حساب جهد الخلايا الجلفانية

يمكن حساب جهد الخلايا الجلفانية باستخدام جهود الاختزال القياسية، كما هو موضح في الأمثلة الآتية:

مثال (1)

يجري حالياً تطوير خلية جلفانية لاستخدامها في السيارات الكهربائية بطارية (خارصين – كلور)، والتفاعل الكلّي في الخلية : $\mathrm{Zn_{(s)} + Cl_{2(g)} \longrightarrow ZnCl_{2(aq)}}$ ما جهد الخلية القياسي $E^\circ$ ؟

الحل:

عرفت من المعادلة الكليّة للتفاعل أن الخارصين تأكسد والكلور اختزل ، ومن الجدول (6-1) نأخذ جهد الاختزال للكلور، ونستنتج جهد تأكسد الخارصين.

E° للخلية = جهد اختزال الكلور + جهد تأكسد الخارصين

= 1.36 + 0.76 = 2.12 فولت

ويمكن إيجاد جهد الخلية بطرح جهد اختزال الخارصين من جهد اختزال الكلور كالآتي:

E° للخلية = جهد اختزال الكلور - جهد اختزال الخارصين = 1.36 - (-0.76) = 2.12 فولت

وأيضاً يمكن إيجاد جهد الخلية بطرح جهد تأكسد الكلور من جهد تأكسد الخارصين.

مثال (2)

تمثل المعادلة الآتية التفاعل التلقائي الذي يحدث في إحدى الخلايا الجلفانية:

احسب جهد هذه الخلية بالاعتماد على البيانات الواردة في الجدول (6-1).

يتأكسد الألمنيوم في الخلية الجلفانية حسب المعادلة الآتية:

أما أيونات الخارصين فإنها تختزل حسب المعادلة الآتية:

المعادلة الكلية: $2 Al_{(s)} + 3Zn^{2+}_{(aq)} \rightarrow 2Al^{3+}_{(aq)} + 3Zn_{(s)}$

E° للخلية = جهد تأكسد الألمنيوم + جهد اختزال الخارصين

= 1.67 - 0.76 = 0.91 فولت.

يتوقف جهد القطب على نوع العنصر فقط (صفة نوعية)، ولا يعتمد على كمية المادة (عدد المولات).

لاحظت أن جهد الخلايا الجلفانية التي درستها موجب دائماً، ويدل ذلك على أن تفاعلات التأكسد والاختزال التي تتم في الخلايا الجلفانية تحدث دائماً بشكل تلقائي.