تحليل الماء الكهربائي: تغيّر الأنواع المشتقة من الماء النواتج
مُقدَّم| English | المعنى |
|---|---|
| inert electrode/ɪˈnɜːt ɪˈlektrəʊd/ | القطب الخامل |
| aqueous electrolyte/ˈeɪkwɪəs ɪˈlektrəlaɪt/ | محلول إلكتروليتي مائي |
ما الذي يفسر هذه الملاحظة؟
- كلوريد الصوديوم المائي يعطي الهيدروجين عند الكاثود بدلاً من الصوديوم. يحتوي المحلول على أنواع مشتقة من الماء بالإضافة إلى أيونات الملح المذاب.
- ابدأ بتوقع. حدد الكميات أو الخصائص التي ستقارنها، ثم حدد الدليل الذي يمكنه التمييز بين تفسيرين.
بناء النموذج
- بالنسبة لنموذج القطب الخامل الخاص بالمواصفات المدرسية، يتشكل الهيدروجين عند الكاثود إذا كان المعدن المذاب أكثر نشاطًا من الهيدروجين؛ يمكن أن يتشكل معدن أقل نشاطًا مثل النحاس بدلاً منه. عند الأنود، يتشكل الأكسجين إلا إذا كانت أيونات الهالوجين موجودة، حين يُتنبأ بالهالوجين. يصف حساب GCSE تزويد الماء بهيدروجين وأيونات هيدروكسيد يمكن إفرازها.
- إلكتروليت مائي: محلول أيوني يحتوي على ماء يستخدم كسائل موصل؛ قطب خامل: قطب غير مقصد للتفاعل في التحليل الكهربائي المحدد.
ما المنتجات المتوقعة لكبريتات النحاس (II) المائية مع أقطاب خاملة؟
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
النحاس أسفل الهيدروجين، لذا يتحرر Cu2+ كفلز نحاس عند الكاثود؛ ولا يتحرر الكبريتات، لذا يعطي الماء الأكسجين عند الأنود. يظهر الهيدروجين فقط عندما يكون الفلز أكثر نشاطًا من الهيدروجين، ولا تُستخرج أبداً الكبريت من الكبريتات.
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
- كلوريد النحاس(II) المائي يعطي بالتالي نحاسًا عند الكاثود وكلورين عند الأنود. محلول كلوريد الصوديوم يعطي هيدروجين وكلورين تحت شروط الدليل المعتمد. كبريتات النحاس(II) تعطي نحاسًا وأكسجين، بينما كبريتات الصوديوم تعطي هيدروجين وأكسجين. ذكر أن هذه تنبؤات محددة لملح مذاب واحد وقطب خاملة؛ التركيز ومادة القطب يمكن أن تؤثر على التفاعلات التنافسية الفعلية خارج هذه القاعدة البسيطة.
- حدد الأيونات الموجبة والسالبة المذابة، ثم بما فيها الأيونات المشتقة من الماء في التفسير. طبق قواعد الكاثود والأنود بشكل منفصل. استخدم فقط المحاليل المخففة المعتمدة مدرسيًا ومصدر جهد منخفض، مع مسافة ثابتة بين الأقطاب وتهوية مناسبة. يجب أن تتبع الملاحظات المتعلقة بالكلورين الطريقة الصغيرة المعتمدة تقنيًا؛ لا تشم الغازات ولا تولد كميات كبيرة.
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: أربع محاليل مزودة هي CuCl₂ و NaCl و CuSO₄ و Na₂SO₄ في الماء مع أقطاب خاملة. اثنان منهما منتجات كاثود نحاسية واثنان هيدروجين، واثنان منهما تنبؤات أنود كلورين واثنان أكسجين. هذا التصنيف يحسب التنبؤات بناءً على الظروف المعلومة، وليس إثبات معدلات إنتاج أو استرداد متطابقة عبر المحاليل الأربعة.
وفقًا للقواعد المعلومة، كم عدد محاليل CuCl₂ و NaCl و CuSO₄ و Na₂SO₄ المائية التي لديها تنبؤات هيدروجين للكاثود؟ استخدم نفس التسلسل: الكميات المعلومة ← النموذج ← العلاقة ← التعويض ← الوحدة والتفسير.
وفقاً للقواعد المعلنة، كم عدد المحاليل المائية التالية التي تتوقع تكون الهيدروجين عند الكاثود: CuCl₂، NaCl، CuSO₄ و Na₂SO₄؟
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
النتيجة هي 2 محاليل. معلوم: CuCl2، NaCl، CuSO4، Na2SO4 (محلول مائي، أقطاب خاملة). قاعدة الكاثود: النحاس أسفل الهيدروجين (CuCl2، CuSO4 يعطي Cu)؛ والصوديوم فوق الهيدروجين (NaCl، Na2SO4 يعطي H2). يُتوقع الهيدروجين في 2 محاليل.
تحقق من الاستنتاج وحدوده
- الكلوريد المذاب يعطي كلورين، وليس أيونات كلوريد صلبة، عند الأنود في النموذج المعلوم. الكبريتات المائية لا تنتج كبريتًا بمجرد حذف اسمها من الصيغة. لا تطبق قاعدة الخليط المنصهر على المحاليل التي تحتوي على ماء.
- عُد إلى الملاحظة الأصلية. اشرح ما يدعمه النتيجة، وما هي الشروط التي تفترضها، وطريقة واحدة لاختبار تفسير منافس.
الماء لا يمكن أن يؤثر على النواتج لأنه غائب عن الصيغة الكيميائية للملح المكتوبة. هذا الادعاء خاطئ: صيغة الملح تستبعد المذيب، وليس كيميائياته. الماء يوفر أيونات H+ و OH-، التي تتنافس عند الأقطاب - ولهذا يعطي التحليل الكهربائي للمحلول المائي والصلب لنفس الملح نواتج مختلفة.
تحليل الماء الكهربائي: تتغير النواتج بسبب أنواع مشتقة من الماء: لذلك يعطي كلوريد النحاس(II) المائي نحاساً عند الكاثود وكلوراً عند الأنود. يعطي محلول كلوريد الصوديوم هيدروجين وكلوراً تحت ظروف الدليل المعتمد. يعطي كبريتات النحاس(II) نحاساً وأكسجيناً، بينما يعطي كبريتات الصوديوم هيدروجيناً وأكسجيناً. بيّن أن هذه هي التنبؤات المحددة لمحاليل المذاب الواحد والأقطاب الخاملة؛ يمكن للتركيز ومادة القطب أن تؤثر على التفاعلات التنافسية الفعلية خارج هذه القاعدة البسيطة.
الماء لا يمكن أن يؤثر على المنتجات لأنه غير موجود في صيغة الملح المكتوبة.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
صيغة الملح تستبعد المذيب، لا كيميائه. يوفر الماء H+ و OH-، اللذين يتنافسان عند الأقطاب - ولهذا يعطي التحليل الكهربائي للمحلول المائي والمنصهر لنفس الملح نواتج مختلفة.
محلول أيوني يحتوي على الماء يستخدم كسائل موصل: اكتب المصطلح التقني.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
إلكتروليت مائي يعني محلول أيوني يحتوي على الماء يستخدم كسائل موصل.