حساب فرق الجهد في الخلايا الكهروكيميائية - كتاب الكيمياء - الصف 12 - الفصل 1 - المملكة العربية السعودية

وتسحب قوة الجاذبية هواة رياضة الغطس في الماء دائماً للسقوط نحو وضع منخفض من الطاقة، وليس إلى أعلى؛ حيث يكون مستوى الطاقة أعلى. وعندما يقفز الغواص من فوق لوح الغوص تكون حركته إلى أسفل بصورة تلقائية. وكذلك في الخلية الجلفانية - النحاس وقطب الظروف القياسية، تكتسب أيونات النحاس عند الكاثود إلكترونات بسهولة أكثر من الخارصين عند الأنود؛ لذا تحدث تفاعل الأكسدة والاختزال بتلقائية فقط عندما تتدفق الإلكترونات من الخارصين إلى النحاس. حساب فرق الجهد في الخلايا الكهروكيميائية Calculating Electrochemical Cell Potentials من المعروف أن اكتساب الإلكترونات يسمى اختزالاً. وبناءً على هذه الحقيقة فإن مدى قابلية المادة لاكتساب الإلكترونات هو جهد الاختزال لهذه المادة. ولا يمكن تحديد جهد اختزال القطب بصورة مباشرة؛ وذلك لأن نصف تفاعل الاختزال لا بد أن يقترن بنصف تفاعل الأكسدة. وعند اقتران نصفي التفاعل فإن الجهد الناتج يساوي فرق الجهد بين نصفي التفاعل. ويعبر عن فرق الجهد الكهربائي بين نقطتين بالفولت V. قطب الهيدروجين القياسي قرر علماء الكيمياء منذ زمن بعيد أن يقيسوا جهد الاختزال لكل الأقطاب مقابل قطب واحد، فاختاروا قطب الهيدروجين القياسي الذي يتكون من شريحة صغيرة من البلاتين مغموسة في محلول حمض الهيدروكلوريك HCl الذي يحتوي على أيونات هيدروجين بتركيز 1M. ويتم ضخ غاز الهيدروجين H₂ في المحلول عند ضغط 1atm ودرجة حرارة 25°C. وتعرف هذه الظروف بالظروف القياسية (STP). كما في الشكل 5-4، ويكون فرق الجهد لقطب الهيدروجين القياسي، المسمى جهد الاختزال القياسي (E°H₂) مساوياً 0.000V. ويعمل هذا القطب بوصفه نصف تفاعل اختزال، أو نصف تفاعل أكسدة؛ اعتماداً على نصف الخلية الموصلة به. والتفاعلان اللذان يمكن حدوثهما عند قطب الهيدروجين القياسي هما: --- SECTION: المفردات --- أصل الكلمة التلازم (Correspond) الموافقة أو الانسجام تتوافق الاتجاهات مع الخريطة، أو الأكسدة والاختزال عمليتان متلازمتان. --- SECTION: المطويات --- ضمن مطويتك معلومات من هذا القسم. --- SECTION: الاختزال --- 2H⁺(aq) + 2e⁻ ⇌ H₂(g) E° = 0.000 V --- SECTION: الأكسدة --- H₂(g) → 2H⁺(aq) + 2e⁻ وزارة التربية 137 Ministry of Education 2025 - 1447 --- VISUAL CONTEXT --- **DIAGRAM**: الشكل 5-4 Description: يتكون قطب الهيدروجين القياسي من قطب بلاتين يتدفق فوقه غاز الهيدروجين عند 1atm ويوضع في محلول حمضي يحتوي على أيونات هيدروجين بتركيز 1M. ويعرف فرق جهد الاختزال لهذا الترتيب بالقيمة 0.000 V. Data: A diagram illustrating the Standard Hydrogen Electrode (SHE). It shows a platinum electrode immersed in a 1M acid solution (labeled 'محلول حمض 1M'). Hydrogen gas (H₂(g)) is bubbled over the platinum electrode at 1 atm pressure (labeled 'H₂(g) (عند 1atm)' and 'فقاعات H2'). A salt bridge ('قنطرة ملحية') connects this half-cell to another, implied half-cell. The diagram also explicitly shows the half-reactions occurring at the electrode: Reduction (الاختزال، 2H⁺(aq) + 2e⁻ → H₂(g)) and Oxidation (الأكسدة، H₂(g) → 2H⁺(aq) + 2e⁻). Key Values: 1 atm H₂ pressure, 1M H⁺ concentration, Platinum electrode, E° = 0.000 V Context: This diagram visually explains the setup and components of the Standard Hydrogen Electrode (SHE), which serves as a reference electrode for measuring standard reduction potentials of other half-cells. It also illustrates the reversible reduction and oxidation half-reactions that occur at the SHE.