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- 2SO42-(aq) +2.01 V (8) O2(g) + 4H+(aq) + 4e- 2H2O(l) +1.23 V (9) สารที่สามารถให้อิเล็กตรอนได้ดี (ตัวรีดิวซ์ที่ดี) คือสารที่มีค่า E๐ ต่ำ ปฏิกิริยา (9) มีค่า E๐ ต่ำกว่า H2O จึงสามารถให้อิเล็กตรอนได้ดีกว่า ทำให้เกิดแก๊สออกซิเจนที่ขั้วแอโนด และมี H+ เกิดขึ้นด้วย ดังสมการ 2H2O(l) O2(g) + 4H+(aq) + 4e- (10) ที่ขั้วแคโทด มีไอออนและสารที่สามารถให้อิเล็กตรอนได้คือ Cu2+, H2O และ H+ โดยมีปฏิกิริยาครึ่งเซลล์รีดักชันและ ค่า E๐ 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 E๐ สูง ปฏิกิริยา (11) มีค่า E๐ 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 SO42-, H2O และ Cu โดยมีปฏิกิริยาครึ่งเซลล์รีดักชันและ ค่า E๐ เป็นดังนี้ S2O82-(aq) + 2e- 2SO42-(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 E๐ ต่ำ ปฏิกิริยา (17) มีค่า E๐ ต่ำที่สุด Cu จึงสามารถให้อิเล็กตรอนได้ดีกว่า ทำให้ขั้วแอโนดกร่อนกลายเป็น Cu2+ เพิ่มขึ้นในสารละลาย ดังสมการ Cu(s) Cu2+(aq) + 2e- (18) ที่ขั้วแคโทด มีไอออนและสารที่สามารถให้อิเล็กตรอนได้คือ Cu2+ และ H2O โดยมีปฏิกิริยาครึ่งเซลล์รีดักชันและ ค่า E๐ 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 E๐ สูง ปฏิกิริยา (14) มีค่า E๐ สูงที่สุด Cu2+ จึงสามารถรับอิเล็กตรอนได้ดีกว่า ทำให้เกิดสารสีน้ำตาลแดงหรือทองแดงเกาะที่ขั้วแคโทด ดังสมการ Cu2+(aq) + 2e- Cu(s) (21)
จัดทำโดย 1. นส. ฐิตินันท์ กฤษวงศ์ เลขที่ 11 2. นส. มัลลิกา ศรีวิชัย เลขที่ 22 ม. 4/12 โรงเรียนลำปางกัลยาณี