เรื่อง การแยกสารด้วยกระแสไฟฟ้าและการชุบโลหะ

เรื่อง
การแยกสารด้วยกระแสไฟฟ้า

และการชุบโลหะ
จัดทำโดย

นางสาว กวิสรา แก้วกัญญา
ชั้นมัธยมศึกษาปีที่5/15 เลขที่28

เสนอ
คุณครู เบญจพร อินทรสด

โรงเรียนนารีนุกูล
สำนักงานเขตพื้นที่การศึกษาอุบลราชธานี อำนาจเจริญ

การแยกด้สวายรแลสะลไฟายฟ้Cา uSO4

สารละลาย CuSO4 เป็นอิเล็กโทรไลต์ ประกอบด้วย Cu2+ และ มี H2O
เป็นตัวทำละลายซึ่งอยู่ในรูปโมเลกุลที่เป็นกลางทางไฟฟ้า เมื่อผ่านกระแส

ไฟฟ้าจากแบตเตอรี เข้าไปในอุปกรณ์แยกสารละลายด้วยกระแสไฟฟ้า

มีปฏิกิริยาเกิดขึ้นดังนี้

แคโทด (ขั้วที่ต่ออยู่กับขั้วลบของแบตเตอรี)
ทั้ง Cu2+ และ H2O มีโอกาสรับอิเล็กตรอน

จากแบตเตอรี แต่ค่า EO ของสองครึ่ง
ปฏิกิริยาเป็นดังนี้

Cu2+(aq) + 2e– ® Cu(s)
EO = +0.34 V

2H2O(l) + 2e– ® H2(g) + 2OH–(aq)
EO = –0.83 V

จากค่า EO แสดงว่า Cu2+ ในสารละลายรับ
อิเล็กตรอนได้ดีกว่า H2O ดังนั้น Cu2+ จึง

เกิดปฏิกิริยารีดักชันได้โลหะ Cu

แอโนด (ขั้วที่ต่ออยู่กับขั้วบวกของแบตเตอรี)

ในสารละลายมี และ H2O ที่มีโอกาสให้อิเล็กตรอนหรือเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชัน แต่ค่า EO ของสอง

ครึ่งปฏิกิริยาเป็นดังนี้

(aq) + e– ® (aq) EO = +2.01 V

O2(g) + 2H+(aq) + 2e– ® H2O(l) EO = +1.23 V

เมื่อเขียนสมการใหม่เป็นปฏิกิริยาออกซิเดชันเพื่อให้สอดคล้องกับปฏิกิริยาที่จะเกิดขึ้นที่แอโนด ค่า

ศักย์ไฟฟ้าของครึ่งเซลล์จะมีเครื่องหมายตรงข้ามกับ EO ของสมการเดิมดังนี้

(aq) ® (aq) + e– EO = –.2.01 V

H2O(l) ® O2(g) + 2H+(aq) + 2e– EO = –1.23 V

ศักย์ไฟฟ้าออกซิเดชันของ H2O มีค่าสูงกว่าของ แปลความหมายได้ว่า H2O ให้อิเล็กตรอนได้ดีกว่า

ดังนั้นที่แอโนด H2O จึงให้อิเล็กตรอนเกิดเป็น H+ กับแก๊ส O2 ซึ่งเมื่อทดสอบแก๊สที่เกิดขึ้นจะช่วยให้

ไฟติด

ถึงแม้ในปฏิกิริยาจะมี H+ เกิดขึ้นด้วย และอาจรับอิเล็กตรอนเกิดเป็นแก๊สไฮโดรเจน แต่เมื่อเปรียบ

เทียบค่า EO จากครึ่งปฏิกิริยาต่อไปนี้

Cu2+(aq) + 2e– ® Cu(s) EO = +0.34 V

2H+(aq) + 2e– ® H2(aq) EO = 0.00 V

จากค่า EO แสดงว่า Cu2+ รับอิเล็กตรอนได้ดีกว่า H+ ดังนั้น H+ ไม่เกิดปฏิกิริยา

ปฏิกิริยาการแยกสารละลาย CuSO4 ด้วยกระแสไฟฟ้าสรุปได้ดังนี้

แอโนด : H2O(l) ® O2(g) + 2H+(aq) + 2e–

แคโทด : Cu2+(aq) + 2e– ® Cu(s)

ปฏิกิริยารวม : Cu2+(aq) + H2O(l) ® Cu2+(aq)
+ O2(g) + 2H+(aq)

เมื่อหาค่าศักย์ไฟฟ้าของเซลล์อิเล็กโทรไลต์ในการทำอิเล็กโทรลิ
ซิสสารละลาย CuSO4 โดยคิดจากผลต่างระหว่างศักย์ไฟฟ้า
รีดักชันมาตรฐานที่แคโทดกับแอโนดจะได้ผลดังนี้

=–
= (+0.34) – (+1.23)
= –0.89 V
ค่าศักย์ไฟฟ้าของเซลล์อิเล็ก
โทรไลต์มีค่าติดลบ แสดง

ว่าปฏิกิริยาเกิดเองไม่ได้ ต้องให้พลังงานเข้าไป ซึ่งก็
คือใช้พลังงานไฟฟ้าทำให้เกิดปฏิกิริยาเคมี นั่นคือการ

แยกสารละลาย CuSO4 ด้วยกระแสไฟฟ้าต้องใช้
พลังงานมากกว่า 0.89 V จึงจะมีปฏิกิริยาเคมีเกิดขึ้น