ไฟฟ้าเคมีกับชีวิตประจำวัน

ไฟฟ้าเคมี
กบั

ชีวิตประจาวนั

ตวั เลขที่แสดงถึงประจุไฟฟ้าจริง หรือ ประจุเหมือนอะตอม เช่น NaCl เมื่อแตกตวั
จะได้ Na+ และ Cl จะมีเลขออกซิเดชนั เป็น +1 และ -1 ตามลาดบั

หลกั เกณฑ์ในการกาหนดเลขออกซิเดชัน

1. ธาตุอิสระทุกตวั จะมีเลขออกซิเดชนั เท่ากบั 0 ไม่วา่ ในหน่ึงโมเลกลุ จะมีกี่อะตอมกต็ าม
เช่น Ca , H2, P4 , S8, Na ทุกตวั มีเลขออกซิเดชนั เป็น 0

2. ธาตุไฮโดรเจน ส่วนมากมีเลขออกซิเดชนั เป็น +1
3. ธาตุออกซิเจน ส่วนมากมีเลขออกซิเดชนั เป็น –2
4. โลหะแอลคาไล (alkali metal = หมู่ IA) มีเลขออกซิเดชนั เป็น +1, โลหะแอลคาไลนเ์ อิร์ท
(หมู่ IIA) มีเลข ออกซิเดชนั เป็น +2
5. เลขออกซิเดชนั ของไอออนใดๆ ปกติจะมีคา่ เท่ากบั ประจุของไอออนน้นั ๆ

เช่น Al3+ มีเลขออกซิเดชนั เป็น +3
6. สารประกอบใด ๆ ผลรวมของเลขออกซิเดชนั จะตอ้ งเป็นศูนยเ์ สมอ

เช่น H2O มีเลขออกซิเดชนั = [(+1x2) + (–2)] = 0
7. ธาตุทรานสิชนั ส่วนใหญ่มีเลขออกซิเดชนั ไดม้ ากกวา่ 1 คา่
เช่น FeO Fe มีเลขออกซิเดชนั เท่ากบั +2

Fe2O3 Fe มีเลขออกซิเดชนั เท่ากบั +3
8. ธาตุอโลหะในสารประกอบต่างๆ ส่วนมากมกั มีเลขออกซิเดชนั หลายคา่

เช่น ธาตุ Cl
HCl Cl มีเลขออกซิเดชนั เท่ากบั –1
HClO Cl มีเลขออกซิเดชนั เท่ากบั +1

ไฟฟ้าเคมี เป็ นการศึกษาเกย่ี วกบั ปฏิกริ ิยาเคมใี ห้เกดิ กระแสไฟฟ้า และทาให้
กระแสไฟฟ้าเกดิ ปฏกิ ริ ิยาเคมี โดยใช้การถ่ายทอดอเิ ลก็ ตรอนเป็ นเกณฑ์ แล้วแบ่งเป็ น
ปฏิกริ ิยาย่อย 2 ปฏกิ ริ ิยา คือ
1. ปฏิกริ ิยารีดอกซ์ คือ ปฏิกิริยาท่ีมีการถ่ายเทอิเลก็ ตรอน

เช่น N2H4(aq) + O2(g) → N2(g) + 2H2O(l)
ค่าเลขออกซิเดชนั ของ N2 เปลี่ยน จาก +4 เป็น 0
Zn(s) + CuSO4(aq) → ZnSO4(aq) + Cu(s)
คา่ เลขออกซิเดชนั ของ Zn เปล่ียน จาก 0 เป็น +2

ค่าเลขออกซิเดชนั ของ Cu เปล่ียน จาก +2 เป็น 0

2. ปฏกิ ริ ิยานอนรีดอกซ์ คือ ปฏิกิริยาที่ไม่มีการถ่ายเทอิเลก็ ตรอน

เช่น NaOH (aq) + HCl → NaCl (aq) + H2O (l )
ค่าเลขออกซิเดชนั ของ Cl เท่ากบั -1 ไม่เปล่ียน

Cr2O72-(aq) + 2OH-(aq) → 2CrO42-(aq) + H2O(l)
ค่าเลขออกซิเดชนั ของ Cr เท่ากบั +6 ไม่เปล่ียน

ปฏิกิริยารีดอกซซ์ ่ึงประกอบดว้ ย 2 คร่ึงปฏิกิริยา ดงั น้ี
1. ปฏกิ ริ ิยาออกซิเดชัน (Oxidation reaction) เป็นปฏิกิริยาที่มีการใหอ้ ิเลก็ ตรอน ซ่ึง
สารที่ใหอ้ ิเลก็ ตรอนจะมีเลขออกซิเดชนั เพ่ิมข้ึน เรียกวา่ เกิดออกซิเดชนั
สารทีใ่ ห้อเิ ลก็ ตรอน เรียกว่า ตัวรีดิว์ (Reducing agent) หรือ ถูกออก์ิไดส
2. ปฏิกริ ิยารีดกั ชัน (Reduction reaction) เป็นปฏิกิริยาท่ีมีการรับอิเลก็ ตรอน ซ่ึงสารที่
รับอิเลก็ ตรอนจะมีเลขออกซิเดชนั ลดลง เรียกวา่ เกิดรีดกั ชนั
สารท่ีรับอเิ ลก็ ตรอนเรียกว่า ตัวออก์ิไดส (Oxidizing agent) หรือ ถกู รีดวิ ์

ตวั รีดวิ ซ์ = Zn
ตวั ออกซิไดส์ = Cu2+

หรือ
Zn ถูกออกซิไดส์
Cu2+ ถูกรีดวิ ซ์

การพจิ ารณาว่าเป็ นปฏกิ ริ ิยารีดอกซ์หรือไม่
1. ในปฏิกิริยาที่เกิดข้ึนมีเลขออกซิเดชนั เปล่ียนไปหรือ ถา้ เลขออกซเิ ดชนั เปล่ียนแปลง
โดยสารหน่ึงมีเลขออกซิเดชนั เพ่ิมข้ึน และอีกสารหน่ึงมีเลขออกซิเดชนั ลดลง แสดงวา่
เป็ นปฏิกิริ ยารัดอกซ์
2. ถา้ ในปฏิกิริยามรธาตุอิสระอยดู่ ว้ ย ปฏิกิริยาน้นั จะเป็นปฏิกิริยารีดอกซ์ เพราะธาตุ
อิสระมีเลขออกซิเดชนั เท่ากบั ศูนย์ จะถูกเปล่ียนใหม้ ีเลขออกซิเดชนั เพ่ิมข้ึนหรือลดลง

ข้อสังเกต
1. อโลหะอิสระมกั จะเป็นตวั ออกซิไดซ์ เพราะอโลหะชอบรักอิเลก็ ตรอน
2. โลหะอิสระจะเป็นตวั รีดิวซ์ เพราะโลหะเสียอิเลก็ ตรอนไดง้ ่าย
3. สารประกอบที่มีธาตุออกซิเจนเป็นองคป์ ระกอบมากกวา่ มกั จะเป็นตวั ออกซิไดซ์
ส่วนสารท่ีมีออกซิเจนนอ้ ยกวา่ หรือไม่มีเลยมกั จะเป็นตวั รีดิวซ์
4. ไอออนบวกมกั จะเป็นตวั ออกซิไดซ์ ส่วนไอออนลบมกั จะเป็นตวั รีดวิ ซ์

สรุปได้ว่าการเกดิ ปฏกิ ริ ิยารีดอกซ์จะต้องประกอบไปด้วย
1. สารท่ีให้ e- เรียกวา่ ตวั รีดิวซ์ เกิดปฏิกิริยาออกซิเดชนั (Oxidation Reaction)
2. สารท่ีรับ e- เรียกวา่ ตวั ออกซิไดซ์ เกิดปฏิกิริยารีดกั ชนั (Reduction Reaction)

เซลล์ไฟฟ้าเคมี (Electrochemical) คือ เคร่ืองมือหรืออปุ กรณ์ทางเคมีทีเ่ กดิ
จากการเปลย่ี นแปลงพลงั งานเคมี เป็ นไฟฟ้า หรือไฟฟ้าเป็ นเคมี
เซลล์ไฟฟ้าเคมแี บ่งออกเป็ น 2 ประเภท
1. เซลล์กลั วานิก (Galvanic cell) คือ เซลลไ์ ฟฟ้าเคมีที่เปลี่ยนพลงั งานเคมีเป็น
พลงั งานไฟฟ้า เกิดจาก สารเคมีทาปฏิกิริยากนั ในเซลล์ แลว้ เกิดกระแสไฟฟา้ เช่น
ถ่านไฟฉาย เซลลอ์ ลั คาไลน์ เซลลป์ รอท เซลลเ์ งิน แบตเตอร่ี

2. เซลล์อเิ ลก็ โตรไลต์ (Electrolytic cell) คือ เซลลไ์ ฟฟ้าเคมีที่เปล่ียนพลงั งานไฟฟ้า
เป็นพลงั งานเคมี เกิดจากการผา่ นกระแสไฟฟ้าลงไปในสารเคมีท่ีอยใู่ นเซลล์ แลว้ ทา
ใหเ้ กิดปฏิกิริยาเคมี เช่น การแยกน้าดว้ ยกระแสไฟฟ้า การชุบโลหะดว้ ยไฟฟ้า

ส่ วนประกอบของเซลล์ไฟฟ้าเคมี
1. ข้วั ไฟฟ้า (Electrode) ซ่ึงมี 2 ชนิด คือ
ก. ข้วั ว่องไว (Active electrode) ไดแ้ ก่ ข้วั โลหะทว่ั ไป เช่น Zn , Cu , Pb ข้วั พวกน้ีบาง
โอกาสจะเขา้ ไปมีส่วนร่วมในการเกิดปฏิกิริยาดว้ ย
ข. ข้วั เฉื่อย (Inert electrode) คือ ข้วั ท่ีไม่มีส่วนร่วมใด ๆ ในการเกิดปฏิกิริยาเคมี เช่น
Pt, C (แกร์ไฟต)์
สาหรับในเ์ลลไฟฟ้าหนึ่ง ๆ จะต้องประกอบไปด้วยขวั้ ไฟฟ้า 2 ขว้ั เสมอคอื
ข้วั แอโนด (Anode) คือ ข้วั ท่ีเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชนั
ข้วั แคโทด (Cathode) คือ ข้วั ท่ีเกิดปฏิกิริยารีดกั ชนั

2. อเิ ลก็ โทรไลต์ (Electrolyte)

อิเลก็ โทรไลต์ คือ สารที่สถานะเป็นของเหลว นาไฟฟ้าได้ เพราะมีไอออน
บวกและลบ
เคลื่อนที่ไปมา อิเลก็ โทรไลตม์ ี 2 ชนิดคือ
ก. สารประกอบไอออนิกหลอมเหลว เช่น KNO3(s) → K+(l) + NO3-(l)
ข. สารละลายอิเลก็ โทรไลต์ เช่น สารละลายกรด เบส และเกลือ
สารละลายกรด
HCl (g) → H+(aq) + Cl-(aq)
สารละลายเบส
NaOH (s) → Na+(aq) + OH-(aq)
สารละลายเกลือ
KNO3(s) → K+(aq) + NO3-(aq)

เซลล์กลั วานิก (Galvanic cell) คือ เซลลไ์ ฟฟ้าเคมีชนิดหน่ึงที่เปล่ียนพลงั งานเคมีเป็น
พลงั งานไฟฟ้า โดยทวั่ ไป เซลลก์ ลั วานิกมกั จะประกอบดว้ ยคร่ึงเซลล์ 2 คร่ึงเซลลม์ าต่อเขา้
ดว้ ยกนั และเชื่อมวงจรภายในใหค้ รบวงจรโดยใช้ สะพานไอออนต่อไวร้ ะหวา่ งสารละลาย
ในแต่ละคร่ึงเซลล์

ปฏิกิริยาออกซิเดชนั ท่ีแอโนด ( Zn )
ปฏิกิริยารีดกั ชนั ที่แคโทด (Cu )

ครึ่งเซลล์ (Half cell) คือ ระบบที่มีสารจุ่มอยใู่ นไอออนของสารน้นั ถา้ สารทจ่ี ุ่มเป็นโลหะ
กใ็ ชโ้ ลหะน้นั เป็น ข้วั เช่น Zn จุ่มใน Zn2+ Zn ทาหนา้ ที่เป็นข้วั ไฟฟ้า

แผนภาพเซลลไ์ ฟฟ้าเคมี
เช่น A(s) | A2+(aq) || B2+(aq) | B(s)
เซลลก์ ลั วานิกมีหลายประเภท
1.เซลลป์ ฐมภูมิ
2.เซลลท์ ุติยภูมิ
เซลล์ปฐมภูมมิ หี ลายชนิด เช่น
1. เซลลแ์ หง้ (Dry Cell) หรือเซลลเ์ ลอคลงั เช (LeClanche Cell)

2. เซลลแ์ อลคาไลน์ (Alkaline Cell)

3. เซลลป์ รอท (Mercury Cell)

เซลล์ทุตยิ ภูมมิ ีหลายชนิด เช่น
1. แบตเตอรี่สะสมไฟฟ้าแบบตะกวั่ ( Lead Storage Battery)

2. ซลลน์ ิกเกิล-แคดเมียม หรือเซลลน์ ิแคด (Nickel-Cadmium Cell)

3. เซลลล์ ิเทียมไอออน ( Lithium Ion Cell)

เซลลอ์ ิเลก็ โทรไลต์ คือ เซลลไ์ ฟฟ้าเคมีท่ีใชพ้ ลงั งานไฟฟ้าใหเ้ ปลี่ยนเป็ นพลงั งานเคมี หรือ
เกิดปฏิกิริยาเคมีข้ึน นน่ั เอง
ปฏิกิริยาที่เกิดขึน้ กจ็ ะเป็นปฏิกิริยารีดอกซ์ ซึ่งเซลล์ประเภทนีจ้ ะมคี ่า E0 cell ติดลบ

เซลลอ์ ิเลก็ โทรไลตป์ ระกอบดว้ ยภาชนะท่ีบรรจุสารเคมีท่ีจะเกิดปฏิกิริยา และมี
ข้วั ไฟฟ้าซ่ึงต่ออยกู่ บั แหล่งไฟฟ้ากระแสตรง โดยทว่ั ไปมกั เป็นข้วั เฉื่อยที่ไม่มีส่วนร่วมกบั
ปฏิกิริยา ดงั รูป

จากรูป ใชส้ ารละลายโพแทสเซียมไฮดรอกไซดเ์ ป็นสารละลายอิเลก็ โทรไลต์ ขณะที่ผา่ น
ไฟฟ้ากระแสตรงเขา้ ไป ไอออนบวก (Cation) จะเคลื่อนท่ีไปยงั ข้วั ลบ (แคโทด) และ
ไอออนลบ (Anion) จะเคลื่อนท่ีไปยงั ข้วั บวก (แอโนด) เพื่อใหอ้ ิเลก็ ตรอนถูกออกซิไดส์

เซลล์กลั วานิก
1. รู้วา่ เซลลป์ ฐมภูมิ เม่ือสร้างข้ึนแลว้ สามารถนาไปใชไ้ ดท้ นั ที เม่ือใชไ้ ปนาน ๆ
กระแสไฟฟ้าจะหมด ไม่สามารถนามาใชไ้ ด้
2. รู้วา่ เซลลท์ ุติยภูมิ เป็นเซลลไ์ ฟฟ้าท่ีสร้างเสร็จแลว้ ตอ้ งนาไปอดั ไฟเสียก่อนแลว้ จึง
จะนาไปใชเ้ พื่อจ่ายกระแสไฟฟ้าออก แต่อาจกลบั คืนสู่สภาพเดิมไดอ้ ีก โดยวิธีนา
เซลลไ์ ฟฟ้าอดั ไฟใหม่

เซลล์อเิ ลก็ โทรไลต์
1. การชุบโลหะ
2. การทาโลหะใหบ้ ริสุทธ์ิ
3. การถลุงแยกแร่
4. การแยกสารละลายเกลือดว้ ยกระแสไฟฟ้า

เซลล์กลั วานิก เซลล์อเิ ลก็ โทรไลต์
1. จากปฏิกิริยาเคมีเป็น
พลงั งานไฟฟ้า 1. จากพลงั งานไฟฟ้า
เป็ นปฏิกิริ ยาเคมี
2. เป็นปฏิกิริยาที่สามารถ
เกิดข้ึนไดเ้ อง 2. เป็นปฏิกิริยาท่ีไม่
สามารถเกิดข้ึนไดเ้ อง
3. คา่ ศกั ยไ์ ฟฟ้าของเซลล์ ตอ้ งใชพ้ ลงั งานไฟฟ้า
เป็ นบวกเสมอ ทาใหเ้ กิดปฏิกิริยา

4. ข้วั แอโนดเกิดปฏิกิริยา 3. ค่าศกั ยไ์ ฟฟ้าของ
ออกซิเดชนั เป็นข้วั ลบ เซลลเ์ ป็นลบ
ข้วั แคโทดเกิดปฏิกิริยา
รีดกั ชนั เป็นข้วั บวก 4. ข้วั แอโนดเกิด
ปฏิกิริยาออกซิเดชนั
เป็นข้วั บวก
ข้วั แคโทดเกิดปฏิกิริยา
รีดกั ชนั เป็นข้วั ลบ

จดั ทาโดย
นางสาวคุณญั ญา มีบุญ
เลขท่ี 8 ช้นั มธั ยมศึกษาปี ที่ 5/1

เสนอ

คุณครูสุวรรณ สาลีผล

โรงเรียนอา่ งทองปัทมโรจน์วทิ ยาคม