• เซลล์กัลวานิก
• เซลล์อิเล็กโทรไลต์
• ศักย์ไฟฟ้ารีดักชันมาตรฐานที่ 25 ๐C (298 K)
• ข้อแตกต่างเซลล์แกลแวนิกและเซลล์อิเล็กโทรไลต์

การชุบโลหะ การชุบโลหะ      หลักการทั่วไปสำหรับการชุบโลหะด้วยไฟฟ้า 1.ใช้โลหะที่จะชุบเป็นแคโทด 2.จะชุบด้วยโลหะใดใช้โลหะนั้นเป็นแอโนด 3.สารละลายอิเล็กโทรไลต์  ต้องมีไอออนของโลหะที่เป็นแอโนด 4.ใช้ไฟฟ้ากระแสตรง  และควบคุมศักดิ์ไฟฟ้าของเซลล์ให้เหมาะสม เช่นการชุบช้อนสังกะสีด้วยเงิน  กระทำดังแผนภาพ การชุบช้อนโลหะด้วยเงิน หลักการของการชุบโลหะด้วยไฟฟ้าคือ ต้องให้โลหะชนิดหนึ่งมาเคลือบบนโลหะอีกชนิดหนึ่งที่อยู่เป็นแคโทด โดยจัดเซลล์ดังนี้           ขั้วแอโนด: โลหะที่ใช้ชุบ           ขั้วแคโทด: โลหะที่ต้องการชุบ           สารละลายอิเล็กโทรไลต์: โลหะไอออนของโลหะที่เป็นแอโนด           ไฟฟ้า: กระแสตรง จากรูป การชุบช้อนโลหะด้วยเงิน ต้องใช้เงินเป็นแอโนด ช้อนโลหะเป็นแคโทด และใช้สารละลายซิลเวอร์ไนเตรตเป็นสารละลายอิเล็กโทรไลต์                ขั้วแอโนด: Ag:            Ag(s) Ag+(aq) + e-                ขั้วแคโทด: ช้อน:          Ag+(aq) + e- Ag(s)           สิ่ง เจือปนที่มักจะมีอยู่ในทองแดง ได้แก่ เหล็ก เงิน ทอง แพลตินัม และสังกะสี เมื่อต้องการทำทองแดงให้บริสุทธิ์ (GRedCat) ต้องจัดให้แท่งทองแดงที่ไม่บริสุทธิ์เป็นขั้วแอโนด (LAnOX) และแผ่นทองแดงที่บริสุทธิ์เป็นแคโทดจุ่มอยู่ในสารละลายผสมของคอปเปอร์ (II) ซัลเฟตกับกรดซัลฟิวริก ครึ่งปฏิกิริยารีดักชันและค่า E๐ ที่เกี่ยวข้องมีดังต่อไปนี้                     Au3+(aq) + 3e- Au(s)                        +1.50 V                     Pt2+(aq) + 2e- Pt(s)                          +1.20 V                     Ag+(aq) + e- Ag(s)                            +0.80 V Cu2+aq) + 2e- Cu(s)                   +0.34 V                     Fe2+(aq) + 2e- Fe(s)                         -0.44 V                     Zn2+(aq) + 2e- Zn(s)                         -0.76 V           การเปลี่ยนแปลงจะเกิดขึ้นเมื่อผ่านกระแสไฟฟ้าตรงที่มีศักย์ไฟฟ้าที่เหมาะสม ลงไปในสารละลาย ดังนั้นที่ขั้วแอโนด สารที่จะเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันก็คือ Cu แต่ค่า E๐ ของ Fe และ Zn มีค่าน้อยกว่า Cu จึงสามารถเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันได้ดีกว่า Cu2+,  Fe2+ และ Zn2+ จึงละลายลงไปในสารละลาย ส่วน Au  Pt และ Ag ซึ่งมีศักย์ไฟฟ้าสูงกว่าไม่สามารถเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันได้ เมื่อแท่งทองแดงที่ไม่บริสุทธิ์กร่อนไปเรื่อย ๆ Au  Pt และ Ag ก็จะตกเป็นตะกอนลงมาที่ก้นภาชนะ           ส่วนที่ขั้วแคโทด ไอออนที่สามารถจะเกิดปฏิกิริยารีดักชันได้คือ Cu2+,  Fe2+ และ Zn2+ แต่ค่า E๐ ของ Cu2+ สูงที่สุดจึงมาเกิดปฏิกิริยารีดักชันที่ขั้วแคโทดได้ จึงเกิดเป็นโลหะทองแดงเกาะที่ขั้วซึ่งเป็นแผ่นทองแดงบริสุทธิ์ ทำให้ได้ทองแดงที่บริสุทธิ์ขึ้น ส่วน Fe2+ และ Zn2+ ก็จะอยู่ในสารละลาย           ที่ขั้วแอโนด          Cu(s)  Cu2+aq) + 2e-                                       Fe(s) Fe2+(aq) + 2e-                                        Zn(s) Zn2+(aq) + 2e-             ที่ขั้วแคโทด          Cu2+aq) + 2e- Cu(s) Credit://www.it.nrru.ac.th/~cs4940207219/index.html   Create Date : 02 มกราคม 2552     Last Update : 16 มกราคม 2552 23:35:53 น. Counter : 15404 Pageviews.   11 comment Share Tweet

การทำโลหะให้บริสุทธิ์ด้วยกระบวนการอิเล็กโทรลิซิส การทำโลหะให้บริสุทธิ์ การทำโลหะให้บริสุทธิ์ด้วยกระบวนการอิเล็กโทรลิซิส ใช้หลักการเดียวกับกับการชุบด้วยไฟฟ้า โดยใช้โลหะที่บริสุทธิ์เป็นแคโทด โลหะที่ไม่บริสุทธิ์เป็นแอโนด และใช้สารละลายที่มีไอออนของโลหะดังกล่าวเป็นอิเล็กโทรไลต์ เช่นการทำทองแดงให้บริสุทธิ์ โดยทั่วๆไปจะได้ทองแดงจากการถลุงแร่ ซึ่งจะมีความบริสุทธิ์ไม่เกิน 99% ที่เหลือจะเป็นพวกสิ่งเจือปนต่าง ๆ เช่น Fe Ag Au Pt และ Zn ถ้าใช้กระบวนการอิเล็กโทรลิซิสเข้าช่วย จะได้ทองแดงที่มีความบริสุทธิ์ถึง 99.95% ในอุตสาหกรรมจะสร้างเซลล์ดังนี้ การทำทองแดงให้บริสุทธิ์ สิ่ง เจือปนที่มักจะมีอยู่ในทองแดง ได้แก่ เหล็ก เงิน ทอง แพลตินัม และสังกะสี เมื่อต้องการทำทองแดงให้บริสุทธิ์ (GRedCat) ต้องจัดให้แท่งทองแดงที่ไม่บริสุทธิ์เป็นขั้วแอโนด (LAnOX) และแผ่นทองแดงที่บริสุทธิ์เป็นแคโทดจุ่มอยู่ในสารละลายผสมของคอปเปอร์ (II) ซัลเฟตกับกรดซัลฟิวริก ครึ่งปฏิกิริยารีดักชันและค่า E๐ ที่เกี่ยวข้องมีดังต่อไปนี้ Au3+(aq) + 3e- Au(s) +1.50 V Pt2+(aq) + 2e- Pt(s) +1.20 V Ag+(aq) + e- Ag(s) +0.80 V Cu2+aq) + 2e- Cu(s) +0.34 V Fe2+(aq) + 2e- Fe(s) -0.44 V Zn2+(aq) + 2e- Zn(s) -0.76 V การเปลี่ยนแปลงจะเกิดขึ้นเมื่อผ่านกระแสไฟฟ้าตรงที่มีศักย์ไฟฟ้าที่เหมาะสม ลงไปในสารละลาย ดังนั้นที่ขั้วแอโนด สารที่จะเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันก็คือ Cu แต่ค่า E๐ ของ Fe และ Zn มีค่าน้อยกว่า Cu จึงสามารถเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันได้ดีกว่า Cu2+, Fe2+ และ Zn2+ จึงละลายลงไปในสารละลาย ส่วน Au Pt และ Ag ซึ่งมีศักย์ไฟฟ้าสูงกว่าไม่สามารถเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันได้ เมื่อแท่งทองแดงที่ไม่บริสุทธิ์กร่อนไปเรื่อย ๆ Au Pt และ Ag ก็จะตกเป็นตะกอนลงมาที่ก้นภาชนะ ส่วนที่ขั้วแคโทด ไอออนที่สามารถจะเกิดปฏิกิริยารีดักชันได้คือ Cu2+, Fe2+ และ Zn2+ แต่ค่า E๐ ของ Cu2+ สูงที่สุดจึงมาเกิดปฏิกิริยารีดักชันที่ขั้วแคโทดได้ จึงเกิดเป็นโลหะทองแดงเกาะที่ขั้วซึ่งเป็นแผ่นทองแดงบริสุทธิ์ ทำให้ได้ทองแดงที่บริสุทธิ์ขึ้น ส่วน Fe2+ และ Zn2+ ก็จะอยู่ในสารละลาย ที่ขั้วแอโนด Cu(s) Cu2+aq) + 2e- Fe(s) Fe2+(aq) + 2e- Zn(s) Zn2+(aq) + 2e- ที่ขั้วแคโทด Cu2+aq) + 2e- Cu(s) Credit://www.it.nrru.ac.th/~cs4940207219/index.html   Create Date : 02 มกราคม 2552     Last Update : 16 มกราคม 2552 23:35:40 น. Counter : 16679 Pageviews.   6 comment Share Tweet

การแยกน้ำด้วยไฟฟ้า การแยกน้ำด้วยไฟฟ้า <> การแยกน้ำด้วยไฟฟ้า < /> <> <>   การแยกน้ำด้วยไฟฟ้า  จากรูป 1) การแยกสารละลาย NaCl เจือจางด้วยไฟฟ้า 1) การแยกสารละลาย NaCl เจือจางด้วยไฟฟ้า           ที่ขั้วแอโนด มีไอออนและสารที่สามารถให้อิเล็กตรอนได้คือ Cl- และ H2O โดยมีปฏิกิริยาครึ่งเซลล์รีดักชันและ ค่า E๐ เป็นดังนี้                     Cl2(g) + 2e- 2Cl-(aq)                             +1.36 V              (1)                     O2(g) + 4H+(aq) + 4e- 2H2O(l)              +1.23 V             (2)           สารที่สามารถให้อิเล็กตรอนได้ดี (ตัวรีดิวซ์ที่ดี) คือสารที่มีค่า E๐ ต่ำ ปฏิกิริยา (2) มีค่า E๐ ต่ำกว่า H2O จึงควรให้อิเล็กตรอนได้ดีกว่าแต่ในทางปฏิบัติแล้ว Cl5- ให้ e- ได้ดีกว่า และเกิดปฏิกิริยาทำให้เกิดแก๊สคลอรีนที่ขั้วแอโนด และมี Cl2 เกิดขึ้นด้วย ดังสมการ                     2Cl- (aq) Cl2(g) + 2e-                                                           (3)           ที่ขั้วแคโทด มีไอออนและสารที่สามารถให้อิเล็กตรอนได้คือ Na+และ H2O โดยมีปฏิกิริยาครึ่งเซลล์รีดักชันและ ค่า E๐ เป็นดังนี้                     2H2O(l) + 2e- H2(g) + 2OH-(aq)              -0.83 V             (4)                     Na+(aq) + e- Na(s)                                   -2.71 V              (5)           สารที่สามารถรับอิเล็กตรอนได้ดี (ตัวออกซิไดซ์ที่ดี) คือสารที่มีค่า E๐ สูง ปฏิกิริยา (4) มีค่า E๐ สูงที่สุด H2O จึงสามารถรับอิเล็กตรอนได้ดีกว่า ทำให้เกิดแก๊สไฮโดรเจนที่ขั้วแคโทด ดังสมการ                     2H2O(l) + 2e-   H2(g)  +  2OH-(aq)  +  1.36 v                  (6)           ปฏิกิริยารวม (สมการ 3 + 6) คือ            2Cl- (aq) + 2H2O(l) Cl2(g) + H 2(g) + 2OH-(aq) ***ใช้ขั้วไฟฟ้าเฉื่อยทั้งสองปฏิกิริยา   รูป 2) การแยก NaCl หลอมเหลวด้วยไฟฟ้า 2) การแยก NaCl หลอมเหลวด้วยไฟฟ้า           ที่ขั้วแอโนด มีไอออนที่สามารถให้อิเล็กตรอนได้คือ Cl- โดยมีปฏิกิริยาครึ่งเซลล์รีดักชันและ ค่า E๐ เป็นดังนี้                     Cl2(g) + 2e- 2Cl-(aq)                              +1.36 V           Cl- ให้อิเล็กตรอนทำให้เกิดแก๊สคลอรีนที่ขั้วแอโนด           ที่ขั้วแคโทด มีไอออนที่สามารถให้อิเล็กตรอนได้คือ Na+ โดยมีปฏิกิริยาครึ่งเซลล์รีดักชันและ ค่า E๐ เป็นดังนี้                     Na+(aq) + e- Na(s)                                   -2.71 V           Na+ รับอิเล็กตรอนทำให้เกิดโซเดียมที่ขั้วแคโทด           ปฏิกิริยารวมคือ       2Na+(aq) + 2Cl-(aq) 2Na(s) + Cl2(g) Credit://www.it.nrru.ac.th/~cs4940207219/index.html   Create Date : 02 มกราคม 2552     Last Update : 16 มกราคม 2552 23:35:27 น. Counter : 4212 Pageviews.   9 comment Share Tweet

ประโยชน์ การทำโลหะให้บริสุทธิ์ ประโยชน์ของเซลล์อิเล็กโทรไลต์ที่สำคัญอีกประการหนึ่ง คือ นำมาใช้ในการทำโลหะให้บริสุทธิ์ โดยอาศัยหลักเซลล์อิเล็กโทรไลท์เป็นกระบวนการแยกโลหะที่ไม่บริสุทธิ์ เนื่องจากมีสิ่งเจือให้บริสุทธิ์ หลักการคือ 1. โลหะที่บริสุทธิ์ทำเป็นขั้วลบ ( แคโทด ) 2. โลหะที่ไม่บริสุทธิ์ทำเป็นขั้วบวก ( แอโนด ) 3. สารละสารอิเล็กโทรไลต์ต้องมีไอออนของโลหะที่ทำให้บริสุทธิ์ 4. ใช้ไฟฟ้ากระแสตรง Credit://www.it.nrru.ac.th/~cs4940207219/index.html   Create Date : 02 มกราคม 2552     Last Update : 16 มกราคม 2552 23:35:15 น. Counter : 1142 Pageviews.   0 comment Share Tweet

มารู้จักเซลล์อิเล็กโทรไลต์แบบคร่าวๆกันครับ เซลล์อิเล็กโทรไลต์ (electrolytic cell) เมื่อ ผ่านไฟฟ้าเข้าไปในเซลล์ที่ประกอบด้วยขั้วไฟฟ้าสองขั้วจุ่มอยู่ในสารละลาย อิเล็กโทรไลต์ จะเกิดปฏิกิริยาเกิดขึ้นภายในเซลล์ เรียกกระบวนการนี้ว่าอิเล็กโทรลิซิส (electrolysis) และเรียกเซลล์ไฟฟ้าเคมีนี้ว่า เซลล์อิเล็กโทรไลต์ ดังรูป ในการพิจารณาขั้วบวก/ขั้วลบจะพิจารณาจากปริมาณอิเล็กตรอนว่ามีมากหรือน้อย - เซลล์แกลแวนิก ขั้วที่เกิดออกซิเดชันมีอิเล็กตรอนสะสม(จากภายใน) จึงเป็นขั้วลบ - เซลล์แกลแวนิก ขั้วที่เกิดรีดักชันมีอิเล็กตรอนสะสม(จากภายนอก) จึงเป็นขั้วลบ ในเมื่อแบตเตอรี่เป็นตัวจ่ายกระแสไฟฟ้า อิเล็กตรอนจะเคลื่อนที่ออกจากขั้วแอโนด (ขั้วลบ) ของแบตเตอรี่ผ่านลวดตัวนำไปยังขั้วไฟฟ้าของเซลล์อิเล็กโทรไลต์ ดังนั้นขั้วไฟฟ้าที่ต่อกับขั้วลบของแบตเตอรี่จะเป็นขั้วแคโทด เพราะเป็นขั้วที่เกิดปฏิกิริยารีดักชัน และเนื่องจากต่อกับขั้วลบ ขั้วไฟฟ้านี้จึงเป็นขั้วลบ ส่วนขั้วไฟฟ้าอีกขั้วหนึ่งเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันจึงเป็นขั้วแอโนด และต่อกับขั้วบวกของแบตเตอรี่จึงเป็นขั้วบวก อิเล็กตรอนเคลื่อนที่ออกจากขั้วแอโนดของเซลล์เข้าสู่แบตเตอรี่ Credit://www.it.nrru.ac.th/~cs4940207219/index.html   Create Date : 02 มกราคม 2552     Last Update : 16 มกราคม 2552 23:35:03 น. Counter : 593 Pageviews.   3 comment Share Tweet

• Webmaster - BlogGang

• BlogGang.com