รายชื่อผู้จัดทำ

รายชื่อผู้จัดทำ

 สื่อการเรียนรู้ผ่านทางอินเทอร์เน็ต

รายวิชา เคมี ( ว40255 )

เสนอ 

อ.พิมล กลิ่นขจร

โดย

1. นายปวเรศ             ธนอัครวรกุล  เลขที่  12
2. นายจุลดิศ                  เสรีรักษ์    เลขที่  17

3. นางสาวจิดาภา            กลั่นสุข    เลขที่  20

4. นางสาวนุสรา           จิรบุษยกุล   เลขที่  22

5. นางสาวพรกนก     จิตรไชยโรจน์   เลขที่  49

นักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 6/2

โรงเรียน บางปะกอกวิทยาคม กรุงเทพมหานคร

สังกัดสำนักงานการศึกษาขั้นพื้นฐานเขตที่ 3 (สพฐ.)

ที่มาของบทเรียน

เนื้อหา เซลล์ไฟฟ้าเคมี

วิดีโอเซลล์ไฟฟ้าเคมี

วิดีโอประกอบการเรียนรู้

เซลล์ไฟฟ้าเคมี Electrochemical Cell 1/4

เซลล์ไฟฟ้าเคมี Electrochemical Cell 2/4

เซลล์ไฟฟ้าเคมี Electrochemical Cell 3/4

เซลล์ไฟฟ้าเคมี Electrochemical Cell 4/4

เเบบฝึกหัด

เเบบฝึกหัด

1. เราสามารถแช่ช้อนเงินไว้ในสารละลายโคบอลต์ (II) คลอไรด์ได้หรือไม่
 

2. จงเขียนปฏิกิริยาครึ่งเซลล์และปฏิกิริยารีดอกซ์ เมื่อต่อเซลล์กัลวานิกด้วยครึ่งเซลล์ต่อไปนี้

2.1Sn/Sn2+กับ Ni/Ni2+

             2.2 Al/Al³⁺ กับ Li/Li⁺ 

3. จงเขียนปฏิกิริยารีดอกซ์ที่เกิดขึ้นเมื่อแยกสารต่อไปนี้ด้วยไฟฟ้า (ใช้อิเล็กโทรดเฉื่อย)           

             3.1 สารละลายกรดซัลฟิวริก

                      

             3.2 สารละลายซิงค์ซัลเฟต

4. ถ้าต้องการชุบเหล็กด้วยนิกเกิล จะต้องใช้ขั้วแอโนด ขั้วแคโทด และสารละลายชนิดใด เกิดปฏิกิริยาใดที่ขั้วทั้งสอง

 

เฉลยด้านล่าง

2. เซลล์อิเล็คโทรไลต์ ( Electrolytic cell )

2. เซลล์อิเล็คโทรไลต์ ( Electrolytic cell )

          เมื่อผ่านไฟฟ้าเข้าไปในเซลล์ที่ประกอบด้วยขั้วไฟฟ้าสองขั้วจุ่มอยู่ในสารละลายอิเล็กโทรไลต์ 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

    ประโยชน์ของเซลล์อิเล็กโทรไลต์

    หลักการของเซลล์อิเล็กโทรไลต์สามารถนำไปใช้ประโยชน์ได้มากมาย ดังต่อไปนี้

          1. การแยกน้ำด้วยไฟฟ้า
           2. การทำโลหะให้บริสุทธิ์
           3. การชุบโลหะ

เซลล์แกลวานิกและเซลล์อิเล็กโทรไลต์

เซลล์แกลแวนิก	เซลล์อิเล็กโทรไลต์
1. จากปฏิกิริยาเคมีเป็นพลังงานไฟฟ้า	1. จากพลังงานไฟฟ้าเป็นปฏิกิริยาเคมี
2. เป็นปฏิกิริยาที่สามารถเกิดขึ้นได้เอง	2. เป็นปฏิกิริยาที่ไม่สามารถเกิดขึ้นได้เอง ต้องใช้พลังงานไฟฟ้าทำให้เกิดปฏิกิริยา
3. ค่าศักย์ไฟฟ้าของเซลล์เป็นบวกเสมอ	3. ค่าศักย์ไฟฟ้าของเซลล์เป็นลบ
4. ขั้วแอโนดเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันเป็นขั้วลบ ขั้วแคโทดเกิดปฏิกิริยารีดักชันเป็นขั้วบวก	4. ขั้วแอโนดเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันเป็นขั้วบวก ขั้วแคโทดเกิดปฏิกิริยารีดักชันเป็นขั้วลบ

 

1. เซลล์กัลวานิก ( Galvanic Cell )

1. เซลล์กัลวานิก ( Galvanic Cell )

          ได้ กล่าวถึงปฏิกิริยารีดอกซ์ที่เกิดขึ้นเมื่อนำแผ่นสังกะสีจุ่มลงในสารละลายของ ทองแดง หรือตัวรีดิวซ์จุ่มลงในตัวออกซิไดซ์โดยตรงแล้วในบทนำ ปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นทำให้เกิดพลังงานในรูปของความร้อน แต่ถ้าแยกตัวรีดิวซ์ออกจากตัวออกซิไดซ์ แล้วเชื่อมต่อวงจรภายนอกและสะพานเกลือ (salt bridge) อิเล็กตรอนก็จะถูกถ่ายโอนผ่านตัวกลางภายนอกจากขั้วไฟฟ้าที่เกิดปฏิกิริยา ออกซิเดชันไปยังขั้วไฟฟ้าที่เกิดปฏิกิริยารีดักชัน จึงทำให้เกิดกระแสไฟฟ้าได้ เซลล์ไฟฟ้าที่เกิดจากปฏิกิริยาเคมีนี้เรียกว่า เซลล์กัลวานิก หรือเซลล์โวลตาอิก (galvanic cell or voltaic cell) ดังรูป

จากรูปเซลล์กัลวานิกประกอบด้วยสองครึ่งเซลล์ โดยแต่ละครึ่งเซลล์จะประกอบด้วยขั้วไฟฟ้าที่จุ่มลงไปในสารละลาย แท่งสังกะสีและแท่งทองแดงในเซลล์เป็นขั้วไฟฟ้าซึ่งเรียกว่า อิเล็กโทรด (electrode) ขั้วที่เกิดปฏิกิริยาออกซิเดชัน เรียกว่า ขั้วแอโนด (anode) และขั้วที่เกิดปฏิกิริยารีดักชัน เรียกว่า ขั้วแคโทด (cathode)

         ปฏิกิริยาออกซิเดชันที่แอโนด (Zn)                 Zn(s) ------->Zn²⁺(aq) + 2e^-

         ปฏิกิริยารีดักชันที่แคโทด (Cu)                      Cu²⁺(aq) + 2e^- ------->Cu(s) 

หมายเหตุ : ประจุที่สะสมจะทำให้ออกซิเดชันที่แคโทดและรีดักชันที่แอโนดเกิดยากขึ้น

          ระหว่างที่เกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันขึ้นที่ขั้วแอโนด Zn จะค่อย ๆ กร่อนแล้วเกิดเป็น Zn²⁺ ละลายลงมาในสารละลายที่มี Zn²⁺ และ SO₄^2- ส่วนที่ขั้วแคโทด Cu²⁺ จากสารละลายเกิดปฏิกิริยารีดักชันกลายเป็นอะตอมของทองแดงเกาะอยู่ที่ผิวของขั้วไฟฟ้า เมื่อปฏิกิริยาดำเนินไปจะพบว่าในครึ่งเซลล์ออกซิเดชันสารละลายจะมีประจุบวก (Zn²⁺) มากกว่าประจุลบ (SO₄^2-) และในครึ่งเซลล์รีดักชันสารละลายจะมีประจุลบ (SO₄^2-) มากกว่าประจุบวก (Cu²⁺) จึงเกิดความไม่สมดุลทางไฟฟ้าขึ้น ปัญหานี้สามารถที่จะแก้ไขได้โดยการใช้ สะพานเกลือ (salt bridge) เชื่อมต่อระหว่างสองครึ่งเซลล์ ซึ่งสะพานเกลือทำจากหลอดแก้วรูปตัวยู ภายในบรรจุอิเล็กโตรไลต์ที่ไม่ทำปฏิกิริยากับสารในเซลล์และมีไอออนบวก ไอออนลบเคลื่อนที่ด้วยความเร็วใกล้เคียงกัน หรือทำจากกระดาษกรองชุบอิเล็กโตรไลต์ โดยสะพานเกลือทำหน้าที่เป็นตัวกลางที่เชื่อมต่อระหว่างครึ่งเซลล์ทั้งสอง และเป็นสิ่งที่ป้องกันการเกิดการสะสมของประจุโดยไอออนบวกจากสะพานเกลือจะเคลื่อนที่ไปยังครึ่งเซลล์ที่มีประจุลบมาก ในทางตรงกันข้ามไอออนลบก็จะเคลื่อนที่ไปยังครึ่งเซลล์ที่มีประจุมาก จึงทำให้ปฏิกิริยาดำเนินต่อไปได้ในเวลาที่มากขึ้น
        
              และเนื่องจากครึ่งเซลล์ทั้งสองเชื่อมต่อกับวงจรภายนอก ครึ่งเซลล์ที่มีศักย์รีดักชันสูงกว่าจะเกิดรีดักชัน และครึ่งเซลล์ที่มีศักย์รีดักชันต่ำกว่าจะ(ถูกบังคับให้)เกิดออกซิเดชัน ความต่างศักย์ระหว่างอิเล็กโทรดนี้ เรียกว่า แรงเคลื่อนไฟฟ้า (electromotive force: emf) และมีหน่วยเป็นโวลต์(volt)

ประโยชน์ของเซลล์กัลวานิก

          เซลล์กัลวานิกแบ่งออกได้เป็น 2 ชนิด

          1. เซลล์ปฐมภูมิ (primary cell)  เมื่อปฏิกิริยาเคมีภายในเซลล์เกิดขึ้นและดำเนินไปแล้ว ปฏิกิริยาจะเกิดขึ้นอย่างสมบูรณ์และเกิดปฏิกิริยาย้อนกลับไม่ได้หรือนำมาอัดไฟใหม่ไม่ได้
             2. เซลล์ทุติยภูมิ (secondary cell)  เกิดปฏิกิริยาย้อนกลับได้หรือนำมาอัดไฟใหม่ได้

เซลล์ไฟฟ้าเคมี

เซลล์ไฟฟ้าเคมี
( Electrochemical Cell )

เซลล์ไฟฟ้าเคมี  แบ่งออกเป็น 2 ประเภทคือ
          1. เซลล์กัลวานิก (galvanic cell) หรือเซลล์โวลตาอิก (voltaic cell)
          2. เซลล์อิเล็กโทรไลต์ (electrolytic cell)