الكهرباء التحليلية: الأيونات المتحركة تتحرك نحو الأقطاب ذات الشحنة المعاكسة
مُقدَّم| English | المعنى |
|---|---|
| electrolyte/ɪˈlektrəlaɪt/ | إلكتروليت |
| cathode/ˈkæθəʊd/ | الأنود (المهبط) |
ما الذي يفسر هذه الملاحظة؟
- المادة الصلبة الأيونية لا توصل الكهرباء عبر أيونات ثابتة، لكن انصهارها يمكن أن يوصل. توصيل مصدر تيار مستمر لذلك السائل قد يسبب منتجات مختلفة عند قطبيها.
- ابدأ بتوقع. حدد الكميات أو الخصائص التي ستقارنها، ثم حدد الدليل الذي يمكنه التمييز بين تفسيرين.
بناء النموذج
- المحلول الإلكتروليتي هو سائل أو محلول يحتوي على أيونات متحركة يمكنها توصيل الكهرباء. إذابة مركب أيوني أو ذوبان مركب أيوني مناسب freeing الأيونات للحركة. في التحليل الكهربائي، القطب السالب هو الكاثود ويجذب الأيونات الموجبة؛ والقطب الموجب هو الأنود ويجذب الأيونات السالبة. تتحول الأيونات المشحونة (تتحرر) لتنتج منتجات على أسطح الأقطاب.
- المحلول الإلكتروليتي: سائل أو محلول يوصل الشحنة عبر أيونات متحركة؛ الكاثود: القطب السالب في نموذج التحليل الكهربائي المجهز بالطاقة، حيث يحدث الاختزال.
أين تتحرك الأيونات الموجبة في الخلية الكهروكيميائية المجهزة بالطاقة؟
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
الأقطاب المتعاكسة تتجاذب: تتحرك الأيونات الموجبة نحو القطب السالب، وهو الكاثود في التحليل الكهربائي. الأنود موجب ويجذب الأيونات السالبة؛ ولا تسافر الأيونات عبر السلك الخارجي.
طابق كل مصطلح تقني مع معناه الدقيق.
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
استخدم التعريفات للتمييز بين الكميات والعمليات ذات الصلة.
اختر دليلاً لاختبار الفرضية
- تنتقل الشحنة عبر المحلول الإلكتروليتي عبر الأيونات المتحركة وعبر الدائرة الخارجية عبر الإلكترونات. الأيونات الموجبة ليست إلكترونات موجبة، ولا تصبح أيونات الملح الصلبة متحركة بمجرد لمس سلك لها. يستخدم التحليل الكهربائي الطاقة الكهربائية لدفع التغير الكيميائي. تنطبق أسماء الاستقطاب هنا على خلية تحليل كهربائي مُشغَّلة خارجياً، وليس كقاعدة عامة لكل خلية كهروكيميائية.
- ارسم مصدر تيار مستمر مسمّى، وقطبين منفصلين والمحلول الإلكتروليتي. حدد استقطاب المصدر، وهوية القطب، وأسهم لكل نوع من الأيونات. العمل المدرسي الفعلي يستخدم معدات ومحاليل منخفضة الجهد معتمدة، مع إبقاء الأقطاب منفصلة لمنع الدوائر القصيرة. سجل المنتجات والملاحظات عند القطب المسمى بدلاً من مجرد القول إن فقاعات حدثت في مكان ما.
أي عادة من العادتين تجعل التحقيق أو النموذج في هذه الحالة أكثر قابلية للدفاع؟
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
توضيح الشروط والافتراضات يسمح للآخرين بتكرار العمل بدقة، وتسجيل الأدلة الداعمة يتيح لهم التحقق من الاستنتاج. إخفاء النتائج المتعارضة يزيل الأدلة التي قد تتحدى استنتاجًا خاطئًا، ولا يمكن لقياس واحد أن يثبت ادعاءً أوسع.
اعتمد على كميات معروفة
- أدر القيم المعروفة ووحداتها. اختر العلاقة لأن افتراضاتها تتناسب مع هذه الحالة، ثم أعد ترتيب المعادلة قبل التعويض.
- معلوم: النموذج المسمى له قطب A متصل بالطرف السالب للمصدر وقطب B بالموجب. Cu²⁺ يتحرك نحو A، بينما Cl⁻ يتحرك نحو B. A هو الكاثود وB هو الأنود. في رسم توضيحي بعدد الجسيمات، خمسة Cu²⁺ وعشرة Cl⁻ لها شحنة كلية متوازنة +10−10=0؛ عدد أيونات متساوٍ ليس شرطًا للتعادل الكهربائي.
كم عدد أيونات Cl⁻ التي توازن الشحنة الكلية لسبعة أيونات Cu²⁺؟ استخدم نفس التسلسل: الكميات المعلومة ← النموذج ← العلاقة ← التعويض ← الوحدة والتفسير.
كم عدد أيونات Cl⁻ التي تعادل الشحنة الكلية لسبع أيونات Cu²⁺؟
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
النتيجة هي 14 أيون. معلوم: سبعة أيونات Cu2+ تحمل شحنة إجمالية +14. كل أيون Cl- يحمل -1، لذا 14 أيونات كلوريد تعادلها. الحياد الكهربائي يوازن الشحنة، وليس عدد الأيونات.
تحقق من الاستنتاج وحدوده
- إشارات القطب تجذب الأيونات لكنها لا تعني أن كل أيون موجب يُكوّن فلزه في محلول مائي؛ قد تتنافس أنواع مشتقة من الماء. قاعدة اختيار المنتج هذه مستقلة. معادلات النصف الخاصة بالمستوى الأعلى أيضاً مستقلة عن نموذج الحركة والأجهزة الخاص بالمستوى المشترك هذا.
- عُد إلى الملاحظة الأصلية. اشرح ما يدعمه النتيجة، وما هي الشروط التي تفترضها، وطريقة واحدة لاختبار تفسير منافس.
الإلكترونات المتحركة عبر السائل هي حاملات الشحنة الوحيدة في الإلكتروليت الأيوني. هذا الادعاء غير صحيح: في الإلكتروليت، حاملات الشحنة هي الأيونات المتحركة - الموجبة والسالبة تنزح في اتجاهين متعاكسين. الإلكترونات تتحرك فقط عبر السلك الخارجي والأقطاب؛ السائل لا يحمل إلكترونات حرة.
التحليل الكهربائي: الأيونات المتحركة تتجه نحو الأقطاب ذات الشحنة المعاكسة: تنتقل الشحنة عبر الإلكتروليت عن طريق حركة الأيونات وعن طريق الإلكترونات في الدائرة الخارجية. الأيونات الموجبة ليست إلكترونات موجبة، ولا تصبح أيونات الملح الصلبة متحركة لمجرد لمس سلك لها. التحليل الكهربائي يستخدم الطاقة الكهربائية لدفع التغير الكيميائي. مصطلحات القطبية هنا تنطبق على خلية تحليل كهربائي مزودة بالطاقة خارجية، وليست قاعدة عامة لكل الخلية الكهروكيميائية.
الإلكترونات التي تنتقل عبر السائل هي حاملة الشحنات الوحيدة في الإلكتروليت الأيوني.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
في المحلول الإلكتروليتي، حاملات الشحنة هي الأيونات المتحركة - الموجبة والسالبة تنحرف في اتجاهين متعاكسين. تنتقل الإلكترونات فقط عبر السلك الخارجي والأقطاب؛ ولا يحمل السائل إلكترونات حرة.
سائل أو محلول ينقل الشحنات عبر أيونات متحركة: اكتب المصطلح التقني.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
يعني الإلكتروليت سائلاً أو محلولاً ينقل الشحنات عبر أيونات متحركة.