العلوم الفيزيائية — التحليل الكهربائي: مبادئه وقوانين فاراداي وتطبيقاته — الثالثة ثانوي — بكالوريا — المنهاج الجزائري

التحليل الكهربائي: مبادئه وتطبيقاته

التحليل الكهربائي (Électrolyse) هو عملية كيميائية تستخدم التيار الكهربائي لإحداث تفاعل كيميائي غير تلقائي. يحدث في خلية تحليل كهربائي (Électrolyseur) تحتوي على محلول كهرلي (Électrolyte) وقطبين (مصعد ومهبط).

1. مبدأ التحليل الكهربائي

عند تطبيق توتر كهربائي بين القطبين المغمورين في المحلول الكهرلي، تتحرك الأيونات الموجبة (الكاتيونات) نحو المهبط (الكاثود) والأيونات السالبة (الأنيونات) نحو المصعد (الأنود).

عند المهبط: تختزل الكاتيونات (تكتسب إلكترونات).
عند المصعد: تتأكسد الأنيونات (تفقد إلكترونات).

2. قوانين فاراداي للتحليل الكهربائي

القانون الأول: كمية المادة المترسبة أو المنحلة تتناسب طرداً مع كمية الكهرباء المارة (Q = I·t).
القانون الثاني: كتلة المادة المترسبة تتناسب مع الكتلة المولية وتتناسب عكساً مع عدد الإلكترونات المتبادلة.

3. تطبيقات التحليل الكهربائي

• تنقية النحاس (Cuivre) — يستخدم في الصناعة المعدنية.
• طلاء المعادن (Galvanoplastie) — تغطية معدن بطبقة من معدن آخر.
• تحليل الماء — إنتاج غازي الهيدروجين والأكسجين (2H₂O → 2H₂ + O₂).
• إنتاج الألمنيوم (Hall-Héroult process).
• إنتاج الكلور والصودا (Chlore et soude).

4. تمارين مقترحة

التمرين 1: اشرح الفرق بين الخلية الجلفانية (Galvanique) وخلية التحليل الكهربائي.
التمرين 2: إذا مر تيار 5A لمدة 30 دقيقة في محلول CuSO₄، احسب كتلة النحاس المترسبة.
التمرين 3: اكتب المعادلة الكيميائية للتحليل الكهربائي للماء.

للمزيد من المعلومات حول هذا الموضوع، يمكنكم الاطلاع على دروس مشابهة: قوانين نيوتن للحركة و الحلقات في بايثون.