الخلايا الجلفانية

الخلايا الجلفانية

• الخلايا الجلفانية هي أنظمة تحول الطاقة الكيميائية إلى طاقة كهربائية عن طريق تفاعل الأكسدة والاختزال الذي يحدث بشكل تلقائي (بدون الحاجة إلى إمدادها بالطاقة).
• تتكون الخلية الجلفانية من نصف خلية و نصف خلية أخرى، كل منها يحوي قطباً.
• في كل نصف خلية، تحدث عملية أكسدة واختزال في نفس الوقت عندما تكون الدائرة مفتوحة (غير متصلة).
• عند توصيل نصفي الخلية بسلك فلزي وجسر ملحي، تحدث عملية الأكسدة في نصف خلية واحدة فقط بينما تحدث عملية الاختزال في نصف خلية أخرى.
• نصف الخلية التي يحدث فيها الأكسدة تُسمى "الأنود".
• نصف الخلية التي يحدث فيها الاختزال تُسمى "الكاثود".
• تحدد جهود الاختزال للأقطاب أي نصف خلية سيشهد عملية الأكسدة وأيها سيشهد عملية الاختزال.
• نصف الخلية التي لها جهد اختزال أدنى ستكون هي "الأنود" وسيحدث بها الأكسدة.
• سيحدث الاختزال في "الكاثود".
• في الخلية الجلفانية، تُفقد ذرات القطب في "الأنود" الإلكترونات وتتحول إلى أيونات موجبة تذوب في المحلول، بينما تنتقل الإلكترونات عبر السلك الفلزي إلى "الكاثود"
• في "الكاثود" يتم اكتساب الإلكترونات بواسطة أيونات موجبة من المحلول، مما يؤدي إلى ترسيبها على سطح القطب.
• في هذا التفاعل، يؤدي فقد الإلكترونات في "الأنود" إلى تناقص كتلته أثناء عملية الأكسدة، بينما يؤدي اكتساب الإلكترونات في "الكاثود" إلى زيادة كتلته أثناء عملية الاختزال.
• تتميز "الأنود" بكونه مصدرًا للإلكترونات، وبالتالي يحمل شحنة سالبة.
• بينما "الكاثود" هو المتلقي للإلكترونات في الخلية، وبالتالي يحمل شحنة موجبة.
• تُستخدم المعادلة الشاملة لـ "التفاعل الجلفاني" لتمثيل تفاعل الأكسدة والاختزال في الخلية.
• يكون اتجاه تدفق الالكترونات في الخلية من "الأنود" إلى "الكاثود".
• الجسر الملحي يلعب دورًا هامًا في الخلية الجلفانية
• يقوم الجسر الملحي بتعادل الشحنات في نصفي الخلية ويمنع تراكم الشحنات.
• يُسمح للخلية الجلفانية بالعمل بشكل مستمر بفضل الجسر الملحي الذي يُحافظ على التوازن بين الكاتيونات و الأناتيونات.
• ينقل الجسر الملحي الأيونات الموجبة و الأناتيونات بين نصفي الخلية دون التأثير على دوران الالكترونات بين القطبين
• تُسمى الخلايا الجلفانية "الخلايا البدائية" ويُمكن استخدامها لشحن الخلايا الثانوية.
• تُستخدم الخلايا الجلفانية في مختلف التطبيقات بما في ذلك البطاريات و الأجهزة الكهربائية.
• تعتمد فعالية الخليه الجلفانية على نوع المواد المستخدة في "الأنود" و"الكاثود" و الكتروليت.

رمز الخلية الجلفانية

• الرمز القياسي للخلية الجلفانية يبدأ بـ "الأنود" على اليسار و "الكاثود" على اليمين.
• يتم كتابة الرمز "//" لتمثيل الجسر الملحي
• يتم كتابة حالة كل مادة في الرمز (صلب، سائل، غاز، محلول).

أنواع الخلايا الجلفانية

• تُصنف الخلايا الجلفانية إلى نوعين:
• خلايا أولية: لا يُمكن إعادة شحنها.
• خلايا ثانوية: يُمكن إعادة شحنها مرات متعددة.