كيمياء الخلايا الجلفانية والطاقة - كتاب الكيمياء - الصف 12 - الفصل 1 - المملكة العربية السعودية

--- SECTION: كيمياء الخلايا الجلفانية Chemistry of Voltaic Cells --- كيمياء الخلايا الجلفانية Chemistry of Voltaic Cells تتكون الخلايا الكهروكيميائية من جزأين يطلق على كل منهما نصف الخلية، حيث يحدث فيهما تفاعلات الأكسدة والاختزال المنفصلين. ويحتوي كل نصف خلية على قطب ومحلول يشتمل على أيونات. ويتكون القطب من مادة موصلة للتيار الكهربائي، وعادة ما تكون هذه المادة قطعة معدنية أو قطعة من الجرافيت توصل الإلكترونات من محلول نصف الخلية وإليه. ويوضح الشكل 2-4 كأس قطب الخارصين التي يحدث فيها نصف تفاعل الأكسدة، وكأس قطب النحاس التي يحدث فيها نصف تفاعل الاختزال. ويسمى القطب الذي تحدث فيه تفاعل الأكسدة الأنود (المصعد)، في حين يسمى القطب الذي عنده تفاعل الاختزال الكاثود (المهبط). --- SECTION: ماذا قرأت؟ --- ماذا قرأت؟ حدد أي الكأسين في الشكل 2-4 تحتوي على الأنود؟ --- SECTION: الخلايا الجلفانية والطاقة --- الخلايا الجلفانية والطاقة لأن طاقة الوضع لأي جسم ناتجة عن موضعه أو مكوناته. لذا تعد طاقة الوضع الكهربائية في الكيمياء الكهربائية مقياس كمية التيار التي يمكن توليدها من خلية جلفانية للقيام بشغل. وتستطيع الشحنة الكهربائية الانتقال بين نقطتين فقط عندما يكون هناك فرق في طاقة الوضع الكهربائية بينهما. وهاتان النقطتان في الخلايا الكهروكيميائية هما القطبان؛ حيث تدفع الإلكترونات المتكونة عند الأنود موقع التأكسد أو تتحرك نحو الكاثود بواسطة القوة الدافعة الكهربائية التي تنشأ عن وجود فرق في طاقة الوضع الكهربائية بين القطبين، وتعرف بجهد الخلية. والفولت هو الوحدة المستعملة في قياس جهد الخلية. وفرق الجهد في الخلية الجلفانية هو إشارة إلى كمية الطاقة المتوافرة لدفع الإلكترونات من الأنود إلى الكاثود. انظر إلى التماثل الظاهر في الشكل 4-2، حيث تقف الأفعوانية عند قمة المنحدر لحظة قصيرة، ثم تتحرك من موقعها المرتفع نزولاً إلى أسفل؛ بسبب اختلاف طاقة الوضع للجاذبية الأرضية بين قاع المسار وقمته. وتتحدد طاقة الأفعوانية الحركية بواسطة الاختلاف في الارتفاع بين قاع المسار وقمته. وكذلك تتحدد طاقة الإلكترونات المتدفقة من الأنود إلى الكاثود في الخلايا الجلفانية بواسطة الاختلاف في طاقة الوضع الكهربائية بين القطبين. ووفقًا لمفردات تفاعل الأكسدة والاختزال يتحدد فرق جهد الخلية بمقارنة مدى الفرق في قابلية مادتي الأقطاب على اكتساب الإلكترونات؛ فكلما زاد الفرق بين القطبين زاد فرق جهد الخلية وزاد معه أيضًا جهد الخلية. وزارة التعليم Ministry of Education 2025 - 1447 136 --- VISUAL CONTEXT --- **FIGURE**: الشكل 4-2 عندما تكون الأفعوانية في قمة المسار يكون لها طاقة وضع عالية بالنسبة إلى المسار المنخفض بسبب اختلاف الارتفاع، وبالمثل يكون لخلية الكهروكيميائية طاقة وضع لإنتاج تيار بسبب اختلاف قابلية الأقطاب لتحريك الإلكترونات من الأنود إلى الكاثود. Description: The figure displays two images of a rollercoaster, illustrating the concept of energy transformation. The top image shows a rollercoaster at the highest point of its track, accompanied by a bar chart indicating high potential energy (طاقة وضع) and low kinetic energy (طاقة حركة). The bottom image shows the rollercoaster at a lower point or descending, with a corresponding bar chart showing high kinetic energy (طاقة حركة) and low potential energy (طاقة وضع). The visual elements include green tracks, yellow support structures, and passengers in the rollercoaster cars. The bar charts are simple, with one green bar representing 'طاقة وضع' and a shorter green bar representing 'طاقة حركة' in the top image, and vice versa in the bottom image. Data: The bar charts visually represent the relative amounts of potential and kinetic energy at different points of the rollercoaster's movement. In the top image, 'طاقة وضع' is high and 'طاقة حركة' is low. In the bottom image, 'طاقة حركة' is high and 'طاقة وضع' is low. Key Values: طاقة وضع, طاقة حركة Context: This figure serves as an analogy to explain the concept of electrical potential energy difference in galvanic cells. Just as the rollercoaster's movement is driven by the difference in gravitational potential energy between its high and low points, the flow of electrons in a galvanic cell is driven by the difference in electrical potential energy between the anode and cathode. This analogy helps to clarify how potential energy is converted into kinetic energy (or electrical current) to perform work.