ما هو المكافيء الكهروكيميائي

1 إجابة واحدة
كاتبة
IT تكنولوجيا المعلومات, الجامعة الافتراضية السورية

 يمكننا تعريف الكيمياء الكهربائية بأنها أحد أهمّ فروع علم الكيمياء الذي يهتم بدراسة وتحليل الطاقة الكهربائية الناتجة عن تحليل المواد الكيميائية. وبمعنىً آخر يعنى هذا العلم بدراسة التغيرات الكيميائية الحاصلة عند مرور التيار الكهربائي في محلول معينٍ.

ويعرّف المكافئ الكهروكيميائيّ بأنه كتلة العنصر المحرر عند مرور 1 كولوم من الكهرباء، من خلال الخلية الكهربائية لمدةٍ لا تتجاوز الثانية. يرمز للمكافئ الكهروكيميائي بالرمز (Z). ويعطى بالقانون التالي:

Z= m/it

ففي مركب الـ (FEO) مثلًا، أعطت ذرة الحديد إلكترونين لذرة الأوكسجين. وبذلك يكون تكافؤ الحديد يساوي (2). أما في مركب (Fe2O3)، أعطت كل ذرة حديد ثلاثة إلكترونات. فيكون تكافؤ الحديد حينها يساوي القيمة (3). وفي كلا المركبين السابقين نلاحظ أخذ ذرة الأوكسجين لذرتين فقط، مما يعني أن تكافؤ الأوكسجين يساوي (2).

ويمكن تعريف السلسلة الكهروكيميائية بأنها السلسلة المرتبة بالمواد الكيميائية وفقًا لنشاطها الكيميائي، حيث تتميز المواد التي تعلو هذه السلسلة بخواصها الكيميائية القوية. فنجدها تمتاز بشدة تفاعلها، وأكسدتها العالية على عكس المعادن الموجودة في أسفل هذه السلسلة.

مما يعني قدرة المعادن الموجودة في أعلى القائمة على تشكيل المركبات بسرعة فائقةٍ عن غيرها بفضل تفاعلها السريع، ولذلك يطلق عليها اسم “المعادن النشطة”. أما المعادن المتواجدة في أسفل السلسلة الكهروكيميائية فتتميز باستقرارها الشديد، وعدم قدرتها على التفاعل لتشكيل المركبات. ولهذا يطلق عليها اسم “المعادن النبيلة”، ومن أشهرها الذهب، والنحاس اللذان يدخلان في صناعة المجوهرات والعملات المعدنيّة.

ضمن جدول السلسلة الكهروكيميائية نلاحظ توزع العناصر من الأعلى إلى الأسفل وفقًا لنشاطها الكيميائي. ويعتبر عنصر الهيدروجين نقطة الفصل بين المعادن النشطة والمعادن النبيلة، حيث تمثل المعادن التي تعلو الهيدروجين العناصر الأكثر فعاليةً، بينما تمثل العناصر التي توجد تحت عنصر الهيدروجين المعادن الأقل فعاليةً.

جدول السلسلة الكهروكيميائية

ومن أهم خصائص السلسلة الكهروكيميائية نذكر ما يلي:

  • كلما انخفضت قيمة جهد الاختزال، كلما ازدادت قوة المادة كعاملٍ مختزلٍ. وبمعنىً آخر عندما تنخفض نسبة جهد الاختزال للقطب، تزداد قابلية المادة للأكسدة أكثر مما هو عليه من قابليتها للاختزال. ويعدّ عنصر الليثيوم (LI) من أكثر العناصر المختزلة.
  • كلما ارتفعت قيمة جهد الاختزال، كلما ارتفعت قوة المادة كعاملٍ مؤكسدٍ. أيّ عندما ترتفع قیمة جھد الاختزال للأقطاب، تصبح قابلية المادة للاختزال أعلى من قابليتها للأكسدة. ومن أشدّ العناصر المؤكسدة نجد عنصر الفلور (F2).
  • تحتوي الخلية الكهروكيميائية على قطبين، يطلق عليهما اسم المصعد والمهبط. حيث يمثل المهبط الموجود في الجهة اليمنى، القطب ذو الجهد الأعلى اختزالًا. بينما يمثل المصعد الموجود في الجهة اليسرى، القطب ذو الجهد الأدنى اختزالًا.
  • الفرق بين جهد الاختزال وجهد الأكسدة يتمثل في الإشارة فقط.
  • يعبّر جهد الخلية عن قدرة الخلية على القيام بجهدٍ كبيرٍ، ويقاس عبر طرح جهد المهبط القياسي من جهد المصعد القياسي. ويؤثر في جهد الخلية العديد من العوامل مثل تركيز الأيونات في كلتا جهتي الخلية، ودرجة الحرارة، بالإضافة إلى ضغط الغاز الجزئي الداخل في عملية التفاعل.

أكمل القراءة

0

هل لديك إجابة على "ما هو المكافيء الكهروكيميائي"؟