99201-3

99201-3 99201-3

19.04.2014 Views

้ ้ 3-56 วิทยาศาสตร์ส าหรับเทคโนโลยีสารสนเทศและการสื่อสาร กรดแก่แตกตัวร้อยละ 100 จึงแตกตัวให้ความเข้มข้นของ H 3 O + และ Cl - เท่ากับ 2.5 10 -3 mol/dm 3 หา pH ของสารละลายจากสูตร pH = - log [H 3 O + ] แทนค่า [H 3 O + ] ได้ pH = - log [2.5 × 10 -3 ] = 2.6 ตอบ เรื่องที่ 3.3.2 เคมีไฟฟ้ า เคมีไฟฟ้าเป็นการศึกษาปฏิกิริยาเคมีที ่ท าให้เกิดกระแสไฟฟ้า โดยปฏิกิริยาที ่เกิดขึ ้นเกิดจากการถ่ายโอน อิเล็กตรอนจากสารหนึ ่งไปยังอีกสารหนึ ่ง ซึ ่งจะมีการเปลี ่ยนแปลงเลขออกซิเดชัน เรียกปฏิกิริยาที ่เกิดขึ ้นว่า ปฏิกิริยา รีดอกซ์ (redox reaction) ปฏิกิริยารีดอกซ์ ปฏิกิริยารีดอกซ์ คือ ปฏิกิริยาที ่มีการถ่ายโอนอิเล็กตรอนระหว่างตัวให้อิเล็กตรอนและตัวรับอิเล็กตรอน ท าให้ประจุของอะตอมหรือไอออนหรือเรียกว่าเลขออกซิเดชันมีการเปลี ่ยนแปลง โดยปฏิกิริยารีดอกซ์จะประกอบด้วย 2 ปฏิกิริยาย่อย คือ ปฏิกิริยาออกซิเดชัน (oxidation Reaction) และ ปฏิกิริยารีดักชัน (reduction Reaction) 1. ปฏิกิริยาออกซิเดชัน คือ ปฏิกิริยาที ่มีการให้อิเล็กตรอน สารที ่ท าหน้าที ่ให้อิเล็กตรอนเรียกว่า ตัวรีดิวซ์ ผลคือ เลขออกซิเดชันจะมีค่าเพิ ่มขึ ้น ครึ ่งปฏิกิริยาออกซิเดชันเขียนได้ดังนี ตัวรีดิวซ์ ผลิตภัณฑ์ + อิล็กตรอน ตัวอย่าง เช่น Zn (s) Zn 2+ (aq) + 2e - Mg (s) Mg 2+ (aq) + 2e - 2. ปฏิกิริยารีดักชัน คือ ปฏิกิริยาที ่มีการรับอิเล็กตรอน สารที ่ท าหน้าที ่รับอิเล็กตรอนเรียกว่า ตัวรี- ออกซิไดซ์ ผลคือ เลขออกซิเดชันจะมีค่าลดลง ครึ ่งปฏิกิริยารีดักชันชันเขียนได้ดังนี ตัวออกซิไดซ์ + อิเล็กตรอน ผลิตภัณฑ์ ตัวอย่าง เช่น Cu 2+ (aq) + 2e - Cu (s) 2Cl - (aq) + 2e - Cl 2 (aq) เมื ่อรวมครึ ่งปฏิกิริยาออกซิเดชันและปฏิกิริยารีดักชันเข้าด้วยกัน ด้วยการให้และรับอิเล็กตรอนเท่าๆ กัน จะได้ปฏิกิริยารีดอกซ์ ดังนี ้

้ เคมีพื ้นฐาน 3-57 ตัวออกซิไดซ์ + ตัวรีดิวซ์ ผลิตภัณฑ์ ตัวอย่าง เช่น Zn (s) + Cu 2+ (aq) Zn 2+ (aq) + Cu (s) Mg (s) + 2HCl (aq) MgCl 2 (aq) + H 2 (g) การเกิดปฏิกิริยาระหว่างโลหะกับสารละลายจะเกิดปฏิกิริยาเคมีหรือไม่นั้นขึ ้นอยู่กับชนิดของโลหะที ่จุ ่มและ ไอออนของสารละลายด้วย เช่น เมื ่อจุ ่มแท่งโลหะทองแดง (Cu) กับสารละลายซิลเวอร์ไนเตรต (AgNO 3 ) เกิดโลหะ เงินมาเกาะที ่แผ่นโลหะทองแดง เมื ่อน ามาเคาะพบว่าโลหะทองแดงเกิดการสึกกร่อน ส่วนสีของสารละลาย AgNO 3 เปลี ่ยนจากใสไม่มีสีเป็นสีฟ้า ปฏิกิริยาที ่เกิดขึ ้น คือ 0 +1 +2 0 Cu(s) + 2Ag + (aq) เลขออกซิเดชันเพิ่มขึ้น เลขออกซิเดชันลดลง Cu 2+ (aq) + 2Ag(s) ตัวเลขที ่อยู่ด้านบนเป็นเลขออกซิเดชันของแต่ละธาตุ ซึ ่งจะเห็นว่ามีการเพิ ่มขึ ้นของเลขออกซิเดชันของ Cu จาก 0 ไปเป็น +2 และมีการลดลงของเลขออกซิเดชั่นของ Ag + จาก +1 ไปเป็น 0 ซึ ่งเขียนครึ ่งเซลล์ปฏิกิริยาได้ดังนี Cu(s) Cu 2+ (aq) + 2e - Cu ให้อิเล็กตรอน 2Ag + (aq) + 2e - 2Ag(s) Ag + รับอิเล็กตรอน ปฏิกิริยารวมคือ Cu(s) + 2Ag + (aq) Cu 2+ (aq) + 2Ag(s) หลักในการพิจารณาว่าปฏิกิริยาใดเป็นปฏิกิริยารีดอกซ์ นอกจากพิจารณาจากเลขออกซิเดชันที ่เปลี ่ยนแปลง ไปแล้วยังพิจารณาได้จากลักษณะของปฏิกิริยาด้วย โดย 1. ปฏิกิริยาที ่มีธาตุอิสระอยู่ในปฏิกิริยา เช่น 2Na + Cl 2 NaCl 2. ปฏิกิริยาที ่มีอัตราส่วนของธาตุในสารประกอบเปลี ่ยนแปลง เช่น SO 2 + NO 2 SO 3 + NO 3. ปฏิกิริยาเคมีที ่เกิดในเซลล์ไฟฟ้าเคมีทุกชนิด 4. ปฏิกิริยาเมแทบอลิซึมในร่างกาย 5. ปฏิกิริยาที ่มีธาตุทรานสิชั่นร่วมอยู่ด้วย เซลล์ไฟฟ้ า เซลล์ไฟฟ้ า คือ อุปกรณ์ที ่ต่อครบวงจรแล้วสามารถผลิตกระแสไฟฟ้ าได้ โดยอาศัยหลักการให้และรับ อิเล็กตรอนหรือการเกิดปฏิกิริยารีดอกซ์ภายในเซลล์ สามารถแบ่งเซลล์ไฟฟ้าออกเป็น 2 ชนิด คือ เซลล์แกลวานิก (galvanic cell) และเซลล์อิเล็กโทรไลต์ (electrolyte cell)

้<br />

้<br />

3-56 วิทยาศาสตร์ส าหรับเทคโนโลยีสารสนเทศและการสื่อสาร<br />

กรดแก่แตกตัวร้อยละ 100 จึงแตกตัวให้ความเข้มข้นของ H 3 O + และ Cl - เท่ากับ 2.5 10 -3 mol/dm 3<br />

หา pH ของสารละลายจากสูตร pH = - log [H 3 O + ]<br />

แทนค่า [H 3 O + ] ได้ pH = - log [2.5 × 10 -3 ] = 2.6 ตอบ<br />

เรื่องที่ 3.3.2<br />

เคมีไฟฟ้ า<br />

เคมีไฟฟ้าเป็นการศึกษาปฏิกิริยาเคมีที ่ท าให้เกิดกระแสไฟฟ้า โดยปฏิกิริยาที ่เกิดขึ ้นเกิดจากการถ่ายโอน<br />

อิเล็กตรอนจากสารหนึ ่งไปยังอีกสารหนึ ่ง ซึ ่งจะมีการเปลี ่ยนแปลงเลขออกซิเดชัน เรียกปฏิกิริยาที ่เกิดขึ ้นว่า ปฏิกิริยา<br />

รีดอกซ์ (redox reaction)<br />

ปฏิกิริยารีดอกซ์<br />

ปฏิกิริยารีดอกซ์ คือ ปฏิกิริยาที ่มีการถ่ายโอนอิเล็กตรอนระหว่างตัวให้อิเล็กตรอนและตัวรับอิเล็กตรอน<br />

ท าให้ประจุของอะตอมหรือไอออนหรือเรียกว่าเลขออกซิเดชันมีการเปลี ่ยนแปลง โดยปฏิกิริยารีดอกซ์จะประกอบด้วย<br />

2 ปฏิกิริยาย่อย คือ ปฏิกิริยาออกซิเดชัน (oxidation Reaction) และ ปฏิกิริยารีดักชัน (reduction Reaction)<br />

1. ปฏิกิริยาออกซิเดชัน คือ ปฏิกิริยาที ่มีการให้อิเล็กตรอน สารที ่ท าหน้าที ่ให้อิเล็กตรอนเรียกว่า ตัวรีดิวซ์<br />

ผลคือ เลขออกซิเดชันจะมีค่าเพิ ่มขึ ้น ครึ ่งปฏิกิริยาออกซิเดชันเขียนได้ดังนี<br />

ตัวรีดิวซ์ ผลิตภัณฑ์ + อิล็กตรอน<br />

ตัวอย่าง เช่น Zn (s) Zn 2+ (aq) + 2e -<br />

Mg (s) Mg 2+ (aq) + 2e -<br />

2. ปฏิกิริยารีดักชัน คือ ปฏิกิริยาที ่มีการรับอิเล็กตรอน สารที ่ท าหน้าที ่รับอิเล็กตรอนเรียกว่า ตัวรี-<br />

ออกซิไดซ์ ผลคือ เลขออกซิเดชันจะมีค่าลดลง ครึ ่งปฏิกิริยารีดักชันชันเขียนได้ดังนี<br />

ตัวออกซิไดซ์ + อิเล็กตรอน<br />

ผลิตภัณฑ์<br />

ตัวอย่าง เช่น Cu 2+ (aq) + 2e - Cu (s)<br />

2Cl - (aq) + 2e -<br />

Cl 2 (aq)<br />

เมื ่อรวมครึ ่งปฏิกิริยาออกซิเดชันและปฏิกิริยารีดักชันเข้าด้วยกัน ด้วยการให้และรับอิเล็กตรอนเท่าๆ กัน<br />

จะได้ปฏิกิริยารีดอกซ์ ดังนี ้

Hooray! Your file is uploaded and ready to be published.

Saved successfully!

Ooh no, something went wrong!