تابع التحريض الكهرومغناطيسي
التفسير المجهري:
إن الذرة في حالتها العادية متعادلة كهر بائيا، فإذا فقدت أو اكتسبت إلكترونا أو أكثر سميت شاردة.
وهذا ما يحدث في المحاليل الشاردية، فهي تحتوي على شوارد كهر بائية موجبة وسالبة بحيث احد
مركباتها(AB مثلا ) تحلــل إلى شاردة سالبة(B-) وشاردة موجبة(A+) حسب التفاعل الأتي:
مثـــــــال:
المحلول(ماء + ملح) محلول شاردي لأن كلور الصوديوم(NaCl) يتحلل و يتحول في المحلول إلى شوارد كما يلي:
NaCl تفقـــــــــــد الرابطــــــــــــة ومنــــــــــــه:
ذرة الصوديــــوم Na تفقـــــد إلكتـــرون واحــد فتصبـــح شــاردة موجبـــــة (+Na).
ذرة الكلـــــورCl تكتســــب هــــــذا الإلكتــرون فتصبـــــح شـــاردة سالبـــــة (Cl-).
التمييز بين الذرة و الشاردة:
الـــــــــذرة: في الحالة العادية تكون متعادلة كهر بائيا أي:عدد p+ النـواة=عــدد e-في المــــدارات.
*الشاردة البسيطة: إذا تعرضت الذرة لتأثير ما يمكن لها أن تفقد أو تكتسب إلكترونات فتسمى شاردة.
نوعــا الشـــاردة: الموجبــــــــــــــة(A+) = ذرة فقـــــــــــــــدت e- أو أكثر.
مثـــــــل: شاردة الصوديوم(Na+)، و البوتاسيوم(K+).
ونعبر عنهما بالمعادلة:Na Na+ + 1e- ، K K+ + 1e-
السالبة (B-)= ذرة اكتسبـت e- أو أكثر.
مثـــــــل: شــــاردة الكلــــور(Cl-)، و الفلـور(F-).
ونعبر عنهما بالمعادلة: Cl- Cl + 1e-، F- F + 1e-
ملاحظـة: الالكترونات التي تفقدها أو تكتسبها ذرة يتعلق بعدد الكتروناتها العزبة في مدارها الأخيــر.
الناقلية الكهربائية للمحاليل الشاردية:
- الشوارد في المحاليل الشاردية تتحرك حركة عشوائية.
- إذا وضع المحلول تحت توتر كهربائي تصبح للشوارد حركة منتظمة.
- بحيث الشوارد الموجبة تنجذب إلى القطب السالب و الشوارد السالبة تنجذب إلى القطب الموجب ويتشكل تيار كهر بائي.
النتيجـة : إذن فالتيار الكهربائي في المحاليل الشاردية عبارة عن حركة منتظمة
للشوارد داخل المحلول.
التحليل الكهربائي لمحلول كلور القصدير:
- ضـع في وعاء فولطا كميـة من محلـــول
كلـــور القصديــر(Sn++ + 2Cl-) (أو محلــول
كلـــور الزنـــك (Zn++ + 2Cl-)، كما فــي الشكــل المقابـل.
- نضيف قطرات من كاشف النيلة إلى المحلول ثم نغلق القاطعة.
الملاحظات: - نلاحظ انحـراف مؤشـــــــر الأمبير متر.
- انطلاق غاز الكلور Cl2 عند المصعد الموصل بالقطب الموجب).
- تشكل راسب من القصدير Sn عند المهبط(القطب السالب).
نفس الملاحظات عند استعمال محلول كلور الزنك لكن عند المهبط يتشكل راسب الزنك Zn.
2- النموذج المجهري للتحليل الكهربائي:
أ/- التيار الكهربائي في المحلول الشاردي:
- تنتقل الشوارد الموجبة نحو المهبط لتكتسب(لتسترد) الإلكترونات.
- تنتقل الشوارد السالبة نحو المصعد لتفقــــــد الإلكترونات.
- التيار الكهربائي في المحلول الشاردي ناتج عن انتقال مزدوج للشوارد الموجبـــــــة و السالبــــة
في اتجاهيــــــن متعاكسيــــــــــن.
- التيار الكهربائي في المعادن ناتج عن الحركة الإجمالية للإلكترونات الحرة المتجهة خارج المولد
من القطب السالب إلى القطب الموجب أي عكس الجهة الاصطلاحية للتيار( من + المولد إلى- ). ب/- كيف أنمــذج التحـــول الكيميائـــــي عنـد كـــــل مســرى؟
- ننمذج التحول الكيميائي للتحليل الكهربائي بتمثيل:
التحول الكيميائي عند كل مسرى بمعادلة كيميائية.
حصيلة التفاعل الكيميائي للتحليل الكهربائي بمعادلة إجمالية تبرز المواد المتفاعلة و الناتجة فقط
مثـال: - التحليل الكهربائي البسيط لمحلول كلور القصديـر:
- تتجه شوارد القصدير Sn+2نحوالمهبط لتتحول وفق المعادلة:
- تتجه شوارد الكلـــور Cl- نحو المصعد لتتحول وفق المعادلة: 2Cl-(aq) - 2 e- Cl2(g)
- و بجمع المعادلتين طرفا لطرف مع تطبيق مبدأ انحفاظ الذرات و انحفاظ الشحنات و اختزال
الإلكترونات نحصل على المعادلة الكيميائية الإجمالية:
(AQUISE = محلول)
تطبيـق:
1/- إليك صيغ بعض الشوارد:Fe+3 /Cu+2/Fe+2/Br+/Al+3/Cl-/Pb+2.
- صنف الشوارد التي لها الشحنة الكهربائية نفسها.
- حدد عدد الإلكترونات التي اكتسبتها أو فقدتها كل ذرة.
2/- ذرة الفلور ذات الرمــــزF لها 9 إلكترونات، أما شاردة الفلور فلها إلكترونا زائدا عن ذرة الفلور.
- ما هو رمز وعدد إلكترونات هذه الشاردة.
- ماهو عدد الشحنات العنصرية الموجبة لنواة شاردة الكالسيوم.
3/- إليك صيغ بعض الشوارد: Br-/HO-/Cr+3/SO4-2/Ag+/NO-3/Fe+3.
- صنف هذه الشوارد إلى بسيطة و مركبة
مفهوم الفرد الكيميائي:
تفاعل حمض كلور الماء مع الحديد:
ضع قليلا من برادة الحديد في أنبوب إختبار واسكب عليها قطرات من محلول حمض كلور الماء
- ماذا نلاحظ
-أكشف عن الغاز المنطلق واعط صيغته الكميائية ماهي الافراد المجهرية
الغاز المنطلق هو غاز الهيدروجين
صيغته الكميائية هي
الافراد المجهرية المكونة له
معادلة التفاعل
غاز ثنائي الهيدروجين +كلور الحديد حمض كلور الماء +الحديد
g)) (aq ) (aq ) (S )
انحفاظ المادة والشحنة في التفاعل الكيميائي :
من التجارب نجد دائما أن : تفاعل حمض كلورالماء (HCl) مع معدن كالحديد ،الألمنيوم، الزنك...الخ)يتم وفق المعادلة التالية:
ثنائي غاز الهيدروجين +ملح حمض كلور الماء +المعدن
فمثلا :
يفسر تفاعل حمض كلور الماء مع الألمنيوم بالمعادلة التالية:
g aq aq S
ويفسر تفاعل حمض كلور الماءمع الزنك وفق المعادلة التالية
H2+( Cl-2+Zn+2) (Cl-+H+)2 +Zn
كما يفسر تفاعل حمض كلور الماء مع الصوديوم بالمعادلة التالية:
H2 +(Cl-+Na+)2 (H++ Cl- )+Na2
//كيفية كتابة الصيغ الكيميائية//
أ/الصيغ الكيميائية لشوارد (أيونات)بسيطة:
الخطوات المتبعة:
اكتب مثلا الصيغة النهائية لمركب كبريتيد الألمنيوم:
1. نكتب رموز العناصر الداخلة في تكوين المركب:
2. نكتب رقم تكافؤ كل عنصر أسفله
3. نبادل أرقام التكافؤات بين العناصرالمكونة للمركب
4. إذا كان بين الأرقام المكتوبة عامل مشترك نقسم عليه لكي نحصل على أبسط قيمة عددية
5. نكتب الصيغة النهائية للمركب: Al2S3
الكشف عن بعض الشوارد باللهب(Ca+2، Na+، Mg+2، K+)
ـ يتم ذلك بوضع قضيب معدني في محلول ثم تعريضه للهب ، فيكون لون هذا اللهب
1. أصفرا في وجود شوارد الصوديوم (Na+)
2. اصفرا برتقاليا في وجود شوارد الكالسيوم (Ca+2)
3. احمرا في وجود شوارد المغنيزيوم (Mg+2)