Online Mind Mapping and Brainstorming

Create your own awesome maps

Online Mind Mapping and Brainstorming

Even on the go

with our free apps for iPhone, iPad and Android

Get Started

Already have an account? Log In

ปฏิบัติการเรื่องปฏิกิริยาออกซิเดชัน-รีดักชัน และเซลล์ไฟฟ้าเคมี by Mind Map: ปฏิบัติการเรื่องปฏิกิริยาออกซิเดชัน-รีดักชัน และเซลล์ไฟฟ้าเคมี
0.0 stars - 0 reviews range from 0 to 5

ปฏิบัติการเรื่องปฏิกิริยาออกซิเดชัน-รีดักชัน และเซลล์ไฟฟ้าเคมี

วัตถุประสงค์

1. เพื่อศึกษาถึงธรรมชาติของปฏิกิริยาของออกซิเดชัน-รีดักชัน หรือปฏิกิริยาครึ่งเซลล์ของขั้วไฟฟ้าโลหะ และสารละลายเกลือของโลหะบางชนิด

2. เพื่อสร้างประสบการณ์การหาแรงเคลื่อนไฟฟ้าของเซลล์ไฟฟ้าเคมีเทียบกับค่าจากการคำนวณ

3. ใช้สมการของเนินสต์ ศึกษาเรื่องเซลล์ความเข้มข้นและผลของความเข้มข้นที่มีต่อแรงเคลื่อนไฟฟ้า

หลักการ

ปฏิกิริยาออกซิเดชัน - รีดักชัน หรือปฏิกิริยารีดอกซ์

       ปฏิกิริยาออกซิเดชัน - รีดักชัน หรือปฏิกิริยารีดอกซ์ หมายถึง ปฏิกิริยาเคมีที่มีการให้และรับอิเล็กตรอน โดยสารตัวหนึ่งจะเป็นตัวให้และอีกตัวหนึ่งเป็นตัวรับ  เราเรียกสารตัวให้อิเล็กตรอนว่าตัวรีดิวซ์และเรียกปฏิกิริยาที่เกิดกับสารตัวให้อิเล็กตรอนว่าปฏิกริยาออกซิเดชัน ส่วนสารตัวรับอิเล็กตรอนเราเรียกว่าตัวออกซิไดส์และเรียกปฏิกิริยาที่เกิดกับสารตัวรับอิเล็กตรอนว่าปฏิกิริยารีดักชัน

เซลล์กัลวานิก

เซลล์กับวานิกคือ เซลล์เคมีไฟฟ้าที่มีขั้วไฟฟ้าอยู่2ขั้ว แต่ละขั้วจะเป็นสารที่ไม่เหมือนกัน เช่น ขั้วไฟฟ้า A ต้องจุ่มอยู่ในสารละลาย A ส่วนขั้วไฟฟ้าB ก็ต้องจุ่มอยู่ในสารละลาย B และมีสะพานเกลือเชื่อมต่อระหว่างภาชนะทั้งสอง สะพานเกลือจะทำหน้าที่รักษาสมดุลไออนขณะที่เกิดปฏิกิริยา และเมื่อปฏิกิริยาเริ่มดำเนินจะมีการถ่ายเทอิเล้กตรอน โดยที่ภาชนะที่มีการให้อิเล็กตรอน จะเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชัน เราเรียกว่า ขั้วแอโนด เป็นขั้วลบ ส่วนภาชนะที่มีการให้อิเล็กตรอน จะเกิดปฏิกิริยารีดักชัน เราเรียกว่าขั้วแคโทด เป็นขั้วบวก

Eเซลล์มาตรฐาน

Eเซลล์มาตรฐาน : คำนวณได้จากสูตร Eเซลล์มาตรฐาน = Eแคโทด - Eแอโนด หรือสามารถนำควณได้จากอีกสูตร คือ Eเซลล์มาตรฐาน = Eออกซิเดชัน + Eรีดักชัน เมื่อ Eแคโทด     คือ ค่าศักย์รีดักชันของครึ่งเซลล์ปฏิกิริยารีดักชัน     Eแอโนด     คือ ค่าศักย์รีดักชันของครึ่งเซลล์ปฏิกิริยาออกซิเดชัน     Eออกซิเดชัน คือ ค่าศักย์รีดักชันที่กลับเครื่องหมายเป็นตรงกันข้าม     Eรีดักชัน     คือ ค่าศักย์รีดักชันจากตาราง Eเซลลมาตรฐาน

เซลล์ความเข้มข้น

เซลล์ความเข้มข้น หมายถึงเซลล์ที่มีขั้วไฟฟ้าเดียวกันจุ่มอยู่ในสารละลายเดียวกันแต่ความเข้มข้นต่างกัน โดยปฏิกิริยาจะมีการถ่ายเทอิเล็กตรอนจากสารละลายที่มีความเข้มข้นต่ำไปสู่สารละลายที่มีความเข้มข้นสูง

การทดลอง

สารเคมี

1. เลดไนเตรด เข้มข้น 1M 2. ซิงค์ซัลเฟต เข้มข้น 1M 3. ซิงค์ซัลเฟต เข้มข้น 0.1M และ 0.01M 4. คอปเปอร์ซัลเฟต เข้มข้น 1M 5. โพแทสเซียมไนเตรด เข้มข้น 1M

อุปกรณ์

1. หลอดทดลอง 2. กระดาษกรอง (ใช้ทำสะพานไอออน) 3. โวลต์มิเตอร์กระแสตรง 4. แผ่นโลหะตะกั่ว สังกะสี ทองแดง 5. ขวดแก้วขนาดเล็ก 6. กระดาษทราย

วิธีทดลอง

ตอนที่1. การทดลองขั้นเตรียมการ

1. ทำความสะอาดชื้นโลหะทองแดง สังกะสี ตะกั่ว ด้วยกระดาษทราย เพื่อกำจัดโลหะออกไซด์หรือซัลไฟด์ ซึ่งอาจจะฉาบบนผิวของขั้วโลหะไฟฟ้าโลหะเหล่านั้นอยู่ 2. บรรจุสารลงในหลอดทดลอง 3. สังเกตการเปลี่ยนแปลงว่ากรณีใดเกิดปฏิกิริยาเคมี บันทึกผลการทดลอง  

ตอนที่2. เซลล์ไฟฟ้าเคมี

1. บรรจุสารละลาย ซิงค์ซัลเฟต เข้มข้น 1M ประมาณ 3 ลบ.ซม. ลงในขวดแก้วที่เตรียมให้ จุ่มแท่ง Zn ลงในสารละลาย ขวดนี้แทนครึ่งเซลล์ที่1 2. รินสารละลาย คอปเปอร์ซัลเฟต เข้มข้น 1M ประมาณ 3 ลบ.ซม. ลงในขวดแก้วอีกใบหนึ่ง จุ่มแท่ง Cu ลงในสารละลาย ขวดนี้แทนครึ่งเซลล์ที่2 3. เตรียมสะพานไอออนโดยใช้กระดาษถ่ายเอกสารตัดเป็นแผ่นยาวขนาด 0.5x10 cm จุ่มลงในสารละลาย โพแทสเวียมไนเตรด เข้มข้น 1M จนกระดาษเปียกชุ่ม 4. ต่อโวลต์มิเตอร์เข้ากับแท่ง Cu และ Zn นำสะพานไอออนในข้อ3 มาจุ่มในสารละลายให้แต่ละปลายของสะพานไอออนจุ่มอยู่ในสารละลายของขวดแก้วทั้งสอง 5. วัดค่าแรงเคลื่อนไฟฟ้าของเซลล์ และบันทึกในแบบฟอร์ม รายงานผลโดยระบุทิศทางที่กระแสไหลและขั้วไฟฟ้าของเซลล์ตลอดจนเขียนแผนภูมิเซลล์ไฟฟ้าที่เกิดขึ้น 6. เปิดตารางค่าศักย์ไฟฟ้ารีดักชันครึ่งเซลล์ Cu และ Zn คำนวณหาแรงเคลื่อนไฟฟ้ามาตรฐาน หาค่าร้อยละของความคลาดเคลื่อนระหว่างค่าที่วัดได้และค่าจากการคำนวณ 7. เตรียมเซลล์ไฟฟ้าเคมีของโลหะอื่น ใช้สารละลายเข้มข้น 1M ของเกลือซัลเฟตของโลหะ วัดค่าแรงเคลื่อนไฟฟ้าเคมีเมื่อจับคู่ขั้วไฟฟ้าต่อไปนี้ Cu-Pb และ Zn-Pb ในแต่ละชุดการทดลองต้องใช้สะพานไอออนที่เตรียมขึ้นมาใหม่จากข้อ 3 เพื่อให้ได้แรงเคลื่อนไฟฟ้าที่ถูกต้อง

ตอนที่3. การศึกษาของความเข้มข้นที่มีต่อแรงเคลื่อนไฟฟ้า

1. วัดแรงเคลื่อนไฟฟ้าระหว่างขั้วไฟฟ้าของ Cu กับ Zn โดยเปลี่ยนความเข้มข้นของ ซิงค์ไอออน 0.01,0.1M และใช้สารละลาย คอปเปอร์ไอออน เป็น 1M 2. บันทึกและคำนวณแรงเคลื่อนไฟฟ้าพร้อมทั้งหาร้อยละของความผิดพลาด  

ตอนที่4. เซลล์ความเข้มข้น

1. วัดแรงเคลื่อนไฟฟ้าของเซลล์ ซึ่งเกิดจากการต่อครึ่งเซลล์มาตรฐาน Zn (1M ซิงค์ซัลเฟต) กับครึ่งเซลล์ Zn ที่มีความเข้มข้นของ ซิงค์ซัลเฟตเป็น 0.01Mและ0.1Mตามลำบ 2. เปรียบเทียบค่าแรงเคลื่อนไฟฟ้าที่วัดได้กับค่าจากการคำนวณโดยใช้สมการเนินสต์