Page 29 - ไฟฟ้าเคมี

เอกสารค าสอน 30310259 ผู้ช่วยศาสตราจารย์ ดร.สมศักดิ์ ศิริไชย

อิเล็กโทรลิซิสของโซเดียมคลอไรด์ที่หลอมเหลว

พิจารณาอิเล็กโทรลิซิสของโซเดียมคลอไรด์ที่หลอมเหลว (molten sodium chloride) แสดงในภาพที่ 4-15 ใน
+
-
-
เซลล์มีเฉพาะ Na และ Cl เท่านั้น Cl ไม่สามารถถูกรีดิวซ์ได้ (-1 เป็นเลขออกซิเดชันที่ต่ าสุด) นั่นคือ ต้องถูก
+
+
ออกซิไดส์ ในขณะที่ Na ไม่สามารถถูกออกซิไดส์ได้ (+1 คือเลขออกซิเดชันที่สูงสุด) นั่นคือ Na ต้องถูกรีดิวซ์
ครึ่งปฏิกิริยาสามารถเขียนได้ดังนี้
-
-
Oxidation (Anode): 2 Cl (ℓ)  Cl (g) + 2e
2
Reduction (Cathode): 2 Na (ℓ) + 2e  2 Na(s)
-
+
-
+
ปฏิกิริยาสุทธิ 2 Na ( ℓ) + 2 Cl (ℓ)  2 Na(s) + Cl (g)
2
ถึงแม้ว่าปฏิกิริยาที่เขียนเกิดขึ้นเองไม่ได้ แต่ปฏิกิริยาสามารถถูกบังคับให้เกิดขึ้นได้ในเซลล์อิเล็กโทรไลต์
โดยใช้แหล่งพลังงานจากภายนอก

-
+
ภาพ 4-15 อิเล็กโทรลิซิสของ NaCl หลอมเหลว Cl ถูกออกซิไดส์ และ Na ถูกรีดิวซ์
th
(Tro, Chemistry Molecular Approach 4 Edition, 2017, Pearson)

อิเล็กโทรลิซิสในสารละลายในน้ า

อิเล็กโทรลิซิสที่เกิดขึ้นในสารละลายในน้ าจะซับซ้อนกว่า เพราะมีความเป็นไปได้ในการเกิดอิเล็กโทรลิซิสของ
น้ า น้ าสามารถถูกออกซิไดส์หรือถูกรีดิวซ์ตามครึ่งปฏิกิริยา คือ

Oxidation (Anode): 2 H O(ℓ)  O (g) + 4 H (aq) + 4e E = 1.23 V (สภาวะมาตรฐาน)
-
+
2
2
+
-7
E = 0.82 V ([H ] = 10 M)
-
Reduction (Cathode): 2 H O(ℓ) + 2e  H (g) + Cl (g) E = -0.83 V (สภาวะมาตรฐาน)
2
2
2
-7
-
E = -0.41 V ([OH ] = 10 M)
เรื่อง  ไฟฟ้าเคมี หน้า 155