فيديو السؤال: تفسير عدم ضرورة وجود قنطرة ملحية أو فاصل مسامي أو ما يكافئ ذلك لبطاريات الرصاص الحمضية الكيمياء

نسخة الفيديو النصية

لماذا يكون وجود قنطرة ملحية أو فاصل مسامي، أو ما يكافئ ذلك، غير ضروري لبطاريات الرصاص الحمضية؟ أ: يعمل غلاف البطارية باعتباره قنطرة ملحية تكمل الدائرة الكهربية. ب: الخلايا الجلفانية الثانوية لا تتطلب قناطر ملحية. ج: يستخدم نصفا الخلية الإلكتروليت نفسه. د: يعمل الفاصل المسامي على منع إعادة شحن البطارية. هـ: ذرات وأيونات الرصاص أكبر من أن تمتز من الأقطاب.

يدور السؤال حول تركيب بطاريات الرصاص الحمضية. على عكس الخلايا الجلفانية الأولية أو غيرها من الخلايا الجلفانية الثانوية، لا تتطلب بطاريات الرصاص الحمضية قناطر ملحية أو فواصل مسامية. للإجابة عن هذا السؤال، دعونا نتطرق بإيجاز إلى كيفية عمل بطارية الرصاص الحمضية، ثم نفحص كل خيار من الخيارات المتاحة ونحدد الخيار الأفضل.

بطارية الرصاص الحمضية هي خلية جلفانية ثانوية تمر بمرحلتين مختلفتين: مرحلة التفريغ ومرحلة الشحن. تحدث مرحلة التفريغ عندما تشغل خلية جلفانية أو بطارية جلفانية جهازًا خارجيًّا؛ حيث إنها تولد إلكترونات عبر تفاعل أكسدة واختزال، مثلما يحدث عند استخدام محرك تشغيل أو نظام كهربي مع بطارية رصاص حمضية.

تحدث مرحلة إعادة الشحن عند تمرير تيار خارجي لعكس التفريغ وتحويل الطاقة الكهربية إلى طاقة كيميائية، مثلما يحدث عند استخدام مولد لإعادة شحن بطارية السيارة. ينص الخيار أ على أن غلاف البطارية نفسه يعمل باعتباره قنطرة ملحية تكمل الدائرة الكهربية. لكن بما أن هذه الأغلفة مصنوعة من مواد عازلة اصطناعية، مثل المطاط أو البلاستيك، فإنها بطبيعتها غير قادرة على توصيل الكهرباء وإكمال الدائرة الكهربية. هذا يعني أن الخيار أ غير صحيح.

ينص الخيار ب على أن الخلايا الجلفانية الثانوية لا تتطلب قناطر ملحية. يحتوي العديد من الخلايا الجلفانية الثانوية على إلكتروليت مختلف لأقطاب مختلفة، وفي هذه الحالة يتطلب وجود قنطرة ملحية. لذا بما أنه لا يمكننا القول: إن جميع الخلايا الجلفانية لا تتطلب قنطرة ملحية، فإن الخيار ب غير صحيح.

ينص الخيار ج على أن نصفي الخلية يستخدمان الإلكتروليت نفسه. وهذا ينطبق على بعض الخلايا الجلفانية الثانوية، وهو ما يعني أن القنطرة الملحية لن تكون ضرورية في هذه الحالة. يبدو هذا الخيار هو الإجابة الصحيحة. لكن علينا التأكد من ذلك بالنظر إلى الخيارات المتبقية.

يسمح الفاصل المسامي الذي يذكره الخيار د للأيونات بالمرور مكملًا دائرة كهربية. في حين تستخدم الفواصل المسامية عادة في الخلايا الكهروكيميائية، فإن هذه التراكيب تجعل مرحلة إعادة الشحن ممكنة، وهي ليست صفة من صفات بطارية الرصاص الحمضية. فيمكننا ملاحظة أنه لا توجد فواصل بين المصعد والمهبط في هذا الشكل لبطارية الرصاص الحمضية. إذن الخيار د غير صحيح.

ينص الخيار هـ على أن ذرات وأيونات الرصاص أكبر من أن تمتز من الأقطاب. وهذا غير صحيح؛ لأن امتزاز الأيونات هو ما يسمح للتيار بالتدفق وللبطارية بالعمل. وبما أننا نعلم أن بطاريات الرصاص الحمضية تؤدي وظيفتها، فيمكننا القول: إن الخيار هذا غير صحيح. ومن ثم فإن القناطر الملحية والفواصل المسامية ليست ضرورية؛ لأن بطاريات الرصاص الحمضية تستخدم الإلكتروليت نفسه لكل قطب.

إذن الإجابة الصحيحة هي الخيار ج. يستخدم نصفا الخلية الإلكتروليت نفسه.