دوره های آموزشی تخصصی. سعید ایرانپور


    دوره های در حال برگزاری

    مواد فعال سطحی و امولسیفایرها، با رویکرد تهیه امولسیون

    شوینده های صنعتی

    دوره های تدوین شده

    کارگاه آموزشی  ترسیم و ساختار ترکیبات شیمیایی با استفاده از ChemDraw و ChemOffice

    دوره آموزشی اندازگیری جرم ملکولی پلیمرها با روش ویسکومتری و تیتراسیون

    شناسایی سیستماتیک ترکیبات پلیمری با روش انحلال پذیری و سوختن

    اصول فرمولاسیون، ساخت و کنترل کیفیت آنتی‌فوم‌ها و دی‌فومرهای صنعتی

    اصول و متدولوژی مهندسی معکوس و رمزگشایی فرمولاسیون‌های شیمیایی


     



    خلاصه ای از مباحث سلول های گالوانی و الکترولیتی-شیمی دوازدهم


     اجزای سلول گالوانی


    • سلول گالوانی از دو نیم سلول تشکیل شده است.

    • هر نیمسلول شامل یک الکترود (رسانا) و محلول یونی است.

    • بین دو محلول یونی یک دیواره متخلخل وجود دارد.

    • دو الکترود به وسیله سیم رسانا به هم وصل میشوند.


    تعیین آند و کاتد در سلول گالوانی

    • نیمسلولی که پتانسیل استاندارد کاهش (E°) بیشتری دارد، کاتد است و در آن کاهش انجام میشود.

    • نیمسلولی که پتانسیل کمتری دارد، آند است و در آن اکسایش انجام میشود.

    • در سلول گالوانی، کاتد قطب مثبت و آند قطب منفی است.


    تغییرات جرم الکترودها و غلظت یونها در سلول گالوانی

    • در آند:

      • جرم الکترود کاهش مییابد (به دلیل اکسایش).

      • غلظت یون مثبت در محلول افزایش مییابد.

    • در کاتد:

      • جرم الکترود افزایش مییابد (به دلیل کاهش).

      • غلظت یون مثبت در محلول کاهش مییابد.


    جهت حرکت الکترونها در سیم

    • الکترونها از الکترود آند به سیم منتقل شده و سپس در سیم از آند به سمت کاتد حرکت میکنند.

    • در کاتد، الکترونها از سیم به الکترود وارد میشوند.


    وظایف دیواره متخلخل

    • جلوگیری از مخلوط شدن ناگهانی محلولهای دو نیمسلول.

    • حفظ تعادل بار الکتریکی (خنثی نگه داشتن محلولها).

    • در کاتد یونهای منفی (آنیونها) به سمت کاتد و در آند یونهای مثبت (کاتیونها) به سمت آند حرکت میکنند.


    نیروی الکتروموتوری (emf)

    • نیروی الکتروموتوری به اختلاف پتانسیل بین آند و کاتد گفته میشود که باعث ایجاد جریان الکتریکی میشود.

    • واحد اندازهگیری آن ولت (V) است.

    • این نیرو برابر اختلاف پتانسیل کاهش کاتد و پتانسیل کاهش آند است و همیشه عددی مثبت دارد.


     

    کاربردهای سلول الکترولیتی


    • برقکافت: جداسازی عنصرهای سازنده یک ماده از همدیگر.

    • آبکاری: ایجاد یک لایه فلزی روی سطح یک جسم رسانا.


     

    اجزای سلول الکترولیتی

    • محلول یا مذاب یونی (یک نوع).

    • باتری (منبع ولتاژ خارجی).

    • دو الکترود (تیغه):

      • الکترود ۱: قطب منفی (متصل به قطب منفی باتری).

      • الکترود ۲: قطب مثبت (متصل به قطب مثبت باتری).


    نحوه کارکرد سلول الکترولیتی

    • با اتصال باتری بین الکترودها، میدان الکتریکی تشکیل میشود.

    • یونهای مثبت به سمت کاتد (قطب منفی) و یونهای منفی به سمت آند (قطب مثبت) حرکت میکنند.

    • در آند: یونهای منفی الکترون از دست داده و اکسید میشوند.

    • در کاتد: یونهای مثبت الکترون دریافت کرده و کاهش مییابند.

    • پس قطب مثبت، آند و قطب منفی، کاتد سلول الکترولیتی است.


    برقکافت آب: راهی برای تولید گاز هیدروژن

    • الکترولیت: آب.

    • گازهای تولید شده به صورت حباب بالای الکترودها جمع میشوند.

    • نیمواکنشها:

      • در آند (قطب مثبت): تولید گاز اکسیژن با از دست دادن الکترون (اکسایش).

      • در کاتد (قطب منفی): تولید گاز هیدروژن با دریافت الکترون (کاهش).

    • واکنش کلی: تولید دو برابر حجم گاز هیدروژن نسبت به اکسیژن.


    بررسی pH در اطراف الکترودها

    • اطراف کاتد (نیمواکنش کاهش): تولید یون OH⁻، محلول بازی میشود.

    • اطراف آند (نیمواکنش اکسایش): تولید یون H⁺، محلول اسیدی میشود.


    بهبود عملکرد سلول الکترولیتی

    • آب خالص رسانایی ضعیفی دارد به خاطر غلظت کم یونهای H⁺ و OH⁻.

    • اضافه کردن مقدار کمی الکترولیت به آب، رسانایی را افزایش داده و عملکرد سلول را بهبود میبخشد.


       

    • مقایسه سلول الکترولیتی و سلول گالوانی

      ویژگی سلول گالوانی سلول الکترولیتی
      منبع انرژی واکنشهای اکسایش-کاهش (تولید انرژی) منبع انرژی خارجی (باتری)
      جهت واکنش واکنش به صورت طبیعی و خودبهخود واکنش در خلاف جهت طبیعی (با اعمال جریان)
      قطب آند و کاتد آند: قطب منفی، کاتد: قطب مثبت آند: قطب مثبت، کاتد: قطب منفی
      کاربرد تامین جریان الکتریکی تغییرات شیمیایی با برق (مثل برقکافت)