1. เซลล์ไฟฟ้าเคมี
เรื่อง เซลล์
กัลวานิก

2. เซลล์ไฟฟ้า
เคมี
ไฟฟ้าเคมี (Electrochemistry) หมาย
ถึง การใช้ไฟฟ้าทำาให้เกิดการ
เปลียนแปลงทางเคมีและการเปลี่ยนแปลง
่
ทางเคมีทำาให้เกิดไฟฟ้า
Galvanic
พลังงาน พลังงาน
เคมี
cell ไฟฟ้า
(ปฏิกรยา
ิ ิ Electrolytic (กระแส
เคมี) ไฟฟ้า)
cell

3. การทดลอง 9.2 การถ่ายโอน
อิเล็กตรอนในเซลล์กัลวานิก
Zn(s) Cu(s)
Anode (-) Salt bridge Cathode (+)
2
e-
Zn2+ + Cu2+ +
SO42- SO42-
Zn(s) → Zn2+ Cu2+(aq) + 2e-
(aq) + 2e- → Cu(s)
Net: Zn(s) + Cu2+(aq) →
Zn2+(aq) + Cu(s)

4. เซลล์ไฟฟ้าเคมี
anode cathode
oxidation reduction

5. การเขียนแผนภาพของ
เซลล์กัลวานิก
• 1) เขียนครึ่งเซลล์ออกซิเดชันอยูทางซ้าย คั่นด้วย || แล้วเขียนครึ่ง
่
เซลล์รีดักชันทางขวา ให้สารละลายอยูติดกับสะพานไอออน
่
• 2) | กั้นสถานะทีต่างกัน และ , กั้นสถานะเดียวกัน ระบุสถานะของสาร
่
โดยใช้ (s) (l) (g) (aq)
• 3) เซลล์แก๊สหรือเซลล์ทประกอบด้วยสารละลายอิเล็กโทไลต์มากกว่า
ี่
1 ชนิด ใช้คั่วไฟฟ้าเฉื่อย เช่น Pt หรือ C และระบุความดันแก๊สใน
วงเล็บเดียวกับสถานะทีเป็นแก๊ส ใช้ , คั่น เช่น
่
– Pt(s)|H2(g, 1 atm) |H+(aq)
– C(s)|Fe3+(aq), Fe2+(aq)
• 4) การระบุความเข้มข้นของไอออนในสารละลายให้เขียนไว้ในวงเล็บ

6. แรงเคลือนไฟฟ้าของ
่
เซลล์
• แรงเคลื่อนไฟฟ้า (electromotive force
หรือ emf)
• ภาวะมาตรฐาน : ที่ 25๐C ความเข้มข้นของ
สารละลาย 1 M และความดันของแก๊สเป็น 1
atm
• ภายใต้ภาวะมาตรฐานแรงเคลื่อนไฟฟ้า →
Zn(s) + Cu2+(aq, 1M)
มาตรฐาน หรือศักย์2+ฟฟ้าของเซลล์มาตรฐาน
Zn ไ (aq, 1 M) + Cu(s)
ใช้สัญลักษณ์เป็น E๐cell
E๐cell = 1.10 v

7. ครึ่งเซลล์ไฮโดรเจน
มาตรฐานมีศักย์ไฟฟ้า
หรือ ขั้วไฟฟ้าไฮโดรเจนมาตรฐาน
มาตรฐาน 0.00 โวลต์ และใช้ในการเปรียบเทียบหา
ค่าศักย์ไฟฟ้ามาตรฐานของครึ่งเซลล์ชนิดต่างๆ
Standard Hydrogen Electrode (
Pt(s)|H2(g,1 atm)|H+(aq,1 M)
2H (1 M)
+
บนแพลทินัม
แบลก H2 (g,1Eatm)0 V
0=

8. ศักย์ไฟฟ้ามาตรฐานของ
ครึ่งเซลล์
ศักย์ไฟฟ้ารีดักชันมาตรฐาน
Standard reduction potential (E0) เป็น
ศักย์ไฟฟ้าที่เกิดขึ้นจากปฏิกิริยารีดักชันที่ขั้วอิ
เล็กโทรด ณ ความเข้มข้นสารเป็น 1 M ที่
อุณหภูมิ 25๐ C ถ้าเป็นแก๊สกำาหนดให้ความ

9. ศักย์ไฟฟ้ามาตรฐานของ
0ครึ่งเซลล์
E = 0.34 V
cell
H2(g,1 atm) | H+(aq,1 M) || Cu2+(aq,1 M)
0 0 0
Ecell = Ecathode – Eanode
0.34 = ECu /Cu – 0.00
0 2+
ECu 0/Cu = 0.34 V
2+
Cu2+(aq,1 M) + 2e- Cu (s) E0 = +

10. ศักย์ไฟฟ้ามาตรฐานของ
ครึ่งเซลล์
0 0
E 0 =
cell Ered,(cathode) – Ered,(anode)

11. ศักย์ไฟฟ้ามาตรฐานของครึ่ง
0
=เซลล์
E cell 0.76 V
) | Zn2+ (1 M) || H+ (1 M) | H2 (1 atm) |
E0 cellEH0/H2 - 02+ /Zn
= + EZn
0.76 V = 0 -02+ /Zn
Ezn
Zn2+ (1 M) + 2e- Zn E0 = -0.76 V

12. ศักย์ไฟฟ้า
มาตรฐาน
• E0 เป็นค่าเฉพาะปฏิกิริยา
ตามที่เขียน
• ค่า E0 เป็นบวกมากแสดง
ว่าปฏิกิริยารีดักชันนั้นเกิด
ได้ง่าย
• ครึ่งปฏิกิริยาเหล่านี้ผัน
กลับได้
• สำาหรับปฏิกิริยาย้อนกลับ
ให้ กลับ เครื่องหมายหน้า
ค่า E0

13. การนำาข้อมูลในตาราง
ไปใช้ประโยชน์
1.ใช้เปรียบเทียบ
ความสามารถในการเป็น
ตัวรีดิวซ์หรือตัวออกซิ
ไดส์
2.ใช้คำานวณหาค่า
ศักย์ไฟฟ้ามาตรฐานของ
เซลล์
3.ใช้ทำานายได้ส่า
ปฏิกิริยารีดอกซ์ที่เขียน
แสดงไว้เกิดขึนได้จริง
้

14. เซลล์ไฟฟ้าเคมีทประกอบด้วย Cd electrode
ี่
ในสารละลาย 1.0 M Cd(NO3)2 และ Cr
electrode ในสารละลาย 1.0 M Cr(NO3)3 มี
ค่าศั-กย์ไฟฟ้ามาตรฐานเป็นเท่าไร?
aq) + 2e Cd (s) E = -0.40 V
0
q) + 3e- Cr (s) E0 = -0.74 V
ode (oxidation):
Cr (s) Cr3+ (1 M) + 3e-
x2
hode (reduction):2+ (1 M)
2e- + Cd Cd 3
x (s)
(s) + 3Cd2+ (1 M) 3Cd (s) + 2Cr3+ (
E0 cellEcathode - Eanode
= 0 0
E0 = -0.40 – (-0.74)
cell
E0 cell 0.34 V
=

15. การเกิดขึ้นได้เองของปฏิกิริยา
รีดอกซ์
E๐cell = E๐red(ปฏิกิริยารีดักชัน) – E๐r
ed(ปฏิกิริยาออกซิเดชัน)
• ค่า E → เป็นบวก หมายถึง ปฏิกิริยา
เกิดขึ้นได้เอง
• ค่า E → เป็นลบ หมายถึง ปฏิกิริยาที่
เกิดขึ้นเองไม่ได้

16. เซลล์ความเข้มข้น
เป็นเซลล์กัลวานิกที่มีครึงเซลล์ทั้งสองเหมือนกัน
่
แต่ตางกันที่ความเข้มข้น เมื่อต่อครบวงจร
่
อิเล็กตรอนจะไหลจากครึ่งเซลล์ที่มีความเข้มข้นน้อยไป
ยังครึงเซลล์ที่มีความเข้มข้นมาก แต่ปฏิกิริยาจะเกิดจาก
่
e- e-
สารละลายที่มีความเข้ม0.0296 V
ข้นมากไปยังสารละลายที่มี
ความเข้มข้นน้อย Na SO
Cu (s) 2 4 Cu (s)
Cu2+(0.1 mol/dm3) Cu2+(1.0 mol/dm3)
รูปเซลล์ความเข้มข้น

17. ประเภทของเซลล์กัลวา
นิก
เซลล์ปฐมภู เซลล์ทุติยภู
มิ
-เซลล์ถ่านไฟฉาย มิ
-เซลล์สะสมไฟฟ้า
แบบตะกั่ว
-เซลล์แอลคาไลน์
-เซลล์นิเกิล-
-เซลล์ปรอท
แคดเมียม
-เซลล์เงิน
-เซลล์โซเดียม-
-เซลล์เชือเพลิงไฮโดรเจน-
้ ซัลเฟอร์
ออกซิเจน
-เซลล์เชือเพลิงไฮโดรเจน-
้
ออกซิเจนที่ไม่มี Na2CO3 เป็นอิ

18. เซลล์ปฐมภูมิ ห้งหรือเซลล์
เซลล์ถ่ายไฟฉายหรือเซลล์แ
เลอคลังเช
ปฏิกิริยาที่เกิด ขั้วบวก
1. Anode (Oxidation) Zn --> Zn2+ + 2e-
2. Cathode (Reduction)
2MnO2 + 2NH4 + + 2e- ---> Mnแท่3 + H2O + 2NH3
2O ง
ZnCl2 + NH4อน
คาร์บ Cl
ปฏิกิริยารวม (Redox) + MnO2 + แป้งเปียก
Zn + 2MnO2 + 2NH4 + ---> กล่อง
Zn2+ + Mn2O3สั+กะสีO + 2NH3
ง H2
Zn2+ รวมกับ NH3 เกิดสารประกอบเชิงซ้ขั้วลบ
อน
[Zn(NH3)4]2+ และ [Zn(NH3)2(H2O)]2+] เพื่อรักษาความ
เข้มข้นของ Zn2+ & NH3 เซลล์แห้งชนิดนี้มีศักย์ไฟฟ้า
ประมาณ 1.5 Volts

19. เซลล์แอลคา
หลักการเหมือนกับถ่านไฟฉายแต่ใช้ด่าง KOH เป็นอิเล็กโทร
ไลต์แทน NH4Cl
ไรด์
ปฏิกิริยาที่เกิด
1. Anode (Oxidation) Zn + 2OH- --> ZnO + H2O +
2e-
2. Cathode (Reduction) 2MnO2 + H2O + + 2e- --->
Mn2O3 + 2OH-
ปฏิกิริยารวม (Redox) Zn + 2MnO2 ---> ZnO +
Mn2O3
เซลล์อัลคาไลน์มีศักย์ไฟฟ้าประมาณ 1.5 V แต่ใช้ได้
นานกว่าเซลล์แห้ง เพราะนำ้าและไฮดรอกไซด์ (OH-) ที่เกิด
ขึ้นในปฏิกิริยาหมุนเวียนกลับไปเป็นสารตั้งต้นของปฏิกิริยา
ได้อีก จึงทำาให้ศักย์คงที่ตลอดการใช้งานและใช้ได้นานกว่า

20. เซลล์ปรอท
หลักการเหมือนกับเซลล์อัลคาไลน์ แต่ใช้เมอร์คิวรี (II)
ออกไซด์ ( HgO) แทนแมงกานีส (IV) ออกไซด์ (MnO2) และ
ใช้แผ่นเหล็กเป็นขั้วแคโทดส่วนอิเล็กโทรไลต์คือ KOH หรือ
NaOH ผสมกับ Zn(OH)2
ปฏิกิริยาที่เกิด
1. Anode (Oxidation) Zn + 2OH- --> ZnO + H2O + 2e-
2. Cathode (Reduction) HgO + H2O + 2e- ---> Hg +
2OH-
ปฏิกิริยารวม (Redox) Zn + HgO ---> ZnO + Hg
เซลล์ปรอทให้ศักย์ไฟฟ้าประมาณ 1.3 Volts ให้กระแสไฟฟ้า
ตำ่า แต่มีข้อดีที่สามารถให้ศักย์ไฟฟ้าเกือบคงที่ตลอดอายุการใช้
งาน นิยมใช้กันมากในเครื่องฟังเสียงสำาหรับคนหูพิการ เครื่องคิด
เลข นาฬิกา กล้องถ่ายรูป เครื่องตรวจการเต้นของหัวใจ

21. เซลล์เงิปฏิกิริยาคล้ายกับเซลล์แอลคา
มีส่วนประกอบและหลักการเกิด
น
ไลน์ คือใช้สังกะสีเป็นแอโนดและแผ่นเหล็กที่มีสัมผัสกับซิลเวอร์
ออกไซด์เป็นแคโทด
ปฏิกิริยาที่เกิด
1. Anode (Oxidation) Zn + 2OH- --> ZnO + H2O + 2e-
2. Cathode (Reduction) Ag2O + H2O + + 2e- ---> 2Ag +
2OH-
ปฏิกิริยารวม (Redox) Zn + Ag2O ---> ZnO + 2Ag
เซลล์เงินให้ศักย์ไฟฟ้าประมาณ 1.5 Volts มีขนาดเล็กและ
มีอายุการใช้งานได้นานมากแต่มีราคาแพง จึงใช้กับอุปกรณ์หรือ
เครื่องใช้ไฟฟ้าบางชนิด เช่น เครื่องคิดเลข นาฬิกา
กล้องถ่ายรูป เครื่องตรวจการเต้นของหัวใจ เครื่องช่วยฟัง

22. เซลล์เชื้อเพลิง
เซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจน-ออกซิเจน
ไฮโดรเจน-ออกซิเจน
ประกอบด้วยแท่งคาร์บอนที่มรูพรุน 2 แท่งทำาหน้าที่เป็นขั้ว
ี
ไฟฟ้าที่ผิวของแท่งคาร์บอนมีผงแพลทินัมหรือแพลเลเดียม
ผสมยูเพื่อทำาหน้าที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยา ขั้วไฟฟ้าทั้งสองจุมอยู่
่ ่
ในอิเล็กโทรไลต์ซึ่งอาจเป็นสารละลาย NaOH หรือ KOH
ปฏิกิริยาที่เกิดขึ้น
ที่แอโนด O2 (g) + 2H2O (l) + 4e- ------> 4OH-(aq)
ที่แคโทด 2H2(g) + 4OH-(aq) -----> 4H2O(l) + 4e-(s)
ปฏิกิริยารวม O2(g) + 2H2(g) -----> 2H2O(l)
เนื่องจากปฏิกิรยาที่เกิดขึ้นมีการรับและการให้อิเล็กตรอน
ิ
จึงทำาให้มีกระแสไฟฟ้าเกิดขึ้น เซลล์นี้มศักย์ไฟฟ้าประมาณ 1.2
ี
V เป็นเซลล์ที่มีราคาแพง จึงถูกนำาไปใช้ในเรือดำานำ้า
ยานอวกาศ ยานพาหนะ ที่ใช้ทางการทหารและกระสวยอวกาศ
เพราะนอกจากจะได้พลังงานไฟฟ้าแล้วยังได้นำ้าเป็นนำ้าดื่ม

23. เซลล์เชื้อเพลิงโพรเพน-
เซลล์เชื้อเพลิงชนิดนี้ใช้แก๊สโพรเพนผ่านไปในช่อง
แอโนด แก๊สออกซิเจนผ่านไปในช่องแคโทด และใช้สาร
ออกซิเจน
ละลายกรดซัลฟิวริกเป็นอิเล็กโทรไลต์
ปฏิกิริยาทีเกิดขึ้น
ที่แอโนด 5O2 (g) + 20H+ (aq) + 20e- ------>
10H2O(l)
ที่แคโทด C3H8(g) + 6H2O(l) -----> 3CO2(g) + 20H+
(aq)+ 20e-(s)
ปฏิกิริยารวม 5O2 (g) + C3H8(g) -----> 3CO2(g) + 4H
2
O(l)
ปฏิกิริยาในเซลล์เชือเพลิงโพรเพน-ออกซิเจนนี้
้

24. เซลล์ทุตยภูมิ (เซลล์สะสมไฟฟ้า
ิ
แบบตะกั่ว)
เซลล์นี้ใช้เป็นแหล่งพลังงานในรถยนต์หรือ
จักรยานยนต์เรียกชือว่า แบตเตอรี่ เซลล์สะสมไฟฟ้า
่
แบบตะกั่ว เมื่อกระแสไฟฟ้าหมดสามารถประจุไฟนำา
กลับมาใช้ใหม่ได้อกแต่มีอายุการใช้งานระยะเวลาหนึ่ง
การทำางานมี 3 ี
เท่านั้น
ขั้น คือ ขั้วแอโนด
1) ประจุไฟครั้งแรก
(l) 2H2O ---->4H+(aq)
+O2(g)+4e-
Pb(s)+O2(g)---->PbO2(s)
ขั้วแคโทด
2H +(aq)
+2e ----->H 2(g)

25. 2) การจ่าย
ไฟ
ขั้วแอโนด
Pb(s)+SO42-(aq)---->PbSO4(s)+2e-
ขั้วแคโทด
PbO2(s)+4H+(aq)+SO42-(aq)+2e- ---
>PbSO4(s)+2H2O(l)
ปฏิกิรยาของเซลล์
ิ
Pb(s)+PbO2(s)+4H+(aq)+2SO42-
(aq)---->2PbSO4(s)+2H2O(l)

26. 3) ประจุไฟครั้ง
ต่อ ๆ ไป
ขั้วแคโทด
PbSO4(s)+2e- ----->Pb(s)+SO42- (aq)
ขั้วแอโนด
PbSO4 (s)+2H2O(l)----> PbO2(s)+SO42-
(aq) +4H +(aq) +2e-
ปฏิกิรยาของเซลล์
ิ
2PbSO4 (s)+2H2O(l)----> Pb(s)+PbO2(s
+4H+(aq)+2SO42- (aq)

27. 4.เซลล์ชนิดนี้ให้ศักย์ไฟฟ้าประมาณ
2 โวลต์ เมื่อนำาหลายๆเซลล์มาต่อกันแบบ
อนุกรมจะได้ศักย์ไฟฟ้าเพิมขึ้น เซลล์
่
สะสมไฟฟ้าแบบตะกั่วนี้แม้วาเมื่อใช้กระแส
่
ไฟฟ้าหมดแล้วจะสามารถประจุไฟเพือนำา ่
กลับมาใช้ใหม่ได้แต่ก็มีอายุการใช้งาน
ระยะเวลาหนึ่งเท่านั้น เพราะแผ่นตะกั่วจะ
สึกกร่อนไปเรื่อยๆจนหมดสภาพการใช้งาน

28. หรือเซลล์นิแคด
(Nickel-Cadmium
Cell)
มีโลหะเมียมเป็นแอโนด นิกเกิล (IV)
ออกไซด์เป็นแคโทด และมีสารละลายเบสเป็นอิ
เล็กโทรไลต์ เซลล์นแคดให้ศักย์ไฟฟ้าประมาณ
ิ
1.4 โวลต์ เมื่อใช้งานจนศักย์ไฟฟ้าลดตำ่าลงแล้ว
สามารถนำามาประจุไฟได้ใหม่
ปฏิกิริยาในระหว่างการประจุไฟจะเกิด
ย้อนกลับ กับปฏิกิริยาการจ่ายไฟ
เซลล์นแคดจึงมีข้อดีที่สามารถ
ิ
ใช้ได้เป็นระยะเวลานาน
ที่ขั้วแอโนด: Cd(s) + 2OH-(aq) Cd(OH)2(s) +

29. เซลล์โซเดียม–ซัลเฟอร์
ใช้โซเดียมเหลวเป็นแอโนด และกำามะถันเหลว (
ผสมผงแกรไฟต์เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการนำาไฟฟ้า)
เป็นแคโทด มีบีตาอะลูมินาของผสมของออกไซด์ของ
โลหะ(Al , Mg , Na) ที่ยอมให้ Na+ เคลื่อนที่ผ่านได้
เป็นอิเล็กโทรไลต์ ระหว่างครึ่งปฏิกิริยาออกซิเดชันกับ
ครึ่งปฏิกิริยารีดกชันคั่นด้วยเซรามิกที่มีรูพรุนเล็ก ๆ เพื่อ
ั
ให้โซเดียมไอออนผ่าน ปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นที่ขั้วไฟฟ้าเป็น
ดังนี้
แอโนด : 2Na (l) → 2Na+(aq) + 2e–
แคโทด : S8(l) + 2e– → n S2–(l)

30. เซลล์สะสมไฟฟ้าชนิดนีให้ศักย์ไฟฟ้าประมาณ
้
2.1 V และสามารถเปลี่ยนผลิตภัณฑ์กลับมาเป็นสาร
ตั้งต้นได้โดยการประจุหรืออัดไฟเช่นเดียวกับ
เซลล์ทุติยภูมิชนิดอื่น มีอายุการใช้งานนานกว่าเซลล์
สะสมไฟฟ้าแบบ แต่ต้องควบคุมอุณหภูมิของเซลล์
ให้ได้ประมาณ 250OC เพื่อทำาให้สารตั้งต้นและ
ผลิตภัณฑ์อยู่ในสภาพหลอมเหลว

31. เอกสารอ้างอิง
http://en.wikipedia.org/wiki/Galvanic_c
http://www.absoluteastronomy.com/en

32. ขอบคุณค่ะ
สำาหรับ
การติดตาม