ไฟฟ้าเคมี

1. Electrochemistry
Onjila Boupraseart
Chemistry department
Wiengsra school surattani
www.wsra.ac.th
1

2. 1 ปฏิกิรยารีดอกซ์
ิ
2 การด ุลสมการรีดอกซ์
2.1 การด ุลสมการรีดอกซ์โดยใช้เลขออกซิเดชัน
2.2 การด ุลสมการรีดอกซ์โดยใช้ครึงปฏิกิรยา
่ ิ
3 เซลล์ไฟฟาเคมี
้
3.1 เซลล์กลป์ วานิก
ั
3.1.1 การเขียนแผนภาพของเซลล์กลป์ วานิก
ั
3.1.2 ศักย์ไฟฟาของเซลล์และศักย์ไฟฟามาตรฐานของครึงเซลล์
้ ้ ่
3.1.3 ประเภทของเซลล์กลป์ วานิก
ั
3.2 เซลล์อิเล็กโทรไลต์
3.2.1 การแยกสารละลายด้วยกระแสไฟฟา ้
3.2.2 การแยกสารที่หลอมเหลวด้วยกระแสไฟฟา ้
3.2.3 การช ุบโลหะด้วยกระแสไฟฟา ้
3.2.4 การทาโลหะให้บริส ุทธิ์โดยใช้เซลล์อิเล็กโทรไลต์
3.3 การผ ุกร่อนของโลหะและการปองกัน ้
4 ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีที่เกี่ยวข้องกับเซลล์ไฟฟาเคมี ้
4.1 แบตเตอรีอิเล็กโทรไลต์แข็ง
่
4.2 แบตเตอรีอากาศ ่
4.3 การทาอิเล็กโทรไดอะลิซิสน้าทะเล
2

3. เลขออกซิเดชัน
 ประจุสมมุติบนอะตอมของธาตุในสารประกอบหรือไอออน เมือคิดว่ าสารประกอบหรือ
่
ไอออนนั้นเป็ นไอออนิก คือ มีการถ่ ายเทอิเล็กตรอนระหว่ างธาตุอย่ างสมบูรณ์
1. ธาตุอสระมีเลขออกซิเดชันเป็ น ศูนย์
ิ
Na, Be, K, Pb, H2, O2, P4 = 0
2. ไอออนของธาตุอะตอมเดียวมีเลขออกซิเดชันเท่ ากับประจุ
Li+, Li = +1; Fe3+, Fe = +3; O2-, O = -2
3. โลหะหมู่ IA มีเลขออกซิเดชันเป็ น +1, โลหะหมู่ IIA มีเลข
ออกซิเดชันเป็ น +2 และฟลูออรีนเป็ น –1 เสมอ 3

4. 4. โดยปกติออกซิเจนอะตอมมีเลขออกซิเดชันเป็ น –2 แต่
ออกซิเจนใน H2O2 และ O22- เป็ น –1
5. ไฮโดรเจนมีเลขออกซิเดชันเป็ น +1 ยกเว้ น เมื่อเป็ น
สารประกอบไฮไดรด์ ของโลหะซึ่งมีเลขออกซิเดชันเป็ น –1.
6. ผลรวมของเลขออกซิเดชันของธาตุทุกตัวในโมเลกุลเป็ นศูนย์
หรือ เท่ ากับประจุของไอออน
HCO3-
เลขออกซิเดชันของ C ใน O = -2 H = +1
HCO3- เป็ นเท่ าไร? 3x(-2) + 1 + ? = -1
C = +4 4

5. ปฏิกริยารีดอกซ์ (Redox reaction)
ิ
(a) ปฏิกริยาระหว่ าง Cu(s) + AgNO3(aq)
ิ
(b) ปฏิกริยาระหว่ าง Cu(s) + ZnSO4(aq)
ิ
5

6. ปฏิกริยารีดอกซ์ (Redox reaction)
ิ
Zn(s) Zn2+(aq) + 2e- ……….Oxidation
Cu2+(aq) + 2e- Cu(s) ……….Reduction
Zn(s) + Cu2+(aq) Zn2+(aq) + Cu(s) ……….Redox
6
http://www.chem.iastate.edu/group/Greenbowe/sections/projectfolder/flashfiles/redox/home.html

7. ปฏิกริยารีดอกซ์ (Redox reaction)
ิ
ปฏิกริยาที่มีการถ่ ายโอนอิเล็กตรอน หรือ
ิ
ปฏิกริยาที่มีการให้ และรับอิเล็กตรอน
ิ
ปฏิกริยารีดอกซ์
ิ
ปฏิกริยาที่มีการเปลียนแปลงเลขออกซิเดชัน
ิ ่
7

8. ปฏิกริยารีดอกซ์ (Redox reaction)
ิ
Zn(s) + Cu2+(aq) Zn2+(aq) + Cu(s)
8

9. การทดลอง 1.1 ปฏิกิริยาระหว่ างโลหะกับสารละลายของโลหะไอออน
1.
Zn
CuSO4 1 M Cu
2.

10. -ก่ อนจุ่มแผ่ นโลหะ ในสารละลายมีไอออนของโลหะชนิดใด
ละลายอยู่
-โลหะกับไอออนของโลหะในสารละลายคู่ใดที่มีปฏิกริยาเคมี
ิ
เกิดขึน ทราบได้ อย่ างไร
้
-โลหะกับไอออนของโลหะคู่ท่ เกิดปฏิกิริยา เลขออกซิเดชัน
ี
ของสาร มีการเปลี่ยนแปลงอย่ างไร

11. ก. ทันทีท่ จ่ ุม
ี ข. เมื่อตังทิงไว้ ระยะเวลาหนึ่ง
้ ้
รูปที่ 2. ปฏิกริยาระหว่ างโลหะสังกะสีกับสารละลาย CuSO4
ิ
Zn(s)  Zn2+(aq) + 2e-…….(1)
Cu2+(aq) + 2e-  Cu(s) …….(2)

12. ปฏิกริยารีดอกซ์ (Redox reaction)
ิ
Oxidation reaction :
ปฏิกริยาทีสารมีการให้ อเิ ล็กตรอน
ิ ่
2Zn(s) + O2(g) 2ZnO(s)
Reduction reaction :
ปฏิกริยาทีสารมีการรับอิเล็กตรอน
ิ ่
12

13. ปฏิกริยารีดอกซ์ (Redox reaction)
ิ
ตัวออกซิไดส์ (Oxidizing agent หรือ Oxidizer)
Cu2+(aq) + 2e- Cu(s)…Reductio
Zn(s) + Cu2+(aq) Zn2+(aq) + Cu(s)
Zn(s) Zn2+(aq) + 2e- ……..Oxidation
ตัวรีดวซ์ (Reducing agent หรือ Reducer)
ิ
13

14. การดุลสมการรีดอกซ์
วิธีครึ่งปฏิกริยา
ิ
เขียนครึ่ งปฏิกริยาออกซิเดชันและครึ่ งปฏิกริยารี ดักชัน
ิ ิ
ดุลจานวนอะตอมของธาตุในแต่ ละครึ่ งปฏิกริยาให้ เท่ ากัน
ิ
ทาประจแต่ ละครึ่ งปฏิกริยาให้ เท่ ากัน โดยการเติม e-
ุ ิ
ทาจานวน e- ทั้งสองครึ่ งปฏิกริยาให้ เท่ ากัน
ิ
รวมสองครึ่ งปฏิกริยาจะได้ ปฏิกริยารีดอกซ์ ทสมดล
ิ ิ ี่ ุ
14

15. การดุลสมการรีดอกซ์
ในสารละลายกรด: I2 + Cr2O72- + H+ Cr3+ + IO3- + H2O
ให้ เติม H2O ด้ านทีขาด O หรื อ
่
ที่มี O น้ อยกว่ า และเติม H+ อีกด้ านหนึ่ง
ในสารละลายเบส: Cl2 + IO3- + 2OH- 2Cl- + IO4- + H2O
ให้ ทาเหมือนสารละลายกรด และ
ให้ เติม OH- ทั้งสองด้ านของสมการ
15

16. การดุลสมการรีดอกซ์
I2 + Cr2O72- + H+ Cr3+ + IO3- + H2O
ขั้นที่ 1 I2 IO3- ..…. Oxidation
Cr2O72- Cr3+ ..…. Reduction
ขั้นที่ 2 I2 + 6H2O 2IO3- + 12H+ ……. Oxidation
Cr2O72- + 14H+ 2Cr3+ + 7H2O ……. Reduction
ขั้นที่ 3 I2 + 6H2O 2IO3- + 12H+ + 10e- …..Oxidation
Cr2O72- + 14H+ + 6e- 2Cr3+ + 7H2O …..Reduction
16

17. การดุลสมการรีดอกซ์
I2 + Cr2O72- + H+ Cr3+ + IO3- + H2O
ขั้นที่ 4 3 I2 +18H2O 6IO3- + 36H+ + 30e- Oxidation
5Cr2O72- + 70H+ + 30e- 10Cr3+ + 35H2O…..Reduction
ขั้นที่ 5 3I2 + 5Cr2O72- + 34H+ Cr3+ + 6IO3- + 17H2O
….Redox
17

18. เซลล์ไฟฟาเคมี(Electrochemical cell)
้
เซลล์ กลวานิก(Galvanic cell)
ั
เซลล์ อเิ ล็กโตรไลต์ (Electrolytic cell)
18

19. การทดลอง 9.2 การถ่ ายโอนอิเล็กตรอนในเซลล์ กัลวานิก
Zn(s) Cu(s)
Anode (-) Salt bridge Cathode (+)
2e-
Zn2+ + SO42- Cu2+ + SO42-
Zn(s)  Zn2+(aq) + 2e- Cu2+(aq) + 2e-  Cu(s)
Net: Zn(s) + Cu2+(aq)  Zn2+(aq) + Cu(s)

20. เซลล์ กลวานิก(Galvanic cell)
ั
ครึ่งเซลล์ 2 ครึ่งเซลล์
(Hale cell)
Salt bridge สะพานเกลือ(Salt bridge)
ขั้วไฟฟา(Electhode)
้
สารละลายอิเล็กโทรไลต์
1 2 (Electrolyte solution)
20

21. เซลล์ กลวานิก (Galvanic Cell)
ั
Anode : Oxidation
Zn(s) Zn2+(aq) + 2e-
Cathode : Reduction
Cu2+(aq) + 2e- Cu(s)
Zn(s) + Cu2+(aq) Zn2+(aq) + Cu(s)
21

22. เซลล์ กลวานิก (Galvanic Cell)
ั
Oxidation reaction?
Reduction reaction?
Redox reaction?
Oxidizing agent?
Reducing agent?
22

23. แผนภาพอย่ างย่ อแสดงเซลล์กลวานิก
ั
เขียนครึ่งเซลล์ Anode ไว้ ทางซ้ าย Cathode ไว้ ทางขวา โดยเขียน
ขั้วไฟฟาไว้ นอกสุ ดตามด้ วยไอออนในสารละลาย
้
ใช้ เครื่องหมาย / คันระหว่ างขั้วไฟฟากับสารละลาย
่ ้
ใช้ เครื่องหมาย // แทนสะพานไอออน เขียนไว้ ระหว่ าง Anode กับ
Cathode 23

24. แผนภาพอย่ างย่ อแสดงเซลล์กลวานิก
ั
Cu(s) / Cu 2+(aq) // Ag+(aq) / Ag(s)
24

25. แผนภาพอย่ างย่ อแสดงเซลล์กลวานิก
ั
กรณีที่ครึ่งเซลล์ใดสารละลายมี
ไอออนมากกว่ า 1 ชนิดให้ ใช้
เครื่องหมาย , (จุลภาค) คัน
่
ระหว่ างไอออนแต่ ละชนิด…..
Pt(s) / Fe2+(aq),Fe3+(aq) // Ag+(aq) / Ag(s) 25

26. แผนภาพอย่ างย่ อแสดงเซลล์กลวานิก
ั
กรณีทข้วไฟฟ้ าของครึ่งเซลล์ เป็ นขั้ว
ี่ ั
ก๊ าซ เช่ น H2 , Cl2 หรือขั้วของเหลว เช่ น Br2
ซึ่งไม่ นาไฟฟ้ า จะต้ องใช้ โลหะที่เฉื่อยต่ อ
ปฏิกริยาเป็ นขั้วไฟฟ้ า เช่ น Pt
ิ
การเขียนครึ่งเซลล์ ให้ ใช้ เครื่องหมาย( , ) คัน
่
ระหว่ างขั้วโลหะกับขั้วก๊ าซหรือขั้วของเหลว
Zn(s) / Zn2+(aq) // H+(aq) / H2(g) / Pt(s)
26

27. ขั้วไฮโดรเจนมาตรฐาน
(Standard Hydrogen Electrode : SHE)
ภาวะมาตรฐาน
 ความดันแก๊ ส = 1 atm
 ความเข้ มข้ น = 1 M
 อุณหภูมิ = 25C
กาหนดค่ าศักย์ ไฟฟามาตรฐาน
้
ของครึ่งเซลล์ (E) = 0.000 V
27

28. การหาค่ าศักย์ ไฟฟาของครึ่งเซลล์
้
E0cell = E0cathode – E0anode
0.34 V = E0Cu – 0.00 V
E0Cu = 0.34 V 28

29. การหาค่ าศักย์ ไฟฟาของครึ่งเซลล์
้
E0cell = E0cathode – E0anode
0.76 V = 0.00 V – E0Zn
E0Zn = -0.76 V 29

30. ศักย์ไฟฟามาตรฐานของครึ่งเซลล์
้
30

31. ความแรงในการเป็ นตัวออกซิไดส์ และตัวรีดวซ์
ิ
31

32. เซลล์ ความเข้ มข้ น(Concentration Cell)
32

33. เซลล์อเิ ล็กโทรไลต์ (Electrolytic Cell)
ขั้วไฟฟา
้
(Electrode)
สารละลาย
อิเล็กโทรไลต์
(Electrolytic solution)
ส่ วนประกอบของเซลล์
33

34. ข้ อแตกต่ างระหว่ างกัลวานิกเซลล์ กับอิเล็กโทรไลติกเซลล์
ข้ อแตกต่ าง กัลวานิก อิเล็กโทรไลติก
ปฏิกริยา
ิ Spontaneous Nonspontaneous
การเปลี่ยนแปลง เคมีเป็ นไฟฟา
้ ไฟฟาเป็ นเคมี
้
ขัวไฟฟา
้ ้ Cathode (+) Cathode (-)
Anode (-) Anode (+)
การนาไปใช้ เป็ นแหล่ งพลังงาน ชุบโลหะ การทาโลหะให้
บริสุทธิ์

35. การแยกนาด้ วยไฟฟา
้ ้
Anode(+)
2H2O O2+4H++4e- ; Eo= -1.23V
2SO42- S2O82- + 2e-; Eo= -2. 01V - +
Cathode(-)
2H2O+2e- H2+2OH-; Eo=-0.83V
2H+ +2e- H2 ; Eo= 0.00V
H2SO4
2H2O 2H2 + O2
35

36. การแยกโซเดียมคลอไรด์ หลอมเหลว
Anode : Oxidation
2Cl- Cl2 + 2e-
Cathode: Reduction
2Na+ + 2e- 2Na
36

37. การแยกสารละลายโซเดียมคลอไรด์
Anode : Oxidation
2Cl- Cl2 + 2e- : Eo= -1.36 V
2H2O O2+4H++4e- : Eo= -0.82 V
(O2มีศักย์ ไฟฟ้ าเกินตัววัดได้ ถึง 1.5 V)
Cathode : Reduction
Na++e- Na : Eo= -2.71 V
NaCl(aq) Na+ + Cl-
Na+Na 2O H2O O
H2HHO Cl- -ClH2
O H O- 2H2O+2e- H2+2OH- : Eo= -0.83 V
Na+2 Cl2
H 2O H 2O
37
Redox : 2Cl- + 2H2O H2 + Cl2 + 2OH-

38. ประเภทของเซลล์ กัลวานิก
เซลล์ ปฐมภูมิ เซลล์ ทุตยภูมิ
ิ
-เซลล์ ถ่านไฟฉาย -เซลล์ สะสมไฟฟาแบบตะกั่ว
้
-เซลล์ แอลคาไลน์ -เซลล์ นิเกิล-แคดเมียม
-เซลล์ ปรอท -เซลล์ โซเดียม-ซัลเฟอร์
-เซลล์ เงิน
-เซลล์ เชือเพลิงไฮโดรเจน-ออกซิเจน
้
-เซลล์ เชือเพลิงไฮโดดรเจน-ออกซิเจนที่ไม่ มี
้
Na2CO3 เป็ นอิเล็กโทรไลต์
-เซลล์ เชือเพลิงโพรเพน-ออกซิเจน
้

39. เซลล์ ปฐมภูม(Primary cell)
ิ
เซลล์ แห้ ง(Dry Cell) เซลล์ เลอคลังเช(Leclanche Cell)
39

40. ปฏิกริยาเคมีในเซลล์ ปฐมภูมิ
ิ
Anode : Zn …………..Oxidation
Zn(s) Zn2+(aq) + 2e-
Cathode : C …Reduction
2NH4+(aq)+2MnO2(s)+2e- Mn2O3(s)+2NH3(g)+2H2O(l)
Redox
Zn(s)+2NH4+(aq)+2MnO2(s) Zn2+(aq)+ Mn2O3(s)+2NH3(g)+2H2O(
Zn2+(aq) + 4NH3(g) [Zn(NH3)4]2+(aq)
Zn2+(aq) + 2NH3(g) + 2H2O(l) [Zn(H2O)2(NH3)2]2+(aq)
40

41. เซลล์ ปฐมภูม(Primary cell)
ิ
เซลล์เงิน 41

42. เซลล์วกับเซลล์ ปรอท แต่ ใช้ ซลเวอร์ ออกไซด์
มีส่วนประกอบเช่ นเดีย
เงิน ิ
( Ag2O) แทนเมอร์ คิวรี (II) ออกไซด์ ( HgO)
ปฏิกิริยาที่เกิด
1. Anode (Oxidation) Zn + 2OH- --> ZnO + H2O + 2e-
2. Cathode (Reduction) Ag2O + H2O + + 2e- ---> 2Ag + 2OH-
ปฏิกิริยารวม (Redox) Zn + Ag2O ---> ZnO + 2Ag
เซลล์ เงินให้ ศักย์ ไฟฟาประมาณ 1.5 Volts มีขนาดเล็กและมี
้
อายุการใช้ งานได้ นานมากแต่ มีราคาแพง จึงใช้ กับอุปกรณ์
หรือเครื่องใช้ ไฟฟาบางชนิด เช่ น เครื่องคิดเลข นาฬิกา
้

43. เซลล์ ปฐมภูม(Primary cell)
ิ
เซลล์ ปรอท
43

44. เซลล์ ปรอท
หลักการเหมือนกับเซลล์ อัลคาน์ แต่ ใช้ เมอร์ คิวรี (II)
ออกไซด์ ( HgO) แทนแมงกานีส (IV) ออกไซด์ (MnO2)
ปฏิกิริยาที่เกิด
1. Anode (Oxidation) Zn + 2OH- --> ZnO + H2O + 2e-
2. Cathode (Reduction) HgO + H2O + 2e- ---> Hg + 2OH-
ปฏิกิริยารวม (Redox) Zn + HgO ---> ZnO + Hg
เซลล์ ปรอทให้ ศักย์ ไฟฟาประมาณ 1.3 Volts ให้ กระแสไฟฟาต่า
้ ้
แต่ มีข้อดีท่ สามารถให้ ศักย์ ไฟฟาเกือบคงที่ตลอดอายุการใช้
ี ้
งาน นิยมใช้ กันมากในเครื่องฟั งเสียงสาหรับคนหูพการ
ิ

45. เซลล์ เชือเพลิงไฮโดรเจน-ออกซิเจน
้
เซลล์ เชือเพลิงไฮโดรเจน-ออกซิเจน
้
ประกอบด้ วยแท่ งคาร์ บอนที่มีรูพรุ น 2 แท่ งทาหน้ าที่เป็ นขัวไฟฟาที่ผวของแท่ งคาร์ บอนมี
้ ้ ิ
ผงแพลทินัมหรือแพลเลเดียมผสมยู่เพื่อทาหน้ าที่เป็ นตัวเร่ งปฏิกริยา ขัวไฟฟาทังสองจุ่ม
ิ ้ ้ ้
อยู่ในอิเล็กโทรไลต์ ซ่ งอาจเป็ นสารละลาย NaOH หรือ KOH
ึ
ปฏิกริยาทีเกิดขึน
ิ ้
ที่แอโนด O2 (g) + 2H2O (l) + 4e- ------> 4OH-(aq)
ที่แคโทด 2H2(g) + 4OH-(aq) -----> 4H2O(l) + 4e-(s)
ปฏิกริยารวม O2(g) + 2H2(g) -----> 2H2O(l)
ิ
เนื่องจากปฏิกริยาที่เกิดขึนมีการรับและการให้ อเล็กตรอน จึงทาให้ มีกระแสไฟฟาเกิดขึน
ิ ้ ิ ้ ้
ด้ วย เซลล์ ประเภทนีถูกนาไปใช้ ในยานอวกาศ เพราะนอกจากจะได้ พลังงานไฟฟาแล้ วยัง
้ ้
ได้ นาเป็ นนาดื่ม สาหรับนักบินอวกาศด้ วย
้ ้

46. เซลล์ เชือเพลิงโพรเพน-ออกซิเจน
้
ปฏิกริยาทีเกิดขึน
ิ ้
ที่แอโนด 5O2 (g) + 20H+ (aq) + 20e- ------> 10H2O(l)
ที่แคโทด C3H8(g) + 6H2O(l) -----> 3CO2(g) + 20H+ (aq)+ 20e-(s)
ปฏิกริยารวม 5O2 (g) + C3H8(g) -----> 3CO2(g) + 4H2O(l)
ิ
ปฏิกริยาในเซลล์ เชือเพลิงโพรเพน-ออกซิเจนนีเ้ สมือนกับปฏิกริยาสันดาปของ
ิ ้ ิ
ก๊ าซโพรเพนเซลล์ นีอาจให้ ประสิทธิภาพการทางานสูงประมาณ 2 เท่ าของ
้
เครื่องยนต์ สันดาปภายใน

47. เซลล์ทุตยภูม(Secondary cell)
ิ ิ
เซลล์ สะสมไฟฟาแบบตะกัว(แบตเตอรี)
้ ่ 47

48. แบตเตอรี่
1) เมื่ออัดไฟครังแรก
้ 2) เมื่อจ่ ายไฟ 3) เมื่ออัดไฟครังต่ อไป
้

49. ปฏิกริยาเคมีในเซลล์ สะสมไฟฟาแบบตะกัว
ิ ้ ่
การจ่ ายไฟ
ขั้ว Pb : Pb(s) + SO42-(aq) PbSO4(s) + 2e-
ขั้ว PbO2 : PbO2(s) + SO42-(aq) + 4H+ + 2e- PbSO4(s) + 2H2O(l)
การอัดไฟ
ขั้ว Pb : PbSO4(s) + 2e- Pb(s) + SO42-(aq)
ขั้ว PbO2 : PbSO4(s) + 2H2O(l) PbO2(s) + SO42-(aq) + 4H+ + 2e-
49

50. การชุบโลหะ
50

51. การชุบโลหะ
Anode : โลหะทีต้องการชุ บ
่
Cathode : สิ่ งทีต้องการชุ บ
่
Electrolyte solution : มี
ไอออนของโลหะที่เป็ น anode
 ใช้ ไฟฟากระแสตรง
้
51

52. การทาโลหะให้ บริสุทธิ์
 ใช้ โลหะบริสุทธิ์เป็ น Cathode
และโลหะไม่ บริสุทธิ์เป็ น Anode
 สารละลายอิเล็กโทรไลต์ มีไอออนของโลหะบริ สุทธิ์ 52

53. ประโยชน์ ของเซลล์ อเล็กโทรไลต์
ิ
การทาทองแดงให้ บริสุทธิ์ จากโลหะที่ประกอบด้ วย Cu, Fe, Zn, Ag, Au, Pt
Cathode -
Anode +
ทองแดงไม่ บริสุทธิ์
CuSO4 ทองแดงบริสุทธิ์
+
H2SO4 กากตะกอน

54. การผุกร่ อนของโลหะ
O2(g) + 2H2O(l) + 4e- 4OH-(ag)
Redox: 2Fe(s) + O2(g) + 2H2O(l) 2Fe2+(aq) + 4OH-(aq)
Fe(OH)2(s)
4Fe(OH)2(s) + O2(g) + 2H2O(l) 4Fe(OH)3(s)

55. การสึ กกร่ อน(Corrosion)
หรือ
4Fe(OH)2(s) + O2(g) 2Fe2O3.H2O(s) + 2H2O(aq)
55

56. การผุกร่ อนของโลหะ
 การเกิดสนิมเหล็กเนื่องจาก
CO2
 CO2 ละลายนาแล้ วเกิด H2CO3 ซึ่งแตกตัวให้ H+
้
• Anode : Fe(s)  Fe2+(aq) + 2e-
• Cathode : O2(g) + 4H+(aq) + 4e-  2H2O(l)
• 4Fe2+(aq) + O2(g) + (4+2n)H2O(l)  2Fe2O3.nH2O(s) + 8H+(aq)

57. การปองกันการสึ กกร่ อน
้
โดยการปิ ดพืนผิวด้ วยการทาสี หรือเครือบ
้
 โดยการทาพืนผิวด้ วยตัวยับยั้งการสึ กกร่ อน
้
 วิธีแคโทด(Cathodic) โดยการทาให้ โลหะเปลียนสภาพเป็ นแคโทด ทาให้ โลหะ
่
นั้นไม่ ต้องเสี ยอิเล็กตรอน
วิธีอะโนไดซ์ (Anodize) โดยการเคลือบผิวด้ วยโลหะทีออกไซด์ สลายตัว
่
ยาก เช่ น Al, Sn, Cr
 วิธีรมดา โดยการนาแผ่นโลหะแช่ ในสารละลายรมดา(NaNO3+NaOH+H2O)
ทีอุณหภูมิ 136-143C
่
57

58. การปองกันการผุกร่ อนของถังเหล็กโดยใช้ ข้ว Mg
้ ั

59. เทคโนโลยีเกียวข้ องกับเซลล์ไฟฟาเคมี
่ ้
 การทาอิเล็กโทรไดอะลิซิสน้าทะเล
 เซลล์ เชื้อเพลิง
 แบบเตอรีอเล็กโทรไลต์ แข็ง
ิ
59

60. ความก้ าวหน้ าทางเทคโลโลยีเกี่ยวข้ องกับเซลล์ ไฟฟาเคมี
้
ปฏิกริยาที่เกิดขึน
ิ ้
ที่แอโนด Li (s) ------> Li+(s) + e-
ที่แคโทด TiS2(s) + e- -----> TiS2 -(s)
ปฏิกริยารวม Li(s) + TiS2(s) -----> Li+(s) + TiS2-(s)
ิ
ศักย์ไฟฟาของเซลล์นี ้มีค่าประมาณ 2 โวลต์ เมื่อโลหะลิเทียมให้ อิเล็กตรอนแล้ วจะกลายเป็ น
้
Li+ ผ่านอิเล็กโทรไลต์แข็งไปยังแคโทดซึงมี TiS2 ทาหน้ าที่รับอิเล็กตรอนเกิดเป็ น TiS2-(s) จากนัน TiS2- จะ
่ ้
รวมตัวกับ Li+ เกิดเป็ น LiTiS2 อิเล็กโทรไลต์แข็งทาหน้ าที่เป็ นฉนวนต่ออิเล็กตรอน จึงทาให้ เซลล์ไฟฟานี ้
้
สามารถใช้ งานได้ โดยไม่เกิดการลัดวงจร
เซลล์ไฟฟาแบบนี ้เป็ นแบบทุติยภูมิสามารถประจุไฟได้ ใหม่เช่นเดียวกับเซลล์นิแคดหรื อเซลล์
้
สะสมไฟฟาแบบตะกัว ในปั จจุบนนี ้มีการใช้ แบตเตอรี่ ชนิดนี ้กับรถยนต์ ทาให้ ไม่ต้องเติมน ้ากลันกับ
้ ่ ั ่
แบตเตอรี่ อีกต่อไปเมื่อแบตเตอรี่ นี ้หมดอายุการใช้ งานแล้ วก็สามารถเปลี่ยนใหม่ได้ แต่ยงมีราคาแพงมาก
ั
เมื่อเทียบกับแบตเตอรี่ ที่ใช้ แผ่นตะกัวเป็ นขัวไฟฟาและใช้ สารละลายกรดเป็ นอิเล็กโทรไลต์
่ ้ ้

61. ความก้ าวหน้ าทางเทคโลโลยีเกี่ยวข้ องกับเซลล์ ไฟฟาเคมี
้
การทาอิเล็กโทรไดอะลิซสนาทะเล
ิ ้

62. Chemistry department
สวัสดี
อ. ออนจิลา บัวประเสริฐ
62