آیا مثبت بودن نیروی الکتروموتوری به معنای گالوانی بودن سلول الکتروشیمی است؟

تدریس مفهومی و تحلیلی تمام مباحث شیمی کنکور سراسری

دکتر مهدی نباتی – استاد برتر شیمی کنکور ایران

تدریس شیمی کنکور ۱۴۰۲ استاد مهدی نباتی تدریس مفهومی شیمی کنکور ۱۴۰۲ استاد مهدی نباتی تدریس تحلیلی شیمی کنکور ۱۴۰۲ استاد مهدی نباتی کنکور ۱۴۰۳

دانش آموزان کنکوری عزیزم، تکنیک ها و فرمول های کنکوری در حل مسائل شیمی کنکور بسیار مهم و کار راه انداز هستند. به همین خاطر چه در کلاس های کنکورم و چه در مقالات مختلف تمامی این تکنیک های میان بر برای حل مسائل شیمی کنکور را به شما عزیزان آموزش داده ام. اما توجه کنید که شیمی کنکور فقط مساله نیست که!!!! بلکه حداقل ۳۰ درصد از سوالات شیمی کنکور به سوالات مفهومی و تحلیلی مربوط می شود. یعنی سوالاتی که از مفاهیم ساده کتاب درسی استفاده کرده و یک جمله بسیار تحلیلی سنگین را مطرح کرده است…

در این مقاله می خواهم نگاه عمقی به یکی از این مفاهیم سنگین شیمی دوازدهم کنکور بیندازیم…

 

نکات سلول نور الکتروشیمیایی

نکته اول: سلول های گالوانی و الکترولیتی به ترتیب دارای نیروی الکتروموتوری مثبت و منفی می باشد.

نکته دوم: سلول های گالوانی به صورت خود به خود انجام می گیرند ولی سلول های الکترولیتی برای انجام شدنشان نیاز به تامین انرژی لازم از منبع بیرونی هستند.

نکته سوم: هدف از سلول های گالوانی تولید جریان الکتریکی می باشد.

نکته چهارم: درست است که سلول های گالوانی دارای نیروی الکتروموتوری مثبت هستند ولی عبارت برعکس آن، عبارت درستی نیست. یعنی نیروی الکتروموتوری مثبت لزوما به این معنی نیست که آن سلول، سلول گالوانی است!!!

نکته پنجم: سلول نور الکتروشیمیایی یکی از مواردی است که با اینکه نیروی الکتروموتوری مثبتی دارد ولی یک سلول گالوانی نیست. چون اصلا جریان برقی تولید نمی کند. بلکه از انرژی نور استفاده کرده و با انجام مبادله الکترون بین الکترودهای آندی و کاتدی، تولید گاز هیدروژن می کند.

نکته ششم: نیم واکنش آندی سلول نور الکتروشیمیایی به صورت زیر است:

Si  +  ۲ H₂O    →   SiO₂  +  ۴ H⁺  +  ۴ e

نکته هفتم: نیم واکنش کاتدی سلول نور الکتروشیمیایی به صورت زیر است:

۴ H₂O  +  ۴ e    →   ۲ H₂  +  ۴ OH^–

نکته هشتم: واکنش کلی سلول نور الکتروشیمیایی به صورت زیر است:

Si  +  ۲ H₂O    →   SiO₂  + ۲ H₂

نکته نهم: نیروی الکتروموتوری سلول نور الکتروشیمیایی برابر است با:

emf = – 0.83 – (-0.84) = + 0.01 V

نکته دهم: سلول نور الکتروشیمیایی دارای نیروی الکتروموتوری، بازده و سرعت واکنش بسیار پایینی است.

نکته یازدهم: سلول نور الکتروشیمیایی چون از نور خورشید برای انجام این واکنش استفاده می کند بنابراین یک روش بسیار عالی و قابل صرفه اقتصادی برای تولید گاز هیدروژن می باشد.

نتیجه گیری: هر سلول الکتروشیمیایی دارای نیروی الکتروموتوری مثبت است. ولی هر سلول الکتروشیمی با نیروی الکتروموتوری مثبت لزوما سلول گالوانی نیست.

 

دکتر مهدی نباتی

استاد برند شیمی کنکور ایران

 

دبیر خوب شیمی کنکور تهران کرج شیراز تبریز مشهد اصفهان قم اهواز کرمانشاه ارومیه رشت زاهدان همدان کرمان یزد اردبیل بندرعباس اراک اسلامشهر زنجان قزوین سنندج خرم آباد گرگان ساری شهریار شهر قدس کاشان ملارد دزفول نیشابور بابل گلستان آمل بروجرد آبادان قرچک بجنورد ورامین بوشهر ساوه جهرم تربت حیدریه شهرضا مرند بندر انزلی اندیشه الوند

تدریس خصوصی آنلاین و حضوری شیمی کنکور و المپیاد شیمی

قائم شهر بیرجند نسیم شهر لاهیجان خوی شهرکرد سمنان فردیس مراغه شاهین شهر ملایر مهاباد گنبد کاووس شاهرود تنکابن مهرشهر کرج چابهار قوچان اهر میانه پرند کازرون بهشهر بناب