[Company Logo Image]

Home Up สารบัญเว็บ ค้นหา ผู้จัดทำ 

เซลล์ทุติยภูมิ

เซลล์ปฐมภูมิ เซลล์ทุติยภูมิ
 


[Under Construction]

Home
Up
เซลล์นิกเกิล-แคดเมียม
เซลล์โซเดียม-ซัลเฟอร์

 

เซลล์ทุติยภูมิ

เซลล์สะสมไฟฟ้าแบบตะกั่ว

เรียกชื่ออีกอย่างว่าแบตเตอรี ประกอบด้วยขั้วไฟฟ้าเป็นตะกั่ว เปลือกหุ้มเป็นพลาสติก มีกรดซัลฟิวริกเป็นอิเล็กโทรไลต์ เซลล์ชนิดนี้ในตอนแรกจะไม่มีความต่างศักย์ระหว่างขั้วทั้งสองข้าง เนื่องจากเป็นโลหะ Pb ทั้งสองด้าน ดังนั้นการสร้างเซลล์สะสมไฟฟ้าแบบตะกั่วจะต้องทำให้ผิวของตะกั่วมีศักย์ไฟฟ้าต่างกัน

การประจุไฟครั้งแรก

ต่อแหล่งกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรงเข้ากับขั้วไฟฟ้าของเซลล์ดังรูป อิเล็กตรอนจากขั้วลบของแหล่งกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรงจะมายังขั้ว B ไฮโดรเจนไอออนในสารละลายซึ่งมีค่า  EO สูงกว่าน้ำจะรับอิเล็กตรอนที่ขั้ว B ดังนี้

 

แก๊ส H2 ที่เกิดขึ้นไม่ทำปฏิกิริยากับขั้ว B แผ่นตะกั่วจึงไม่เปลี่ยนแปลง ส่วนที่ขั้ว A ซึ่งต่อกับกับขั้วบวกของเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรง H2O ให้อิเล็กตรอนได้ดีกว่า SO4 จึงเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันได้แก๊ส O2 ซึ่งไปออกซิไดส์แผ่นตะกั่ว A เกิดเป็น PbO2 ซึ่งเป็นสารสีน้ำตาลเข้มเคลือบที่ผิวตะกั่ว เรียกว่าการประจุไฟครั้งแรก เขียนสมการได้ดังนี้

 


 

 

ขั้ว B (แคโทด) :                           2H+(aq)   +   2e–        ®     H2(g)

ขั้ว A (แอโนด) :                                         2H2O(l)        ®     4H+(aq)   +   O2(g)   +   4e–

                                                   Pb(s)   +  O2(g)        ®     PbO2(s)

ปฏิกิริยารวมที่ขั้ว A (แอโนด) :

                                               2H2O(l)   +   Pb(s)        ®     PbO2(s)   +   4H+(aq)   +   4e–

 

การจ่ายไฟครั้งแรก

เมื่อนำเซลล์สะสมไฟฟ้าแบบตะกั่วไปต่อวงจรเพื่อใช้งาน พบว่าเข็มของโวลต์มิเตอร์เบนจากขั้ว B เข้าหาขั้ว PbO2 อ่านค่าความต่างศักย์ได้ประมาณ 2 V ขณะจ่ายไฟที่ขั้ว A และ B จะมีสารสีขาวซึ่งไม่ละลายน้ำคือ PbSO4 เกิดขึ้นเรื่อย ๆ ทำให้เกิดความเข้มข้นของ H2SO4 ลดลง ในที่สุดเมื่อขั้วไฟฟ้าทั้งสองมี PbSO4 เหมือนกัน ทำให้ศักย์ไฟฟ้าทั้งสองขั้วเท่ากัน จะไม่สามารถจ่ายไฟได้อีก  ปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นเป็นดังนี้

 

 

ขั้ว B (แอโนด) :                   Pb(s)   +   SO4(aq)        ®     PbSO4(s)

ขั้ว A (แคโทด) :                                                         

         PbO2(s)  +  4H+(aq)  +  SO4(aq)  +  2e–        ®     PbSO4(s)   +   2H2O(l)

ปฏิกิริยาของเซลล์ :

   Pb(s)  +  PbO2(s)  +  4H+(aq)  +  2SO4(aq)        ®     2PbSO4(s)   +   2H2O(l)

เมื่อคำนวณค่าศักย์ไฟฟ้าของเซลล์ได้ดังนี้

                                                                            =         – 

                                                                            =         – 

                                                                            =         (+1.69) – (–0.36)

                                                                                   =         +2.05 V

  

การประจุไฟครั้งที่ 2

เมื่อจ่ายไฟหมดจะนำเซลล์สะสมไฟฟ้าแบบตะกั่วไปประจุไฟอีกครั้ง โดยต่อขั้วลบของเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรงเข้ากับขั้ว B และต่อขั้วบวกเข้ากับขั้ว A จะเกิดปฏิกิริยาในทิศทางตรงกันข้ามกับการจ่ายไฟดังนี้

 

 

ขั้ว B (แคโทด) :                 PbSO4(s)   +   2e–    ®     Pb2+(aq)   +   SO4(aq)

ขั้ว A (แอโนด) :           PbSO4(s)   +   2H2O(l)    ®     PbO2(s)  +  SO4(aq)  +  4H+(aq)  +  2e–

ปฏิกิริยารวม :

                               2PbSO4(s)   +   2H2O(l)    ®     Pb(s)  +  PbO2(s)  +  4H+(aq)  +  2SO4(aq)

 

เซลล์สะสมไฟฟ้าแบบตะกั่ว ให้ศักย์ไฟฟ้าประมาณ 2 V เมื่อนำหลายเซลล์มาต่อกันแบบอนุกรม จะได้ศักย์ไฟฟ้าเพิ่มขึ้น แม้ว่าเซลล์แบบนี้จะประจุไฟใหม่ได้ แต่ก็มีอายุการใช้งานระยะเวลาหนึ่งเท่านั้น เนื่องจาก PbSO4 ที่เกิดจากปฏิกิริยาขณะจ่ายไฟจะหลุดออกจากแผ่นตะกั่วตกอยู่ที่ก้นภาชนะ ทำให้แผ่นตะกั่วสึกกร่อนไปเรื่อย ๆ และเสื่อสภาพไม่สามารถใช้ได้อีก

 

เซลล์สะสมไฟฟ้าแบบตะกั่ว

  <IMG SRC="ZnCutransfer.jpg" WIDTH=540 HEIGHT=380 BORDER=0>

 

แบตเตอรีรถยนต์

<IMG SRC="ZnCutransfer.jpg" WIDTH=540 HEIGHT=380 BORDER=0>

 

 

 

Back to TOP

 

 


[Home] [Up] [เซลล์นิกเกิล-แคดเมียม] [เซลล์โซเดียม-ซัลเฟอร์]

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