تُعد الخلية الجلفانية جهازًا كيميائيًا يحوّل الطاقة الكيميائية الناتجة عن تفاعلات الأكسدة والاختزال إلى طاقة كهربائية. وتتكوّن عادة من جزأين رئيسيين: نصف خلية أنودية تحدث فيها عملية الأكسدة، ونصف خلية كاثودية تحدث فيها عملية الاختزال، بالإضافة إلى القنطرة الملحية أو الجسر الملحي الذي يربط بين النصفين.
ما هي القنطرة الملحية؟
القنطرة الملحية عبارة عن أنبوب صغير يحتوي على محلول ملحي (مثل كلوريد البوتاسيوم KCl أو نترات البوتاسيوم KNO₃) أو هلام مشبع بالملح. وظيفتها الأساسية ليست توصيل الكهرباء مباشرة، بل الحفاظ على الاتزان الكهربائي في الخلية أثناء التفاعل الكيميائي.
أهمية القنطرة الملحية
عند حدوث تفاعل الأكسدة في الأنود، تنتج أيونات موجبة (مثل Zn²⁺ في خلية الزنك-نحاس) تدخل إلى المحلول، بينما يتم استهلاك أيونات موجبة في الكاثود نتيجة الاختزال. إذا لم توجد القنطرة الملحية، فإن تراكم الشحنات الموجبة في أحد الأنصاف والسالبة في الآخر سيوقف التفاعل الكهربائي، ولن تستمر تدفق الإلكترونات عبر الدائرة الخارجية.
الاجابة : استمرار التفاعل
وظيفة القنطرة الملحية بالتفصيل
- موازنة الشحنات: تسمح القنطرة للأنواع الأيونية بالتحرك بين نصفي الخلية، لتعويض أي زيادة في الشحنة الموجبة أو السالبة في المحلول.
- إكمال الدائرة الكهربائية: دون حركة الأيونات عبر القنطرة، لن يكتمل تدفق الإلكترونات في السلك الخارجي، وبالتالي لن تنتج الكهرباء.
- منع اختلاط المحاليل: تعمل القنطرة الملحية كحاجز يسمح بمرور الأيونات دون أن تختلط المحاليل الكيميائية المختلفة للنصفين، مما يحافظ على استقرار التفاعلات الكيميائية.
مثال عملي
في خلية دانييل (Zn | Zn²⁺ || Cu²⁺ | Cu):
يحدث أكسدة الزنك عند الأنود: Zn → Zn²⁺ + 2e⁻
يحدث اختزال أيونات النحاس عند الكاثود: Cu²⁺ + 2e⁻ → Cu
تقوم القنطرة الملحية بتوصيل أيونات سالبة من المحلول الكاثودي إلى الأنودي وأيونات موجبة بالعكس للحفاظ على التوازن الكهربائي واستمرار تدفق التيار.
يمكن القول إن القنطرة الملحية هي عنصر حيوي لاستمرارية عمل الخلية الجلفانية، حيث تمنع تراكم الشحنات في المحاليل وتسمح بتدفق التيار الكهربائي بشكل مستمر دون تعطيل التفاعل الكيميائي. بدونها، ستتوقف الخلية عن توليد الكهرباء بسرعة.
