1.1) 1.1) ปฏิ�กิ�ริ�ยาริ�ดอกิซ์�ปฏิ�กิ�ริ�ยาริ�ดอกิซ์�

• ปฏิ�กิ�ริ�ยาที่��มี�กิาริถ่�ายเที่อ�เล็�กิตริอนจากิสาริหน��ง ไปย�งอ�กิสาริหน��ง

- Oxidation/ให�อ�เล็�กิตริอน

Fe2+ Fe3+ + e

- Reduction/ริ�บอ�เล็�กิตริอน

MnO42- + 8H+ + 2e Mn2+ + 4H2O

• ปริะกิอบด�วย 2 ปฏิ�กิ�ริ�ยา

MnO42- + 2 Fe2+ + 8H+ Mn2+ + 2Fe3+ + 4H2O

• ปฏิ�กิ�ริ�ยาริวมี

• สาริที่��ให�อ�เล็�กิตริอน

• สาริที่��ริ�บอ�เล็�กิตริอน

- ต�วออกิซ์�ไดซ์� (Oxidizing agent)

MnO42-/ ริ�บอ�เล็�กิตริอน

- ต�วริ�ด�วซ์�/ให�อ�เล็�กิตริอน

Fe2+

ปฏิ�กิ�ริ�ยาน�%ปริะกิอบด�วย 2 ปฏิ�กิ�ริ�ยาย�อย

ออกิซ์�เดชั�นออกิซ์�เดชั�น

ริ�ด�กิชั�นริ�ด�กิชั�น

ต�วริ�ด�วซ์�ต�วริ�ด�วซ์�

ออกิซ์�ไดซ์�ออกิซ์�ไดซ์�

3SO32- + 2MnO4

- + H2O 3SO42- +2MnO2 +2OH-

3SO32- + 6OH- 3SO4

2- + 3H2O + 6e-

2MnO4- + 4H2O + 6e- 2MnO2 + 8OH-

SO32-

MnO4-

เล็ขออกิซ์�เดชั�นเล็ขออกิซ์�เดชั�น

เล็ขที่��แสดงให�ที่ริาบว�าธาต*ใดๆที่��มีาปริะกิอบกิ�น เป,นสาริปริะกิอบ ไอออน หริ-อกิล็*�มีอะตอมีมี�สภาพ

ที่างไฟฟ1าเป,นบวกิหริ-อล็บอย2�เที่�าใดเชั�น

- S2-, MnO4-, Cl-, Zn,

Cr2O42-

ข�อกิ3าหนดข�อกิ3าหนด

1) อะตอมีของธาต*ต�างๆในสภาวะอ�สริะมี�เล็ข ออกิซ์�เดชั�นเป,น 0

• Zn, Ag, Hg, Cl2, H2, P4, S82 ) ไอออนที่��มี�อะตอมีเด��ยวมี�เล็ขออกิซ์�เดชั�นเที่�ากิ�บ

ปริะจ*ของไอออนน�%น

• Al3+ Oxidation no. = +3

• Cl- Oxidation no. = -1

• S2- Oxidation no. = -2

3) เล็ขออกิซ์�เดชั�นของโล็หะอ�ล็คาไล็น� แล็ะโล็หะ อ�ล็คาไล็น�เอ�ริ�ที่ในสาริปริะกิอบต�างๆมี�ค�าเที่�ากิ�บ 1+ แล็ะ 2 ตามีล็3าด�บ

4 ) เล็ขออกิซ์�เดชั�นของออกิซ์�เจนในสาริปริะกิอบส�วน มีากิมี�ค�าเที่�ากิ�บ – 2 ยกิเว�น

• สาริปริะกิอบเปอริ�ออกิไซ์ด�เชั�น H2O2, Na2O2 Oxidation no. = -1

• สาริปริะกิอบซ์*ปเปอริ�ออกิไซ์ด�เชั�น KO2

Oxidation no. = -1/2

• สาริปริะกิอบ OF2

Oxidation no. = +2

5 ) เล็ขออกิซ์�เดชั�นของไฮโดริเจนในสาริปริะกิอบส�วน มีากิมี�ค�าเที่�ากิ�บ 1 ยกิเว�น

• สาริปริะกิอบไฮไดริด�ไอออน�กิ- เล็ขออกิซ์�เดชั�นเที่�ากิ�บ –1

LiAlH4 , NaBH4

6) ผล็ริวมีที่างพ�ชัคณิ�ตของเล็ขออกิซ์�เดชั�นของ อะตอมีที่�%งหมีดในส2ตริเคมี�ใดๆ จะมี�ค�าเที่�ากิ�บปริะจ* ของกิล็*�มีอะตอมีที่��แสดงในส2ตริน�%นๆ

สาริปริะกิอบ ธาต* เล็ขออกิซ์�เดชั�น ผล็ริวมีของเล็ขออกิซ์�เดชั�น

NaClNaCl

+1-1

0

NH3

N3 H

-33 x (+1)

0

NO3-

N3 O

+53 x (-2)

-1

MnO4-

Mn4 O

+74 x (-2)

-1

KMnO4

KMn4 O

+1+7

4 x (-2)0

[Cu(NH3)4]2

+

Cu4 NH3

+24 x 0

+2

1.2) กิาริด*ล็สมีกิาริริ�ดอกิซ์�

1 .เข�ยนคริ��งปฏิ�กิ�ริ�ยาออกิซ์�เดชั�น แล็ะริ�ด�กิชั�น แยกิออกิจากิกิ�น โดยด2ว�าสาริใดเป,นต�วออกิ ซ์�ไดซ์� แล็ะสาริใดเป,นต�วริ�ด�วซ์�

2. ด2ว�าในแต�ล็ะปฏิ�กิ�ริ�ยามี�กิาริให�หริ-อริ�บอ�เล็ค ตริอนเที่�าใดโดยด2จากิเล็ขออกิซ์�เดชั�นที่�� เปล็��ยนไป

3. ที่3าจ3านวนอ�เล็คตริอนในที่�%งสองปฏิ�กิ�ริ�ยาให� เที่�ากิ�น

4. ที่3าจ3านวนอะตอมีให�เที่�ากิ�นโดยเต�มี H+ ใน ปฏิ�กิ�ริ�ยาที่��เกิ�ดข�%นในกิริด หริ-อ เต�มี OH- ใน ปฏิ�กิ�ริ�ยาที่��เกิ�ดข�%นในเบส ตามีด�วย H2O

5. ริวมีปฏิ�กิ�ริ�ยาที่�%งสองเข�าด�วยกิ�น

ต�วอย�างต�วอย�าง จงที่3าสมีกิาริต�อไปน�%ให�ด*ล็ย�

Fe2+ + Cr2O72- + H+ Fe3++ Cr3+ + H2O

1) Fe2+ Fe3+ + e-

Cr2O72- + 6e- 2Cr3+

2) 6Fe2+ 6Fe3+ + 6e-

Cr2O72- + 14H+ + 6e- 2Cr3+ + 7H2O

3) 6Fe2+ + Cr2O72- + 14H+ 6Fe3++ 2Cr3+ + 7H2O

1.3 เซ์ล็ล็�ไฟฟ1า

เซ์ล็ล็�ไฟฟ1า ซ์��งแบ�งเป,นสองชัน�ด

• เซ์ล็ล็�กิ�ล็วาน�กิ

• เซ์ล็ล็�อ�เล็คโตริไล็ต�กิ

• เป,นเซ์ล็ล็�ไฟฟ1าที่�� ปฏิ�กิ�ริ�ยาริ�ดอกิซ์� สามีาริถ่เกิ�ด เองได� แล็ะให�พล็�งงานไฟฟ1าออกิมีา

เซ์ล็ล็�กิ�ล็วาน�กิเซ์ล็ล็�กิ�ล็วาน�กิ

ปริะกิอบด�วย

1. ข�%วไฟฟ1า ( Electrode )

- ข�%วแอโนด ที่3าหน�าที่��เป,นข�%วบวกิ

- ข�%วแคโที่ด ที่3าหน�าที่��เป,นข�%วล็บ

2. สาริล็ะล็ายอ�เล็คโตริไล็ต�ที่��เหมีาะสมี โดยที่��วไปเป,นเกิล็-อของโล็หะที่��ใชั�เป,นข�%วไฟฟ1า

3. ต�วเชั-�อมีต�อริะหว�าง 2 คริ��งเซ์ล็ล็�• สะพานเกิล็-อ• แผ�นที่��มี�ริ2พริ*น

เซ์ล็ล็�ที่��มี� junction potential

Salt bridge

Zn Cu

Zn2+

Cu2+

V

SO42-

SO42-

แผ�นพริ*น

เซ์ล็ล็�ที่��ไมี�มี� junction potential

Salt bridge

Zn Cu

Zn2+

Cu2+

V

SO42-

SO42-

Junction potential, Ej

+

+

+

+

-

-

-

+

+

+

+

-

-

-

-

-

+

+

+

+

-

-

-

+

+

+

+

-

-

-

-

-

ไมี�มี� Ej

+

+

+

+

-

-

-

+

+

+

+

-

-

-

-

-

+

-

-

-

+

+

-

+

มี� Ej

+

+

+

+

-

-

-

+

+

+

+

-

-

-

-

-

+

+

+

+

-

-

-

+

+

+

+

-

-

-

-

-

มี� Ej

สะพานเกิล็-อ/แผ�นพริ*น• เป,นสะพานให�ไอออนจากิสาริล็ะล็ายหน��ง ข�ามีไปย�งอ�กิข�างหน��ง

สะพานเกิล็-อ

• ที่3าจากิเกิล็-อที่��ล็ะล็ายน3%าได�ด�

• มี�ไอออนบวกิแล็ะล็บเคล็-�อนที่��ด�วยความีเริ�วใกิล็� เค�ยงกิ�น

- KCl, NH4NO3

• ผสมีอย2�ในว* �น (gelatin)

กิาริเปล็��ยนแปล็งที่��เกิ�ดข�%นในเซ์ล็ล็�กิ�ล็วาน�กิ Zn/Cu

1. Zn Zn2+ + 2e

• ส�งกิะส�ล็ะล็ายล็งในสาริล็ะล็าย ZnSO4

• อ�เล็�กิตริอนเคล็-�อนที่��ไปตามีล็วดต�วน3า จากิข�%วส�งกิะส�ไปย�งที่องแดง

2 Cu2+ ในสาริล็ะล็าย CuSO4 ริ�บอ�เล็�กิตริอน กิล็ายเป,นโล็หะที่องแดงเกิาะที่��ข�%ว

Cu2+ + 2e Cu

4. แริงเคล็-�อนไฟฟ1าของเซ์ล็ล็�จะค�อยๆล็ดล็งจนเป,น 0

• ปฏิ�กิ�ริ�ยาหย*ด

3. ไอออนล็บ (SO42-) เคล็-�อนที่��ไปย�งคริ��งเซ์ล็ล็�ของ

Zn ไอออนบวกิ (Zn2+) เคล็-�อนที่��ไปย�งคริ��งเซ์ล็ล็� ของ Cu เพ-�อด*ล็ปริะจ*

2. คริ��งเซ์ล็ล็�ที่��เกิ�ดปฏิ�กิ�ริ�ยาออกิซ์�เดชั�นที่3าหน�าที่��เป,น แอโนด

3. คริ��งเซ์ล็ล็�ที่��เกิ�ดปฏิ�กิ�ริ�ยาริ�ด�กิชั�นที่3าหน�าที่��เป,น แคโที่ด

4. แริงเคล็-�อนไฟฟ1าของเซ์ล็ล็�จะเป,นผล็ริวมีที่างพ�ชั คณิ�ตของศั�กิย�ไฟฟ1าของข�%วเด��ยว

ข�อกิ3าหนดต�างๆที่��เกิ��ยวกิ�บเซ์ล็ล็�ไฟฟ1าข�อกิ3าหนดต�างๆที่��เกิ��ยวกิ�บเซ์ล็ล็�ไฟฟ1า

1. ปฏิ�กิ�ริ�ยาริวมีที่��เกิ�ดข�%นในเซ์ล็ล็�ไฟฟ1าใดๆจะเป,น ผล็บวกิของปฏิ�กิ�ริ�ยาที่��จริ�งเกิ�ดข�%นจริ�งที่��แล็ะข�%ว ของเซ์ล็ล็�น�%น

1.4 ส�ญญล็�กิษณิ�ของเซ์ล็ล็�ไฟฟ1า

• กิาริเข�ยนแผนภาพเซ์ล็ล็�ไฟฟ1า

1 .เข�ยนข�%วแอโนดไว�ที่างซ์�ายมี-อ ส�วนข�%วแคโที่ด เข�ยนไว�ที่างขวามี-อ ค��นด�วยเคริ-�องหมีาย //

2. เข�ยนส�ญล็�กิษณิ�ข�%วไฟฟ1าไว�ริ�มีส*ดที่�%งสองด�าน ตามีด�วย ไอออนของสาริล็ะล็ายค��นด�วย เคริ-�องหมีาย / เชั�น Zn/Zn2+

3. ถ่�าในสาริล็ะล็ายมี�ไอออนหล็ายชัน�ด ให�เข�ยน ที่*กิต�ว โดยค��นด�วยเคริ-�องหมีาย , เชั�น Pt/Fe3+,Fe2+ ถ่�าเป,นคนล็ะสถ่านะค��นด�วย เคริ-�องหมีาย / เชั�น Ag/AgCl/Cl-

4. ถ่�าเป,นข�%วไฟฟ1าแกิ�ส หริ-อไมี�มี�ข�%วโล็หะที่��เหมีาะสมี จะใชั�โล็หะเฉื่-�อยแที่นเชั�น Pt ,Au ,C โดยค��นด�วย เคริ-�องหมีาย / เชั�น Pt/H2/H

+

5. ถ่�าไมี�ใชั�สภาวะมีาตริฐานให�บอกิความีเข�มีข�นด�วย

ต�วอย�างต�วอย�าง จงเข�ยนแผนภาพของเซ์ล็ล็�ไฟฟ1าต�อไปน�%

1) 6Fe2+ + Cr2O72- + 14H+ 6Fe3++ 2Cr3+ +

7H2O Pt/Fe3+,Fe2+//Cr3+,Cr2O72-,H+/Pt

Pt/Ti3+,TiO2+//Cr3+,Cr2O72-,H+/Pt

2) 6Ti3+ + Cr2O72- + 2H+ 6TiO2+ + 2Cr3+ + H2O

1.5 ศั�กิย�ไฟฟ1าของข�%ว (Electrode potential , E)

• เป,นพล็�งงานศั�กิย�ริ2ปหน��งที่��พริ�อมีจะปล็ด ปล็�อยพล็�งงานไฟฟ1าออกิมีา • ไมี�สามีาริถ่ว�ดโดยตริงได�

• กิ3าหนดให�มี�ศั�กิย�ไฟฟ1าอ�เล็�กิโตริดมีาตริฐาน

- ไฮโดริเจนอ�เล็�กิโตริด มีาตริฐาน มี�ศั�กิย�ไฟฟ1า มีาตริฐาน มี�ศั�กิย�ไฟฟ1า เที่�ากิ�บ เที่�ากิ�บ 0 0 ที่*กิอ*ณิหภ2มี�ที่*กิอ*ณิหภ2มี�

ไฮโดริเจนอ�เล็�กิโตริดมีาตริฐานไฮโดริเจนอ�เล็�กิโตริดมีาตริฐาน

H2 (1 atm)

ล็วดน3าไฟฟ1า

แผ�น Pt

สาริล็ะล็ายที่��มี� H+ (1 M)

กิาริว�ดศั�กิย�ไฟฟ1าของข�%วกิาริว�ดศั�กิย�ไฟฟ1าของข�%ว

• น3าคริ��งเซ์ล็ล็�ที่��ต�องกิาริ ว�ดศั�กิย�ไฟฟ1ามีาต�อกิ�บ ไฮโดริเจนอ�เล็�กิโตริด มีาตริฐาน

- เที่�ากิ�บศั�กิย�ไฟฟ1าของเซ์ล็ล็� ที่��ต�องกิาริว�ด

• ว�ดแริงเคล็-�อนไฟฟ1า ของเซ์ล็ล็�

V

K+ + e- K E0 = -2.92 VNa+ + e Na E0 = -2.71 V2H2O + 2e- H2 + 2OH- E0 = -0.83 VCr3+ + 3e- Cr E0 = -0.74 V 2H+ (10-7 M) + 2e- H2 E0 = -0.41 VNi2+ + 2e- Ni E0 = -0.25 V2H+ + 2e- H2 E0 = 0.00 VCu2+ + 2e- Cu E0 = +0.337 VI2 + 2e- I- E0 = +0.536 V1/2O2 + 2H+ (10-7 M) + 2e- H2O E0 = +0.82 V Hg2+ + 2e- Hg E0 = +0.854 V1/2O2 + 2H+ + 2e- H2O E0 = +1.23 VCr2O7

2- + 14H+ + 2e- 2Cr3+ + H2O E0 = +1.33 VCl2 + 2e- 2Cl- E0 = +1.36 VAu3+ + 3e- Au E0 = +1.50 V

ต�วอย�างศั�กิย�ไฟฟ1ามีาตริฐานที่�� 25๐ c

เริ�ยกิว�า “ ศั�กิย�ริ�ด�กิชั�นมีาตริฐาน, E0 ”

ข�อกิ3าหนดของศั�กิย�ริ�ด�กิชั�นมีาตริฐาน (E0)

1) ค�า E0 ของข�%วไฟฟ1าใด ๆ เป,นของปฏิ�กิ�ริ�ยา ริ�ด�กิชั�นเสมีอ

2) ว�ดที่��สภาวะมีาตริฐานเที่�ยบกิ�บข�%วไฟฟ1า SHE (Standard Hydrogen Electrode)

- สาริล็ะล็ายเข�มีข�น 1M

- ความีด�น 1 atm

- อ*ณิหภ2มี� 25๐ c

3) ถ่�าเข�ยนปฏิ�กิ�ริ�ยาเป,นออกิซ์�เดชั�นค�า E0 ของข�%วไฟฟ1าจะเปล็�ยนเคริ-�องหมีายเป,นตริงข�ามี

Zn2+ +2e- Zn E0 = -0.76 V

Zn Zn2+ +2e- E0 = 0.76 V

4) ถ่�าค2ณิสมีกิาริด�วยต�วเล็ขจะไมี�เกิ��ยวข�องกิ�บค�า E0

ความีส3าค�ญของศั�กิย�ริ�ด�กิชั�นมีาตริฐานความีส3าค�ญของศั�กิย�ริ�ด�กิชั�นมีาตริฐาน, E, E00

• บอกิให�ที่ริาบแนวโน�มีของข�%วอ�เล็�กิโตริดที่�� จะริ�บหริ-อให�อ�เล็�กิตริอน

- E0 เป,นล็บมีากิ ริ�บอ�เล็�กิตริอนได�ยากิ ให�อ�เล็�กิตริอนได�ง�ายกิว�า

เป,นต�วออกิซ์�ไดซ์�ที่��ไมี�ด� แต�เป,นต�ว ริ�ด�วซ์�ที่��แริง

- E0 เป,นบวกิมีากิ ริ�บอ�เล็�กิตริอนได�ด� เป,นต�วออกิซ์�ไดซ์�ที่��แริงมีากิ แต�เป,น

ต�วริ�ด�วซ์�ที่��ไมี�ด�

แริงเคล็-�อนไฟฟ1าของเซ์ล็ล็�แริงเคล็-�อนไฟฟ1าของเซ์ล็ล็�, E, Ecellcell

Ecell = Ecathode - Eanode

E0cell = E0

cathode - E0anode

ที่��สภาวะมีาตริฐาน

ต�วอย�าง จงหา E0 ของเซ์ล็ล็� Zn/Zn2+ (1 M) // Cu2+ (1 M) /Cu

Anode Zn Zn2+ + 2e E0 = +0.76 V

Cathode Cu2+ + 2e Cu E0 = +0.34 V

ปฏิ�กิ�ริ�ยาของเซ์ล็ล็�

Zn + Cu2+ Zn2+ + Cu E0cell

= +1.10 V

หริ-อค�ดจากิ

E0cell = E0

cathode - E0anode

E0cell = E0

Cu - E0Zn

= 0.34 - (-0.76) = +1.10 V

เคริ-�องหมีายของ Ecell

เป,นบวกิ ปฏิ�กิ�ริ�ยาเกิ�ดเองได� เป,นเซ์ล็ล็�แบบกิ�ล็วาน�กิ

เป,นล็บ ปฏิ�กิ�ริ�ยาเกิ�ดเองไมี�ได� เป,นเซ์ล็ล็�แบบอ�เล็�กิโตริไล็ต�กิ

1.6) สมีกิาริของเน�นส�ที่ (Nernst Equation)

aA + bB cC + dD

ส3าหริ�บปฏิ�กิ�ริ�ยาใดๆ

E = E0 – RT ln [C]c [D]d

[A]a [B]bnF

E = E0 – RT ln Q

nF

E = E0 – 0.0592 log Qn

แที่นค�า R = 8.314 VCK-1 mole-1 F = 96,487 CT = 298.15 K เปล็��ยน ln ให�เป,น log

ที่��สภาวะสมีด*ล็

0 = E0 – RT ln [C]c [D]d

[A]a [B]bnF

E0 = RT ln [C]c [D]d

[A]a [B]bnF

E0 = RT ln k

nF

ต�วอย�างต�วอย�าง จงหาศั�กิย�คริ��งเซ์ล็ล็�ของ Cd/Cd2+(0.015 M) กิ3าหนดให� E0

Cd = -0.403 V

Cd2+ + 2e- Cd

E = E0 - 0.0592 log [Cd]n [Cd2+]

E = -0.403 - 0.0592 log 1 0.0152

E = -0.457 V

ต�วอย�างต�วอย�าง จงค3านวณิค�าคงที่��สมีด*ล็ที่�� 25๐ c ของปฏิ�กิ�ริ�ยา

Zn + Cu2+ Zn2+ + Cu E0cell

= +1.10 V

E0 = 0.0592 log k

n

จากิ

1.10 = 0.0592 log k2

k = 2 x 1037

ต�วอย�าง จงหาศั�กิย�ไฟฟ1าของเซ์ล็ล็�

Zn/Zn2+(1.00 x 10-4 M)//H+(1.0 x 10-2 M),V3+(1.0 x 10-1),VO2+(1.0 x 10-3 M)/Pt

กิ3าหนดให� E0Zn = -0.763 V E0

V3+ = 0.337 V

ที่��แคโที่ด

2VO2+ + 4H+ + 2e- 2V3+ + 2H2O

Ecat = 0.337 - 0.0592 log [V3+]2

[VO2+]2[H+]42

= 0.337 - 0.0592 log (1.0 x 10-1)2

(1.0 x 10-3)2(1.0 x 10-2)42

ที่��แอโนด

= -0.018 V

Zn2+ + 2e- Zn

Ean = -0.763 – 0.0592 log 12 1.0 x 10-4

= -0.881 V

Ecell = -0.018 – (-0.881)

= 0.863 V

1.7) เซ์ล็ล็�ความีเข�มีข�น (Concentration cell)

Salt bridge

Cu Cu

Cu2+

V

SO42-

Cu2+

SO42-

1 M CuSO40.1 M CuSO4

Cu/CuSO4 (0.1M) // CuSO4 (1.0 M)/Cu

Anode Cu Cu2+ (0.1 M) + 2e

Cathode Cu2+ (1.0 M) + 2e Cu

ริวมี Cu2+ (1.0 M) Cu2+ (0.1 M)

E = E0 – RT ln c1

c2nF

E = – RT ln c1

c2nF

E = – RT ln c1

c2nF

หริ-อ E = -2.303 RT log c1

c2nF

1.8) ปริะโยชัน�ของเซ์ล็ล็�กิ�ล็วาน�กิ

• เซ์ล็ล็�กิ�ล็วาน�กิแบบปฐมีภ2มี� (primary galvanic cell)

- ปฏิ�กิ�ริ�ยาไมี�ผ�นกิล็�บ

• เซ์ล็ล็�กิ�ล็วาน�กิแบบที่*ต�ยภ2มี� (secondary galvanic cell)

- ปฏิ�กิ�ริ�ยาผ�นกิล็�บได�

เซ์ล็ล็�ปฐมีภ2มี� เซ์ล็ล็�ปฐมีภ2มี�

1. เซ์ล็ล็�แห�ง• ถ่�านไฟฉื่าย

ข�%วล็บ

แที่�งคาริ�บอน

ZnCl2 + NH4Cl+ MnO

2 + ผงถ่�าน

ข�%วบวกิ

กิล็�องส�งกิะส�

แอโนด (ข�%วล็บ)

Zn Zn2+ + 2e

แคโที่ด (ข�%วบวกิ)

2MnO2 + 8NH4+ + 2e 2Mn3+ + 4H2O + 8NH3

ริวมี

2MnO2 + Zn + 8NH4+ 2Mn3+ + Zn2+ + 4H2O + 8NH3

• มี�ปฏิ�กิ�ริ�ยาที่��ริ�กิษาความีเข�มีข�นของ Zn2+

ไมี�ให�ส2งข�%นค-อ

Zn2+ + 4NH3 [Zn(NH3)4]

Zn2+ + 2H2O + 2NH3 [Zn(NH3)2(H2O)2]

2. เซ์ล็ล็�เมีอริ�ค�วริ�

ข�%วบวกิว�สด*ผน�กิ

ปล็อกิเหล็�กิ

HgO + KOH

ส�งกิะส�

แผ�นกิริะดาษพริ*น

+ -

แอโนด (ข�%วล็บ)

แคโที่ด (ข�%วบวกิ)

HgO + 2H2O + 2e Hg + 2OH-

ริวมี

Zn + OH- Zn(OH)2 + 2e

Zn + HgO + 2H2O Zn(OH)2 + Hg

เซ์ล็ล็�ที่*ต�ยภ2มี�

1. เซ์ล็ล็�สะสมีไฟฟ1าแบบตะกิ��ว

• แผ�นตะกิ��ว (Pb ) เป,นข�%วแอโนด

Pb + SO42- Pb2+ + 2e

• แผ�นเล็ดออกิไซ์ด� (PbO2) เป,นข�%วแคโที่ด

PbO2 + 4H+ + SO42- + 2e PbSO4 + 2H2O

ริวมีปฏิ�กิ�ริ�ยา

PbO2 + PbO2 + 4H+ + 2SO42- 2PbSO4 + 2H2O

กิาริชัาริ�จไฟเมี-�อแบตเตอริ�หมีด

• ข�%วบวกิต�อกิ�บข�%วบวกิของเคริ-�องชัาริ�จไฟฟ1า• ข�%วล็บต�อกิ�บข�%วล็บของเคริ-�องชัาริ�จไฟฟ1า• ปฏิ�กิ�ริ�ยาเกิ�ดย�อนกิล็�บ

2. เซ์ล็ล็�สะสมีไฟฟ1าแบบน�เกิ�ล็-แคดเมี�ยมี

แอโนด (ข�%วล็บ)

แคโที่ด (ข�%วบวกิ)

NiO2 + 2H2O + 2e Ni(OH)2 + 2OH-

Cd + 2OH- Cd(OH)2 + 2e

ริวมีปฏิ�กิ�ริ�ยา

Cd + NiO2 + 2H2O Cd(OH)2 + Ni(OH)2

• ศั�กิย�ไฟฟ1า = 1.3 V

เซ์ล็ล็�เชั-%อเพล็�ง• เป,นเซ์ล็ล็�ปฐมีภ2มี�

• อ�เล็คโตริดเป,นแกิ?สเชั-%อเพล็�ง แล็ะต�วออกิซ์�ไดซ์�

- H2, CH4

- O2

Pt หริ-อ Pd ฝัAงแที่ริกิในคาริ�บอน

ที่างแกิ?สออกิ ที่างแกิ?สออกิ

Ag2O หริ-อ CoO ฝัAงแที่ริกิในคาริ�บอน

วงจริภายนอกิ

H2 O2

K+

OH-

แอโนด (ข�%วล็บ)

แคโที่ด (ข�%วบวกิ)

2H2 + 4OH- 4HO2 + 4e คะตะล็�สต�

O2 + 2H2O + 4e 4OH-

คะตะล็�สต�

2H2 + O2 2H2Oคะตะล็�สต�

1.9 1.9 อ�เล็�กิโตริไล็ซ์�สอ�เล็�กิโตริไล็ซ์�ส

• ขบวนกิาริเกิ�ดปฏิ�กิ�ริ�ยาโดยอาศั�ยพล็�งงาน ไฟฟ1าจากิแหล็�งข�างนอกิ

• ส�วนปริะกิอบของขบวนกิาริอ�เล็�กิโตริไล็ซ์�ส

- แหล็�งให�พล็�งงานไฟฟ1า

- อ�เล็�กิโตริด 2 ข�%ว

- สาริล็ะล็ายอ�เล็�กิโตริไล็ต�

“ เซ์ล็ล็�อ�เล็�กิโตริไล็ต�กิ ”

เซ์ล็ล็�อ�เล็�กิโตริไล็ต�กิเซ์ล็ล็�อ�เล็�กิโตริไล็ต�กิ• ปฏิ�กิ�ริ�ยาริ�ดอกิซ์� ไมี�สามีาริถ่เกิ�ดเองได�

• ต�องให�พล็�งงานไฟฟ1าจากิภายนอกิเข�าไป จ�งจะเกิ�ดปฎิ�กิ�ริ�ยา• ส�วนปริะกิอบคล็�ายเซ์ล็ล็�กิ�ล็วาน�กิ

• Ecell มี�ค�าเป,นล็บ

• G เป,นบวกิ

เซ์ล็ล็�อ�เล็คโที่ริไล็ต�กิ

Salt bridge

Zn Cu

Zn2+ Cu2+

- +

SO42- SO4

2-

e- e-

H+

-+

SO42-

แกิริไฟต�แอโนด

แกิริไฟต�แคโที่ด

+ -

อ�เล็�กิโตริไล็ซ์�สของกิริดซ์�ล็ฟ2ริ�กิ

หริ-อกิาริแยกิน3%าด�วยไฟฟ1า

แอโนด (ข�%วบวกิ)

แคโที่ด (ข�%วล็บ)

H2O ½ O2 + 2H+ + 2e

2H+ + 2e H2

H2O 2H2 + ½ O2

ปฏิ�กิ�ริ�ยาริวมี

120 ปริากิฏิกิาริณิ�ในขบวนกิาริอ�เล็�กิโตริไล็ซ์�ส

ศั�กิย�ไฟฟ1าสล็ายต�ว (Decomposition potential)

• ศั�กิย�ไฟฟ1าที่��น�อยที่��ส*ดที่��ที่3าให� อ�เล็�กิโตริไล็ซ์�สเกิ�ดข�%นได�

• ควริมี�ค�าเที่�ากิ�บ reversible potential ของ เซ์ล็ล็�กิ�ล็วาน�กิ

กิริะแ

ส (A

)

ศั�กิย�ไฟฟ1าที่��ให� (V)

Edecomp

กิฏิของฟาริาเดย�

• ปริ�มีาณิไฟฟ1า 1 ฟาริาเดย� หริ-อ 96,487 ค2ล็อมีบ�ที่3าให�สาริเกิ�ดอ�เล็�กิโตริไล็ซ์�สได� 1 กิริ�มีสมีมี2ล็ หริ-อ

• ปริ�มีาณิไฟฟ1าที่��ต�องใชั�ในกิาริที่3าให� อ�เล็�กิตริอน 1 โมีล็ ที่3าปฏิ�กิ�ริ�ยามี�ค�าเที่�ากิ�บ 1 ฟาริาเดย�

Ag+ + e Ag

½ Cu2+ + e Cu

ปริ�มีาณิไฟฟ1า, Q หาได�จากิ

Q = It

Q = ปริ�มีาณิไฟฟ1า หน�วยค2ล็อมีบ�

I = กิริะแสไฟฟ1าหน�วย แอมีแปริ�(A)

t = เวล็า (s)

96,487 ค2ล็อมีบ�มีาจากิ

F = eNA

F = 1.60210 x 10-19 C x 6.02252 x 1023 mol-1

= 96,487 C mol-1

ต�วอย�าง ถ่�าผ�านกิริะแสไฟฟ1า 30. แอมีแปริ�เข�าไปในสาริล็ะล็าย H2 SO4 ในเซ์ล็ล็�อ�เล็�กิโตริไล็ต�กิเป,นเวล็า

2 ชั��วโมีงจงค3านวณิหาน3%าหน�กิของออกิซ์�เจนที่��เกิ�ดข�%น

แอโนด (ข�%วบวกิ)

แคโที่ด (ข�%วล็บ)

H+ + e ½ H2

½ H2O ¼O2 + H+ + e

ปริ�มีาณิไฟฟ1าที่��ใชั� Q = It = 3.0 x 2 x 3600

= 21,600 C

จ3านวนสมีมี2ล็ = Q/F

= 21,600/96,487

= 0.224 equiv

น3%าหน�กิของออกิซ์�เจน = 0.224 x 32/4

= 1.792 g

โจที่ย� จงหาเวล็าที่��ใชั�ในกิาริผ�านกิริะแสไฟฟ1า 4 แอมีแปริ�เข�าไปในสาริล็ะล็ายแล็ะที่3าให�เกิ�ด

ที่องแดงหน�กิ 127 กิริ�มี ที่��แคโที่ด (M.W. = 63.54)

โจที่ย� ในกิาริที่3าอ�เล็�กิโตริไล็ซ์�สของเกิล็-อแมีกิน�เซ์�ยมีหล็อมีเหล็วโดยผ�านปริ�มีาณิไฟฟ1า 965. ค2ล็อมีบ� เข�าไปในเซ์ล็ล็� ปริากิฏิว�าได�แมีกิน�เซ์�ยมี 0012. กิริ�มีที่��แคโที่ด จงค3านวณิน3%าหน�กิสมีมี2ล็ของแมีกิน�เซ์�ยมี(M.W. = 24.305)

1.21) อ�เล็�กิโตริไล็ซ์�สของสาริปริะกิอบไอออน�กิที่��หล็อมีเหล็ว

Na+

-+

Cl-

แอโนดแกิริไฟต�

แคโที่ดเหล็�กิ

+ -2Na+ + 2e 2Na2Cl- Cl2 +2e

1.2 2) อ�เล็�กิโตริไล็ซ์�สของสาริล็ะล็ายที่��ใชั�น3%าเป,นต�วที่3าล็ะล็าย

• มี�กิาริแข�งข�นในกิาริให�หริ-อริ�บอ�เล็�กิตริอน โดยน3%า

แคโที่ด

1. ไอออนบวกิอาจถ่2กิริ�ด�วซ์�ให�เป,นโล็หะ

Mn+ + ne- M

เชั�น Cu2+ + 2e- Cu

2. โมีเล็กิ*ล็ของน3%าอาจถ่2กิริ�ด�วซ์�ที่3าให�เกิ�ดเป,น โมีเล็กิ*ล็ของไฮโดริเจน

2H2O + 2e- H2 + 2OH-

• ปฏิ�กิ�ริ�ยาที่��เกิ�ดข�%นได�กิ�อนได�แกิ�ปฏิ�กิ�ริ�ยาที่��ใชั�แริง เคล็-�อนไฟฟ1า (Ecell) น�อยกิว�า

- มี�ค�าศั�กิย�ไฟฟ1าของอ�เล็คโตริด ( E0) เป,นบวกิมีากิกิว�า

2H2O + 2e- H2 + 2OH- E0 = -0.83 V

เชั�น Cu2+ + 2e- Cu E0 = +0.34 V

- ปฏิ�กิ�ริ�ยาแริกิเกิ�ดกิ�อน

แอโนด

1. ไอออนล็บอาจถ่2กิออกิซ์�ไดซ์�ให�เป,นอโล็หะ

2X- X2 + 2e-

เชั�น 2I- I2 + 2e-

2. โมีเล็กิ*ล็ของน3%าอาจถ่2กิออกิซ์�ไดซ์�ได�เป,นโมีเล็กิ*ล็ของออกิซ์�เจน

H2O ½O2 + 2H+ + 2e

3. ข�%วไฟฟ1าอาจถ่2กิออกิซ์�ไดซ์�ได�เป,นโล็หะไอออน

เชั�น Cu Cu2+ + 2e-

• ปฏิ�กิ�ริ�ยาที่��เกิ�ดข�%นได�กิ�อนได�แกิ�ปฏิ�กิ�ริ�ยาที่��ใชั� แริงเคล็-�อนไฟฟ1า (Ecell) น�อยกิว�า

M Mn+ + ne-

- มี�ค�าศั�กิย�ไฟฟ1าของอ�เล็คโตริด ( E0 ริ�ด�กิชั�น) เป,นบวกิน�อยกิว�า

เชั�น 2I- I2 + 2e- E0 = +0.5 4 V

H2O ½O2 + 2H+ + 2e E0 = +0.815 V

Cu2+ + 2e- Cu E0 = +0.34 V

- ปฏิ�กิ�ริ�ยาที่��สามีเกิ�ดกิ�อน

อ�เล็�กิโตริไล็ซ์�สของสาริล็ะล็ายอ�เล็�กิโตริไล็ซ์�สของสาริล็ะล็าย 1 M 1 M โซ์เด�ยมีคล็อไริด�โซ์เด�ยมีคล็อไริด�

ใชั�ที่องแดงเป,นข�%วไฟฟ1า

Na+

-+

Cl-

แอโนดCu

แคโที่ดCu

+ -

• ต�วที่��แข�งข�นให�อ�เล็�กิตริอน- Cl- , H2O, Cu

• ต�วที่��แข�งข�นริ�บอ�เล็�กิตริอน- H+ , H2O, Na+

ศั�กิย�ไฟฟ1าที่��ต�องน3ามีาพ�จาริณิา1. Na+ + e- Na E0 = -2.71 V2. 2H2O + 2e- H2 + 2OH- E0 = -0.83 V3. 2H2O + 2e- H2 + 2OH- E0 = -0.41 V (pH = 7)4. 2H+ + 2e- H2 E0 = 0.005. Cu2+ + 2e- Cu E0 = +0.34 V6. ½O2 + 2H+ (10-7 M) + 2e- H2O E0 = +0.82 V7. ½O2 + 2H+ + 2e- H2O E0 = +1.23 V

8. Cl2 + 2e- 2Cl- E0 = +1.36 V

เน-�องจากิสาริล็ะล็ายเป,นกิล็าง• ริ�ด�กิชั�น (แคโที่ด)

(1) กิ�บ (3)• ออกิซ์�เดชั�น (แอโนด)

(5), (6) แล็ะ 8

ปฏิ�กิ�ริ�ยาที่��น�าจะเกิ�ดค-อ 3( ) กิ�บ 5( ) เพริาะให�ศั�กิย�น�อยที่��ส*ด

(-0.41-0.34) = -0.75 V

แอโนด (ข�%วบวกิ)

แคโที่ด (ข�%วล็บ)

Cu Cu2+ + 2e- E0 = +0.34 V

2H2O + 2e- H2 + 2OH- E0 = -0. 41 V

2H2O + Cu H2 + Cu2+ + 2OH- Ecell = -0.75 V

ถ่�าเปล็��ยนข�%วเป,นแกิริไฟต�

Na+

-+

Cl-

แอโนดแกิริไฟต�

แคโที่ดแกิริไฟต�

+ -

ปฏิ�กิ�ริ�ยาที่��น�าจะเกิ�ดค-อ 3( ) กิ�บ 6( ) เพริาะให�ศั�กิย�น�อยที่��ส*ด

(-0.41-0.82) = -1.23 V

• เน-�องจากิออกิซ์�เจนมี�ศั�กิย�ไฟฟ1าเกิ�นต�วส2งถ่�ง 15. V

(-0.41-1.5) = -1.91 V

ปฏิ�กิ�ริ�ยาที่��น�าจะเกิ�ดค-อ 3( ) กิ�บ (8 ) เพริาะให�ศั�กิย�น�อยกิว�า

(-0.41-1.36) = -1.77 V

แอโนด (ข�%วบวกิ)

แคโที่ด (ข�%วล็บ)

2Cl- Cl2 + 2e- E0 = -1.36 V

2H2O + 2e- H2 + 2OH- E0 = -0. 41 V

2H2O + 2Cl- H2 +Cl2 + 2OH- Ecell = -1.77 V

โจที่ย� จงที่3านายกิาริเกิ�ดอ�เล็�กิโตริไล็ซ์�สของ1 ) 1M H2SO4

2) 1 M Na2SO4

3) 1 M NaOHโดยใชั�ข�%วไฟฟ1าเป,นแกิริไฟต�

123. ) ปริะโยชัน�ของอ�เล็�กิโตริไล็ซ์�ส

กิ) กิาริเตริ�ยมีธาต*แล็ะกิาริที่3าให�บริ�ส*ที่ธ�C• โซ์เด�ยมี• อะล็2มี�เน�ยมี• แมีกิน�เซ์�ยมี• ที่องแดง

โซ์เด�ยมี

• เตริ�ยมีจากิ NaCl ที่��หล็อมีเหล็วใน Down cell

• แคโที่ดที่3าด�วยเหล็�กิที่ริงกิริะบอกิ

• แอโนดที่3าด�วยแกิริไฟต�

Na+ + e Na

2Cl- Cl2 + 2e-

• จ*ดหล็อมีเหล็วของ NaCl 804๐ c ที่3าให�ล็ดล็ง โดยกิาริเต�มี CaCl2 เหล็-อ 600๐ c

• แยกิ Na กิ�บ Cl2 โดยใชั�ฉื่ากิกิ�%น

อะล็2มี�เน�ยมี

• เตริ�ยมีจากิ Al2O3 โดยล็ดจ*ดหล็อมีเหล็วจากิ 2000 เป,น 1000๐ c ด�วยกิาริเต�มีไคริโอไล็ต� Na3AlF6

• แคโที่ดที่3าด�วยแผ�นคาริ�บอน

• แอโนดที่3าด�วยแที่�งคาริ�บอน

2Al3+ + 6e Al

3O2- 3/2O2 + 6e-

แมีกิน�เซ์�ยมี

• ตกิตะกิอนแมีกิน�เซ์�ยมีในน3%าที่ะเล็ด�วย ไฮดริอกิไซ์ด�• น3าไปที่3าปฏิ�กิ�ริ�ยากิ�บ HCl

• น3า MgCl2 ที่��ได�ไปหล็อมี

• ใชั�ขบวนกิาริอ�เล็�กิโตริไล็ซ์�สเชั�นเด�ยวกิ�บ NaCl

ที่องแดง

• เป,นกิาริที่3าให�ที่องแดงที่��ถ่ล็*งได�บริ�ส*ที่ธ�

-+

+ -

A

แอโนด แคโที่ด

ที่องแดงที่��ไมี�บริ�ส*ที่ธ� ที่องแดงที่��

บริ�ส*ที่ธ�Cu2+

Cu2+

Cu2+

Fe2+

Zn2+

Cu2+

สาริล็ะล็าย CuSO4

ข) กิาริชั*บฉื่าบโล็หะ

+ -

A

แอโนด แคโที่ด

โล็หะที่��ใชั�ชั*บ โล็หะที่��

ต�องกิาริชั*บCu2+

Cu2+

Cu2+

Cu2+

Cu2+

Cu2+

สาริล็ะล็าย CuSO4

-+

1.24 ) กิาริส�กิกิริ�อนของโล็หะ

• เกิ�ดจากิกิาริออกิซ์�เดชั�นของโล็หะโดย แกิ?สบางชัน�ดในอากิาศั

- O2

- SO2

- CO2

- H2O

กิาริส�กิกิริ�อนของเหล็�กิ

• เกิ�ดจากิความีชั-%นในอากิาศั

Fe Fe2+ + 2e ………… (1)

½O2 + H2O + 2e OH- …… (2)

ปฏิ�กิ�ริ�ยาริวมี

Fe + ½O2 + H2O Fe(OH)2

ข�%นที่��สอง

2Fe(OH)2 + ½O2 + H2O 2Fe(OH)3

สน�มี

• ปฏิ�กิ�ริ�ยาตามีสมีกิาริ 1( ) แล็ะ 2( ) ไมี�ได�เกิ�ดที่�� บริ�เวณิเด�ยวกิ�น

เน-%อไมี�

บริ�เวณิที่��เกิ�ดสน�มี(2)

บริ�เวณิที่��เกิ�ดกิาริผ*กิริ�อน

(1)

สาเหต*

Anodic area

cathodic area

Fe Fe2+ + 2e

½O2 + H2O + 2e OH-

• Fe2+ เคล็-�อนที่��ผ�านต�วกิล็างจากิแอโนดไปย�ง แคโที่ด

- อาศั�ยความีชั-%นบริ�เวณิผ�วหน�าของเหล็�กิ

- เกิ�ดเป,น Fe(OH)2 ตามีด�วย Fe(OH)3

สาเหต*ของกิาริแยกิของพ-%นที่��ที่��เป,นแคโที่ดแล็ะแอโนดสาเหต*ของกิาริแยกิของพ-%นที่��ที่��เป,นแคโที่ดแล็ะแอโนด

1. มี�โล็หะอ-�นเจ-อปนตามีผ�ว- E0 เป,นบวกิมีากิกิว�าเหล็�กิ

- โล็หะเจ-อปนจะที่3าหน�าที่��เป,นแคโที่ด

½O2 + H2O + 2e OH-

ที่องแดง ที่องแดงเหล็�กิ

สน�มี แอ�ง

2. ความีเข�มีข�นของออกิซ์�เจนแตกิต�างกิ�น ตามีพ-%นผ�ว

กิาริป1องกิ�นกิาริส�กิกิริ�อน

1. ปDดพ-%นผ�วด�วยกิาริที่าส�หริ-อเคล็-อบ

- น�เกิ�ล็- ที่องแดง- เง�น- ด�บ*กิ

2. ที่าพ-%นผ�วด�วยต�วย�บย�%งกิาริส�กิกิริ�อน

• เกิล็-อโคริเมีต- เกิ�ด FeCrO4 เคล็-อบผ�วหน�าไว�

• เกิล็-อของ tributylamine

- (C4H9)3NH+

3. เคล็-อบหริ-อที่าด�วยโล็หะที่��ว�องไวกิว�า• ส�งกิะส�• แมีกิน�เซ์�ยมี

• Cathodic protection