99201-3
99201-3 99201-3
้ 3-64 วิทยาศาสตร์ส าหรับเทคโนโลยีสารสนเทศและการสื่อสาร 2) เซลล์ทุติยภูมิ คือ เซลล์ที ่ใช้ผลิตกระแสไฟฟ้าจากปฏิกิริยาเคมีแล้วสามารถท ากลับให้อยู่ในสภาพ เดิมได้อีกโดยให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่านในทิศทางตรงกันข้ามกับการจ่ายไฟ (discharge) หรือเรียกว่าการอัดไฟใหม่ วิธีการนี ้เป็นการให้ประจุใหม่แก่เซลล์ เซลล์ชนิดนี ้ได้แก่ แบตเตอรี ่ตะกั่ว-กรด แบตเตอรี ่แบบนิกเกิล-แคดเมียม เป็นต้น ตัวอย่างการเกิดเซลล์ทุติยภูมิของแบตเตอรี ่ตะกั่ว-กรด ดังแสดงในภาพที ่ 3.37 ภาพที่ 3.37 แบบจ าลองเซลล์แบตเตอรี่ จากภาพที ่ 3.37 เป็นเซลล์สะสมไฟฟ้าแบบตะกั่วหรือแบตเตอรี ่ตะกั่ว-กรด หรือที ่เรียกกันโดยทั่วไปว่า แบตเตอรี ่ เป็นเซลล์ที ่นิยมใช้กันมากในรถยนต์ เซลล์นี ้ประกอบด้วยขั้วตะกั่วเหมือนกัน 2 ขั้ว จุ ่มอยู่ในสารละลาย กรดซัลฟูริก (H 2 SO 4 ) ก่อนน ามาใช้ต้องน าไปอัดไฟก่อนจึงจะจ่ายไฟได้ และเมื ่อจ่ายไฟหมดแล้วสามารถน าไปอัดไฟ ใหม่ได้อีกเซลล์ใหม่ 1 เซลล์มีความต่างศักย์ 2 โวลต์ โดยการอัดไฟครั้งแรกมีลักษณะเป็นเซลล์อิเล็กโทรไลต์ เพราะ ต้องใช้พลังงานจากภายนอกใส่เข้าไปก่อน การอัดไฟครั้งแรก มีการเปลี ่ยนแปลงดังนี ที ่ขั้วแอโนด 2H 2 O(l) + O 2 (g) 4H + (aq) + 4e - Pb (s) + O 2 (g) PbO 2 (s) รวมปฏิกิริยา Pb(s) + 2H 2 O(l) PbO 2 (s) + 4H + (aq) + 4e - ที ่ขั้วแคโทด 2H + (aq) + 2 e - H 2 (g) ดังนั้นในการประจุไฟครั้งแรกขั้วตะกั่ว A ท าปฏิกิริยากับออกซิเจน (O 2 ) แล้วขั้วตะกั่วกลายเป็นตะกั่ว ออกไซด์ (PbO 2 ) ขณะที ่ขั้วตะกั่ว B เกิดก๊าซ H 2 ส่วนขั้วไม่เปลี ่ยนแปลง การจ่ายไฟ มีลักษณะเป็นเซลล์แกลวานิก เมื ่อน าเซลล์สะสมไฟฟ้าแบบตะกั่วไปต่อวงจรเพื ่อใช้งาน พบว่าเข็มของโวลต์มิเตอร์เบนจากขั้ว B เข้าหาขั้ว A ซึ ่งเปลี ่ยนเป็นตะกั่วออกไซด์ (PbO 2 ) ขณะจ่ายไฟที ่ขั้ว A และ B จะมีสารสีขาวซึ ่งไม่ละลายน ้าคือตะกั่วซัลเฟต (PbSO 4 ) เกิดขึ ้นอย่างต่อเนื ่อง ท าให้เกิดความเข้มข้นของ กรดซัลฟุริก (H 2 SO 4 ) ลดลง ในที ่สุดเมื ่อขั้วไฟฟ้าทั้งสองกลายเป็น PbSO 4 เหมือนกัน ศักย์ไฟฟ้าทั้งสองขั้วจึงเท่ากัน และไม่สามารถจ่ายไฟได้อีก
่ เคมีพื ้นฐาน 3-65 การประจุไฟครั้งที่ 2 เมื ่อจ่ายไฟหมดจะน าเซลล์สะสมไฟฟ้าแบบตะกั่วไปประจุไฟอีกครั้ง โดยต่อ ขั้วลบของเครื ่องก าเนิดไฟฟ้ากระแสตรงเข้ากับขั้ว B และต่อขั้วบวกเข้ากับขั้ว A จะเกิดปฏิกิริยาในทิศทางตรงกัน ข้ามกับการจ่ายไฟ เมื ่อท าการประจุไฟที ่ขั้ว A จะกลายเป็น PbO 2 ส่วนขั้ว B กลายเป็น Pb และมีกรด H 2 SO 4 เกิดขึ ้นใหม่ ท าให้เซลล์สะสมไฟฟ้าแบบตะกั่วมีลักษณะเหมือนก่อนหมดไฟ จึงจ่ายไฟได้อีกครั้ง ถึงแม้ว่าเซลล์สะสม ไฟฟ้าแบบตะกั่วจะมีการอัดไฟใหม่ได้ แต่การอัดไฟบ่อยๆ ท าให้สภาพของขั้วกร่อนลงเรื ่อยๆ จึงเกิดการเสื ่อมสภาพ ของขั้วท าให้แบตเตอรี ่เสื ่อมสภาพ ไม่สามารถน ามาใช้งานได้อีก 2. เซลล์อิเล็กโทรไลต์ คือเซลล์ไฟฟ้าเคมีที ่มีการเปลี ่ยนแปลงพลังงานไฟฟ้าเป็นพลังงานเคมี โดยการจ่าย กระแสไฟฟ้าตรงเข้าไปแล้วเกิดปฏิกิริยาเคมี เรียกกระบวนการที ่ใช้กระแสไฟฟ้านี ้ว่า กระบวนการอิเล็กโทรไลซิส (electrolysis process) ดังนั้นการเกิดเซลล์อิเล็กโทรไลต์ต้องประกอบด้วยส่วนส าคัญ คือ แหล่งก าเนิดไฟฟ้ า กระแสตรง สารละลายอิเล็กโทรไลต์ ซึ ่งเป็นสารที ่มีสถานะเป็นของเหลวประกอบด้วยไอออนที ่เคลื ่อนที ่ และน าไฟฟ้า ได้ และขั้วไฟฟ้ าซึ ่งประกอบด้วยขั้วแอโนดในที ่นี ้จะเป็นขั้วบวกที ่ต่อเข้ากับขั้วบวกของแหล่งก าเนิดไฟฟ้ า จะเกิด ปฏิกิริยาออกซิเดชัน และขั้วแคโทดในที ่นี ้เป็นขั้วลบที ่ต่อเข้ากับขั้วลบของแหล่งก าเนิดไฟฟ้า จะเกิดปฏิกิริยารีดักชัน กล่าวคือ ไอออนบวกในสารละลายจะมารับอิเล็กตรอนที ่ขั้วนี ้ ลักษณะการเกิดเซลล์อิเล็กโทรไลต์ดังแสดงในภาพที 3.38 ภาพที่ 3.38 ตัวอย่างการเกิดเซลล์อิเล็กโทรไลต์ เซลล์แกลวานิกและเซลล์อิเล็กโทรไลต์ มีความคล้ายคลึงและความแตกต่างกัน ซึ ่งเปรียบเทียบกันได้ดัง ตารางที ่ 3.11
- Page 13 and 14: เคมีพื ้นฐาน
- Page 15 and 16: ้ เคมีพื ้นฐา
- Page 17 and 18: ้ ่ เคมีพื ้น
- Page 19 and 20: เคมีพื ้นฐาน
- Page 21 and 22: ้ ้ ่ เคมีพื ้
- Page 23 and 24: ้ เคมีพื ้นฐา
- Page 25 and 26: ้ เคมีพื ้นฐา
- Page 27 and 28: เคมีพื ้นฐาน
- Page 29 and 30: เคมีพื ้นฐาน
- Page 31 and 32: เคมีพื ้นฐาน
- Page 33 and 34: ้ ่ ่ เคมีพื ้
- Page 35 and 36: เคมีพื ้นฐาน
- Page 37 and 38: ้ เคมีพื ้นฐา
- Page 39 and 40: เคมีพื ้นฐาน
- Page 41 and 42: เคมีพื ้นฐาน
- Page 43 and 44: เคมีพื ้นฐาน
- Page 45 and 46: เคมีพื ้นฐาน
- Page 47 and 48: ้ เคมีพื ้นฐา
- Page 49 and 50: เคมีพื ้นฐาน
- Page 51 and 52: ้ ้ เคมีพื ้น
- Page 53 and 54: ้ เคมีพื ้นฐา
- Page 55 and 56: ่ เคมีพื ้นฐา
- Page 57 and 58: ้ เคมีพื ้นฐา
- Page 59 and 60: ้ ้ ้ เคมีพื ้
- Page 61 and 62: เคมีพื ้นฐาน
- Page 63: ้ เคมีพื ้นฐา
- Page 67 and 68: ้ เคมีพื ้นฐา
- Page 69 and 70: เคมีพื ้นฐาน
่<br />
เคมีพื ้นฐาน 3-65<br />
การประจุไฟครั้งที่ 2 เมื ่อจ่ายไฟหมดจะน าเซลล์สะสมไฟฟ้าแบบตะกั่วไปประจุไฟอีกครั้ง โดยต่อ<br />
ขั้วลบของเครื ่องก าเนิดไฟฟ้ากระแสตรงเข้ากับขั้ว B และต่อขั้วบวกเข้ากับขั้ว A จะเกิดปฏิกิริยาในทิศทางตรงกัน<br />
ข้ามกับการจ่ายไฟ เมื ่อท าการประจุไฟที ่ขั้ว A จะกลายเป็น PbO 2 ส่วนขั้ว B กลายเป็น Pb และมีกรด H 2 SO 4<br />
เกิดขึ ้นใหม่ ท าให้เซลล์สะสมไฟฟ้าแบบตะกั่วมีลักษณะเหมือนก่อนหมดไฟ จึงจ่ายไฟได้อีกครั้ง ถึงแม้ว่าเซลล์สะสม<br />
ไฟฟ้าแบบตะกั่วจะมีการอัดไฟใหม่ได้ แต่การอัดไฟบ่อยๆ ท าให้สภาพของขั้วกร่อนลงเรื ่อยๆ จึงเกิดการเสื ่อมสภาพ<br />
ของขั้วท าให้แบตเตอรี ่เสื ่อมสภาพ ไม่สามารถน ามาใช้งานได้อีก<br />
2. เซลล์อิเล็กโทรไลต์ คือเซลล์ไฟฟ้าเคมีที ่มีการเปลี ่ยนแปลงพลังงานไฟฟ้าเป็นพลังงานเคมี โดยการจ่าย<br />
กระแสไฟฟ้าตรงเข้าไปแล้วเกิดปฏิกิริยาเคมี เรียกกระบวนการที ่ใช้กระแสไฟฟ้านี ้ว่า กระบวนการอิเล็กโทรไลซิส<br />
(electrolysis process) ดังนั้นการเกิดเซลล์อิเล็กโทรไลต์ต้องประกอบด้วยส่วนส าคัญ คือ แหล่งก าเนิดไฟฟ้ า<br />
กระแสตรง สารละลายอิเล็กโทรไลต์ ซึ ่งเป็นสารที ่มีสถานะเป็นของเหลวประกอบด้วยไอออนที ่เคลื ่อนที ่ และน าไฟฟ้า<br />
ได้ และขั้วไฟฟ้ าซึ ่งประกอบด้วยขั้วแอโนดในที ่นี ้จะเป็นขั้วบวกที ่ต่อเข้ากับขั้วบวกของแหล่งก าเนิดไฟฟ้ า จะเกิด<br />
ปฏิกิริยาออกซิเดชัน และขั้วแคโทดในที ่นี ้เป็นขั้วลบที ่ต่อเข้ากับขั้วลบของแหล่งก าเนิดไฟฟ้า จะเกิดปฏิกิริยารีดักชัน<br />
กล่าวคือ ไอออนบวกในสารละลายจะมารับอิเล็กตรอนที ่ขั้วนี ้ ลักษณะการเกิดเซลล์อิเล็กโทรไลต์ดังแสดงในภาพที<br />
3.38<br />
ภาพที่ 3.38 ตัวอย่างการเกิดเซลล์อิเล็กโทรไลต์<br />
เซลล์แกลวานิกและเซลล์อิเล็กโทรไลต์ มีความคล้ายคลึงและความแตกต่างกัน ซึ ่งเปรียบเทียบกันได้ดัง<br />
ตารางที ่ 3.11
Change language