การศึกษาการตกตะกอนของนำ้ด้วยไฟฟ้าเคมี 1

การศึกษาการตกตะกอนของน้ำด้วย ไฟฟ้าเคมี ELECTROCHEMICAL WATER SEDUMENTATION STUDY 1

สมาชิก ครูที่ปรึกษา 1. คุณครูเฉลิมชัย มุขศรี นางสาวชนิกานต์ ไชยลาภ 2. 3. นายเศรษฐพงศ์ สิทธิชัยเนตร นางสาวโสภิตนภา อินทะ 2

บทคัดย่อ โครงงานนีี้มีวัตถุประสงค์เพื่อนำกระบวนการทางไฟฟ้าเคมีมาใช้ใน การตกตะกอนน้ำตัวอย่าง ตะแกรงที่ใช้คือตะแกรงอะลูมิเนียม จากการทดลอง พบว่าปริมาณการตกตะกอนของน้ำขึ้นอยู่กับความต่างศักย์และกระแสไฟฟ้าที่ใช้ 3

ที่มาและ ความสำคัญ 4

วัตถุประสงค์ 1. เพื่อศึกษากระบวนการตกตะกอนน้ำด้วยไฟฟ้าเคมี 2. เพื่อเปรียบเทียบค่าที่แสงสามารถผ่านน้ำได้ด้วย เครื่องสเปกโตโฟโตมิเตอร์ 5

สมมติฐาน การตกตะกอนด้วยกระบวนการทางไฟฟ้าเคมี ทำให้น้ำใสขึ้น น้ำที่ทำการตกตะกอนด้วยไฟฟ้าเคมี มีค่าที่แสงสามารถผ่านได้มากกว่าน้ำที่ยังไม่ทำการตกตะกอน 6

ตัวแปร ชนิดของน้ำ ตัวแปรต้น ตัวแปรตาม ลักษณะทางกายภาพของน้ำ เวลา ปริมาณความต่างศักย์ ตัวแปรควบคุม ปริมาณน้ำตัวอย่าง 7

ขอบเขตการศึกษา ศึกษาข้อมูลเบื้องต้นและหลักการตกตะกอนด้วยไฟฟ้าเคมี ศึกษาหาความต่างศักย์ที่เหมาะสมในการตกตะกอนด้วยไฟฟ้าเคมี ตรวจสอบหาค่าที่แสงสามารถผ่านได้ด้วยเครื่องสเปกโตโฟโตมิเตอร์ 8

ประโยชน์ที่คาดว่าจะได้รับ ได้ศึกษาเกี่ยวกับการตกตะกอนของด้วยไฟฟ้าเคมี ได้ศึกษาการหาค่าความสามารถที่แสงสามารถผ่านได้ ด้วยเครื่องสเปกโตโฟโตมิเตอร์ 9

อุปกรณ์ 1.บีกเกอร์ 250 มิลลิลิตร 8.มัลติมิเตอร์ 2. ตะแกรงอะลูมิเนียม 9.หม้อแปลง 3. ผ้าขาวบาง 10.เครื่องสเปกโตโฟโตมิเตอร์ 4. ที่จับหลอดทดลอง 11.คิวเวทท์ 5. ตัวยึดขาตั้ง 12.ดรอปเปอร์ 6. ฐานตั้ง 13.กรวยกรอง 7. สายไฟ 10

วิธีดำเนินการ 1. เก็บตัวอย่างน้ำที่จะใช้ในการทดลองบริเวณบ่อน้ำพุหน้าอาคาร 2 โรงเรียนปทุมวิไล 11

วิธีดำเนินการ 2. นำตัวหนีบหลอดทดลองมาหนีบเข้ากับแผ่นตะแกรงอะลูมิเนียมทั้ง 2 แผ่น และนำสายไฟต่อเข้ากับตัวหม้อแปลงและแผ่นอะลูมิเนียมโดยแยกขั้วไฟฟ้า ต่อแผ่นอลูมิเนียม 1 แผ่น ตะแกรงอะลูมิเนียม 12

วิธีดำเนินการ 3. ทำการการปล่อยกระแสไฟฟ้าที่ความ ต่างศักย์ใด ๆ จับเวลา 30 นาที และ สังเกตลักษณะของน้ำในบีกเกอร์และ ปฏิกิริยาของแผ่นอะลูมิเนียมทั้ง 2 ขั้ว 13

วิธีดำเนินการ 30 นาทีผ่านไป 14

ขณะปล่อยกระแสไฟฟ้า แผ่นตะแกรงอะลูมิเนียม บริเวณผิวน้ำ ตะกอน ตะกอน ฟอง ตะกอน 15

แผ่นตะแกรงอะลูมิเนียม ขณะปล่อยกระแสไฟฟ้า ionจากแผ่นอะลูมิเนียม จับกับตะกอนที่อยู่ในน้ำ บริเวณผิวน้ำ ตะกอนที่ลอยอยู่ในน้ำ ion ion ion ion ion ion 16

แล้วมันเกี่ยวกับไฟฟ้าเคมียังไง? 17

เซลล์อิเล็กโทรไลต์ การจ่ายพลังงานไฟฟ้าเข้าไปในเซลล์เพื่อทำให้เกิดปฏิกิริยาเคมี ขั้วแอโนดเกิดปฏิกิริยาการออซิเดชัน + battery - ขั้วแคโทดเกิดปฏิกิริยารีดักชัน ขั้วไฟฟ้าที่ทำให้เกิด +- เป็นสารละลายที่สามารถแตกตัว การนำอิเล็กตรอน และให็ประจุบวกประจุลบได้ สารละลายElectrolyte 18

น้ำ 1 โมเลกุล เชื่อมกันด้วยพันธะ O- โคเวเลนท์แบบมีขั้ว H+ H+ *O มีค่าElectronegativity > H 19

ขณะปล่อยกระแสไฟฟ้า แผ่นตะแกรงอะลูมิเนียม ออกซิเจนให้e- + H+O- H+ ไฮโดรเจนมารับe- + - H+O- H+ O-+ + - H +O-H+ + - H+ - + + + O-+ H+ - - - 20 -

วิธีดำเนินการ 4. ทำการกรองน้ำที่ทำการตกตะกอนด้วยไฟฟ้าเคมี โดยกรองผ่านผ้าขาวบาง และกรวยกรอง ผ้าขาวบาง กรวยกรอง บีกเกอร์ 21

สรุปผลการทดลอง 20.5 โวลต์ 15.7 โวลต์ 10 โวลต์ 4-5.2 โวลต์ น้ำตัวอย่าง 22

วิธีดำเนินการ 5. ใช้ dropper ดูดน้ำตัวอย่างที่ทำการตกตะกอนฯที่ความต่างศักย์ต่างๆและกรองด้วยผ้าขาว บางเรียบร้อยแล้วมาหยดใส่ในคิวเวทท์ เพื่อนำตัวอย่างน้ำไปตรวจสอบหาค่าที่แสงสามารถ ผ่านได้ด้วยเครื่อง Spectrophotometer sample shamber digital display spectrophotometer cuvett 23

วิธีดำเนินการ 6. ขั้นตอนการใช้เครื่องสเปกโตโฟโตมิเตอร์ในการทดลองโครงงานนีี้ 24 6.1 เตรียมคิวเวทท์ที่มีน้ำเปล่าเป็น Refferrent สำหรับเซ็ทค่าให้เป็นค่า Blank 6.2 เตรียมคิวเวทท์ของตัวอย่างน้ำที่ทำการตกตะกอนฯในกระแสไฟฟ้าที่ความต่างศักย์ 4.2-5 โวลต์ (ความต่างศักย์น้อยที่สุด) , 10 โวลต์ , 15.7 โวลต์ และ 20.5 โวลต์ (ความต่างศักย์มากที่สุด) 6.3 ใส่คิวเวทท์ของตัวอย่างน้ำทั้ง 4 ตัวอย่างและคิวเวทท์ของน้ำเปล่าลงใน Sample Shamber ของเครื่องเปกโตรโฟโตมิเตอร์

อุปกรณ์สำหรับเปลี่ยน ส่วนที่ใช้แยก ตัวตรวจจับสัญญาณ การเบี่ยงเบนของแสง ความยาวคลื่น จอแสดงผล แหล่งกำเนิดแสง อุปกรณ์สำหรับ ตัวอย่าง การแยกแสง สารละลาย 25

สรุปผลการทดลอง จากการทดลองพบว่าเมื่อปล่อยความต่างศักย์ 4.2-5, 10, 15.7, 20.5 โวลต์ กระแสไฟฟ้า 15 แอมแปร์ และนำไปวัดปริมาณแสงที่สามารถผ่านได้ด้วย เครื่องสเปกโตโฟโตมิเตอร์ พบว่า ความต่างศักย์ 4.2-5, 10, 15.7, 20.5 โวลต์ มีเปอร์เซ็นต์ของแสงที่สามารถผ่านได้ 75.5%, 99.8%, 93.5%, 95% ตามลำดับ จึงสามารถสรุปได้ว่าการปล่อยกระแสไฟฟ้าที่ความต่างศักย์ 10 โวลต์ สามารถ ทำให้น้ำใสขึ้นได้ 26

THANK YOU 27