📄 النص الكامل للصفحة
يستعمل الكلور في صناعة بوليمر كلوريد الفينيل الذي يستعمل في صناعة الأنابيب.
--- SECTION: الشكل 21-4 ---
لا ينتج الصوديوم عن التحليل الكهربائي لماء البحر؛ لأن جزيئات الماء لديها ميل للاختزال أكثر من الصوديوم.
تقوم بعض الصناعات على استعمال غاز الهيدروجين والكلور ومحلول هيدروكسيد الصوديوم التي تنتج عن التحليل الكهربائي لماء البحر.
--- SECTION: التحليل الكهربائي لماء البحر ---
التحليل الكهربائي لماء البحر يتم تحليل ماء البحر – وهو محلول مائي لكلوريد الصوديوم – بواسطة التحليل الكهربائي أيضاً، ويوضح الشكل 21-4 خلية تحليل كهربائي نموذجية، ونواتج التحليل الكهربائي؛ حيث يوجد احتمال لحدوث تفاعلين عند الكاثود، هما: اختزال أيونات الصوديوم، أو الهيدروجين في جزيئات الماء.
Na⁺(aq) + e⁻ → Na(s)
2H₂O(l) + 2e⁻ → H₂(g) + 2OH⁻(aq)
إلا أن اختزال أيونات الصوديوم Na⁺ لا يحدث؛ بسبب أن اختزال أيونات الهيدروجين في الماء أسهل حدوثاً، ومن ثم يتم الاختزال التفضيلي. وكذلك هناك احتمال لحدوث تفاعلين عند الأنود، هما تأكسد أيونات الكلوريد، أو تأكسد الأكسجين في جزيئات الماء.
2Cl⁻(aq) → Cl₂(g) + 2e⁻
2H₂O(l) → O₂(g) + 4H⁺(aq) + 4e⁻
إلا أن تأكسد أيونات الأكسجين لا يحدث؛ بسبب أن تأكسد أيونات الكلوريد أسهل حدوثاً، لذلك يحدث تفاعل الأكسدة للكلور في جزيئات الماء. أما التفاعل الكلي للخلية فهو على النحو الآتي:
2H₂O(l) + 2NaCl(aq) → H₂(g) + Cl₂(g) + 2NaOH(aq)
وتكون النواتج الثلاثة جميعها مواد ذات أهمية تجارية.
--- SECTION: ماذا قرأت؟ ---
حدد المواد التي تأكسدت والتي اختزلت في التحليل الكهربائي لماء البحر.
--- SECTION: إنتاج الألومنيوم ---
كان فلز الألومنيوم حتى أواخر القرن التاسع عشر ذا قيمة أكثر من الذهب؛ إذ لم يكن أحد يعرف كيف يُنقّى بكميات كبيرة. قام تشارلز مارتن هول Charles Martin Hall وهو في سن 22 عاماً (1863-1914م) بتطوير عملية إنتاج الألومنيوم بالتحليل الكهربائي؛ حيث استعمل الكبر (آلة الحداد) في الحصول على الكهرباء، والبطاريات المنزلية في الحصول على الكهرباء، واتخذ من المقلاة أقطاباً. وفي الوقت نفسه اكتشف أحد طلبة لوتشاتيليه Lechatelie وهو هيروليت T.Heroult البالغ من العمر 22 عاماً أيضاً (1863-1914م) العملية نفسها. لذا تسمى هذه العملية هول-هيروليت.
--- SECTION: المفردات ---
الاستعمال العلمي مقابل الاستعمال الشائع
يختزل Reduce:
الاستعمال العلمي: تقليل عدد التأكسد بإضافة إلكترونات. يختزل الخارصين أيونات النحاس II إلى ذرات النحاس بفقدان إلكترون.
الاستعمال الشائع: تقليل الحجم أو الكمية أو البعد أو العدد...
وزارة التعليم
Ministry of Education
2025 - 1447
156
--- VISUAL CONTEXT ---
**IMAGE**: Untitled
Description: An outdoor photograph showing several large, yellow, flexible pipes lying on the ground in a natural, possibly industrial, setting. The pipes appear to be made of plastic.
Context: This image visually represents an industrial application of chlorine, a product of seawater electrolysis, in the manufacturing of polyvinyl chloride (PVC) pipes, as described in the accompanying text.
**DIAGRAM**: الشكل 21-4
Description: A detailed diagram illustrating an electrolytic cell for the electrolysis of seawater. It features two main compartments separated by a semi-permeable membrane (غشاء شبه منفذ للأيونات). The left compartment contains an anode (-) and receives salt water (ماء مالح), producing chlorine gas (Cl₂) and low salinity water (ماء قليل الملوحة). The right compartment contains a cathode (+) and receives water (ماء), producing hydrogen gas (H₂) and aqueous sodium hydroxide (NaOH (aq)). Arrows indicate the flow of ions (Na⁺ moving right, OH⁻ moving left) and products.
Key Values: Anode (-), Cathode (+), Ion-permeable membrane, Salt water input, Water input, Cl₂ gas output, H₂ gas output, NaOH (aq) output, Na⁺ ions, Cl⁻ ions, H₂O, OH⁻ ions
Context: This diagram visually explains the chemical process of seawater electrolysis, detailing the setup, reactants, products, and the specific reactions occurring at the anode and cathode. It also illustrates the principle that water is preferentially reduced over sodium ions, as stated in the caption and main text.
🎴 بطاقات تعليمية للمراجعة
عدد البطاقات: 7 بطاقة لهذه الصفحة
ما هي النواتج الثلاثة الرئيسية للتحليل الكهربائي لماء البحر؟
الإجابة: غاز الهيدروجين (H₂)، غاز الكلور (Cl₂)، ومحلول هيدروكسيد الصوديوم (NaOH(aq)).
الشرح: هذه النواتج تنتج من التفاعل الكلي للخلية: 2H₂O(l) + 2NaCl(aq) → H₂(g) + Cl₂(g) + 2NaOH(aq).
تلميح: تذكر أن التفاعل الكلي ينتج ثلاثة مواد ذات أهمية تجارية.
التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: سهل
لماذا لا ينتج فلز الصوديوم (Na) عن التحليل الكهربائي لماء البحر؟
الإجابة: لأن اختزال أيونات الهيدروجين في جزيئات الماء (2H₂O + 2e⁻ → H₂ + 2OH⁻) أسهل حدوثاً من اختزال أيونات الصوديوم (Na⁺ + e⁻ → Na)، فيحدث الاختزال التفضيلي للماء.
الشرح: جزيئات الماء لديها ميل للاختزال أكثر من الصوديوم، لذا يحدث تفاعل الماء بدلاً من تفاعل الصوديوم.
تلميح: فكر في مفهوم 'الاختزال التفضيلي' وأي التفاعلين عند الكاثود أسهل.
التصنيف: تفكير ناقد | المستوى: متوسط
ما هو التفاعل الكلي للخلية في التحليل الكهربائي لماء البحر؟
الإجابة: 2H₂O(l) + 2NaCl(aq) → H₂(g) + Cl₂(g) + 2NaOH(aq)
الشرح: يمثل هذا التفاعل مجموع تفاعلات الأكسدة والاختزال التي تحدث عند الأنود والكاثود في الخلية.
تلميح: تذكر أن المتفاعلات هي الماء وكلوريد الصوديوم، والنواتج هي غازات ومحلول قاعدي.
التصنيف: صيغة/خطوات | المستوى: متوسط
ما الفرق بين معنى 'يختزل' في الاستعمال العلمي والاستعمال الشائع؟
الإجابة: الاستعمال العلمي: تقليل عدد التأكسد بإضافة إلكترونات. الاستعمال الشائع: تقليل الحجم أو الكمية أو البعد أو العدد.
الشرح: في الكيمياء، 'الاختزال' له تعريف دقيق متعلق بالإلكترونات وعدد التأكسد، بينما في اللغة العامة يعني التقليل من شيء ما.
تلميح: ركز على التعريف الدقيق الكيميائي مقابل المعنى العام في الحياة اليومية.
التصنيف: فرق بين مفهومين | المستوى: سهل
ما اسم العملية المستخدمة في إنتاج الألومنيوم بالتحليل الكهربائي، ومن قام بتطويرها؟
الإجابة: عملية هول-هيروليت. طورها تشارلز مارتن هول وبشكل منفصل هيروليت (T.Heroult).
الشرح: اكتشف العالمان العملية نفسها بشكل مستقل في نفس الفترة الزمنية، لذا سُميت باسميهما.
تلميح: يتكون الاسم من اسمي مكتشفين، وكلاهما كان في نفس العمر تقريباً.
التصنيف: رقم/تاريخ | المستوى: سهل
ما هو أحد التطبيقات الصناعية لغاز الكلور الناتج من التحليل الكهربائي؟
الإجابة: يستعمل في صناعة بوليمر كلوريد الفينيل (PVC) الذي يستعمل في صناعة الأنابيب.
الشرح: الكلور مادة أولية مهمة في الصناعات البتروكيميائية لإنتاج بوليمرات مثل PVC.
تلميح: فكر في منتج بلاستيكي شائع الاستخدام في الإنشاءات.
التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: سهل
ما التفاعل الذي يحدث عند الأنود (المصعد) في التحليل الكهربائي لماء البحر، ولماذا؟
الإجابة: يحدث تأكسد أيونات الكلوريد: 2Cl⁻(aq) → Cl₂(g) + 2e⁻. وذلك لأن تأكسد أيونات الكلوريد أسهل حدوثاً من تأكسد الأكسجين في جزيئات الماء.
الشرح: كما في الكاثود، يحدث تفاعل واحد بشكل تفضيلي بسبب سهولة حدوثه مقارنة بالتفاعل الآخر المحتمل.
تلميح: تذكر مفهوم 'التأكسد التفضيلي' المشابه لما يحدث عند الكاثود.
التصنيف: صيغة/خطوات | المستوى: متوسط