الدرس الخامس ... التحليل الكهربى

التحليل الكهربى
*التحليل الكهربى
انظمة يتم فيها تحويل الطاقة الكهربية إلى طاقة كيميائية من خلال تفاعل اكسدة واختزال تحدث فى خلايا تعرف بالخلايا التحليلية
*تركيب الخلايا التحليلية
1-الآنــود ( المصعد – القطب الموجب )
- القطب الذي يتصل بالقطب الموجب للبطارية
- يقوم بتوصيل التيار الكهربي داخل المحلول أو المصهور
- القطب الذي يفقد إلكترونات أثناء عملية التوصيل
- تنجذب عندة الأيونات السالبة مثل أيون الكلور يد والأكسيد
- تحدث عندة عملية الأكسدة أي فقد الإلكترونات
2- الكاثــود ( المهبط – القطب السالب )
- القطب الذي يتصل بالقطب السالب للبطارية
-يقوم بتوصيل التيار الكهربي خارج المحلول أو المصهور فى السلك
- القطب الذي يكتسب إلكترونات أثناء عملية التوصيل
-تنجذب عندة الأيونات الموجبة مثل الهيدروجين والصوديوم والنحاس والفضة
-تحدث عندة عملية الاختزال آي إكتساب الإلكترونات
علل الآنود هو القطب الموجب والكاثود هو القطب السالب فى الخلايا التحليلية
-الآنود هو القطب الموجب :لأنة يتصل بموجب البطارية وتحدث عندة عملية الأكسدة لأنة تنجذب عندة الأيونات السالبة حيث تفقد إلكترونات وتتعادل ( عملية أكسدة )
-الكاثود هو القطب السالب :لأنة يتصل سالب البطارية وتحدث عندة عملية الاختزال لأنة تنجذب عندة الأيونات الموجبة حيث تكتسب إلكترونات وتتعادل ( عملية اختزال )
 أنــواع الأيونات
 الكاتيــونات
أيونات فقيرة بالإلكترونات وتكون الشحنة المؤثرة عليها موجبة تنجذب ناحية القطب السالب مثل Na+ , Al+
الأنيــونات
أيونات غنية بالإلكترونات وتكون الشحنة المؤثرة عليها سالبة تنجذب ناحية القطب الموجب مثل Cl- ,O-2
علل التفاعل فى خلايا التحليل الكهربى لايتم بصورة تلقائية
- لآنة يحتاج إلى طاقة كهربية من مصدر كهربى خارجى ويتوقف بمجرد انقطاع التيار الكهربي
التحليل لمحول كلوريد النحاس
تجربة
1- كون الدائرة كما بالشكل
2- ضع فى الدائرة محلول كلوريد النحاس
3- اغلق الدائرة ليمر التيار الكهربي
الملاحظة
يترسب النحاس عند القطب السالب ويتصاعد الكلور عند القطب الموجب
التفسير
- عند وضع كلوريد النحاس فى الماء يتأين طبقا للعلاقة
CuCl2 • Cu + 2 + 2Cl –
عند مرور التيار الكهربي
*عند الكاثود
تتجة أيونات النحاس عند الكاثود حيث تكتسب إلكترونات وتتعادل ويحدث لها عملية اختزال
Cu + 2 + 2e • Cu
*عند الآنود
تتجة أيونات الكلور عند الآنود حيث تفقد إلكترونات وتتعادل ويحدث لها عملية أكسدة 2Cl- - 2e • Cl 2
 عملية الأكسدة
عملية فقد المادة للإلكترونات وتحدث عند القطب الموجب ( الآنود )
 عملية الاختزال
عملية اكتساب المادة للإلكترونات وتحدث عند القطب السالب ( الكاثود)
 التوصيـل الكهربي
-هو انتقال الشحنات الكهربية من نقطة لأخرى خلال المادة فى صورة تيار كهربائي
-حركة الشحنات الكهربية ناحية الأقطاب المخالفة لها فى الشحنة
 أنواع الموصلات
  موصلات الكترونية  مـوصـــــــــــلات إلكتروليتية
تعريف يتم انتقال الكهربية فيها عن طريق حركة الإلكترونات داخل المادة دون انتقال المادة يتم انتقال الكهربية فيها عن طريق حركة الأيونات الموجبة والسالبة ناحية الأقطاب المخالفة فى الشحنة ويصاحبها انتقال للمادة
مثال المعادن (النحاس والالومنيوم) محلول ومصهور ملح الطعام
أنواع الموصلات الإلكتروليتية
1- مواد نقية مثل مصاهير الأملاح
2-محاليل مثل محاليل الأملاح والقواعد والقلويات
علل النحاس موصل الكترونى ومحلول كلوريد الصوديوم موصل الكتروليتى
-النحاس موصل الكترونى لآنة يتم انتقال الكهربية فيها عن طريق حركة الإلكترونات داخل المادة دون انتقالها
-محلول كلوريد الصوديوم مركب الكتروليتىلآنة يتم انتقال الكهربية فية عن طريق حركة الأيونات الموجبة والسالبة ناحية الأقطاب المخالفة فى الشحنة ويصاحبها انتقال للمادة
تفسير فاراداى لما يحـدث أثناء مرور التيار الكهربي فى المحلول
1-سريان التيار الكهربي يكون مرتبط بحركة الأيونات الحرة الحركة فى جميع الاتجاهات
2-حركة الأيونات تكون ناحية الأقطاب المخالفة لها فى الشحنة
3-حيث تتحرك الأيونات الموجبة ناحية القطب السالب وتكتسب إلكترونات وتتعادل ويحدث لها عملية اختزال
4-تتحرك الأيونات السالبة ناحية القطب الموجب وتفقد إلكترونات وتتعادل ويحدث لها عملية أكسدة
القانون الأول لفاراداى
القانون الاول لفاراداى
تتناسب كمية المادة ( المنفصلة أو المتكون أو المترسبة ) تناسبا طرديا مع كمية التيار الكهربي التى تمر فى المحلول او المصهور
-نظرا لآن كمية الكهرباء تتناسب طرد يا مع الكتلة المترسبة
- ك α كمية الكهرباء
- ك = مقدار ثابت × كمية الكهرباء
- ك = ﻫ × كمية الكهرباء
-كمية الكهرباء = ت × ز
- ك = ﻫ × ت × ز
 تعريف المكافئ الكيميائي للعنصر
-كتلة المادة المترسبة أو المنفصلة عند مرور كمية كهرباء مقدارها واحد كولوم
-كتلة المادة المترسبة أو المنفصلة عند مرور تيار شدته واحد أمبير فى زمن قدرة واحد ثانية

 تحقيق قانـــون فاراداى الأول
 تجربــة
1- امرر كميات مختلفة من التيار الكهربي فى محلول إلكتروليتى معين
2-احسب كمية المواد المترسبة عند المهبط أو المستهلكة عند المصعد فى كل حالة وقارنها بكمية الكهرباء التى مرت
 الملاحظة
تزداد كمية المواد المترسبة أو المستهلكة مع زيادة كمية الكهرباء المارة
 الاستنتاج
كمية المواد المترسبة أو المستهلكة تتناسب طرديا مع كمية التيار المارة
القانون الثاني لفاراداى
القانون الثاني لفاراداى
عند ثبوت كمية الكهرباء تتناسب كتلة المواد المترسبة أو المنفصلة طرديا مع كتلتها المكافئة ( أوزانها المكافئة)
 تحقيق قانون فاراداى الثاني
 تجربــة
1- كون الدائرة كما بالشكل
2- مرر فى كل المحاليل نفس كمية التيار
3- أوجد كمية المواد المترسبة على كاثود كل منهم
بالترتيب
الملاحظة
نلاحظ ان كتلة المواد المترسبة عند الكاثود على الترتيب Cu –Ag- H تتناسب طرديا مع كتلتها المكافئة 31.78 Cu : 108 Ag : 1 H
الاستنتاج
كتلة المواد المترسبة عند الكاثود تتناسب طرديا مع أوزانها المكافئة عند ثبوت كمية الكهرباء
*قوانين وعلاقات
- كتلة المادة Cu : Ag : H
- مكافئ المادة 31.78 : 108 : 1
- الكتلة المكافئة مك = الكتلة الذرية / التكافؤ
كتلة النحــاس = مكافــئ النحاس
كتلة الفضــة مكافــئ الفضة
كتلة النحـــاس = مكافــئ النحاس
كتلة الهيدروجيـن مكافئ الهيدروجين
ك H: ك A g: كCu = مك H : مك Ag : مك Cu
علل عند مرور نفس كمية الكهرباء فى محلول نترات الفضة ومحلول كبريتات النحاس تكون كمية الفضة المترسبة على الكاثود اكبر من كمية النحاس
لآن الكتلة المكافئة للفضة اكبر من الكتلة المكافئة النحاس
الأمبيــر
-وحدة قياس شدة أو قوة التيار الكهربى
-كمية الكهرباء التى اذا تم تمريرها لمدة ثانية واحدة فى محلول ايونات الفضة يتم ترسيب1.118 مجم من الفضة
الكولوم
وحدة كمية التيار الكهربى
1 كولوم = 1 مبير × 1 ثانية
-هو كمية التيار الكهربى التى إذا أمرت فى محلول ايونات الفضة لمدة ثانية واحدة ترسب 118,1 مجم فضة أو 0.001118/ 107.88 مكافىء جرامى من الفضة
س ماذا نعنى بقولنا أن كمية الكهرباء المارة فى موصل ما= 20 كولوم
معنى ذلك ان شدة التيار المارة فى موصل ما فى الثانية الواحدة =20 أمبير
الفاراداى
كمية الكهرباء اللازمة لذوبان او ترسيب او تصاعد الوزن المكافئ لأي عنصر عند الأقطاب و =96500كولوم

القانـون العام للتحليل الكهربي
عند مرور واحد فاراداى ( 96500 ) كولوم خلال الكتروليت فإن ذلك يؤدى إلى ذوبان أو تصاعد أو ترسيب وزن مكافئ جرامى من المادة عند احد الأقطاب
العلاقة بين كمية الكهرباء والأوزان المكافئة للعناصر
-الكولوم هو كمية الكهرباء اللازمة لترسيب 001118,0 جم فضة فى واحد ثانية
- الكتلة المكافئة الجرامية للفضة= 108 /1 = 108
- الكتلة المكافئة للفضة = الكتلة الذرية الجرامية للفضة =108
- بمعنى 1 كولوم يرسب 001118و جم فضة
س كولوم يرسب 108 جم فضة
-س ( كمية الكهرباء اللازمة لترسيب مكافئ جرامى من الفضة )
= 108 × 1/ 001118,0= 96500 كولوم
-وجد ان هذا المقدار الثابت (96500) يرسب الكتلة المكافئة الجرامية لأي عنصر ويطلق عليها
الفاراداى
قوانين وعلاقـات هامـة
*الكتلة الذرية الجرامية للعنصر جم / ذرة = الكتلة المكافئة × تكافؤ العنصر
☻الكتلة المكافئة = الكتلة الذرية الجرامية / التكافؤ
☻السعة الكهربية = كمية الكهرباء
☻ كمية الكهرباء بالكولوم =شدة التيار بالامبير × الزمن بالثواني
☻كمية التيار اللازمة لفصل الكتلة الذرية الجرامية للعنصر=الفاراداى × تكافؤ العنصر
☻ كمية الكهربية بالكولوم = كتلة المادة بالجرام × 96500
الكتلة المكافئة الجرامية
☻ كمية الكهرباء بالفاراداى = ك المادة بالجرام × 1F / الكتلة المكافئة الجرامية
☻ كمية المادة المترسبة بالجرام = شدة التيار × الزمن × الكتلة المكافئة / 96500
☻ عدد مولات المادة = الكتلة المترسبة / الوزن الجزيئى
☻المول = الكتلة الجزيئية الجرامية
☻المول من العنصر الصلب ذرة واحدة ومن العنصر الغازي ذرتين
أمثلـــة محلولـــه
1-مثال كم فاراداى19300 كولوم و 1800كولوم
F = 96500 كولوم
عدد F = 19300/ 96500= 0.2 فاراداى
عدد F = 1800/ 96500= 0.018 فاراداى
===========================================================
2-احسب الكتلة المكافئة والكتلة الذرية لفلز عند مرور تيار كهربى شدتة 58500 كولوم فى الكتروليت يحتوى على كاتيوناتة فترسب 8 جم اذا علمت انة ثنائى التكافؤ
96500 ك المكافئة
58500 8 جم
ك المكافئة = 96500 ×8/58500 = 13.196جم
الكتلة الذرية =ك المكافئة × التكافؤ= 31.196×2 = 26.39 جم
===========================================================
3-أحسب كتلة الخارصين المترسبة على الكاثود والناتجة من إمرار 9650 كولوم فى محلول كبريتات الخارصين إذا علمت أن تفاعل الكاثود Zn +2 + 2e  Zn ( Zn = 65)
- الكتلة المكافئة الجرامية للخارصين = الكتلة الذرية / التكافؤ= 65/ 2= 5و32 جم
96500 32.5
9650 س
ك= كمية الكهرباء×ك المكافئة
96500
9650 × 5و32 /96500=25و3
4-أريد الحصول على مركم سعته 20 أمبير ساعة كم تكون كتلة الرصاص اللازمة لعمل هذا المركم
السعة الكهربية = ت ×ز =20 ×60×60 = 72000كولوم
كمية المادة المترسبة = ت × ز × ك المكافئة / 96500
= 72000 × 5و103 / 96500 = 22و77 جم
===========================================================
5-إذا مرت كمية الكهرباء فى محلول نترات الفضة ومحلول كبريتات النحاس +2 وترسب واحد جم من النحاس فكم جرام من الفضة يترسب فى نفس المدة الزمنية ( Cu = 63.5 , Ag = 108 )
المكافئة = الكتلة الذرية / التكافؤ
الكتلة المكافئة للنحاس=5و63= 31.7
2
الكتلة المكافئة للفضة=108= 108جم
1
ك النحاس = مكافئ النحاس
ك الفضة مكافئ الفضة
1 = 75و31
ك الفضة 107
ك الفضة= 108 ×1= 4 و3 جم
75و31
===========================================================
6-احسب كمية الكهرباء بالفاراداى اللازمة لاختزال كل مماياتى
أ- مول واحد من الحديد الثلاثى إلى الحديد الثنائى
ب- مول واحد من كاتيون المنجنيز فى برمنجانات البوتاسيوم إلى كاتيون المنجنيز فى ثانى اكسيد المنجنيز
كمية الكهرباء اللازمة لترسيب واحد مول من الحديد الثلاثى إلى الثنائى
=التكافؤ × الفاراداى = 1 فاراداى Fe+3  Fe+2
كمية الكهرباء اللازمة لترسيب مول واحد من كاتيون المنجنيز فى برمنجانات البوتاسيوم إلى كاتيون المنجنيز فى ثانى اكسيد المنجنيز =التكافؤ × الفاراداى
= 3 فاراداى KMn+7O4  Mn+4O2
===========================================================
7-أحسب كمية الكهرباء بالكولوم اللازمة لترسيب 9و5 جم من النيكل من محلول كلوريد النيكل +2 علما بأن Ni = 59
-الكتلة المكافئة الجرامية للنيكل = الكتلة الذرية / التكافؤ = 59 /2= 5و29 جم
96500 29.5
س 5.9
كمية الكهربية = الكتلة المترسبة × 96500 / الكتلة المكافئة
س =9و5 ×96500 / 5و29 = 19300 كولوم
8-احسب عدد مولات الأكسجين المتصاعدة عند المصعد والناتجة من التحليل الكهربى لمحلول كبريتات النحاس + 2 بين أقطاب من البلاتين فى زمن معين إذا علمت ان كمية النحاس المترسبة على المصعد = 2 مول
النحاس الاكسجين
الكتلة المكافئة للنحاس = الكتلة الذرية
التكافؤ
= 5و63 / 2= 75و31 جم
كمية النحاس المترسبة = 2 × 5و63 = 127 جم
كمية الكهرباء = ك المادة المترسبة × 96500
ك المكافئة
= 127 × 96500 / 75و31 = 386000 كولوم ك المكافئة للأكسجين = 16 /2= 8
ك الأكسجين المتصاعدة =كمية الكهرباء×ك المكافئة
96500
= 386000 × 8 / 96500 = 7و31 جم
عدد مولات الأكسجين = كتلة الأكسجين
الوزن الجزيئى
= 7و31 / 32= مول
===========================================================
9-إذا أمر تيار كهربي شدته 2و أمبير فى محلول كبريتات النحاس 2 لمدة 10 دقائق باستخدام أقطاب من البلاتين احسب
-عدد الجرامات المترسبة من النحاس عند المهبط Cu =63.6
-عدد مولات الأكسجين المتصاعد عند المصعد O=16 -حجم الأكسجين
النحاس الاكسجين
كمية الكهرباء =ت×ز=10 ×60 ×0.2=120
الكتلة المكافئة = الكتلة الذرية الجرامية
التكافؤ
-الكتلة المكافئة للنحاس= 5,63/2= 75و31 جم
96500 31.75
120 س
س= 120 ×31.75 /96500 = 0.039 جم الكتلة المكافئة = الكتلة الذرية الجرامية
التكافؤ
الكتلة المكافئة للأكسجين = 16 /2 = 8 جم
96500 8
120 س
س= 120 ×8 /96500 =0.0099 جم
عدد مولات الأكسجين =الكتلة المترسبة
الوزن الجزيئى
= 0099و / 32 =00031ومول
===========================================================
10-احسب كمية الكهرباء اللازمة لترسيب الكتلة الذرية الجرامية من Ag + , Cu + 2
كمية الكهربية اللازمة لترسيب الكتلة الذرية للعنصر = الفاراداى × تكافؤ العنصر
- الفضة - النحاس
Ag+ + e  Ag
كمية الكهرباء = الفاراداى × التكافؤ
= 1 فاراداى =96500 ×1= 96500كولوم Cu + 2 + 2e  Cu
كمية الكهرباء = الفاراداى × التكافؤ = 2 فاراداى
كمية الكهرباء = 96500 × 2= 193000

11-- كم فاراداى يلزم لترسيب ذرة جرامية من الألومنيوم عند تحليل مصهور Al2O3 (Al=27)
كمية الكهرباء اللازمة لترسيب ذرة جرامية = الفاراداى × التكافؤ = 3 فاراداى
===========================================================
12-وضعت كمية من الماء المحمض فى فولتا متر هو فمان وأمر فيها تيار شدته 5أمبير فى زمن قدرة 30 دقيقة -حجم الهيدروجين والأكسجين -عدد مولات الهيدروجين والأكسجين -كتلة الماء الموضوعة فى الجهاز
الهيدروجين الاكسجين
ك المكافئة = الكتلة الذرية / التكافؤ
ك المكافئة للهيدروجين = 1/1= 1جم
الكتلة المترسبة = ت × ز × الكتلة المكافئة
96500
-كتلة الهيدروجين = 5× 30 × 60 ×1
96500
= 093و جم
-عدد مولات الهيدروجين
= 093و / 2= 046و مول ك المكافئة = الكتلة الذرية / التكافؤ
ك المكافئة للأكسجين = 16 /2 = 8 جم
الكتلة المترسبة = ت × ز × الكتلة المكافئة / 96500
كتلة الأكسجين = 5 × 30 × 60 ×8 / 96500 =753و جم
-عدد المولات الأكسجين = الكتلة المترسبة
الوزن الجزيئى
= 753و / 16 = 02و مول
كتلة الماء = ك الهيدروجين × 2 + ك الأكسجين = 093و × 2+ 753 و = 468و
===========================================================
12- إذا أمرت كمية من الكهرباء فى خليتين إلكتروليتين إحداهما بها كبريتات خارصين والأخرى بها نترات نحاس فترسب 25و3جم خارصين فى الخلية الأولى احسب كتلة النحاس المترسبة فى الخلية الثانية وشدة التيار إذا كان زمن التحليل ساعة (Cu = 63.5 - Zn = 65)
Zn +2 + 2e  Zn Cu+2 + 2e  Cu
الكتلة المكافئة للخارصين = 65/2= 5و32 جم
الكتلة المكافئة للنحاس= 5و63/2= 75و31 جم
كتلة النحاس المترسبة = الكتلة المكافئة للنحاس
كتلة الخارصين المترسبة الكتلة المكافئة للخارصين
كتلة النحاس المترسبة = 75و31
25و3 5و32
كتلة النحاس= 25و3 ×75و31 / 5و32 = 175و3 جم
حساب شدة التيار
كمية الكهرباء= كتلة المادة المترسبة × 96500 / الكتلة المكافئة
=175و3 × 96500 / 75و31 = 9650
شدة التيار = كمية الكهرباء / الزمن = 9650 / 60×60 = 68و2 أمبير

تطبيقات على التحليل الكهربي
 طلاء المعادن
عملية الغرض منها تغطية معدن رخيص الثمن مثل الحديد بمعدن آخر نفيس مثل الذهب أو الفضة بغرض:-
- جعل شكلة مقبول -حمايته من الصدأ -إعطائه مظهر لامع
علل تجرى تجارب عديدة للاستفادة من التحليل الكهربي
لأن التحليل الكهربي يستخدم فى مجالات عديدة منها تنقية المعادن و طلاء المعادن والحصول على مصادر مختلفة للتيار الكهربي استخلاص بعض المعادن من خادماتها
طلاء ملعقة بطبقة من الفضة
 خطوات العمل
1- كون الجهاز كما بالشكل
2-ننظف الجسم المراد طلاؤه (الملعقة) ونعلقه بالقطب السالب
للبطارية ( يمثل الكاثود )
3-نضع فى الإناء أحد أملاح الفضة وليكن نترات الفضة
4-نعلق أسطوانة من الفضة فى القطب الموجب للبطارية
5 -نضع كل من الملعقة وأسطوانة الفضة فى محلول
نترات الفضة ونغلق الدائرة
 الملاحظة
- تغطية سطح الملعقة بطبقة من الفضة وزيادة وزنها
-تآكل اسطوانة الفضة ونقص وزنها
 تفسير عملية الطلاء
-عند وضع نترات الفضة فى المحلول تتأين طبقا للمعادلة
Ag NO3 • Ag + + NO3 -
-عند مرور التيار الكهربي تتحرك الأيونات الموجبة والسالبة ناحية الأقطاب المخالفة لها فى الشحنة
‍ عند الكاثود ( المهبط – القطب السالب )
تتجة أيونات الفضة عند القطب السالب حيث تكتسب إلكترونات وتتعادل وتتراكم على الملعقة
ويحدث لها عملية اختزال
Ag + + e • Ag (اختـزال)

عند الآنود (المصعد- القطب الموجب )
-تتجة أيونات النترات عند الانود لكى يحدث لها عملية اكسدة ولكن نظرا لأن جهد أكسدة الفضة اكبر من جهد اكسدة مجموعة النترات فتفقد ذرات الفضة إلكترونات ويحدث لها أكسدة وتتحول إلى أيونات فضة موجبة
Ag • Ag + + e (اكسدة)
- بذلك يتم تعويض كمية أيونات الفضة التى ترسبت على القطب السالب ( الملعقة ) عن طريق ذوبان كمية مماثلة لها من اسطوانة الفضة
مـلاحظات
-ذوبان الفضة عند المصعد تسمى عملية أكسدة غير تلقائية
-ترسيب الفضة عند المهبط تسمى عملية اختزال غير تلقائية
يوصل الجسم المراد طلاؤة بالقطب السالب
حتى يصبح الكاثود التى تتجة عندة ايونات الفلزات الموجبة الناتجة من تأين محلول ملح الفلز وأكسدة العنصر الذي نريد الطلاء بة ويحدث لها عندة عملية اختزال
X+n + ne X (اختـزال)
يوصل الجسم الذى نطلى بة بالقطب الموجب للبطارية
حتى يحث لة عملية اكسدة و تنفصل منة ايونات موجبة لتعوض نقص الايونات الموجبة الناتجة من تاين محلول الملح نتيجة اختزالها عند القطب السالب
X  X+n + ne(اكسدة)
علل عند طلاء المعادن بالفضة يحدث اختزال لأيونات الفضة و أكسدة لذرات الفضة وليس لأيون النترات
-يحدث اختزال لأيونات الفضة لأنها تكتسب إلكترونات
Ag+1 + e • Ag
- يحدث أكسدة لذرات الفضة لأن جهد أكسدتها أكبر من جهد أكسدة ايون النترات
Ag Ag+ + e
علل عند طلاء المعادن يكون مقدار الزيادة فى وزن الكاثود يساوى مقدار النقص فى وزن الآنود
لآنة كلما يحدث اختزال لآيون من محلول الفلز عند الكاثود ويترسب علية ينفصل من الآنود ايون موجب من ويحدث لة عملية اختزال ليعوض النقص فى تركيز الايونات التى اختزلت حتى لايحدث خلل فى الاتزان طبقا لقاعدة لوشاتيلية

تنقيــة المعادن
- يلجا العلماء لتنقية المعادن لأن وجود بعض الشوائب فى المعادن تقلل من كفاءتها عند استخدامها فى أغراض معينة لذلك يجب تنقيتها
مثال
تنقية النحاس 99 ٪ من الشوائب المختلطة بة مثل الحديد والخارصين والذهب والفضة لأن هذه الشوائب تقلل من قدرة النحاس على التوصيل للكهرباء بذلك يجب تنقيتة من الشوائب حتى تصبح 5و99 ٪
 خطوات العمل
1- نكون الجهاز كما بالشكل
2- نصل المعدن التى نريد تنقيته ( ساق نحاس) بالقطب
الموجب للبطارية آنود
3-نحضر سلك من النحاس النقي ونصلة بالقطب السالب
للبطارية كاثود
4-نغمس قطعة النحاس التى نريد تنقيته والسلك فى محلول كبريتات النحاس ونغلق الدائرة ليمر التيار
 الملاحظة
- تتآكل ساق النحاس الغير نقية تدريجيا ويقل وزنها ويزداد وزن سلك النحاس تدريجيا
التفسير
-عند وضع كبريتات النحاس فى الماء يتأين كبريتات النحاس طبقا للمعادلة الآتية
CuSO4 Cu +2 + SO4 –2 ( تأيـــن)
عند المهبط
تتجة أيونات النحاس الموجبة حيث تكتسب(2) إلكترون وتتعادل ويحدث
لها عملية اختزال وتتراكم علي
Cu + 2 + 2e Cu (اختـزال)
عند المصعد القطب الموجب
تتجة أيونات الكبريتات عند القطب الموجب ولكن نظرا لأن جهد أكسدة النحاس أكبر من جهد اكسد الكبريتات تتأكسد ذرات النحاس وتكون أيونات نحاس فيحدث لها عملية أكسدة وتنفصل من لوح لنحاس التى نريد تنقيته وتتجه عند القطب السالب
Cu  Cu + 2 + 2e(اكسدة)
الشوائــــــــب
1- العناصر التى تسبق النحاس فى متسلسلة النشاط الكيميائى مثل :-
شوائب الحديد والخارصين تذوب وتتاكسد فى المحلول ولا تترسب على المهبط لصعوبة اختزالها لأن جهد اختزالها أقل من جهد اختزال أيونات النحاس
2- العناصر التي تلي النحاس فى متسلسلة النشاط الكيميائي مثل :-
شوائب الذهب والفضة تتساقط أسفل المصعد لصعوبة أكسدتها لآن جهد أكسدتها اقل من جهد أكسدة ذرات النحاس وتزال من قاع الخلية
3-نحصل على نحاس نقاوته 5و99٪
 علل تتساقط شوائب الفضة والذهب أسفل الأنود عند تنقية النحاس بالتحليل الكهربي
لأن شوائب الفضة والذهب لا تذوب فى المحلول لصعوبة أكسدتها وتتساقط أسفل المصعد وتزال من قاع الخلية
 علل ينقى النحاس الذي درجة نقاوته 5و99% بالتحليل الكهربي قبل إستخدامة فى الصناعة
- للتخلص من شوائب Fe,Zn,Au, Ag التى تقلل من قابلية النحاس للتوصيل الكهربي
علل لا يزول اللون الأزرق لكبريتات النحاس عند تحليلها بين أقطاب من النحاس
لان تركيز كبريتات النحاس لا يتغير بل يظل كما هو فلا يختفي اللون
CuSO4 • Cu+2 + SO4
- عند الكاثود تتجة ايونات النحاس الموجبة وتكتسب إلكترونات وتعادل ويحدث لها عملية إختزال
Cu + 2 + 2e • Cu
- تتجة ايونات الكبريتات عند الآنود ولكن نظرا لأن جهد أكسدة النحاس اعلى من جهد اكسدة الكبريتات فتتأكسد ذرات من النحاس وتتحول إلى ايونات نحاس موجبة ولاتتاكسد الكبريتات
Cu • Cu + 2 + 2e
-تتحد ايونات النحاس مع مجموعة الكبريتات ويتكون كبريتات النحاس مرة أخرى
Cu + 2 + SO4 –2 • CuSO4
علل لا تتراكم شوائب الحديد والخارصين عند المهبط عند تنقية النحاس
لأن جهد اختزال ايوناتها أقل من جهد اختزال أيونات النحاس ( لصعوبة اختزالها بالنسبة لأيونات النحاس )

» الدرس السابع ... التحليل الكهربي لكبريتات النحاس بين أقطاب من البلاتين (الهيدروجين)
» الدرس الثالث ... المجال الكهربى
» الدرس الثامن ... الجهد الكهربى
» الدرس السادس ... التحليل المائى
» الدرس الرابع ... التحليل الكمة الوزنى