สารบัญ
ในการเรียนรายวิชาเคมี เรื่องของ “เคมีไฟฟ้า” เป็นอีกเนื้อหาที่เด็ก ๆ ทุกคนต้องมีโอกาสได้ศึกษา เสมือนเป็นพื้นฐานที่เกี่ยวข้องกับไฟฟ้าเพื่อต่อยอดสู่การเรียนในด้านอื่น และยังมีการนำเนื้อหาทางวิทยาศาสตร์เข้ามาเพิ่มเติมในบทเรียนด้วย จึงอยากพาทุกคนมาทำความรู้จักกันเบื้องต้นว่าคืออะไร แบ่งได้กี่ประเภท และข้อมูลที่จะสร้างประโยชน์ได้อย่างแน่นอนครับ
เคมีไฟฟ้า คืออะไร
เคมีไฟฟ้า คือ การศึกษาที่เกี่ยวข้องกับปฏิกิริยาเคมีที่อิเล็กตรอนเกิดการเคลื่อนตัวส่งผลให้เกิดกระแสไฟฟ้าขึ้น ปกติแล้วปฏิกิริยาทางเคมีจะเกิดอินเตอร์เฟซระหว่างอิเล็กโทรด (ตัวนำของแข็ง) กับ อิเล็กโทรไลด์ (ของแข็งหรือของเหลวที่มีไอออนอิสระและสามารถนำไฟฟ้าได้)
เคมีไฟฟ้า มีกี่ประเภท
จากความหมายที่อธิบายไว้ข้างต้น จะสามารถแบ่งเคมีไฟฟ้าออกได้ทั้งหมด 2 ประเภท ได้แก่
1. ปฏิกิริยาที่มีการถ่ายเทอิเล็กตรอน หรือ ปฏิกิริยารีดอกซ์ (Redox Reaction)
2. ปฏิกิริยาที่ไม่มีการถ่ายเทอิเล็กตรอน หรือ ปฏิกิริยานอนรีดอกซ์ (Non-redox Reaction)
ทั้งนี้ ปฏิกิริยารีดอกซ์ หมายถึง ปฏิกิริยาที่เลขออกซิเดชันของสารมีการเปลี่ยนแปลง และยังแบ่งออกเป็นปฏิกิริยาย่อย (ครึ่งปฏิกิริยา) ได้อีก 2 ประเภท ดังนี้
- ครึ่งปฏิกิริยาที่มีการให้อิเล็กตรอน หรือ ปฏิกิริยาออกซิเดซัน
- ครึ่งปฏิกิริยาที่มีการรับอิเล็กตรอน หรือ ปฏิกิริยารีดักซัน
สิ่งสำคัญคือทั้ง 2 ปฏิกิริยาดังกล่าวต้องมีการเกิดขึ้นในเวลาเดียวกัน จึงเรียกปฏิกิริยารวมนั้นว่า “ปฏิกิริยาออกซิเดชัน – รีดักชัน” หรือ “ปฏิกิริยารีดอกซ์”
สรุปการเกิดปฏิกิริยารีดอกซ์
จากเนื้อหาที่ระบุไว้จึงสามารถสรุปได้ชัดเจนว่า ปฏิกิริยารีดอกซ์ต้องเกิดมีทั้งตัวรีดิวซ์ (สารที่ถ่ายเทอิเล็กตรอนได้) เพื่อให้เกิดปฏิกิริยาออกซิเดซัน (Oxidation Reaction) และตัวออกซิไดซ์ (สารที่รับอิเล็กตรอนได้) เพื่อให้เกิดปฏิกิริยารีดักซัน (Reduction Reaction)
ประเภทของเซลล์เคมีไฟฟ้า
1. เซลล์กัลวานิก (Galvanic cell)
เซลล์เคมีไฟฟ้าที่สามารถเปลี่ยนพลังงานเคมีสู่พลังงานไฟฟ้าได้จากปฏิกิริยาทางเคมีที่เกิดขึ้น เช่น แบตเตอรี่ลิเธียมไอออน ถ่านไฟฉาย AA
2. เซลล์อิเล็กโทรไลต์ (Electrolytic Cell)
เซลล์เคมีไฟฟ้าที่สามารถเปลี่ยนพลังงานไฟฟ้าสู่พลังงานเคมีจากปฏิกิริยาที่เกิดจากพลังงานไฟฟ้าภายนอกเพื่อให้ปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นเองไม่ได้มีอยู่ในเซลล์ เช่น การแยกน้ำออกมาเป็นไฮโดรเจนและออกซิเจน เป็นต้น
การนำเคมีไฟฟ้าไปใช้ประโยชน์
นับตั้งแต่มีการพบเจอหลักการของเคมีไฟฟ้าก็สามารถนำไปใช้ประโยชน์ในหลายด้าน ไม่ว่าจะเป็นการทำแบตเตอรี่ชนิดต่าง ๆ (แบตเตอรี่รถยนต์ แบตเตอรี่มือถือ ฯลฯ) ถ่านไฟฉาย การชุบโลหะของโรงงานอุตสาหกรรม การแยกสารด้วยไฟฟ้า หรือการทำให้สารมีความบริสุทธิ์ การพัฒนาเซ็นเซอร์สำหรับตรวจวัดมลพิษ เป็นต้น
นี่คือข้อมูลที่น่าสนใจของเคมีไฟฟ้าที่เด็ก ๆ ทุกคนนำไปศึกษาเบื้องต้นกันได้เลย ส่วนใครวางแผนอยากสอบเข้าค่าย สอวน. และเน้นด้านวิชาเคมีเป็นหลัก “คอร์สติว สอวน. เคมีกับครูปีโป้” ยินดีเป็นอีกผู้ช่วยให้ผลลัพธ์ของทุกคนสำเร็จตามเป้าหมายที่คาดหวัง เรียนสนุก เข้าใจง่าย สรุปมาให้แบบครบถ้วนแล้ว
