قطب كلوريد الفضة: الفرق بين النسختين
| [مراجعة غير مفحوصة] | [نسخة منشورة] |
تم حذف المحتوى تمت إضافة المحتوى
الرجوع عن 7 تعديلات معلقة من 196.221.193.194 إلى نسخة 13391168 من ZkBot. |
|||
سطر 1:
'''قطب كلوريد الفضة ''' أو قطب فضة/كلوريد الفضة في [[كيمياء كهربية|الكيمياء الكهربية]] (بالإنجليزية : Silver Chloride electrode)
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
== تكوينه ==
سطر 6:
[[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 :
سطر 24:
:<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>
سطر 42:
: <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>
سطر 50:
: <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
{| class="wikitable"
سطر 98:
<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 :
سطر 107:
* 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 .
سطر 113:
== 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>:
سطر 121:
!درجة الحرارة !! الجهد E<sup>0</sup>
|-
| °C || [[فولت]] بالمقارنة
|-
| 25 || 0.22233
سطر 142:
|}
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
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 °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 °C.
سطر 152:
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:
| |||