افتح القائمة الرئيسية

تغييرات

تم إضافة 515 بايت ، ‏ قبل 4 سنوات
الرجوع عن 7 تعديلات معلقة من 196.221.193.194 إلى نسخة 13391168 من ZkBot.
'''قطب كلوريد الفضة ''' أو قطب فضة/كلوريد الفضة في [[كيمياء كهربية|الكيمياء الكهربية]] (بالإنجليزية : Silver Chloride electrode)
قطب كلوريد الفضة
هو قطب عياري يستخدم أيضا كبديل لأقطاب قياسية أخرى مثل [[قطب كالومل المشبع]] ويعتبر مثلة من النوع الثاني . القطب القياسي الذي اختاره العلماء هو [[قطب قياسي للهيدروجين]] واصطلحوا على جعله المرجع الرئيسي للأقطاب القياسية وأعطوه الجهد 000و0 [[فولت ]]. بواسطة تلك الأقطاب العيارية يمكن تعيين [[جهد اختزال]] المواد ، والتعرف على خصائصها [[كيمياء كهربيةالكهركيميائيةكهربية|الكهركيميائية]].
 
== تكوينه ==
[[ملف:Ag-AgCl Reference Electrode.jpg|thumb|100px|قطب كلوريد الفضة.]]
 
يتكون هذا القطب من سلك من [[الفضة]] مغطي بطبقة من [[كلوريد الفضة]] ومنغمسا رأسيا في محلول يحتوي على [[أيون|أيونات]] الكلور ( [[مولية]] 3 M ) أو في محلول مشبع من كلوريد البوتاسيوم. الرابطة الموصلة بينه وبين محلول [[كهرل]] عبارة عن سداد مسامي سفلي للقطب مصنوع من [[أكسيد المغنسيوم|المغنسيا]] . تمتلئ مسام السداد بمحلول الكهرل. بذلك يجري تيار ضعيف من الأيونات يكفي لتحقيق حالة توازن لتفاعل أكسدة-اختزال على سطح القطب . يستعمل فولتمتر ذو [[مقاومة]] عالية لقياس الجهد بحيث يخفض سريان أي تيار ناشيئ .
 
قطب كلوريد الفضة هو أكثر الأقطاب استخداما ويستعمل في قياسات منع [[الصدأ]] في المشآت المعرضة لمياه البحر .
 
== مبدأ عمله ==
 
يعمل قطب كلوريد الفضة [[تفاعل أكسدة-اختزال|كتفاعل أكسدة-اختزال]] حيث يجري التفاعل بين الفضة (كمعدن نقي) مع أحد أملاحه - يكون في العادة [[كلوريد الفضة]] AgCl .
 
تتم التفاعلات طبقا للمعادلات التالية :
:<math> AgCl(s)+ e^- \leftrightharpoons Ag(s)+ Cl^-</math>
 
ويتحقق هذا التفاعل في محاليل يبلغ [[أس هيدروجيني|أسها الهيدروجيني]] pH بين 0 و 5و13 .
 
نكتب [[معادلة نرنست]] لهذا التفاعل كالآتي:
 
: <math> E = E^0 + {RT \over F} \cdot \ln\; a{\mathrm{(Ag^+)}} </math>
 
وحيث أن كلوريد الفضة قليل الذوبان في الماء فيمكن تعيين [[فاعلية كيميائية|فاعلية]] أيونات الفضة عن طريق حساب جدوى الذوبان لكلوريد الفضة ومن [[فاعلية كيميائية|فاعلية]] أيونات الكلور:
 
: <math> K_L = a_{eq}\mathrm{(Ag^+)} \cdot a_{eq}\mathrm{(Cl^-)} </math>
: <math> E = E^0 + {RT \over F} \cdot \ln\; {K_L \over a{\mathrm{(Cl^-)}}} </math>
 
ويمكننا الآن تبسيط الشق [[لوغاريتم|اللوغاريتمي]] في المعادلة إلى الصيغة :
 
: <math> E = E^0 + {RT \over F} \cdot \ln\; {K_L} - {RT \over F} \cdot \ln\; a{\mathrm{(Cl^-)}} </math>
: <math> E = E'^0 - {RT \over F} \cdot \ln\; a{\mathrm{(Cl^-)}} </math>
 
ونحصل على قيم مناسبة بين الجهدين E<sup>0</sup> = 0.800 V و E'<sup>0</sup> = 0.222 V ، و K<sub>L</sub> = 2*10<sup>−10</sup> . ونستخدم كثيرا [[تركيز|التركيز]] أو [[مولية|المولية]] بدلا عن الفاعلية activity.
 
== تطبيقاته ==
 
تتكون الأقطاب المرجعي التجارية من أنبوب من البلاستيك يوجد به القطب . والقطب عبارة عن سلك من [[الفضة]] مطلي بطبقة رقيقة من كلوريد الفضة عن طريق إما غمس السلك في كلوريد الفضة المنصهر أو مطلي بهذا الملح بالطرق الجلفانية الكهربية بواسطة محلول مركز من [[حمض الهيدروكلوريك]] .
<ref>Detail of Making and Setting up a Microelectrode, University of Denver, http://carbon.cudenver.edu/~bstith/detailelectrode.doc (link is obsolete)</ref>
 
ويسد الطرف السفلي للقطب بواسطة مغنيسا مسماية تسمح بتبادل الايونات بين قطب كلوريد الفضة وكهرل خارجي . ومن الطرف العلوي يخرج سلك من الرصاص المعزول بغرض توصيله بجهاز لقياس الجهد . ويوصل طرف [[فولتمتر]] السالب بسلك الرصاص . ويحتوي قطب كلوريد الفضة على كلوريد البوتاسيوم لموازنة [[تركيز]] كلوريد الفضة .
 
وبمقارنة جهد قطب كلوريد الفضة المرجعي بقطبب[[قطب قياسي للهيدروجين]] نجد أن جهده يعتمد على تركيب الكهرل:
 
{| class="wikitable"
<ref>[http://www.nace.org "NACE International CP Specialist Course Manual"]</ref> ما عدا ما ذكر من مصدر مخالف .
 
(2) E<sub>lj</sub> هو جهد الوصلة السائلة بين الكهرل المراد قياسه و الكهرل المحتوي على الكلوريد ذو فاعلية 1 [[مول]]/[[كيلوجرام]].
 
ويتميز قطب كلوريد الفضة بعدة صفات تجعله مناسبا للاستعمال في حقول عديدة :
* لا يحتوي على مواد ضارة .
 
يجهز قطب كلوريد الفضة بكهرل يحتوي على محلول مشبع لكلوريد البوتاسيوم ، ولكن يمكن استخدامه أيضا ب [[تركيز]] أقل ، مثل 1 [[مول]]/كيلوجرام من كلوريد البوتاسيوم .
 
وكما ذكرنا أعلاه يتغير جهد القطب بتغير اركيز الكهرل . يذوب كلوريد الفضة طفيفا في محلول مركز من كلوريد البوتاسيوم ، ولهذا يُفضل أن يُشبع كلوريد البوتاسيوم بكلوريد الفضة لمنع فقدان كلوريد الفضة من على سلك الفضة .
== استخدامه عند درجات حرارة عالية ==
 
عندما يكون قطب كلوريد الفضة مصنوعا جيدا يمكن استخدامه حتى درجة 300 [[درجة مئوية]]. ويعتمد الجهد القياسي له (أي عندما تكون فاعلية الكلوريد 1 [[مول]]/[[كيلوجرام]] ) على درجة الحرارة كالآتي:
<ref>R.S. Greeley, J. Phys. Chemistry, 64, 652, 1960.</ref>:
 
!درجة الحرارة !! الجهد E<sup>0</sup>
|-
| °C || [[فولت]] بالمقارنة بقطبب[[قطب قياسي للهيدروجين]] عند نفس درجة الحرارة
|-
| 25 || 0.22233
|}
 
يعطي العالم "بارد" وزملاؤه <ref>A.J. Bard, R. Parson, J. Jordan, "Standard Potentials in Aqueous Solution", Marcel Dekker, Inc., 1985.</ref> العلاقة التالية لاعتماد الجهد المرجعي لقطب كلوريد الفضة على درجة الحرارة (حيث t [[درجة الحرارةالمئويةالحرارة]] المئوية):
 
E<sup>0</sup>(V) = 0.23695 - 4.8564x10<sup>−4</sup>t - 3.4205x10<sup>−6</sup>t<sup>2</sup> - 5.869 x 10<sup>−9</sup>t<sup>3</sup> for 0 <t <95&nbsp;°C.
 
كما يذكر "بارد " في نفس المرجع معادلة مناسبة تصف تغير الجهد بتغير درجة الحرارة عند درجات الحرارة العالية ، وهي تعطي البيانات المذكورة في القائمة :
 
E<sup>0</sup>(V) = 0.23735 - 5.3783x10<sup>−4</sup>t - 2.3728x10<sup>−6</sup>t<sup>2</sup> for 25 <t <275&nbsp;°C.
عند استنباط القيمة عند 300 درجة مئوية يحصل على E<sup>0</sup> = -0.138 V.
 
* كما يعطي العالم " جوزيف فارمر" <ref>Joseph Farmer, "Waste Package Degradation Expert Elicitation Panel:
Input on the Corrosion of CRM Alloy C-22", Lawrence Livermore National Laboratory, report UCRL-ID-130064 [http://www.osti.gov/bridge/servlets/purl/664591-Iaj0FM/webviewable/664591.PDF Information Bridge: DOE Scientific and Technical Information - Sponsored by OSTI (pdf)]</ref>
العلاقة التالية لاعتماد جهد قطب كلوريد فضة ذو تركيز 1و0 مول/كيلوجرام لمحلول كلوريد البوتاسيوم والذي تعتمد عليه فاعلية أيونات الكلور Cl<sup>-</sup> في درجات الحرارة العالية ، كالآتي: