مراجعة الخلايا الجلفانية سؤال وجواب

 

الخلايا الجلفانية :- يتم فيها تحويل الطاقة الكيميائية الي طاقة كهربية

تعتمد البطارية في آلية عملها على تفاعلات الاكسدة والاختزال التي تحدث بشكل تلقائي.

·       ما هي البطارية؟هي عبارة عن خلية جلفانية أو أكثر في عبوة واحدة تنتج التيار الكهربائي

النوع	البطاريات الأولية	البطاريات الثانوية
آلية العمل	تنتج طاقة كهربائية من تفاعل  اكسدة واختزال	تنتج طاقة كهربائية من تفاعل  اكسدة واختزال
التفاعل العكسي	لايحدث تفاعل عكسي	يحدث تفاعل عكسي
الاستعمال	تستعمل لمرة واحدة فقط ولايمكن إعادة شحنه	تستعمل لفترة طويلة ويمكن إعادة شحنه
مثال	البطارية الجافة- البطارية الخارصين كربون البطارية القلوية بطارية الفضة	بطارية النيكل - كادميوم بطاريات تخزين المركم الرصاصي بطاريات الليثيوم

اذكر المصطلح العلمي

1.    هي عبارة عن خلية جلفانية أو أكثر في عبوة واحدة تنتج التيار الكهربائي..... البطارية

2.    تنتج طاقة كهربائية من تفاعل أكسد واختزال لايحدث بشكل عكسي..... البطاريات الأولية

3.    تنتج طاقة كهربائية من تفاعل أكسد ةواختزال يحدث بشكل عكسي...البطاريات الثانوية

البطارية الجافة: مكونات الخلايا الجافة وآلية عملها.

لقد كانت البطارية الجافة المكونة من ) Zn ) و الكربون هي الأكثر استعمالا منذ اكتشاف البطارية الى الآن.

الأنود : وعاء من الخارصين يمثل القطب السالب للبطارية - مصدر الالكترولات -

الكاثود : عمود من الجرافيت يمثل القطب الموجب

·       يسمى الكربون في الخلية الجافة بالكاثود غيرالفعال.

لأنه يتكون من مادة لاتساهم في تفاعلات الاكسدة والاختزال ولكنه مهم في توصيل الالكترونات .

·       تحتوي الخليةالجافة على فواصل رقيقة من مادة مسامية تحتوي على عجينة رطبة تفصلها عن أنود الخارصين.

·       حتى تعمل عمل القنطرة الملحية فتسمح بمرورالايونات بين نصفي الخلية.

·       وجود ثاني أكسيد المنجنيز في الخلية الجافة.

حتى تحدث له عملية اختزال بتفاعله مع الاكترونات الناتجة من أكسدة الخارصين مكونا نصف خلية الاختزال

·       ينخفض جهد الخلية الجافة وتتلف بعد استخدامها لفترة معينة.

لانها تبدأ في إنتاج الامونيا بوصفه ناتج تفاعل الاختزال عن محلولها المائي في صورة غازوعنده ينخفض الجهد إلى مستوى يجعل البطارية غيرنافعة.

·       سميت خلية الكربون والخارصين بالخلية الجافة

لأنه المحلول الموصل  ليس سائلا انما عجينة رطبة

·       علل :يسمى عمود الكربون في الخلايا الجافة بالكاثود غير الفعال

·       لأنه لايساهم في تفاعلات الاكسدة والاختزال. والغرض منه توصيل الالكترونات فقط.

·هل للخلية الجافة أي عيوب؟

1 -صغر القوة الدافعة الكهربية حيث تساوي = 5.1 فولت

2 -عند تشغيلها لفترة طويلة تتراكم المواد الناتجة على الاقطاب مما يسبب توقف الخلية عن إعطاء التيار

3 لايمكن اعادة شحنها بسبب استهلاك المواد الكيميائية فيها

مميزات الخلية الجافة :

1 -صغيرة الحجم وخفيفة الوزن 2 -رخيصة الثمن

تفاعل الاكسدة	Zn -----------> Zn2+ + 2e -
تفاعل الاختزال	2NH + (aq) + 2MnO2(s) + 2e - " Mn2O3(s) + 2NH3(aq) + H2O(l)
فرق الجهد الناتج	1.5V
القابلية للشحن	تصبح البطارية غيرصالحة للاستعمال عندما يتم انتاج الامونيا.في تفاعل الاختزال على شكل غاز.
الاستخدامات	1/ ساعات الحائط 2/ العاب الاطفال 3/اجهزة التحكم 4/ الكشافات الكهربائية

تفاصيل حول عمل الخليةالجافة C-Zn

كيف تعمل خلية الخارصين و الكربون الجافة ؟

اولا: عند الانود ) عملية التأكسد :

تتأكسد ذرات الخارصين الى كاتيونات خارصين وتنطلق الاكترونات ويكون جهد الاكسدة مساويا 762.0 فولت

Zn -----------> Zn2+ + 2e -

ثانيا : عند الكاثود عملية الاختزال

1.    تختزل كاتيونات الامونيوم الى غاز الامونيا والهيدروجين

2NH4 + + 2e - -----------> 2NH3 + H2

2.    يتأكسد غاز الهيدروجين الناتج بواسطة ثاني أكسيد المنجنيز الى ماء

H2 + 2MnO2 -----------> Mn2O3 + H2O

وبجمع المعادلتين يكون تفاعل الاختزال على النحو التالي

2NH4 + + 2e - + 2MnO2 --------> 2NH3 + 2Mn2O3 + H2O

3.    لماء الناتج ي

4.    منع ظاهرة الاستقطاب ويعمل على ترطيب وسط الخلية

4.