Download presentation
Presentation is loading. Please wait.
Published byたしろう そや Modified over 6 years ago
1
الفصل السابع : الكيمياء الكهربائية الدرس الثاني : البطاريات
الفصل السابع : الكيمياء الكهربائية الدرس الثاني : البطاريات
2
الفكرة الرئيسة : البطاريات خلايا جلفانية تستعمل التفاعلات التلقائية لإنتاج الطاقة لأغراض متعددة .
3
الخلايا الجافة . البطارية: عبارة عن خلية جلفانية أو أكثر في عبوة واحدة تنتج التيار الكهربائي . خلية الخارصين والكربون الجافة : س/ صفي تركيب خلية الكربون الجافة ؟
4
س/ مما تتركب الخلايا الجلفانية ؟
5
هي خلية جلفانية تتكون من :
1- عجينة رطبة تتكون من (خليط من الكلوريد الخارصين وأكسيد المنجنيز وكلوريد الامنيوم وكمية قليلة من الماء داخل حافظة الخارصين ) والخارصين هو الانود حيث يحدث له تأكسد بحسب المعادلة آلاتية ⁻Zn → Zn⁺² + 2e 2-عمود من الكربون أو الجرافيت في مركز الخلية الجافة ويعمل عمل الكاثود ويتم تفاعل الاختزال لنصف الخلية على النحو آلاتي : 2e⁻ → Mn₂O + 2NH₃ + H₂ NH₄⁺+ 2MnO₂ + س . عللي يسمى عمود الكربون في هذا النوع من الخلايا الجافة الكاثود غير الفعال ؟ لأنة يتكون من مادة لا تسهم في تفاعل الأكسدة والاختزال 3- فواصل : يوجد في خلية الخارصين والكربون الجافة فوصل رقيقة مصنوعة من مادة مسامية تحتوي على عجينة رطبة تفصلها عن أنود الخارصين ,وتعمل عمل القنطرة الملحية للسماح بتحرك الإلكترون
6
البطاريات القلوية س: مما تتركب الخلايا القلوية ؟
7
س: عللي تعتبر البطاريات القلوية أكثر كفاءة من خلية الكربون ؟
لأنه يوجد الخارصين في الخلية القلوية على هيئة مسحوق مما يوفر مساحة سطح اكبر للتفاعل . س: من المادة التي تختزل ومن المادة التي تتأكسد في البطاريات القلوية ؟ يتأكسد الخارصين في الخلية القلوية ويقوم مقام الانود ويمكن تمثيل تفاعل الانود لنصف الخلية على نحو الآتي : ZnO + H₂O +2e⁻ →Zn+2OH يختزل مخلوط ثاني أكسيد المنجنيز وهيدروكسيد البوتاسيوم ويقوم مقام الكاثود ويمكن تمثيله على النحو الأتي : MnO₂ + 2H₂O + 2e⁻ → Mn(OH)₂ + 2OH⁻ - لا تحتاج البطاريات القلوية إلى عمود الكربون بوصفه كاثودا , لذا يمكن تصنيعها بأحجام صغيرة , ولها استعمالات متعددة في الأجهزة الصغيرة . اال
8
بطاريات الفضة خصائصها : - اصغر حجما .
- تستعمل في تزويد الأجهزة بالطاقة . استخداماتها : - سماعات الأذن -الساعات -آلات التصوير
9
الانود والكاثود في بطارية الفضة
تستعمل بطاريات الفضة تفاعل (أنود) نصف خلية البطاريات القلوية ( الخارصين وهيدروكسيد البوتاسيوم ) Zn + 2OH⁻ → ZnO + H₂O + 2e⁻ تفاعل (الكاثود) لنصف الخلية الآتي : ( أكسيد الفضة ) Ag₂O † H₂O + 2e⁻ → 2Ag + 2OH⁻
10
البطارية الأولية والثانوية :
تقسم بطاريات إلى نوعين اعتمادا على عملياتها الكيميائية : س/ قارني بين البطارية الأولية و الثانوية ؟ - البطاريات الأولية:هي التي تنتج طاقة كهربائية من تفاعل الأكسدة والاختزال الذي لا يحدث بشكل عكسي بسهولة وتصبح البطارية غير صالحة للاستعمال بعد انتهاء التفاعل . وتصنف خلايا الخارصين والكربون والقلوية والفضة على أنها بطاريات أولية . البطاريات الثانوية:هي التي تعتمد على تفاعل الأكسدة والاختزال العكسي لذا فانه يمكن شحنها . مثل بطارية الحاسوب والسيارة .
11
- الانود والكاثود في البطاريات الأولية والثانوية :
- يصنع الانود والكاثود من أشرطة دقيقة طويلة من مواد مفصولة بطبقة يمكن للايونات ان تمر من خلالها , وتلف الأشرطة في لفائف ضيقة وتعبا داخل علبة فولاذية . ويتمثل تفاعل الانود الذي يحدث عند استعمال البطارية لتوليد تيار كهربائي في أكسدة الكادميوم في وسط قاعدي : Cd + 2OH⁻ → Cd(OH)₂ + 2e⁻ أما تفاعل الكاثود فهو اختزال النيكل من حالة تأكسده +3 إلى +2 NiO(OH) + H₂O + e⁻ → Ni(OH)₂ + OH⁻
12
* بطاريات تخزين المركم الرصاصي الحمضية :
- هذا النوع شائع الاستخدام في السيارات , وتتكون معظم بطاريات السيارات من 6 خلايا تولد كل منها 2v ليصبح ناتجها الكلي 12 v . - الانود والكاثود في البطاريات الحمضية : الانود : يتكون من شبكتين مساميتان أو أكثر من الرصاص . وتمثل المعادلات آلاتية تفاعل الأكسدة لنصف الخلية عند الانود , حيث يتأكسد الرصاص من حالة تأكسد 0.0 إلى +2 في PbSO4 Pb + SO₄⁻² → PbSO₄ + 2e⁻ الكاثود : يتكون من شبكة واحدة من الرصاص المملوءة بأكسيد الرصاص IV ويختزل الرصاص من حالة تأكسده +4 إلى +4 عند الكاثود , ويمثل تفاعل الاحتراق لنصف الخلية عند الكاثود كما يلي : PbO₂ + 4H⁺ + SO₄⁻²+ 2e⁻ → PbSO₄ + 2H₂O
13
س/ ماذا يحدث عند إعادة شحن البطارية ؟ يصبح التفاعل في هذه الحالة عكسيا , لينتج الرصاص وأكسيد الرصاص IV وحمض الكبريتيك . - مميزاتها : اختيارا جيدا للسيارات , عللي ؟ لأنها 1- تزود المحرك بطاقة ابتدائية عالية جدا 2- لها زمن حفظ طويل قبل البيع 3- يعتمد عليها عند انخفاض درجات الحرارة .
14
بطاريات الليثيوم س/ لماذا استخدم الليثيوم تحديدا ؟ لأنه 1- اخف فلز معروف 2- اقل جهد اختزالي قياسي بالنسبة إلى العناصر الفلزية الأخرى . - مميزاته : 1- ذات وزن خفيف . 2- تخزن كميات كبيرة من الطاقة بالنسبة لحجمها . 3- جهد عالي . 4- تستمر فترة أطول . - استخداماتها : 1- في الساعات . 2- الحواسيب . 3- آلات التصوير .
15
خلايا الوقود : س/ عللي تختلف خلايا الوقود عن البطاريات الأخرى ؟ لأنها تزود بالوقود باستمرار من مصدر خارجي .
16
كيف تعمل خلايا الوقود ؟ س مما يتكون الانود ؟
المحلول الموصل في خلية الوقود محلول قلوي من هيدروكسيد البوتاسيوم , وكل قطب عبارة عن وعاء أجوف جدرانه من كربون مسامي تسمح بالاتصال بين الحجرة الداخلية والمحلول الموصل المحيط بها . س:من المادة إلي تتأكسد عند الانود ومن المادة التي تختزل عند الكاثود ؟ يتأكسد الهيدروجين ويكتب نصف تفاعل الأكسدة للخلية على الانود على النحو التالي O₂ + 2H₂O → 4H₂O + 4e⁻ ويختزل الالكترونات الأكسجين عند وجود الماء ويكتب نصف تفاعل الاختزال على النحو الآتي : O₂ + 2H₂O + 4e⁻ → 4OH⁻ وعند جمع معادلتي نصفي التفاعل تكون المعادلة الكلية هي نفس معادلة احتراق الهيدروجين في الأكسجين . 2H₂ + O₂→ 2H₂O
17
2- تستعمل خلايا الوقود صفيحة بلاستيكية تسمى غشاء تبادل البروتون .
استخداماتها : تستخدم بعض الخلايا وقودا للهيدروجين فمثلا : 1- يستخدم الهيدروجين بالميثان في بعض الخلايا إلا انه قد يودي إلى إنتاج ثاني أكسيد الكربون كغاز الدفيئة 2- تستعمل خلايا الوقود صفيحة بلاستيكية تسمى غشاء تبادل البروتون . 3- في السفن الفضائية .
18
التآكل هو خسارة الفلز الناتج عن تفاعل أكسدة واختزال بين الفلز والمواد التي في البيئة. تأكل الحديد المعروف بالصدأ . كان الصدأ يحدث عند توافر كل من الماء والأكسجين س/ من هو الانود وماذا يحدث عند ومن هو الانود وماذا يحدث عنده ؟ قطعة الحديد التي تركت معرضة للهواء والرطوبة تكون أكثر عرضة للصدأ , حيث يصدا الجزء المتصل بالتربة الرطبة أولا ويصبح هذا الجزء أنود الخلية , حيث تبدأ ذرات الحديد في فقدان الالكترونات . Fe → Fe ²⁺ + 2e يقع الكاثود عادة على حافة فطرة الماء , حيث يتم الاتصال بين الماء والهواء وقطعة الحديد , فيختزل الالكترونات الأكسجين من الهواء كما في المعادلة الآتية : O₂ + 4H⁺ + 4e⁻ → 2H₂O
19
- منع التآكل س/عللي عملية الصدأ بطيئة ؟ لان قطرات الماء تحتوي على كمية قليلة من الايونات لذا فهي محاليل موصلة غير جيدة . س/ ماهي طرق منع التآكل ؟ 1- عمل غطاء من الطلاء لعزل الماء والهواء , نظرا لان الطلاء يلتف مع الزمن كالجسر . 2- توصيل كتل من الفلز مثل الماغنيسيوم أو الالومنيوم أو التيتانيوم بالهيكل الفولاذي , فتتأكسد هذه الكتل أسهل من الحديد وتصبح الانود في خلية التآكل , في حين يبقى حديد الهيكل دون تأكل أو أكسدة . 3- عن طريق الجلفنة . إذ يتم تغليف الحديد بفلز أكثر مقاومة للتأكسد وكمثال يتم تغليف الحديد بطبقة من الخارصين , إما عن طريق غمس القطعة الحديدية بمصهور الخارصين وإما بطلاء الجسم بالخارصين كهربائيا .
20
وما توفيقي إلا بالله عمل الطالبة : مها الخالدي
وما توفيقي إلا بالله عمل الطالبة : مها الخالدي
Similar presentations
© 2025 SlidePlayer.com. Inc.
All rights reserved.