רמת גבוהה: משוואות מחצית אלקטרודה שומרות על אטומים ומטען
הוצג| English | משמעות |
|---|---|
| electrode half equation/ɪˈlektrəʊd hɑːf ɪˈkweɪʒn/ | משוואת מחצית תגובה באלקטרודה |
| discharge/dɪsˈtʃɑːdʒ/ | שחרור יון (דיסচারג') |
מה יכול להסביר תצפית זו?
- ברמה הגבוהה: בקתודה, יוני כופר הופכים לכופר על ידי קבלת אלקטרונים. באנודה, יוני כלור הופכים לכלור על ידי שחרור אלקטרונים. שני השינויים באלקטרודה דורשים משוואות נפרדות.
- התחל בחזית. ציין את הכמותות או התכונות שת срав, ואז החלט איזה עדות יכולה להבדיל בין שתי הסברות.
בניית המודל
- דוגמאות להפחתה בקתודה הן Cu²⁺ + 2e⁻ → Cu, Al³⁺ + 3e⁻ → Al ו- 2H⁺ + 2e⁻ → H₂. דוגמאות לחמצון באנודה הן 2Cl⁻ → Cl₂ + 2e⁻ ו- 4OH⁻ → O₂ + 2H₂O + 4e⁻. אלקטרונים מופיעים בצד התגובה כאשר הם מתקבלים ובצד המוצר כאשר הם מאבדים. משוואת ה-OH⁻ שומרת גם על אטומים וגם על מטען כולל.
- משוואת מחצית אלקטרודה: משוואת מאוזנת אטומית ומטענית לתגובה באלקטרודה אחת; שחרור (discharge): המרת יון באלקטרודה באמצעות העברת אלקטרונים.
איזה משוואה מייצגת נכונה את החמצת הכולורידים?
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
חמצון באנודה הוא אובדן אלקטרונים: 2Cl- -> Cl2 + 2e- מאזן גם אטומים (2:2) וגם מטען (-2 בכל צד). אלקטרונים בצד שמאל היו הפחתה, ואלקטרון אחד יוצא משאיר מטען לא מאוזן.
התאמו כל מונח טכני למשמעותו המדויקת.
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
השתמשו בהגדרות כדי להבדיל בין כמותיות ותהליכים הקשורים זה לזה.
בחר עדים שיכולים לבדוק אותו
- עבור 4OH⁻ → O₂ + 2H₂O + 4e⁻, מספר חמצן הוא ארבע בכל צד ומספר מימן ארבע בכל צד. מטען הוא −4 בשני הצדדים. עבור 2Cl⁻ → Cl₂ + 2e⁻, הכלור הוא דו-אטומי והסך הכל של אלקטרונים מאזן את שני המטענים השליליים. נדרשת נוסחה נכונה לפני האיזון; שינוי Cl₂ ל-Cl יהיה לזיהוי שגוי של המוצר.
- כתוב את המינים ואת המוצרים המתכוונים תחילה, ואז איזן אטומים, ואז מטען באמצעות אלקטרונים. בדוק סימן אלקטרודה ומזהה חמצון/הפחתה. הכפל משוואת מחצית רק כאשר מתאימים העברת אלקטרונים כוללת או הכמות הנדרשת בשאלה. הבדל בין דוגמאות בסיס מתכת/הלוגן מהמימון לדוגמאות מימניות המופקות ממים ולאלקטרודה פועלת בפעולה תעשייתית.
אילו שני הרגלים הופכים את החקירה או הדגם במקרה זה לקבלנים יותר?
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
ניסוח התנאים וההנחות מאפשר לאחרים לחזור על העבודה בדיוק, ורישום הראיות התומכות מאפשר להם לבדוק את המסקנה. הסתרת תוצאות המולכות מסירה את הראיות שיכולות לערער מסקנה שגויה, ומדידה אחת לעולם לא יכולה להוכיח טענה רחבה יותר.
עבודה על בסיס גודלים ידועים
- ציין את הערכים הידועים ואת יחידות המידה שלהם. בחר בקשר מכיוון שההנחות שלו מתאימות למקרה זה, ולאחר מכן סדר מחדש לפני ההצבה.
- נתון: שלושה יוני Cu²⁺ המיוצגים דורשים שש אלקטרונים ליצירת שלושה אטומי Cu. ארבעה יוני Al³⁺ המיוצגים דורשים GUIDELINES. שש יוני Cl⁻ המיוצגים יוצרים שלושה מולקולות Cl₂ ומשחררים שש אלקטרונים. ספירה זו תומדת בדגם משוואות HT; היא אינה דורשת חישוב מטען חשמלי, יעילות זרם או קבוע פארדאי מחוץ למטרות GCSE.
כמה אלקטרונים מפחיתים חמישה יוני Al³⁺ לאטומי אלומיניום? השתמש באותו סדר: כמויות ידועות → דגם → יחס → הצבה → יחידה ופרשנות.
כמה אלקטרונים ממסרים חמישה יוני Al³⁺ לאטומי אלומיניום?
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
התוצאה היא 15 אלקטרונים. נתון: כל Al3+ זקוק ל-3 אלקטרונים כדי להפוך ל-Al. בחמישה יונים: 5 x 3 = 15 אלקטרונים. המשוואה החצי-תגובתית Al3+ + 3e- -> Al מספקת את היחס.
בדוק את המסקנה ואת הגבולות שלה
- אלקטרונים אינם נעלמים מחישוב מטען רק כי הם לא אטומים. חמצון באנודה הוא איבוד אלקטרונים בדגם אלקטרוליזה מופעל זה. שחרור יון חיובי אינו אומר קבלת אלקטרונים חיוביים. כל החלק 4.4.3.5 הדרישה למשוואת מחצית ברחבי 4.4.3 היא רק ברמה גבוהה.
- חזור לתצפית המקורית. הסבר מה התוצאה תומכת, אילו תנאים היא מניחה, ודרך אחת לבדוק הסבר מתחרה.
משוואת האנודה ההידרוקסידית יכולה לוותר על מים ועדיין לשמור על אטומי מימן. טענה זו שגויה: מים חייבים להופיע במשוואת האנודה ההידרוקסידית כי אטומי המימן מגיעים ממנו: 4OH- -> O2 + 2H2O + 4e-. ויתור על המים מאבד ארבעה אטומי מימן ומפר את השימור.
רמה גבוהה: משוואות מחצית אלקטרודה שומרות על אטומים ומטען: עבור 4OH⁻ → O₂ + 2H₂O + 4e⁻, מספר חמצן הוא ארבע בכל צד ומספר מימן ארבע בכל צד. מטען הוא −4 בשני הצדדים. עבור 2Cl⁻ → Cl₂ + 2e⁻, הכלור הוא דו-אטומי והסך הכל של אלקטרונים מאזן את שני המטענים השליליים. נדרשת נוסחה נכונה לפני האיזון; שינוי Cl₂ ל-Cl יהיה לזיהוי שגוי של המוצר.
משוואת האנודה ההידרוקסידית יכולה להעלים מים תוך שמירה על איזון אטומי מימן.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
מים חייבים להופיע במשוואת האנודה ההידרוקסידית כי אטומי המימן מגיעים ממנו: 4OH- -> O2 + 2H2O + 4e-. חיסול המים מאבד ארבעה אטומי מימן ומפר את השימור.
משוואה מאוזנת לפי אטומים ומטען לתגובת אלקtrode אחת: כתוב את המונח הטכני.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
משוואת חצי אלקtrode פירושה משוואה מאוזנת לפי אטומים ומטען לתגובת אלקtrode אחת.