نسخة الفيديو النصية
في التحليل الكهربي لمحلول مائي لكبريتات النحاس، إذا استخدمت أقطاب من الكربون، يتصاعد غاز عديم اللون عند المصعد، ويتغير لون المحلول الإلكتروليتي من الأزرق ليصبح عديم اللون. ما العبارة التي تفسر هذه الملاحظات؟ (أ) الغاز العديم اللون هو الهيدروجين، والمحلول يتغير إلى ماء نقي. (ب) الغاز العديم اللون هو الهيدروجين، والمحلول يتغير إلى حمض الكبريتيك. (ج) الغاز العديم اللون هو ثاني أكسيد الكربون، والمحلول يتغير إلى ماء نقي. (د) الغاز العديم اللون هو الأكسجين، والمحلول يتغير إلى حمض الكربونيك. (هـ) الغاز العديم اللون هو الأكسجين، والمحلول يتغير إلى حمض الكبريتيك.
يتعلق هذا السؤال بالتحليل الكهربي، وهو عملية تمر فيها الكهرباء عبر الإلكتروليت، ما يؤدي إلى تفككه. ووفقًا للسؤال، يتصاعد غاز عديم اللون عند المصعد عند إجراء هذا التحليل الكهربي. والملاحظة الثانية هي أنه في نهاية التفاعل، يصبح الإلكتروليت محلولًا عديم اللون. دعونا نصف ما يحدث خلال هذه العملية بأكملها، وهي التحليل الكهربي لمحلول مائي لكبريتات النحاس؛ من أجل التعرف على هاتين المادتين.
في بداية هذه العملية، لدينا قطبان متصلان بمصدر طاقة ومغموران في وعاء يحتوي على محلول مائي لكبريتات النحاس. يحتوي المحلول المائي لكبريتات النحاس على أيونات النحاس اثنين، وأيونات كبريتات، وجزيئات ماء. عندما تمر الكهرباء عبر المادة، تنجذب الأيونات إلى القطب ذي الشحنة المعاكسة. لذا، تتجمع أيونات النحاس وأيونات الكبريتات عند المهبط والمصعد، على الترتيب. ويحدث شيء ما لجزيئات الماء. فيمكن للكهرباء أن تتسبب في تفكك بعض الجزيئات إلى أيون هيدروجين وأيون هيدروكسيد. وتسري الإلكترونات من المصعد عبر الدائرة الكهربية إلى المهبط. عند كل قطب، يتفاعل أحد هذين الأيونين لتكوين ناتج جديد. ويتضمن التفاعل منح إلكترونات أو استقبالها.
لتحديد الأيون الذي يتفاعل عند المصعد، توجد قاعدة بسيطة يمكننا اتباعها. في حالة وجود هاليد، ينتج غاز هالوجين. وفي حالة عدم وجوده، ينتج غاز الأكسجين من أيون الهيدروكسيد. تتفاعل أيونات الهيدروكسيد لإنتاج غاز الأكسجين بالإضافة إلى الماء والإلكترونات التي تسري عبر الدائرة الكهربية. هذا هو الغاز العديم اللون الذي يتصاعد عند المصعد كما ذكر في السؤال. إذا كان الغاز العديم اللون هو الأكسجين، فإن الإجابة الصحيحة يجب أن تكون الخيار (د) أو الخيار (هـ).
لتحديد ما قد يتغير إليه المحلول، دعونا نلق نظرة على التفاعل الذي يحدث عند المهبط. ولتحديد ما يحدث عند المهبط، فإن القاعدة التي يمكننا اتباعها هي أن العنصر الأكثر استقرارًا هو الذي يتفاعل. في هذه الحالة، النحاس أكثر استقرارًا من الهيدروجين. عندما تستقبل أيونات النحاس الإلكترونات، يترسب النحاس الصلب على سطح القطب. والأيونات التي لم تتفاعل، أي تلك المتبقية في المحلول، هي أيونات الهيدروجين وأيونات الكبريتات. بوضع هذه الأيونات بنسبة اثنين إلى واحد لوزن الشحنة، نحصل على محلول H2SO4. H2SO4 هي الصيغة الكيميائية لحمض الكبريتيك، وهو المحلول المذكور في الخيار (هـ)، وهو الإجابة الصحيحة.
لقد بدأنا بمحلول مائي أزرق اللون من كبريتات النحاس. ولكن عندما تغير كاتيون المحلول من النحاس إلى الهيدروجين، تغير لون المحلول من الأزرق ليصبح عديم اللون. حسنًا، ما العبارة التي تفسر هذه الملاحظات؟ إنها العبارة الموجودة في الخيار (هـ). الغاز العديم اللون هو الأكسجين، والمحلول يتغير إلى حمض الكبريتيك.
