Electrochemistry01

03/10/54

1

LOGO

Electrochemistry

JIRAT SUKJAILUA

เซลลไฟฟาเคม

Maechai Wittayakom School

2009

ปฏกรยารดอกซ(Redox reaction)

(a) ปฏกรยาระหวาง Cu(s) + AgNO3(aq) (b) ปฏกรยาระหวาง Cu(s) + ZnSO4(aq)

03/10/54

2


Zn(s) Zn2+(aq) + 2e- ……….Oxidation

Cu2+(aq) + 2e- Cu(s) ……….Reduction

Zn(s) + Cu2+(aq) Zn2+(aq) + Cu(s) ……….Redox


ปฏกรยารดอกซ

ปฏกรยาทมการถายโอนอเลกตรอน หรอ ปฏกรยาทมการใหและรบอเลกตรอน

ปฏกรยาทมการเปลยนแปลงเลขออกซเดชน

03/10/54

3


Zn(s) + Cu2+(aq) Zn2+(aq) + Cu(s)

Oxidation reaction : ปฏกรยาทสารมการใหอเลกตรอน 2Zn(s) + O2(g) 2ZnO(s) Reduction reaction : ปฏกรยาทสารมการรบอเลกตรอน


../../../powerpoint/sci40123_chem3/C_038_REDOX.MOV

../../../powerpoint/sci40123_chem3/C_039_REDOX1.MOV

03/10/54

4


Zn(s) + Cu2+(aq) Zn2+(aq) + Cu(s)

Cu2+(aq) + 2e- Cu(s)…Reduction Cu2+ เปนตวออกซไดส(Oxidizing agent หรอ Oxidizer) มการรบ e- ท าใหไดสารทมเลข ON ลดลง (Cu) ตวถกรดวซ

Zn ตวรดวซ(Reducing agent หรอ Reducer) มการเสย e- ท าใหไดสารทมเลข ON เพมขน (Zn2+) ตวถกออกซไดส

Zn(s) Zn2+(aq) + 2e- ……..Oxidation


Redox Reaction

Oxidation Reaction

Reduction Reaction

Losing Oxygen

Gaining Oxygen

Removing Hydrogen

Adding Hydrogen

Loss of Electron

Gain of Electron

Decrease in ON

Increase in ON

เกดพร

อมกน

เซลล

ไฟฟา

เคม

03/10/54

5


# ในปฏกรยาตอไปน สารใดเปนตวออกซไดส และสารใดเปนตวรดวซ 1. 2FeS(s) + 3O2(g) 2FeO(s) + 2SO2 (g)

2. 2K(s) + 2H2O(l) 2KOH(s) + 2SO2(g)

3. PbO(s) + H2(g) Pb(s) + H2O(g)

4. H-C=N(g) + 2H2(g) CH3-NH2(g)

5. N2H4(aq) + O2(g) N2(g) + 2H2O(l)

6. 3Pb2+(aq) + 2NO3-(aq) +2H2O(l) 2NO(g) + 3PbO2(s) + 4H+(aq)


# ในปฏกรยาตอไปน เปนปฏกรยาออกซเดชนหรอปฏกรยารดกชน 1. MnO4

- MnO2

2. H2O2 H2O

3. ClO3- ClO-

4. PbO2 PbO

5. HNO2 NO3-

03/10/54

6


# ในปฏกรยาตอไปน เปนปฏกรยารดอกซ และสารใดเปนตวออกซไดซและตวรดวซ ตวถกออกซไดสและตวถกรดวซ

1. 3NO(g) N2O(g) + NO2(g)

2. 3Cl2(g) + NaOH(aq) NaClO3(aq) + 3H2O(l)

3. P2O3 + 3H2O 2H3PO3

4. 2KMnO4 K2MnO4 + MnO2 + O2

5. 2CrO2- + 3ClO- + 2OH- 2CrO4

2- + 3Cl- + H2O

ท ำแบบฝกหด 9.1 ครบ วยรน

การดลสมการปฏกรยารดอกซ

วธการดลสมการรดอกซ ม 2 แบบ คอ

1. ดลแบบใชเลขออกซเดชน

2. ดลแบบใชครงปฏกรยา

03/10/54

7


วธการดลสมการรดอกซดลแบบใชเลขออกซเดชน

มขนตอนดงน

1. หาเลข ONของธาตหรอไอออนตางๆ

Cr2O72-(aq) + H+(aq) +H2S(aq) Cr3+(aq) + H2O(l) +S(s)

เลข ON +6 -2 +1 +1 -2 +3 +1 -2 0




2. หาเลข ONทเพมขนของตวรดวซและทลดลงของตวออกซไดสพรอมดลจ านวนอะตอม

Cr2O72-(aq) + H+(aq) +H2S(aq) 2Cr3+(aq) + H2O(l) +S(s)

เลข ON +6 -2 +1 +1 -2 +3 +1 -2 0

เลขONลดลง 3

เลขONเพมขน 2

03/10/54

8




3. ท าจ านวนเลขONทเพมขนและลดลงใหดทากน

Cr2O72-(aq) + H+(aq) +3H2S(aq) 2Cr3+(aq) + H2O(l) +3S(s)

เลขONลดลง (2) x 3 = 6

เลขONเพมขน 2 x (3) = 6




4. ดลจ านวนอะตอมทเลขONไมเปลยนแปลง และตรวจสอบประจไฟฟาของทง 2 ขางใหเทากน

Cr2O72-(aq) + 8H+(aq) +3H2S(aq) 2Cr3+(aq) + 7H2O(l) +3S(s)

ประจ -2 +8 0 +6 0 0

+6 +6

03/10/54

9


จงดลสมการรดอกซตอไปนโดยใชเลขออกซเดชน

1. K2Cr2O7 + H2SO4 + H2S K2SO4 + Cr2(SO4)3 + H2O + O2

2. Cr2O72- + HNO2 +H+ Cr3+ + NO3

- + H2O


วธการดลสมการรดอกซดลแบบใชครงปฏกรยา

วธครงปฏกรยา เขยนครงปฏกรยาออกซเดชนและครงปฏกรยารดกชน

ดลจ านวนอะตอมของธาตในแตละครงปฏกรยาใหเทากน

ท าประจแตละครงปฏกรยาใหเทากน โดยการเตม e-

ท าจ านวน e- ทงสองครงปฏกรยาใหเทากน

รวมสองครงปฏกรยาจะไดปฏกรยารดอกซทสมดล

03/10/54

10


วธการดลสมการรดอกซดลแบบใชครงปฏกรยา

ในสารละลายกรด: I2 + Cr2O72- + H+ Cr3+ + IO3

- + H2O

ใหเตม H2O ดานทขาด O หรอ ทม O นอยกวา และเตม H+ อกดานหนง

ในสารละลายเบส: Cl2 + IO3- + 2OH- 2Cl- + IO4

- + H2O

ใหท าเหมอนสารละลายกรด และ ใหเตม OH- ทงสองดานของสมการ


วธการดลสมการรดอกซดลแบบใชครงปฏกรยา I2 + Cr2O7

2- + H+ Cr3+ + IO3- + H2O

Oxidation

I2 IO3-

ขนท 1

Reduction

Cr2O72- Cr3+

ขนท 2 ดลอะตอมและเตมH2O ดานทขาด O

I2 +6H2O 2IO3- Cr2O7

2- 2Cr3+ + 7H2O

แยกปฏกรยา Ox และ Red

03/10/54

11



2- + H+ Cr3+ + IO3- + H2O

Oxidation

ขนท 3 Reduction

ขนท 4 ดลประจโดยเตมe-ดานทขาด

I2 +6H2O 2IO3- +12H+ Cr2O7

2- +14H+ 2Cr3+ + 7H2O

เตม H+ ขางทขาดไป

I2 +6H2O 2IO3- +12H+ +10e- Cr2O7

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



2- + H+ Cr3+ + IO3- + H2O

Oxidation Reduction

ขนท 5 ดลe-ใหเทากนโดยคณเลขเขา

3( I2 +6H2O 2IO3- +12H+ +10e- ) 5(Cr2O7

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

3I2 +12H2O 6IO3- +36H+ +30e- 5Cr2O7

2- +70H+ +30e- 10Cr3+ + 35H2O

03/10/54

12



2- + H+ Cr3+ + IO3- + H2O

Oxidation Reduction

ขนท 6 เอา 2 ปฏกรยารวมกน ตดตวทเหมอนกน

3I2 +12H2O 6IO3- +36H+ +30e-

5Cr2O72- +70H+ +30e- 10Cr3+ + 35H2O

3I2 + 5Cr2O72- + 34H+ 10Cr3+ + 6IO3

- + 17H2O Redox

ดประจรวม +24 +24



2- + H+ Cr3+ + IO3- + H2O

Oxidation Reduction

ขนท 6 เอา 2 ปฏกรยารวมกน ตดตวทเหมอนกน

3I2 +12H2O 6IO3- +36H+ +30e-

5Cr2O72- +70H+ +30e- 10Cr3+ + 35H2O

3I2 + 5Cr2O72- + 34H+ 10Cr3+ + 6IO3

- + 17H2O Redox

ดประจรวม +24 +24

03/10/54

13


วธการดลสมการรดอกซดลแบบใชครงปฏกรยากรณ เบส Cu + Br2 + OH- Cu2O + Br- + H2O

Oxidation

2Cu Cu2O

ขนท 1

Reduction

ขนท 2 ดลอะตอมและเตมH2O ดานทขาด OและดลH+

Br2 2Br-

แยกปฏกรยา Ox และ Red

2Cu + H2O Cu2O

Br2 2Br-


วธการดลสมการรดอกซดลแบบใชครงปฏกรยากรณ เบส

Oxidation

ขนท 3

Reduction

ขนท 4 ดลอะตอมและเตมOH- ทง 2 ดาน

Br2 2Br-

เตม H+ ขางทขาดไป

2OH-+ 2Cu + H2O Cu2O + 2H+ +2OH-

Br2 2Br- 2OH-+ 2Cu Cu2O+ H2O

2H2O

2Cu + H2O Cu2O + 2H+

Cu + Br2 + OH- Cu2O + Br- + H2O

03/10/54

14



Oxidation

ขนท 5

Reduction

Br2 + 2e- 2Br-

ดล e-

2OH-+ 2Cu Cu2O+ H2O + 2e-




Oxidation

ขนท 6

Reduction

Br2 + 2e- 2Br-

เอา 2 ปฏกรยารวมกน

2OH-+ 2Cu Cu2O + H2O + 2e-


2Cu + Br2 + 2OH- Cu2O + 2Br- + H2O Redox

ดประจรวม -2 -2

03/10/54

15


แบบฝกหด

1. ClO3- + Zn ZnO2

2- + ClO2- ในสารละลายกรด

2. BrO3- + I- + H+ Br- + I2 + H2O

3. Zn + MnO4- + H2O Zn2+ + MnO2 + OH-

4. CrO42- + I- Cr3+ + IO3

- ในสารละลายเบส

ท าแบบฝกหด 9.2 ครบ เดกไทย

เซลลไฟฟาเคม (Electrochemical cell)

เซลลกลวานก (Galvanic cell)

ปฏกรยาเคม ไปเปน พลงงานไฟฟา

เซลลอเลกโตรไลต(Electrolytic cell)

พลงงานไฟฟา เปลยนเปนปฏกรยาเคม


03/10/54

16



ครงเซลล 2 ครงเซลล (Hale cell)

สะพานเกลอ (Salt bridge)

ขวไฟฟา (Electhode)

สารละลาย

อเลกโทรไลต



Anode : Oxidation Zn(s) Zn2+(aq) + 2e-

Cathode : Reduction Cu2+(aq) + 2e- Cu(s)

ศกยไฟฟาสง ศกยไฟฟาต า

e- วงจาก An ไป Cat กระแสไฟวงจาก Cat ไป An

Anode ( - ) Cathode ( + )

../../../powerpoint/sci40123_chem3/ElectrochemCell_pt_1.exe

../../../powerpoint/sci40123_chem3/Chem_004 Galvanic.swf

03/10/54

17


เซลลกลวานก (Galvanic cell) Oxidation reaction?

Reduction reaction?

Redox reaction?

Oxidizing agent?

Reducing agent?


แผนภาพอยางยอแสดงเซลลกลวานก

เขยนครงเซลล Anode ไวทางซาย Cathode ไวทางขวา โดยเขยนขวไฟฟาไวนอกสดตามดวยไอออนในสารละลาย ใชเครองหมาย / คนระหวางขวไฟฟากบสารละลาย ใชเครองหมาย // แทนสะพานไอออน เขยนไวระหวาง Anode กบ Cathode

03/10/54

18



Cu(s) / Cu2+(aq) // Ag+(aq) / Ag(s)



Pt(s) / Fe2+(aq),Fe3+(aq) // Ag+(aq) / Ag(s)

กรณทครงเซลลใดสารละลายม

ไอออนมากกวา 1 ชนดใหใช

เครองหมาย , (จลภาค) คน

ระหวางไอออนแตละชนด…..

03/10/54

19



กรณทขวไฟฟาของครงเซลลเปนขว กาซ เชน H2 , Cl2 หรอขวของเหลว เชน Br2

ซงไมน าไฟฟา จะตองใชโลหะทเฉอยตอ ปฏกรยาเปนขวไฟฟา เชน Pt การเขยนครงเซลลใหใชเครองหมาย( , ) คน ระหวางขวโลหะกบขวกาซหรอขวของเหลว

Zn(s) / Zn2+(aq) // H+(aq) / H2(g) / Pt(s)



จากแผนภาพเซลลกลวานกตอไปน จงระบวา สารใดเปนตวออกซไดส ตวรดวซ แอโนด แคโทด สารใดถกรดวซ สารใดถกออกซไดส และปฏกรยาทเกดขนคอ

1. Pb(s)/Pb2+(aq)//Cu2+(aq)/Cu(s)

2. Pt(s)/Cl2(g)/Cl-(aq) // MnO4-(aq),Mn2+(aq),H+(aq)/Pt(s)

3. Ga(s)/Ga3+(aq) // H+(aq)/H2(g)/Pt(s)

03/10/54

20



จากสมการรดอกซตอไปนจงแผนภาพเซลลกลวานก

1. Cu(s) + 2Fe3+(aq) 2Fe2+(aq) + Cu2+(aq)

2. 6Fe2+(aq) + Cr2O72-(aq) + 14H+(aq) 2Cr3+(aq) + 6Fe3+(aq) + 7H2O(l)

3. Al(s) +3/2Br2(l) Al3+(aq) + 3Br-(aq)

ท าแบบฝกหด 9.3 ครบ ทานเทพทงหลาย

ขวไฮโดรเจนมาตรฐาน (Standard Hydrogen Electrode : SHE)

ภาวะมาตรฐาน

ความดนแกส = 1 atm

ความเขมขน = 1 M

อณหภม = 25C ก าหนดคาศกยไฟฟามาตรฐาน

ของครงเซลล (E) = 0.000 V

03/10/54

21

การหาคาศกยไฟฟาของครงเซลล

E0

cell = E0cathode – E0

anode

E0cell = E0

ศกยสง – E0ศกยต า

0.34 V = E0Cu – 0.00 V

E0Cu = 0.34 V

1. ก าหนดเซลลไฟฟามาตรฐาน ใช เซลลไฮโดรเจน เพอหาศกยไฟฟาของเซลลอน

2. น าครงเซลลไฟฟาทตองการหาคา เขามาตอกบเซลลไฟฟามาตรฐาน แลวอานคาศกยไฟฟา


1. ก าหนดเซลลไฟฟามาตรฐาน ใช เซลลไฮโดรเจน เพอหาศกยไฟฟาของเซลลอน

2. น าครงเซลลไฟฟาทตองการหาคา เขามาตอกบเซลลไฟฟามาตรฐาน แลวอานคาศกยไฟฟา

E0

cell = E0cathode – E0

anode 0.76 V = 0.00 V – E0

Zn E0

Zn = -0.76 V

../../../powerpoint/sci40123_chem3/voltaicCell20.zip

../../../powerpoint/sci40123_chem3/voltaicCell20.zip

03/10/54

22


ศกยไฟฟามาตรฐานของครงเซลล

คา E0 สามารถ

บอกอะไรบาง


1. บอกความแรงในการเปนตวออกซไดสและตวรดวซ

ตวออกซไดส Ag+ > Cu2+ > H+ > Zn2+

ตวรดวซ Zn > H > Cu > Ag

03/10/54

23


2. ใชหาคาE0เซลลของปฏกรยารดอกซ

Cu(s) + 2Ag+(aq) Cu2+(aq) + 2Ag(s)

E0cell = E0

Red - E0ox

E0cell = E0

Ag - E0Cu

E0cell = +0.80 - (+0.34)

Cu2+(aq) +2e- Cu(s) .....E0 = +0.34

2Ag+(aq) + 2e- 2Ag(s) .....E0 = +0.80

E0cell = +0.46


3. ใชท านายปฏกรยารดอกซวาเกดไดจรงหรอไม

Zn(s) + 2H+(aq) Zn2+(aq) + H2(g)

E0cell = E0

Red - E0ox

E0cell = E0

H - E0Zn

E0cell = 0.00 - (-0.76)

2H+(aq) +2e- H2(g) .....E0 = 0.00

Zn2+(aq) +2e- Zn(s) .....E0 = -0.76

E0cell = +0.76

คา E0 เปน + แสดงวาปฏกรยาเกดขนไดจรง

03/10/54

24


3. ใชท านายปฏกรยารดอกซวาเกดไดจรงหรอไม

Cu(s) + 2H+(aq) Cu2+(aq) + H2(g)

E0cell = E0

Red - E0ox

E0cell = E0

H - E0Cu

E0cell = 0.00 - (+0.34)

2H+(aq) +2e- H2(g) .....E0 = 0.00

Cu2+(aq) +2e- Cu(s) .....E0 = +0.34

E0cell = -0.34 คา E0 เปน - แสดงวาปฏกรยาไมเกดขนไดจรง

ปฏกรยาจะเกดขนไดเมอ

Cu2+(aq) + H2(g) Cu(s) + 2H+(aq)



2H+(aq) +2e- H2(g) .....E0 = 0.00

Cu2+(aq) +2e- Cu(s) .....E0 = +0.34

Ag+(aq) +e- Ag(s) .....E0 = +0.771

Cl2(g) +2e- 2Cl-(aq) .....E0 = +1.36

2H+(aq) + NO3-(aq) +e- NO2(g) + H2O.....E0 = +0.80

4H+(aq) + H2SO3(aq) +4e- S(s) + 3H2O.....E0 = +0.45

4H+(aq) + SO4-(aq) +2e- H2SO3(aq) + H2O.....E0 = +0.17

ขอใดถกตอง 1. จมโลหะเงนลงในHCl จะเกดแกสH2อยางรวดเรว

2. จมโลหะทองแดงลงในHNO3 จะเกดแกสNO2สน าตาลแดง

3. จมโลหะทองแดงลงในH2SO4 จะเกดH2SO3ในสารละลาย

4. จมโลหะเงนลงในH2SO3 จะเกดก ามะถน

03/10/54

25


บทสรป

ถา E0 ของภาชนะ > E0 ของสารละลายไอออนทเกบ

ภาชนะโลหะไมสกกรอนเมอน าไปเกบสารละลาย


ba

dc

BA

DC

nF

RTEE

][][

][][ln

กรณพเศษ การค านวณศกยไฟฟาของเซลลกลวานกเมอสารลายมความเขมขนมากกวาหรอนอยกวา 1 mol/dm3 ใหใชสมการเนนสต มาชวยจา

aA + bB cC + dD

ba

dc

BA

DC

nF

RTEE

][][

][][log

303.2

0592.0303.2

F

RT

หรอ ba

dc

BA

DC

nEE

][][

][][log

0592.0 K

nEE log

0592.0

E = electrode potential Eo = standard electrode potential R = gas constant T = absolute temperature F = ปรมาณไฟฟา 1 Faraday = ~96500 coulomb(C)

(Nernst Eqution)

03/10/54

26


ตวอยาง จงค านวณคาศกยไฟฟาของเซลล Zn/Cu ท 25oC

ตามความเขมขนในสมการตอไปน

Zn(s)+Cu2+(0.02M) Cu(s)+Zn2+(0.04M)

เซลลความเขมขน(Concentration Cell)

ความเขมขนของสารละลายมผลตอศกยไฟฟาของครงเซลล ดงนนเราสามารถสรางเซลลกลวานกจากครงเซลลชนดเดยวกนได แตความเขมขนของสารละลายอเลกโทรไลตแตกตางกน

03/10/54

27


ท าแบบฝกหด 9.4 ครบ ท าเยอะๆจะไดเกง

แอบยากขอเหลาน

1. จงค านวณหาคาE0ของครงปฏกรยา Fe3+ + 3e- Fe เมอก าหนดให

Fe2+ + 2e- Fe ; E0 = -0.44 V

Fe3+ + e- Fe2+ ; E0 = +0.771 V 2. จงค านวณหาคาศกยไฟฟาของเซลลกลวานกตอไปน

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

เมอ [Fe2+] = 0.5 , [Fe3+] = 0.75

[Cr2O72-] = 2.0 , [Cr3+] = 4 และ [H+] = 1.0

ประเภทของเซลลกลวานก

เซลลกลวานก

เซลลปฐมภม ( Primary cell)

- มาใชงานไดทนท เมอกระไฟฟาหมด ไมสามารถน ากลบมาใชไดอก

เซลลทตยภม ( Secondary cell)

- กอนใชงานตองอดไฟฟาเขาไปกอน เมอกระไฟฟาหมด สามารถน ากลบมาใชใหมไดอก โดยอดไฟเขาไป

03/10/54

28

เซลลปฐมภม(Primary cell)

เซลลแหง(Dry Cell) เซลลเลอคลงเช(Leclanche Cell) ถานไฟฉาย

Anode : Zn Zn2+ + 2e- ; E0 = +0.763 V

Cathode : 2NH4+ + 2MnO2 + 2e- 2NH3 + Mn2O3 + H2O ; E0 = +0.5 V

Redox : Zn(s)+2NH4+(aq)+ 2MnO2(s) Zn2+(aq) + Mn2O3(s) + 2NH3(g)+2H2O(l)

NH3 ถกก าจดดวย Zn2+ เปน [Zn(NH3)4]2+ และ [Zn(NH3)2(H2O)2]2+

ขวบวก คอ แทงแกรไฟต ขว ลบ คอ Zn อเลกโทรไลต คอ NH4Cl, MnO2 , ZnCl2 E0 = 1.5 V


เซลลอลคาไลน

Anode : Zn + 2OH- ZnO + H2O + 2e- ; E0 = +1.25 V

Cathode : 2MnO2 + H2O + 2e- Mn2O3 +2OH- ; E0 = +0.29 V

OH- มอยทง 2 ปฏกรยา ซงสามารถเปนไดทง สารตงตน และ ผลตภณฑ สลบไปมา จงมอายการใชงานนานกวา 5 – 8 เทา

ขวบวก คอ แทงแกรไฟต ขว ลบ คอ Zn อเลกโทรไลต คอ KOH , MnO2 E0 = 1.5 V

03/10/54

29


เซลลปรอท


Cathode : HgO + H2O + 2e- Hg +2OH- ; E0 = +0.098 V

Redox : Zn + HgO ZnO + Hg

OH- มอยทง 2 ปฏกรยา ซงสามารถเปนไดทง สารตงตน และ ผลตภณฑ สลบไปมา จงมอายการใชงานนาน

ขวบวก คอ แผนเหลก ขว ลบ คอ Zn อเลกโทรไลต คอ KOH ,หรอ NaOH ผสมZn(OH)2 กบ HgO E0 = 1.3 V


เซลลเงน


Cathode : Ag2O + H2O + 2e- 2Ag +2OH- ; E0 = +0.33 V

Redox : Zn + Ag2O ZnO + 2Ag

OH- มอยทง 2 ปฏกรยา ซงสามารถเปนไดทง สารตงตน และ ผลตภณฑ สลบไปมา จงมอายการใชงานนาน

ขวบวก คอ แผนเหลก ขว ลบ คอ Zn อเลกโทรไลต คอ KOH ,หรอ NaOH ผสมZn(OH)2 กบ Ag2O E0 = 1.5 V

03/10/54

30


เซลลเชอเพลง

Anode : 2H2 + 4OH- 4H2O + 4e-

Cathode : O2 + 2H2O + 4e- 4OH-

Redox : 2H2 + O2 2H2O

E0 = +1.23

เปนเซลลทตองผานสารตงตนซงเปนเชอเพลงเขาไปในAnodeและ Cathodeตลอดเวลา แลวเกดการสนดาป เปนพลงงานไฟฟาออกมา ไมสามารถเกบพลงงานไฟฟาไวได

1. เซลลเชอเพลง ไฮโดรเจน - ออกซเจน

ขวบวก คอ แกรไฟตพรน ขว ลบ คอ แกรไฟตพรน อเลกโทรไลต คอ KOH ,หรอ NaOH หรอ Na2CO3



Anode : C3H8 + 6H2O 3CO2 +2OH- + 20e-

Cathode : 5O2 + 20H+ + 20e- 10H2O

Redox : C3H8 + 5O2 3CO2 + 4H2O

1. เซลลเชอเพลง โพรเพน - ออกซเจน

ขวบวก คอ แกรไฟตผสม NiO ขว ลบ คอ แกรไฟตผสม NiO อเลกโทรไลต คอ H2SO4

03/10/54

31



Anode : C3H8 + 6H2O 3CO2 +2OH- + 20e-

Cathode : 5O2 + 20H+ + 20e- 10H2O

Redox : C3H8 + 5O2 3CO2 + 4H2O

1. เซลลเชอเพลง โพรเพน - ออกซเจน

ขวบวก คอ แกรไฟตผสม NiO ขว ลบ คอ แกรไฟตผสม NiO อเลกโทรไลต คอ H2SO4

เซลลเชอเพลงตางจากเซลลแหงทวไปอยางไร ?

เซลลทตยภม(Secondary cell)

เซลลสะสมไฟฟาแบบตะกว(แบตเตอร)

Anode + : 2H2O 4H+ + O2 +4e- Pb + O2 PbO2

รวม : 2H2O + Pb PbO2 + 4H+ + 4e Cathode - : 2H+ + 2e- H2

ประจไฟครงแรก

Anode - : Pb + SO42- PbSO4 + 2e-

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

Redox : Pb + PbO2 + 4H+ + 2SO42- 2PbSO4 + 2H2O

จายไฟ สารสขาวไมละลายน า

ศกยไฟฟาทวดไดในเซลลน เทากบ 2.05 V

03/10/54

32


เซลลสะสมไฟฟาแบบตะกว(แบตเตอร)

Cathode + : PbSO4 + 2e- Pb + SO42-

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

Redox : Pb + PbO2 + 4H+ + 2SO42- 2PbSO4 + 2H2O

ประจไฟครงท 2

การประจไฟครงท 2 ตองสลบขวไฟฟาในการประจไฟ คอ เอาขวบวกของแหลงก าเนดตอกบขว Anode(- )ของเซลลและขวลบของแหลงก าเนดตอเขากบCathode (+)


เซลลนกเกล - แคดเมยม

Anode - :Cd(s) + 2OH-(aq) Cd(OH)2(s) + 2e- Cathode + : 2NiO(OH)(s) + 2H2O(l) + 2e- 2Ni(OH)2(s) + 2OH-(aq)

Redox : Cd(s) + 2NiO(OH)(s) + 2H2O(l) Cd(OH)2(s) + 2Ni(OH)2(s)

การจายไฟ

ประจไฟ

Cathode + :Cd(OH)2(s) + 2e- Cd(s) + 2OH-(aq) Anode - : 2Ni(OH)2(s) + 2OH-(aq) 2NiO(OH)(s) + 2H2O(l) + 2e-

ศกยไฟฟาวดได 1.4 V ใชไดนาน แตก าจดยาก

03/10/54

33


เซลลโซเดยม - ซลเฟอร

Anode - :2Na(l) 2Na2+ (l) + 2e-

Cathode + : S8(l) + 2e- nS2-(l) Redox : 2Na(l) + S8(l) 2Na2+ (l) + nS2-(l)

การจายไฟ

8

n

8

n

มศกยไฟฟา 2.1 V ใชไดนาน แตตองควบคมอณหภมใหสารเปนของเหลว 350 0C


ท าแบบฝกหด 9.5 ครบ

03/10/54

34

เซลลอเลกโทรไลต(Electrolytic Cell)

สวนประกอบของเซลล

ขวไฟฟา (Electrode) สารละลาย อเลกโทรไลต

(Electrolytic solution)


การแยกน าดวยไฟฟา

H2SO4

- +

Cathode(-) 2H2O+2e- H2+2OH-; Eo=-0.83V

2H+ +2e- H2 ; Eo= 0.00V

2H2O 2H2 + O2

Anode(+) 2H2O O2+4H++4e- ; Eo= -1.23V

2SO42- S2O8

2- + 2e-; Eo= -2.01V

../../../powerpoint/sci40123_chem3/Chem_012 ElectroWater.MOV

03/10/54

35


การแยกสารละลายโซเดยมคลอไรด

NaCl(aq) Na+ Na+ Na+

Na+ Cl- Cl- Cl-

Cl- H2O

H2O H2O

H2O

H2O

H2O

H2O H2O

Anode : Oxidation 2Cl- Cl2 + 2e- : Eo= -1.36 V

2H2O O2+4H++4e- : Eo= -0.82 V

Cathode : Reduction Na++e- Na : Eo= -2.71 V

2H2O+2e- H2+2OH- : Eo= -0.83 V

(O2มศกยไฟฟาเกนตววดไดถง 1.5 V)

Redox : 2Cl- + 2H2O H2 + Cl2 + 2OH-


การแยกโซเดยมคลอไรดหลอมเหลว

Anode : Oxidation 2Cl- Cl2 + 2e-

Cathode: Reduction 2Na+ + 2e- 2Na

03/10/54

36

การชบโลหะดวยกระแสไฟฟา

Anode : โลหะทตองการชบ

Cathode : สงทตองการชบ

Electrolyte solution : มไอออนของโลหะทเปน anode

ใชไฟฟากระแสตรง

การท าโลหะใหบรสทธ

ใชโลหะบรสทธเปน Cathode และโลหะไมบรสทธเปน Anode

สารละลายอเลกโทรไลตมไอออนของโลหะบรสทธ

03/10/54

37

ท าแบบฝกหด 9.6 ครบ

การสกกรอน(Corrosion)

หรอ 4Fe(OH)2(s) + O2(g) 2Fe2O3.H2O(s) + 2H2O(aq)

03/10/54

38

การปองกนการสกกรอน

โดยการปดพนผวดวยการทาสหรอเครอบ โดยการทาพนผวดวยตวยบยงการสกกรอน วธแคโทด(Cathodic) โดยการท าใหโลหะเปลยนสภาพเปนแคโทด

ท าใหโลหะนนไมตองเสยอเลกตรอน วธอะโนไดซ(Anodize) โดยการเคลอบผวดวยโลหะทออกไซด

สลายตวยาก เชน Al, Sn, Cr วธรมด า โดยการน าแผนโลหะแชในสารละลายรมด า

(NaNO3+NaOH+H2O) ทอณหภม 136-143C

เทคโนโลยเกยวของกบเซลลไฟฟาเคม

การท าอเลกโทรไดอะลซสน าทะเล


แบบเตอรอเลกโทรไลตแขง

03/10/54

39

LOGO

www.themegallery.com

Add your company slogan

Electrochemistry01

Documents

Transcript of Electrochemistry01