خلية دانيال
أهداف التعلم
يفهم الطالب المفاهيم الأساسية للدرس، ويستخدم العلاقات الكيميائية في التفسير والحساب، ويربط بين النموذج الجسيمي والملاحظة العملية.
الشرح العلمي
| المحور | المعلومة الأساسية |
|---|---|
| 1 | الأنود Zn يتأكسد: Zn→Zn²⁺+2e⁻ |
| 2 | الكاثود Cu²⁺ يختزل: Cu²⁺+2e⁻→Cu |
| 3 | تتحرك الإلكترونات خارجيًا من الأنود إلى الكاثود |
| 4 | القنطرة الملحية تحفظ التعادل الكهربائي وتكمل الدائرة |
مثال محلول
ابدأ بتحديد المعطى والقاعدة الملائمة. في هذا الدرس القاعدة المحورية هي: الأنود Zn يتأكسد: Zn→Zn²⁺+2e⁻. ثم اربطها بالنتيجة: الكاثود Cu²⁺ يختزل: Cu²⁺+2e⁻→Cu. لذلك يجب كتابة القانون أو المعادلة، توحيد الوحدات، ثم تفسير الناتج كيميائيًا.
أخطاء شائعة
- استخدام علاقة صحيحة في ظروف لا تحقق شروطها.
- إهمال الوحدات أو معاملات المعادلة الكيميائية.
- ذكر النتيجة دون تفسيرها بالتركيب أو الطاقة أو حركة الجسيمات.
خلاصة
- الأنود Zn يتأكسد: Zn→Zn²⁺+2e⁻
- الكاثود Cu²⁺ يختزل: Cu²⁺+2e⁻→Cu
- تتحرك الإلكترونات خارجيًا من الأنود إلى الكاثود
- القنطرة الملحية تحفظ التعادل الكهربائي وتكمل الدائرة
Practice Questions
1. اكتب العلاقة أو القاعدة الأساسية المرتبطة بـ«خلية دانيال».
إظهار الإجابة
الإجابة: الأنود Zn يتأكسد: Zn→Zn²⁺+2e⁻
الإجابة مبنية مباشرة على قاعدة الدرس: الأنود Zn يتأكسد: Zn→Zn²⁺+2e⁻
2. فسّر علميًا العبارة: الكاثود Cu²⁺ يختزل: Cu²⁺+2e⁻→Cu.
إظهار الإجابة
الإجابة: الكاثود Cu²⁺ يختزل: Cu²⁺+2e⁻→Cu
الإجابة مبنية مباشرة على قاعدة الدرس: الكاثود Cu²⁺ يختزل: Cu²⁺+2e⁻→Cu
3. قارن بين المفهومين أو الحالتين الواردتين في: الأنود Zn يتأكسد: Zn→Zn²⁺+2e⁻، تتحرك الإلكترونات خارجيًا من الأنود إلى الكاثود.
إظهار الإجابة
الإجابة: الأنود Zn يتأكسد: Zn→Zn²⁺+2e⁻؛ بينما تتحرك الإلكترونات خارجيًا من الأنود إلى الكاثود
الإجابة مبنية مباشرة على قاعدة الدرس: الأنود Zn يتأكسد: Zn→Zn²⁺+2e⁻؛ بينما تتحرك الإلكترونات خارجيًا من الأنود إلى الكاثود
4. طبّق القاعدة التالية على مثال من اختيارك مع إظهار خطوات الاستدلال: الأنود Zn يتأكسد: Zn→Zn²⁺+2e⁻.
إظهار الإجابة
الإجابة: تُحدَّد المعطيات ثم تُطبَّق القاعدة: الأنود Zn يتأكسد: Zn→Zn²⁺+2e⁻، وتُفسَّر النتيجة في سياق المسألة.
الإجابة مبنية مباشرة على قاعدة الدرس: تُحدَّد المعطيات ثم تُطبَّق القاعدة: الأنود Zn يتأكسد: Zn→Zn²⁺+2e⁻، وتُفسَّر النتيجة في سياق المسألة.
5. صحح الخطأ العلمي في العبارة الآتية إن وجد: «لا تعتمد على تركيب المادة».
إظهار الإجابة
الإجابة: العبارة خاطئة؛ التصحيح المرتبط بالدرس هو: الأنود Zn يتأكسد: Zn→Zn²⁺+2e⁻
الإجابة مبنية مباشرة على قاعدة الدرس: العبارة خاطئة؛ التصحيح المرتبط بالدرس هو: الأنود Zn يتأكسد: Zn→Zn²⁺+2e⁻
6. ما النتيجة المتوقعة عند تغيير المتغير المذكور في القاعدة: القنطرة الملحية تحفظ التعادل الكهربائي وتكمل الدائرة؟ علّل.
إظهار الإجابة
الإجابة: القنطرة الملحية تحفظ التعادل الكهربائي وتكمل الدائرة
الإجابة مبنية مباشرة على قاعدة الدرس: القنطرة الملحية تحفظ التعادل الكهربائي وتكمل الدائرة
7. استنتج المعلومة التي يمكن قياسها أو ملاحظتها عمليًا لإثبات: الكاثود Cu²⁺ يختزل: Cu²⁺+2e⁻→Cu.
إظهار الإجابة
الإجابة: الكاثود Cu²⁺ يختزل: Cu²⁺+2e⁻→Cu
الإجابة مبنية مباشرة على قاعدة الدرس: الكاثود Cu²⁺ يختزل: Cu²⁺+2e⁻→Cu
8. اكتب معادلة رمزية أو تمثيلًا مختصرًا يلائم: تتحرك الإلكترونات خارجيًا من الأنود إلى الكاثود.
إظهار الإجابة
الإجابة: تتحرك الإلكترونات خارجيًا من الأنود إلى الكاثود
الإجابة مبنية مباشرة على قاعدة الدرس: تتحرك الإلكترونات خارجيًا من الأنود إلى الكاثود
9. رتّب خطوات حل مسألة تعتمد على: الأنود Zn يتأكسد: Zn→Zn²⁺+2e⁻.
إظهار الإجابة
الإجابة: تحديد المعطيات والوحدات، اختيار العلاقة «الأنود Zn يتأكسد: Zn→Zn²⁺+2e⁻»، التعويض، ثم تفسير الناتج.
الإجابة مبنية مباشرة على قاعدة الدرس: تحديد المعطيات والوحدات، اختيار العلاقة «الأنود Zn يتأكسد: Zn→Zn²⁺+2e⁻»، التعويض، ثم تفسير الناتج.
10. اذكر عاملين يفسران القاعدة: القنطرة الملحية تحفظ التعادل الكهربائي وتكمل الدائرة.
إظهار الإجابة
الإجابة: القنطرة الملحية تحفظ التعادل الكهربائي وتكمل الدائرة
الإجابة مبنية مباشرة على قاعدة الدرس: القنطرة الملحية تحفظ التعادل الكهربائي وتكمل الدائرة
11. حلّل حالة تخالف الشرط الوارد في: تتحرك الإلكترونات خارجيًا من الأنود إلى الكاثود، ثم بين أثرها.
إظهار الإجابة
الإجابة: عند غياب الشرط لا يصح تطبيق القاعدة مباشرة؛ المرجع الصحيح هو: تتحرك الإلكترونات خارجيًا من الأنود إلى الكاثود
الإجابة مبنية مباشرة على قاعدة الدرس: عند غياب الشرط لا يصح تطبيق القاعدة مباشرة؛ المرجع الصحيح هو: تتحرك الإلكترونات خارجيًا من الأنود إلى الكاثود
12. لخّص «خلية دانيال» في نتيجة علمية واحدة تربط بين الأنود Zn يتأكسد: Zn→Zn²⁺+2e⁻ والكاثود Cu²⁺ يختزل: Cu²⁺+2e⁻→Cu.
إظهار الإجابة
الإجابة: الأنود Zn يتأكسد: Zn→Zn²⁺+2e⁻، وينتج عنها أو يرتبط بها أن الكاثود Cu²⁺ يختزل: Cu²⁺+2e⁻→Cu
الإجابة مبنية مباشرة على قاعدة الدرس: الأنود Zn يتأكسد: Zn→Zn²⁺+2e⁻، وينتج عنها أو يرتبط بها أن الكاثود Cu²⁺ يختزل: Cu²⁺+2e⁻→Cu