รายงานผลการทดลอง เรืองไฟฟ้าเคมี

รายงานผลการทดลอง เร่ืองไฟฟ้าเคมี ช่ือผจู้ ดั ทำ นำยปิยวฒั น์ เกิดประเสรฐิ รหสั นกั ศกึ ษำ 6314891002 นำงสำวลลติ ำ จนั ทเลศิ รหสั นกั ศกึ ษำ 6314891022 นำงสำววนิดำ ใจสทุ ธิ รหสั นกั ศกึ ษำ 6312891025 ครุศำสตร์ สำขำเคมี เสนอ ผชู้ ่วยศำสตรำจำรย์ ดร.อำภำพร บญุ มี ภำควิชำเคมี คณะวิทยำศำสตรแ์ ละเทคโนโลยี มหำวทิ ยำลยั รำชภฏั รำไพพรรณี

วตั ถปุ ระสงค์ 1.ศกึ ษำกำรถ่ำยโอนอเิ ลก็ ตรอนในเซลลก์ ลั วำนิก 2.ศกึ ษำกำรถ่ำยโอนอิเล็กตรอนในเซลลอ์ เิ ล็กโทรไลตกิ 3.ศกึ ษำปฏกิรยิ ำรดี กั ช่นั และออกซเิ ดช่นั อปุ กรณแ์ ละสำรเคมี 1. โวลตม์ ิเตอร์ 2. บีกเกอร2์ 50 mL 3. Capillary tip tube ท่ีบรรจวุ นุ้ KNO3 3 อนั 4. ขวั้ โลหะ Zn, Cu, Ni 5. กระบอกตวง 10 mL, 100 mL 6. หลอดหยด 7. หลอดทดลอง 5 หลอด 8. สำรละลำย KNO3 5%w/v 9. สำรละลำย NiSO4 1 M และสำรละลำย ZnSO4 1 M 10. สำรละลำย CuSO4 1.0 M, 0.1 M, 0.01 M, 0.001 M, 0.0001 M 11. สำรละลำย CuSO4เขม้ ขน้ 0.1 M 12. สำรละลำย KI เขม้ ขน้ 0.1 M 13. ถำ่ นไฟฉำย 9 V 14. ขวดพลำสตกิ พรอ้ มขวั้ แกรไฟต์ 15. สำยไฟส ำหรบั ตอ่ ถำ่ นไฟฉำย 9 V กบั ขวั้ แกรไฟต์ 1 เสน้

วธิ ีกำรทดลอง ทำกำรทดลอง วนั ท่ี 28 กนั ยำยน พ.ศ.2563 ตอนที่ 1 เซลลก์ ัลวานิก 1.1 ตวงสำรละลำย 5% KNO3 100 mL (ดว้ ยกระบอกตวง) ใสล่ งในบีกเกอรข์ นำด 250 mL ภำพท่ี 1 ตวงสำรละลำย 5% KNO3 100 mL 1.2 หยิบ capillary tip tube มำ 3 อนั (ท่ีบรรจวุ นุ้ KNO3 แลว้ ) ใชห้ ลอดหยดดดู 1 M CuSO4เตมิ ลงใน capillary tip tube หลอดท่ี 1 จนไดป้ รมิ ำตรประมำณ 3 ⁄4 ของหลอด จำกนนั้ เตมิ หลอดท่ี 2และ 3 ดว้ ย 1 M NiSO4 และ 1 M ZnSO4 ตำมลำดบั แลว้ เสียบ capillary tip tube ทงั้ 3 หลอด ลงในบีกเกอรท์ ่ีบรรจุ KNO3 ท่ีเตรียมไวจ้ ำกขอ้ 1.1 1.3 นำโลหะ Cu, Ni, Zn ท่ีขดู ปลำยสำยดว้ ยกระดำษทรำยหรอื คตั เตอร์ จมุ่ ลงในสำรละลำย CuSO4 , NiSO4 และ ZnSO4 ท่ีอยใู่ น capillary tip tube ตำมลำดบั และตอ้ งระวงั อยำ่ ใหโ้ ลหะไปท่มิ กบั วนุ้ จนทะลุ เพรำะจะทำใหส้ ำรละลำยไหลมำผสมกนั และจะไมเ่ กิดกระแสไฟฟำ้ ไหล 1.4 ทำกำรวดั ควำมตำ่ งศกั ยร์ ะหวำ่ งครง่ึ เซลลแ์ ตล่ ะคดู่ ว้ ยดจิ ิตอลโวลตม์ เิ ตอรโ์ ดยเปิดสวิตซ์ เลือกไปท่ีตำแหนง่ DCV ตอ่ สำยไฟออกจำกขวั้ สีดำและแดงของเคร่ือง แลว้ นำปลำยอีกดำ้ นหนง่ึ ของ สำยไฟทงั้ สองขำ้ งไปคีบกบั ขวั้ โลหะของครง่ึ เซลลค์ ทู่ ่ีตอ้ งกำรวดั (คีบตรงบรเิ วณรอยขดู ) โดยขวั้ สีดำคีบท่ีขวั้ ท่ีเกิดปฏิกิรยิ ำออกซเิ ดชนั ขวั้ สีแดงคีบท่ีขวั้ ท่ีเกิดปฏิกิรยิ ำรดี กั ชนั แลว้ อำ่ นคำ่ ศกั ยไ์ ฟฟ้ำจำกจอ LED ซ่งึ จะตอ้ งอำ่ นไดค้ ำ่ บวกเสมอ

ภำพท่ี 2 คทู่ ่ี 1 Cu และ Ni ภำพท่ี 3 คทู่ ่ี 2 Cu และ Zn ภำพท่ี 4 คทู่ ่ี 3 Zn และ Ni

1.5 ทำกำรทดลองวดั คำ่ ศกั ยไ์ ฟฟำ้ จนครบทกุ คขู่ องครง่ึ เซลล์ บนั ทึกคำ่ ควำมตำ่ งศกั ยร์ ะหวำ่ ง เซลลข์ องขวั้ กลั วำนกิ แตล่ ะชนดิ แลว้ เปรยี บเทียบดวู ่ำใกลเ้ คียงกบั คำ่ ท่ีไดจ้ ำกกำรคำนวณ จำกสตู ร ภำพท่ี 5 คำ่ ควำมตำ่ งศกั ยไ์ ฟฟ้ำของ Cu และ Ni ภำพท่ี 6 คำ่ ควำมตำ่ งศกั ยไ์ ฟฟ้ำของ Cu และ Zn ภำพท่ี 7 คำ่ ควำมตำ่ งศกั ยไ์ ฟฟ้ำของ Zn และ Ni

ตำรำงท่ี 1 สรุปผลกำรทดลองตอนท่ี 1 เซลลก์ ลั วำนิก ควำมตำ่ งศกั ย์ จำกกำรทดลอง จำกกำรคำนวณ เซลล์ ไฟฟ้ำ 0.571 V 0.62 V คทู่ ่ี 1 : Cu และ Ni ครง่ึ ปฏิกิรยิ ำออกซิเดชนั Ni(s ) Ni2+(aq)+2e- 1.076 V 1.1 V ครง่ึ ปฏิกิรยิ ำรีดกั ชนั Cu2+(aq)+2e- Cu(s) ปฏิกิรยิ ำรวม Ni(s)+ Cu2+(aq) Ni2+(aq)+ Cu(s) 0.517 V 0.48 V คทู่ ่ี 2 : Cu และ Zn ครง่ึ ปฏิกิรยิ ำออกซิเดชนั Zn(s ) Zn2+(aq)+2e- ครง่ึ ปฏิกิรยิ ำรีดกั ชนั Cu2+(aq)+2e- Cu(s) ปฏิกิรยิ ำรวม Zn(s)+ Cu2+(aq) Zn2+(aq)+ Cu(s) คทู่ ่ี 3 : Zn และ Ni ครง่ึ ปฏิกิรยิ ำออกซิเดชนั Zn(s ) Zn2+(aq)+2e- ครง่ึ ปฏิกิรยิ ำรดี กั ชนั Ni2+(aq)+2e- Ni(s) ปฏิกิรยิ ำรวม Zn(s)+ Ni2+(aq) Zn2+(aq)+ Ni(s) ตอนที่ 2 เซลลอ์ ิเล็กโทรไลตกิ 1.เตมิ สำรละลำย CuSO4 0.1 M ลงไปในขวดพลำสตกิ ประมำณ 3/4 ของขวด จำกนนั้ ปิดฝำ ภำพท่ี 8 เตมิ สำรละลำย CuSO4 0.1 M

2.ตอ่ สำยไฟเช่ือมระหวำ่ งถำ่ นไฟฉำย 9 V กบั ขวั้ แกรไฟตท์ ่ีตดิ อยบู่ นฝำขวด ท่ีสงั เกตเหน็ จำกนนั้ ลำ้ งขวด บรรจสุ ำรแลว้ กลวั้ ดว้ ยนำ้ กล่นั เปล่ียนชนิดของสำรละลำยเป็นสำรละลำย KI 0.1M แลว้ ทำกำรทดลองซำ้ ภำพท่ี 9 ตอ่ สำยไฟ เกิดตะกอนสีนำ้ ตำลท่ี ขวั้ ลบ เปล่ียนสำรละลำยเป็น KI 0.1Mแลว้ ทำกำรทดลองแบบเดมิ ภำพท่ี 10 เตมิ สำรละลำยเป็น KI 0.1M ภำพท่ี 11 สำยไฟ เกิดตะกอนท่ีขวั้ บวก

ตำรำงท่ี 2 สรุปผลกำรทดลองเซลลอ์ ิเลก็ โทรไลตกิ ในสำรละลำย CuSO4 หวั ขอ้ ในกำรพิจำรณำ ขวั้ + (สำยสีแดง) ขวั้ - (สำยสีดำ) ส่งิ ท่ีสงั เกตเห็นในแตล่ ะขวั้ เกิดฟองเกำะท่ีขวั้ โลหะมำเกำะหนำขนึ้ มีสีนำ้ ตำล ชนิดของปฏิกิรยิ ำท่ีเกิดขนึ้ (ออกซิเดชนั หรือ รดี กั ชนั ) Oxidation Reduction สมกำรแสดงปฏิกิรยิ ำ หวั ขอ้ ในกำรพิจำรณำ 2H2O O2(g)+4H+(aq)+4e- Cu2+(aq)+2e- Cu (s) (ตอ่ ) ขวั้ + (สำยสีแดง) ขวั้ - (สำยสีดำ) คำ่ E0r (v) +1.23 +0.34 สมกำรรวม (Redox) Cu2+(aq)+2H2O(l) 2Cu (s)+ O2(g)+4H+(aq) -0.89 V คำ่ E0 (V) cell ตำรำงท่ี 3 สรุปผลกำรทดลองเซลลอ์ เิ ลก็ โทรไลตกิ ในสำรละลำย KI หวั ขอ้ ในกำรพจิ ำรณำ ขวั้ + (สำยสีแดง) ขวั้ - (สำยสีดำ) ส่งิ ท่ีสงั เกตเหน็ ในแตล่ ะขวั้ เกิดสีเหลืองมีตะกอนของ I- เกิดฟองแก๊ส ชนิดของปฏิกิรยิ ำท่ีเกิดขนึ้ (ออกซิเดชนั หรือ รีดกั ชนั ) Oxidation Reduction สมกำรแสดงปฏิกิรยิ ำ 2I-(aq) l2(s) +2e- 2H2O (l) +2e- H2(g)+2OH-(aq) คำ่ E0r (v) +0.54 -0.83 สมกำรรวม (Redox) 2I-(aq)+2H2O (l) l2(s)+ H2(g)+2OH-(aq) -1.37 V คำ่ E0 (V) cell