الفلزات في محاليل الأملاح – التنبؤ بالتفاعل من جهود الأقطاب القياسية

ماذا تعرض

يمكن التنبؤ بقدرة فلز على إحلال فلز آخر من محلول ملحه باستخدام جهود الأقطاب القياسية. فالفلز ذو E° الأكثر سالبية هو العامل المختزل الأقوى: يفقد إلكترونات ويذوب، بينما يكتسب أيون الفلز ذي E° الأكثر موجبية إلكترونات ويترسب. ويكون التفاعل ممكنًا عندما تكون E°cell = E°(ion) − E°(metal) موجبة. ويتحدد تغير الكتلة من النسب المولية: يخف شريط الخارصين في CuSO₄ لأن كل 65.4 g تذوب من الخارصين لا ترسّب إلا 63.5 g من النحاس، في حين تزداد كتلة الحديد في CuSO₄ والنحاس في AgNO₃.

طريقة الاستخدام

اختر «شريط الفلز» و«محلول الملح»، واضبط التركيز والحجم. قبل الغمس اضغط «يحدث تفاعل» أو «لا يحدث تفاعل» لتسجيل تنبؤك اعتمادًا على سلّم E°، ثم اضغط «اغمس شريط الفلز» أو المس الصورة. راقب تكوّن الراسب وتغير لون المحلول وقراءة الميزان، وتحقق من المعادلة الأيونية وΔm. يبيّن جدول النتائج صحة كل تنبؤ أو خطأه، فيمكن تجربة تركيبات كثيرة.

المعاملات القابلة للتغيير

• شريط الفلز المغنيسيوم Mg, الخارصين (الزنك) Zn, الحديد Fe, النحاس Cu, الفضة Ag
• محلول الملح كبريتات النحاس (II) CuSO₄, نترات الفضة AgNO₃, كبريتات الحديد (II) FeSO₄, كبريتات الخارصين ZnSO₄
• تركيز محلول الملح 0.05–1 mol/L
• حجم المحلول 20–100 mL
• سرعة المحاكاة 0.5–3 ×

أسئلة للاستكشاف

1. لماذا يستطيع النحاس اختزال أيونات Ag⁺ ولا يستطيع اختزال أيونات Fe²⁺؟
2. هل تزداد كتلة شريط الخارصين في محلول CuSO₄ أم تنقص، وما قيمة Δm عند تفاعل 0.025 mol من Cu²⁺؟
3. كيف ترتب Mg²⁺ وZn²⁺ وFe²⁺ وCu²⁺ وAg⁺ حسب تزايد القدرة التأكسدية؟