Page 18 - ไฟฟ้าเคมี

เอกสารค าสอน 30310259 ผู้ช่วยศาสตราจารย์ ดร.สมศักดิ์ ศิริไชย

วิธีท า

2+
2+
ในเซลล์โวลตาอิก Zn ถูกออกซิไดส์ ดังนั้นเป็นแอโนด เนื่องจาก Cu ถูกรีดิวซ์ ดังนั้น Cu อยู่ในครึ่งเซลล์
2+
2+
แคโทด โจทย์ก าหนด E ของ Zn เราสามารถหา E ของ Cu ได้โดยใช้สมการ
red
red
E cell E cathode  E anode


E cell E cathode  E anode
1.10 V  E cathode  
( 0.76 V)
E cathode  1.10 V 0.76 V = 0.34 V


การท านายทิศทางของปฏิกิริยาออกซิเดชัน-รีดักชันที่เกิดขึ้นได้เอง

ในการหาทิศทางของปฏิกิริยาออกซิเดชัน-รีดักชันที่เกิดขึ้นได้เอง เราจะพิจารณาจากค่าศักย์ไฟฟ้ารีดักชัน
ของสองครึ่งปฏิกิริยาที่เกี่ยวข้อง ครึ่งปฏิกิริยาที่มีศักย์ไฟฟ้าของขั้วเป็นลบมากกว่า มีแนวโน้มเสียอิเล็กตรอน

ดังนั้น เป็นครึ่งปฏิกิริยาที่เกิดออกซิเดชัน (จ าไว้ว่าประจุลบผลักอิเล็กตรอน) ส่วนครึ่งปฏิกิริยาที่มีศักย์ไฟฟ้า
ของขั้วเป็นบวกมากวก่า มีแนวโน้มรับอิเล็กตรอน นั่นคือ เป็นครึ่งปฏิกิริยาที่เกิดรีดักชัน (จ าไว้ว่าประจุบวก

ดึงดูดอิเล็กตรอน)

ตัวอย่างเช่น พิจารณาครึ่งปฏิกิริยารีดักชันสองครึ่งปฏิกิริยา คือ
2+
-
Ni (aq) + 2e  Ni(s) E  -0.23 V
-
2+
Mn (aq) + 2e  Mn(s) E  -1.68 V
เนื่องจากครึ่งปฏิกิริยา manganese มีศักย์ไฟฟ้าของขั้วเป็นลบมากกว่า มันจะผลักอิเล็กตรอนและปฏิกิริยา

จะด าเนินในทิศทางตรงข้าม (ออกซิเดชัน) ส่วนครึ่งปฏิกิริยา nickel มีศักย์ไฟฟ้าของขั้วเป็นบวกมากกว่า (หรือ
ลบน้อย) มันจะดึงดูดอิเล็กตรอนและปฏิกิริยาด าเนินในทิศทางไปข้างหน้า

เราสามารถยืนยันผลของอันนี้ โดยการค านวณศักย์ไฟฟ้าของขั้วมาตรฐานของ manganese ซึ่งเป็นแอโนด
(ออกซิเดชัน) และnickel ซึ่งเป็นแคโทด (รีดักชัน)

Oxidation (Anode): Mn(s)  Mn (aq) + 2e E  -1.68 V
-
2+
-
2+
Reduction (Cathode): Ni (aq) + 2e  Ni(s) E  -0.23 V
2+
2+
Ni (aq) + Mn(s)  Ni(s) + Mn (aq) E cell E cathode  E anode

= -0.23 V - (-1.18 V)

= +0.95 V
ศักย์ไฟฟ้าของเซลล์มีค่าเป็นบวก แสดงว่าปฏิกิริยาเกิดขึ้นได้เอง (spontaneous reaction) นั่นคือ เมื่อน าครึ่ง

2+
เซลล์ของ manganese ต่อกับครึ่งเซลล์ของ nickel ครึ่งเซลล์ของ Mn|Mn จะเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชัน และครึ่ง
2+
เซลล์ของ Ni|Ni จะเกิดปฏิกิริยารีดักชัน พิจารณาภาพที่ 4-6 แสดงเซลล์ไฟฟ้าเคมีที่มีปฏิกิริยารีดอกซ์ที่

เรื่อง  ไฟฟ้าเคมี หน้า 144