ประโยชน์ของเซลล์ไฟฟ้าเคมี
Group Blog
 
All Blogs
 

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 : 7907 Pageviews.  

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 : 6243 Pageviews.  

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 : 1202 Pageviews.  

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 : 821 Pageviews.  

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 : 315 Pageviews.  


monomord
Location :
ลพบุรี Thailand

[Profile ทั้งหมด]

ให้ทิปเจ้าของ Blog [?]
ฝากข้อความหลังไมค์
Rss Feed
Smember
ผู้ติดตามบล็อก : 1 คน [?]




เป็นการรวบรวมประโยชน์เซลล์ไฟฟ้าเคมีไว้
ยังไงก็ขอบคุณที่เข้าชมนะครับ
Friends' blogs
[Add monomord's blog to your web]
Links
 

 Pantip.com | PantipMarket.com | Pantown.com | © 2004 BlogGang.com allrights reserved.