[Company Logo Image]

Home Up สารบัญเว็บ ค้นหา ผู้จัดทำ 

การใช้ค่าศักย์ไฟฟ้า

เซลล์กัลวานิก แผนภาพเซลล์ ศักย์ไฟฟ้าของเซลล์ การหาค่าศักย์ไฟฟ้า ค่าศักย์ไฟฟ้า การใช้ค่าศักย์ไฟฟ้า
 


[Under Construction]

Home
Up

 

การใช้ประโยชน์จากค่าศักย์ไฟฟ้ามาตรฐานของครึ่งเซลล์

1. ใช้เปรียบเทียบความสามารถในการเป็นตัวออกซิไดส์หรือตัวรีดิวซ์ สารที่มีค่า EO สูงจะเป็นตัวออกซิไดส์ (รับอิเล็กตรอน) ที่ดีกว่าสารที่มีค่า EO ต่ำกว่า

                                                Ag+(aq)   +   e–       ®   Ag(s)                    EO       =         +0.80 V

                                            Cu2+(aq)   +   2e–        ®   Cu(s)                    EO       =         +0.34 V

                                             2H+(aq)   +   2e–        ®   H2(g)                    EO       =         +0.00 V

                                            Pb2+(aq)   +   2e–        ®   Pb(s)                     EO       =         –0.13 V

                                            Zn2+(aq)   +   2e–        ®   Zn(s)                     EO       =         –0.76 V

 

Ag+  , Cu2+ รับอิเล็กตรอนได้ดีกว่า H+ ส่วน  Pb2+ ,  Zn2+ รับอิเล็กตรอนได้น้อยกว่า H+ โดยที่ Ag+ รับอิเล็กตรอนได้กว่า Cu2+ , H+ , Pb2+ และ Zn2+ ตามลำดับ สารที่มีค่า EO น้อยหรือเป็นลบมากจะรับอิเล็กตรอนได้ไม่ดีหรือเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันได้ดีกว่า และเป็นตัวรีดิวซ์ที่ดี ดังนั้น Zn จึงเป็นตัวรีดิวซ์ที่แรงที่สุด

 

2. ใช้คำนวณหาค่าศักย์ไฟฟ้ามาตรฐานของเซลล์ เมื่อนำครึ่งเซลล์ที่ทราบค่า EO สองครึ่งเซลล์มาต่อกันเป็นเซลล์กัลวานิก โดยใช้ความสัมพันธ์

                                                                =         – 

 

EO  ที่ใช้ในการแทนค่าจะเป็น EO ของปฏิกิริยารีดักชันเสมอ ไม่ว่าครึ่งปฏิกิริยานั้นจะเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันหรือรีดักชัน

·        จะเป็นของครึ่งปฏิกิริยารีดักชัน หรือ

·        จะเป็นค่า  ซึ่งได้จากการกลับเครื่องหมายค่า  จากตาราง

 

ตัวอย่างที่ 9  จากปฏิกิริยาระหว่างเหล็กกับ AgNO3 เขียนแทนด้วยสมการดังนี้

Fe(s)   +   2AgNO3(aq)   ®   Fe2+(aq)   +   2Ag(s)

                        จงคำนวณหาค่า  ของเซลล์กัลวานิกที่ปฏิกิริยานี้เกิดขึ้น

วิธีทำ              จากสมการ

                        ที่แอโนด ปฏิกิริยาที่เกิดขึ้น

                                                                      Fe(s)        ®     Fe2+(aq)   +   2e–                EO   = –0.41 V

                        ที่แคโทด ปฏิกิริยาที่เกิดขึ้น

                                                    Ag+(aq)   +   e–        ®     Ag(s)                                     EO   = +0.80 V

                                                                            =         – 

                                                                            =         (+0.80) – (–0.41)

                                                                                   =         +1.21 V

                        ดังนั้น  ศักย์ไฟฟ้าของเซลล์              =         +1.21 V

 

ตัวอย่างที่ 10    ถ้านำครึ่งเซลล์ Al(s)|Al3+(aq, 1 mol/dm3) กับครึ่งเซลล์ Cu(s)|Cu2+(aq, 1 mol/dm3) ที่อุณหภูมิ 25OC มาต่อกันเป็นเซลล์กัลวานิก ศักย์ไฟฟ้ามาตรฐานของเซลล์มีค่าเท่าใด

วิธีทำ                  จากตารางศักย์ไฟฟ้ารีดักชันมาตรฐานของครึ่งเซลล์เป็นดังนี้

                                                 Al3+(aq)   +   3e–        ®     Al(s)                                       EO   = –1.86 V

                                                Cu2+(aq)   +   2e–        ®     Cu(s)                                      EO   = +0.34 V

                            ครึ่งเซลล์ Cu(s)|Cu2+(aq, 1 mol/dm3) มีค่า EO สูงกว่า รับอิเล็กตรอนได้ดีกว่า จึงเป็นแคโทด ส่วนครึ่งเซลล์ Al(s)|Al3+(aq, 1 mol/dm3) เป็นแอโนด ศักย์ไฟฟ้ามาตรฐานของเซลล์หาได้ดังนี้

                                                                            =         – 

                                                                            =         (+0.34) – (–1.86)

                                                                                        =         +2.02 V

                        ดังนั้น  ศักย์ไฟฟ้าของเซลล์              =         +2.02 V

 

3. ใช้คำทำนายทิศทางการเกิดปฏิกิริยาว่าปฏิกิริยาจะดำเนินไปในทางใด หรือทำนายว่าปฏิกิริยารีดอกซ์ที่เขียนไว้เกิดขึ้นได้จริงหรือไม่ เมื่อรวมสองครึ่งปฏิกิริยาเข้าด้วยกัน ครึ่งปฏิกิริยาที่มีค่า EO เป็นบวกมากกว่าจะรับอิเล็กตรอน หรือเกิดปฏิกิริยารีดักชัน และสารที่มีค่า EO เป็นบวกน้อยกว่าจะเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันให้อิเล็กตรอน

 

ตัวอย่างเช่น ใส่แผ่นโลหะสังกะสีลงในสารละลายกรดไฮโดรคลอริก สังเกตพบว่ามีฟองแก๊สไฮโดรเจนเกิดขึ้น สมการแสดงปฏิกิริยาเป็นดังนี้

ปฏิกิริยาออกซิเดชัน                                 Zn(s)        ®     Zn2+(aq)   +   2e–               

ปฏิกิริยารีดักชัน                    2H+(aq)   +   2e–        ®     H2(g)                                    

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

ศักย์ไฟฟ้ารีดักชันมาตรฐานเป็นดังนี้

                                                Zn2+(aq)   +   2e–        ®     Zn(s)                                      EO   = –0.76 V

                                                 2H+(aq)   +   2e–        ®     H2(g)                                     EO   = 0.00 V

คำนวณศักย์ไฟฟ้ารีดักชันมาตรฐานของเซลล์ได้ดังนี้

                                                                            =         – 

                                                                            =         (0.00) – (–0.76)

                                                                                   =         +0.76 V

เซลล์กัลวานิกที่มีค่า  เป็นบวก แปลความหมายได้ว่าปฏิกิริยาที่เขียนแสดงไว้นั้นเกิดขึ้นได้จริง ดังนั้นการใส่โลหะ Zn ลงในสารละลายกรดไฮโดรคลอริกจึงสังเกตเห็นฟองแก๊สไฮโดรเจนเกิดขึ้น

ถ้าใส่แผ่นโลหะทองแดงลงในสารละลายกรดไฮโดรคลอริก สมการแสดงปฏิกิริยาเป็นดังนี้

ปฏิกิริยาออกซิเดชัน                                 Cu(s)        ®     Cu2+(aq)   +   2e–               

ปฏิกิริยารีดักชัน                    2H+(aq)   +   2e–        ®     H2(g)                                    

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

ศักย์ไฟฟ้ารีดักชันมาตรฐานเป็นดังนี้

                                                Cu2+(aq)   +   2e–        ®     Cu(s)                                      EO   = +0.34 V

                                                 2H+(aq)   +   2e–        ®     H2(g)                                     EO   = 0.00 V

คำนวณศักย์ไฟฟ้ารีดักชันมาตรฐานของเซลล์ได้ดังนี้

                                                                            =         – 

                                                                            =         (0.00) – (+0.34)

                                                                                   =         –0.34 V

เซลล์กัลวานิกที่มีค่า  เป็นลบ แปลความหมายได้ว่าปฏิกิริยาที่เขียนแสดงไว้นั้นเกิดขึ้นไม่ได้ นั่นคือเมื่อใส่โลหะทองแดงลงในสารละลายกรดไฮโดรคลอริกจะสังเกตไม่เห็นการเปลี่ยนแปลง เมื่อพิจารณาค่า EO ของครึ่งเซลล์  พบว่า EO ของครึ่งเซล Cu(s)|Cu2+(aq, 1 mol/dm3) สูง EO ของครึ่งเซลล์ Pt(s)| H2(g, 1 atm)|H+(aq, 1 mol/dm3) ครึ่งเซลล์ Cu(s)|Cu2+(aq, 1 mol/dm3) จึงควรเกิดปฏิกิริยารีดักชันและมีทิศทางตรงข้ามกับปฏิกิริยาที่กำหนดให้ เมื่อคำนวณค่า EO จะเป็นบวก ปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นจริงจึงเป็นดังนี้

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

 

Back to TOP

 

 


[Home] [Up]

บทเรียนออนไลน์นี้จัดทำโดยครูบุญรอด วงษ์สวาท ติดต่อประสานงานเกี่ยวกับเว็บไซต์นี้ โดยส่งความคิดเห็นที่ pmpsci@yahoo.com .
Copyright © 2010 กลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์ โรงเรียนพรหมานุสรณ์จังหวัดเพชรบุรี
อำเภอเมือง จังหวัดเพชรบุรี 76000
ปรับปรุงครั้งล่าสุด: 25/04/2013 17:28:33 +0700
Hit Counter