ไฟฟ้าเคมี

ไฟฟ้าเคมี Electrochemistry

เคมี (ครแู นน) ไฟฟา เคมี ไฟฟา เคมี ไฟฟาเคมี เปนการศึกษาปฏิกิริยาเคมีที่ทําใหเกิดกระแสไฟฟา รวมท้ังศึกษาการนําเอา กระแสไฟฟามาทําใหเกิดปฏิกิริยาเคมี โดยถาเราแบงตามการถายทอดอิเล็กตรอนเปนเกณฑแลว ปฏิกิริยาเคมี แบงออกเปน 2 ประเภท ดังนี้ 1. ปฏกิ ริ ยิ าทม่ี กี ารถา ยทอดอเิ ล็กตรอน เรยี กวา ปฏิกิรยิ ารดี อกซ (Redox Reaction) 2. ปฏิกิริยาที่ไมมีการถายทอดอิเล็กตรอน เรียกวา ปฏิกิริยานอนรีดอกซ (Non Redox Reaction) 1. เลขออกซเิ ดชัน เลขออกซิเดชนั (Oxidation number หรอื Oxidation state) ยอวา ON. คือ คาประจุไฟฟา ท่ีสมมติขึ้นของไอออนหรืออะตอมของธาตุ โดยคิดจากจํานวนอิเล็กตรอนที่ใหหรือรับหรือใชรวมกับ อะตอมของธาตุตามที่กําหนดข้นึ สารประกอบไอออนิก คาเลขออกซิเดชันของธาตุกําหนดจากจํานวนอิเล็กตรอนที่ใหหรือรับ โดยกําหนดธาตุที่ใหอิเล็กตรอนจะมีเลขออกซิเดชันเปนบวก และมีคาเทากับจํานวนอิเล็กตรอนท่ีให และธาตุท่ีรับอิเล็กตรอนจะมีเลขออกซิเดชันเปนลบ และมีคาเทากับจํานวนอิเล็กตรอนท่ีรับ เชน CaCl2 มีสตู รโครงสรา งแบบจุดดงั นี้ Cl - Ca2+ Cl - ON = -1 ON = +2 ON = -1 สวนสารโคเวเลนต คาเลขออกซิเดชันของธาตุที่กําหนดจากจํานวนอิเล็กตรอนที่ใชในการรวม พันธะกับอะตอมของธาตุท่ีมีคาอิเล็กโตรเนกาติวิตีตางกัน โดยกําหนดใหธาตุที่มีคาอิเล็กโตรเนกาติวิตี มากมีคาเลขอออกซิเดชันเปน ลบ และมีคาเทากับจํานวนอิเล็กตรอนที่ใชในการรวมพันธะ เชน H2O มีสูตรโครงสรา งแบบจุดดังน้ี H OH ON = +1 ON = +1 ON = -2 1

เคมี (ครแู นน) ไฟฟา เคมี กฎสําหรับใชก ําหนดเลขออกซเิ ดชัน ดงั นี้ 1. ธาตุอิสระทกุ ชนิด มเี ลขอออกซิเดชนั เทากับ ศนู ย เชน Ca0 O20 S80 Si0 2. เลขออกซิเดชันของธาตุ เทากับประจุของไอออนของธาตุนั้น เชน Na+ มี ON = +1 , Ca2+ มี ON = +2 , Cl- มี ON = -1 , และ O2- มี ON = -2 3. ฟลูออรีน เปนธาตุทีม่ คี า อิเล็กโตรเนกาตวิ ีตสี ูงสดุ ในสารประกอบทกุ ชนิด ฟลอู อรีนจะ มีเลขออกซเิ ดชนั เทากบั -1 เชน Ba2F HF BaSiF6 BrF 4. ออกซิเจน ในสารประกอบมเี ลขอออกซเิ ดชนั เทากบั -2 ยกเวน ออกเดชนั ในออกไซด บางชนดิ ท่อี อกซิเจนจะมีเลขอออกซเิ ดชันเปน อยา งอน่ื เชน ในเปอรอ อกไซด ออกซิเจนมีเลขออกซเิ ดชนั = -1 ในซุปเปอรออกไซด ออกซิเจนมีเลขออกซิเดชัน = -1/2 และในออกไซดของฟลูออรีน ออกซเิ จนมเี ลขออกซเิ ดชนั มเี ลขออกซเิ ดชัน = +2 สารประกอบท่ัวไปที่มีออกซิเจนเปนองคประกอบ เชน H2SO4 , Ca3(PO4) , H2O , CH3CH2OH เปอรอ อกไซด เชน H2O2 , Na2O2 , BaO2 ซุปเปอรออกไซด เชน NaO2 , KO2 ออกไซดข องฟลูออรีน เชน OF2 5. ไฮโดรเจนในสารประกอบมีเลขออกซิเดชันเทากับ +1 ยกเวน ไฮไดรดของโลหะ (สารประกอบธาตุท่ีมี H กับโลหะเปนองคประกอบรวมกัน) ที่ไฮโดรเจนจะมีเลขออกซิเดชัน = -1 สารประกอบท่ัวไปที่มีไฮโดรเจนเปนองคประกอบ เชน NaHSO4 , CH4 , NH3 ไฮไดรดของโลหะ เชน NaH , CaH2 6. ธาตใุ นสารบางชนิดมเี ลขออกซิเดชันเพยี งคาเดียว ตัวอยา ง โลหะหมู IA ในสารประกอบทกุ ชนิดมเี ลขออกซิเดชนั คาเดยี ว คือ +1 โลหะหมู IIA ในสารประกอบทกุ ชนิดมเี ลขออกซเิ ดชันคา เดียว คือ +2 ธาตุบางชนิด ในสารประกอบมีเลขออกซิเดชันคาเดียว เชน ZnSO4 AgCl NaF Al2O3 (Zn = +2 , Ag = +1 , F = -1 , Al = +3) 7. ในสารประกอบทุกชนิดจะพบวา ”ผลรวมของเลขออกซิเดชันของทุกอะตอมของธาตุ เทากับศูนย” เชน KClO4 มีผลรวมของเลขออกซเิ ดชนั เทา กับ 0 ดงั น้ี K+1 Cl+7 O44(-2) จะได (+1) + (+7) + (4 x -2) = 0 2

เคมี (ครแู นน) ไฟฟา เคมี 8. ในไอออนของกลุมอะตอมของธาตุจะพบวา “ผลรวมของเลขออกซิเดชันของทุกอะตอม เทากับประจขุ องไอออนนนั้ ” เชน P2O74- มผี ลรวมของเลขออกซิเดชันของทุกอะตอมเทากับ -4 ดังนี้ 2P + 7O = -4 2(+5) + 7(-2) = -4 การหาเลขออกซเิ ดชนั ของธาตใุ นสารประกอบ EX 1 จงหาเลขออกซเิ ดชนั ของธาตุ S ในสารประกอบ H2S , H2SO4 , H2S2O3 วิธีทํา ใหเลขออกซเิ ดชนั ของ S ในทกุ สารประกอบ = X กฎ ผลรวมของเลขออกซเิ ดชนั ทกุ อะตอมของธาตุในสารประกอบ = 0 H2S 2(H) + (X) =0 2(+1) + X =0 X = -2 H2SO4 2(H) + X + 4(O) =0 2(+1) + X + 4(-2) =0 X = +6 H2S2O3 2(H) + 2X + 3(O) =0 2(+1) + 2X + 3(-2) =0 X = +2 EX 2 จงหาเลขออกซิเดชนั ของธาตทุ รานซชิ นั ในสารประกอบตอไปน้ี Fe(ClO4)3 , K2Cr2O7 , Ni(H2O)4Cl2 วิธที าํ ใหเ ลขออกซเิ ดชันของธาตุทรานซชิ นั = X กฎ ผลรวมของเลขออกซิเดชนั ทกุ อะตอมของธาตุในสารประกอบ = 0 Fe(ClO4)3 X + (-1 x 3 ) = 0 เนอื่ งจาก (ClO4-1) มีประจเุ ปน -1 X = +3 K2Cr2O7 2(+1) + 2(X) + 7(-2) =0 X = +6 Ni(H2O)4Cl2 X + (0 x 4) + (-1 x 2) = 0 เนอ่ื งจาก H2O มีประจรุ วมเปน ศนู ย X = +2 3

เคมี (ครแู นน) ไฟฟาเคมี การหาเลขออกซเิ ดชนั ของธาตุในไอออน ผลรวมของเลขออกซเิ ดชนั ทกุ อะตอมของธาตุในไอออน = ประจขุ องไอออน EX 1 จงหาเลขออกซิเดชนั ของธาตุ N ใน NH4+ , NO2- , NO3- วิธีทาํ ใหเลขออกซเิ ดชันของ N ในไอออนทุกชนดิ = X ใชกฎ ผลรวมของเลขออกซิเดชนั ทกุ อะตอมของธาตใุ นไอออน = ประจขุ องไอออน NH4+ X + 4(+1) = +1 X = -3 NO2- X + 2(-2) = -1 X = +3 NO3- X + 3(-2) = -1 X = +5 Ex 2 จงหาเลขออกซเิ ดชนั ของธาตทุ รานซชิ ันในไอออนตอ ไปน้ี TiO2+ , MnO42- , CrO42- , ZnO22- วธิ ที าํ ใหเ ลขออกซเิ ดชันของธาตทุ รานซชิ ัน = X ใชก ฎ ผลรวมของเลขออกซิเดชนั ทกุ อะตอมของธาตใุ นไอออน = ประจขุ องไอออน TiO2+ X + (-2) = +2 MnO42- X = +4 CrO42- X + 4(-2) = -2 ZnO22- = +6 X = -2 X + 4(-2) = +6 = -2 X = +2 X + 2(-2) X 4

เคมี (ครแู นน) ไฟฟาเคมี แบบทดสอบ 1. จงหาเลขออกซเิ ดชนั ของเหลก็ ในสารประกอบตอ ไปน้ี 1.1 K2FeO4 1.2 K4Fe(CN)6 1.3 FeF63- 1.4 Fe(CO)42- 1.5 Fe(H2O)62+ 1.6 Fe(CO)5 1.7 FeO43- 1.8 Ba2FeO4 2. จงหาเลขออกซเิ ดชนั ของธาตใุ นสารประกอบดงั นี้ 2.1 P ใน PCl3 , P4O6 , HPO3 , POCl3 , H3PO3 , POCl3 , H4P2O7 , Mg3(PO4)2 2.2 Cl ใน Cl2 , HCl , HClO , HClO2 , HClO3 , Cl2O7 , Ca(ClO4)2 , NaClO3 2.3 Mn ใน MnO , MnO2 , Mn(OH)2 , KMnO4 , Mn2O7 3. จงหาเลขออกซเิ ดชนั ของธาตุในไอออนดงั น้ี 3.1 Cr ใน CrO2- , Cr(OH)4- , CrO42- , Cr2O72- 3.2 B ใน BO2- , BO33- , B4O72- 3.3 N ใน N3- , N3- , NH4+ 3.4 Br ใน Br- , BrO- , BrO3- , BrO4 5

เคมี (ครแู นน) ไฟฟา เคมี 2. ความสามารถในการใหแ ละรบั อเิ ลก็ ตรอน การทดลองปฏกิ ริ ยิ าระหวา งโลหะกบั ไอออนของโลหะบางชนดิ การทดลองที่ 1 จมุ แผน Zn ลงในสารละลาย CuSO4 (สฟี า) สักครหู นึ่งจะเกดิ สารสนี า้ํ ตาล แดงมาเกาะรอบแผน Zn และจะพบวาสารละลายสฟี า จางลง สวนแผน Zn สึกรอ นไป รปู 1 ปฏิกริ ยิ าการถายโอนอิเลก็ ตรอนโดยจมุ แผน Zn ลงในสารละลาย CuSO4 จะเกดิ การเปล่ียนแปลงโดย Zn สึกกรอน เกดิ สารสนี าํ้ ตาลแดง และสฟี า จางลง อธิบาย ในสารละลาย CuSO4 สีฟาเกิดจาก Cu2+ ดังน้ันเมื่อสีฟาจางลงแสดงวา Cu2+ มี ปริมาณลดลง ในขณะเดียวกันนั้นก็เกิดสารสีนํ้าตาลแดงของ Cu มาเกาะแผน Zn เกิดปฏิกิริยาคือ Cu2+ รบั อิเลก็ ตรอนกลายเปน Cu ดงั น้ี Cu2+ (aq) + 2e- → Cu (s) สวนแผน Zn สึกกรอ น โดยใหอ ิเลก็ ตรอนแก Cu2+ กลายเปน Zn2+ เกดิ ปฏิกริ ยิ าดงั น้ี Zn (s) + Cu2+ (aq) → Zn2+(aq) + Cu (s) จากการทดลองที่ 1 สรุปไดวา เกิดการเปลี่ยนแปลงทางเคมีข้ึน โดยมีการถายโอนอิเล็กตรอน (มีการใหและรบั อเิ ล็กตรอน) ระหวา งโลหะ Zn กบั ไอออนของโลหะ คือ Cu2+ ในปฏิกิริยา การทดลองเพ่ิมเติม ถาจุมแผน Cu ลงในสารละลาย ZnSO4 จะไมพบการเปล่ียนแปลงใด ๆ เกดิ ข้ึน แสดงวาไมเกดิ ปฏิกิริยา นัน่ คือ ไมมกี ารถายโอนอเิ ลก็ ตรอนเกิดขน้ึ 6

เคมี (ครแู นน) ไฟฟาเคมี การทดลองที่ 2 จมุ แผน Cu ลงในสารละลาย AgNO3 ซง่ึ ไมม สี ี สกั ครหู นง่ึ จะพบวา มสี ารเขา มา เกาะแผน Cu และสารละลายมีสีฟาเกดิ ขึ้น สว นแผน Cu สึกกรอน อธบิ าย ในสารละลาย AgNO3 ไมมสี ี เม่อื ทําการทดลองดังกลาวจะเกดิ สารสฟี า คอื Cu2+ ขน้ึ ในสารละลาย และ ช้ัน Cu สึกกรอ นแสดงวา ใหอิเล็กตรอนแก Ag+ กลายเปน Cu2+ สว น Ag+ รับอิเลก็ ตรอนแลว เกิด Ag ดงั สมการของปฏิกิรยิ าดงั นี้ Cu(s) → Cu2+ (aq) + 2e- 2Ag+ (aq) + 2e- → 2Ag (s) Cu (s) + 2Ag+ (aq) → Cu2+ (aq) + 2Ag(s) จากการทดลองท่ี 2 สรปุ ไดวา เกิดการเปลี่ยนแปลงทางเคมี โดยมกี ารถา ยโอนอิเลก็ ตรอน ระหวางโลหะ Cu กับไอออนของโลหะ Ag+ ข้นึ ในปฏกิ ริ ิยา ในทางตรงขา ม ถาทดลองเพ่มิ เตมิ โดยจุม แผน Ag ลงในสารละลาย CuSO4 จะไมพ บการ เปล่ยี นแปลงใด ๆ เกดิ ขน้ึ แสดงวา ไมเ กิดไมเกดิ ปฏกิ ิริยาเคมี นนั่ คือ ไมม กี ารถา ยโอนอิเลก็ ตรอน เกิดขนึ้ จากการทดลองท่ี 1 และท่ี 2 สามารถสรปุ รวม ๆ วา ปฏกิ ริ ิยาที่เกดิ ขนึ้ ระหวา งโลหะกบั ไอออน ของโลหะจะตอ งมกี ารถา ยโอนอเิ ลก็ ตรอนเสมอ ถาพิจารณาการทดลองที่ 1 จะพบวา แผน Zn ใน CuSO4 (aq) เกดิ ปฏกิ ริ ิยาเคมโี ดย Cu2+ รับอเิ ลก็ ตรอน และ Zn เสียอิเล็กตรอนและแผน Cu ใน ZnSO4 (aq) ไมเ กดิ ปฏิกิรยิ าเคมี แสดงวา Zn2+ รบั อิเล็กตรอนของ Cu ไมไ ด ดงั นน้ั จงึ สรปุ ไดว า Cu2+ รับอเิ ลก็ ตรอนไดด ีกวา Zn2+ ในทํานองเดียวกัน การทดลองท่ี 2 สรุปไดว า Ag+ รบั อเิ ลก็ ตรอนไดดกี วา Cu2+ จากการทดลองท่ี 1 และที่ 2 สามารถเรยี งลาํ ดบั ความสามารถในการรบั อเิ ล็กตรอนของ ไอออนโลหะไดด งั น้ี Zn2+ Ag+ > Cu2+ > เมื่อทําการทดลองเพ่ิมเติม แลวนํามาเขียนเปนตารางโดยจัดเรียงลําดับความสามารถในการรับ (ชงิ ) อเิ ลก็ ตรอนของไอออนของโลหะตา ง ๆ และการใหอ ิเลก็ ตรอนของโลหะตาง ๆ ไดดงั น้ี 7

เคมี (ครแู นน) ไฟฟาเคมี ตาราง แสดงลาํ ดบั ความสามารถในการเสยี และรบั อเิ ลก็ ตรอนของโลหะและไอออนของโลหะ ยาก โลหะ ไอออนของโลหะ งาย Au Au3+ Pt Pt2+ Pd Pd2+ Hg Hg2+ Ag Ag+ Cu Cu2+ Pb Pb2+ Sn Sn2+ Ni Ni2+ Co Co2+ Cd Cd2+ Fe Fe2+ Cr Cr3+ Zn Zn2+ Mn Mn2+ Al Al3+ Mg Mg2+ Na Na+ Ca Ca2+ Sr Sr2+ Ba Ba2+ งาย K K+ ยาก จากตาราง สรปุ ไดว า 1.ความสามารถในการเสยี อเิ ลก็ ตรอนของโลหะตางชนดิ กัน ไมเ ทากนั เชน Zn เสียอเิ ลก็ ตรอน ไดงายกวา Cu 2. ความสามารถในการรับ (ชิง) อิเล็กตรอนของไอออนของโลหะตางชนิดกันจะไมเทากัน เชน Ag+ รับอเิ ล็กตรอนไดด กี วา Cu2+ 3. ความสามารถในการใหแ ละรบั อิเลก็ ตรอนของสารเปนสมบตั เิ ฉพาะของสารนัน้ 8

เคมี (ครแู นน) ไฟฟา เคมี 4. โลหะใดเสยี อเิ ลก็ ตรอนไดง าย ไอออนของโลหะนั้นจะรบั อิเลก็ ตรอนยาก และโลหะใดเสีย อิเลก็ ตรอนยาก ไอออนของโลหะนน้ั จะรับอเิ ลก็ ตรอนไดง าย เชน Cu2+ รับอเิ ลก็ ตรอนงายกวา Zn2+ ในทางตรงขาม Cu จะเสยี อเิ ล็กตรอนยากกวา Zn 5. การรับอเิ ลก็ ตรอน ถา เปน โลหะจะอยูในรปู ไอออนบวกของโลหะ หรอื ถาเปน อโลหะจะอยใู น รูปธาตุอสิ ระ เชน Cu2+ (aq) + 2e- → Cu Ag+ (aq) + e- → Ag Cl2 (g) + 2e- → 2Cl- (g) ยกเวน 2H+ (aq) +2e- → H2 (g) ไฮโดรเจนเปนธาตุอโลหะจะรบั อิเล็กตรอน จะอยูในรปู ไอออนบวก สําหรบั การใหอิเลก็ ตรอน ถา เปนโลหะจะอยใู นรปู ธาตุอิสระ หรือ ถาเปนอโลหะจะอยูในรูปไอออน ลบของอโลหะ เชน Cu (s) → Cu2+ (aq) + 2e- Zn (s) → Zn2+ (aq) + 2e- 2Cl- (aq) → Cl2 (g) + 2e- ยกเวน H2 (g) → 2H+ (aq) + 2e- ไฮโดรเจนเปน ธาตอุ โลหะจะใหอ ิเลก็ ตรอน จะอยูใน รูปธาตอุ ิสระ 9

เคมี (ครแู นน) ไฟฟาเคมี แบบทดสอบ 1. A B C และ D เปน โลหะท่ีเกดิ ไอออนท่มี ปี ระจุ +2 หมด จากการทดลองไดข อมูลดังน้ี - จุมโลหะ A ลงในสารละลายท่มี ี B2+ จะพบวาไมเหน็ การเปลย่ี นแปลง - จมุ โลหะ C ลงในสารละลาย D2+ เกิดโลหะ D เกาะรอบ ๆ โลหะ C - จมุ โลหะ D ลงในสารละลาย B2+ เกดิ โลหะ B เกาะรอบ ๆ โลหะ D จงตอบคาํ ถามตอ ไปนี้ ก. จงเรียงลําดับความสามารถในการรับอเิ ลก็ ตรอนของไอออนบวกของโลหะจากมากไปนอ ย ………………………………………………………………………………………………………………………….. ข. จงเรียงลําดับความสามารถในการใหอ เิ ลก็ ตรอนของโลหะจากมากไปนอ ย ………………………………………………………………………………………………………………………….. ค. ถา จุมโลหะ A ลงในสารละลายทมี่ ี C2+ จะเกดิ การเปลย่ี นแปลงหรือไม ถา เกดิ ใหเ ขียน สมการแสดงปฏกิ ิรยิ า และถา ไมเ กดิ ใหบอกเหตผุ ลดวยวาเพราะเหตุใด ? ………………………………………………………………………………………………………………………….. 2. โลหะ M จมุ ในสารละลายคอปเปอร (II) ซัลเฟต เกิดสารสีนา้ํ ตาลแดงเกาะทโี่ ลหะ M สารละลายจะมสี ฟี า จางลง และถาจมุ โลหะ M ลงในสารละลายซิงคซ ัลเฟต จะไมเหน็ การเปลยี่ นแปลง จงตอบคาํ ถามตอ ไปนี้ ก. จงเรยี งลําดับความสามารถในการรบั อเิ ลก็ ตรอนของสารจากมากไปนอ ย ………………………………………………………………………………………………………………………….. ข. จงเรยี งลาํ ดบั ความสามารถในการใหอ ิเลก็ ตรอนของสารจากมากไปนอ ย ………………………………………………………………………………………………………………………….. ค. สมการของปฏิกริ ิยา Cu2+ (aq) + Zn (s) → Cu (s) + Zn2+ (aq) เกดิ ขนึ้ หรอื ไม อธบิ าย ………………………………………………………………………………………………………………………….. 10

เคมี (ครแู นน) ไฟฟา เคมี 3. ปฏกิ ิรยิ ารดี อกซ (Redox reaction) ปฏกิ ริ ยิ ารดี อกซ หมายถงึ ปฏกิ ริ ิยาทมี่ กี ารใหและรบั อิเล็กตรอน หรือ ปฏกิ ิริยาท่ีมกี ารถา ยโอน อิเล็กตรอนจากสารหนง่ึ ไปยงั อีกสารหนึ่ง Redox มาจากคาํ วา Reduction + Oxidation ปฏกิ ิริยา Reduction (รดี กั ชนั ) หมายถึง ปฏกิ ริ ยิ าทม่ี ีการรบั อเิ ลก็ ตรอน ปฏกิ ริ ยิ า Oxidation (ออกซเิ ดชนั ) หมายถงึ ปฏิกริ ิยาทมี่ กี ารใหอ เิ ลก็ ตรอน Reduction = รีดักชนั = รับ e = ลดเลขออกซเิ ดชัน = ตัวถกู รดี วิ ซ = ตวั ออกซไิ ดซ (oxidizer) = ทาํ หนา ท่ีออกซไิ ดซ Oxidation = ออกซเิ ดชัน = ออก e = เพมิ่ เลขออกซิเดชนั = ตัวถูกออกซไิ ดซ = ตวั รดี วิ ซ (reducer) = ทําหนา ที่รดี ิวซ ตวั อยา งของปฏกิ ริ ยิ ารดี อกซ กระบวนการเผาไหม การเกดิ สนมิ และการหายใจ แตเ ดิมนัน้ หมายถึง ปฏิกิริยาที่มีการเกี่ยวของ กับออกซิเจน และไฮโดรเจน ปจจุบัน ปฏิกิริยารีดอกซ หมายถึง ปฏิกิริยาที่มีการถายโอนอิเล็กตรอน เกิดเปนพลังงานทางเคมี แลวถูกปลอยออกมาในรูปพลังงานไฟฟา ซึ่งสามารถพบในเซลลถานไฟฉาย แบตเตอร่รี ถยนต Antceine Lawoisir (ค.ศ. 1743 - 1794) ลาวัวซเิ ยร บดิ าแหง เคมแี ผนใหม ซงึ่ เปน บคุ คลแรกทอ่ี ธบิ ายปฏกิ ริ ยิ ารีดอกซ จากการเผาไหม 11

เคมี (ครแู นน) ไฟฟา เคมี ประเภทของปฏิกริ ยิ าเคมี แบง ออกเปน 2 ประเภท คือ 1. ปฏกิ ริ ยิ ารดี อกซ (Redox reaction) ปฏิกิริยารีดอซ หรือปฏิกิริยาออกซิเดชัน-รีดักชัน คือ ปฏิกิริยาท่ีมีการถายโอนอิเล็กตรอน หรือ เปนปฏิกิริยาท่มี กี ารใหและรับอิเลก็ ตรอน เชน Cu 2+ (aq) + Zn (s) ------> Cu (s) + Zn 2+ (aq) เขยี นแยกสมการ ไดดังนี้ Zn (s) → Zn2+ (aq) + 2e- เรยี กวา ……………………………………… Cu2+(aq) + 2e- → Cu (s ) เรยี กวา ………………………………………… ตวั อยา งของปฏกิ ริ ยิ ารดี อกซ 1. ปฏกิ ริ ยิ าการรวมตวั เชน ธาตุ 1 + ธาตุ 2 → สารประกอบ Ex 2Mg (s) + O2 (g) → 2MgO (s) 2H2 (g) + O2 (g) → 2H2O (l) สารประกอบ 1 + ธาตุ → สารประกอบ 2 Ex 2FeCl2 (s) + Cl2 (g) → 2FeCl3 (s) 2CO (g) + O2 (g) → 2CO2 (g) ZnS (s) + 2O2(g) → ZnSO4 (s) 2. ปฏกิ ริ ยิ าการสลายตวั สารประกอบ → สาร1 + สาร 2 + …. Ex NH4NO3 N2O (g) + 2H2O (g) 2HgO (s) 2Hg (l) + O2 (g) 2KNO3 (s) 2KNO2 (s) + O2(g) (NH4)2Cr2O7 (s) N2 (g) + Cr2O3 (s) + 4H2O(g) 12

เคมี (ครแู นน) ไฟฟาเคมี 3. ปฏกิ ริ ยิ าการแทนที่ เชน 2Na (s) + 2H2O (l) → 2NaOH (aq) + H2(g) Zn (s) + 2HCl (aq) → ZnCl2(aq) + H2(g) Zn (s) + CuSO4 (aq) → ZnSO4(aq) + Cu(s) H2 (g) + CuO (s) → Cu(s) + H2O (g) Br2 (aq) + 2 NaI (aq) → 2NaBr(aq) + I2(aq) 2. ปฏกิ ริ ยิ านอนรดี อกซ (Non-redox reaction) ปฏกิ ริ ิยานอนรีดอกซ คอื ปฏกิ ิรยิ าทไี่ มม ีการถายโอนอิเล็กตรอนหรอื เปน ปฏกิ ริ ยิ าที่ไมม ี การใหและรบั อเิ ล็กตรอนในปฏกิ ริ ยิ า เชน NaOH (aq) + HCl → NaCl (aq) + H2O (l) จากสมการของปฏิกริ ิยาขางตน ไมม ีธาตใุ ดเปลย่ี นแปลงเลขออกซเิ ดชนั เลย แสดงวา ไมม ธี าตใุ ห หรือรับอเิ ลก็ ตรอนเลย ปฏิกิรยิ านอนรดี อกซ มดี งั นี้ 1. ปฏกิ ริ ยิ าการรวมตวั แลว เกดิ กรดหรอื เบสหรอื สารอนื่ ๆ ออกไซดข องอโลหะ + H2O → กรด SO4 (g) + H2O (l) → H2SO3 (aq) CO2 (g) + H2O (l) → H2CO3 (aq) ออกไซดข องโลหะ + H2O → เบส Na2O (s) + H2O (l) → 2 NaOH (aq) CaO (s) + H2O (l) → Ca(OH)2 (aq) 2. ปฏกิ ริ ยิ าระหวา งกรดกบั เบส กรด + เบส → เกลอื + H2O HCl (aq) + NH3 (g) → NH4 (s) SO2 (aq) + 2NaOH (aq) → Na2SO3 (aq) + H2O (l) HNO3 (aq) + KOH (aq) → KNO3 (aq) + H2O (l) 13

เคมี (ครแู นน) ไฟฟา เคมี 3. ปฏกิ ริ ยิ าการสลายตวั เชน CaCO3 (s) → CaO (s) + CO2 (g) NH4Cl (s) → NH3 (g) + HCl (g) 2NaHSO3 (s) → Na2SO3 (s) + H2O (l) + SO2 (g) (NH4)2S (s) → 2NH3 (g) + H2S (g) 4. ปฏกิ ริ ยิ าการแทนท่ี เชน CaCO3 (s) + SiO2 (s) → CaSiO3 (l) + CO2 (g) 2Ca3(PO4)2 + 6SiO2 (s) → 6CaSiO3 (s) + P4O10 (g) 5. Partner-exchange reaction Na2CO3 (s) + 2HCl(aq) → 2NaCl (aq) + CO2 (g) + H2O (l) K2SO3 (s) + 2HCl (aq) → 2KCl (aq) + SO2 (g) + H2O (l) NaCl (s) + H2SO4 (conc) → NaHSO4 (s) + HCl (aq) Mg3(BO3)2 + 6HCl (aq) → 3MgCl2 (aq) + 2H3BO3 (aq) BCl3 (l) + 3H2O (l) → H3BO3 (aq) + 3HCl (aq) ตารางแสดงตวั ออกซไิ ดสบ างชนดิ ทค่ี วรทราบ ตัวออกซไิ ดส ผลของการเปลยี่ นแปลง การเปลยี่ นแปลงเลขออกซเิ ดชนั KMnO4 ในสารละลายกรด +7 เปน +2 MnO4- (aq) → Mn2+ (aq) KMnO4 ในสารละลายเบส +7 เปน +4 หรือสารละลายทีเ่ ปน กลาง สมี วง ไมมีสี KMnO4 ในสารละลายเบสแก +7 เปน +6 K2Cr2O7 ในสารละลายกรด MnO4- (aq) → MnO2 (s) +6 เปน +3 K2Cr2O7 ในสารละลายกรด สีมว ง ของแข็งสดี ํา +6 เปน +3 +5 เปน +4 MnO2 MnO4- (aq) → MnO42- (aq) +5 เปน -1 KClO3 Cr2O72- (aq) → 2Cr3+ (aq) +1 เปน -1 KClO +5 เปน 0 KIO3 สสี ม สเี ขียว -1 เปน -2 H2O2 ในสารละลายกรด CrO42- (aq) → 2Cr(OH)4- (aq) สีเหลือง สเี ขยี ว MnO2 (s) → NO2 (g) ClO3- (aq) → Cl- (aq) ClO- (aq) → Cl- (aq) IO3- (aq) → I2 (s) H2O2 (aq) → H2O (l) 14

เคมี (ครแู นน) ไฟฟาเคมี ตวั รีดวิ ซ ตารางแสดงตวั รดี วิ ซบ างชนดิ ทค่ี วรทราบ โลหะ (M) คารบ อน ผลของการเปลย่ี นแปลง การเปลยี่ นแปลงเลขออกซเิ ดชนั CO M(s) → Mn+ (aq) 0 เปน n H2 C (s) → CO2 (g) 0 เปน +4 H2S CO (g) → CO2 (g) +2 เปน +4 SO2 (g) / SO32- (aq) H2 (g) → 2H+ (aq) 0 เปน +1 H2C2O4 S2- (aq) → S (s) -2 เปน 0 Na2S2O3 SO32- (aq) → SO42- (aq) +4 เปน +6 I- , Br- , Cl- (aq) C2O42- (aq) → 2CO2 (aq) +3 เปน +4 เกลือ Fe (II) 2S2O32- (aq) → S4O62- (aq) เกลอื Sn (II) 2X - (aq) → X2 (g,l,s) +2 เปน +5/2 H2O2 ในสารละลายกรด Fe2+ (aq) → Fe3+ (aq) -1 เปน 0 Sn2+ (aq) → Sn4+ (aq) +2 เปน +3 เทอม H2O2 (aq) → O2 (g) +2 เปน +4 -1 เปน 0 ปฏกิ ริ ยิ าออกซิเดชัน ตารางแสดงปฏกิ ริ ยิ ารดี อกซ ปฏกิ ริ ยิ ารีดกั ชนั ตวั ออกซิไดซ การเปลยี่ นแปลงอเิ ลก็ ตรอน การเปลยี่ นแปลงเลข ตวั รดี ิวซ สารทถี่ ูกออกซไิ ดส ออกซเิ ดชนั สารทถ่ี กู รดี วิ ซ ใหอ เิ ลก็ ตรอน เพ่มิ ขนึ้ อเิ ล็กตรอนรบั ลดลง รับอิเลก็ ตรอน ลดลง ใหอิเล็กตรอน เพมิ่ ขนึ้ ใหอเิ ล็กตรอน เพมิ่ ขนึ้ รับอิเลก็ ตรอน ลดลง 15

เคมี (ครแู นน) ไฟฟา เคมี แบบฝก หดั จงระบวุ า ปฏกิ รยิ าใดตอ ไปนเี้ ปน ปฏกิ ริ ยิ ารดี อกซ ก. Cu2+ + 4NH3 → Cu(NH3)42+ ข. Cl2 + 2OH- → Cl- + ClO- + H2O ค. Ca2+ + 2F- → CaF2 ง. Ca + F2 → CaF2 จ. 2CCl4 + CrO42- → 2COCl2 + CrO2Cl2 + 2Cl- ฉ. NH3 + H+ → NH4+ จงพจิ ารณาปฏกิ ริ ยิ าตอ ไปน้ี 6Fe2+ (aq) + Cr2O72- (aq) + 14H+ (aq) → 6Fe3+ (aq) + 2Cr3+ (aq) + 7H2O (l) ก. สารใดถกู ออกซิไดส = ………………………………………………………………………………………………… ข. สารใดถูกรดี วิ ซ = ………………………………………………………………………………………………… ค. สารใดเปน ตวั ออกซไิ ดส = …………………………………………………………………………………………… ง. สารใดเปน ตวั รดี ิวซ = ……………………………………………………………………………………………… 16

เคมี (ครแู นน) ไฟฟา เคมี แบบฝก หัด 1. จากปฏิกิริยาตอ ไปน้ี ขอ ใดเปน ปฏกิ ิรยิ าออกซเิ ดชัน/ปฏิกิริยารีดกั ชนั /ปฏกิ ิริยารดี อกซ 1.1 SO32- → H2SO4 = ____________________________ 1.2 Zn → Zn(OH)42- = ____________________________ 1.3 MoO3 → MoO2I = ____________________________ 1.4 H2 → 2NaH = ____________________________ 1.5 O3 → H2O = ____________________________ 1.6 CaF2 + K2SO4 + 4C → CaS + 2KF + 4CO = ____________ 1.7 CS2 + 3Cl2 → CCl4 + S2Cl2 = ____________________________ 1.8 Ba(OH)2 → BaO2 = ____________________________ 1.9 CuI → CuSO4 = ____________________________ 2. จากปฏกิ ริ ยิ าตอ ไปนี้ สารใดเปน ตวั รดี วิ ซ สารใดเปน ตวั ออกซไิ ดซ 2.1 Fe3O4 + 4H2 → 3Fe + 4H2O 2.2 MnO2 + 4HCl → MnCl2 + Cl2 + 2H2O 2.3 2K2Cr2O7 + 2H2O + 3S → 3SO2 + 4KOH + 2Cr2O3 2.4 2Ca3(PO4)2 + 5C + 6SiO2 → 6CaSiO4 + P4 + 5CO2 17

เคมี (ครแู นน) ไฟฟาเคมี 2.5 CaCO3 → CaO + CO2 2.6 2KClO3 → 2KCl + 3O2 2.7 H2SO4 + KOH → K2SO4 + 2H2O 2.8 NH4NO2 → N2 + 2H2O 2.9 Mg2Si + 4HCl → 2MgCl2 + SiH2 2.10 6KOH + 3Br2 → 5KBr + KBrO3 + 3H2O 2.11 I2 (aq) + 2OH- (aq) → I- (aq) + IO- (aq) + H2O (l) 2.12 2Cr2O72- + 16H+ (aq) → 4Cr3+ (aq) + 3O2(g) + 8H2O (l) 2.13 3Fe3+(aq) + Al (s) → 3Fe2+ (aq) + Al3+ (aq) 2.14 6I- (aq) + BrO3- (aq) + 6H+ (aq) → 3I2 (aq) + Br- (aq) + 3H2O (l) 18

เคมี (ครแู นน) ไฟฟาเคมี 2.15 5Br-(aq) + BrO3- (aq) + 6H+ (aq) → 3Br2 (aq) + O2 (g) 2.16 XeF4 (s) + 2H2O (l) → Xe (g) + 4HF (aq) + O2 (g) 3. ปฏกิ ริ ยิ าใดตอ ไปนจ้ี ดั เปน ปฏกิ ริ ยิ ารดี อกซ 3.1 LiAlH4 + 4H+ → Li+ + Al3+ + 4H2 3.2 24Cu2S + 128H+ + 32NO3- → 48Cu2+ + 32NO + 3S8 + 64H2O 3.3 TiCl4 + 2H2S → TiS2 + 4HCl 3.4 K2Cr2O7 + 4KCl + 3H2SO4 → 2CrO2Cl2 + 3K2SO4 + 3H2O 3.5 SnCl2 + H2O → Sn(OH)Cl + H+ + Cl- 3.6 Sn + Sn(OH)62- → 2Sn(OH)3- 3.7 2Hg2+ + Sn2+ → Hg2 2+ + Sn4+ 3.8 Hg22+ + H2S → HgS + Hg + 2H+ 19

เคมี (ครแู นน) ไฟฟา เคมี 3.9 5SO32- + 2MnO4- + 6H+ → 5SO42- + 2Mn2+ + 3H2O 3.10 2NO2(g) + 7H2(g) → 2NH3 (g) + 4H2O (g) 3.11 2[Fe(CN)]64- + H2O2 + 2H+ → 2[Fe(CN)6]3- + 2H2O 3.12 Na2CO3 + 2HCl → 2NaCl + H2O + CO2 3.13 2KI + F2 → 2KF + I2 3.14 CaS + 2HCl → CaCl2 + H2S 3.15 O2 + 4HCl → 2Cl2 + 2H2O 3.16 2PbO2 → 2PbO + O2 4. จงเขียนสมการของปฏิกิริยาตอไปน้ี แลวบอกดวยวาเปนปฏิกิริยารีดอกซหรือไม ถาเปนปฏิกิริยา รีดอกซใ หระบตุ วั ออกซิไดส และตวั รดี วิ ซ แตถ าไมเปนปฏกิ ิริยารีดอกซ ใหอธบิ ายวาเพราะเหตุใด 4.1 ใสสารละลาย NiSO4 ในภาชนะทําดวยเหล็ก พบวาภาชนะผุกรอน และเกิดสารสีเทา ตกตะกอนอยูกนภาชนะ 4.2 เทกรดเกลือลงไปบนหินปูน เกิดฟองแกสคารบอนไดออกไซด และแคลเซียมคลอไรด และนํา้ 20

เคมี (ครแู นน) ไฟฟาเคมี 4. การดลุ สมการรดี อกซ แบงออกเปน 2 วธิ ี คอื 4.1 การดลุ กรด – เบส (แยกคดิ เปน 2 สมการ แลว นําปฏกิ ิริยามารวมกนั โดยไมมี e เหลอื ในสมการ) 4.2 การดุลรดี อกซ (การใชเลขออกซเิ ดชันที่เปล่ียนแปลงไป) 4.1 การดลุ กรด – เบส หรือ การดลุ สมการรดี อกซโ ดยใชครง่ึ ปฏกิ ริ ยิ า การดุลสมการรีดอกซโดยใชวิธีการคร่ึงปฏิกิริยา (Half reaction Method) หรือ วิธีการไอออน - อิเล็กตรอน (Ion-electron Method) เปนวิธีที่ดุลสมการดวยการทําจํานวนอิเล็กตรอนที่ใหและรับ ใหเทากัน สมการท่ีจะดุลดวยวิธีนี้ตองเปนสมการไอออนิก ถาไมเปนสมการไอออนิกตองเปลี่ยนเปน สมการไอออนิกกอน แลว จงึ ดลุ ได หลกั การดลุ สมการโดยใชวธิ กี ารครงึ่ ปฏกิ ิรยิ า (ดลุ กรด – เบส) 1. เขียนโครงคร่งึ ปฏกิ ริ ยิ าไอออนกิ สทุ ธิ 2 โครง โดยโครงหน่ึงเปน สวนท่ถี ูกออกซไิ ดส และอกี สว นหนง่ึ ถูกรดี วิ ซ ดลุ ในกรด (เตมิ ไดเ ฉพาะ H2O และ H+) ดลุ ในเบส (เตมิ ไดเ ฉพาะ H2O และ OH-) 2. ดลุ ธาตุอน่ื ๆกอ นทีไ่ มใ ช O และ H 2. ดุลธาตอุ นื่ ๆกอ นทไ่ี มใ ช O และ H 3. ดุลธาตทุ ี่เปน O กับ H 3. ดุลธาตุท่เี ปน O กบั H - ดุล O โดยการเตมิ H2O - ดลุ O โดยการเติม OH- - ดุล H โดยการเตมิ H+ 4. ดลุ e- - ดุล H โดยการเตมิ H2O 4. ดุล e- 5. ทําจํานวนอิเล็กตรอนในสมการของปฏิกิริยาออกซิเดชัน และรีดักชันใหเทากันแลวนําสมการ ท้งั หมดมาบวก อิเล็กตรอนหักลา งหมดไป จะไดสมการของปฏิกิรยิ ารีดอกซทด่ี ลุ แลวตามตองการ ตรวจนบั จาํ นวนอะตอมของธาตแุ ตล ะธาตเุ ทากนั และประจรุ วมขางซา ยเทากับประจุรวมขางขวา แสดงสมการดุลสุทธิ หมายเหตุ กรณที ดี่ ลุ ในเบสท่ดี ลุ ไมไ ด จะตอ งดลุ แบบกรดกอน แลว จงึ เตมิ OH- ใหเทา กบั จํานวน H+ 21

เคมี (ครแู นน) ไฟฟาเคมี ตวั อยา ง จงดลุ สมการของปฏกิ ริ ยิ านี้ (กรณีดลุ ในกรด) I2 (s) + S2O32- (aq) → I- (aq) + S4O62- (aq) วธิ ที าํ ขนั้ ท่ี 1 เขียนคร่ึงปฏิกริยา I2 (s) → I- (aq) S2O32- (aq) → S4O62- (aq) ขนั้ ที่ 2 ดลุ ธาตุอื่นๆกอ นทไ่ี มใ ช O และ H I2 (s) → 2I- (aq) 2S2O32- (aq) → S4O62-(aq ขน้ั ที่ 3 ดุลธาตทุ ีเ่ ปน O กบั H - ดุล O โดยการเติม H2O - ดลุ H โดยการเตมิ H+ ขน้ั ที่ 4 ดุล e 2e- + I2 (s) → 2I- (aq) …………………. (1) 2S2O32- (aq) → S4O62-(aq) + 2e- …………………. (2) ข้ันที่ 5 เน่ืองจากสมการที่ (1) และ (2) ตางมีอิเล็กตรอนเทากัน จึงนํามาบวกกัน อิเล็กตรอนจะหักลางกนั หมด (1) + (2) ; I2 (s) + 2S2O32- (aq) → 2I- (aq) + S4O62- (aq) สรปุ การดลุ สมการแบบครงึ่ ปฏกิ ริ ยิ า I2 (s) + 2S2O32- (aq) → 2I- (aq) + S4O62- (aq) 22

เคมี (ครแู นน) ไฟฟา เคมี แบบฝก หัด 1. จงดุลสมการของปฏกิ ริ ยิ าตอ ไปนี้ 1.1 Fe2+ (aq) + MnO4- (aq) + H+ → Fe3+ (aq) + Mn2+ (aq) + H2O (l) 1.2 U + H2O + MnO4- → Mn2+ + UO22- + H+ 1.3 H+(aq) + MnO4- (aq) + C2O42- (aq) → Mn2+ (aq) + H2O (l) + CO2 (g) 23

เคมี (ครแู นน) ไฟฟา เคมี 2. จงดลุ สมการตอ ไปนด้ี ว ยวธิ คี รง่ึ ปฏกิ ริ ยิ า 2.1 Cu3P + H+ + Cr2O72- → Cu2+ + H3PO4 + Cr3+ + H2O 2.2 Cro42- + H2O + HSnO22- → CrO2- + OH- + HSnO3- 2.3 MnO4- + H2O + NO2- → MnO2 + NO3- + OH- 24

เคมี (ครแู นน) ไฟฟา เคมี 3. จงดลุ สมการของปฏกิ ริ ยิ าตอ ไปนโี้ ดยใชว ธิ คี รงึ่ ปฏกิ ริ ยิ า 3.1 Zn + NO3- → Zn2+ + N2 (สารละลายกรด) 3.2 P4 → PH3 + HPO32- (สารละลายกรด) 3.3 Zn + NO3- → Zn2+ + NH3 (สารละลายเบส) ** ใหดลุ แบบกรดแลวจงึ ดลุ OH- 3.4 P4 → PH3 + HPO32- (สารละลายเบส) ** ใหดุลแบบกรดแลวจึงดลุ OH- 25

เคมี (ครแู นน) ไฟฟาเคมี 4 . จงดลุ สมการตอ ไปนใี้ นกรด 4.1 I2 + S2O32− I − + S4O62− 4.2 CO + I2O5 CO2 + I2 4.3 Cu + NO3 − Cu2+ + NO 4.4 Zn + H3AsO4 AsH3 + Zn 2+ 4.5 Zn + As2O3 AsH3 + Zn 2+ 26

เคมี (ครแู นน) ไฟฟาเคมี 4.6 Cr2O7 2− + − Cr3+ + Cl2 Cl 4.7 Fe 2+ + − Mn 2+ + Fe3+ MnO4 4.8 Cr2O72− + C2O42− Cr3+ + CO2 4.9 Pb2+ Pb + PbO2 −− I2 4.10 IO3 + I 27

เคมี (ครแู นน) ไฟฟา เคมี 4.11 Mn3+ + PbO2 − + Pb2+ MnO4 − Zn2+ + NH4+ 4.12 Zn + NO3 4.13 Cr2O72− + H2SO3 Cr3+ + HSO4 − −− Cl2 + ClO2 (จับคผู ดิ ระวังผิด) 4.14 ClO3 + Cl 4.15 − + − + H+ Br2 + H2O BrO3 Br 28

เคมี (ครแู นน) ไฟฟาเคมี 5. จงดลุ สมการตอ ไปนใ้ี นเบส 5.1 ClO2 + O22− − ClO2 + O2 −– 5.2 I2 IO3 + I − −– 5.3 PbO2 + Cl ClO + Pb(OH)3 5.4 CrO42− + − Cr3+ + – I IO3 5.5 − + S2− MnO2 + S MnO4 29

เคมี (ครแู นน) ไฟฟา เคมี − AsO4 3− + Br – 5.6 Br2 + AsO2 − Zn2+ + NO 5.7 Zn + NO3 5.8 Mn2+ + − − ClO3 MnO2 + ClO2 −− CrO4 2− + − 5.9 ClO + Cr(OH)4 Cl 5.10 − + AsO43− −– CN CNO + AsO2 30

เคมี (ครแู นน) ไฟฟา เคมี −− CrO4 2− + H2O 5.11 CrO2 + HO2 − Zn(OH)42− + NH3 5.12 Zn + NO3 5.13 Cu(NH3)4+ + S2O42− SO32− + Cu + NH3 5.14 Br2 −– BrO3 + Br 5.15 Mn 2+ + H2O2 MnO2 + H2O 31

เคมี (ครแู นน) ไฟฟา เคมี 5.16 Bi(OH)3 + SnO2 2− SnO3 2− + Bi −− − 5.17 MnO4 + CN CNO + MnO2 −− CrO4 2− + − 5.18 CrO2 + ClO Cl 5.19 CrO4 2− + SO32− Cr(OH)4 − + SO42− 5.20 Cr2O72− + I − Cr3+ + I2 5.21 − + − + Cu(NH3)4 2+ Cu(CN)32− + NH3 + − + H2O CN OH CNO 32

เคมี (ครแู นน) ไฟฟา เคมี 4.2 การดุลสมการรดี อกซโ ดยใชเลขออกซิเดชัน การดลุ สมการรดี อกซโดยใชวธิ เี ลขออกซเิ ดชันท่ีเปล่ียนแปลง (The Oxidation Number Change Method) เปนการดุลสมการ โดยทําเลขออกซิเดชันท่ีลดลงเทากับเลขออกซิเดชันท่ีเพิ่มขึ้น แลวทํา จํานวนอะตอมของธาตุตาง ๆ ทางซา ยและทางขวาใหเทากัน แตถาเปนสมการไอออนิกตองทําคาประจุ รวมทางซา ย และทางขวาใหเ ทากันดว ย หลกั การของการดลุ สมการรีดอกซ ประกอบดวย 5 ข้ันตอน ดังน้ี aKMnO4 + bH2C2O4 + cHCl dMnCl2 + eKCl + fCO2 + gH2O ข้ันท่ี 1 หาเลขออกซิเดชนั ของธาตุ โดยเฉพาะธาตทุ ี่มคี า เลขออกซเิ ดชนั เปลย่ี นแปลง +7 +3 +2 +4 KMnO4 + H2C2O4 + HCl MnCl2 + KCl + CO2 + H2O ขน้ั ที่ 2 ดลุ จาํ นวนอะตอมเฉพาะ Mn และ C (ดลุ เฉพาะตวั ทเี่ ปลย่ี นเลขออกซเิ ดชนั ) +7 +3 +2 +4 KMnO4 + H2C2O4 + HCl MnCl2 + KCl + 2CO2 + H2O ขน้ั ที่ 3 ทาํ ใหก ารเพมิ่ และลดคา เลขออกซเิ ดชนั เทา กนั +7 +3 +2 +4 KMnO4 + H2C2O4 + HCl MnCl2 + KCl + 2CO2 + H2O O.N. ลดลงท้ังหมด = 5 x 1 = 5 O.N. เพมิ่ ขึ้นทงั้ หมด = 1 x 2 = 2 2KMnO4 + 5H2C2O4 + HCl 2MnCl2 + KCl + (5x 2) CO2 + H2O ขนั้ ที่ 4 4.1) ดลุ จํานวนอะตอมของ K และ Cl โดยเตมิ 2 หนา KCl และเตมิ 6 หนา HCl 2KMnO4 + 5H2C2O4 + 6HCl 2MnCl2 + 2KCl + 10CO2 + H2O 4.2) ดลุ จาํ นวนอะตอม H และ O โดยเตมิ 8 ลงใน H2O 2KMnO4 + 5H2C2O4 + 6HCl 2MnCl2 + 2KCl + 10CO2 + 8H2O Ans 2KMnO4 + 5H2C2O4 + 6HCl 2MnCl2 + 2KCl + 10CO2 + 8H2O # 33

เคมี (ครแู นน) ไฟฟาเคมี ตวั อยา ง จงดลุ สมการของปฏกิ ริ ยิ าน้ี 1. Cr2O3 + Na2CO3 + KNO3 → Na2CrO4 + CO2 + KNO2 2. Cu + HNO3 → Cu(NO3)2 + H2O + NO2 3. KMnO4 + H2O2 + H2SO4 → K2SO4 + MnSO4 + H2O + O2 34

เคมี (ครแู นน) ไฟฟา เคมี แบบทดสอบ 1. จงดลุ สมการรดี อกซด ว ยวธิ ใี ชเ ลขออกซเิ ดชนั ทเี่ ปลย่ี นแปลง 1.1 HNO3 + H2S → NO + S + H2O 1.2 KMnO4 + KCl + H2SO4 → MnSO4 + K2SO4 + H2O + Cl2 1.3 KMnO4 → K2MnO4 + MnO2 + O2 1.4 KClO3 → KCl + O2 1.5 KMnO4 + HCl → KCl + MnCl2 + H2O + Cl2 1.6 HNO3 + H3AsO3 → NO + H3AsO4 + H2O 35

เคมี (ครแู นน) ไฟฟา เคมี 1.7 Cu + HNO3 → Cu(NO3)2 + NO + H2O 1.8 NO2 + H2 → NH3 + H2O 1.9 Al + MnO2 → Al2O3 + Mn 1.10 SO2 + HNO2 → H2SO4 + NO 1.11 HNO3 + H2S → NO + S + H2O 1.12 Al + H2SO4 → Al2(SO4)3 + H2 1.13 KMnO4 + H2SO4 + H2O2 → K2SO4 + MnSO4 + H2O + O2 36

เคมี (ครแู นน) ไฟฟา เคมี 1.14 CrO3 + H2SO4 → Cr2(SO4)3 + H2O + O2 1.15 K2Cr2O7 + H2SO4 → KHSO4 + Cr2(SO4)3 + H2O + O2 1.16 Al + NaOH + NaHSO4 → Al2O3 + H2O + Na2S 1.17 K2Cr2O7 + HCl → CrCl3 + Cl2 + H2O + KCl 1.18 (NH4)2Cr2O7 → Cr2O3 + N2 + H2O 1.19 Pb(NO3)2 → PbO + NO2 + O2 37

เคมี (ครแู นน) ไฟฟาเคมี 5. ประเภทและสว นประกอบของเซลลไ ฟฟา เซลลไ ฟฟา เคมี (Electrochemical) คือ อปุ กรณทางเคมที ีเ่ กดิ จากการเปล่ยี นแปลงพลงั งานเคมี เปน ไฟฟา หรอื ไฟฟาเปน เคมี แบง ออกเปน 2 ประเภท 1. เซลลกัลวานิก/เซลลวอลเตอิก (Galvanic cell or Voltaic cell) คือ ระบบท่ีทํา หนาท่ีเปลยี่ นพลังงานเคมเี ปนพลงั งานไฟฟา โดยภายในเซลลเกิดการถายโอนอิเล็กตรอนจากสารหนึ่งไป ยังสารหน่ึง (redox) โดยที่สารตั้งตนไมสัมผัสกันโดยตรง ทําใหเกิดการไหลของอิเล็กตรอนผานตัวนํา อยางตอ เนอื่ ง จึงเกดิ กระแสไฟฟา ไหลในวงจร เชน ถานไฟฉาย เซลลอ ัลคาไลน เซลลป รอท เซลลเ งิน แบตเตอร่ี 2. เซลลอเิ ล็กโทรไลต (Electrolytic cell) คือ เซลลไฟฟาเคมีทีท่ ําหนาท่เี ปลยี่ นพลังงาน ไฟฟาเปน พลังงานเคมี หรอื พลงั งานไฟฟา ทําใหเ กิดปฏกิ ริ ยิ าเคมี หรอื เปน ระบบทีเ่ กิดกระบวนการ อเิ ลก็ โทรไลไลซสิ เชน การแยกนํ้าดว ยกระแสไฟฟา การชบุ โลหะดวยไฟฟา ***อิเล็กโทรไลซิส (Electrolysis) คือ กระบวนการแยกสลายสารเคมีดวยกระแสไฟฟา ซึ่งทํา โดยการผานกระแสไฟฟา ตรงลงในสารละลายอิเล็กโทรไลต หรือสารอิเลก็ โทรไลตท ห่ี ลอมเหลว แลว สารอิเลก็ โทรไลตเกิดการแยกสลายไดส ารใหมเกิดขนึ้ ท่ขี ้ัวแอโนด แคโทด สว นประกอบของเซลลไ ฟฟา เคมี 1. ขวั้ ไฟฟา ซงึ่ มี 2 ชนดิ คอื ก. ขั้ววอ งไว (Active electrode) ไดแก ขั้วโลหะท่วั ไป เชน Zn , Cu , Pb ขั้วพวกน้บี างโอกาสจะเขา ไปมสี ว นรว มในการเกดิ ปฏกิ ิริยาดว ย ข. ขั้วเฉื่อย (Inert electrode) คือ ข้ัวท่ีไมมีสวนรวมใด ๆ ในการเกิดปฏิกิริยาเคมี เชน Pt , C (แกรไ ฟต) 2. อเิ ลก็ โทรไลต คือ สารท่ีสถานะเปน ของเหลว นาํ ไฟฟาได เพราะมีไอออนบวกและลบ เคลอื่ นทไี่ ปมา อเิ ลก็ โทรไลตม ี 2 ชนดิ คือ 2.1 สารประกอบไอออนกิ หลอมเหลว เชน NaCl (s) → Na+ (l) + Cl- (l) 2.2 สารละลายอิเลก็ โทรไลต (ทีแ่ ตกตวั เปน ไอออนได) เชน 1) สารละลายกรด HCl (g) ⎯H⎯⎯2O→ H+ (aq) + Cl- (aq) 2) สารละลายเบส NaOH (s) ⎯H⎯⎯2O→ Na+(aq) + OH- (aq) 3) สารละลายเกลือ NaCl (s) ⎯H⎯⎯2O→ Na+ (aq) + Cl- (aq) 38

เคมี (ครแู นน) ไฟฟาเคมี 6. เซลลก ัลวานกิ หรอื เซลลวอลตาอกิ (Galvanic cell or Voltaic cell) เซลลก ลั วานกิ (Galvanic cell) คือ เซลลทีเ่ ปลยี่ นพลังงานเคมีเปน พลงั งานไฟฟา ทาํ ใหเ กิด กระแสไฟฟาเกิดขน้ึ โดยเซลลกัลวานกิ 1 เซลล จะประกอบดว ยคร่งึ เซลล 2 ครึง่ เซลลม าตอ เขา ดว ยกนั และเชอ่ื มวงจรโดยใชสะพานไอออน ดงั ภาพ หลกั การของเซลลก ลั วานกิ ประเภท เซลลก ลั วานกิ การเปลี่ยนแปลง พลงั งานเคมี ---> ไฟฟา สภาพขว้ั Anode = ข้ัวลบ (oxidation) E0 = Ecathode - Eanode ประโยชน Ex. Zn Zn2+ + 2e- การไหลของกระแสอิเลก็ ตรอน Cathode = ข้วั บวก (reduction) การไหลของกระแสไฟฟา Ex. Cu2+ + 2e- Cu Eo เปน บวก เชอื้ เพลิง ถา นไฟฉาย เซลลเ ชื้อเพลงิ Anode ---> Cathode Cathode ---> Anode 39

เคมี (ครแู นน) ไฟฟา เคมี ครง่ึ เซลล (Half cell) คือ คร่งึ เซลลข องปฏกิ ิริยาออกซิเดชนั /ปฏกิ ิริยารดี กั ชนั แบง ได 2 แบบ 1. การใชโ ลหะเปน ขวั้ วอ งไว จมุ ลงในสารละลายของตัวมนั เอง เชน Zn จุม ใน Zn2+ Zn ทาํ หนา ที่ เปน ขัว้ ไฟฟา ครง่ึ เซลล Zn (s)/ Zn2+ (aq) ครงึ่ เซลล Cu (s)/ Cu2+ (aq) รปู แสดงครงึ่ เซลลสังกะสี และ ครึง่ เซลลทองแดง 2. การใชขั้วเฉ่ือย จะใชกับแกสหรือไอไอออนของสาร จุมลงไปในสารละลายของตัวมันเอง เชน Pt หรอื ข้ัว C (แกรไ ฟต) เปนขั้วแทน เชน ตวั อยา งของการใชข วั้ เฉือ่ ย แกส Cl2 จมุ ใน Cl-(aq) โดยมี Pt เปน ขว้ั เฉอื่ ย แกส H2 จมุ ใน H+(aq) โดยมี Pt เปน ขวั้ เฉอ่ื ย แผนภาพ ครง่ึ เซลล Pt (s)/H2 (g)/H+ (aq) แผนภาพ ครงึ่ เซลล Pt (s)/Cl2 (g)/Cl- (aq) รปู แสดงครึ่งเซลลแ กส ไฮโดรเจนแกส รปู แสดงคร่งึ เซลลค ลอรนี 40

เคมี (ครแู นน) ไฟฟา เคมี Fe2+ (aq) จมุ ในสารละลาย Fe3+ (aq) โดยมี Pt เปน ขวั้ แผนภาพ ครงึ่ เซลล Pt (s)/Fe 2+ (aq) , Fe3+ (aq) รูป แสดงครึ่งเซลลเ หล็กไอออน สะพานไอออน/สะพานเกลอื Salt bridge สะพานไอออน (Salt bridge) คือ ตัวเช่ือมตอวงจรภายในของแตละครึ่งเซลลเขาดวยกันใหครบ วงจร ไอออนในแตละคร่ึงเซลลสามารถไหลผานสะพานไอออนนี้ได สะพานไอออนเปนตัวกันไมให สารละลายในครึง่ เซลลทั้งสองผสมกัน สวนประกอบของสะพานไอออน คือ หลอดแกวรูปตัวยู ภายในบรรจุสารละลายเกลือท่ีอิ่มตัว ปลายสองขางปดดวยสําลหี รือใยแกว เกลอื ท่ใี ชท ําสะพานไอออนตอ งมีสมบตั ิ ดังน้ี 1. ละลายนํ้าไดดีและแตกตัวได 100% 2. ตอ งไมท าํ ปฏกิ ิรยิ ากับสารใดๆ ทีอ่ ยภู ายในครง่ึ เซลลท ัง้ สอง 3. ไอออนบวกและไอออนลบท่ไี ดจากการแตกตวั จะตอ งเคล่อื นทีด่ ว ยความเร็วเทา กัน ตวั อยา งเกลือท่ีนยิ มใช คอื KNO3 NH4NO3 KCl NH4Cl K2SO4 เปนตน 41

เคมี (ครแู นน) ไฟฟาเคมี วธิ ที าํ สะพานไอออน นาํ เกลอื ทเี่ หมาะสมละลายนา้ํ จนอมิ่ ตัว แลว ผสมกบั วนุ ในสดั สวนทพี่ อเหมาะ (ไมข น ไมเ หลว จนเกนิ ไป) อนุ วุน ใหล ะลาย เทลงในหลอดแกว รปู ตวั ยู ปด ปลายหลอดแกว ดวยสาํ ลีหรอื ใยแกว หรือทํา สะพานไอออนดวยกระดาษกรองที่ชุบสารละลายอิ่มตวั แลว เชื่อมคร่ึงเซลลก ็ได หนา ทข่ี องสารทใ่ี ชท าํ สะพานไอออน 1. ปองกันการสะสมประจุในครึ่งเซลลท้ังสอง คือ ปองกันการสะสมประจุบวกในครึ่งเซลล ออกซิเดชัน และปองกันการสะสมประจุลบในครึ่งเซลลรีดักชัน หรือทําหนาท่ีรักษาสมดุลระหวางไอออน ลบและไอออนบวกในครง่ึ เซลลท ง้ั สอง 2. ทําใหครบวงจร แตหนาท่ีนี้สามารถใชลวดตัวนําแทนได แตการเปล่ียนแปลงที่เกิดขึ้นจะไม เหมอื นกนั แบบฝกหดั 1. ไอออนใด (ในสะพานไอออน)จะเคล่ือนที่ลง มารักษาสมดุลใน ครึ่งเซลล Zn/Zn2+ = ………………………… 2. ไอออนใด (ในสะพานไอออน)จะเคล่ือนท่ีลง มารกั ษาสมดลุ ใน คร่ึงเซลล Cu/Cu2+ = ………………………… 3. แลวไอออนในสะพานเกลือทเี่ คล่ือนที่ลงมา จะเกดิ ปฏกิ ริ ยิ าอยา งไร ………………………….. 42

เคมี (ครแู นน) ไฟฟาเคมี เซลลก ัลวานิกกบั สะพานไอออน เซลลกัลวานิกที่เกิดจากคร่ึงเซลลสังกะสี กับครึ่งเซลลทองแดง ถาไมมีสะพานไอออนเช่ือมตอ ระหวา งสารละลายในแตละคร่ึงเซลล เซลลจ ะไมท าํ งาน ซงึ่ จะอธบิ ายได ดงั น้ี รปู เซลลก ลั วานกิ ทีไ่ มมสี ะพานไอออน เซลลก ัลวานกิ ทีไ่ มม สี ะพานไอออนตอ อยู จะพบวา ทคี่ รึง่ เซลลส ังกะสี ข้ัวสังกะสี สงั กะสอี ะตอม มีแนวโนม เอยี งในการใหอ ิเลก็ ตรอน เกดิ เปน ไอออนบวก (Zn2+) ลงในสารละลาย สาํ หรบั คร่ึงเซลล ทองแดง ทองแดงไอออน (Cu2+ ) รบั อเิ ล็กตรอนเปน โลหะทองแดงเกาะทีข่ ั้วทองแดง ทาํ ใหปริมาณ ทองแดงไอออนในสารละลายลดลง ดงั นนั้ สารละลายในครง่ึ เซลลสงั กะสีเกดิ การสะสมประจบุ วกมาก ขนึ้ ท้ังนเี้ นื่องจากเกดิ สงั กะสไี อออน (Zn2+) ทขี่ ั้วเปน ไอออนบวกมากขนึ้ และประจบุ วกของ Zn2+ มปี รมิ าณมากขึน้ จะไปดึงดูดอเิ ลก็ ตรอนทเี่ กดิ จากอะตอมของสงั กะสีทขี่ วั้ โลหะสงั กะสใี หห ลุดออก และ แรงดึงดดู ของประจบุ วกของ Zn2+ ในสารละลายนมี้ ากกวา ทาํ ใหอ เิ ล็กตรอนไหลออกสวู งจรภายนอก จาก Zn ไปยัง Cu ไมได เซลลจงึ ไมท าํ งาน ไมเ กดิ กระแสไฟฟา ขึ้น ถาเซลลก ัลวานิกน้ีมีสะพานไอออนตอ เชอื่ มระหวา งสารละลายในคร่งึ เซลลท ้งั สองจะพบวา ไอออน ของสารในสะพานไอออนจะเคลื่อนทลี่ งสสู ารละลายในเซลลเพ่อื ดุลประจุ เชน เคลื่อนไอออนลบใน สะพานไอออนลงไปดลุ ประจบุ วกทีเ่ กดิ จากสงั กะสี ไอออนในครง่ึ เซลลสังกะสี และเคล่อื นไอออนบวกใน สะพานไอออนลงไปดลุ ประจทุ ี่เกดิ จากไอออนลบในคร่ึงเซลลทองแดง ทําใหเกดิ กระแสอเิ ลก็ ตรอนไหล ในวงจรจากขว้ั สงั กะสีไปยงั ขั้วทองแดง เซลลกัลวานิกนีจ้ ะทาํ งานได สําหรบั เซลลกลั วานกิ บางชนิดไมมีสะพานไอออนเช่ือมตอระหวางสารละลายในแตละ ครึ่งเซลลเพื่อ ดุลประจุ แตใชแผนรูพรุนบาง ๆ (Prous disk) คั่นอยูระหวางสารละลายในคร่ึงเซลลท้ัง 2 ทํา หนาที่ดุลประจุปองกันไมใหครึ่งเซลลเกิดการสะสมประจุ โดยไอออนท่ีทําใหเกิดการสะสมประจุใน 43

เคมี (ครแู นน) ไฟฟาเคมี สารละลายของครึ่งเซลลหน่ึงจะเคลื่อนที่ผานรูเล็กของแผนรูพรุนบาง ๆ ไปยังสารละลายอีกคร่ึงเซลล หนง่ึ ได รปู เซลลก ัลวานิกชนดิ ท่ีใชแ ผน รพู รนุ บาง ๆ ครงึ่ เซลลส งั กะสี เกดิ ปฏกิ ริ ิยาออกซเิ ดชนั Zn (s) → Zn2+ (aq) + 2e- ; Zn2+ เพิม่ ขึ้นทําใหเ กิด การสะสมประจุบวกของ Zn2+ ครง่ึ เซลลท องแดง ; Cu2+ ลดลง แต เกดิ ปฏกิ ริ ยิ ารดี ักชนั Cu2+ (aq) + 2e- → Cu (s) SO42- เทา เดมิ เปน ผลให SO42- มากกวาเกดิ การสะสมประจุลบของ SO42- ดังนน้ั Zn2+ จะเคลื่อนท่ีผานแผน รพู รุนบาง ๆ ไปยังสารละลายของครงึ่ เซลลท องแดง และ SO42- จะเคลอ่ื นทีผ่ านแผนรพู รนุ บาง ๆ จากสารละลายในคร่ึงเซลลท องแดงไปยงั สารละลายในครึง่ เซลลสังกะสี ทาํ ใหเกดิ การดลุ ประจขุ น้ึ 44

เคมี (ครแู นน) ไฟฟา เคมี จงอธบิ ายภาพเซลลก ลั วานกิ 1. ปฏกิ ิริยา Oxidation ……………………………………………………………………………. 2. ปฏกิ ริ ิยา Reduction ……………………………………………………………………………. 3. ปฏกิ ริ ิยา Redox …………………………………………………………………………… 4. ขั้ว Anode คือ …………………… ขว้ั Cathode คอื ………………………… 5. ตวั Oxidize คือ …………………… ตวั Reduce คือ …………………………… 6. สะพานเกลอื คือ …………………………………………………………………………………… 7. เข็มโวลตม เิ ตอรเบนจาก ………………………………ไปยงั ………………………………… 8. กระแสอิเลก็ ตรอนเคล่ือนที่จาก ………………………ไปยงั ………………………………… 9. กระแสไฟฟา ไหลจาก ……………………………………..ไปยัง………………………………… 10. ไอออน ……………… เคลอื่ นท่ีลงมารกั ษาสมดุลในครึ่งเซลล Oxidation 11. ไอออน ………………..เคลือ่ นทลี่ งมารกั ษาสมดุลในครึ่งเซลล Reduction 12. เขยี นแผนภาพครง่ึ เซลลไ ดอ ยางไร …………………………………………………………….. 45

เคมี (ครแู นน) ไฟฟาเคมี แผนภาพของเซลลไ ฟฟา เคมี (Cell Diagram) คือ กลุมสัญลักษณที่แสดงเซลลกัลวานิกหน่ึงๆ ซึ่งบอกใหทราบถึงชนิดของคร่ึงเซลล องคป ระกอบของแตล ะครงึ่ เซลล และข้ัวไฟฟา ของเซลล หลกั การเขยี นแผนภาพของเซลลไ ฟฟา เคมี มวี ธิ กี ารเขยี นดงั นี้ 1. เขยี นคร่งึ เซลออกซเิ ดชันไวทางซาย และครึง่ เซลรดี กั ชันไวทางขวา 2. ใชเคร่ืองหมาย // แทนสะพานออิ อน กั้นระหวา งคร่ึงเซลทง้ั สอง 3. ครึง่ เซลลอ อกซิเดชัน ใหเ ขยี นขั้ว Anode ไวทางซา ยสดุ แลว ตามดวยไอออนในสาร ละลายโดยมเี ครื่องหมาย / คัน่ ระหวางขวั้ ไฟฟากับไอออน เชน Zn(s) / Zn2+(aq) 4. ครงึ่ เซลลรีดักชัน ซง่ึ อยทู างขวาของสะพานไอออน ใหเขยี นไอออนในสารละลายกอ นคน่ั ดวยเคร่อื งหมาย / แลวตามดวยข้วั Cathode ซงึ่ อยขู วาสดุ เชน Cu2+(aq) / Cu(s) 5. สาํ หรบั ขว้ั ไฟฟาท่ีประกอบดวยโลหะกบั แกส (ควรระบุความดันของแกส ) ใหเ ขียน เคร่อื งหมาย / ค่ันระหวางโลหะกบั แกส และระหวา งแกส กับไอออนก็ใชเคร่ืองหมาย / คัน่ เชนเดยี วกัน เชน Pt(s) / H2(g) / H+(aq) (ถาเกิด Oxidation) หรือ H+(aq) / H2(g) / Pt(s) (ถา เกิด Reduction) หรอื Pt(s) / H2(1 atm) / H+(1 mol/l) 46

เคมี (ครแู นน) ไฟฟาเคมี 6. ถาจะระบคุ วามเขมขนของไอออนในสารละลายหรือระบุ สถานะของสารใหเ ขยี นไว ในวงเลบ็ ถา เปนแกสใหระบคุ วามดนั ของแกสในวงเลบ็ ดว ย 7. ถาคร่งึ เซลลใดมีสารซึ่งอยูในสถานะเดยี วกนั มากกวา 1 ชนดิ ใหใชเคร่อื งหมาย “ , ” ค่นั ระหวา งสารสถานะเดียวกนั เชน Pt(s) / Fe2+(aq), Fe3+(aq) 8. ไมต อ งเขยี นเลขดุลในสมการ redox ลงในแผนภาพของเซลลไ ฟฟา เคมี แบบฝก หดั 1. จงเขยี นแผนภาพเซลลก ลั วานกิ จากปฏกิ ริ ยิ าทก่ี าํ หนดใหต อ ไปนี้ 1.1 Zn (s) + Pb2+ (aq) Zn2+ (aq) + Pb (s) แผนภาพเซลลก ลั วานกิ ……………………………………………………………………. 1.2 Ni(s) + Sn2+(aq) Ni2+(aq) + Sn(s) แผนภาพเซลลก ัลวานกิ …………………………………………………………………… 1.3 Fe2+(aq) + Ag+(aq) Fe3+(aq) + Ag(s) แผนภาพเซลลก ลั วานกิ …………………………………………………………………… 1.4 Mg (s) + Sn2+ (aq) Mg2+(aq) + Sn (s) แผนภาพเซลลกัลวานกิ …………………………………………………………………… 1.5 2Cr(s) + 3Pb2+(aq) 2Cr3+(aq) + 3Pb (s) แผนภาพเซลลก ลั วานกิ ……………………………………………………………………. 1.6 3Zn (s) + 2Cr3+ (aq) 3Zn2+(aq) + 2Cr (s) แผนภาพเซลลกัลวานกิ …………………………………………………………………… 1.7 Zn (s) + 2H+(aq) Zn2+(aq) + H2 (g) แผนภาพเซลลกลั วานกิ …………………………………………………………………… 1.8 Zn (s) + Cd2+ (aq) Zn2+(aq) + Cd (s) แผนภาพเซลลกัลวานกิ …………………………………………………………………… 47

เคมี (ครแู นน) ไฟฟา เคมี 2. จงเขยี นปฏกิ ริ ยิ าออกซเิ ดชนั , รดี กั ชนั , รดี อกซ จากแผนภาพของเซลลก ลั วานกิ 2.1 Zn(s) / Zn2+ (aq) // Cu2+ (aq) / Cu (s) Oxidation = _____________________________________ Reduction = _____________________________________ Redox = _____________________________________ 2.2 Cu (s) / Cu2+ (aq) // Ag+ (aq) / Ag (s) Oxidation = _____________________________________ Reduction = _____________________________________ Redox = _____________________________________ 2.3 Pt (s) / H2 (g , 1 atm) / H+ (aq) // Cu2+ (aq) / Cu (s) Oxidation = _____________________________________ Reduction = _____________________________________ Redox = _____________________________________ 2.4 Sn (s) / Sn2+ (aq , 1 mol/dm3 ) // Zn2+ (aq , 1 mol/dm3 ) / Zn (s) Oxidation = _____________________________________ Reduction = _____________________________________ Redox = _____________________________________ 2.5 Pt (s) / Sn2+ (aq) , Sn4+ (aq) // Fe2+ (aq) , Fe3+ (aq) / Pt (s) Oxidation = _____________________________________ Reduction = _____________________________________ Redox = _____________________________________ 48

เคมี (ครแู นน) ไฟฟา เคมี 3. กาํ หนดแผนภาพเซลลก ลั วานกิ เปน A(s) / A+ (aq) // B2+ (aq) / B (s) จงตอบคาํ ถามตอ ไปน้ี 3.1 จงระบุข้ัวลบ (Anode) และ ข้ัวบวก (Cathode) ขว้ั ลบ (Anode) = _____________________________________ ขัว้ บวก (Cathode) = _____________________________________ 3.2 บอกสารที่เปน ตวั oxidize และสารที่เปน ตัว reduce ตัว oxidize = _____________________________________ ตัว reduce = _____________________________________ 3.3 เขียนสมการ แสดงปฏกิ ิรยิ าที่เกดิ ขนึ้ ในแตล ะครงึ่ เซลล สมการ Oxidation = _____________________________________ สมการ Reduction = _____________________________________ 3.4 สมการ redox (สมการรวม) = _____________________________________ 4. ปฏกิ ริ ยิ าทเ่ี กดิ ขน้ึ ในเซลลก ลั วานกิ เปน ดงั นี้ 3Mg (s) + 2Cr3+ (aq) → 3Mg 2+ (aq) + 2Cr (s) จงตอบคาํ ถามตอไปนี้ 4.1 จงระบขุ ั้วลบ (Anode) และ ขัว้ บวก (Cathode) ขั้วลบ (Anode) = _____________________________________ ขว้ั บวก (Cathode) = _____________________________________ 4.2 บอกสารทเี่ ปน ตัว oxidize และสารที่เปน ตัว reduce ตวั oxidize = _____________________________________ ตัว reduce = _____________________________________ 4.3 เขยี นสมการ แสดงปฏกิ ิรยิ าทเ่ี กดิ ข้นึ ในแตละครง่ึ เซลล สมการ Oxidation = _____________________________________ สมการ Reduction = _____________________________________ 49