ما هو الأساس الذي رتبت عليه العناصر في السلسلة الكهروكيميائية

1 إجابة واحدة
طالب
الطب البشري, جامعة تشرين (سوريا)

إن مصطلح الكهروكيمياء أو الكيمياء الكهربائية (electrochemistry) يشير إلى دراسة الكهرباء ومدى ارتباطها بمختلف التفاعلات الكيميائية، حيث هناك مجموعة من التفاعلات الكيميائية التي تؤدي إلى حدوث حركة الإلكترونات من عنصر إلى آخر، وأهم مثال عن هذا التفاعلات هي تفاعلات الأكسدة والإرجاع. وحركة هذه الإلكترونات تؤدي إلى تشكيل تيار كهربائي، والتفاعلات التي تحدث في السلسلة الكهروكيميائية تؤدي إلى مجموعة من التغيرات والتحولات الناتجة عن تحرّك ونقل الإلكترونات، حيث يتم تنشيط المادة الأولى في التفاعل على سطح أحد الأقطاب الكهربائية، بينما يقوم الوسطاء بتولي مسؤولية تنشيط التفاعل التالي للاستمرار في هذه السلسلة، والأكسدة الأنودية (anodic oxidation) للمادة الأولى تؤدي إلى حدوث تفاعلات كهروكيميائية، ومن ثم تعمل الوسيط الناتج عمل مؤكسد لاحقًا، وخلال هذه التفاعلات لا يلزم سوى كمية من الكهرباء كدفعة تحفيزية لإكمال التفاعل.

ويشار إلى السلسلة الكهروكيميائية أحيانًا بـ “سلسلة النشاط” (activity series)، وهي تقوم بوصف ترتيب العناصر حسب القيمة المحتملة لزيادة قطبيتها الكهربائية، حيث يتم حساب القطبية الكهربائية لمختلف العناصر ومقارنتها مع القطبية الكهربائية للهيدروجين التي تكون قياسية (SHE)، ويقصد بالحالة القياسية عندما يكون عنصر الهيدروجين تحت ضغط وتركيز أيونات مساوي لما عليه في الوحدة (IM)، يمكن التوصل إلى الإمكانية القطبية للعناصر من خلال قياس الجهد عند وصل نصف الخلية بقطب الهيدروجين القياسي،

ويتم بناء هذه السلسلة الكهروكيميائية من خلال ترتيب توازن الأكسدة/إرجاع التي تختلف باختلاف إمكانيتها الكهربائية القياسية (إمكانيات الأكسدة أو الإرجاع)، ثم يتم وضع قيم °E الأكثر سلبية في القسم العلوي من السلسلة الكهروكيميائية، والأكثير إيجابية في القسم السفلي منها، حيث تشير قيمة °E إلى عدد الفولتات اللازمة من أجل جعل النظام يخضع للتخفيض المحدد.

 وهذا الترتيب السابق كان حسب درجة نشاطها الكيميائي، ويتم الاعتماد على جهود الاختزال، أو الإرجاع (reduction potential) لأنصاف هذه التفاعلات الكيميائية، فكما تعرف فأن جهد الإرجاع يساوي جهد الأكسدة ولكن يعاكسه بالإشارة فقطـ، ولكن كان يوجد تريب يسبق هذا الترتيب كان يعتمد على جهود الأكسدة (Oxidation Potential)، فقد تم ترتيبه بشكل معاكسه لما هو عليه في جهود الإرجاع؛ أي أن الأقطاب الإيجابية في القسم العلوي من السلسلة والأكثر سلبية في القسم السفلي.

واعتمدت الجداول المرتبة بناءً على جهود الإرجاع وفق المؤتمر العالمي الذي تمّ عقده في ستكهولم عاصمة السويد، وتم الاتفاق على أنّ الأقطاب الكهربائية ذات القيم الإيجابية من °E للتفاعلات تكون بمثابة المهبط (cathodes) مقابل (SHE )، أما الأقطاب ذات القيم السلبية من °E تكون بمثابة المصعد (anodes) مقابل (SHE).الأساس الذي رتبت عليه العناصر في السلسلة الكهروكيميائية

أما الآن سأذكر لك بعض الخصائص التي تتمتع بها السلسلة الكهروكيميائية:

  • يتم وضع المواد أو العناصر التي تملك جهود إرجاع أقوى من الهيدروجين فوق الهيدروجين في السلسلة، حيث يكون لها قيم سلبية لمجهود الإرجاع وفق الشروط القياسية، أما المواد التي لها جهود إرجاع ضعيفة أو أضعف من الهيدروجين يتم وضعها أسفل الهيدروجين في السلسلة، وعندها تكون قيم الإرجاع لديها إيجابية وفق الشروط القياسية.
  • يتم وضع المواد التي تكون جهود الأكسدة لديها أقوى من أيون الهيدروجين تحت الهيدروجين في السلسلة.
  • تميل المعادن التي تقع في القسم العلوي من السلسلة (أي التي تكون قيم جهود الإرجاع سلبية وعالية) إلى أن تفقد الإلكترونات بسهولة كبيرة، فهي عناصر نشيطة.
  • ينخفض نشاط المعادن من الأعلى إلى الأسفل، حيث تكون المواد غير المعدنية في القسم السفلي من السلسلة (إيجابية كبيرة).
  • يزداد نشاط المواد اللافلزية بالاتجاه من الأعلى إلى الأسفل.

أكمل القراءة

216 مشاهدة

0

هل لديك إجابة على "ما هو الأساس الذي رتبت عليه العناصر في السلسلة الكهروكيميائية"؟