الحسابات الكمية في عملية التحليل الكهربائي

كم مادة تترسب عندما يمر تيار؟

درس العالم فارادي العلاقات الكمية في خلايا التحليل الكهربائي.

• كمية الكهرباء المارة في الخلية تتناسب طردياً مع كمية المادة المتكونة عند الأقطاب (القانون الأول لفارادي).
• تعتمد كمية الكهرباء على شدة التيار الكهربائي المقاس (بالأمبير)، وزمن مرور التيار مقاساً بالثانية.

كمية الكهرباء (الكولوم) = شدة التيار (الأمبير) × الزمن (الثانية)

وكم يحمل مول الإلكترونات من شحنة؟ نبدأ بالفضة.

شحنة مول الإلكترونات

• في خلية نترات الفضة تكتسب أيونات الفضة على المهبط إلكترونات حسب المعادلة الآتية:

• مول واحد من أيونات الفضة اكتسب 1 مول من الإلكترونات لإنتاج مول واحد من ذرات الفضة.

• الفارادي يرسب مولاً واحداً من الفضة (108 غرام).

• في خلية كبريتات النحاس ⁦(II)⁩ يكتسب أيون النحاس إلكترونين ليترسب على شكل ذرة نحاس حسب المعادلة الآتية:

• مول من النحاس يكتسب 2 مول من الإلكترونات، وهذا يكافئ 2 فارادي ليترسب.

كم فارادي يكافئ ترسيب مول من النحاس؟

نطبّق ذلك على مصهور كلوريد الصوديوم.

من التيار والزمن إلى كتلة وحجم

عكس المسألة: أي تيار يلزم؟

للاطلاع: بطارية هاتفك

• تتكون كل خلية من ثلاثة مكونات: القطب الموجب، والقطب السالب، ومادة كيميائية كهرلية.
• أثناء الشحن تنتقل أيونات الليثيوم إلى القطب السالب وتبقى هناك، وعند التفريغ تنتقل إلى القطب الموجب.
• بنيت داخلها وحدات تحكم تنظم عمليتي الشحن والتفريغ، فتمنع الشحن الزائد وارتفاع درجة الحرارة.