เซลล์ปฐมภูมิและเซลล์ทุติยภูมิ

เซลล์ปฐมภูมิ
&

เซลล์ทุติยภูมิ

จัดทำโดย
กันย์กนิษฐ์ บุญมี เลขที่ 8
พิมพ์มาดา หงษ์อุดร เลขที่ 26
ศรัณย์พร ศศิมณฑลกุล เลขที่ 27

ม. 5/1

เซลล์เคมีไฟฟ้า
(Electrochemical cell)

ประกอบด้วย ขั้วไฟฟ้าบวก ขั้วไฟฟ้าลบ และสารเคมีภายในเซลล์ เมื่อเกิด

ปฏิกิริยาเคมีภายในเซลล์จะทำให้เกิดความต่างศักย์ไฟฟ้าระหว่างขั้วเซลล์

เมื่อต่อเซลล์ไฟฟ้าเคมีเข้ากับวงจรไฟฟ้า จะทำให้เกิดกระแสไฟฟ้าในวงจรได้

เซลล์ปฐมภูมิ

(Primary cell)

เช่น เซลล์ดาเนียล
เซลล์แห้ง เป็นต้น

เซลล์ไฟฟ้าประเภทหนึ่งที่เมื่อสร้างเสร็จแล้วนำไปใช้
เพื่อจ่ายกระแสไฟฟ้าออกได้ทันที เมื่อใช้ไปแล้ว
ส่วนประกอบบางส่วนจะหมดเปลืองไปโดยไม่กลับคืน
เป็นสภาพเดิมได้อีก หรือไม่สามารถนำกลับไปอัดไฟ
และนำกลับมาใช้ได้อีก

เซลล์ทุติยภูมิ

(Secondary cell)

เซลล์ไฟฟ้าประเภทหนึ่งที่เมื่อสร้างเสร็จแล้วต้องนำไป
เช่น เซลล์สะสมไฟฟ้า
อัดไฟเสียก่อนแล้วจึงจะนำไปใช้เพื่อจ่ายกระแสไฟฟ้า
แบบตะกั่ว
ออกได้ เมื่อใช้ไปแล้วส่วนประกอบบางส่วนจะหมด
เซลล์นิกเกิล - แคดเมียม
เปลือง และแปรสภาพไป แต่อาจทำให้กลับคงสู่สภาพ
เป็นต้น
เดิมได้อีก โดยนำเซลล์ไฟฟ้าอัดไฟใหม่

เซลล์ปฐมภูมิ

(Primary cell)

เซลล์แห้ง (Dry cell)

เซลล์กัลวานิกซึ่งประกอบด้วยสารที่ไม่ไหลออกนอกเซลล์ได้
อยู่ในสภาพของแข็ง หรือกึ่งของเหลวที่ไม่สามารถไหลได้
อย่างรวดเร็ว เซลล์แห้งสามารถอยู่ในสภาพกรด หรือเบส
ขึ้นอยู่กับชนิดของสารอิเล็กโทรไลต์

ที่แอโนด ; , E0 = +0.763 V
Zn (s) —> Zn2+ (aq) + 2e-

ที่แคโทด ; , E0 = +0.50 V
MnO2 (s) + 2NH4+(aq) + 2e- —> Mn2O3(s) + 2NH3 (g) + H2O (l)

ปฏิกิริยาสุทธิของเซลล์ ;
Zn(s) + MnO2 (s) + 2NH 4+(aq) —> Zn2+(aq) + Mn2O3(s) + 2NH3(g) + H2 O (l) , E0 = 1.26 V

เซลล์อัลคาไลน์ (Alkaline cell)

เป็นเซลล์ที่เหมือนกับถ่านไฟฉาย แต่สารละลายอิเล็กโตรไลต์จะใช้
สารละลายโพแทสเซียมไฮดรอกไซด์แทนแอมโมเนียมคลอไรด์
ที่ขั้วแอโนดถูกล้อมรอบด้วยสารผสมระหว่างสังกะสีกับโพแทสเซียม
ไฮดรอกไซด์มีลักษณะเป็นกาว ส่วนที่ขั้วแคโทดมีสารละลายผสม
ระหว่างแมงกานีส (IV) ออกไซด์กับแกรไฟต์ล้อมรอบ เซลล์ชนิดนี้มี
ศักย์ไฟฟ้าของเซลล์เท่ากับ1.54 โวลต์ เกือบคงที่ และมีอายุการใช้งาน
ยาวนานกว่าถ่านไฟฉาย เมื่อเทียบราคาแล้วถูกกว่า

ที่แอโนด ; , E0 =1.25 V
, E0 = 0.29 V
Zn(s) + 2OH- (aq) —> ZnO (s) + H2O (l) + 2e- , E0 =1.54 V
ที่แคโทด ;

2MnO2(s) + H2O (l) + 2e- —> Mn2O3(s) + 2OH- (aq)
ปฏิกิริยาสุทธิของเซลล์ ;

Zn(s) + 2MnO2 (s) —> Zn(OH)2 (s) + Mn2O3 (s)

เซลล์ปรอท ( Mercury cell)

มีลักษณะคล้ายกับเซลล์อัลคาไลน์เปลี่ยนเฉพาะสารอิเล็ก
โทรไลต์จาก MnO2 เป็น HgO (เมอคิวรี (II) ออกไซด์)
เซลล์ชนิดนี้มีศักย์ไฟฟ้าของเซลล์1.35 โวลต์

ที่แอโนด ; , E0 = 1.25 V
, E0 = 0.098 V
Zn (s) + 2OH- (aq) —> ZnO (s) + H2O (l) + 2e- , E0 = 1.35 V
ที่แคโทด ;

HgO (s) + H2 O (l) + 2e- —> Hg (l) + 2OH- (aq)
ปฏิกิริยาสุทธิของเซลล์ ;

Zn (s) + HgO (s) —> ZnO (s) + Hg (l)

เซลล์เงิน (Zinc-silver oxide cell
หรือ Button Battery)

เซลล์ปฐมภูมิเช่นเดียวกับเซลล์อัลคาไลน์และใช้หลักการเดียวกัน แต่
ใช้ซิลเวอร์ออกไซด์แทนแมกนีเซียมออกไซด์ มีศักย์ไฟฟ้าของเซลล์
เท่ากับ 1.58 V มีอายุการใช้งานยาวกว่าเซลล์ปฐมภูมิอื่น ๆ แต่ราคา
แพงกว่า

ปัจจุบันพบว่าใช้ประโยชน์เป็นแหล่งให้พลังงานไฟฟ้า ในนาฬิกาข้อมือ
เครื่องคิดเลขไฟฟ้า และกล้องถ่ายภาพอัตโนมัติ

ที่แอโนด ; , E0 = 1.25 V
Zn (s) + 2OH- (aq) —> ZnO (s) + H2O (l) + 2e- , E0 = 0.61 V
, E0 = 1.86 V
ที่แคโทด ;
2AgO (s) + H2O (l) + 2e- —> Ag2O (s) + 2OH- (aq)

ปฏิกิริยาสุทธิของเซลล์ ;
Zn (s) + 2AgO (s) —> ZnO (s) + Ag2 O (s)

เซลล์ทุติยภูมิ

(Secondary cell)

เซลล์อัลคาไลน์ (Alkaline dry cells)

เซลล์สะสมไฟฟ้าแบบตะกั่ว เป็นเซลล์กัลวานิก
ชนิดเซลล์ทุติยภูมิที่สามารถอัดไฟนำกลับมาใช้ใหม่
ได้ เนื่องจากตะกั่วเป็นธาตุที่มีความหนาแน่นสูง จึง
เป็นผลทำให้เซลล์ชนิดนี้ให้พลังงานต่อหนึ่งหน่วย
มวลต่ำ (0.022 Kwh/kg) เมื่อนำเซลล์สะสมไฟฟ้า
แบบตะกั่วต่อกันเป็นอนุกรม 6 เซลล์ มีศักย์ไฟฟ้า
ของเซลล์ประมาณ12 โวลต์ แต่ละเซลล์ประกอบ
ด้วยแอโนดเป็นตะกั่วอัด พื้นผิวขรุขระเป็นรูพรุน
และแคโทดเป็นแผ่นตะกั่วเคลือบหุ้มด้วยเลด (IV)
ออกไซด์ ขั้วทั้งสอง จุ่มในสารละลายกรดกำมะถัน
เข้มข้น 40% โดยมวล (ประมาณ 5.3 mol/dm3 )
มีความถ่วงจำเพาะ 1.3 และถ้าความถ่วงจำเพาะ
ต่ำกว่า 1.1 จะต้องนำไปอัดไฟใหม่

ที่แอโนด ; , E0 = +0.356 V
Pb (s) + SO42-(aq) —> PbSO4(s) + 2e- , E 0 = +1.685 V
, E0 = +2.041 V
ที่แคโทด ;
PbO2 (s) + 4H+ (aq) + SO42-(aq) + 2e- —> PbSO4 (s) + 2H2O (l)

ปฏิกิริยาสุทธิของเซลล์ ;
Pb (s) + PbO2 (s) + 4H+(aq) + 2SO42-(aq) —> 2PbSO4 (s) + 2H2 O (l)

เปรียบเทียบ
ความแตกต่าง
และ ความเหมือน

เซลล์ปฐมภูมิ

• ไม่สามารถนำกลับไปอัด
ไฟและนำกลับมาใช้ได้อีก

• นำมาใช้ได้ทันที

เป็นแหล่ง
พลังงานไฟฟ้า

• สามารถนำมา
ประจุไฟใหม่ได้

• ต้องทำมาอัดไฟก่อน
ถึงจะสามารถใช้ได้

เซลล์ทุติยภูมิ