ตัวอย่างที่ 1

          จากรูป 1) การแยกสารละลาย NaCl เจือจางด้วยไฟฟ้า และรูป 2) การแยก NaCl หลอมเหลวด้วยไฟฟ้า จะให้ผลิตภัณฑ์ที่แตกต่างกัน อธิบายได้

1) การแยกสารละลาย NaCl เจือจางด้วยไฟฟ้า

          ที่ขั้วแอโนด มีไอออนและสารที่สามารถให้อิเล็กตรอนได้คือ Cl^- และ H₂O โดยมีปฏิกิริยาครึ่งเซลล์รีดักชันและ ค่า E^๐ เป็นดังนี้

                    Cl₂(g) + 2e^- 2Cl^-(aq)                             +1.36 V              (1)

                    O₂(g) + 4H⁺(aq) + 4e^- 2H₂O(l)              +1.23 V             (2)

          สารที่สามารถให้อิเล็กตรอนได้ดี (ตัวรีดิวซ์ที่ดี) คือสารที่มีค่า E^๐ ต่ำ ปฏิกิริยา (2) มีค่า E^๐ ต่ำกว่า H₂O จึงควรให้อิเล็กตรอนได้ดีกว่าแต่ในทางปฏิบัติแล้ว Cl₅^- ให้ e^- ได้ดีกว่า และเกิดปฏิกิริยาทำให้เกิดแก๊สคลอรีนที่ขั้วแอโนด และมี Cl₂ เกิดขึ้นด้วย ดังสมการ

                    2Cl^- (aq) Cl₂(g) + 2e^-                                                           (3)

          ที่ขั้วแคโทด มีไอออนและสารที่สามารถให้อิเล็กตรอนได้คือ Na⁺และ H₂O โดยมีปฏิกิริยาครึ่งเซลล์รีดักชันและ ค่า E^๐ เป็นดังนี้

                    2H₂O(l) + 2e^- H₂(g) + 2OH^-(aq)              -0.83 V             (4)

                    Na⁺(aq) + e^- Na(s)                                   -2.71 V              (5)

          สารที่สามารถรับอิเล็กตรอนได้ดี (ตัวออกซิไดซ์ที่ดี) คือสารที่มีค่า E^๐ สูง ปฏิกิริยา (4) มีค่า E^๐ สูงที่สุด H₂O จึงสามารถรับอิเล็กตรอนได้ดีกว่า ทำให้เกิดแก๊สไฮโดรเจนที่ขั้วแคโทด ดังสมการ

                    2H₂O(l) + 2e^-   H₂(g)  +  2OH^-(aq)  +  1.36 v                  (6)

          ปฏิกิริยารวม (สมการ 3 + 6) คือ            2Cl^- (aq) ⁺ 2H₂O(l) Cl₂(g) + H ₂(g) + 2OH^-(aq)

***ใช้ขั้วไฟฟ้าเฉื่อยทั้งสองปฏิกิริยา

2) การแยก NaCl หลอมเหลวด้วยไฟฟ้า

          ที่ขั้วแอโนด มีไอออนที่สามารถให้อิเล็กตรอนได้คือ Cl^- โดยมีปฏิกิริยาครึ่งเซลล์รีดักชันและ ค่า E^๐ เป็นดังนี้

                    Cl₂(g) + 2e^- 2Cl^-(aq)                              +1.36 V

          Cl^- ให้อิเล็กตรอนทำให้เกิดแก๊สคลอรีนที่ขั้วแอโนด

          ที่ขั้วแคโทด มีไอออนที่สามารถให้อิเล็กตรอนได้คือ Na⁺ โดยมีปฏิกิริยาครึ่งเซลล์รีดักชันและ ค่า E^๐ เป็นดังนี้

                    Na⁺(aq) + e^- Na(s)                                   -2.71 V

          Na⁺ รับอิเล็กตรอนทำให้เกิดโซเดียมที่ขั้วแคโทด

          ปฏิกิริยารวมคือ       2Na⁺(aq) + 2Cl^-(aq) 2Na(s) + Cl₂(g)

ตัวอย่างที่ 2

          จากรูป 3) การแยกสารละลาย CuSO₄ ด้วยไฟฟ้าโดยใช้ขั้วไฟฟ้าเฉื่อย และรูป 4) การแยกสารละลาย CuSO₄ ด้วยไฟฟ้าโดยใช้ขั้วไฟฟ้าเป็นทองแดง จะให้ผลิตภัณฑ์ที่แตกต่างกัน อธิบายได้โดย

          3) การแยกสารละลาย CuSO₄ ด้วยไฟฟ้าโดยใช้ขั้วไฟฟ้าเฉื่อย

          ที่ขั้วแอโนด มีไอออนและสารที่สามารถให้อิเล็กตรอนได้คือ SO₄^2- และ H₂O โดยมีปฏิกิริยาครึ่งเซลล์รีดักชันและ ค่า E^๐ เป็นดังนี้

                    S₂O₈^2-(aq) + 2e^- 2SO₄^2-(aq)              +2.01 V                   (8)

                    O₂(g) + 4H⁺(aq) + 4e^- 2H₂O(l)            +1.23 V                  (9)

          สารที่สามารถให้อิเล็กตรอนได้ดี (ตัวรีดิวซ์ที่ดี) คือสารที่มีค่า E^๐ ต่ำ ปฏิกิริยา (9) มีค่า E^๐ ต่ำกว่า H₂O จึงสามารถให้อิเล็กตรอนได้ดีกว่า ทำให้เกิดแก๊สออกซิเจนที่ขั้วแอโนด และมี H⁺ เกิดขึ้นด้วย ดังสมการ

                    2H₂O(l) O₂(g) + 4H⁺(aq) + 4e^-                                            (10)

          ที่ขั้วแคโทด มีไอออนและสารที่สามารถให้อิเล็กตรอนได้คือ Cu²⁺,  H₂O และ H⁺ โดยมีปฏิกิริยาครึ่งเซลล์รีดักชันและ ค่า E^๐ เป็นดังนี้

                    Cu²⁺(aq) + 2e^- Cu(s)                             +0.34 V                 (11)

                    2H⁺(aq) + 2e^- H₂(g)                                 0.00 V                 (12)

                    2H₂O(l) + 2e^- H₂(g) + 2OH^-(aq)             -0.83 V                  (13)

          สารที่สามารถรับอิเล็กตรอนได้ดี (ตัวออกซิไดซ์ที่ดี) คือสารที่มีค่า E^๐ สูง ปฏิกิริยา (11) มีค่า E^๐ สูงที่สุด Cu²⁺ จึงสามารถรับอิเล็กตรอนได้ดีกว่า ทำให้เกิดสารสีน้ำตาลแดงหรือทองแดงเกาะที่ขั้วแคโทด ดังสมการ

                    Cu²⁺(aq) + 2e^- Cu(s)                                                             (14)

          ปฏิกิริยารวม (สมการ 10 + 14) คือ 2Cu²⁺(aq) + 2H₂O(l) 2Cu(s) + O₂(g) + 4H⁺(aq)

          4) การแยกสารละลาย CuSO₄ ด้วยไฟฟ้าโดยใช้ทองแดงเป็นขั้วไฟฟ้า

          ที่ขั้วแอโนด มีไอออนและสารที่สามารถให้อิเล็กตรอนได้คือ SO₄^2-,   H₂O  และ  Cu โดยมีปฏิกิริยาครึ่งเซลล์รีดักชันและ ค่า E^๐ เป็นดังนี้

                    S₂O₈^2-(aq) + 2e^- 2SO₄^2-(aq)                +2.01 V                     (15)

                    O₂(g) + 4H⁺(aq) + 4e^- 2H₂O(l)              +1.23 V                   (16)

                    Cu²⁺(aq) + 2e^- Cu(s)                             +0.34 V                    (17)

          สารที่สามารถให้อิเล็กตรอนได้ดี (ตัวรีดิวซ์ที่ดี) คือสารที่มีค่า E^๐ ต่ำ ปฏิกิริยา (17) มีค่า E^๐ ต่ำที่สุด Cu จึงสามารถให้อิเล็กตรอนได้ดีกว่า ทำให้ขั้วแอโนดกร่อนกลายเป็น Cu²⁺ เพิ่มขึ้นในสารละลาย ดังสมการ

                    Cu(s)  Cu²⁺(aq) + 2e^-                                                               (18)

          ที่ขั้วแคโทด มีไอออนและสารที่สามารถให้อิเล็กตรอนได้คือ Cu²⁺ และ H₂O โดยมีปฏิกิริยาครึ่งเซลล์รีดักชันและ ค่า E^๐ เป็นดังนี้

                    Cu²⁺(aq) + 2e^- Cu(s)                             +0.34 V                     (19)

                    2 H₂O(l) + 2e^- H₂(g) + 2OH^-(aq)            -0.83 V                    (20)

          สารที่สามารถรับอิเล็กตรอนได้ดี (ตัวออกซิไดซ์ที่ดี) คือสารที่มีค่า E^๐ สูง ปฏิกิริยา (14) มีค่า E^๐ สูงที่สุด Cu²⁺ จึงสามารถรับอิเล็กตรอนได้ดีกว่า ทำให้เกิดสารสีน้ำตาลแดงหรือทองแดงเกาะที่ขั้วแคโทด ดังสมการ

                   Cu²⁺(aq) + 2e^- Cu(s)                                                                 (21)

Don't forget

LAnOx vs GRedCat

LAnOx: Lose electrons/mass: Anode: Oxidized(Oxidation)

GRedCat: Gain electrons/mass: Reduced(Reduction): Cathode