الخلايا الكهروكيميائية والقنطرة الملحية - كتاب الكيمياء - الصف 12 - الفصل 1 - المملكة العربية السعودية

--- SECTION: الشكل 2-4 --- إضافة القنطرة الملحية إلى جانب السلك تعمل على إكمال طريق التدفق؛ فتتحرك الأيونات السالبة خلال القنطرة الملحية نحو الخارصين أما الأيونات الموجبة فتتحرك خلال القنطرة الملحية نحو النحاس. هناك مشكلتان تمنعان حدوث تفاعل الأكسدة والاختزال: الأولى أنه لا يوجد أي طريق لنقل الإلكترونات من ذرات الخارصين إلى أيونات النحاس، وهذه يمكن حلها بتوصيل شريحتي الخارصين والنحاس بأسلاك معدنية، كما في الشكل 1b-4؛ إذ يعمل السلك عمل ممر لتدفق الإلكترونات من الخارصين إلى النحاس. أما الثانية فعندما توضع الشرائح المعدنية في محاليلها تبدأ الأكسدة عند الخارصين، في حين يبدأ الاختزال عند النحاس. إلا أن هذه التفاعلات لا تستمر؛ لأن أيونات الخارصين الموجبة تتراكم حول قطب الخارصين خلال تأكسده، كما تتراكم أيونات الكبريتات السالبة حول قطب النحاس خلال اختزاله، وهذا التراكم للأيونات يوقف أي استمرار للتفاعل. ولحل هذه المشكلة تستعمل القنطرة الملحية؛ وهي ممر لتدفق الأيونات من جهة إلى أخرى، كما في الشكل 2-4. وتتكون من أنبوب يحتوي على محلول موصل للتيار الكهربائي (محلول إلكتروليتي) لملح ذائب في الماء مثل KCl، ويحفظ داخل الأنبوب بواسطة جل هلامي أو أي غطاء يسمح للأيونات بالحركة من خلاله، على ألا يختلط المحلولان في الكأسين. وعندما يوضع السلك المعدني والقنطرة الملحية في مكانيهما يبدأ تفاعل الأكسدة والاختزال التلقائي، وتنتقل الإلكترونات عبر السلك من نصف تفاعل الأكسدة إلى نصف تفاعل الاختزال، في حين تنتقل الأيونات السالبة والموجبة خلال القنطرة الملحية. ويسمى تدفق الأجسام المشحونة التيار الكهربائي. ففي الشكل 2-4 تتدفق الإلكترونات خلال السلك، وتتدفق الأيونات خلال القنطرة الملحية، فيتكون ما يعرف بالتيار الكهربائي، وتنتج طاقة تدفع الإلكترونات لإضاءة المصابيح. الخلايا الكهروكيميائية بين الشكل 2-4 نوعًا من الخلايا الكهروكيميائية يعرف بالخلايا الجلفانية. والخلية الكهروكيميائية جهاز يستعمل تفاعل الأكسدة والاختزال لإنتاج طاقة كهربائية، أو يستعمل الطاقة الكهربائية لإحداث تفاعل كيميائي. والخلية الجلفانية نوع من الخلايا الكهروكيميائية التي تحول الطاقة الكيميائية إلى طاقة كهربائية بواسطة تفاعل الأكسدة والاختزال التلقائي. وقد سميت أيضًا الخلايا الفولتائية نسبة إلى أليساندرو فولتا Alessandro Volta (1745-1827م) العالم الفيزيائي الإيطالي الذي نسب إليه الاختراع عام 1800م، انظر الشكل 3-4. --- SECTION: الشكل 3-4 --- خلية نسخة طبق الأصل من أول خلية لأليساندرو فولتا تتكون من أنواع من الخارصين والنحاس مرتبة في طبقات متبادلة ومفصولة بقطع قماش أو ورق مقوى مغموس بمحلول حمضي. وتزداد شدة التيار الكهربائي المتولد بزيادة عدد الأقراص المعدنية المستخدمة. وزارة 135 ليم Ministry of Education 2025 - 1447 --- VISUAL CONTEXT --- **DIAGRAM**: خلية كهروكيميائية Description: A diagram illustrating an electrochemical (galvanic) cell. It consists of two half-cells: one with a zinc electrode (anode) immersed in a Zn²⁺ solution and another with a copper electrode (cathode) immersed in a Cu²⁺ solution. The half-cells are connected by an external wire, through which electrons (e⁻) flow from the zinc to the copper electrode, and a salt bridge (containing K⁺ and Cl⁻ ions) that maintains charge neutrality by allowing ion migration. The diagram shows the oxidation half-reaction (Zn → Zn²⁺ + 2e⁻) at the anode and the reduction half-reaction (Cu²⁺ + 2e⁻ → Cu) at the cathode. The electron flow is indicated by 'تدفق e⁻'. Data: Shows the flow of electrons from the zinc electrode to the copper electrode and the movement of ions (Cl⁻ towards Zn²⁺, K⁺ towards Cu²⁺) through the salt bridge. Key Values: Zn, Zn²⁺, Cu, Cu²⁺, e⁻, K⁺, Cl⁻, KCl, نصف تفاعل الأكسدة, نصف تفاعل الاختزال, أيونات سالبة, أيونات موجبة Context: This diagram explains the fundamental components and operation of a galvanic cell, demonstrating how spontaneous redox reactions generate electrical current and the crucial role of the salt bridge in completing the circuit and maintaining charge balance. **IMAGE**: خلية فولتا Description: An image of Alessandro Volta's original Voltaic pile, an early form of electric battery. It is constructed from stacked alternating discs of zinc and copper separated by pieces of cloth or paper soaked in an acidic solution. The caption states that increasing the number of metallic discs increases the intensity of the generated electric current. Data: The image visually represents the physical structure of the Voltaic pile, showing the layered arrangement of different metals and separators. Key Values: zinc discs, copper discs, acidic solution soaked separators Context: This image provides a historical context for electrochemical cells, illustrating the invention of the first practical electric battery by Alessandro Volta and its basic construction principles.