استعمال جهود الاختزال القياسية في الخلايا الجلفانية - كتاب الكيمياء - الصف 12 - الفصل 1 - المنهج السعودي - وزارة التعليم

📚 معلومات الصفحة

الكتاب: كتاب الكيمياء - الصف 12 - الفصل 1 | المادة: الكيمياء | المرحلة: الصف 12 | الفصل الدراسي: 1

الدولة: المملكة العربية السعودية | المنهج: المنهج السعودي - وزارة التعليم

نوع المحتوى: تمارين وأسئلة

مستوى الصعوبة: متوسط

📝 ملخص الصفحة

تتضمن هذه الصفحة مسائل تدريبية في الكيمياء الكهربائية تركز على تطبيق جهود الاختزال القياسية. تبدأ بمسائل تتطلب كتابة معادلات موزونة لتفاعلات الخلايا الكلية وحساب جهود الخلايا القياسية وكتابة رموز الخلايا لأنصاف تفاعلات مختلفة، مثل Pt²⁺/Pt وSn²⁺/Sn وCo²⁺/Co وCr³⁺/Cr وHg²⁺/Hg وCr²⁺/Cr وNO₃⁻/NO وO₂/OH⁻.

يتم شرح كيفية استعمال جهود الاختزال القياسية من الجدول 1-4 لحساب الجهد القياسي للخلايا الجلفانية وتحديد تلقائية التفاعلات تحت الظروف القياسية، حيث أن الجهد الموجب يشير إلى تفاعل تلقائي والجهد السالب يشير إلى تفاعل غير تلقائي.

تستمر المسائل بتطبيقات عملية تتطلب حساب جهد الخلية لتحديد تلقائية تفاعلات أكسدة واختزال محددة، مثل تفاعلات Sn/Cu وMg/Pb وMn²⁺/Hg²⁺ وSO₄²⁻/Co²⁺، بالإضافة إلى تحليل خلية Al/Al³⁺ وHg²⁺/Hg₂²⁺. الصفحة تهدف إلى تعزيز فهم الطلاب لمفاهيم الكيمياء الكهربائية من خلال تمارين تطبيقية.

📄 النص الكامل للصفحة

--- SECTION: مسائل تدريبية ---
مسائل تدريبية

--- SECTION: تعليمات المسائل 1-3 ---
اكتب معادلة موزونة لتفاعل الخلية الكلي لكل من أزواج أنصاف التفاعلات الآتية. احسب جهد الخلية القياسي، ثم اكتب رمز الخلية. ارجع إلى قواعد وزن معادلات الأكسدة والاختزال التي درستها سابقًا.

--- SECTION: 1 ---
1. Pt²⁺(aq) + 2e⁻ → Pt(s) و Sn²⁺(aq) + 2e⁻ → Sn(s)

--- SECTION: 2 ---
2. Co²⁺(aq) + 2e⁻ → Co(s) و Cr³⁺(aq) + 3e⁻ → Cr(s)

--- SECTION: 3 ---
3. Hg²⁺(aq) + 2e⁻ → Hg(l) و Cr²⁺(aq) + 2e⁻ → Cr(s)

--- SECTION: 4 ---
4. تختبر أكاسيد معادلة موزونة لتفاعل الخلية، واحسب جهد الخلية القياسي للتفاعل الذي يحدث عندما يتم توصيل هذه الخلايا معًا، ثم اكتب رمز الخلية.
NO₃⁻(aq) + 4H⁺(aq) + 3e⁻ → NO(g) + 2H₂O(l)
O₂(g) + 2H₂O(l) + 4e⁻ → 4OH⁻(aq)

--- SECTION: استعمال جهود الاختزال القياسية ---
استعمال جهود الاختزال القياسية
Using Standard Reduction Potentials

--- SECTION: شرح استعمال جهود الاختزال القياسية ---
توضح الأمثلة كيفية استعمال البيانات في الجدول 1-4 لحساب الجهد القياسي للخلايا الجلفانية. والاستعمال الآخر المهم لجهود الاختزال القياسية هو تحديد هل سيكون التفاعل المقترح تحت الظروف القياسية تلقائيًا؟ وكيف يمكن أن تكون جهود الاختزال القياسية مؤشرًا على التلقائية؟ تتدفق الإلكترونات في الخلية الجلفانية من نصف الخلية ذات جهد الاختزال القياسي الأقل إلى نصف الخلية ذات جهد الاختزال القياسي الأكبر لتعطي جهدًا موجبًا للخلية. ولتتوقع حدوث تفاعل أكسدة واختزال معين بشكل تلقائي، اكتب التفاعل في صورة أنصاف تفاعل، وابحث عن جهد الاختزال لكل منها. واستخدم هذه القيم لحساب جهد الخلية الجلفانية. إذا كان الجهد المحسوب موجبًا فالتفاعل تلقائي، أما إذا كانت القيمة سالبة فالتفاعل غير تلقائي. لكن في حالة عكس تفاعل غير تلقائي فسيكون له جهد خلية موجب؛ وهذا يعني أن التفاعل العكسي يكون تلقائيًا.

--- SECTION: ماذا قرأت؟ ---
ماذا قرأت؟ حدد إشارة جهد الخلية القياسي لتفاعل الأكسدة والاختزال الذي يحدث بصورة تلقائية.

--- SECTION: مسائل تدريبية ---
مسائل تدريبية

--- SECTION: تعليمات المسائل 5-8 ---
احسب جهد الخلية لتحديد ما إذا كانت تفاعلات الأكسدة والاختزال الآتية تحدث بصورة تلقائية كما هي مكتوبة أم لا، واستخدم الجدول 1-4 لمساعدتك على تحديد أنصاف التفاعل الصحيحة:

--- SECTION: 5 ---
5. Sn(s) + Cu²⁺(aq) → Sn²⁺(aq) + Cu(s)

--- SECTION: 6 ---
6. Mg(s) + Pb²⁺(aq) → Pb(s) + Mg²⁺(aq)

--- SECTION: 7 ---
7. 2Mn²⁺(aq) + 8H₂O(l) + 10Hg²⁺(aq) → 2MnO₄⁻(aq) + 16H⁺(aq) + 5Hg₂²⁺(aq)

--- SECTION: 8 ---
8. 2SO₄²⁻(aq) + Co²⁺(aq) → Co(s) + S₂O₈²⁻(aq)

--- SECTION: 9 ---
9. تختبر اكتب المعادلة، وحدد جهد الخلية E° للخلية الآتية باستعمال الجدول 1-4. هل التفاعل تلقائي؟
Al | Al³⁺(1M) || Hg²⁺(1M) | Hg₂²⁺(1M)

--- SECTION: معلومات الصفحة ---
وزارة التعليم
Ministry of Education
2025 - 1447
142

🎴 بطاقات تعليمية للمراجعة

عدد البطاقات: 3 بطاقة لهذه الصفحة

كيف يمكن استخدام جهود الاختزال القياسية للتنبؤ بتلقائية تفاعل الأكسدة والاختزال؟

الإجابة: تُكتب التفاعل في صورة أنصاف تفاعل، ويُبحث عن جهد الاختزال لكل منها. تُستخدم هذه القيم لحساب جهد الخلية الجلفانية. إذا كان الجهد المحسوب موجباً فالتفاعل تلقائي، أما إذا كانت القيمة سالبة فالتفاعل غير تلقائي.

الشرح: يُعد جهد الخلية موجباً عندما تتدفق الإلكترونات تلقائياً من الأنود (نصف تفاعل الأكسدة ذو جهد اختزال أقل) إلى الكاثود (نصف تفاعل الاختزال ذو جهد اختزال أعلى).

تلميح: فكر في العلاقة بين إشارة جهد الخلية واتجاه التدفق التلقائي للإلكترونات.

التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: متوسط

ما إشارة جهد الخلية القياسي لتفاعل الأكسدة والاختزال الذي يحدث بصورة تلقائية؟

الإجابة: جهد الخلية القياسي يكون موجباً.

الشرح: التفاعل التلقائي هو الذي يحدث دون تدخل خارجي، وفي الخلية الجلفانية يتوافق ذلك مع جهد خلية موجب.

تلميح: تذكر قاعدة تدفق الإلكترونات في الخلية الجلفانية التلقائية.

التصنيف: سؤال اختبار | المستوى: سهل

ماذا يعني أن يكون جهد الخلية المحسوب لتفاعل ما سالباً؟ وما مصير التفاعل العكسي في هذه الحالة؟

الإجابة: إذا كان جهد الخلية المحسوب سالباً، فهذا يعني أن التفاعل كما هو مكتوب غير تلقائي. أما التفاعل العكسي لهذا التفاعل غير التلقائي فسيكون له جهد خلية موجب، مما يعني أن التفاعل العكسي يكون تلقائياً.

الشرح: تغيير اتجاه التفاعل يغير إشارة جهد الخلية. فإذا كان التفاعل A → B غير تلقائي (E° سالب)، فإن التفاعل العكسي B → A سيكون تلقائياً (E° موجب).

تلميح: فكر في العلاقة العكسية بين إشارة جهد التفاعل الأصلي وجهد التفاعل العكسي.

التصنيف: تفكير ناقد | المستوى: صعب