Page 31 - ไฟฟ้าเคมี

เอกสารค าสอน 30310259 ผู้ช่วยศาสตราจารย์ ดร.สมศักดิ์ ศิริไชย

อิเล็กโทรลิซิสในสารละลายในน้ าของโซเดียมคลอไรด์

ภาพที่ 4-17 แสดงอิเล็กโทรลิซิสของสารละลายในน้ าของ sodium chloride (NaCl) ในการท านายสารผลิตภัณฑ์
ของอิเล็กโทรลิซิส เราจะพิจารณาครึ่งปฏิกิริยาสองครึ่งปฏิกิริยาที่เป็นไปได้ คือ

-
-
Oxidation: 2 Cl (aq)  Cl (aq) + 2e E = 1.36 V
2
+
-
+
-7
Oxidation: 2 H O(ℓ)  O (g) + 4 H (aq) + 4e E = 0.82 V ([H ] = 10 M)
2
2
และครึ่งปฏิกิริยารีดักชันที่เป็นไปได้ คือ
-
+

Reduction: 2 Na (aq) + 2e  2 Na(s) E = -2.71 V
-
-
-7

-
Reduction: 2 H O(ℓ) + 2e  H (g) + 2 OH (aq) E = -0.41 V ([OH ] = 10 M)
2
2

ภาพ 4-17 อิเล็กโทรลิซิสของสารละลายในน้ าของ NaCl: ผลของความต่างศักย์เกิน ปฏิกิริยาที่แอโนดของ
เซลล์คือการออกซิเดชันของ Cl เป็นแก๊ส Cl มากกว่าการเกิดออกซิเดชันของน้ าเป็น H และแก๊ส O (Tro,
-
+
2
2
th
Chemistry Molecular Approach 4 Edition, 2017, Pearson)

-
เนื่องจากออกซิเดชันของน้ ามีศักย์ไฟฟ้าของขั้วเป็นลบมากกว่าออกซิเดชันของ Cl เราจึงท านายว่า น้ าควรถูก
ออกซิไดส์ที่แอโนด ในท านองเดียวกัน เนื่องจากรีดักชันของน้ ามีศักย์ไฟฟ้าของขั้วเป็นบวกมากกว่ารีดักชันของ

+
Na เราจึงคาดว่าน้ าควรถูกรีดิวซ์ที่แคโทด อย่างไรก็ตาม ถ้าเราสร้างเซลล์นี้ เราพบว่า ที่แคโทดเกิดแก๊ส H (g)
2
และที่แอโนดเกิดแก๊ส Cl (g) เหตุผลคือ ถึงแม้ว่าศักย์ไฟฟ้าของขั้วส าหรับการออกซิเดชันของน้ าคือ 0.82 V แต่
2
จริง ๆ แล้ว ปฏิกิริยาต้องการศักย์ไฟฟ้ามากกว่า 0.82 V เพื่อเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันของน้ า ความแตกต่าง

ระหว่างศักย์ไฟฟ้าของขั้วและศักย์ไฟฟ้าจริงที่ต้องใช้เพื่อให้เกิดอิเล็กโทรลิซิส เรียกว่า ความต่างศักย์เกิน
(overvoltage) ซึ่งในกรณีนี้ ศักย์ไฟฟ้าที่ต้องใช้เพื่อเกิดออกซิเดชันของน้ าคือประมาณ 1.4 V ด้วยเหตุนี้

chloride ion ออกซิไดส์ได้ง่ายกว่าน้ า ท าให้พบเกิดแก๊ส Cl (g) ที่แอโนด
2

เรื่อง  ไฟฟ้าเคมี หน้า 157