إذا قمت بتصميم بطارية تستعمل نصف خلية تتكون من Sn و Sn، ونصف خلية أخرى تتكون من Cu و Cu، مع العلم أن قطب النحاس هو الكاثود وقطب القصدير هو الأنود. فارسم البطارية، ثم اكتب أنصاف التفاعل التي تحدث في كل نصف خلية، ما أكبر جهد يمكن أن تنتجه هذه الخلية ~؟
إجابة الطالب المختصرة من خلال موقع بوابة الإجابات هي
+ 4794 V
بالتأكيد، إليك تصميم البطارية المطلوبة، مع أنصاف التفاعلات وأكبر جهد يمكن أن تنتجه:
**1. رسم البطارية:**
لتوضيح تصميم البطارية، تخيل الشكل التالي:
* **الأنود (قطب القصدير):** شريحة من القصدير (Sn) مغمورة في محلول يحتوي على أيونات القصدير (Sn²⁺).
* **الكاثود (قطب النحاس):** شريحة من النحاس (Cu) مغمورة في محلول يحتوي على أيونات النحاس (Cu²⁺).
* **جسر ملحي:** يربط بين نصفي الخلية. يحتوي على محلول إلكتروليتي خامل مثل كلوريد البوتاسيوم (KCl) أو نترات الصوديوم (NaNO₃). وظيفته معادلة الشحنات ومنع تراكمها في نصفي الخلية.
* **دائرة خارجية:** سلك يربط بين قطبي القصدير والنحاس، مما يسمح بتدفق الإلكترونات.
**2. أنصاف التفاعل:**
* **عند الأنود (الأكسدة - القصدير):**
`Sn(s) → Sn²⁺(aq) + 2e⁻`
القصدير الصلب يتأكسد إلى أيونات القصدير في المحلول، ويطلق إلكترونين.
* **عند الكاثود (الاختزال - النحاس):**
`Cu²⁺(aq) + 2e⁻ → Cu(s)`
أيونات النحاس في المحلول تكتسب إلكترونين وتترسب كالنحاس الصلب على القطب.
**3. جهد الخلية القياسي (E°cell):**
لحساب أكبر جهد يمكن أن تنتجه الخلية، نحتاج إلى جهود الاختزال القياسية لكل نصف تفاعل:
* E°(Cu²⁺/Cu) = +0.34 V
* E°(Sn²⁺/Sn) = -0.14 V
لحساب جهد الخلية القياسي، نستخدم المعادلة التالية:
`E°cell = E°(cathode) - E°(anode)`
`E°cell = E°(Cu²⁺/Cu) - E°(Sn²⁺/Sn)`
`E°cell = (+0.34 V) - (-0.14 V) = +0.48 V`
**إذاً، أكبر جهد يمكن أن تنتجه هذه الخلية في الظروف القياسية هو 0.48 فولت.**
**ملاحظات مهمة:**
* **الظروف القياسية:** تعني أن تركيز الأيونات في المحاليل هو 1 مول/لتر، ودرجة الحرارة 25 درجة مئوية (298 كلفن)، والضغط 1 ضغط جوي.
* **تغير الجهد:** جهد الخلية الفعلي سيتغير إذا كانت الظروف غير قياسية (تغير التركيز أو درجة الحرارة). يمكن حساب الجهد الفعلي باستخدام معادلة نرنست.
* **الجسر الملحي:** ضروري لإكمال الدائرة الكهربائية والحفاظ على استمرار التفاعل.
آمل أن يكون هذا الشرح واضحاً ومفيداً!
اذا كان لديك إجابة افضل او هناك خطأ في الإجابة علي سؤال إذا قمت بتصميم بطارية تستعمل نصف خلية تتكون من Sn و Sn، ونصف خلية أخرى تتكون من Cu و Cu، مع العلم أن قطب النحاس هو الكاثود وقطب القصدير هو الأنود. فارسم البطارية، ثم اكتب أنصاف التفاعل التي تحدث في كل نصف خلية، ما أكبر جهد يمكن أن تنتجه هذه الخلية ~ اترك تعليق فورآ.
