📄 النص الكامل للصفحة
هي ناتج الأكسدة والاختزال. وكذلك فإن كلاً من PbO₂ و Pb و PbSO₄ مادة صلبة، لذا تبقى في مكان تكونها نفسه. ولذلك تكون المواد المتفاعلة في الأماكن المطلوبة سواء أكانت البطارية في حالة استعمال أو شحن. يعمل حمض الكبريتيك عمل محلول موصل بالبطارية، إلا أنه يُستهلك في أثناء توليد البطارية للتيار الكهربائي، كما توضح معادلة الخلية الكلية ذلك. ماذا يحدث عند إعادة شحن البطارية؟ يصبح التفاعل في هذه الحالة عكسيًا؛ لينتج الرصاص وأكسيد الرصاص IV وحمض الكبريتيك، والموضح بالجزء في المعادلة 2SO₄⁻²(aq) + 4H⁺(aq) من المعادلة الكلية للبطارية. وتعد بطاريات تخزين المراكم الرصاصية في الشكل 11-4 اختيارًا جيدًا للسيارات؛ لأنها تزود المحرك بطاقة ابتدائية عالية جدًا في البداية، ولها زمن حفظ طويل قبل البيع، ويُعتمد عليها عند انخفاض درجات الحرارة.
--- SECTION: 93 ---
حدد المواد التي تتأكسد والمواد التي تختزل عند شحن بطارية المركم الرصاصي.
على الرغم من أن بطاريات المركم الرصاصي موثوق بها ومناسبة للكثير من التطبيقات، فما زال المهندسون يطورون بطاريات بكتلة أقل وقدرة أكبر لتزويد الأجهزة بالطاقة؛ بدءًا من ساعة اليد إلى السيارات الكهربائية. وفي التطبيقات التي تكون فيها البطارية هي المكون الأهم ويجب تزويدها بكميات كبيرة من القدرة - كما في عملية تشغيل السيارات الكهربائية - تكون بطاريات المركم الرصاصي ثقيلة جدًا، لذا لا تكون عملية. ولقد كان الحل في تطوير بطارية ذات وزن خفيف، تخزن كميات كبيرة من الطاقة بالنسبة لحجمها. لذا ركز المهندسون انتباههم على عنصر الليثيوم لسببين، هما: أن الليثيوم أخف فلز معروف، وأن له أقل جهد اختزال قياسي بالنسبة إلى العناصر الفلزية الأخرى V 3.04- كما في الجدول 1-4. لذا تولد البطارية التي تؤكسد الليثيوم على الأنود V 2.3 تقريبًا أكثر من البطاريات المشابهة، وتؤدي إلى تأكسد الخارصين.
--- SECTION: المفردات ---
أصل الكلمة
السعة (Capacity):
من أصل لاتيني وتعني القدرة على الاستيعاب أو الاحتواء.
وزارة التربية 147 Ministry of Education 2025 - 1447
--- VISUAL CONTEXT ---
**IMAGE**: يسبب انخفاض مستوى المحلول الموصل شحنة البطارية. وتقوم أسلاك الشحن بنقل التيار من سيارة بها بطارية جيدة وذلك لإعادة شحن البطارية المستهلكة.
Description: An image showing a pair of hands connecting jumper cables to a car battery. The red cable is connected to the positive terminal, and the black cable to the negative terminal, indicating a jump-start or charging process.
Context: Illustrates the practical application of charging a car battery when its charge is low, using jumper cables from another car with a good battery.
**DIAGRAM**: الشكل 11-4 تستهلك بطاريات المركم الرصاصي المستعملة في السيارات عند تشغيل السيارة، وتشحن عندما يعمل المحرك.
Description: A cutaway diagram of a lead-acid battery (المركم الرصاصي). It shows the internal components: a positive electrode (القطب الموجب) and a negative electrode (القطب السالب) connected to external terminals (مرابط الخلية). Inside, there are multiple plates, with the cathode (الكاثود) made of PbO₂ plates and the anode (الأنود) made of a lead grid filled with spongy lead (رصاص إسفنجي). These plates are separated by an insulator (عازل). The electrolyte (محلول H₂SO₄) fills the battery casing. The caption explains that lead-acid batteries contain lead and lead oxide plates, and the electrolyte is sulfuric acid. During use, the acid is consumed, and the electrolyte becomes less dense.
Key Values: القطب السالب, القطب الموجب, مرابط الخلية, محلول H₂SO₄, الكاثود (صفائح PbO₂), عازل, الأنود (شبكة من الرصاص مملوءة برصاص إسفنجي)
Context: This diagram visually explains the internal structure and key components of a lead-acid battery, which is a common type of rechargeable battery used in vehicles. It highlights the chemical components (Pb, PbO₂, H₂SO₄) involved in its operation, linking to the text's discussion of oxidation, reduction, and the charging/discharging cycle.
🎴 بطاقات تعليمية للمراجعة
عدد البطاقات: 7 بطاقة لهذه الصفحة
ما هي المواد التي تتأكسد والمواد التي تختزل عند شحن بطارية المركم الرصاصي؟
الإجابة: عند الشحن: يتأكسد PbSO₄ إلى Pb (على الأنود) ويختزل PbSO₄ إلى PbO₂ (على الكاثود).
الشرح: عند شحن البطارية، يكون التفاعل عكسيًا، حيث يتحول كبريتات الرصاص إلى رصاص على القطب السالب (تأكسد) وإلى أكسيد الرصاص الرباعي على القطب الموجب (اختزال).
تلميح: تذكر أن عملية الشحن هي عكس عملية التفريغ. راجع المواد الناتجة عند الشحن.
التصنيف: سؤال اختبار | المستوى: متوسط
ما الذي يحدث عند إعادة شحن بطارية المركم الرصاصي؟
الإجابة: يصبح التفاعل عكسيًا لينتج الرصاص (Pb) وأكسيد الرصاص الرباعي (PbO₂) وحمض الكبريتيك (H₂SO₄).
الشرح: عملية الشحن تعيد المواد المتفاعلة إلى حالتها الأصلية، مما يجعل البطارية قابلة لإعادة الاستخدام.
تلميح: فكر في عكس عملية التفريغ. ما هي المواد التي يتم إعادة تكوينها؟
التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: سهل
ما دور حمض الكبريتيك في بطارية المركم الرصاصي؟
الإجابة: يعمل حمض الكبريتيك كمحلول موصل (إلكتروليت) في البطارية، ويُستهلك أثناء توليد التيار الكهربائي.
الشرح: الإلكتروليت ضروري لتوصيل الأيونات وإكمال الدارة الكهربائية داخل البطارية، ويتغير تركيزه أثناء التفريغ والشحن.
تلميح: تذكر وظيفة المحلول في الخلايا الكهروكيميائية. ما الذي يحدث له أثناء التفاعل؟
التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: سهل
لماذا تعتبر بطاريات المركم الرصاصي اختيارًا جيدًا للسيارات؟
الإجابة: لأنها تزود المحرك بطاقة ابتدائية عالية جدًا في البداية، ولها زمن حفظ طويل قبل البيع، ويُعتمد عليها عند انخفاض درجات الحرارة.
الشرح: هذه الخصائص العملية (الطاقة العالية، العمر الطويل، الأداء في البرد) هي ما يجعلها مناسبة للتطبيقات الآلية.
تلميح: فكر في المتطلبات العملية لبطارية السيارة: القوة، المدة، والموثوقية في ظروف مختلفة.
التصنيف: تفكير ناقد | المستوى: متوسط
ما عيب بطاريات المركم الرصاصي الذي يحد من استخدامها في السيارات الكهربائية؟
الإجابة: كتلتها كبيرة (ثقيلة جدًا) بالنسبة للقدرة التي تزودها، مما يجعلها غير عملية كبطارية رئيسة للسيارات الكهربائية.
الشرح: في السيارات الكهربائية، تعتبر نسبة الطاقة إلى الوزن عاملاً حاسماً للمدى والأداء، وهذه البطاريات ثقيلة لهذا الغرض.
تلميح: ركز على خاصية الوزن أو الكتلة مقارنة بالطاقة المخزنة.
التصنيف: تفكير ناقد | المستوى: متوسط
ما السببان اللذان جعلا المهندسين يركزون على عنصر الليثيوم لتطوير بطاريات أفضل؟
الإجابة: 1- الليثيوم أخف فلز معروف. 2- له أقل جهد اختزال قياسي بين العناصر الفلزية (-3.04 V).
الشرح: الخفة تعطي نسبة طاقة/وزن عالية، وجهد الاختزال المنخفض جدًا يعني قوة دافعة كهربائية عالية للبطارية.
تلميح: فكر في خاصيتين: واحدة فيزيائية (تتعلق بالوزن) والأخرى كيميائية (تتعلق بالقدرة على إنتاج الطاقة).
التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: صعب
ما الميزة التي توفرها البطارية المؤكسِدة للليثيوم على الأنود مقارنة بالبطاريات المشابهة المؤكسِدة للخارصين؟
الإجابة: تولد جهدًا أعلى بحوالي 2.3 فولت تقريبًا.
الشرح: نظرًا لأن جهد اختزال الليثيوم (-3.04 V) أقل بكثير من الخارصين (-0.76 V)، فإن الفرق في الجهود (وبالتالي جهد الخلية) يكون أكبر.
تلميح: قارن بين جهدي الاختزال القياسيين للعنصرين المذكورين.
التصنيف: رقم/تاريخ | المستوى: صعب