The words you are searching are inside this book. To get more targeted content, please make full-text search by clicking here.
Discover the best professional documents and content resources in AnyFlip Document Base.
Search
Published by mayulee.nyp, 2021-04-19 05:26:00

เคมีไฟฟ้า

เคมีไฟฟ้า

นางสาวมยลุ ี นันดี เคมี (ว30224)
ผูจ้ ัดทา By

เคมีไฟฟ้า Kru K-ME

กอ่ นจะเรม่ิ เรยี น เคมีไฟฟา้
เรามาทาแบบทดสอบกอ่ นเรยี น
(Electrochemistry)
กันกอ่ นนะคะ by Kru K-ME
ถ้าพรอ้ มแล้วเรมิ่ กันเลย!!!!!

แบบทดสอบกอ่ นเรียน เคมีไฟฟ้า

(Electrochemistry)
by Kru K-ME

1. สารประกอบต่อไปน้ี KMnO4 , MnO2 ธาตุ Mn
มเี ลขออกซเิ ดชนั เทา่ ใดตามลาดบั

+7 , +2 +6 , +4

+7 , +4 +6 , +2

แบบทดสอบกอ่ นเรียน เคมีไฟฟา้

(Electrochemistry)
by Kru K-ME

2. สารในขอ้ ใดตอ่ ไปนมี้ เี ลขออกซเิ ดชนั เทา่ กับ 0

Ca2+ O ใน H2O2
H ใน H2O N2

แบบทดสอบกอ่ นเรียน เคมีไฟฟ้า

(Electrochemistry)
by Kru K-ME

3. ขอ้ ใดที่ H มีเลขออกซเิ ดชันเท่ากบั -1

HClO3 H2O
NaH NH3

แบบทดสอบก่อนเรียน เคมีไฟฟ้า

(Electrochemistry)
by Kru K-ME

4. ขอ้ ใดไม่ถกู ตอ้ ง

ปฏกิ ริ ยิ าออกซเิ ดชนั คือ ปฏกิ ิรยิ าทม่ี ี สารทีเ่ ปน็ ตัวรดี ิวซ์ คือ สารทใ่ี ห้
ธาตุใดธาตหุ นงึ่ ในสารนนั้ รบั อิเลก็ ตรอน อิเลก็ ตรอน

ปฏิกริ ยิ ารีดอกซ์ คือ ปฏิกริ ิยาทีม่ ีธาตุใด สารที่เปน็ ตัวออกซไิ ดส์ คือ สารทมี่ เี ลข
ธาตหุ นง่ึ มีเลขออกซเิ ดชันเพิ่มขนึ้ ออกซเิ ดชนั ลดลง

แบบทดสอบกอ่ นเรียน เคมีไฟฟ้า

(Electrochemistry)
by Kru K-ME

5. ปฏกิ ริ ยิ าต่อไปนไ้ี มจ่ ดั เป็นปฏิกิริยารดี อกซ์

NH3(g) + H+(aq) NH4+ (aq) Ca(s) + F(g) CaF2(s)

CuO(s) + H2(g) Cu(s) + H2O 2FeCl2(aq) + Cl2(g) 2FeCl3(aq)

แบบทดสอบก่อนเรียน เคมีไฟฟ้า

(Electrochemistry)
by Kru K-ME

6. ปฏกิ ริ ิยาท่ตี อ่ ไปนีข้ อ้ ใดจดั เป็นปฏกิ ิริยารดี อกซ์

Zn(s) Zn2+(aq) + 2e- 2Fe3+(aq) + I2(g) 2Fe2+(aq)+ 2I2-

Cu2+(aq) + 2e- Cu(s) CaCO3(s) CaO(s) + CO2(g)

แบบทดสอบกอ่ นเรียน เคมีไฟฟา้

7. จากปฏกิ ิรยิ า 2Au+(aq) (Electrochemistry)
ข้อใดกล่าวถกู ตอ้ ง by Kru K-ME

Au2+(aq) + Au

Au+ เป็นตัวรดี ิวซ์ Au+ เป็ นตวั ออกซไิ ดส์

Au+ ถกู รดี ิวซ์ Au+ เปน็ ตัวรดี วิ ซแ์ ละตัวออกซไิ ดส์

แบบทดสอบก่อนเรียน เคมีไฟฟ้า

(Electrochemistry)
by Kru K-ME

8. ขอ้ ใดเปน็ ความแตกตา่ งของเซลลป์ ฐมภมู แิ ละ
เซลลท์ ตุ ิยภมู ิ

ชนิดของปฏกิ ริ ิยาทข่ี วั้ ทงั้ สอง ความต่างศักย์ของเซลล์
ระยะเวลาในการใช้งาน ขนาดของเซลล์

แบบทดสอบกอ่ นเรียน เคมีไฟฟ้า

(Electrochemistry)
by Kru K-ME

9. ข้อใดไม่ใช่สว่ นประกอบของเซลลก์ ัลป์วานกิ ส์

ขว้ั ไฟฟ้า สารละลายอเิ ล็กโทรไลต์
สะพานเกลอื แบตเตอรี่

แบบทดสอบก่อนเรียน เคมีไฟฟ้า

(Electrochemistry)
by Kru K-ME

10. ส่วนประกอบใดของเซลล์ทาหน้าท่รี ักษาสมดลุ ของ

ไอออนในเซลล์ไฟฟ้า

ขัว้ ไฟฟา้ สารละลายอิเล็กโทรไลต์

สะพานเกลอื แบตเตอรี่

เลขออกซิเดชันและปฏิกริ ยิ ารดี อกซ์ เคมีไฟฟ้า
การดุลสมการรดี อกซ์
เซลล์เคมไี ฟฟา้ (Electrochemistry)
ประโยชนข์ องเซลล์เคมไี ฟฟา้ by Kru K-ME

เลขออกซิเดชันและปฏกิ ิรยิ ารดี อกซ์ เคมีไฟฟา้

(Electrochemistry)
by Kru K-ME

เลขออกซิเดชัน (Oxidation Number : ON) คือ ค่า
ประจขุ องแตล่ ะอะตอม (เมื่อคดิ ว่าการถ่ายโอนอเิ ลก็ ตรอน
เกิดขน้ึ อยา่ งสมบูรณ์) ในโมเลกุล ซึง่ เเต่ละธาตุมคี า่ ประจุ
เเตกตา่ งกัน

เลขออกซิเดชันและปฏิกริ ยิ ารดี อกซ์ เคมีไฟฟ้า
หหลลักักเเกกณณฑฑใ์ ์ในนกกาารรกกาาหหนนดดเเลลขขออออกกซซเิ ิเดดชชันัน
(Electrochemistry)
by Kru K-ME

1. ธาตุอสิ ระทุกตัว ไมว่ า่ ในหนง่ึ โมเลกุลจะประกอบดว้ ยกอี่ ะตอม จะมเี ลข

ออกซิเดชันเท่ากับ 0 เช่น Ca, H2, P4, S8, Na ทุกตัวมเี ลขออกซเิ ดชนั เปน็ 0
2. ธาตไุ ฮโดรเจนสว่ นมากมเี ลขออกซเิ ดชันเปน็ +1 ยกเวน้ ในสารประกอบ

กับโลหะ = -1 เชน่ NaH หรือ CaH2 ไฮโดรเจนมเี ลขออกซิเดชัน = -1
3. ธาตอุ อกซิเจนสว่ นมากมเี ลขออกซิเดชัน -2 ยกเวน้ ในสารประกอบเปอร์

ออกไซด์ เชน่ H2O2, BaO2 ออกซเิ จนมเี ลขออกซเิ ดชันเปน็ -1 สารประกอบซุปเปอร์
ออกไซด์ เช่น KO2 ออกซิเจนมเี ลขออกซิเดชัน -1/2 และสารประกอบ OF2 ออกซิเจน
มีเลขออกซเิ ดชัน +2

เลขออกซิเดชันและปฏกิ ิรยิ ารดี อกซ์ เคมีไฟฟ้า

(Electrochemistry)
by Kru K-ME

4. ธาตหุ มู่ IA, IIA และ IIIA (บางตัว) จะมีเลขออกซิเดชัน +1, +2, +3

ตามลาดับ
5. เลขออกซเิ ดชันของไอออนใดๆ ปกตจิ ะมคี า่ เทา่ กับประจุของไอออนนัน้ ๆ

เช่น Al3+ มีเลขออกซเิ ดชันเปน็ +3, F- มีเลขออกซเิ ดชนั เปน็ -1
6. สารประกอบมผี ลรวมของเลขออกซเิ ดชันเทา่ กับ 0 เชน่ NaCl โซเดียมมี

เลขออกซเิ ดชัน +1 ดังนัน้ คลอรนี มีเลขออกซิเดชัน -1
7. กลุม่ ไอออนมผี ลรวมของเลขออกซิเดชันเทา่ กับประจุของกลมุ่ ไอออนนัน้

เช่น ฟอสเฟตไอออน (PO43-) มีผลรวมเลขออกซิเดชันของธาตทุ กุ ตัวในกลมุ่ ไอออน
เทา่ กับ -3

เลขออกซเิ ดชันและปฏิกิรยิ ารดี อกซ์ เคมีไฟฟ้า

(Electrochemistry)
by Kru K-ME

ตัวอยา่ ง หาเลขออกซเิ ดชันของซัลเฟอร์ (S) ในซัลเฟอร์ไดออกไซด์ (SO2)

จากผลรวมของเลขออกซเิ ดชันของธาตุทัง้ หมดใน SO2 เท่ากับ 0 และ
ออกซเิ จน มีเลขออกซิเดชันเปน็ -2 สามารถหาเลขออกซิเดชันของ S ได้ดังนี้

(เลขออกซเิ ดชันของ S) + 2(เลขออกซเิ ดชันของ O) = 0

(เลขออกซเิ ดชันของ S) + 2(-2) =0

เลขออกซเิ ดชันของ S = +4

ดังนัน้ เลขออกซเิ ดชันของซัลเฟอร์ (S) ในซัลเฟอรไ์ ดออกไซด์ (SO2)
เท่ากับ +4

เลขออกซเิ ดชันและปฏกิ ริ ยิ ารดี อกซ์ เคมีไฟฟ้า

(Electrochemistry)
by Kru K-ME

ตัวอยา่ ง หาเลขออกซเิ ดชันของฟอสฟอรัส (P) ใน ฟอสเฟตไอออน (PO43-)

จากผลรวมของเลขออกซเิ ดชันของธาตุทัง้ หมดใน PO43- เท่ากับ -3 และ
ออกซิเจน มีเลขออกซเิ ดชันเปน็ -2 สามารถหาเลขออกซเิ ดชันของ P ไดด้ ังนี้

(เลขออกซเิ ดชันของ P) + 4(เลขออกซเิ ดชนั ของ O) = -3

(เลขออกซเิ ดชันของ P) + 4(-2) = -3

เลขออกซเิ ดชันของ P = -3 + 8

เลขออกซิเดชันของ P = +5

ดังนัน้ เลขออกซิเดชันของ ฟอสฟอรัส (P) ใน ฟอสเฟตไอออน (PO43-)
เท่ากับ +5

เลขออกซเิ ดชันและปฏิกิรยิ ารดี อกซ์ เคมีไฟฟ้า

(Electrochemistry)
by Kru K-ME

ปฏิกิรยิ ารดี อกซ์ คือ ปฏิกิริยาทีม่ ีการถา่ ยโอนอเิ ล็กตรอน (ให้ - รับ)
เกิดข้ึนพรอ้ มกันทาให้เกิดการเปลีย่ นแปลงเลขออกซเิ ดชันของสาร
สามารถแยกเปน็ ปฏกิ ิรยิ าย่อยได้ 2 ปฏิกริ ิยา เรียกวา่ ครง่ึ ปฏกิ ิรยิ า

ปฏกิ ริ ิยารีดอกซ์ = ปฏิกริ ิยาออกซเิ ดชัน + ปฏิกิริยารีดักชัน

เลขออกซิเดชันและปฏิกิรยิ ารดี อกซ์ เคมีไฟฟา้

ปฏกิ ริ ิยารีดอกซ์ (Redox) (Electrochemistry)
by Kru K-ME

ปฏกิ ิริยาออกซเิ ดชัน ปฏิกริ ยิ ารีดักชัน
(Oxidation Reaction) (Reduction Reaction)

ปฏิกริ ิยาที่มกี าร ให้อิเล็กตรอน ปฏกิ ริ ิยาที่มกี าร รับอเิ ลก็ ตรอน

เลขออกซเิ ดชันของสารเพมิ่ ขน้ึ เลขออกซเิ ดชันของสารลดข้นึ

สารที่ให้อเิ ลก็ ตรอนเรียกวา่ ตัวรดี วิ ซ์ สารทรี่ ับอิเล็กตรอนเรียกวา่ ตัวออกซไิ ดส์

เลขออกซเิ ดชันและปฏกิ ริ ยิ ารดี อกซ์ เคมีไฟฟ้า

(Electrochemistry)
by Kru K-ME

ครึง่ ปฏิกริ ิยาออกซเิ ดชนั (Oxidation Reaction) เขียนสมการ

แสดงไดด้ ังนี้

X(s) X+(aq) + e-

คร่ึงปฏิกิริยารีดักชัน (Reduction Reaction) เขียนสมการ

แสดงไดด้ ังนี้

Y+(aq) + e- Y(s)

เลขออกซิเดชันและปฏกิ ิรยิ ารดี อกซ์ เคมีไฟฟ้า

(Electrochemistry)
by Kru K-ME

ตัวอย่าง ปฏิกิริยารีดอกซร์ ะหวา่ งโลหะสังกะสีกับสารละลายคอป

เปอร์(II)ซัลเฟต ดังสมการ

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

คร่ึงปฏิกริ ิยาออกซเิ ดชัน คือ

Zn(s) Zn2+(aq) + 2e-

ครง่ึ ปฏกิ ริ ยิ ารีดักชัน คือ

Cu2+(aq) + 2e- Cu(s)

เลขออกซิเดชันและปฏกิ ิรยิ ารดี อกซ์ เคมีไฟฟา้

(Electrochemistry)
by Kru K-ME

1. คานวณเลขออกซเิ ดชันของธาตใุ นสารทีก่ าหนดให้ตอ่ ไปนี้

1.1 ธาตุแคลเซียม (Ca) ในแคลเซยี มคลอไรด์ (CaCl2)
1.2 ธาตุคลอรีน (Cl) ในเปอรค์ ลอเรตไอออน (ClO4-)
1.3 ธาตุไนโตรเจน (N) ในแอมโมเนียมคลอไรด์ (NH4Cl)
1.4 ธาตุกามะถัน (S) ในเตตระไทโอไซยาเนตไอออน (S4O62-)

เลขออกซเิ ดชันและปฏกิ ริ ยิ ารดี อกซ์ เคมีไฟฟา้

(Electrochemistry)
by Kru K-ME

2. ปฏิกริ ิยาใดตอ่ ไปนเี้ ปน็ ปฏกิ ริ ยิ ารดี อกซ์

2.1 Cu2+(aq) + S2-(aq) CuS(s)

2.2 N2H4(aq) + O2(g) N2(g) + 2H2O(l)
2.3 Cr2O72- (aq) + 2OH-(aq) 2CrO42- (aq) + H2O(l)
2.4 2HCl(aq) + Na2CO3 (aq) 2NaCl(aq) + H2O(l) + CO2(aq)

เลขออกซิเดชันและปฏกิ ิรยิ ารดี อกซ์ เคมีไฟฟ้า

(Electrochemistry)
by Kru K-ME

3. ระบุตัวรีดวิ ซแ์ ละตัวออกซไิ ดส์พรอ้ มทั้งเขยี นสมการแสดงครงึ่ ปฏกิ ริ ยิ า

ออกซิเดชันและครงึ่ ปฏิกิริยารดี ักชัน จากปฏิกิรยิ ารดี อกซ์ที่กาหนดให้

ตอ่ ไปนี้
3.1 Ni(s) + 2H+(aq) Ni2+(aq) + H2 (g)
3.2 Pb(s) + 2Ag+(aq) Pb2+(aq) + 2Ag(s)
3.3 2Br-(aq) + Cl2(aq) Br2(aq) + 2Cl-(aq)

การดุลสมการรดี อกซ์ เคมีไฟฟา้

(Electrochemistry)
by Kru K-ME

การดุลสมการรดี อกซ์ เป็นการทาให้จานวนอะตอมของ
ธาตุและผลรวมของประจุไฟฟ้าของสารตั้งตน้ เท่ากับสาร
ผลิตภัณฑ์ มี 2 วธิ ี คือ

1. การดลุ สมการรีดอกซโ์ ดยวิธีเลขออกซิเดชัน
2. การดุลสมการรดี อกซโ์ ดยวธิ คี รึ่งปฏิกิริยา

การดุลสมการรดี อกซ์ เคมีไฟฟ้า

1. การดุลสมการรดี อกซ์โดยวิธีเลขออกซเิ ดชนั (Electrochemistry)
by Kru K-ME
ตัวอยา่ ง ดุลสมการรีดอกซต์ อ่ ไปนี้
Al(s) + Zn2+(aq) Al3+(aq) + Zn(s)

ขั้นที่ 1 พจิ ารณาเลขออกซเิ ดชันทีเ่ ปลยี่ นแปลง

Al(s) + Zn2+(aq) Al3+(aq) + Zn(s)

เลขออกซิเดชัน 0 +2 +3 0

Al มีเลขออกซเิ ดชันเพม่ิ ขน้ึ 3 สว่ น Zn มีเลขออกซเิ ดชันลดลง 2

การดุลสมการรดี อกซ์ เคมีไฟฟ้า

(Electrochemistry)
by Kru K-ME

ขัน้ ที่ 2 ดุลเลขออกซเิ ดชันทีเ่ พมิ่ ขึ้นให้เทา่ กับเลขออกซเิ ดชันที่ลดลง โดยเตมิ
สัมประสิทธ์หิ น้าสารตงั้ ตน้ และสารผลิตภัณฑ์

2Al(s) + 3Zn2+(aq) 2Al3+(aq) + 3Zn(s)

ลดลง 3 X 2 = 6

การดุลสมการรดี อกซ์ เคมีไฟฟา้

(Electrochemistry)
by Kru K-ME

ขัน้ ที่ 3 ดุลจานวนอะตอมของธาตทุ ีไ่ มเ่ ปลีย่ นแปลงเลขออกซเิ ดชัน (ซึ่งในขอ้ นไี้ ม่
มีธาตทุ ี่ไมเ่ ปลยี่ นเลขออกซเิ ดชัน)

การดุลสมการรดี อกซ์ เคมีไฟฟา้

(Electrochemistry)
by Kru K-ME

ตรวจสอบความถกู ตอ้ งโดยนับผลรวมของจานวนอะตอมแตล่ ะธาตแุ ละประจไุ ฟฟา้
ทางด้านซา้ ยและดา้ นขวา ซ่ึงตอ้ งมจี านวนเทา่ กัน

จานวน Al 2Al(s) + 3Zn2+(aq) 2Al3+(aq) + 3Zn(s)
จานวน Zn 2
ผลรวมประจุไฟฟ้า 2 3
3
0 + 3(+2) = +6 2(+3) + 0 = +6

ดังนัน้ สมการรดี อกซด์ ลุ เรยี บรอ้ ยแลว้

การดุลสมการรดี อกซ์ เคมีไฟฟ้า

2. การดุลสมการรีดอกซ์โดยวธิ ีครง่ึ ปฏิกริ ิยา (Electrochemistry)
by Kru K-ME

ตัวอยา่ ง ดุลสมการรีดอกซต์ อ่ ไปนี้
Cr2O72- (aq) + I-(aq) Cr3+(aq) + I2(aq) (ในภาวะกรด)

พิจารณาเลขออกซเิ ดชันทีเ่ ปลี่ยนแปลงเพือ่ กาหนดครึง่ ปฏกิ ิรยิ า

ออกซิเดชันและครง่ึ ปฏิกิรยิ ารดี ักชัน

Cr2O72- (aq) + I-(aq) Cr3+(aq) + I2(aq)
+3 0
เลขออกซเิ ดชัน +6 -1

การดุลสมการรดี อกซ์ เคมีไฟฟ้า

(Electrochemistry)
by Kru K-ME

ขั้นที่ 1 แยกคร่ึงปฏิกิรยิ า

Oxidation : I-(aq) I2(aq)

Reduction : Cr2O72- (aq) Cr3+(aq)

ขั้นที่ 2 ดุลจานวนอะตอมของธาตแุ ตล่ ะธาตใุ หเ้ ทา่ กัน โดยเตมิ สัมประสทิ ธ์

ดุลจานวนอะตอมของออกซิเจนโดยเตมิ H2O และดลุ จานวนอะตอมของไฮโดรเจน
โดยเตมิ H+

Oxidation : 2I-(aq) I2(aq)

Reduction : Cr2O72- (aq) + 14H+(aq) 2Cr3+(aq) + 7H2O(l)

การดุลสมการรดี อกซ์ เคมีไฟฟ้า

(Electrochemistry)
by Kru K-ME

ขั้นที่ 3 ดุลจานวนประจุไฟฟา้ โดยการเตมิ อเิ ลก็ ตรอน (e-)

Oxidation : 2I-(aq) I2(aq) + 2e-

Reduction : Cr2O72- (aq) + 14H+(aq) + 6e- 2Cr3+(aq) + 7H2O(l)

ขัน้ ที่ 4 ทาจานวนอิเล็กตรอนให้เท่ากันโดยคูณดว้ ยตัวเลขทีเ่ หมาะสม

3 X Oxidation : 6I-(aq) 3I2(aq) + 6e-

Reduction : Cr2O72- (aq) + 14H+(aq) + 6e- 2Cr3+(aq) + 7H2O(l)

การดุลสมการรดี อกซ์ เคมีไฟฟ้า

(Electrochemistry)
by Kru K-ME

ขัน้ ที่ 5 รวมสองครง่ึ ปฏกิ ิรยิ าเขา้ ดว้ ยกันแลว้ หักลา้ งจานวนอเิ ลก็ ตรอน

Oxidation : 6I-(aq) 3I2(aq) + 6e-

Reduction : Cr2O72- (aq) + 14H+(aq) + 6e- 2Cr3+(aq) + 7H2O(l)

Redox : 6I-(aq) + Cr2O72- (aq) + 14H+(aq) 3I2(aq) + 2Cr3+(aq) + 7H2O(l)

การดุลสมการรดี อกซ์ เคมีไฟฟ้า

ตรวจสอบความถกู ตอ้ งโดยนับผลรวมของจานวนอะตอมแตล่ ะธาตุ (Electrochemistry)
และประจไุ ฟฟา้ ทางดา้ นซา้ ยและดา้ นขวา ซ่ึงตอ้ งมจี านวนเทา่ กัน by Kru K-ME

จานวน I 6I-(aq) + Cr2O72- (aq) + 14H+(aq) 3I2(aq) + 2Cr3+(aq) + 7H2O(l)
66

จานวน Cr 2 2

จานวน O 7 7

จานวน H 14 14

ผลรวมประจไุ ฟฟ้า 6(-1) + (-2) + 14(+1) = +6 3(0) + 2(+3) +7(0) = +6

ดังนั้น สมการรดี อกซด์ ลุ เรยี บรอ้ ยแล้ว

การดุลสมการรดี อกซ์ เคมีไฟฟา้

(Electrochemistry)
by Kru K-ME

1. ดุลสมการรดี อกซต์ อ่ ไปนโี้ ดยวธิ ีเลขออกซเิ ดชัน

1.1 Al(s) + H+(aq) Al3+(aq) + H2(g)
1.2 Cu(s) + NO3-(aq) Cu2+(aq) + NO(g) (ในภาวะกรด)
1.3 Cr2O72-(aq) + H+(aq) + Cl-(aq) Cr3+(aq) + Cl2(g) + H2O(l)
1.4 Zn(s) + MnO4-(aq) Zn2+(aq) + MnO2(s) (ในภาวะเบส)

การดุลสมการรดี อกซ์ เคมีไฟฟ้า

(Electrochemistry)
by Kru K-ME

2. ดุลสมการรีดอกซต์ อ่ ไปนโี้ ดยวธิ ีครง่ึ ปฏิกริ ยิ า

2.1 MnO2(s) + Fe2+(aq) + H+(aq) Mn2+(aq) + Fe3+(aq) + H2O(l)

2.2 Cl2(g) + SO2(aq) + H2O(l) SO42-(aq) + Cl-(aq) + H+(aq)

2.3 MnO4-(aq) + S2-(aq) MnO2(s) + S(s) (ในภาวะเบส)

2.4 Cr(OH)3(s) + ClO-(aq) CrO42-(aq) + Cl-(aq) (ในภาวะเบส)

เซลล์เคมไี ฟฟา้ เคมีไฟฟ้า

(Electrochemistry)
by Kru K-ME

เซลล์เคมีไฟฟา้ (Electrochemical cell) คือ เครื่องมอื
หรืออปุ กรณท์ างเคมที เี่ กิดจากการเปลี่ยนแปลงพลังงานเคมี
เปน็ พลงั งานไฟฟ้า หรือไฟฟา้ เปน็ เคมี แบ่งออกเป็น 2 ประเภท

1. เซลลก์ ัลวานกิ (Galvanic cell)
2. เซลลอ์ เิ ลก็ โทรไลต์ (Electrolytic cell)

เซลลเ์ คมไี ฟฟา้ เคมีไฟฟ้า
สว่ นประกอบของเซลลไ์ ฟฟา้ เคมี
(Electrochemistry)
by Kru K-ME

1. ขัว้ ไฟฟา้ เปน็ วัสดทุ ีน่ าไฟฟา้ โดยอาศัยการเคลอื่ นที่ของอเิ ล็กตรอนมี 2 ชนดิ
1.1 ขัว้ ว่องไว (Active electrode)ไดแ้ ก่ ขั้วโลหะทั่วไป เช่น Zn Cu Pb ขั้ว
พวกนีบ้ างโอกาสจะมีส่วนรว่ มใน ปฏกิ ริ ิยาดว้ ย
1.2 ขัว้ เฉื่อย (Inert electrode)คือ ขัว้ ที่ไมม่ สี ่วนร่วมใดๆ ในการ
เกดิ ปฏกิ ิรยิ าเคมี เช่น Pt, C(แกรไฟต)์
ในเซลลไ์ ฟฟา้ ปกติ จะประกอบดว้ ยขัว้ ไฟฟา้ 2 ขัว้ เสมอ ดังนี้
1. ขัว้ แอโนด (Anode)คือ ขั้วที่เกิดออกซิเดชัน
2. ขั้วแคโทด(Cathode)คือ ขั้วที่เกดิ รีดักชัน

เซลล์เคมไี ฟฟา้ เคมีไฟฟ้า
สว่ นประกอบของเซลลไ์ ฟฟา้ เคมี (ตอ่ )
(Electrochemistry)
by Kru K-ME

2. สารละลายอเิ ลก็ โทรไลต์ (Electrolyte) อิเล็กโทรไลต์ (Electrolyte)เปน็
วัสดุนาไฟฟา้ ไดโ้ ดยการเคลือ่ นที่ของไอออนทเี่ ปน็ องค์ประกอบ นาไฟฟ้าได้ เพราะ
มีไอออนเคลือ่ นทีไ่ ปมาอยใู่ นสารละลายสารละลายอิเล็กโทรไลต์ มี 2 ชนิดคือ

1. สารประกอบไอออนิกหลอมเหลว เชน่ สารละลาย NaCl
2. สารละลายอิเลก็ โทรไลต์ เช่น สารละลายกรด เบส เกลือ
3. สะพานเกลือ ซ่ึงจะชว่ ยรักษาสมดลุ ของไอออนบวกกับไอออนลบ

เซลล์เคมไี ฟฟา้ เคมีไฟฟา้
แผนภาพเซลล์
(Electrochemistry)
by Kru K-ME

แผนภาพเซลล์ คือ สัญลักษณแ์ สดงแทนองค์ประกอบและหนา้ ทีข่ องสารที่
เกีย่ วขอ้ งในปฏกิ ิรยิ าเคมขี องเซลลเ์ คมไี ฟฟา้ มีหลักการเขยี น ดังนี้

1. ใชเ้ ครือ่ งหมาย // แทนสะพานเกลอื คัน่ กลางระหวา่ งสองคร่งึ เซลล์
2. เขียนครง่ึ เซลล์ออกซเิ ดชัน (แอโนด) ไว้ดา้ นซา้ ยของสะพานเกลอื
3. เขียนครงึ่ เซลล์รีดักชัน (แคโทด) ไว้ดา้ นขวาของสะพานเกลือ
4. กรณีครงึ่ เซลลธ์ าตเุ ดียวกันสถานนะตา่ งกันใหค้ ั่นดว้ ย / แต่ถา้ สถานะ
เดียวกันให้คั่นดว้ ย ,

ให้สารละลายอยู่ตดิ กับสะพานเกลือ ระบสุ ะถานนะของในวงเลบ็

เซลล์เคมไี ฟฟา้ เคมีไฟฟ้า
แผนภาพเซลล์
(Electrochemistry)
by Kru K-ME

5. กรณีคร่งึ เซลลม์ แี ก๊สมาเกี่ยวขอ้ ง จะใชข้ ัว้ ไฟฟา้ เฉอื่ ย เช่น ขั้ว Pt
6. ระบุความเข้มขน้ หรอื ความดันไวใ้ นวงเลบ็ ใช้ , คั่นระหวา่ งสถานะของสาร
กับความเขม้ ขน้ หรอื ความดัน

สรุป ออกซิเดชนั รีดักชัน

ขั้ว / ไอออนในสารละลาย // ไอออนในสารละลาย / ขัว้

เซลลเ์ คมไี ฟฟา้ เคมีไฟฟ้า

(Electrochemistry)
by Kru K-ME

ตัวอยา่ ง เขียนแผนภาพเซลล์กัลป์วานิกจากปฏกิ ิรยิ าทีก่ าหนดใหต้ อ่ ไปนี้

ปฏกิ ริ ยิ าออกซเิ ดชัน (แอโนด) : Sn(s) Sn2+(aq) + e-

ปฏิกริ ยิ ารดี กั ชัน (แคโทด) : Cu2+(aq) + e- Cu(s)

แผนภาพเซลลค์ รง่ึ ปฏิกิรยิ าออกซเิ ดชัน : Sn(s) / Sn2+(aq)

แผนภาพเซลล์ครง่ึ ปฏกิ ิริยารดี ักชัน : Cu2+(aq) / Cu(s)

ดังนั้น เขียนแผนภาพเซลลไ์ ดเ้ ปน็ : Sn(s) / Sn2+(aq) // Cu2+(aq) / Cu(s)

เซลล์เคมไี ฟฟา้ เคมีไฟฟ้า

(Electrochemistry)
by Kru K-ME

ตัวอย่าง เขียนสมการแสดงปฏกิ ิรยิ าทีข่ ั้วแอโนด แคโทด และปฏิกริ ยิ ารวมของ

เซลล์ จากแผนภาพเซลล์ทกี่ าหนดให้ตอ่ ไปนี้

Zn(s) / Zn2+(aq, 1 M) // H+(aq, 1 M) / H2(g, 1 M) / Pt(s)
ปฏกิ ิรยิ าออกซเิ ดชัน (แอโนด) Zn(s) Zn2+(aq) + 2e-

ปฏิกริ ยิ ารดี ักชัน (แคโทด) 2H+(aq) + 2e- H2(g)

ปฏิกิรยิ ารวม Zn(s) + 2H+(aq) Zn2+(aq) + H2(g)

เซลล์เคมไี ฟฟา้ เคมีไฟฟา้
ศักย์ไฟฟา้ ของเซลล์
(Electrochemistry)
by Kru K-ME

ศักยไ์ ฟฟา้ ของเซลล์ (cell potential, Ecell) คือ ผลตา่ งระหวา่ งศักย์ไฟฟา้ ของ
ขั้วไฟฟา้ หรอื ความต่างศักย์ระหวา่ งขั้วไฟฟา้ ทัง้ สอง มีหนว่ ยเป็นโวลต์ (Volt หรือ V)
สามารถวัดไดโ้ ดยใชโ้ วลต์มเิ ตอร์

ศักยไ์ ฟฟา้ มาตรฐานของครง่ึ เซลลร์ ดี ักชัน คือ คา่ ศักยไ์ ฟฟา้ ทวี่ ัดจากการนาครง่ึ
เซลลท์ ตี่ อ้ งการทราบศักย์ไฟฟ้าตอ่ เขา้ กบั ครงึ่ เซลลไ์ ฮโดรเจนมาตรฐาน ซึ่งมศี ักยไ์ ฟฟา้
เป็น 0 โวลต์

เซลล์เคมไี ฟฟา้ เคมีไฟฟ้า

(Electrochemistry)
by Kru K-ME

เมื่อนาครึง่ เซลลใ์ ดๆ มาตอ่ กัน สามรถคานวณคา่ ศักย์ไฟฟ้าของเซลลไ์ ด้

จาก ผลต่างของค่าศักย์ไฟฟา้ รดี ักชันที่แคโทด (Ecathode) และแอโนด (Eanode)
ดังนี้

ศักย์ไฟฟา้ ของเซลล์ = ศักย์ไฟฟา้ รีดักชันทแี่ คโทด – ศักย์ไฟฟา้ รีดักชันที่แอโนด
Ecell = Ecathode - Eanode

เซลลเ์ คมไี ฟฟา้ เคมีไฟฟา้

(Electrochemistry)
by Kru K-ME

ตัวอยา่ ง 1 การตอ่ ครงึ่ เซลล์ Al3+(aq)/Al(s) กับครง่ึ เซลล์ Cu2+(aq)/Cu(s) เปน็ เซลลก์ ลั ป์วา

นกิ ส์ จะมคี า่ ศักย์ไฟฟา้ มารฐานของเซลล์เปน็ เท่าใด

วธิ ีทา กาหนดคา่ ศักย์ไฟฟ้ามาตรฐานของครงึ่ เซลล์รดี ักชันเป็นดังนี้

Al3+(aq) + 3e- Al(s) E0 = -1.66 V

Cu2+(aq) + 2e- Cu(s) E0 = +0.34 V

จาก E0Cell = E0Cathode - E0Anode
= 0.34 – (-1.66) V

= +2.00 V

ดังนัน้ เซลลน์ มี้ คี า่ ศักยไ์ ฟฟา้ มาตรฐาน +2.00 โวลต์

เซลลเ์ คมไี ฟฟา้ เคมีไฟฟา้

(Electrochemistry)
by Kru K-ME

ตัวอยา่ ง 2 การตอ่ ครง่ึ เซลล์ Cu2+(aq)/Cu(s) กับครง่ึ เซลล์ Pt(s)/Fe3+(aq), Fe2+(aq) เปน็

เซลลก์ ัลปว์ านิกส์ จะมคี า่ ศักยไ์ ฟฟา้ มารฐานของเซลลเ์ ปน็ เทา่ ใด

วิธีทา กาหนดคา่ ศักย์ไฟฟา้ มาตรฐานของครง่ึ เซลล์รดี ักชันเป็นดังนี้

Cu2+(aq) + 2e- Cu(s) E0 = +0.34 V

Fe3+(aq) + e- Fe2+(aq) E0 = +0.77 V

จาก E0Cell = E0Cathode - E0Anode
= 0.77 – 0.34 V

= +0.43 V

ดังนัน้ เซลลน์ มี้ คี า่ ศักยไ์ ฟฟา้ มาตรฐาน +0.43 โวลต์

เซลล์เคมไี ฟฟา้ เคมีไฟฟ้า

(Electrochemistry)
by Kru K-ME

1. กาหนดแผนภาพเซลล์ใหด้ ังนี้
Cr(s)/Cr3+(aq)//Sn4+(aq),Sn2+(aq)/Pt(s)
1.1 เขียนสมการแสดงปฏกิ ริ ยิ าออกซเิ ดชัน ปฏิกิริยารดี ักชัน และ

ปฏิกิริยารดี อกซ์
1.2 คานวณคา่ ศักยไ์ ฟฟา้ มาตรฐานของเซลล์

เซลลเ์ คมไี ฟฟา้ เคมีไฟฟา้

(Electrochemistry)
by Kru K-ME

2. คานวณคา่ ศักย์ไฟฟ้ามาตรฐานของเซลลต์ อ่ ไปนี้
2.1 Ni(s) / Ni2+(aq) // Cu+(aq) / Cu(s)
2.2 Fe(s) / Fe2+(aq) // Ag+(aq) / Ag(s)
2.3 Mg(s) / Mg2+(aq) // Fe3+(aq), Fe2+(aq) / Pt(s)


Click to View FlipBook Version