پاسخ باهم بیاندیشیم صفحه 45 شیمی دوازدهم

پاسخ تشریحی و گام به گام با هم بیندیشیم شیمی دوازدهم صفحه 45 سلول گالوانی روی-مس ($ ext{Zn}- ext{Cu}$) یک مثال کلاسیک از **تبدیل انرژی شیمیایی به انرژی الکتریکی** است که بر پایه واکنش‌های **اکسایش و کاهش** انجام می‌شود. --- ## الف) پاسخ و توضیح با هم بیندیشیم شیمی دوازدهم صفحه 45 **واکنش‌ها:** در این سلول، روی ($ ext{Zn}$) به دلیل داشتن قدرت کاهندگی بیشتر، اکسید شده و مس ($ ext{Cu}^{2+}$) کاهش می‌یابد. * **نیم‌واکنش اکسایش (آند - نیم‌سلول روی):** $$\text{Zn}(\text{s}) \longrightarrow \text{Zn}^{2+}(\text{aq}) + 2\text{e}^-$$ * **نیم‌واکنش کاهش (کاتد - نیم‌سلول مس):** $$\text{Cu}^{2+}(\text{aq}) + 2\text{e}^- \longrightarrow \text{Cu}(\text{s})$$ * **واکنش کلی سلول:** (جمع دو نیم‌واکنش) $$\text{Zn}(\text{s}) + \text{Cu}^{2+}(\text{aq}) \longrightarrow \text{Zn}^{2+}(\text{aq}) + \text{Cu}(\text{s})$$ ### ب) پاسخ و توضیح با هم بیندیشیم شیمی دوازدهم صفحه 45 * **آند (Anode):** الکترودی که در آن **اکسایش** رخ می‌دهد $\implies$ الکترود **روی ($ ext{Zn}$)**. * **کاتد (Cathode):** الکترودی که در آن **کاهش** رخ می‌دهد $\implies$ الکترود **مس ($ ext{Cu}$)**. ### پ) پاسخ و توضیح با هم بیندیشیم شیمی دوازدهم صفحه 45 **جهت حرکت الکترون‌ها:** در مدار بیرونی، الکترون‌ها از الکترود **روی (آند)** به سمت الکترود **مس (کاتد)** حرکت می‌کنند. **چرا؟** الکترون‌ها در **نیم‌سلول روی** (آند) طی فرایند اکسایش **تولید** می‌شوند و برای انجام نیم‌واکنش کاهش، در **نیم‌سلول مس** (کاتد) **مصرف** می‌شوند. جریان الکتریکی (الکترون‌ها) همیشه از نقطه‌ای که تولید می‌شوند به نقطه‌ای که مصرف می‌شوند، از طریق مدار بیرونی برقرار می‌شود. ### ت) پاسخ و توضیح با هم بیندیشیم شیمی دوازدهم صفحه 45 **تغییرات جرم الکترودها:** * **کاهش جرم تیغه روی ($ ext{Zn}$):** در آند، اتم‌های روی $(\text{Zn})$ طی اکسایش به یون‌های محلول $(\text{Zn}^{2+})$ تبدیل شده و از تیغه جدا می‌شوند و وارد محلول می‌شوند. این فرآیند باعث **نازک شدن و کاهش جرم** تیغه روی می‌شود. * **افزایش جرم تیغه مس ($ ext{Cu}$):** در کاتد، یون‌های مس $(\text{Cu}^{2+})$ موجود در محلول، الکترون‌ها را گرفته و به اتم‌های مس $(\text{Cu})$ تبدیل شده و به صورت **جامد** روی تیغه مس **رسوب** می‌کنند. این فرآیند باعث **ضخیم شدن و افزایش جرم** تیغه مس می‌شود.