ไฟฟ้าเคมี

เคมี (ครแู นน) ไฟฟา เคมี 4.4 redox (สมการรวม) = ____________________________________ 4.5 ศักยไฟฟาต่ํา = ____________________________________ 4.6 ศกั ยไฟฟาสงู = ____________________________________ 4.7 อเิ ลก็ ตรอนเคลอ่ื นทจ่ี าก = __________________ไปยงั __________________ 4.8 กระแสไฟฟาเคลอ่ื นทจี่ าก = _________________ไปยัง___________________ 5. เซลลก ลั วานิกทปี่ ระกอบดวยคร่งึ เซลล Pt (s) / Fe2+ (aq) , Fe3+ (aq) และครึง่ เซลล Zn (s) / Zn2+ (aq) ตอ กนั ดังรูป จงตอบคําถามตอไปนี้ 5.1 ระบุข้วั ลบและข้วั บวกของเซลล 5.2 เขยี นสมการแสดงปฏกิ ริ ยิ าออกซเิ ดชนั และรดี ักชนั 5.3 เขียนสมการแสดงปฏกิ ริ ยิ ารีดอกซ 5.4 เขียนแผนภาพของเซลลไ ฟฟา เคมี 50

เคมี (ครแู นน) ไฟฟาเคมี 6. ปฏกิ ริ ยิ าทเี่ กดิ ขนึ้ ในเซลลก ลั วานกิ เปน ดงั น้ี X2 (g) + Y2 (g) → 2X - (aq) + 2Y+ (g) จงตอบคาํ ถามตอไปนี้ 6.1 จงระบุขว้ั แอโนดและแคโทด 6.2 สารใดเปน ตวั ออกซไิ ดส และตวั รดี วิ ซ 6.3 จงเขียนปฏิกริ ยิ าออกซเิ ดชนั และรดี กั ชนั 6.4 เขยี นแผนภาพของเซลลกลั วานกิ นี้ 7. แผนภาพเซลลก ลั วานกิ 2 เซลล เปน ดงั น้ี X (s) / X+ (aq) // Y3+ (aq) / Y (s) W (s) / W2+ (aq) // X+ (aq) / X (s) เม่อื นาํ ครงึ่ เซลล Y (s) / Y3+ (aq) มาตอ กบั ครงึ่ เซลล W (s) / W2+ (aq) เปน เซลลก ลั วานกิ ท่มี ีแผนภาพเซลลเปน อยา งไร ? และเขียนสมการท่เี กดิ ข้นึ ดวย 51

เคมี (ครแู นน) ไฟฟา เคมี 8. เซลลก ลั วานกิ ท่เี กิดจากครึง่ เซลล Pt(s)/A2(g)/A -(aq) กับคร่งึ เซลล Pt(s)/M+(aq)/M3+(aq)ดงั รปู จงตอบคําถามตอ ไปนี้ 8.1 บอกขวั้ Anode และขวั้ Cathode 8.2 เขียนสมการของปฏกิ ริ ยิ า oxidation และ reduction 8.3 เขียนสมการของปฏิกริ ยิ า redox 8.4 เขยี นแผนภาพของเซลลก ัลวานกิ 52

เคมี (ครแู นน) ไฟฟาเคมี 9. จงส่ิงที่กําหนดใหตอไปนี้ จงเขียนแผนภาพแทนเซลลหรือรูปภาพ แสดงเซลลไฟฟาหรือ ปฏกิ ริ ยิ ารีดอกซ (ปฏกิ ริ ยิ ารวม) 9.1 รูปภาพแสดงเซลลไฟฟา แผนภาพแทนเซลล ปฏกิ ิริยารดี อกซ 9.2 รปู ภาพแสดงเซลลไฟฟา แผนภาพแทนเซลล ปฏกิ ิรยิ ารดี อกซ 53

เคมี (ครแู นน) ไฟฟา เคมี 9.3 รปู ภาพแสดงเซลลไ ฟฟา แผนภาพแทนเซลล ปฏกิ ริ ยิ ารีดอกซ 9.4 รปู ภาพแสดงเซลลไ ฟฟา แผนภาพแทนเซลล ปฏกิ ริ ยิ ารดี อกซ 54

เคมี (ครแู นน) Cd + Ni2+ ไฟฟาเคมี 9.5 ปฏกิ ริ ยิ ารดี อกซ Cd2+ + Ni แผนภาพแทนเซลล รปู ภาพแสดงเซลลไ ฟฟา 9.6 ปฏกิ ริ ิยารดี อกซ Sn2+ + 2Fe3+ Sn4+ + 2Fe2+ แผนภาพแทนเซลล รปู ภาพแสดงเซลลไ ฟฟา 9.7 แผนภาพแทนเซลล Zn(s) / Zn2+ Z(aq) // Br2 (l), Br- (aq) / Pt(s) ปฏกิ ิริยารดี อกซ รูปภาพแสดงเซลลไฟฟา 55

เคมี (ครแู นน) ไฟฟาเคมี 10. เซลล I เซลล I เซลล II จงเตมิ ขอ ความลงในตารางใหส มบรู ณ เซลล II ขว้ั บวก (……………………………….) ขวั้ ลบ (…………………………………) ปฏกิ ริ ยิ าออกซเิ ดชนั ปฏกิ ริ ยิ ารดี กั ชนั ปฏกิ ริ ยิ า Redox (สมการรวม) ตวั Oxidize ตวั Reduce แผนภาพแทนเซลล ศกั ยไ ฟฟา ตาํ่ ศกั ยไ ฟฟา สงู อเิ ลก็ ตรอนเคลอ่ื นทจี่ าก กระแสไฟฟา ไหลจาก EoCell 56

เคมี (ครแู นน) ไฟฟา เคมี แรงเคลอ่ื นไฟฟา ของเซลล แรงเคลอื่ นไฟฟา ทอี่ า นได = 1.10 V แรงเคลอ่ื นไฟฟา ของเซลล ความตา งศกั ยระหวา งขว้ั ไฟฟาทั้งสองของเซลลก ลั วานิกทาํ ใหเกดิ แรงขบั เคลอ่ื นอเิ ลก็ ตรอนไป ยังวงจรภายนอก เรยี กความตา งศักยนวี้ า แรงเคลอื่ นไฟฟา (Electromotive forces / emf) = E cell ความแตกตางของพลังงานศักยต อ ประจุไฟฟา (ความตางศกั ย) ระหวา งขว้ั ไฟฟาทงั้ สอง วดั หนวยเปน โวลต โดยทห่ี นง่ึ โวลต (1 V) คอื ความตา งศกั ยท ตี่ อ งใชพ ลงั งาน 1 จลู (J) ตอ ประจุ 1 คลู อมบ (C) 1 V = 1 J/C E cell อาจเรยี กวา ศกั ยไ ฟฟา ของเซลล (cell potential) ภาวะมาตรฐาน : ท่ี 25๐C ความเขม ขน ของสารละลาย 1 M และความดันของแกสเปน 1 atm เรียกวา ศกั ยฟ า ของเซลลม าตรฐาน ใชส ัญลักษณเ ปน E๐cell Zn(s) + Cu2+(aq, 1M) Zn2+(aq, 1 M) + Cu(s) E๐cell = 1.1 v 57

เคมี (ครแู นน) ไฟฟาเคมี ศกั ยไ ฟฟา มาตรฐานครง่ึ เซลล วัดโดยตรงไมไ ด วดั ไดแ ตศ กั ยไ ฟฟา ของเซลล เพราะฉะนน้ั ตอ งนาํ ไปตอ กบั ครงึ่ เซลลไ ฮโดรเจน มาตรฐาน ศกั ยไ ฟฟา มาตรฐานของครงึ่ เซลล (Eo) เปน ศกั ย​ไ ฟฟา ข​ องคร่ึงเซลลท ี่อยูในภาวะมาตรฐาน คอื ความเขม ขน สาร 1 M อุณหภูมิ 25๐C ถา เปน แกส กําหนดใหค วามดนั เปน 1 atm คร่ึงเซลลไฮโดรเจนมาตรฐาน (Standard Hydrogen Electrode , SHE) ประกอบดวย แผน แพลทินัม ฉาบดวยแพลทินัมแบลค จุมลงในสารละลายกรด HCl ท่ีมีความเขมขน 1 mol/dm3 มีแกส H2 ท่ีมีความดัน 1 atm ที่อุณหภูมิ 25 o C ผานไปบนผิวของแพลทินัมแบลคตลอดเวลา เรียกครึ่งเซลล นี้วา ครงึ่ เซลลไ ฮโดรเจนมาตรฐาน เขียนแผนภาพเซลลไ ฟฟา ไดด ังนี้ Pt (s) / H2 (1 atm) / H+ ( 1mol/dm3) กาํ หนดใหศกั ยไ ฟฟาของครงึ่ เซลล H มาตรฐานมีคาเทากับ 0.00 Volt เน่ืองจาก H2 (g) ไมนําไฟฟา จึงตองใช Pt เปน ขัว้ ไฟฟา แทน Pt เปน ขว้ั เฉอื่ ย จะไมทาํ ปฏกิ ริ ิยา กบั สารละลายในคร่ึงเซลล แตจ ะทําหนาท่ีเพียง ให – รับ e- เทานน้ั ปฏกิ ริ ิยาท่เี กดิ ขน้ึ ในครึ่งเซลลไ ฮโดรเจนมาตรฐาน Oxidation H2 H+ + 2e- Reduction 2H+ + 2e- H2 ปฏกิ ริ ยิ าเหลานี้จะเกิดท่ี Pt เนอ่ื งจากเปน ปฏิกิริยาเน้ือผสม ในทางปฏิบัติใชวิธีเพิ่มพื้นที่ผิวของ Pt ดวยการทําเปน Pt – black (นําแผน Pt มาทําอิเล็กโทรไลซิสในสารละลาย Chloroplatinic acid จน แผน Pt เปน สีดาํ ) หนา ทขี่ อง Pt – black 1. เพิม่ พ้ืนทีผ่ ิว 2. รกั ษาสมดลุ ระหวา งแกส H2 และ H+ ในสารละลาย 58

เคมี (ครแู นน) ไฟฟา เคมี การใชค รง่ึ เซลลไฮโดรเจนจะสามารถควบคุมสภาวะตา งๆ ดงั น้ี 1. ความคุมความบริสุทธิ์ของขว้ั ไฟฟา ได เพราะ Pt เปนข้วั ไฟฟาเฉือ่ ย ไมท ําปฏิกริ ิยากับสารละลาย ทําใหไมมีการผุกรอ น 2. ควบคุมความเขมขนของ H+ ใหเปน 1 mol/dm3 ไดโดยอาศัย Pt – black ซ่ึงจะทําหนาที่ รักษาภาวะสมดลุ ระหวางแกส H2 กบั H+ ทาํ ใหค วามเขม ขน คอนขางคงที่ 3. ความคมุ ความดนั ของ H2 ใหเปน atm ได 4. ควบคมุ อณุ หภูมใิ หเ ปน 25 o C การหาคาศักยไ ฟฟามาตรฐานของครึ่งเซลล (Eo) ศักยไฟฟามาตรฐาน เขียนแทนดวย Eo หมายถึง คาความตางศักยที่วัดไดจากการนําครึ่งเซลล มาตรฐานไฮโดรเจนมาตอกับคร่ึงเซลลใดๆ ท่ีอยูในสภาวะมาตรฐาน คือ คร่ึงเซลลตองมีอุณหภูมิ 25 o C ข้นั ไฟฟา ตองจมุ ในสารละลายทมี่ คี วามเขมขน 1 mol/dm3 คา Eo ที่อานไดเ ปน Eo cell จะหา Eo ของ ครึง่ เซลลไดจาก Eocell = Eo red, cathode – Eo red, anode *** ศักยไฟฟาของคร่ึงเซลลใดๆ ไมไดขึ้นอยูกับปริมาณของสารละลายที่ใช (จะใชสารละลาย ปริมาณมากหรือนอ ยกม็ ีคา ศักยไฟฟาเทา กนั ) แตขน้ึ อยกู บั 1. ความเขม ขนของสารละลาย 2. ความดัน 3. อุณหภมู ิ 4. ชนิดของขัว้ ไฟฟาทใี่ ช 59

เคมี (ครแู นน) ไฟฟาเคมี คา ศกั ยไ ฟฟา มาตรฐานของครง่ึ เซลล Reduction ท่ี 298 K (273 + 25 oC) 60

เคมี (ครแู นน) ไฟฟาเคมี การคํานวณคา Eo ของเซลล 1. การคาํ นวณหาคา Eo cell = Eored, Cathode – Eored, Anode คร่งึ เซลลที่มคี า Eo สงู กวา เปน Cathode ครง่ึ เซลลท ม่ี คี า Eo ตาํ่ กวา เปน Anode *** Eo Cathode และ Eo Anode จะตองเปน Eo แบบ Reduction เทานั้น 2. ใชแยกสมการออกเปน Oxidation และ Reduction แลวเอาคา Eo ของ Oxidation และ Eo ของ Reduction มารวมกันกจ็ ะได Eo cell คา Eo สามารถรวมกนั ได ดงั นี้ - เมื่อนําสมการบวกกัน Eo ตอ งนาํ มาบวกกนั - เมอื่ นาํ สมการมาลบกัน Eo ตอ งนํามาลบกนั - เมือ่ คูณหรอื หารสมการ ดว ยตัวเลขใดๆ คา Eo จะเทา เดิม - เมอ่ื กลบั สมการ Eo จะเทา เดิม แตเครือ่ งหมายเปน เปนตรงกันขาม การคาํ นวณหาคา Eo ของครง่ึ เซลล ** ตอ งนําครงึ่ เซลลนั้นมาตอ กบั ครง่ึ เซลลไ ฮโดรเจนมาตรฐาน Ex 1. ถานําคร่ึงเซลล Pt (s) / H2 (1 atm) / H+ (1 mol/dm3) มาตอกับคร่ึงเซลล Zn (s)/Zn 2+ (aq) เปนเซลลไฟฟาท่ภี าวะมาตรฐาน จงหา Eo ของ cell และเขียนแผนภาพเซลลไฟฟา Ex 2. กาํ หนดให Sn2+ + 2e- Sn Eo = -0.14 V Sn4+ + 2e- Sn2+ Eo = 0.14 V 2Hg2+ + 2e- Hg22+ Eo = 0.92 V Hg22+ + 2e- 2Hg Eo = 0.79 V คาศกั ยไฟฟา ของปฏิกริ ยิ า Redox Hg 2+ + Sn2+ Hg + Sn4+ 61

เคมี (ครแู นน) ไฟฟาเคมี Ex 3. กาํ หนด Eocell ใหต อ ไปน้ี Cu / Cu2+ // Fe3+, Fe2+ / Pt E0cell = 0.43 v Fe / Fe2+ // Cu2+ / Cu E0cell = 0.78 v จงคํานวณหา Eo ของเซลล Fe / Fe3+ // Cu2+ / Cu Ex 4. จากแผนภาพตอ ไปนี้ Eo (v) A/A2+ // B2+ / B =2 C/C2+ // B2+ / B =3 C/C2+ // D2+ / D = -4 B/B2+ // E2+ / E = -5 D/D5+ // H+ / H2 / Pt = -3 จงคํานวณคา E0cell ตอ ไปนี้ D/D2+ // B2+/ B , A/A2+ // E2+ / E และ E0 ของครึง่ เซลล C / C2+ (aq) มีคาก่โี วลต 62

เคมี (ครแู นน) ไฟฟา เคมี Ex 5. สมการ 1. 2Al + 3X2 2Al3+ + 3X Eocell = 0.95 V สมการ 2. X + Y2 X2 + Y2+ Eocell = 0.64 V จงหาคา ความตางศักยข อง Al / Al3+ // Y2+ / Y และ Y / Y2+ // Al / Al3+ Ex 6. เม่ือนําครงึ่ เซลล Ag/Ag3+ ตอกบั คร่งึ เซลลของ Pt/H2/H+ พบวา เขม็ ของโวลตม ิเตอรเ บนเขา หาขว้ั Ag และอานคาได 0.80 V ใหห าคา Eo ของ Ag + + e- Ag Ex 7. เม่อื นาํ ครง่ึ เซลลของ Fe/Fe2+ ตอเขา กับ Ni/Ni2+ ใหห าคา Eo cell กําหนด Fe2+ + 2e- Fe Eo = -0.41 V Ni2+ + 2e- Ni Eo = -0.23 V 63

เคมี (ครแู นน) ไฟฟา เคมี Ex 8. 2Cr (s) + 3Cd2+ (1 M) 3Cd (s) + 2Cr3+ (1 M) Ex 9. A B C และ D เปน โลหะ 4 ชนิด จุมอยูในสารละลาย A2+ B2+ C2+ D2+ ตามลาดับ สารละลายแตล ะชนดิ มคี วามเขมขน 1 mol/dm3 ตอ เซลลด งั รปู อา นคา ศักยไ ฟฟาจากโวลตม เิ ตอรไดด ังตาราง โวลตม เิ ตอร ก ข ค ง 0.15 V 0.70 V ศกั ยไ ฟฟาของเซลล 1.10 V 0.55 V ถา ตอเซลลดังแผนภาพ B(s) / B2+ (aq) // D+(aq) / D(s)จะมีคา ศักยไ ฟฟา ของเซลลเ ทาใด 64

เคมี (ครแู นน) ไฟฟา เคมี Ex10. กําหนดให Eo ของครงึ่ เซลลใ นสารละลายท่ี 298 K ดงั นี้ Zn 2+ + 2e- Zn Eo = -0.76 V Au3+ + 3e- Au Eo = +1.42 V ถานาํ แผนทองคําจมุ ลงไปในสารละลาย Zn2+ คา Eo ของเซลลจ ะมีคา เทาใด (Ent,28) Ex 11. กําหนดให ศกั ยไฟฟา มาตรฐานของครงึ่ เซลล Al3+ + 3e- Al ; E0 = –1.66 V Ag+ + e- Ag ; E0 = 0.80 V Li+ + e- Li ; E0 = –3.04 V Fe2+ + 2e- Fe ; E0 = –0.44 V จงคํานวณคา Eo ของเซลลเ ปน โวลตข องเซลลตอ ไปน้ตี ามลําดบั Al / Al3+ // Ag+ / Ag และ Li / Li+ // Fe2+ / Fe (Ent’ 42/2) Ex 12. กําหนดคา Eo ของครึง่ เซลตอ ไปน้ี (Ent’ 37) A(s) / A+(aq) ; Eo = – 0.14 V B(s) / A+(aq) ; Eo = – 0.40 V C(s) / C+(aq) ; Eo = – 0.74 V D(s) / D+(aq) ; Eo = – 1.18 V เซลลในขอ ใดมคี วามตางศกั ยสงู ท่สี ดุ 1. D(s) / D+(aq) // C+(aq) / C(s) 2. B(s) / B+(aq) // A+(aq) / A(s) 3. C(s) / C+(aq) // B+(aq) / B(s) 4. D(s) / D+(aq) // A+(aq) / A(s) 65

เคมี (ครแู นน) ไฟฟา เคมี Ex 13. เม่อื นาํ ครงึ่ เซล Cu / Cu2+ ตอกบั ครึง่ เซล Ag /Ag+ จะไดเ ซลลก ัลวานกิ ที่มคี า Eo เซลลเทา ใด กาํ หนด Cu2+ + 2e _ Cu ; Eo = +0.34 V Ag+ + e _ Ag ; Eo = +0.80 V Ex 14. กําหนดให Pt2+(1 M) + 2e- Pt(s) , E0 = +1.02 V Au+(1 M) + e- Au(s) , E0 = +1.69 V ถานาํ ครึง่ เซลล Pt(s) / Pt2+ (1 M) กับคร่ึงเซลล Au(s) / Au+(1 M) มาตอ กนั เปนเซลลไฟฟา เคมีจะไดเซลลท ี่มศี ักยไ ฟฟา เทา ใด (มช 31) Ex 15. (Ent’ 38) กําหนด Mg(s)/Mg2+(aq) // Zn2+(aq)/Zn(s) Eocell = +1.62 V Zn(s) / Zn2+(aq) // H+(1 mol/dm3), H2(1atm) / Pt(s) Eocell = +0.76 V ศกั ยไฟฟาครงึ่ เซลลของ Mg(s) / Mg2+(aq) มีคาเทา ใด Ex 16. 63(มช 38) กําหนดศกั ยไ ฟฟามาตรฐานของเซลลส มมติ ดงั นี้ 1. 2A(s) + 3X2+(aq) 2A3+(aq) + 3X(s) E0cell = 1.25 V 2. X(s) + Y2+(aq) X2+(aq) + Y(s) E0cell = 0.75 V จงหาศกั ยไฟฟามาตรฐานของเซลลตามแผนภาพ A / A3+ // Y2+ / Y 66

เคมี (ครแู นน) ไฟฟา เคมี การผกุ รอ นของโลหะ และ การปอ งกนั วิธีการตรวจสอบการผกุ รอนของโลหะ เมอื่ นําไปจมุ ลงในสารละลาย ใหด ูคา Eo ดังนี้ 1) หากไอออนของโลหะ มีคา Eo นอ ยกวาไอออนบวกในสารละลาย โลหะจะผกุ รอ น 2) หากไอออนของโลหะ มคี า Eo มากกวาไอออนบวกในสารละลาย โลหะจะไมผ กุ รอ น Ex 1 กาํ หนดคาศกั ยไฟฟา มาตรฐานของคร่ึงเซลล ดงั นี้ A2+ + 2e _ A Eo = –0.3 V B2+ + 2e _ B Eo = +0.2 V C2+ + 2e _ C Eo = +0.5 V D2+ + 2e _ D Eo = –0.4 V หากจุมโลหะ A , B , C และ D ลงในสารละลายตอ ไปน้ี โลหะจะเกดิ การผกุ รอ นหรือไม 1. จุมโลหะ D ในสารละลาย A+ 2. จมุ โลหะ C ในสารละลาย D2+ 3. จุมโลหะ B ในสารละลาย C2+ 4. จมุ โลหะ A ในสารละลาย B2+ Ex 2 ทดลองจุม โลหะตา ง ๆ ลงในสารละลายหลายชนดิ ที่ภาวะมาตรฐานดงั นี้ ก. จุม Cu ลงในสารละลาย Ag+ ข. จุม Ag ลงในสารละลาย Fe3+ ค. จมุ Fe ลงในสารละลาย Zn2+ ง. จุม Zn ลงในสารละลาย Na+ การทดสอบในขอ ใดทโ่ี ลหะสกึ กรอ น ( ใหใ ชค า Eo จากตารางคา Eo มาตรฐาน ) 1. ก 2. ก ข 3. ก ค ง 4. ข ค ง การปอ งกนั โลหะผกุ รอ น ในธรรมชาตินั้น การผุกรอนของโลหะอาจมีสาเหตุหลายประการ ตัวอยางเชนเกิดจากการสัมผัส กับน้ําและอากาศ เชนการเกิดการผุกรอนเปนสนิมของเหล็กนั้น เหล็กจะเปนตัวจายอิเล็กตรอนใหแกนํ้า และแกสออกซเิ จน แลวกลายเปน Fe2+ ดังสมการ 2Fe(s) + O2(g) + 2H2O(l) 2 Fe2+ (aq) + 4 OH–(aq) ตอ จากน้นั 2Fe2+(aq) + 4OH–(aq) 2 Fe(OH)2(s) ตอจากนนั้ 4Fe(OH)2 (s) + O2(g) + 2 H2O(l) 4 Fe(OH)3(s) ไอออน (III) ไฮดรอกไซดท่ีเกิดข้ึนน้ี โดยท่ัวไปจะเขียนอยูในรูป ไอออน(III) ออกไซดที่มีนํ้าผลึก เกาะอยู ซ่ึงก็คือสนิมเหลก็ นัน้ เอง สูตรท้วั ไปจะเปน Fe2O3 . nH2O โดยทั่วไปแลวการปองกันการผุกรอนของโลหะ จะทําโดยปองกันมิใหโลหะนั้นจายอิเล็กตรอน ออกไป ซึ่งสามารถทาํ ไดห ลายวธิ ี ไดแก 1. ทาผิวหนา ของโลหะดวยสีหรอื น้าํ มนั หรอื เคลือบดวยพลาสตกิ หรือ ทาดว ยสารปอ งกนั การสกึ กรอนชนิดตา งๆ ท่มี จี าํ หนา ยอยูในทองตลาดขณะน้ี 67

เคมี (ครแู นน) ไฟฟาเคมี 2. เคลอื บ หรอื เชอื่ มหรอื พนั ดว ยโลหะทเี่ สยี อเิ ลก็ ตรอนไดง า ยกวา (Eo นอ ยกวา ) เชน แมกนเี ซียมเสยี อิเลก็ ตรอนไดง ายกวาเหลก็ ดงั นน้ั การปองกนั การผกุ รอ นของเหลก็ สามารถใชแ มกนีเซยี ม เคลอื บ หรือ เชอ่ื มหรือพนั รอบๆ แทง เหล็ก การปอ งกนั โดยวธิ นี ี้แมกนเี ซียมจะทาํ หนา ที่เสียอิเลก็ ตรอน แทนเหลก็ โดยที่เหลก็ เปน แตเพยี งตวั กลางในการรบั สง อิเล็กตรอนจากแมกนีเซยี มไปยังสารทร่ี ับ อเิ ลก็ ตรอน (นาํ้ และออกซเิ จน) ทาํ ใหแมกนเี ซียมผุกรอ น แตเ หลก็ ไมผุกรอ นหรือผกุ รอ นนอ ยมาก 3. ชุบหรือเคลือบผิวหนาของโลหะท่ีตองการปองกันการผุกรอนดวยโลหะอ่ืน โลหะที่นิยมใช เคลือบ คือ โลหะที่เกิดสารประกอบออกไซดแลวสารประกอบออกไซดนี้สามารถเคลือบผิวหนาของโลหะ ไวไมใหผุกรอนลุกลามตอไป (สารประกอบออกไซดท่ีความชื้นและ แกสออกซิเจนซึมผานไมได) โลหะ เหลาน้ี ไดแ ก ดีบุก โครเมยี ม สังกะสี เปน ตน ตัวอยาง การปองกันการผุกรอนของเหล็ก อาจใชวิธีชุบโลหะดีบุกทั้งๆ ที่โลหะดีบุกเสีย อเิ ล็กตรอนไดย ากกวาเหลก็ แตท ่ีนิยมใชเ พราะดบี ุกบริเวณผิวหนา จะทาํ ปฏกิ ิรยิ ากบั ออกซเิ จน กลายเปน สารประกอบออกไซด (SnO2) ทไ่ี มล ะลายน้ําเคลือบอยทู ี่ผวิ หนา ของดบี ุก จึงทําหนา ท่ีปองกันไมใหนํ้าและ ออกซิเจนผานเขาไปทําปฏิกิริยากับเหล็กได เหล็กจึงไมผุกรอนหรือถาชุบโลหะดวยโครเมียมจะเกิด สารประกอบออกไซด (Cr2O3) ทมี่ ีสมบัตเิ หมอื น SnO 4. ทําเปน โลหะผสมโดยการนาํ โลหะต้งั แต 2 ชนิดข้นึ ไปมาหลอมรวมกัน ตวั อยางเชน เหลก็ กลา ไรสนิม เปนเหล็กกลาท่ีประกอบดวยเหล็ก 73% Cr 18% Ni 8% และ C 0.4% เปนเหล็กกลาที่ทนตอ การผุกรอ น เปนตน 5. วิธีอะโนไดซ คือ การใชกระแสไฟฟาทําใหผิวหนาของโลหะกลายเปนโลหะออกไซด ซึ่งใชกับ โลหะทม่ี สี มบตั ิพเิ ศษ กลาวคือ เม่ือทําปฏิกิริยากับออกซิเจน เกิดเปนออกไซดของโลหะ แลวออกไซดของ โลหะน้ันจะเคลือบผิวของโลหะไมเกิดการผุกรอนตอไป โลหะท่ีมีสมบัติดังกลาวไดแก อะลูมิเนียม ดีบุก (ถา ใหโลหะดงั กลาวเกดิ ออกไซดต ามธรรมชาตจิ ะเปน ไปอยา งไมส ม่าํ เสมอ) ปจ จบุ นั นิยมทําใหอ ะโนไดซก ับ โลหะอะลูมิเนียมซ่ึงทําไดโดยผานไฟฟากระแสตรงไปบนแผนอะลูมิเนียม ซ่ึงจุมอยูในสารละลาย อิเล็กโทรไลตท่ีเปนกรดที่แอโนดจะเกิดแกส O2 ซ่ึงจะไปออกซิไดซอะลูมิเนียมใหเปนอะลูมิเนียมออกไซด สวนโลหะอะลูมิเนียมท่ีแคโทดจะมีแกส H2 เกิดข้ึน และข้ัวโลหะอะลูมิเนียมไมเปล่ียนแปลงแผน อะลูมิเนียมที่อะโนไดซแลวเม่ือผานกระบวนการตางๆ เพื่อปรับปรุงคุณภาพใหเปนไปตามตองการก็ สามารถนาํ ไปใชง านได เชน นาํ ไปเคลือบสีเพ่ือใหส วยงามและทนทาน 6. วิธีแคโทดิก เชน ถาตองการไมใหตะปูเหล็กผุกรอนก็ใหตอตะปูเหล็กเขากับข้ัวลบของ ถา นไฟฉาย หรอื ตอกบั โลหะทเ่ี สียอิเล็กตรอนไดงา ยกวา เชน สงั กะสี แมกนเี ซยี ม 7. วิธีการรมดํา การรมดําเปนการปองกันการผุกรอนและเพิ่มความสวยงามใหแกชิ้นงานโลหะ วิธีนี้ใชกันมากกับเครื่องมือเครื่องใชที่ทําดวยเหล็ก เชน ตัวปน กลอนประตู กลอนหนาตาง เปนตน วิธีการรมดํานอกจากจะใชกับเหล็กแลวยังใชกับอะลูมิเนียม เงิน ทองแดงและ ทองเหลือง เปนตน การรมดําเปนการทําใหผิวของโลหะเปลี่ยนเปนออกไซดของโลหะนั้น ซ่ึงมีลักษณะเปนฟลมสีดําเกาะติด 68

เคมี (ครแู นน) ไฟฟา เคมี แนนบนผิวของชิ้นงานโลหะ วิธีทําใหเกิดออกไซดใชสารเคมีที่เปนตัวออกซิไดซ เชน โซเดียมไดโครเมต (Na2Cr2O7) โพแทสเซียมไนเตรต (KNO3) และโซเดียมไทโอซัลเฟต (Na2S2O3) เปนตน สวนวิธีทําก็ แตกตางกันไป ซ่งึ แลวแตชนิดของโลหะและชนดิ ของสารเคมที ีใ่ ช ตัวอยางเชน การรมดําเหล็กหน่ึงในหลายวิธีคือ ตมช้ินงานท่ีเปนเหล็กในสารละลายท่ี ประกอบดวยโซเดียมไฮดรอกไซด(NaOH)และโซเดียมไนเตรต (NaNO3) ที่อุณหภูมิ 135–145oC จะ สังเกตเห็นผิวของโลหะเปนสีดําจากนั้นลางน้ําใหสะอาด เช็ดใหแหง แลวชะโลมดวยน้ํามันเพื่อเพ่ิมความ สวยงามและทนทานตอการผกุ รอน แบบฝกหัด 1. การทาผวิ หนาโลหะดวยสนี ้ํามนั สามารถปอ งกนั โลหะมิใหผกุ รอ นไดเพราะ……………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………….. …………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 2. เหตุใดการพนั ลวดแมกนเี ซยี มรอบแทง เหลก็ จึงสามารถปอ งกันมิใหเ หลก็ ผุกรอนได… …………………….. …………………………………………………………………………………………………………………………………………….. …………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 3. (มช 34) การปอ งกนั การผุกรอ นทอ เหล็กที่ใชใ ตพ้ืนดนิ เชน ทอนํ้าทอนํ้ามนั เปน ตน นิยมวิธใี ด ก. ชบุ ทอเหลก็ ดว ยโครเมยี ม ข. ตอ ทอ เหลก็ เขา กบั ทอ ดบี กุ ค. ชุบทอเหลก็ ดว ยโครเมยี ม ง. ตอทอเหลก็ เขา กับแทง แมกนีเซยี ม 4. เหลก็ จา ยอเิ ลคตรอนไดงายกวาดีบุก แตก ารเคลอื บหล็กดว ยดีบกุ สามารถปอ งกนั เหลก็ ผกุ รอ นได เพราะ .................................................................................................................................................................... 5. การทาํ อะโนไดซน ิยมทาํ กับโลหะใด ก. ดีบกุ , ตะก่วั , โครเมียม ข. อะลูมเิ นียม , ดีบุก ค. โครเมยี ม , สงั กะสี ง. โลหะทุกชนดิ 6. การทําอะโนไดซอ ลมู ิเนียม จะทาํ โดยปลอ ยไฟฟา กระแสตรงเขาไปยังอลมู ิเนยี มทีจ่ ุมอยูใ นสารละลายที่ มสี มบัติเปน ....................................... แลว จะเกดิ แกส ............................... ข้ึนทผี่ วิ อลมู เิ นยี ม แลว ทําใหเ กดิ ..................................... เคลอื บผวิ อลมู เิ นียมไว 7. ขอ ใดเปน การปอ งกนั การผุกรอ นดวยวธิ ีอะโนไดซ ก. ผานกระแสไฟฟา เขา ไปในแผน อะลมู เิ นยี มในสารละลายเบส ข. ผา นกระแสไฟฟาเขา ไปในแผน อะลูมเิ นยี มในสารละลายกรด ค. ผานกระแสไฟฟาเขาไปในแผน อะลูมิเนยี มในสารละลายเกลอื ง. ผา นกระแสไฟฟา เขาไปในแผนอะลูมเิ นียมในน้ํา 69

เคมี (ครแู นน) ไฟฟา เคมี ตวั อยา งเซลลก ลั วานกิ 1. เซลลด าเนยี ลล เปน เซลลก ลั วานกิ ชนิดหน่ึงท่ีประกอบดว ยครึง่ เซลลส งั กะสี Zn(s)/Zn2+(aq) ตอ กับคร่งึ เซลลท องแดง Cu (s) / Cu2+ (aq) ใหครบวงจรดงั รปู รูป แสดงเซลลก ลั วานกิ ชนิดหน่งึ ท่ีโลหะ Zn ถกู ออกซไิ ดสเ ปน Zn2+ ท่ีขั้วแอโนด และ Cu2+ ถกู รดี ิวซเ ปน โลหะ Cu ท่ีแคโทด ปฏกิ ิริยารดี อกซ Cu2+(aq) + Zn (s) → Cu(s) + Zn2+ (aq) เม่อื ตอ คร่งึ เซลลทองแดงและครง่ึ เซลลส งั กะสเี ขา ดว ยกนั โดยเชอื่ มตอ ดวยสะพานไอออนใน สารละลายแตล ะครง่ึ เซลลใหค รบวงจรแลว ตอ โวลตม เิ ตอรก บั วงจรภายนอก จะพบวาเขม็ โวลตม ิเตอร จะเบนจากขัว้ Zn ไปยงั Cu อา นศกั ยไ ฟฟา ของเซลลไ ดเ ทา กบั 1.10 โวลต และสักครหู น่ึงพบวา ขว้ั โลหะ Zn สกึ กรอนไปสวนขวั้ โลหะ Cu มคี ราบสีน้าํ ตาลแดงมาเกาะ สารละลายสนี าํ้ เงินจางลง การเปลี่ยนแปลงทีเ่ กดิ ขึ้นนีอ้ ธิบายไดวา 1. การทเ่ี ข็มโวลตมเิ ตอรเ บนจากขวั้ Zn ไปยังขวั้ Cu แสดงวา เกดิ การถา ยโอนอเิ ลก็ ตรอน จากขัว้ Zn ไปยงั ขวั้ Cu โดยมี Zn ใหอเิ ลก็ ตรอนสว น Cu2+ รบั อิเลก็ ตรอน 2. Zn ใหอิเล็กตรอนเกดิ ปฏกิ ิริยาออกซิเดชันท่ีข้ัวแอโนด (ขั้ว Zn) ดงั สมการ Zn (s) → Zn2+ (aq) + 2e- Zn สกึ กรอนเกิด Zn2+ ลงในสารละลายปรมิ าณมากขนึ้ ทําใหเกดิ การสะสมประจบุ วก สะพานไอออนจะเคลอื่ นไอออนลบ (NO3- ) ลงในสารละลายเพอ่ื ดุลประจุ 3. อิเลก็ ตรอนทเ่ี คลอ่ื นทจี่ ากชว้ั Zn มายงั ขัว้ Cu Cu2+ ในครง่ึ เซลลท องแดงจะไปรับ อิเล็กตรอนเปน โลหะ Cu ทําใหมีมวลเพิม่ ขนึ้ เกดิ ปฏกิ ริ ยิ ารดี ักชนั ทแี่ คโทด (ขวั้ Cu )ดังสมการ Cu2+ (aq) + 2e- → Cu (s) 70

เคมี (ครแู นน) ไฟฟา เคมี เนอ่ื งจาก Cu2+ รบั อิเล็กตรอนเปน โลหะ Cu , Cu2+ ในสารละลายมปี รมิ าณลดลง ซ่งึ เดมิ มไี อออนลบ (SO42-) และไอออนบวก (Cu2+) สมดุลกันอยู เปน ผลใหเ กดิ การสะสมประจลุ บ (SO42-) สะพานไอออนจะเคล่ือนไอออนบวก (K+) ลงในสารละลาย เพือ่ รกั ษาสมดลุ ของประจุ จงึ ทําใหอ ิเลก็ ตรอนไหลในวงจรไดตลอด 4. เมื่อรวมปฏิกริ ยิ าในแตล ะครึ่งเซลลที่เกดิ ขนึ้ เขา ดว ยกัน จะไดป ฏกิ ิรยิ ารีดอกซด ังสมการสุทธิดงั นี้ Cu2+ (aq) + Zn (s) → Cu (s) + Zn2+ (aq) 5. ขั้ว Zn เปนข้ัวทอ่ี ิเลก็ ตรอนไหลออก ซงึ่ เปน ข้วั ทีเ่ กดิ ปฏกิ ริ ยิ าออกซเิ ดชนั และเรยี กวา ขัว้ น้วี า ขวั้ แอโนด หรอื ทําหนา ทเ่ี ปน ขวั้ ลบ → ใหอเิ ลก็ ตรอน 6. ขว้ั Cu เปนขวั้ ทอ่ี ิเลก็ ตรอนไหลเขา ซงึ่ เปน ขั้วทเ่ี กิดปฏกิ ริ ยิ ารดี ักชนั และเรยี กวา ขว้ั นีว้ า ขว้ั แคโทด หรอื ทาํ หนาทเ่ี ปน ขว้ั บวก → รับอเิ ลก็ ตรอน เซลลก ัลวานกิ นี้ประกอบดวยคร่งึ เซลลท องแดงและครึ่งเซลลส ังกะสี มชี ื่อเรียกเฉพาะวา เซลลด าเนียลส (Daniel cell) ซึงอาจจะใชภาชนะพรนุ หรอื แผนพรนุ ขน้ั สารละลายในแตละครงึ่ เซลลท้ัง สองแทนสะพานไอออน 2. เซลลท องแดง - เงนิ เปน เซลลกลั วานิกชนดิ หนึง่ ทป่ี ระกอบดวยครึ่งเซลลท องแดง Cu(s) / Cu2+ (aq) ตอกบั คร่งึ เซลลเงนิ Ag (s) / Ag+ (aq) ดังรูป รปู เซลลทองแดง-เงิน 71

เคมี (ครแู นน) ไฟฟา เคมี เมือ่ ตอ คร่ึงเซลลท ง้ั สองเขาดวยกนั โดยเชือ่ มดวยสะพานไอออนในสารละลายแตล ะคร่ึงเซลล จะพบวาเข็มของโวลตมิเตอรเบนจากข้ัวทองแดงไปข้ัวเงิน อานศักยไฟฟาของเซลล เทากับ 0.46 โวลต และสักครูพบวาโลหะทองแดงสกึ กรอน สวนข้วั โลหะเงินมสี ารสเี ทาดาํ มาเกาะ สารละลายสีนํ้าเงินเขมข้ึน การเปล่ียนแปลงทเี่ กดิ ขนึ้ อธิบายไดว า 1. การทเี่ ขม็ โวลตม ิเตอรเบนจากขวั้ ทองแดงไปยงั ขัว้ เงินแสดงวา เกิดการถายโอนอิเลก็ ตรอนจาก ข้ัวทองแดงไปยังขั้วเงิน โดยมี Cu ใหอิเลก็ ตรอนสว น Ag+ รับอเิ ลก็ ตรอน 2. ปฏกิ ริ ยิ าที่เกดิ ขนึ้ ขว้ั ทองแดงเปน แอโนด (ขั้วลบ) เกดิ ปฏกิ ริ ิยาออกซเิ ดชนั Cu(s) → Cu2+ (aq) + 2e- ขั้วเงนิ เปน ขว้ั แคโทด (ข้ัวบวก) เกดิ ปฏกิ ิริยารดี กั ชนั 2Ag+ (aq) + e- → Ag (s) ปฏกิ ริ ิยาสุทธิ Cu (s) + 2Ag+ (aq) → Cu2+ (aq) + 2Ag (s) ลกั ษณะสาํ คญั ของเซลลก ลั วานกิ 1. กระแสไฟฟา ทเ่ี กดิ ขน้ึ เปน กระแสตรง คือ กระแสอเิ ล็กตรอน 2. อเิ ลก็ ตรอนจะไหลจากครงึ่ เซลลท่ีศกั ยไ ฟฟาตํา่ ไปสูค ร่งึ เซลลท ีม่ ศี กั ยไฟฟา สงู 3. เซลลก ลั วานกิ ตา งชนดิ กนั จะมคี าศกั ยไฟฟาของเซลลต า งกนั และจะมีคามากหรือนอยขน้ึ อยู กบั ครง่ึ เซลลทน่ี าํ มาตอกนั 4. เซลลกลั วานิกทม่ี ี ขั้ววอ งไวในแอโนด (ข้ัวลบ) – โลหะน้นั จะสึกกรอ น- มวลลดลง เพราะเกดิ ปฏิกริ ิยาออกซเิ ดชนั สว น ขว้ั วองไวแคโทด (ขวั้ บวก) – โลหะจะมมี วลมากขน้ึ - เพราะเกดิ ปฏิกริ ิยารดี กั ชนั 5. ปฏิกริ ิยาเคมีทีเ่ กดิ ข้นึ ในเซลลก ัลวานกิ มีการถายโอนอเิ ล็กตรอน เปน ปฏกิ ริ ยิ ารดี อกซ 6. เมื่อเกดิ อเิ ลก็ ตรอนไหลนาน ๆ ในวงจรของเซลลก ัลวานิก จะเกิดการสะสมประจใุ น ครงึ่ เซลล กลาวคือ คร่ึงเซลลแอโนดที่เกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันจะเกิดการสะสมประจุบวก และ ครึ่งเซลลแคโทด เกดิ ปฏกิ ริ ิยารีดักชัน จะเกิดการสะสมประจุลบ ท้ังน้ีเนื่องจากสะพานไอออนไมสามารถรักษาภาวะสมดุล ของประจไุ วไดท นั ทาํ ใหอเิ ล็กตรอนไหลในวงจรลดลง เปน ผลใหศ กั ยไฟฟา ของเซลลลดลงดวย และเมื่อ แตละคร่ึงเซลลสะสมประจุจนถึงขดี หน่งึ จะไมมอี เิ ลก็ ตรอนไหลออกนอกวงจร ขณะนั้นเข็มโวลตม เิ ตอรจะ ชท้ี เี่ ลขศนู ย ทง้ั นเ้ี พราะขณะนน้ั เกิดภาวะสมดุลเคมขี น้ึ ในแตละครึ่งเซลลน ้ัน 72

เคมี (ครแู นน) ไฟฟา เคมี เซลลค วามเขม ขน เซลลความเขม ขน เปน เซลลก ลั วานกิ ชนดิ หนึ่งทีป่ ระกอบดวย ครึง่ เซลลชนดิ เดยี วกนั ตอ เขา ดวยกนั ดวยสะพานไอออน โดยสารละลายในแตละคร่งึ เซลลมคี วามเขมขนตางกนั หมายเหตุ ศักยไฟฟา ของครึ่งเซลลข น้ึ อยกู ับ ชนดิ ของคร่งึ เซลล อณุ หภูมิ และความเขม ขนของสารละลายใน คร่ึงเซลล กลาวคือ ครึ่งเซลลชนิดเดียวกัน ความเขมขนในสารละลายตางกันจะมีศักยไฟฟาของคร่ึง เซลลตางกัน และศักยไฟฟาในคร่ึงเซลลจะเปล่ียนแปลงตามความเขมขน เชน ในครึ่งเซลลใด สารละลายมคี วามเขมขน มากจะมศี ักยไฟฟา มาก และสารละลายมีความเขมขนนอ ย จะมศี ักยไฟฟา นอ ย เซลลค วามเขม ขน ทองแดง เมอ่ื นาํ ครึง่ เซลล Cu (s)/Cu2+(aq,1mol/dm3) ตอ กับคร่งึ เซลล Cu(s)/Cu2+(aq,0.1 mol/dm3) ใหค รบวงจร ดังรปู เซลลความเขม ขนทองแดง เม่ือนําคร่ึงเซลลท้ังสอง มาตอใหครบวงจร เข็มโวลตมิเตอรเบนจากครึ่งเซลล Cu (s) / Cu2+ (aq, 0.1 mol/dm3) ซึ่งมีศักยไฟฟาคร่ึงเซลลตํ่ากวาไปยังคร่ึงเซลล Cu (s) / Cu2+ (aq, 1 mol/dm3) ซง่ึ มศี ักยไฟฟา ครงึ่ เซลลสูงกวา แสดงวา อเิ ล็กตรอนไหลจากขัว้ ในครึง่ เซลลท่มี คี วามเขม ขน นอยไปสงู ขว้ั ในครงึ่ เซลลท ่ีมีความเขมขน มาก ซึง่ สามารถอธบิ ายได ดังน้ี 73

เคมี (ครแู นน) ไฟฟา เคมี Cu (s) ในคร่ึงเซลล Cu (s) / Cu2+(aq, 0.1 mol/dm3) ใหอิเล็กตรอนเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชัน เปนขั้วแอโนด สวน Cu (s) 1 ในครึ่งเซลล Cu (s) / Cu2+ (aq, 1 mol/dm3) รับอิเล็กตรอน เกดิ ปฏกิ ริ ิยารีดักชนั เปน ขว้ั แคโทด สมการของปฏิกริ ยิ าเกิดขึน้ ดังนี้ แคโทด (รดี ักชนั ) ; Cu2+ (aq, 1 mol/dm3) + 2e- → Cu (s) E = +0.33 V แอโนด (ออกซิเดชัน) ; Cu (s) → Cu2+ (aq, 0.1 mol/dm3) + 2e- E = -0.307 V รีดอกซ ; Cu2+ (aq, 1 mol/dm3) → Cu2+ (aq, 0.1 mol/dm3) Ecell = 0.030 V เมื่อกระแสอิเล็กตรอนไหลในเซลลความเขมขนสักครูหน่ึงจะพบวาครึ่งเซลล Cu (s)/Cu2+ (aq, 0.1 mol/dm3) ความเขมขนของ Cu2+ เพิ่มขน สวนคร่ึงเซลล Cu (s) /Cu2+(aq, 1 mol/dm3) จะมีความเขมขนของ Cu2+ ลดลงจนกระทั่งเทากัน อิเล็กตรอนจะหยุดไหลขณะท่ีศักยไฟฟาของเซลล เปนศนู ย จากเซลลความเขม ขน ขา งตนนเ้ี ขยี นแผนภาพของเซลล ดังนี้ Cu (s) / Cu2+ (aq, 0.1 mol/dm3) / / Cu2+ (aq, 1 mol/dm3) / Cu (s) ลกั ษณะสาํ คญั ของเซลลค วามเขม ขน 1. อเิ ล็กตรอนจะไหลจากครงึ่ เซลลท่ีมีความเขม ขน นอ ยไปสูครึ่งเซลลท ่มี คี วามเขมขน มาก 2. ข้วั ในครงึ่ เซลลท ่ีมคี วามเขม ขน นอย เกิดปฏกิ ริ ยิ าออกซเิ ดชนั เปนขัว้ แอโนด สวนข้ัวในอกี ครึ่งเซลลท ี่มีความเขมขนมากเกดิ ปฏกิ ิริยารีดกั ชนั (เปน ข้วั แคโทด) 3. เซลลค วามเขมขน ที่สารละลายในครงึ่ เซลลมคี วามเขม ขนตา งกนั ย่ิงมาก ศักยไ ฟฟา ของ เซลลก ็ยง่ิ มีคา มาก สมการของ Nernst ดังที่ไดกลาวแลววาศักยไฟฟาของครึ่งเซลล หรือศักยไฟฟาของเซลล ขึ้นอยูกับความเขมขนของ สารละลาย ซงึ่ สามารถคาํ นวณ และแสดงใหเ หน็ ไดตามสมการของ Nernst ดงั น้ี E = E0 - 0.0592 n log Q เมื่อ E0 = ศักยไฟฟา มาตรฐาน ท่ี 25o C 1 atm E = ศักยไ ฟฟา ที่สภาวะใด ๆ n = จํานวนโมลอเิ ลก็ ตรอนที่ใหแ ละรับในปฏกิ ริ ยิ า Q = คาทีห่ าไดจากความเขม ขน ของสารตาง ๆ ในระบบขณะใดขณะหนง่ึ ซึ่งหาไดดงั นี้ 74

เคมี (ครแู นน) ไฟฟาเคมี จากสมการทัว่ ไปดงั นี้ aA + bB → cC + dD [ C]c [D]d Q = [A]a [B]b จะไดว า = E0 - 0.0592 [ C]c [D]d E n log [A]a [B]b ตวั อยา ง จงคาํ นวณหาคา E ของขัว้ Fe2+ /Fe3+ เม่อื ความเขม ขน Fe3+ เปน 5 เทา ของความ เขม ขนของ Fe2+ กําหนด Fe3+ + e- → Fe2+ , E0 = +0.771 V วธิ ที าํ E = E0 - 0.0592 [ Fe2+ ] จากสูตร [Fe3+] = 5[Fe2+] เนอื่ งจาก n log [Fe3+ ] แทนคา ; 0.0592 [ Fe2+ ] E = +0.771 - 1 log 5[Fe2+ ] 0.0592 1 E = +0.771 - 1 log 5 E = +0.771 - 0.0592 (-0.699) = +0.811 V ตวั อยา ง จงคาํ นวณหาศกั ยไฟฟาของเซลลที่ 25 0C ทีม่ แี ผนภาพของเซลลด งั นี้ Cd / Cd2+ (2.00 mol/dm3) // Pb2+ (0.001 mol/dm3 ) / Pb (s) สมการของปฏกิ ริ ยิ าของเซลลและคาศักยไ ฟฟา มาตรฐานของเซลลเ ปน ดงั นี้ Cd (s) + Pb2+ (aq) → Cd2+ (aq) + Pb (s) E0 = 0.277 V cell วธิ ที าํ จากสูตร E = E0 - 0.0592 [ Cd2+ ] เนอ่ื งจาก [Fe3+] = 5[Fe2+] n log [Pb3+ ] แทนคา ; 0.0592 2.00 E = +0.277 - 1 log 0.001 0.0592 E = +0.771 - 1 x 3.301 E = +0.179 V 75

เคมี (ครแู นน) ไฟฟาเคมี 7. เซลลอเิ ลก็ โตรไลต (Electrolytic cell) เซลลอ เิ ลก็ โตรไลต คอื เซลลไ ฟฟาเคมชี นดิ หนง่ึ ทใี่ ชพ ลังงานไฟฟา ทําใหเกดิ ปฏกิ ริ ยิ าเคมี กลา วคือ เมอื่ ผา นกะแสไฟฟา เขาไปในเซลล จะทาํ ใหเกดิ ปฏกิ ริ ิยารดี อกซขน้ึ ในเซลลน ้ัน เซลลป ระเภท นจี้ ะมคี า E0 < 0 (เครอ่ื งหมายติดลบ) และภายในเซลลอ ิเลก็ โทรไลตจะมีสารอเิ ลก็ โทรไลต ซ่ึง cell สารนสี้ ามารถจะแตกตัวเปน ไอออนบวก และไอออนลบ และทาํ ใหเ กดิ นาํ ไฟฟา ได สว นประกอบของเซลลอ เิ ลก็ โทรไลต 1. ขว้ั ไฟฟา (Electrode) เปนโลหะหรอื แกรไ ฟตทน่ี ําไฟฟา ได โดยท่ัวไปมกั จะใชข ้ัวเฉื่อยใน เซลลหนงึ่ ๆ จําแนกขั้วตามเกณฑต าง ๆ ดงั นี้ การจาํ ข้วั ตามสมการการเกดิ ปฏิกริ ิยาเคมี ก. ขว้ั แอโนด (Anode) เปน ข้วั ท่เี กดิ ปฏิกริ ยิ าออกซิเดชนั ข. ขัว้ แคโทด (Cathode) เปน ขั้วทเี่ กดิ ปฏกิ ริ ยิ ารดี กั ชัน การจาํ แนกขว้ั ตามการตอ เขา กบั แหลง กาํ เนดิ ไฟฟา ก. ขัว้ บวก เปน ขวั้ ทีต่ อ เขา กบั ขั้วบวกของแหลง กาํ เนดิ ไฟฟา [ ซ่ึงขวั้ นจ้ี ะเกดิ ปฏกิ ริ ยิ า ออกซเิ ดชนั กลาวคอื ไอออนลบในสารละลายจะให / จา ยอิเลก็ ตรอนแกข วั้ ไฟฟาบวก) ] ข. ขว้ั ลบ เปน ข้ัวท่ตี อ เขากบั ขั้วลบของแหลงกําเนดิ ไฟฟา [ ซงึ่ ขั้วน้จี ะเกิดปฏิกริ ยิ า รีดกั ชนั เกดิ ขน้ึ กลาวคือ ไอออนบวกในสารละลายจะมารบั อเิ ลก็ ตรอนทขี่ ้ัวน้ี ] 2. สารอเิ ลก็ โตรไลต คอื สารทม่ี สี ถานะเปน ของเหลวประกอบดว ยไอออนท่ีเคล่ือนที่ และ นาํ ไฟฟาได เชน ก. สารประกอบไอออนกิ ทห่ี ลอมเหลว เชน NaCl (s) ⎯⎯Δ→Na+ (l) + Cl- (l) ข. สารละลายอิเลก็ โตรไลต เชน สารละลายกรด เบส เกลอื HNO3 (aq) → H+ (aq) + NO3- (aq) 76

เคมี (ครแู นน) ไฟฟาเคมี รปู เกลอื ทหี่ ลอมเหลวประกอบดว ยไอออนบวกและไอออนลบเคลอื่ นทนี่ ําไฟฟา ขณะท่ีผานกระแสไฟฟา ชนดิ DC (กระแสตรง) ลงไป ไอออนบวกจะเคลอื่ นท่ีเขาหาขั้วลบ (แคโทด) เพอื่ รับอิเลก็ ตรอน ถกู รดี ิวซ สวนไอออนลบ จะเคล่อื นทเ่ี ขา หาข้วั บวก เพอื่ ใหอ ิเลก็ ตรอน ถูกออกซิไดซ กระบวนการอเิ ลก็ โทรลซิ สิ (Electrolysis) อิเล็กโทรลิซิส (Electrolysis) คือ กระบวนการแยกสารอิเล็กโตรไลตโดยการผานไฟฟา กระแสตรงลงไปในสารละลายอิเล็กโตรไลต แลวทําใหเ กดิ ปฏกิ ริ ิยาเคมเี กดิ ขึ้นท่ีข้ัวบวก และข้ัวลบของ เซลลอ เิ ล็กโทรไลตน ั้น ลกั ษณะสาํ คญั ของอเิ ลก็ โทรลซิ สิ 1. กระแสไฟฟาที่ใชผา นลงไปในเซลล ตอ งเปน ไฟฟากระแสตรง (D.C.) คอื กระแส อเิ ล็กตรอน 2. ปฏกิ ริ ิยาเคมีทเ่ี กดิ ขน้ึ เปน ปฏกิ ริ ิยารดี อกซ 3. ขว้ั ไฟฟาท่ใี ชในเซลลน น้ี ิยมใชข ้ัวเฉอื่ ย เพราะถาใชข วั้ วอ งไว ข้วั อาจจะมสี ว นรว มในการ เกดิ ปฏกิ ริ ิยาเคมีกไ็ ด ประโยชนข องกระบวนการอเิ ลก็ โทรลซิ สิ ก. สาํ หรบั การแยกสารประกออบไอออนกิ หลอมเหลวดวยไฟฟา สารประกอบไอออนกิ เชน เกลอื NaCl เมอ่ื เกลอื น้ีถกู ทําใหหลอมเหลว จะเกดิ เปน ไอออนบวก และไอออนลบเกิดขน้ึ ซงึ่ เมอื่ ผา นกระแสไฟฟา ลงไปในสารประกอบไอออนกิ ทห่ี ลอมเหลวนี้ จะทําให ไอออนบวกเคล่ือนที่เขาหาขว้ั ลบ เพ่อื เขาไปรบั อิเลก็ ตรอนหรอื เกดิ ปฏิกริ ิยารดี กั ชนั สว น ไอออนลบ จะเคล่อื นทเ่ี ขาหาขวั้ บวก เพ่อื จา ยอเิ ล็กตรอน หรอื เกดิ ปฏกิ ริ ยิ าออกซิเดชนั ข. การแยกสารละลายอเิ ลก็ โตรไลตด ว ยไฟฟา 77

เคมี (ครแู นน) ไฟฟาเคมี ในสารละลายอเิ ล็กโตรไลตจ ะประกอบดวยตัวถูกละลายชนิดตาง ๆ ที่เปนสารอิเล็กโทรไลต และนํ้า ซึ่งทําหนาที่เปนตัวทําละลาย เชน สารละลายของ NaCl (aq) จะมีไอออนบวกคือ Na+(aq) และไอออนลบ คอื Cl-(aq) ซึง่ ไอออนทงั้ สองถกู น้ําลอมรอบอยู (aq = aqueous มีน้ําลอมรอบ) ดังนัน้ ในสารละลายนีจ้ ึงมีองคประกอบ 3 ชนดิ ไดแ ก นา้ํ (ตัวทาํ ละลาย) , Na+(aq) และ Cl-(aq) (ตัวถูกละลาย) กระบวนการแยกสารละลายอเิ ลก็ โตรไลตด ว ยไฟฟา (อเิ ล็กโทรลซิ ิส) ท่ีเกดิ ขน้ึ คือ นา้ํ และ ไอออนลบของตวั ถกู ละลายจะเคลอ่ื นทเี่ ขา หาขวั้ บวก (Anode) เพอ่ื ไปใหอ เิ ล็กตรอน เกดิ ปฏิกริ ยิ า ออกซเิ ดชนั ซ่ึงสารใดจะเปน ตวั ใหอเิ ลก็ ตรอนหรอื เกดิ ปฏกิ ริ ิยาออกซเิ ดชนั กใ็ หพจิ ารณาจากคา E0 โดยถามีคา E0 ตา่ํ สารนนั้ จะเปน ตวั เกดิ ปฏกิ ริ ิยาออกซเิ ดชนั คอื เกิดการใหอ เิ ล็กตรอนทข่ี วั้ บวกนน้ั ไดดกี วา ที่เหลือก็ไมเ กดิ ปฏกิ ิรยิ าใด ๆ สว นน้าํ และไอออนบวกของตวั ถูกละลาย จะเคลอ่ื นทีเ่ ขา หาข้ัวลบ (Cathode) เพอื่ ไปรับ อเิ ล็กตรอน เกดิ ปฏกิ ริ ยิ ารดี กั ชนั ในทาํ นองเดียวกนั สารใดจะสามารถรบั อเิ ลก็ ตรอนไดก ็ใหพจิ ารณา จากคา E0 โดยถา มคี า E0 สงู กวา สารนนั้ ก็จะสามารถรับอเิ ลก็ ตรอนไดด กี วา สารทเ่ี หลือก็จะไม เกดิ ปฏกิ ริ ิยา ตวั อยา งอเิ ลก็ โทรลซิ สิ 1. การแยกเกลอื NaCl หลอมเหลวดว ยไฟฟา อเิ ล็กโทรลซิ สิ โซเดยี มคลอไรดท่ีหลอมเหลว E0 = -1.36 V E0 = -2.71 V ปฏกิ ิรยิ าท่เี กดิ ขนึ้ เปน ดงั น้ี ขวั้ ไฟฟา บวก (แอโนด) ; 2Cl- (l) → Cl2(g) + 2e- ขว้ั ลบ (แคโทด) ; 2Na+ (l) + 2e- → 2Na (s) 78

เคมี (ครแู นน) ไฟฟา เคมี ปฏกิ ริ ยิ ารีดอกซ ; 2Na+ + 2Cl- (l) → 2Na (s) + Cl2 (g) E0 = -4.07 V ดังน้ันผลิตภณั ฑทเี่ กดิ ขน้ึ คอื cell ทขี่ ว้ั แอโนด เกิด Cl2 ที่ขว้ั แคโทด เกดิ Na (s) ในอุตสาหกรรมเตรียมโซเดียม ก็ใชวิธีการอิเล็กโทรลิซิสโซเดียมคลอไรดหลอมเหลว โดยใช เซลลอเิ ล็กโตรไลตท่ีสรา งขึ้นเฉพาะ เรยี กวา Downs cell ดังรปู รูป Downs Cell ใชสําหรับอเิ ลก็ โทรลซิ สิ NaCl หลอมเหลวเพอื่ ผลิตโลหะโซเดียม และแกส็ คลอรนี ในอตุ สาหกรรม 2. การแยกสารละลายโซเดยี มซลั เฟตดว ยไฟฟา รปู อิเลก็ โทรลซิ ิสสารละลายโซเดียมซัลเฟต 79

เคมี (ครแู นน) ไฟฟาเคมี ปฏกิ ริ ยิ าท่เี กดิ ข้ึนอธบิ ายไดด ังน้ี ทข่ี ั้วแอโนด (ขว้ั บวก) โมเลกุลของนํ้าและ S2O82- เคลอ่ื นทเ่ี ขา ไปใหอ เิ ล็กตรอน สารใดจะ สามารถใหไ ดพ ิจารณาจากคา E0 ดงั นี้ S2O82- (aq) + 2e- → 2SO42- (aq) E0 = +2.01 V …………… (1) O2 (g) + 4H+ (aq) + 4e- → 2H2O (l) E0 = +1.23 V …………… (2) จากการพจิ ารณาคา E0 พบวา E0 ของปฏกิ ริ ิยาในสมการ (2) ต่าํ กวา ปฏกิ ริ ยิ าในสมการ (1) แสดงวา เกดิ สารตามสมการที่ (2) ไดง า ยกวาเกิดสารในสมการท่ี (1) ดงั น้ันปฏกิ ิริยาทเ่ี กิดขนึ้ ที่ ขัว้ บวก หรอื ขวั้ แอโนดคอื 2H2O (l) → O2 (g) + 4H+ (aq) + 4e- E0 = -1.23 V …………… (3) ทข่ี ว้ั แคโทด (ขว้ั ลบ) โมเลกลุ ของนาํ้ และ Na+ เคลอ่ื นทีเ่ ขา ไปรับอิเลก็ ตรอน สารใดจะสามารถรบั อเิ ล็กตรอน ไดพิจารณาจากคา E0 ดังนี้ Na+ (aq) + e- → Na (s) E0 = -2.71 V …………… (4) 2H2O (l) + 2e- → H2 (g) + 2OH- (aq) E0 = -0.83 V …………… (5) จากการพจิ ารณาคา E0 พบวา E0 ของปฏกิ ิริยาในสมการ (5) สูงกวา ปฏิกริ ยิ าในสมการ (4) แสดงวา เกดิ สารตามสมการท่ี (5) ไดงายกวาเกดิ สารในสมการท่ี (4) ดังน้นั ปฏกิ ริ ยิ าทเ่ี กดิ ขน้ึ ท่ี ข้วั บวก หรอื ขว้ั แอโนดคอื 2H2O (l) + 2e- → H2 (g) + 2OH- (aq) E0 = -0.83 V …………… (6) (5) x 2 ; 4H2O (l) + 4e- → 2H2 (g) + 4OH- (aq) E0 = -0.83 V …………… (6) นําสมการที่ (3) + (6) จะได 4H2O (l) + 2H2O (l) → 2H2 (g) + O2 (g) + 4OH- (aq) + 4H+ (aq) 6H2O (l) → 2H2 (g) + O2 (g) + 4H2O (l) =E 0 (-0.83)+(-1.23) =- รวม 2.06 V 2H2O (l) → 2H2 (g) + O2 (g) =E 0 -2.06 V เพราะฉะนัน้ ผลิตภณั ฑท ีเ่ กิดข้นึ เปน ดงั นี้ รวม ทีข่ ั้วแคโทด เกดิ แกส็ ไฮโดรเจน ทข่ี ว้ั แอโนด เกดิ แก็สออกซเิ จน 80

เคมี (ครแู นน) ไฟฟา เคมี 3. การแยกสารละลายโซเดยี มคลอไรดด ว ยไฟฟา รูป อิเลก็ โทรลซิ ิสสารละลายโซเดยี มคลอไรด ทข่ี ว้ั แคโทด (ขวั้ ลบ) โมเลกุลของน้ําและ Na+(aq) เคล่ือนที่เขาไปรับอิเล็กตรอน สารใดจะสามารถรับ อเิ ล็กตรอนไดพิจารณาจากคา E0 ดงั นี้ Na+ (aq) + e- → Na (s) E0 = -2.71 V …………… (1) 2H2O (l) + 2e- → H2 (g) + 2OH- (aq) E0 = -0.83 V …………… (2) จากการพจิ ารณาคา E0 พบวา E0 ของปฏกิ ริ ิยาในสมการ (2) สูงกวา ปฏกิ ริ ยิ าในสมการ (1) แสดงวา เกดิ สารตามสมการที่ (2) ไดง ายกวาเกิดสารในสมการท่ี (1) ดังน้นั ปฏกิ ิรยิ าทเี่ กดิ ขนึ้ ท่ี ขว้ั บวก หรอื ขว้ั แอโนดคอื 2H2O (l) + 2e- → H2 (g) + 2OH- (aq) E0 = -0.83 V …………… (3) ทข่ี ้ัวแอโนด (ขวั้ บวก) โมเลกลุ ของนา้ํ และ Cl- (aq) เคลอ่ื นทเ่ี ขาไปใหอ ิเลก็ ตรอน สารใดจะ สามารถใหไดพ ิจารณาจากคา E0 ดงั นี้ Cl2 (g) + 2e- → 2Cl- E0 = +1.36 V …………… (4) O2 (g) + 4H+ (aq) + 4e- → 2H2O (l) E0 = +2.07 V …………… (5) 81

เคมี (ครแู นน) ไฟฟา เคมี จากการพิจารณาคา E0 พบวา E0 ของปฏิกิริยาในสมการท้ังสองใกลเคียงกัน แสดงวา Cl- และ H2O ถกู ออกซไิ ดสไดเ กือบเทา กัน ดังนั้นความเขมขนของ Cl- จึงเปนปจจัยสําคัญท่ีมีผลตอการ เกิดสารผลิตภัณฑ กลาวคือ ถาความเขมขนของ Cl- มากจะพบวาเกิดแก็ส Cl2 และถาความ เขมขนของ Cl- นอยมากก็จะพบวาเกิด O2 จากนํ้า ในปฏิกิริยาท่ี 5 แตถาความเขมขนของ Cl- ปานกลางจะพบวา Cl- ถูกออกซไิ ดสเ กิด Cl2 เพราะ Cl- มคี วามวอ งไวในการถกู ออกซไิ ดสไดดีกวา H2O ดงั นนั้ ปฏกิ ิริยาที่เกดิ ไดคือ 2Cl- (aq) → 2Cl2 (g) + 2e- E0 = -1.36 V …………… (6) รวมสมการที่ (3) + (6) จะได 2H2O (l) + 2Cl- (aq) → 2H2(g) + 2OH- (aq) + Cl2 (g) E0 = (-0.83)+(-1.36) = -2.19 V รวม ตาราง การเปรียบเทยี บเซลลกัลวานกิ และเซลลอ ิเลก็ โทรไลต เซลลก ลั วานกิ เซลลอ เิ ลก็ โทรไลต 1. เปน เซลลไ ฟฟา เคมีที่เปลยี นพลงั 1. เปน เซลลไ ฟฟา เคมที ี่เปลยี่ นพลงั งานไฟฟา ให งานเคมใี หเปน พลงั งานไฟฟา เปน พลงั งานเคมี 2. ขวั้ แอโนด เกดิ ปฏิกริ ยิ า 2. ข้ัวแอโนด เกดิ ปฏิกริ ิยาออกซเิ ดชนั ออกซเิ ดชนั 3. ขว้ั แคโทด เกดิ ปฏกิ ิรยิ ารดี กั ชนั 3. ข้วั แคโทด เกิดปฏกิ ิรยิ ารดี กั ชนั 4. ข้วั ลบ เปน ขว้ั ทต่ี อ เขา กบั ขว้ั ลบของ 4. ขั้วลบ เปน ขวั้ ท่อี เิ ล็กตรอนไหล แหลงกาํ เนดิ ไฟฟา ออก 5. ข้ัวบวกเปน ขั้วท่ีตอ กับขวั้ บวกของแหลง กําเนดิ 5. ขว้ั บวก เปน ข้วั ท่ีอเิ ลก็ ตรอนไหล ไฟฟา เขา 6. ศักยไ ฟฟา ของเซลลเปน ลบ 6. ศักยไฟฟาของเซลลเปน บวก 7. ปฏกิ ริ ิยาเคมเี กิดขนึ้ ไดต อ งใชกระแสไฟฟา 7. ปฏกิ ริ ิยาเกดิ ขนึ้ ไดเ อง (ไฟฟากระแสตรง) 82

เคมี (ครแู นน) ไฟฟาเคมี กฏฟาราเดยข องการอเิ ลก็ โทรลซิ สิ ในป ค.ศ. 1832 - 1833 ไมเคิล ฟาราเดย ไดศกี ษาการอเิ ล็กโทรลซิ สิ สรุปไดด งั นี้ “ปริมาณสารที่ใชไปหรือเกิดข้ึนท่ีขั้วไฟฟาหน่ึง ๆ ในเซลลอิเล็กโทรไลตจะแปรผันตรงกับปริมาณ ไฟฟา ทผี่ านลงไปในเซลลนน้ั ” จากการทดลองสรปุ ไดว า 1 อเิ ลก็ ตรอนรีดิวซ ซวิ เวอร 1 ซิวเวอรไอออน และ 2 อิเล็กตรอน รีดิวซ 1 คอปเปอร (II) ไอออน ดงั น้ี Ag+ + e → Ag Cu2+ + 2e- → Cu ดงั นนั้ ถา อเิ ลก็ ตรอน 1 โมล หรือ 6.02 x 1023 อเิ ล็กตรอนรดี วิ ซ Ag+ ไดจ าํ นวน 6.02 x 1023 ไอออน หรอื หนกั เทา กบั 107.868 กรมั หรอื คดิ เปน 1 โมล และถาอิเลก็ ตรอน 1 โมล หรือ 6.02 x 1023 อเิ ลก็ ตรอนรีดิวซ Cu2+ ไดจํานวน 1/2 x 6.02 x 1023 ไอออน หรอื หนกั เทากบั 1/2x 63.5 กรมั หรอื คดิ เปน 1/2โมล รูป ปรมิ าณของธาตตุ าง ๆ ทถ่ี กู แยกออกมาจากสารละลายที่ขัว้ แคโทด โดยใชไฟฟา 1 ฟาราเดย ( 19,485 คลู อมบ ( C ) หรือ 1 โมลอิเลก็ ตรอน) 1 ฟาราเดย = 6.02 x 1023 อเิ ลก็ ตรอน = 1 โมลอิเล็กตรอน = 19,485 คูลอมบ ( C ) 1 คูลอมบ = ปรมิ าณไฟฟา 1 แอมแปร (A) ไหลผานในเวลา 1 วินาที (s) 1 แอมแปร (A) = 1 คูลอมบ ตอ 1 วนิ าที สตู รทใ่ี ชค ํานวณ ปรมิ าณไฟฟา (Q) = กระไฟฟา (I) x เวลา (t) 83

เคมี (ครแู นน) ไฟฟาเคมี ตัวอยาง จงคํานวณมวลของทองแดง (Cu) ท่ีเกิดข้ึนจากปฏิกิริยารีดักชันของ Cu2+ ท่ีข้ัวแคโทด ดวยการผานกระแสไฟฟา 1.6 แอมแปร ในการอิเล็กโทรลิซิสสารละลาย CuSO4 เปนเวลา 1 ช่วั โมง มวลอะตอมของ Cu เทา กับ 63.5 วธิ ที าํ 1. หาปริมาณไฟฟา สตู ร Q = It แทนคา Q = 1.6 x (1x 60 x 60) เพราะฉะนน้ั Q = 5760 คลู อมบ 2. หาปรมิ าณฟาราเดย ปรมิ าณไฟฟา 96485 คูลอมบ = 1 ฟาราเดย ปรมิ าณไฟฟา 5760 คลู อมบ 1 x 5760 = 96485 = 0.0597 ฟาราเดย แตไฟฟา 1 ฟาราเดย มจี ํานวน = 1 โมลอเิ ลก็ ตรอน 1 x 0.0597 ไฟฟา 0.0597 ฟาราเดย มีจาํ นวน = 1 โมลอเิ ล็กตรอน = 0.0597 โมลอิเลก็ ตรอน 3. หาจาํ นวนโมลของ Cu ทีข่ ว้ั แคโทด ทีข่ ั้วแคโทด Cu2+ + 2e- → Cu จากสมการอเิ ลก็ ตรอน 2 โมลอเิ ล็กตรอน เกดิ Cu = 1 โมล 1 x 0.0597 อิเล็กตรอน 0.0597 โมลอเิ ล็กตรอนเกิด Cu = 2 = 0.02985 โมล 4. หามวลของ Cu = 63.5 g Cu 1 โมล หนัก 63.5 x 0.02985 Cu 0.0285 โมล หนกั = 1 = 1.8954 g 84