การหาค่าศักย์ไฟฟ้าครึ่งเซลล์มาตรฐาน

การหาค่าศักย์ไฟฟ้าครึ่งเซลล์มาตรฐาน

การหาค่าศักย์ไฟฟ้าครึ่งเซลล์มาตรฐานหาโดยตรงไม่ได้ต้องมีอิเล็กโทรดมาเปรียบเทียบ (Reference Electrode) ได้แก่

1. โลหะตะกั่ว

2. ก๊าซ H₂ แล้วกำหนดให้ศักย์ของครึ่งเซลล์เปรียบเทียบเท่ากับศูนย์

แต่โดยทั่วไปไม่นิยมใช้โลหะเป็นอิเล็กโทรดเปรียบเทียบ เนื่องจากควบคุมความบริสุทธิ์ยากจึงหันมาให้ใช้ก๊าซ H₂ แทน

การใช้ก๊าซ H₂ เป็นอิเล็กโทรดเปรียบเทียบ ตามปกติก๊าซ H₂ ไม่นำไฟฟ้าและเกิดปฏิกิริยายาก จึงต้องใช้โลหะ Pt เป็นขั้วไฟฟ้าปละมี Pt Black เคลือบอยู่เพื่อช่วยให้เกิดปฏิกิริยาง่ายขึ้น จุ่มในสารละลายของกรด HCl และมีท่อก๊าซ H₂ ผ่านลงไป

จากรูป ขั้วลบ(Anode) คือ H₂ ขั้วบวก(Cathode) คือ Cu
แผนภาพเซลล์ไฟฟ้าเคมี Pt(s) | H₂(g) | H⁺(aq) || Cu²⁺(aq) | Cu(s)
ศักย์ไฟฟ้าของเซลล์ = ศักย์ไฟฟ้าที่แคโทด(ขั้วบวก) - ศักย์ที่แอโนด(ขั้วลบ)
E(เซลล์) = ศักย์ Cu - ศักย์ H₂
E(เซลล์) = ศักย์ Cu - 0

ดังนั้น ศักย์ครึ่งเซลล์ของ Cu = + (มีค่าเป็นบวกแสดงว่า Cu²⁺ ชิง e ดีกว่า H⁺) แต่ค่าศักย์ไฟฟ้าครึ่งเซลล์ (E) ขึ้นอยู่กับองค์ประกอบหลายอย่างคือ

1. ความเข้มข้นของสารละลาย

2. อุณหภูมิ

3. ความดัน (ถ้าเป็นก๊าซ)

4. ชนิดของขั้ว

จากองค์ประกอบทั้ง 5 ข้อ จึงต้องกำหนดมาตรฐานโดยใช้ความดัน 1 โมล/ลิตร , T = 0.25 ⁰C, ความดัน = 1 บรรยากาศ (E -> E⁰)

ดังนั้น เราจึงเรียกศักย์ไฟฟ้าครึ่งเซลล์ ณ ภาวะมาตรฐานว่า ศักย์ไฟฟ้าครึ่งเซลล์มาตรฐาน (E⁰) และค่า E⁰ ไม่ขึ้นกับปริมาณ

สรุป

1. ถ้า E⁰ เป็นบวกแสดงว่าครึ่งเซลล์นั้นชิง e^- ได้ดีกว่าครึ่งเซลล์ H₂

ถ้า E⁰ เป็นลบแสดงว่าครึ่งเซลล์นั้นชิง e^- สู้ครึ่งเซลล์ H₂ ไม่ได้

2. ถ้า E⁰ บวกมากชิง e^- ดีกว่าบวกน้อย > 0 > ลบน้อย > ลบมาก