18.3
תגובת חמזור ספונטנית מייצרת חשמל, שיכול לספק כוח למכשירים חשמליים. אבל איך זה עובד? חשבו על תגובת החמזור של נחושת ותמיסת כסף נתרנית.
כשהם מונחים באותו הכלי, הנחושת מתחמצנת ליונים נחושתיים, בעוד יוני הכסף עוברים חיזור למשקע כסף. כאן העברת האלקטרונים היא ישירה ולא מחוללת זרם חשמלי. אך כשחצאי התגובות הללו מופרדות באופן פיזי ומחוברות באמצעות מעגל חיצוני, נצפה זרם חשמלי.
מערכת זו נקראת תא אלקטרוכימי, המוגדר גם כתא גלווני או כתא וולטה עבור תגובת חמזור ספונטנית. תא גלווני מכיל שני חצאי תאים המכילים את תערובות תגובות חצאי התא של אלקטרודת מתכת מוצקה בתמיסה האלקטרוליטית התואמת שלה. כאן נחושת בתוך תמיסת נחושת נתרן מימית וכסף בתמיסת כסף נתרנן מימית.
המגיבים המופרדים מקיימים פוטנציאל תאי, אבל ללא קישור חיצוני, לא מתרחשת תגובה ואין מעבר אלקטרונים. כשמחברים באופן חיצוני, האלקטרונים מוכרחים לזרום באופן לא ישיר דרך המעגל החיצוני, מה שמאפשר לתגובה להתרחש באלקטרודות המתאימות. המוסכמה היא שׁחמצון מתרחש באנודה הנושאת מטען שלילי וחיזור בקתודה הנושאת מטען חיובי.
כשהעברת האלקטרונים מתרחשת, יונים חיוביים נוצרים בחצי התא של החמצון ויונים שליליים בחצי תא החיזור זה יוצר היבנות של מטען חיובי ושלילי ומונע זרם אלקטרונים נוסף, וחייב להיות מנוטרל כדי שתתרחש תגובה. לכן, שני חצאי התאים מחוברים על ידי גשר מלח:צינור U מהופך מכיל משחה או ג'ל של חומר אלקטרוליטי כמו נתרן חנקתי. כשתגובת החמזור מתקדמת, היונים המנוגדים זורמים לחצאי התאים ומבטיחים מטען ניטרלי ללא ערבוב של אלקטרוליטים.
סימונים מיוחדים או סכמות תאים משמשים על מנת לתאר תא גלווני. החמצון מיוצג בצד שמאל והחיזור מצד ימין. קו אופקי כפול מצביע על גשר המלח שמחבר בין שני חצאי התאים בעוד קו אופקי אחד מצביע על החיבור בין פאזות המרכיבים שונים במערכת.
אם שני מרכיבים או יותר קיימים באותה פאזה, הם מופרדים באמצעות פסיקים.
תגובות כימיות ספונטניות
תגובות חמצון-חיזור ספונטניות מתרחשות בשפע בטבע. התגובה הכימית המתרחשת בסוללת AA חד פעמית המניעה את השלטים הרחוקים שלנו היא דוג…
זכויות יוצרים © 2026 MyJoVE Corporation. כל הזכויות שמורות.