تمرین دوره ای فصل 2 شیمی دوازدهم
۱۱- اگر باتری نوعی باتری لیتیمی باشد که در تلفن همراه به کار می‌رود، حاوی $\text{MnO}_2(\text{s})$ باشد؛ نیم‌واکنش‌ها به شکل زیر خواهند بود:
$$\text{Li}(\text{s}) \longrightarrow \text{Li}^+(\text{s}) + \text{e}^-$$
$$\text{MnO}_2(\text{s}) + \text{Li}^+(\text{s}) + \text{e}^- \longrightarrow \text{LiMnO}_2(\text{s})$$
آ) عدد اکسایش $\text{Mn}$ را در $\text{MnO}_2$ و $\text{LiMnO}_2$ تعیین کنید.
ب) هنگامی که تلفن یا رایانه همراه روشن است و باتری نقش سلول گالوانی را دارد، چگونگی جابه‌جایی الکترون‌ها و یون‌های لیتیم را توصیف کنید.
پ) هنگامی که تلفن یا رایانه همراه در حال شارژ شدن است و باتری نقش سلول الکترولیتی را دارد، چگونگی جابه‌جایی الکترون‌ها و یون‌های لیتیم را توصیف کنید.
پاسخ و توضیح تمرین ۱۱ تمرین دوره ای فصل دوم شیمی دوازدهم
این سؤال به بررسی عملکرد باتری‌های قابل شارژ لیتیمی در دو حالت **دشارژ (سلول گالوانی)** و **شارژ (سلول الکترولیتی)** می‌پردازد.
---
## آ) پاسخ و توضیح شیمی دوازدهم صفحه 62
**عدد اکسایش $\text{Mn}$:**
1. **در $\mathbf{\text{MnO}_2}$:** $ ext{ON}_{ ext{Mn}} + 2(\text{ON}_{ ext{O}}) = 0 \implies \text{ON}_{ ext{Mn}} + 2(-2) = 0 \implies \mathbf{\text{ON}_{\text{Mn}} = +4}$
2. **در $\mathbf{\text{LiMnO}_2}$:** $ ext{ON}_{ ext{Li}} + ext{ON}_{ ext{Mn}} + 2(\text{ON}_{ ext{O}}) = 0 \implies 1 + ext{ON}_{ ext{Mn}} + 2(-2) = 0 \implies \mathbf{\text{ON}_{\text{Mn}} = +3}$
### ب) پاسخ و توضیح شیمی دوازدهم صفحه 62
**حالت دشارژ (مصرف باتری - سلول گالوانی):**
* **الکترون‌ها:** از آند ($ ext{Li}$) که اکسایش در آن رخ می‌دهد، از طریق مدار خارجی (تلفن/رایانه) به کاتد ($ ext{MnO}_2$) حرکت می‌کنند.
* **یون‌های لیتیم ($athbf{\text{Li}^+}$):** از طریق الکترولیت درون باتری، از آند (محل تولید) به سمت کاتد (محل مصرف) حرکت می‌کنند تا بار الکتریکی محلول خنثی بماند.
### پ) پاسخ و توضیح شیمی دوازدهم صفحه 62
**حالت شارژ (شارژ شدن باتری - سلول الکترولیتی):**
* **الکترون‌ها:** جریان الکترون توسط شارژر **معکوس** می‌شود. الکترون‌ها از طریق مدار خارجی به **آند** سلول (که اکنون $ ext{LiMnO}_2$ است) تزریق می‌شوند.
* **یون‌های لیتیم ($athbf{\text{Li}^+}$):** از طریق الکترولیت، از کاتد ($ ext{LiMnO}_2$) به سمت آند ($ ext{Li}$) حرکت می‌کنند تا فلز لیتیم دوباره روی آند رسوب کند و باتری شارژ شود. (فرایندهای شیمیایی در دشارژ معکوس می‌شوند).
