آموزش مبحث الکتروشیمی در شیمی کنکور

مقدمه

مبحث الکتروشیمی یکی از بخش‌های چالشی شیمی کنکور است. در این فصل با واکنش‌های اکسایش-کاهش و نحوهٔ تولید جریان الکتریکی در سلول‌ها آشنا می‌شویم. بسیاری از داوطلبان در محاسبهٔ جرم رسوب یا جریان عبوری دچار مشکل می‌شوند. با یادگیری دقیق مفاهیم و تکنیک‌های تست‌زنی، این مبحث می‌تواند نقطه قوت شما باشد.

مفاهیم پایه الکتروشیمی

۱. اکسایش و کاهش

• اکسایش: از دست دادن الکترون

• کاهش: گرفتن الکترون

🔹 مثال:

Zn→Zn2++2e−(اکسایش)Zn → Zn^{2+} + 2e^- \quad (اکسایش)Zn→Zn2++2e−(اکسایش) Cu2++2e−→Cu(کاهش)Cu^{2+} + 2e^- → Cu \quad (کاهش)Cu2++2e−→Cu(کاهش)

۲. سلول‌های الکتروشیمی

• سلول گالوانیک (Voltaic): جریان از واکنش شیمیایی تولید می‌شود.

• سلول الکترولیتی: جریان برق خارجی باعث واکنش شیمیایی می‌شود.

۳. نیم‌سلول و الکترود

• الکترود: سطحی که واکنش اکسایش یا کاهش در آن رخ می‌دهد.

• آند: محل اکسایش

• کاتد: محل کاهش

قانون فارادی

قانون فارادی برای محاسبه جرم رسوب یا میزان ماده واکنش‌دهنده:

m=Q×Mn×Fm = \frac{Q × M}{n × F}m=n×FQ×M​

• $m$ = جرم رسوب

• $Q$ = بار عبوری (Coulomb)

• $M$ = جرم مولی

• $n$ = تعداد الکترون

• $F=96500C/mol$

🔹 اگر جریان و زمان داده شود:

$$Q=I\times t$$

که $I$ = جریان (A) و $t$ = زمان (s)

مثال تستی ۱ – جرم رسوب

یک جریان ۲ آمپر به مدت ۱ ساعت از محلول CuSO₄ عبور می‌کند. جرم مس رسوب کرده چند گرم است؟

حل:

1. $t=1h=3600s$

2. $Q=I\times t=2\times 3600=7200C$

3. تعداد الکترون برای Cu²⁺ = 2

4. جرم مولی Cu = 63.5

m=7200×63.52×96500≈2.37 gm = \frac{7200 × 63.5}{2 × 96500} ≈ 2.37 \, gm=2×965007200×63.5​≈2.37g

مثال تستی ۲ – جریان لازم

چند آمپر لازم است تا در ۳۰ دقیقه، ۰٫۵ مول نقره (Ag) رسوب کند؟

1. $n=0.5mol$

2. Q = n × F × تعداد الکترون = 0.5 × 96500 × 1 = 48250 C

3. $t=30\times 60=1800s$

4. $I=Q/t=48250/1800\approx 26.8A$

تکنیک‌های تست‌زنی الکتروشیمی

1. نقشه آند و کاتد: قبل از حل، محل اکسایش و کاهش را مشخص کنید.

2. تعداد الکترون: همیشه n را درست مشخص کنید (Zn²⁺ → n=2).

3. واحدها را درست تبدیل کنید: ساعت → ثانیه، آمپر → کولن.

4. تقریب در محاسبات: برای تست سریع، F≈10⁵ C/mol در نظر بگیرید.

5. قانون فارادی + I × t: اگر سوال جریان و زمان داشت، مستقیم وارد فرمول شوید.

اشتباهات رایج داوطلبان

• استفاده نادرست از آند و کاتد

• فراموش کردن تعداد الکترون در محاسبه جرم رسوب

• اشتباه در تبدیل واحدها (ساعت، دقیقه، ثانیه)

• محاسبه نادرست بار عبوری Q

منابع پیشنهادی

• کتاب درسی شیمی دوازدهم (فصل الکتروشیمی)

• کتاب تست تاک قلم چی برای مسائل جریان و رسوب

• آزمون‌های آزمایشی قلم‌چی برای تمرین تستی زمان‌دار

جمع‌بندی

مبحث الکتروشیمی شامل واکنش‌های اکسایش-کاهش، سلول‌های گالوانیک و الکترولیتی و قانون فارادی است. تسلط بر این مفاهیم و یادگیری تکنیک‌های تست‌زنی باعث می‌شود سوالات جریان، رسوب و محاسبات الکتروشیمی را سریع و دقیق پاسخ دهید.

برای ثبت نام آزمون قلم چی کلیک کنید

برای مشاوره رایگان آزمون قلم چی کلیک کنید