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 E๐ เป็นดังนี้
Cl2(g)
+ 2e-
O2(g)
+ 4H+(aq) + 4e- สารที่สามารถให้อิเล็กตรอนได้ดี (ตัวรีดิวซ์ที่ดี) คือสารที่มีค่า E๐ ต่ำ ปฏิกิริยา (2) มีค่า E๐ ต่ำกว่า H2O จึงควรให้อิเล็กตรอนได้ดีกว่าแต่ในทางปฏิบัติแล้ว Cl5- ให้ e- ได้ดีกว่า และเกิดปฏิกิริยาทำให้เกิดแก๊สคลอรีนที่ขั้วแอโนด และมี Cl2 เกิดขึ้นด้วย ดังสมการ
2Cl- (aq) ที่ขั้วแคโทด มีไอออนและสารที่สามารถให้อิเล็กตรอนได้คือ Na+และ H2O โดยมีปฏิกิริยาครึ่งเซลล์รีดักชันและ ค่า E๐ เป็นดังนี้
2H2O(l)
+ 2e-
Na+(aq)
+ e- สารที่สามารถรับอิเล็กตรอนได้ดี (ตัวออกซิไดซ์ที่ดี) คือสารที่มีค่า E๐ สูง ปฏิกิริยา (4) มีค่า E๐ สูงที่สุด H2O จึงสามารถรับอิเล็กตรอนได้ดีกว่า ทำให้เกิดแก๊สไฮโดรเจนที่ขั้วแคโทด ดังสมการ 2H2O(l)
+ 2e- ปฏิกิริยารวม
(สมการ 3 + 6) คือ 2Cl- (aq) + 2H2O(l) ***ใช้ขั้วไฟฟ้าเฉื่อยทั้งสองปฏิกิริยา
2) การแยก NaCl หลอมเหลวด้วยไฟฟ้า ที่ขั้วแอโนด มีไอออนที่สามารถให้อิเล็กตรอนได้คือ Cl- โดยมีปฏิกิริยาครึ่งเซลล์รีดักชันและ ค่า E๐ เป็นดังนี้ Cl2(g)
+ 2e- Cl- ให้อิเล็กตรอนทำให้เกิดแก๊สคลอรีนที่ขั้วแอโนด ที่ขั้วแคโทด มีไอออนที่สามารถให้อิเล็กตรอนได้คือ Na+ โดยมีปฏิกิริยาครึ่งเซลล์รีดักชันและ ค่า E๐ เป็นดังนี้
Na+(aq)
+ e- Na+ รับอิเล็กตรอนทำให้เกิดโซเดียมที่ขั้วแคโทด
ปฏิกิริยารวมคือ
2Na+(aq) + 2Cl-(aq)
ตัวอย่างที่ 2
จากรูป 3) การแยกสารละลาย CuSO4 ด้วยไฟฟ้าโดยใช้ขั้วไฟฟ้าเฉื่อย และรูป 4) การแยกสารละลาย CuSO4 ด้วยไฟฟ้าโดยใช้ขั้วไฟฟ้าเป็นทองแดง จะให้ผลิตภัณฑ์ที่แตกต่างกัน อธิบายได้โดย
3) การแยกสารละลาย CuSO4 ด้วยไฟฟ้าโดยใช้ขั้วไฟฟ้าเฉื่อย ที่ขั้วแอโนด มีไอออนและสารที่สามารถให้อิเล็กตรอนได้คือ SO42- และ H2O โดยมีปฏิกิริยาครึ่งเซลล์รีดักชันและ ค่า E๐ เป็นดังนี้ S2O82-(aq)
+ 2e-
O2(g) + 4H+(aq) + 4e- สารที่สามารถให้อิเล็กตรอนได้ดี (ตัวรีดิวซ์ที่ดี) คือสารที่มีค่า E๐ ต่ำ ปฏิกิริยา (9) มีค่า E๐ ต่ำกว่า H2O จึงสามารถให้อิเล็กตรอนได้ดีกว่า ทำให้เกิดแก๊สออกซิเจนที่ขั้วแอโนด และมี H+ เกิดขึ้นด้วย ดังสมการ
2H2O(l) ที่ขั้วแคโทด มีไอออนและสารที่สามารถให้อิเล็กตรอนได้คือ Cu2+, H2O และ H+ โดยมีปฏิกิริยาครึ่งเซลล์รีดักชันและ ค่า E๐ เป็นดังนี้ Cu2+(aq)
+ 2e-
2H+(aq)
+ 2e- 2H2O(l)
+ 2e- สารที่สามารถรับอิเล็กตรอนได้ดี (ตัวออกซิไดซ์ที่ดี) คือสารที่มีค่า E๐ สูง ปฏิกิริยา (11) มีค่า E๐ สูงที่สุด Cu2+ จึงสามารถรับอิเล็กตรอนได้ดีกว่า ทำให้เกิดสารสีน้ำตาลแดงหรือทองแดงเกาะที่ขั้วแคโทด ดังสมการ Cu2+(aq)
+ 2e-
ปฏิกิริยารวม
(สมการ 10 + 14) คือ 2Cu2+(aq) + 2H2O(l)
4) การแยกสารละลาย CuSO4 ด้วยไฟฟ้าโดยใช้ทองแดงเป็นขั้วไฟฟ้า ที่ขั้วแอโนด มีไอออนและสารที่สามารถให้อิเล็กตรอนได้คือ SO42-, H2O และ Cu โดยมีปฏิกิริยาครึ่งเซลล์รีดักชันและ ค่า E๐ เป็นดังนี้ S2O82-(aq)
+ 2e-
O2(g) + 4H+(aq) + 4e-
Cu2+(aq) + 2e- สารที่สามารถให้อิเล็กตรอนได้ดี (ตัวรีดิวซ์ที่ดี) คือสารที่มีค่า E๐ ต่ำ ปฏิกิริยา (17) มีค่า E๐ ต่ำที่สุด Cu จึงสามารถให้อิเล็กตรอนได้ดีกว่า ทำให้ขั้วแอโนดกร่อนกลายเป็น Cu2+ เพิ่มขึ้นในสารละลาย ดังสมการ
Cu(s) ที่ขั้วแคโทด มีไอออนและสารที่สามารถให้อิเล็กตรอนได้คือ Cu2+ และ H2O โดยมีปฏิกิริยาครึ่งเซลล์รีดักชันและ ค่า E๐ เป็นดังนี้
Cu2+(aq) + 2e-
2 H2O(l) + 2e- สารที่สามารถรับอิเล็กตรอนได้ดี (ตัวออกซิไดซ์ที่ดี) คือสารที่มีค่า E๐ สูง ปฏิกิริยา (14) มีค่า E๐ สูงที่สุด Cu2+ จึงสามารถรับอิเล็กตรอนได้ดีกว่า ทำให้เกิดสารสีน้ำตาลแดงหรือทองแดงเกาะที่ขั้วแคโทด ดังสมการ
Cu2+(aq) + 2e-
Don't forget LAnOx vs GRedCat LAnOx: Lose electrons/mass: Anode: Oxidized(Oxidation) GRedCat: Gain electrons/mass: Reduced(Reduction): Cathode |