ما هي الكيمياء الكهربائية؟

الكيمياء الكهربائية (بالإنجليزيّة: Electrochemistry) هي فرع من فروع الكيمياء، والذي يهتم بدراسة الكهرباء ومدى ارتباطها بالتفاعلات والتغييرات الكيميائية التي تحدث تلقائيًا، وتقوم بإنتاج الطاقة الكهربائية ، ويتم استخدام بعض هذه التفاعلات في البطاريات، وخلايا الوقود لإنتاج الطاقة الكهربائية، وعلاوة على ذلك يمكن استخدام التيار الكهربائي لإحداث العديد من التفاعلات الكيميائية التي لا تحدث بشكل تلقائي في عملية تسمى التحليل الكهربائي (بالإنجليزيّة: electrolysis)، والتي يتم فيها تحويل الطاقة الكهربائية مباشرة إلى طاقة كيميائية ليتم تخزينها في نواتج التفاعل، وتستخدم هذه العملية في تكرير المعادن، والطلاء الكهربائي، وإنتاج الهيدروجين والأكسجين من الماء، كما يمكن توليد الكهرباء عن طريق حركات الإلكترونات من عنصر إلى آخر في تفاعل يُعرف باسم تفاعل الأكسدة والاختزال.

طرق إنتاج الكيمياء الكهربائية

استنادا لما سبق تمت معرفة التفاعلات الكيميائية التي تنطوي على إدخال أو توليد التيارات الكهربائية تسمى التفاعلات الكهروكيميائية، وتمّ تصنيف طرق إنتاج الكيمياء الكهربائية إلى فئتين:

طريقة التحليل الكهربائي.
تحويل الطاقة الكيميائية إلى طاقة كهربائية، عن طريق تفاعلات الأكسدة والاختزال التلقائية.

كيفية إنتاج الكيمياء الكهربائية

يمكن إنتاج الكهرباء من خلال التفاعلات الكيميائية ، وذلك عندما تنتقل الإلكترونات من عنصر إلى آخر في أنواع معينة من التفاعلات وذلك مثل تفاعلات الأكسدة والاختزال، وفي الواقع عادةً ما تتعامل الكيمياء الكهربائية مع التفاعلات الكلية عندما تحدث تفاعلات الأكسدة والاختزال المتعددة في وقت واحد، ومتصلة عبر بعضها بتيار كهربائي خارجي ووجود الكهرل المناسب (بالإنجليزيّة: electrolyte) وهو عبارة عن محلول مائي يحتوي على أيونات حرة، وبالتالي فإنّ الكيمياء الكهربية تهتم بالظواهر الكيميائية التي تتضمن تفكك الشحنات ونقلها والذي يحدث بشكل متجانس أو غير متجانس بين الأنواع الكيميائية المختلفة.

ما هي الخلية الكهروكيميائية؟

تعدّ الخلية الكهروكيميائية (بالإنجليزيّة: Electrochemical Cell) بأنّها أحد مصادر التيار الكهربائي الذي ينتج الكهرباء، ويكون بفعل تفاعل كيميائي تتحول فيه الطاقة الكيميائية إلى طاقة كهربائية، ولا بدّ من معرفة بأنّه العملية الكيميائية التلقائية هي العملية التي يمكن أن تحدث من تلقاء نفسها دون الحاجة لمصدر طاقة خارجي، وفي مثل هذه العملية تتناقص طاقة جيبس الحرة للنظام، وفي مقابل ذلك تكون العملية العكسية ممكنة حيث يحدث تفاعل كيميائي غير تلقائي عن طريق إمداده بالطاقة الخارجية، ويتم إجراء هذه التفاعلات في معدات تسمى الخلية الكهروكيميائية.

أنواع الخلية الكهروكيميائية

الخلية الكهروكيميائية تقسم إلى نوعين أساسيين، كما يلي:

الخلية الجلفانية

الخلية الجلفانية (بالإنجليزيّة: Galvanic Cell) وتقوم بتحويل الطاقة الكيميائية إلى طاقة كهربائية، أي يمكن الحصول على الكهرباء بحدوث تفاعل الأكسدة والاختزال، وتحدث الأكسدة والاختزال في نصفين منفصلين، ويتكون كل نصف من محلول كهرلي يحتوي على أيون حر، وموصل معدني يعمل كقطب كهربائي، وفي الواقع يتسمى النصف الذي يحتوي على القطب والمحلول الكهرلي باسم نصف الخلية (بالإنجليزيّة: half cells).

ومن أشهر الأمثلة على الخلايا الجلفانية هي خلية دانييل وهي خلية كلفانية يستخدم فيها الزنك والنحاس لحدوث تفاعل الأكسدة والاختزال، كما يلي:

Zn (s) Cu (aq) → Zn Cu (s)

نصف الأكسدة: Zn (s) → Zn 2e
نصف الاختزال: Cu (aq) 2e → Cu (s)

السلسلة الكهروكيميائية

السلسلة الكهروكيميائية (بالإنجليزيّة: Electrochemical Series) أو ما تعرف باسم سلسلة النشاط الكيميائي وهي عبارة عن سلسلة تمّ إنشاؤها من جهد القطب القياسي، وذلك عن طريق قياس جهد الأقطاب المنفرد المختلفة في الظروف القياسية مقابل قطب الهيدروجين القياسي (SHE)، وبالتالي عندما يتم ترتيب الأقطاب الكهربائية سواءً أكانت المعادن وغير المعدنية التي تلامس أيوناتها على أساس قيم قدرة الاختزال القياسية أو إمكانات الأكسدة القياسية، فإن السلسلة الناتجة تسمى السلسلة الكهروكيميائية.

خلية التحليل الكهربائي

خلية التحليل الكهربائي (بالإنجليزيّة: The electrolytic cell) تقوم بتحويل الطاقة الكهربائية إلى طاقة كيميائية، وذلك عن طريق غمس الأقطاب الكهربائية في محلول كهرلي يحتوي على الكاتيونات والأنيونات، وبعدها يتم إمداد التيار، وتتحرك الأيونات نحو أقطاب ذات قطبية معاكسة ويحدث الاختزال والأكسدة في وقت واحد.

ومن الأمثلة على التحليل الكهربائي هو تحليل لكلوريد الصوديوم المُذاب، حيث يتم إذابة كلوريد الصوديوم (فوق 801 درجة مئوية)، ويتم إدخال قطبين في المحلول، ومن ثمّ يتم تمرير تيار كهربائي عبر المحلول، وبالتالي فإنّ التفاعل الكيميائي الذي يحدث عند الأقطاب الكهربائية هو:

ينتقل أيون الصوديوم إلى القطب السالب، حيث يكتسب أيون الصوديوم إلكترونًا واحدًا ويتحول إلى الصوديوم: Na e → Na
تنتقل أيونات الكلوريد نحو القطب الموجب، حيث تفقد إلكترونًا واحدًا وتتأكسد إلى غاز الكلور: Cl → 1/2 Cl₂ e
والتفاعل العام هو تحليل كلوريد الصوديوم: 2NaCl→ 2Na(s) Cl₂(g)

2023-12-1930تعليم

مزيد من المشاركات

تضاريس شبه الجزيره العربيه

شبه الجزيره العربية تُعتبَر شبة الجزيرة العربيّة ، أو جزيرة العرب منطقةً صحراويّةً شاسعة، تقع في قارّة آسيا ، وتحتلُّ مساحة جغرافيّة تُقدَّر بنحو 3,150,000كم²، وهي تُعَدُّ بذلك واحدة من أكبر أشباه الجُزُر في العالَم، علماً بأنّها على الحدود مع المُسطَّحات المائيّة من ثلاث جهات؛ حيث يحدُّها الخليج العربيّ من جهة الشرق، ويحدُّها المُحيط الهنديّ من جهة الجنوب، أمّا من جهة الغرب، فيحدُّها البحر الأحمر، ويحدُّ شبه الجزيرة العربيّة من الجهة الشماليّة، والشماليّة الشرقيّة المنطقة الصحراويّة

ما المقصود بالمناقصة العامة؟

مفهوم المناقصة العامة تعلن القطاعات العامة عن حاجتها إلى المناقصة العامة كلما كانت هنالك حاجة لاستخدام أي سلعة أو القيام بأعمال معينة أو الاستفادة من أي خدمة، فيكون عليها إلزامًا أن تُعلن عن حاجتها عن طريق عقد تنشره منظمة أو مؤسسة من القطاع العام تدعو فيه المورّدين وتشجعهم على تقديم مناقصات مؤهِلة لتلك السلع أو الخدمات أو الأعمال التي تتطلبها ذات المنظمة مع معرفة السعر و الجودة المُقدمة، ويُشار إليها أيضًا بالمناقصة التنافسية أو المفتوحة؛ لأنه بمجرد فتحها تُصبح مُتاحة لجميع المورّدين. مراحل

مفهوم علم النفس التحليلي

مفهوم علم النفس التحليلي يُعرف علم النفس من المنظور العام بأنه العلم الذي يدرس السلوك الإنساني على أنّه استجابة لمُثيرٍ ما، وتختلف استجابات الإنسان باختلاف المثيرات، بالإضافة إلى أنه يدرس أثر الوراثة، والبيئة الداخلية والخارجية للفرد على اتجاهاته وتفاعلاته مع ذاته ومع مجتمعه، إذ يدرس هذا العلم التفاعلات السلوكية للفرد بأنواعها اللفظية والحركية والعقلية، والعاطفية أو الوجدانية، والعلاقات المتلازمة فيما بينها لغرض فهم هذا السلوك وإيجاد الطرق المناسبة لتحليله وفهمه. كما يُعنى علم النفس بالتنبؤ

بحث عن العلاقات العامة

تعريف العلاقات العامة تُعرّف العلاقات العامة (بالإنجليزية: Public Relations) بأنّها بناء علاقة متبادلة بين المنظمات وعامة الناس ، من خلال القيام باتصال استراتيجي فيما بينهم للوصول إلى منفعة متبادلة، إذّ يهدف هذا الاتصال إلى تكوين تصور عام للمؤسسة من خلال التأثير والمُشاركة والتواصل بين أصحاب المصلحة المعنيين بواسطة العديد من المنصات. لا تشترط العلاقات العامة إجراء اتصال واحد فقط، بل هي مجموعة من الاتصالات التي يُمكن استخدامها للحفاظ على علاقات المنفعة بين الأشخاص والمنظمة، وقد توسّع نطاق

أين تقع جبال كردستان؟

موقع جبال كردستان تقع جبال كردستان في كردستان العراق بين جبال البرز شمال شرق إيران وجبال بونتيان الوسطى في الأناضول، ويتراوح متوسط ارتفاعها بين 2400 متر و3300 متر، بالإضافة إلى أنها تتمتع بأهمية تاريخية، فقد كانت تستخدم كمخابئ للمقاتلين ضد القمع والظلم. اسم كردستان يعني أرض الأكراد، تحدها إيران من الشرق وتركيا من الشمال، وسوريا من الغرب وباقي العراق من الجنوب، وتعد أربيل أو ما تعرف أيضًا باسم هاولر العاصمة الإقليمية لها، وتبلغ مساحتها 40643 كيلومتراً مربعاً، ويسكنها حوالي 3 ملايين شخص. جبل

أسباب التلوث الصناعي

أسباب التلوث الصناعي من أهم الأسباب التي تؤدي إلى التلوث الصناعي ما يأتي: الاستخدام المفرط للموارد الطبيعية تعد المواد الخام أحد أهم المكونات التي تحتاجها الصناعات بشكل مستمر، والتي يتم استخراجها من باطن الأرض، مما قد يؤدي إلى استنزاف الموارد الطبيعية الأرضية، إضافة إلى تلويث التربة والماء والهواء أثناء عمليات استخراج هذه المواد أو عند معالجتها، كما قد يؤدي انسكاب الزيوت النفطية في البحار إلى قتل أعداد كبيرة من الكائنات البحرية. عدم وجود سياسات للسيطرة على التلوث لقد أدّى النقص في السياسات

أنواع النكوص في علم النفس

أنواع النكوص في علم النفس يمكن توضيح أنواع النكوص في علم النفس كما يأتي: النكوص عند الأطفال يعد النكوص جزءًا هامًا من مراحل نمو الأطفال، ويكون من الطبيعي والمفيد أن يتراجع الأطفال قليلًا ويقومون بالنكوص بعد تعلمهم أو إتقانهم أو تكيفهم مع شيء أو موقف جديد، كالذهاب للحضانة لأول مرة، ويكون النكوص عبارة عن رفض الطفل لخروجه من منطقة الراحة التي يشعر فيها بالأمان لعالم جديد مختلف. كأن نرى الطفل الذي يذهب أول يوم للحضانة يبكي ويتشبث بساق والديه على الرغم من عدم ظهور هذا السلوك لديه منذ شهور، وعلى

أنواع المواطنة

أنواع المواطنة كما صُنفت عالميًا يعبر مصطلح المواطنة عن الأفكار الاجتماعية والقانونيّة والسياسيّة، التي عملت بشكل كبير في تطور المجتمعات، بالإضافة إلى النهوض في الدولة ومؤسساتها وتحقيق المساواة والعدل ؛ عن طريق تعزيزها لدور المواطنين، وضمان حقوقهم وتعريفهم بالواجبات المطلوبة منهم، وتُسمى العلاقة التي تربط الفرد بالدولة، والتي يحددها القانون، من حيث تحديد الحقوق والواجبات وتنظيمها بالمواطنة، وتشير المواطنة بشكل عام إلى، الانتماء إلى أرض الوطن الذي ينتهي بانتهاء الحدود الجغرافية، ويسمى كل من