الصف الثالث الثانوي الفصل 4

الكيمياء الكهربية

الكيمياء

وقت القراءة المقدر: ١٥ دقيقة

# ملخص: الكيمياء الكهربية

> **المادة:** كيمياء | **الصف:** الصف الثالث الثانوي

---

## أهداف التعلم

- تفسير التفاعلات التي تحدث في الخلية الجلفانية ودور الأنبوبة الملحية.
- بيان المعنى بقطب الهيدروجين القياسي واستخدامه في قياس جهود الأقطاب القياسية.
- حساب القوة الدافعة الكهربية (EMF) الجلفانية.
- كتابة الرمز الاصطلاحي للخلية الجلفانية.
- تقييم علمياً جهود بعض الأقطاب.
- التعرف على أنواع مختلفة من الخلايا الجلفانية.
- بيان كيفية وقاية الحديد من الصدأ والتآكل.
- تحقيق قوانين فاراداي.
- حساب كمية المادة المترسبة باستخدام قوانين فاراداي.
- توضيح نواتج التحليل الكهربائي لمحاليل ومصاهر الأملاح.
- كتابة التفاعلات التي تحدث عند الأقطاب في الخلايا الكهربائية.
- تفسير التفاعلات التي حدثت أثناء تآكل المعادن وعلى رأسها الحديد.
- تقدير دور الكيمياء الكهربية في خدمة الإنسان.
- تقدير دور العلماء في تقدم الكيمياء الكهربية.

## المصطلحات والتعريفات الكيميائية

- **الأكسدة:** عملية فقد الإلكترونات وزيادة في عدد التأكسد.
- **الاختزال:** عملية اكتساب الإلكترونات ونقص في عدد التأكسد.
- **المصعد (الأنود):** القطب الذي تحدث عنده الأكسدة.
- **المهبط (الكاثود):** القطب الذي تحدث عنده الاختزال.
- **القنطرة الملحية:** أنبوبة زجاجية على شكل حرف U مملوءة بمحلول إلكتروليتي لتوصيل نصفي الخلية.
- **قطب الهيدروجين القياسي (SHE):** قطب مرجعي جهده القياسي يساوي صفرًا.
- **الجسر الملحي:** يوصل بين نصفي الخلية لضمان استمرارية الدورة الكهربائية عن طريق نقل الأيونات.
- **الإلكتروليت:** محلول يحتوي على أيونات قابلة للتحرك لتوصيل التيار الكهربائي.
- **الخلية الجلفانية:** خلية كهربية تنتج تيارًا كهربائيًا من تفاعل أكسدة واختزال تلقائي.
- **الخلية الإلكتروليتية:** خلية كهربية تستخدم فيها طاقة كهربية من مصدر خارجي لإحداث تفاعلات أكسدة واختزال غير تلقائية.

## التفاعلات والمعادلات الكيميائية

### تفاعل أكسدة واختزال تلقائي

```
Zn + CuSO₄ → ZnSO₄ + Cu
```

**نوع التفاعل:** أكسدة-اختزال
**الشروط:** غياب الهواء، وجود محلول كبريتات النحاس
**الملاحظة:** ترسب فلز النحاس على سطح الخارصين

### تفاعل الأكسدة في الخلية الجلفانية

```
Zn → Zn²⁺ + 2e⁻
```

**نوع التفاعل:** أكسدة
**الشروط:** وجود جسر ملحي، وجود سلك موصل
**الملاحظة:** ذوبان فلز الخارصين في المحلول

### تفاعل الاختزال في الخلية الجلفانية

```
Cu²⁺ + 2e⁻ → Cu
```

**نوع التفاعل:** اختزال
**الشروط:** وجود جسر ملحي، وجود سلك موصل
**الملاحظة:** ترسب فلز النحاس على سطح الخارصين

### قانون فاراداي الأول

```
m = Q × M / (n × F)
```

**حيث:**
- m: كتلة المادة المترسبة (بالميلوجرام mg)
- Q: كمية الكهربائية (بالميليكولوم millicoulomb)
- M: الكتلة المولية للمادة (بالميلوجرام/مول mg/mol)
- n: عدد الإلكترونات المترسبة
- F: ثابت فاراداي (96500 كولوم/مول)

**مثال عددي:** إذا كانت كمية الكهربائية 1000 ميليكولوم، والكتلة المولية للمادة 20 ميلوجرام/مول، وعدد الإلكترونات المترسبة 2، فما كتلة المادة المترسبة؟

## الخواص والتركيب

- الخلايا الجلفانية تتكون من قطبين، كل منهما مغمور في محلول ملح.
- القطب السالب يسمى الأنود، والقطب الموجب يسمى الكاثود.
- الجسر الملحي يوصل بين نصفي الخلية لضمان استمرارية الدورة الكهربائية.
- الإلكتروليت هو محلول يحتوي على أيونات قابلة للتحرك لتوصيل التيار الكهربائي.

## التطبيقات والاستخدامات

- الخلايا الجلفانية تستخدم في بطاريات السيارات والهواتف المحمولة.
- الخلايا الإلكتروليتية تستخدم في تحليل المحاليل ومصاهر الأملاح.
- الكيمياء الكهربية تستخدم في وقاية الحديد من الصدأ والتآكل.
- الكيمياء الكهربية تستخدم في تحقيق قوانين فاراداي.

## جدول مقارنة

| الخلية | الأنود | الكاثود | الإلكتروليت |
| --- | --- | --- | --- |
| الخلية الجلفانية | Zn | Cu | CuSO₄ |
| الخلية الإلكتروليتية | Pt | Pt | NaCl |

## مسائل محلولة

1. إذا كانت كمية الكهربائية 500 ميليكولوم، والكتلة المولية للمادة 15 ميلوجرام/مول، وعدد الإلكترونات المترسبة 1، فما كتلة المادة المترسبة؟

الجواب: m = 500 × 15 / (1 × 96500) = 0.0778 ميلوجرام

2. إذا كانت كتلة المادة المترسبة 100 ميلوجرام، والكتلة المولية للمادة 20 ميلوجرام/مول، وعدد الإلكترونات المترسبة 2، فما كمية الكهربائية؟

الجواب: Q = 100 × 2 × 96500 / 20 = 965000 ميليكولوم

## تنبيهات الامتحان

- يجب التأكد من وجود جسر ملحي في الخلية الجلفانية.
- يجب التأكد من وجود سلك موصل بين نصفي الخلية.
- يجب التأكد من وجود محلول ملح في الخلية الجلفانية.
- يجب التأكد من وجود أيونات قابلة للتحرك في المحلول الملحي.

## قائمة المراجعة

1. ما هو تعريف الأكسدة والاختزال؟
2. ما هو نوع التفاعل الذي يحدث في الخلية الجلفانية؟
3. ما هو دور الجسر الملحي في الخلية الجلفانية؟
4. ما هو دور الإلكتروليت في الخلية الجلفانية؟
5. ما هو قانون فاراداي الأول؟
6. ما هو قانون فاراداي الثاني؟
7. كيف تنتج الخلايا الجلفانية تيارًا كهربائيًا؟
8. ما هي التطبيقات والاستخدامات للخلايا الجلفانية؟
9. ما هي التطبيقات والاستخدامات للخلايا الإلكتروليتية؟
10. كيف تؤثر الكيمياء الكهربية على وقاية الحديد من الصدأ والتآكل؟
11. كيف تؤثر الكيمياء الكهربية على تحقيق قوانين فاراداي؟
12. ما هو جدول مقارنة بين الخلايا الجلفانية والخلايا الإلكتروليتية？

## جميع المعادلات دفعة واحدة

```
Zn + CuSO₄ → ZnSO₄ + Cu
Zn → Zn²⁺ + 2e⁻
Cu²⁺ + 2e⁻ → Cu
m = Q × M / (n × F)
```

> بالتوفيق في امتحاناتك!

أهداف الدرس الأساسية

تمييز طرق حماية الحديد من الصدأ

يحدد الطالب طرق حماية الحديد من الصدأ (الطلاء، التغطية بالفلزات، الحماية الكاثودية والأنودية) ويقارن بينها.

وصف الطلاء بالمواد العضوية

يشرح الطالب طريقة الطلاء بالمواد العضوية كأحد طرق حماية الحديد.

تحديد أنواع التغطية بالفلزات

يعدد الطالب أمثلة على التغطية بالفلزات (الجلفنة، استخدام المغنيسيوم، القصدير) ويوضح استخداماتها.

شرح الحماية الكاثودية

يوضح الطالب مفهوم الحماية الكاثودية، وكيفية عملها، وأمثلة عليها.

شرح الحماية الأنودية

يوضح الطالب مفهوم الحماية الأنودية، وكيفية عملها، وأمثلة عليها (مثل الجلفنة).

تحديد القطب المضحي

يشرح الطالب مفهوم القطب المضحي، ودوره في حماية المعادن من التآكل، وأمثلة عليه.

وصف تفاعل الأكسدة والاختزال

يصف الطالب تفاعلات الأكسدة والاختزال، وكيفية انتقال الإلكترونات.

تحديد مكونات الخلية الجلفانية

يحدد الطالب مكونات الخلية الجلفانية (الأنود، الكاثود، الإلكتروليت، القنطرة الملحية).

شرح دور القنطرة الملحية

يشرح الطالب وظيفة القنطرة الملحية في الخلية الجلفانية.

تمييز الخلايا الإلكتروليتية

يميز الطالب بين الخلايا الجلفانية والإلكتروليتية.

تحديد أقطاب خلية دانيال

يحدد الطالب أقطاب خلية دانيال (الأنود والكاثود) والمواد المتفاعلة.

كتابة تفاعلات خلية دانيال

يكتب الطالب تفاعلات الأكسدة والاختزال التي تحدث في خلية دانيال.

وصف قطب الهيدروجين القياسي

يصف الطالب قطب الهيدروجين القياسي (SHE) ومكوناته.

تفسير سلسلة الجهود الكهربية

يفسر الطالب سلسلة الجهود الكهربية، وكيفية استخدامها لتوقع التفاعلات.

الشرح المرئي (Slides)

7 لوحة تعليمية

LO-1

كمّل مذاكرة مع الزتونة

حمّل التطبيق دلوقتي واسأل المدرس الذكي عن أي نقطة مش فاهمها في الدرس ده. هيشرحلك المنهج كله بصوتك!

تحميل مجاني للأندرويد