كيمياء – تطبيقات على التحليل الكهربى للصف الثالث الثانوى 2016

كيمياء – تطبيقات على التحليل الكهربى للصف الثالث الثانوى 2016

تطبيقات على التحليل الكهربي

 

1. الطلاء الكهربي

2. تحضير الألومنيوم

3. تنقية المعادن

أولاً: الطلاء الكهربي

هى عملية تكوين طبقة رقيقة من فلز معين على سطح فلز آخر .

أهمية الطلاء الكهربى

1. منع تآكل المعدن (منع الصدأ)

2. إعطاء المعدن بريق ولمعان

3. رفع القيمة الإقتصادية للمعادن الرخيصة بطلائها بمعدن نفيس .

تجربة عملية لطلاء إبريق بطبقة من الفضة

1. نظف سطح الإبريق جيداً .

2. نكون خلية تحليلية

3. يتم توصيل لوح من ” الفضة ” بالقطب الموجب للبطارية ” + “

4. وبذلك يمثل لوح الفضة أنود الخلية التحليلية .

5. يتم توصيل ” الإبريق ” بالقطب السالب للبطارية ” – ” وبذلك يمثل الإبريق كاثود الخلية .

6. المحلول الإلكتروليتى أحد أملاح مادة الطلاء ” نيترات الفضة ” .

تكبير الصورة معاينة الأبعاد الأصلية.

 

التفاعلات

عند مرور التيار الكهربى

 

يتأين الإلكتروليت:   

عند الآنود (القطب الموجب): تتأكسد فضة الآنود إلى أيونات فضة تذوب فى المحلول .

عند الكاثود (القطب السالب) : تُختزل أيونات الفضة إلى الفضة وتترسب على الإبريق .

ملحوظة: فى خلية الطلاء الكهربى يتم توصيل لوح من المادة المراد الطلاء بها بالقطب الموجب للبطارية ويتم توصيل الجسم المراد طلائه بالقطب السالب للبطارية والإلكتروليت أحد أملاح مادة الطلاء (الآنود) .

ثانيا:ً تحضير الألومنيوم

يستخلص الألومنيوم من التحليل الكهربى لخام البوكسيت (Al₂O₃) المذاب مصهور الكيريوليت(Na₂AlF₆) والمحتوي على قليل من الفلورسبار ( CaF₂) لخفض درجة إنصهار المخلوط من ⁵2045م  إلى ⁵950م

التفاعلات

عند مرور التيار الكهربى

يتأين الإلكتروليت

عند الآنود (القطب الموجب = المصعد) (أكسدة)

عند الكاثود (القطب السالب = المهبط) (إختزال)

 

والتفاعل الكلي هو

ويتفاعل الأكسجين المتصاعد مع أقطاب كربون المصعد مكوناً غازات أول وثانى أكسيد الكربون فتتآكل أقطاب

المصعد ولذا يجب تغييرها باستمرار

تكبير الصورة معاينة الأبعاد الأصلية.

ثالثاً: تنقية المعادن

درجة نقاء المعادن التى يتم تحضيرها صناعياً أقل من درجة النقاوة المطلوبة لبعض الإستخدامات المعينة وبالتالى تقل

كفاءتها .

مثال :

النحاس الذى نقاوته 99 % جودة توصيله الكهربى منخفضة لوجود شوائب من الخارصين والحديد والفضة والذهب

مختلطة معه ولذلك يستخدم التحليل الكهربى لتنقية النحاس للحصول على نحاس نقى 99.95 % جيد التوصيل للتيار

الكهربى .

 

تتكون خلية تنقية النحاس من :

لوح النحاس الغير نقى ويتم توصيله بالقطب الموجب للمصدر الكهربى وبذلك يمثل أنود الخلية التحليلية .

سلك من النحاس النقى ويتم توصيله بالقطب السالب للمصدر الكهربى وبذلك يمثل كاثود الخلية التحليلية .

محلول إلكتروليتى من أحد أملاح النحاس (كبريتات النحاس)

عند مرور التيار الكهربى :

يتأين الإلكتروليت:

 فعند المصعد (الأنود) يذوب النحاس (يتأكسد) ويتحول إلى أيونات نحاس :

     ثم تعود وتترسب أيونات النحاس في صورة نحاس نقى مرة أخرى عند الكاثود:

تكبير الصورة معاينة الأبعاد الأصلية.

أما الشوائب الموجودة أصلاً في مادة المصعد (الأنود) مثل شوائب الحديد والخارصين فإن بعضها يذوب (يتأكسد) فى المحلول ولكنها لا تترسب عند الكاثود لصعوبة إختزالها بالنسبة لأيونات النحاس .

والشوائب الأخرى مثل الذهب والفضة إذا وجدت في مادة الأنود لا تتأكسد (لا تذوب) عند قطب النحاس وتتساقط أسفل الآنود وتزال من قاع الخلية .

بهذه الطريقة يمكن الحصول على نحاس نقى (99,95%)  بالإضافة إلى إمكانية فصل بعض المعادن النفيسة مثل

الذهب والفضة من خامات النحاس .

س :كيف يمكن الحصول على الذهب الخالص من سلك نحاس يحتوى على شوائب من الذهب؟

س : النحاس النقى 99% يحتوى على نسبة شوائب. وضح كيف يمكن تنقيته من الشوائب للحصول على نحاس نقاوته 99,95%

[url=http://cairodar.youm7.com/flashes/PDFfiles/chemistry arabic ch 4 l 4.pdf] لتحميل الدرس بصيغة PDF اضغط هنا..[/url]