حل اسئلة التقويم

التقويم 2-5:

15. حدد. ما الذي يتأكسد؟ وما الذي يختزل في بطارية الخلية الجافة الخارصين والكربون؟ وما الخواص التي تجعل الخلية الجافة القلوية أكثر تطوراً من أنواع البطاريات الجافة الأقدم؟

يتأكسد Zn ويختزل MnO₂ في العجينة الموصلة للتيار يكون Zn في صورة مسحوق لتوفير مساحة سطح أكبر للتفاعل تستبعد الخلايا القلوية قطب الكربون غير النشط بوصفه كاثودا.

16. فسر. ماذا يحدث عند إعادة شحن البطارية؟

يجبر مصدر الطاقة المضاف إلى نظام الخلية على العمل في الاتجاه غير التلقائي المعاكس؛ لذا تُعاد المواد الأصلية إلى الخلية.

17. صف. أنصاف التفاعل التي تحدث في خلية وقود الهيدروجين واكتب معادلة التفاعل الكلية.

يتأكسد غاز الهيدروجين على الأنود ويختزل غاز الأوكسجين لأيونات الهيدروكسيد على الكاثود. ويمثل التفاعل الكلي بالمعادلة الآتية:

2H_2(g) + O_2(g) →2 H₂O_(l)

18. صف. عمل أنود عندما يستخدم قطباً مضحياً وفيم يتشابه عمله مع الجلفنة؟

للأنود المضحي جهد اختزال أقل من جهد اختزال الفلز المراد الحفاظ عليه ومنع تآكله تتشقق طبقة الجلفنة التي تتكون من الخارصين أو تتكسر ويفضل الخارصين التآكل تاركاً الفلز الذي تحته خالياً من التآكل.

19. فسر. لماذا يعد الليثيوم اختياراً جيداً ليكون أنوداً للبطارية؟

عنصر Li خفيف وله أقل جهد اختزال من كل الفلزات، وينتج طاقة أكبر مما تنتجه نصف خلية الخارصين.

20. احسب. باستعمال بيانات الجدول 1- 5 جهد خلية وقود الهيدروجين- الأوكسجين الموضحة في صفحة 53.

4H₂O_(i)+ 4e^- → 2H_2(g) + 4OH^-_(aq) E⁰ = -0.8277 V

O2_(g) + 2H₂O_(l) + 4e^- → 4OH^- _(aq) E⁰ = +0.401 V

E⁰_cell = +0.401 V -(-0.8277 V) = 1.229 V

21. صمم تجربة. استخدم معرفتك بالأحماض في ابتكار طريقة لتحديد ما إذا كان المركم الرصاصي مشحوناً بصورة كاملة أم أن شحنه بدأ ينفد.

ستتنوع التصاميم؛ ومنها يمكن معايرة عينة من محلول حمض الكبريتيك الموصل للتيار مع قاعدة، ومقارنة مولاريته بمولارية عينة من محلول حمض الكبريتيك المأخوذ من بطارية جديدة.