بروف/ أيمن منصور — مستشار الكيمياء
المختبر التفاعلي
Interactive Lab
كيمياء ٢٠٢٦
الأدوات والتجهيزات
مختبر الكيمياء من كود الكيمياء
أنظمة كهروكيميائية، بطاريات، وتحضيرات معملية عضوية بتصميم واقعي للأجهزة
⚡ الخلايا الجلفانية الأولية
🔋 الخلايا الجلفانية الثانوية
⚙️ الخلايا التحليلية
🧪 التحضيرات العضوية والاختبارات
⚡
الخلايا الجلفانية (الفولتية)
تفاعلات أكسدة-اختزال تلقائية تنتج طاقة كهربائية
خلية دانيال
أولية · جلفانية
V
1.10 فولت
e⁻ →
الجسر الملحي Na₂SO₄
SO₄²⁻
Na⁺
Zn
الكتلة ↓
Zn²⁺
Zn²⁺
Zn²⁺
الأنود (−)
ZnSO₄(aq)
Zn → Zn²⁺ + 2e⁻
(Oxidation)
Cu
الكتلة ↑
Cu²⁺
Cu²⁺
الكاثود (+)
CuSO₄(aq)
Cu²⁺ + 2e⁻ → Cu
(Reduction)
تفاعل الانود
تفاعل الكاثود
الكلي
⚛ تفاعل الانود (أكسدة)
Zn(s) → Zn²⁺(aq) + 2e⁻
E° = +0.76 V
القطب الهيدروجيني القياسي (SHE)
Reference · E° = 0.00 V
H₂
1 atm
H₂ Tank
Pt(s) Platinized
HCl(aq) · [H⁺] = 1 M
Glass jacket
As الأنود
As الكاثود
Equilibrium
⚛ تفاعل الانود (أكسدة)
H₂(g) → 2H⁺(aq) + 2e⁻
Reference standard, E° = 0.00 V
خلية الزئبق
Primary · Compact
Zn(Hg) AMALGAM ANODE
KOH-saturated separator + ZnO
HgO + GRAPHITE
CATHODE
−
+
💡
Powered Device
تفاعل الانود
تفاعل الكاثود
الكلي
⚛ تفاعل الانود (أكسدة)
Zn(S) + 2OH⁻ → ZnO(s) + H₂O + 2e⁻
خلية الوقود (هيدروجين-أكسجين)
Continuous · Green Energy
KOH
الإلكتروليت
OH⁻
OH⁻
H₂ →
Hydrogen fuel
Excess H₂ ←
← O₂
Oxygen
H₂O →
M
الأنود (−)
الكاثود (+)
تفاعل الانود
تفاعل الكاثود
الكلي
⚛ تفاعل الانود (أكسدة)
2H₂(g) + 4OH⁻ → 4H₂O(l) + 4e⁻
🔋
البطاريات القابلة لإعادة الشحن
الخلايا الثانوية - تخزين الطاقة الكهروكيميائية القابلة للعكس
بطارية الرصاص الحمضية (مراكم الرصاص)
12V · 6 Cells · Secondary
Cell 1
Cell 2
Cell 3
Cell 4
Cell 5
Cell 6
−
+
Pb (anode)
PbO₂ (cathode)
6 × 2.05V = 12V
H⁺
SO₄²⁻
Dilute H₂SO₄ الإلكتروليت
Pb+SO₄²⁻→PbSO₄+2e⁻
PbO₂+4H⁺+SO₄²⁻+2e⁻→PbSO₄+2H₂O
e⁻ (discharge →)
تفاعل الانود
تفاعل الكاثود
الكلي
⚛ تفاعل الانود (تفريغ)
Pb(s) + SO₄²⁻ → PbSO₄(s) + 2e⁻
بطارية الليثيوم أيون
3V · Secondary
+
−
Li-ION 18650
Cu
LiC₆ (الأنود)
LiPF₆ in
organic
solvent
Li⁺ migration
LiCoO₂ (الكاثود)
Al
e⁻ (Discharge)
الأنود (−)
الكاثود (+)
تفاعل الانود
تفاعل الكاثود
الكلي
⚛ تفاعل الانود (تفريغ)
LiC₆ → C₆ + Li⁺ + e⁻
⚙️
الخلايا التحليلية
تفاعلات غير تلقائية مدفوعة بطاقة كهربائية خارجية
تحليل محلول CuCl₂ كهربائياً
Decomposition
6.00 V
ON
DC POWER
+
−
ANODE (+)
Cl₂↑
CATHODE (−)
Cu deposit
Cu²⁺
Cu²⁺
Cl⁻
Cl⁻
CuCl₂(aq)
تفاعل الانود
تفاعل الكاثود
الكلي
⚛ تفاعل الانود (أكسدة)
2Cl⁻(aq) → Cl₂(g) + 2e⁻
عملية استخلاص الألومنيوم
Industrial · 950°C
Steel shell
Carbon lining (cathode)
⬇ MOLTEN ALUMINUM ⬇
Al₂O₃ dissolved in Cryolite (Na₃AlF₆)
~950°C molten electrolyte
CARBON ANODES (+)
CO₂↑
Al tap
DC
تفاعل الانود
تفاعل الكاثود
الكلي
⚛ تفاعل الانود (أكسدة)
6O²⁻ → 3/2O₂(g) + 6e⁻
الطلاء الكهربائي بالفضة
Surface Coating
−
+
BATTERY
CATHODE (−) Spoon
Ag
ANODE (+) Pure Silver
Ag⁺
Ag⁺
Ag⁺
AgNO₃(aq) Solution
تفاعل الانود
تفاعل الكاثود
الكلي
⚛ تفاعل الانود (أكسدة)
Ag(s) → Ag⁺(aq) + e⁻
تنقية النحاس بالتحليل الكهربائي
99.99% Purity
DC Supply
~0.3 V (low)
−
+
CATHODE (−)
Pure Cu (thin)
ANODE (+)
Impure Cu
الأنود mud(sludge)
(Au, Ag, Pt)
Cu²⁺
Cu²⁺
Acidified CuSO₄(aq)
تفاعل الانود
تفاعل الكاثود
الكلي
⚛ تفاعل الانود (أكسدة)
Cu(impure) → Cu²⁺(aq) + 2e⁻
🧪
Organic Lab Preparations
Laboratory synthesis of important hydrocarbons
تحضير الميثان (التقطير الجاف)
Decarboxylation · CH₄
CH₃COONa+CaO
OPEN
CH₄
methane
Reaction
🧪 Decarboxylation (Soda-Lime)
CH₃COONa + NaOH
━(CaO/Δ)→
CH₄↑ + Na₂CO₃
Collect over water · methane is insoluble
تحضير الإيثيلين (نزع الماء)
Dehydration · C₂H₄
180°C
Ethanol + Conc. H₂SO₄
NaOH
wash
OPEN
C₂H₄
ethylene
Reaction
🧪 Dehydration of Ethanol
C₂H₅OH
━(Conc.H₂SO₄/180°C)→
C₂H₄↑ + H₂O
NaOH removes acidic impurities (SO₂, CO₂)
تحضير الأسيتيلين (تقطير الماء)
Hydrolysis · C₂H₂
H₂O
CaC₂ chunks
CuSO₄
+H₂SO₄
remove H₂S, PH₃
OPEN
C₂H₂
acetylene
Reaction
🧪 Hydrolysis of Calcium Carbide
CaC₂ + 2H₂O → C₂H₂↑ + Ca(OH)₂
CuSO₄+H₂SO₄ wash removes H₂S, PH₃ impurities
اختبار الهيدروجين والكربون في المركبات العضوية
Combustion Test
Org+CuO
CuSO₄
H₂O
Lime Water
Ca(OH)₂
turns milky → CO₂ present
اختبار الهيدروجين
اختبار الكربون
الكلي
🧪 الكشف عن الهيدروجين
H₂ + CuO
━Δ→
Cu + H₂O
Water turns anhydrous white CuSO₄ → blue (CuSO₄·5H₂O)
×