18.4
لنتأمل وعائين يحتويان على سائل بمستويين مختلفين. عند الوصل بينهما،يتدفق السائل من المستوى الأعلى إلى الأقل. بقياس مستويات السائل في كل وعاء على انفراد،يمكن التنبؤ باتجاه تدفق السائل.
وعلى نحو مشابه،في خلية جلفانية،تساعد معرفة الجهد الكامن لكل قطب على انفراد،في التنبؤ بالمادة المتأكسدة،والمختزلة،واتجاه تدفق الإلكترونات. لكل نص خلية هنا طاقة كامنة للقطب المعدني الذي فيها. غير أن الطاقة الكامنة للقطب الواحد لا يمكن قياسها مباشرة،ولكن يمكن فقط قياس الفرق في الجهد بين نصفي الخليتين.
فكيف يُحسب إذًا؟لتحديد الجهد الكامن لكل قطب على انفراد،تُعيّن قيمة صفر كجهد كامن لأحد القطبين،ويُقاس الجهد الكامن للقطب الآخر مقارنة بها. القطب ذو الجهد الكامن الصفري هو قطب الهيدروجين في الظروف المعيارية،ويُسمى كذلك قطب الهيدروجين المعياري أو SHE. يجري تشغيل قطب الهيدروجين المعياري في درجة 25 مئوية،ويتكون من قضيب بلاتين خام مغموس جزئيًا داخل محلول حمض الهيدروكلوريك بتركيز 1 مولار ومعرّض لبخار غاز الهيدروجين عند ضغط 1 جو.
عند توصيل قضيب من الزنك بقطب الهيدروجين المعياري،تتناقص كتلته مما يدل على أنه يتأكسد إلى أيونات Zn2. وتدل الزيادة المتزامنة في إنتاج غاز الهيدروجين على اختزال أيونات الهيدروجين. بالتالي فالزنك هو المصعد،وقطب الهيدروجين المعياري هو المهبط.
تشير الطاقة الكهربائيةالكامنة لقطب الزنك القياسي وقيمتها سالب 0.76 فولت،إلى وجود طاقة كامنة تأكسدية أكثر منه في قطب الهيدروجين المعياري. غير أنه عند توصيل قطب نحاسي بقطب الهيدروجين المعياري،تزداد كتلته لأن Cu2 يُختزل إلى نحاس. بالتالي فالنحاس هو المهبط،وقطب الهيدروجين المعياري هو المصعد.
طاقة الاختزال الكامنة القياسية للنحاس وقيمتها 0.34 فولت تدل على طاقة اختزال كامنة أكبر منها في قطب الهيدروجين المعياري. قيم كمون القطب القياسية تعطي قياسًا لعمليات التأكسد أو الاختزال المحتملة كلما كانت القيمة موجبة أكثر،زاد الميل للاختزال في الظروف المعيارية. يُحدد اتجاه وتلقائية تفاعل الأكسدة والاختزال عن طريق اختبار قيم الكمون القياسي لكل قطب على انفراد.
إذا كان مجموع قيم الكمون موجبًا فهذا يدل على أن التفاعل تلقائي. لذلك،ففي خلية جلفانية من النحاس والزنك،يكون فيها الزنك هو المصعد والنحاس هو المهبط،ويكون كمون الخلية 1.10 فولت،و كلا تفاعلي نصفي الخلية،يحدث تلقائيًا وإلى الأمام. أخيرًا،كمون القطب القياسي،هو خاصية ذاتية ولا تتأثر بأي تغيير في تكافؤ العناصر في نصف التفاعل.
عند مقارنة تفاعل الفضة والرصاص ، لوحظ أن النوعين الأيونيين ، Ag + ( aq ) و Pb 2+ ( aq ) ، أظهر اختلافًا في تفاعلها مع الأكسدة والاختزال تجاه النحاس: ي…
حقوق الطبع والنشر © 2026 MyJoVE Corporation. جميع الحقوق محفوظة.