ขั้นท่ี 3 เนื่องจากสมการที่ (1) และ (2) ตางมีอิเล็กตรอนเทากัน จึงนํามาบวกกัน อิเล็กตรอนจะ หักลา งกนั หมด (1) + (2) ; I2(s) + 2S2O32-(aq) 2I-(aq) + S4O62-(aq) ตรวจนบั จํานวนอะตอมของธาตตุ า ง ๆ และประจุรวมทั้ง 2 ขางเทา กัน แสดงวาสมการดุลแลว ตวั อยาํ ง 2 จงดุลสมการของปฏิกิรยิ าตอไปนี้ Fe2+(aq) + MnO4-(aq) + H+(aq) Fe3+(aq) + Mn2+(aq) + H2O(l) วิธีทาํ ขั้นท่ี 1 ใชก ารเปล่ียนเลขออกซิเดชันของธาตุแบง สว นทีถ่ กุ ออกซไิ ดส์ และถูกรีดิวซ์ Ox. Fe2+(aq) Fe3+(aq) Re. MnO4-(aq) Mn2+(aq) ข้ันที่ 2 ดุลแตละครึ่งปฏิกิริยาที่แยกได Ox. Fe2+(aq) Fe3+(aq) Fe ท้ังสองขางเทากัน ดุลประจุโดยเติม 1 e- ขางขวา ดงั น้ี Fe2+(aq) Fe3+(aq) + e- …………. (1) Re. MnO4-(aq) Mn2+(aq) ดุล O ไดด ังนี้ MnO4-(aq) Mn2+(aq) + 4H2O(l) ดุล H เติม H+ ไดดงั น้ี MnO4-(aq) + 8H+(aq) Mn2+(aq) + 4H2O(l) ดุลประจุโดยเติม 5 e- ขางซาย ดังน้ี 5e- + MnO4-(aq) + 8H+(aq) Mn2+(aq) + 4H2O(l) …………. (2) [ จาํ นวนอเิ ลก็ ตรอนทีเ่ ติมเทากบั ผลตางระหวางประจุท้งั สองขาง = (-1+8) - (2) = 5 ] ขนั้ ท่ี 3 ทําจํานวนอเิ ลก็ ตรอนท่ใี หแ ละรบั ใหเ ทา กันโดยสมการ (1) คูณ 5 จะได 5Fe2+(aq) 5Fe3+(aq) + 5e- …………. (3) (3) + (2) ; 5Fe2+(aq) + MnO4-(aq) + 8H+ 5Fe3+(aq) + Mn2+(aq) + 4H2O(l) ตรวจนบั จาํ นวนอะตอมของธาตตุ าง ๆ และประจรุ วมทง้ั 2 ขางเทา กัน แสดงวา สมการดุลแลว ตัวอยําง 3 จงดลุ สมการของปฏิกริ ิยาตอ ไปน้ี U4+ + MnO4- + OH- Mn2+ + UO22+ + H2O วธิ ที าํ ข้ันที่ 1 ใชการเปล่ียนแปลงเลขออกซเิ ดชนั แบงเป็นสว นที่ถกู ออกซิไดส์และสวน ที่ถูกรดี วิ ซ์ Ox. U4+ UO22+ Re. MnO4- Mn2+ ข้ันที่ 2 ดุลแตล ะครึ่งปฏิกริ ิยาท่แี ยกได - ดลุ อะตอมของธาตทุ ่ีเปล่ยี นแปลงเลขออกซิเดชัน Ox. U4+ UO22+ U4+ + 2H2O UO22+ ดลุ O เตมิ H2O ดงั น้ี ดลุ H เติม H+ ดังน้ี U4+ + 2H2O UO22+ + 4H+ ดลุ ประจุ เตมิ 2e- { (4) - (2+4)} ขางขวา ดงั น้ี
U4+ + 2H2O UO22+ + 4H+ + 2e- …………. (1) Re. MnO4- Mn2+ ดลุ O เติม H2O ดังน้ี MnO4- Mn2+ + 4H2O ดลุ H เติม H+ ดงั นี้ 8H+ + MnO4- Mn2+ + 4H2O ดุลประจุ เติม 5e- { (8 - 1) - (2)} ขางซาย ดงั น้ี 5e- + 8H+ + MnO4- Mn2+ + 4H2O …………. (2) ขนั้ ที่ 3 ทาํ จาํ นวนอเิ ลก็ ตรอนท่ีใหแ ละรับใหเ ทากนั (1) x 5 ; 5U4+ + 10H2O 5UO22+ + 20H+ + 10e- (2) x 2 ; 10e- + 16H+ + 2 MnO4- 2Mn2+ + 8H2O …………. (3) …………. (4) (3)+(4) ; 5U4+ + 10H2O + 16H+ + 2MnO4- 2Mn2+ + 5UO22+ + 20H+ + 8H2O H2O ซายมีจํานวนเทากับ 10 และ H2O ทางขวามีจํานวนเทากับ 8 หักลางเหลือ H2O ทางซา ยอีก 2 และ H+ ขวามีจํานวนเทากับ 20 สวน H+ ซายมีจํานวนเทากับ 16 หักลางกันเหลือ 4 ดังนัน้ จงึ เหลือ 4H+ ทางขวาดังน้ี 5U4+ + 2H2O + 2MnO4- 2Mn2+ + 5UO22+ + 4H+ จากโจทย์ทาํ ในสารละลายเบส 4OH- เขา ไปในสมการท้งั ขางซายและขวาของสมการ จะได 5U4+ + 2H2O + 2MnO4- + 4OH- 2Mn2+ + 5UO22+ + 4H+ + 4OH- 5U4+ + 2H2O + 2MnO4- + 4OH- 2Mn2+ + 5UO22+ + 4H2O จะได 5U4+ + 2MnO4- + 4OH- 2Mn2+ + 5UO22+ + 2H2O ตรวจนับ จาํ นวนอะตอมของธาตตุ า ง ๆ และประจุรวมทัง้ 2 ขางเทา กัน แสดงวา สมการดุลแลว การคานวณเกยี่ วกับสมการของปฏิกริ ิยารีดอกซ์ ตวั อยําง แรเ หลก็ ตวั อยางหนัก 0.8765 g ถูกละลายในสารละลาย HCl และเหล็กละลายเป็น Fe2+ แลว นําสารละลายนไ้ี ปไทเทรตพอดีกบั สารละลาย K2Cr2O7 0.04212 mol / dm3 จํานวน 29.43 ml จงหา รอยละโดยมวลของ Fe ในแรตวั อยางนี้ (กําหนดมวลอะตอมของ Fe = 55.8) Fe2+ + H+ + Cr2O72- Fe3+ + Cr3+ + H2O วิธที าํ ดลุ สมการรดี อกซด์ งั นี้ 6Fe2+ + 14H+ + Cr2O72- 6Fe3+ + 2Cr3+ + 7H2O ใช X g 29.43 ml หาจาํ นวนโมลของ Cr2O72- ที่ใชไ ทเทรตกับ Fe2+ จะได สารละลาย K2Cr2O7 1000 ml มี Cr2O72- อยู = 0.04212 mol ในสารละลาย 29.43 ml จะมี Cr2O72- อยู = (0.04212 x 29.43) / 1000 mol = 1.24 x 10-3 mol และจํานวนโมลของ Fe2+ ท่ที ําปฏิกิรยิ าพอดีกับ Cr2O72- = X mol 55.8 จากสมการท่ีดลุ แลวจะไดว า โมลของ Fe2 =6 โมลของ Cr2 O 2- 1 7
X 55.8 1.24 x 10-3 =6 1 X = 1.24 x 10-3 x 55.8 6x X = 0.415 g มวลของ Fe ในแรเ หลก็ หนัก = 0.415 g แรเ หลก็ ตัวอยาง 0.8765 g มแี รเ หลก็ หนกั = 0.415 0.415 X 100 แรเ หล็กตัวอยา ง 100 g มี Fe หนัก = 0.8765 = 47.35 g ตอบ รอ ยละโดยมวลของ Fe ในแรเหลก็ ตวั อยางน้ี = 47.35 g
แผนการจัดการเรียนรูท๎ ี่ 4 หนวํ ยการเรยี นร๎ูที่ 9 ไฟฟ้าเคมี เรือ่ ง การดุลสมการรดี อกซ์โดยใชค๎ รึ่งปฏิกิรยิ า รหัสวิชา ว30225 ชัน้ มัธยมศกึ ษาปีท่ี 6 รายวชิ า เคมี 5 (เพ่ิมเติม) กลํุมสาระการเรียนร๎วู ทิ ยาศาสตร์ ภาคเรียนที่ 2 เวลา 3 ชัว่ โมง ผลการเรียนรู๎ เปรยี บเทียบความสามารถในการเปน็ ตวั รีดวิ ซ์หรอื ตวั ออกซิไดซ์ และดลุ สมการรีดอกซ์ได สาระการเรียนร๎ู การดุลสมการของปฏิกริ ยิ ารีดอกซ์ นอกจากเป็นการทําใหจ าํ นวนอะตอมของธาตุตาง ๆ ในสารตั้งตน และสารผลิตภณั ฑ์มจี าํ นวนเทากันแลว จะตองทําใหเลขออกซิเดชันท่ีเปล่ียนแปลงมีคาเทากัน หรือตองทําให จํานวนอิเล็กตรอนที่ใหและรับเทากัน หรือตองทําใหจํานวนประจุรวมทางดานซายและดานขวาของสมการ เทา กันอีกดวย จุดประสงคก์ ารเรยี นร๎ู ดา๎ นความร๎ู (Knowledge) - สามารถอธิบายหลักการดลุ สมการรีดอกซ์โดยดุลสมการรดี อกซโ์ ดยใชครง่ึ ปฏิกิริยาได ด๎านทกั ษะ (Process) - ดุลสมการรีดอกซ์โดยใชค ร่ึงปฏกิ ริ ิยาได ด๎านคณุ ลกั ษณะอันพึงประสงค์ (Affective) 1. ปฏบิ ตั ิตนเปน็ ผูมคี วามสนใจใฝรุ ู และมรี ะเบยี บวินยั 2. ปฏบิ ตั ิตนเป็นผูม ีความรับผิดชอบ ตรงตอเวลา 3. ปฏบิ ตั ติ นเป็นผมู คี วามซอ่ื สัตย์ สจุ ริต ความคดิ รวบยอด การดุลสมการรดี อกซโ์ ดยใชครงึ่ ปฏกิ ิรยิ า การดุลสมการรีดอกซ์โดยใชวิธีการครึ่งปฏิกิริยา (Half reaction Method) หรือ วิธีการไอออน- อเิ ล็กตรอน (Ion-electron Method) เป็นวิธีท่ีดุลสมการดวยการทําจํานวนอิเล็กตรอนที่ใหและรับใหเทากัน สมการท่จี ะดุลดว ยวธิ ีนี้ตองเป็นสมการไอออนิก สมรรถนะสาคญั ของผู๎เรยี น ความสามารถในการสอื่ สาร ความสามารถในการคิด ความสามารถในการแกปญั หา ความสามารถในการใชทกั ษะชีวิต ความสามารถในการใชเทคโนโลยี
คณุ ลักษณะอันพงึ ประสงค์ ความรักชาติ ศาสน์ กษัตรยิ ์ ความซื่อสตั ยส์ จุ รติ มีวินยั ใฝเุ รยี นรู อยูอยางพอเพียง มงุ มนั่ ในการทาํ งาน รกั ความเปน็ ไทย มีจิตสาธารณะ แนวความคดิ เพ่ือการเรียนรใู๎ นศตวรรษท่ี 21 สาระวิชาหลัก (Core Subjects) ทกั ษะดา นการเรยี นรแู ละนวัตกรรม ทกั ษะดา นสารสนเทศ ส่อื และเทคโนโลยี ทักษะดานชวี ติ และอาชีพ กิจกรรมการเรยี นรู๎ วิธีสอน โดยใชก ระบวนการสบื เสาะความรู (Inquiry Cycle หรือ Inquiry Method : 5E) ชว่ั โมงที่ 1-3 1. ขั้นสร๎างความสนใจ (Engagement) (15 นาที) 1.1 ครสู นทนากับนักเรยี นทบทวนเรอ่ื ง การดุลสมการรีดอกซโ์ ดยใชเลขออกซิเดชนั 1.2 ครูใชก ระตุนนกั เรยี นดงั นี้ 1. การดุลสมการรีดอกซ์นอกจากการดลุ สมการโดยใชเ ลขออกซเิ ดชนั มีการดุลสมการแบบใดอกี ตอบ การดุลสมการรดี อกซโ์ ดยใชวิธกี ารครง่ึ ปฏกิ ริ ิยา 1.3 ครูเกร่ินนาํ นักเรยี นเขาสบู ทเรียน เร่อื ง การดลุ สมการรีดอกซ์โดยใชครง่ึ ปฏกิ ิรยิ า 2. ข้นั สารวจและคน๎ หา (Exploration) ( 85 นาที) 2.1 ครูอธิบายเนือ้ หาเร่อื ง เรอื่ ง การดลุ สมการรีดอกซโ์ ดยใชคร่งึ ปฏิกิริยา ศึกษาประกอบกบั ใบความรู เร่ือง ปฏกิ ริ ิยารดี อกซ์ เน้อื หาการสอนดังน้ี การดลุ สมการรดี อกซ์โดยใชค๎ รึง่ ปฏกิ ริ ยิ า การดุลสมการรีดอกซ์โดยใชวิธีการครึ่งปฏิกิริยา (Half reaction Method) หรือ วิธีการไอออน- อิเลก็ ตรอน (Ion-electron Method) เป็นวิธีท่ีดุลสมการดวยการทําจํานวนอิเล็กตรอนท่ีใหและรับใหเทากัน สมการทจี่ ะดลุ ดวยวิธีนตี้ องเป็นสมการไอออนกิ หลักการดลุ สมการโดยใช๎วธิ กี ารคร่ึงปฎกิ ิริยา 1. ใชก ารเปล่ยี นเลขออกซิเดชนั ของธาตุ แบง สวนทถ่ี กู ออกซไิ ดส์ และถกู รีดวิ ซ์ เขียนโครงคร่ึงปฏิกิริยา ไอออนกิ สทุ ธิ 2 โครง โดยโครงหนึ่งเป็นสวนท่ถี กู ออกซไิ ดส์ และอกี สว นหนงึ่ ถูกรดี วิ ซ์ 2. ดลุ แตละครึง่ ปฏกิ ิริยาท่แี ยกได 2.1. ดุลอะตอมของธาตุที่ถูกออกซิไดส์ และท่ีถูกรีดิวซ์ ทั้งสารตั้งตนและผลิตภัณฑ์ ยกเวน O และ H ยังไมดลุ 2.2. ดลุ ธาตอุ อกซเิ จนดว ยการเตมิ นํา้ (H2O) โดยเติม H2O ลงขางท่มี อี อกซเิ จนนอ ยกวา 2.3. ในปฏกิ ริ ิยาท่ีเป็นกรดเติม H+ลงในขางที่มไี ฮโดรเจนนอยกวาของสมการเพ่ือดุลอะตอมของ H 2.4. เตมิ จํานวนอิเล็กตรอนลงในขางที่มีประจุมาก จํานวนอิเล็กตรอนที่เติมลงไปเทากับผลตาง ระหวา งประจรุ วมทัง้ 2 ขา ง 3. ทําจาํ นวนอิเลก็ ตรอนในสมการของปฏิกริ ยิ าออกซิเดชนั และรีดักชันใหเ ทากนั แลวนําสมการท้ังหมด มาบวก อิเล็กตรอนหักลางหมดไป จะไดสมการของปฏกิ ริ ิยารีดอกซ์ท่ดี ลุ แลว ตามตองการ
ตรวจนบั จํานวนอะตอมของธาตุแตล ะธาตุเทา กนั และประจุรวมขางซา ยเทากับประจุรวมขางขวาแสดง สมการดุลแลว ระวงั !! สาํ หรับปฏิกิรยิ าทเี่ ป็นเบสเมือ่ ดลุ ถึงขึ้นน้ีถาในสมการมี H+ เกิดขึ้นไมวาอยูทางขางซายหรือขวา ใหท ําลาย H+ ทั้งหมดดว ยการบวก OH- เขาไปในสมการท้ังขา งซายและขวาดวยจํานวนเทากับจํานวน H+ นั้น เพ่อื สะเทนิ กรด (H+) ทั้งหมดดวย OH- ตัวอยาํ ง 1 จงดุลสมการของปฏิกริ ิยานี้ I2(s) + S2O32-(aq) I-(aq) + S4O62-(aq) วิธีทํา ข้ันท่ี 1 ใชการเปลี่ยนเลขออกซเิ ดชันของธาตแุ บงสว นทีถ่ กู ออกซไิ ดส์และถกู รดี ิวซ์ Re. I2(s) I-(aq) Ox. S2O32-(aq) S4O62-(aq) ขั้นที่ 2 ดลุ แตล ะครงึ่ ปฏิกิริยาท่ีแยกได ดุลอะตอมของธาตุที่เปลีย่ นเลขออกซิเดชนั I ใน I2 = 2 จึงเตมิ เลข 2 หนา I- จงึ จะทําให I ท้ัง 2 ขางเทากัน Re. I2(s) 2I-(aq) S ใน S4O62-(aq)(ทางขวา) = 4 จงึ เติมเลข 2 หนา S2O32-(aq) จงึ จะทําให S ทัง้ 2 ขางเทา กนั 2S2O32-(aq) S4O62-(aq Ox. สมการทง้ั 2 ไมตอ งดุล O และ H+ H เพราะเทา กัน จึงไมตอ งเตมิ H2O และ ดุลประจุ ดวยการเติมอิเล็กตรอนลงในขางที่มีประจุมาก จํานวนอิเล็กตรอนท่ีเติมเทากับผลตาง ระหวา งประจทุ ้งั สองขางดงั นี้ 2e- + I2(s) 2I-(aq) 2S2O32-(aq) S4O62-(aq) + 2e- …………. (1) …………. (2) ขั้นท่ี 3 เนื่องจากสมการท่ี (1) และ (2) ตางมีอิเล็กตรอนเทากัน จึงนํามาบวกกัน อิเล็กตรอนจะ หักลา งกนั หมด (1) + (2) ; I2(s) + 2S2O32-(aq) 2I-(aq) + S4O62-(aq) ตรวจนบั จํานวนอะตอมของธาตุตา ง ๆ และประจุรวมทั้ง 2 ขางเทากัน แสดงวา สมการดลุ แลว 2.2 ครนู ักเรยี นศกึ ษาจากใบความรูเรอื่ ง การดลุ สมการรีดอกซ์ 3. ข้ันอธิบายและลงขอ๎ สรปุ (Explanation) ( 20 นาท)ี 3.1 ครแู ละนกั เรียนรวมกนั อภปิ รายเรอ่ื ง การดลุ สมการรีดอกซโ์ ดยใชค ร่ึงปฏกิ ิรยิ า ไดด งั น้ี การดุลสมการรีดอกซโ์ ดยใชค๎ รึ่งปฏกิ ิรยิ า การดุลสมการรีดอกซ์โดยใชวิธีการคร่ึงปฏิกิริยา (Half reaction Method) หรือ วิธีการไอออน- อิเล็กตรอน (Ion-electron Method) เป็นวิธีที่ดุลสมการดวยการทําจํานวนอิเล็กตรอนที่ใหและรับใหเทากัน สมการทจี่ ะดลุ ดว ยวธิ ีน้ตี องเปน็ สมการไอออนกิ หลักการดุลสมการโดยใชวิธีการครงึ่ ปฎิกิรยิ า 1. ใชก ารเปล่ยี นเลขออกซเิ ดชนั ของธาตุ แบง สว นท่ีถกู ออกซไิ ดส์ และถูกรดี วิ ซ์ เขียนโครงครึ่งปฏิกิริยา ไอออนกิ สทุ ธิ 2 โครง โดยโครงหนง่ึ เปน็ สวนทถ่ี กู ออกซิไดส์ และอกี สว นหนึ่งถกู รดี วิ ซ์
2. ดลุ แตล ะครึง่ ปฏกิ ริ ยิ าท่ีแยกได 2.1. ดุลอะตอมของธาตุท่ีถูกออกซิไดส์ และท่ีถูกรีดิวซ์ ท้ังสารตั้งตนและผลิตภัณฑ์ ยกเวน O และ H ยังไมด ุล 2.2. ดุลธาตอุ อกซิเจนดว ยการเตมิ นาํ้ (H2O) โดยเตมิ H2O ลงขางที่มอี อกซิเจนนอ ยกวา 2.3. ในปฏกิ ริ ยิ าท่ีเป็นกรดเติม H+ลงในขา งท่มี ไี ฮโดรเจนนอ ยกวาของสมการเพ่ือดุลอะตอมของ H 2.4. เติมจาํ นวนอิเล็กตรอนลงในขางท่ีมีประจุมาก จํานวนอิเล็กตรอนท่ีเติมลงไปเทากับผลตาง ระหวา งประจุรวมทั้ง 2 ขาง 3. ทําจํานวนอเิ ลก็ ตรอนในสมการของปฏกิ ริ ยิ าออกซเิ ดชนั และรดี ักชนั ใหเ ทา กันแลว นําสมการทั้งหมด มาบวก อิเลก็ ตรอนหกั ลางหมดไป จะไดส มการของปฏกิ ริ ิยารีดอกซ์ที่ดุลแลว ตามตองการ ตรวจนบั จํานวนอะตอมของธาตุแตล ะธาตุเทากนั และประจรุ วมขา งซายเทากับประจรุ วมขางขวาแสดง สมการดุลแลว ระวงั !! สําหรบั ปฏกิ ริ ิยาทเ่ี ป็นเบสเม่ือดุลถึงข้ึนนี้ถาในสมการมี H+ เกิดขึ้นไมวาอยูทางขางซายหรือขวา ใหทําลาย H+ ท้ังหมดดวยการบวก OH- เขาไปในสมการทั้งขางซายและขวาดวยจํานวนเทากับจํานวน H+ น้ัน เพือ่ สะเทินกรด (H+) ทั้งหมดดว ย OH- 4. ข้นั ขยายความร๎ู (Elaboration) (50 นาท)ี 4.1 ครูใหนักเรยี นทําแบบฝึกหดั เร่ือง การดุลสมการรดี อกซโ์ ดยใชครงึ่ ปฏิกริ ยิ า ลงในสมดุ 4.2 ครแู ละนกั เรยี นชวยกันเฉลยแบบฝกึ หัด 5. ขัน้ ประเมนิ (Evaluation) (10 นาที) 5.1 ครูประเมินนกั เรียนจากการตอบคําถาม 5.2 การสงั เกตพฤติกรรมรายบุคคล 5.3 แบบฝึกหัดเร่ือง การดุลสมการรดี อกซโ์ ดยใชครง่ึ ปฏิกริ ยิ า วัสดุ อปุ กรณ์ สอ่ื และแหลํงเรียนรู๎ 1. Power point เรื่อง การดุลสมการรีดอกซ์ 2. ใบความรเู ร่อื ง การดุลสมการรดี อกซ์ 3. หนังสอื เรียนเคมเี ลม 4 4. แบบฝึกหดั การวดั และการประเมนิ ผล การวดั ผลประเมินผลด๎าน วิธีการวัด เครื่องมอื วัด เกณฑก์ ารผาํ น 1. คาํ ถาม 1. ดา นความรู 1. การตอบคําถาม 1. ไดคะแนนรอยละ 60 ขนึ้ ไป 2. ดานทกั ษะ 1. การทาํ แบบฝึกหัด 1. โจทยแ์ บบฝกึ หดั 1. ไดคะแนนรอยละ 60 ข้ึนไป 3. ดานคุณลักษณะท่ีพึง - สังเกตพฤติกรรม - แบบสังเกตพฤติกรรม 1. ระดบั คุณภาพ ประสงค์ รายบคุ คล รายบคุ คล ปานกลางขึน้ ไป
บนั ทกึ หลังแผนการจดั การเรียนรู๎ รายวิชาเคมี 5 รหัสวิชา ว30225 ระดบั ชั้นมัธยมศึกษาปีท่ี 6 1. ดา๎ นความร๎ู ………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 2. ดา๎ นทกั ษะ/กระบวนการ ………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 3. ด๎านคณุ ลกั ษณะอันพงึ ประสงค์ ………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 4. ปัญหาและอปุ สรรค ………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 5. แนวทางการแกไ๎ ข ………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ลงชอื่ ........................................................ครูผูสอน ( นางสาวสทุ พิ ย์ สุขสบาย) ............../............../...........
ความสนใจใฝ่ ๎ูร ้ัตงใจเรียน แบบสงั เกตพฤตกิ รรมรายบุคคล และทา ิกจกรรมวชิ า ...................................................................................................... ชั้น ......................................... เลขที่ ชื่อ-นามสกลุ การแลกเป ี่ลยนเ ีรยน ู๎ร ักบเพ่ือน ีมความซ่ือสัตย์ในการทา ิกจกรรมหมายเหตุ ใหบันทกึ โดยใชเครอ่ื งหมาย ้ัตงปัญหาห ืรอคาถามสร๎างสรร ์ค = แสดงพฤติกรรมที่พงึ ประสงคต์ ามคาดหวัง ทางานไ ๎ดเ ีรยบ ๎รอย ูถก ๎ตองและครบ ๎ถวน = ไมแ สดงพฤติกรรมท่ีพงึ ประสงค์ตามคาดหวงั หมายเห ุตเกณฑ์การประเมิน นกั เรยี นมพี ฤติกรรมทพ่ี ึงประสงคต์ ามคาดหวังตงั้ แต ๓ รายการข้ึนไป ถือวา ผา นเกณฑ์การประเมนิ
แบบฝึกหดั เรือ่ ง การดลุ สมการรดี อกซ์ 1.จงดลุ สมการตอ ไปนดี้ ว ยวิธีครง่ึ ปฏกิ ิริยา 2.1 Fe(CN6)4- + H+ + MnO4- Fe2+ + CO2 + NO3- + Mn2+ + H2O 2.2 Cu3P + H+ + Cr2O72- Cu2+ + H3PO4 + Cr3+ + H2O 2.3 Cro42- + H2O + HSnO22- CrO2- + OH- + HSnO3- 2.4 MnO4- + H2O + NO2- MnO2 + NO3- + OH- 2.จงดลุ สมการของปฏกิ ิริยาตอ ไปน้ีโดยใชว ธิ ีคร่ึงปฏกิ ริ ิยา 3.1 Zn + NO3- Zn2+ + N2 (สารละลายกรด) 3.2 Zn + NO3- Zn2+ + NH3 (สารละลายเบส) 3.3 P4 PH3 + HPO32- (สารละลายกรด) 3.4 P4 PH3 + HPO32- (สารละลายเบส)
เฉลยแบบฝกึ หดั เรอ่ื ง การดุลสมการรีดอกซ์ 2. จงดลุ สมการตอไปนด้ี วยวิธีครึ่งปฏิกิรยิ า 2.1 Fe(CN6)4- + H+ + MnO4- Fe2+ + CO2 + NO3- + Mn2+ + H2O 2.2 Cu3P + H+ + Cr2O72- Cu2+ + H3PO4 + Cr3+ + H2O 2.3 Cro42- + H2O + HSnO22- CrO2- + OH- + HSnO3- 2.4 MnO4- + H2O + NO2- MnO2 + NO3- + OH- เฉลย 2.1 30H2O + Fe(CN6)4- Fe2+ + 6CO2 + 6NO3- + 60H+ + 61e- MnO4- + 8H+ + 5e- Mn2+ + 4H2O 5Fe(CN6)4- + 188 H+ + 61 MnO4- 5Fe2+ + 30CO2 + 30 NO3- + 61Mn2+ + 94 H2O 2.2 4H2O + Cu3P 3Cu2+ + H3PO4 + 5H+ + 11e- 6e- + 16H+ + Cr2O72- 2Cr3+ + 7H2O 6Cu3P + 124H+ + 11Cr2O72- 18Cu2+ + 6 H3PO4 + 22 Cr3+ + 53H2O 2.3 3e- + 4H+ + Cro42- CrO2- + 2H2O H2O + HSnO22- HSnO3- + 2H+ + 2e- 8H+ + 2Cro42- + 3H2O + 3HSnO22- 2CrO2- + 4H2O + 6H+ + 3HSnO3- 2H+ + 2Cro42- + 3HSnO22- 2CrO2- + H2O + 3HSnO3- 2.4 MnO4- + 2H2O + 3e- MnO2 + 4 OH- NO2- + 2 OH- NO3- + H2O + 2e- 2MnO4- + 4H2O + 3NO2- + 6 OH- 2MnO2 + 3NO3- + 8OH- + 3H2O 2MnO4- + H2O + 3NO2- 2MnO2 + 3 NO3- + 2OH- 3.จงดลุ สมการของปฏกิ ิริยาตอ ไปน้โี ดยใชวธิ ีครง่ึ ปฏิกริ ิยา 3.1 Zn + NO3- Zn2+ + N2 (สารละลายกรด) 3.2 Zn + NO3- Zn2+ + NH3 (สารละลายเบส) 3.3 P4 PH3 + HPO32- (สารละลายกรด) 3.4 P4 PH3 + HPO32- (สารละลายเบส) เฉลย 3.1 Zn Zn2+ + 2e- 2NO3- + 12H+ + 10e- N2+ 6H2O 5Zn + 2NO3- + 12H+ 5Zn2+ + N2 + 6H2O 3.2 Zn Zn2+ + 2e- NO3- + 6H2O + 8e- NH3+ 9OH- 4Zn + NO3- + 6H2O 4Zn2+ + NH3+ 9OH- 3.3 12H+ + P4 + 12e- 4 PH3
P4 + 12H2O 4HPO32- + 20H+ +12e- 12H+ + 2 P4 + 12H2O 4 PH3 + 4HPO32- + 20H+ 2 P4 + 12H2O 4 PH3 + 4HPO32- + 8H+ 3.4 P4 + 12H2O + 12e- 4 PH3 + 12OH- P4 + 12H2O + 20 OH- 4HPO32- + 20H2O + 12e- P4 + 20 OH- 4HPO32- + 8H2O +12e- P4 + P4 + 12H2O + 20 OH- 4 PH3 + 4HPO32- + 8H2O + 12OH- 2 P4 + 4H2O + 8OH- 4 PH3 + 4HPO32-
แผนการจัดการเรยี นรูท๎ ่ี 5 หนวํ ยการเรียนร๎ูที่ 9 ไฟฟ้าเคมี เรือ่ ง เซลลไ์ ฟฟ้าเคมี (เซลล์กลั วานกิ ) รหสั วชิ า ว30225 ช้ันมธั ยมศกึ ษาปีที่ 6 รายวชิ า เคมี 5 (เพมิ่ เตมิ ) กลุํมสาระการเรยี นรวู๎ ทิ ยาศาสตร์ ภาคเรยี นที่ 2 เวลา 3 ชว่ั โมง ผลการเรยี นรู๎ - ตอเซลล์กัลวานิก บอกข้ัวแคโทด ขั้วแอโนด เขียนสมการแสดงปฏิกิริยา และเขียนแผนภาพเซลล์ กลั ปว านกิ ได สาระการเรยี นรู๎ เซลล์ไฟฟูาเคมี (Electrochemical) คือ เคร่ืองมือหรืออุปกรณ์ทางเคมีที่เกิดจากการเปล่ียนแปลง พลงั งานเคมเี ป็นไฟฟาู หรอื ไฟฟาู เป็นเคมี เซลลไ์ ฟฟูาเคมแี บงออกเป็น 2 ประเภท 1. เซลลก์ ลั วานิก (Galvanic cell) คอื เซลล์ไฟฟูาเคมีท่ีเปลี่ยนพลังงานเคมเี ป็นพลังงานไฟฟูา เกิดจาก สารเคมีทําปฏิกิริยากันในเซลล์ แลวเกิดกระแสไฟฟูา เชน ถานไฟฉาย เซลล์อัลคาไลน์ เซลล์ปรอท เซลล์เงิน แบตเตอรี่ 2. เซลล์อิเลก็ โทรไลติก (Electrolytic cell) คอื เซลล์ไฟฟาู เคมที ่เี ปลี่ยนพลงั งานไฟฟูาเป็นพลังงานเคมี เกิดจากการผานกระแสไฟฟูาลงไปในสารเคมีท่ีอยูในเซลล์ แลวทําใหเกิดปฏิกิริยาเคมี เชน การแยกน้ําดวย กระแสไฟฟูา การชุบโลหะดวยไฟฟาู จุดประสงคก์ ารเรยี นรู๎ ด๎านความรู๎ (Knowledge) 1. อธิบายลักษณะของเซลลก์ ลั วานิกและหนา ทีข่ องสว นประกอบในเซลล์ได 2. อธบิ ายและเขยี นสมการแสดงปฏิกิรยิ าท่ขี ั้วแอโนด แคโทด และของเซลล์กัลวานิกได ด๎านทกั ษะ (Process) 3. แบง ประเภทของเซลลไ์ ฟฟูาได 4. ระบุขั้วไฟฟูาแอโนดและแคโทดในเซลก์ ลั วานกิ ได ดา๎ นคุณลกั ษณะอันพงึ ประสงค์ (Affective) 1. ปฏิบตั ติ นเป็นผูมคี วามสนใจใฝรุ ู และมีระเบียบวนิ ยั 2. ปฏิบัตติ นเปน็ ผมู ีความรับผิดชอบ ตรงตอเวลา 3. ปฏบิ ัติตนเปน็ ผมู ีความซ่ือสัตย์ สจุ รติ ความคิดรวบยอด เซลล์กัลวานกิ (Galvanic cell) คือ เซลลไ์ ฟฟูาที่เปล่ยี นพลงั งานเคมีเป็นพลังงานไฟฟูา ประกอบดวย ครง่ึ เซลล์ 2 คร่งึ เซลล์มาตอกัน และเชอื่ มใหค รบวงจรโดยใชสะพานไอออนตอระหวางครึง่ เซลล์ไฟฟูาทง้ั สอง - เซลล์กลั วานกิ ซงึ่ อเิ ลก็ ตรอนไหลจากขัว้ แอโนด (-) ไปยงั ข้วั แคโทด (+) - คร่งึ เซลล์ (Half cell) คอื ระบบที่มีสารจมุ อยูในไอออนของสารนั้น ถาสารท่จี ุมเปน็ โลหะกใ็ ชโ ลหะนั้นเปน็ ข้ัว
(ข้วั วองไว) เชน Zn จมุ อยูใ น Zn2+ - สะพานไอออน (Salt bridge) คือ ตัวเช่อื มวงจรภายในของแตล ะครึ่งเซลลใ์ หครบวงจร ทําใหไ อออนในแตล ะ คร่ึงเซลล์สามารถไหลผา นสะพานไอออนนีไ้ ด และมหี นา ทีร่ ักษาสมดุลของไอออนของสารละลายอิเล็กโทรไลต์ใน แตล ะครึ่งเซลล์ เพื่อทาํ ใหประจใุ นแตล ะคร่ึงเซลลส์ มดลุ กนั สมบตั ขิ องสารที่ใชท ําเปน็ สะพานไอออน 1. เปน็ สารประกอบไอออนกิ ทส่ี ามารถแตกตวั ละลายนํ้าไดดี มปี ริมาณไอออนมาก 2. ไอออนตองไมทาํ ทําปฏกิ ิรยิ าเคมีใดๆ กับสารละลายของแตล ะครง่ึ เซลล์ 3. ไอออนบวกและไอออนลบทแ่ี ตกตัวออกมาตองมีความสามารถในการเคลื่อนท่ใี กลเ คียงกัน 4. สารท่ใี ชท ําสะพานไอออน ไดแก KNO3, KCl , NH4Cl 5. ตองเป็นสารละลายอมิ่ ตวั ประกอบดว ยไอออนมาก ลักษณะสาํ คญั ของเซลล์กัลวานกิ 1. กระแสไฟฟูาที่เกดิ ขึ้นเป็นกระแสตรง คือ กระแสอิเลก็ ตรอน 2. อิเลก็ ตรอนจะไหลจากคร่งึ เซลล์ทม่ี ศี ักยไ์ ฟฟูาตาํ่ ไปยงั ครง่ึ เซลล์ท่มี ศี ักย์ไฟฟูาสงู เซลล์กัลวานิกแบงออกไดเปน็ 2 ชนิด 1. เซลลป์ ฐมภูมิ คือเซลลก์ ัลวานกิ ทปี่ ฏิกริ ิยาเคมีภายในเซลล์เกิดขึน้ อยางสมบูรณ์ ไมส ามารถเปลี่ยนผลิตภัณฑ์ กลบั มาเปน็ สารต้งั ตน ได คือ ใชแลวหมดไปไมส ามารถนาํ กลับมาใชไ ดอีก 2. เซลล์ทุติยภมู ิ คือเซลลก์ ัลวานิกทเี่ ม่อื นาํ ไปใชแลว สามารถทาํ ใหเกิดปฏิกิรยิ ายอนกลบั ไดโดยการอัดไฟ หรือประจุ ไฟ แลวจงึ สามารถนาํ กลับมาใชใหมได สมรรถนะสาคัญของผูเ๎ รยี น ความสามารถในการส่ือสาร ความสามารถในการคดิ ความสามารถในการแกปัญหา ความสามารถในการใชท ักษะชวี ิต ความสามารถในการใชเทคโนโลยี คณุ ลกั ษณะอันพึงประสงค์ ความซื่อสตั ย์สุจริต มวี ินยั ความรกั ชาติ ศาสน์ กษัตรยิ ์ อยูอยางพอเพียง มงุ มน่ั ในการทํางาน ใฝเุ รยี นรู รกั ความเปน็ ไทย มจี ิตสาธารณะ แนวความคิดเพอื่ การเรียนรใ๎ู นศตวรรษท่ี 21 ทักษะดา นการเรียนรูและนวตั กรรม สาระวิชาหลัก (Core Subjects) ทกั ษะดานชีวติ และอาชีพ ทักษะดานสารสนเทศ สือ่ และเทคโนโลยี กจิ กรรมการเรยี นร๎ู วธิ สี อน โดยใชก ระบวนการสืบเสาะความรู (Inquiry Cycle หรอื Inquiry Method : 5E) ชัว่ โมงที่ 1-3
1. ขน้ั สรา๎ งความสนใจ (Engagement) (10 นาท)ี 1.1 ครสู นทนากบั นักเรียนเร่อื ง เซลล์ไฟฟาู เคมี และใชค าํ ถามกระตุนผูเรยี น ดงั น้ี - ยกตัวอยา งเซลล์ไฟฟาู เคมี มีอะไรบาง จงอธบิ าย ตอบ ถานไฟฉาย เปน็ แหลง พลงั งานไฟฟาู และใหแสงสวา ง แบตเตอร่ีรถยนต์ เป็นแหลงพลังงานไฟฟูา ใหก ับรถยนต์ การชุบเงินเพอ่ื ใหสวยงาม การแยกนาํ้ ดว ยไฟฟูาเพื่อใหไ ดแก฿สออกซเิ จนและแกส฿ ไฮโดรเจน - เซลล์ไฟฟาู เคมีคอื อะไร ตอบ เซลลไ์ ฟฟูาเคมี ใชเ ปลีย่ นแปลงรูปพลังงาน - จากพลงั งานเคมใี หเป็นพลงั งานไฟฟาู - จากพลงั งานไฟฟูาใหเ ป็นพลงั งานเคมี ปฏิกิริยาท่ีเกิดข้ึนในเซลล์ไฟฟูาเคมีเป็นปฏิกิริยารีดอกซ์ การสรางเซลล์จะตองมีความ สอดคลอ งกับปฏิกิรยิ าทีเ่ กดิ ขน้ึ 1.2 ครเู กริ่นนําเร่อื งการ เซลล์ไฟฟูาเคมี 2. ขั้นสารวจและคน๎ หา (Exploration) (70 นาที) 2.1 ครูสอนนกั เรยี น เรือ่ ง เซลล์ไฟฟาู เคมี อธบิ ายเนอ้ื หาดงั นี้ เซลลไ์ ฟฟาู เคมปี ระกอบดวย ดวย 2 คร่ึงเซลล์ เชื่อมตอ กันดวยสะพานเกลอื โดยแตล ะเซลลจ์ ะมีข้ัวไฟฟูาจุมอยู ในสารละลายอิเลก็ โทรไลต์ เซลล์ไฟฟูาเคมแี ตล ะชนิดจะมรี ายละเอยี ดแตกตางกนั ออกไป ตามชนิดของเซลล์ 2.2 ครใู ชคาํ ถามกระตุน - นักเรียนทราบหรอื ไมว า เซลล์ไฟฟูาเคมีแบงออกเป็นกป่ี ระเภทอะไรบา ง ตอบ จากลกั ษณะของการแปลงรูปพลังงาน ทาํ ใหแ บง เซลล์ไฟฟาู เคมีไดเ ปน็ 2 ประเภทคือ 1. เซลล์กัลวานิก เปล่ียนพลังงานเคมีใหเป็นพลังงานไฟฟูา ซึ่งภายในเซลล์นั้นเกิดปฏิกิริยาตอกันได เอง และกอใหเกดิ กระแสไฟฟูาขึ้น 2. เซลล์อิเล็กโทรไลต์ เปลี่ยนพลังงานไฟฟูาใหเป็นพลังงานเคมี เป็นปฏิกิริยายอนกลับของเซลล์ กลั วานกิ (ปฏกิ ริ ยิ าเกิดขน้ึ เองไมได) โดยใสกระแสไฟฟาู เขา ไปในเซลล์ ทาํ ใหเกิดปฏิกริ ิยาเคมีขึ้น ในเซลลอ์ ิเลก็ โทรไลต์ ปฏิกิริยาเกิดขึ้นเองไมได ตองใสกระแสไฟฟูาเขาไปกอน จึงทําใหเกิดปฏิกิริยา ข้นึ ได สํวนประกอบของเซลลไ์ ฟฟ้าเคมี 1. ขว้ั ไฟฟ้า ซ่ึงมี 2 ชนดิ คอื ก. ข้ัววองไว (Active electrode) ไดแก ข้ัวโลหะท่ัวไป เชน Zn , Cu , Pb ข้ัวพวกนี้บาง โอกาสจะเขา ไปมีสว นรว มในการเกดิ ปฏกิ ิริยาดว ย ข. ขั้วเฉ่ือย (Inert electrode) คือ ขั้วที่ไมมีสวนรวมใดๆ ในการเกิดปฏิกิริยาเคมี เชน Pt , C (แกร์ไฟต์) สําหรับในเซลลไ์ ฟฟูาหนึ่ง ๆ จะตองประกอบไปดว ยขัว้ ไฟฟาู 2 ขว้ั เสมอ คอื ขว้ั แอโนด (Anode) คอื ข้วั ที่เกดิ ปฏิกิรยิ าออกซิเดชัน ข้ัวแคโทด (Cathode) คือ ขว้ั ทเี่ กิดปฏิกิริยารีดกั ชัน 2. สารอเิ ล็กโทรไลต์ (Electrolyte) สารอิเล็กโทรไลต์ คือ สารท่ีสถานะเป็นของเหลว นําไฟฟูาได เพราะมีไอออนบวกและลบ เคลือ่ นที่ไปมา อเิ ล็กโทรไลต์มี 2 ชนดิ คอื ก. สารประกอบไอออนิกหลอมเหลว เชน NaCl(s) Na+(l) + Cl-(l)
ข. สารละลายอิเลก็ โทรไลต์ เชน สารละลายกรด เบส และเกลือ เซลลก์ ัลวานกิ มีชอื่ เรยี กอกี อยางหนึ่งวา เซลลโ์ วลทาอิก (Voltaic cell) ลักษณะของเซลล์ประกอบดวย 2 ครึ่ง เซลล์ซง่ึ มีคา ความตา งศักย์ไฟฟูาแตกตางกัน โดยแตละครึ่งเซลล์จะประกอบดวยขั้วไฟฟูาจุมอยูในสารละลาย อเิ ล็กโทรไลต์ ซึง่ มีไอออนของโลหะท่สี ามารถเกิดปฏิกริ ยิ าออกซิเดชันหรือรีดักชันละลายอยูปลายอีกดานหนึ่ง ของข้ัวไฟฟูาท้ังสองตอเชื่อมกันผานโวลต์มิเตอร์ และครึ่งเซลล์ท้ังสองเช่ือมตอกันดวยวงจรภายในที่เรียกวา สะพานเกลือ - นักเรียนสงสยั หรือไมวา ทําไมเซลล์กัลวานิกถึงมีลกั ษณะดังกลา ว ใหน กั เรียนลองพิจารณาตัวอยา งของปฏิกิรยิ าดงั กลา ว ของปฏกิ ิรยิ ารดี อกซ์ตอไปน้ี Zn + Cu2+ Zn2+ + Cu พจิ ารณาปฏิกริ ิยารีดอกซส์ ามารถเขียนแยกออกเป็น 2 สวน คือ Zn2+ + 2e- ปฏกิ ริ ยิ าออกซิเดชนั Zn และปฏกิ ิริยารีดักชัน Cu2++ 2e- Cu2+ จะเห็นไดวา ท้ัง 2 สวนของปฏิกิริยาท้ังสอง ประกอบดวยโลหะและไอออนของโลหะ ดังน้ันเซลล์ที่สรางขึ้น สามารถแยกออกเปน็ 2 สว นทเ่ี รยี กวา คร่ึงเซลล์ ซ่ึงคร่ึงเซลล์ประกอบดวยโลหะจุมอยูในสารละลายมีไอออน ของโลหะน้นั คือสังกะสีจุม อยใู นสารละลายท่ีมไี อออนของสงั กะสี จะไดครงึ่ เซลล์ออกซิเดชัน และทองแดงจมุ อยใู นสารละลายท่ีมไี อออนของทองแดง จะไดค ร่ึงเซลลร์ ดี กั ชนั คร่งึ เซลล์แตล ะสวนเม่ือสรางเสรจ็ แลว ยังไมมีปฏิกิริยาเกิดขึ้น ยังไมเกิดกระแสไฟฟูาเน่ืองจากยังไมครบวงจร ดงั น้นั เน่ืองจากปฏิกิริยารดี อกซ์จะตองเกิดข้ึนพรอม ๆ กัน ท้ังออกซิเดชันและรีดักชัน การแยกออกเป็นสอง ครึง่ เซลล์จงึ ไมสามารถทําใหเกิดกระแสไฟฟูา จะตองนํามาเช่ือมตอกันในวงจรภายในท่ีเรียกวา สะพานเกลือ และวงจรภายนอกทีเรยี กวา โวลลม์ ิเตอร์ ซ่ึงจะไดเป็นเซลล์กลั วานกิ ที่สมบูรณ์ เน่ืองจาก Cu2+(aq) แยงชิงอเิ ลก็ ตรอนไดเ กงกวา Zn2+(aq) ดังน้ัน ที่ขั้ว Zn จะเกิดปฏิกิริยา Zn(s) Zn2+(aq) + 2e- ข้ัวนี้เกิดออกซิเดชัน มีการจาย e- เรยี กเป็น ข้ัวแอโนด ซงึ่ ถือเปน็ ขวั้ ไฟฟ้าลบ และ ที่ขั้ว Cu จะเกิดปฏิกิริยา Cu2+(aq) + 2e- Cu(s) ขั้วนี้เกิดรีดักชัน มีการรับ e- เรียกเป็น ขั้วแคโทด ซึ่ง ถือเป็นขว้ั ไฟฟา้ บวก เหตนุ ี้จะทาํ ให e- ว่ิงจากแทง Zn ไปหาแทง Cu และมีกระแสไฟฟูาว่ิงสวนทางกลับจากแทง Cu ไป แทง Zn เซลลไ์ ฟฟาู เคมีแบบน้ี เรียก เซลลก์ ัลวานกิ บีกเกอร์แตล ะอนั นัน้ เรียกวา ครึง่ เซลล์ คร่ึงเซลล์ Zn เรียก ครึง่ เซลลแ์ อโนด สวน คร่งึ เซลล์ Cu เรียก คร่งึ เซลลแ์ คโทด - นักเรียนทราบหรือไมวา สวนประกอบตาง ๆ ในเซลลก์ ลั วานกิ มีหนา ท่อี ยางไร
สํวนประกอบของเซลลก์ ัลวานิก 1. คร่ึงเซลล์ (Half cell) คือ ระบบท่ีมีสารจุมอยใู นไอออนของสารน้นั ถาสารท่ีจุมเป็นโลหะก็ใชโลหะ น้ันเป็นขว้ั เชน Zn จมุ ใน Zn2+ Zn ทําหนา ท่ีเปน็ ข้วั ไฟฟูา รปู แสดงคร่งึ เซลลส์ งั กะสี และครง่ึ เซลล์ทองแดง แตถาสารท่ีจุมเป็นแก฿สหรือไอออนของสารในรูปสารละลาย จะตองใชขั้วเฉ่ือย เชน Pt หรือ ขัว้ C (แกร์ไฟต์) เป็นข้ัวแทน เชน แกส฿ H2(g) จุม ใน H+(aq) โดยมี Pt เปน็ ขัว้ Fe2+(aq) จุมในสารละลาย Fe3+(aq) โดยมี Pt เป็นขั้ว รูปแสดงคร่งึ เซลลแ์ ก฿สไฮโดรเจน รปู แสดงครงึ่ เซลล์เหลก็ ไอออน 2. สะพานไอออน (Salt bridge) คือ ตัวเชื่อมตอวงจรภายในของแตละครึ่งเซลล์เขาดวยกันใหครบ วงจร ไอออนในแตละครึ่งเซลลส์ ามารถไหลผานสะพานไอออนนี้ได สะพานไอออนเป็นตัวกันไมใหสารละลาย ในครึ่งเซลล์ท้งั สองผสมกนั การสร๎างสะพานไอออน การสรางสะพานไอออนสามารถทําไดโดยบรรจุสารละลายอ่ิมตัวของเกลือ KNO3 ปนวุนท่ีรอนลงใน หลอดแกวรูปตัวยูใหเต็มพอดี (ระวังอยาใหมีฟองอากาศแทรกอยูในสารละลายผสมเพราะจะทําใหสะพาน ไอออนมปี ระสิทธภิ าพลดลงได) เมือ่ เยน็ ลงสารละลายทปี่ นวุนน้จี ะแข็งตัวในหลอดแกว แตละปลายอุดดวยใย แกว ซ่ึงนําไปใสวางคอมใหปลายหลอดแกวแตละปลายจุมอยูในสารละลายของแตละครึ่งเซลล์ หลังจาก เสร็จตองทําความสะอาดดวยน้ํา แลวแชไวในสารละลายอิ่มตัวของ KNO3 ในนํ้าสะพานไอออนดังกลาว สามารถนาํ ไปใชซํา้ กนั หลายคร้ังได รูปแสดงสะพานไอออน ในการปฏิบตั กิ ารเคมี เราทําสะพานไอออนงา ย ๆ ดวยกระดาษกรองกวางประมาณ 1 cm. ยาว ๆ ชุบ สารละลายอิ่มตัว KNO3 ใหเ ปียกหมดท้ังแผน นาํ ไปใชแทนสะพานไอออนได
สมบตั ขิ องสารทีใ่ ชท๎ าสะพานไอออน 1. เป็นสารประกอบไอออนกิ ที่ละลายนาํ้ แตกเปน็ ไอออนไดดี มปี ริมาณไอออนเกดิ ขน้ึ มาก 2. ไอออนตอ งไมทําปฏกิ ริ ิยาเคมกี ับสารใด ๆ ในสารละลายของครึ่งเซลลท์ ั้งสอง 3. ไอออนบวกและไอออนลบที่แตกตวั ไดจากสารตอ งมคี วามสามารถในการเคลือ่ นที่เรว็ ใกลเคียงกัน 4. สารทใี่ ชทําสะพานไอออน มหี ลายชนิด เชน KNO3, KCl, NH4Cl 5. ตอ งเปน็ สารละลายอ่ิมตัว ประกอบดวยไอออนมาก หน๎าที่ของสะพานออิ อน 1. ปอู งกนั การสะสมประจใุ นครึ่งเซลล์ทง้ั สอง คือ ทําหนาทีร่ กั ษาสมดลุ ระหวา งไอออนบวก กับ ไอออนลบ ในครง่ึ เซลลท์ ั้งสองเชน ในคร่ึงเซล Zn / Zn2+ จะมี Zn2+ จึงมีประจุบวกมากเกินไป NO3- ในสะพานไอออนจะ เคลื่อนท่ีลงมาเพื่อรกั ษาสมดุลระหวา งไอออนบวกกับ ไอออนลบ ใหมีปริมาณเทาๆ กันสวนในคร่ึงเซลล์ Cu / Cu2+ ตัว Cu2+ จะมีปริมาณลดลง จะเหลือ SO42- มากกวาตวั K+ ในสะพานไอออนกจ็ ะเคล่อื นท่ลี งมา เพือ่ รักษาสมดุล ระหวางไอออนบวกกับไอออนลบถาไมมี สะพานไอออน ประจุในคร่ึงเซลล์ทั้งสองจะไมสมดุล คือจะมีการสะสมประจุในครึ่งเซลล์ทั้งสอง เม่ือผานไป ระยะหน่ึงก็จะไมมกี ระแสไฟฟูาไหลในวงจร 2. ทําใหครบวงจร แตหนาท่ีน้ีไมสําคัญเพราะสามารถใชลวดตัวนําตาง ๆ แทนได แตการ เปลย่ี นแปลงที่เกดิ ขึน้ ไมเหมอื นกนั **หมายเหตุ** เซลกัลวานิกใด ๆ ท่ีประกอบดวยครึ่งเซลล์ Zn / Zn2+ ตอกับครึ่งเซลล์ Cu / Cu2+ อาจเรียกชือ่ เฉพาะวา เซลล์แคเนียล สําหรับเซลลก์ ัลวานกิ บางชนดิ ไมมีสะพานไอออนเช่ือมตอระหวางสารละลายในแตละคร่ึงเซลล์เพื่อดุล ประจุ แตใชแผนรูพรุนบาง ๆ (Prous disk) ค่ันอยูระหวางสารละลายในครึ่งเซลล์ทั้ง 2 ทําหนาที่ดุลประจุ ปูองกนั ไมใหค รึ่งเซลลเ์ กดิ การสะสมประจุ โดยไอออนท่ีทําใหเกิดการสะสมประจุในสารละลายของครึ่งเซลล์ หนง่ึ จะเคลื่อนทผ่ี า นรูเลก็ ของแผนรูพรนุ บาง ๆ ไปยงั สารละลายอกี ครึ่งเซลลห์ นง่ึ ได รปู แสดงเซลลก์ ัลวานกิ ชนิดท่ใี ชแผน รพู รุนบาง ๆ 3. ขัน้ อธิบายและลงข๎อสรปุ (Explanation) (10 นาท)ี 3.1 ครูและนักเรยี นรวมกนั สรุป แบง ตามกลุมทาํ แบบฝกึ หดั ตอ ไปนี้ เพือ่ วัดความเขาใจ จงเตมิ คาลงในชํองวํางตอํ ไปนีใ้ หถ๎ ูกตอ๎ งและไดใ๎ จความ หากเราตํอวงจรไฟฟา้ ดงั รูป เนื่องจาก Ag+(aq) แยงชงิ อเิ ลก็ ตรอนไดเ กงกวา Cu2+ (aq) Cu2++ 2e- (เขยี นสมการเคมี) ดงั นั้น ทข่ี ว้ั Cu จะเกดิ ปฏกิ ิริยา Cu ข้วั น้เี กดิ ออกซเิ ดชัน มีการจา ย e- เรียกเป็นขวั้ แอโนด (แอโนด / แคโทด)
ซงึ่ ถือเปน็ ข้วั ลบ (บวก / ลบ) และ ที่ข้วั Ag จะเกดิ ปฏกิ ิรยิ า รีดกั ชนั ข้ัวน้ีเกิดรดี กั ชนั่ มีการรบั e- เรียกเป็นข้วั แคโทด (แอโนด / แคโทด) ซง่ึ ถือเป็นขัว้ บวก (บวก/ลบ) เหตนุ ้ีจะทาํ ใหอ ิเล็กตรอนว่งิ จากแทง Cu ไปหาแทง Ag และมีกระแสไฟฟาู วงิ่ สวนทางกลับจากแทง Ag ไปแทง Cu เซลล์ไฟฟาู เคมแี บบนเี้ รียก เซลลก์ ัลวานิก บกี เกอร์แตละอันเรยี กวา สารละลายอิเล็กโทรไลต์ ครึ่งเซลล์ Ag เรยี ก ครงึ่ เซลล์ รีดักชนั ครึ่งเซลล์ Cu เรยี ก คร่งึ เซลล์ ออกซเิ ดชัน 4. ขนั้ ขยายความรู๎ (Elaboration) (80 นาท)ี 4.1 เปิดวีดีโอเสริมเพ่ือใหนักเรียนเขาใจมากยิ่งขึ้น https://www.youtube.com/watch?v=Hb- GsU0YtKc&list=PLWUVm5gA1ho3jMhTZHxK5pA-XByMW_l7W&index=13 4.2 ครูใหห นังเรยี นทาํ แบบฝกึ หดั ในหนังสอื เรยี น 5. ข้ันประเมิน (Evaluation) (10 นาท)ี 5.1 ครปู ระเมินนกั เรียนจากการตอบคาํ ถาม 5.2 การทําแบบฝึกหัด 5.3 แบบสังเกตพฤตกิ รรมรายกลมุ 5.4 แบบสังเกตพฤติกรรมรายบุคคล วสั ดุ อุปกรณ์ สื่อและแหลํงเรยี นร๎ู 1. power point เรอื่ ง เซลล์กัลวานิก 2. ส่ือวดี โี อ 2.1 เซลล์กลั วานกิ https://www.youtube.com/watch?v=HbGsU0YtKc&list=PLWUVm5gA1ho3jMhTZHxK5pA- XByMW_l7W&index=13 3. หนังสอื เรียนเคมีเลม 4 4. แบบฝกึ หดั การวดั และการประเมินผล การวดั ผลประเมนิ ผลดา๎ น วธิ กี ารวดั เครอื่ งมอื วัด เกณฑ์การผาํ น 1. คําถาม 1. ดานความรู 1. การตอบคําถาม 1. ไดค ะแนนรอยละ 60 ขน้ึ ไป 2. ดา นทักษะ 1. การทาํ แบบฝกึ หัด 1. โจทยแ์ บบฝกึ หดั 1. ไดคะแนนรอยละ 2. สังเกตพฤติกรรมราย 2. แบบสงั เกตพฤติกรรม 60 ขนึ้ ไป กลมุ รายกลมุ 2. ระดับคณุ ภาพ ปานกลางขึ้นไป 3. ดานคุณลักษณะที่พึง -สั ง เ ก ต พ ฤ ติ ก ร ร ม -แบบสังเกตพฤติกรรม 1. ระดบั คุณภาพ ประสงค์ รายบุคคล รายบุคคล ปานกลางขนึ้ ไป
ความสนใจใฝ่ ๎ูร ้ัตงใจเรียน แบบสงั เกตพฤตกิ รรมรายบุคคล และทา ิกจกรรมวชิ า ...................................................................................................... ชั้น ......................................... เลขที่ ชื่อ-นามสกลุ การแลกเป ี่ลยนเ ีรยน ู๎ร ักบเพ่ือน ีมความซ่ือสัตย์ในการทา ิกจกรรมหมายเหตุ ใหบันทกึ โดยใชเครอ่ื งหมาย ้ัตงปัญหาห ืรอคาถามสร๎างสรร ์ค = แสดงพฤติกรรมที่พงึ ประสงคต์ ามคาดหวัง ทางานไ ๎ดเ ีรยบ ๎รอย ูถก ๎ตองและครบ ๎ถวน = ไมแ สดงพฤติกรรมท่ีพงึ ประสงค์ตามคาดหวงั หมายเห ุตเกณฑ์การประเมิน นกั เรยี นมพี ฤติกรรมทพ่ี ึงประสงคต์ ามคาดหวังตงั้ แต ๓ รายการข้ึนไป ถือวา ผา นเกณฑ์การประเมนิ
แบบสงั เกตพฤติกรรมการทางานเป็นกลุํม กลุม .......................................................................................................... สมาชกิ ในกลุม 1. 2....................................................................... ...................................................................... 3. 4....................................................................... ...................................................................... 5. 6....................................................................... ...................................................................... คาชีแ้ จง: ใหนักเรยี นทําเครอื่ งหมาย ในชอ งทีต่ รงกบั ความเป็นจริง พฤติกรรมที่สังเกต คะแนน 1 32 1. มีสวนรวมในการแสดงความคิดเห็น 2. มีความกระตือรือรนในการทํางาน 3. รบั ผิดชอบในงานท่ีไดรบั มอบหมาย 4. มีข้ันตอนในการทาํ งานอยา งเปน็ ระบบ 5. ใชเ วลาในการทํางานอยางเหมาะสม รวม เกณฑก์ ารให๎คะแนน พฤตกิ รรมท่ีทําเป็นประจํา ให 3 คะแนน พฤตกิ รรมท่ที าํ เป็นบางคร้ัง ให 2 คะแนน พฤติกรรมท่ีทํานอยครงั้ ให 1 คะแนน เกณฑ์การใหค๎ ะแนน ชวงคะแนน ระดบั คุณภาพ 13-15 ดี 8-12 ปานกลาง 5-7 ปรบั ปรงุ
บันทกึ หลงั แผนการจดั การเรียนรู๎ รายวชิ าเคมี 5 รหัสวชิ า ว30225 ระดบั ช้ันมธั ยมศึกษาปีท่ี 6 1. ดา๎ นความร๎ู ………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 2. ด๎านทักษะ/กระบวนการ ………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 3. ดา๎ นคณุ ลกั ษณะอนั พึงประสงค์ ………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 4.ปญั หาและอุปสรรค ………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 5. แนวทางการแกไ๎ ข ………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ลงชือ่ ........................................................ครูผูสอน ( นางสาวสทุ ิพย์ สุขสบาย) ............../............../...........
แผนการจดั การเรยี นร๎ูที่ 6 หนวํ ยการเรียนรูท๎ ่ี 9 ไฟฟา้ เคมี เรอ่ื ง การถํายโอนอเิ ล็กตรอนในเซลลก์ ัลวานกิ รหัสวิชา ว30225 ชนั้ มัธยมศกึ ษาปีที่ 6 รายวิชา เคมี 5 (เพิม่ เตมิ ) กลํุมสาระการเรยี นร๎วู ิทยาศาสตร์ ภาคเรยี นที่ 2 เวลา 3 ชว่ั โมง ผลการเรยี นร๎ู - ตอเซลล์กัลวานิก บอกขั้วแคโทด ขั้วแอโนด เขียนสมการแสดงปฏิกิริยา และเขียนแผนภาพเซลล์ กลั ปวานกิ ได สาระการเรยี นร๎ู เซลล์ไฟฟูาเคมี (Electrochemical) คือ เคร่ืองมือหรืออุปกรณ์ทางเคมีท่ีเกิดจากการเปล่ียนแปลง พลังงานเคมเี ป็นไฟฟาู หรอื ไฟฟูาเป็นเคมี เซลลไ์ ฟฟาู เคมแี บง ออกเป็น 2 ประเภท 1. เซลล์กลั วานกิ (Galvanic cell) คือ เซลลไ์ ฟฟูาเคมีที่เปล่ยี นพลงั งานเคมเี ป็นพลังงานไฟฟูา เกิดจาก สารเคมที าํ ปฏิกิริยากันในเซลล์ แลวเกิดกระแสไฟฟูา เชน ถานไฟฉาย เซลล์อัลคาไลน์ เซลล์ปรอท เซลล์เงิน แบตเตอร่ี 2. เซลล์อิเล็กโทรไลติก (Electrolytic cell) คือ เซลล์ไฟฟูาเคมีท่ีเปลี่ยนพลังงานไฟฟาู เป็นพลังงานเคมี เกิดจากการผานกระแสไฟฟูาลงไปในสารเคมีท่ีอยูในเซลล์ แลวทําใหเกิดปฏิกิริยาเคมี เชน การแยกนํ้าดวย กระแสไฟฟูา การชบุ โลหะดวยไฟฟูา จุดประสงค์การเรยี นรู๎ ดา๎ นความรู๎ (Knowledge) - อธบิ ายการเกดิ กระแสไฟฟูาในเซลล์กัลปว านิกได - เขียนสมการแสดงการถา ยโอนอิเลก็ ตรอนได ดา๎ นทักษะ (Process) - ทาํ การทดลองเพ่ือศึกษาการถา ยโอนอเิ ล็กตรอนในเซลล์กลั ปวานกิ ได ดา๎ นคณุ ลกั ษณะอนั พึงประสงค์ (Affective) 1. ปฏบิ ตั ติ นเป็นผูมีความสนใจใฝุรู และมรี ะเบียบวินัย 2. ปฏบิ ตั ิตนเปน็ ผูมคี วามรับผดิ ชอบ ตรงตอ เวลา 3. ปฏบิ ัติตนเปน็ ผูมคี วามซอื่ สตั ย์ สุจริต ความคิดรวบยอด เซลลก์ ลั วานกิ (Galvanic cell) คอื เซลลไ์ ฟฟูาทเ่ี ปลย่ี นพลงั งานเคมีเป็นพลังงานไฟฟูา ประกอบดวย ครงึ่ เซลล์ 2 คร่ึงเซลล์มาตอกนั และเชื่อมใหครบวงจรโดยใชส ะพานไอออนตอระหวางครึ่งเซลล์ไฟฟาู ทั้งสอง - เซลลก์ ลั วานิก ซง่ึ อิเลก็ ตรอนไหลจากขวั้ แอโนด(-)ไปยงั ขั้วแคโทด(+) - คร่งึ เซลล์ (Half cell) คอื ระบบท่มี สี ารจุมอยใู นไอออนของสารนนั้ ถา สารทจี่ มุ เปน็ โลหะก็ใชโ ลหะน้ันเป็นขัว้ (ขวั้ วองไว) เชน Zn จมุ อยูใน Zn2+
- สะพานไอออน (Salt bridge) คอื ตวั เชอ่ื มวงจรภายในของแตล ะครงึ่ เซลล์ใหค รบวงจร ทาํ ใหไอออนในแตล ะ ครึง่ เซลลส์ ามารถไหลผา นสะพานไอออนนไ้ี ด และมีหนา ทร่ี ักษาสมดลุ ของไอออนของสารละลายอเิ ลก็ โทรไลต์ใน แตละคร่ึงเซลล์ เพือ่ ทําใหประจุในแตละครึ่งเซลลส์ มดลุ กัน สมบตั ิของสารท่ใี ชท าํ เป็นสะพานไอออน 1. เปน็ สารประกอบไอออนิกทส่ี ามารถแตกตัวละลายน้ําไดด ี มปี รมิ าณไอออนมาก 2. ไอออนตอ งไมท ําทาํ ปฏิกิรยิ าเคมใี ดๆ กบั สารละลายของแตละครงึ่ เซลล์ 3. ไอออนบวกและไอออนลบท่แี ตกตวั ออกมาตองมคี วามสามารถในการเคลอื่ นที่ใกลเ คียงกัน 4. สารทใ่ี ชทาํ สะพานไอออน ไดแก KNO3, KCl , NH4Cl 5. ตองเป็นสารละลายอม่ิ ตัว ประกอบดว ยไอออนมาก ลักษณะสาํ คญั ของเซลล์กลั วานิก 1. กระแสไฟฟูาท่ีเกิดขึ้นเปน็ กระแสตรง คือ กระแสอเิ ลก็ ตรอน 2. อเิ ลก็ ตรอนจะไหลจากครึ่งเซลลท์ ่มี ศี ักยไ์ ฟฟาู ตํ่าไปยังครง่ึ เซลล์ท่ีมศี ักยไ์ ฟฟูาสูง เซลล์กลั วานกิ แบงออกไดเ ปน็ 2 ชนดิ 1. เซลล์ปฐมภูมิ คือเซลลก์ ัลวานกิ ที่ปฏิกริ ยิ าเคมภี ายในเซลลเ์ กิดข้ึนอยา งสมบรู ณ์ ไมสามารถเปลี่ยนผลติ ภัณฑ์ กลับมาเป็นสารตง้ั ตนได คอื ใชแลว หมดไปไมส ามารถนาํ กลับมาใชไ ดอีก 2. เซลล์ทุติยภูมิ คือเซลล์กลั วานิกที่เมือ่ นาํ ไปใชแ ลว สามารถทําใหเกดิ ปฏิกิรยิ ายอนกลับไดโ ดยการอัดไฟ หรือประจุ ไฟ แลวจงึ สามารถนํากลบั มาใชใหมได สมรรถนะสาคญั ของผเู๎ รยี น ความสามารถในการสื่อสาร ความสามารถในการคดิ ความสามารถในการแกปัญหา ความสามารถในการใชท กั ษะชีวิต ความสามารถในการใชเทคโนโลยี คณุ ลักษณะอนั พึงประสงค์ ความซ่อื สตั ยส์ ุจริต มวี นิ ยั ความรกั ชาติ ศาสน์ กษตั ริย์ มุงม่ันในการทํางาน อยูอยางพอเพียง ใฝเุ รยี นรู มจี ิตสาธารณะ รักความเป็นไทย แนวความคิดเพ่ือการเรียนร๎ใู นศตวรรษท่ี 21 ทักษะดา นการเรียนรแู ละนวตั กรรม สาระวิชาหลกั (Core Subjects) ทกั ษะดา นชวี ิตและอาชีพ ทักษะดานสารสนเทศ สือ่ และเทคโนโลยี กจิ กรรมการเรยี นรู๎ วธิ ีสอน โดยใชก ระบวนการสืบเสาะความรู (Inquiry Cycle หรอื Inquiry Method : 5E) ช่วั โมงที่ 1-3
1. ขัน้ สร๎างความสนใจ (Engagement) (25 นาท)ี 1.1 ครูสนทนากับนักเรียนทบทวนเร่ือง เซลล์กัลวานิก โดยใชเกม Kahoot ดึงดูดความสนใจของ ผเู รียน 1.2 ครูใชก ระตนุ นกั เรียนดังนี้ 1. เซลล์กัลวานกิ ประกอบดวยอะไรบา ง ตอบ ครง่ึ เซลล์และสะพานไอออน 1.3 ครูเกรนิ่ นํานักเรยี นเขา สูก ารทดลองเรือ่ ง การถา ยโอนอิเลก็ ตรอนในเซลล์กลั วานิก 2. ขน้ั สารวจและคน๎ หา (Exploration) ( 60 นาที) 2.1 ครูใหน ักเรียนแบง กลมุ ทาํ การทดลองเรือ่ ง การถายโอนอิเลก็ ตรอนในเซลลก์ ัลวานิก 2.2 ครแู จกใบกจิ กรรมการทดลอง พรอมทัง้ อธบิ ายวตั ถปุ ระสงคใ์ หน ักเรยี นฟัง 2.3 ครูและนักเรยี นชว ยการอธิบายขัน้ ตอนการทดลองพรอมทั้ง ใหนักเรียนแบงหนาที่ทําการทดลอง เพือ่ ความรวดเร็ว 2.3 ครใู หน กั เรียนบันทึกผลลงในตารางใบกิจกรรมการทดลองเร่ือง การถายโอนอิเล็กตรอนในเซลล์ กัลวานิก 2.4 ครใู หนักเรยี นเรม่ิ ทําการทดลอง 3. ขั้นอธิบายและลงขอ๎ สรุป (Explanation) (55 นาที) 3.1 ครแู ละนักเรยี นรว มกันอภปิ รายผลการทดลองเร่อื ง การถายโอนอเิ ลก็ ตรอนในเซลล์กัลวานิก ดงั น้ี อภปิ รายผลการทดลอง 1. เมื่อตอเซลล์กัลวานิกครบวงจรแลวเข็มมิเตอร์เบนไปจากขีดศูนย์ แสดงวาเกิดการถายโอน อิเล็กตรอนและมีกระแสไฟฟาู เกดิ ขน้ึ 2. เม่ือตอครึ่งเซลล์ Cu(s)ICu2+(aq) กับครึ่งเซลล์ Zn(s)IZn2+(aq) พบวาเข็มมิเตอร์เบนเขาหาขั้ว ทองแดง แสดงวา ขว้ั สงั กะสใี หอิเลก็ ตรอนแก Cu2+ (aq)ท่ีรอบ ๆ ขั้วทองแดง มีการถา ยโอนอิเล็กตรอนระหวาง สงั กะสกี ับ Cu2+ (aq) จงึ สนับสนุนผลการทดลองทีไ่ ดศ ึกษามาแลว 3. เมอ่ื สังกะสีใหอ เิ ลก็ ตรอนเกิดเป็น Zn2+(aq) ผิวของสังกะสีจะรอนไป อิเล็กตรอนจากข้ัวสังกะสีจึง เคล่ือนผานลวดตัวนําไปยังขั้วทองแดง สวน Cu2+ (aq) ทองแดงเกาะท่ขี ้วั ทองแดง ทําใหสารละลายสีฟาู มีสจี างลง ดในงั นส้ันาใรนลคะรล่ึงาเยซลCลu์ SZOn4(s)IจZะnร2ั+บ(อaqิเล)็กจตึงรเกอิดนปเกฏิดิกเิรปิย็นา ออกซิเดชันและคร่ึงเซลล์ Cu(s)ICu2+(aq) เกิดปฏิกิริยารีดักชัน สําหรับคร่ึงเซลล์อ่ืน ๆ ก็สามารถอธิบายได ทํานองเดยี วกัน 4. เมือ่ นําสองครง่ึ เซลล์มาตอใหครบวงจรแลวมีกระแสไฟฟูาไหลในวงจร ในคร่ึงเซลล์ปฏิกิริยารีดักชัน มีไอออนบวกในสารละลานลดลง ไอออนบวกจากสะพานเกลือจงึ เคลือ่ นที่ลงไปแทนท่ี ขณะเดียวกันไอออนลบ จากสารละลายจะแพรผานสะพานไอออนเพอื่ รกั ษาดุลทางไฟฟูา สวนในครึ่งเซลล์ที่เกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันมี ไอออนบวกจากสารละลายทแี่ พรผ า นสะพานเกลือจึงเคลื่อนลงมาในสารละลายและขณะเดียวกันไอออนบวก จากสารละลายกแ็ พรผ านสะพานเกลือเพื่อรักษาสมดุลทางไฟฟูา การเปลี่ยนแปลงดังกลาวนี้เกิดข้ึนพรอมกัน ตลอดเวลา ดงั นั้นสะพานเกลือจึงทําหนา ท่รี กั ษาสมดุลระหวา งไอออนบวกและไอออนลบภายในเซลล์ อภิปรายตอไปเกี่ยวกับสวนประกอบและการเรียกชื่อข้ัวไฟฟูาของเซลล์กัลวานิก เพื่อใหสรุปไดวา ขั้วไฟฟาู ของเซลล์ที่เกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันเรียกวา ขั้วแอโนด สวนข้ัวไฟฟูาของเซลล์ที่เกิดปฏิกิริยารีดักชัน เรียกวา ขั้วแคโทด แลวใหนักเรียนเขียนสมการแสดงปฏิกิริยาท่ีเกิดขึ้นในเซลล์กัลวานิกและจัดอันดับ ความสามารถในการใหแ ละรบั อิเล็กตรอนของโลหะและโลหะไอออนซ่งึ ควรจัดไดด งั นี้
4. ข้ันขยายความรู๎ (Elaboration) (30 นาท)ี 4.1 ครูอธบิ ายเพิม่ เตมิ ใหนักเรียนฟงั 1. สะพานเกลือท่ีใชในการทดลองอาจทําจากกระดาษกรองชุบสารละลายอิ่มตัวของเกลือ บางชนิด เชน KCl, KNO3 , NH4NO3 หรือเกลือชนิดอื่น ๆ ที่ไมทําปฏิกิริยากับสารละลายอิเล็กโทรไลต์ในคร่ึงเซลล์ทั้ง สอง และไอออนบวกกับไอออนลบของสารละลายท่ีใชทําสะพานเกลือควรมีความสามารถในการเคล่ือนที่ใน สารละลายใกลเ คียงกนั นอกจากนอี้ าจใชวุนผสมกับสารลายของเกลือดังกลาวบรรจใุ สหลอดแกว 2. ถาตง้ั เซลล์กลั วานิกไวเ ปน็ เวลานาน กระแสไฟฟาู อาจหยุดไหลไดเนื่องจากศักย์ไฟฟูาของคร่ึงเซลล์ ทง้ั สองเทา กนั 3. โวลตม์ เิ ตอรช์ นดิ ทม่ี ีเลขศูนยอ์ ยูตรงกลางจะวัดศกั ย์ไฟฟูาไดไมเกิน 2 โวลต์ ถาศักย์ไฟฟูามาตรฐาน ของเซลลม์ ีคา มากกวา 2 โวลต์ ตองใชโ วลตม์ ิเตอร์ท่ใี ชอ ยูในทัว่ ไปซ่งึ มเี ลขศนู ย์อยูทางซายมือของสเกล การตอ มิเตอร์ประเภทนีก้ บั ข้ัวไฟฟาู จึงตอ งทดสอบดวู า เข็มเบนไปทางดานท่ีมีสเกลคร่ึงเซลล์ท่ีตอกับข้ัวลบของมิเตอร์ จะเสียอเิ ล็กตรอน สว นครง่ึ เซลลท์ ต่ี อ กบั ขวั้ บวกจะรบั อเิ ล็กตรอน 4. ในกรณที โี่ วลตม์ ิเตอร์ไมมเี ลข 0 อยูตรงกลาง ถา ตอ โวลตม์ ิเตอร์แลวเขม็ ของมเิ ตอรเ์ บนไปในทิศทาง ทต่ี า่ํ กวาศนู ย์ใหสลบั ขวั้ ไฟฟาู 4.2 นกั เรยี นตอบคาํ ถามในใบกิจกรรมการทดลอง 5. ข้นั ประเมนิ (Evaluation) (10 นาที) 5.1 ครปู ระเมินนกั เรยี นจากการตอบคาํ ถาม 5.2 การสงั เกตพฤตกิ รรมรายกลมุ 5.3 ใบกิจกรรมการทดลองเรือ่ ง การถายโอนอเิ ล็กตรอนในเซลลก์ ลั ปว านิก 5.4 แบบสังเกตพฤติกรรมรายบคุ คล วัสดุ อุปกรณ์ สือ่ และแหลํงเรยี นรู๎ 1. หนงั สือเรยี นเคมีเลม 4 2. ใบกจิ กรรมการทดลองเรอื่ ง การถายโอนอเิ ล็กตรอนในเซลลก์ ลั ปว านิก 3. แบบฝึกหดั
การวดั และการประเมินผล การวัดผลประเมินผลด๎าน วิธีการวัด เครอ่ื งมือวดั เกณฑก์ ารผําน 1. ดา นความรู 1. การทําแบบฝึกหัดใน 1. โจทย์ในใบกิจกรรม 1. ไดคะแนนรอยละ ใบกิจกรรมการทดลอง การทดลอง 60 ขึ้นไป 2. การตอบคาํ ถาม 2. คาํ ถาม 2. ดานทักษะ 1.กิจกรรมการทดลอง 1. ใบกจิ กรรมการ 1. ไดคะแนนรอยละ 2. สงั กตพฤติกรรมดา น ทดลอง 60 ขึ้นไป ทกั ษะปฏิบัติ 2. แบบประเมนิ 2. ระดบั คณุ ภาพ 3. ตรวจการเขียน พฤตกิ รรมดา นทกั ษะ ปานกลางขนึ้ ไป รายงานการทดลอง ปฏบิ ัติ 4.สังเกตพฤติกรรมการ 3. แบบประเมนิ การ ทํางานเป็นกลุม เขยี นรายงานการทดลอง 4. แบบสังเกตพฤตกิ รรม การทํางานเปน็ กลมุ 3. ดานคุณลักษณะท่ีพึง - สั ง เ ก ต พ ฤ ติ ก ร ร ม - แบบสังเกตพฤติกรรม 1. ระดับคุณภาพ ประสงค์ รายบุคคล รายบคุ คล ปานกลางข้ึนไป
บนั ทึกหลังแผนการจัดการเรียนรู๎ รายวชิ าเคมี 5 รหัสวชิ า ว30225 ระดับช้ันมธั ยมศกึ ษาปที ี่ 6 1. ดา๎ นความร๎ู ………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 2. ด๎านทักษะ/กระบวนการ ………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 3. ดา๎ นคณุ ลกั ษณะอนั พงึ ประสงค์ ………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 4.ปญั หาและอปุ สรรค ………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 5. แนวทางการแกไ๎ ข ………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ลงช่อื ........................................................ครูผูสอน ( นางสาวสทุ ิพย์ สุขสบาย) ............../............../...........
ความสนใจใฝ่ ๎ูร ้ัตงใจเรียน แบบสงั เกตพฤตกิ รรมรายบุคคล และทา ิกจกรรมวชิ า ...................................................................................................... ชั้น ......................................... เลขที่ ชื่อ-นามสกลุ การแลกเป ี่ลยนเ ีรยน ู๎ร ักบเพ่ือน ีมความซ่ือสัตย์ในการทา ิกจกรรมหมายเหตุ ใหบันทกึ โดยใชเครอ่ื งหมาย ้ัตงปัญหาห ืรอคาถามสร๎างสรร ์ค = แสดงพฤติกรรมที่พงึ ประสงคต์ ามคาดหวัง ทางานไ ๎ดเ ีรยบ ๎รอย ูถก ๎ตองและครบ ๎ถวน = ไมแ สดงพฤติกรรมท่ีพงึ ประสงค์ตามคาดหวงั หมายเห ุตเกณฑ์การประเมิน นกั เรยี นมพี ฤติกรรมทพ่ี ึงประสงคต์ ามคาดหวังตงั้ แต ๓ รายการข้ึนไป ถือวา ผา นเกณฑ์การประเมนิ
แบบสังเกตพฤติกรรมการทางานเปน็ กลมํุ กลุม .......................................................................................................... สมาชิกในกลมุ 1. 2....................................................................... ...................................................................... 3. 4....................................................................... ...................................................................... 5. 6....................................................................... ...................................................................... คาชีแ้ จง: ใหน กั เรยี นทําเครือ่ งหมาย ในชองทีต่ รงกบั ความเปน็ จริง พฤตกิ รรมทส่ี ังเกต คะแนน 1 32 1. มสี วนรวมในการแสดงความคดิ เห็น 2. มคี วามกระตือรือรนในการทาํ งาน 3. รบั ผิดชอบในงานทไ่ี ดรับมอบหมาย 4. มีขั้นตอนในการทํางานอยางเป็นระบบ 5. ใชเ วลาในการทํางานอยา งเหมาะสม รวม เกณฑก์ ารให๎คะแนน พฤตกิ รรมที่ทําเป็นประจาํ ให 3 คะแนน พฤติกรรมที่ทาํ เป็นบางครัง้ ให 2 คะแนน พฤติกรรมทที่ าํ นอยครงั้ ให 1 คะแนน เกณฑ์การให๎คะแนน ชว งคะแนน ระดับคุณภาพ 13-15 ดี 8-12 ปานกลาง 5-7 ปรบั ปรุง
แบบประเมินพฤตกิ รรมด๎านทักษะปฏบิ ตั ิ ช้ันมัธยมศกึ ษาปีท่ี 6/ ....... กลํมุ .................... ท่ี รายการทป่ี ฏบิ ตั ิ ระดบั คุณภาพการปฏิบตั ิ 3 (ดี) 2 (ปานกลาง) 1 (ปรับปรงุ ) 1. ใชอ ปุ กรณ์ไดเ หมาะสมและถูกตอ ง 2. ทําการทดลองตามขน้ั ตอนทก่ี าํ หนดไว 3. ทาํ การทดลองเสร็จในเวลาทกี่ ําหนด 4. จัดพ้นื ทก่ี ารทดลองเหมาะสมและปลอดภัย 5. รักษาความสะอาดและจดั เก็บอปุ กรณไ์ ดถกู ตอ ง รวมคะแนน คะแนน 15 เกณฑ์การใหค๎ ะแนน ได 3 คะแนน เมือ่ ปฏิบัตถิ ูกตองเหมาะสม มีขอบกพรองเพียงเลก็ นอ ยหรอื ไมมีเลย ได 2 คะแนน เม่อื ปฏบิ ัตถิ กู ตองเหมาะสมเกนิ ครง่ึ หนงึ่ มีขอ บกพรองคอนขา งมาก ได 1 คะแนน เม่อื ปฏิบตั ถิ กู ตอ งเหมาะสมตํ่ากวาครึ่งหนึง่ มีขอบกพรองเป็นสวนใหญห รอื ไมไ ด ปฏิบตั ิ เกณฑค์ ณุ ภาพ ระดบั คุณภาพ ชํวงคะแนน ปรบั ปรุง 0-6 ปานกลาง 7-11 12-15 ดี
แบบประเมินการเขียนรายงานการทดลอง ท่ี รายการประเมิน ระดบั คุณภาพ 3 (ดี) 2 (ปานกลาง) 1 (ปรบั ปรงุ ) 1. การเขยี นจุดประสงคก์ ารเรียนรูก ารทดลอง 2. การตง้ั สมมตุ ฐิ าน 3. การแปลผลการทดลอง 4. การสรุปผลการทดลอง 5. ความสมบูรณ์ของช้ินงาน รวมคะแนน คะแนน 15 เกณฑก์ ารให๎คะแนน ได 3 คะแนน เมอ่ื มคี วามถกู ตอ ง สมบรู ณ์ ชัดเจน หรอื บกพรองเพียงเลก็ นอ ย ได 2 คะแนน เมื่อมีขอบกพรอ งไมเ กนิ คร่ึง ได 1 คะแนน เมือ่ มีขอบกพรอ งมากเกนิ ครึ่งหนึ่งหรือไมไ ดเขียน เกณฑ์คุณภาพ ระดับคณุ ภาพ ชํวงคะแนน ปรับปรงุ 0-6 ปานกลาง 7-11 ดี 12-15
ช่อื -สกลุ ....................................................................ชนั้ ......................เลขท่ี....................... กลมุ ที่............. กจิ กรรมการทดลอง เรื่อง การถาํ ยโอนอเิ ลก็ ตรอนในเซลล์กลั วานิก --------------------------------------------------------------- จดุ ประสงค์การทดลอง 1. ทาํ การทดลองเพอ่ื ศกึ ษาการถายโอนอเิ ล็กตรอนในเซลล์กลั วานกิ ได 2. บอกทศิ ทางในการถา ยโอนอิเล็กตรอนในเซลล์กลั วานิกได 3. บอกไดว า คร่ึงเซลล์ใดเกิดปฏกิ ริ ิยาออกซิเดชันหรอื ปฏิกิรยิ ารีดกั ชัน 4. บอกหนาที่ของสะพานเกลอื ได อปุ กรณแ์ ละสารเคมี วิธีการทดลอง mจุมoแl/ผdนmท3องปแรดิมงาขตนรา2ด00c.5mc3mเขีย×น5ฉ.0ลาcกmCuล(งsใ)นICบuีก2เ+ก(อaรq์ข)นตาิดดทขี่50างcบmีกเ3กทอมี่ร์ีสแาลระลจะมุ ลแาผยนCสuงั SกOะส4ีขนาด 1. 1 0.5 cm × 5.0 cm ลงในบกี เกอร์ขนาด 50 cm3 ทีม่ ีสารละลาย ZnSO4 1 mol/dm3 ปริมาตร 20 cm3 เขียน ฉลาก Zn(s)IZn2+ (aq) ติดท่ีขา งบีกเกอร์ 2. นําบีกเกอร์ท่ีมีโลหะจุมอยูในสารละลายที่เตรียมไวในขอ 1 มาวางชิดติดกัน ใชสะพานเกลือ (ทําจาก กระดาษกรองขนาด 1.0 cm × 8.0 cm ชุบสารละลายอ่มิ ตัว KNO3) วางพาดบีกเกอร์ทง้ั สองใหปลายกระดาษ จมุ ลงสารละลายดาษของแตละบีกเกอร์ 3. ตอแผนทองแดงและแผนสังกะสีเขากับโวลต์มิเตอร์ สังเกตทิศทางการเบนของเข็มโวลต์มิเตอร์ สังเกตทิศ ทางการเบนของเขม็ โวลต์มเิ ตอร์และอา นคาความตางศกั ย์ 4. สลับขั้วโวลตม์ ิเตอร์ สังเกตทิศทางการเบนของเขม็ โวลต์มเิ ตอร์และอา นคา ความตางศกั ย์ 5. ใชห ลอดไฟขนาด 1 V มาตอ ขั้วทองแดงและขั้วสงั กะสีแทนโวลต์มิเตอร์ สงั เกตการเปลยี่ นแปลง 6. ทําการทดลองเชน เดยี วกบั ขอ 1-4 แตใชค ร่งึ เซลลต์ อ ไปน้ี และเปล่ยี นสะพานเกลือใหมทกุ คร้งั Cu(s)ICu2+ (aq) กบั Mg(s)IMg2+ (aq) Zn(s)IZn2+ (aq) กับ Mg(s)IMg2+ (aq) Cu(s)ICu2+ (aq) กับ Fe(s)IFe2+ (aq) Zn(s)IZn2+ (aq) กบั Fe(s)IFe2+ (aq) Fe(s)IFe2+ (aq) กับ Mg(s)IMg2+ (aq)
ตารางบนั ทึกผลการทดลอง ข้วั โลหะที่เขม็ ของ ความตํางศักย์ (V) คร่งึ เซลล์ทน่ี ามาตํอกนั มิเตอรเ์ บนเข๎าหา Cu(s) | Cu2+(aq)กับ Zn(s) | Zn2+(aq) Zn(s) | Zn2+(aq) กับ Mg(s) | Mg2+(aq) Cu(s) | Cu2+(aq)กับ Fe(s) | Fe2+(aq) Zn(s) | Zn2+(aq) กบั Fe(s) | Fe2+(aq) Fe(s) | Fe2+(aq) กบั Mg(s) | Mg2+(aq) คาถามทา๎ ยการทดลอง 1. เมือ่ ตอ เซลลก์ ัลวานกิ ครบวงจร เกดิ การถา ยโอนอเิ ลก็ ตรอนข้นึ หรือไม ทราบไดอ ยา งไร ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. 2. ในเซลล์กลั วานิกCu(s)ICu2+ (aq) กบั Fe(s)IFe2+ (aq) เม่อื นาํ แตละครง่ึ เซลล์มาตอกนั จนครบ วงจร ครึง่ เซลล์ใดเกดิ ปฏกิ ิรยิ าออกซเิ ดชนั ครง่ึ เซลล์ใดเกดิ ปฏกิ ิรยิ ารีดักชนั และขวั้ ไฟฟูาหรอื สารละลาย เปล่ยี นแปลงอยา งไร ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. 3. จงเขียนสมการเคมีแสดงปฏกิ ริ ยิ ารดี อกซท์ ี่เกิดขึน้ ในแตละเซลล์ .............................................................................................................................................................................. ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. 4. จงเรยี งลาํ ดบั ความสามารถในการใหอเิ ลก็ ตรอนของโลหะที่ทําการทดลองจากมากไปหานอ ย .............................................................................................................................................................................. 5. จงเรียงลาํ ดับความสามารถในการรบั อเิ ลก็ ตรอนของโลหะไอออนท่ที าํ การทดลองจากมากไปหานอ ย .............................................................................................................................................................................. 6. สะพานเกลือทําหนาที่อะไร .............................................................................................................................................................................. ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….
7. จากการทดลอง จงเขยี นแผนภาพเซลลก์ ัลวานกิ ของแตล ะเซลล์ .............................................................................................................................................................................. ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. อภปิ รายและสรุปผลการทดลอง .......................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................... ..........................................................................................................................................................................
ช่ือ-สกุล....................................................................ชั้น......................เลขที่....................... กลมุ ท.่ี ............ กจิ กรรมการทดลอง เรอื่ ง การถํายโอนอิเล็กตรอนในเซลล์กัลวานิก จดุ ประสงค์การทดลอง 5. ทาํ การทดลองเพือ่ ศึกษาการถา ยโอนอเิ ลก็ ตรอนในเซลลก์ ัลวานกิ ได 6. บอกทศิ ทางในการถา ยโอนอิเล็กตรอนในเซลล์กัลวานกิ ได 7. บอกไดว า คร่ึงเซลลใ์ ดเกิดปฏกิ ริ ยิ าออกซเิ ดชันหรือปฏกิ ริ ิยารีดกั ชัน 8. บอกหนาที่ของสะพานเกลือได อุปกรณ์และสารเคมี 1.แผนทองแดงขนาด 0.5 cm × 5.0 cm 6. กระดาษกรอง 2. แผนสงั กะสขี นาด 0.5 cm × 5.0 cm 7. มิเตอร์ 3. แผนแมกนีเซียมขนาด 0.5 cm × 5.0 cm 8. สารละลายอิม่ ตวั KNO3 4. สารละลาย CuSO4 1 mol/dm3 9. บกี เกอร์ 5. สารละลาย ZnSO4 1 mol/dm3 10. ขนาด 1 V วธิ กี ารทดลอง 1. จมุ แผนทองแดงขนาด 0.5 cm × 5.0 cm ลงในบีกเกอรข์ นาด 50 cm3 ทีม่ สี ารละลาย CuSO4 1 mol/dm3 ปริมาตร 20 cm3 เขียนฉลาก Cu(s)ICu2+ (aq) ตดิ ทข่ี างบีกเกอร์ และจุมแผนสังกะสขี นาด cm3 mol/dm3 cm3 0.5 cm × 5.0 cm ลงในบกี เกอรข์ นาด 50 ทมี่ ีสารละลาย ZnSO4 1 ปริมาตร 20 เขียน ฉลาก Zn(s)IZn2+ (aq) ติดทข่ี างบกี เกอร์ 2. นําบีกเกอร์ท่ีมีโลหะจุมอยูในสารละลายที่เตรียมไวในขอ 1 มาวางชิดติดกัน ใชสะพานเกลือ (ทําจาก กระดาษกรองขนาด 1.0 cm × 8.0 cm ชุบสารละลายอิม่ ตัว KNO3) วางพาดบกี เกอรท์ งั้ สองใหปลายกระดาษ จุมลงสารละลายดาษของแตละบกี เกอร์ 3. ตอแผนทองแดงและแผนสังกะสีเขากับโวลต์มิเตอร์ สังเกตทิศทางการเบนของเข็มโวลต์มิเตอร์ สังเกตทิศ ทางการเบนของเขม็ โวลตม์ ิเตอรแ์ ละอา นคา ความตางศักย์ 4. สลบั ข้ัวโวลต์มิเตอร์ สงั เกตทิศทางการเบนของเข็มโวลต์มิเตอร์และอานคา ความตางศกั ย์ 5. ใชห ลอดไฟขนาด 1 V มาตอขั้วทองแดงและขั้วสังกะสแี ทนโวลต์มเิ ตอร์ สังเกตการเปลย่ี นแปลง 6. ทําการทดลองเชน เดียวกับขอ 1-4 แตใชครึง่ เซลล์ตอ ไปน้ี และเปลยี่ นสะพานเกลือใหมทกุ คร้งั Cu(s)ICu2+ (aq) กบั Mg(s)IMg2+ (aq) Zn(s)IZn2+ (aq) กับ Mg(s)IMg2+ (aq) Cu(s)ICu2+ (aq) กับ Fe(s)IFe2+ (aq) Zn(s)IZn2+ (aq) กับ Fe(s)IFe2+ (aq) Fe(s)IFe2+ (aq) กับ Mg(s)IMg2+ (aq)
ตารางบนั ทึกผลการทดลอง ขวั้ โลหะที่เขม็ ของ ความตาํ งศกั ย์ (V) ครึ่งเซลลท์ ่นี ามาตอํ กนั มเิ ตอร์เบนเขา๎ หา 1.1 Cu(s) | Cu2+(aq)กบั Zn(s) | Zn2+(aq) ทองแดง 1.6 Zn(s) | Zn2+(aq) กับ Mg(s) | Mg2+(aq) สังกะสี 0.78 Cu(s) | Cu2+(aq)กบั Fe(s) | Fe2+(aq) ทองแดง 0.32 Zn(s) | Zn2+(aq) กับ Fe(s) | Fe2+(aq) เหลก็ 1.98 Fe(s) | Fe2+(aq) กับ Mg(s) | Mg2+(aq) เหลก็ คาถามทา๎ ยการทดลอง 1. เมอ่ื ตอ เซลล์กลั วานิกครบวงจร เกดิ การถา ยโอนอเิ ล็กตรอนขึน้ หรอื ไม ทราบไดอ ยา งไร พิจารณาตวั อยางของเซลล์ จากครง่ึ เซลล์ทองแดงกบั ครึ่งเซลล์สังกะสี เมอ่ื ตอเซลลก์ ัลวานกิ ครบวงจรเข็มของ มเิ ตอร์จะเบนไปจากขดี 0 แสดงวา เซลล์เกดิ การถายเทอเิ ลก็ ตรอนและมกี ระแสไฟฟาู เกิดขึน้ 2. ในเซลลก์ ัลวานกิ Cu(s)ICu2+ (aq) กับ Fe(s)IFe2+ (aq) เมือ่ นาํ แตล ะครึ่งเซลลม์ าตอ กนั จนครบ วงจร ครึ่งเซลลใ์ ดเกดิ ปฏกิ ริ ยิ าออกซเิ ดชัน ครึง่ เซลลใ์ ดเกิดปฏิกิริยารดี ักชัน และขั้วไฟฟาู หรอื สารละลาย เปล่ียนแปลงอยางไร การพิจารณาคร่ึงเซลล์ใดเกดิ ปฏิกริ ิยาออกซเิ ดชนั คร่งึ เซลล์ใดเกดิ ปฏกิ ริ ิยารีดักชนั ดูจากโวลตม์ ิเตอร์ ขอกําหนดของเซลลค์ อื ครง่ึ เซลล์ทีม่ เี ข็มเบนเขา หา จะเกดิ ปฏิกริ ิยารดี กั ชนั คร่งึ เซลลท์ ่ีเขม็ มเิ ตอรเ์ บนออก จะ เกดิ ปฏกิ ริ ยิ าออกซิเดชัน ครึ่งเซลล์ Cu(s)ICu2+ (aq) เกดิ ปฏิกิริยารีดกั ชนั มีข้ัวไฟฟูา Cu (s) คือแคโทด ซงึ่ Cu2+ ในสารละลายรับอเิ ลก็ ตรอนจากสงั กะสีเปน็ Cu คือเกาะท่ีขว้ั ทองแดง ทําใหสารละลายสฟี ูาจางลง และ ครึง่ เซลล์ Fe(s)IFe2+ (aq) เกดิ ปฏิกิริยาออกซเิ ดชัน มีขั้วไฟฟาู Zn (s) คอื แอโนด ผวิ สังกะสีจะกรอ น 3. จงเขยี นสมการเคมีแสดงปฏกิ ิริยารีดอกซ์ท่ีเกิดขนึ้ ในแตละเซลล์ Zn(s) + Cu2+(aq) Zn2+(aq) +Cu(s) Mg(s) + Zn2+(aq) Mg2+(aq) +Zn(s) Fe(s) + Cu2+(aq) Fe2+(aq) + Cu(s) Zn(s) + Fe2+(aq) Zn2+(aq) + Fe(s) Mg(s) + Fe2+(aq) Mg2+(aq) + Fe(s) 4. จงเรียงลําดับความสามารถในการใหอิเล็กตรอนของโลหะทท่ี ําการทดลองจากมากไปหานอย Cu < Fe < Zn < Mg อธบิ ายไดดังน้ี Zn ใหอเิ ลก็ ตรอนไดดกี วา Cu , Mg ใหอเิ ล็กตรอนไดด กี วา Zn 5. จงเรียงลําดับความสามารถในการรับอิเล็กตรอนของโลหะไอออนท่ีทาํ การทดลองจากมากไปหานอย Cu2+(aq)>Fe2+(aq) > Zn2+ (aq) > Mg2+ (aq) อธบิ ายไดดงั นี้ Cu2+(aq) รับอิเล็กตรอนไดด กี วา Zn2+ (aq) , Zn2+ (aq) รับอิเลก็ ตรอนไดดกี วา Mg2+ (aq) ,Cu2+(aq) เปน็ ตวั ออกซไิ ดซ์ท่ีดกี วา Zn2+ (aq) 6. สะพานเกลือทําหนา ทอี่ ยางไร
ในครึ่งเซลลท์ ีเ่ กิดปฏกิ ิรยิ ารดี ักชนั ไอออนบวกในสารละลายจะลดลง ไอออนบวกจากสะพานเกลือเคลื่อนลงไป ดุลระหวางไอออนบวกกบั ไอออนลบในครึง่ เซลล์ สว นในครงึ่ เซลลป์ ฏกิ ริ ิยาออกซเิ ดชนั ไอออนบวกใน สารละลายเพมิ่ ขึ้น ไอออนลบจากสะพานเกลือจึงเคลอ่ื นลงมาดุลระหวางไอออนบวกและไอออนลบในเซลล์ ดังนน้ั สะพานเกลอื ทาํ หนาทรี่ ักษาดุลระหวางไอออนบวกและไอออนลบในเซลล์ 7. จากการทดลอง จงเขียนแผนภาพเซลลก์ ัลวานกิ ของแตละเซลล์ Zn(s) | Zn2+(aq) // Cu2+(aq) | Cu(s) Mg(s) | Mg2+(aq)// Zn2+(aq) | Zn(s) Fe(s) | Fe2+(aq)// Cu2+(aq) | Cu(s) Zn(s) | Zn2+(aq) // Fe2+(aq) | Fe(s) Mg(s) | Mg2+(aq) // Fe2+(aq) | Fe(s) อภิปรายและสรุปผลการทดลอง .......................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................... ..........................................................................................................................................................................
แผนการจดั การเรยี นรทู๎ ่ี 7 หนํวยการเรียนรูท๎ ี่ 9 ไฟฟา้ เคมี เร่อื ง การเขียนแผนภาพเซลล์กัลวานิก รหสั วชิ า ว30225 ชัน้ มธั ยมศึกษาปีที่ 6 รายวิชา เคมี 5 (เพ่ิมเติม) กลํมุ สาระการเรียนรู๎วิทยาศาสตร์ ภาคเรยี นท่ี 2 เวลา 3 ชัว่ โมง ผลการเรียนร๎ู - ตอเซลล์กัลวานิก บอกขั้วแคโทด ข้ัวแอโนด เขียนสมการแสดงปฏิกิริยา และเขียนแผนภาพเซลล์ กัลวานกิ ได สาระการเรียนร๎ู เซลล์กัลวานิก (Galvanic cell) คือ เซลล์ไฟฟูาเคมีที่เปล่ียนพลังงานเคมีเป็นพลังงานไฟฟูา เกิดจาก สารเคมีทาํ ปฏิกิริยากันในเซลล์ แลวเกิดกระแสไฟฟูา เชน ถานไฟฉาย เซลล์อัลคาไลน์ เซลล์ปรอท เซลล์เงิน แบตเตอรี่ เพ่อื ความสะดวกจงึ ทาํ การเขียนแผนภาพเซลลก์ ัลวานกิ แทนการบรรยายการเกิดปฏกิ ิรยิ า จดุ ประสงคก์ ารเรยี นร๎ู ดา๎ นความร๎ู (Knowledge) 1. แบง ประเภทของเซลล์ไฟฟาู ได 2. อธิบายลักษณะของเซลลก์ ลั วานิกและหนา ทีข่ องสว นประกอบในเซลลไ์ ด 3. อธิบายการเกดิ กระแสไฟฟูาในเซลล์กลั ปว านิกได 4. อธบิ ายและเขยี นสมการแสดงปฏิกริ ิยาทข่ี ว้ั แอโนด แคโทด และของเซลล์กลั วานกิ ได ดา๎ นทักษะ (Process) 5. ระบุขวั้ ไฟฟูาแอโนดและแคโทดในเซลก์ ัลวานิกได 6. เขยี นแผนภาพและวาดรปู แสดงเซลลก์ ลั ปว านิกได ด๎านคณุ ลักษณะอันพงึ ประสงค์ (Affective) 1. ปฏิบัติตนเป็นผมู คี วามสนใจใฝรุ ู และมรี ะเบียบวนิ ัย 2. ปฏิบตั ิตนเป็นผมู ีความรับผิดชอบ ตรงตอเวลา 3. ปฏบิ ตั ิตนเป็นผูม คี วามซ่อื สัตย์ สุจรติ ความคิดรวบยอด การเขยี นแผนภาพของเซลลก์ ัลวานิก มีหลักการดงั ตอ ไปนี้ 1. เขียนครึ่งเซลลป์ ฏกิ ริ ิยาออกซเิ ดชนั ไวทางซา ยมอื โดยใหข้ัวไฟฟูาอยซู า ยสุด แลวขีดคั่น (|)ระหวา ง ขวั้ ไฟฟาู กับไอออนในสารละลายเชน Zn(s)|Zn2+(x M) 2. เขยี นครึง่ เซลลป์ ฏิกริ ยิ ารีดกั ชนั ไวทางขวามือ โดยใหข ั้วไฟฟูาอยูขวาสุด แลวขดี คนั่ (|) ระหวาง ข้วั ไฟฟูากับไอออนในสารละลายเชน Cu2+(y M)|Cu(s) 3. ใชเ คร่ืองหมาย || แทนสะพานเกลอื เชน Zn(s)|Zn2+(xM)||Cu2+(yM)|Cu(s) 4. ใสค วามเขมขน ของอเิ ลก็ โทรไลตไ์ วใ นวงเลบ็ เชน Cu(s)|Cu2+(0.1M)||Ag+(0.1M)|Ag(s)
5. สําหรับครึ่งเซลล์ท่ีประกอบดวยโลหะกับแก฿ส ใชเสนเดี่ยว | ขีดคั่นระหวางข้ัวไฟฟูากับแก฿สและ ระหวา งไอออนในสารละลาย เชน Pt(s)|H2(g, 1 atm)|H+(aq) 6. สําหรับคร่งึ เซลล์ ท่ีมสี ารสถานะเดยี วกนั มากกวา หนึ่งชนิด ใหใชเ คร่อื งหมายจุลภาคคั่นระหวา ง ไอออนทั้งสอง เชน Fe(s)|Fe2+(aq),Fe2+(aq)||Cu2+(aq)|Cu(s) สมรรถนะสาคัญของผ๎เู รยี น ความสามารถในการสื่อสาร ความสามารถในการคิด ความสามารถในการแกป ญั หา ความสามารถในการใชท กั ษะชีวิต ความสามารถในการใชเ ทคโนโลยี คณุ ลกั ษณะอนั พงึ ประสงค์ ความซื่อสตั ย์สจุ ริต มีวินยั ความรกั ชาติ ศาสน์ กษตั รยิ ์ อยูอยางพอเพียง มงุ มน่ั ในการทาํ งาน มจี ติ สาธารณะ ใฝุเรยี นรู รักความเป็นไทย แนวความคิดเพื่อการเรยี นรู๎ในศตวรรษที่ 21 ทกั ษะดานการเรียนรูแ ละนวัตกรรม สาระวิชาหลกั (Core Subjects) ทักษะดานชวี ติ และอาชพี ทักษะดา นสารสนเทศ สื่อ และเทคโนโลยี กจิ กรรมการเรยี นร๎ู วิธีสอน โดยใชก ระบวนการสบื เสาะความรู (Inquiry Cycle หรือ Inquiry Method : 5E) ช่ัวโมงที่ 1-3 1. ขนั้ สรา๎ งความสนใจ (Engagement) (20 นาที) 1.1 ครูสนทนากับนกั เรียนทบทวนเรือ่ ง เซลล์กลั วานิก 1.2 ครูใชกระตุนนักเรียนดังนี้ 1. นักรียนจะทําการศกึ ษาเซลล์กัลวานกิ ไดอ ยางไร ตอบ ศกึ ษาจากการใชแผนภาพของเซลล์แทนการเกิดปฏิกริ ยิ า 1.3 ครูเกร่ินนําเรื่อง การเขยี นแผนภาพเซลล์กลั ปวานิก 2. ข้ันสารวจและค๎นหา (Exploration) ( 60 นาท)ี 2.1 ครูอธิบายเนื้อหาเรอ่ื ง การเขียนแผนภาพเซลลก์ ัลวานกิ เนื้อหาการสอนดังน้ี แผนภาพของเซลล์ไฟฟา้ เคมี (Cell Diagram) แผนภาพเซลล์ไฟฟ้าเคมี คือ กลุมสัญลักษณ์ที่แสดงเซลล์กัลวานิกหนึ่ง ๆ ซ่ึงบอกใหทราบถึง ชนิดของครง่ึ เซลล์ องค์ประกอบของแตล ะครงึ่ เซลลแ์ ละขัว้ ไฟฟาู ของเซลล์ หลกั การเขียนแผนภาพของเซลลไ์ ฟฟ้าเคมี มีวธิ กี ารเขยี นดังน้ี 1. เขียนครึ่งเซลล์ออกซิเดชันไวทางซา ย และคร่ึงเซลล์รดี กั ชันไวทางขวา 2. ครง่ึ เซลล์ออกซเิ ดชันใหเขียนขัว้ แอโนดไวท างซา ยสุดแลว ตามดวยไอออนในสารละลายโดยมี เครอื่ งหมาย / คน่ั ระหวางขวั้ ไฟฟาู กับไอออน เชน Zn(s) / Zn2+(aq)
3. ครึ่งเซลล์รีดกั ชนั ซึ่งอยทู างขวาของสะพานไอออนใหเ ขยี นไอออนในสารละลายกอ นคน่ั ดวย เครอ่ื งหมาย / แลว ตามดวยขัว้ แคโทดซ่ึงอยขู วาสุด เชน Cu2+(aq) / Cu(s) 4. ถาครงึ่ เซลล์ใดมสี ารซึง่ อยใู นสถานะเดยี วกันมากกวา 1 ชนดิ ใหใชเ ครอื่ งหมาย, คั่นระหวางสาร สถานะเดยี วกนั เชน Pt(s) / Fe2+(aq), Fe3+(aq) 5. ใชเครือ่ งหมาย / / แทนสะพานไอออน ก้นั ระหวางคร่ึงเซลลท์ ั้งสอง 6. สําหรับข้ัวไฟฟูาท่ีประกอบดว ยโลหะกับแกส฿ (ควรระบุความดันของแก฿ส) ใหเขียนเคร่อื งหมาย / คนั่ ระหวา งโลหะกบั แก฿ส และ ระหวางแก฿สกับไอออนกใ็ ชเคร่อื งหมาย / ค่ันเชนเดยี วกัน เชน Pt(s) / H2(g) / H+(aq) (ถา เกดิ ออกซิเดชนั ) หรือ H+(aq) / H2(g) / Pt(s) (ถา เกิดรดี ักชนั ) หรือ Pt(s) / H2(1 atm) / H+(1 mol/l) เม่ือตอ งการระบุความดนั ของแก฿ส และ ความเขม ขน ของสารละลาย 7. ถาจะระบุความเขมขนของไอออนในสารละลายหรือระบุ สถานะของสารใหเขียนไวใ นวงเลบ็ ถา เปน็ แกส฿ ใหระบุความดนั ของแกส฿ ในวงเลบ็ ดวย แผนภาพของเซลลไ์ ฟฟา้ เคมี ครึ่งเซลล์ออกซิเดชนั / / คร่ึงเซลล์รดี กั ชัน ขว้ั / ไอออนในสารละลาย / / ไอออนในสารละลาย / ข้วั สะพานไอออน ขวั้ แคโทด ตขัววัอ้ แยอําZโงนnแด(ผsน) ภ/ าZพnข2+อ(aงqเซ)ล/ล/ก์ Cลั uว2า+น(aกิ qบ)า/งชCนu(ิดs) Cu(s) / Cu2+(aq) / / Ag+(aq) / Ag(s) Pt(s) / H2(g , 1 atm) / H+(aq) / / Cu2+(aq) / Cu(s) Sn(s) / Sn2+(aq , 1 mol/dm3 ) / / Zn2+(aq , 1 mol/dm3 ) / Zn(s) Pt(s) / Sn2+(aq) , Sn4+(aq) / / Fe3+(aq) , Fe2+(aq) / Pt(s) เซลล์ความเข๎มขน๎ เซลล์ความเขมขน เปน็ เซลลก์ ัลวานกิ ชนิดหนงึ่ ท่ีประกอบดวย ครึ่งเซลล์ชนิดเดียวกันตอเขาดวยกันดวย สะพานไอออน โดยสารละลายในแตละครึง่ เซลล์มีความเขม ขน ตา งกนั หมายเหตุ ศกั ยไ์ ฟฟูาของคร่ึงเซลล์ขึ้นอยูกับ ชนิดของคร่ึงเซลล์ อุณหภูมิ และความเขมขนของสารละลายใน คร่ึงเซลล์ กลาวคอื ครงึ่ เซลล์ชนิดเดียวกนั ความเขมขน ในสารละลายตางกันจะมศี กั ย์ไฟฟูาของคร่ึงเซลล์ตางกัน และศักย์ไฟฟาู ในครงึ่ เซลล์จะเปลย่ี นแปลงตามความเขม ขน เชน ในครึง่ เซลลใ์ ดสารละลายมีความเขมขนมากจะ มีศกั ย์ไฟฟาู มาก และสารละลายมีความเขมขน นอยจะมศี ักยไ์ ฟฟูานอ ย
เชนํ เซลลค์ วามเขม๎ ข๎นทองแดง เมอื่ นาํ ครึ่งเซลล์ Cu(s) / Cu2+(aq,1mol/dm3) ตอกับคร่ึงเซลล์ Cu(s)/Cu2+(aq,0.1 mol/dm3) ใหค รบวงจรดังรปู รูปแสดงเซลล์ความเขมขน ทองแดง เมื่อนําคร่ึงเซลล์ท้ังสอง มาตอใหครบวงจร เข็มโวลต์มิเตอร์เบนจากคร่ึงเซลล์ Cu(s) / Cu2+(aq, 0.1 mol/dm3) ซึ่งมีศกั ยไ์ ฟฟูาครงึ่ เซลล์ตา่ํ กวาไปยงั ครึง่ เซลล์ Cu(s) / Cu2+(aq, 1 mol/dm3) ซึ่งมีศักย์ไฟฟูาคร่ึง เซลล์สูงกวา แสดงวา อิเล็กตรอนไหลจากข้ัวในครึ่งเซลล์ท่ีมีความเขมขนนอยไปสูขั้วในคร่ึงเซลล์ที่มีความ เขมขนมาก ซง่ึ สามารถอธบิ ายไดดงั นี้ Cu(s) ในครึ่งเซลล์ Cu(s) / Cu2+(aq,0.1 mol/dm3) ใหอ เิ ลก็ ตรอนเกิดปฏกิ ิริยาออกซิเดชันเป็นขั้วแอโนด สวน Cu(s) ในครึง่ เซลล์ Cu(s) / Cu2+(aq, 1 mol/dm3) รบั อเิ ลก็ ตรอนเกดิ ปฏกิ ิริยารีดักชันเป็นขั้วแคโทด สมการของปฏกิ ริ ยิ าเกิดข้ึนดังนี้ ; Cu2+(aq, 1 mol/dm3) + 2e- Cu(s) แคโทด (รีดักชนั ) แอโนด (ออกซิเดชัน) ; Cu(s) Cu2+(aq, 0.1 mol/dm3) + 2e- ปฏิกิริยารดี อกซ์ คือ ; Cu2+(aq, 1 mol/dm3) Cu2+(aq, 0.1 mol/dm3) เมือ่ กระแสอิเลก็ ตรอนไหลในเซลลค์ วามเขมขนสักครูหน่ึงจะพบวาคร่ึงเซลล์ Cu(s) / Cu2+(aq,0.1 mol/dm3) ความเขมขนของ Cu2+ เพ่ิมขน สวนคร่ึงเซลล์ Cu(s) / Cu2+(aq,1 mol/dm3) จะมีความเขมขนของ Cu2+ ลดลงจนกระท่ังเทากนั อิเลก็ ตรอนจะหยุดไหลขณะทศี่ ักยไ์ ฟฟาู ของเซลลเ์ ปน็ ศนู ย์ จากเซลล์ความเขมขน ขางตนน้ีเขยี นแผนภาพของเซลล์ดังน้ี Cu (s) / Cu2+(aq,0.1 mol/dm3) / / Cu2+(aq,1 mol/dm3) / Cu(s) ลักษณะสาคญั ของเซลล์ความเข๎มข๎น 1. อเิ ลก็ ตรอนจะไหลจากคร่ึงเซลล์ทม่ี คี วามเขมขนนอยไปสูคร่ึงเซลลท์ ี่มคี วามเขมขนมาก 2. ขว้ั ในครึ่งเซลล์ทีม่ ีความเขม ขน นอ ย เกดิ ปฏกิ ริ ยิ าออกซิเดชันเป็นขั้วแอโนด สวนข้ัวในอีกครึ่งเซลล์ ท่มี ีความเขม ขน มากเกดิ ปฏิกิรยิ ารดี ักชันเปน็ ขว้ั แคโทด 3. เซลล์ความเขมขนทีส่ ารละลายในครึ่งเซลล์มีความเขม ขนตางกันยิ่งมาก ศักย์ไฟฟูาของเซลล์ก็ย่ิงมี คา มาก 3. ขัน้ อธบิ ายและลงข๎อสรปุ (Explanation) (30 นาท)ี 3.1 ครแู ละนักเรียนรว มกันสรุปเรอื่ ง การแผนภาพเซลล์กัลวานิกได ดังนี้ หลักการเขยี นแผนภาพของเซลล์ไฟฟา้ เคมี มวี ธิ กี ารเขียนดังน้ี 1. เขยี นครึง่ เซลล์ออกซเิ ดชันไวท างซา ย และคร่ึงเซลล์รดี กั ชันไวท างขวา
2. ครงึ่ เซลล์ออกซเิ ดชันใหเขยี นขวั้ แอโนดไวท างซา ยสดุ แลว ตามดว ยไอออนในสารละลายโดยมี เคร่ืองหมาย / คน่ั ระหวางขั้วไฟฟูากบั ไอออน เชน Zn(s) / Zn2+(aq) 3. คร่งึ เซลล์รดี กั ชันซง่ึ อยูท างขวาของสะพานไอออนใหเขียนไอออนในสารละลายกอ นคน่ั ดว ย เครอ่ื งหมาย / แลว ตามดวยข้วั แคโทดซึ่งอยูขวาสุด เชน Cu2+(aq) / Cu(s) 4. ถา ครึ่งเซลล์ใดมสี ารซง่ึ อยใู นสถานะเดียวกนั มากกวา 1 ชนิดใหใชเคร่อื งหมาย, ค่นั ระหวา งสาร สถานะเดยี วกนั เชน Pt(s) / Fe2+(aq), Fe3+(aq) 5. ใชเคร่อื งหมาย // แทนสะพานไอออน กน้ั ระหวา งคร่งึ เซลล์ทั้งสอง 6. สําหรับข้วั ไฟฟูาท่ีประกอบดวยโลหะกบั แกส฿ (ควรระบุความดันของแก฿ส) ใหเขียนเครอื่ งหมาย / ค่นั ระหวางโลหะกบั แกส฿ และ ระหวางแกส฿ กับไอออนก็ใชเครื่องหมาย / คนั่ เชน เดยี วกนั เชน Pt(s) / H2(g) / H+(aq) (ถาเกิดออกซิเดชนั ) หรือ H+(aq) / H2(g) / Pt(s) (ถาเกิดรีดกั ชนั ) หรอื Pt(s) / H2(1 atm) / H+(1 mol/l) เมอื่ ตอ งการระบคุ วามดนั ของแก฿ส และ ความเขมขนของสารละลาย 7. ถาจะระบคุ วามเขมขนของไอออนในสารละลายหรอื ระบุ สถานะของสารใหเขยี นไวใ นวงเลบ็ ถา เปน็ แกส฿ ใหระบุความดนั ของแกส฿ ในวงเล็บดวย 4. ขัน้ ขยายความร๎ู (Elaboration) (55 นาท)ี 4.1 ครูใหนักเรยี นทาํ แบบฝึกหัดเรื่อง เซลลก์ ลั วานิก พรอมท้ังสุมนักเรียนออกมาชวยกันเฉลยคําตอบ กันในหอ งเรียน ครแู นะนําแนวทางในการหาคาํ ตอบ 5. ขน้ั ประเมนิ (Evaluation) (15 นาท)ี 5.1 ครปู ระเมนิ นกั เรยี นจากการตอบคําถาม 5.2 การสังเกตพฤติกรรมรายบุคคล 5.3 แบบฝึกหดั เร่อื ง การเขยี นแผนภาพเซลล์กลั วานกิ วัสดุ อปุ กรณ์ สือ่ และแหลํงเรียนร๎ู 1. power point เรื่อง เซลลก์ ัลวานกิ 2. หนงั สือเรียนเคมีเลม 4 3. แบบฝกึ หัด เรอื่ ง การเขียนแผนภาพเซลล์กลั วานิก การวดั และการประเมินผล การวดั ผลประเมินผลดา๎ น วิธกี ารวัด เครอ่ื งมือวัด เกณฑ์การผาํ น 1. คําถาม 1. ดานความรู 1. การตอบคําถาม 1. ไดค ะแนนรอ ยละ 60 ขน้ึ ไป 2. ดา นทกั ษะ 1. การทาํ แบบฝึกหัด 1. โจทย์แบบฝึกหดั 1. ไดคะแนนรอยละ 60 ขนึ้ ไป 3. ดานคุณลักษณะท่ีพึง - สั ง เ ก ต พ ฤ ติ ก ร ร ม - แบบสังเกตพฤติกรรม 1. ระดับคุณภาพ ประสงค์ รายบคุ คล รายบุคคล ปานกลางขึน้ ไป
บนั ทกึ หลังแผนการจดั การเรียนรู๎ รายวิชาเคมี 5 รหสั วชิ า ว30225 ระดับชนั้ มธั ยมศึกษาปที ่ี 6 1. ดา๎ นความร๎ู ………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 2. ด๎านทักษะ/กระบวนการ ………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 3. ดา๎ นคณุ ลกั ษณะอนั พงึ ประสงค์ ………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 4.ปญั หาและอุปสรรค ………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 5. แนวทางการแกไ๎ ข ………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ลงชือ่ ........................................................ครูผูส อน ( นางสาวสุทิพย์ สุขสบาย) ............../............../...........
ความสนใจใฝ่ ๎ูร ้ัตงใจเรียน แบบสงั เกตพฤตกิ รรมรายบุคคล และทา ิกจกรรมวชิ า ...................................................................................................... ชั้น ......................................... เลขที่ ชื่อ-นามสกลุ การแลกเป ี่ลยนเ ีรยน ู๎ร ักบเพ่ือน ีมความซ่ือสัตย์ในการทา ิกจกรรมหมายเหตุ ใหบันทกึ โดยใชเครอ่ื งหมาย ้ัตงปัญหาห ืรอคาถามสร๎างสรร ์ค = แสดงพฤติกรรมที่พงึ ประสงคต์ ามคาดหวัง ทางานไ ๎ดเ ีรยบ ๎รอย ูถก ๎ตองและครบ ๎ถวน = ไมแ สดงพฤติกรรมท่ีพงึ ประสงค์ตามคาดหวัง หมายเห ุตเกณฑ์การประเมิน นกั เรยี นมพี ฤติกรรมทพ่ี ึงประสงคต์ ามคาดหวังตงั้ แต ๓ รายการข้ึนไป ถือวา ผา นเกณฑ์การประเมนิ
แบบฝกึ หดั เรือ่ ง เซลลก์ ลั วานิก 1. จากแผนภาพเซลลก์ ลั วานกิ ท่กี ําหนดใหจงเขียนสมการแสดงปฏกิ ิรยิ าทข่ี ้ัวแอโนด ข้วั แคโทด เขียนปฏกิ ริ ยิ า ของเซลล์ ก. Sn(s)|Sn2+(aq)||Cu2+(aq) |Cu(s) ข. Mg(s)|Mg2+(aq) || Fe3+(aq),Fe2+(aq) |Pt(s) Zn(s)|Zn2+(aq, 1 mol/dm3)||H+(aq, mol/dm3)|H2(g, ค. Fe(s)|Fe2+(aq)||Cl-(aq)|Cl2(g)|Pt(s) 1 1 atm)|Pt(s) ง. จ. Pt(s)|Sn2+(aq),Sn4+(aq)||Cr3+(aq),Cr2+(aq)|Pt(s) 2.จงเขยี นแผนภาพเซลล์กัลวานกิ จากปฏกิ ิรยิ าทีก่ ําหนดใหต อ ไปน้ี ก. Zn(s) + Pb2+(aq) Zn2+(aq) + Pb(s) ข. Fe(s) + Sn4+(aq) Fe2+(aq) + Sn2+(aq) ค. H2(g) + 2Ag+(aq) 2H+(aq) + 2Ag(s) ง. 2Cr(s) + 3Fe2+(aq) 2Cr3+(aq) +3Fe(s) 3. เมือ่ จมุ โลหะทองแดงลงในสารละลาย AgNO3 0.1 mol/dm3 ปรากฏวาเกิดผลกึ สีเงินเกาะทแี่ ผนทองแดง และสารละลายเปล่ยี นจากไมม ีสีเป็นสฟี าู ออ น ก.จงเขียนสมการแสดงปฏิกริ ยิ ารดี อกซ์ทีเ่ กิดขึ้น ข.แผนภาพเซลล์กัลวานิกคือ
เฉลยแบบฝกึ หดั เร่ือง เซลลก์ ัลวานิก 1. จากแผนภาพเซลล์กัลวานกิ ทก่ี ําหนดใหจงเขยี นสมการแสดงปฏิกิริยาท่ีขวั้ แอโนด ขัว้ แคโทด เขียนปฏกิ ิรยิ า ของเซลล์ ก. Sn(s)|Sn2+(aq)||Cu2+(aq) |Cu(s) ปฏกิ ริ ยิ าที่ข้ัวแอโนด Sn(s) Sn2+(aq) +2e- ปฏกิ ริ ิยาที่ข้วั แคโทด Cu2+(aq) +2e- Cu(s) ปฏิกิรยิ าของเซลล์ Sn(s) + Cu2+(aq) Sn2+(aq) + Cu(s) ข. Mg(s)|Mg2+(aq) || Fe3+(aq),Fe2+(aq) |Pt(s) ปฏกิ ิริยาที่ขว้ั แอโนด Mg(s) Mg2+(aq) +2e- ปฏิกริ ยิ าที่ขั้วแคโทด 2Fe3+(aq) + 2e- 2Fe2+(aq) ปฏกิ ริ ิยาของเซลล์ Mg(s) + 2Fe3+(aq) Mg2+(aq) + 2Fe2+(aq) ค. Zn(s)|Zn2+(aq, 1 mol/dm3)||H+(aq, 1 mol/dm3)|H2(g, 1 atm)|Pt(s) ปฏิกิริยาทีข่ ้ัวแอโนด Zn(s) Zn2+(aq) + 2e- ปฏิกริ ิยาท่ีขว้ั แคโทด 2H+(aq) + 2e- H2(g) ปฏกิ ิริยาของเซลล์ Zn(s) +2H+(aq) Zn2+(aq) + H2(g) ง. Fe(s)|Fe2+(aq)||Cl-(aq)|Cl2(g)|Pt(s) ปฏิกิรยิ าทข่ี ว้ั แอโนด Fe(s) Fe2+(aq)+2e- ปฏิกิรยิ าทข่ี ั้วแคโทด Cl2(g) + 2e- 2Cl-(aq) ปฏิกริ ิยาของเซลล์ Fe(s) + Cl2(g) Fe2+(aq) + 2Cl-(aq) จ. Pt(s)|Sn2+(aq),Sn4+(aq)||Cr3+(aq),Cr2+(aq)|Pt(s) ปฏกิ ิรยิ าทีข่ ว้ั แอโนด Sn2+(aq) Sn4+(aq) + 2e- ปฏกิ ริ ิยาที่ขั้วแคโทด 2Cr3+(aq) + 2e- 2Cr2+(aq) ปฏกิ ริ ิยาของเซลล์ Sn2+(aq) +2Cr3+(aq) Sn4+(aq)+ 2Cr2+(aq) 2.จงเขยี นแผนภาพเซลลก์ ลั วานิกจากปฏิกริ ิยาที่กําหนดใหต อ ไปนี้ ข. Zn(s) + Pb2+(aq) Zn2+(aq) + Pb(s) Zn(s)|Zn2+(aq)|| Pb2+(aq)|Pb(s) ค. Fe(s) + Sn4+(aq) Fe2+(aq) + Sn2+(aq) Fe(s)|Fe2+(aq)||Sn4+(aq), Sn2+(aq)|Pt(s) ง. PHt2((sg)|)H+2(2g)A|2gH+(+a(qaq) )||Ag+2(aHq+)(|aAqg)(s+) 2Ag(s) จ. 2Cr(s) + 3Fe2+(aq) 2Cr3+(aq) +3Fe(s) Cr(s)|Cr3+(aq)||Fe2+(aq)|Fe(s)
3. เมื่อจุมโลหะทองแดงลงในสารละลาย AgNO3 0.1 mol/dm3 ปรากฏวา เกิดผลกึ สีเงนิ เกาะทแ่ี ผนทองแดง และสารละลายเปลีย่ นจากไมม ีสเี ปน็ สีฟาู ออ น ก.จงเขียนสมการแสดงปฏิกริ ยิ ารีดอกซท์ เี่ กิดขึน้ เม่ือจมุ โลหะทองแดงในสารละลาย AgNO3 แลว เกิดผลึกสเี งินเกาะทแ่ี ผนโลหะทองแดง และ สารละลายเปล่ียนจากไมมสี ีเป็นสีฟาู ออ น แสดงวา โลหะทองแดงเสียอเิ ลก็ ตรอนเปลยี่ นเป็น Cu2+(aq) ซึ่งมสี ี ฟาู และ Ag+(aq) รบั อเิ ลก็ ตรอนเกิดผลกึ เงิน เขยี นสมการไดด งั น้ี ปฏกิ ริ ิยาออกซิเดชนั Cu(s) Cu2+(aq) +2e- 2Ag+(aq) + 2e- 2Ag(s) ปฏกิ ิรยิ ารีดกั ชนั Cu(s) + 2Ag+(aq) Cu2+(aq) +2Ag(s) ปฏกิ ิรยิ ารีดอกซ์ ข.แผนภาพเซลล์กัลวานกิ คอื Cu(s)|Cu2+(aq)||Ag+(aq)|Ag(s) ปฏกิ ิรยิ าทข่ี วั้ แอโนด Cu(s) Cu2+(aq) + 2e- ปฏิกิรยิ าทข่ี ว้ั แคโทด Ag+(aq) + e- Ag(s)
หนํวยการเรียนรูท๎ ่ี 9 ไฟฟา้ เคมี แผนการจัดการเรียนร๎ทู ่ี 8 เรื่อง การหาคําศกั ยไ์ ฟฟา้ ของเซลล์ รหสั วิชา ว30225 กลุํมสาระการเรียนรูว๎ ิทยาศาสตร์ ชัน้ มัธยมศึกษาปที ่ี 6 รายวชิ า เคมี 5 (เพิ่มเตมิ ) เวลา 2 ชัว่ โมง ภาคเรยี นที่ 2 ผลการเรียนรู๎ 1. อธิบายวธิ ีการหาคา E° โดยการเปรียบเทียบกับคร่ึงเซลลไ์ ฮโดรเจนมาตรฐานได 2. ใชค า E° โดยการเปรยี บเทยี บคํานวณหาคาศกั ยไ์ ฟฟาู ของเซลล์ และทาํ นายการเกิด ปฏิกิรยิ ารีดอกซไ์ ด สาระการเรียนร๎ู คาศักย์ไฟฟูามาตรฐานของคร่งึ เซลล์ เป็นคาทบี่ อกความสามารถในการรับและจา ยอิเล็กตรอนของธาตุที่ อุณหภูมิ 25 องศาเซลเซียส โดยความเขมขนของสารละลายในครึ่งเซลล์เซลล์เทากับ 1 โมลตอลูกบาศก์ เดซิเมตร และความดนั แกส฿ ท่เี กย่ี วขอ งในปฏิกิริยามีคาเป็น 1 บรรยากาศ จุดประสงคก์ ารเรียนร๎ู ด๎านความร๎ู (Knowledge) 1. อธิบายการเกดิ กระแสไฟฟูาในเซลล์กัลปวานกิ ได 2. อธบิ ายวิธกี ารหาคา E° โดยการเปรยี บเทยี บกับครง่ึ เซลล์ไฮโดรเจนมาตรฐานได ดา๎ นทักษะ (Process) 3. ใชค า E° โดยการเปรียบเทยี บคาํ นวณหาคาศกั ยไ์ ฟฟูาของเซลล์ และทํานายการเกิดปฏิกิรยิ ารีดอกซไ์ ด ด๎านคณุ ลักษณะอันพงึ ประสงค์ (Affective) 1. ปฏบิ ัติตนเป็นผูม ีความสนใจใฝุรู และมีระเบียบวนิ ยั 2. ปฏิบตั ติ นเปน็ ผมู ีความรับผิดชอบ ตรงตอเวลา 3. ปฏบิ ัติตนเปน็ ผูมคี วามซอื่ สัตย์ สุจริต ความคิดรวบยอด คาศกั ยไ์ ฟฟาู มาตรฐานของครึง่ เซลล์ 1. เป็นคาท่ีบอกความสามารถในการรับและจายอิเล็กตรอนของธาตุที่อุณหภูมิ 25 องศาเซลเซียส โดยความเขมขนของสารละลายในครึ่งเซลล์เซลล์เทากับ 1 โมลตอลูกบาศก์เดซิเมตร และความดันแก฿สที่ เกยี่ วของในปฏกิ ิริยามคี า เป็น 1 บรรยากาศ 2. เม่ือคร่ึงเซลล์ 2 คร่ึงเซลล์มาตอกันเป็นเซลล์กัลปวานิก จะสามารถวัดคาความตางศักย์ระหวาง ข้ัวไฟฟูาทั้งสองของเซลลไ์ ด ซง่ึ คาความตางศักยท์ ่ีวดั ได เรยี กวา ศกั ย์ไฟฟาู ของเซลล์ 3. หาไดจ ากการเปรียบเทยี บศกั ยไ์ ฟฟาู ทส่ี นใจกบั ศักย์ไฟฟาู คร่งึ เซลล์ไฮโรเจนมาตรฐาน 4. คํานวณคา ศกั ย์ไฟฟูามาตรฐานของคร่ึงเซลล์ทส่ี นใจไดจ าก = -E0 E0 cell anode E0 cathode
สมรรถนะสาคญั ของผ๎ูเรียน ความสามารถในการส่ือสาร ความสามารถในการคดิ ความสามารถในการแกปัญหา ความสามารถในการใชท กั ษะชวี ติ ความสามารถในการใชเทคโนโลยี คุณลักษณะอันพงึ ประสงค์ ความซ่ือสัตยส์ ุจรติ มวี นิ ัย ความรักชาติ ศาสน์ กษัตริย์ อยูอยางพอเพียง มงุ ม่นั ในการทาํ งาน มจี ติ สาธารณะ ใฝุเรียนรู รักความเปน็ ไทย แนวความคิดเพื่อการเรียนรูใ๎ นศตวรรษที่ 21 ทักษะดา นการเรยี นรแู ละนวตั กรรม สาระวชิ าหลัก (Core Subjects) ทักษะดานชีวติ และอาชพี ทกั ษะดานสารสนเทศ ส่อื และเทคโนโลยี กจิ กรรมการเรยี นร๎ู วธิ ีสอน โดยใชกระบวนการสืบเสาะความรู (Inquiry Cycle หรอื Inquiry Method : 5E) ช่ัวโมงท่ี 1-2 1. ขัน้ สร๎างความสนใจ (Engagement) (15 นาที) 1.1 ครูสนทนากับนักเรียนทบทวนเรอื่ ง เซลล์กลั วานิก ซึง่ เราจะนําเนอื้ หามาใชอีก ซ่ึงวันน้ีเราจะเรียน เรื่อง ศกั ย์ไฟฟาู ของเซลล์และศักย์ไฟฟูามาตรฐานของครงึ่ เซลล์ 1.2 ครูใชกระตุน นักเรยี นดังนี้ 1. เซลล์กลั วานิกคืออะไร ตอบ เซลล์ไฟฟาู เคมี ทเี่ ปลย่ี นพลังงานเคมีใหเ ปน็ ไฟฟูา 2. เซลล์กัลวานกิ เกดิ จากครงึ่ เซลล์สงั กะสกี บั คร่งึ เซลล์ทองแดงที่นกั เรยี นทดลองไปคร้ังทีแ่ ลว นักเรยี นจะเขยี นแผนภาพไดเ ป็นอยา งไร ตอบ คร่ึงเซลล์ออกซิเดชันอยูทางซายและครง่ึ เซลลร์ ดี กั ชนั อยทู างขวาโดยมสี ะพานเกลอื คน่ั ตรงกลาง Zn(s) / Zn2+(aq) // Cu2+(aq) / Cu(s) 3. ข้วั ไฟฟาู อธิบายยงั ไง ตอบ ข้ัวไฟฟาู แอโนดเปน็ ครึ่งเซลลป์ ฏกิ ิริยาออกซเิ ดชัน ขว้ั ไฟฟาู แคโทดเปน็ ครึ่งเซลล์ปฏิกิริยารีดักชัน 4. แลว คร่งึ ปฏกิ ริ ิยาในแตละคร่ึงเซลลเ์ ขยี นไดอยางไร ตอบ แคโทด (รดี ักชนั ) ; Cu2+(aq) + 2e- Cu(s) แอโนด (ออกซิเดชนั ) ; Cu(s) Cu2+(aq) + 2e- 1.3 ครนู าํ นกั เรยี นเขาสบู ทเรยี น เรือ่ ง ศักยไ์ ฟฟูาของเซลลแ์ ละศกั ย์ไฟฟาู มาตรฐานของครึง่ เซลล์ 2. ขน้ั สารวจและค๎นหา (Exploration) ( 45 นาที) 2.1 ครูอธิบายเนอ้ื หาเรือ่ ง ศกั ยไ์ ฟฟาู ของเซลลแ์ ละศกั ยไ์ ฟฟูามาตรฐานของคร่ึงเซลล์ เนอ้ื หาการสอนดงั นี้
Search
Read the Text Version
- 1
- 2
- 3
- 4
- 5
- 6
- 7
- 8
- 9
- 10
- 11
- 12
- 13
- 14
- 15
- 16
- 17
- 18
- 19
- 20
- 21
- 22
- 23
- 24
- 25
- 26
- 27
- 28
- 29
- 30
- 31
- 32
- 33
- 34
- 35
- 36
- 37
- 38
- 39
- 40
- 41
- 42
- 43
- 44
- 45
- 46
- 47
- 48
- 49
- 50
- 51
- 52
- 53
- 54
- 55
- 56
- 57
- 58
- 59
- 60
- 61
- 62
- 63
- 64
- 65
- 66
- 67
- 68
- 69
- 70
- 71
- 72
- 73
- 74
- 75
- 76
- 77
- 78
- 79
- 80
- 81
- 82
- 83
- 84
- 85
- 86
- 87
- 88
- 89
- 90
- 91
- 92
- 93
- 94
- 95
- 96
- 97
- 98
- 99
- 100
- 101
- 102
- 103
- 104
- 105
- 106
- 107
- 108
- 109
- 110
- 111
- 112
- 113
- 114
- 115
- 116
- 117
- 118
- 119
- 120
- 121
- 122
- 123
- 124
- 125
- 126
- 127
- 128
- 129
- 130
- 131
- 132
- 133
- 134
- 135
- 136
- 137
- 138
- 139
- 140
- 141
- 142
- 143
- 144
- 145
- 146
- 147
- 148
- 149
- 150
- 151
- 152
- 153
- 154
- 155
- 156
- 157
- 158
- 159
- 160
- 161
- 162
- 163
- 164
- 165
- 166
- 167
- 168
- 169
- 170
- 171
- 172
- 173
- 174
- 175
- 176
- 177
- 178
- 179
- 180
- 181
- 182
- 183
- 184
- 185
- 186
- 187
- 188
- 189
- 190
- 191
- 192
- 193
- 194
- 195
- 196
- 197
- 198
- 199
- 200
- 201
- 202
- 203
- 204
- 205
- 206
- 207
- 208
- 209
- 210
- 211
- 212
- 213
- 214
- 215
- 216
- 217
- 218
- 219
- 220
- 221
- 222
- 223
- 224
- 225
- 226
- 227
- 228
- 229
- 230
- 231
- 232
- 233
- 234
- 235
- 236
- 237
- 238
- 239
- 240
- 241
- 242
- 243
- 244
- 245
- 246
- 247