الخلية الجلفانية
ما هي الخلية الجلفانية؟
هي الخلية التي تنتج تياراً كهربائياً نتيجة لحدوث تغيرات أو تفاعلات كيميائية
بمعنى تحويل الطاقة الكيميائية إلى طاقة كهربائية .
تركيب الخلية الجلفانية :
1 - نصف خلية الأكسدة
2 - نصف خلية الاختزال
3 - القنطرة الملحية
4 - أسلاك توصيل
5 - فولتميتر
القنطرة الملحية:
عبارة عن أنبوب على شكل U مقلوب
يملأ بعجينة الأجار أجار و محلول مركز من KCL أو NaCl يسد طرفاها بمادة مسامية مثل الصوف الزجاجي .
* فوائدها:
- تكمل الدائرة الكهربية
- تعادل الشحنات الكهربية
- تمنع التلامس المباشر بين قطب الخارصين و أيونات النحاس
الأقطاب في الخلية الجلفانية:
الأنود (المصعد ) (-) و تحدث عنده الأكسدة أي فقد إلكترونات
الكاثود (المهبط ) (+) و يحدث عنده الإختزال أي اكتساب إلكترونات
والآن كيف يمكن الحصول على طاقة كهربائية من تفاعل أكسدة واختزال يحدث بشكل تلقائي ومستمر؟
لندرس تفاعل الخارصين ( Zn ) مع محلول كبريتات النحاس الثنائية CuSO4 :
عند غمر لوح من الخارصين ( الزنك ) في محلول كبريتات النحاس II يمكن ملاحظة ما يلي :
1- تآكل سطح لوح الخارصين.
2- تكون طبقة أسفنجية لونها بني غامق من النحاس ( Cu ) على سطح لوح الخارصين .
3- تقل شدة اللون الأزرق للمحلول تدريجيا دلالة على أن تركيز كاتيونات النحاس (Cu+2 ) يقل في المحلول.
4- يزداد تركيز كاتيونات الخارصين ( Zn+2) عديمة اللون في المحلول
يمكن تفسير ما حدث بما يلي:
1- تآكل لوح الخارصين ووجود كاتيونات الخارصين في المحلول يعود إلى حدوث عملية أكسدة لذرات الخارصين وتحولها إلى كاتيونات الخارصين.
2- ترسب ذرات النحاس على سطح الخارصين، ونقص تركيز كاتيونات +Cu2 في المحلول يعود إلى اختزال كاتيونات النحاس II وتحولها إلى ذرات تترسب على سطح الخارصين .
وبجمع نصفي التفاعلين نحصل على المعادلة التي تمثل التفاعل الحادث:
ولقد وُجِدَ أن هذا التفاعل الذي تم بشكل تلقائي يكون مصحوبا بانطلاق طاقة حرارية قدرها 217.6 كيلوجول / مول
والسبب في انطلاق الطاقة الحرارية أن مجموع المحتويات الحرارية للمواد الناتجة اقل من مجموع المحتويات الحرارية للمواد الداخلة وبالتالي حدث التفاعل بشكل تلقائي ومستمر وأن تبادل الالكترونات تم مباشرة من سطح فلز الخارصين إلى كاتيونات النحاس II الملامسة لها في المحلول وبهذا لم نحصل على طاقة كهربائية وإنما حصلنا على طاقة حرارية.
