اﻟﻮﺣﺪة 01:
اﻟﻤﺠﺎل3 :
óï÷bïáïØ@óÝá§@ð÷bÕÝnÜa@ŠínÜa ( 1ﻡﻘﺪﻡﺔ :
إن ﻟﺘﻔﺎﻋﻼت اﻷآﺴﺪة و اﻹرﺝﺎع ﺕﻄﺒﻴﻘﺎت ﺝﻤﺔ ﻓﻲ ﺣﻴﺎﺕﻨﺎ اﻟﻴﻮﻡﻴﺔ ،و ﻡﻦ ﺑﻴﻦ هﺬﻩ
اﻟﺘﻄﺒﻴﻘﺎت اﻷﻋﻤﺪة ) اﻟﺒﻴﻞ ( و اﻟﻤﺪﺧﺮات اﻟﺘﻲ ﺕﻌﺘﻤﺪ ﻓﻲ أﺱﺎﺱﻬﺎ ﻋﻠﻰ ﺕﻔﺎﻋﻼت اﻷآﺴﺪة و اﻹرﺝﺎع ، و آﻨﺘﻴﺠﺔ ﻷهﻤﻴﺔ هﺬا اﻟﺠﺎﻥﺐ ﺕﻢ اﺱﺘﺤﺪاث ﻓﺮع ﻡﻦ ﻓﺮوع اﻟﻜﻴﻤﻴﺎء و هﻮ اﻟﻜﻴﻤﻴﺎء اﻟﻜﻬﺮﺑﺎﺋﻴﺔ ،اﻟﺘﻲ ﺕﻬـﺘﻢ ﺑﺪراﺱــﺔ اﻟﻤﻮﺻـﻼت اﻷیﻮﻥﻴــﺔ ،و اﻥﺘ ﻘــﺎل اﻟﺸـﺤﻨﺔ ﺑــﻴﻦ اﻟﻮﺻـﻼت اﻷیﻮﻥﻴــﺔ و اﻹﻟﻜﺘﺮوﻥﻴــﺔ ،و اﻋﺘﻤﺎدا ﻋﻠﻰ ذﻟﻚ ﺕ ّﻢ ﺕﻘﺴﻴﻢ اﻟﻤﻮاد ﻡﻦ ﺣﻴﺚ ﺕﻮﺻﻴﻠﻬﺎ ﻟﺘﻴﺎر اﻟﻜﻬﺮﺑﺎء إﻟﻰ أرﺑﻌﺔ أﻗﺴﺎم هﻲ : اﻟﻤﻮﺻﻼت /اﻟﻤﻮاد اﻟﻌﺎزﻟﺔ /أﺵﺒﺎﻩ اﻟﻤﻮﺻﻼت /اﻻﻟﻜﺘﺮوﻟﺘﻴﺎت - 2أ /وﻋﺎء ﻓﻮﻟﻂ :یﺘﻜﻮن وﻋﺎء ﻓﻮﻟﻄﺎ ﻡﻦ وﻋﺎءیﺤﺘﻮي ﻋﻠﻰ ﻡﺤﻠﻮل ﻡﻤﺪد ﻡﻦ ﺣﻤﺾ اﻟﻜﺒﺮیﺖ ﻡﻐﻤﻮس ﻓﻴﻪ ﺻﻔﻴﺤﺔ ﻡﻦ اﻟﻨﺤﺎس Cuو ﺻﻔﻴﺤﺔ ﻡﻦ اﻟﺘﻮﺕﻴﺎء Zn ﺕﻤﺜﻴﻞ ﺻﻔﻴﺤﺔ اﻟﻨﺤﺎس اﻟﻘﻄﺐ اﻟﻤﻮﺝﺐ ⊕ ﺕ ﻤﺜﻞ ﺻﻔﻴﺤﺔ اﻟﺘﻮﺕﻴﺎء اﻟﻘﻄﺐ اﻟﺴﺎﻟﺐو ﺑﺬﻟﻚ یﺸﻜﻞ وﻋﺎء ﻓﻮﻟﻄﺎ ﻋﻤﻮدا یﺪﻋﻰ ﻋﻤﻮد ﻓﻮﻟﻂ ﺣﻴﺚ ﺕﺼﻞ ﻗﻮﺕﻪ اﻟﻤﺤﺮآﺔ اﻟﻜﻬﺮﺑﺎﺋﻴﺔ Femإﻟﻰ 1,1 V ب – اﺱﺘﻘﻄﺎب ﻋﻤﻮد ﻓﻮﻟﻄﺎ :اﻟﻤﻼﺣﻈﺔ اﻟﺘﺠﺮیﺒﻴﺔ ﻟﻌﻤﻮد ﻓﻮﻟﻄﺎ ﺑﻴﻦ أﻥﻪ ﺑﻌﺪ ﻡﺪة ﻡﻦ اﻟﺰﻡﻦ ﺕﺘﻨﺎﻗﺺ ﺵﺪة اﻟﺘﻴﺎر و هﺬا دﻟﻴـﻞ ﻋ ﻠـﻰ ﺕﻨـﺎﻗﺺ اﻟ ﻘـﻮة اﻟﻤﺤﺮآـﺔ اﻟﻜﻬﺮﺑﺎﺋﻴـﺔ Femﻟﻠﻌ ﻤـﻮد و ﺕـﻢ ﺕﻔﺴـﻴﺮ ذا ﻟـﻚ ﺑﺎﺱﺘﻘﻄﺎب اﻟﻌﻤﻮد ،و یﺮﺝﻊ ﺱﺒﺐ هﺬا اﻻﺱﺘﻘﻄﺎب إ ﻟـﻰ ﻏـﺎز اﻟﻬﻴـﺪروﺝﻴﻦ H 2ا ﻟـﺬي یﻐﻴـﺮ ﻡﺴـﺮى اﻟﻨﺤ ﺎس ﻡﻤﺎ یﺆدي إﻟﻰ زوال ﻋﺪم اﻟﺘﻤﺎﺙـﻞ ﺑـﻴﻦ اﻟﻤﺴـﺮیﻦ ،و ﻋﻨـﺪ إزا ﻟـﺔ ﻓﻘﺎﻋـﺎت اﻟﻬﻴـﺪروﺝﻴﻦ ﻡـﻦ اﻟﻨﺤﺎس یﻌﻮد اﻟﻌﻤﻮد ﻟﻼﺵﺘﻐﺎل ﻡﻦ ﺝﺪیﺪ ﻟﺬا ﺕ ّﻢ اﺱﺘﺨﺪام أﻋﻤﺪة ﻡﺎﻥﻌﺔ ﻟﻼﺱﺘﻘﻄﺎب .
– 3اﻷﻋﻤﺪة : أ /اﻟﺠﺎﻥــﺐ اﻟﻨﻈــﺮي ﻟﻸﻋ ﻤــﺪة :ﻟــﻴﻜﻦ ﻋ ﻤــﻮد ﻡﺘﺸــﻜﻞ ﻡــﻦ اﻟﺜﻨــﺎﺋﻴﻴﻦ اﻟﺘــﺎﻟﻴﻴﻦ M n2+ / M 2و + 3) ( K (aqیﻤﻜﻦ ﻡﻦ )+ NO 3(aq ، M n1+ / M 1ﺑﺤﻴﺚ ﻥﺼﻔﺎ اﻟﻌﻤﻮد ﻡﻮﺻﻼن ﺑﺠﺴﺮ ﺵﺎردي )
اﺱﺘﻤﺮاریﺔ اﻟﻨﻘﻞ اﻟﻜﻬﺮﺑﺎﺋﻲ ،ﻓﻬﻮ ﻋﺒﺎرة ﻋﻦ ورﻗﺔ ﺕﺮﺵﻴﺢ ﻡﺒﻠﻞ ﺑﻤﺤﻠﻮل ﻥﺘﺮات اﻟﺒﻮﺕﺎﺱﻴﻮم أو آﻠﻮر اﻟﺒﻮﺕﺎﺱﻴﻮم أ – 1 /ﻗﻄﺒﻴﺔ اﻟﻌﻤﻮد و اﻟﻘﻮة اﻟﻤﺤﺮآﺔ اﻟﻜﻬﺮﺑ ﺎﺋﻴﺔ ﻟﻪ : یﻤﻜﻦ اﻟﺘﻌﺮف ﻋﻠﻰ اﻟﻘﻄﺐ ⊕ و اﻟﻘﻄﺐ اﻟﺴﺎﻟﺐ ﻋﻦ ﻃﺮیﻖ اﻟﻔﻮﻟﻂ ﻡﺘﺮ إ ّذ یﻜﻮن ﻓﺮق اﻟﻜﻤﻮن ﻡﻮﺝﺐ إذا آﺎن اﻟﻘﻄﺐ ⊕ ﻟﻠﻌﻤﻮد ﻡﻮﺻﻞ إﻟﻰ اﻟﻘﻄﺐ اﻟﻘﻴﺎﺱﻲ ﻟﻠﻔﻮﻟﻂ ﻡﺘﺮ ،ﺑﻴﻨﻤﺎ اﻟﻘﻄﺐ ﻟﻠﻌﻤﻮد یﻮﺻﻞ إﻟﻰ اﻟﻘﻄﺐ comﻟﻠﻔﻮﻟﻂ ﻡﺘﺮ و اﻟﻘﻴﻤﺔ اﻟﻤﻘﺎﺱﺔ ﺕﻤﺜﻞ اﻟﻘﻮة اﻟﻤﺤﺮآﺔ اﻟﻜﻬﺮﺑﺎﺋﻴﺔ E ) Eﺕﻤﺜﻞ ﻓﺮق اﻟﻜﻤﻮن ﺑﻴﻦ ﻡﺴﺮیﻲ اﻟﻌﻤﻮد ﻋﻨﺪ اﻟﻔﺮاغ أي ﻻ یﺠﺘﺎزﻩ ﺕﻴﺎر آﻬﺮﺑﺎﺋﻲ (
132
com
V
V
⊕
E p ile
أ – 2 /اﻟﺘﻤﺜﻴﻞ اﻟﺮﻡﺰي ﻟﻠﻌﻤﻮد :یﺘﻤﺜﻞ اﻟﻌﻤﻮد اﺻﻄﻼﺣﺎ آﺎﻟﺘﺎﻟﻲ: ⊕ M 2 / M 2n2+ / / M 1 / M 1n1+ أ – 3 /اﻥﺘﻘﺎل ﺣﺎﻡﻼت اﻟﺸﺤﻨﺔ :ﻓﻲ اﻟﺪارة اﻟﻤﻐﻠﻘﺔ ،اﻟﺘﻴﺎر اﻟﻜﻬﺮﺑﺎﺋﻲ یﻨﺘﻘﻞ ﻡﻦ اﻟﻘﻄﺐ ⊕ ﻥﺤﻮ أي I ⎯ ⊕ : اﻟﻘﻄﺐ ⎯← أﻡﺎ اﻻﻟﻜﺘﺮوﻥﺎت ﻗﺘﻨﺘﻘﻞ ﻡﻦ اﻟﻘﻄﺐ ﻥﺤﻮ اﻟﻘﻄﺐ ⊕ هﺬﻩ اﻟﺤﺮآﺔ ﻥﺎﺕﺠﺔ ﻋﻦ أآﺴﺪة اﻟﻤﻌﺪن ) M 2 ( sﻋﻨﺪ اﻟﻘﻄﺐ اﻟﺴﺎﻟﺐ : * M 2 ( s ) = M 2( aq ) n 2 + + n 2 e −
أآﺴﺪة ﻡﺼﻌﺪیﺔ :ﻗﻄﺐ ﺱﺎﻟﺐ
* )M 1( aq ) n 1 + + n1e − = M 1(s
ارﺝﺎع ﻡﻬﺒﻄﻲ :ﻗﻄﺐ ﻡﻮﺝﺐ
e-
com + NO 3-
A
A +
I K
e-
en2 + 2
M1 n2 -
M
2
⊕
X n1 -
X
1
n1+ 1
M
ﻓﻲ داﺧﻞ اﻟﻌﻤﻮد اﻟﺘﻌﺎدل اﻟﻜﻬﺮﺑﺎﺋﻲ ﺕﺤﻘﻘﻪ ﺣﺮآﺔ اﻟﺸﻮارد ﻡﻼﺣﻈـﺔ :اﻻﻟﻜﺘﺮوﻥـﺎت ﻻ ﺕﻨﺘ ﻘـﻞ داﺧـﻞ اﻟﻌ ﻤـﻮد ﻓﺎﻟﺸـﻮارد ) ﺧﺎﺻـﺔ ﺵـﻮارد اﻟﺠﺴـﺮ ( هـﻲ اﻟﺘـﻲ ﺕﻤﻜـﻦ اﻻﺱﺘﻤﺮاریﺔ اﻟﻜﻬﺮﺑﺎﺋﻴﺔ أ – / 4ﺕﺸﻐﻴﻞ اﻟﻌﻤﻮد :یﻌﻮد ﺕﺸﻐﻴﻞ اﻟﻌﻤﻮد إﻟﻰ ﺣﺼﻴﻠﺔ اﻟﺘﻔﺎﻋﻞ ﻓﻲ اﻟﻌﻤﻮد ﺕﻀﺮب اﻟﻤﻌﺎدﻟﺔ ﻓﻲ n1
⎯← ⎯
+ n 2 (e - ) × n1
ﺕﻀﺮب اﻟﻤﻌﺎدﻟﺔ ﻓﻲ n2
⎯← ⎯
M 1n+ (aq) + n1 (e - ) = M 1(s) × n 2
n + )(aq
M 2(s) = M 2 2
ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ ــــــــــــــــ n +
)n1 M 2 (s) + n 2 M 1 (s) = n 1 M 1 2 + n 2 M 1 (s یﻮﻟﺪ اﻟﻌﻤﻮد ﺕﻴﺎرا آﻬﺮﺑﺎﺋﻴﺎ ﺧﻼل ﺕﻄﻮر اﻟﺠﻤﻠﺔ ﻓﻲ اﻻﺕﺠﺎﻩ اﻟﻤﺒﺎﺵﺮ ﺣﺘﻰ ﺑﻠﻮغ ﺣﺎ ﻟـﺔ اﻟﺘـﻮازن ﺣﻴـﺚ ﺕﻨﻌﺪم ﺵﺪﺕﻪ :
[ M 2n 2 + ] n1 n +
[ M 1 1 ] n2
= Qr
و
[ M 2n 2 + ] f n +
[ M 1 1 ]f
133
=K
ﺑﺤﻴﺚ :
Qr < K
ﻡﻨﺎﻗﺸﺔ :
Q r < kاﻟﺠﻤﻠﺔ ﺕﺘﻄﻮر ﻓﻲ اﺕﺠﺎﻩ ﻡﺒﺎﺵﺮ.
Q r > kاﻟﺠﻤﻠﺔ ﺕﺘﻄﻮر ﻓﻲ اﺕﺠﺎﻩ ﻋﻜﺴﻲ. Q r = kاﻟﺠﻤﻠﺔ ﺕﺘﻄﻮر ﻥﺤﻮ ﺣﺎﻟﺔ ﺕﻮازن. أ / 5 -اﻟﻘﻮة اﻟﻤﺤﺮآﺔ اﻟﻜﻬﺮﺑﺎﺋﻴﺔ ﻟﻠﻌﻤﻮد :ﺑﻤﺎ أن ﻡﺤﺼﻠﺔ اﺵﺘﻐﺎل اﻟﻌﻤﻮد یﺘﻢ وﻓﻖ ﺕﻔﺎﻋﻞ اﻷآﺴﺪة )V(v olt اﻻرﺝﺎﻋﻴﺔ إذن ﺕﻜﻮن اﻟﻘﻮة اﻟﻤﺤﺮآﺔ اﻟﻜﻬﺮﺑﺎﺋﻴﺔ آﺎﻟﺘﺎﻟﻲ
∆dp
M 2 /M 2n2+
-
∆dp
n +
M 1 1 /M 1
= E = Fem
M 1n1+ /M 1
E n +
M 2 /M 2 2
ﻡﻼﺣﻈﺎت
– 1یﺘﻢ ﻡﻘﺎرﻥﺔ آﻞ اﻟﺜﻨﺎﺋﻴﺎت ﻡﺜﻨﻰ ﻡﺜﻨﻰ ﺑﺎﻟﻨﺴﺒﺔ ﻟﻠﺜﻨﺎﺋﻴﺔ H + / H 2اﻟﺘﻲ ﺕﻌﺘﻴﺮ آﺜﻨﺎﺋﻴﺔ ﻡﺮﺝﻌﻲ ) E = 0 Vاﻟﻤﺴﺮى اﻟﻨﻈﺎﻡﻲ اﻟﻬﻴﺪروﺝﻴﻨﻲ ( E. S . H – 2یﺮﻡﺰ ﻟﻠﻘﻮة اﻟﻤﺤﺮآﺔ اﻟﻜﻬﺮﺑﺎﺋﻴﺔ ﺑﺎ ﻟﺮﻡﺰ Femأو ﺑـ Eو وﺣﺪﺕﻬﺎ ﻓﻮﻟﻂ V أ – / 6ﺱﻌﺔ اﻟﻌﻤﻮد وهﻲ ﻋﺒﺎرة ﻋﻦ آﻤﻴﺔ اﻟﻜﻬﺮﺑﺎء اﻟﺘﻲ ﺕﺠﺘـﺎز اﻟﻌ ﻤـﻮد ،ﻓﻬـﻲ ﺕﺘﻌ ﻠـﻖ ﺑﺎﻟﺘ ﻘـﺪم x ﻟﻠﺘﻔﺎﻋﻞ ،ﻟﻴﻜﻦ ﻋﺪد اﻻﻟﻜﺘﺮوﻥﺎت اﻟﺘﻲ ﺕﺠﺘﺎز اﻟﺪارة ﺧﻼل ﺕﻔﺎﻋﻞ واﺣﺪ Q r = τ . x . F : ) ﺣﻴﺚ Fاﻟﻔﺮاداي ( و ﻋﻨﺪ اﻟﺘﻘﺪم اﻟﻨﻬﺎﺋﻲ x fﻓﺈن آﻤﻴﺔ اﻟﻜﻬﺮﺑﺎء اﻟﻨﻬﺎﺋﻴﺔ Q f = τ . x f . F و ﻓﻲ ﺣﺎﻟﺔ ﻡﻌﺮﻓﺔ ﺵﺪة اﻟﺘﻴﺎر و اﻟﺰﻡﻦ ﺕﻜﻮن : × ∆t ⇓ h
Q = I ⇓ ⇓ Ah A
و ﺕﻜﻮن اﻟﻄﺎﻗﺔ اﻟﻜﻬﺮﺑﺎﺋﻴﺔ ﻓﻲ هﺬﻩ اﻟﺤ ﺎﻟﺔ ) Eel = U × I × ∆tوﺣﺪﺕﻬﺎ ﺝﻮل ( J ﺣﻴﺚ : U :ﻓﺮق اﻟﺘﻮﺕﺮ ﺑﻴﻦ ﻃﺮﻓﻲ اﻟﻤﻮﻟﺪ وﺣﺪﺕﻪ ﻓﻮﻟﻂ : Iﺵﺪة اﻟﺘﻴﺎر ) ( A
،
: ∆tزﻡﻦ
أ – / 7اﻟﻌﻼﻗﺔ ﺑﻴﻦ اﻟﻘﻮة اﻟﻤﺤﺮآﺔ اﻟﻜﻬﺮﺑﺎﺋﻴﺔ و ﺙﺎﺑﺖ اﻟﺘﻮازن : K ﺕﻢ ﺕﻮﺻﻞ إﻟﻰ هﺬﻩ اﻟﻌﻼﻗﺔ ﻡﻦ ﻃﺮف اﻟﻌﺎﻟﻢ ﻥﺮﻥﺴﺖ و اﻟﺬي ﺻﺎﻏﻬﺎ آﺎﻟﺘﺎﻟﻲ : 0,0592 log K n
E = E0 -
ﻡﻌﺎدﻟﺔ ﻥﺮﺱﻨﺖ
أ – / 8ﻗﻮاﻥﻴﻦ ﻓﺎراداي : اﻟﻘﺎﻥﻮن اﻷول :ﺕﻜﻮن آﺘﻠﺔ اﻟﺠﺴﻢ اﻟﻨﺎﺕﺞ ﻋﻦ اﻟﺘﺤﻠﻴﻞ اﻟﻜﻬﺮﺑﺎﺋﻲ ﻋﻨﺪ أﺣﺪ اﻟﻤﺴﺮیﻴﻦ ﻡﺘﻨﺎﺱﺒﺔ ﻃﺮدَا ﻡﻊ آﻤﻴﺔ اﻟﻜﻬﺮﺑﺎء اﻟﻤﺎرة ﻓﻲ وﻋﺎء اﻟﺘﺤﻠﻴﻞ اﻟﻜﻬﺮﺑﺎﺋﻲ
134
اﻟﻘﺎﻥﻮن اﻟﺜﺎﻥﻲ :إن ﺕﺤﺮیﺮ ﻡﻜﺎﻓﺊ ﻏﺮاﻡﻲ واﺣـﺪ ﻡـﻦ ﻋﻨﺼـﺮ ﻋﻨـﺪ أﺣـﺪ اﻟﻤﺴـﺮیﻴﻦ ﻓـﻲ ﻋﻤﻠﻴـﺔ ﺕﺤﻠﻴـﻞ آﻬﺮﺑﺎﺋﻲ یﺤﺘﺎج إﻟﻰ آﻤﻴﺔ ﻡﻦ اﻟﻜﻬﺮﺑﺎء ﻗﺪرهﺎ واﺣﺪ ﻓﺎراداي ﻡﺜﺎل :ﻟﺘﺮﺱﻴﺐ 1ﻡﻮل ) ( 1 molﻡﻦ أي ﻡﻌﺪن ،یﻠﺰﻡﻨﺎ ﻋﺪد أﻓﻮﻗﺎدرو ﻡﻦ اﻻﻟﻜﺘﺮوﻥﺎت ) ( 6 , 023 × 10 23 e -و ﺑﺎﻟﺘﺎﻟﻲ إﻋﻄﺎء آﻤﻴﺔ ﻡﻦ اﻟﻜﻬﺮﺑﺎء ﻗﺪرهﺎ Q r = 6,023 × 10 23 × 1,6 × 10 -19 = 96500 C ﻥﺪﻋﻮ هﺬﻩ اﻟﻜﻤﻴﺔ ﻡﻦ اﻟﻜﻬﺮﺑﺎء ﺑﺎﻟﻔﺎراداي و ﻥﺮﻡﺰ ﻟﻬﺎ ﺑـ : F :
1 F = 96500 C
m ( g ) = I ∆t × M 96500 ne
و ﺑﺎﻟﺘﺎﻟﻲ ﺕﻜﻮن اﻟﻜﺘﻠﺔ اﻟﻤﺘﺮﺱﺒﺔ :
: neاﻟﺘﻜﺎﻓﺆ ) ﻋﺪد e-اﻟﻤﻔﻘﻮدة أو اﻟﻤﻜﺘﺴﺒﺔ (
ﺣﻴﺚ : M :اﻟﻜﺘﻠﺔ اﻟﺬریﺔ ،
و ﻓﻲ ﺣﺎﻟﺔ ﻏﺎز ﻓﺈن ﺣﺠﻢ اﻟﻐﺎز یﻌﻄﻲ ﺑﺎﻟﻌﻼﻗﺔ اﻟﺘﺎﻟﻴﺔ : V ( cm 3 ) = I × ∆t × 11200 96500 ne ﺕﻄﺒﻴﻖ :ﻡﺎ هﻲ ﻗﻴﻤﺔ Qاﻟﻮاﺝﺐ ﺕﻘﺪیﻤﻬﺎ ﻟﺸﺎردة اﻟﻨﺤﺎس Cu 2 +ﺣﺘﻰ ﺕﺮﺝﻊ إﻟﻰ Cu؟ اﻟﺤﻞ :ﺑﻤﺎ أن ﺕﻜﺎﻓﺆ اﻟﻨﺤﺎس هﻮ 2ﻟﺬا یﺠﺐ ﺕﻘﺪیﻢ 2Fأي : Q = ne F = 2 × 96500 = 19300 C
ب – اﻟﺠﺎﻥﺐ اﻟﻌﻤﻠﻲ :
ﻥﺪرس ﻓﻲ هﺬا اﻟﺠﺎﻥﺐ >> ﻋﻤﻮد داﻥﻴﺎل <<
⊕ Cu
ب / 1 -یﺘﻜــﻮن ﻋ ﻤــﻮد داﻥﻴــﺎل ﻡــﻦ ﺻــﻔﻴﺤﺔ ﺕﻮﺕﻴـﺎء Znﻡﻐﻤﻮﺱــﺔ ﻓــﻲ ﻡﺤ ﻠــﻮل آﺒﺮیﺘــﺎت اﻟﺘﻮﺕﻴـــﺎء ZnSo4و ﺻـــﻔﻴﺤﺔ ﻥﺤـــﺎس Cu
Zn
ﻡﻐﻤﻮﺱـــﺔ ﻓـــﻲ ﻡﺤ ﻠـــﻮل آﺒﺮیﺘـــﺎت اﻟﻨﺤـــﺎس CuSO4ﻡﻮﺝــﻮدة داﺧـــﻞ ﻡﺴـــﺎﻡﻲ ی ﻔﺼــﻞ اﻟﻤﺤﻠﻮﻟﻴﻦ ) أﻥﻈﺮ اﻟﺸﻜﻞ ( 2 ب – / 2اﻟﺘﻤﺜﻴﻞ اﻻﺻﻄﻼﺣﻲ : ⊕ Zn 2+ / Z n // Cu / Cu 2+ آﻤﺎ یﻤﻜﻦ ﺕﻤﺜﻴﻠﻪ آﻤﺎ یﻠﻲ Zn / (Zn 2+ + SO 42- ) // ( Cu 2+ + SO 42- ) / Cu ⊕ : - 3اﻟﺘﻔﺎﻋﻞ اﻟﺤﺎدث ﻓﻲ اﻟﻌﻤﻮد : * اﻟﻘﻄﺐ اﻟﺴﺎﻟﺐ : Zn * اﻟﻘﻄﺐ اﻟ ﻤﻮﺝﺐ : Cu
⎯⎯ Zn → Zn 2+ + 2 e⎯⎯ Cu 2+ + 2 e - → Cu 2
135
) أآﺴﺪة ( ) إرﺝﺎع (
- 4اﻟﻘﻮة اﻟﻤﺤﺮآﺔ اﻟﻜﻬﺮﺑﺎﺋﻴﺔ :ﺑﻤﺎ أن ﻡﺤﺼـﻠﺔ اﺵـﺘﻐﺎل اﻟﻌ ﻤـﻮد یـﺘﻢ وﻓـﻖ اﻟﺘﻔﺎﻋـﻞ أآﺴـﺪة -إرﺝـﺎع )V(v olt ⎯⎯ Cu 2+ + Zn اﻟﺘﺎﻟﻴﺔ → Zn 2+ + Cu 2 : 2+ 0,34 Cu / Cu و ﺑﺎﻟﺘﺎﻟﻲ ﺕﻜﻮن اﻟﻘﻮة اﻟﻤﺤﺮآﺔ اﻟﻜﻬﺮﺑﺎﺋﻴﺔ : 0 E = ∆d p - ∆d p E Zn/Zn 2+
Cu/Cu 2+
= 0,34 - 0,76 = 1,1
Zn 2+ / Zn
-0,76
- 5ﻡﺪة اﺵﺘﻐﺎل اﻟﻌﻤﻮد : * ﻟﺘﻜﻦ ∆tﻡﺪة اﺵﺘﻐﺎل اﻟﻔﺮدیﺔ و اﻟﻤﻮاﻓﻘﺔ ﻟﻠﺘﻘﺪم اﻟﻨﻬﺎﺋﻲ x fو ﻟﻴﻜﻦ Iﺵـﺪة اﻟﺘﻴـﺎر ﺧـﻼل هـﺬا اﻟﺰﻡﻦ ﻓﺈن :
ϕf I
= ∆t
⇒
ϕ f = I × ∆tو ﺑﺘﻌﻮیﺾ ϕ f = Z . x f .F :
یﻜﻮن. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Z.x f .F I
– 6اﻟﺤﺼﻴﻠﺔ اﻟﻄﺎﻗﻮیﺔ :اﻟﺠ ﻤﻠﺔ ﻋﻤﻮد ﺕﻤﻠﻚ ﻃﺎﻗﺔ داﺧﻠﻴ ﺔ E iﻓﺨﻼل
= ∆t
We
اﺵـﺘﻐ ﺎﻟﻪ ﺕﺤــﺪث ﺕﺤــﻮﻻت آﻴﻤﻴﺎﺋﻴـﺔ ﻋﻨــﺪ اﻟﻤﺴــﺮیﻴﻦ ﻡ ﻤـﺎ یﺠﻌــﻞ اﻟﻄﺎﻗــﺔ اﻟﺪاﺧﻠﻴﺔ ﺕﺘﺤﻮل إﻟﻰ ﻃﺎﻗﺔ آﻬﺮﺑﺎﺋﻴﺔ E i 1 - w e = E i 2 :
Ei 1
E Ei 2
ﻡﻼﺣﻈﺔ :هﻨﺎك أﻋﻤﺪة أﺧﺮى ﻡﺜﻞ : أ /ﻋﻤﻮد ﻟﻜﻼﻥﺸﻴﻪ :اﻟﻤﺘﺤﻠﻞ اﻟﻜﻬﺮﺑﺎﺋﻲ ﻡﺤﻠﻮل ﻡﻦ آﻠﻮر اﻷﻡﻨﻴﻮم NH 4 Clو اﻟﻘﻄﺐ اﻟﺴﺎﻟﺐ ﻗﻠﻢ ﻡﻦ اﻟﺘﻮﺕﻴﺎء ،أﻡﺎ اﻟﻘﻄﺐ اﻟﻤﻮﺝﺐ ﻓﺄﺱﻄﻮاﻥﺔ ﻡﻦ اﻟﻔﺤﻢ اﻟﻜﺎﺕﺐ ﻡﻮﺽﻮﻋﺔ داﺧﻞ إﻥﺎء ذي ﻡﺴﺎم ﻡﻠﺊ ﺑﻤﺰیﺞ ﻡﻦ ﺙﺎﻥﻲ أآﺴﻴﺪ اﻟﻤﻐﻨﺰیﻮم M n O 2و ﻓﺤﻢ اﻟﻜﻮك و یﺘﻢ اﺵﻐﺎﻟﻪ وﻓﻖ اﻟﻤﻌﺎدﻻت اﻟﺘﺎﻟﻴﺔ ⎯⎯ Zn → Zn 2+ + 2e و ﻗﻮﺕﻪ اﻟﻤﺤﺮآﺔ اﻟﻜﻬﺮﺑﺎﺋﻴﺔ
اﻟﻤﺪﺧﺮات :
،
⎯⎯ 2NH 4+ + 2e - → 2 NH 3 + H 21
E = Fem = 1,5 v
هﻲ ﻋﺒﺎرة ﻋﻦ ﻡﻮﻟﺪات آﻬﺮوآﻴﻤﻴﺎﺋﻴﺔ ﻗﺎﺑﻠﺔ ﻟﻠﺸﺤﻦ و اﻟﺘﻔﺮیﻎ ،ﺕـﻢ ﺻـﻨﺎﻋﺔ أول
ﻡﺪﺧﺮة ﺱﻨﺔ 1860م / 2اﻟ ﻤــﺪﺧﺮات اﻟﺮﺻﺎﺻــﻴﺔ :أﻏ ﻠــﺐ ﺑﻄﺎریــﺎت اﻟﺨــﺰن ﺕﺼــﻨﻊ ﻡــﻦ ﺵــﺒﻜﻴﺔ رﺻﺎﺻــﻴﺔ ﺕﺤﺘــﻮي ﻋ ﻠــﻰ اﻷﻥﺘﻴﻤﻮن و اﻟﺒﺎریﻮم أو ﻡﻌﺎدن أﺧﺮى و ﺕﺘﻜﻮن ﻡﻦ ﻗﻄﺐ ﺱﺎﻟﺐ ﻡﻌﻄﻰ ﺑﺎﻟﺮﺻﺎص اﻹﺱﻔﻨﺠﻲ اﻟﺮﻡﺎدي و ﻗﻄﺐ ﻡﻮﺝﺐ ﻡﺸﺒﻊ ﺑﺜﺎﻥﻲ أآﺴﻴﺪ اﻟﺮﺻﺎص PbO 2ﻓﻲ ﺣﻤﺾ اﻟﻜﺒﺮیﺖ ﺑﺘﺮآﻴﺰ ﻗﺪرﻩ 37% و ﺕﻜﻮن اﻟﺘﻔﺎﻋﻼت اﻟﻜﻴﻤﻴﺎﺋﻴﺔ ﻋﺒﺎرة ﻋﻦ أآﺴﺪة و إرﺝﺎع ﻋﻨﺪ اﻷﻗﻄﺎب آﻤﺎ یﻠﻲ : ⎯⎯ → Pb ++ + 2e
Pb + 2
⎯⎯ → PbO + H 2O + 2 e -
) ﺕﺄآﺴﺪة ﻋﻨﺪ اﻟﻘﻄﺐ اﻟﺴﺎﻟﺐ ( PbO + 2 H +
136
) إرﺝﺎع ﻋﻨﺪ اﻟﻘﻄﺐ اﻟﻤﻮﺝﺐ (
و ﺕﺘﻜﻮّن آﺒﺮیﺘﺎت اﻟﺮﺻﺎص ﻋﻠﻰ اﻟﻠﻮﺣﻴﻦ ﻥﺘﻴﺠﺔ اﻟﺘﻔﺎﻋﻞ : ⎯⎯ → PbSO 4 + 2 H +
Pb 2+ + H 2 SO4
⎯⎯ → PbSO 4 + H 2 O
PbO + H 2 SO 4
و هﻨﺎك أﻥﻮاع أﺧﺮى ﻡﻦ ﺑﻄﺮیﺎت ﺧﺰن ) ﻥﻴﻜﻞ آﺎدﻡﻴﻮم ( و ﺕﺴﺘﺨﺪم هﺬﻩ اﻟﺒﻄﺎریﺔ ﻟﻠﺮادیﻮ اﻟﺼﻐﻴﺮ و ﻡﺼﺎﺑﻴﺢ اﻟﺠﻴﺐ اﻟﻜﻬﺮﺑﺎﺋﻴﺔ . / 3ﻋﻴﻮب اﻟﺒﻄﺎریﺎت :اﻟﺘﺂآﻞ ﻇﺎهﺮة ﺕﺤﺪث ﻟﻠﻤﻌﺪن و یﻌﻨﻲ ذﻟﻚ ﺕﻠﻔﻬﺎ أو ﺕﺤﻄﻤﻬﺎ ﻥﺘﻴﺠﺔ ﻟﺘﻔﺎﻋﻞ آﻴﻤﻴﺎﺋﻲ، وﻗﺪ یﺤﺪث ﻡﺒﺎﺵﺮة ﺑﻴﻦ اﻟﻤﻌﺪن و ﻡﺎدة آﻴ ﻤﻴﺎﺋﻴﺔ ﻡﺜﻞ Cl 2ﻡﻊ M gو ﺕﻔﺎﻋﻞ O 2ﻡﻊ Naو M g )اﻟﻤﻐﻨﺰیﻮم ( ﻋﻨﺪ درﺝﺔ ﺣﺮارة ﻋﺎدیﺔ ،ﺑﻴﻨﻤﺎ یﺤﺪث هﺬا اﻟﺘ ﻔﺎﻋﻞ ﺑﻴﻦ اﻷآﺴﺠﻴﻦ و اﻟﻤﻌﺎدن اﻷﺧﺮى ﻋﻨﺪ درﺝﺔ ﺣﺮارة ﻋﺎﻟﻴﺔ و یﺴﻤﻰ هﺬا ﺑﺘﺂآﻞ اﻟﺠﺎف و ﻟﻜﻦ أﻏﻠﺐ ﺣﺎﻻت اﻟﺘﺂآﻞ ﺕﺤـﺪث ﻥﺘﻴﺠـﺔ ﻟﻠﺘ ﻔـﺎﻋﻼت اﻟﻜﻴﻤﻴﺎﺋﻴﺔ ﻓﻲ اﻟﺨﻠﻴﺔ اﻟﻜﻬﺮﺑﺎﺋﻴﺔ و یﺴﻤﻰ ﺑﺎﻟﺘﺂآﻞ اﻟﺮﻃﺐ ،و هﻨﺎك ﺑﻌﺾ اﻟﻌﻮاﻡﻞ اﻟﻤﻬﻤﺔ اﻟﻤﺆﺙﺮة ﻋﻠﻰ اﻟﺘﺂآﻞ و اﻟﺘﻲ ﻟﻬﺎ ﻋﻼﻗﺔ ﺑﺎﻟﻤﻌﺪن و هﻤﺎ :اﻟﺠﻬﺪ اﻟﻜﻬﺮوآﻴﻤﻴﺎﺋﻲ ،ووﺝﻮد ﻡﻌﺪن أو ﻡﺎدة أﺧﺮى ﺕﻌﻤﻞ آﻘﻄﺐ ﺱﺎﻟﺐ ،زیﺎدة ﺝﻬﺪ اﻟﻤﻌﺪن ،ﻥﻘﺎوة اﻟﻤﻌﺪن اﻟﺤﺎﻟﺔ اﻟﻄﺒﻴﻌﻴﺔ اﻟﻤﻌﺪﻥﻴﺔ ،اﻟﻤﺴﺎﻓﺔ اﻟﻨﺴﺒﻴﺔ ﻟﺴﻄﺢ اﻟﻤﻌﺪن ﻓﻲ ﺣﺎﻟﺔ اﻟﻘﻄﺒﻴﻦ ،ﻗﺎﺑﻠﻴﺔ ذوﺑﺎن اﻟﻤﻮاد اﻟﻨﺎﺕﺠﺔ ﻡﻦ ﻋﻤﻠﻴﺔ اﻟﺘﺂآﻞ ،وﺝﻮد اﻟﺮﻃﻮﺑﺔ . ﻡﻮاﻥﻊ اﻟﺘﺂآﻞ :هﺬﻩ اﻟﻤﻮاﻥﻊ ﺕﻌﺘﺒﺮ إﺣﺪى اﻟﻄﺮق ﻟﻤﻌﺎﻟﺠﺔ ﻋﺪد ﻡﻦ اﻟﻤﺸﺎآﻞ اﻟﻨﺎﺕﺠﺔ ﻋﻦ اﻟﺘﺂآﻞ وهﻲﻡﺮآﺒــﺎت ﻋﻀــﻮیﺔ و ﻏﻴــﺮ ﻋﻀــﻮیﺔ و ﻡــﻦ اﻟ ﻤــﻮاد ﻏﻴــﺮ اﻟﻌﻀــﻮیﺔ ﻡــﺜﻼ اﻟﺴــﻴﻠﻴﻜﺎت و اﻟﻜﺮو ﻡــﺎت و اﻟﻔﻮﺱﻔﺎت و اﻟﺒﻮرات اﻟﻤﻄﻔﻰ . Ca ( OH ) 2 أﻡﺎ ﻡﻮاﻥﻊ اﻟﺘﺂآﻞ اﻟﻌﻀﻮیﺔ ﻓﻤﻨﻬﺎ اﻟﺠﻴﺮ و اﻟﻘﻮاﻋﺪ اﻟﻌﻀﻮیﺔ ﻡﺜﻞ اﻷﻡﻴﻨﺎت . . .إﻟﺦ . / 4ﻡﻤﻴﺰات اﻟﻤﺪﺧﺮات : آﻤﻴــﺔ اﻟﻜﻬﺮﺑـــﺎء :اﻟﺘـــﻲ یﻤﻜـــﻦ أن ﺕﻌﻄﻴﻬـــﺎ ﺑﻌـــﺪ ﺵـــﺤﻨﻬﺎ ) ﺱـــﻌﺔ اﻟ ﻤـــﺪﺧﺮة ( ووﺣـــﺪﺕﻬﺎ أﻡﺒﻴـــﺮ ﺱﺎﻋﻲ ) ( Ahو ﺕﺘﻮﻗﻒ ﻋﻠﻰ ﺱﻄﺢ اﻟﺼﻔﺎﺋﺢ ،وﺕﺒﻠﻎ ﻓﻲ اﻟﻤﺪﺧﺮات اﻟﺤﺎﻟﻴﺔ ﺣﻮاﻟﻲ ϕ = 12 Ah ﻟﻜﻞ 1 Kgﻡﻦ اﻟﺼﻔﺎﺋﺢ اﻟﺮﺻﺎﺻﻴﺔ . ﻡﻘﺎوﻡﺔ اﻟﻤﺪﺧﺮة :ﺕﻜﻮن ﻡﻘﺎوﻡﺔ اﻟﻤﺪﺧﺮة اﻟﺮﺻﺎﺻﻴ ﺔ ﻡﻦ رﺕﺒﺔ 1 Ω100 ﻡﺮدود آﻤﻴﺔ اﻟﻜﻬﺮﺑﺎء :و هﻮ ﻋﺒﺎرة ﻋﻦ ﻥﺴﺒﺔ آﻤﻴﺔ اﻟﻜﻬﺮﺑﺎء ' ϕاﻟﺘﻲ ﺕﻌﻄﻴﻬﺎ اﻟ ﻤـﺪﺧﺮة أﺙﻨـﺎءاﻟﺘﻔﺮیـﻎ إ ﻟـﻰ آﻤﻴـﺔ اﻟﻜﻬﺮﺑـﺎء ϕاﻟﺘــﻲ آـﺎن ﻋﻠﻴﻨـﺎ أن ﻥﺠﻌﻠﻬـﺎ ﺕﺠﺘـﺎز اﻟ ﻤــﺪﺧﺮة ﺣﺘـﻰ ﻥﺸـﺤﻨﻬﺎ أي :
و هﻲ ﻡﻘﺎوﻡﺔ ﺽﻌﻴﻔﺔ
'φ أو 0, 9 = 90% φ ﻡﺮدود اﻟﻘﺪرة :ﻥﺴﺒﺔ اﻟﻘﺪرة اﻟﺘﻲ ﺕﻌﻄﻴﻬﺎ اﻟﻤﺪﺧﺮة أﺙﻨﺎء اﻟﺘﻔﺮیﻎ ﻋﻠﻰ اﻟﻘﺪرة اﻟﺘﻲ وﺝﺐ ﺻﺮﻓﻬﺎ ﻡﻦ= Rφﺕﻘﺮیﺒ ًﺎ
أﺝﻞ اﻟﺸﺤﻦ
72 %أي
E'el 0,72 = ρE Eel
أﻥﻮاع اﻟﻤﺪﺧﺮات – 1 :اﻟﻤﺪﺧﺮة اﻟﺮﺻﺎﺻﻴﺔ – 2 /اﻟﻤﺪﺧﺮات اﻟﻘﻠﻮیﺔ – 3 /اﻟﻤﺪﺧﺮات اﻟﻘﺼﺒﻴﺔ
137
اﻟﺘﻤﺎریﻦ .اﻟﺘﻤﺮیﻦ اﻷول : یﺤﺘﻮي ﻋﻤﻮد ﻋﻠﻰ ﻗﻄﺐ ﺱﺎﻟﺐ یﺘﻜﻮن ﻡﻦ 12 gﻡﻦ اﻟﺘﻮﺕﻴـﺎء و ﺑﺎﻋﺘﺒـﺎر أن هـﺬا اﻟﻌ ﻤـﻮد ﻻ یﺴﺘﻌﻤﻞ ﺣﻘﻴﻘ ﺔ إ ّﻻ 65%ﻡﻦ اﻟﺘﻮﺕﻴﺎء . / 1ﻓﺴﺮ ﻡﺎذا یﺤﺪث ﻋﻨﺪ هﺬا اﻟﻌﻄﺐ ؟ / 2أﺣﺴﺐ آﻤﻴﺔ اﻟﻜﻬﺮﺑﺎء ) ﺱﻌﺔ اﻟﻌﻤﻮد ( .اﻟﺤﻞ : / 1ﺕﺤﺪث ﻋﻤﻠﻴﺔ اﻷآﺴﺪة ﻟﻬﺬا اﻟﻌﻤﻮد وﻓﻖ اﻟﻤﻌﺎدﻟﺔ اﻟﺘﺎﻟﻴﺔ ( 2 ) ( 1 ) : ⎯⎯ Zn → Zn 2+ + 2 e 23 / 2ﺣﺴﺎب اﻟﺴﻌﺔ φ = ne -× N × e = 2 × 6,023 × 10 × 1,6 × 10 -19= 193000C : هﺬﻩ اﻟﺴﻌﺔ ﻡﻦ أﺝﻞ 1 m olو ﻟﻜﻦ ﺑﻤﺎ أن ﻟﺪیﻨﺎ : 12 g n = m × 65 ⇒ n = 12 × 65 = 0,119 mol M 100 100 × 65,5 ϕ(12 g ) = ϕ × n = 2,3 × 10 4 C .اﻟﺘﻤﺮیﻦ اﻟﺜﺎﻥﻲ : ﻋﻤﻮد ﻟﻮآﻼﺕﺸﻲ ﻗﻮﺕـﻪ اﻟﻤﺤﺮآـﺔ اﻟﻜﻬﺮﺑﺎﺋﻴـﺔ Fem = 1,5 vﺑ ﺈ ﻡﻜﺎﻥـﻪ ﺕ ﻤﺮیـﺮ ﺕﻴـﺎر آﻬﺮﺑـﺎﺋﻲ ﺵﺪﺕﻪ I = 0,2 Aﻓﻲ ﻥﺎﻗﻞ أوﻡﻲ ﻡﻘﺎوﻡﺘﻪ R = 4,5 Ωﻟﻤﺪة 80ﺱﺎﻋﺔ .أﺣﺴﺐ : أ – ﻡﻘﺎوﻡﺔ اﻟﻌﻤﻮد .
ب – آﺘﻠﺔ اﻟﺘﻮﺕﻴﺎء اﻟﻤﺴﺘﻬﻠﻜﺔ .
ﺝـ -اﻟﻨﺴﺒﺔ اﻟﻜﺘﻠﻴﺔ اﻟﻤﺌﻮیﺔ ﻟﻠﺘﻮﺕﻴﺎء اﻟﻤﺴﺘﻌﻤﻠﺔ ،ﻡﻊ اﻟﻌﻠﻢ أن اﻟﻌﻤﻮد آﺎن یﺤﺘﻮي ﻓـﻲ اﻟﺒﺪایـﺔ یﻌﻄﻰ Zn = 65,4 g/m ol : ﻋﻠﻰ 32 gﻡﻦ اﻟﺘﻮﺕﻴﺎء . اﻟﺤﻞ : أ – ﻡﻘﺎوﻡﺔ اﻟﻌﻤﻮد ) :ﻥﺎﻗﻞ أوﻡﻲ ( U AB = RI
و
) ﻥﺎﻗﻞ أوﻡﻲ ( U AB = Fem - rI
وﻡﻨﻪ U AB = Fem - rI ⇒ Fem = ( R + r ) I ⇒ r = 1,5 - 4,5 = 3 Ω : 0,2 ب – آﺘﻠﺔ اﻟﺘﻮﺕﻴﺎء اﻟﻤﺴﺘﻬﻠﻜﺔ :
) nC = 2ﺕﻜﺎﻓﺆ اﻟﺘﻮﺕﻴﺎء (
m a 0,2 × 80 × 3600 × 65,4 × m( g) = I × ∆t = = 19,5 g 96500 ne 96500 × 2
138
– 3اﻟﻨﺴﺒﺔ اﻟﻜﺘﻠﻴﺔ ﻟﻠﺘﻮﺕﻴﺎء اﻟﻤﺴﺘﻌﻤﻞ : ⎯⎯ 32 g → 100 % ⎯⎯ 19, 5 g → x%
x = 19,5 × 100 61 % ، 32
إذن اﻟﻨﺴﺒﺔ اﻟﻤﺌﻮیﺔ اﻟﻜﺘﻠﻴﺔ 61% .اﻟﺘﻤﺮیﻦ اﻟﺜﺎﻟﺚ : اﺱﺘﻐﺮﻗﺖ ﻋﻤﻠﻴﺔ ﺵﺤﻦ ﺑﻄﺎریﺔ ﻡﺪﺧﺮات ﺑﺘﻴﺎر آﻬﺮﺑﺎﺋﻲ ﺵﺪﺕﻪ 6 Aﺕﺤﺖ ﺕﻮﺕﺮ U = 2,25 v زﻡﻨ ًﺎ ﻗﺪرﻩ 10 hﻋﻠﻤ ًﺎ ﺑﺄﻥﻪ ﺧﻼل ﻋﻤﻠﻴﺔ اﻟﺘﻔﺮیﻎ ﺕﻨﺘﺞ هﺬﻩ اﻟﺒﻄﺎریﺔ ﺕﻴﺎرًا ﺵﺪﺕﻪ 7,5 Aﺕﺤﺖ ﺕﻮﺕﺮ ﻗﺪرﻩ ، U ' = 2 vوأن ﻡﺮدودهﺎ ﻓﻲ آﻤﻴﺔ اﻟﻜﻬﺮﺑﺎء . 0,9أﺣﺴﺐ : أ – ﺱﻌﺔ اﻟﺒﻄﺎریﺔ. ﺝـ -اﻟﻤﺮدودیﺔ ﻓﻲ اﻟﻄﺎﻗﺔ.
ب – ﻡﺪة اﻟﺘﻔﺮیﻎ.
اﻟﺤﻞ : أ – ﺱﻌﺔ اﻟﺒﻄﺎریﺔ ' : ϕﻟﺪیﻨﺎ ϕ = I ∆t = 6 × 10 = 60 Ah : 'ϕ ⇒ ϕ ' = R × ϕ = 0,9 × 60 = 54 Ah ϕ 'ϕ = ϕ' = I ∆t ⇒ ∆tوﻡﻨﻪ : ب – ﻡﺪة اﻟﺘﻔﺮیﻎ = 54 = 7,2 h : 7,5 Ι =R
E 'el ' U' × ϕ = ﻡﺮدود اﻟﻄﺎﻗﺔ = 2 × 54 = 0,8 : E el U× ϕ 2, 25 × 60
∆t = 7,2 h
= ρوﻡﻨﻪ ρ = 80% :
.اﻟﺘﻤﺮیﻦ اﻟﺮاﺑﻊ : یﻌﻄﻲ اﻟﺘﻤﺜﻴﻞ اﻻﺻﻄﻼﺣﻲ ﻟﺨﻠﻴﺔ آﻬﺮوآﻴﻤﻴﺎﺋﻴﺔ آﺎﻟﺘﺎﻟﻲ : Pt / Fe+3 , Fe +2 // Sn +4 , Sn +2 / Pt – 1أآﺘﺐ اﻟﺘﻔﺎﻋﻞ اﻟﻜﻴ ﻤﻴﺎﺋﻲ اﻟﺤﺎدث ﻓﻲ هﺬا اﻟﻌﻤﻮد . – 2أآﺘﺐ اﻟﺘﻔﺎﻋﻞ اﻟﻜﻴ ﻤﻴﺎﺋﻲ اﻟﺤﺎدث ﻋﻨﺪ آﻞ ﻗﻄﺐ. اﻟﺤﻞ : ⎯⎯ : 1یﻤﻜﻦ ﺕﻤﺜﻴﻞ ﺕﻔﺎﻋﻞ هﺬﻩ اﻟﺨ ﻠﻴﺔ آﻤﺎ یﻠﻲ → 2Fe +3 + Sn +2 : ⎯← 2 Fe 2+ + Sn+4 ⎯ و ﻥﻼﺣﻆ أن ) ( 2e -ﻗﺪ راﻓﻘﺎ ﻋﻤﻠﻴﺔ اﻹرﺝﺎع ﺑﺎﻟﻨﺴﺒﺔ ﻷیﻮن Sn+4إﻟﻰ أیﻮن Sn+2و ﻋﻠﻴﻪ ﻓﺈن اﻻﺕﺰان اﻹﻟﻜﺘﺮون ﻟﻠﻤﻌﺎدﻟﺔ ﻻﺑﺪ أن یﻜﻮن ﻡﺼﺤﻮﺑ ًﺎ ﺑﺘﺸﻜﻞ ﺵﺎردة . Fe 2+ ⎯⎯ – 2ﺕﻔﺎﻋﻞ ﻋﻨﺪ اﻟﺠﻬﺔ اﻟﻴ ﻤﻨﻰ → Sn +2 : ⎯← Sn +4 + 2 e - ⎯ ⎯⎯ ﺕﻔﺎﻋﻞ ﻋﻨﺪ اﻟﺠﻬﺔ اﻟﻴﺴﺮى → 2Fe+2 :⎯← 2 Fe +3 + 2e - ⎯
139
.اﻟﺘﻤﺮیﻦ اﻟﺨﺎﻡﺲ : یﻌﻄﻲ اﻟﺘﻤﺜﻴﻞ اﻻﺻﻄﻼﺣﻲ ﻟﺨﻠﻴﺔ آﻬﺮوآﻤﻴﺎﺋﻴﺔ آﺎﻟﺘﺎﻟﻲ : Hg / Hg 2 Cl 2(s) , HCl ( 0,01 m) // HCl ( 0,01 m) , Hg 2 Cl 2(s) / Hg أآﺘﺐ اﻟﻤﻌﺪﻻت اﻟﻜﻴ ﻤﻴﺎﺋﻴﺔ ﻋﻨﺪ آﻞ ﻗﻄﺐ .اﻟﺤﻞ : -
⎯⎯ ) Hg + 2Cl (0,01m ﻋﻨﺪ اﻟﻘﻄﺐ اﻟﻤﻮﺝﺐ → Hg 2Cl 2 + 2 e : ﻋﻨﺪ اﻟﻘﻄﺐ اﻟﺴﺎﻟﺐ Hg 2Cl 2 + 2e → 2 Cl -( 0,01 m ) + 2 Hg : .اﻟﺘﻤﺮیﻦ اﻟﺴﺎدس : ﺕﻌﻄﻲ ﻡﻌﺎدﻟﺔ اﻥﺤﻼل اﻟﻤﺎء آﺎﻟﺘﺎﻟﻲ 2H 2O = O 2 / ( g ) + 2 H 2 / ( g ) : O 2 ( g ) / H 2 Oو ) H 2O / H 2 ( g
ﻥﻌﺘﺒﺮ اﻟﺜﻨﺎﺋﻴﺘﻴﻦ :
– 1ﺑﻴّﻦ ﻓﻲ رﺱﻢ ﺕﻮﺽﻴﺤﻲ اﻟﺘﻔﺎﻋﻞ اﻟﻜﻴ ﻤﻴﺎﺋﻲ اﻟﺤﺎﺻﻞ ﻓﻲ آﻞ ﻗﻄﺐ. – 2هﻞ اﻟﺘﻔﺎﻋﻞ اﻟﺤﺎدث ﺕﻠﻘﺎﺋﻲ أم ﻗﺼﺮي ؟ – 3ﻓﻲ آﻞ دﻗﻴﻘﺔ یﺴﺘﻨﺸﻖ إﻥﺴﺎن ﺣﺠﻢ v = 0,3 Lﻡﻦ اﻷآﺴﺠﻴﻦ ﺑﺎﻋﺘﺒﺎر أن v m = 25 A / mol
و 1Farad ay = 96500 C/mol
أ /أﺣﺴﺐ آﻤﻴﺔ اﻟﻤﺎدة ) ηO2ﻋﺪد ﻡﻮﻻت ( اﻷآﺴﺠﻴﻦ اﻟﻤﺴﺘﻨﺸﻖ ﻡﻦ ﻃﺮف اﻟﺮﺋﺘﻴﻦ ﺧﻼل ﺱﺎﻋﺔ ) ( 1h ب /هﺬﻩ اﻟﻜﻤﻴﺔ ﻡﻦ اﻷآﺴﺠﻴﻦ یﺘﻢ إﻥﺘﺎﺝﻬﺎ ﻡﻦ اﻟﺘﺤﻠﻴﻞ اﻟﻜﻬﺮﺑﺎﺋﻲ ﻟﻠﻤﺎء ،وﺽـﺢ ﻓـﻲ ﺝـﺪول ﺕ ﻘـﺪم اﻟﺘﻔﺎﻋﻞ اﻟﺤﺎﺻﻞ ﻟﻜﻤﻴﺔ ﻡﺎدة اﻻﻟﻜﺘﺮوﻥﺎت اﻟﻤﺘﻐﻴﺮة و ﺕﺤﻘﻖ أﻥﻬﺎ ﺕﺴﺎوي . ne = 2,88 mol ﺝـ /أوﺝﺪ آﻤﻴﺔ اﻟﻜﻬﺮﺑﺎء . ϕ i د /أوﺝﺪ ﺵﺪة اﻟﺘﻴﺎر Iﺧﻼل زﻡﻦ 1hﺑﺎﻋﺘﺒ ﺎرﻩ ﺙﺎﺑﺖ . هـ /إذا آﺎن ﻓﺮق اﻟﺘﻮﺕﺮ ﺑﻴﻦ ﻃﺮﻓﻲ اﻟﻤﻮﻟﺪ . U = 5 v أﺣﺴﺐ اﻟﻄﺎﻗﺔ اﻟﻜﻬﺮﺑﺎﺋﻴﺔ Eclاﻟﻤﺴﺘﻬﻠﻜﺔ ﺧﻼل . 1hاﻟﺤﻞ : /1اﻟﻘﻄﺐ اﻟﻤﻮﺝﺐ
e-
⊕
com
A
A
I
* إرﺝﺎع -
n2 + 2
M
اﻟﻘﻄﺐ اﻟﺴﺎﻟﺐ * أآﺴﺪة
ee
M1 n22
n 1-
X1
X
2 H 2O + 2 e - = H 2 + 2 OH -
n1 + 1
M
2 H 2O = O 2 + 4 H + + 4 e -
140
– 2هﺬا اﻟﺘﻔﺎﻋﻞ ﻗﺼﺮي – 3أ /
ηo2 = V × 60 = 0,3 × 60 = 0,72 m ol Vm 25
ب -آﻤﻴﺔ اﻷآﺴﺠﻴﻦ اﻟﺘﻲ ﺕﺴﺘﻨﺸﻘﻬﺎ اﻟﺮﺋﺘﻴﻦ -
2 H 2O = O 2 + 4 H + + 4 e -
آﻤﻴﺔ اﻟﻤﺎدة eﺑﺎﻟﻤﻮل
اﻟﺤﺎﻟﺔ اﻻﺑﺘﺪاﺋﻴﺔ
0
0
η H2 O
0
أﺙﻨﺎء اﻟﺘﻔﺎﻋﻞ
4x
x
η H2 O - x
4x
اﻟﺤﺎﻟﺔ اﻟﻨﻬﺎﺋﻴﺔ
4 xf
x f = η02
η H2 O - x f
4 xf
nیﻌﺪ اﻟﺠﺪول اﻟﻤﻘﺪم x f = ηo 2 = e : 4 ηe = 4 ηo 2 = 4 × 0,72 = 2,88 mol ﺝـ /ﺣﺴﺎب آﻤﻴﺔ اﻟﻜﻬﺮﺑﺎء ϕ = ne- × f = 2,88 × 96500 = 2,78 × 10 5 C : د ( ﺣﺴﺎب ﺵﺪة اﻟﺘﻴﺎر :
ne . f ∆t
2,88 × 96500 و ﻡﻨﻪ = 77,2 A : 3600
=
ϕ ∆t
ϕ = I . ∆t
=⇒ I
= I
هـ /ﺣﺴﺎب اﻟﻄﺎﻗﺔ Eel = U . ϕ = U . ne- . f = 5,00 × 2,88 × 96500 : Eel Eel = 1,39 × 10 6 joul .اﻟﺘﻤﺮیﻦ اﻟﺴﺎﺑﻊ : یﻌﻄﻰ اﻟﺘﻤﺜﻴﻞ اﻻﺻﻄﻼﺣﻲ ﻟﻠﺒﻴﻞ اﻟﺘﺎﻟﻲ : Ag / Ag 2 SO 2 ( 0,02 m) // Cd SO 4 ( 0,016 m ) /Cd أآﺘﺐ ﻡﻌﺎدﻟﺔ اﻟﺘﻔﺎﻋﻞ اﻟﺨﺎﺻﺔ ﺑﺎﻟﻘﻄﺒﻴﻦ اﻟﺴﺎﻟﺐ و اﻟﻤﻮﺝﺐ . أﺣﺴﺐ اﻟﻘﻮة اﻟﻤﺤﺮآﺔ اﻟﻜﻬﺮﺑﺎﺋﻴﺔ ﻟﻠﺨﻠﻴﺔ .اﻟﺤﻞ : ﻋﻨﺪ اﻟﻘﻄﺐ اﻟﻤﻮﺝﺐ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . : ﻋﻨﺪ اﻟﻘﻄﺐ اﻟﺜﺎﻟﺚ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . :
-
+
⎯⎯ 2Ag → 2 Ag + 2 e ⎯⎯ Cd 2+ + 2e → Cd
ﺣﺴﺎب Fem = FAg + / Ag - Fcd +2 / cd = - 0,8 - 0,4 = - 1,2 v olt : Fem
141
.اﻟﺘﻤﺮیﻦ اﻟﺜﺎﻡﻦ : ﺕﻌﺘﺒﺮ اﻟﺒﻴﻞ اﻟﺘﺎﻟﻲ mol/c ) // Ag + ( 10 -1 m ol/l ) Ag :
-1
2+
Zn / Zn ( 10
أ /أﺣﺴﺐ اﻟﻜﻤﻮن E 1ﻟﻤﺴﺮى اﻟﻔﻀﺔ و اﻟﻜﻤﻮن E 2ﻟﻤﺴﺮى اﻟﺰﻥﻚ ﺙﻢ ﺣﺪد ﻗﻄﺒﻴﺔ اﻟﺒﻴﻞ . ب /أآﺘﺐ اﻟﺘﻔﺎﻋﻠﻴﻦ اﻟﺤﺎﺻﻠﻴﻦ ﻋﻨﺪ اﻟﻘﻄﺒﻴﻦ و اﺱﺘﻨﺘﺞ اﻟﺘﻔﺎﻋﻞ اﻹﺝﻤﺎﻟﻲ . ﺝـ /أﺣﺴﺐ اﻟﻘﻮة اﻟﻤﺤﺮآﺔ اﻟﻜﻬﺮﺑﺎﺋﻴﺔ ﻟﻠﺒﻴﻞ ﻋﻨﺪ اﺵﺘﻐ ﺎﻟﻪ . إذا ﻋﻠﻤﺖ أن :آﻤﻮن اﻟﻨﻈﺎﻡﻲ 0,8 + = ( Ag +1 / Ag ) E0ﻓﻮﻟﻂ ) ( vآﻤﻮن اﻟﻨﻈﺎﻡﻲ 0,76 - = ( Z n / Z n+2 ) E 0ﻓﻮﻟﻂ ) ( v اﻟﺤﻞ : ﺕﻤﺜﻴﻞ اﻟﺒﻴﻞ ⊕ Zn / Zn 2+( 10 -1 M ) // Ag + ( 10 -1 M ) / Ag ⎯⎯ → Ag ⎯← Ag + + e - أ * /ﺣﺴﺎب آﻤﻮن ﻡﺴﺮى اﻟﻔﻀﺔ : Ag ⎯ -
و ﺣﺴﺐ ﻡﻌﺎدﻟ ﺔ ﻥﺮﻥﺴﺖ : E 1 = E 01 + 0,06 log [Ag + ] = 0,8 + 0,06 log10 - = 0,8 + 0,06 (-1 ) = 0,74 v ⎯⎯ Zn 2+2e- * ﺣﺴﺎب آﻤﻮن ﻡﺴﺮى اﻟﺰﻥﻚ → Zn : Zn 0,06 log [Zn 2+ ] = - 0,76 - 0,03 = - 0,79 v 2
E 2 = E 02 +
ﺑﻤﺎ أن E 2 < E1إذن ﻡﺴﺮى اﻟﻔﻀ ﺔ یﻤﺜﻞ اﻟﻘﻄﺐ اﻟﻤﻮﺝﺐ و ﻡﺴﺮى اﻟﺰﻥﻚ یﻤﺜﻞ اﻟﻘﻄﺐ اﻟﺴﺎﻟﺐ ⎯⎯ Ag + + e - → Ag
ب /ﻋﻨﺪ ا ﻟﻘﻄﺐ اﻟﻤﻮﺝﺐ یﺤﺪث اﻹرﺝﺎع :
⎯⎯ Zn → Zn 2+2e -
ﻋﻨﺪ اﻟﻘﻄﺐ اﻟﺴﺎﻟﺐ یﺤﺪث أآﺴﺪة : اﻟﺘﻔﺎﻋﻞ اﻹﺝﻤﺎﻟﻲ :
⎯⎯ 2Ag + + Zn → 2Ag + Zn 2+
ﺝـ /ﺣﺴﺎب اﻟﻘﻮة اﻟﻤﺤﺮآﺔ اﻟﻜﻬﺮﺑﺎﺋﻴﺔ ﻟﻠﺒﻴﻞ : Fem = ∆E = E + - E - = 0,74 - ( - 0,79 ) = 1,53 vإذن :
Fem = 1,53 v
.اﻟﺘﻤﺮیﻦ ا ﻟﺘﺎﺱﻊ : ﻟﺪیﻨﺎ اﻟﺒﻴﻞ اﻟﻜﻬﺮوآﻴ ﻤﻴﺎﺋﻲ اﻟﺘﺎﻟﻲ : -ﻥﺼﻒ اﻟﺒﻴﻞ اﻷول ﻋﺒﺎرة ﻋﻦ ﻡﺴﺮى ﻡﻦ اﻟﺒﻼﺕﻴﻦ Ptﻡﻐﻤﻮس ﻓﻲ ﻡﺤﻠﻮل اﻟﺒﺮوم
Br 2ﺕﺮآﻴﺰﻩ
) ( 1 m ol/Lو ﺵﻮارد اﻟﺒﺮوم Br -ﺕﺮآﻴﺰهﺎ ) ( 0,1 mol/L ﻥﺼﻒ اﻟﺒﻴﻞ اﻟﺜﺎﻥﻲ ﻋﺒﺎرة ﻋﻦ ﻡﺴﺮى اﻟﺒﻼﺕﻴﻦ ﻡﻐﻤﻮس ﻡﺤﻠﻮل ﻡﻦ ﺵﻮارد اﻟﺤﺪیﺪ اﻟﺜﻨﺎﺋﻲ Fe 2 +ﺕﺮآﻴﺰﻩ ) ( 10 -2 mol/Lو ﺵﻮارد اﻟﺤﺪیﺪ اﻟﺜﻼﺙﻲ Fe 3 +ﺕﺮآﻴﺰﻩ ) ( 5 × 10 -2 mol/L
142
– 1أﺣﺴﺐ آﻤﻮن آﻼ ﻡﻦ اﻟﻤﺴﺮیﻴﻦ ﺙﻢ اﺱﺘﻨﺘﺞ اﻟ ﻘـﻮة اﻟﻤﺤﺮآـﺔ اﻟﻜﻬﺮﺑﺎﺋﻴـﺔ ﻟﻬـﺬا اﻟﺒﻴـﻞ ﻓـﻲ ﺑﺪایـﺔ اﺵﺘﻐﺎﻟﻪ . – 2ﻡﺜﻞ ﻋﺒﺎرة ) ﺱﻠﺴﻠﺔ ( هﺬا اﻟﺒﻴﻞ ﻡﺤﺪدًا ﻗﻄﺒﻴﻪ ) رﻡﺰ اﺻﻄﻼﺣﻪ ( . – 3أآﺘﺐ ﻡﻌﺎدﻟﺔ اﻟﺘﻔﺎﻋﻞ اﻟﻨﺼﻔﻲ اﻟﺤﺎﺻﻞ ﻋﻨﺪ آﻞ ﻡﻦ اﻟﻤﺴﺮیﻴﻦ ﺙﻢ اﺱﺘﻨﺘﺞ اﻟﺘﻔﺎﻋﻞ اﻹﺝﻤﺎﻟﻲ . – 4أﺣﺴﺐ ﺙﺎﺑﺖ اﻻﺕﺰان Kﻟﻬﺬا اﻟﺘﻔﺎﻋﻞ . یﻌﻄﻰ :اﻟﻜﻤﻮن اﻟﻨﻈ ﺎ ﻡﻲ ﻟﻺرﺝﺎع E°( Br 2 / Br ) = 1,06 V : اﻟﻜﻤﻮن اﻟﻨﻈ ﺎ ﻡﻲ ﻟﻺرﺝﺎع E°( Fe 3+ / Fe 2 + ) = 0,771 V : اﻟﺤﻞ : ⎯⎯ Br 2 + 2 e - أ /ﺣﺴﺎب آﻤﻮن اﻟﻤﺴﺮى اﻷول → 2Br - : و ﺣﺴﺐ ﻡﻌﺎدﻟﺔ ﻥﺮﻥﺴﺖ : [Br 2 ] = 1,06 + 0,03 log 1 0,06 + log = + 1,12 v 2 ( 10 -1 ) 2 [ Br - ]2
E 1 = Eo Br2 / Br /
/
⎯⎯ Fe 3 + + e - ب /ﺣﺴﺎب آﻤﻮن اﻟﻤﺴﺮى اﻟﺜﺎﻥﻲ → Fe 2+ : [Fe 3+ ] = 0,77 + 0,06 log 5 × 10 -2 = + 0,812 v E 2 = Eo Fe3+ / Fe 2+ + 0,06 log ] [Fe 2+ 10 -2 ﺝـ -اﻟﻘﻮة اﻟﻤﺤﺮآﺔ اﻟﻜﻬﺮﺑﺎﺋﻴﺔ ﻟﻠﺒﻴﻞ ∆E = E 1 - E 2 = 1,12 - 0,812 = 0,308 v : – 2ﻋﺒﺎرة اﻟﺒﻴﻞ ) اﻟﺸﻜﻞ اﻻﺻﻄﻼﺣﻲ ( : ⊕ Pt / Fe 2+( 10 -2 mol/l ) , Fe 3+( 5 × 10 -2 ) mol/l // Br - ( 10 -1 mol/l ) / Pt أو اﺧﺘﺼﺎرًا :
⊕
Fe 2 + / Fe 2+ // Br 2 / Br -
-
⎯⎯ 2Fe 2 + – 3ﻡﻌﺎدﻟﺔ اﻟﺘﻔﺎﻋﻞ ﻋﻨﺪ اﻟﻘﻄﺐ اﻟﺴﺎﻟﺐ ) أآﺴﺪة ( → Fe 3+ + e - : ⎯⎯ Br 2 + 2 e - ﻡﻌﺎدﻟﺔ اﻟﺘﻔﺎﻋﻞ ﻋﻨﺪ اﻟﻘﻄﺐ اﻟﻤﻮﺝﺐ ) إرﺝﺎع ( → 2Br -⎯⎯ 2Fe 2 + + Br 2 اﻟﻤﻌﺎدﻟﺔ اﻹﺝﻤﺎﻟﻴﺔ → 2Fe 3+ + 2Br - : – 4ﺣﺴﺎب ﺙﺎﺑﺖ اﻟﺘﻮازن ﻋﻨﺪ ﺕﻮﻗﻒ اﻟﺒﻴﻞ :
[ ] ] + [ Br K = Fe 2 ] [Fe 2+ ] + [Br
- 2
⎯⎯ ﻟﺪیﻨﺎ → 2Fe 3+ + 2Br - : ⎯← 2Fe 2 + + Br 2و ⎯
3+ 2
و ﺣﺴﺐ ﻡﻌﺎدﻟﺔ ﻥﺮﻥﺴﺖ ﻓﺈن : و ﻟﺪیﻨﺎ n = 2 :و
) 2 ( 1,06 - 0,771 = 9,63 0 ,06
إذن K = 4,26 × 10 9 :
143
=
)
E 20
E 10
0 ,06
(n
= log K
-
.اﻟﺘﻤﺮیﻦ اﻟﻌﺎﺵﺮ : - Iﻥﻌﺘﺒﺮ ﺑﻴﻼ )ﻋﻤﻮدا ( ﻡﺆﻟﻒ ﻡﻦ ﻗﻄﺒﻲ ﻥﺤﺎس ﻡﻐﻤﻮﺱﻴﻦ ﻓﻲ ﻡﺤﻠﻮل آﺒﺮیﺘﺎت اﻟﻨﺤﺎس ، CuSo4آﻞ ﻡﺤﻠﻮل ﻟﻪ ﺣﺠﻢ v = 100 mlو ﺕﺮآﻴﺰ ﺵﻮارد اﻟﻨﺤﺎس ﻓﻲ آﻞ ﻡﺤﻠﻮل آﺎﻟﺘﺎﻟﻲ :
[Cu 2 + ]1
= 1 mol/l ، [Cu 2 + ] 2 = 1 × 10 -2 mol/l – 1 – Iأآﺘﺐ ﻡﻌﺎدﻟﺔ اﻟﺘﻔﺎﻋﻞ اﻟﺤﺎﺻﻠﺔ ﻓﻲ آﻞ ﻗﻄﺐ و أذآﺮ اﺱﻢ آﻞ ﺕ ﻔﺎﻋﻞ ) أآﺴﺪة ،إرﺝﺎع ( – 2أآﺘﺐ ﻡﻌﺎدﻟﺔ اﻟﺘﻔﺎﻋﻞ اﻟﺤﺎﺻﻠﺔ ﻓﻲ اﻟﺒﻴﻞ ﻡﻦ أﺝﻞ ﺕﻔﺎﻋﻞ ﻓﻲ ﺣﺎﻟﺔ ﺕﻮازن ) K =1ﻡﻌﺎﻡﻞ اﻟﺘﻮازن( – 3أﺣﺴﺐ ﻗﻴﻤﺔ آﺴﺮ اﻟﺘﻔﺎﻋﻞ اﻻﺑﺘﺪاﺋﻲ ϕr.I – 4هﻞ هﺬﻩ اﻟﻘﻴﻤﺔ ﻡﺘﻨﺎﺱﺒﺔ ﻡﻊ اﻻﺱﺘﻘﻄﺎب اﻟﻤﻘﺘﺮح ؟ – 5ﻥﺮﺑﻂ اﻟﺒﻴﻞ اﻟﺴﺎﺑﻖ ﻡﻊ ﻥﺎﻗﻞ أوﻡﻲ و أﻡﺒﻴﺮ ﻡﺘﺮ.– أ /أرﺱﻢ اﻟﺪارة اﻟﻤﻮاﻓﻘﺔ . ب /وﺽﺢ ﻋﻠﻰ اﻟﺮﺱﻢ اﺕﺠﺎﻩ اﻟﺘﻴﺎر و اﺕﺠﺎﻩ ﺣﺮآﺔ اﻻﻟﻜﺘﺮوﻥﺎت . ﺝـ /آﻴﻒ ﺕﺼﺒﺢ اﻟﺘﺮاآﻴﺰ ﻋﻨﺪﻡﺎ ﻥﺼﻞ إﻟﻰ ﺣﺎﻟﺔ ﺕﻮازن؟ – IIﻥﺴﺘﺒﺪل ﻗﻄﺐ ﻡﻦ اﻟﻨﺤﺎس ﺑﺤﻠﻘﺔ ﻡﻦ ﻡﻌﺪن ﻥﺎﻗﻞ ﻡﻄﻠﻲ ﺑﺎﻟﻨﺤﺎس . – 1ﻡﺎ هﻮ اﻟﻌﻨﺼﺮ اﻟﻮاﺝﺐ إﺽﺎﻓﺘﻪ ﻟﻠﺪارة ﺣﺘﻰ یﺤﺪث اﻟﺘﻔﺎﻋﻞ ) اﻻﺱﺘﻘﻄﺎب ( ؟ – 2أآﺘﺐ ﻥﺼﻒ اﻟﻤﻌﺎدﻟﺘﻴﻦ اﻟﺤﺎدﺕﻴﻦ ﻓﻲ آﻞ ﻗﻄﺐ . – 3اﺱﺘﻨﺘﺞ اﺕﺠﺎﻩ اﻟﺘﻴﺎر اﻟﻜﻬﺮﺑﺎﺋﻲ و اﺕﺠ ﺎﻩ اﻻﻟﻜﺘﺮوﻥﺎت ) ﻋﻠﻰ اﻟﺮﺱﻢ ( . – 4اﻟﺒﻴﻞ یﺸﺘﻐﻞ ﻟﻤﺪة ﺱﺎﻋﺔ ﺑﺘﻴﺎر ﺵﺪﺕﻪ I = 400 mAأ /أﺣﺴﺐ ﻗﻴﻤﺔ اﻟﺴﻌﺔ اﻟﻜﻬﺮﺑﺎﺋﻴﺔ . ϕ ب /أﺣﺴﺐ آﻤﻴﺔ اﻻﻟﻜﺘﺮوﻥﺎت ) n ( e -اﻟﻤﺘﻨﻘﻠﺔ ﻓﻲ اﻟﺪارة ﺧﻼل هﺬا اﻟﺰﻡﻦ . ﺝـ /ﻡﺎ هﻲ اﻟﻌﻼﻗﺔ ﺑﻴﻦ آﻤﻴﺔ ﺵﻮارد اﻟﻨﺤﺎس اﻟﻤﺨﺘﻔﻴﺔ ] ndisq [ Cu 2 +و آﻤﻴﺔ اﻻﻟﻜﺘﺮوﻥﺎت اﻟﻤﺘﻨﻘﻠﺔ ﻓﻲ اﻟﺪارة ) n ( e -؟ د /أﺣﺴﺐ آﻤﻴﺔ ﻡﺎدة اﻟﻨﺤﺎس ﻡﻮﺽﻮﻋﺔ ) . n'disq ( Cu هـ /ﻡﺎ هﻲ آﺘﻠﺔ اﻟﻨﺤﺎس ) m( Cuاﻟﻤﻮاﻓﻘﺔ ؟ اﻟﺤﻞ : -
/ 1 – Iاﻟﻘﻄﺐ اﻟﻤﻮﺝﺐ + 2 e = Cu(1) ( s ) :
2+ )Cu (aq
إرﺝﺎع
2+ ) Cu ( 2 ) ( s ) = Cu(2أآﺴﺪة اﻟﻘﻄﺐ اﻟﺴﺎﻟﺐ (aq ) + 2 e - : 2+ 2+ )Cu (1 )(aq) + Cu( 2 ) ( s ) = Cu (2 (aq ) + Cu(1) (S) - 2 -2 – 3ﺣﺴﺎب ⇒ ϕ r.i = 1 × 10 = 1 × 10 -2 = 0,01 : ϕr.i 1
144
2+ )[ Cu(aq ] 2.t 2+ )[ Cu(aq ] 1.t
= ϕ r.i
– 4ﻟﺪیﻨﺎ K = 1 :و ϕr.i = 0,01أي أن ϕr.i < K :اﻟﺠ ﻤﻠﺔ ﺕﺘﻄﻮر ﻓﻲ اﻻﺕﺠﺎﻩ اﻟﻤﺒﺎﺵﺮ و هﺬا یﻌﻨﻲ أﻥﻬﺎ ﻡﺘﻨﺎﺱﺒﺔ ﻡﻊ اﻻﺱﺘﻘﻄﺎب اﻟﻤﻌﻄﻰ : - 1 -5
A
eI
/ - 5ﻋﻨﺪ ﺣﺎﻟﺔ اﻟﺘﻮازن : 2+ )[ Cu(aq ] 2.eq 2+ [ Cu(aq) ] 1.eq
2+ 2+ )= 1 ⇒ [ Cu (aq )] 2.eq = [ Cu(aq ] 1.eq
⇒ ϕ r.i = K
وهﺬا یﻌﻨﻲ أن ﺕﺮآﻴﺰ ﺵﻮارد اﻟﻨﺤ ﺎس ﻡﺘﺴﺎوي ﻓﻲ ﺣﺎﻟﺔ اﻟﺘﻮازن – 1 – IIاﻟﻌﻨﺼﺮ اﻟﻤﻬﻢ اﻟﺬي یﺠﺐ إﺽﺎﻓﺘﻪ هﻮ ﻡﻮﻟﺪ . 2+ )Cu 1(S) = Cu1(aq + 2e −
– 2ﻗﻄﺐ : 1أ آﺴﺪة . . . . . . . . . . . . . . . . . .ﻗﻄﺐ : 2إرﺝﺎع . . . . . . . . . . . . . . . . . . اﻟﻤﻮﻟﺪ یﺪﻓﻊ ﺑﺎﻟﺘﻔﺎﻋﻞ ﻓﻲ اﻻﺕﺠﺎﻩ اﻟﻌﻜﺴﻲ
2+ )Cu 2(aq ) + 2e − = Cu 2 ( s
A -
ϕ – 4أ /ﺣﺴﺎب : ϕﻟﺪیﻨﺎ ∆t
e
I
=I
وﻡﻨﻪ ϕ = I × ∆t ⇒ ϕ = 400 × 10 -3 × 3600 = 1,44 × 10 3 C : ب /ﺣﺴﺎب ) n ( e -ﻟﺪیﻨﺎ :
ϕ N ×e-
= ) n(e -
1,44 × 10 3 = 1,5 × 10 -2 mol 23 -19 6 ,023 × 10 × 1,6 × 10 ﺝـ /ﺑﻤﺎ أﻥﻪ آﻠﻤﺎ ﺕﻨﺘﺞ ﺵﺎردة Cu 2 +ﺕﻘﺎﺑﻠﻬﺎ : 2e −
= ) ⇒ n (e -
⎯⎯ Cu 2 + → 2e -
⎯⎯ ηdis = X ) → η (e 1,5 × 10 -2 =) = 1 n(e- = 0,75 × 10 -2 mol 2 2
)
2+
( cu ⇒ ηdis
) η( e 2
=X
د /ﻟﺪیﻨﺎ Cu → Cu 2 + : وﻋﻠﻴﻪ :
ηdep ( cu ) = ηdep ( cu 2 + ) ⇒ ηdep ( cu ) = 0,75 × 10 -2 mol
145
هـ /آﺘﻠﺔ اﻟﻨﺤﺎس : × 63,5 = 4,8 × 10 -1 g
-3
⇒ m = ηdep ( Cu ) . M ( Cu ) = 7,5 × 10
η=m M
.اﻟﺘﻤﺮیﻦ اﻟﺤﺎدي ﻋﺸﺮ : ﻥﻌﺘﺒﺮ ﻡﻌﺎدﻟﺔ اﻟﺘﻔﺎﻋﻞ اﻟﺤﺎدﺙﺔ = 2 Cu I (s) + I 2 ( aq ) :
)I (aq
+4
2+ )2Cu(aq
أ /أآﻤﻞ اﻟﺠﺪول اﻟﺘﺎﻟﻲ ﺑﺎﻋﺘﺒﺎر η0آﻤﻴﺔ ﻟﺸﻮارد Cu 2 +اﻻﺑﺘﺪاﺋﻴﺔ و آﻤﻴﺔ η1ﻟﻠﻴﻮد اﻟﻤﻘﺪﻡﺔ : 2+ )2Cu(aq )+ 4 I (aq ) = 2 Cu I (s) + I 2 ( aq
ﻓﺎﺋﺾ
اﻟﺤﺎﻟﺔ اﻻﺑﺘﺪاﺋﻴﺔ أﺙﻨﺎء اﻟﺘﻔﺎﻋﻞ اﻟﺤﺎﻟﺔ اﻟﻨﻬﺎﺋﻴﺔ ب /اﺱﺘﻨﺘﺞ اﻟﻌﻼﻗﺔ ﺑﻴﻦ η0و . η1 ﺝـ /ﻥﺮﻓﻊ ﻡﻦ آﻤﻴﺔ ) η1ﻟﻠﻴﻮد ( اﻟﻤﻌﻄﻰ ﻓﻲ اﻟﻤﻌﺎدﻟﺔ اﻟﺘﺎﻟﻴﺔ : -2 = 2 I (- aq ) + S 4O 6(aq )
– 1ﻡﺎ هﻲ اﻟﻌﻼﻗﺔ ﺑﻴﻦ )
2
I 2 ( aq ) + 2 SO
) 2 3(aq ( S 2O 32−
ηو η1آﻤﻴﺔ ) ( I 1؟
– 2اﻟﺤﺠﻢ اﻟﻤﺼﺒﻮب ﻋﻨﺪ اﻟﺘﻜﺎﻓﺆ V ep = 10,0 mlو ﺕﺮآﻴﺰ ﺵﻮارد S 2O 32 −هﻮ 1×10 -1 mol/l – 3أﺣﺴﺐ ﻗﻴﻤﺔ . η1 – 4اﺱﺘﻨﺘﺞ ﻗﻴﻤﺔ . η0 – 5اﺱﺘﻨﺘﺞ ﺕﺮآﻴﺰ ﺵﻮارد اﻟﻨﺤﺎس C 0ﻓﻲ 100 mlﻡﻦ اﻟﻤﺤﻠﻮل اﻟﺤﻞ : أ - /اآﻤﺎل اﻟﺠﺪول : ) = 2 Cu I (s) + I 2 ( aq اﻟﺤﺎﻟﺔ اﻻﺑﺘﺪاﺋﻴﺔ أﺙﻨﺎء اﻟﺘﻔﺎﻋﻞ
x=0 x
0 x
0 2x
اﻟﺤﺎﻟﺔ اﻟﻨﻬﺎﺋﻴﺔ
x max
n1 = xmax
2 xmax
ﻓﺎﺋﺾ
ب /اﻟﻌﻼﻗﺔ ﺑﻴﻦ η0و : η1ﻟﺪیﻨﺎ ﻡﻦ اﻟﺠﺪول : η0 2
= η0 - 2X max = 0 ⇒ x max
إذن :
146
η0 2
)I (aq
= η1
+4
2+ )2Cu(aq
n0 n0 – 2 x n0 – 2 x max
– 2ﻋﻨﺪ اﻟﺘﻜﺎﻓﺆ η ( S 2O 32− ) = 2 η1 : C ( S 2O 32 − ) V éq = ⇒ η1 2
– 3ﺣﺴﺎب ﻗﻴﻤﺔ : η1
) V éq = 2 η1
S 2O 32 −
(C
-1 -3 ⇒ η1 = 1 × 10 × 10 × 10 = 5 × 10 -4 mol 2
– 4ﻗﻴﻤﺔ : η0ﻟﺪیﻨﺎ η0 = 2 η1 :
η0 = 2 × 5 × 10 -4 = 1 × 10 -3 mol
و
-3 η0 – 5ﻗﻴﻤﺔ ﺕﺮآﻴﺰ = 1 × 10 -3 = 1 × 10 -2 m ol / A : C 0 V 100 × 10
= C0
.اﻟﺘﻤﺮیﻦ اﻟﺜﺎﻥﻲ ﻋﺸﺮ : اﻥﻄﻼﻗـ ًﺎ ﻡــﻦ اﻟﺜﻨــﺎﺋﻴﺘﻴﻦ أآﺴـﺪة /إرﺝــﺎع ﻟﻜــﻞ ﻡــﻦ Ag + (aq) / Ag , Cu 2+ (aq) / Cu (s) : یﻤﻜﻦ آﺘﺎﺑﺔ اﻟﻤﻌﺎدﻟﺘﻴﻦ : )( 1 ) . . . . . . . . . . . . . . . cu( s ) + 2 Ag + ( aq ) = 2Ag ( s ) + Cu +2 (aq )( 2 ) . . . . . . . . . . . . . . Cu +2 ( aq ) + 2 Ag (s) = 2Ag + ( aq ) + Cu(s ﺙﺎﺑﺖ اﻟﺘﻮازن ﻟﻜﻞ ﻡﻌﺎدﻟﺔ ﻋﻠﻰ اﻟﺘﺮﺕﻴﺐ K 1 = 2,1 × 10 15 :
و K 2 = 4,8 × 10 -16
/ 1ﻗﺎم ﺕﻠﻤﻴﺬ ﺑﺘﺤﻘﻴﻖ اﻟﺘﺠﺮﺑﺔ اﻟﺘﺎﻟﻴﺔ :وﺽﻊ ﻓﻲ ﺑﺸﺮ ﺣﺠﻢ V 1 = 50 mlﻡﻦ ﻡﺤﻠﻮل آﺒﺮیﺘﺎت اﻟﻨﺤﺎس ) (IIذو اﻟﺘﺮآﻴﺰ C 1 = 1 mol/lﻡﻊ ﺣﺠﻢ V 2 = 50 mlﻡﻦ ﻡﺤﻠﻮل ﻥﺘﺮات اﻟﻔﻀﺔ ذو اﻟﺘﺮآﻴــﺰ ، C 2 = 0,5 mol/lﺑﺎﻋﺘﺒــﺎر أن ﻡﺤ ﻠــﻮل آﺒﺮیﺘــﺎت اﻟﻨﺤــﺎس ذو ﻟــﻮن أزرق ﺑﻴﻨ ﻤـ ﺎ ﻡﺤﻠﻮل ﻥﺘﺮات اﻟﻔﻀﺔ ﻋﺪیﻢ اﻟﻠﻮن . وﺽﻊ ﺱﻠﻜ ﺎ ﻡﻦ اﻟﻔﻀﺔ ﺙﻢ أﺽﺎف 3 gﻡﻦ ﺑﺮادة اﻟﻨﺤﺎس اﻷﺣﻤﺮ ﺙﻢ ﻗﺎم ﺑﺘﺤﺮیﻚ اﻟﻤﺰیﺞ و ﺑﻌﺪ ﻡﺪةﻗﺎم ﺑﺘﺮﺵﻴﺢ اﻟﻤﺤﻠﻮل ﻓﺘﺤﺼﻞ ﻋﻠﻰ ﻡﺎ یﻠﻲ : ﺕﻠﻮن اﻟﻤﺤﻠﻮل ﺑﺎﻟﻠﻮن اﻷزرق اﻟﻘ ﺎﺕﻢ . وﺝﻮد ﻡﻮاد رﻡﺎدیﺔ اﻟ ﻠﻮن ﻓﻲ اﻟﻘﺎع .أ /اﻥﻄﻼﻗ ًﺎ ﻡﻦ اﻟﻤﻌﺎدﻟﺘﻴﻦ اﻟﺴﺎﺑﻘﺘﻴﻦ ﻡﺎ هﻲ اﻟﻤﻌﺎدﻟﺔ اﻟﺘﻲ ﺕﻮﺽﺢ اﻟﺘﻔﺎﻋﻞ اﻟﻜﻴ ﻤﻴﺎﺋﻲ اﻟﺤﺎدث ﻓﻲ اﻟﺒﺸﺮ؟ ب /أذآﺮ اﻻﺣﺘﻤﺎﻻت اﻟﻤﻤﻜﻨﺔ ﻻﺕﺠﺎﻩ ﺕﻘﺪم اﻟﺘﻔﺎﻋﻞ. ﺝـ /أﺣﺴﺐ آﺴﺮ اﻟﺘﻘﺪم ϕ1iاﻻﺑﺘﺪاﺋﻲ . د /هﻞ اﻟﺘﻘﺪم ﻓﻲ اﻻﺕﺠﺎﻩ اﻟﻤﺒﺎﺵﺮ أم اﻟﻌﻜﺴﻲ .
147
اﻟﺤﻞ : أ /اﻟﻤﻌﺎدﻟﺔ اﻟﺘﻲ ﺕﻌﻄﻲ ﻟﻤﺎ یﺤﺪث ﻓﻲ اﻟﺒﺸﺮ هﻲ ) : ( 1 )Cu (s) + 2 Ag + ( aq ) = 2Ag ( s )2 + Cu +2(aq و هﺬا ﻟﺘﻠﻮن اﻟﻤﺤﻠﻮل ﺑﺎﻟﻠﻮن اﻷزرق دﻟﻴﻞ ﻋﻠﻰ ﺵﻜﻞ ﺵﻮارد اﻟﻨﺤﺎس ﺑﻜﻤﻴـﺎت ﻡﻌﺘﺒـﺮة و اﻟﺒ ﻘـﻊ هـﻲ ذرات اﻟﻔﻀﺔ اﻟﻤﺘﺮﺱﺒﺔ ذات اﻟﻠﻮن اﻟﺮ ﻡﺎدي . ب /هﻨﺎك ﺙﻼث اﺣﺘﻤﺎﻻت ﻡﻤﻜﻨﺔ : ϕ r,i < k / 1اﻟﺘﻔﺎﻋﻞ ﺑﺘﻘﺪم اﻻﺕﺠﺎﻩ اﻟﻤﺒﺎﺵﺮ ϕ r,i = k / 2اﻟﺘﻔﺎﻋﻞ ﻓﻲ ﺣﺎﻟﺔ ﺕﻮازن ϕ r,i > k / 3اﻟﺘﻔﺎﻋﻞ یﺘﻘﺪم ﻓﻲ اﻻﺕﺠﺎﻩ اﻟﻌﻜﺴﻲ ﺝـ /ﺣﺴﺎب آﺴﺮ اﻟﺘﻘﺪم ϕ r,i : c1 v 1 ) × (v 1 + v 2 ( c 2v 2 ) 2
=
2
c1 v 1 v1 + v 2 ⎞ ⎛ c 2v 2 ⎟ ⎜v + v ⎠ 2 ⎝ 1
=
⎤ 2+ )⎡ Cu(aq ⎣ ⎦1
2
⎤ ) ⎡ Ag +( aq ⎣ ⎦1
= ϕ r,i
50 × 1 × 100 = 1,96 ( 0 ,5 × 50 ) 2
= ϕ r,i
و ﺑﻤﺎ أن k 1 = 2,1 × 10 15هﺬا یﻌﻨﻲ أن اﻟﺘﻔﺎﻋﻞ یﺘﻘﺪم ﻓﻲ اﺕﺠﺎﻩ ﻡﺒﺎﺵﺮ ϕ r,i < k 1 .اﻟﺘﻤﺮیﻦ اﻟﺜﺎﻟﺚ ﻋﺸﺮ : یﻌﻄﻰ ﻡﺎ یﻠﻲ : – 1ﺻﻔﻴﺤﺔ ﻡﻦ اﻟﻨﺤﺎس
– 2ﺻﻔﻴﺤﺔ ﻡﻦ اﻟﻔﻀﺔ
– 3ﻡﺤﻠﻮل آﺒﺮیﺘﺎت اﻟﻨﺤﺎس ) ( IIﺣﺠﻤﻪ V 1 = 50 mlو ﺕﺮآﻴﺰﻩ C 1 = 1 mol/ A – 4ﻡﺤﻠﻮل ﻥﺘﺮات اﻟﻔﻀﺔ ﺣﺠﻤﻪ V 2 = 50 mlو ﺕﺮآﻴﺰﻩ C 2 = 1 m ol/ A - 5ﺝﺴﺮ ﻡﻦ ﻥﺘﺮات اﻟﺒﻮﺕﺎﺱﻴﻮم أ – اﻥﻄﻼﻗ ًﺎ ﻡﻦ اﻟﻤﻌﻄﻴﺎت اﻟﺴﺎﺑﻘﺔ أرﺱﻢ ﺕﺮآﻴﺐ هﺬا اﻟﻌﻤﻮد . ب /أآﺘﺐ اﻟﻤﻌﺎدﻟﺘﻴﻦ اﻟﻨﺼﻔﻴﺘﻴﻦ ﻟﻠﺘﻔﺎﻋﻠﻴﻦ اﻟﺤﺎدﺙﻴﻦ ﻋﻨﺪ اﻟﻘﻄﺒﻴﻦ . ﺝـ /أآﺘﺐ اﻟﻤﻌﺎدﻟﺔ اﻟﻜﻴ ﻤﻴﺎﺋﻴﺔ اﻟﺤﺎدﺙﺔ ﻓﻲ اﻟﻌﻤﻮد . د /أﺣﺴﺐ آﺴﺮ اﻟﺘﻔﺎﻋﻞ اﻻﺑﺘﺪاﺋﻲ . ϕ r,i هـ /هﻞ اﻟﺘﻔﺎﻋﻞ یﺘﻘﺪم ﻓﻲ اﺕﺠﺎﻩ ﻡﺒﺎﺵﺮ أم اﻟﻌﻜﺴﻲ ﻋﻠﻤﺎ أن k 1 = 2,1 . 10 15 و /ﻡﺘﻰ یﺼﺒﺢ اﻟﻌﻤﻮد ﻓﻲ ﺣﺎﻟﺔ ﺕﻮازن ؟
148
اﻟﺤﻞ : أ/ ) ( K + , NO 3-
C uSO 4
AgNO 3
ب /اﻟﻤﻌﺪﻟﺘﻴﻦ اﻟﻨﺼﻔﻴﺘﻴﻦ اﻟﻘﻄﺐ اﻟﺴﺎﻟﺐ ) ﻥﺤﺎس ( :
Cu ( s ) = Cu (2+aq ) + 2e -
اﻟﻘﻄﺐ اﻟﻤﻮﺝﺐ ) ﻓﻀﺔ ( :
Ag ( aq ) = Ag
أآﺴﺪة إرﺝﺎع
2+ ﺝـ /اﻟﻤﻌﺎدﻟﺔ اﻹﺝﻤﺎﻟﻴﺔ : )Cu ( s ) + 2 Ag (+aq ) = 2Ag ( s ) + Cu(a
c1 د /ﺣﺴﺎب آﺴﺮ اﻟﺘﻔﺎﻋﻞ اﻻﺑﺘﺪاﺋﻲ = 1 : c2
⎤ 2+ )⎡ Cu (aq ⎣ ⎦1
=
2
⎦⎤ ⎡⎣ Ag +
= ϕ r,i
إذن اﻟﺘﻔﺎﻋﻞ یﺘﻘﺪم ﻓﻲ اﻻﺕﺠﺎﻩ اﻟﻤﺒﺎﺵﺮ ϕ r,i < k 1 + ⎤ ⎡⎣Cu (2aqو ﺕ ﻘﻞ ⎦⎤ ) ⎡⎣ Ag (+aqإذن ϕ rیﺰداد ﺣﺘﻰ یﻘﺘﺮب ﻋﻨﺪﻡﺎ یﺸﺘﻐﻞ اﻟﻌﻤﻮد ﺕﺰداد ﺵﻮارد ⎦ )
ﻡﻦ Kو ﻋﻨﺪﻡﺎ یﺼﺒﺢ ϕ r = Kﻥﻘﻮل أن اﻟﻌﻤﻮد ﻓﻲ ﺣﺎﻟﺔ ﺕﻮازن . .اﻟﺘﻤﺮیﻦ اﻟﺮاﺑﻊ ﻋﺸﺮ : ﻥﻨﺠﺰ اﻟﺒﻴﻞ اﻟﻜﻬﺮﺑﺎﺋﻲ اﻟﻤﻤﺜﻞ ﺑﺎﻟﺴﻠﺴﻠﺔ اﻟﺘﺎﻟﻴﺔ : Zn / Zn ( 0,1 mol/l ) // Cu 2 + ( 0,1 mol/l ) Cu 2+
– 2اﺱﺘﻨﺘﺞ ﻗﻄﺒﻴﺔ اﻟﺒﻴﻞ . - 1أﺣﺴﺐ آﻤﻮن آﻞ ﻡﺴﺮى. – 3أﺣﺴﺐ اﻟﻘﻮة اﻟﻤﺤﺮآﺔ اﻟﻜﻬﺮﺑﺎﺋﻴﺔ ﻟﻠﺒﻴﻞ ﻋﻨﺪ ﺑﺪایﺔ اﺵﺘﻐﺎﻟﻪ . - 4أآﺘﺐ ﻡﻌﺎدﻟﺔ اﻟﺘﻔﺎﻋﻞ اﻟﻨﺼﻔﻲ اﻟﺤﺎﺻﻞ ﻋﻨﺪ آﻞ ﻡﺴﺮى ،ﺙﻢ اﺱﺘﻨﺘﺞ اﻟﺘﻔﺎﻋﻞ اﻹﺝﻤﺎﻟﻲ. - 5أﺣﺴﺐ ﻗﻴﻤﺔ ﺙﺎﺑﺖ اﻻﺕﺰان ، Kﻡﺎذا ﺕﺴﺘﻨﺘﺞ ؟ ° E °Zn/Zn 2+ = - 0,76 v ، ECu/Cu یﻌﻄﻰ 2+ = + 0,34 v :
اﻟﺤﻞ : / 1أ -ﻡﺴﺮى اﻟﻨﺤﺎس → Cu : ⎯⎯ Cu 2 + + 2e ⎯← ⎯
149
0,06 log [Cu 2+ ] = 0,34 + 0,03 log 10 -1 = 0.31 volt 2
° ECu = ECu + / Cu+2
⎯⎯ ب /ﻡﺴﺮى اﻟﺰﻥﻚ → Zn 2 + + 2e - : ⎯← Zn ⎯ 0,06 log [ Zu 2+ ] = - 0,76 + 0,03 log 10 -1 = - 0,79 v olt 2
E Zu = E °Zn / Zn+2 +
/ 2ﻥﻼﺣﻆ أن ECu > E Zuإذن ﻡﺴﺮى اﻟﻨﺤﺎس یﻤﺜﻞ اﻟﻘﻄﺐ اﻟﻤﻮﺝﺐ و ﻡﺴﺮى اﻟﺰﻥﻚ یﻤﺜﻞ اﻟﻘﻄﺐ اﻟﺴﺎﻟﺐ ⊕ Zn / Zn 2+ // Cu 2 + / Cu
-
/ 3ﺣﺴﺎب ∆E = E Cu - E Zn = 0,31 - ( - 0,79 ) = 1,1 v : Fem آﺘﺎﺑﺔ اﻟﻤﻌﺎدﻟﺘﻴﻦ اﻟﻨﺼﻔﻴﺘﻴﻦ : أ /ﻋﻨﺪ اﻟﻘﻄﺐ اﻟﺴﺎﻟﺐ :أآﺴﺪة
.............
⎯⎯ → Zn 2 + + 2e⎯← Zn ⎯ → Cu ⎯⎯ Cu 2 + + 2e ⎯← ⎯
ﻋﻨﺪ اﻟﻘﻄﺐ اﻟﻤﻮﺝﺐ :إرﺝﺎع . . . . . . . . . . . . اﻟﻤﻌﺎد ﻟﺔ اﻹﺝﻤﺎﻟﻴﺔ : – 5ﺣﺴﺎب : k
.............
⎯⎯ → Z n 2+ + Cu ⎯← Zn + Cu 2+ ⎯
⎯⎯ → Z n 2+ + Cu ⎯← Zn + Cu 2+ ⎯
وﺣﺴﺐ ﻡﻌﺎدﻟﺔ ﺕﺮﺱﺖ ° n( E°Cu/Cu 2+ - E Zn/Zn ) 2+ 0,06 = log k ⇒ log K n 0,06 2(0,34 + 0,76 2,2 = = 0 ,06 0,06
° ° ECu/Cu = 2+ - E Zn/Zn 2+
k = 10 30,66 = 4,57 × 10 36 ﻥﻼﺣﻆ أن ﻗﻴﻤﺔ ( k = 4,57 × 10 36 ) : kآﺒﻴﺮة ﺝﺪًا إذن اﻟﺘﻔﺎﻋﻞ یﻌﺘﺒﺮ ﻋﻤﻠﻴ ًﺎ ﺕﺎﻡ ًﺎ .اﻟﺘﻤﺮیﻦ اﻟﺨﺎﻡﺲ ﻋﺸﺮ : ﻥﻨﺠﺰ اﻟﺒﻴﻞ اﻟﻜﻬﺮوآﻴ ﻤﻴﺎﺋﻲ اﻟﻤﺘﻜﻮن ﻡﻦ ﻥﺼﻔﻲ اﻟﺒﻴﻞ اﻟﺘﺎﻟﻴﻴﻦ : ﻥﺼـﻒ اﻟﺒﻴـﻞ ) ﻗﻄـﺐ ( " " Aﻋﺒـﺎرة ﻋـﻦ ﺱـﻠﻚ ﻡـﻦ اﻟﻔﻀـﺔ ﻡﻐ ﻤـﻮس ﻓـﻲ ﻡﺤ ﻠـﻮل ﻡـﻦ ﻥﺘــﺮاتاﻟﻔﻀﺔ ﺕﺮآﻴﺰﻩ ) ( 0,1 mol/ A ﻥﺼﻒ اﻟﺒﻴﻞ " " Bﻋﺒﺎرة ﻋﻦ ﺻﻔﻴﺤﺔ ﻡﻦ اﻟﻨﺤﺎس ﻡﻐﻤﻮﺱﺔ ﻓﻲ ﻡﺤﻠﻮل ﻡﻦ آﺒﺮیﺘﺎت اﻟﻨﺤﺎس) ( IIﺕﺮآﻴﺰﻩ ) ( 0,01 mol/ A أ /ﻡﺜﻞ ﻋﺒﺎرة ) اﻟﺮﻡﺰ اﻻﺻﻄﻼﺣﻲ ( ﻟﻠﺒﻴﻞ . ب /أﺣﺴﺐ اﻟﻜﻤﻮن E 1ﻟﻤﺴﺮى اﻟﻔﻀﺔ و E 2ﻟﻤﺴﺮى اﻟﻨﺤﺎس.
150
ﺝـ /أآﺘﺐ ﻡﻌﺎدﻟﺔ اﻟﺘﻔﺎﻋﻞ اﻟﻨﺼﻔﻲ اﻟﺤﺎﺻﻞ ﻋﻨﺪ آﻞ ﻡﺴﺮي ﺙﻢ اﺱﺘﻨﺘﺞ اﻟﺘﻔﺎﻋﻞ اﻹﺝﻤﺎﻟﻲ. د /أﺣﺴﺐ اﻟﻘﻮة اﻟﻤﺤﺮآﺔ اﻟﻜﻬﺮﺑﺎﺋﻴﺔ ﻟﻠﺒﻴﻞ ﻓﻲ ﺑﺪایﺔ اﺵﺘﻐﺎﻟﻪ . / 2ﻥﻀـﻴﻒ ﺕـﺪریﺠﻴ ًﺎ ﻡﺤ ﻠـﻮل HClإ ﻟـﻰ ﻡﺤ ﻠـﻮل AgNO 3اﻟﻤﻮﺝـﻮد ﻓـﻲ ﻥﺼـﻒ اﻟﺒﻴـﻞ Aﺣﺘــﻰ ﻥﺘﺤﺼﻞ ﻋﻠﻰ ﻡﺤﻠﻮل ﻡﺸﺒﻊ ﻡﻦ . AgCl أﺣﺴﺐ اﻟﻘﻮة اﻟﻤﺤﺮآﺔ اﻟﻜﻬﺮﺑﺎﺋﻴﺔ اﻟﺠﺪیﺪة ﻟﻠﺒﻴﻞ .یﻌﻄﻰ :اﻟﻜﻤﻮن اﻟﻨﻈ ﺎ ﻡﻲ ﻟـ ) + 0,8 . V = ( Ag + / Ag ) :ﻓﻮﻟﻂ ( اﻟﻜﻤﻮن اﻟﻨﻈ ﺎ ﻡﻲ ﻟـ ) + 0,34 . V = ( Cu 3+ / Cu ) :ﻓﻮﻟﻂ ( اﻟﺤﻞ : أ /ﻋﺒﺎرة اﻟﺴﻠﺴﻠﺔ ) اﻟﺮﻡﺰ اﻻﺻﻄﻼﺣﻲ ( ⊕ Cu / CuSO4 ( 0,01M ) // Ag NO 3 ( 0,1 M ) / Ag
-
⎯⎯ ب /ﺣﺴﺎب اﻟﻜﻤﻮن E 1ﻟﻤﺴﺮى اﻟﻔﻀﺔ :ﻟﺪیﻨﺎ → Ag + + e- : ⎯← Ag ⎯ و ﺣﺴﺐ ﻡﻌﺎدﻟﺔ ﻥﺮﻥﺴﺖ E1 = E1° + 0,06 log [ Ag + ] = 0,8 + 0,006 log 10 -1 = 0,74 v : ⎯⎯ ﺣﺴﺎب اﻟﻜﻤﻮن E 2ﻟﻤﺴﺮى اﻟﻨﺤﺎس → Cu 2+ + 2e - :⎯← Cu ⎯ 0,06 log [Cu 2+ ] = 0,34 + 0,03 log 10 -2 = 0,34 - 0,06 = 0,28 v 2 اﻟﺘﻔﺎﻋﻞ اﻟﻜﻴ ﻤﻴﺎﺋﻲ اﻟﺤﺎﺻﻞ ﻓﻲ آﻞ ﻡﺴﺮى :ﻥﻼﺣﻆ أن E 1 > E 2وﻡﻨﻪ ﻡﺴﺮى اﻟﻔﻀﺔ یﻤﺜﻞ اﻟﻘﻄﺐ E 1 = E 02 +
اﻟﻤﻮﺝﺐ ﺑﻴﻨﻤﺎ ﻡﺴﺮى اﻟﻨﺤﺎس اﻟﻘﻄﺐ اﻟﺴﺎﻟﺐ . ⎯⎯ Cu ﺝـ /ﻡﻌﺎدﻟﺔ اﻟﺘ ﻔﺎﻋﻞ ﻋﻨﺪ ﻡﺴﺮى اﻟﻨﺤﺎس → Cu 2+ + 2e -
⎯⎯ Ag + + e - ﻡﻌﺎدﻟﺔ اﻟﺘﻔﺎﻋﻞ ﻋﻨﺪ ﻡﺴﺮى اﻟﻔﻀﺔ → Ag :
) أآﺴﺪة ( ) إرﺝﺎع (
⎯⎯ 2Ag 2 + + Cu اﻟﺘﻔ ﺎﻋﻞ اﻹﺝﻤﺎﻟﻲ → 2Ag + Cu 2+ : د /ﺣﺴﺎب ) ∆Eق م ك ( Femﻟﻠﺒﻴﻞ Fem = ∆E = E1 - E 2 = 0,74 - 0,28 = 0,46v : / 2ﺣﺴﺎب ﻗﻮة اﻟﻤﺤﺮآﺔ اﻟﺠﺪیﺪیﺔ : ∆Eﻟﺪیﻨﺎ + Cl - : 2
وﻡﻨﻪ :
+
⎯⎯ → Ag ⎯← AgCl ⎯
⎤⎦ K ' = ⎣⎡ Ag + ⎦⎤ . [Cl - ] = ⎣⎡ Ag +
' E '1 = E 10 + 0,06 log ⎣⎡ Ag + ⎦⎤ = E 10 + 0,06 log K
E '1 = 0,8 + 1 ( 0,06 ) log K ' = 0,8 + 0,03 log 1,7 × 10 -10 = 0,51 v 2 ∆E' = E '1 - E 2 = 0,51 - 0,28 = 0,23 vوﻡﻨﻪ :
151
∆E' = 0,23 v
.اﻟﺘﻤﺮیﻦ اﻟﺴﺎدس ﻋﺸﺮ : إﻟﻴﻚ اﻟﻤﻌﻄﻴﺎت اﻟﺘﺎﻟﻴﺔ : ﺕﻔﺎﻋﻞ ﺻﻔﻴﺤﺔ ﻥﺤﺎس ﻡﻊ ﺵﻮارد اﻟﻔﻀﺔ آﺎﻟﺘﺎﻟﻲ :
2+ )Cu(aq
+
+ )2 Ag (s
= )+ Cu(s
)2Ag +(aq
ﺙﺎﺑﺖ اﻟﺘﻮازن ﺑﺎﻟﻨﺴﺒﺔ ﻟﻬﺬا اﻟﺘﻔﺎﻋﻞ K = 2,2 × 10 15 : ﻟﻮن ﺵﻮارد Ag +ﻓﻲ اﻟﻤﺤﻠﻮل ) ﻻ ﻟﻮن ﻟﻪ ( ﻟﻮن ﺵﻮارد No 3−ﻓﻲ اﻟﻤﺤﻠﻮل ) ﻻ ﻟﻮن ﻟﻪ ( ﻟﻮن ﺵﻮارد Cu 2 +ﻓﻲ اﻟﻤﺤﻠﻮل ) أزرق ( 1 Ah = 3,6 × 10 3C - 1 faraday = 96500 C/mol M ( Cu ) = 63,5 g/mol - Iﻥﺄﺧﺬ آﺄس ﺑﺸﺮ و ﻥﺼﺐ ﻓﻴﻪ ﻡﺤﻠﻮل ﻥﺘﺮات اﻟﻔﻀﺔ ﺣﺠﻤﻪ v 1 = 20 m lو ﺕﺮآﻴﺰ اﻟﻤﺤﻠﻮل C 1 = 1 × 10 -1 mol/ Aﺙﻢ ﻥﻀﻴﻒ ﺣﺠﻢ v 2 = 20 molﻡﻦ ﻡﺤﻠﻮل ﻥﺘﺮات اﻟﻨﺤﺎس ﺕﺮآﻴﺰﻩ اﻟﻤﻮاﻟﻲ C 2 = 5 × 10 -2 mol/ Aﻓﻲ آﺄس اﻟﺒﺸﺮ . ﻡﺎ هﻲ اﻟﺸﻮارد اﻟﻤﺘﻮاﺝﺪة ﻓﻲ اﻟﻤﺤﻠﻮل ؟ – 2أﺣﺴﺐ ﺕﺮآﻴﺰ آﻼ ﻡﻦ ⎡⎣ Ag + ⎤⎦ iو [Cu 2 + ] iاﻻﺑﺘﺪاﺋﻴﺔ ﻓﻲ اﻟﺒﺸﺮ. – IIﻥﻐﻤﺲ ﻓﻲ اﻟﺒﺸﺮ اﻟﺴﺎﺑﻘﺔ ﺻﻔﻴﺤﺔ ﻡﻦ اﻟﻨﺤﺎس و ﺻﻔﻴﺤﺔ ﻡﻦ اﻟﻔﻀﺔ . – 1أآﺘﺐ اﻟﻌﻼﻗﺔ اﻟﺤﺮﻓﻴﺔ ﻟﻜﺴﺮ اﻟﺘﻔﺎﻋﻞ ϕrاﻥﻄﻼﻗ ًﺎ ﻡﻦ اﻟﻤﻌﻄﻴﺎت اﻟﺴﺎﺑﻘﺔ. – 2أﺣﺴﺐ آﺴﺮ اﻟﺘﻔﺎﻋﻞ اﻻﺑﺘﺪاﺋﻲ . ϕr.i - 3هﻞ اﻟﺘﻔﺎﻋﻞ یﺘﻄﻮر ﻓﻲ اﻻﺕﺠﺎﻩ اﻟﻤﺒﺎﺵﺮ؟ – 4ﻡﺎذا ﻥﻼﺣﻆ ) ﺕﺘﻮﻗﻊ ( ﺑﻌﺪ 3 minﻡﻦ هﺬا اﻟﺘﻔﺎﻋﻞ ؟ – 5ﺑﺎﻋﺘﺒﺎر أن ﺵﻮارد اﻟﻨﺤﺎس ﻡﻮﺝﻮدة ﺑﻮﻓﺮة و یﻘﺪر ﺕﺮآﻴﺰهﺎ [Cu 2 + ] = 5 × 10 -2 mol/ A أﺣﺴﺐ ﺕﺮآﻴﺰ ﺵﻮارد ] [ Ag +اﻟﻤﻮﺝﻮدة ﻓﻲ اﻟﻤﺤﻠﻮل . – IIIﻡﻦ أﺝﻞ إﻥﺸﺎء ﺑﻴﻼ ) ﻋﻤﻮد ( ﻥﻮﻓﺮ اﻟﻮﺱﺎﺋﻞ اﻟﺘﺎﻟﻴﺔ : آــﺄس ﺑﺸــﺮ Aیﺤﺘــﻮي ﻋ ﻠــﻰ ﺣﺠــﻢ v 1 = 20 m lﻡــﻦ ﻡﺤ ﻠــﻮل ﻥﺘــﺮات اﻟﻔﻀــﺔ ذو اﻟﺘﺮآﻴــﺰC 1 = 1 × 10 -1 mol/ A آـﺄس ﺑﺸـﺮ Bیﺤﺘــﻮي ﻋ ﻠــﻰ ﺣﺠــﻢ v 1 = 20 m lﻡــﻦ ﻡﺤ ﻠــﻮل ﻥﺘــﺮات اﻟﻨﺤــﺎس ذو اﻟﺘﺮآﻴــﺰC 2 = 5 × 10 -2 mol/ A ﺻﻔﻴﺤﺔ ﻡﻦ اﻟﻨﺤﺎس آﺘﻠﺘﻬﺎ m = 1 gو ﺻﻔﻴﺤﺔ ﻡﻦ اﻟﻔﻀﺔ -ﺝﺴﺮ ﻡﻦ ﻡﺤﻠﻮل ﻥﺘﺮات اﻟﺒﻮﺕﺎﺱﻴﻮم .
152
– 1أﻋﻂ رﺱﻢ ﺕﻮﺽﻴﺤﻲ ﻟﻠﻌﻤﻮد ) ﺑﻴﻞ ( اﻥﻄﻼﻗﺎ ﻡﻦ اﻟﻮﺱﺎﺋﻞ اﻟﺴﺎﺑﻘﺔ . – 2ﻥﺮﺑﻂ ﻡﻊ اﻟﻌﻤﻮد اﻟﺴﺎﺑﻖ ﻋﻠﻰ اﻟﺘﺴﻠﺴﻞ آـﻞ ﻡـﻦ ﻥﺎﻗـﻞ أو ﻡـﻲ ) ﻡﻘﺎو ﻡـﺔ ( R = 100 Ωو ﺝﻬﺎز أﻡﺒﻴﺮ ﻡﺘﺮ. -
أ /ﺣﺪد ﺝﻬﺔ اﻟﺘﻴﺎر اﻟﻜﻬﺮﺑﺎﺋﻲ ﻓﻲ اﻟﺪارة و آﺬا ﺝﻬﺔ ﺣﺮآﺔ ) . ( e ب /أآﺘﺐ اﻟﻤﻌﺎدﻟﺘﻴﻦ اﻟﻨﺼﻔﻴﺘﻴﻦ ﻟ ﻠﺘﻔﺎﻋﻠﻴﻦ اﻟﺤﺎدﺙﻴﻦ ﻓﻲ آﻞ ﻗﻄﺐ . ﺝـ /أآﺘﺐ اﻟﻤﻌﺎدﻟﺔ اﻹﺝﻤﺎﻟﻴﺔ ﻟﺘﻔﺎﻋﻞ اﻟﺤﺎدث ﻓﻲ اﻟﻌﻤﻮد . د /ﻡﺎ هﻮ اﻟﺪور اﻟﺬي یﻠﻌﺒﻪ اﻟﺠﺴﺮ؟ هـ /أرﺱﻢ ﺝﺪول ﺕﻮﺽﺢ ﻓﻴﻪ ﻋﻤﻠﻴﺔ ﺕﻘﺪم اﻟﺘﻔﺎﻋﻞ ﻓﻲ اﻟﻌﻤﻮد. و /أوﺝﺪ اﻟﺤ ّﺪ اﻷﻗﺼﻰ ﻟﻬﺬا اﻟﺘﻔﺎﻋﻞ . X max ي /أﺣﺴﺐ ﺕﺮآﻴﺰ ﺵﻮارد اﻟﻨﺤﺎس ﻓﻲ ﻥﻬﺎیﺔ اﻟﺘﻔﺎﻋﻞ. ن /أﺣﺴﺐ آﻤﻴﺔ اﻟﻜﻬﺮﺑﺎء ) اﻟﺴﻌﺔ اﻟﻜﻬﺮﺑﺎﺋﻴﺔ ( اﻟﺘﻲ ﻋﺒﺮت اﻟﻤﻘﺎوﻡﺔ ﻡﻦ ﺑﺪایﺔ اﺵﺘﻐ ﺎل اﻟﻌﻤﻮد إﻟﻰ ﻥﻬﺎیﺘﻪ و هﺬا ﺑﺎﻟﻜﻮﻟﻮم ﺙﻢ ﺑﺎﻵﻡﺒﻴﺮ ﺱﺎﻋﻲ . اﻟﺤﻞ : : - 1 – Iاﻟﺸﻮارد اﻟﻤﺘﻮاﺝﺪة ﻓﻲ اﻟﻤﺤﻠﻮل :
+
−
، NO 3 ، Ag
2+
Cu
-1 η1 C 1 V1 = = 1 × 10 × 20 = 5 × 10 -2 mol/ A - 2V1 + V 2 V1 + V 2 40 -2 η2 C 2 V2 = = 5 × 10 × 20 = 2,5 × 10 -2 mol/ A V1 + V2 V1 + V2 40
= ] [Ag + = ] [Cu 2+
2+ )2 Ag +(aq) + Cu(s) = 2Ag (s) + Cu(aq – 1 – IIاﻟﻌﻼﻗﺔ اﻟﺤﺮﻓﻴﺔ : ϕ r 2+ )[ Cu(aq ]
[ Ag +(aq) ] 2
= ϕr
2,5 × 10 -2 – 2آﺴﺮ اﻟﺘﻔﺎﻋﻞ اﻻﺑﺘﺪاﺋﻲ = 10 :( 5 × 10 -2 ) 2
=
] [Cu 2+ 2
+ ⎤⎦ ⎣⎡ Ag
= ϕ r,i
– 3 – IIﺑﻤﺎ أن ϕ r,i < Kإذن اﻟﺘﻔﺎﻋﻞ یﺘﻄﻮر ﻓﻲ اﻻﺕﺠﺎﻩ اﻟﻤﺒﺎﺵﺮ . - 4ﻥﺘﻮﻗﻊ ﻡﺰیﺪا ﻡﻦ ﺕﺸﻜﻞ ﺵﻮارد Cu 2+و هﺬا یﻈﻬﺮ ﻓﻲ ﺕﻠﻮن اﻟﻤﺤﻠﻮل ﺑﺎﻟﻠﻮن اﻷزرق اﻟﻘﺎﺕﻢ ،و ﺕﺸﻜﻞ ﺑﻘﻊ رﻡﺎدیﺔ ﻋﻠﻰ ﺻﻔﻴﺤﺔ اﻟﻨﺤﺎس و اﻟﺘﻲ ﺕﻤﺜﻞ ﻡﻌﺪن اﻟﻔﻀﺔ – 5 – IIﺣﺴﺎب ﺵﻮارد اﻟﻔﻀﺔ :
] [Cu 2+ K
= ⎦⎤ ⇒ ⎡⎣ Ag +
153
] [Cu 2+ 2
⎦⎤ ⎡⎣ Ag +
= K
ﺕﻄﺒﻴﻖ ﻋﺪدي 5 × 10 -2 = 4,8 × 10 -9 mol/ A : 2,2 × 10 15 – 1 – IIIﺕﻤﺜﻴﻞ اﻟﺒﻴﻞ :
= ⎦⎤ ⎡⎣ Ag +
K + ,NO 3-
AgNO3
Cu(NO3 )2
– 2أ /اﻟﺘﻴﺎر اﻟﻜﻬﺮﺑﺎﺋﻲ یﻨﺘﻘﻞ ﻡﻦ اﻟﻔﻀﺔ ﻥﺤﻮ اﻟﻨﺤﺎس ﺑﻴﻨﻤﺎ ﺣﺮآﺔ اﻻﻟﻜﺘﺮوﻥﺎت ﺕﻜﻮن ﻓﻲ اﻻﺕﺠﺎﻩاﻟﻌﻜﺴﻲ ) ﻡﻦ اﻟﻨﺤﺎس إﻟﻰ اﻟﻔﻀﺔ ( 2+ ⎯⎯ ) ) Cu (Sأآﺴﺪة ( )→ Cu (aq ب - /ﻡﻌﺎدﻟﺔ اﻟﺘﻔﺎﻋﻞ ﻋﻨﺪ ﺻﻔﻴﺤﺔ اﻟﻨﺤﺎس )ﻗﻄﺐ + 2e : ( - + ) ) Ag (aqإرﺝﺎع ( ⎯⎯ + e - ﻡﻌﺎدﻟﺔ اﻟﺘﻔﺎﻋﻞ ﻋﻨﺪ ﺻﻔﻴﺤﺔ اﻟﻔﻀﺔ ) ﻗﻄﺐ → Ag (S) : ( +2+ ﺝـ /ﻡﻌﺎدﻟﺘﻲ اﻟﺘﻔﺎﻋﻞ : )2 Ag +(aq) + Cu(s) = 2Ag (s) + Cu(aq
د /دور اﻟﺠﺴﺮ :یﻠﻌﺐ اﻟﺠﺴﺮ دوراﻟﻨﺎﻗﻞ ﻟﺘﻴﺎر اﻟﻜﻬﺮﺑﺎﺋﻲ ﺑﻴﻦ اﻟﻤﺤﻠﻮﻟﻴﻦ ﻓﻬﻮ یﻌﻤﻞ ﻋﻠﻰ أن ﺕﻜﻮن اﻟﺪارة ﻡﻐﻠﻘﺔ هـ /اﻟﺠﺪول اﻟﺨﺎص ﺑﺎﻟﺘﻔﺎﻋﻞ : 2+ )+ Cu(s) = 2Ag (s) + Cu(aq
اﻟﺘﻔﺎﻋﻞ اﻟﻜﻴﻤﻴﺎﺋﻲ ﺣﺎﻟﺔ اﻟﺘﻔﺎﻋﻞ
اﻟﺘﻘﺪم
اﻟﺤﺎﻟﺔ اﻻﺑﺘﺪاﺋﻴﺔ
0
n2 = C 2 V 2
)2 Ag +(aq
آﻤﻴﺎت اﻟﻤﺎدة ﺑﺎﻟﻤﻮل nCu = m n(Ag)0 M
n1 = C 1 V 1
أﺙﻨﺎء اﻟﺘﻔﺎﻋﻞ
X
n2 + X
n(Ag)0 + 2X
n- X
n1 - 2 X
اﻟﺤﺎﻟﺔ اﻟﻨﻬﺎﺋﻴﺔ
Xmax
n2 + X max
n'(Ag)0 + 2Xmax
n - X max
n1 - 2 X max
C 1V 1 و /اﻟﺒﺤﺚ ﻋﻦ : X max 2
= C 1V 1 - 2 X max = 0 ⇒ X maxﺑﺎﻟﻨﺴﺒﺔ ﻟﻠﻔﻀﺔ
-1 -3 X max = 1 × 10 × 20 × 10 = 1 × 10 -3 mol 2 n0 ( Cu ) - X max = 0
X max = m = 1 = 1,6 × 10 -2 mol M 63,5 ﻥﺄﺧﺬ أﻗﻞ ﻗﻴﻤﺔ و ﻋﻠﻴﻪ یﻜﻮن :
X max = 1 × 10 -3 mol
154
د /ﺕﺮآﻴﺰ ﺵﻮارد
] [Cu +2
C 2V 2 + X max 5 × 10 -2 × 20 . 10 -3 + 1 × 10 -3 = = 1× 10 -1mol/l V2 20 ×10 -3 هـ /آﻤﻴﺔ اﻟﻜﻬﺮﺑﺎء :ﻟﺪیﻨﺎ :
2+ )⎡Cu (aq = ⎤ ⎣ ⎦f
ϕ = n(e - ) .F
أي ϕ = 2 . X max × F = 2 × 1 × 10 -3 × 96500 = 193 C ϕ ﻟﺪیﻨﺎ 1 Ah = 3600 C :وﻡﻨﻪ = 193 = 53,6 × 10 -3 Ah : 3600 3600
= ) ϕ( Ah
ϕ( Ah ) 54 × 10 -3 Ah .اﻟﺘﻤﺮیﻦ اﻟﺴﺎﺑﻊ ﻋﺸﺮ : ﻥﺤﺼﻞ ﻋﻠﻰ اﻷﻟﻤﻨﻴﻮم ﺑﺎﻟﺘﺤﻠﻴﻞ اﻟﻜﻬﺮﺑﺎﺋﻲ ﻟﻤﻐﻄﺲ ﻡﻌﻘﺪ یﺘﻔﻜﻚ ﻓﻴﻪ أوآﺴﻴﺪ اﻷﻟﻤﻨﻴﻮم ، Al 2O 3 أﺣﺴﺐ اﻹﻥﺘﺎج اﻟﻴﻮﻡﻲ ﻟﻮﻋﺎء ﺕﺤﻠﻴﻞ یﺠﺘﺎزﻩ ﺕﻴﺎر ﺵﺪﺕﻪ I = 10 5 Aأي أﺣﺴﺐ آﺘﻠﺔ اﻷﻟﻤﻨﻴﻮم اﻟﺤﺎﺻﻞ ﺧﻼل 24ﺱﺎﻋﺔ . اﻟﺤﻞ : ﻟﺪیﻨﺎ = 27 g/m ol :
M Al
و ﺕﻜﺎﻓﺆﻩ n ( e ) = 3
t = 24 h × 3600 = 86400 s و ﺑﺘﻄﺒﻴﻖ اﻟﻘﺎﻥﻮن : 5 M Al × m ( g ) = I × ∆t = 10 × 86400 × 27 = 8058031,1 g 96500 ) n(e 96500 3 m ( g ) = 8058 K g .اﻟﺘﻤﺮیﻦ اﻟﺜﺎﻡﻦ ﻋﺸﺮ : ﻥﺤﻠﻞ ﺕﺤﻠﻴﻼ آﻬﺮﺑﺎﺋﻴﺎ ﻡﺤﻠﻮﻻ ﻡﻦ آﻠﻮر اﻟﺼﻮدیﻮم NaClﻟﻤﺴﺮیﻴﻦ ﻡﻦ اﻟﻐﺮاﻓﻴﺖ ) اﻟﻔﺤﻢ اﻟﻜﺎﺕﺐ ( أﺣﺴﺐ ﺣﺠﻤﻲ اﻟﻐﺎزیﻦ اﻟﺤﺎﺻﻠﻴﻦ ﻓﻲ ﻡﺪة 10دﻗﺎﺋﻖ ﺑﺘﻴﺎر ﺵﺪﺕﻪ ، 10Aﺑﺎﻋﺘﺒﺎر أن اﻟﺤﺠﻤﻴﻦﻡﻘﺴﻴﻦ ﻓﻲ اﻟﺸﺮﻃﻴﻦ اﻟﻨﻈﺎﻡﻴﻴﻦ ﻡﻦ اﻟﺤﺮارة و اﻟﻀﻐﻂ . اﻟﺤﻞ : -
-یﻨﻄﻠﻖ ﻏﺎز اﻟﻜﻠﻮر ﻡﻦ ﻡﺼﺪر اﻟﻐﺮاﻓﻴﺖ → 2e + Cl 2 :
-
2 Cl
و ﻋﻠﻰ اﻟﻤﻬﺒﻂ یﺘﺸﻜﻞ ﺵﻮارد OH -و یﻨﻄﻠﻖ : H 2⎯⎯ 2H 2O + 2 e - → 2O H - + H 2 /
155
و ﺑﺘﻄﺒﻴﻖ اﻟﻌﻼﻗﺔ : V ( cm ) = I × ∆t × 11200 = 10 × 600 × 11200 = 966,37 cm 3 96500 )'n (e 96500 1 3
و ﻋﻠﻴﻪ یﻜﻮن ﺣﺠﻢ اﻟﻜﻠﻮر V Cl ( cm 3 ) = 696,37 cm 3 : و ﺣﺠﻢ اﻟﻬﻴﺪروﺝﻴﻦ cm 3 ) = 696,37 cm 3 :
( H2
⎯⎯ Cl 2 Vﻷن → H 2 :
.اﻟﺘﻤﺮیﻦ اﻟﺘﺎﺱﻊ ﻋﺸﺮ : ﻥﺠﻤﻊ ﻓﻲ ﻡﺨﺒﺎر ﺣﺠﻤﻪ ، 20 cm 3اﻟﻬﻴﺪروﺝﻴﻦ اﻟﻤﻨﻄﻠﻖ ﻋﻠﻰ اﻟﻤﻬﺒﻂ ﻓﻲ اﻟﺘﺤﻠﻴﻞ اﻟﻜﻬﺮﺑﺎﺋﻲ ﻡﻦ اﻟﺼﻮدا ،ﻓﻴﻤﺘﻠﺊ اﻟﻤﺨﺒﺎر ﻓﻲ 3دﻗﺎﺋﻖ ﻓﻲ ﺵﺮوط ﻡﻦ درﺝﺔ اﻟﺤﺮارة و اﻟﻀﻐﻂ یﻜﻮن اﻟﺤﺠﻢ اﻟﻤﻮﻟﻲ ﻓﻴﻬﺎ یﺴﺎوي . 24 A أﺣﺴﺐ ﺵﺪة اﻟﺘﻴﺎر .اﻟﺤﻞ : إن ﻡﺮور ﻓﺎراداي واﺣﺪ ) ( 1 F = 96500 Cیﻌﻄﻲ 1 m olﻡﻦ H 2ﺑﻤﻌﻨﻰ أﻥﻪ یﻨـﺘﺞ ﺣﺠـﻢ 2 ﻋﻨﺪ ﻡﺴﺮى 24 = 12 Aو ﺣﺴﺐ اﻟﻘﺎﻥﻮن 2 V ( cm 3 ) = I × ∆t × 11200 96500 )'n (e V (cm 3 ) × 96500 × 1 = 20 × 96500 × 1 = 0,893 A 12000 × 3 × 60 12000 × 3 × 60
=⇒ I
I = 0,893 A .اﻟﺘﻤﺮیﻦ اﻟﻌﺸﺮیﻦ : وﻋـﺎء ﻟﻠﺘﺤﻠﻴـﻞ اﻟﻜﻬﺮﺑـﺎﺋﻲ یﺤﺘـﻮي ﻋ ﻠــﻰ ﻡﺤ ﻠـﻮل ﻡـﻦ آﺒﺮیﺘـﺎت اﻟﻨﺤــﺎس ﻡﻐ ﻤـﻮس ﻓﻴـﻪ ﻡﺴـﺮیﻴﻦ ﻡــﻦ اﻟﻨﺤﺎس ،ﻥﺠﺮي ﻓﻴﻪ ﺕﻴﺎرا ﺧﻼل ﻥﺼﻒ ﺱﺎﻋﺔ ،ﻓﻨﻼﺣﻆ أن آﺘﻠﺔ اﻟﻤﻬﺒﻂ زادت 1,265 g أﺣﺴﺐ ﺵﺪة اﻟﺘﻴﺎر :یﻌﻄﻰ M (Cu) = 63,6 gاﻟﺤﻞ : ﻟﺪیﻨﺎ + 2 e → Cu :
2+
، Cuﺕﻜﺎﻓﺆ اﻟﻨﺤﺎس n (e ) = 2 m ( g ) = ∆t × I × M 96500 ) n(e
m (g ) × n ( e ) × 96500 1,265 × 2 × 96500 = = 2,13 A ∆t × M 30 × 60 × 63,6
156
=⇒ I
اﻟﺘﻤﺮیﻦ : اﻟﺠﺰءان Iو IIﻡﺴﺘﻘﻼن - Iیﻌﻄﻲ اﻟﺠﺪول اﻟﺘﺎﻟﻲ ﺻﻴﻎ ﺑﻌﺾ اﻷﺣﻤﺎض ﻡﺮﻓﻮﻗﺔ PK Aﻟﻠﻤﺰدوﺝﺎت ) ﺣﻤﺾ – أﺱﺎس ( ، ﺑﺎﻋﺘﺒﺎر أن اﻟﻘﻴﺎﺱﺎت أﺧﺬت ﻋﻨﺪ 25°cﺣﻴﺚ k e = 10 -14 ﺻﻴﻐﺔ اﻟﺤﻤﺾ
CH 3COOH
ﻗﻴﻤﺔ PK A
4,8
HCOOH
C 6 H 5 COOH
3,8
CH 2 clCOOH
4,2
2,9
- 1رﺕﺐ ،ﻡﻌﻠﻼ ﺝﻮاﺑﻚ ،اﻷﺣﻤﺎض اﻟﻤﻮﺽﺤﺔ ﻓﻲ اﻟﺠﺪول ﺣﺴﺐ ﺕﺰایﺪ ﻗﻮﺕﻬﺎ – 2ﻥﻌﺎیﺮ اﻟﺤﺠﻢ V A = 20 m Aﻡﻦ ﻡﺤﻠﻮل ﻡﺎﺋﻲ S Aﺕﺮآﻴﺰﻩ اﻟﻤﻮﻟﻲ C Aﻷﺣﺪ اﻷﺣﻤﺎض اﻟﻮاردة ﻓﻲ اﻟﺠﺪول ﺑﻮاﺱﻄﺔ ﻡﺤﻠﻮل ﻡﺎﺋﻲ S Bﻟﻬﻴﺪروآﺴﻴﺪ اﻟﺼﻮدیﻮم ﺕﺮآﻴﺰﻩ اﻟﻤﻮﻟﻲ C B = 2,5 × 10 -1 mol/ A ﻋﻨﺪ اﻟﺘﻜﺎﻓﺆ یﻜﻮن PHاﻟﺨﻠﻴﻂ PH e = 8,3وﺣﺠﻢ اﻟﻤﺤﻠﻮل اﻟﻤﻀﺎف هﻮ V Be = 8 m A أ /ﻡﺎهﻲ ﻃﺒﻴﻌﺔ اﻟﺨﻠﻴﻂ اﻟﻤﺤﺼﻞ ﻋﻠﻴﻪ ﻋﻨﺪ اﻟﺘﻜﺎﻓﺆ ؟ ب /أﺣﺴﺐ C A ﺝـ /ﻋﻨﺪ إﺽﺎﻓﺔ اﻟﺤﺠﻢ V B = 4 m Aﻡﻦ اﻟﻤﺤﻠﻮل S Bإﻟﻰ اﻟﺤﺠﻢ V A = 20 m Aﻡﻦ اﻟﻤﺤﻠﻮل S Aیﻜﻮن PHاﻟﺨﻠﻴﻂ هﻮ PH = 3,8 ﺝـ – 1 -اﺱﺘﻨﺘﺞ ﺻﻴﻐﺔ اﻟﺤﻤﺾ اﻟﻤﺴﺘﻌﻤﻞ ،وأآﺘﺐ اﻟﻤﻌﺎدﻟﺔ اﻟﻜﻴﻤﻴﺎﺋﻴﺔ ﻟﺘﻔﺎﻋﻞ S Aﻡﻊ S B ﺝـ – 2 -أﺣﺴﺐ اﻟﺘﺮآﻴﺰ اﻟﻤﻮﻟﻲ ﻟﻜﻞ ﻡﻦ اﻟﺤﻤﺾ و ﻗﺎﻋﺪﺕﻪ اﻟﻤﺮاﻓﻘﺔ ﻓﻲ هﺬﻩ اﻟﺤﺎﻟﺔ - IIﻥﻌﺘﺒﺮ أﺱﺘﺮ ) ( Aﺻﻴﻐﺘﻪ اﻹﺝﻤﺎﻟﻴﺔ هﻲ C 4 H 8 O 2 : – 1أآﺘﺐ اﻟﺼﻴﻎ ﻥﺼﻒ اﻟﻤﻨﺸﻮرة اﻟﻤﻤﻜﻨﺔ ﻟﻺﺱﺘﺮ ) ( A – 2ﺕﺆدي إﻡﺎه ﺔ ) ( Cإﻟﻰ ﺕﺸﻜﻞ آﺤﻮل ) ( Bو ﺑﻮاﺱﻄﺔ آﺮﺑﻮآﺴﻠﻲ ) ، ( Cویﻨﺘﺞ ﻋﻦ اﻷآﺴﺪة اﻟﻤﻘﺘﺼﺪة ﻟﻠﻜﺤﻮل ) ( Bﺑﻮاﺱﻄﺔ ﻡﺤﻠﻮل ﻡﺎﺋﻲ ﻟﺒﺮﻡﻐﻨﺎت 000اﻟﺒﻮﺕﺎﺱﻴﻮم ) (K + + M nO 4− اﻟﻤﺤﻤﺾ 00ﺕﻜﻮن ﻡﺮآﺐ ﻋﻀﻮي ) ( Dﻻ یﺆﺙﺮ ﻋﻠﻰ ﻥﺘﺮات اﻟﻔﻀﺔ اﻟﻤﻮﻥﻴﺎآﻲ و یﻌﻄﻲ راﺱﺐ أﺻﻔﺮ ﻡﻊ ﺙﻨﺎﺋﻲ ﻥﺘﺮو – 4 ، 2ﻓﻨﻴﻞ هﻴﺪرازیﻦ ( DNPH ) 00 – 2أ – ﺣﺪد اﻟﻤﺠﻤﻮﻋﺔ اﻟﻌﻀﻮیﺔ اﻟﺘﻲ یﻨﺘﻤﻲ إﻟﻴﻬﺎ اﻟﻤﺮآﺐ ) ( Dو اﺱﺘﻨﺘﺞ ﺻﻨﻒ اﻟﻜﺤﻮل ) ( B – 2ب – ﺣﺪد اﺱﻢ اﻹﺱﺘﺮ ) ( Aو اﻟﺼﻴﻐﺔ ﻥﺼﻒ اﻟﻤﻨﺸﻮرة ﻟﻠﺤﻤﺾ ) ( Cوإﺱﻤﻪ – 2ﺝـ -یﺘﻔﺎﻋﻞ اﻟﺤﻤﺾ ) ( Cﻡﻊ ﺧﻤﺎﺱﻲ آﻠﻮر 00اﻟﻔﻮﺱﻔﻮر Pcl 5ﻓﻨﺤﺼﻞ ﻋﻠﻰ ﻡﺮآﺐ ﻋﻀﻮي ) ( E -أﻋﻂ اﻟﺼﻴﻐﺔ ﻥﺼﻒ اﻟﻤﻨﺸﻮرة و اﺱﻢ اﻟﻤﺮآﺐ ) ( E
157
اﻟﺤﻞ : – 1 - Iآﻠﻤﺎ آﺎﻥﺖ ﻗﻴﻤﺔ
PK Aأﺻﻐﺮ آﻠﻤﺎ آﺎن اﻟﺤﻤﺾ أﻗﻮى و ﻋﻠﻴﻪ
– 2أ – ﺑﻤﺎ أن PH e > 7هﺬا یﻌﻨﻲ أن اﻟﻤﺤﻠﻮل اﻟﻤﺤﺼﻞ ﻋﻠﻴﻪ ﻋﺒﺎرة ﻋﻦ أﺱﺎس – 2ب – ﻋﻨﺪ اﻟﺘﻜﺎﻓﺆ یﻜﻮن C AV A = C BV B C BV B 2,5 × 10 -1 × 8 = وﻡﻨﻪ : VA 20
= CA
أي C A = 10 -1 mol/ A :
V Be ﺝـ – 1 -ﺑﻤﺎ أن V Be = 8 m Aو ﻋﻨﺪ إﺽﺎﻓﺔ = 4 m A 2 ﻥﺼﻒ اﻟﺘﻜﺎﻓﺆ ﺣﻴﺚ ﺕﻜﻮن
A
= V Bهﺬا یﻌﻨﻲ أﻥﻪ ﺕﻮﺝﺪ ﻋﻨﺪ
3 , 8 = PH = PKو ﻋﻠﻴﻪ یﻜﻮن اﻟﺤﻤﺾ اﻟﻤﺴﺘﻌﻤﻞ ﺣﺴﺐ اﻟﺠﺪول
هﻮ HCOOHﻡﻴﺜﺎﻥﻮیﻚ ⎯⎯ ) HCOOH + ( Na + , OH - ﻡﻌﺎدﻟﺔ اﻟﺘﻔﺎﻋﻞ → ( HCOO - + Na + ) + H 2 O : ﺝـ – 2 -اﻟﺘﺮآﻴﺰ اﻟﻤﻮﻟﻲ ﻟﻜﻞ ﻡﻦ اﻟﺤﻤﺾ و اﻟﻘﺎﻋﺪة اﻟﻤﺮاﻓﻘﺔ : ﻟﺪیﻨﺎ :ﻋﻨﺪ ﻥﺼﻒ اﻟﺘﻜﺎﻓﺆ PH = PK Aو ﺑﺎﻟﺘﺎﻟﻲ ] [ HCOOH ] = [ HCOO - و ﺣﺴﺐ ﻗﺎﻥﻮن اﻥﺤﻔﺎظ اﻟﻤﺎدة η0 ( HCOOH ) = η ( HCOOH ) + η ( HCOO - ) : ) C AV A = [ HCOOH ] ( V A + V B ) + [ HCOO - ] ( V A + V B C AV A ) 2 ( VA + VB إذن :
= ] C AV A = 2 [ HCOOH ] ( V A + V B ) ⇒ [ HCOOH C AV A ) 2 ( VA + VB
= ] [ HCOOH ] = [ HCOO -
−1 ﺕﻄﺒﻴﻖ ﻋﺪدي[ HCOOH ] = [ HCOO - ] = 10 × 20 = 0,42 × 10 -1 m ol/ A : ) 2 ( 20 + 4
– 1 - IIاﻟﺼﻴﻎ اﻟﻨﺼﻒ ﻡﻨﺸﻮرة اﻟﻤﻤﻜﻨﺔ ﻟﻸﺱﺘﺮ : A
– 2 – IIأ – اﻟﻤﺠﻤﻮﻋﺔ اﻟﻮﻇﻴﻔﻴﺔ اﻟﺘﻲ یﻨﺘﻤﻲ إﻟﻴﻬﺎ اﻟﻤﺮآﺐ ) ∆ ( هﻲ ﻡﺠﻤﻮﻋﺔ اﻟﻴﺘﻮﻥﺎت ﻷﻥﻪ یﻌﻄﻲ راﺱﺐ أﺻﻐﺮ ﻡﻊ DNPHو ﻻ یﺆﺙﺮ ﻋﻠﻰ ﻥﺘﺮات اﻟﻔﻀﺔ اﻷﻡﻮﻥﻴﺎآﻲ إذن اﻟﻜﺤﻮل ) ( Bهﻮ ﻋﺒﺎرة ﻋﻦ آﺤﻮل ﺙﺎﻥﻮي -ب – اﻷﺱﺘﺮ اﻟﺬي یﻤﻜﻦ أن یﻌﻄﻲ آﺤﻮﻻ ﺙﺎﻥﻮیﺎ هﻮ اﻷﺱﺘﺮ ذو اﻟﺼﻴﻐﺔ اﻟﺘﺎﻟﻴﺔ :
158
و ﻋﻠﻴﻪ ﺕﻜﻮن ﺻﻴﻐﺔ اﻟﺨﻤﺾ اﻟﻨﺎﺕﺞ ﻋﻦ إﻡﺎهﺔ اﻷﺱﺘﺮ اﻟﺴﺎﺑﻘﺔ هﻮ ﺝـ -ﺻﻴﻐﺔ اﻟﻤﺮآﺐ Eهﻮ : اﻟﺘﻤﺮیﻦ ﻥﻌﺘﺒﺮ أن ﺝﻤﻴﻊ اﻟﻘﻴﺎﺱﺎت ﻡﺆﺧﻮذة ﻋﻨﺪ اﻟﺪرﺝﺔ 25° cو اﻟﺠﺪاء اﻟﺸﺎرد ﻟﻠﻤﺎء K e = 10 -14 : – 1ﻥﻌﺘﺒﺮ ﻡﺤﻠﻮﻻ ﻡﺎﺋﻴﺎ ) ( S 1ﻟﺤﻤﺾ اﻹیﺜﺎﻥﻮیﻚ CH 3COOHﺕﺮآﻴﺰﻩ C 1 = 10 -2 m ol/ Aو ﻗﻴﻤﺔ اﻟـ PHﻟﻪ هﻲ PH = 3,4 أ – أﺣﺴﺐ ﺕﺮاآﻴﺰ اﻷﻥﻮاع اﻟﻜﻴﻤﻴﺎﺋﻴﺔ اﻟﻤﻮﺝﻮدة ﻓﻲ اﻟﻤﺤﻠﻮل ) ( S 1 ب – اﺱﺘﻨﺘﺞ ﻗﻴﻤﺔ ﺙﺎﺑﺖ اﻟﺤﻤﻮﺽﺔ K Aﻟﺜﻨﺎﺋﻴﺔ CH 3COOH / CH 3 COO − ﺝـ – أﺣﺴﺐ ﻗﻴﻤﺔ ﻡﻌﺎﻡﻞ اﻟﺘﻔﻜﻚ α 1ﻟﺤﻤﺾ اﻹیﺜﺎﻥﻮیﻚ ﻓﻲ اﻟﻤﺤﻠﻮل ) ( S 1 – 2ﻥﻀﻊ ﻓﻲ ﺣﻮﺝﻠﺔ ﺣﺠﻤﺎ V 1 = 4 m Aﻡﻦ اﻟﻤﺤﻠﻮل ) ( S 1و ﻥﻀﻴﻒ إﻟﻴﻪ ﺣﺠﻤﺎ Vﻡﻦ اﻟﻤﺎء اﻟﻤﻘﻄﺮ ﻓﻨﺤﺼﻞ ﻋﻠﻰ ﻡﺤﻠﻮل ﻡﺎﺋﻲ ) ( S 2ﺕﺮآﻴﺰﻩ اﻟﻤﻮﻟﻲ C 2 أ – ﻋﻠﻤﺎ أن ﻗﻴﻤﺔ ﻡﻌﺎ ﻡﻞ اﻟﺘﻔﻜﻚ ﻟﺤﻤﺾ اﻹیﺜﺎﻥﻮیﻚ ﻓﻲ اﻟﻤﺤﻠﻮل ) ( S 2هﻲ α 1 = 0,5ﺑﻴﻦ ﻓﻲ هﺬﻩ اﻟﺤﺎﻟﺔ أن :
A
PH = PK
ب – أﺣﺴﺐ اﻟﺘﺮآﻴﺰ C 2ﺑﺄﺧﺬ PH = 4,8 ﺝـ – اﺱﺘﻨﺘﺞ اﻟﺤﺠﻢ Vﻟﻠﻤﺎء اﻟﻤﻀﺎف – 3ﻥﻀﻊ ﻓﻲ ﺣﻮﺝ ﻠﺔ أﺧﺮى ﺣﺠﻤﺎ V Aﻡﻦ ﻡﺤﻠﻮل ) ( S 1و ﻥﻀﻴﻒ إﻟﻴﻪ ﺕﺪریﺠﻴﺎ ﺣﺠﻤﺎ ' Vﻡﻦ ﻡﺤﻠﻮل ) ( S Bﻟﻬﻴﺪروآﺴﻴﺪ اﻟﺼﻮدیﻮم ذو اﻟﺘﺮآﻴﺰ C B أ – أآﺘﺐ ﻡﻌﺎدﻟﺔ اﻟﺘﻔﺎﻋﻞ اﻟﺤﺎدﺙﺔ ب – ﺑﻴﻦ أن PHاﻟﺨﻠﻴﻂ اﻟﻤﺤﺼﻞ ﻋﻠﻴﻪ ﻓﻲ اﻟﺤﻮﺝﻠﺔ ﻋﻨﺪ إﺽﺎﻓﺔ اﻟﺤﺠﻢ ' Vﺑﺤﻴﺚ : 'V 0 < V' < V eیﻜﺘﺐ ﻋﻠﻰ اﻟﺸﻜﻞ اﻟﺘﺎﻟﻲ : 'V e - V
+ log
A
PH = PK
ﺝـ – ﻋﻨﺪ إﺽﺎﻓﺔ اﻟﺤﺠﻢ V ' = 15 m Aیﺄﺧﺬ PHاﻟﻤﺰیﺞ اﻟﻘﻴﻤﺔ 5,27 - 1أﺣﺴﺐ اﻟﺤﺠﻢ V e
/
- 2اﺱﺘﻨﺘﺞ اﻟﺘﺮآﻴﺰ C Bﻋﻠﻤﺎ أن V A = 20 m A
اﻟﺤﻞ : – 1أ – ﺣﺴﺎب اﻟﺘﺮاآﻴﺰ :اﻷﻥﻮاع اﻟﻜﻴﻤﻴﺎﺋﻴﺔ اﻟﻤﺘﻮاﺝﺪة ﻓﻲ ﻡﺤﻠﻮل ﺣﻤﺾ اﻹیﺜﺎﻥﻮیﻚ هﻲ :
159
CH 3COOH , CH 3COO − , OH - , H 3O + [ H 3O + ] = 10 -PH ⇒ [ H 3 O + ] = 4 × 10 - 4 mol/ A ⇒ [ OH - ] = 2,5 × 10 - 11 mol/ A
]
+
Ke [ H 3O
= ] [ OH -
– ﺣﺴﺐ ﻡﻌﺎدﻟﺔ اﻟﺘﻮازن اﻟﺸﺤﻨﻲ : -
-
] ] = [ OH ] + [ CH 3COO
+
ﺕﻬﻤ ﻞ
[ H 3O
⇒ [ H 3O + ] = [ CH 3 COO - ] = 4 × 10 - 4 mol/ A – ﺣﺴﺐ ﻡﻌﺎدﻟﺔ اﻥﺤﻔﺎظ اﻟﻤﺎدة : -
] C 1 = [ CH 3COOH ] + [ CH 3COO ] ⇒ [ CH 3 COO - ] = C 1 - [ CH 3 COO - [ CH 3 COOH ] = 9,6 × 10 - 3 mol/ A – 1ب – ﻗﻴﻤﺔ اﻟﺜﺎﺑﺖ K Aﻟﺜﻨﺎﺋﻴﺔ ) ( CH 3COOH / CH 3 COO − ] [ CH 3 COO - ] + [ H 3O + ﻟﺪیﻨﺎ : ] [ CH 3 COOH
= K Aوﻡﻨﻪ K A = 1,67 × 10 -5 :
– 1ﺝـ -ﺣﺴﺎب ﻡﻌﺎﻡﻞ اﻟﺘﻔﻜﻚ : α 1ﻥﻌﺒﺮﻋﻦ ﻡﻌﺎﻡﻞ اﻟﺘﻔﻜﻚ αﻟﺤﻤﺾ AHﺕﺮآﻴﺰﻩ C A ] [ A- ] [ H 3O + ﺑﺎﻟﻌﻼﻗﺔ : = CA CA
= α
] [ CH 3COO - ] [ H 3O + و ﻋﻠﻴﻪ ﻥﻜﺘﺐ α 1ﻟﺤﻤﺾ اﻹیﺜﺎﻥﻮیﻚ = C1 C1
= α1
وﻡﻨﻪ α 1 = 4 × 10 -2 = 4 % : – 2أ – إﺙﺒﺎت أن :
A
PH = PK
] [ CH 3COO - ﻟﺪیﻨﺎ = 0,5 : C2 و ﺣﺴﺐ ﻗﺎﻥﻮن اﻥﺤﻔﺎظ اﻟﻤﺎدة : إذن :
= α2
و ﻡﻨﻪ :
[ CH 3 COO - ]= 0,5 C 2
] C 2 = [ CH 3COOH] + [ CH 3COO -
[ CH 3 COOH ] = C 2 - [ CH 3 COO - ] = C 2 - 0,5 C 2
160
وﻡﻨﻪ : و ﻟﺪیﻨﺎ :
[ CH 3 COOH ] = 0,5 C 2 ] [ CH 3COO - 0,5 C 2 = PK A + log ] [ CH 3 COOH 0 ,5 C 2
PH = PK A + log
وﻡﻨﻪ :
A
PH = PK
– 2ب – ﺣﺴﺎب اﻟﺘﺮآﻴﺰ : C 2 ] [ H 3O + ﻟﺪیﻨﺎ : C2
= α2
ﻷن [ CH 3 COO - ] = [ H 3 O + ] :
-PH ] [ H 3O + = 10 وﻡﻨﻪ : α2 α2
= C2
-4,8 إذن = 3,2 × 10 - 5 m ol/ A : C 2 = 10أي C 2 = 3,2 × 10 - 5 mol/ A : 0,5
– 2ﺝـ -ﺣﺠﻢ اﻟﻤﺎء اﻟﻤﻀﺎف :ﻥﺪﻋﻮ هﺬﻩ اﻟﻌﻤﻠﻴﺔ ﺑﻌﻤﻠﻴﺔ اﻟﺘﺨﻔﻴﻒ ﺑﻌﺪ اﻟﺘﺨﻔﻴﻒ ) C 1V 1 = C 2 ( V 1 + V C 1V 1 وﻡﻨﻪ - V 1 : C2
= V
ﻗﺒﻞ اﻟﺘﺨﻴﻒ 0000أي V = 1,25 A :
– 3أ – ﻡﻌﺎدﻟﺔ اﻟﺘﻔﺎﻋﻞ : ⎯⎯ ) CH 3COOH + ( Na + + OH - → ( CH 3 COO − + Na + ) + H 2 O ﻡﻌﺎیﺮة ﺣﻤﺾ ﺽﻌﻴﻒ CH 3COOHﺑﻘﺎﻋﺪة ﻗﻮیﺔ ) ( Na + 000 OH - – 3ب – إﺙﺒﺎت اﻟﻌﻼﻗﺔ :ﺑﻤﺎ أن اﻟﺤﻤﺾ ﺽﻌﻴﻒ ) اﻟﻤﺤﻠﻮل ( S1ﺣﻴﺚ ﺕﻔﻜﻜﻪ ﻻ یﺘﺠﺎوز α 1 = 4 %ﻓﺈﻥﻨﺎ ﺱﻮف ﻥﻬﻤﻞ آﻤﻴﺔ ﻡﺎدة CH 3COO -اﻟﻤﻮﺝﻮدة ﻓﻲ S1ﻡﻘﺎرﻥﺔ ﻡﻊ آﻤﻴﺔ ﻡﺎدة CH 3COOH ﺣﺴﺐ ﻋﻼﻗﺔ اﻟﺘﻜﺎﻓﺆ ،ﻥﺴﺘﻨﺘﺞ أن C 1V A = C BV e :و ﻟﺪیﻨﺎ :⎯⎯ CH 3COOH + OH - → CH 3COO − + H 2O ﻡﺘﻮاﺝﺪة ﺑﻮﻓﺮة
0
C 1V A
آﻤﻴﺎت اﻟﻤﺎدة ﻗﺒﻞ اﻟﻤﻌﺎیﺮة
C 1V A - C BV
ﻋﻨﺪ إﺽﺎﻓﺔ اﻟﺤﺠﻢ V
C 1V A - C BV e = 0
ﻋﻨﺪ اﻟﺘﻜﺎﻓﺆ
161
[ CH 3 COOH ] =
C 1V A - V C B [ CH 3COO - ] وPH = PK A + log [ CH 3 COOH ] VT [ CH 3 COO - ] =
[ CH 3 COOH ] =
PH = PK A + log
V Ve - V
CB .V و VT
C BV e - C BV : و ﺣﺴﺐ اﻟﻌﻼﻗﺔ اﻟﺘﻜﺎﻓﺆ ﻥﺠﺪ VT
: إذنPH = PK A + log
C BV e VT : وﻡﻨﻪ ( Ve - V ) VT
CB
: V e ( ﺣﺴﺎب اﻟﺤﺠﻢ1 - – ﺝـ3 PH = PK A + log
V Ve - V
⇒ PH - PK A = log
⇒ PH - PK A = log
V Ve - V
⇒ 10 (
PH - PK A )
V Ve - V =
V Ve - V
⇒ V = V e × 10 PH - PK A - V × 10 PH - PK A Ve =
V ( 1 + 10 PH - PK A ) 10 PH - PK A
: إذن
V e = 20 m A : ﺕﻄﺒﻴﻖ ﻋﺪدي C B ( ﺣﺴﺎب اﻟﺘﺮآﻴﺰ2 - – ﺝـ3 C 1V A = C BV e ﺣﺴﺐ ﻋﻼﻗﺔ اﻟﺘﻜﺎﻓﺆ ﻟﺪیﻨﺎ CB =
C 1V A ⇒ C B = 10 - 2 mol/ A : وﻡﻨﻪ Ve اﻟﺘﻤﺮیﻦ : إﻟﻴﻚ اﻟﻤﻌﻄﻴﺎت اﻟﺘﺎﻟﻴﺔ
C 6 H 5 COO / C 6 H 5 COO −
HCOOH / HCOOH -
اﻟﺜﻨﺎﺋﻴﺔ
PK A1 = 4,2
PK A1 = 3,8
PK A
– ﻥﺤﻀﺮ ﻡﺤﻠﻮﻟﻴﻦ ﻟﻜﻞ ﻡﻦ ﺣﻤﺾ اﻟﻤﻴﺜﺎﻥﻮیﻚ و ﺣ ﻤﺾ اﻟﺒﺘﺰویﻚ ﻟﻬﻤﺎ ﻥﻔﺲ اﻟﺘﺮآﻴﺰ اﻟﻤﻮﻟﻲ1 C = 10 -2 mol/ A
162
إن ﻗﻴﺎس ﻗﻴﻤﺔ PHﻟﺤﺠﻢ V = 10 m Aﻟﻜﻞ ﻡﺤﻠﻮل ﻥﻌﻄﻲ : ﻡﺤﻠﻮل ﺣﻤﺾ اﻟﻤﻴﺜﺎﻥﻮیﻚ PH 1 = 2,9 ﻡﺤﻠﻮل ﺣﻤﺾ اﻟﺒﻨﺰویﻚ PH 2 = 3,1أ – أآﺘﺐ ﻡﻌﺎدﻟﺔ اﻥﺤﻼل اﻟﺤﻤﺾ ﻓﻲ اﻟﻤﺎء ) ﺣﻤﺾ اﻟﻤﻴﺜﺎﻥﻮیﻚ ( ب – أﺣﺴﺐ اﻟﺘﻘﺪم اﻟﻨﻬﺎﺋﻲ ﺙﻢ اﻟﺘﻘﺪم اﻷﻋﻈﻤﻲ ﺝـ -اﺱﺘﻨﺘﺞ ﻡﻌﺎﻡﻞ اﻟﺘﻘﺪم اﻟﻨﻬﺎﺋﻲ ،ﻡﻦ اﻟﻤﺴﺘﺤﺴﻦ اﺱﺘﺨﺪام اﻟﺠﺪول د – ﻡﺎذا ﻥﺴﺘﻨﺘﺞ ﺑﺎﻟﻨﺴﺒﺔ ﻟﺘﻔﻜﻚ ﺣﻤﺾ اﻟﻤﻴﺜﺎﻥﻮیﻚ ﻓﻲ اﻟﻤﺎء ؟ هـ -ﺑﺎﻻﻋﺘﻤﺎد ﻋﻠﻰ ﻗﻴﻤﺔ اﻟـ PHو اﻟﺘﺮآﻴﺰ ﻡﺎ هﻮ اﻟﺤﻤﺾ 000000ﺕﻘﺪم ﻡﻦ اﻵﺧﺮ ؟ – 2إﻟﻴﻚ اﻟﻤﻌﺎدﻟﺔ اﻟﺘﺎﻟﻴﺔ : − )HCOOH ( aq ) + C 6 H 5 COO (aq )= HCOO (aq ) + C 6 H 5 COO' aq
أ – اﺱﺘﻨﺘﺞ ﻋﺒﺎرة ﺙﺎﺑﺖ اﻟﺘﻮازن ﻟﻬﺬﻩ اﻟﻤﻌﺎدﻟﺔ ﺙﻢ أﺣﺴﺒﻪ ب – اﻥﻄﻼﻗﺎ ﻡﻦ اﻟﻤﻌﻄﻴﺎت اﻟﺘﺎﻟﻴﺔ :ﻥﻤﺰج ﻥﻔﺲ اﻟﺤﺠﻢ V = 10 m Aﻟﻤﺤﺎﻟﻴﻞ اﻷرﺑﻊ اﻟﺘﺎﻟﻴﺔ C = [ HCOOH ] f = [ C 6 H 5 COO - ] f = 10 - 2 mol/ A C' = = [ C 6 H 5 COO - ] f = [ HCOO − ] = 5 × 10 - 3 mol/ A أﺣﺴﺐ ﺕﻘﺪم اﻟﺘﻔﺎﻋﻞ Qr iﺙﻢ اﺱﺘﻨﺘﺞ اﺕﺠﺎﻩ ﺕﻘﺪم اﻟﺘﻔﺎﻋﻞﺝـ -إذا آﺎن C = 10 -2 mol/ Aﻡﺎهﻲ اﻟﻘﻴﻤﺔ اﻟﺘﻲ یﺄﺧﺬهﺎ ' Cﺣﺘﻰ یﻜﻮن اﻟﺘﻔﺎﻋﻞ ﻓﻲ ﺣﺎﻟﺔ اﻟﺘﻮازن اﻟﺤﻞ : أ( +
−
اﻟﻤﻌﺎدﻟﺔ اﻟﻜﻴﻤﻴﺎﺋﻴﺔ
HCOOH ( aq + H 2O ( A ) = HCOO(aq) + H 3O
آﻤﻴﺔ اﻟﻤﺎة ) ( mol
ﺕﻘﺪم )(mol
اﻟﺤﺎﻟﺔ
ﺑﻮﻓﺮة
CV CV – x
0 x
اﻟﺤﺎﻟﺔ اﻻﺑﺘﺪاﺋﻴﺔ أﺙﻨﺎء اﻟﺘﻔﺎﻋﻞ
x eq
اﻟﺤﺎﻟﺔ اﻟﻨﻬﺎﺋﻴﺔ ﻟﻠﺘﻮازن
x max
اﻟﺤﺎﻟﺔ اﻟﻨﻬﺎﺋﻴﺔ اﻷﻋﻈﻤﻲ
0 x
0 x
ﺑﻮﻓﺮة
x eq
x eq
ﺑﻮﻓﺮة
CV - x eq
x max
x max
ﺑﻮﻓﺮة
CV - x max
ب ( اﻟﺘﻘﺪم اﻟﻨﻬﺎﺋﻲ X eq = n ( H 3O + )eq' = [ H 3 O + ] eq × V = 10 -PH- .V :
163
X eq = 10 - 2,9 × = 1,3 × 10 -5 m ol اﻟﺘﻘﺪم اﻷﻋﻈﻤﻲ : -3
ﻟﺪیﻨﺎ :
× 10 × 10
-2
CV - x max = 0 ⇒ x max = CV = 1,0 × 10
m ol
-3
= 1,0 × 10
xeq -PH × V -PH = 10 = 10 x max C × V C
ﺝـ -ﻡﻌﺎﻡﻞ اﻟﺘﻘﺪم اﻟﻨﻬﺎﺋﻲ :
= T
10 - 2,9 = 10 0,9 = 0,13 = 13 % -2 1,0 × 10
= T
د t 100 % -إن ﺕﻔﻜﻚ ﺣﻤﺾ اﻟﻤﻴﺜﺎﻥﻮیﻚ ﻓﻲ اﻟﻤﺎء ﻏﻴﺮ ﺕﺎم ﻓﻬﻮ ﺕﻔﻜﻚ ﻡﺤﺪود -PH T = 10و ﺑﻤﺎ أن ﺕﺮآﻴﺰ اﻟﻤﺤﻠﻮﻟﻴﻦ هﻮ ﻥﻔﺴﻪ Cإذن آﻠﻤﺎ آﺎﻥﺖ ﻗﻴﻤﺔ PH هـ -ﻟﺪیﻨﺎ C
ﺻﻐﻴﺮة آﻠﻤﺎ آﺎن ﻡﻌﺎﻡﻞ اﻟﺘﻘﺪم أآﺒﺮ و ﺑﻤﺎ أن PH 1 < PH 2إن ﺕﻔﻜﻚ ﺣﻤﺾ اﻟﻤﻴﺜﺎﻥﻮیﻚ ﻓﻲ اﻟﻤﺎء یﻜﻮن أﺱﺮع ﻡﻦ ﺕﻔﻜﻚ ﺣﻤﺾ اﻟﺒﻨﺰویﻚ -2
−
−
) + C 6 H 5 COO (aq) = HCOO(aq) + C 6 H 5 COO ( aq
−
)(aq
HCOOH
− )[ C 6 H 5 COOH ( aq ) ] [ HCOO (aq '] eq
– 2أ – ﺙﺎﺑﺖ اﻟﺘﻮازن :
− )[ C 6 H 5 COO (aq '] eq' [ HCOOH ( aq ) ] eq
= k
و ﺕﻜﻮن ﻡﻌﺎدﻟﺔ ﺕﻔﻜﻚ اﻟﻴﻨﺰویﻚ ﻓﻲ اﻟﻤﺎء : − )C 6 H 5 COO ( aq ) + H 2 O ( c ) = C 6 H 5 COO (aq + H 3O +
] [ C 6 H 5 COO − ] [ H 3O + ] [ C 6 H 5 COO
= k A2
و ﻡﻌﺎدﻟﺔ ﺕﻔﻜﻚ ﺣﻤﺾ اﻟﻤﻴﺜﺎﻥﻮیﻚ ﻓﻲ اﻟﻤﺎء : −
HCOOH ( aq ) + H 2O ( A ) = HCOO (aq) + H 3O + ] [ HCOO − ] [ H 3 O + ] [ HCOOH k A1
kA ] [ H 3O + 1 = و ﻟﺪیﻨﺎ : k A2 k A2
= k
] [ H 3O +
164
= k A1
k = k = 2,5
kA
1
k A2
- Pk
A1 = 10 - Pk = 10 A2 10
( pk A 2 - pk A1 )
: إذن
k = 10 + 4,2 - 3,8 = 10 0,4 = 2,5
: أي
: ب – ﺣﺴﺎب ﺕﻘﺪم اﻟﺘﻔﺎﻋﻞ − C 6 H 5 COO ( aq ) + C 6 H 5 COO(aq) = HCOO (−aq ) + C 6 H 5 COOH ( aq )
Q ri =
[ C 6 H 5 COO ] t [ HCOO − ] t
[ C 6 H 5 COO − ] t [ HCOOH ] t
C'V × C'V -3 2 uV = C' 2 = ( 5 × 10 ) = uV CV × CV C2 ( 1 × 10 -2 ) 2 uV uV و هﺬا یﻌﻨﻲ أن اﻟﺘﻔﺎﻋﻞ یﺘﻘﺪم ﻓﻲ اﺕﺠﺎﻩ ﻡﺒﺎﺵﺮQ ri < K : إذن Q ri = K و ﻷﺝﻞ ﺕﺤﻘﻴﻖ ذﻟﻚ ﺑﺤﻴﺚ أنQ r = k یﺤﺪث ﺣﺎﻟﺔ اﻟﺘﻮازن ﻋﻨﺪﻡﺎ- ﺝـ C ' 2 = k ⇒ C '2 = kC 2 ⇒ C = C2 C' = 1,6 × 10 - 2 m ol/ A : أيC' = 10 - 2 ×
165
kC 2 = C k : إذن
2,5 = 1,6 × 10 - 2 mol/ A : وﻡﻨﻪ
ﻡﻘﺪﻡﺔ یﺆآﺪ ﺕﺎریﺦ اﻟﻌﻠﻮم أن اﻟﺤﻀﺎرة اﻟﺤﺪیﺜﺔ ﺕﺪیﻦ ﺑﺎزدهﺎرهﺎ أﺱﺎﺱﺎ ﻟﻠﺤﻀﺎرة اﻟﻌﺮﺑﻴﺔ اﻹﺱﻼﻡﻴﺔ ﺑﻤﺎ ﻥﻘﻠﺖ ﻋﻨﻬﺎ ﻡﻦ أﺻﻮل اﻟﻌﻠﻢ و ﺕﻔﺮﻋﺎﺕﻪ ،آﻤﺎ أن اﻷﻡﺔ اﻟﻌﺮﺑﻴﺔ ﺕﻮاﺝﻪ اﻟﻴﻮم ﺕﺤﺪیﺎ آﺒﻴﺮا یﺪﻓﻊ ﺑﻬﺎ إﻟﻰ أن ﺕﻄﻮع ﻟﻐﺘﻬﺎ اﻟﺸﺮیﻔﺔ ﻟﺘﺸﻤﻞ و ﺕﺴﺘﻮﻋﺐ آﻞ اﻟﻨﻈﺮیﺎت و اﻻآﺘﺸﺎﻓﺎت ﺱﺮیﻌﺔ اﻟﺘﻄﻮر و اﻟﺘﺠﺪد ﻡﻤﺎ یﺴﺎﻋﺪهﺎ ﻋﻠﻰ اﺱﺘﻌﺎدة ﻡﺮآﺰهﺎ اﻟﺬي ﺕﺨﻠﻘﺖ ﻋﻨﻪ زﻡﻨﺎ ﻃﻮیﻼ . و ﻻﺵﻚ أن اﻟﻤﻜﺘﺒﺔ اﻟﻌﺮﺑﻴﺔ ﺑﺼﻔﺔ ﻋﺎﻡﺔ و اﻟﺠﺰاﺋﺮیﺔ ﺑﺼﻔﺔ ﺧﺎﺻﺔ ﺕﻔﺘﻘﺮ آﺜﻴﺮا إﻟﻰ اﻟﻜﺘﺐ اﻟﻌﻠﻤﻴﺔ ﻓﻲ ﻡﺨﺘﻠﻒ ﻓﺮوع اﻟﻌﻠﻢ و ﺧﺎﺻﺔ ﻓﺮع اﻟﻔﻴﺰیﺎء و اﻟﻜﻴﻤﻴﺎء ،آﻤﺎ أن اﻟﺪراﺱﺔ ﻓﻲ ﺑﻠﺪﻥﺎ اﻟﺤﺒﻴﺐ ﻻزاﻟﺖ ﻓﻲ أﻡﺲ اﻟﺤﺎﺝﺔ إﻟﻰ وﺝﻮد اﻟﻌﺪیﺪ ﻡﻦ اﻟﺪراﺱﺔ ﻓﻲ ﺑﻠﺪﻥﺎ اﻟﺤﺒﻴﺐ ﻻزاﻟﺖ ﻓﻲ أﻡﺲ اﻟﺤﺎﺝﺔ إﻟﻰ وﺝﻮد اﻟﻌﺪیﺪ ﻡﻦ اﻟﻤﺮاﺝﻊ اﻟﺘﻲ ﺕﻀﻊ اﻟﻠﺒﻨﺔ اﻷﺱﺎﺱﻴﺔ ﻹﻋﺪاد اﻷﺝﻴﺎل اﻟﺘﻲ ﺕﺒﻨﻲ ﺻﺮح اﻟﻨﻬﻀﺔ اﻟﻌﻠﻤﻴﺔ و اﻟﺤﻀﺎریﺔ ﻟﻬﺬا اﻟﺒﻠﺪ ﻋﻠﻰ أﺱﺎس وﻃﻴﺪ ﻡﻦ اﻟﻤﻌﺮﻓﺔ اﻟﺤﻘﺔ و اﻟﺘﺨﻄﻴﻂ اﻟﺴﻠﻴﻢ و اﻟﻬﺎدف ،و هﺬا ﻡﺎ دﻓﻊ ﺑﻮزارة اﻟﺘﺮﺑﻴﺔ اﻟﻮﻃﻨﻴﺔ إﻟﻰ اﺱﺘﺤﺪاث ﺑﺮﻥﺎﻡﺞ ﺣﺪیﺚ یﺘﻤﺎﺵﻰ ﻡﻊ اﻷهﺪاف اﻟﻤﺴﺘﻘﺒﻠﻴﺔ ﻟﻠﺒﻼد ،و ﺕﻤﺎﺵﻴﺎ ﻡﻊ هﺬا اﻟﺒﺮﻥﺎﻡﺞ اﻟﺠﺪیﺪ آﺎن ﻟﺰاﻡﺎ ﻋﻠﻨﻴﺎ أن ﻥﻀﻊ ﺑﻴﻦ ط 0000اﻷﻋﺰاء اﻟﻤﻘﺒﻠﻮن ﻋﻠﻰ ﺵﻬﺎدة اﻟﺒﻜﺎﻟﻮریﺎ هﺬا اﻟﻜﺘﺎب ،اﻟﺬي ﻥﺮﺝﻮا ﻡﻦ ﺧﻼﻟﻪ اﻟﺘﻮﻓﻴﻖ ﻓﻲ ﺕﻘﺮیﺐ و ﺕﺬﻟﻴﻞ اﻟﻌﻘﺒﺎت أﻡﺎم هﺬا اﻟﺠﻴﻞ ، و اﻟﺬي یﻌﺘﺒﺮ ﻡﺮﺝﻌﻴﺎ أﺱﺎﺱﻴﺎ ﻟﻜﻞ ﻃﺎﻟﺐ ﺑﻤﺎ یﺸﻤﻞ ﻋﻠﻴﻪ ﻡﻦ ﻡﺴﺎﺋﻞ و ﺕﻤﺎریﻦ ﺕﺮوي 00اﻟﻔﻠﻴﻞ و ﺕﺸﻔﻲ اﻟﻌﻠﻴﻞ و ﺕﺒﻌﺚ ﺑﺮیﻖ اﻷﻡﻞ ﻓﻲ اﻟﻨﺠﺎح ﻟﻜﻞ ﻃﺎﻟﺐ و ﻟﻘﺪ ﻋﺎﻟﺠﻨﺎ ﻓﻲ هﺬا اﻟﻤﺮﺝﻊ آﻞ ﺑﺮﻥﺎﻡﺞ اﻟﺴﻨﺔ اﻟﺜﺎﻟﺜﺔ ﺙﺎﻥﻮي ﻡﻌﺎﻟﺠﺔ ﻃﻴﺒﺔ ﻟﻜﻞ ﻡﺠﻮر ﻡﻦ ﺣﻴﺚ ﻡﻠﺨﺺ اﻟﺪروس و ﻋﺪد ﻡﻦ اﻟﺘﻤﺮیﻦ اﻟﺬي یﺼﻞ إﻟﻰ ﺣﺪود اﺙﻨﺎن وﺙﻼﺙﻮن ﺕﻤﺮیﻦ ﻓﻲ ﺑﻌﺾ اﻟﻤﺤﻮر هﺬﻩ اﻟﺘﻤﺎریﻦ اﻟﺘﻲ ﺕﻢ اﻥﺘﻘﺎﺋﻬﺎ ﺑﻌﻨﺎیﺔ ﻓﺎﺋﻘﺔ ﻡﻦ ﺑﻌﺾ اﻟﻤﺮاﺝﻊ اﻟﻌﻠﻤﻴﺔ و ﻡﻦ اﻡﺘﺤﺎﻥﺎت اﻟﺒﻜﺎﻟﻮریﺎ اﻷﺝﻨﺒﻴﺔ ) ﻓﺮﻥﺴﻴﺔ أﻡﺮیﻜﻴﺔ ،هﻨﺪیﺔ ،ﻡﺎﻟﻴﺰیﺔ ،ﺑﻠﺠﻴﻜﻴﺔ ،ﻡﻐﺮﺑﻴﺔ ...إﻟﺦ ( . و ﻓﻲ اﻷﺧﻴﺮ ﻻ یﺴﻌﻨﺎ إﻻ أن یﻜﻮن هﺬا اﻟﻜﺘﺎب ﺑﺎﺵﺮة ﺧﻴﺮ ﻟﻜﻞ ﻃﺎﻟﺐ و ﻡﻔﺘﺎح ﻟﻠﺴﻌﺎدة و اﻟﻨﺠﺎح . اﻷﺱﺘﺎذ : اﻷﺱﺘﺎذ : اﺱﻌﻴﺪاﻥﻲ ﻋﺒﺪ اﻟﻜﺮیﻢ دراﺱﺎت ﻋﻠﻴﺎ ﻓﻲ ﻓﻴﺰیﺎء اﻟﻤﻮاد و ﻡﺮآﺒﺎﺕﻬﺎ
ﻋﺒﺎس ﺝﻤﺎل دراﺱﺎت ﻋﻠﻴﺎ ﻓﻲ ﻓﻴﺰیﺎء اﻟﻄﺎﻗﺔ
ﺝﺎﻡﻌﺔ ﻓﺮﺣﺎت ﻋﺒﺎس – ﺱﻄﻴﻒ -
ﺝﺎﻡﻌﺔ ﻡﻨﺘﻮري – ﻗﺴﻨﻄﻴﻨﺔ -
166
اﻟﺤﻤﺪ ﷲ ﺣﻤﺪا آﺜﻴﺮا ،و اﻟﺼﻼة و اﻟﺴﻼم ﻋﻠﻰ رﺱﻮل اﷲ و ﻋﻠﻰ ﺁﻟﻪ و ﺻﺤﺒﻪ ،وﻡﻦ دﻋﺎ ﺑﺪﻋﻮﺕﻪ ، و اهﺘﺪى ﺑﻬﺪیﻪ إﻟﻰ یﻮم اﻟﺪیﻦ . وﺑﻌﺪ : ﺕﺸﻬﺪ اﻟﺠﺰاﺋﺮ ﻥﻬﻀﺔ ﺵﺎﻡﻠﺔ ﻓﻲ ﻡﺮاﻓﻖ اﻟﺤﻴﺎة و ﺑﺨﺎﺻﺔ اﻟﻨﻬﻀﺔ اﻟﺘﻌﻠﻤﻴﺔ اﻟﻤﺘﻤﺜﻠﺔ ﻓﻲ إﺻﻼح اﻟﻤﻨﻈﻮﻡﺔ اﻟﺘﺮﺑﻮیﺔ اﻟﺘﻲ ﺑﺎﺵﺮﺕﻬﺎ وزارة اﻟﺘﺮﺑﻴﺔ اﻟﻮﻃﻨﻴﺔ ﻓﻲ اﻟﻤﺮﺣﻠﺔ اﻟﺜﺎﻥﻮیﺔ و اﻟﺘﻲ ﺕﻌﺘﺒﺮ اﻟﻤﺮﺣﻠﺔ اﻟﺨﺼﺒﺔ 00ﻟﺘﻨﻤﻴﺔ ﻡﻌﺎرف اﻟﻄﻠﺒﺔ و ﺕﺮﺱﻴﺨﻬﺎ و ﺕﻤﺎﺵﻴﺎ ﻡﻊ هﺬا اﻹﺻﻼح ،ﻥﻀﻊ ﺑﻴﻦ یﺪي ﻃﻼﺑﻨﺎ هﺬا اﻟﻜﺘﺎب اﻟﻄﻠﺒﺔ و ﺕﺮﺱﻴﺨﻬﺎ و ﺕﻤﺎﺵﻴﺎ ﻡﻊ هﺬا اﻹﺻﻼح ،ﻥﻀﻊ ﺑﻴﻦ یﺪي ﻃﻼﺑﻨﺎ هﺬا اﻟﻜﺘﺎب اﻟﺬي ﺕﻮﺧﻴﻨﺎ ﻓﻲ ﻋﺮض ﻡﻮﺽﻮﻋﺎﺕﻪ ﻡﺎ اﺱﺘﻄﻌﻨﺎ ﺱﻬﻮﻟﺔ اﻟﻌﺒﺎرة و اﺧﺘﻴﺎر أﻓﻀﻞ اﻟﻄﺮق و أﺑﺴﻄﻬﺎ ،و ﺝﻮدة 000ﻓﻲ ﻃﺮح اﻟﻤﻮﺽﻮﻋﺎت اﻟﻌﻠﻤﻴﺔ ،و ﺝﻼء اﻟﻬﺪف ﺑﺎﺧﺘﻴﺎر اﻟﻤﺴﺎﺋﻞ و اﻟﺘﻤﺎریﻦ اﻟﻬﺎدﻓﺔ و اﻥﺘﻘﺎء اﻟﺤﻠﻮل اﻟﺒﺴﻴﻄﺔ ﺣﺘﻰ ﺕﻜﻮن ﻓﻲ ﻡﺘﻨﺎول آﻞ اﻟﻄﻼب . و ﻥﺄﻡﻞ أن یﺠﺪ اﻟﻄﻼب ﻓﻲ هﺬا اﻟﻜﺘﺎب 000اﻟﻤﻨﺸﻮدة و یﻜﻮن ﻟﻬﻢ ﻡﻔﺘﺎح ﻟﻠﻨﺠﺎح ﻓﻲ ﺵﻬﺎدة اﻟﺒﻜﺎﻟﻮریﺎ . ﻟﻘﺪ ﻋﺎﻟﺠﻨﺎ آﻞ اﻟﻤﻮﺽﻮﻋﺎت اﻟﻤﻘﺮرة ﻓﻲ ﺑﺮﻥﺎﻡﺞ اﻟﺜﺎﻟﺜﺔ ﺙﺎﻥﻮي و ﻗﻤﻨﺎ ﺑﺘﺰویﺪ آﻞ ﻡﻮﺽﻮع یﻌﺪد ﺝﻢ ﻡﻦ اﻟﻤﺴﺎﺋﻞ و اﻟﺘﻤﺎریﻦ اﻟﺘﻲ ﺕﺘﻢ اﻥﺘﻘﺎﺋﻬﺎ ﻡﻦ ﻡﻮاﺽﻊ اﻟﺒﺎآﺎﻟﻮریﺎ أﺝﻨﺒﻴﺔ ووﻃﻨﻴﺔ و آﺬا ﻡﺴﺎﺑﻘﺎت دوﻟﻴﺔ ،و ﻟﻘﺪ أﻟﺤﻘﻨﺎ ﻡﺤﻮر اﻻﺵﻌﺎﻋﺎت و اﻟﺘﻔﺎﻋﻼت و اﻟﺘﻔﺎﻋﻼت اﻟﻨﻮویﺔ ﺑﻜﺘﺎب اﻟﻜﻴﻤﻴﺎء و هﺬا ﻟﻀﺨﺎﻡﺔ آﺘﺎب اﻟﻔﻴﺰیﺎء . و ﻓﻲ اﻷﺧﻴﺮ ﻥﺮﺝﻮا أن ﻥﻜﻮن ﻗﺪ وﻓﻘﻨﺎ اﻟﺨﺪﻡﺔ أﺑﻨﺎء وﻃﻨﻨﺎ ﺑﻤﺎ ﻥﺴﺘﻄﻴﻊ ﻡﻦ ﺕﺬﻟﻴﻞ اﻟﺼﻌﻮﺑﺎت ،آﻤﺎ ﻥﺮﺝﻮا أن یﻜﻮن ﺱﻨﺪا ﻹﺧﻮاﻥﻨﺎ اﻷﺱﺘﺎذة ﻓﻲ ﺕﺤﻀﻴﺮ دروﺱﻬﻢ و اﻡﺘﺤﺎﻥﺎﺕﻬﻢ .
167
