تبلیغات
تازه های شیمی - الکتروشیمی

جستجو

 

الکتروشیمی

جمعه 8 خرداد 1388   07:49 ب.ظ


نوع مطلب : الکتروشیمی( electrochemistry ) ،

 

 

 

تمام واکنشهای شیمیایی ، اساسا ماهیت الکتریکی دارند، زیرا الکترونها در تمام انواع پیوندهای شیمیایی (به راههای گوناگون) دخالت دارند. اما الکتروشیمی بیش از هر چیز بررسی پدیده‌های اکسایش- کاهش است. روابط بین تغییر شیمیایی و انرژی الکتریکی ، هم از لحاظ نظری و هم از لحاظ عملی حائز اهمیت است.

از واکنشهای شیمیایی می‌توان برای تولید انرژی الکتریکی استفاده کرد (در سلولهایی که سلولهای ولتایی یا سلولهای گالوانی نامیده می‌شوند) و انرژی الکتریکی را می‌توان برای تبادلات شیمیایی بکار برد (در سلولهای الکترولیتی). علاوه بر این ، مطالعه فرآیندهایی الکتروشیمیایی منجر به فهم و تنظیم قواعد آنگونه از پدیده‌های اکسایش - کاهش که خارج از اینگونه سلولها روی می‌دهند، نیز می‌شود. با برخی فرآیندهای الکتروشیمیایی آشنا می‌شویم.

رسانش فلزی

جریان الکتریکی ، جاری شدن بار الکتریکی است. در فلزات ، این بار بوسیله الکترونها حمل می‌شود و این نوع رسانش الکتریکی ، رسانش فلزی نامیده می‌شود. با بکار بردن یک نیروی الکتریکی که توسط یک باتری یا هر منبع الکتریکی دیگر تامین می‌گردد، جریان الکتریکی حاصل می‌شود و برای تولید جریان الکتریکی ، یک مدار کامل لازم است. تشبیه جریان الکتریسیته به جریان یک مایع ، از قدیم متداول بوده است. در زمانهای گذشته ، الکتریسیته به‌صورت جریانی از سیال الکتریکی توصیف می‌شد.
قراردادهای قدیمی که سابقه آنها ممکن است به "بنجامین فرانکلین" برسد و پیش از آن که الکترون کشف شود، مورد پذیرش بوده است، بار مثبتی به این جریان نسبت می‌دهد. ما مدارهای الکتریکی را با حرکت الکترونها توجیه خواهیم کرد. اما باید به خاطر داشت که جریان الکتریکی بنا به قرارداد بطور اختیاری مثبت و به صورتی که در جهت مخالف جاری می‌شود، توصیف می‌گردد.
جریان الکتریکی برحسب آمپر (A) و بار الکتریکی برحسب (C) کولن اندازه گیری می‌شود. کولن ، مقدار الکتریسیته است که در یک ثانیه با جریان 1 آمپر از نقطه‌ای می‌گذرد: 1C = 1A.S و 1A = 1C/S . جریان با اختلاف پتانسیل الکتریکی که بر حسب ولت اندازه گیری می‌شود، در مدار رانده می‌شود. یک ولت برابر یک ژول بر کولن است. 1V = 1J/C یا 1V.C = 1J . یک ولت لازم است تا یک آمپر جریان را از مقاومت یک اهم بگذراند. I=ε/R یا ε=IR

رسانش الکترولیتی
رسانش الکترولیت ، هنگامی صورت می‌گیرد که یونهای الکترولیت بتوانند آزادانه حرکت کنند، چون در این مورد ، یونها هستند که بار الکتریکی را حمل می‌کنند. به همین دلیل است که رسانش الکترولیتی ، اساس توسط نمکهای مذاب و محلولهای آبی الکترولیتها صورت می‌گیرد. علاوه بر این ، برای تداوم جریان در یک رسانای الکترولیتی لازم است که حرکت یونها با تغییر شیمیایی همراه باشد. منبع جریان در یک سلول الکترولیتی ، الکترونها را به الکترود سمت چپ می‌راند.
بنابراین می‌توان گفت که این الکترود ، بار منفی پیدا می‌کند. این الکترونها از الکترود مثبت سمت راست کشیده می‌شوند. در میدان الکتریکی که بدین ترتیب بوجود می‌آید، یونهای مثبت یا کاتیونها به طرف قطب منفی یا کاتد و یونهای منفی یا آنیونها به طرف قطب مثبت یا آند جذب می‌شوند. در رسانش الکترولیتی ، بار الکتریکی بوسیله کاتیونها به طرف کاتد و بوسیله آنیونها که در جهت عکس به طرف آند حرکت می‌کنند، حمل می‌شود.
برای این که یک مدار کامل حاصل شود، حرکت یونها باید با واکنشهای الکترودی همراه باشد. در کاتد ، اجزای شیمیایی معینی (که لازم نیست حتما حامل بار باشند) باید الکترونها را بپذیرند و کاهیده شوند و در آند ، الکترونها باید از اجزای شیمیایی معینی جدا شده ، در نتیجه آن ، اجزا اکسید شوند. الکترونها از منبع جریان خارج شده ، به طرف کاتد رانده می‌شوند.

عوامل موثر بر رسانش الکترولیتی
رسانش الکترولیتی به تحرک یونها مربوط می‌شود و هر چند که این یونها را از حرکت باز دارد، موجب ایجاد مقاومت در برابر جریان می‌شود. عواملی که بر رسانش الکترولیتی محلولهای الکترولیت اثر دارند، عبارتند از : جاذبه بین یونی ، حلال پوشی یونها و گرانروی حلال. انرژی جنبشی متوسط یونهای ماده حل شده با افزایش دما زیاد می‌شود و بنابراین مقاومت رساناهای الکترولیتی ، بطور کلی با افزایش دما کاهش می‌یابد. یعنی رسانایی زیاد می‌شود. به‌علاوه ، اثر هر یک از سه عامل مذکور با زیاد شدن دما کم می‌شود.

الکترولیز (برقکافت)
الکترولیز یا برقکافت سدیم کلرید مذاب ، یک منبع صنعتی تهیه فلز سدیم و گاز کلر است. روشهای مشابهی برای تهیه دیگر فلزات فعال ، مانند پتاسیم و کلسیم بکار می‌روند. اما چنانکه بعضی از محلولهای آبی را برقکافت کنیم، آب به جای یونهای حاصل از ماده حل شده در واکنشهای الکترودی دخالت می‌کند. از اینرو ، یونهای حامل جریان لزوما بار خود را در الکترودها خالی نمی‌کنند. مثلا در برقکافت محلول آبی سدیم سولفات ، یونهای سدیم به طرف کاتد و یونهای سولفات به طرف آند حرکت می‌کنند، اما بار این هر دو یون با اشکال تخلیه می‌شود.
بدین معنی که وقتی عمل برقکافت بین دو الکترود بی‌اثر در جریان است، در کاتد ، گاز هیدروژن بوجود می‌آید و محلول پیرامون الکترود ، قلیایی می‌شود:
(2H2O + 2e → 2OH- + H2(g
یعنی در کاتد ، کاهش صورت می‌گیرد، ولی به جای کاهش سدیم ، آب کاهیده می‌شود. بطور کلی ، هرگاه کاهش کاتیون ماده حل شده مشکل باشد، کاهش آب صورت می‌گیرد. اکسایش در آند صورت می‌گیرد و در برقکافت محلول آبی Na2SO4 ، آنیونها (2-SO4) که به طرف آند مهاجرت می‌کنند، به‌سختی اکسید می‌شوند:
2SO42- → S2O42- + 2e
بنابراین ترجیهاً اکسایش آب صورت می‌گیرد:
2H2O → O2(g) + 4H+ + 4e
یعنی در آند ، تولید گاز اکسیژن مشاهده می‌شود و محلول پیرامون این قطب ، اسیدی می‌شود. بطور کلی هرگاه اکسایش آنیون ماده حل شده مشکل باشد، آب در آند اکسید می‌شود. در الکترولیز محلول آبی NaCl ، در آند ، یونهای -Cl اکسید می‌شوند و گاز Cl2 آزاد می‌کنند و در کاتد ، احیای آب صورت می‌گیرد. این فرآیند ، منبع صنعتی برای گاز هیدروژن ، گاز کلر و سدیم هیدروکسید است:
2H2O + 2Na+ + 2Cl- → H2(g) + 2OH- + 2Na+ + Cl2
سلولهای ولتایی
سلولی که به‌عنوان منبع انرژی الکتریکی بکار می‌رود، یک سلول ولتایی یا یک سلول گالوانی نامیده می‌شود که از نام "آلساندرو ولتا" (1800) و "لوئیجی گالوانی" (1780) ، نخستین کسانی که تبدیل انرژی شیمیایی به انرژی الکتریکی را مورد آزمایش قرار دادند، گرفته شده است. واکنش بین فلز روی و یونهای مس II در یک محلول ، نمایانگر تغییری خود به خود است که در جریان آن ، الکترون منتقل می‌شود.
(Zn(s) + Cu2+(aq) → Zn2+(aq) + Cu(s
مکانیسم دقیقی که بر اساس آن انتقال الکترون صورت گیرد، شناخته نشده است. ولی می‌دانیم که در آند ، فلز روی اکسید می‌شود و در کاتد ، یونهای Cu+2 احیا می شود و به ترتیب یونهای Zn+2 و فلز Cu حاصل می‌شود و الکترونها از الکترود روی به الکترود مس که با یک سیم به هم متصل شده‌اند، جاری می‌شوند، یعنی از آند به کاتد.
Zn(s) → Zn2+(aq) + 2e
(Cu2+(aq)+2e → Cu(s
نیم سلول سمت چپ یا آند ، شامل الکترودی از فلز روی و محلول ZnSO4 و نیم سلول سمت راست یا کاتد ، شامل الکترودی از فلز مس در یک محلول CuSO4 است. این دو نیم سلول ، توسط یک دیواره متخلخل از هم جدا شده‌اند. این دیواره از اختلال مکانیکی محلولها ممانعت می‌کند، ولی یونها تحت تاثیر جریان الکتریسیته از آن عبور می‌کنند. این نوع سلول الکتریکی ، سلول دانیل نامیده می‌شود.

نیروی محرکه الکتریکی

اگر در یک سلول دانیل ، محلولهای 1M از ZnSO4 و 1M از CuSO4 بکار رفته باشد، آن سلول را با نماد گذاری زیر نشان می‌دهیم:
(Zn(s) │ Zn2+(1M) │ Cu2+(1M) │ Cu(s
که در آن خطوط کوتاه عمودی ، حدود فازها را نشان می‌دهند. بنابر قرارداد ، ماده تشکیل دهنده آند را اول و ماده تشکیل دهنده کاتد را در آخر می‌نویسیم و مواد دیگر را به ترتیبی که از طرف آند به کاتد با آنها برخورد می‌کنیم، میان آنها قرار می‌دهیم. جریان الکتریکی تولید شده در یک سلول ولتایی ، نتیجه نیروی محرکه الکتریکی (emf) سلول است که برحسب ولت اندازه گیری می‌شود.
هر چه تمایل وقوع واکنش سلول بیشتر باشد، نیوری محرکه الکتریکی آن بیشتر خواهد بود. اما emf یک سلول معین به دما و غلظت موادی که در آن بکار رفته است، بستگی دارد. emf استاندارد، ˚ε ، مربوط به نیروی محرکه سلولی است که در آن تمام واکنش دهنده‌ها و محصولات واکنش در حالت استاندارد خود باشند. مقادیر ˚ε معمولا برای اندازه گیری‌هایی که در ˚25C به عمل آمده است، معین شده است.
منبع :
متن از shimi.blogfa.com

 


نوشته شده توسط : خدیجه ( مینا ) ترکاشوند

هدیه
چهارشنبه 23 آذر 1390 04:46 ب.ظ
مرسی استفاده کردم
عرفان
پنجشنبه 27 اسفند 1388 11:38 ب.ظ
=================*=== (* ) ==============
============= (###########) ============
===============|########|==============
===============|########|==============
===============|########|==============
===============|########|==============
===============|########|==============
==============|##########|=============
=============|############| ===========
============|##############| ==========
===========|################| =========
==========|##################| ========
=========|##گروه شیمی اسلام اباد غرب##|========
========|######################|=======
======|####### (صنایع شیمیایی)######| ======
=====|###########################|=====
====|#############################|====
===|#######chemistery-erfan.persianblog.ir#####| ==
سلام
با عرض خسته نباشید خدمت شما من مدیر وبلاگ(گروه شیمی اسلام آباد غرب)هستم از شما درخواست دارم که ضمن بازدید از این وبلاگ لینک وبلاگ من را در وبلاگ خود قرار دهید در صورت تمایل شما برای قرار دادن لینک شما در وبلاگ من لطفا بعد از گداشتن لینک وبلاگ من در وبلاگ خود در این وبلاگ در قسمت نظرات آدرس وبلاگ خود را ثبت کنید تا من هم لینک وبلاگ شما را در وبلاگ خود قرار دهم
pardis
دوشنبه 16 شهریور 1388 02:39 ب.ظ
سلام هردو وبلاگ ایران کیمیا www.irankimia.blogfa.com و شیمی 88 www.shimi88.blogfa.com آپ هست منتظر حضور گرم و نظرات سازنده شما هستم
mms
یکشنبه 11 مرداد 1388 09:01 ب.ظ
سلام وبلاگ قشنگی داری...
اگر مایلید با هم تبادل لینک کنیم...
اگر موافقید منو با نام
(آسمان شب)
لینک کنید و بعد هم از طریق نظرات وبلاگم بهم خبر بدید...
آرش
یکشنبه 11 مرداد 1388 01:27 ب.ظ
سلام دوست من
کم پیش میاد تو بلاگی نظر بدم.ولی بلاگت قشنگ بود.امیدوارم قلب مهربونت همیشه جایگاه شادی و عشق و محبت باشه و هیچ وقت غم و غصه سراغت نیاد.ضمنا اگه اهل کسب درآمد از اینترنت هستی خبرم کن.یا اگه میخواهی بازدیدکنندهای بلاگت بره بالا نرم افزار ارسال نظر به بلاگفا رو هم آماده کردم.تو سایتم میتونی ببینیش.

با تشکر آرش
مدیریت و برنامه نویس سایت و بلاگ:
www.zavyeh.com
www.arash-soft.blogsky.com
http://www.pcpayam.com
یکشنبه 11 مرداد 1388 04:28 ق.ظ
http://www.pcpayam.com

سیستم تبلیغات كلیكی به ازای هر كلیك 50 تومان ! . كسب در آمد بسیار مطمئن با واریزی دقیق هر ماه با حد اقل پرداخت 5000 تومان بر خلاف سایر سایتهای كسب در آمد كه تا رسیدن به 30.000 تومان پول وبلاگها را نگه میدارند ....

یكبار فقط یكماه سرویس ما را امتحان كنید پشیمان نمیشوید
پردیس
یکشنبه 4 مرداد 1388 02:45 ب.ظ
سلام وبلاگ خیلی پر محتوایی دارید من تازه وبلاگم رو راه اندازی کردم یه سری بزنید اگه با تبادل لینک موافق بودید من رو با نام "شیمی و تجربیات پردیس( با تست های متنوع)" لینک کنید و به من اطلاع بدید که شما رو با چه نامی لینک کنم
شوخی با شیمی
پنجشنبه 18 تیر 1388 07:35 ق.ظ
سلام خانم ممنون که سرزدی بنده هم وبلاگ زیبایتان را خیلی وقت پیش لینک کردم موفق باشید
دانشجو
چهارشنبه 10 تیر 1388 09:28 ق.ظ
سلام خانم ترکاشوند
خیلی وبلاگ زیبا و مفیدی دارید. من دانشجوی رشته شیمی هستم و خیلی تمایل دارم با شما آشنا بشم. وبلاگتونو جزو پیوندام کردم. در ضمن قصد داشتم در مورد پیل های سوختی تحقیق کنم. خوشحال میشم اگر در این زمینه کمکم کنید.
یا علی(ع)
خیلی ممنونم
علیرضا ابراهیمی
شنبه 23 خرداد 1388 03:03 ب.ظ
سلام
سر كار خانم تركاشوند
من بیش از دو سال است كه از وبلاگ شما استفاده می كنم و اولین وبلاگی بود كه لینك كردم
خوشحال می شم به وبلاگ بنده سر بزنید
با اجازه شما بعضی مواقع از مطالب شما با قید منبع در وبلاگم استفاده می كنم .
امیدوارم همیشه پیروز و سالم باشید
یا علی(ع)
konjkav
جمعه 22 خرداد 1388 03:50 ب.ظ
با سلام
از آنجا که مطالب وبلاگ شما جالب و درخور توجه می باشد ، مدیران سایت کنجکاو
که یک سایت خبری علمی است تصمیم گرفتند لینکی از وبلاگ شما را در قسمت
پیوندها – وبلاگهای علمی قرار دهند.
لذا چنانچه شما هم موافق با تبادل لینک می باشید ، لینک سایت ما را در وبلاگ خود قرار
دهید و عنوان وبلاگ و آدرستان را برای ما تا لینک شما هم در سایت کنجکاو قرار بگیرد.
با تشکر

عنوان لینک ما : جدید ترین اخبارعلمی

www.konjkav.com

افـزایـش بـادیـد به صـورت رایـگـان!
سه شنبه 19 خرداد 1388 08:44 ب.ظ
آیـا میـخواهیـد بـازدیـد از سـایـت یا وبــلاگ شـمـا بـه صـورت کامـلا رایـگـان بـیـشتـر شـود و در گـوگـل پـیـج رنـک (رتــبه) بـهتـری داشتـه بـاشیـد و در صـفحـه اول سـرچ قـرار گـیـرید ؟ پس این فرصــت طـلایـی رو از دسـت نـدهـید !
مسلم
شنبه 16 خرداد 1388 12:21 ق.ظ
بابت تصاویر جیف ممنون
مصطفی
جمعه 8 خرداد 1388 09:27 ب.ظ
با سلام.
دوست عزیز لطفا به سایت ما سر بزنید.
منتظر نظرات سازنده شما هستیم.
با تشكر
مصطفی
جمعه 8 خرداد 1388 09:09 ب.ظ
با سلام.
دوست عزیز لطفا به سایت ما سر بزنید.
اگر آمار بازدیدتون بالای 1000 بازدید در روز هست، ما آماده تبادل لینك با شما هستیم.

در صورت تمایل ما را با نام:
.:: نرم افزار های روز دنیا ::.
لینك كنید و به ما اطلاع بدهید تا ما نیز شما را لینك كنیم.

* ما آماده همكاری با شما به عنوان نویسنده در سایت خود می باشیم.

منتظر نظرات سازنده شما هستیم.
با تشكر
 
لبخندناراحتچشمک
نیشخندبغلسوال
قلبخجالتزبان
ماچتعجبعصبانی
عینکشیطانگریه
خندهقهقههخداحافظ
سبزقهرهورا
دستگلتفکر