكولوم ) = شدة التيار ( بالأمبير) × زمن المرور( بالثانية )
كتلة المادة ( أ ) كتلة مكافئة للمادة ( أ )
= وذلك عند مرور نفس كمية التيار في محلولين أ وب
كتلة المادة ( ب ) كتلة مكافئة للمادة ( ب )
الذرة الجرامية = الكتلة المكافئة × التكافؤ
كمية الكهرباء بالفاراداي اللازمة لترسيب جرام/ذرة ( مول) أو ذرة جرامية
= الفاراداي × التكافؤ
فمثلا كمية الكهرباء اللازمة لترسيب جرام/ذرة من النحاس بناء على التفاعل
Cu2+ + 2e- Cu يساوي 2 فاراداي
كمية الكهرباء بالكولوم × الكتلة المكافئة
كتلة المادة المترسبة (بالجرام) =
96500
شدة التيار بالأمبير × الزمن بالثواني × الكتلة المكافئة
كتلة المادة المترسبة (بالجرام) =
96500
كمية الكهرباء اللازمة لتصاعد مول من أي غاز (22.4لتر )= فاراداي × التكافؤ × 2

موضوع اكثر من رائع