เซลล์ไฟฟ้าเคมี (Electrochemical Cell) ตอนที่ 1

เซลล์ไฟฟ้าเคมี (Electrochemical cell)

เซลล์ไฟฟ้าเคมี (Electrochemical view) คือ เครื่องมือหรืออุปกรณ์ทางเคมีที่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงพลังงานเคมีเป็นพลังงานไฟฟ้า หรือไฟฟ้าเป็นเคมี

เซลล์ไฟฟ้าเคมี แบ่งออกเป็น 2 ประเภท
1. เซลล์กัลวานิก (Galvanic cell) คือ เซลล์ไฟฟ้าเคมีที่เปลี่ยนพลังงานเคมีเป็นพลังงานไฟฟ้า เกิดจากสารเคมีทำปฏิกิริยากันในเซลล์ แล้วเกิดกระแสไฟฟ้า เช่น ถ่านไฟฉาย เซลล์แอลคาไลน์ เซลล์ปรอท เซลล์เงิน แบตเตอรี่
2. เซลล์อิเล็กโทรไลต์ (Electrolytic cell) คือ เซลล์ไฟฟ้าเคมีที่เปลี่ยนพลังงานไฟฟ้าเป็นพลังงานเคมี เกิดจากการผ่านกระแสไฟฟ้าเข้าไปในเซลล์ แล้วเกิดปฏิกิริยาเคมีขึ้น เช่น เซลล์แยกน้ำด้วยไฟฟ้า การชุบโลหะด้วยไฟฟ้า

ส่วนประกอบของเซลล์ไฟฟ้าเคมี
1. ขั้วไฟฟ้า มี 2 ชนิด
    1.1 ขั้วว่องไว (Active electrode) ได้แก่ ขั้วโลหะทั่วไป เช่น Zn Cu Pb ขั้วพวกนี้บางโอกาสจะมีส่วนร่วมในปฏิกิริยาด้วย
    1.2 ขั้วเฉื่อย (Inert electrode) คือ ขั้วที่ไม่มีส่วนร่วมใดๆ ในการเกิดปฏิกิริยาเคมี เช่น Pt C(แกรไฟต์)
    ในเซลล์ไฟฟ้าปกติ จะประกอบด้วยขั้วไฟฟ้า 2 ขั้วเสมอ ดังนี้
       1. ขั้วแอโนด (Anode) คือ ขั้วที่เกิดออกซิเดชัน
       2. ขั้วแคโทด (Cathode) คือ ขั้วที่เกิดรีดักชัน

2. สารละลายอิเล็กโทรไลต์ (Electrolyte)
    อิเล็กโทรไลต์ (Electrolyte) คือ สารที่มีสถานะเป็นของเหลว นำไฟฟ้าได้ เพราะมีไอออนเคลื่อนที่ไปมาอยู่ในสารละลาย
    สารละลายอิเล็กโทรไลต์ มี 2 ชนิดคือ
       1. สารประกอบไอออนิกหลอมเหลว เช่น สารละลาย NaCl
       2. สารละลายอิเล็กโทรไลต์ เช่น สารละลายกรด เบส เกลือ

เซลล์กัลวานิก หรือเซลล์วอลตาอิก(Voltaic cell)

เซลล์กัลวานิก (Galvanic cell) คือ เซลล์ไฟฟ้าที่เปลี่ยนพลังงานเคมีเป็นพลังงานไฟฟ้า ประกอบด้วยครึ่งเซลล์ 2 ครึ่งเซลล์มาต่อกัน และเชื่อมให้ครบวงจรโดยใช้สะพานไอออนต่อระหว่างครึ่งเซลล์ไฟฟ้าทั้งสอง


รูปที่ 1 แสดงเซลล์กัลวานิก ซึ่งอิเล็กตรอนไหลจากขั้วแอโนด(-)ไปยังขั้วแคโทด(+)  

ครึ่งเซลล์ (Half cell) คือ ระบบที่มีสารจุ่มอยู่ในไอออนของสารนั้น ถ้าสารที่จุ่มเป็นโลหะก็ใช้โลหะนั้นเป็นขั้ว (ขั้วว่องไว) เช่น Zn จุ่มอยู่ใน Zn2+ ดังรูป


รูปที่ 2 แสดงครึ่งเซลล์ออกซิเดชัน (Oxidation half cell)และครึ่งเซลล์รีดักชัน(Reduction half cell)

สะพานไอออน (Salt bridge) คือ ตัวเชื่อมวงจรภายในของแต่ละครึ่งเซลล์ให้ครบวงจร ทำให้ไอออนในแต่ละครึ่งเซลล์สามารถไหลผ่านสะพานไอออนนี้ได้ และมีหน้าที่รักษาสมดุลของไอออนของสารละลายอิเล็กโทรไลต์ในแต่ละครึ่งเซลล์ เพื่อทำให้ประจุในแต่ละครึ่งเซลล์สมดุลกัน
สมบัติของสารที่ใช้ทำเป็นสะพานไอออน
     1. เป็นสารประกอบไอออนิกที่สามารถแตกตัวละลายน้ำได้ดี มีปริมาณไอออนมาก
     2. ไอออนต้องไม่ทำทำปฏิกิริยาเคมีใดๆ กับสารละลายของแต่ละครึ่งเซลล์
     3. ไอออนบวกและไอออนลบที่แตกตัวออกมาต้องมีความสามารถในการเคลื่อนที่ใกล้เคียงกัน
     4. สารที่ใช้ทำสะพานไอออน ได้แก่ KNO3, KCl, NH4Cl
     5. ต้องเป็นสารละลายอิ่มตัว ประกอบด้วยไอออนมาก
ลักษณะสำคัญของเซลล์กัลวานิก
     1. กระแสไฟฟ้าที่เกิดขึ้นเป็นกระแสตรง  คือ กระแสอิเล็กตรอน
     2. อิเล็กตรอนจะไหลจากครึ่งเซลล์ที่มีศักย์ไฟฟ้าต่ำไปยังครึ่งเซลล์ที่มีศักย์ไฟฟ้าสูง
เซลล์อิเล็กโทรไลต์ (Electrolytic cell)
     เซลล์อิเล็กโทรไลต์ คือ เซลล์ไฟฟ้าเคมีที่ใช้พลังงานไฟฟ้าให้เปลี่ยนเป็นพลังงานเคมี หรือเกิดปฏิกิริยาเคมีขึ้น นั่นเอง
ปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นก็จะเป็นปฏิกิริยารีดอกซ์ ซึ่งเซลล์ประเภทนี้จะมีค่า E0 cell ติดลบ
 
เซลล์อิเล็กโทรไลต์ประกอบด้วยภาชนะที่บรรจุสารเคมีที่จะเกิดปฏิกิริยา และมีขั้วไฟฟ้าซึ่งต่ออยู่กับแหล่งไฟฟ้ากระแสตรง โดยทั่วไปมัก


รูปที่ 3  แสดงเซลล์อิเล็กโทรไลต์

จากรูป ใช้ สารละลายโพแทสเซียมไฮดรอกไซด์เป็นสารละลายอิเล็กโทรไลต์ ขณะที่ผ่านไฟฟ้ากระแสตรงเข้าไป ไอออนบวก (Cation) จะเคลื่อนที่ไปยังขั้วลบ (แคโทด) และไอออนลบ (Anion) จะเคลื่อนที่ไปยังขั้วบวก (แอโนด) เพื่อให้อิเล็กตรอนถูกออกซิไดส์

ส่วนประกอบของเซลล์อิเล็กโทรไลต์
1. ขั้วไฟฟ้า(Electrode) เป็นโลหะหรือแกรไฟต์ที่นำไฟฟ้าได้ดี โดยทั่วไปมักจะใช้ขั้วเฉื่อย เช่น ขั้ว Pt สามารถจำแนกขั้วไฟฟ้าได้ดังนี้
       จำแนกตามการเกิดปฏิกิริยา
           1.1 ขั้วแอโนด (Anode) เป็นขั้วที่เกิดปฏิกิริยาออกซิเดชัน
           1.2 ขั้วแคโทด (Cathode) เป็นขั้วที่เกิดปฏิกิริยารีดักชัน
       จำแนกขั้วตามการต่อเข้ากับแหล่งกำเนิดไฟฟ้า
           1.1 ขั้วบวก เป็นขั้วที่ต่อเข้ากับขั้วบวกของแบตเตอรี่หรือแหล่งกำเนิดไฟฟ้า
           1.2 ขั้วลบ เป็นขั้วที่ต่อเข้ากับขั้วลบของแบตเตอรี่หรือแหล่งกำเนิดไฟฟ้า
2. สารอิเล็กโทรไลต์ คือ สารที่มีสถานะของเหลวประกอบด้วยไอออนที่เคลื่อนที่ และนำไฟฟ้าได้
       2.1 สารประกอบไอออนิกหลอมเหลว เช่น สารละลายโซเดียมคลอไรด์ที่หลอมเหลว
       2.2 สารละลายอิเล็กโทรไลต์ เช่น สารละลายกรด เบส เกลือ 

ที่มา : ครูอำพาภรณ์ มั่นหมาย.เซลล์ไฟฟ้าเคมี (Electrochemical cell).http://www.thaigoodview.com/node/17983


#Trending now
admission 58admissionAd58AdGang58อาเซียนaecเกมเกมส์คิดเลขเกมคณิตศาสตร์วาตภัยภัยธรรมชาติพายุฟิลเลอร์กลูต้ากลูต้าไธโอนกลูต้าผิวขาวผลเสียกลูต้าผลเสียฟิลเลอร์ข่าวข่าวเด่นเรียนต่อทุนทุนเรียนต่อทุนการศึกษาclearing houseเคลียร์ริ่งเฮ้าส์ค้นหาตัวเองปฎิทินสอบสพฐศธเปิดเทอมunseen Thailand travel amazingประกาศผลONETGAT PATติวติวGATเชื่อมโยงภาษาญี่ปุ่นความถนัดภาษาจีนรายงานเกษตรห้องเรียนกลับทางเกมส์การเรียนรู้โรงเรียนพ่อแม่ข่าวการศึกษาเรียนต่อต่างประเทศข้อสอบคลังข้อสอบข่าวadmissionสอบตรงสอบตรง58แอดมิชชั่นข่าวกิจกรรมสาระน่ารู้รับตรงรับตรง58โควตาวิทยาศาสตร์คณิตศาสตร์สังคมภาษาไทยแนะแนวกลอนสามเณร ถ่ายทอดธรรมะว วชิระเมธีดูย้อนหลังไฮไลท์liveธรรมบรรพชาวันพระวันโกนฝนฤดูฝนสุขภาพหน้าฝนเข้าพรรษาตักบาตรฮา ๆ น่ารัก ท่องเที่ยวคลิปเด็ดคลิปรวมคลิปเด็ดeco tripเที่ยวต่างประเทศติวเข้มสอบเข้าสัมภาษณ์สอบเข้า ม.1สอบเข้า เตรียมสอบเข้าสาธิตสอบเข้ามหิดลสอบเข้าสวนกุหลาบทดลองวิทย์โทษข่มขืนประหารชีวิตสืบ นาคะเสถียรปิยะมหาราชเก่งอังกฤษฮอร์โมนcar free dayจักรยานcu tepรับน้องชิงรางวัลrising sunทัวร์ถูกสอบเข้า ม.1อีโบล่าตึกถล่มpage9เพจ 9kaoplookpanyaสามเณรปลูกปัญญาธรรมtruelittlemonk 
กลับด้านบน