การทำทองแดงให้บริสุทธิ์

สิ่ง เจือปนที่มักจะมีอยู่ในทองแดง ได้แก่ เหล็ก เงิน ทอง แพลตินัม และสังกะสี เมื่อต้องการทำทองแดงให้บริสุทธิ์ (GRedCat) ต้องจัดให้แท่งทองแดงที่ไม่บริสุทธิ์เป็นขั้วแอโนด (LAnOX) และแผ่นทองแดงที่บริสุทธิ์เป็นแคโทดจุ่มอยู่ในสารละลายผสมของคอปเปอร์ (II) ซัลเฟตกับกรดซัลฟิวริก ครึ่งปฏิกิริยารีดักชันและค่า E^๐ ที่เกี่ยวข้องมีดังต่อไปนี้

Au³⁺(aq) + 3e^- Au(s)                        +1.50 V

Pt²⁺(aq) + 2e^- Pt(s)                          +1.20 V

Ag⁺(aq) + e^- Ag(s)                            +0.80 V

Cu²⁺aq) + 2e^- Cu(s)                   +0.34 V

Fe²⁺(aq) + 2e^- Fe(s)                         -0.44 V

Zn²⁺(aq) + 2e^- Zn(s)                         -0.76 V

การเปลี่ยนแปลงจะเกิดขึ้นเมื่อผ่านกระแสไฟฟ้าตรงที่มีศักย์ไฟฟ้าที่เหมาะสม ลงไปในสารละลาย ดังนั้นที่ขั้วแอโนด สารที่จะเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันก็คือ Cu แต่ค่า E^๐ ของ Fe และ Zn มีค่าน้อยกว่า Cu จึงสามารถเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันได้ดีกว่า Cu^2+, Fe²⁺ และ Zn²⁺ จึงละลายลงไปในสารละลาย ส่วน Au  Pt และ Ag ซึ่งมีศักย์ไฟฟ้าสูงกว่าไม่สามารถเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันได้ เมื่อแท่งทองแดงที่ไม่บริสุทธิ์กร่อนไปเรื่อย ๆ Au  Pt และ Ag ก็จะตกเป็นตะกอนลงมาที่ก้นภาชนะ
ส่วนที่ขั้วแคโทด ไอออนที่สามารถจะเกิดปฏิกิริยารีดักชันได้คือ Cu^2+, Fe²⁺ และ Zn²⁺ แต่ค่า E^๐ ของ Cu²⁺ สูงที่สุดจึงมาเกิดปฏิกิริยารีดักชันที่ขั้วแคโทดได้ จึงเกิดเป็นโลหะทองแดงเกาะที่ขั้วซึ่งเป็นแผ่นทองแดงบริสุทธิ์ ทำให้ได้ทองแดงที่บริสุทธิ์ขึ้น ส่วน Fe2+ และ Zn2+ ก็จะอยู่ในสารละลาย

ที่ขั้วแอโนด Cu(s)  Cu²⁺aq) + 2e^-

Fe(s) Fe²⁺(aq) + 2e^-

Zn(s) Zn²⁺(aq) + 2e^-

ที่ขั้วแคโทด  Cu²⁺aq) + 2e^- Cu(s)

การชุบช้อนโลหะด้วยเงิน

หลักการของการชุบโลหะด้วยไฟฟ้าคือ ต้องให้โลหะชนิดหนึ่งมาเคลือบบนโลหะอีกชนิดหนึ่งที่อยู่เป็นแคโทด โดยจัดเซลล์ดังนี้

ขั้วแอโนด: โลหะที่ใช้ชุบ

ขั้วแคโทด: โลหะที่ต้องการชุบ

สารละลายอิเล็กโทรไลต์: โลหะไอออนของโลหะที่เป็นแอโนด

ไฟฟ้า: กระแสตรง

จาก รูป การชุบช้อนโลหะด้วยเงิน ต้องใช้เงินเป็นแอโนด ช้อนโลหะเป็นแคโทด และใช้สารละลายซิลเวอร์ไนเตรตเป็นสารละลายอิเล็กโทรไลต์

ขั้วแอโนด: Ag:            Ag(s) Ag⁺(aq) + e^-

ขั้วแคโทด: ช้อน:          Ag⁺(aq) + e^- Ag(s)