الكيمياء الكهربائية: الأكسدة والاختزال وأعداد التأكسد والخلايا الجلفانية والجهد والبطاريات والتحليل

نصائح الإتقان

• • أكسدة = فقد إلكترونات (عدد التأكسد يزيد)، اختزال = اكتساب (يقلّ). العامل المختزِل يتأكسد، والمؤكسِد يُختزل.
• • لحساب عدد التأكسد: الحرّ = 0، الأيون = شحنته، O = −2 (فوق أكسيد −1)، H = +1، ومجموع المركّب المتعادل = 0.
• • الأنود قطب الأكسدة (سالب)، الكاثود قطب الاختزال (موجب)، والإلكترونات تتدفّق من الأنود إلى الكاثود عبر السلك.
• • جهد الخلية E°cell = E°(كاثود) − E°(أنود)؛ والتفاعل تلقائي إذا كان موجبًا. والأعلى جهد اختزال هو الأسهل اختزالًا.
• • البطارية الأولية تُستعمل مرة (الجافة/القلوية)، والثانوية قابلة للشحن (السيارة)، وخلايا الوقود تستعمل الهيدروجين.

أخطاء شائعة

• عكس تعريفي العامل المؤكسِد والمختزِل: العامل المؤكسِد يُختزل هو نفسه (يكسب إلكترونات)، والعامل المختزِل يتأكسد (يفقد إلكترونات).
• الخطأ في عدد تأكسد الأكسجين في فوق الأكاسيد: الأكسجين −2 عادةً، لكنه −1 في فوق الأكاسيد مثل H₂O₂.
• الخلط بين الأنود والكاثود: تذكّر: الأنود = أكسدة (سالب في الجلفانية)، الكاثود = اختزال (موجب)؛ والإلكترونات من الأنود إلى الكاثود.
• استعمال E°cell = E°أنود − E°كاثود: الصحيح E°cell = E°(الكاثود) − E°(الأنود)؛ والقيمة الموجبة تعني تفاعلًا تلقائيًّا.
• الخلط بين الخلية الجلفانية والتحليل الكهربائي: الجلفانية تُنتج كهرباءً من تفاعلٍ تلقائي، والتحليل الكهربائي يستهلك كهرباءً ليُحدث تفاعلًا غير تلقائي.