Battery (Pre)

จากปฏิกิริยาที่ขั้วแอโนดของเซลล์เชื้อเพลิงแบบแอลคาไลน์
 $2H_2\left(g\right)\ +\ 4OH^-\left(aq\right)\ \rightarrow\ 4H_2O\left(l\right)\ +\ 4e^-$  
และเซลล์เชื้อเพลงแบบเยื่อแลกเปลี่ยนโปรตอน
 $2H_2\left(g\right)\ \rightarrow4H^+\left(aq\right)\ +\ 4e^-$  
ข้อใดต่อไปนี้ กล่าวถูกต้อง

• เซลล์เชื้อเพลิงแบบแอลคาไลน์ทำงานได้ที่อุณหภูมิต่ำกว่าเซลล์เชื้อเพลิงแบบเยื่อแลกเปลี่ยนโปรตอน

• เซลล์เชื้อเพลิงแบบเยื่อแลกเปลี่ยนโปรตอนไม่สามารถทำงานได้ในสภาวะที่ความดันต่ำ

• เซลล์เชื้อเพลิงแบบแอลคาไลน์มีอิเล็กโทรไลต์เป็นเบส

• เซลล์เชื้อเพลิงแบบเยื่อแลกเปลี่ยนโปรตอนมีอิเล็กโทรไลต์เป็นสารละลาย

 $Zn\left(s\right)+Ag_2O\left(s\right)\rightarrow ZnO\left(s\right)\ +\ 2Ag\left(s\right)$  

จากปฏิกิริยาที่กำหนดให้ จงแสดงการเขียนแผนภาพเซลล์ของแบตเตอรี่ลิเทียมไอออน 

•  $Ag\left(s\right)I\ Ag^+\left(aq\right)\ II\ Zn\left(s\right)I\ Zn^{2+}\left(aq\right)$  

•  $Ag\left(s\right)I\ Ag^+\left(aq\right)II\ \ Zn^{2+}\left(aq\right)\ I\ Zn\left(s\right)$  

•  $Zn\left(s\right)\ I\ Zn^{2+}\left(aq\right)\ II\ Ag\left(s\right)\ I\ Ag^+\left(aq\right)$  

•  $Zn\left(s\right)\ I\ Zn^{2+}\left(aq\right)\ II\ Ag^+\left(aq\right)\ I\ Ag\left(s\right)$  

 $2H_2\left(g\right)\ +\ O_2\left(g\right)\ \rightarrow\ 2H_2O\left(l\right)$  

จากปฏิกิริยาด้านบน เป็นปฏิกิริยารวมของเซลล์เชื้อเพลิงเยื่อแลกเปลี่ยนโปรตอนและเซลล์แอลคาไลน์  ซึ่งสามารถสรุปได้ว่า เซลล์เชื้อเพลิงเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม ข้อความต่อไปนี้กล่าวถูกหรือผิด เพราะเหตุใด

• ถูก เพราะ จากสมการเห็นว่าไม่มีของเสียเกิดขึ้นเป็นผลิตภัณฑ์ 

• ถูก เพราะ หากพิจารณาภายในสมการจะเห็นว่ามีการกำจัดกรดและเบสเกิดขึ้น

• ผิด เพราะ หากพิจารณาองค์ประกอบภายในเซลล์จะเห็นว่ามีการใช้เบสและกรดเป็นอิเล็กโทรไลต์ตามลำดับ ส่งผลให้เกิดสภาวะที่เป็นพิษ

• ผิด เพราะ มีการใช้เยื่อพอลิเมอร์ซึ่งเป็นพิษกับสิ่งแวดล้อมเป็นอิเล็กโทรไลต์

 $H_2\left(g\right)\ +\ 2OH^-\left(aq\right)\ \rightarrow\ 2H_2O\left(l\right)\ +\ 2e^-\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ E^0\ =\ -0.83\ V$   $O_2\left(g\right)\ +\ 2H_2O\left(l\right)\ +\ 4e^-\rightarrow\ 4OH^-\left(aq\right)\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ E^0\ =\ +0.40\ V$ คำนวณค่าศักย์ไฟฟ้าของเซลล์เชื้อเพลิงแบบแอลคาไลน์ ซึ่งเป็นเซลล์กัลวานิก

• +1.23 V

• +1.66 V

• +0.43 V

• +0.03 V

แบตเตอรี่แอลคาไลน์และแบตเตอรี่ซิงค์-คาร์บอน ที่ขั้วแคโทดและแอโนด ใช้สารชนิดเดียวกัน แต่แบตเตอรี่แอลคาไลน์มีการใช้ KOH หรือ NaOH เป็นอิเล็กโทรไลต์แทน NH₄Cl และ ZnCl₂ จึงส่งผลให้แบตเตอรี่แอลคาไลน์มีข้อดีมากกว่าแบตเตอรี่ซิงค์-คาร์บอน จากข้อความต่อไปนี้ ถูกหรือผิด เพราะเหตุใด

• ถูก เพราะ แบตเตอรี่แอลคาไลน์มีอายุการใช้ที่นานกว่า เนื่องจากอิเล็กโทรไลต์มีสภาวะเป็นเบสจึงเกิดการกัดกร่อนน้อยกว่าแบตเตอรี่ซิงค์-คาร์บอนซึ่งมีสภาวะเป็นกรด

• ถูก เพราะ แบตเตอรี่แอลคาไลน์สามารถทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพสูงกว่า เนื่องจากมีอิเล็กโทรไลต์ที่มีความสามารถในการแตกตัวเป็นไอออนได้มากกว่าแบตเตอรี่ซิงค์-คาร์บอน

• ผิด เพราะ แบตเตอรี่ทั้งสองทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพเทียบเท่ากัน เนื่องจากอิเล็กโทรไลต์ทั้งสภาวะเบสและสภาวะกรด มีความสามารถในการแตกตัวเทียบเท่ากัน

• ผิด เพราะ แบตเตอรี่ทั้งสองมีอายุการใช้งานที่เทียบเท่ากัน เนื่องจากมีสารที่ขั้วแอโนดและแคโทดชนิดเดียวกัน

ในรถยนต์มีอุปกรณ์ที่สามารถให้ประจุกับแบตเตอรี่ในระหว่างที่รถยนต์เคลื่อนที่ จากข้อความต่อไปนี้ จงพิจารณาว่าแบตเตอรี่รถยนต์เป็นแบตเตอรี่ชนิดใด

• แบตเตอรี่ปฐมภูมิ

• แบตเตอรี่ทุติยภูมิ

• แบตเตอรี่กัลวานิก

• แบตเตอรี่อิเล็กโทรลิติก

 $2PbSO_4\left(s\right)\ +\ 2H_2O\left(l\right)\rightarrow Pb\left(s\right)\ +\ PbO_2\left(s\right)\ +4H^+\left(aq\right)\ +\ 2SO_{4\left(aq\right)}^{2-}$  

 จากสมการเป็นปฏิกิริยาผันกลับของการจ่ายไฟในแบตเตอรี่ตะกั่ว จงพิจารณาว่า เพราะเหตุใดเมื่อใช้แบตเตอรี่ตะกั่วเป็นระยะเวลานาน จึงไม่สามารถนำกลับมาใช้ได้อีก

•  $PbO_2$   เกาะกับโลหะตะกั่วอย่างหนาแน่นทำให้โลหะตะกั่วไม่สามารถเกิดปฏิกิริยาได้

• ความเข้มข้นของสารละลายอิเล็กโทรไลต์ลดลง เนื่องจากไฮโดรเจนไอออนเพิ่มมากขึ้น จึงทำให้แบตเตอรี่ไม่สามารถจ่ายไฟได้

•  $PbSO_4$   ที่เกิดขึ้นจากการจ่ายไฟบางส่วนไม่เกาะหรือหลุดออกจากขั้วไฟฟ้า ทำให้แผ่นตะกั่วกร่อนจนไม่สามารถประจุได้อีก

• น้ำในแบตเตอรี่ถูกใช้เกิดปฏิกิริยาจนหมด จึงทำให้แบตเตอรี่ไม่สามารถทำงานได้

แบตเตอรี่ชนิดเซลล์ทุติยภูมิ มีคุณสมบัติอย่างไร

• ใช้หมดแล้วไม่สามารถนำกลับมาประจุใหม่

• ใช้หมดแล้วสามารถนำกลับมาประจุใหม่อีก

• เกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันซ้ำ 2 ครั้งในแอโนด

• เกิดปฏิกิริยารีดักชันซ้ำ 2 ครั้งในแคโทด

การประจุของแบตเตอรี่ทุติยภูมิ ใช้หลักการของเซลล์กัลวานิกหรืออิเล็กโทรลิติก

• หลักการของเซลล์กัลวานิก

• หลักการของเซลล์อิเล็กโทรลิติก

• หลักการของเซลล์เชื้อเพลิงแอลคาไลน์

• หลักการของเซลล์เชื้อเพลิงเยื่อแลกเปลี่ยนโปรตอน

 $Cathode\ :\ 2MnO_2\left(s\right)\ +\ 2NH_4^+\left(aq\right)\ +\ 2e^-\rightarrow\ Mn_2O_3\left(s\right)\ +\ 2NH_{3\left(g\right)\ }+H_2O\left(l\right)$   $Anode\ :\ Zn\left(s\right)\ \rightarrow Zn^{2+}\left(aq\right)+e^-$  

จากสมการด้านบนเป็นปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นในเซลล์ถ่านไฟฉายซึ่งเป็นเซลล์ปฐมภูมิ จงพิจารณาว่าข้อใดต่อไปนี้ถูกต้อง

• โลหะสังกะสีเกิดการกร่อน

• โลหะสังกะสีมีมวลเพิ่มมากขึ้น

• ความเข้มข้นของสารละลายอิเล็กโทรไลต์มีความเข้มข้นลดลง

• ไม่เกิดการเปลี่ยนแปลง