99201-3

Recommendations

Info

้ ่ 3-58 วิทยาศาสตร์ส าหรับเทคโนโลยีสารสนเทศและการสื่อสาร 1. เซลล์แกลวานิก หรือเรียกว่า เซลล์โวลทาอิก (Voltaic cell) เป็นเซลล์ไฟฟ้าที ่ท าหน้าที ่เปลี ่ยนพลังงาน เคมีไปเป็นพลังงานไฟฟ้า เป็นเซลล์ที ่ผลิตไฟฟ้าด้วยปฏิกิริยารีดอกซ์ที ่เกิดขึ ้นได้เอง องค์ประกอบของเซลล์แกลวานิก ประกอบด้วย 2 ครึ ่งเซลล์ที ่แตกต่างกัน มาต่อกันเป็นเซลล์เดียว ดังแสดงภาพที ่ 3.33 ซึ ่งจะเห็นว่าครึ ่งเซลล์ทางซ้าย เป็นการน าโลหะสังกะสีมาจุ ่มลงในสารละลายไอออนที ่มีโลหะสังกะสีอยู่ (ZnSO 4 ) ส่วนครึ ่งเซลล์ทางขวาเป็น โลหะทองแดงจุ ่มลงในสารละลายไอออนที ่มีโลหะทองแดงอยู่ (CuSO 4 ) สองเซลล์นี ้เชื ่อมต่อกันด้วยสะพานไอออน และลวดตัวน า โดยสะพานไอออนท าหน้าที ่เชื ่อมระหว่างสารละลายหนึ ่งไปหาสารละลายหนึ ่ง เพื ่อรักษาสมดุลระหว่าง ไอออนบวกและไออนลบในแต่ละครึ ่งเซลล์ให้คงที ่ ส่วนใหญ่เป็นสารละลายเกลือของหมู ่ 1 และหมู ่ 2 เช่น KNO 3 NH 4 NO 3 KCl NH 4 Cl K 2 SO 4 เป็นต้น ส่วนการเชื ่อมเซลล์โดยใช้ลวดนั้นเพื ่อให้ลวดเป็นตัวเชื ่อมระหว่างอีกขั้วโลหะ หนึ ่งไปยังขั้วโลหะหนึ ่ง และต่อเข้ากับโวลต์มิเตอร์ เพื ่อบอกทิศทางการไหลของอิเล็กตรอน โดยเข็มจะเบนไปในทางที อิเล็กตรอนไหล จากภาพที ่ 3.33 จะเห็นว่าเข็มของโวลล์มิเตอร์เบนไปทางขวา แสดงว่าอิเล็กตรอนไหลจากฝั่งโลหะ สังกะสีไปยังฝั่งโลหะทองแดง แสดงว่าโลหะสังกะสีท าหน้าที ่ให้อิเล็กตรอน และเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชัน ส่วน โลหะทองแดงจะท าหน้าที ่รับอิเล็กตรอน และเกิดเป็นปฏิกิริยารีดักชัน แท่งโลหะสังกะสีและทองแดงในเซลล์ เรียกว่า อิเล็กโทรด (electrode) ด้านอิเล็กโทรดที ่เกิดปฏิกิริยาออกซิเดชัน เรียกว่า แอโนด (anode) เป็นขั้วลบ และด้าน อิเล็กโทรดที ่เกิดปฏิกิริยารีดักชัน เรียกว่า แคโทด (cathode) เป็นขั้วบวก ตัวอย่างเซลล์แกลวานิกดังแสดงในภาพที ่ 3.33 ภาพที่ 3.33 ตัวอย่างเซลล์แกลวานิก ปฏิกิริยาที ่เกิดขึ ้นเป็นดังนี ขั้วแอโนด Zn(s) Zn 2+ (aq) + 2e - ขั้วแคโทด Cu 2+ (aq) + 2e - Cu(s) ปฎิกิริยารีดอกซ์ Zn(s) + Cu 2+ Zn 2+ (aq) + Cu(s) จากปฏิกิริยาที ่เกิดขึ ้นพบว่าสังกะสีหรือด้านแอโนดจะกร่อนลงเนื ่องจากมีการให้อิเล็กตรอนไปยังอีกด้าน หนึ ่ง ส่วนทองแดงหรือด้านแคโทดจะมีโลหะมาเกาะที ่ปลายทองแดง การไหลของอิเล็กตรอนเกิดขึ ้นอย่างต่อเนื ่อง ท าให้เกิดกระแสไฟฟ้าไหล โดยกระแสไฟฟ้าจะไหลในทิศทางตรงข้ามกับทิศทางการไหลของอิเล็กตรอน
้ ้ ้ เคมีพื ้นฐาน 3-59 รูปแบบในการแสดงเซลล์แกลวานิก อาจแสดงเป็นแผนภาพเซลล์ ซึ ่งมีการหลักมาตรฐานในการเขียนดังนี 1) เขียนครึ ่งเซลล์ออกซิเดชันไว้ทางซ้าย และครึ ่งเซลล์รีดักชั่นไว้ทางขวา คั่นกลางด้วยสะพานไอออน ซึ ่งใช้เครื ่องหมาย || หรือ // 2) ใช้เครื ่องหมาย / คั่นระหว่างขั้วไฟฟ้ากับไอออน เช่น Zn(s)/Zn 2+ (aq) 3) ถ้าสารละลายที ่เป็นแก๊สจ าเป็นต้องต่อกับขั้วไฟฟ้าเฉื ่อยให้ใช้เครื ่องหมาย / คั่น ระหว่างโลหะกับ แก๊ส เช่น Pt(s)/H 2 (g)/H + (aq) 4) สารละลายที ่ทราบความเข้มข้นให้เขียนระบุไว้ในวงเล็บ เช่น Zn(s)/Zn 2+ (1 mol/dm 3 ) 5) ครึ ่งเซลล์ที ่เป็นแก๊สให้ระบุความดันลงในวงเล็บด้วย เช่น Pt(s)/H 2 (1 atm)/H + (1 mol/dm 3 ) เมื ่อ 1atm หมายถึง ความดันบรรยากาศ (atmospheric pressure หรือ standard atmosphere) หมายถึง ความดันบรรยากาศโดยเฉลี ่ย บนผิวโลก วัดที ่ระดับน ้าทะเล มีค่าเท่ากับ 760 mmHg ตัวอย่างในการเขียนแผนภาพเซลล์ เป็นดังนี ให้ปฏิกิริยารีดอกซ์ที ่เกิดขึ ้นเป็นดังสมการ A(s) + B + (aq) A + (aq) + B(s) แผนภาพเซลล์ไฟฟ้าที ่เขียนได้คือ A(s) | A + (aq) // B + (aq) | B(s) (ครึ ่งเซลล์ออกซิเดชัน) (ครึ ่งเซลล์รีดักชัน) ดังนั้นจากปฏิกิริยารีดอกซ์ของภาพที ่ 3.32 จะเขียนแผนภาพแสดงเซลล์แกลวานิกได้ดังนี Zn(s)/Zn 2+ (aq) // Cu 2+ (aq)/Cu(s) บางกรณีที ่มีครึ ่งเซลล์ประกอบด้วยอโลหะหรือไอออนที ่ไม่น าไฟฟ้า เช่น มีแก๊สไฮโดรเจน (H 2 ) อยู่ร่วมกับ H + หรือแก๊ส Cl 2 อยู่ร่วมกับ Cl - เป็นต้น กรณีนี ้มักใช้ขั้วเฉื ่อยเป็นขั้วไฟฟ้า เช่น แพลทินัม (Pt) หรือแกรไฟต์ (C) ตัวอย่างเช่นในภาพที ่ 3.34 แผนภาพแสดงเซลล์แกลวานิก คือ Zn(s)/Zn 2+ (aq)//H + (aq)/H 2 (g)/Pt(s) หรือ Zn(s)/Zn 2+ (1 mol/dm 3 )/ /H + (1 mol/dm 3 )/H 2 (1atm)/Pt(s) ภาพที่ 3.34 เซลล์แกลวานิกที่ประกอบด้วยครึ่งเซลล์สังกะสีกับครึ่งเซลล์ไฮโดรเจน
Page 1 and 2:
หน่วยที่ 3 เค
Page 3 and 4:
เคมีพื ้นฐาน
Page 5 and 6:
้ เคมีพื ้นฐา
Page 7 and 8: ้ เคมีพื ้นฐา
Page 9 and 10: เคมีพื ้นฐาน
Page 17 and 18: ้ ่ เคมีพื ้น
Page 21 and 22: ้ ้ ่ เคมีพื ้
Page 33 and 34: ้ ่ ่ เคมีพื ้
Page 51 and 52: ้ ้ เคมีพื ้น
Page 55 and 56: ่ เคมีพื ้นฐา
Page 57: ้ เคมีพื ้นฐา
Page 65 and 66: ่ เคมีพื ้นฐา
show all

99201-3

Create successful ePaper yourself

Delete template?

Save as template?