المساعد الشخصي الرقمي

مشاهدة النسخة كاملة : تحليل الكهربائي


خادم الشيعة
02-04-2012, 08:56 PM
تحليل كهربائي

من ويكيبيديا، الموسوعة الحرة

اذهب إلى: تصفح (http://www.imshiaa.com/vb/#mw-head), البحث (http://www.imshiaa.com/vb/#p-search)
التحليل الكهربائي في الكيمياء (http://www.imshiaa.com/wiki/%D8%A7%D9%84%D9%83%D9%8A%D9%85%D9%8A%D8%A7%D8%A1) و الصناعة (http://www.imshiaa.com/wiki/%D8%A7%D9%84%D8%B5%D9%86%D8%A7%D8%B9%D8%A9) هي الطريقة التي يتم بها استخدام تيار كهربائي (http://www.imshiaa.com/wiki/%D8%AA%D9%8A%D8%A7%D8%B1_%D9%83%D9%87%D8%B1%D8%A8% D8%A7%D8%A6%D9%8A) لإطلاق تفاعل كيميائي (http://www.imshiaa.com/wiki/%D8%AA%D9%81%D8%A7%D8%B9%D9%84_%D9%83%D9%8A%D9%85% D9%8A%D8%A7%D8%A6%D9%8A) غير ممكن الحدوث بدونه. للتحليل الكهربائي أهمية تجارية عالية كعملية لفصل العناصر (http://www.imshiaa.com/wiki/%D8%B9%D9%86%D8%B5%D8%B1_%D9%83%D9%8A%D9%85%D9%8A% D8%A7%D8%A6%D9%8A) من أشكالها الموجودة في الطبيعة مثل الفلزات (http://www.imshiaa.com/wiki/%D9%81%D9%84%D8%B2) باستخدام خلية التحليل (http://www.imshiaa.com/wiki/%D8%AE%D9%84%D9%8A%D8%A9_%D8%A7%D9%84%D8%AA%D8%AD% D9%84%D9%8A%D9%84)، كما يستخدم التحليل الكيميائي لتحضير مواد يصعب تحضيرها بالوسائل الكيميائية أو بسبب ارتفاعل تكاليف الطرق الكيميائية . أمثلة لذلك نجدها في تحضير الألمونيوم (http://www.imshiaa.com/wiki/%D8%A7%D9%84%D8%A3%D9%84%D9%85%D9%88%D9%86%D9%8A%D 9%88%D9%85) ، والكلور (http://www.imshiaa.com/wiki/%D8%A7%D9%84%D9%83%D9%84%D9%88%D8%B1) و محلول هيدروكسيد الصوديوم (http://www.imshiaa.com/wiki/%D9%85%D8%AD%D9%84%D9%88%D9%84_%D9%87%D9%8A%D8%AF% D8%B1%D9%88%D9%83%D8%B3%D9%8A%D8%AF_%D8%A7%D9%84%D 8%B5%D9%88%D8%AF%D9%8A%D9%88%D9%85) النقي.
[عدل (http://www.imshiaa.com/w/index.php?title=%D8%AA%D8%AD%D9%84%D9%8A%D9%84_%D9 %83%D9%87%D8%B1%D8%A8%D8%A7%D8%A6%D9%8A&action=edit&section=1)] الطريقة

http://www.imshiaa.com//upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/4/4b/Elektrolyse_Allgemein.jpg/250px-Elektrolyse_Allgemein.jpg (http://www.imshiaa.com/w/index.php?title=%D9%85%D9%84%D9%81:Elektrolyse_All gemein.jpg&filetimestamp=20070113101753) http://www.imshiaa.com//bits.wikimedia.org/skins-1.19/common/images/magnify-clip-rtl.png (http://www.imshiaa.com/w/index.php?title=%D9%85%D9%84%D9%81:Elektrolyse_All gemein.jpg&filetimestamp=20070113101753)
التحليل الكهربائي.


http://www.imshiaa.com//upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/2/23/Elektrolyse_Zinkiodid.jpg/250px-Elektrolyse_Zinkiodid.jpg (http://www.imshiaa.com/w/index.php?title=%D9%85%D9%84%D9%81:Elektrolyse_Zin kiodid.jpg&filetimestamp=20070112222726) http://www.imshiaa.com//bits.wikimedia.org/skins-1.19/common/images/magnify-clip-rtl.png (http://www.imshiaa.com/w/index.php?title=%D9%85%D9%84%D9%81:Elektrolyse_Zin kiodid.jpg&filetimestamp=20070112222726)
تحليل كهربائي لمحلول يوديد الزنك ، الأقطاب من أي مادة أخرى .


يمرر تيار مستمر (http://www.imshiaa.com/wiki/%D8%AA%D9%8A%D8%A7%D8%B1_%D9%85%D8%B3%D8%AA%D9%85% D8%B1) بين قطبين في محلول موصل للكهرباء (أنظر كهرل (http://www.imshiaa.com/wiki/%D9%83%D9%87%D8%B1%D9%84)). وعن طريق التحليل الكيميائي يحدث انفصال النواتج من المحلول .
يعمل الجهد الكهربائي (http://www.imshiaa.com/wiki/%D8%AC%D9%87%D8%AF_%D9%83%D9%87%D8%B1%D8%A8%D8%A7% D8%A6%D9%8A) فقدا للإلكترونات على القطب الموصول بالطرف الموجب من المصدر الكهربائي وفي نفس الوقت زيادة في عدد الإلكترونات في القطب الآخر (المهبط (http://www.imshiaa.com/wiki/%D8%A7%D9%84%D9%85%D9%87%D8%A8%D8%B7)) الموصول بالطرف السالب للمصدر. ويجري في المحلول أيونات بعضها (http://www.imshiaa.com/wiki/%D8%A3%D9%8A%D9%88%D9%86) موجب الشحنة و الآخر سالب الشحنة . تذهب الأيونات الموجبة الشحنة (كاتيونات (http://www.imshiaa.com/wiki/%D9%83%D8%A7%D8%AA%D9%8A%D9%88%D9%86)) إلى المهبط وتأخذ منه إلكترونات مما يجعلها مُختزلة. أما على المصعد (http://www.imshiaa.com/wiki/%D9%85%D8%B5%D8%B9%D8%AF) (القطب الموجب] فيجري تفاعل عكسي ، حيث تعطي الأيونات السالبة الشحنة (أنيونات (http://www.imshiaa.com/wiki/%D8%A3%D9%86%D9%8A%D9%88%D9%86)) إلكترونات إلى القطب وتتأكسد الأنيونات . وتكون كمية الإلكترونات المأخودة من المهبط مساوية للإلكترونات المعطاة للمصعد .
يجري انتقال الأيونات في المحلول عن طريق النفاذية في المحلول وعن طريق قوي التجاذب الكهرستاتيكي (http://www.imshiaa.com/wiki/%D9%82%D8%A7%D9%86%D9%88%D9%86_%D9%83%D9%88%D9%84% D9%88%D9%85) بين الأيونات والأقطاب .
يلزم لتلك العملية فرق جهد معين لا يصح أن يقل عنه ، ويسمى فرق الجهد اللازم جهد التحلل (http://www.imshiaa.com/wiki/%D8%AC%D9%87%D8%AF_%D8%AA%D8%AD%D9%84%D9%84) Uz . فيجب أن يكون فرق الجهد مساويا لجهد التحلل أو يزيد عنه لكي تسير العملية . وإذا كان فرق الجهد أقل من هذا الحد الأدنى اللازم لسير العملية فلا تتم العملية ، ويصبح سطح كل قطب ملامس للمحلول غير موصل للكهرباء .
يمكن معرفة جهد التحلل لكل مادة من جهد الاختزال (http://www.imshiaa.com/wiki/%D8%AC%D9%87%D8%AF_%D8%A7%D8%AE%D8%AA%D8%B2%D8%A7% D9%84) . كما نحصل من جهد الاختزال على معلومات إضافية مثل تحلل أقطاب فلز (http://www.imshiaa.com/wiki/%D9%81%D9%84%D8%B2) في حمض (http://www.imshiaa.com/wiki/%D8%AD%D9%85%D8%B6) أو كيفية خفض جهد التحلل عن طريق اختيار قيمة pH-Wert في المحلول.
فعن طريق معرفة جهد الاختزال لمادة يمكننا حساب أنه لتكوين الأكسجين (http://www.imshiaa.com/wiki/%D8%A7%D9%84%D8%A3%D9%83%D8%B3%D8%AC%D9%8A%D9%86) على المصعد عند تحليل الماء في محلول قلوي (http://www.imshiaa.com/wiki/%D9%82%D9%84%D9%88%D9%8A) (جهد التحلل : 401و0 فولت (http://www.imshiaa.com/wiki/%D9%81%D9%88%D9%84%D8%AA) ) يجري عند جهد أقل عنه تكونه في محلول حمضي (http://www.imshiaa.com/w/index.php?title=%D8%AD%D9%85%D8%B6%D9%8A&action=edit&redlink=1) (جهد التحلل: 23و1 فولت]] أو محلول متعادل (جهد التحلل: 815و0 فولت) . كما يمكننا حساب أن فصل الهيدروجين (http://www.imshiaa.com/wiki/%D8%A7%D9%84%D9%87%D9%8A%D8%AF%D8%B1%D9%88%D8%AC%D 9%8A%D9%86) على المهبط (http://www.imshiaa.com/wiki/%D8%A7%D9%84%D9%85%D9%87%D8%A8%D8%B7) يكون أسهل في محلول حمضي عنه في ماء متعادل أو في محلول قلوي .

عندما يكون في المحلول عدة كاتيونات قابلة للاختزال فنجد أن العملية تبدأ باختزال الكاتيونات التي لها جهدا موجبا في قائمة الجهود القياسية (http://www.imshiaa.com/wiki/%D9%82%D8%A7%D8%A6%D9%85%D8%A9_%D8%A7%D9%84%D8%AC% D9%87%D9%88%D8%AF_%D8%A7%D9%84%D9%82%D9%8A%D8%A7%D 8%B3%D9%8A%D8%A9) (سلبيتها أضعف) . فنجد أنه في محلول مائي يحتوي على كلوريد الصوديوم (http://www.imshiaa.com/wiki/%D9%83%D9%84%D9%88%D8%B1%D9%8A%D8%AF_%D8%A7%D9%84% D8%B5%D9%88%D8%AF%D9%8A%D9%88%D9%85) نجد أنه يترسب على المهبط الهيدروجين وليس الصوديوم (http://www.imshiaa.com/wiki/%D8%A7%D9%84%D8%B5%D9%88%D8%AF%D9%8A%D9%88%D9%85) .
كذلط في وجود عدة أنواع من الأنيونات (http://www.imshiaa.com/wiki/%D8%A3%D9%86%D9%8A%D9%88%D9%86) في المحلول وتكون قابلة للأكسدة ، نجد أن الأكسدة تحدث أولا لتلك الأنيونات التي تأتي في قائمة الجهود القياسية (http://www.imshiaa.com/wiki/%D9%82%D8%A7%D8%A6%D9%85%D8%A9_%D8%A7%D9%84%D8%AC% D9%87%D9%88%D8%AF_%D8%A7%D9%84%D9%82%D9%8A%D8%A7%D 8%B3%D9%8A%D8%A9) قريبة من الجهد صفر ، أي التي تمتلك جهد اختزال موجب أضعف.

عند تعدية جهد التحلل (http://www.imshiaa.com/wiki/%D8%AC%D9%87%D8%AF_%D8%AA%D8%AD%D9%84%D9%84) تزداد شدة التيار (http://www.imshiaa.com/wiki/%D8%B4%D8%AF%D8%A9_%D8%A7%D9%84%D8%AA%D9%8A%D8%A7% D8%B1) بزيادة الجهد الموصول بالخلية . وطبقا لقانون فاراداي تتناسب كمية المادة المترسبة من المحلول تناسبا طرديا مع كمية الشحنة المارة في الخلية (أي حاصل ضرب شدة التيار في الزمن ، أنظر قانون فاراداي (http://www.imshiaa.com/wiki/%D9%82%D8%A7%D9%86%D9%88%D9%86_%D9%81%D8%A7%D8%B1% D8%A7%D8%AF%D8%A7%D9%8A) ) .
مثال:
لتكوين 1 جرام (http://www.imshiaa.com/wiki/%D8%AC%D8%B1%D8%A7%D9%85) من الهيدروجين (http://www.imshiaa.com/wiki/%D8%A7%D9%84%D9%87%D9%8A%D8%AF%D8%B1%D9%88%D8%AC%D 9%8A%D9%86) (نحو 2و11 لتر (http://www.imshiaa.com/wiki/%D9%84%D8%AA%D8%B1) ، لتكوين جزيئ الهيدروجين يلزمه إلكترونين ) من محلول مائي يلزمه مرور شحنة كهربائية قدرها 96485 كولوم (http://www.imshiaa.com/wiki/%D9%83%D9%88%D9%84%D9%88%D9%85) (1 C = 1 A·s) b . فإذا كانت شدة التيار 1 أمبير (http://www.imshiaa.com/wiki/%D8%A3%D9%85%D8%A8%D9%8A%D8%B1) فيلوم نحو 28 ساعة و 48 دقيقة (http://www.imshiaa.com/wiki/%D8%AF%D9%82%D9%8A%D9%82%D8%A9) لتكوين 2و11 لتر من الهيدروجين.

عمليا نحتاج إلى جهد أعلى لتسير عملية التحليل الكهربائي عن جهد الاختزال (http://www.imshiaa.com/wiki/%D8%AC%D9%87%D8%AF_%D8%A7%D8%AE%D8%AA%D8%B2%D8%A7% D9%84) وذلك بسبب تخميد يحدث تلقائيا على سطح الأقطاب.


عند قطع التيار وانتهاء عملية التحليل الكهربائي يمكننا قياس دفعة تيار كهربائي بين القطبين في الاتجاه العكسي . هذا التيار الذي يمر لفترة قصيرة يحدث بسبب عملية عكسية في خلية التحليل ، وهي تكوين خلية جلفانية (http://www.imshiaa.com/wiki/%D8%AE%D9%84%D9%8A%D8%A9_%D8%AC%D9%84%D9%81%D8%A7% D9%86%D9%8A%D8%A9). عندئذ لا يوجد تيار يعمل على تحليل المحلول وإنما ينشأ تيارا كهربائيا لمدة قصيرة ، وتستخدم تلك الظاهرة لبناء وتشغيل خلية الوقود (http://www.imshiaa.com/wiki/%D8%AE%D9%84%D9%8A%D8%A9_%D9%88%D9%82%D9%88%D8%AF) (حيث يتسبب تفاعل الهيدروجين (http://www.imshiaa.com/wiki/%D8%A7%D9%84%D9%87%D9%8A%D8%AF%D8%B1%D9%88%D8%AC%D 9%8A%D9%86) و الأكسجين (http://www.imshiaa.com/wiki/%D8%A7%D9%84%D8%A3%D9%83%D8%B3%D8%AC%D9%8A%D9%86) في إنتاج طاقة كهربائية (http://www.imshiaa.com/wiki/%D8%B7%D8%A7%D9%82%D8%A9_%D9%83%D9%87%D8%B1%D8%A8% D8%A7%D8%A6%D9%8A%D8%A9)).
[عدل (http://www.imshiaa.com/w/index.php?title=%D8%AA%D8%AD%D9%84%D9%8A%D9%84_%D9 %83%D9%87%D8%B1%D8%A8%D8%A7%D8%A6%D9%8A&action=edit&section=2)] اقرأ أيضا


قوانين فرداي للتحليل الكهربائي (http://www.imshiaa.com/wiki/%D9%82%D9%88%D8%A7%D9%86%D9%8A%D9%86_%D9%81%D8%B1% D8%AF%D8%A7%D9%8A_%D9%84%D9%84%D8%AA%D8%AD%D9%84%D 9%8A%D9%84_%D8%A7%D9%84%D9%83%D9%87%D8%B1%D8%A8%D8 %A7%D8%A6%D9%8A)
ثابت فاراداي (http://www.imshiaa.com/wiki/%D8%AB%D8%A7%D8%A8%D8%AA_%D9%81%D8%A7%D8%B1%D8%A7% D8%AF%D8%A7%D9%8A)
كهرلة (http://www.imshiaa.com/wiki/%D9%83%D9%87%D8%B1%D9%84%D8%A9)
كيمياء كهربية (http://www.imshiaa.com/wiki/%D9%83%D9%8A%D9%85%D9%8A%D8%A7%D8%A1_%D9%83%D9%87% D8%B1%D8%A8%D9%8A%D8%A9)
تفاعل أكسدة-اختزال (http://www.imshiaa.com/wiki/%D8%AA%D9%81%D8%A7%D8%B9%D9%84_%D8%A3%D9%83%D8%B3% D8%AF%D8%A9-%D8%A7%D8%AE%D8%AA%D8%B2%D8%A7%D9%84)

صادق العارضي
02-04-2012, 08:58 PM
معلومات جميلة بارك الله فيكم على الطرح الجميل

خادم الشيعة
02-04-2012, 11:06 PM
شكراً اخي صادق على ذلك تحياتي

حميد م
02-04-2012, 11:26 PM
معلومات قيمة واختيار موفق
ولو كانت في المنتدى العلمي لكان افضل

خادم الشيعة
19-09-2012, 03:35 PM
شكرا اخي على مشاركتك تحياتي

نرجس*
19-09-2012, 07:44 PM
"معُلوَمٍات قُيٌمٍه
ًشكُرَا على روُعُة الٌطٍرحِ..~
بانتٍِظارُ الجُدَيد.~
تحيـُتي

خادم الشيعة
23-09-2012, 12:50 AM
شكرا اخواني تحياتي لكم