ຕົວຢ່າງຄຳຖາມ ແລະ ການສົນທະນາກ່ຽວກັບການນຳໃຊ້ໄຟຟ້າເຄມີ: ການເຄືອບໂລຫະ
ເຄມີໄຟຟ້າແມ່ນສາຂາໜຶ່ງຂອງເຄມີທີ່ສຶກສາຄວາມສຳພັນລະຫວ່າງປະຕິກິລິຍາເຄມີ ແລະ ກະແສໄຟຟ້າ. ໜຶ່ງໃນການນຳໃຊ້ທີ່ພົບເລື້ອຍ ແລະ ເປັນປະໂຫຍດທີ່ສຸດຂອງເຄມີໄຟຟ້າແມ່ນການຊຸບໂລຫະ ຫຼື ການວາງດ້ວຍໄຟຟ້າ. ການຊຸບໂລຫະຖືກນຳໃຊ້ໃນຫຼາກຫຼາຍອຸດສາຫະກຳ, ຕັ້ງແຕ່ການຕົກແຕ່ງຈົນເຖິງການນຳໃຊ້ທີ່ເປັນປະໂຫຍດ, ເຊັ່ນ: ການເຄືອບທີ່ທົນທານຕໍ່ການກັດກ່ອນ ຫຼື ການປັບປຸງຄວາມນຳໄຟຟ້າ.
ບົດຄວາມນີ້ຈະປຶກສາຫາລືບັນຫາຕົວຢ່າງຫຼາຍຢ່າງທີ່ກ່ຽວຂ້ອງກັບການນຳໃຊ້ເຄມີໄຟຟ້າໃນການຊຸບໂລຫະ, ພ້ອມກັບຂັ້ນຕອນໃນການແກ້ໄຂບັນຫາເຫຼົ່ານັ້ນ. ການເຂົ້າໃຈແນວຄວາມຄິດພື້ນຖານ ແລະ ການນຳໃຊ້ຕົວຈິງຂອງການວາງໂລຫະດ້ວຍໄຟຟ້າຈະຊ່ວຍໃຫ້ທ່ານແກ້ໄຂບັນຫາປະເພດຕ່າງໆໃນຂົງເຂດນີ້. ນີ້ແມ່ນບັນຫາຕົວຢ່າງບາງຢ່າງ:
ຕົວຢ່າງບັນຫາທີ 1: ການຊຸບເງິນໃສ່ທອງແດງ
ຄຳຖາມ:
ທ່ານຕ້ອງການເຄືອບເງິນໃສ່ແຜ່ນທອງແດງໂດຍໃຊ້ສານລະລາຍເງິນໄນເຕຣດ (AgNO3). ແຜ່ນທອງແດງມີນໍ້າໜັກ 500 ກຣາມ, ໃຊ້ໄຟຟ້າ 2 ແອມ, ແລະຕ້ອງໃຊ້ເວລາເຄືອບ 1 ຊົ່ວໂມງ. ເງິນຈະເຄືອບຈັກກຣາມໃສ່ແຜ່ນທອງແດງ?
ເປບບາຮາຊານ:
1. ກຳນົດປະຈຸໄຟຟ້າທີ່ໃຊ້:
ປະຈຸໄຟຟ້າທີ່ໃຊ້ (Q) ສາມາດຄິດໄລ່ໄດ້ໂດຍໃຊ້ສູດ:
\[
Q = I ຄູນ t
\]
ຢູ່ໃສ:
-I = ກະແສໄຟຟ້າ (ແອມແປ)
- t = ເວລາ (ວິນາທີ)
ປ່ຽນເວລາຈາກຊົ່ວໂມງເປັນວິນາທີ:
\[
t = 1 ຊົ່ວໂມງຄູນ 3600 ວິນາທີ/ຊົ່ວໂມງ = 3600 ວິນາທີ
\]
ການຄິດໄລ່ປະຈຸໄຟຟ້າ:
\[
Q = 2 ຄູນ A = 3600 ຄູນ s = 7200 ຄູນ Coulomb
\]
2. ການຄິດໄລ່ກະແສໄຟຟ້າຟາຣາເດ (nF):
ປະຕິກິລິຍາການຊຸບເງິນຂອງ Ag+ ກັບ Ag(s) ແມ່ນ:
\[
\text{Ag}^+ + e^- \rightarrow \text{Ag}
\]
ນີ້ໝາຍຄວາມວ່າຕ້ອງມີເອເລັກຕຣອນ 1 ໂມລເພື່ອຝາກເງິນ 1 ໂມລ.
ຄ່າຂອງຄ່າຄົງທີ່ຂອງຟາຣາເດ (F) ແມ່ນ 96485 ຄູລອມ/ໂມລ ເອເລັກຕຣອນ.
ການຄິດໄລ່ໂມລຂອງເອເລັກຕຣອນທີ່ໃຊ້:
\[
\text{n} = \frac{Q}{F} = \frac{7200 \text{ C}}{96485 \text{ C/mol}} = 0.0746 \text{ mol}
\]
3. ການຄິດໄລ່ມວນສານຂອງເງິນທີ່ເຄືອບ:
ໂດຍການໃຊ້ມວນໂມລຂອງ Ag (107.87 g/mol), ມວນຂອງເງິນສາມາດຄິດໄລ່ໄດ້ດັ່ງນີ້:
\[
ມວນສານຂອງ Ag = 0.0746 mol ຄູນ 107.87 g/mol = 8.05 g
\]
ສະນັ້ນ, ເງິນ 8.05 ກຣາມຈະຖືກຊຸບໃສ່ແຜ່ນທອງແດງ.
ຕົວຢ່າງຄຳຖາມທີ 2: ປະສິດທິພາບຂອງການເຄືອບ
ຄຳຖາມ:
ຖ້າຫາກວ່າໃນຂະບວນການຊຸບເງິນກ່ອນໜ້ານີ້, ປະສິດທິພາບຂອງການຊຸບແມ່ນພຽງແຕ່ 85%, ແລ້ວເງິນຈຳນວນເທົ່າໃດກຣາມທີ່ຖືກຊຸບໃສ່ແຜ່ນທອງແດງ?
ເປບບາຮາຊານ:
1. ການຄິດໄລ່ມວນສານຂອງເງິນດ້ວຍປະສິດທິພາບ:
ມວນສານຂອງເງິນທີ່ຊຸບແລ້ວໂດຍບໍ່ຄຳນຶງເຖິງປະສິດທິພາບແມ່ນ 8.05 ກຣາມ (ຈາກຕົວຢ່າງຄຳຖາມທີ 1).
ໃນປະສິດທິພາບ 85%, ນ້ຳໜັກຕົວຈິງຂອງເງິນທີ່ຊຸບແມ່ນ:
\[
ມວນສານຕົວຈິງຂອງ Ag = 8.05 g ຄູນ 0.85 = 6.84 g
\]
ສະນັ້ນ, ເງິນ 6.84 ກຼາມຖືກຊຸບໃສ່ແຜ່ນທອງແດງ.
ຕົວຢ່າງທີ 3: ການເຄືອບໂລຫະອື່ນໆ
ຄຳຖາມ:
ຖ້າທ່ານຕ້ອງການເຄືອບວັດຖຸດ້ວຍໂລຫະນິກເກີນໂດຍໃຊ້ສານລະລາຍ NiSO4, ມັນຈະໃຊ້ເວລາດົນປານໃດໃນການເຄືອບນິກເກີນ 10 ກຣາມ ຖ້າກະແສໄຟຟ້າທີ່ໃຊ້ແມ່ນ 3 ແອມແປ?
ເປບບາຮາຊານ:
1. ການກຳນົດຄວາມຕ້ອງການເອເລັກຕຣອນຂອງໂມເລ:
ປະຕິກິລິຍາການຊຸບນິກເກີນຂອງ Ni^2+ ກັບ Ni(s) ແມ່ນ:
\[
\text{Ni}^{2+} + 2e^- \rightarrow \text{Ni}
\]
ນີ້ໝາຍຄວາມວ່າຕ້ອງມີເອເລັກຕຣອນ 2 ໂມລເພື່ອຝາກນິກເກີນ 1 ໂມລ.
2. ການຄິດໄລ່ໂມລຂອງນິກເກີນ:
ໂດຍການໃຊ້ມວນໂມລຂອງນິກເກີນ (58.69 g/mol), ໂມລຂອງນິກເກີນທີ່ຕ້ອງການແມ່ນ:
\[
\text{n (Ni)} = \frac{10 \text{ g}}{58.69 \text{ g/mol}} = 0.1704 \text{ mol Ni}
\]
3. ການຄິດໄລ່ໂມລຂອງເອເລັກຕຣອນ:
ເນື່ອງຈາກແຕ່ລະໂມລຂອງນິກເກີນຕ້ອງການ 2 ໂມລຂອງເອເລັກຕຣອນ:
\[
\text{n (ເອເລັກຕຣອນ)} = 0.1704 \text{ mol Ni} \times 2 \text{ mol e^-}/\text{mol Ni} = 0.3408 \text{ ເອເລັກຕຣອນໂມລ}
\]
4. ການຄິດໄລ່ປະຈຸໄຟຟ້າ:
ການໃຊ້ຄ່າຄົງທີ່ຂອງ Faraday (F = 96485 C/mol), ຄ່າໄຟຟ້າທີ່ຕ້ອງການແມ່ນ:
\[
Q = n (ເອເລັກຕຣອນ) ຄູນ F = 0.3408 ໂມລ ຄູນ 96485 C/ໂມລ = 32872 C
\]
5. ການຄິດໄລ່ເວລາທີ່ຕ້ອງການ:
ດ້ວຍກະແສໄຟຟ້າ (I) ຂອງ 3 Amperes, ເວລາ (t) ທີ່ຕ້ອງການແມ່ນ:
\[
t = \frac{Q}{I} = \frac{32872 \text{ C}}{3 \text{ A}} = 10957.33 \text{ ວິນາທີ}
\]
ປ່ຽນວິນາທີເປັນຊົ່ວໂມງ:
\[
t = \frac{10957.33 \text{ s}}{3600 \text{ s/ຊົ່ວໂມງ}} = 3.04 \text{ ຊົ່ວໂມງ}
\]
ສະນັ້ນ, ເວລາທີ່ຕ້ອງການເພື່ອເຄືອບນິກເກີນ 10 ກຣາມແມ່ນປະມານ 3.04 ຊົ່ວໂມງ.
ສະຫຼຸບ
ໃນບົດຄວາມນີ້, ພວກເຮົາໄດ້ສົນທະນາບັນຫາຕົວຢ່າງຫຼາຍຢ່າງກ່ຽວກັບການນຳໃຊ້ເຄມີໄຟຟ້າໃນການຊຸບໂລຫະ. ໂດຍການເຂົ້າໃຈຂັ້ນຕອນຕ່າງໆທີ່ກ່ຽວຂ້ອງກັບການຊຸບເງິນ ແລະ ນິກເກີນ, ທ່ານສາມາດເຂົ້າໃຈການນຳໃຊ້ຕົວຈິງຂອງເຄມີໄຟຟ້າໄດ້ຢ່າງຈະແຈ້ງຂຶ້ນ. ຂະບວນການຕ່າງໆເຊັ່ນ: ການກຳນົດປະຈຸໄຟຟ້າທີ່ໃຊ້, ການຄິດໄລ່ໂມລຂອງເອເລັກຕຣອນ ແລະ ມວນສານຂອງໂລຫະທີ່ຖືກຊຸບ, ແລະ ການກຳນົດເວລາທີ່ຕ້ອງການສຳລັບຂະບວນການຊຸບແມ່ນທັກສະທີ່ສຳຄັນທັງໝົດທີ່ຕ້ອງການໃນຂົງເຂດນີ້.
ຫວັງວ່າບົດຄວາມນີ້ຈະເປັນປະໂຫຍດໃນການຊ່ວຍໃຫ້ທ່ານເປັນແມ່ບົດໃນແນວຄວາມຄິດ ແລະ ການນຳໃຊ້ໄຟຟ້າເຄມີໃນການຊຸບໂລຫະ.
