التنبؤ بحدوث تفاعل كيميائي عن طريق قياسات القوة الدافعة الكهربية

– في هذا الموضوع سيتم مناقشة كيفية التنبؤ بحدوث تفاعل كيميائي عن طريق قياسات القوة الدافعة الكهربية.

أدلة حدوث تفاعل كيميائي

– رغم أن بعض التفاعلات الكيميائية يصعب اكتشافها إلا أن الكثير منها يظهر مؤشرات فيزيائية (محسوسة) على حدوثها.

– وهذه بعض المؤشرات التى تدل على حدوث التفاعل الكيميائي كما يلي:

• تغير درجة الحرارة 
• تغير اللون 
• ظهور رائحة.
• تصاعد غاز
• تكون راسب أو مادة صلبة.
• ظهور ضوء أو شرارة
• سريان التيار الكهربي 
• تغير لون كاشف كيميائي 

التنبؤ بحدوث تفاعل كيميائي عن طريق قياسات القوة الدافعة الكهربية

– حينما يكون لدينا تفاعل كيميائي معين فإنه يمكن التأكد من إمكانية حدوثه من عدمھا من خلال تجزئة التفاعل إلى نصفي تفاعل أكسدة واختزال.

– ومن ثم حساب جھد الخلية الكھروكيميائية التي تؤدي إلى حدوث ذلك.

– ومنه تتحدد إمكانية حدوث تفاعل كيميائي إن كان الجھد موجباً وعدم إمكانية حدوثه إن كان الجھد سالباً.

• الجهد موجب ← يحدث تفاعل كيميائي
• الجهد سالب ← لا يحدث تفاعل كيميائي

مسائل محلولة للتنبؤ بحدوث تفاعـل كيميائي

مثال (1)

بين ھل يمكن حدوث كل من التفاعلين الآتيين:

علماً بأن جھود الإختزال القياسية:

الحل:

(أ) يمكن فصل التفاعل الأول كما يلي:

– وبما أن قيمة جهد الخلية بالموجب فإن التفاعل تلقائي ويمكن حدوثه.

(ب) يمكن فصل التفاعل الثاني كما يلي: 

– نلاحظ أن قيمة جهد الخلية بالسالب وهذا يعني عدم إمكانية حدوث التفاعل. 

– وبالنسبة لحدوث التفاعلات الكيميائية فإنه يعبر عنها بطرق مختلفة، فمثلاً يتم في المحاليل أحياناً أن تحل أيونات ما محل أيونات أخري في المحلول من خلال اختزال الأولى وأكسدة الثانية ، ومثل هذه العملية تسمى إحلال.

– كما يمكن معرفة إمكانية حدوثها بالاستفادة من السلسلة الكهروكيميائية.

مثال (2)

ھل يستطيع الرصاص إحلال ( أن يحل محل ) كل من الحديد(II) والنحاس(II) في المحاليل عند (25 ºC) علماً بأن جھود الإختزال القياسية:

الحل:

– نكون خلية من الرصاص في محلول الحديد(II) ، وخلية ثانية من الرصاص فى محلول النحاس (II) ثم نحسب الجهد لكل خلية كما في الجدول التالي:

– ومن ناحية أخري فأن أكسدة المعادن تعرف بالتآكل أيضاً.

– ومن الممكن حماية المعادن من التآكل بمنع حدوث الأكسدة ويتم ذلك بواسطة مواد أخري تختزل المادة التي يراد حمايتها.

– كما يمكن معرفة المواد المناسبة لحماية مواد أخري من التآكل أيضاً بالاستفادة من السلسلة الكهروكيميائية.