electrochem 1

48
ปปปปปปปปป ปปปปปปปปป 1

Upload: chitsopin-thanakorn

Post on 11-May-2015

8.232 views

Category:

Education


12 download

TRANSCRIPT

Page 1: Electrochem 1

ปฏิ�กิ�ริ�ยาไฟฟาเคมี�1

Page 2: Electrochem 1

เนื้��อหา ปฏิ�กิ�ริ�ยาไฟฟาเคมี�1

* ปฏิ�กิ�ริ�ยาริ�ดอกิซ์�* กิาริด�ลสมีกิาริริ�ดอกิซ์�* เซ์ลล�ไฟฟาเคมี�* เซ์ลล�อ�เล�กิโทริไลต์�

Page 3: Electrochem 1

ปฏิ�กิ�ริ�ยาริ�ดอกิซ์�

1 ปฏิ�กิ�ริ�ยาริะหว่!างโลหะกิ#บสาริละลายท�%มี�ไอออนื้ของโลหะ

ท�%ชิ้��นื้ Zn มี�สาริส�นื้(�าต์าลแดงเกิาะอย*!เมี�%อเคาะกิ�ริ!ว่งและแท!งส#งกิะส�จะกิริ!อนื้

ในื้สาริละลายCuSO4 ส�ฟาเด�มี

จะจางลง ถ้.าท��ง ไว่.นื้านื้ ๆ จะไมี!มี�ส�

CuSO4(aq)ZnSO4(aq)

Cu(s)

ไมี!มี�กิาริเปล�%ยนื้แปลงใด ๆ ท�%ชิ้��นื้ Cu และในื้สาริละลาย

ZnSO4

ริ*ปท�% 1 ริ*ปท�% 2

Page 4: Electrochem 1

ปฏิ�กิ�ริ�ยาริ�ดอกิซ์�

บทสริ�ป 1 เมี�%อจ� !มีโลหะลงในื้สาริละลายโลหะไอออนื้แล.ว่เกิ�ดปฏิ�กิ�ริ�ยาได.

… แสดงว่!า มี�กิาริถ้!ายโอนื้อ�เล�กิต์ริอนื้กิ#นื้ได.โดย ... 11. โลหะเป็�นฝ่�ายเสี�ยอิ�เล�กตรอินเก�ดป็ฏิ�ก�ร�ยาอิอิกซิ�เดชั�น (เป็�นต�ว-

ร�ด�วซิ� ) และจะกร อินลงเร"#อิย ๆ 12 โลหะไอิอิอินในสีารละลายจะเป็�นฝ่�ายร�บอิ�เล�กตรอินเก�ดป็ฏิ�ก�ร�ยา ร�ด�กชั�น (เป็�นต�วอิอิกซิ�ไดสี� )

13 เป็ร�ยบเที�ยบค่ า E0 จะได* E0 ขอิงโลหะไอิอิอินมากกว า E0

ขอิงโลหะที�#จ- ม

Page 5: Electrochem 1

ปฏิ�กิ�ริ�ยาริ�ดอกิซ์�

2. เมี�%อจ� !มีโลหะลงในื้สาริละลายโลหะไอออนื้แล.ว่ไมี!เกิ�ดปฏิ�กิ�ริ�ยา แต์!ถ้.ากิล#บกิ#นื้ริะหว่!างโลหะท#�งสองนื้#�นื้ (A จ�!มีในื้ B2+ เป0นื้ B จ�!มีในื้ A2+ ) จะเกิ�ดปฏิ�กิ�ริ�ยาได.

3 . เมี�%อจ� !มีโลหะลงในื้สาริละลายของโลหะไอออนื้เด�ยว่กิ#นื้ (A ในื้ A2+) จะไมี!เกิ�ดปฏิ�กิ�ริ�ยาอย!างแนื้!นื้อนื้

4 . นื้อกิจากิจ�!มีโลหะลงในื้สาริละลายของโลหะไอออนื้แล.ว่ย#งริว่มี ท#�งไอออนื้ของสาริละลายกิริด (H+) กิ�พิ�จาริณาท(านื้องเด�ยว่กิ#นื้

Page 6: Electrochem 1

ปฏิ�กิ�ริ�ยาริ�ดอกิซ์� 2 . ปฏิ�กิ�ริ�ยาริ�ดอกิซ์� : ต์#ว่ออกิซ์�ไดส� ต์#ว่ริ�ด�ว่ซ์�

ปฏิ�กิ�ริ�ยาริ�ดอกิซ์�

ปฏิ�กิ�ริ�ยาออกิซ์�เดชิ้#นื้ ปฏิ�กิ�ริ�ยาริ�ด#กิชิ้#นื้

ริ#บ e- ให. e- ลดเลขออกิซ์�เดชิ้#นื้เพิ�%มีเลขออกิซ์�เดชิ้#นื้

Page 7: Electrochem 1

ปฏิ�กิ�ริ�ยาริ�ดอกิซ์�

ในื้ปฏิ�กิ�ริ�ยาริ�ดอกิซ์� จะมี�ปฏิ�กิ�ริ�ยาย!อยเกิ�ดข3�นื้ 2 ชิ้นื้�ดเสมีอค�อ 1. ปฏิ�กิ�ริ�ยาออกิซ์�เดชิ้#นื้ (Oxidation Reaction) ค่"อิป็ฏิ�ก�ร�ยาที�#ม�การให*อิ�เล�กตรอินสีารที�#เป็�นต�วให. อิ�เล�กตรอิน เร�ยกว า ต์#ว่ริ�ด�ว่ซ์�

ผลขอิงป็ฏิ�ก�ร�ยาอิอิกซิ�เดชั�น ที/าให*สีารน�0นม�เลขอิอิกซิ�เดชั�นเพิ�%มีข3�นื้ ต์#ว่อย!าง : Zn(s) ฎZn2+(aq) + 2e-

2. ปฏิ�กิ�ริ�ยาริ�ด#กิชิ้#นื้ (Reduction Reaction) ค่"อิป็ฏิ�ก�ร�ยาที�#ม�การร�บอิ�เล�กตรอินสีารที�#เป็�นต�วริ#บ อิ�เล�กตรอินเร�ยกว า ต์#ว่ออกิซ์�ไดส�

ผลขอิงป็ฏิ�ก�ร�ยาร�ด�กชั�น ที/าให*สีารน�0นม�เลขอิอิกซิ�เดชั�นลดลง ต์#ว่อย!าง : Cu2+(aq) +2e- ฎCu(s)

Page 8: Electrochem 1

ปฏิ�กิ�ริ�ยาริ�ดอกิซ์�

3 . … กิาริพิ�จาริณา ต์#ว่ออกิซ์�ไดส� ต์#ว่ริ�ด�ว่ซ์�

ปฏิ�กิ�ริ�ยาออกิซ์�เดชิ้#นื้

ปฏิ�กิ�ริ�ยาริ�ด#กิชิ้#นื้ ริ#บอ�เล�กิต์ริอนื้

ถ้*กิริ�ด�ว่ซ์� (Reduced)

ต์#ว่ออกิซ์�ไดส� (Oxidizer)

ให.อ�เล�กิต์ริอนื้

ถ้*กิออกิซ์�ไดส� (Oxidized)

ต์#ว่ริ�ด�ว่ซ์� (Reducer)

Page 9: Electrochem 1

ปฏิ�กิ�ริ�ยาริ�ดอกิซ์� 4 . … กิาริพิ�จาริณา ว่!าปฏิ�กิ�ริ�ยาหนื้3%ง ๆ

เป0นื้ปฏิ�กิ�ริ�ยาริ�ดอกิซ์�หริ�อไมี!

1. ปฏิ�กิ�ริ�ยาท�%มี�ธาต์�อ�สริะเกิ�%ยว่ข.องอย*!ด.ว่ย 2. ปฏิ�กิ�ริ�ยาท�%มี�กิาริส#นื้ดาปท�กิชิ้นื้�ด 3. ปฏิ�กิ�ริ�ยาท�%มี�ธาต์�โลหะแทรินื้ซ์�ชิ้#นื้เป0นื้องค�ปริะกิอบ

ของสาริในื้ปฏิ�กิ�ริ�ยา 4. ปฏิ�กิ�ริ�ยาท�%เกิ�ดข3�นื้ในื้เซ์ลล�ไฟฟา แบต์เต์อริ�% 5 . ปฏิ�กิ�ริ�ยาในื้ขบว่นื้กิาริเมีต์าบอล�ซ์3มี (Metabolism) ในื้ริ!างกิาย 6 . เกิ�ดในื้ขบว่นื้กิาริถ้ล�งโลหะต์!าง ๆ เชิ้!นื้ กิาริถ้ล�งเหล�กิ

ต์#ว่อย!างปฏิ�กิ�ริ�ยาท�%มี�โอกิาสเป0นื้ปฏิ�กิ�ริ�ยาริ�ดอกิซ์� มี�ด#งต์!อไปนื้��

Page 10: Electrochem 1

ปฏิ�กิ�ริ�ยาริ�ดอกิซ์�

7 . ปฏิ�กิ�ริ�ยาท�%เกิ�ดสนื้�มี หริ�อกิาริส3กิกิริ!อนื้ของโลหะ 8 . ไมี!ใชิ้!ปฏิ�กิ�ริ�ยาริะหว่!างกิริด- เบส เกิล�อกิ#บเกิล�อ

หริ�อกิริดกิ#บเกิล�อ ปฏิ�กิ�ริ�ยานื้อนื้- ริ�ดอกิซ์�ท�%คว่ริส#งเกิต์ได.ง!าย ๆ

เชิ้!นื้ ปฏิ�กิ�ริ�ยาริะหว่!างกิริดกิ#บเบส , ปฏิ�กิ�ริ�ยาริะหว่!างเกิล�อกิ#บเกิล�อ , ปฏิ�กิ�ริ�ยาริะหว่!างเกิล�อกิ#บกิริด เป0นื้ต์.นื้

ซ์3%งจะมี�ชิ้�%อเฉพิาะส(าหริ#บปฏิ�กิ�ริ�ยานื้#�นื้ ๆ เชิ้!นื้ ปฏิ�กิ�ริ�ยาสะเท�นื้,ปฏิ�กิ�ริ�ยาเอสเทอริ�ฟ7เคชิ้#นื้ , ปฏิ�กิ�ริ�ยาสะพิอนื้นื้�ฟ7เคชิ้#นื้ ,

ปฏิ�กิ�ริ�ยาไฮโดริล�ซ์�ส เป0นื้ต์.นื้

Page 11: Electrochem 1

กิาริด�ลสมีกิาริริ�ดอกิซ์�

กิาริด�ลสมีกิาริริ�ดอกิซ์�โดยใชิ้.เลขออกิซ์�เดชิ้#นื้

หล#กิ 1. หาเลขออกิซ์�เดชิ้#นื้ของสาริท�%เพิ�%มีและลด 2. เอาเลขออกิซ์�เดชิ้#นื้ท�%เพิ�%มีไว่.หนื้.าสาริท�%มี� เลขออกิซ์�เดชิ้#นื้ ลด และเอาเลขออกิซ์�เดชิ้#นื้ท�%ลด ไว่.หนื้.าสาริท�%เพิ�%มี (ค*ณไขว่.) 3. จากิข.อ 2. ถ้.าท(าอย!างต์(%าได.ให.ท(าด.ว่ย 4. พิ�จาริณาจ(านื้ว่นื้อะต์อมีและปริะจ�ริว่มีทางขว่า ให.เท!ากิ#บทางซ์.าย

Page 12: Electrochem 1

กิาริด�ลสมีกิาริริ�ดอกิซ์�

ต์#ว่อย!างกิาริด�ลสมีกิาริริ�ดอกิซ์�โดยใชิ้.เลขออกิซ์�เดชิ้#นื้

NH3 + O2 ฎNO + H2O

NH3(g) + O2(g) ฎNO(g) + H2O3

0 -2+2

เพิ่�#ม 5 ลด 2 ต์!อ 1 อะต์อมี ( แต์! O มี� 2 อะต์อมี เอา 2 ค*ณ) ลด 2 x 2 = 4

45

NH3 + 5O2 ฎ4 NO + 6H2O43

4NH3

Page 13: Electrochem 1

เซ์ลล�ไฟฟาเคมี� (Electrochemical Cell)

จากเร"#อิงราวที�#เก�#ยวข*อิงก�บพิล#งงานื้เคมี�และพิล#งงานื้ไฟฟาจ2งแบ งชัน�ดขอิงอิ-ป็กรณ์�ที�#ใชั*เป็ล�#ยนร4ป็พิ่ล�งงานที�0งสีอิงชัน�ดน�0

อิอิกเป็�น 2 ป็ระเภที ค่"อิ 1. อิ-ป็กรณ์�ที�#เป็ล�#ยนพิ่ล�งงานเคมี�ให.เป0นื้พิล#งงานื้ไฟฟา เร�ยกว า เซ์ลล�กิ#ลว่านื้�กิ

2. อิ-ป็กรณ์�ที�#เป็ล�#ยนพิ่ล�งงานไฟฟาให.เป0นื้พิล#งงานื้เคมี� เร�ยกว า เซ์ลล�อ�เล�กิโทริไลต์�

เซ์ลล�ไฟฟาเคมี�อย!างง!าย ซิ2#งเป็ล�#ยนพิ่ล�งงานเค่ม�ให*เป็�น กระแสีไฟฟ7า เร�ยกว า เซ์ลล�กิ#ลว่านื้�กิ หร"อิ เซ์ลล�ว่อลต์าอ�กิ

Page 14: Electrochem 1

เซ์ลล�ไฟฟาเคมี� (Electrochemical Cell)

1. เซ์ลล�กิ#ลว่านื้�กิ 1. เซ์ลล�ไฟฟาเคมี� จะป็ระกอิบด*วย 2 ค่ร2#งเซิลล�ที�#แตกต างก�น

น/ามาต อิก�นให*ค่รบวงจร แสีดงได*ด�งร4ป็

Zn2+ Cu2+

Zn(s) / Zn2+(aq) Cu(s) / Cu2+(aq)

สะพิานื้ไอออนื้Zn Cu

แอโนื้ด(ข#�ว่ลบ)

แคโทด(ข#�ว่บว่กิ)

ริ*ปท�% 3

Page 15: Electrochem 1

เซ์ลล�ไฟฟาเคมี� (Electrochemical Cell)

2. ในื้คริ3%งเซ์ลล�หนื้3%งปริะกิอบด.ว่ยแท!งโลหะ ซิ2#งที/าหน*าที�#เป็�น ข�0วไฟฟ7า (electrode) จ�!มีอย*!ในื้สาริละลายท�%มี�ไอออนื้ของโลหะท�%

เป0นื้ข#�ว่ไฟฟานื้#�นื้จ� !มีอย*! 3. คริ3%งเซ์ลล�ท�%เป0นื้ข#�ว่ไฟฟาเฉ�%อย เชั น โลหะพิ่ลาต�น�ม (Pt)

และแกรไฟต� (C) ข�0วไฟฟ7าชัน�ดน�0ไม ม�สี วนร วมในการเก�ดป็ฏิ�ก�ร�ยาเค่ม� ใด ๆ ในเซิลล� ไม ม�การผ-กร อิน เพิ่�ยงแต ชั วยท(าหนื้.าท�%เป0นื้ต์#ว่ริ#บ-

ถ้!ายให.อ�เล�กิต์ริอนื้เคล�%อนื้ท�%ผ่!านื้ให.คริบว่งจริเท!านื้#�นื้ 4. คริ3%งเซ์ลล�ท�%มี�ข#�ว่ไฟฟาเป0นื้กิ:าซ์ ในกรณ์�น�0ต*อิงอิาศั�ยข�0ว

ไฟฟ7าเฉื่"#อิยเพิ่"#อิเป็�นต�วน/า โดยจ- มอิย4 ในสีารละลายอิ�เล�กโทีรไลต� โดยม� หล�กว า เมี�%อใชิ้.กิ:าซ์ใดผ่!านื้เข.าไปในื้ข#�ว่ไฟฟานื้#�นื้สาริละลายอ�เล�กิ-

โทริไลต์�ท�%ใชิ้.ต์.องเป0นื้สาริละลายท�%มี�ไอออนื้ของกิ:าซ์นื้#�นื้

Page 16: Electrochem 1

เซ์ลล�ไฟฟาเคมี� (Electrochemical Cell)

กิาริต์!อคริ3%งเซ์ลล�สองคริ3%งเซ์ลล�เข.าด.ว่ยกิ#นื้

1. ใชิ้.ลว่ดต์#ว่นื้(าต์!อจากิโลหะท�%เป0นื้ข#�ว่ไฟฟาของคริ3%งเซ์ลล�หนื้3%งไปย#งโลหะท�%เป0นื้ข#�ว่ไฟฟาของอ�กิคริ3%งเซ์ลล�หนื้3%ง

2. ใชิ้.สะพิานื้ไอออนื้ (Salt bridge) เชิ้�%อมีต์!อ ริะหว่!างสาริละลายในื้แต์!ละคริ3%งเซ์ลล� เพิ�%อให.

ไอออนื้เคล�%อนื้ท�%ถ้!ายเทริะหว่!างคริ3%งเซ์ลล�ท#�งสองได.

Page 17: Electrochem 1

เซ์ลล�ไฟฟาเคมี� (Electrochemical Cell)

2. ปฏิ�กิ�ริ�ยาเคมี�ท�%เกิ�ดข3�นื้ในื้เซ์ลล�ไฟฟาเคมี�: ปฏิ�กิ�ริ�ยาแต์!ละคริ3%งเซ์ลล� , กิาริพิ�จาริณาข#�ว่ไฟฟา, กิาริพิ�จาริณากิาริไหลของอ�เล�กิต์ริอนื้

มี�หล#กิกิาริพิ�จาริณาต์ามีข#�นื้ต์อนื้ต์!อไปนื้�� 1. เม"#อิเอิาแต ละค่ร2#งเซิลล�มาต อิให*ค่รบวงจร ก�จะเก�ดเป็�นเซิลล�ไฟฟ7า

อิย างง ายข20น แสีดงว าเก�ดป็ฏิ�ก�ร�ยาเค่ม�แล*วที/าให*เก�ดกระแสีไฟฟ7า 2. ป็ฏิ�ก�ร�ยาที�#เก�ดข20นค่"อิป็ฏิ�ก�ร�ยาร�ดอิกซิ� โดยแต ละค่ร2#งเซิลล�เก�ดป็ฏิ�ก�ร�ยาด�งน�0

ค่ร2#งเซิลล�ที�#ให*อิ�เล�กตรอิน : เก�ดป็ฏิ�ก�ร�ยาอิอิกซิ�เดชั�น เข�มจะเบนื้ออกิจากข�0วน�0 ค่ร2#งเซิลล�ที�#ร �บอิ�เล�กตรอิน : เก�ดป็ฏิ�ก�ร�ยาร�ด�กชั�น เข�มจะเบนื้เข.าข�0วน�0

Page 18: Electrochem 1

เซ์ลล�ไฟฟาเคมี� (Electrochemical Cell)

3. ด�งน�0น ในเซิลล�ไฟฟ7าเค่ม� จะต*อิงเก�ดป็ฏิ�ก�ร�ยาที�0งสีอิงค่ร2#งเซิลล�โดยเก�ดป็ฏิ�ก�ร�ยาให*- ร�บอิ�เล�กตรอินก�น จ2งที/าให*ม�อิ�เล�กตรอินไหล เก�ด

กระแสีไฟฟ7าข20น โดยในเร"#อิงทีางไฟฟ7าให*ถื"อิว า ที�ศัทีางขอิงกิริะแสน�0นไหลต์ริงข.ามีก�บที�ศัทีางขอิงอ�เล�กิต์ริอนื้

4 . อิ�เล�กตรอินที�#เก�ดข20นจากค่ร2#งเซิลล�อิอิกซิ�เดชั�น จะเคล�%อนื้ท�%ออกิวงจรภายนอิกตามต�วน/าเข.าไปย#งคริ3%งเซ์ลล�ริ�ด#กิชิ้#นื้ (สี�งเกตได*ตามเข�มเค่ร"#อิงโวลต�ม�เตอิร�ที�#เบนไป็ตามที�ศัการไหลขอิงอิ�เล�กตรอิน)

Page 19: Electrochem 1

เซ์ลล�ไฟฟาเคมี� (Electrochemical Cell)

3. กิาริพิ�จาริณาข#�ว่ไฟฟา ข#�ว่แอโนื้ด (ข#�ว่ลบ), ข#�ว่แคโทด (ข#�ว่บว่กิ ) และชิ้นื้�ดของปฏิ�กิ�ริ�ยา 1. ค่ร2#งเซิลล�ที�#เก�ดป็ฏิ�ก�ร�ยาออกิซ์�เดชิ้#นื้ เร�ยกว าข�0วแอโนื้ด ซิ2#งม�อิ�เล�กตรอินไหลอิอิกมา จ2งเร�ยกว าข#�ว่ลบ (ข�0วที�#ม�อิ�เล�กตรอินเก�ดข20น)

2. ค่ร2#งเซิลล�ที�#เก�ดป็ฏิ�ก�ร�ยาริ�ด#กิชิ้#นื้ เร�ยกว าข�0วแคโทด ซิ2#งเป็�นข�0วที�#ริ#บ อิ�เล�กตรอิน จ2งเร�ยกว าข#�ว่บว่กิ (ข�0วที�#อิ�เล�กตรอินว�#งเข*าหา )

Page 20: Electrochem 1

เซ์ลล�ไฟฟาเคมี� (Electrochemical Cell)

Zn2+ Cu2+

Zn(s) / Zn2+(aq) Cu(s) / Cu2+(aq)

สะพิานื้ไอออนื้Zn Cu

แอโนื้ด(ข#�ว่ลบ)

แคโทด(ข#�ว่บว่กิ)

ริ*ปท�% 4

ริ*ปแสดงเซ์ลล�ไฟฟาเคมี�อย!างง!าย และสริ�ปปฏิ�กิ�ริ�ยาและข#�ว่ท�%เกิ�ดข3�นื้ได.ด#งนื้��

Page 21: Electrochem 1

เซ์ลล�ไฟฟาเคมี� (Electrochemical Cell)

จากิริ*ปท�% 4 สามีาริถ้อธ�บายได.ด#งนื้��

คริ3%งเซ์ลล�ออกิซ์�เดชิ้#นื้ คริ3%งเซ์ลล�ริ�ด#กิชิ้#นื้ อิอิกซิ�เดชั�น : Zn(s) ฎZn2+(aq) + 2e- ร�ด�กชั�น : Cu2+(aq) + 2e- ฎCu(s) ข�0วแอิโนด (เพิ่ราะเก�ดอิอิกซิ�เดชั�น ) ข�0วแค่โทีด (เพิ่ราะเก�ดร�ด�กชั�น) ข�0วลบ (เพิ่ราะอิ�เล�กตรอินเก�ดข20น ) ข�0วบวก (เพิ่ราะร�บอิ�เล�กตรอิน )

ปฏิ�กิ�ริ�ยาของเซ์ลล�นื้�� : Zn(s) + Cu2+(aq) ฎZn2+(aq) + Cu(s)

คริ3%งเซ์ลล�ริ�ด#กิชิ้#นื้

คริ3%งเซ์ลล�ออกิซ์�เดชิ้#นื้

Page 22: Electrochem 1

เซ์ลล�ไฟฟาเคมี� (Electrochemical Cell)

4. สะพิานื้ไอออนื้ (Salt bridge) และกิาริริ#กิษาสมีด�ล ริะหว่!างไอออนื้บว่กิและไอออนื้ลบ

สะพิานื้ไอออนื้เป็�นสีารละลายอิ�#มต�วที�#ที/าหน*าที�#เป็�นต�วเชั"#อิม ระหว างค่ร2#งเซิลล�ที�0งสีอิงเข*าด*วยก�น ที/าหน*าที�#ร �กษาสีมด-ลระหว าง

ไอิอิอินบวกและไอิอิอินลบขอิงสีารละลายอิ�เล�กโทีรไลต�ในแต ละค่ร2#ง เซิลล� สีะพิ่านไอิอิอินเม"#อิใชั*นาน ๆ จะที/าให*ปริ�มีาณไอออนื้ลดลง

ด�งน�0นเม"#อิต*อิงการใชั*สีะพิ่านไอิอิอินค่วรจ- มสีารละลายอิ�#มต�วใหม ๆสี/าหร�บที�#ใชั*สีารละลายอิ�#มต�วก�เพิ่"#อิต*อิงการให*ม�ป็ร�มาณ์ไอิอิอินอิย4 มากจะได*ใชั*ได*นาน สีารละลายที�#ใชั*ที/าสีะพิ่านไอิอิอินได* เชั น NH4NO3, KCl, KNO3

Page 23: Electrochem 1

เซ์ลล�ไฟฟาเคมี� (Electrochemical Cell)

5 . เซ์ลล�คว่ามีเข.มีข.นื้ เซ์ลล�คว่ามีเข.มีข.นื้ (Concentration cell) เป็�นเซิลล�ไฟฟ7าเค่ม�

อิ�กชัน�ดหน2#ง ป็ระกอิบด*วยข#�ว่ไฟฟา ชัน�ดเด�ยวก�น 2 ข�0ว และสีารละลายอิ�เล�กโทีรไลต�ชัน�ดเด�ยวก�นแต คว่ามีเข.มีข.นื้ไมี!เท!ากิ#นื้

หล#กิของเซ์ลล�คว่ามีเข.มีข.นื้ สีร-ป็ได*ด�งน�0 1. แที งอิ�เล�กโทีรด (ข�0ว ) ที�0งสีอิงเหม"อินก�น 2. สีารละลายอิ�เล�กโทีรไลต�อิย างเด�ยวก�น แต คว่ามีเข.มีข.นื้ขอิงสีาร

ละลายต างก�น 3. อิ�เล�กตรอินจะไหลอิอิกจากค่ร2#งเซิลล�ที�#ม�ค่วามเข*มข*นน*อิยกว าไป็สี4

ภายนอิก เข*าสี4 ค่ร2#งเซิลล�ที�#ม�ค่วามเข*มข*นมากกว า

Page 24: Electrochem 1

เซ์ลล�ไฟฟาเคมี� (Electrochemical Cell)

5 . ค่ร2#งเซิลล�ที�#ม�ค่วามเข*มข*นขอิงสีารละลายเจ�อจาง เก�ดป็ฏิ�ก�ร�ยา ออกิซ์�เดชิ้#นื้ เป็�นข�0วแอโนื้ด และค่ร2#งเซิลล�ที�#เข.มีข.นื้กิว่!า จะเก�ดป็ฏิ�ก�ร�ยาริ�ด#กิชิ้#นื้ เป็�นข�0วแคโทด

6 . ต�วอิย างเข�ยนแผนภาพิ่ขอิงเซิลล�ได*ด�งน�0 M(s)/M+ (จาง ) // M+ (ข*น)/M(s) Zn(s)/Zn2+ (0.01M) // Zn2+ (0.1M)/Zn(s)

Page 25: Electrochem 1

เซ์ลล�ไฟฟาเคมี� (Electrochemical Cell)

6 . หล#กิกิาริเข�ยนื้แผ่นื้ภาพิเซ์ลล�ไฟฟาเคมี� 1. เข�ยนค่ร2#งเซิลล�โดยใชั* / ค่�#นระหว างข�0วไฟฟ7าก�บไอิอิอินในสีาร

ละลายค่ร2#งเซิลล� เชั น Zn/Zn2+

2. ระหว างค่ร2#งเซิลล�ที�0งสีอิงให*ใชั* // ค่�#น แสีดงสะพิานื้ไอออนื้ 3. แต ละค่ร2#งเซิลล�จากข*อิ (1) เม"#อิน/ามาต อิก�นเป็�นเซิลล�ไฟฟ7า ให*

เข�ยนข�0วไฟฟ7า (โลหะ ) ไว*ว*ายสี-ดและขวาสี-ดเสีมอิ 4. ให*เข�ยนค่ร2#งเซิลล�อิอิกซิ�เดชั�นไว*ทีางซิ*ายม"อิ ค่�#นด*วย // แล*วให*

เข�ยนค่ร2#งเซิลล�ร�ด�กชั�นไว*ทีางขวาม"อิเสีมอิ 5. ถื*าค่ร2#งเซิลล�ใดม�สีถืานะเด�ยวก�นมากกว า 1 ชัน�ด ให*ค่�#นด*วย ,

เชั น Pt/Sn2+ , Sn4+ // Fe3+ , Fe2+/Pt

Page 26: Electrochem 1

เซ์ลล�ไฟฟาเคมี� (Electrochemical Cell)

6. ข�0วไฟฟ7าที�#เป็�นก<าซิโดยม�โลหะเฉื่"#อิยเป็�นต�วน/าให*เข�ยน เค่ร"#อิงหมาย / ค่�#นระหว างโลหะ / ก<าซิ / ไอิอิอิน ต�วอิย างเชั น Pt/H2/H+ ค่ร2#งเซิลล�อิอิกซิ�เดชั�น H+/H2/Pt ค่ร2#งเซิลล�ร�ด�กชั�น

7 . หากจะเข�ยนแผนภาพิ่เซิลล�ไฟฟ7าที�#สีมบ4รณ์�จะต*อิงระบ- สีถืานะขอิงสีาร และในกรณ์�สีารละลายจะต*อิงระบ- ค่วามเข*มข*น (M) อิ�กด*วย

Page 27: Electrochem 1

เซ์ลล�ไฟฟาเคมี� (Electrochemical Cell)

สริ�ปหล#กิกิาริเข�ยนื้แผ่นื้ภาพิเซ์ลล�ไฟฟาเคมี�

A(s)/A+(aq) (1.0 mol/l) // B+(aq) (1.0 mol/l)/B(s)

คริ3%งเซ์ลล�ออกิซ์�เดชิ้#นื้ข#�ว่ลบ

แอโนื้ด (ออกิ , OX) ให. e- ด�กิว่!า

(E0 ของ A นื้.อย) ข#�ว่ไฟฟาค�อ A

คริ3%งเซ์ลล�ออกิซ์�เดชิ้#นื้ข#�ว่ลบ

แอโนื้ด (ออกิ , OX) ให. e- ด�กิว่!า

(E0 ของ A นื้.อย) ข#�ว่ไฟฟาค�อ A

คริ3%งเซ์ลล�ริ�ด#กิชิ้#นื้ข#�ว่บว่กิ

แคโทด ริ#บ e- ด�กิว่!า

(E0 ของ B มีากิ)

ข#�ว่ไฟฟาค�อ B

คริ3%งเซ์ลล�ริ�ด#กิชิ้#นื้ข#�ว่บว่กิ

แคโทด ริ#บ e- ด�กิว่!า

(E0 ของ B มีากิ)

ข#�ว่ไฟฟาค�อ B

Page 28: Electrochem 1

เซ์ลล�ไฟฟาเคมี� (Electrochemical Cell)

ข#�ว่ลบ ข#�ว่บว่กิ

- +

ศั#กิย�ไฟฟาต์(%า ศั#กิย�ไฟฟาส*ง อ�เล�กิต์ริอนื้ ฎ

ฎ กิริะแสไฟฟา

Page 29: Electrochem 1

เซ์ลล�ไฟฟาเคมี� (Electrochemical Cell)

7 . ศั#กิย�ไฟฟามีาต์ริฐานื้ของคริ3%งเซ์ลล� (E0)

ในการหาค่ าศั�กย�ไฟฟ7ามาตรฐานขอิงค่ร2#งเซิลล� (E0) ในทีางป็ฏิ�บ�ต�จะต*อิงที/าโดยการเป็ร�ยบเที�ยบก�บค่ร2#งเซิลล�ใดค่ร2#งเซิลล�หน2#งที�#ก/าหนด

เป็�นค่ร2#งมาตรฐาน เชั น คริ3%งเซ์ลล�มีาต์ริฐานื้ของไฮโดริเจนื้ (1 mol/l,25 ๐C, 1 atm) (Pt)(s)/H2(1 atm)/H+(1 mol/l) ก/าหนดให*ม�ค่ า E0 = 0.00 โวลต�

ค่ร2#งเซิลล�ไฮโดรเจนมาตรฐาน เร�ยกอิ�กอิย างหน2#งว า ข#�ว่ไฟฟา ไฮโดริเจนื้มีาต์ริฐานื้ (Standard Hydrogen Electrode ต�วย อิ SHE)

Page 30: Electrochem 1

เซ์ลล�ไฟฟาเคมี� (Electrochemical Cell)

ปฏิ�กิ�ริ�ยาของคริ3%งเซ์ลล�ไฮโดริเจนื้มีาต์ริฐานื้

เมี�%อเป0นื้คริ3%งเซ์ลล�ออกิซ์�เดชิ้#นื้ H2 ฎ 2 H+ + 2e-

เมี�%อเป0นื้คริ3%งเซ์ลล�ริ�ด#กิชิ้#นื้ 2 H+ + 2e- ฎ H2

เมี�%อเป0นื้คริ3%งเซ์ลล�ออกิซ์�เดชิ้#นื้ H2 ฎ 2 H+ + 2e-

เมี�%อเป0นื้คริ3%งเซ์ลล�ริ�ด#กิชิ้#นื้ 2 H+ + 2e- ฎ H2

ข#�นื้ต์อนื้กิาริหาค!าศั#กิย�ไฟฟามีาต์ริฐานื้ พิ่�จารณ์าด�งต อิไป็น�0 1. น/าค่ร2#งเซิลล�ที�#ต*อิงการมาต อิเข*าก�บค่ร2#งเซิลล�มาตรฐาน สี�#งที�#ต*อิง

พิ่�จารณ์า ค่"อิให*ด4เข�มขอิงโวลต�ม�เตอิร�ว าเบนไป็ทีางค่ร2#งเซิลล�ใด และอิ านค่ าได*เที าไร 2. ค่ าที�#อิ านได*เป็�นเที าใด ค่ า E0 ขอิงค่ร2#งเซิลล�น�0นม�ค่ าเที าก�บต�วเลข

ที�#อิ านได*น�0น แต อิาจม�เค่ร"#อิงหมายบวกหร"อิลบ ให*พิ่�จารณ์าด�งน�0

Page 31: Electrochem 1

เซ์ลล�ไฟฟาเคมี� (Electrochemical Cell)

21. ถ้.าเข�มีเบนื้ไปหาคริ3%งเซ์ลล�ไฮโดริเจนื้ - คริ3%งเซ์ลล� Pt/H2/H+ ชิ้�งอ�เล�กิต์ริอนื้ด�กิว่!า A/A+ ค!าศั#กิย�ไฟฟามีาต์ริฐานื้ของคริ3%งเซ์ลล� A/A+ นื้.อยกิว่!า 0 โว่ลต์� (เป0นื้ลบ)

2.2 ถ้.าเข�มีเบนื้เข.าหาคริ3%งเซ์ลล�ท�%นื้(ามีาต์!อ A/A+ - คริ3%งเซ์ลล� A/A+ ชิ้�งอ�เล�กิต์ริอนื้ด�กิว่!า Pt/H2/H+ ค!าศั#กิย�ไฟฟามีาต์ริฐานื้ (E0) คริ3%งเซ์ลล� A/A+ มีากิกิว่!า 0 (เป0นื้บว่กิ)

21. ถ้.าเข�มีเบนื้ไปหาคริ3%งเซ์ลล�ไฮโดริเจนื้ - คริ3%งเซ์ลล� Pt/H2/H+ ชิ้�งอ�เล�กิต์ริอนื้ด�กิว่!า A/A+ ค!าศั#กิย�ไฟฟามีาต์ริฐานื้ของคริ3%งเซ์ลล� A/A+ นื้.อยกิว่!า 0 โว่ลต์� (เป0นื้ลบ)

2.2 ถ้.าเข�มีเบนื้เข.าหาคริ3%งเซ์ลล�ท�%นื้(ามีาต์!อ A/A+ - คริ3%งเซ์ลล� A/A+ ชิ้�งอ�เล�กิต์ริอนื้ด�กิว่!า Pt/H2/H+ ค!าศั#กิย�ไฟฟามีาต์ริฐานื้ (E0) คริ3%งเซ์ลล� A/A+ มีากิกิว่!า 0 (เป0นื้บว่กิ)

Page 32: Electrochem 1

เซ์ลล�ไฟฟาเคมี� (Electrochemical Cell)

8 . ศั#กิย�ไฟฟามีาต์ริฐานื้ของเซ์ลล� (E0cell)

คว่ามีต์!างศั#กิย�ของเซ์ลล�

ศั#กิย�ไฟฟามีาต์ริฐานื้ (E0cell) ศั#กิย�ไฟฟาของเซ์ลล�ท�%ไมี!ใชิ้!

ภาว่ะมีาต์ริฐานื้ (Ecell)

ผ่ลต์!าง ริะหว่!าง

E0+ และE0

-

จากิสมีกิาริเนื้�นื้สต์�*(ไมี!กิล!าว่ ถ้3งในื้ริะ ด#บนื้��)

E0cell = E0

+ - E0- Ecell = E0

cell = (0.059/n)logK

ศั#กิย�ไฟฟามีาต์ริฐานื้ของเซ์ลล� (E0cell) = E0แคโทด - E0แอโนื้ด

= E0 มีากิ - E0นื้.อย

Page 33: Electrochem 1

เซ์ลล�ไฟฟาเคมี� (Electrochemical Cell)

9 . บทสริ�ปเกิ�%ยว่กิ#บ E0

1. ค่ า E0 เป็�นค่ าที�#แสีดงถื2งค่วามสีามารถืขอิงไอิอิอินขอิงโลหะหร"อิธาต- ในการแย งชั�งอิ�เล�กตรอินเม"#อิเป็ร�ยบเที�ยบก�บค่วามสีามารถืในการแย ง ชั�งอิ�เล�กตรอินขอิง H+

2. ถื*า E0 ขอิงค่ร2#งเซิลล�ใดม�ค่ าเป็�นบว่กิ แสีดงว าไอิอิอินขอิงโลหะหร"อิ อิโลหะน�0นแย งชิ้�ง อิ�เล�กตรอินได*ด�กว า H+

ถื*า E0 ขอิงค่ร2#งเซิลล�ใดม�ค่ าเป็�นลบ แสีดงว าไอิอิอินขอิงโลหะหร"อิ อิโลหะน�0นแย งชิ้�งอิ�เล�กตรอินได*นื้.อย กว า H+

3. E0 ใชั*เป็�นค่ าเป็ร�ยบเที�ยบค่วามสีามารถืในการแย งชั�ง (ร�บ) อิ�เล�กตรอินขอิงไอิอิอินต าง ๆ

Page 34: Electrochem 1

เซ์ลล�ไฟฟาเคมี� (Electrochemical Cell)

4. ค่ า E0 ขอิงป็ฏิ�ก�ร�ยาใด ๆ สีามารถืบอิกได*ว าป็ฏิ�ก�ร�ยาน�0น ๆ เก�ดข20นได* หร"อิไม ในที�ศั ทีางใดถื*า ...

E0cell หร"อิ E0

react เป็�นบวก = ป็ฏิ�ก�ร�ยาเก�ดได* เป็�นลบ = ป็ฏิ�ก�ร�ยาเก�ดไม ได*ต*อิงกล�บที�ศั ขอิงสีมการจ2งเก�ดได* เป็�นศั4นย� = ป็ฏิ�ก�ร�ยาอิย4 ในสีมด-ล

5. ถื*าจ- มโลหะ A ลงในสีารละลาย B2+ แล*วเก�ดป็ฏิ�ก�ร�ยาได* แสีดงว าค่ า E0 ขอิง B2+ > A2+

- ถื*าค่ า E0 … มากกว า แสีดงว า จะม�ค่วามสีามารถืแย งชั�ง e- ได*ด� กว า เก�ดป็ฏิ�ก�ร�ยาร�ด�กชั�นได*ด�กว า เป็�นต�วอิอิกซิ�ไดสี�ได*ด�กว า

Page 35: Electrochem 1

เซ์ลล�ไฟฟาเคมี� (Electrochemical Cell)

- ถื*าทีราบค่ า E0 ขอิง X2+ > Y2+ ด�งน�0นถื*าเราจ- มโลหะ X ลงใน สีารละลาย Y2+ จะไม เก�ดป็ฏิ�ก�ร�ยาแต อิย างใด 5. สีารที�#ม�ค่ า E0 มาก ที/าป็ฏิ�ก�ร�ยาก�บสีารที�#ม�ค่ า E0 น*อิยกว าได*แสีดง

ว าสีารที�#ม� E0 มากเป็�นต�วออกิซ์�ไดส� E0 น*อิยกว าจะเป็�นต�วริ�ด�ว่ซ์�

ต�วอิอิกซิ�ไดสี�ด� ฎ E0 มาก ฎ อิยากจะร�บ (e-) ฎ เก�ด (ร�ด�กชั�น)

6. แผนภาพิ่เซิลล� A/A2+ // B2+/B แสีดงว า E0 ขอิง B2+ > E0 ขอิง A2+

7. ในตารางธาต- ค่วามสี�มพิ่�นธ�ขอิงค่ า E0 เป็�นไป็ตามแนวโน*มเชั นเด�ยว ก�บ IE, EN

Page 36: Electrochem 1

เซ์ลล�ไฟฟาเคมี� (Electrochemical Cell)

ต์าริางธาต์�นื้.อย

มีากิ

แนื้ว่โนื้.มีของค!า IE, EN และ E0 ของธาต์�ในื้ต์าริางธาต์�

ข.อคว่ริจ(า Li+ มี�ค!า E0 ต์(%าส�ด ; เป0นื้ต์#ว่ริ�ด�ว่ซ์�ท�%ด� F2 มี�ค!า E0 ส*งส�ด ; เป0นื้ต์#ว่ออกิซ์�ไดส�ท�%ด�

8 . ธาต-ที�#ค่วรจ/าล/าด�บค่ า E0 ได*ค่"อิ Ag+ > Cu2+ > H+ > Zn2+ > Mg2+

Page 37: Electrochem 1

เซ์ลล�อ�เล�กิโทริไลต์�

การแยกสีารด*วยกระแสีไฟฟ7าเป็�นกระบวนการหน2#งซิ2#งเร�ยกว าอ�เล�กิโทริล�ซ์�ส (electrolysis) ซิ2#งหมายถื2งกระบวนการที�#ม�การเป็ล�#ยนพิล#งงานื้ไฟฟาเป0นื้พิล#งงานื้เคมี� หร"อิหมายถื2งกระบวนการที�#ผ านกระแสีไฟฟ7าเข*าไป็ในสีารอิ�เล�กโทีรไลต�แล*วเก�ดการเป็ล�#ยนแป็ลงทีางเค่ม�

ค่"อิ ป็ฏิ�ก�ร�ยาร�ดอิกซิ�น�#นเอิง อิ-ป็กรณ์�สี/าหร�บกระบวนการอิ�เล�กโทีรล�ซิ�สีเป็�นเซิลล�ไฟฟ7าเค่ม�

เร�ยกว า เซ์ลล�อ�เล�กิโทริไลต์�

ในการพิ่�จารณ์า ข#�ว่บว่กิ ข#�ว่ลบ ขอิงเซิลล�ไฟฟ7าเค่ม� ก�บเซิลล�อิ�เล�กโทีรไลต�จะแต์กิต์!าง ก�นที/าให*เป็�นผลตรงก�นข*าม ด�งแสีดงในตารางต อิไป็น�0

Page 38: Electrochem 1

เซ์ลล�อ�เล�กิโทริไลต์�

เซ์ลล�กิ#ลว่านื้�กิ เซ์ลล�อ�เล�กิโทริไลต์�

ข#�ว่ลบ : ข#�ว่ท�%มี�อ�เล�กิต์ริอนื้ไหล : ข#�ว่ท�%ต์!อกิ#บข#�ว่ลบของแบต์เต์อริ�% ออกิจากิเซ์ลล� (อ�เล�กิต์ริอนื้ไหลเข.าเซ์ลล�)ข#�ว่บว่กิ : ข#�ว่ท�%มี�อ�เล�กิต์ริอนื้ไหล : ข#�ว่ท�%ต์!อกิ#บข#�ว่บว่กิของแบต์เต์อริ� เข.าส*!เซ์ลล� (อ�เล�กิต์ริอนื้ไหลออกิ)

แอโนื้ด : ออกิซ์�เดชิ้#นื้ (ข#�ว่ลบ ) : ออกิซ์�เดชิ้#นื้ (ข#�ว่บว่กิ)แคโทด : ริ�ด#กิชิ้#นื้ (ข#�ว่บว่กิ ) : ริ�ด#กิชิ้#นื้ (ข#�ว่ลบ)

Page 39: Electrochem 1

เซ์ลล�อ�เล�กิโทริไลต์� การแยกสีารด*วยกระแสีไฟฟ7า สีารอิ�เล�กโทีรไลต�ที�#ใชั*แบ งอิอิกเป็�น

2 พิ่วก ค่"อิ สีารที�#หลอิมเหลว และสีารละลาย (ม�น/0าด*วย)

1. กิาริแยกิสาริท�%หลอมีเหลว่ด.ว่ยกิริะแสไฟฟา ผลที�#ได*จากการแยกสีารเค่ม�หลอิมเหลวด*วยกระแสีไฟฟ7า จะไม ม�

H2O เข*าไป็เก�#ยวข*อิงเหม"อินก�บสีารละลาย ด�งน�0นแต ละข�0วจะเก�ดป็ฏิ�ก�ร�ยาด�งน�0 1. ที�#ข� 0วลบ จะได*โลหะที�#เป็�นไอิอิอินบวก เชั น Na+ ได*โลหะ Na ที�#ข� 0วลบ

(แค่โทีด ) เพิ่ราะไอิอิอินบวกจะว�#งไป็ร�บอิ�เล�กตรอินที�#ข� 0วลบ (ร�ด�กชั�น) ด�งสีมการ Na+ + e- ฎ Na : ร�ด�กชั�น

Page 40: Electrochem 1

เซ์ลล�อ�เล�กิโทริไลต์�

2. ที�#ข� 0วบวก จะได*สีาร (ก<าซิ ) ที�#เป็�นไอิอิอินลบ เชั น Cl-, Br-, I- จะได* Cl2, Br2, I2 ตามล/าด�บ (แอิโนด ) เพิ่ราะไอิอิอินลบให*อิ�เล�กตรอินที�# ข�0วบวก ด�งสีมการ 2 Cl- ฎ Cl2 + 2e- : อิอิกซิ�เดชั�น

ต�วอิย างการแยกสีาร NaCl ที�#หลอิมเหลวด*วยกระแสีไฟฟ7า

+++

---

D.C.Anode

(+)Cathode

-( )

2 Cl- ฎ Cl2 + 2e-Na+ + e- ฎ Na

Cl0 Na0Cl-

Na+

ปฏิ�กิ�ริ�ยาท�%แคโทด : 2Na+ + e- ฎ 2 Na ปฏิ�กิ�ริ�ยาท�%แอโนื้ด : 2 Cl- ฎ Cl2 + 2e-

ปฏิ�กิ�ริ�ยาริว่มี : 2Na+ + 2Cl- ฎ2 Na + Cl2

Page 41: Electrochem 1

เซ์ลล�อ�เล�กิโทริไลต์�

2. กิาริแยกิสาริละลายด.ว่ยกิริะแสไฟฟา

การพิ่�จารณ์าป็ฏิ�ก�ร�ยาที�#เก�ดแต ละข�0ว จะต*อิงม� H2O เข*ามาเก�#ยวข*อิง อิ�กด*วย โดยที�#น/0าสีามารถืริ#บอิ�เล�กตรอินที�#ข#�ว่ลบ และให.อิ�เล�กตรอินได*ที�#

ข#�ว่บว่กิ ด�งน�0นป็ฏิ�ก�ร�ยาขอิงน/0าที�#ข� 0วที�0งสีอิงจ2งค่วรจ/าได*ด�งน�0

H2O ร�บ e- เก�ด Reduction (แค่โทีด ) เก�ด H2 สีารละลายเป็�น เบส (OH-)

2H2O + 2e- ฎ +2

- ; E0 - 083= . V

2H2O + 2e- ฎ +2OH- ; E0 - 083= . V

H2

ท�%ข#�ว่ลบท�%ข#�ว่ลบ

Page 42: Electrochem 1

เซ์ลล�อ�เล�กิโทริไลต์�H2O ให* e- เก�ด Oxidation (แอิโนด )

เก�ด O2 สีารละลายเป็�น กิริด (H+)

H2O ฎ + 2 H + +2

- ; E0ox - 123= . V

H2O ฎ + 2 H + +2e- ; E0ox - 123= . V

1/2O2

ท�%ข#�ว่บว่กิท�%ข#�ว่บว่กิ

กล�บจากตาราง E0

จากน�0นให*พิ่�จารณ์าแต ละข�0ว โดยใชั*ค่ า E0 ระหว างไอิอิอิน

ขอิงสีารน�0น ๆ ก�บ H2O ก�จะที/านายได*ว าจะเก�ดสีารใดที�#ข� 0วใด

หล#กิกิาริ 1. ท�%ข#�ว่แคโทด - ( ) เกิ�ดจากิสาริท�%มี�

ค!า E0มีากิกิว่!า

2 . ข#�ว่แอโนื้ด (+) เกิ�ดจากิสาริท�%มี�ค!า E0นื้.อยกิว่!านื้(�า ( หริ�อ E0ox > E0ox ของ H2O ต์.องกิล#บจากิต์าริาง) ถ้.า E0ox นื้(�ามีากิกิว่!าจะเกิ�ดกิ:าซ์ O2

Page 43: Electrochem 1

เซ์ลล�อ�เล�กิโทริไลต์� 3. กิาริพิ�จาริณาว่!าจะเกิ�ดสาริใดท�%ข#�ว่ใด

ม�ว�ธ�จดจ/าสีารที�#เก�ดข20นที�#ข� 0วต าง ๆ ซิ2#งม�หล�กสีร-ป็ได*ด�งน�0 1. ถื*าในสีารละลายม� Li+, Na+, K+, Ca2+ เม"#อิอิ�เล�กโทีรล�ซิ�สีจะไม ได*

โลหะ น�0น แต จะได*ก<าซิ H2 และสีารละลายเป็�นเบส (OH-) ที�#ข� 0วลบ (แค่โทีด)

2. ถื*าไอิอิอินน�0นแย งชั�งอิ�เล�กตรอินได*ด� เชั น Cu2+, Ag+ หร"อิโลหะแทีรน- ซิ�ชั�นอิ"#น ๆ ( ม�ค่ า E0 ค่ อินข*างมาก ) จะแย งชั�งอิ�เล�กตรอินได*ด�กว าน/0า เม"#อิอิ�เล�กโทีรล�ซิ�สีจะได*โลหะ Cu โลหะ Ag ที�#ข� 0วลบ (แค่โทีด)

3. ในที/านอิงเด�ยวก�นที�#ข� 0วแอิโนด (ข�0วบวก ) ในสีารละลายที�#ม� SO2-4,

NO-3 (หม4 อิน-ม4ลกรด ) ฯลฯ ซิ2#งเม"#อิอิ�เล�กโทีรล�ซิ�สีจะไม ได*ผล�ตภ�ณ์ฑ์�

Page 44: Electrochem 1

เซ์ลล�อ�เล�กิโทริไลต์� ที�#เก�ดจาก SO2-

4, NO-3 ฯลฯ แต จะได*ผล�ตภ�ณ์ฑ์�ซิ2#งเก�ดจากน/0าแทีน

ค่"อิ ได*ก<าซิ O2 สีารละลายม�สีมบ�ต�เป็�นกรด (H+) ที�#ข� 0วบวก 4. ถื*าเป็�นพิ่วก Cl-, Br-, I- ซิ2#งม�ค่วามสีามารถืในการให* e- ได*ด�กว าน/0า

จะได*ก<าซิ Cl2, Br2 และ I2 เป็�นฟอิงป็-ดข20นที�#ข� 0วแอิโนด (ข�0วบวก) Cl- ฎ 1/2Cl2 + e-

5. จ/าง าย ๆ ว า ไอิอิอินบว่กิ ถื*าเก�ดได*ต*อิงเก�ดที�#ข#�ว่ลบ และไอิอิอินลบ จะไป็เก�ดที�#ข#�ว่บว่กิ

Cl-, Br-, I- ฎ ข�0วบวก Cl2, Br2, I2 Cu2+, Ag+ ฎ ข�0วลบ เก�ดCu(s), Ag(s)SO2-

4, NO-3 ฎ ฎ ข�0วบวก

เก�ด O2(g)Li+, Na+ ฎ ฎ ข�0วลบ เก�ดH2

(ไมี!เกิ�ด)

(ไมี!เกิ�ด)

H2

O

H2

O

Page 45: Electrochem 1

เซ์ลล�อ�เล�กิโทริไลต์� 4. ข.อคว่ริพิ�จาริณากิาริเกิ�ดปฏิ�กิ�ริ�ยาของไอออนื้บางชิ้นื้�ด

1. โดยป็กต�ไอิอิอินลบจะไป็ย�งข#�ว่บว่กิ ให*อิ�เล�กตรอินเก�ดป็ฏิ�ก�ร�ยา Oxidation เชั น 2 Cl- ฎ Cl2(g) + 2e-

2. แต ไอิอิอินลบบางชัน�ดอิาจไป็ย�งข�0วลบ เพิ่"#อิไป็ร�บอิ�เล�กตรอิน เก�ด Reduction ได* เชั น ClO-

4 + 8H+ + 7e- ฎ 12/ Cl2 + 4H2O E0 = 1.55 Volt3. เหต-ผลที�#เป็�นเชั นน�0 เน"#อิงจาก Cl ใน ClO-

4 ม�เลขอิอิกซิ�เดชั�นสี4งสี-ด

แล*วค่"อิ +7 จ2งไม สีามารถืเป็�นต�วร�ด�วซิ� ( เก�ด Oxidation) เพิ่�#มเลข อิอิกซิ�เดชั�นได*อิ�กแล*ว

4. ด�งน�0นในสีารละลาย X เป็อิร�ค่ลอิเรต ป็ฏิ�ก�ร�ยาที�#ข� 0วลบอิาจ พิ่�จารณ์าถื2ง 3 ป็ฏิ�ก�ร�ยาค่"อิ

Page 46: Electrochem 1

เซ์ลล�อ�เล�กิโทริไลต์� 1) H2O + 2e- ฎ H2 + 2OH-

2) X2+ + 2e- ฎ X(s) 3) ClO-

4 + 8H+ + 7e- ฎ 12/ Cl2 + 4H2O โดยที�#วไป็แล*วป็ฏิ�ก�ร�ยา (3) จะเก�ดได*ด�กว า ( ค่ า E0 มาก)

5. ในสีารละลายที�#ม�ไอิอิอินขอิงโลหะหม4 1 2, จะไม ได*โลหะน�0น เชั น Na, Ca ฯลฯ ที�#ข� 0วลบ เว*นแต จะเพิ่�#มค่วามต างศั�กย�ไฟฟ7าให*สี4งข20นอิย าง น*อิยเที าก�บค่ า E0

cell ขอิงเซิลล�ค่4 น� 0น ๆ ที�#ม�ค่ าเป็�นลบต์#ว่อย!าง ป็ฏิ�ก�ร�ยา Na+ + 2X- ฎ Na + X2 E0

cell = -2.80 Volt แสีดงว าป็ฏิ�ก�ร�ยาน�0ไม เก�ดจ2งต*อิงบ�งค่�บโดยเพิ่�#มค่ าศั�กย�ไฟฟ7า อิย างน*อิย = 2.80 Volt หร"อิมากกว าจ2งจะได*โลหะเก�ดข20น

Page 47: Electrochem 1

เซ์ลล�อ�เล�กิโทริไลต์�

5. คว่ามีต์!างศั#กิย�ไฟฟาท�%ใชิ้.เพิ�%อให.เกิ�ดสาริต์ามีต์.องกิาริ

หล#กิกิาริ 1. ค(านื้ว่ณหาค!า E0cell ต์ามีส*ต์ริ

E0cell = E0แคโทด - E0

แอโนื้ด * ใชิ้.ค!า E0 ต์ามีต์าริาง

2. หาค!า E0cell โดยเอาค!า E0

ต์ามีสมีกิาริริ�ด#กิชิ้#นื้ และออกิซ์�- เดชิ้#นื้มีาบว่กิกิ#นื้ ต์ามีสมีกิาริ ( ใชิ้.ค!า E0 ต์ามีสมีกิาริ)

E0cell = E0ริ�ด#กิชิ้#นื้ +

E0ออกิซ์�เดชิ้#นื้

Page 48: Electrochem 1

END...

เอกิสาริอ.างอ�ง- กระทีรวงศั2กษาธ�การ . หนื้#งส�อเริ�ยนื้ว่�ชิ้าเคมี�เล!มี 6 ว่ 0 3 5 . กร-งเทีพิ่ฯ : โรงพิ่�มพิ่�ค่-ร-สีภาลาดพิ่ร*าว 2540. , หน*า -129.- ว�น�ย ว�ทียาล�ย . เคมี� ว่ 035 มี 6 6 เล!มี 2. กร-งเทีพิ่ฯ : ฟCสี�กสี�เซิ�นเตอิร� 2544. , หน*า -1115.