تجاوز إلى المحتوى الرئيسي
تابعنا على تيليجرامانضم

جهد القطب القياسي

المواضيع

آخر تحديث:

شرح الموضوع

يقيس جهاز الفولتميتر جهد الخلية الكلي بين قطبي الخلية الجلفانية في النشاط (6-2)، ولا توجد أداة تستطيع قياس جهد الأقطاب مفردة، لذلك لجأ العلماء لاستخدام قطب الهيدروجين القياسي.

3-6 جهد القطب القياسي (E0E^0)

كيف نقيس جهد قطب واحد؟ نقارنه بقطب الهيدروجين

ولا توجد أداة تستطيع قياس جهد الأقطاب مفردة، لذلك لجأ العلماء لاستخدام قطب الهيدروجين القياسي

شكل (6-3): قطب الهيدروجين القياسي
شكل (6-3): قطب الهيدروجين القياسي
  • يقيس جهاز الفولتميتر جهد الخلية الكلي بين قطبي الخلية الجلفانية
  • جهد الاختزال وجهد التأكسد القياسي لهذا القطب (ويرمز لهذا الجهد بالرمز E∘E^\circ) يساوي صفراً
  • الظروف المعيارية: تركيز 1 مول/لتر للأيونات، و 1 ضغط جوي للغازات ودرجة حرارة 25 °س
2H(aq)++2e−⇌H2(g)E∘=0 v2\text{H}^+_{(\text{aq})} + 2\text{e}^- \rightleftharpoons \text{H}_{2(\text{g})} \quad E^\circ = 0\text{ v}

فماذا يحدث عند اقتران هذا القطب بنصف خلية نحاس؟

شكل (6-4): خلية جلفانية (هيدروجين-نحاس)
شكل (6-4): خلية جلفانية (هيدروجين-نحاس)
  • المصعد: القطب القياسي، تأكسدت عليه جزيئات الهيدروجين (فقدت إلكترونات)
  • المهبط: صفيحة النحاس، اختزلت عليها أيونات النحاس (اكتسبت إلكترونات)
  • ميل أيونات النحاس Cu2+\mathrm{Cu^{2+}} للاختزال كان أكبر من ميل أيونات الهيدروجين H+\mathrm{H+} للاختزال
  • جهد اختزال أيونات النحاس أعلى من جهد اختزال أيونات الهيدروجين
  • الفولتية المقاسة تساوي 0.34 فولت في الظروف القياسية، وتمثل الفرق بين جهد اختزال أيونات الهيدروجين وجهد اختزال أيونات النحاس، فجهد اختزال أيونات النحاس + 0.34 فولت
  1. أي القطبين يمثل المهبط؟ وأيهما يمثل المصعد؟
  1. ما اتجاه انتقال الإلكترونات في السلك الخارجي؟ وما اتجاه انتقال الأيونات عبر الجسر الملحي؟
  • السلسلة الكهروكيميائية: ترتيب أنصاف التفاعلات وجهود اختزالها القياسية في جدول
  • تمكن العلماء في تجارب مشابهة من حساب جهد الاختزال للعديد من أنصاف التفاعلات في الظروف القياسية
نصف تفاعل الاختزال⁦E° (⁩فولت)
F2+2e−→2F−F_2 + 2e^- \rightarrow 2F^-+2.87
H2O2+2H++2e−→2H2OH_2O_2 + 2H^+ + 2e^- \rightarrow 2H_2O+1.78
MnO4−+8H++5e−→Mn2++4H2OMnO_4^- + 8H^+ + 5e^- \rightarrow Mn^{2+} + 4H_2O+1.51
PbO2+4H++2e−→Pb2++2H2OPbO_2 + 4H^+ + 2e^- \rightarrow Pb^{2+} + 2H_2O+1.46
Cl2+2e−→2Cl−Cl_2 + 2e^- \rightarrow 2Cl^-+1.36
Cr2O72−+14H++6e−→2Cr3++7H2OCr_2O_7^{2-} + 14H^+ + 6e^- \rightarrow 2Cr^{3+} + 7H_2O+1.33
O2+4H++4e−→2H2OO_2 + 4H^+ + 4e^- \rightarrow 2H_2O+1.23
Br2+2e−→2Br−Br_2 + 2e^- \rightarrow 2Br^-+1.06
Ag++e−→AgAg^+ + e^- \rightarrow Ag+0.80
I2+2e−→2I−I_2 + 2e^- \rightarrow 2I^-+0.54
O2+2H2O+4e−→4OH−O_2 + 2H_2O + 4e^- \rightarrow 4OH^-+0.40
Cu2++2e−→CuCu^{2+} + 2e^- \rightarrow Cu+0.34
2H++2e−→H22H^+ + 2e^- \rightarrow H_20.00
Pb2++2e−→PbPb^{2+} + 2e^- \rightarrow Pb- 0.13
Sn2++2e−→SnSn^{2+} + 2e^- \rightarrow Sn- 0.14
Ni2++2e−→NiNi^{2+} + 2e^- \rightarrow Ni- 0.25
PbSO4+2e−→Pb+SO42−PbSO_4 + 2e^- \rightarrow Pb + SO_4^{2-}- 0.36
Fe2++2e−→FeFe^{2+} + 2e^- \rightarrow Fe- 0.44
Cr3++3e−→CrCr^{3+} + 3e^- \rightarrow Cr- 0.74
Zn2++2e−→ZnZn^{2+} + 2e^- \rightarrow Zn- 0.76
2H2O+2e−→H2+2OH−2H_2O + 2e^- \rightarrow H_2 + 2OH^-- 0.83
Mn2++2e−→MnMn^{2+} + 2e^- \rightarrow Mn- 1.03
Al3++3e−→AlAl^{3+} + 3e^- \rightarrow Al- 1.67
Mg2++2e−→MgMg^{2+} + 2e^- \rightarrow Mg- 2.38
Na++e−→NaNa^+ + e^- \rightarrow Na- 2.71
Ca2++2e−→CaCa^{2+} + 2e^- \rightarrow Ca- 2.84
Ba2++2e−→BaBa^{2+} + 2e^- \rightarrow Ba- 2.90
K++e−→KK^+ + e^- \rightarrow K- 2.92
Li++e−→LiLi^+ + e^- \rightarrow Li- 3.05
  • مخطط الخلية الاصطلاحي يعبّر عن الخلية الجلفانية (خارصين - فضة)
Zn(s)∣Zn(aq)2+∣∣Ag(aq)+∣Ag(s)المصعدالجسر الملحيالمهبطنصف خلية التأكسدنصف خلية الاختزال\begin{array}{ccccc} \mathrm{Zn_{(s)}} & | & \mathrm{Zn^{2+}_{(aq)}} & || & \mathrm{Ag^+_{(aq)}} & | & \mathrm{Ag_{(s)}} \\ \text{المصعد} & & & \text{الجسر الملحي} & & & \text{المهبط} \\ \text{نصف خلية التأكسد} & & & & & & \text{نصف خلية الاختزال} \end{array}

تعريفات أساسية

السلسلة الكهروكيميائية

تمكن العلماء في تجارب مشابهة من حساب جهد الاختزال للعديد من أنصاف التفاعلات في الظروف القياسية، وتم ترتيب أنصاف التفاعلات وجهود اختزالها القياسية في جدول يعرف باسم (السلسلة الكهروكيميائية)، ويظهر جزء منها في جدول (6-1)

الظروف المعيارية

الظروف المعيارية (تركيز 1 مول/لتر للأيونات، و 1 ضغط جوي للغازات ودرجة حرارة 25 °س)

معاينة موضوع «جهد القطب القياسي» من وحدة «الخلايا الكهروكيميائية» في مادة الكيمياء (الفرع العلمي). أقسام الشرح: ١، التعريفات: ٢.

المصدر: جهد القطب القياسي (ص ١٥١–١٥٤)

موضوعات أخرى في الوحدة

تابع الدراسة