التحولات التلقائية في الاعمدة الكهربائية الكيميائية - كمية الكهرباء q - الدرس 3 - باك ليبر

في هذا الجزء سوف نتكلم بالتفصيل عن معادلات الاعمدة الكهربائية الكميائية، و كيف نستعمل علاقاتها دون أغلاط لحساب كمية الكهرباء q مثلا، أو حساب كمية المادة المتوضعة على الكترود… سيكون درس الاعمدة هذا هو لب ما ستجده في الامتحانات القادمة.

كما العادة الفيديوات بالعربية في الاسفل !!

لمتابعة الفيديوات اللاحقة، اضغط على السهم الاخضر أسفله

نكمل الشرح في ما بدأناه في الدرس السابق :

تعريف الاعمدة الكهربائية و التمثيل الاصطلاحي للعمود

الفيديو الأول :

الدقيقة 00:00 : تتمة الشرح الخاص بتحديد الرسم الاصطلاحي للعمود أو ما نسميه أيضا التمثيل الاصطلاحي للعمود.

هذا التمثيل الاصطلاحي هو الذي يبين لنا التفاعلات التي تحدث بجوار كل الكترود. هناك تفاعلان مباشران، تفاعل أكسدة و تفاعل اختزال، و سوف ندرس مثالا بالتفصيل يشرح الامر.

كما ذكرت سابقا تفاعلات الاكسدة اختزال التي تقع في الاعمدة الكهربائية الكيميائية هي تفاعلات غير مباشرة. بمعنى أنها تستلزم مثلا قنطرة كيميائية و دارة كهربائية لانتقال الالكترونات ….

علاقات درس الاعمدة الكهربائية الكيميائية المهمة

الدقيقة 02:46 : لنتطرق الان للعلاقات التي سوف نستخدامها في درس التحولات التلقائية في الاعمدة الكهربائية :

علاقة حساب كمية الكهرباء q انطلاقا من التيار و الزمن

Q= I*delta(t)

حيث أن Q : هي كمية الكهرباء المتبادلة في العمود الكهربائي الكيميائي بالكولومب.
I : قيمة التيار بالأومبر.
dt : زمن التفاعل الكيميائي

عادة في أسئلة التمارين سوف تجد مثلا :

“اشتغل هذا العمود الكيميائي لمدة ساعتين، بينما اشار الامبيرمتر الى مرور تيار كهربائي قدره 1,5A

احسب كمية الكهرباء المتبادلة في هذا العمود الكهربائي خلال هذه المدة.”

ملاحظة مهمة: يجب دائما أن تحول المدة الزمنية الى الوحدة العالمية “الثانية Seconde” عندما تريد القيام بحساب في الاعمدة الكهربائية

علاقة حساب كمية الكهرباء q انطلاقا من كمية المادة الالكترونات

لنتعرف سويا على العلاقة بين Q و (-n(e كمية مادة الالكترونات المتبادلة.

هذه علاقة جداء بين كمية المادة الكترونات مضروبة في عدد ثابت، يسمى ثابتة فارداي.

ثابتة فارادي تعطى في كل التمارين، و قيمتها هي

F=96500C/mol

Q = n(e-) * F
كيث أن Q هي كمية الكهرباء أثناء عمل العمود الكهربائي
(n(e- كمية الاكترونات المتبادلة خلال هذه المدة
F : ثابتة فارادي

الفيديو الثاني:

الدقيقة 00:00 : كيفية استخدام نصف المعادلة من أجل تحديد كمية مادة الالكترونات ؟ :

عموما من أجل تحديد كمية مادة الالكترونات يتم استخدام المعاملات الستوكيومترية … شحال من كيلو … شحال من برويطة … تراكس …. سيمارموك … Range Rover ….

هادي احسن طريقة باش معمرك تغلط

بمعنى أنك باستعمال هذه المعاملات، تعرف كم عدد الجزيئات التي تتفاعل من كل متفاعل على حدة، لتعطينا النواتج.

هذه العلاقة جارية و فعالة في فهم كل التفاعلات في كل نصف معادلة أكسدة اختزال

ملاحظة ١: لا تتسرع و خذ وقتك لتفهم جيدا المعاملات الستوكيومترية، لأنك ستجدها في أغلب التمارين و بالطبع في الامتحان الوطني.

ملاحظة ٢: نفس هذه المعاملات سنجدها في جانب النواتج، كما وجدناها في جانب المتفاعلات. نفس الخصائص و نفس العلاقات.

الدقيقة 07:45 : ملاحظات مهمة بالنسبة لتفاعلات الاكسدة اختزال التي تقع في الأعمدة :

الأعمدة هي أجهزة تحول الطاقة الكيميائية (التفاعل أكسدة اختزال) الى طاقة كهربائية.
الالكترونات تنتج في الانود ثم تنتقل في الاسلاك نحو الكاثود.
منحى التيار الكهربائي I هو عكس منحى انتقال الالكترونات , يعني I من الكاثود نحو الدارة الكهربائية.

الفيديو الثالث:

الدقيقة 00:00 : ما هو دور المقاومة في حالة التركيب التجريبي الخاص بالأعمدة ؟

الدقيقة 00:40 : ما هي الحاملات الكهربائية داخل العمود ؟ : داخل العمود حاملات الشحنة/الكهرباء هي الأيونات الموجودة في المحلول 1 و المحلول 2 و القنطرة الالكتروليتية.

و في الدارة الكهربائية أي خارج العمود حاملات الشحنة هي الالكترونات التي تنتقل في الأسلاك الكهربائية.

الدقيقة 02:58 : الالكترونات لا توجد في المحاليل المائية و لكن الأيونات تتواجد فيها ( بينما هذه الاخيرة لا تتواجد في الاسلاك الكهربائية).

الدقيقة 04:21 : ماذا يقع في حالة عدم تواجد مستقبل كهربائي في العمود ؟ : اذا لم نربط مقاومة R أو أس مستقبل كهربائي على العمود فانه لن توجد أية تفاعلات أكسدة/اختزال في العمود أي أن التفاعلات تبدأ في حالة تواجد مستقبل كهربائي و تستمر الى حين اختفاء أحد المتفاعلات.

الدقيقة 07:42 : ماذا يقع في الحالة القصوى ؟ : في الحالة القصوى يتوقف التفاعل و يقف العمود عن الاشتغال.

الدقيقة 08:58 : رسم مبياني توضيحي حول تمثيل ثابتة التوازن في محور التطور.