ข่าว O-NET/GAT/PAT
ข่าวการศึกษา
คะแนน แอดมิชชั่น
สูงสุด-ต่ำสุด
คณิตศาสตร์
วิทยาศาสตร์
ฟิสิกส์ - เคมี - ชีวะ
ฟิสิกส์
เคมี
บทเรียนเคมี
ตารางธาตุ
ศัพท์เคมี
แบบฝึกหัดเคมี
ชีววิทยา
ภาษาอังกฤษ
ภาษาไทย
ดาราศาสตร์
ประวัติศาสตร์
มุมคนเก่ง
คลังข้อสอบเก่า
คลังความรู้หลักสูตรเก่า
I.Q. Tests
 

 

หน้าแรก | มุมนักเรียน | หน้าแรกฟิสิกส์-เคมี-ชีวะ | หน้าแรกเคมี | บทเรียนเคมี

บทเรียนเคมี
   

ปฏิกิริยาไฟฟ้าเคมี 1 : การดุลสมการรีดอกซ์
 
ระดับชั้น : มัธยม 6

ปฏิกิริยาเคมีกับการถ่ายโอนอิเล็กตรอน การดุลสมการรีดอกซ์ เซลล์ไฟฟ้าเคมี (1) เซลล์ไฟฟ้าเคมี (2) เซลล์ไฟฟ้าเคมี (3)

เราทราบกันแล้วว่าสมการเคมีที่สมบูรณ์จะต้องเป็นสมการที่ดุลตามกฎทรงมวลในการดุลสมการโดยทั่วๆ ไป ต้องทำจำนวนอะตอมของธาตุๆ หนึ่งให้เท่ากัน ทั้งก่อนและหลังเกิดปฏิกิริยา สำหรับปฏิกิริยารีดอกซ์ การดุลสมการจะต้องทำให้จำนวนอิเล็กตรอนที่ถ่ายโอนในปฏิกิริยาออกซิเดชันและรีดักชันเท่ากัน หากจำนวนอะตอมและจำนวนประจุรวมทางซ้ายและขวาของสมการให้เท่ากันด้วย

การดุลสมการรีดอกซ์อาจทำได้หลายวิธี ที่นิยมมี 2 วิธีคือ ดุลโดยใช้เลขออกซิเดชัน และดุลโดยใช้ครึ่งปฏิกิริยา

การดุลสมการรีดอกซ์โดยใช้เลขออกซิเดชัน

ปฏิกิริยาที่มีการเพิ่มและลดค่าเลขออกซิเดชัน จัดเป็นปฏิกิริยารีดอกซ์ ส่วนปฏิกิริยาที่ไม่มีการเปลี่ยนแปลงค่าเลขออกซิเดชันไม่จัดเป็นปฏิกิริยารีดอกซ์ เช่น



ในปฏิกิริยารีดอกซ์ ครึ่งปฏิกิริยาออกซิเดชัน คือ ปฏิกิริยาที่มีการเพิ่มเลขออกซิเดชัน และครึ่งปฏิกิริยารีดักชัน คือปฏิกิริยาที่มีการลดเลขออกซิเดชัน

ให้พิจารณาปฏิกิริยาต่อไปนี้



เขียนแผนภาพแสดงครึ่งปฏิกิริยาออกซิเดชันและครึ่งปฏิกิริยารีดักชันได้ดังนี้



จากสมการ Cr มีเลขออกซิเดชันเพิ่มขึ้นเท่ากับ 3 (เลขออกซิเดชันเปลี่ยนจาก 0 เป็น +3) แสดงว่า Cr ถูกออกซิไดส์ จึงเป็นตัวรีดิวซ์ ส่วน Ni2+ มีเลขออกซิเดชันลดลงเท่ากับ 2 (เลขออกซิเดชันเปลี่ยนจาก +2 เป็น 0) แสดงว่า Ni2+ ถูกรีดิวซ์ จึงเป็นตัวออกซิไดส์ จากนั้นทำเลขออกซิเดชันที่เพิ่มและลดให้เท่ากันโดยใส่เลข 2 ไว้หน้า Cr และใส่เลข 3 ไว้หน้า Ni2+ จะทำให้เลขออกซิเดชันเพิ่มขึ้นทั้งหมด 2 x 3 = 6 และเลขออกซิเดชันลดลงทั้งหมด 3 x 2 = 6 ดังนี้



จากนั้นดุลจำนวนอะตอมโดยเติม 2 หน้า Cr3+ และ 3 หน้า Ni ดังสมการ



การดุลสมการรีดอกซ์โดยใช้เลขออกซิเดชัน พอสรุปขั้นตอนที่สำคัญได้ดังนี้

  1. หาเลขออกซิเดชันที่เพิ่มขึ้นของตัวรีดิวซ์ และเลขออกซิเดชันที่ลดลงของตัวออกซิไดส์

  2. ทำเลขออกซิเดชันที่เพิ่มขึ้น และลดลงให้เท่ากัน โดยเขียนเลขออกซิเดชันที่เพิ่มขึ้นไว้ข้างห้าตัวออกซิไดส์ และเลขออกซิเดชันที่ลดลงไว้หน้าตัวรีดิวซ์

  3. ดุลจำนวนอะตอมของธาตุต่างๆ และประจุรวมทางซ้ายและทางขวาของสมการให้เท่ากัน สำหรับในสารละลายกรดให้เติม H+ ส่วนในสารละลายเบสให้เติม OH- จากนั้นดุลจำนวนอะตอมของไฮโดรเจนและออกซิเจนโดยการเติมน้ำเข้าไปในปฏิกิริยาแล้วทำให้เลขสัมประสิทธิ์ต่ำสุด
การดุลสมการรีดอกซ์โดยใช้ครึ่งปฏิกิริยา

วิธีดุลสมการรีดอกซ์โดยใช้ครึ่งปฏิกิริยา ทำได้โดยแยกปฏิกิริยารีดอกซ์ออกเป็นสองครึ่งปฏิกิริยาคือ ครึ่งปฏิกิริยาออกซิเดชันและครึ่งปฏิกิริยารีดักชัน แล้วดุลจำนวนอะตอมและจำนวนประจุให้เท่ากัน ดังตัวอย่าง

เมื่อใส่โลหะสังกะสีลงในสารละลายกรดไฮโดรคลอริกเจือจาง พบว่ามีก๊าซไฮโดรเจนเกิดขึ้นดังสมการ



จากปฏิกิริยาตัวรีดิวซ์คือ Zn เพราะเลขออกซิเดชันเพิ่มขึ้นจาก 0 เป็น +2 แสดงว่า Zn เสียอิเล็กตรอน 2 อิเล็กตรอน และ H+ เป็นตัวออกซิไดส์เพราะเลขออกซิเดชันลดลงจาก +1 เป็น 0 นั่นคือ H+ รับอิเล็กตรอน 1 อิเล็กตรอน เมื่อเขียนแยกเป็นสองครึ่งปฏิกิริยาพร้อมทั้งดุลจำนวนอะตอมและจำนวนประจุของแต่ละครึ่งปฏิกิริยาให้เท่ากัน จะได้ดังนี้

ครึ่งปฏิกิริยาออกซิเดชัน :



ครึ่งปฏิกิริยารีดักชัน :



ทำจำนวนอิเล็กตรอนที่รับในครึ่งปฏิกิริยารีดักชันให้เท่ากับจำนวนอิเล็กตรอนที่เสียในครึ่งปฏิกิริยาออกซิเดชัน โดยคูณ (2) กับ 2 ดังสมการ



รวมสมการ (1) และ (3) เข้าด้วยกันแบบพีชคณิตจะได้ปฏิกิริยารีดอกซ์ ดังนี้



การดุลสมการรีดอกซ์โดยใช้ครึ่งปฏิกิริยาที่กล่าวข้างต้น เป็นตัวอย่างการดุลสมการที่ไม่ซับซ้อน แต่ถ้าปฏิกิริยารีดอกซ์นั้นเกิดขึ้นในสารละลายกรดหรือสารละลายเบส การดุลสมการจะมีขั้นตอนที่ซับซ้อนมากขึ้น ซึ่งสามารถสรุปขั้นตอนการดุลสมการรีดอกซ์ โดยใช้ครึ่งปฏิกิริยาได้ดังนี้

  1. หาเลขออกซิเดชันที่เปลี่ยนไปของตัวรีดิวซ์และตัวออกซิไดส์

  2. แยกปฏิกิริยารีดอกซ์ออกเป็นครึ่งปฏิกิริยาออกซิเดชันและครึ่งปฏิกิริยารีดักชัน แล้วดุลจำนวนอะตอมและจำนวนประจุในแต่ละครึ่งปฏิกิริยาให้เท่ากัน ดังนี้
      2.1 ดุลจำนวนประจุของอะตอมที่เลขออกซิเดชันเปลี่ยนไปให้เท่ากันโดยเติมอิเล็กตรอน
      2.2 ในสารละลายกรด
        ดุลจำนวนอะตอมของ O โดยเติม H2O
        ดุลจำนวนอะตอมของ H โดยเติม H+
      2.3 ในสารละลายเบส
        ดุลจำนวนอะตอมของ O โดยเติม H2O
        ดุลประจุโดยเติม OH-
  3. ทำจำนวนอิเล็กตรอนของสองครึ่งปฏิกิริยาให้เท่ากัน

  4. รวมสองครึ่งปฏิกิริยาเข้าด้วยกันแบบพีชคณิตเป็นปฏิกิริยารีดอกซ์


ที่มาข้อมูล : หนังสือเรียนวิชาเคมี เล่ม 6 ว035 หลักสูตรมัธยมศึกษาตอนปลาย พุทธศักราช 2524 (ฉบับปรับปรุง พ.ศ.2533) กระทรวงศึกษาธิการ.
จำนวนคนอ่าน 43696 คน
   
 

© 2000 - 2014 www.myfirstbrain.com All Rights Reserved