1. 1
ไฟฟาเคมี
(Electrochemistry)
ไฟฟาเคมี เปนการศึกษาเกียวกับปฏิกิริยาเคมีที่ทําใหเกิดกระแสไฟฟา กระแสไฟฟาทําให
่
เกิดปฏิกิริยาเคมีหากใชการถายเทอิเล็กตรอนเปนเกณฑแลว ปฏิกิริยาเคมีแบงเปน 2 ประเภท
1. ปฏิกิริยาที่มีการถายเทอิเล็กตรอน เรียกวาปฏิกิริยารีดอกซ (Redox Reaction)
2. ปฏิกิริยาที่ไมมีการถายเทอิเล็กตรอน เรียกวาปฏิกิรยานอนรีดอกซ (Non redox Reaction)
ิ
ปฏิกิริยารีดอกซ (Redox Reaction )
ปฏิกิริยารีดอกซ หมายถึง ปฏิกิริยาที่เกียวกับการถายเทอิเล็กตรอน
่
ตัวอยาง เมื่อนําแผนโลหะทองแดง (Cu) จุมลงในสารละลายของ AgNO3 พบวาที่แผน
โลหะ Cu มีของแข็งสีขาวปนเทามาเกาะอยู และเมื่อนํามาเคาะจะพบวาโลหะ Cu เกิดการสึกกรอน
สวนสีของสารละลาย AgNO3 ก็จะเปลี่ยนจากใสไมมีสีเปนสีฟา
การเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นนี้อธิบายไดวาการที่โลหะทองแดงเกิด การสึกกรอนเปนเพราะ
โลหะทองแดง(Cu) เกิดการเสียอิเล็กตรอนกลายเปน Cu2+ ซึ่งมีสีฟาและเมื่อ Ag+ รับอิเล็กตรอนเขามา
จะกลายเปน Ag (โลหะเงิน) มาเกาะอยูทแผนโลหะทองแดง
ี่
ปฏิกิริยาที่เกิดขึน เขียนในรูปสมการไดดังนี้
้
Cu(s) Cu2+(aq) + 2 e- (oxidation reaction)
Ag+(aq) + e- Ag(s) (reduction reaction)
electron ที่ถายเทตองเทากัน สมการเคมีที่เกิดขึ้นทีแทจริงตองเปน
่
Cu(s) Cu2+(aq) + 2 e- (oxidation reaction)
2Ag+(aq) +2 e- 2Ag(s) (reduction reaction)
ปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นในแตละสมการเรียกวา ครึ่งปฏิกิริยา ซึ่งการเกิดปฏิกิริยาถายเท อิเล็กตรอน
จะเกิดขึ้นไดสมบูรณก็ตอเมือตองนําครึ่งปฏิกิริยาทั้งสองมารวมกัน เขียนเปนสมการไดดังนี้
่
Cu(s) + Ag+(aq) Cu2+(aq) + 2Ag(s) (redox reduction)

2. 2
สรุปไดวาการเกิดปฏิกิริยารีดอกซจะตองประกอบไปดวย
1. สารที่ให อิเล็กตรอนเรียกวาตัวรีดิวซ (reduce agent) เกิดปฏิกิรยาออกซิเดชัน
ิ
(Oxidation Reaction)
2. สารที่รับ อิเล็กตรอนเรียกวาตัวออกซิไดซ (oxidizing agent) เกิดปฏิกิริยารีดักชัน
(Reduction Reaction)
เซลลไฟฟาเคมี
เนื่องจากการที่สารที่ให อิเล็กตรอนและสารที่รับ อิเล็กตรอนสัมผัสกันโดยตรง จะไมสามารถ
แสดงกระแสไฟฟาที่เกิดขึ้นได ดังนั้นหากตองการใหมีกระแสไฟฟาเกิดขึ้นตองมีการนําลวดตัวนํา
ไฟฟาตอเชื่อมเขาไประหวางขั้วไฟฟาของครึ่งเซลลที่ให อิเล็กตรอนและครึ่งเซลลที่รับ อิเล็กตรอน
และพรอมกับโวลตมิเตอร และสะพานเกลือเชื่อมระหวางครึ่งเซลลทั้งสอง
e- e-
ขั้วไฟฟ ขั้วไฟฟ
Cu สะพานเกลือ Ag เซลลไฟฟาเคมี
Cu2+ Ag+
Cu Cu2+ + 2 e- Ag+ + e- Ag
ครึ่งเซลล Oxidation Reduction (half reaction)
ขั้วไฟฟา ลบ (Anode) บวก (Cathode) (Electrode)
ปฏิกิริยาที่เกิดขึ้น Cu(s) + 2Ag+(aq) Cu2+(aq) + 2Ag(s) (Redox Reaction)

3. 3
แผนภาพเซลลไฟฟาเคมี
หากปฏิกิริยารีดอกซที่เกิดขึ้นเปน A(s) + B+(aq) A+(aq) + B(s)
แผนภาพเซลลไฟฟาเคมี A(s) | A+(aq) || B+(aq) | B(s)
ครึ่งเซลลออกซิเดชัน ครึ่งเซลลรีดักชัน
หมายเหตุ 1. | | แทนสะพานเกลือ และแตละครึ่งเซลลใหใชเครื่องหมาย | คั่นระหวางสารตาง
สถานะ
2. หากตองการระบุความเขมขนใหเขียนไวในวงเล็บแลววางหลังสารละลาย
เชน Cu(s) | Cu2+(aq)(0.1M) | | Ag+(aq)(0.1M) | Ag(s)
3. หากสารในสถานะเดียวกันมีมากกวา 1 ชนิด ใหใชเครื่องจุลภาค ( , ) คั่น
เชน Fe(s) | Fe2+(aq) , Fe3+(aq) | | Cu2+(aq) | Cu(s)
4. หากมีความดันเกียวของ ใหระบุความดันในวงเล็บ แลววางหลังกาซนั้น
่
เชน Pt(s) | H2(atm) | H+(aq) | | Ag+(aq) | Ag(s)

4. 4
ศักยไฟฟามาตรฐาน (E°)
ครึ่งเซลลมาตรฐานที่ใชเปรียบเทียบความสามารถในการใหรับ อิเล็กตรอน ของครึ่งเซลล
ตางๆ จะใชครึงเซลลไฮโดรเจนเขียนแทนดวย Pt(s) | H2(1atm) | H+(1M) และกําหนดใหคาศักยไฟฟา
่
ของไฮโดรเจนที่สภาวะมาตรฐาน(25°C,1atm) มีคาเทากับศูนยโวลต
Eo H2 = 0.00 Volt
การวัดคาศักยไฟฟามาตรฐาน Eo ของเซลลไฟฟาใดๆ ทําไดโดยการนําครึ่งเซลลมาตรฐาน
ไฮโดรเจนตอกับครึ่งเซลลที่สนใจ และขัวไฟฟาจะตองจุมอยูในสารละลายเขมขน 1 Molarโดย
้ 
E°Cell = E°Cathode - E° Anode

5. 5
ขอควรทราบเกี่ยวกับคา E°
1. ถามีการกลับสมการ คา E° จะเทาเดิม แตเครื่องหมายตรงกันขาม
2. ถามีการคูณสมการดวยตัวเลขใดๆ คา E° จะเทาเดิม ไมเปลี่ยนแปลง
3. คา E°reduction ยิ่งมาก แสดงวาสารนันยิ่งรับ อิเล็กตรอน ไดดี (แนวโนมความเปนตัว
้
ออกซิไดซมากขึ้น)
คา E°reduction ยิ่งต่ํา แสดงวาสารนันยิ่งให อิเล็กตรอน ไดดี (แนวโนมความเปนตัว
้
รีดิวซ มากขึน)
้
โดยทั่วไปเมื่อกลาวถึง E° หากไมมีการระบุวาเปน E°reduction หรือ E°oxidation ใหถือวา
เปน E°reduction
ประโยชนของคา E°reduction
1. ใชเปรียบเทียบความสามารถในการเปนตัวรีดวซและตัวออกซิไดซ
ิ
Ä สารที่ให อิเล็กตรอน ไดดี E° ต่ํา , สารที่รับ อิเล็กตรอน ไดดี E° สูง
เชน Zn2+(aq) + 2 e- Zn(s) E° = - 0.76 Volt
Ag+(aq) + e- Ag(s) E° = 0.80 Volt
พิจารณา Eo Zn2+ < Eo Ag+
ตัวรีดิวซ : Zn > Ag
ตัวออกซิไดซ : Ag+ > Zn2+

6. 6
2. ใชคํานวณคาศักยไฟฟาของเซลลและครึ่งเซลล
E°Cell = E°Cathode - E° Anode
= E°ขั้วบวก - E°ขั้วลบ
= E°สูง - E°ต่ํา
ประโยชนของคา E°Cell
E°Cell > 0 ปฏิกิริยาเกิดได
E°Cell < 0 ปฏิกิริยาเกิดไมได (เกิดในทิศตรงขาม)
E°Cell = 0 ปฏิกิริยาเกิดไมไดแนนอน
ตัวอยางการคํานวณศักยไฟฟาของครึ่งเซลล
EX. เมื่อนําครึ่งเซลลของ Ag | Ag+ ตอกับครึ่งเซลลของ Pt | H2 | H+ พบวาเข็มของโวลต
มิเตอรเบนหาขั้ว Ag และอานคาได 0.80 Volt ใหหาคา E° ของ Ag+ + e- Ag
วิธีทํา จากการที่เข็มโวลตเบนเขาหาขัว Ag
้
แสดงวา Ag | Ag+ รับ e-
Pt | H2 | H+ ให e-
จาก E°Cell = E°Cathode - E° Anode
0.80 = Eo Ag - Eo H2
0.80 = Eo Ag – 0
ดังนั้น Eo Ag = 0.80 Volt
นั่นหมายความวา Ag+ + e- Ag E° = 0.80 Volt
ตัวอยางการคํานวณศักยไฟฟาของเซลล
EX. เมื่อนําครึ่งเซลลของ Fe | Fe2+ ตอเขากับ Ni | Ni2+ ใหหาคา E°Cell
กําหนด Fe2+ + 2 e- Fe E° = - 0.41 Volt
Ni2+ + 2 e- Ni E° = - 0.23 Volt
วิธีทํา E°Cell = E°สูง - E° ต่ํา
E°Cell = E°Cathode - E° Anode
= - 0.23 - ( - 0.41)
= 0.18 Volt

7. 7
อิเล็กโตรลิซิส (Electrolysis)
ปฏิกิริยาใดที่เกิดขึ้นไมได เชน Cu(s) + Zn+(aq) Cu2+(aq) + Zn(s)
หากตองการทําใหเกิดปฏิกิรยาก็สามารถทําไดโดยผานพลังงานไฟฟาจากภายนอก ซึ่ง
ิ
ปฏิกิริยาที่ไดจากการแยกสลายดวยดวยไฟฟานี้มีชื่อเรียกวา อิเล็กโตรลิซิส (Electrolysis)
สวนประกอบที่สําคัญของ Electrolytic Cell
1. แหลงพลังงานไฟฟาจากภายนอก
2. ขั้วไฟฟา
3. สารละลายอิเล็กโตรไลท
ลักษณะการเกิดปฏิกิริยาเปนดังนี้
สารที่ให อิเล็กตรอน แกขวบวก เกิดปฏิกริยา Oxidation
ั้ ิ ขั้วอาโนด -
สารที่รับ อิเล็กตรอน จากขั้วลบ เกิดปฏิกิริยา Reduction ขั้วคาโทด +
การดุลสมการรีดอกซ
ตองผานขั้นตอนการหาเลขออกซิเดชัน
1.โดยเลขออกซิเดชันจะหมายถึงตัวเลขแสดงคาประจุไฟฟาที่แทจริงหรือประจุไฟฟาสมมติ
ของธาตุ
เกณฑการกําหนดคาเลขออกซิเดชัน (O.N.)
1. ธาตุอิสระ (ไมรวมตัวกับธาตุอื่น มีคา O.N. = ศูนย)
เชน Mg , O2 , O3 , S8 , P4
2. ธาตุหมู 1 ในสารประกอบ มีคา O.N. = 1
เชน LiNo3 , NaCl , KclO3

8. 8
3. ธาตุหมู 2 ในสารประกอบ มีคา O.N. = 2
เชน MgCl2 , CaCO3 , BeCl2
4. ธาตุไฮโดรเจน ในสารประกอบ มีคา O.N. = 1
เชน HCl , NH3 , H2O
ยกเวน ในสารประกอบของโลหะ เชน NaH , AlH3 H มี O.N. = -1
5. ธาตุออกซิเจน ในสารประกอบ มีคา O.N. = - 2
เชน H2O , CO2 , C2O
ยกเวน H2O2 , Na2 O , NaO2 , OF O มี O.N. = -2
6. ผลรวมของ O.N. ในสารประกอบมีคาเปนศูนย
เชน KmnO4 , MnO2 , Na2C2O4
7. ผลรวมของ O.N. ในไอออนเทากับจํานวนประจุ
เชน MnO4- , Cr2O72-, Fe(CN)63-
Note ไอออนที่ควรจํา SO42- , CN- , CO32- , NO3- ไอออนที่มี O.N. เทากับจํานวนประจุ
ตัวอยางการหาเลขออกซิเดชันของธาตุ
Mn2O7 2Mn + 7O = 0 Na3PO4 3Na + P + 4O = 0
2Mn + 7(-2) = 0 3(1) + P + 4(-2) = 0
2Mn = 14 3+P–8 = 0
Mn = +7 # P = +5 #
MnSO4 Mn + SO4 = 0 C2O42- 2C + 4O = -2
Mn + (-2) = 0 2C + 4(-2) = -2
Mn = +2 # 2C = 6
C = +3 #
ขั้นตอนการดุลสมการรีดอกซ
1. หาธาตุที่มี O.N. เปลี่ยนไป ตอ 1 อะตอมของธาตุ
2. นําเลข O.N. ที่เปลี่ยนไปมาคูณไขว (เพื่อใหจํานวน อิเล็กตรอน ที่ถายเทเทากัน)
3. ดุลอะตอมของธาตุ (H กับ O ทําทีหลัง)
4. ถาทอนไดใหทอนเปนอัตราสวนอยางต่ําดวย

9. 9
ตัวอยางการดุลสมการรีดอกซ
EX. FeCl3 + SnCl2 FeCl2 + SnCl4
1. หาเลข O.N. ที่เปลี่ยนไป ตอ 1 อะตอมของธาตุ
FeCl3 + SnCl2 FeCl2 + SnCl4
+3 +2 +2 +4
รับ 1 e-
เสีย 2 e-
2. คูณไขวจํานวน e- ใหถายเทเทากัน
2FeCl3 + SnCl2 FeCl2 + SnCl4
3. ดุลสมการ
2FeCl3 + SnCl2 2FeCl2 + SnCl4
EX. KMnO4+ KNO2 + H2SO4 MnSO4 + H2O + KNO3 + K2SO4
1. หาเลข O.N. ที่เปลี่ยนไป ตอ 1 อะตอมของธาตุ
KMnO4 + KNO2 + H2SO4 MnSO4 + H2O + KNO3 + K2SO4
+7 +3 +2 +5
รับ 5 e-
เสีย 2 e-
2. คูณไขวจํานวน e- ใหถายเทเทากัน
2KMnO4 + 5KNO2 + H2SO4 MnSO4 + H2O + KNO3 + K2SO4
3. ดุลสมการ
2KMnO4 + 5KNO2 + 3H2SO4 2MnSO4 + 3H2O + 5KNO3 + K2SO4
การดุลสมการรีดอกซแบบครึ่งปฏิกิริยา
ทําตามขั้นตอนดังนี้
1. ในสารละลายกรด
EX. Fe2+ + Cr2O72- Fe3+ + Cr3+
วิธีทํา 1. แยกครึ่งปฏิกิริยา
Fe2+ Fe3+ Cr2O72- Cr3+

10. 10
2. ดุลอะตอม
Fe2+ Fe3+ Cr2O72- 2Cr3+
เติม H2O ดานขาดออกซิเจนเทากับจํานวนที่ขาด
ออกซิเจน
Cr2O72- 2Cr3+ + 7H2O
เติม H+ ดานขาดไฮโดรเจนเทากับจํานวนที่ขาด
ไฮโดรเจน
Cr2O72-- + 14H+ 2Cr3+ + 7H2O
3. ดุลประจุ (โดยการเติม e- )
จาก Fe2+ Fe3+ + e- จํานวนประจุเทากันคือ 2
Cr2O72- + 14H+ + 6 e- 2Cr3+ + 7H2O จํานวนประจุเทากันคือ 6
4. ทําการถายเท e- ใหเทากัน (โดยการคูณไขวจํานวน อิเล็กตรอน)
6Fe2+ 6Fe3+ + 6 e-
Cr2O72- + 14H+ + 6 e- 2Cr3+ + 7H2O
5. รวมสมการ
6Fe2+ + Cr2O72- + 14H+ 6Fe3+ + 2Cr3+ + 7H2O
2. ในสารละลายเบส
EX. I- + MnO4- ® I2 + MnO2
วิธีทํา แยกครึ่งปฏิกิริยา
I- I2 ดุลอะตอม MnO4- MnO2
-
2I I2 ดุลประจุ Q อะตอมของ Mn ดุลแลว
2I- I2 + 2 e- ∴ ดุล O โดยเติม H2O ดานขาด Oเทากับ
จํานวนที่ขาด O2
MnO44- MnO2 + 2H2O
เติม H+ ดานขาด H เทากับจํานวนที่ขาด H
MnO44- MnO2 + 2H2O
Q สารละลายเบสหามมีกรด ดังนั้นตองเติม OH- ทั้ง 2 ดาน
MnO4- + 4H+ + 4OH- MnO2 + 2H2O + 4OH-
+ -
Q H + OH H2O ดังนั้นจะไดสมการเปน
-
MnO4 + 4H2O MnO2 + 2H2O + 4OH- หักลาง H2O

11. 11
MnO4- + 2H2O MnO2 + 4OH- ดุลประจุ
MnO4- + 2H2O + 3 e- MnO2 + 4OH-
ทํา e- ที่ถายเทใหเทากัน (โดยดุลจํานวน e- )
Oxidation 2I- I2 + 2 e- (1)
Reduction MnO4- + 2H2O + 3 e- MnO2 + 4OH- (2)
(1) x 3 จะได 6I- 3I2 + 6 e-
(2) x 2 จะได 2MnO4- + 4H2O + 6 e- 2MnO2 + 8OH-
รวมสมการ 6I- + 2MnO4- + 4H2O 3I2 + 2MnO2 + 8OH-
ประโยชนของเซลลกัลวานิก
เซลลกัลวานิก อาจแบงออกไดเปน 2 ลักษณะ คือ
1. เซลลปฐมภูมิ (Primary Cell)
เปนเซลลที่เมื่อใชแลวไมอาจทําใหกลับไปสูสภาพเดิมไดอีกโดยใชศักยไฟฟาภาพนอก เซลล
ชนิดนี้ ไดแก ดาเนียลเซลล เซลลแหง และอื่นๆ
1.1 เซลลแหงหรือถานไฟฉาย
เซลลแหงหรือบางทีเรียกวาเซลลเลอคลัง เซลล (leclanche cell) เปนเซลลที่ใชในไฟฉาย ซึ่งมี
ลักษณะตามรูปที่ 1. กลองของเซลลทําดวยโลหะสังกะสีซึ่งทําหนาที่เปนขั้วลบ สวนแทงคารบอนหรือ
แกไฟตทําหนาที่เปนขั้วบวก ภายในกลองระหวางสองอิเล็กโตรดบรรจุดวยของผสมของแอมโมเนียม
คลอไรด, แมงกานีส (IV) ออกไซด, ซิงค (II) คลอไรด, ผงคารบอนกับของแข็งอื่นที่ไมมีสวนในการ
ทําปฏิกิริยาและทําใหชุมดวยน้ํา ระหวางของผสมเหลานี้กับกลองสังกะสีกั้นดวยกระดาษพรุน
ตอนบนของเซลลผนึกดวยวัสดุที่สามารถรักษาความชื้นภายในเซลลใหคงที่ เมื่อเซลลทําหนาที่จาย
ไฟฟา Zn จะใหอิเล็กตรอนเปน Zn2+ เปนเหตุใหกลองสังกะสีเปนขั้วลบ ปฏิกิริยาที่เกิดขึนจึงเปน
้
oxidation reaction
Zn(s) Zn2+(aq) + 2e-
ที่ขั้วบวก แมงกานีส(IV) ออกไซด จะถูกรีดวซ ิ
ซึ่งมีปฏิกิริยาครึ่งเซลลเปนดังนี้
2MnO2(s) + 8NH4+(aq) + 2e 2Mn3+(aq) + 4H2O + 8NH3(aq)
เพราะฉะนันปฏิกิริยาสุทธิที่ไดจากปฏิกิริยาครึ่งเซลลทั้งสอง จึงเปน
้
Zn(s) +2MnO2(s) + 8NH+4(aq) Zn2+(aq) + 2Mn3+(aq) + 8NH3(aq) +4H2O

12. 12
ถามีการจายกระแสไฟฟามากก็จะทําใหเกิด NH3 ขึ้น ซึ่งจะเขาทําปฏิกิริยากับ Zn2+ เกิด
เปนไอออนเชิงซอน เปนตนวา [Zn(NH3)4]2+ และ [ Zn(NH3)4 ]2+ และ [ Zn(NH3)2(H2O)2]2+ เซลลแหง
ดังกลาวจะใหศักยไฟฟาประมาณ 1.5 โวลต การเกิดไอออนเชิงซอนชวยรักษาความเขมขนของ Zn2+
ไมใหสูงขึ้น จึงทําใหศักยไฟฟาของเซลลเกือบคงที่เปนเวลานานพอสมควร
สวนประกอบของเซลลแหง
1.2 เซลลสําหรับวัตถุประสงคพิเศษ
สําหรับเซลลวัตถุประสงคพิเศษ ที่จะกลาวถึง ไดแก เซลลรูบิน-มาลลอรี่(Rubin-Mallory cell)
หรือบางทีเรียกเซลลเมอรคิวรี(Mercury cell) ซึ่งมีขนาดเล็กและใชกนมากในเครื่องฟงเสียงสําหรับคน
ั
หูพิการ หรือประโยชนอื่นๆ เซลลนี้ใชกลองสังกะสีเปนขั้วลบ แทงคารบอน(แกรไฟต เปนขั้วบวก
คลายกับของเซลลแหง แตใชอิเล็กโตรไลตเปนของผสมที่ชุมและเหนียวของเมอรคิวรี (II) ออกไซด
โซเดียมหรือโพแทสเซียมไฮ ดรอกไซด เซลลนี้จะใหศกยไฟฟาประมาณ 1.3 โวลต และมีปฏิกิริยาเคมี
ั
ดังนี้
ขั้วลบ : Zn(s) + 2OH-(aq) Zn(OH)2(s) + 2e-
ขั้วบวก : HgO(s) + 2H2O + 2e- Hg(l) + 2OH-(aq)
ปฏิกิริยาสุทธิ : Zn(s) + HgO(s) + 2H2O Zn(OH)2(s) + Hg(l)
1.3 ดาเนียลเซลล (Daniel Cell)
จากภาพ อิเล็กโตรดทองแดงประกอบดวยโลหะทองแดงบรรจุอยูในสารละลายอิ่มตัวของ
คอปเปอร(||) ซัลเฟต (A) สวนลางของเซลลมีผลึกของคอปเปอรซัลเฟตเพื่อใหสารละลายอิ่มตัว สาร
อิเล็กโตรดสังกะสีประกอบดวย โลหะสังกะสี( B ) ลอยอยูในสารละลายสังกะสีซัลเฟตที่เจือจางไกลๆ
สวนบนของเซลล เหนือสารละลายคอปเปอรซัลเฟตซึ่งมีความหนาแนนมากกวา เมื่อโลหะสังกะสีและ
ทองแดงเชื่อมตอกันดวยลวด อิเล็กตรอนจะไหลผานเสนลวดจากสังกะสีซึ่งถูกออกซิไดซงายกวาไปยัง

13. 13
ทองแดงซึ่งออกซิไดซยากกวา สังกะสีจะถูกออกซไดซกลายเปน Zn2+ ในสารละลาย ในขณะเดียวกัน
Cu2+ จะถูกรีดวซเปนทองแดง ดังสมการ
ิ
Anode : Zn Zn2+ + 2e-
Cathode : Cu2+ + 2e- Cu
ปฏิกิริยาสุทธิ Zn + Cu2+ Zn2+ + Cu
ถาความเขมขนของ Zn2+ เพิ่มขึ้น ปฏิกิริยาที่ขั้วบวก ( anode ) จะเลื่อนไปทางซาย เปนผลให
ศักยไฟฟาของเซลลลดลง เซลลที่ใชหลักการเดียวกับดาเนียลเซลล แตใชแคดเมียมและนิเกิลแทน
สังกะสีและทองแดงใชกันมากในแบตเตอรี่ เพราะมีอายุการใชงานที่นานกวา
2. เซลลทุติยภูมSecondary Galvanic Cell
ิ
เปนเซลลที่สารซึ่งเปนสวนประกอบของเซลลสามารถทํากลับใหอยูในสภาพเดิมไดอีกโดยให

กระแสไฟฟาไหลผานในทิศทางตรงกันขามกับการจายไฟ (Discharge) วิธีการนี้เปนการใหประจุใหม
แกเซลล เซลลชนิดนี้ไดแก แบตเตอรี่ตะกัว และแบตเตอรี่แบบเอดิสันเปนตน
่
2.1 แบตเตอรีสะสมไฟฟาแบบตะกั่ว (lead storage battery)
่
แบตเตอรี่สะสมไฟฟาแบบตะกัวจะ ประกอบดวยอิเล็กโตรสองอันซึ่งเปนแผนตะกัว และแผน
่ ่
เลด(IV) ออกไซด มีกรดซัลฟุริกเจือจางเปนอิเล็กโตรไลต เมื่อมีการจายไฟฟา แผนตะกัวจะถูกออกซิ
่
ไดสเปนเลด (II) ไอออน และทําหนาทีเ่ ปนขั้วลบ ดังรูป 2
Pb(s) Pb2+(aq) + 2e-
เลด(II) ไอออนจะรวมตัวกับชัลเฟตไอออนเปนเลด(II) ซัลเฟต
Pb2+(aq) + SO42- (aq) PbSO4(s)
รูปที่2 สวนประกอบของแบตเตอรี่สะสมไฟฟาแบบตะกั่ว
เมื่อรวมสมการทั้งสองเขาดวยกัน ก็จะเปนปฏิกิริยาครึ่งเซลลที่มีการเกิดออกซิเดชัน
Pb(s) + SO42- (aq) PbSO4(s) + 2e-
อิเล็กตรอนจะเคลื่อนที่จากขั้วลบตามเสนลวดไปยังอิเล็กโตรดอีกอันหนึ่งที่เปนเลด(IV) ออกไซด ซึ่งมี
ไฮโดรเจนไอออนจากอิเล็กโตรไลตและจะถูกรีดิวซืดังสมการ
PbO2(s) + 4H+(aq) + 2e- Pb2+(aq) + 2H2O
และ Pb2+ จะรวมตัวกับ SO2-4 ที่มีในสารละลาย
Pb2+(aq) + SO2-4(aq) PbSO4 (s)
ปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นที่เลด (IV) ออกไซดจึงเปนปฏิกิริยาครึ่งเซลลที่มีการเกิดรีดักชัน
PbO2(s) + 4H+(aq) + SO2-4(aq) + 2e- PbSO4(s) + 2H2O

14. 14
การจายไฟฟาที่เกิดขึ้นจากทังสองอิเล็กโตรดอาจสรุปไดดังนี้
้
ขั้วลบ : Pb(s) + SO2-4(aq) PbSO4(s) + 2e-
ขั้วบวก : PbO2(s) + 4H+(aq) + SO2-4(aq) + 2e- PbSO4(s) + 2H2O
ปฏิกิริยาสุทธิ : Pb(s) + PbO2(s) + 4H+(aq) + 2SO2-4(aq) 2PbSO4(s) + 2H2O
ปฏิกิริยาของเชลลขางบนเปนแบบผันกลับได เพราะฉะนันถาตองการใหผันกลับก็จําเปน
้
จะตองมีการอัดไฟฟา โดยการตอขั้วบวกของเซลลกับขั้วบวกของเครื่องอัดไฟฟาและขั้วลบกับขั้วลบ
ของเครื่องอัดไฟฟา ปฏิกิริยาสุทธิขางบนก็จะเปลียนทิศทางเปนจากขวาไปซาย ในลักษณะนีเ้ ลด(II)
่
ซัลเฟตที่ขั้วลบก็จะเปลียนเปนตะกัว สวนอีกขั้วหนึ่ง เลด(II) ซัลเฟตจะเปลี่ยนเปนเลด (IV) ออกไซด
่ ่
ตามปฏิกิริยาของแบตเตอรี่สะสมแบบตะกัวจะเห็นวาในขณะที่มีการจายไฟฟา ความเขมขนของกรด
่
จะลดลงเรื่อยๆ ตามปกติตอนที่มีศักย ไฟฟาเต็มที่จะมีความถวงจําเพาะ ประมาณ 1.25 ถึง 1.30 แลวแต
อุณหภูมิในขณะนันๆ ถาหากเมื่อใดมีความถวงจําเพาะต่ากวา 1.20 ที่อุณหภูมิของหองก็ควรจะมีการ
้ ํ
อัดไฟฟาได แตละเซลลของแบตเตอรี่จะมีศักยไฟฟาประมาณ 2 โวลต เพราะฉะนันถารถยนตใช
้
แบตเตอรี่ 12 โวลตก็จะตองประกอบดวย 6 เซลล
ภาพประกอบของแบตเตอรี่สะสมไฟฟาแบบตะกัว
่
2.2 แบตเตอรีสะสมไฟฟาแบบเอดิสัน (Edison storage battery)
่
แบตเตอรี่แบบนี้ประกอบแผนเหล็กกลา บรรจุผงเหล็กละเอียดสวนนี้ทาหนาที่เปนขัวลบ
ํ ้
สําหรับขั้วบวกเปนแผนเหล็กกลาบรรจุดวยนิเกิล(IV) ออกไซดไฮเดรต สวนอิเล็กโตรไลตเปน
สารละลายที่มีโพแทสเซียมไฮดรอกไซด 21% ผสมลิเที่ยมไฮดรอกไซดเล็กนอย เมื่อมีการจายไฟฟา
ปฏิกิริยาครึ่งเซลลเกิดขึ้นดังนี้
ขั้วลบ : Fe(s) + 2OH-(aq) Fe(OH)2(s) + 2e-
ขั้วบวก : NiO2(s) + 2H2O + 2e- Ni(OH)2(s) + 2OH-(aq)
ปฏิกิริยาสุทธิ : Fe(s) + NiO2(s) + 2H2O Fe(OH)2(s) + Ni(OH)2(S)

15. 15
เมื่อมีการอัดไฟฟา ปฏิกิริยาจะเปลี่ยนทิศทางจากขวาไปซาย ศักยไฟฟาของแตละเซลลของ
แบตเตอรี่แบบเอดิสัน มีคาประมาณ 1.4 โวลต
ถาใชผงแคดเมียมมาแทนผงเหล็กจะเปนแบตเตอรี่สะสมไฟฟาแบบนิกเกิล-แคดเมียม ซึ่งมี
ศักยไฟฟาประมาณ 1.3 โวลต และมีปฏิกิรยาครึ่งเซลล พอสรุปไดดังนี้
ิ
ขั้วลบ : Cd(s) + 2OH-(aq) Cd(OH)2(s) + 2e-
ขั้วบวก: NiO2(s) + 2H2O + 2e- Ni(OH)2(s) + 2OH-(aq)
ปฏิกิริยาสุทธิ : Cd(s) + NiO2(s) + 2H2O Cd(OH)2(s) + Ni(OH)2(s)
แบตเตอรี่ทั้งสองแบบที่กลาวถึงในหัวขอที่ 2. มีขอดีคือ สามารถเก็บไวนานๆไดโดยไมเสื่อมคุณภาพ
ใหศักยไฟฟาคอนขางคงที่ ใชกับอุปกรณวัดแสงในการถายรูป เครื่องคิดเลข และอืนๆ
่
ประโยชนของเซลลอิเล็กโทรไลต
1. การชุบโลหะ
หลักการทั่วไปสําหรับการชุบโลหะดวยไฟฟา
1. ใชโลหะทีจะชุบเปนแคโทด
่
2. จะชุบดวยโลหะใดใชโลหะนันเปนแอโนด
้
3. สารละลายอิเล็กโทรไลต ตองมีไอออนของโลหะที่เปนแอโนด
4. ใชไฟฟากระแสตรง และควบคุมศักดิ์ไฟฟาของเซลลใหเหมาะสม

16. 16
2. การทําโลหะใหบริสุทธิ์
การทําโลหะใหบริสุทธิ์ดวยกระบวนการอิเล็กโทรลิซิส ใชหลักการเดียวกับกับการชุบดวย
ไฟฟา โดยใชโลหะที่บริสุทธิ์เปนแคโทด โลหะที่ไมบริสุทธิ์เปนแอโนด และใชสารละลายที่มี
ไอออนของโลหะดังกลาวเปนอิเล็กโทรไลต เชนการทําทองแดงใหบริสุทธิ์
โดยทัวๆไปจะไดทองแดงจากการถลุงแร ซึ่งจะมีความบริสทธิ์ไมเกิน 99% ที่เหลือจะเปน
่ ุ
พวกสิ่งเจือปนตาง ๆ เชน Fe Ag Au Pt และ Zn ถาใชกระบวนการอิเล็กโทรลิซิสเขาชวย จะได
ทองแดงที่มีความบริสุทธิ์ถึง 99.95% ในอุตสาหกรรมจะสรางเซลลดังนี้
การผุกรอนของโลหะและการปองกัน
การผุกรอนของโลหะที่พบบอยในชีวิตประจําวันไดแก เหล็กเปนสนิม (สนิมเหล็กเปน
ออกไซดของเหล็ก Fe2O3.xH2O) ซึ่งเกิดจากสาเหตุหลายประการ ตัวอยางเชน การที่อะตอมของโลหะ
ที่ถูกออกซิไดสแลวรวมตัวกับออกซิเจนในอากาศเกิดเปนออกไซดของโลหะนั้น เชน สนิมเหล็ก
(Fe2O3) สนิมทองแดง (CuO) หรือสนิมอลูมิเนียม(Al2O3) การเกิดสนิมมีกระบวนการซับซอนมากและ
มีลักษณะเฉพาะตัวดังนี้
1. การผุกรอนของโลหะ คือปฏิกิริยาเคมีทเี่ กิดระหวางโลหะกับภาวะแวดลอม
2. ภาวะแวดลอมที่ทําใหผุกรอน คือ ความชื้น และออกซิเจน(H2O, O2) หรือ H2O กับอากาศ
3. ปฏิกิริยาเคมีที่เกิดในการผุกรอน เปนปฏิกิริยารีดอกซ
3.1 โลหะที่เกิดปฏิกิริยา Oxidation (ใหอเิ ล็กตรอน)
3.2 ภาวะแวดลอมเปนฝายรับอิเล็กตรอน เกิดปฏิกิริยา Reduction
4. สมการแสดงปฏิกิริยาการผุกรอน (เกิดจากการทดลอง)
โลหะ + ภาวะแวดลอม Ion ของโลหะ + เบส
Fe (s) + H2O (l) + O2 (g) Fe2+ (aq) + OH- (aq)
Fe2+ ทดสอบโดยใชสารละลาย K3Fe(CN)6 จะไดสน้ําเงิน ถาสีน้ําเงินเขม แสดงวามี Fe2+ มาก
ี
ถาจางมี Fe2+ นอย เบส(OH-) ทดสอบโดยสารละลายฟนอลฟทาลีน ไดสีชมพู

17. 17
5. ในการ Balance สมการ เมื่อเหล็กสัมผัสกับอากาศและความชื้น อะตอมของเหล็กจะเกิด
oxidation reaction ดังสมการ
Fe (s) Fe2+ (aq) + 2e ……………….(1) Oxidation
น้ําและออกซิเจนรับอิเล็กตรอนจากเหล็ก ดังสมการ
2H2O (l) + O2 (g) + 4e 4OH- (aq) …………..…..(2) Reduction
(1) * 2 + (2) ; 2Fe + 2H2O + O2 2Fe2+ + 4OH- ……………... (3) Redox
การปองกันสนิมเหล็ก
1. ทาสี ทาน้ํามัน การรมดํา และการเคลือบพลาสติก เปนการปองกันการถูกกับ O2 และความชืน ้
ซึ่งเปนการปองกันการเกิดสนิมของโลหะไดและเปนวิธที่สะดวกและใหผลดีในการปองกันสนิม
ี
2. โลหะบางชนิดมีสมบัติพิเศษ กลาวคือเมื่อทําปฏิกิริยากับออกซิเจนจะเกิดเปนออกไซดของ
โลหะเคลือบอยูบนผิวของโลหะนั้นและไมเกิดการผุกรอนอีกตอไป โลหะที่มีสมบัติดังกลาวไดแก
อลูมิเนียม ดีบุก และสังกะสี การชุบ หรือเคลือบโดยโลหะที่ Oxide ของโลหะนั้นคงตัว สลายตัวยาก
จะเปนผิวบางๆ คลุมผิวโลหะอีกที ไดแก Cr (โครเมียม) และอลูมิเนียม(Al) เปนตน ดังนั้น
Cr2O3.Al2O3 สลายตัวยาก เรียกชื่อวาวิธี อะโนไดซ (Anodize)
หมายเหตุ เหล็กกลาไมเกิดสนิม (stainless steel) เกิดจาก Fe ผสม Cr
3. การผุกรอนของโลหะมีปฏิกิริยาเกิดขึ้นเชนเดียวกับแอโนดในเซลลอิเล็กโทรไลต ดังนั้นถา
ไมตองการใหเกิดการผุกรอนจึงตองใหโลหะนั้นมีสภาวะเปนแคโทดหรือคลายกับแคโทด โดยใช
โลหะที่เสีย อิเล็กตรอนงายกวาเหล็กไปอยูกับเหล็ก ไดแก Fe ชุบ Zn สําหรับมุงหลังคา การฝงถุง Mg

ตามทอ หรือการผูก Mg ตามโครงเรือ จะทําให Fe ผุชาลง เนื่องจาก Zn & Mg เสีย e งายกวา Fe จะเสีย
e แทน Fe เรียกชื่อวิธี แคโธดิก (Cathodic)

18. 18
4. การปองกันการผุกรอนของโลหะในระบบหลอเย็นแบบปด
เครื่องยนตที่ใชในรถยนตหรือเครื่องมือผลิตกระแสไฟฟาจะใชระบบหลอเย็นแบบปดเพื่อ
รักษาอุณหภูมของเครื่องยนตไมใหสูงมากเกินไป สารหลอเย็นที่ใชคือน้ําซึ่งมีออกซิเจนละลายอยู ถา
ิ
เครื่องยนตมีโลหะผสมของอลูมิเนียม ออกซิเจนที่ละลายอยูในน้ําจะถูกใชในการสรางฟลมอลูมิเนียม
ออกไซด และฟลมนี้จะปองกันการผุกรอนเครื่องยนตได แตถาเครื่องยนตมีสวนประกอบที่เปนโลหะ
ผสมของเหล็ก สวนประกอบของเครื่องยนตที่สัมผัสกับน้ําจะเกิดการผุกรอนได เนื่องจากออกไซดของ
เหล็กไมมีสมบัติในการเปนสารเคลือบผิว จึงตองเติมสารยับยั้งการกัดกรอนซึ่งประกอบดวย
สารประกอบของไนไตรตโบแรกซ สารนี้จะทําใหน้ําในระบบหลอเย็นมี pH สูงกวา 8.5 และทําให
โลหะที่เปนสวนประกอบของเครื่องยนตเกิดoxidation reactionไดยาก การผุกรอนของโลหะจึงลดลง
นอกจากนี้การใชระบบปดมีผลดีอีกประการหนึ่งคือเปนการจํากัดปริมาณของออกซอเจนที่ละลายลง
ไปในน้ําจึงทําใหการผุกรอนของโลหะลดลง
ความกาวหนาทางเทคโนโลยีที่เกี่ยวของกับเซลลไฟฟาเคมี
1. การทําอิเล็กโทรไดอะลิซิสน้ําทะเล
อิเล็กโทรไดอะลิซิสเปนเซลลอิเล็กโทรไลตที่ใชแยกไอออนออกจากสารละลายโดยให
ไอออนเคลื่อนที่ผานเยื่อบางๆ ไปยังขั้วไฟฟาที่มีประจุตรงกันขามซึ่งอยูริมทั้งสองดานทําให
สารละลายสวนกลางมีความเขมขนไอออนลดลงจึงนําหลักการนี้ไปแยกไอออนของโซเดียมและคลอ
ไรดไอออนออกจากน้ําทะเลเพื่อผลิตน้ําจืดจากทะเลได
2. เซลลเชื้อเพลิง (fuel cell)
อีกวิธีหนึ่งทีใชเปลี่ยนพลังงานเคมีเปนพลังงานไฟฟาไดแก เซลลเชื้อเพลิง ซึ่งมีไดหลายแบบ
่
ขึ้นกับวาจะใชสารอะไรเปนเชื้อเพลิง เชน ออกซิเจน(จากอากาศ) และน้ํามันเชื้อเพลิง (fossil fuel) หรือ
ไฮโดรเจนและไฮดราซีน (hydrazine,N2H4) แตเชื้อเพลิงที่ใชกันมากไดแก H2 และ O2 ซึ่งใชกันในยาน

19. 19
อวกาศ เพราะเชื้อเพลิงที่ใชยงจรวดเปนเชื้อเพลิงชนิดเดียวกัน เซลลเชื้อเพลิงH2 - O2 แสดงในรูป ซึ่ง
ิ
แบงไดเปนสามหอง คือหองทางซายเปนทางเขาของ H2 และหองทางขวาซึ่งเปนทางเขาของO2 และ
หองที่มีตําแหนงอยูกลางบรรจุอิเล็กโตรไลตซึ่งเปนสารละลายเบส หองทั้งสามแยกออกจากกันดวย
ขั้วไฟฟาที่มีลกษณะพรุน (porous electrode) ที่ทําดวยวัตถุตัวนํา เชน คารบอนผสมดวยแพลตินัม
ั
เล็กนอย เพื่อทําหนาที่เปนตัวเรง เมื่อปอน H2 และ O2 เขาทางหองทางซายและทางขวาพรอมกัน แกส
ทั้งสองจะแพรผานไปยังขั้วไฟฟา และทําปฏิกิริยากับอิเล็กโตรไลตในหองกลาง ออกซิเจนถูกรีดวซที่
ิ
คาโทดเกิดเปน OH- ดังนี้
Cathode : O2(g) + 2H2O(l) + 4e- 4OH-(aq)
OH-จะซึมผานไปยังแอโนด และทําปฏิกิริยากับ H2 ดังนี้
Anode : H2(g) + 2OH-(aq) 2H2O(I)+2e-
ปฏิกิริยาสุทธิของเซลลคือ การเปลี่ยน H2 (g)และ O2(g) เปนน้ํานั่นเอง
2H2(g) + O2(g) 2H2O(I)
โดยปกติจะใชอุณหภูมิสูงพอ เพื่อน้ําที่ไดสามารถระเหยออกจากเซลล และควบแนนเปนน้ํา
ดื่มสําหรับมนุษยอวกาศ ถานําเชื้อเพลิงหลายๆเซลลมาตอเขาดวยกัน จะสามารถผลิตกระแสไฟฟาได
หลายๆกิโลวัตต เซลลเชื้อเพลิงมีขอดีหลายประการเมื่อเปรียบเทียบกับเซลลแหงหรือเซลลสะสมตะกั่ว
เชนสามารถปอนเชื้อเพลิงตลอดเวลา จึงไดเกิดพลังงานขึ้นอยางไมมีที่สิ้นสุดและมีประสิทธิภาพสูง
กวา นอกจากนี้แลว เซลลเชื้อเพลิงสามารถเปลี่ยนพลังงานเคมีเปนพลังงานไฟฟาไดโดยตรง โดยไมมี
ผลิตผลพลอยไดที่ไมพึงปรารถนาอยางอื่น (การผลิตกระแสไฟฟาที่ใชกันในปจจุบนทั่วไปตองใช
ั
เชื้อเพลิงในการตมน้ําใหไดไอเพื่อนําไปหมุนกังหันที่ตอ) และยังมีประสิทธิภาพสูงกวา (เซลล
เชื้อเพลิงอาจมีประสิทธิภาพมากกวา 80% เปรียบเทียบกับเครื่องกําเนิดไฟฟากังหันไอน้ํา ซึ่งทั่วไปสูง
เพียงประมาณ 40% เทานั้น)เซลลเชื้อเพลิงจึงอาจเปนแหลงพลังงานที่สําคัญในอนาคต
ภาพของเซลลเชื้อเพลิง