البطاريات الجافة وخلايا الوقود والتآكل - كتاب الكيمياء - الصف 12 - الفصل 1 - المملكة العربية السعودية

--- SECTION: رابط الدرس الرقمي --- www.ien.edu.sa --- SECTION: الأهداف --- تصف تركيب البطارية الجافة التقليدية المصنوعة من الكربون والخارصين ومكوناتها وآلية عملها. تميز بين البطاريات الأولية والثانوية، وتعطي مثالين على كل نوع. تفسر تركيب خلية الوقود (الهيدروجين - الأكسجين) وعملها. تصف عملية تآكل الحديد وطرائق حمايته من التآكل. --- SECTION: الفكرة الرئيسية --- البطاريات خلايا جلفانية تستعمل التفاعلات التلقائية لإنتاج الطاقة لأغراض متعددة. --- SECTION: الربط مع الحياة --- تأمل قليلاً عند كتابة قائمة بالأشياء التي تستعمل فيها البطاريات؛ فقد تضم قائمتك المصابيح الكهربائي والسيارات والهواتف والمذياع والحاسبات والساعات والألعاب وغيرها. فهل جميع البطاريات في هذه الأجهزة متشابهة؟ تزود بعض تفاعلات الخلايا التلقائية التي درستها البطاريات بالطاقة التي نستعملها يوميًا. والبطارية عبارة عن خلية جلفانية أو أكثر في عبوة واحدة تنتج التيار الكهربائي. ولقد كانت البطارية الجافة المكونة من الخارصين والكربون، كما في الشكل ٤-٨، هي الأكثر استعمالاً منذ اكتشاف البطارية عام 1860 م حتى الآن. خلية الخارصين والكربون الجافة الخلية الجافة هي خلية جلفانية؛ حيث يكون المحلول الموصل للتيار عجينة رطبة تتكون من كلوريد الخارصين وأكسيد المنجنيز IV وكلوريد الأمونيوم وكمية قليلة من الماء داخل حافظة من الخارصين. وحافظة الخارصين هي الأنود في الخلية؛ حيث يحدث تأكسد الخارصين بحسب المعادلة الآتية: --- SECTION: تفاعل تأكسد الخارصين (الأنود) --- Zn(s) → Zn²⁺(aq) + 2e⁻ ويعمل عمود الكربون أو الجرافيت في مركز الخلية الجافة عمل الكاثود، ولكن تفاعل الاختزال لنصف الخلية يحدث داخل العجينة. ويسمى عمود الكربون في هذا النوع من الخلايا الجافة الكاثود غير الفعال؛ لأنه يتكون من مادة لا تسهم في تفاعل الأكسدة والاختزال، إلا أن القطب غير الفعال له غرض مهم في توصيل الإلكترونات. ويتم تفاعل الاختزال لنصف الخلية على النحو الآتي: --- SECTION: تفاعل اختزال نصف الخلية (الكاثود) --- 2NH₄⁺(aq) + 2MnO₂(s) + 2e⁻ → Mn₂O₃(s) + 2NH₃(aq) + H₂O(l) --- SECTION: التفاعل العكسي --- التفاعل الذي يمكن أن يحدث في الاتجاهين الطردي والعكسي. --- SECTION: الشكل ٤-٨ --- تتكون ما يطلق عليه الخلية الجافة من عجينة رطبة يحدث فيها نصف تفاعل الاختزال، وتعمل حافظة الخارصين والكربون في خلية الخارصين والكربون عمل الأنود. وزارة التعليم Ministry of Education 2025 - 1447 144 --- VISUAL CONTEXT --- **IMAGE**: QR Code Description: A QR code linking to the digital lesson resource. Context: Provides access to supplementary digital content for the lesson. **DIAGRAM**: الشكل ٤-٨ Description: A cross-sectional diagram of a dry cell (خلية الخارصين والكربون الجافة) showing its internal components. The diagram illustrates the anode (أنود خارصين), cathode (كائنود كربون), separators (فواصل), and the electrolyte paste (عجينة من ZnCl₂, MnO₂, NH₄Cl). Key Values: أنود خارصين, كائنود كربون, فواصل, عجينة من ZnCl₂, MnO₂, NH₄Cl, خلية الخارصين والكربون الجافة Context: This diagram visually explains the structure and components of a dry cell, which is a type of galvanic cell discussed in the text. It helps to understand the roles of the anode (zinc casing) and the cathode (carbon rod) and the electrolyte paste.