الدرس الثالث ... الخلايا الاوليه

الخلايا الاولية
الخلايا الاولية
-انظمة تختزن الطاقة فى صورة كيميائية والتى يمكن تحويلها عند اللزوم إلى طاقة كهربية من خلال تفاعل اكسدة واختزال تلقائى غير انعكاسى
-هذا النوع من الخلايا يتوقف عن العمل عندما تستهلك مادة المصعد وتنضب ايونات نصف خلية المهبط
-خلايا يستحيل اعادة شحنها اى اعادة مكوناتها على حالتها الاصلية اى انها خلايا غير انعكاسية
علل الخلايا الاولية خلايا غير انعكاسية
لانة يستحيل اعادة شحنها اى اعادة مكوناتها على حالتها الاصلية
علل يسهل تنقل الخلايا الاولية
لانها توجد فى صورة جافة وليست وهى بذلك تحقق جهد ثابت لمدةاطول اثناء تشغيلها ويمكن تصنيعها فى حجم صغير
*خواص الخلايا الاولية
1- لايمكن اعادة شحنها
2- توجد فى صورة جافة وليست سائلة
3- ان يكون لها جهد ثابت لمدة طويلة اثناء تشغيلها
4- ان تكون صغيرة الحجم وسهلة الحمل والتداول
5- تتوقف عن الكهرباء عندما تستهلك مادة الانود ويقل تركيز نصف خلية الكاثود
الخلية الجافة
التركــيب
1-الآنــود ( القطب السالب )
وعاء غلافه الخارجي من فلز الخارصين
2-الكاثــود (القطب الموجب )
عمود من الجرافيت فى وسط الخلية محاط بعجينه رطبة
من ثاني أكسيد المنجنيز (يعمل كمادة مؤكسدة)
4- الالكتروليت كلوريد الامونيوم
ملحوظة :-
يمكن استخدام خليط من كلوريد الامونيوم وكلوريد الخارصين كا الكتروليت ويمكن استخدام كلوريد الخارصين فقط فى بعض الخلايا

التفاعــلات التي تحدث داخل الخلية
1- عملية تاين لكلوريد الامونيوم
NH4Cl  NH4 + + Cl
2-عند الكاثــود( القطب الموجب عملية اختزال )
تختزل كاتيونات الأمونيوم إلى غاز الأمونيا والهيدروجين الذي يتأكسد بواسطة MnO2 إلى ماء وذلك لمنع ظاهرة الاستقطاب التي تضعف جهد الخلية يعمل الماء الناتج ترطيب وسط الخلية
2NH4+ +2e +2MnO2  2NH3 + 2MnO (OH)
3-عند الأنــود ( القطب السالب) عملية الأكسدة
تتأكسد ذرات الخارصين إلى كاتيونات الخارصين وتنطلق الكترونات
جهد الأكسدة= 762و فولت Zn  Zn+2 + 2e
التفاعــل الكلــى
Zn +2MnO2 + 2NH4+  Zn+2 + 2MnO(OH) +2NH3
3-يتحد غاز الأمونيا الناتج مع أيونات الخارصين مكونا مركبات فى صورة متراكبا معقدا بذلك يقلل تراكم النشادر عند المهبط الذي يسبب تراكمه انخفاض التيار الناتج من البطارية وعن ترك البطارية فترة بدون عمل تعود للعمل مرة أخرى
ق د ك = 762و + 783و = 5و1 فولت
خلية الزئبق
خلية الزئبق :-
عبارة عن خلية صغيرة الحجم على هيئة قرص او شكل اسطوانى
الاستخدام : سماعات الاذن والات التصوير
التركيب :-
1- الانود( المصعد ) القطب الموجب
عمود صلب محاط بمسحوق الخارصين المضغوط
2-الكاثود ( المهبط ) القطب الموجب
عمود من الصلب محاط باكسيد الزئبق
3-الالكتروليت
عجينة رطبة من هيدروكسيد البوتاسيوم توضع بين الانود والكاثود

التفاعلات الحادثة فى الخلية
1-تاين هيدروكسيد البوتاسيوم
2KOH • 2K+ + 2OH-
2-عند الانود
تتاكسد ذرات الخارصين الى ايونات عن طريق فقد الكترونات
يتحول الخارصين إلى ايونات خارصين موجبة فى وجود ايونات الهيدروكسيل
Zn0 + 2OH • ZnO + H2O+2e ------(1)
3-عند الكاثود
تختزل كاتيونات الزئبق فى اكسيد الزئبق فى وجود الماء باكتسابها الاكترونات
الناتجة من تفاعل مادة الانود مكونة زئبق وايونات هيدروكسيل سالبة
HgO+ H2O +2e • Hg+ + 2OH- ------(2)
بجمع المعادلة ( 1& 2 )معا يصبح التفاعل النهائى
Zn+ HgO • ZnO +Hg+
المميزات
1- تركيز ايونات الالكتروليت خلال فترة التفريغ ثابت لايقل
2- التيار الناتج شدتة ثابتة خلال فترة التشغيل
العيوب
1- استهلاك الخارصين والزئبق (مادة الانود والكاثود)
2- لايمكن اعادة شحنها
الخلايا الثانويــــــة
مميزات الخلايا الثانوية :-
1- خلايا جلفانية تتميز بان التفاعلات التى تحدث فيها تفاعلات انعكاسية
2- تختزن الطاقة الكهربية على هيئة طاقة كيميائية يمكن تحويلها إلى طاقة كهربية عند اللزوم
3- يمكن اعادة شحنها عن طريق امرار تيار كهربى فيها من مصدر خارجى بين قطبيها فى اتجاة عكس عملية تفريغها
بطارية النيكل والكاديوم
التركيب
1- الانود (القطب السالب )فلز الكاديوم الصلب
2- الكاثود (القطب الموجب) اكسيد نيكل قاعدى (نيكل اكسى هيدروكسيل)NiO(OH)
3—الالكتروليت قلوى هيدروكسيد البوتاسيوم
التفاعلات التى تحدث فيها
1- تاين هيدروكسيد البوتاسيوم
2KOH • 2K+ + 2OH-
2-عند الانود قطب الكاديوم
تتاكسد ذرات الكاديوم وتيحول الى ايونات كاديوم التى تتحدمع ايونات الهيدروكسيل الناتجة من تاين هيدروكسيد البوتاسيوم ويتكون هيدروكسيد كاديوم
Cd • Cd+2 + 2e
Cd+2 + 2OH • Cd(OH)2
-يكون جهد اكسدة ايون الكاديوم 0.81 فولت
عند الكاثود ( اكسيد النيكل )
يختزل النيكل +3 فى اكسيد النيكل القاعدى حيث يكتسب واحد الكترون ويتحول إلى اكسيد نيكل +2 فى هيدروكسيد النيكل وينتج +2 فى وجود الماء وتنتج ايونات هيدروكسيل سالبة
2NiO (OH) +2H2O +2e • 2Ni(OH)2 + 2OH
جهد اختزال الكاثود =+ 0.49 فولت
التفاعل الكلى الحادث
Cd+ + 2NiO(OH) +2H2O تفريغ Cd(OH)2+2Ni (OH)2
شحن البطارية :-
يتم توصيل بمصدر تيار خارجى جهدة اكبر قليلا من جهدها فتحدث بها تفاعلات انعكاسية وتتحول الى خلية الكتروليتية فيعود تركيب المصعد والمهبط إلى ماكان علية
Cd+ + 2NiO(OH) +2H2O Cd(OH)2+2Ni (OH)2
المميزات
1- صغيرة الحجم وسهالة التداول والاستعمال
2- تستخدم لعدة سنوات لانة يمكن شحنها عدة مرات (ذات عمر طويل )
3- مصمتة وخفيفة ولايتصاعد منها غازات
4- تستخدم فى العديد من الاجهزة الالكترونية الحديثة
5- جهد = 3,1 فولت

» الدرس الثالث ... القانون الثالث لنيوتن
» الدرس الثالث ... المحلول
» الدرس الثالث ... الفيروسات
» الدرس الثالث ... القواعد
» الدرس الثالث التهجين