الخلايا الجلفانية والأكسدة والاختزال - كتاب الكيمياء - الصف 12 - الفصل 1 - المملكة العربية السعودية

--- SECTION: رابط الدرس الرقمي --- رابط الدرس الرقمي www.ien.edu.sa --- SECTION: 4-1 --- 4-1 --- SECTION: الأهداف --- الأهداف تصف طريقة للحصول على طاقة كهربائية من تفاعل أكسدة واختزال. تحدد أجزاء الخلية الجلفانية، وتفسر كيفية عمل كل من هذه الأجزاء. تحسب جهد الخلية، وتحدد تلقائية تفاعل الأكسدة والاختزال فيها. --- SECTION: مراجعة المفردات --- مراجعة المفردات --- SECTION: الأكسدة --- الأكسدة فقدان الذرات للإلكترونات؛ أو الزيادة في عدد التأكسد. --- SECTION: الاختزال --- الاختزال اكتساب الذرات للإلكترونات؛ أو النقص في عدد التأكسد. --- SECTION: المفردات الجديدة --- المفردات الجديدة القنطرة الملحية الخلية الكهروكيميائية الخلية الجلفانية نصف الخلية الأنود الكاثود جهد الاختزال قطب الهيدروجين القياسي الخلايا الجلفانية Voltaic Cells الرئيسة تحدث الأكسدة في الخلايا الجلفانية عند الأنود (المصعد) منتجة إلكترونات تتدفق نحو الكاثود (المهبط) حيث يحدث الاختزال. --- SECTION: الربط مع الحياة --- إذا تم قص ورقة نقدية من فئة الريال نصفين، فما الذي يمكن عمله بصفين؟ لا يمكن استعماله من دون النصف الآخر. وهذا ينطبق أيضًا على الخلايا الجلفانية التي تتكون من نصفي خلية؛ إذ يجب وجودهما معًا لإنتاج الطاقة. --- SECTION: الأكسدة والاختزال في الكيمياء الكهربائية Redox in Electrochemistry --- الأكسدة والاختزال في الكيمياء الكهربائية Redox in Electrochemistry الكيمياء الكهربائية هي دراسة عمليات الأكسدة والاختزال التي تتحول من خلالها الطاقة الكيميائية إلى طاقة كهربائية، وبالعكس. من المعروف أن تفاعلات الأكسدة والاختزال جميعها تتضمن انتقال الإلكترونات من المواد المتأكسدة إلى المواد المختزلة. ويوضح كل من الشكلين ٤-١ و ٤-٢ تفاعلاً بسيطًا للأكسدة والاختزال؛ حيث تتأكسد ذرات الخارصين لتكون أيونات الخارصين Zn²⁺، ويكتسب أيون النحاس Cu²⁺ الإلكترونين اللذين فقدهما ذرة خارصين ليكون ذرة النحاس. وتبين المعادلة الأيونية الكلية الآتية انتقال الإلكترونات: 2e⁻ Zn(s) + Cu²⁺(aq) → Zn²⁺(aq) + Cu(s) --- SECTION: أنصاف التفاعل --- أنصاف التفاعل يتألف هذا التفاعل من نصفي تفاعل الأكسدة والاختزال الآتيين: نصف تفاعل الأكسدة: فقدان الإلكترونات Zn(s) → Zn²⁺(aq) + 2e⁻ نصف تفاعل الاختزال: اكتساب الإلكترونات Cu²⁺(aq) + 2e⁻ → Cu(s) ترى، ماذا يحدث لو فصل نصف تفاعل الأكسدة عن نصف تفاعل الاختزال؟ وهل يمكن أن يحدث التفاعل؟ مع الأخذ في الاعتبار الشكل ٤-١ الذي غُمست فيه شريحة الخارصين في محلول كبريتات الخارصين، وغُمست فيه شريحة النحاس في محلول كبريتات النحاس II. --- SECTION: الشكل ٤-١ --- الشكل ٤-١ a. غُمست شريحة الخارصين في محلول 1M من كبريتات الخارصين، وغُمست شريحة النحاس في محلول 1M من كبريتات النحاس. b. تم توصيل شريحتي الخارصين والنحاس بسلك كهربائي لتوفير طريق لتدفق الإلكترونات، إلا أن الطريق لم تكتمل بعد، ولا يمكن مرور الإلكترونات فيها. وزارة التعليم Ministry of Education 2025 - 1447 134 --- VISUAL CONTEXT --- **DIAGRAM**: الشكل ٤-١ Description: A diagram illustrating two stages of setting up an electrochemical cell. Part (a) shows two separate beakers: one containing a zinc strip immersed in a 1M zinc sulfate solution (labeled 'شريحة خارصين' and '1M Zn²⁺'), and the other containing a copper strip immersed in a 1M copper sulfate solution (labeled 'شريحة نحاس' and '1M Cu²⁺'). Part (b) shows the same two beakers with the metal strips connected by an external wire (labeled 'سلك نحاسي'), but the circuit is incomplete, implying no electron flow yet. The solutions are still 1M Zn²⁺ and 1M Cu²⁺ respectively. Table Structure: Headers: N/A Data: The diagram visually represents the components of two half-cells (zinc and copper) and their initial state before a complete circuit is formed, which would typically involve a salt bridge. Key Values: شريحة خارصين, 1M Zn²⁺, شريحة نحاس, 1M Cu²⁺, سلك نحاسي Context: This diagram is used to explain the initial setup of a galvanic cell and to pose a question about what would happen if the half-reactions were separated without a complete circuit, leading into the discussion of electron flow and the role of a salt bridge (implied by the incomplete circuit in part b).