Page 17 - ไฟฟ้าเคมี

เอกสารค าสอน 30310259 ผู้ช่วยศาสตราจารย์ ดร.สมศักดิ์ ศิริไชย

เนื่องจากศักย์ไฟฟ้าเป็นการวัดพลังงานศักย์ต่อประจุไฟฟ้า ศักย์ไฟฟ้ารีดักชันมาตรฐานจึงเป็นสมบัติ

intensive (intensive properties) หรือกล่าวอีกนัยหนึ่ง ถ้าเราเพิ่มปริมาณสารในปฏิกิริยารีดอกซ์ นั่นคือ
เราเพิ่มทั้งพลังงานและประจุที่เกี่ยวข้อง แต่อัตราส่วนของพลังงาน (joules) ต่อประจุไฟฟ้า (coulombs)

มีค่าคงที่ (V = J/C) ดังนั้น การคูณครึ่งปฏิกิริยาด้วยค่าคงที่เพื่อดุลสมการรีดอกซ์ จะไม่มีผลกระทบต่อ
ค่า E ของครึ่งปฏิกิริยา

7. ศักย์ไฟฟ้าครึ่งเซลล์มาตรฐานไม่ขึ้นกับทิศทางของปฏิกิริยาครึ่งเซลล์ที่เขียน

ตัวอย่างที่ 4-5

ใช้ตารางศักย์ไฟฟ้ารีดักชันมาตรฐาน ค านวณหาศักย์ไฟฟ้าของเซลล์มาตรฐานของปฏิกิริยา

-
+
3+
Al(s) + NO (aq) + 4H (aq)  Al (aq) + NO(g) + 2 H O(ℓ)
2
3
วิธีท า
1. เริ่มจากเขียนครึ่งปฏิกิริยาออกซิเดชันและครึ่งปฏิกิริยารีดักชัน
-
3+
Oxidation: Al(s)  Al (aq) + 3e
-
+
-
Reduction: NO (aq) + 4H (aq) + 3e  NO(g) + 2H O(ℓ)
3
2
2. หาศักย์ไฟฟ้ารีดักชันมาตรฐานของแต่ละครึ่งเซลล์จากตาราง รวมครึ่งปฏิกิริยาเข้าด้วยกันเพื่อได้ปฏิกิริยา
รีดอกซ์รวม ค านวณหาศักย์ไฟฟ้าของเซลล์มาตรฐานโดยใช้สูตร E cell E cathode  E anode

Oxidation

(Anode): Al(s)  Al (aq) + 3e - E  -1.66 V
3+
Reduction

+
-
-
(Cathode): NO (aq) + 4H (aq) + 3e  NO(g) + 2H O(ℓ) E  +0.96 V
2
3
+
3+
Al(s) + NO (aq) + 4H (aq)  Al (aq) + NO(g) + 2 H O(ℓ)
-
2
3

E cell E cathode  E anode
( 1.66)
0.96 V  

 2.62 V

ตัวอย่างที่ 4-6
2+

2+
เซลล์โวลตาอิกหนึ่งมีปฏิกิริยารวมคือ Zn(s) + Cu (aq, 1 M)  Zn (aq, 1 M) + Cu(s) และมี E cell  1.10 V
ถ้าศักย์ไฟฟ้ารีดักชันมาตรฐาน (E ) ของ Zn เป็น Zn(s) คือ -0.76 V จงค านวณหา E ของ Cu เป็น
2+
2+
red
red
Cu
-
2+
Cu (aq, 1 M) + 2e  Cu(s)

เรื่อง  ไฟฟ้าเคมี หน้า 143