เคมีไฟฟ้า

51

4. ครใู ชค้ าถามกระตนุ้ หรอื อธิบายเก่ยี วกับเซลลก์ ลั วานิกและเซลลอ์ เิ ลก็ โทรไลต์ โดย ใชร้ ปู ตอ่ ไปนนปี้ ระกอบการอธบิ าย 52

5. ตอบคาถามตรวจสอบความเขา้ ใจ 53

54

5. ทาแบบฝกึ หดั ท่ี 11.3 เพ่ือทบทวนความรู้ 55

56

57

6. ครอู ธบิ ายเก่ยี วกบั การเขยี นแผนภาพเซลล์ของรปู 11.1 และ 11.2พรอ้ มทัง้ อธบิ าย ความหมายของสัญลกั ษณต์ า่ ง ๆ ทใี่ ช้ในแผนภาพเซลลจ์ ากนนั้ อธบิ ายการเขียน แผนภาพเซลล์ จากสมการเคมี แีละการเขยีนปฏิกิริยาเคมทีเีกี่ยวขอ้ งจากแผนภาพ เซลล์โีดยใชต้ ัวอยา่ ง 9–11 ประกอบ การอธิบาย 58

ตัวอย่าง เขียนแผนภาพเซลลก์ ลั ปว์ านกิ จากปฏกิ ริ ยิ าทกี่ าหนดให้ต่อไปนี้ ปฏิกิรยิ าออกซเิ ดชนั (แอโนด) Sn(s) → Sn2+ (aq) + 2e- ปฏกิ ริ ิยารชี นั (แคโทด) Cu2+(aq) + 2e- → Cu(s) วธิ ที า แผนภาพครง่ึ เซลล์ที่เกิดปฏกิ ริ ิยาออกซเิ ดชัน : Sn(s)/Sn2+(aq) แผนภาพครงึ่ เซลลท์ ี่เกิดปฏิกริ ิยารชี นั : Cu2+(aq)/Cu(s) ดงั นัน้ เขียนแผนภาพเซลล์ได้เปน็ Sn(s)/Sn2+(aq)//Cu2+(aq)/Cu(s) 59

7. ทาแบบฝกึ หดั ท่ี 11.4 เพ่ือทบทวนความรู้ 60

61

ศักดไิ์ ฟฟา้ ของเซลล์ จดุ ประสงค์ 1. เพอ่ื ทดลองหาคา่ ศักดไ์ิ ฟฟ้าของเซลล์ 2. เพอ่ื เปรียบเทยี บความสามารถในการเป็นตวั ออกซไิ ดซ์และตวั รดี วิ ซโ์ ดยพิจารณา จากค่าศกั ด์ิไฟฟา้ มาตรฐานของครึง่ เซลล์รดี กั ชัน 3. ระบุขวั้ ไฟฟา้ และเขียนปฏิกริ ิยาออกซิเดชนั ปฏกิ ริ ิยารีดักชนั และปฏิกิรยิ ารีดอกซ์ 4. คานวณค่าศกั ย์ไฟฟ้ามาตรฐานของเซลล์ และระบุประเภทของเซลลเ์ คมีไฟฟา้ 62

แนวทางการจดั การเรียนรู้ 1. ครนู าเข้าสู่บทเรียนโดยทบทวนความรูเ้ กีย่ วกับทิศทางการเคลื่อนท่ีของอิเลก็ ตรอนและ กระแสไฟฟ้าในวงจรไฟฟา้ โดยครอู าจวาดรูปวงจรไฟฟ้าประกอบกอรอธิบาย จากน้ันให้นกั เรยี นระบทุ ิศทางการเคลอ่ื นทข่ี องอเิ ลก็ ตรอนและกระแสไฟฟา้ ในเซลลก์ ัลวานิก Zn(s)|Zn2+(aq)||Cu2+(aq)|Cu(s) และใชค้ าถามวา่ ขว้ั ใดมีศักย์ไฟฟ้าสงู กวา่ ซึ่งควรได้คาตอบว่า ขวั้ โลหะทองแดงมศี กั ยไ์ ฟฟ้าสูงกวา่ 63

2. ครูอธบิ ายความหมายของศักยไ์ ฟฟา้ ของเซลล์ จากนนั้ ใช้คาถามวา่ ค่าความตา่ งศักย์ หรือศักย์ไฟฟา้ ของเซลล์วดั ไดอ้ ย่างไร เพือ่ นาเข้าสูก่ ิจกรรม 11.3 2. ทากจิ กรรมที่ 11.3 การทดลองวดั คา่ ศกั ด์ไิ ฟฟา้ ของเซลลไ์ ฟฟ้า จุดประสงคก์ ารทดลอง 1. เพ่อื ทดลองวดั คา่ ศักดิไ์ ฟฟา้ ของเซลลก์ ลั ป์วานกิ 2. เพ่ือระบคุ ร่ึงเซลลท์ ี่เกดิ ปฏิกริ ิยาออกซิเดชนั และปฏกิ ริ ิยารดี ักชนั จากทศิ ทางการ ถ่ายโอนอเิ ลก็ ตรอน 64

วัสดุ อปุ กรณแ์ ละสารเคมี 1. สารละลายคอปเปอร(์ II)ซัลเฟต (CuSO4) 0.10 mol/L 2. สารละลายซงิ ค์ซลั เฟต (ZnSO4) 0.10 mol/L 3. สารละลายอิ่มตัวของโพแทสเซียมไนเทรต (KNO3) 4. แผน่ โลหะสังกะสี (Zn) ขนาด 1.5 cm x 1.5 cm 5. แผน่ โลหะทองแดง (Cu) ขนาด 1.5 cm x 1.5 cm 6. มเิ ตอร์ความต่างศักดิ์ของขวั้ ไฟฟา้ ชนิดท่ีมเี ลขศูนยอ์ ย่ตู รงกลาง 65

7. บีกเกอร์ขนาด 50 mL 8. กระบอกตวงขนาด 10 mL 9. กระดาษกรองขนาด 1.0 cm x 10 cm 10. กระดาษทรายขนาด 3 cm x 3 cm 11. กระดาษเยื่อ 66

วิธกี ารทดลอง 1. ขดั แผ่นโลหะ Cu และ Zn ดว้ ยกระดาษทราย ใชก้ ระดาษเยื่อเชด็ เศษโลหะ ท่ตี ิดอยู่กับแผ่นโลหะออก 2. จมุ่ แผ่นโลหะ Cu ลงในบกี เกอรท์ ี่มี CuSO4 ปรมิ าตร 20 mL และจุ่ม แผ่นโลหะ Zn ลงในบกี เกอร์ทมี่ ี ZnSO4 ปรมิ าตร 20 mL 3. นาบีกเกอรท์ มี่ โี ลหะจมุ่ อยใู่ นสารละลายที่เตรยี มไวใ้ นขอ้ 2 มาวางชิดกัน 4. ใช้กระกาษกรองชบุ สารละลายอม่ิ ตัว KNO3 เป็นสะพานเกลอื โดยวางพาดบีก เกอรท์ ้ังสองใหก้ ระดาษจ่มุ ในสารละลายของแตล่ ะบีกเกอร์ 67

5. ต่อแผน่ โลหะ Cu และแผ่นโลหะ Zn เขา้ กบั มิเตอร์ 6. สังเกตทศิ ทางการเบนของเข็มมเิ ตอร์ และอ่านค่าต่างศักดท์ิ ี่ได้ 7. สลบั ขวั้ ของมเิ ตอร์ 8. สังเกตทิศทางการเบนของเข็มมิเตอร์ และอ่านค่าตา่ งศักดทิ์ ่ีได้ 68

ตัวอยา่ งผลการทดลอง เขม็ ของมเิ ตอรเ์ บนเขา้ หาขว้ั โลหะทองแดงและคา่ ตัวเลขทว่ี ัดได้ตามผลการทดลองจรงิ สรปุ ผลการทดลอง เมื่อต่อคร่ึงเซลล์ Zn(s)|Zn2+(aq) กบั ครึ่งเซลล์ Cu2+(aq)|Cu(s) ให้ครบ วงจรอเิ ลก็ ตรอน มีการเคลอื่ นทีจ่ ากข้วั โลหะ Zn ซ่ึงเกดิ ปฏิกิริยาออกซิเดชันไปยังขั้วโลหะ Cu ซ่งึ เกิดปฏกิ ริ ยิ ารดี กั ชัน และศักย์ไฟฟ้าของเซลล์ที่วัดได้จะเป็นค่าท่ีบอกว่าคร่ึงเซลล์ Cu2+(aq)|Cu(s) มีคา่ ศกั ย์ไฟฟา้ สงู กว่า Zn(s)|Zn2+(aq) อย่เู ทา่ ใด 69

3. ครูใช้รปู ต่อไปนอี้ ธิบายเพมิ่ เติม 70

4. ตอบคาถามตรวจสอบความเขา้ ใจ 71