เคมีไฟฟ้า

เคมีไฟฟา้ Electrochemistry นางสาวณฐั ชา ประสาร รหัส 5915891007 นางสาวอรสิ า สีสวาท รหัส 5915891032 1

เวลาท่ใี ชส้ อนประมาณ 30 ชั่วโมง 6 ชว่ั โมง 6 ชัว่ โมง ❑ เลขออกซเิ ดชันและปฏกิ ริ ยิ ารีดอกซ์ 9 ชั่วโมง ❑ การดลุ สมการรดี อกซ์ 6 ชว่ั โมง ❑ เซลลเ์ คมไี ฟฟา้ 3 ช่วั โมง ❑ ประโยชนข์ องเซลลเ์ คมไี ฟฟ้า ❑ เทคโนโลยีเก่ยี วกบั เคมไี ฟฟา้ 2

ตรวจสอบความรกู้ อ่ นเรยี น ขอ้ ใดดุลสมการไดถ้ ูกตอ้ ง 1. CH3CH2OH(l) + 3O2 → 2CO2(g) + 23HH22OO((l)l) 2. Cu(s) + FeSO4(aq) → CuSO4(aq) + Fe(s) 3. Mg(s) + 2H2O(l) → Mg(OH)2(aq) + H2(g) 4. AlCl3(aq) + 3AgNO3(aq) → Al(NO3)3(aq) + 3AgCl(s) 5. Cu(NO3)2(aq) + 2NH3(aq) + 2H2O(l) → Cu(OH)2(s) + 2NH4NO3(aq) 3

ใสเ่ คร่อื งหมายหนา้ ข้อความที่ถูกต้องและเครื่องหมายหนา้ ขอ้ ความที่ไมถ่ กู ต้อง .......... ธาตใุ นหมู่ IA มคี ่าพลังงานไอออไนเซชันลาดับที่ 1 น้อยกว่าธาตุในหมู่ VIIA ที่อยใู่ นคาบเดียวกนั .......... Ca มคี ่าพลงั งานไอออไนเซชนั ลาดับท่ี 1 มนาอ้ กยกกวว่า่า Mg .......... ธาตุฟลอู อรีน (F) มคี ่าอิเล็กโทรเนกาติวิตมี ากท่สี ดุ รองลงมาคือธาตุ ออกซเิ จน(O) และธาตุไนโตรเจน (N) ตามลาดบั เหมือนธาตหุ มู่ VIIA 4

.......... ธาตุไฮโดรเจน (H) เป็นธาตทุ ่ีมี 1 เวเลนซอ์ ิเลก็ ตรอน ทาให้สมบัตบิ าง ประการเหมอื นธาตหุ มู่ IA และเม่อื รับอเิ ล็กตรอนเพ่ิมอกี 1 อิเล็กตรอนจะมี สมบัติเหมอื นธาตุฮเี ลยี ม (He) ซึง่ เปน็ แก๊สมีสกลุ จงึ มีสมบัตบิ างประการ เหมือนธาตหุ มู่ VIIA 5

ใหน้ ักเรียนพจิ ารณาแผนภาพวงจรไฟฟา้ ดงั รปู ตอ่ ไปนี้ ใหน้ กั เรยี นระบุทศิ ทางการเคลอ่ื นทีข่ องอเิ ล็กตรอนและกระแสไฟฟา้ อิเล็กตรอนเคลอ่ื นทีอ่ อกจากขวั้ ลบของแหล่งกาเนิดไฟฟา้ ไปตามสายไฟ ผ่านอุปกรณไ์ ฟฟา้ และสายไฟอกี เส้นเพอื่ ไปยงั ขั้วไฟฟา้ A กระแสไฟฟ้าเคลอ่ื นทอี่ อกจากขัว้ บวกของแหล่งกาเนดิ ไฟฟ้าไปตามสายไฟไปยังขัว้ ไฟฟ้า B ผ่าน สารละลายอเิ ลก็ โทรไลต์ ขวั้ ไฟฟ้า A สายไฟอกี เส้น อุปกรณไ์ ฟฟ้า สายไฟและข้ัวลบของแหลง่ กาเนดิ ไฟฟ้า 6

เลขออกซิเดชนั และปฏกิ ิรยิ ารดี อกซ์ จุดประสงค์ 1. คานวณเลขออกซิเดชนั ของธาตใุ นสารประกอบและไอออนต่าง ๆ 2. อธบิ ายความหมายของปฏิกริ ิยารีดอกซแ์ ละระบุปฏิกิรยิ าทีเ่ ป็นปฏกิ ิรยิ ารดี อกซ์ จากเลขออกซิเดชันของสารในปฏิกิริยา 3. อธบิ ายความหมายของครึ่งปฏิกริ ิยาออกซเิ ดชัน คร่ึงปฏิกริ ยิ ารีดักชัน ตัวรีดิวซ์ และตวั ออกซิไดซ์ 4. วิเคราะห์การเปลยี่ นแปลงเลขออกซเิ ดชนั และระบตุ ัวรีดวิ ซต์ ัวออกซไิ ดซ์ได้ 7

จดุ ประสงค์ 5. สามารถเขยี นครง่ึ ปฏกิ ริ ิยาออกซเิ ดชัน และคร่ึงปฏกิ ริ ิยารีดกั ชนั ของปฏกิ ิริยา รดี อกซ์ได้ 6. ทดลองและเปรยี บเทียบความสามารถในการเป็นตวั รีดิวซห์ รือตวั ออกซิไดซ์ และ เขียนแสดงปฏกิ ิริยารีดอกซไ์ ด้ 8

❑ ปฏิกิริยารีดอกซ์ (Redox Reaction) คอื การแลกเปลี่ยนอเิ ล็กตรอนระหวา่ ง สารตัง้ ต้นทาให้เลขออกซิเดชนั มกี ารเปลีย่ นแปลงไป ❑ เลขออกซเิ ดชัน (Oxidation Number) คือ ค่าประจขุ องแต่ละอะตอม 9

แนวทางการจดั การเรียนรู้ 1. ครยู กตวั อย่างแหลง่ กาเนดิ พลงั งานไฟฟ้าทีไ่ ดจ้ ากแหลง่ ต่าง ๆ และไดจ้ ากปฏิกริ ยิ า เคมี 2. อธบิ ายเก่ียวกับพลงั งานไฟฟา้ เกิดจากการถา่ ยโอนอิเลก็ ตรอน ปฏกิ ริ ิยาเคมที ่มี กี าร ถา่ ยโอนอิเลก็ ตรอนระหวา่ งสารเรียกว่า ปฏิกริ ิยารดี อกซ์ โดยการถ่ายโอนอิเล็ก พิจารณาได้จากการเปลีย่ นแปลงเลขออกซิเดชัน 10

3. ครอู ธิบายข้อกาหนดและวิธีการหาเลขออกซเิ ดชนั ของธาตุ (เพม่ิ เติม ในสารประกอบ ธาตุที่มีคา่ อเิ ลก็ โทรเนกาติวติ มี าก จะมเี ลขออกซเิ ดชนั เป็นค่าลบ) 4. ครูสอนคานวณหาเลขออกซเิ ดชนั ตวั อย่าง หาเลขออกซิเดชนั ของธาตซุ ัลเฟอรไ์ ดออกไซด์ (SO2) [เลขออกซิเดชันของ S] + [2x(-2)] = 0 เลขออกซเิ ดชันของ S = +4 ดังนนั เลขออกซิเดชนั ของซัลเฟอรเ์ ท่ากบั +4 และเลขออกซเิ ดชันของออกซิเจนเทา่ กับ -2 11

5. ครใู ห้นกั เรยี นตรวจสอบความเขา้ ใจ 12

6. ครคู รชู ้ีใหเ้ หน็ ว่าเลขออกซเิ ดชันของธาตุออกซิเจนจากตวั อยา่ ง 2 มไี ด้หลายคา่ จากน้ันใหน้ กั เรยี นพิจารณาเลขออกซิเดชันของธาตุอ่นื ๆ 7. ครูใหน้ ักเรยี นพิจารณาการเปลี่ยนแปลงเลขออกซเิ ดชนั ในปฏิกิริยาเคมี เพ่อื ระบวุ ่า ปฏกิ ริ ิยาใดเป็นปฏิกิรยิ ารีดอกซ์ ตวั อยา่ ง ปฏิกริ ยิ าเคมีระหวา่ งโลหะสังกะสกี ับสารละลายคอปเปอร์(II)ซัลเฟต ออกซเิ ดชันลดลง Zn(s) + CuSO4(aq) → ZnSO4(aq) + Cu(s) เลขออกซเิ ดชัน (0) (+2)(+6)(-2) (+2)(+6)(-2) (0) ออกซิเดชันเพมิ่ ขน้ึ 13

8. ครูใหน้ ักเรยี นตอบคาถามตรวจสอบความเข้าใจ 14

9. ทากิจกรรมท่ี 11.1 การทดลองการเกิดปฏิกิรยิ ารีดอกซ์ระหวา่ งโลหะกับไอออนของโลหะ จุดประสงคก์ ารทดลอง 1. เพ่ือศกึ ษาการเกิดปฏิกริ ยิ ารีดอกซ์ 2. เพอ่ื อธบิ ายการเปลยี่ นแปลงทเี่ กิดข้นึ จากการถ่ายโอนอิเล็กตรอนของปฏิกิริยารี ดอกซ์ระหวา่ งโลหะกับไอออนของอะโลหะ 15

วสั ดุ อปุ กรณแ์ ละสารเคมี 1. สารละลายคอปเปอร(์ II)ซัลเฟต (CuSO4) 0.10 mol/L 2. แผน่ โลหะสังกะสี (Zn) ขนาด 2 cm x 5 cm 3. บีกเกอร์ขนาด 50 mL 4. กระบอกตวงขนาด 25 mL 5. แทง่ แกว้ 6. กระดาษทรายขนาด 3 cm x 3 cm 16

วธิ กี ารทดลอง 1. ขัดแผ่นโลหะ Zn ดว้ ยกระดาษทราย 2. ใส่ (CuSO4) 0.10 mol/L ปรมิ าตร 25 mL ลงในบีกเกอร์ 3. สงั เกตสีของสารละลาย 4. จมุ่ แผน่ โลหะ Zn ลงในบกี เกอร์ สงั เกตการเปลีย่ นแปลง 5. ต้งั ท้ิงไว้ 1-2 นาที สังเกตการเปลี่ยนแปลงท่เี กิดขน้ึ ทั้งทสี่ ารละลายและแผ่น โลหะ ** ถา้ มสี ารมาเกาะบนแผ่นโลหะใหใ้ ชแ้ ท่งแก้วเขีย่ ออก และสังเกตแผน่ โลหะอกี คร้งั 17

ตวั อยา่ งผลการทดลอง สรุปผลการทดลอง ปฏิกิริยา รีดอกซ์ระหว่าง Zn และCu2+มี การถา่ ยโอนอิเล็กตรอน ซ่งึ สงั เกต ได้จากการเกิดขึ้นของโลหะCu บนแผ่นโลหะZn การจางลงของ สีฟ้าของCu2+และการกร่อนของ โลหะZn 18

❑ ตัวรีดิวซ์ (Reducing Agent) คอื สารทมี่ เี ลขออกซเิ ดชนั เพิ่มขึ้น ซึง่ เกดิ จาก การให้อเิ ล็กตรอน ❑ ตวั ออกซไิ ดซ์ (Oxidizing Agent) คือ สารทีม่ เี ลขออกซิเดชันลดลง ซง่ึ เกดิ จากการรับอเิ ล็กตรอน ❑ ครึ่งปฏิกริ ยิ าออกซิเดชนั (Oxidation half-reaction) คือ คร่ึงปฏิกริ ยิ าที่ ให้อเิ ล็กตรอน ❑ ครง่ึ ปฏกิ ริ ยิ ารดี ักชนั (Reduction half-reaction) คือ คร่งึ ปฏกิ ริ ิยาทีร่ ับ อิเล็กตรอน 19

10. ยกตวั อยา่ งให้นักเรียนดู จงพิจารณาปฏกิ ิรยิ ารีดอกซร์ ะหวา่ งโลหะสังกะสีกับสารละลายคอปเปอร์(II)ซัลเฟต Zn(s) + CuSO4(aq) → ZnSO4(aq) + Cu(s) สามารถเขียนครึ่งปฏิกิริยาออกซเิ ดชันและครึ่งปฏิกิริยารีดักชนั ไดด้ ังน้ี ครึ่งปฏิกิรยิ าออกซเิ ดชัน Zn(s) → Zn2+(aq) + 2e- ครงึ่ ปฏกิ ริ ิยารีดกั ชัน Cu2+(aq) + 2e- → Cu(s) สมการไอออนกิ สุทธิ Zn(s) + Cu2+(aq) → Zn2+(aq) + Cu(s) 20

11. ตอบคาถามตรวจสอบความเขา้ ใจ 22

12. ทากิจกรรมที่ 11.2 การทดลองเปรยี บเทียบความสามารถในการเป็นตัวรีดวิ ซ์และ ตวั ออกซิไดซ์ของโลหะและไอออนของโลหะ จดุ ประสงค์การทดลอง 1. เพื่อทดลองปฏิกริ ยิ ารีดอกซร์ ะหว่างโลหะและไอออนของโลหะคู่ต่าง ๆ 2. เพื่อเปรยี บเทยี บความสามารถในการเปน็ ตัวรีดิวซข์ องโลหะ และตัวออกซิไดซ์ ของโลหะ 22

วสั ดุ อุปกรณแ์ ละสารเคมี 23 1. สารละลายคอปเปอร(์ II)ซลั เฟต (CuSO4) 0.10mol/L 2. สารละลายซงิ ค์ซลั เฟต (ZnSO4) 0.10 mol/L 3. สารละลายแมกนีเซียมซัลเฟต (mgSO4) 0.10 mol/L 4. แผ่นโลหะแมกนีเซยี ม (Mg) ขนาด 0.5 cm x 11 cm 5. แผ่นโลหะสังกะสี (Zn) ขนาด 0.5 cm x 11 cm 6. แผ่นโลหะทองแดง (Cu) ขนาด 0.5 cm x 11 cm 7. หลอดทดลองขนาดเลก็

8. กระบอกตวงขนาด 10 mL 9. แทง่ แก้ว 10. กระดาษทรายขนาด 3 cm x 3 cm วธิ กี ารทดลอง 1. ขดั แผ่นโลหะ Mg Zn และ Cu ด้วยกระดาษทราย 2. ใส่ CuSO4 0.10 mol/L ลงในหลอดทดลองขนาดเล็ก 2 หลอด หลอดละ 5 mLกาหนดเป็นหลอดท่ี 1 และ 2 สงั เกตสขี องสารละลาย 24

3. จมุ่ แผ่นโลหะ Mg ลงในหลอดที่ 1 และแผน่ โลหะ Zn ลงในหลอดท่ี 2 4. ตงั้ ท้ิงไว้ 1-2 นาที สังเกตการเปล่ยี นแปลงท่ีเกิดขึ้นทง้ั ทสี่ ารละลายและแผ่นโลหะ ** ถ้ามีสารมาเกาะบนแผน่ โลหะให้ใชแ้ ทง่ แก้วเขีย่ ออก และสังเกตแผ่นโลหะอกี ครั้ง 5. ทาการทดลองเชน่ เดียวกับข้อ 1-4 โดยเปลย่ี นจาก CuSO4 เปน็ ZnSO4 0.10 mol/L และใชโ้ ลหะ Mg และ Cu 6. ทาการทดลองเชน่ เดียวกับขอ้ 1-4 โดยเปลย่ี นจาก CuSO4 เปน็ MgSO4 0.10 mol/L และใชโ้ ลหะ Zn และ Cu 25

ตวั อย่างผลการทดลอง 26

สรุปผลการทดลอง ความสามารถ ในการเป็นตวั รีดิวซ์ของโลหะและตัว ออกซิไดส์ของไอออนของโลหะ พิจารณาได้จากการเกิดปฏิกิริยา รีดอกซ์ของโลหะและไอออนของ โลหะเรยี งลาดับ ได้ดังนี้ ตวั รีดิซ์ : Mg>Zn>Cu ตวั ออกซิไดซ์: Cu2+>Zn2+>Mg2+ 27

การสมดลุ สมการรดี อกซ์ จุดประสงค์ เพื่อศึกษาการดลุ สมการรีดอกซ์โดยใช้วิธเี ลขออกซิเดชนั และวิธคี ร่งึ ปฏิกริ ยิ า การดุลสมการรดี อกซ์แบง่ ได้ 2 วธิ ี คือ 1. การดลุ สมการรดี อกซ์โดยวธิ เี ลขออกซเิ ดชัน 2. การดุลสมการรีดอกซโ์ ดยวิธีครึ่งปฏกิ ริ ยิ า 28

แนวทางการจดั การเรยี นรู้ 1. ทบทวนความรเู้ ดิมเก่ียวกบั การดลุ สมการเคมที ั่วไป จากนน้ั ครเู ช่อื มโยงเข้าสู่การดลุ สมการรดี อกซ์โดยวธิ ีเลขออกซิเดชนั และวิธคี รงึ่ ปฏกิ ริ ิยา 2. ครูยกตัวอย่างวธิ กี ารดลุ สมการรดี อกซ์โดยวิธีเลขออกซเิ ดชัน ตวั อย่างที่ 1 จงดุลสมการรีดอกซ์ต่อไปนี้ Al(s) + Zn2+(aq) → Al3+(aq) + Zn(s) ขัน้ ที่ 1 พจิ ารณาเลขออกซเิ ดชันที่เปลย่ี นแปลง Al(s) + Zn2+(aq) → Al3+(aq) + Zn(s) เลขออกซิเดชัน 0 +2 +3 0 Al มเี ลขออกซิเดชนั เพ่ิมข้ึน 3 สว่ น Zn มีเลขออกซเิ ดชันลดลง 2 28

ขั้นท่ี 2 ดุลเลขออกซเิ ดชันท่ีเพมิ่ ขึ้นให้เท่ากนั กบั เลขออกซเิ ดชันทล่ี ดลง โดยเตมิ เลข สัมประสิทธ์หิ น้าสารต้ังต้นและผลิตภัณฑ์ เพ่มิ ขนึ้ 2x3 = 6 2Al(s) + 3Zn2+(aq) → 2Al3+(aq) + 3Zn(s) ลดลง 3x6 = 6 ขัน้ ที่ 3 ดลุ จานวนอะตอมของธาตุท่ีไม่เปลี่ยนเลขออกซเิ ดชัน ซง่ึ ในนไี้ ม่มธี าตุทีไ่ มเ่ ปลี่ยน เลขออกซิเดชัน 30

ตรวจสอบความถูกตอ้ ง โดยนับผลรวมของจานวนอะตอมของแตล่ ะธาตุและประจไุ ฟฟา้ ทาง ด้านซ้ายและดา้ นขวาของสมการ ซง่ึ ตอ้ งไดจ้ านวนเทา่ กัน Al(s) + 3Zn2+(aq) 2Al3+(aq) + 3Zn(s) จานวน Al 2 2 จานวน Zn 3 3 ผลรวมประจไุ ฟฟ้า 0+3(2+) = 6+ 2+(3+)+0 = 6+ ดังน้นั สมการรดี อกซ์ทดี่ ลุ แล้วเป็นดงั น้ี 31 2Al(s) + 3Zn2+(aq) → 2Al3+(aq) + 3Zn(s)

ตวั อยา่ งที่ 2 จงดลุ สมการรีดอกซ์ต่อไปน้ี Au(s) + HNO3(aq) + HCl (aq) → HAuCl4(aq) + No2(g) ขน้ั ที่ 1 พิจารณาเลขออกซิเดชนั ทีเ่ ปล่ยี นแปลง Au(s) + HNO3(aq) + HCl (aq) → HAuCl4(aq) + No2(g) เลขออกซเิ ดชนั 0 +5 +3 +4 Au มีเลขออกซิเดชนั เพ่มิ ขนึ้ 3 สว่ น N มีเลขออกซเิ ดชันลดลง 1 32

ข้ันท่ี 2 ดลุ เลขออกซิเดชันทีเ่ พม่ิ ขนึ้ ใหเ้ ท่ากันกับเลขออกซิเดชันท่ีลดลง โดยเติมเลข สมั ประสิทธิห์ นา้ สารต้งั ตน้ และผลติ ภัณฑ์ เพ่ิมขนึ้ 1x3 = 3 Au(s) + 3HNO3(aq) + HCl (aq) → HAuCl4(aq) + 3No2(g) ลดลง 3x1 = 3 33

ขน้ั ที่ 3 ดลุ จานวนอะตอมของธาตุท่ไี มเ่ ปล่ยี นเลขออกซิเดชนั และไม่ใชอ่ ะตอม O และ H ในทน่ี ้คี ือ Cl Au(s) + 3HNO3(aq) + 4HCl (aq) → HAuCl4(aq) + 3No2(g) ดลุ จานวนอะตอม O ด้วย H2O โดยเตมิ 3H2O และดลุ อะตอม H ซ่งึ ในทีน่ ้ีเท่ากนั ทั้ง 2 ด้านของสมการแล้ว เพอ่ื ทาใหจ้ านวนอะตอมของ O เป็น 9 และ H เป็น 7 เท่ากนั ท้ัง สองข้างของสมการ Au(s) + 3HNO3(aq) + 4HCl (aq) → HAuCl4(aq) + 3No2(g) + 3H2O(l) 34

ตรวจสอบความถูกต้อง โดยนบั ผลรวมของจานวนอะตอมของแต่ละธาตุและประจุไฟฟ้าทางด้านซา้ ย และด้านขวาของสมการ ซึ่งต้องได้จานวนเท่ากัน Au(s) + 3HNO3(aq) + 4HCl (aq) HAuCl4(aq) + 3No2(g) + 3H2O(l) จานวน Au 1 1 จานวน N 3 3 จานวน Cl 4 4 จานวน O 9 9 จานวน H 7 7 ผลรวมประจุไฟฟ้า 0+0+0 = 0 0+0+0 = 0 ดังนน้ั สมการรดี อกซท์ ด่ี ลุ แล้วเป็นดังน้ี Au(s) + 3HNO3(aq) + 4HCl (aq) → HAuCl4(aq) + 3No2(g) + 3H2O(l) 35

สรปุ การดลุ สมการรดี อกซ์โดยวิธีเลขออกซเิ ดชัน 36 1. พิจารณาเลขออกซิเดชันทเี่ ปลยี่ นแปลง 2. ดลุ เลขออกซเิ ดชันท่เี พมิ่ ขน้ึ ใหเ้ ท่ากับเลขออกซเิ ดชนั ทีล่ ดลง 3. ดุลจานวนอะตอมของธาตุท่ีไมเ่ ปลีย่ นเลขออกซเิ ดชนั - ดุลจานวนอะตอมท่ีไม่ใช่ O และ H - ดุลจานวนอะตอม O โดยเติม H2O และดุลอะตอม H โดยเติม H+ - สาหรบั ในสภาวะเบสใหเ้ ตมิ OH- จานวนเท่ากับ H+ ทงั้ สองดา้ นของ สมการรวม H+ กับ OH- เป็น H2O และหกั ลา้ ง H2O ที่ปรากฏท้งั สอง ดา้ นของสมการ

3. ตอบคาถามตรวจสอบความเขา้ ใจ 37

38

4. ครยู กตวั อยา่ งวิธีการดุลสมการรีดอกซโ์ ดยวธิ ีครึ่งปฏกิ ริ ิยา ตัวอย่างที่ 1 จงดลุ สมการต่อไปนี้ MnO4-(aq) + S2-(aq) → MnO2(s) + S(s) (ในสภาวะเบส) พิจารณาการเปล่ยี นเลขออกซเิ ดชนั ของธาตุเพือ่ กาหนดครง่ึ ปฏิกริ ิยาออกซิเดชนั และรดี กั ชัน MnO4-(aq) + S2-(aq) → MnO2(s) + S(s) เลขออกซเิ ดชัน +7 -2 +4 0 คร่ึงปฏกิ ิรยิ าออกซิเดชัน S2-(aq) → S(s) ครง่ึ ปฏกิ ริ ิยารีดกั ชนั MnO4-(aq) → MnO2(s) 39

ข้ันท่ี 1 ดุลจานวนอะตอมของแต่ละธาตแุ ละผลรวมประจุไฟฟา้ แต่ละคร่งึ ปฏิกริ ยิ า โดยมลี าดับดังนี้ ครึ่งปฏกิ ริ ิยาออกซเิ ดชัน ดลุ จานวนอะตอมท่ีไม่ใช่ O และ H S2-(aq) → S(s) ดุลจานวนอะตอม O โดยเตมิ H2O ไมม่ ี O จงึ ไม่ตอ้ งเติม H2O ดุลจานวนอะตอม H โดยเติม H+ ไม่มี H จึงไม่ตอ้ งเตมิ H+ ดุลจานวนประจุไฟฟ้า โดยเตมิ e- S2-(aq) → S(s) + 2e- 40

ดลุ จานวนอะตอมที่ไมใ่ ช่ O และ H ครึง่ ปฏกิ ริ ิยารดี กั ชัน ดุลจานวนอะตอม O โดยเติม H2O MnO4-(aq) → MnO2(s) ดลุ จานวนอะตอม H โดยเตมิ H+ MnO4-(aq) → MnO2(s) + 2H2O(l) ดุลจานวนประจุไฟฟ้า โดยเตมิ e- MnO4-(aq) + 4H+(aq) → MnO2(s) + 2H2O(l) MnO4-(aq) + 4H+(aq) + 3e- → MnO2(s) + 2H2O(l) 41

ข้นั ที่ 2 ทาจานวนอิเล็กตรอนในแตล่ ะครง่ึ ปฏกิ ิริยาใหเ้ ท่ากันโดยคณู ด้วยตวั เลข ทเ่ี หมาะสม ซ่งึ เป็นตวั เลขจานวนเต็มท่นี ้อยท่สี ดุ ครง่ึ ปฏิกิรยิ าออกซเิ ดชัน คณู ดว้ ย 3 เพอ่ื ใหม้ ี 6e- เท่ากับคร่งึ ปฏิกิริยารีดกั ชัน 3S2-(aq) → 3S(s) + 3x2e- ครง่ึ ปฏิกิรยิ ารดี กั ชัน คูณดว้ ย 2 เพือ่ ให้มี 6e- เทา่ กับครงึ่ ปฏกิ ิรยิ าออกซิเดชัน 2MnO4-(aq) + 2x4H+(aq) + 2x3e- → 2MnO2(s) + 2x2H2O(l) 42

ขนั้ ที่ 3 รวมสองปฏิกริ ิยาเข้าดว้ ยกนั แลว้ หักล้างจานวนอิเล็กตรอน โมเลกลุ หรือไอออน ทเ่ี หมอื นกนั ออกทง้ั สองดา้ นด้วยจานวนอเิ ลก็ ตรอนทเ่ี ท่ากนั ครง่ึ ปฏกิ ิรยิ าออกซิเดชัน 3S2-(aq) → 3S(s) + 6e- คร่ึงปฏกิ ิริยารดี กั ชัน 2MnO4-(aq) + 8H+(aq) + 6e- → 2MnO2(s) + 4H2O(l) รวมสมการ 3S2-(aq) + 2MnO4-(aq) + 8H+(aq) → 3S(s) + 2MnO2(s) + 4H2O(l) 43

เน่อื งจากปฏิกริ ยิ าน้ีเกดิ ในสภาวะเบสจึงเตมิ OH- จานวนเทา่ กบั H+ ซ่ึงในทีน่ ี้เตมิ 8OH- ท้ังสองดา้ นของสมการ 3S2-(aq) + 2MnO4-(aq) + 8H+(aq) + 8OH-(aq) → 3S(s) + 2MnO2(s) + 4H2O(l) + 8OH-(aq) รวม OH- กับ H+ ให้เป็นH2O และหักล้าง H2O ในสองดา้ นของสมการ 3S2-(aq) + 2MnO4-(aq) + 4H2O(l) → 3S(s) + 2MnO2(s) + 8OH-(aq) 44

ตรวจสอบความถูกต้อง โดยนบั ผลรวมของจานวนอะตอมของแต่ละธาตแุ ละประจุไฟฟา้ ทางดา้ นซา้ ยและ ดา้ นขวาของสมการ ซงึ่ ต้องได้จานวนเทา่ กนั 3S2-(aq) + 2MnO4-(aq) + 4H2O(l) 3S(s) + 2MnO2(s) + 8OH-(aq) จานวน S 3 3 จานวน Mn 2 2 จานวน O 12 12 จานวน H 8 8 ผลรวมประจไุ ฟฟา้ 3(2-)+2(1-)+0 = 8- 0+0+8(1-) = 8- ดังนนั้ สมการรดี อกซ์ที่ดลุ แลว้ เปน็ ดงั นี้ 2MnO4-(aq) + 3S2-(aq) + 4H2O(l) → 2MnO2(s) + 3s(s) + 8OH-(aq) 45

5. ตอบคาถามตรวจสอบความเขา้ ใจ และทาแบบฝึกหดั ท่ี 11.2 46

เซลล์เคมีไฟฟา้ ❑ องคป์ ระกอบของเซลล์เคมีไฟฟา้ ❑ แผนภาพเซลล์ จดุ ประสงค์ 1. ระบอุ งค์ประกอบของเซลล์เคมีไฟฟ้า 2. เขยี นสมการเคมขี องปฏิกิรยิ าทแ่ี อโนด แคโทดและปฏกิ ริ ิยารวม 3. เขียนแผนภาพครึ่งเซลล์และแผนภาพเซลล์ 47

แนวทางการจดั การเรยี นรู้ 1. ครใู ช้คาถามเพ่อื นาเขา้ ส่บู ทเรียน 2. ครใู ช้คาถามกระตุ้นและอธบิ ายเก่ยี วกับเซลลเ์ คมีไฟฟ้า 48

3. ตอบคาถามตรวจสอบความเขา้ ใจ 49

50