نسخة الفيديو النصية
الفلز X أكثر نشاطًا من الهيدروجين. إذا تحلل محلول مائي لملح الفلز X صيغته XCl₂ تحللًا كهربيًّا، فما المادة التي يتوقع إنتاجها عند المهبط؟ أ: البخار، ب: غاز الهيدروجين، ج: غاز الأكسجين، د: غاز الكلور، هـ: الفلز X.
يطلب منا السؤال توقع ناتج تفاعل تحليل كهربي يتضمن محلولًا مائيًّا لأحد الأملاح. يمكننا فعل ذلك بمساعدة سلسلة النشاط الكيميائي. سلسلة النشاط الكيميائي هي ترتيب للفلزات الشائعة وبعض اللافلزات بناء على تفاعليتها. عادة ما يكون الهيدروجين عنصرًا مرجعيًّا في هذه السلسلة لمقارنة تفاعلية الفلزات الأخرى. تكون الفلزات الموجودة أعلى الهيدروجين في هذه السلسلة أكثر نشاطًا، في حين أن الفلزات الموجودة أسفل الهيدروجين عادة ما تكون غير نشطة للغاية.
في تفاعل التحليل الكهربي المعتاد، تكون الصورة النقية لعنصر معين هي الناتج المطلوب. لكن لكي يحدث تفاعل التحليل الكهربي، يجب أن يكون المحلول الذي توجد فيه العناصر قادرًا على توصيل الكهرباء والسماح للأيونات بالتحرك بحرية في المحلول. ولهذا السبب نستخدم عادة محلولًا مائيًّا لأحد الأملاح لضمان حركة الأيونات.
عادة ما يؤدي هذا المحلول إلى تعقيد توقع نواتج التفاعل المحتملة نتيجة لوجود أيونات أخرى في الخليط الإلكتروليتي. ومع ذلك يمكننا استخدام سلسلة النشاط الكيميائي للمساعدة في سرعة تحديد النواتج التي ستنتج من محاليل الأملاح المختلفة. عادة ما ينتج عن وجود فلز أعلى الهيدروجين في سلسلة النشاط الكيميائي غاز الهيدروجين عند المهبط في التفاعل. ووجود عنصر أسفل الهيدروجين سيؤدي إلى إنتاج العنصر في صورته النقية عند المهبط.
على سبيل المثال، في هذا السؤال، يمكن أن نستخدم العنصر المجهول X بالصيغة XCl₂. علينا فقط معرفة تفاعليته بالنسبة إلى الهيدروجين لتحديد الناتج الذي يتكون عادة عند المهبط. وبما أن السؤال يوضح لنا أن الفلز المجهول أكثر نشاطًا من الهيدروجين، فإننا نعلم أنه بإمكاننا توقع تكون غاز الهيدروجين باعتباره ناتجًا عند المهبط أثناء هذا التفاعل. من الأمثلة الواقعية على ذلك كلوريد المغنيسيوم أو كلوريد الزنك، اللذان سيؤديان إلى إنتاج غاز الهيدروجين عند المهبط؛ لأن هذين الفلزين أكثر نشاطًا من الهيدروجين.
إذا نظرنا إلى الخيارات لدينا، يمكننا ملاحظة أن الخيار ب هو غاز الهيدروجين. إذن يمكننا القول إن هذا الخيار صحيح. لكن دعونا نلق نظرة على الخيارات الأخرى للتأكد فقط.
الخيار أ هو البخار. وبما أن البخار ليس ناتجًا معتادًا عند أي قطب داخل تفاعل التحليل الكهربي، فيمكننا استبعاد هذا الخيار.
الخيار ج هو غاز الأكسجين. ولكن، بما أن غاز الأكسجين ليس فلزًّا وينتج في تفاعلات التحليل الكهربي من أيونات الهيدروكسيد السالبة، فإننا لا نتوقع أن ينتج هذا الغاز عند المهبط السالب.
يتضمن الخيار د غاز الكلور باعتباره ناتجًا. ولكن بما أن الكلور هو الأنيون الموجود في المحلول المائي للملح لدينا، فلن يتحرك نحو المهبط بل نحو المصعد، ومن ثم لا يمكن أن يكون ناتجًا عند المهبط.
يتضمن الخيار هـ الفلز المجهول X باعتباره ناتجًا عند المهبط. لكن بما أننا نعلم أن الفلز X أكثر نشاطًا من الهيدروجين، فإننا نعلم أن الكاتيون لن يكون عنصرًا نقيًّا باعتباره ناتجًا عند المهبط.
إذن الإجابة الصحيحة هي غاز الهيدروجين.
