التحليل الكهربائي للمحاليل المائية – باستخدام أقطاب خاملة

ماذا تعرض

في التحليل الكهربائي لمحلول مائي تتجه الأيونات الموجبة إلى الكاثود والأيونات السالبة إلى الأنود، لكن النوع الذي يتفرغ عند القطب ليس دائمًا أيونًا من الملح، لأن الماء ينافس عند القطبين كليهما. يُختزل Cu²⁺ أسهل من الماء، أما Na⁺ فلا، لذلك يعطي محلول NaCl الهيدروجين عند الكاثود والكلور عند الأنود، ولا يحدث في محلول Na₂SO₄ سوى تحلل الماء إلى H₂ و O₂ بنسبة حجمية 2 : 1. وتحدد الشحنة المارة q = I·t كمية الناتج وفق قانون فاراداي.

طريقة الاستخدام

اختر «محلول الإلكتروليت» واضبط «شدة التيار»، ثم دع الخلية تعمل وراقب تغيّر الشحنة وعدد مولات الإلكترونات وكتلة الناتج أو حجم الغاز. فعّل «إبطاء لمتابعة الأيونات» لتتابع انتقال الأيونات الموجبة والسالبة. استخدم «إعادة التشغيل» لتكرار التجربة بشدة تيار مختلفة، وقارن الكميات المتكونة بعد الزمن نفسه؛ ويتيح «إيقاف مؤقت» للطلاب التحقق من حساب فاراداي يدويًا.

المعاملات القابلة للتغيير

• محلول الإلكتروليت CuSO₄ (أقطاب خاملة), NaCl (أقطاب خاملة), Na₂SO₄ (أقطاب خاملة)
• شدة التيار 0.1–5 A
• سرعة المحاكاة 1–60 ×

أسئلة للاستكشاف

1. لماذا لا يتكون فلز الصوديوم عند التحليل الكهربائي لمحلول NaCl أو Na₂SO₄؟
2. كيف تتغير كتلة النحاس المترسبة عند مضاعفة شدة التيار للمدة الزمنية نفسها؟
3. لماذا يكون حجم H₂ ضعف حجم O₂ عند التحليل الكهربائي لمحلول Na₂SO₄؟