Electrochemistry Experiments — Harnessing Electron Flow

9 การทดลอง

Electrochemistry experiments demonstrate the interconversion of chemical and electrical energy. Students build galvanic cells from different metals, measure cell voltages, perform electrolysis, and explore Faraday's laws. These experiments connect abstract thermodynamic concepts to tangible observations — lighting a bulb with a lemon battery or copper-plating a key.

Learning Objectives

Understand half-cell reactions, calculate standard cell potentials using electrode potential tables, verify Faraday's laws (mass deposited proportional to charge passed), and explore factors affecting cell voltage including concentration, temperature, and electrode surface area.

Key Techniques

Construct a Daniell cell using zinc and copper electrodes in their respective sulfate solutions connected by a salt bridge. Measure open-circuit voltage with a high-impedance voltmeter. For electrolysis, weigh electrodes before and after to verify Faraday's laws. Use a potentiostat for precise voltage control in advanced experiments.

Equipment Overview

Required: metal electrodes (Zn, Cu, Fe, Mg), electrolyte solutions, salt bridges (KNO3 in agar), voltmeter, ammeter, DC power supply for electrolysis, analytical balance (0.001 g). Advanced: potentiostat, reference electrodes (Ag/AgCl, SCE).

การชุบด้วยไฟฟ้าด้วยทองแดง

การฝากชั้นทองแดงบาง ๆ บนวัตถุโลหะ

ชุบกุญแจหรือเหรียญโลหะด้วยทองแดงโดยใช้ไฟฟ้า เพื่อแสดงให้เห็นกระบวนการอุตสาหกรรมของการสะสมทางไฟฟ้าและกฎของฟาราเดย์

Intermediate (High School) · 60 min · 8 ขั้นตอน

การตรวจสอบอนุกรมกิจกรรม

การทดสอบความว่องไวของโลหะด้วยปฏิกิริยาการแทนที่

ตรวจสอบอนุกรมกิจกรรมทางเคมีไฟฟ้าโดยการทดสอบว่าโลหะสามารถแทนที่โลหะอื่นจากสารละลายได้หรือไม่

Beginner (Middle School) · 30 min · 7 ขั้นตอน

การวัดศักย์ไฟฟ้าเซลล์โวลตาอิก

การวัด EMF ของการรวมกันของครึ่งเซลล์ต่าง ๆ

วัดแรงดันไฟฟ้าเคลื่อนที่ (EMF) ของการรวมกันของเซลล์กัลวานิกหลายชุดและเปรียบเทียบกับค่าศักย์การรีดักชันมาตรฐาน

Advanced (University) · 60 min · 8 ขั้นตอน

การสร้างเซลล์ดาเนียล

การสร้างเซลล์กัลวานิกสังกะสี-ทองแดงแบบคลาสสิก

สร้างเซลล์ดาเนียลเพื่อวัดศักย์ไฟฟ้าเซลล์มาตรฐานและสังเกตปฏิกิริยาทางเคมีไฟฟ้าที่แต่ละขั้วไฟฟ้า

Intermediate (High School) · 45 min · 8 ขั้นตอน

เซลล์ความเข้มข้น

การสร้างแรงดันไฟฟ้าจากความแตกต่างของความเข้มข้น

สร้างเซลล์ความเข้มข้นโดยใช้ครึ่งเซลล์ทองแดงที่ความเข้มข้นต่างกันและตรวจสอบการทำนายสมการเนิร์นสต์สำหรับศักย์ไฟฟ้าเซลล์

Advanced (University) · 45 min · 7 ขั้นตอน

แบตเตอรี่มะนาว

การสร้างเซลล์กัลวานิกอย่างง่ายจากผลไม้ตระกูลส้ม

สร้างเซลล์กัลวานิกอย่างง่ายโดยใช้มะนาว เหรียญทองแดง และตะปูสังกะสี เพื่อแสดงให้เห็นว่าพลังงานเคมีแปลงเป็นพลังงานไฟฟ้าอย่างไร

Beginner (Middle School) · 20 min · 7 ขั้นตอน

วิธีป้องกันสนิม

การเปรียบเทียบการชุบสังกะสี การเคลือบน้ำมัน และแอโนดเสียสละ

เปรียบเทียบวิธีป้องกันสนิมต่าง ๆ และทำความเข้าใจว่าการป้องกันแบบกัลวานิก (แอโนดเสียสละ) ทำงานทางไฟฟ้าเคมีอย่างไร

Beginner (Middle School) · 30 min · 7 ขั้นตอน

อิเล็กโทรลิซิสของคอปเปอร์ซัลเฟต

อิเล็กโทรลิซิสเชิงปริมาณด้วยขั้วไฟฟ้าทองแดง

ทำอิเล็กโทรลิซิสเชิงปริมาณของสารละลายคอปเปอร์ซัลเฟตโดยใช้ขั้วไฟฟ้าทองแดงและตรวจสอบกฎข้อแรกของอิเล็กโทรลิซิสของฟาราเดย์

Intermediate (High School) · 50 min · 7 ขั้นตอน

อิเล็กโทรลิซิสของน้ำ

การแยกน้ำออกเป็นก๊าซไฮโดรเจนและออกซิเจน

สลายน้ำออกเป็นก๊าซไฮโดรเจนและออกซิเจนโดยใช้อิเล็กโทรลิซิส และตรวจสอบอัตราส่วนปริมาตร 2:1 ที่ทำนายโดยสโตอิชิโอเมทรี

Intermediate (High School) · 40 min · 7 ขั้นตอน