redox reaction

Chemistry

Electrochemistry

Electrochemical Cell

Balance Redox Equation
กล่องข้อความ: Arreerat กล่องข้อความ: ไฟฟ้าเคมี (Electrochemistry)เป็นการศึกษาเกี่ยวกับปฏิกิริยาเคมีที่ทำให้เกิดกระแสไฟฟ้า และกระแสไฟฟ้าทำให้เกิดปฏิกิริยาเคมี หากใช้การถ่ายเทอิเล็กตรอนเป็นเกณฑ์แล้ว ปฏิกิริยาเคมีแบ่งเป็น 2 ประเภท ปฏิกิริยารีดอกซ์ (Redox Reaction) ปฏิกิริยาที่มีการถ่ายเท อิเล็กตรอน (e-) ปฏิกิริยานอนรีดอกซ์ (Nonredox Reaction) ปฏิกิริยาที่ไม่มีการถ่ายเทอิเล็กตรอน (e-) ปฏิกิริยารีดอกซ์ (Redox Reaction) ปฏิกิริยารีดอกซ์ หรือ Oxidation-reduction Reaction) หมายถึง ปฏิกิริยาที่เกี่ยวกับการถ่ายเทอิเล็กตรอน ตัวอย่าง เมื่อนำแผ่นโลหะทองแดง (Cu) จุ่มลงในสารละลายของ AgNO3 พบว่าที่แผ่นโลหะ Cu มีของแข็งสีขาวปนเทามาเกาะอยู่ และเมื่อนำมาเคาะจะพบว่าโลหะ Cu เกิดการสึกกร่อน ส่วนสีของสารละลาย AgNO3 ก็จะเปลี่ยนจากใสไม่มีสีเป็นสีฟ้า การเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นนี้อธิบายได้ว่าการที่โลหะทองแดงเกิด การสึกกร่อนเป็นเพราะโลหะทองแดง(Cu) เกิดการเสียอิเล็กตรอนกลายเป็น Cu2+ ซึ่งมีสีฟ้าและเมื่อ Ag+ รับอิเล็กตรอนเข้ามาจะกลายเป็น Ag (โลหะเงิน) มาเกาะอยู่ที่แผ่นโลหะทองแดง ปฏิกิริยาที่เกิดขึ้น เขียนในรูปสมการได้ดังนี้ Cu(s) Cu2+(aq) + 2 e- (ปฏิกิริยาออกซิเดชัน) Ag+(aq) + e- Ag(s) (ปฏิกิริยารีดักชัน) อิเล็กตรอนที่ถ่ายเทต้องเท่ากัน สมการเคมีที่เกิดขึ้นที่แท้จริงต้องเป็น Cu(s) Cu2+(aq) + 2 e- (ปฏิกิริยาออกซิเดชัน) 2Ag+(aq) +2 e- 2Ag(s) (ปฏิกิริยารีดักชัน) ปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นในแต่ละสมการเรียกว่าครึ่งปฏิกิริยา ซึ่งการเกิดปฏิกิริยาถ่ายเท e- จะเกิดขึ้นได้สมบูรณ์ก็ต่อเมื่อต้องนำครึ่งปฏิกิริยาทั้งสองมารวมกัน เขียนเป็นสมการได้ดังนี้ Cu(s) + Ag+(aq) Cu2+(aq) + 2Ag(s) (ปฏิกิริยารีดอกซ์) สรุปได้ว่าการเกิดปฏิกิริยารีดอกซ์จะต้องประกอบไปด้วยปฏิกิริยาย่อย 2 ปฏิกิริยา คือ  ปฏิกิริยาออกซิเดชัน (Oxidation reaction) หมายถึงปฏิกิริยาที่สารเสียอิเล็กตรอน หรือหมายถึงปฏิกิริยาที่สารมีการเพิ่มเลยออกซิเดชัน ปฏิกิริยารีดักชัน (Reduction reaction) หมายถึงปฏิกิริยาที่สารรับอิเล็กตรอน หรือหมายถึงปฏิกิริยาที่สารมีการลดเลขออกซิเดชัน การพิจารณาว่าปฏิกิริยาใดเป็นปฏิกิริยารีดอกซ์หรือไม่ อาจพิจารณาได้ง่าย ๆ ดังนี้ ปฏิกิริยาที่มีธาตุอิสระเป็นสารตั้งต้นหรือเป็นสารผลิตภัณฑ์จะเป็นปฏิกิริยารีดอกซ์ (ปฏิกิริยาสันดาป และปฏิกิริยาสังเคราะห์แสงเป็นปฏิกิริยารีดอกซ์) ปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นในเซลล์ไฟฟ้าเคมีทุกชนิดเป็นปฏิกิริยารีดอกซ์ ปฏิกิริยาเมตาบอลิซึมในร่างกายเป็นปฏิกิริยารีดอกซ์ ปฏิกิริยาที่มีธาตุแทรนซิชันร่วมอยู่ด้วยมักจะเป็นปฏิกิริยารีดอกซ์ ตัวรีดิวซ์ (Reducer or Reducing agent or Reductant) คือ สารที่ทำหน้าที่ให้อิเล็กตรอนแก่สารอื่น ดังนั้นตัวรีดิวซ์จึงมีเลขออกซิเดชันเพิ่มขึ้น ตัวออกซิไดซ์ (Oxidizer or Oxidizing agent or Oxidant) คือ สารที่ทำหน้าที่รับอิเล็กตรอนจากสารอื่น ดังนั้นตัวออกซิไดซ์จึงมีเลขออกซิเดชันลดลง ข้อสังเกต อโลหะอิสระมักจะเป็นตัวออกซิไดซ์ เพราะอโลหะชอบรักอิเล็กตรอน โลหะอิสระจะเป็นตัวรีดิวซ์ เพราะโลหะเสียอิเล็กตรอนได้ง่าย สารประกอบที่มีธาตุออกซิเจนเป็นองค์ประกอบมากกว่ามักจะเป็นตัวออกซิไดซ์ ส่วนสารที่มีออกซิเจนน้อยกว่า หรือไม่มีเลยมักจะเป็นตัวรีดิวซ์ ไอออนบวกมักจะเป็นตัวออกซิไดซ์ ส่วนไอออนลบมักจะเป็นตัวรีดิวซ์