المحاضره السابعه / مسائل جهد الخليه القياسي / الاهم وزريا

✅ السؤال:

هل يمكن حفظ محلول ملح الطعام في إناء من النحاس علمًا أن جهود الاختزال القياسية:

$$E^\circ (\text{Na}^+/\text{Na}) = -2.70 \, \text{V} \quad , \quad E^\circ (\text{Cu}^{2+}/\text{Cu}) = +0.34 \, \text{V}$$

🧪 الحل:

1. فكرة السؤال:

نريد أن نعرف هل الصوديوم (Na⁺) الموجود في محلول ملح الطعام (NaCl) سيتفاعل مع النحاس (Cu) المكون للإناء.

نقارن بين جهود الاختزال لتحديد ما إذا كان النحاس سيتأكسد أم لا.

2. المقارنة بين الجهود:

• جهد اختزال الصوديوم = -2.70 V (قيمة سالبة جدًا)
• جهد اختزال النحاس = +0.34 V

هذا يعني:

• الصوديوم أضعف في الاختزال من النحاس (أقل جهدًا).
• بالتالي: الصوديوم أقوى في الأكسدة من النحاس.

3. هل يتفاعل النحاس؟

لكي يتفاعل النحاس (Cu) مع Na⁺ الموجود في المحلول، يجب أن يكون النحاس قادرًا على إزاحة الصوديوم من محاليله.

لكن:

• الصوديوم أقوى في الأكسدة من النحاس.
• النحاس لا يستطيع إزاحة الصوديوم من ملحه.

✅ الإجابة النهائية:

لا، لا يمكن للنحاس أن يُزيح الصوديوم من محلول ملح الطعام، لذا يمكن حفظ المحلول في إناء من النحاس دون حدوث تفاعل.

✅ السؤال:

هل يمكن حفظ محلول كبريتات النحاس CuSO₄ في إناء من النيكل؟ أم لا يمكن ذلك؟ بيّن ذلك مع ذكر السبب علمًا أن جهود الاختزال القياسية:

$$E^\circ (\text{Cu}^{2+}/\text{Cu}) = +0.34 \, \text{V} \quad , \quad E^\circ (\text{Ni}^{2+}/\text{Ni}) = -0.24 \, \text{V}$$

🧪 الحل:

1. الفكرة:

نريد معرفة ما إذا كان النيكل (Ni) سيتفاعل مع أيونات النحاس Cu²⁺ الموجودة في محلول CuSO₄، أي هل يمكن للنحاس أن يُترسَّب على النيكل.

2. المقارنة بين جهود الاختزال:

• جهد اختزال النحاس Cu²⁺/Cu = +0.34 V
• جهد اختزال النيكل Ni²⁺/Ni = –0.24 V

⇒ هذا يعني أن النحاس أقوى في الاختزال من النيكل، والنيكل أقوى في الأكسدة.

3. ماذا يحدث؟

• النيكل يتأكسد:

  $$\text{Ni} \rightarrow \text{Ni}^{2+} + 2e^-$$

• النحاس يُختزل:

  $$\text{Cu}^{2+} + 2e^- \rightarrow \text{Cu}$$

⇒ إذن: أيونات النحاس Cu²⁺ ستأخذ الإلكترونات من النيكل وتترسب عليه.

✅ الإجابة النهائية:

لا، لا يمكن حفظ محلول CuSO₄ في إناء من النيكل
لأن النيكل سيتفاعل ويتأكسد، ويترسّب النحاس على سطح الإناء بسبب أن النحاس أعلى في جهد الاختزال من النيكل.

✅ السؤال:

هل يمكن حفظ محلول كبريتات النحاس $\text{CuSO}_4$ في إناء من النيكل؟ أم لا يمكن ذلك؟ بيّن السبب، علمًا أن جهود الاختزال القياسية:

$$E^\circ (\text{Cu}^{2+}/\text{Cu}) = +0.34 \, \text{V} \quad , \quad E^\circ (\text{Ni}^{2+}/\text{Ni}) = -0.24 \, \text{V}$$

🧪 الحل:

1. المقارنة بين جهود الاختزال:

• جهد اختزال النحاس $\text{Cu}^{2+}/\text{Cu}$ = +0.34 V
• جهد اختزال النيكل $\text{Ni}^{2+}/\text{Ni}$ = –0.24 V

→ النحاس أقوى اختزالًا من النيكل
→ النيكل أقوى أكسدة من النحاس

2. هل يحدث تفاعل؟

• النيكل يمكنه أن يتأكسد ويعطي إلكترونات:

  $$\text{Ni(s)} \rightarrow \text{Ni}^{2+}(aq) + 2e^-$$

• أيونات النحاس تستقبل الإلكترونات وتترسب:

  $$\text{Cu}^{2+}(aq) + 2e^- \rightarrow \text{Cu(s)}$$

→ التفاعل ممكن ويحدث.

✅ الإجابة النهائية:

لا، لا يمكن حفظ محلول $\text{CuSO}_4$ في إناء من النيكل
لأن النيكل يتأكسد وتترسب ذرات النحاس على سطحه، مما يؤدي إلى تآكل الإناء.