اكتشاف الكيمياء الكهروبائية - (الارتباط الكهروكيميائي)

سنة الاكتشاف : 1806م

ما هذا الاكتشاف؟

• الأواصر الجزيئية بين العناصر الكيميائية ذات طبيعة كهربائية

من مكتشف الكيمياء الكهربائية؟

• همفري دايفي Humphry Davy

لماذا يُعد هذا الاكتشاف ضمن المائة العظمى؟

اكتشف دايفي بأن الأواصر الكيميائية بين الذرات المكونة لجزيئة ما ذات طبيعة كهربائية. نحن نعرف الآن بأن الأواصر الكيميائية بين الذرات ناتجة عن الانتقال أو المشاركة بجسيمات مشحونة كهربائية – الإلكترونات.

أما في عام 1800م، فكانت فكرة تضمين الكيمياء لنوع من الكهربائية بمثابة اكتشاف رادیکالي منقطع النظير.

افتتح اكتشاف دايفي الحقل الحديث للكيمياء الكهربائية، كما وأعاد تحديد النظرة العلمية للتفاعلات الكيميائية والكيفية التي ترتبط من خلالها الكيمياويات ببعضها البعض. وأخيراً، استفاد دايفي من مفهمومه الجديد هذا في اكتشاف عنصرين جديدين (و مهمين)، ألا وهما : الصوديوم والبوتاسيوم.

كيف جاء اكتشاف الكيمياء الكهربائية؟

ولد همفري دايفي Humphry Davy عام 1778م بمحاذاة ساحل کورنوال المتعرج بإنجلترا. تلقى القليل فقط من التعليم المدرسي، في حين اعتمد على التعليم الذاتي في تثقيف نفسه. لما بلغ الصبا، تتلمذ على يد جراح ثم صيدلاني. ولكن تفتق اهتمامه الحقيقي بالعلم مع الكتابات الأولى للعالم الفرنسي أنطوان لافوازيه.

في عام 1798م تلقي دايفي عرضاً من قبل الكيميائي الهاوي الميسور توماس بيدویس Thomas Beddoes للعمل ببریستول وذلك في مختبر أسسه الأخير، حيث تمتع دايفي بحرية مطلقة في اتباع أهوائه العلمية الكيميائية. فجرب على الغازات عام 1799م معتقداً بأن أفضل طريقة لفحص هذه المخلوقات الغير المرئية هي باستنشاقها.

فكان أن استنشق غاز أوكسيد النتروز N2O و غاب عن الوعي، غير متذکر سوى لشعور من الانتعاش والحبور، فراج استعمال الناس للغاز في الحفلات تحت اسم «غاز الضحك». أما دايفي فقد استعمل الغاز لغرض آخر، حيث قلع سن عقل له تحت تأثيره دون أن يشعر بألم. ورغم تصريحه هذا في مقال، إلا أن الطب فضل الانتظار 45 سنة أخرى لتبنی غاز أوكسيد النتروز كأول غاز مخدر.

كما جرب دايفي على غاز ثنائي أوكسيد الكربون، وكاد أن يفقد حياته هذه المرة متسمم باستنشاق هذا الغاز السام. وبوصفه منظم عروض وسيماً مهندماً، تألق دايفي بتمثيل عروض كبيرة لكل تجربة واكتشاف يحققه، وسط دهشة وذهول جمهوره ومعجبيه.

في عام 1799م، اخترع الايطالي اليساندرو فولتا Alessandro Volta البطارية وأحدث أول تيار كهربائي من صنع الإنسان في العالم.

وفي عام 1803م أقنع دايفي صديقه ورب عمله بیدریس ببناء عمود فولتا (بطارية) عملاق مزود ب110 صفيحة مزدوجة لغرض توفير قدرة أكبر.

حول دايفي جل اهتمامه إلى التجارب على البطاريات. فجرب معادن مختلفة بل وحتى الفحم لصنع الاليكترودین وعدداً مقارباً من السوائل المختلفة (كالماء والحوامض..الخ)التي تسمى الالكترولايت - في ملأ الفراغ المحيط بصفائح البطارية.

في عام 1805م لاحظ دايفي تأكسد الكترود مصنوع من الزنك لدى ربط البطارية. كان ذلك تفاعلا كيميائياً يحصل بوجود تيار كهربائي. ثم لاحظ حدوث تفاعلات أخرى على الكترودات أخرى. فأيقن دايفي بأن البطارية (تيار كهربائي) كانت تسبب حدوث تفاعلات كيميائية، ومن هنا بدأ فهمه للطبيعة الكهربائية للتفاعلات الكيميائية.

في أحد عروضه الفخمة عام 1806م، مرر دايفي تياراً كهربائياً قوياً خلال الماء النقي وأظهر تكون غازین اثنين فقط: الهيدروجين والأوكسجين. فقد تمزقت جزيئات الماء بفعل التيار الكهربائي، بما معناه أن للقوة الكهربائية القدرة على تفكيك الأواصر الكيميائية ، وبالتالي استنتج دايفي بأن الأواصر الكيميائية لا بد أن تكون ذات طبيعة كهربائية بالأساس.

لقد اكتشف دايفي الطبيعة الأساسية للارتباط الكيميائي. فالأواصر الكيميائية كهربائية نوعاً ما. وكان هذا كفيلاً بإحداث تغيير جذري في نظرة العلماء لطريقة تكون الجزيئات والأواصر الكيميائية.

دأب دايفي على تجاربه، ممرراً تيارات كهربائية من الكترود لآخر خلال كل مادة يعثر عليها تقريباً. وفي عام 1807م، جرب قدرة بطارية جديدة مزودة ب250 من صفائح الزنك والنحاس على مادة البوتاس (الاشنان) الكاوية caustic potash ففصل عنصراً جديد أشتعل بلهيب ساطع حال تكونه على الالكترود، فأسماه potassium أو «البوتاسيوم». وبعدها بشهر فصل دايفي عنصر الصوديومª sodium أيضاً. فقد أستثمر اکتشافه العظيم في اكتشاف عنصرين جديدين مهمين.