บทปฏิบัติการวิทยาศาสตร์
สำหรับนักเรียนระดับมัธยมศึกษาตอนต้น
เรื่อง
แบบจำลองการบำบัดน้ำเสีย
ด้วยการดูดซับของวัสดุ
นายธันวกร จันทโสภณ
นางสาวธัญญลักษณ์ คงได้
หลักสูตรการศึกษาบัณฑิต สาขาวิทยาศาสตร์ทั่วไป
คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยศรีนครินทรวิโรฒ
- ก -
คำนำ
บทปฏิบัติการวิทยาศาสตร์สำหรับนักเรียนระดับมัธยมศึกษา
ตอนต้น เรื่อง แบบจำลองการบำบัดน้ำเสียด้วยการดูดซับของวัสดุ
เป็นสื่อการเรียนรู้ที่จัดทำขึ้นเพื่อพัฒนาผลการเรียนรู้วิทยาศาสตร์
เน้นการลงมือปฏิบัติด้วยตนเอง การอภิปรายผลการศึกษา และ
สรุปองค์ความรู้ โดยมีผู้สอนเป็นผู้อำนวยความสะดวก สาธิต และ
แนะนำในการทำปฏิบัติการ
เนื้อหาภายในบทปฏิบัติการวิทยาศาสตร์ เกี่ยวกับเรื่อง
การบำบัดน้ำเสียด้วยการดูดซับของวัสดุ ซึ่งประกอบด้วย
3 การทดลอง ได้แก่ 1) การสร้างน้ำเสียสังเคราะห์ 2) การเจือจาง
ลำดับส่วน และ 3) การบำบัดน้ำเสียด้วยการดูดซับของวัสดุ
คณะผู้จัดทำหวังเป็นอย่างยิ่งว่าบทปฏิบัติการวิทยาศาสตร์
จะเป็นประโยชน์ต่อครูผู้สอน นักเรียน และผู้ที่สนใจในการจัดการ
เรียนรู้วิทยาศาสตร์ สุดท้ายนี้หากมีข้อเสนอแนะ ทางคณะผู้จัดทำ
น้อมรับข้อเสนอแนะ เพื่อนำไปใช้ในการปรับปรุงและพัฒนาต่อไป
คณะผู้จัดทำ
- ข -
คำชี้แจง
บทปฏิบัติการวิทยาศาสตร์สำหรับนักเรียนระดับมัธยมศึกษา
ตอนต้น เรื่อง แบบจำลองการบำบัดน้ำเสียด้วยการดูดซับของวัสดุ
ประกอบด้วย ใบความรู้ และการทดลอง โดยมี 3 การทดลอง ได้แก่
1) การสร้างน้ำเสียสังเคราะห์ 2) การเจือจางลำดับส่วน และ
3) การบำบัดน้ำเสียด้วยการดูดซับของวัสดุ
ส่วนประกอบของการทดลองวิทยาศาสตร ประกอบด้วย
์
1) จุดประสงค์การเรียนรู้ 2) ระยะเวลาการทำปฏิบัติการ
3) วัสดุอุปกรณ์และสารเคมี 4) ขั้นตอนการทดลอง
5) บันทึกผลการทดลอง 6) สรุปผล
7) คำถามท้ายบทปฏิบัติการ
ขั้นตอนในการทำปฏิบัติการ
1. เหมาะสำหรับผู้เรียนจำนวน 4-6 คนต่อกลุ่ม
2. สามารถใช้ได้ทั้งในห้องเรียน นอกเรียน และออนไลน์
3. ผู้เรียนศึกษาตามบทปฏิบัติการ ออกแบบ วางแผน และ
แบ่งหน้าที่ในการทำปฏิบัติการ
4. ผู้สอนเป็นผู้อำนวยความสะดวก แนะนำ หรือ สาธิตการ
ทำปฏิบัติการ
- ค -
สารบัญ
เรื่อง หน้า
คำนำ ก
คำชี้แจง ข
ภาพรวมกิจกรรม ง
บทนำ 1
การทดลองที่ 1 การสร้างน้ำเสียสังเคราะห์ 15
การทดลองที่ 2 การเจือจางลำดับส่วน 21
การทดลองที่ 3 การบำบัดน้ำเสียด้วยการดูดซับของวัสดุ 29
3.1 ปริมาณของตัวดูดซับ 30
3.2 ปริมาตรของสารถูกดูดซับ 33
3.3 ระยะเวลาในการดูดซับ 36
3.4 ชนิดของตัวดูดซับ 39
บรรณานุกรม 47
ภาคผนวก 48
- ง -
ภาพรวมกิจกรรม
การทดลองที่ 1 เรียนรู้ความแตกต่างระหว่าง
การสร้างน้ำเสีย น้ำดีและน้ำเสียสังเคราะห์ และ
สังเคราะห์ ความโปร่งแสงของน้ำ
เรียนรู้วิธีการบำบัดน้ำเสีย
การทดลองที่ 2
การเจือจางลำดับส่วน สังเคราะห์ด้วยการเจือจาง
ลำดับส่วน
เรียนรู้วิธีการบำบัดน้ำเสีย
การทดลองที่ 3
การบำบัดน้ำเสียด้วย สังเคราะห์ด้วยการดูดซับของ
การดูดซับของวัสดุ วัสดุ และปัจจัยในการดูดซับ
ของวัสดุ
- 1 -
บทนำ
ความสำคัญของน้ำและการใช้ประโยชน์
น้ำมีความสำคัญต่อมนุษย์และสิ่งมีชีวิตทุกชนิด เนื่องจาก
น้ำเป็นส่วนประกอบที่สำคัญของร่างกาย และมนุษย์ใช้น้ำเพื่อ
ทำกิจกรรมต่าง ๆ ได้แก่ 1) ใช้ในชีวิตประจำวัน 2) ประกอบ
อาชีพ และ 3) ความปลอดภัยและความสะดวกสบาย เช่น
บริโภค ชำระล้าง การคมนาคมและขนส่ง ป้องกันอัคคีภัย
และการผลิตกระแสไฟฟ้า
แหล่งน้ำผิวดินที่มนุษย์นำมาใช้มาจาก แม่น้ำ ลำคลอง
หนอง บึง และอ่างเก็บน้ำ ทำให้แบ่งแหล่งน้ำผิวดินตามการใช้
ั
ประโยชน์ เป็น 5 ด้าน ได้แก่ 1) เป็นต้นน้ำและอนุรกษ์ระบบ
นิเวศ 2) การประมง 3) การเกษตร 4) อุตสาหกรรม และ
5) การคมนาคม
- 2 -
คุณภาพน้ำ
คุณภาพน้ำ หมายถึง ลักษณะจำเพาะที่ดีของน้ำที่
เหมาะสมในการนำมาใช้ประโยชน์ โดยมาตรฐานคุณภาพน้ำ
เบื้องต้น แบ่งดัชนีคุณภาพน้ำออกเป็น 5 ชนิด ได้แก
่
1. สี กลิ่น และรส (Color, Odour and Taste)
สี กลิ่น และรสของน้ำเกิดจากการสลายตัวของ
อินทรียวัตถุ ซากพืชและสัตว์ หากน้ำมีสี กลิ่น และรสที่
ผิดปกติจะทำให้น้ำไม่สามารถใช้ประโยชน์ตามต้องการได้
นอกจากนี้ สีของน้ำจะบดบังแสงแดด ส่งผลต่อการสร้าง
อาหารและผลิตออกซิเจนของพืชน้ำ
2. อุณหภูมิ (Temperature)
อุณหภูมิของน้ำเป็นผลจากการที่น้ำได้รับพลังงาน
ความร้อนจากแสงอาทิตย์โดยตรง รวมทั้งความร้อนจากดิน
และอากาศที่อยู่บริเวณโดยรอบ ซึ่งอุณหภูมิของน้ำมี
ผลกระทบต่อการดำรงชีวิตของพืชและสัตว์น้ำ
- 3 -
3. ความเป็นกรด-เบส (pH)
ความเป็นกรด-เบสของน้ำอาจเกิดขึ้นเองตามธรรมชาติ
ื
จากการละลายของแร่ธาตุต่าง ๆ ที่อยู่ในดินและหิน หรอ
แร่ธาตุจากกิจกรรมของมนุษย์ที่ระบายน้ำทิ้งลงสู่แหล่งน้ำ
ซึ่งมีความสำคัญต่อการดำรงชีวิตของพืชและสัตว์น้ำ
4. ออกซิเจนละลาย (Dissolved Oxygen : DO)
ออกซิเจนละลาย คือ ออกซิเจนที่ละลายอยู่ในน้ำ เกิดจาก
ออกซิเจนในอากาศละลายลงในน้ำด้วยกระแสลมพัดผ่าน
ผิวน้ำ หรือเกิดจากกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงของพืชน้ำ
ซึ่งมีความสำคัญต่อการดำรงชีวิตของพืชและสัตว์น้ำ
5. ความโปร่งแสง (Transparency)
ความโปร่งแสง หมายถึง ความสามารถของน้ำที่ทำให้
แสงส่องผ่านไปถึงด้านล่างของวัตถุ หรือเรียกว่าความขุ่น
ของน้ำ เกิดจากตะกอนหรือของแข็งที่อยู่ในน้ำ ทำให้แสงส่อง
ผ่านลงไปในน้ำได้ลดลง ซึ่งมีผลต่อการดำรงชีวิตของพืชและ
สัตว์น้ำ เนื่องจากแสงมีความสำคัญในการสังเคราะห์ด้วยแสง
ของพืชน้ำ ซึ่งส่งผลต่อการผลิตออกซิเจนของพืชน้ำ อาจทำให้
ปริมาณออกซิเจนละลายในน้ำลดลง
- 4 -
ตารางมาตรฐานคุณภาพน้ำเบื้องต้นในแหล่งน้ำผิวดิน
ชนิดของดัชนี หน่วย ค่าที่กำหนดให้มีได้
คุณภาพน้ำ เพื่อการประมง เพื่อการเกษตร
1. สี กลิ่น เป็นไปตาม เป็นไปตาม
-
และรส ธรรมชาติ ธรรมชาติ
2. อุณหภูมิ ต่างจาก ต่างจาก
องศา
ธรรมชาติ ธรรมชาติ
เซลเซียส
ไม่เกิน 3 ไม่เกิน 3
3. ความเป็น - อยู่ระหว่าง อยู่ระหว่าง
กรด-เบส 5-9 5-9
4. ออกซิเจน มิลลิกรัม/ ไม่ต่ำกว่า 6.0 ไม่ต่ำกว่า 4.0
ละลาย ลิตร
5. ความโปร่ง อยู่ระหว่าง
เซนติเมตร ไม่กำหนดค่า
แสง 30-60
- 5 -
น้ำดี และน้ำเสีย
น้ำดี คือ น้ำที่มีลักษณะจำเพาะที่ดีตามมาตรฐาน
คุณภาพน้ำเบื้องต้น
น้ำเสีย คือ น้ำที่มีสิ่งปนเปื้อนที่ไม่พึงประสงค์ จนทำให้
คุณภาพน้ำเปลี่ยนแปลงไป
น้ำเสียมาจากน้ำทิ้งโรงงานอุตสาหกรรมหลายประเภท
ทำให้สมบัติของแหล่งน้ำเปลี่ยนแปลงไป เช่น น้ำเสียจาก
โรงงานย้อมผ้า
- 6 -
น้ำเสียจากการย้อมผ้า
อุตสาหกรรมสิ่งทอมีรูปแบบในการย้อมผ้า เพื่อทำให้ผ้า
เกิดความสวยงาม มักจะมีสีสังเคราะห์ที่ใช้ในการย้อมผ้า เมื่อ
ปล่อยลงสู่แหล่งน้ำจะตกค้างอยู่ในน้ำทิ้ง และหากมีการปล่อย
น้ำเสียทิ้งลงสู่แหล่งน้ำธรรมชาติมากขึ้น สีสังเคราะห์ที่
ปนเปื้อนในน้ำจะทำให้ความโปร่งแสงของน้ำลดลง ซึ่งส่ง
ผลกระทบต่อสิ่งมีชีวิตที่อาศัยอยู่ในแหล่งน้ำ ทำให้พืชน้ำ
สังเคราะห์ด้วยแสงได้ลดลง ส่งผลให้ออกซิเจนในน้ำลดลง
สิ่งมีชีวิตในแหล่งน้ำจะตายในที่สุด จึงต้องหาวิธีป้องกันและ
บำบัดน้ำเสียก่อนปล่อยลงสู่แหล่งน้ำ
- 7 -
การบำบัดน้ำเสีย
การบำบัดน้ำเสีย เป็นการกำจัดมลสารหรือสารปนเปื้อน
ในน้ำเสียให้มีปริมาณน้อยลงหรือหมดไป ซึ่งการบำบัดน้ำเสีย
แบ่งออกได้เป็น 3 วิธี ได้แก่
1. การบำบัดทางกายภาพ เช่น การใช้เครื่องมือในการตีน้ำ
เพื่อเพิ่มปริมาณออกซิเจนละลายน้ำ หรือการเจือจาง
น้ำเสียให้ลดลง
2. การบำบัดทางเคมี เช่น การใช้สารเคมีทำให้เกิดปฏิกิรยา
ิ
เคมีทำให้เกิดการตกตะกอน หรือการดูดซับ
3. การบำบัดทางชีวภาพ เช่น การใช้สิ่งมีชีวิตที่มี
ความสามารถในการสังเคราะห์ด้วยแสง เช่น พืช สาหร่าย
และไซยาโนแบคทีเรีย
- 8 -
การบำบัดน้ำเสียด้วยการดูดซับของวัสดุ
การบำบัดน้ำเสียด้วยการดูดซับของวัสดุ คือ กระบวนการ
ที่ทำให้สิ่งปนเปื้อนในน้ำมีความเจือจางลง โดยการใช้วัสดุ
เป็นตัวดูดซับของเสียออกจากน้ำ
การดูดซับ
การดูดซับเป็นกระบวนการที่เกี่ยวข้องกับการสะสมของ
สารที่บริเวณพื้นที่ผิวสัมผัสระหว่างของเหลวกับของแข็ง
ั
โดยโมเลกุลหรือสารที่ถูกดูดจับ เรียกว่า สารถูกดูดซบ
(Adsorbate) ส่วนสารที่ทำหน้าที่ดูดซับ เรียกว่า ตัวดูดซบ
ั
(Adsorbent)
การทดลองในครั้งนี้จะสร้างน้ำเสียสังเคราะห์โดยใช้
สีผสมอาหารเป็นสารถูกดูดซับ และใช้แป้งเป็นตัวดูดซับ
- 9 -
ปัจจัยในการดูดซับของวัสดุ
1. ชนิดของวัสดุดูดซับ และสารถูกดูดซับ
การดูดซับขึ้นอยู่กับประจุบนผิวของวัสดุดูดซับและประจ ุ
ของสารถูกดูดซับเมื่อละลายน้ำ ซึ่งวัสดุดูดซับและสารถูกดูด
ซับแต่ละชนิดจะมีสมบัติและความสามารถในการดูดซับและ
ถูกดูดซับแตกต่างกัน เช่น ประจุบวกจับประจุลบ
2. ปริมาณของวัสดุดูดซับ และสารถูกดูดซับ
วัสดุดูดซับมีปริมาณมากจะทำให้การดูดซับเพิ่มขึ้น เพราะ
เป็นการเพิ่มพื้นผิวสัมผัสระหว่างวัสดุดูดซับกับสารถูกดูดซับ
ปริมาณของสารถูกดูดซับที่ละลายในน้ำ ทำให้มีความ
เข้มข้นมาก การถูกดูดซับจะเพิ่มขึ้น ถ้ามากเกินไปต้องทำให้
เจือจางเพื่อบำบัด
ั
3. ระยะเวลาที่ใช้ในการดูดซบ
ระยะเวลาที่เพิ่มมากขึ้น การถูกดูดซับมากขึ้น ทำให้
ระบบเข้าสู่สมดุล ซึ่งเป็นเวลาที่อัตราการดูดซับเท่ากับอัตรา
การคาย ทำให้ความสามารถในการดูดซับจะมีค่ามากที่สุด
- 10 -
แป้ง
แป้ง (starch) เป็นสารประกอบประเภททพอลิเมอร
์
ชนิดคาร์โบไฮเดรต มีลักษณะของแข็งเนื้อละเอียดสีขาว
มีสูตรเคมีทั่วไป คือ (C H O ) มีหมู่ – OH จำนวนมาก
6 10 5 n
ทำให้มีขั้ว
มีโครงสร้าง 2 รูปแบบ คือ อะไมโลส (amylose) และ
อะไมโลเพกทิน (amylopectin)
อะไมโลส
อะไมโลส เป็นพอลิเมอร์สายตรงของน้ำตาลกลูโคส
ุ
เรียงต่อกันเป็นสายยาว ไม่มีการแตกแขนง ซึ่งแต่ละโมเลกล
เชื่อมต่อกันด้วยพันธะไกลโคซิดิก (glycosidic bond)
ชนิดแอลฟา – 1,4
α-1,4 glycosidic bond
- 11 -
อะไมโลเพกทิน
อะไมโลเพกทิน เป็นพอลิเมอร์ของน้ำตาลกลูโคสเรียง
ต่อกันเป็นสายยาวและมีการแตกแขนง ส่วนที่เป็นสายยาวนั้น
โมเลกุลของกลูโคสเชื่อมต่อกันด้วยพันธะไกลโคซิดิก ชนิด
แอลฟา – 1,4 เหมือนกับอะไมโลส และส่วนที่แตกแขนงจะ
เชื่อมต่อด้วยพันธะไกลโคซิดิก ชนิดแอลฟา – 1,6
α-1,6 glycosidic bond
α-1,4 glycosidic bond
อะไมโลสและอะไมโลเพกทินที่พบในแป้งต่าง ๆ
ร้อยละของ ร้อยละของ
ชนิดของแป้ง
อะไมโลส อะไมโลเพกทิน
แป้งข้าวเหนียว 0 – 2 98-100
แป้งสาลี 28 72
แป้งถั่วเขียว 31 69
- 12 -
แป้งสาลี (Wheat Flour)
แป้งที่ได้จากเมล็ดข้าวสาลี มาบดเป็นผงละเอียดสีขาว
มีโปรตีนกลูเตนิน (glutanin) และไกลอะดิน (glyadin) เป็น
องค์ประกอบ ซึ่งเมื่อละลายน้ำจะทำให้โปรตีนทั้งสองรวมตัวกันเป็น
สารประกอบกลูเตน ที่มีลักษณะเหนียวข้นและมีความยืดหยุ่นสูง
ทำให้สามารถเก็บแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ได้ดี
แป้งถั่วเขียว (Mung Bean Starch)
แป้งที่ได้จากเมล็ดถั่วเขียวมาบดเป็นผงหยาบ มีสีขาวเจือเขียว
เมื่อละลายน้ำแล้วทำให้สุกจะมีลักษณะข้น ค่อนข้างใส เมื่อทิ้งให้
เย็นจับตัวเป็นก้อนแข็ง
แป้งข้าวเหนียว (Glutinous Rice Flour)
แป้งที่ได้จากเมล็ดข้าวเหนียว มาบดเป็นผงละสีขาว ถ้าทำจาก
ข้าวเหนียวดำมีสีดำ จับแล้วสากมือเล็กน้อย เมื่อละลายน้ำแล้วทำให้
สุกจะมีลักษณะข้น เมื่อทิ้งให้เย็นจับตัวเป็นก้อนเหนียว
- 13 -
สีผสมอาหาร
สารเคมีที่ช่วยแต่งสีในอาหาร สามารถรับประทานเข้าสู่
ร่างกายได้ในปริมาณที่เหมาะสม สีผสมอาหารมีแม่สีหลักและ
สามารถผสมสีรวมกัน เพื่อเพิ่มระดับสี เช่น
1. Brilliant Blue FCF : สีน้ำเงิน
สูตรเคมี C H N Na O S
37 34 2 2 9 3
2. Azorubine : สีแดง
สูตรเคมี C H N Na C S
20 12 2
2 7 2
3. Sunset Yellow FCF : สีเหลือง
สูตรเคมี C H N Na O S
16 10 2
2 7 2
4. Ponceau 4R : สีแดง
สูตรเคมี C H N Na O S
3 10 3
20 11 2
5. Tartrazine : สีเหลืองมะนาว
สูตรเคมี C H N Na O S
16 9 4
3 9 2
- 14 -
นอกจากนี้ยังมีการเติมสารชนิดอื่น ๆ เช่น
1. Citric acid (กรดมะนาว) มีลักษณะสีขาว เป็นวัตถุเจือปน
อาหาร เพื่อปรับความเป็นกรดของอาหาร ปรุงแต่ง กลิ่นรส เป็น
สารกันเสีย และสารจับโลหะ
2. Sodium Benzoate ลักษณะเป็นผลึกสีขาวละลายน้ำได้ดี
เป็นวัตถุเจือปนอาหาร เพื่อถนอมอาหารและเป็นวัตถุกันเสย
ี
ี
3. Ammonium sulfite เป็นวัตถุเจือปนอาหาร และวัตถุกันเสย
4. Caramel เป็นของเหลวหนืดข้น
ตัวอย่างการผสมสีผสมอาหาร เช่น
สีผสมอาหารสีดำ
มีส่วนผสมของแม่สี ได้แก่ 1. Brilliant Bl u e FCF,
2. Azorubine, 3. Sunset Yellow FCF, 4. Ponceau 4R และ
5. Tartrazine
สีผสมอาหารสีแดง
มีส่วนผสมของแม่สีได้แก่ 1. Azorubine, 2. Tartrazine และ
3. Ponceau 4R
- 15 -
การทดลองที่ 1
การสร้างน้ำเสียสังเคราะห์
จุดประสงค์การเรียนรู้
1. อธิบายลักษณะของน้ำเสียสังเคราะห์ (K)
2. อธิบายความแตกต่างของน้ำดีและน้ำเสียสังเคราะห์ (K)
3. ทดลองผลของน้ำเสียสังเคราะห์ต่อความโปร่งแสง (P)
4. บันทึก แสดงเหตุผล และตอบคำถามท้ายการทดลอง (A)
ระยะเวลาการทำปฏิบัติการ : 20 นาที
- 16 -
วัสดุอุปกรณและสารเคมี :
์
1. แก้วพลาสติกใส ขนาด 30 มิลลิลิตร จำนวน 3 ใบ
2. สีผสมอาหาร ความเข้มข้นร้อยละ 2 โดยปริมาตรต่อ
ปริมาตร จำนวน 3 สี ได้แก่ สีดำ สีแดง และสีน้ำตาล
3. น้ำสะอาด
4. หลอดหยดสารพลาสติก ขนาด 1 มิลลิลิตร จำนวน 3 อัน
5. แผ่นวัดความโปร่งแสงของน้ำเสีย ดังภาพด้านล่าง
A A A
ขั้นตอนการทดลอง :
1. ตวงน้ำสะอาด ปริมาตร 10 มิลลิลิตร ใส่ในแก้วพลาสติกใส
่
2. วางแกวพลาสติกใสที่เติมน้ำสะอาดบนแผ่นวัดความโปรง
้
แสงตามเส้นรอบวงชนิดของสี
- 17 -
3. เติมสีผสมอาหารสีดำ ปริมาตร 1 มิลลิลิตร ลงใน
แก้วพลาสติกใสที่มีน้ำสะอาดผสมให้เข้ากัน และสังเกต
การมองเห็นตัวอักษรบนแผ่นวัดความโปร่งแสง
4. เติมสีผสมอาหารเพิ่ม ครั้งละ 1 มิลลิลิตร และสังเกต
การมองเห็นตัวอักษร จนไม่สามารถสังเกตเห็น
ตัวอักษรบนแผ่นวัดความโปร่งแสง และบันทึกปริมาตร
สีผสมอาหารลงในตาราง 1
5. ทำซ้ำข้อที่ 1 – 4 เปลี่ยนสีผสมอาหารจากสีดำ เป็น
สีแดง และสีน้ำตาล บันทึกผลลงในตาราง 1
- 18 -
บันทึกผลการทดลอง
ตาราง 1 ปริมาตรของสีผสมอาหารที่ทำให้ไม่สามารถสังเกตเห็น
ตัวอักษร
ปริมาตรของสีผสม
สีผสมอาหาร สีของตัวอักษร
อาหาร (มิลลิลิตร)
สีดำ สีดำ 2
สีแดง สีแดง 1
สีน้ำตาล สีดำ 2
สรุปผลการทดลอง
ปริมาตรของสีผสมอาหารที่เติมลงไปทำให้น้ำปริมาตร
10 มิลลิลิตรมีความโปร่งแสงลดลงจนไม่สามารถสังเกตเห็น
ตัวอักษรบนแผ่นวัดความโปร่งแสงได้ คือ สีดำ ปริมาตร
2 มิลลิลิตร สีแดง ปริมาตร 1 มิลลิลิตร และสีน้ำตาล ปริมาตร
2 มิลลิลิตร ดังนั้นอัตราส่วนของน้ำสะอาดและสีผสมอาหาร
ทำให้น้ำสะอาดกลายเป็นน้ำเสียสังเคราะห์ในภาพรวม คือ
น้ำสะอาด 5 ส่วน ต่อ สีผสมอาหาร 1 ส่วน
- 19 -
คำถามท้ายการทดลอง
1. สิ่งปนเปื้อนในน้ำเสียสังเคราะห์ของการทดลองนี้คืออะไร
ตอบ สีผสมอาหาร
2. น้ำดีและน้ำเสียสังเคราะห์มีความโปร่งแสงแตกต่างกัน
อย่างไร
ตอบ น้ำดีมีความโปร่งแสงมากกว่าน้ำเสียสังเคราะห์
3. ปริมาตรน้ำเสียประมาณเท่าใด ทำให้ไม่สามารถ
มองเห็นตัวอักษรบนแผ่นวัดความโปร่งแสงได้
ตอบ ปริมาตร 2 มิลลิลิตร
4. สีชนิดใด ทำให้น้ำสะอาดมีความโปร่งแสงน้อยได้เร็วที่สุด
ตอบ สีดำและสีน้ำตาลใช้ปริมาตร 2 มิลลิลิตร
5. น้ำดีสำหรับการทดลอง คืออะไร
ตอบ น้ำที่มีความโปร่งแสงเห็นตัวอักษรบนแผ่นวัดความโปร่งแสง
- 20 -
บันทึก
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
- 21 -
การทดลองที่ 2
การเจือจางลำดับส่วน
วัตถุประสงค์การเรียนรู้
1. อธิบายวิธีการเจือจางลำดับส่วน (K)
2. ทดลองการบำบัดน้ำเสียสังเคราะห์ด้วยการเจือจาง (P)
3. ลงความเห็นปริมาตรน้ำสะอาดที่เหมาะสมในการบำบัด
น้ำเสีย (P)
4. บันทึก แสดงเหตุผล และตอบคำถามท้ายการทดลอง (A)
ระยะเวลาการทำปฏิบัติการ : 30 นาที
- 22 -
วัสดุอุปกรณ์และสารเคมี :
1. แก้วพลาสติกใส ขนาด 30 มิลลิลิตร จำนวน 3 ใบ
2. สีผสมอาหาร ความเข้มข้นร้อยละ 2 โดยปริมาตรต่อ
ปริมาตร จำนวน 3 สี ได้แก่ สีดำ สีแดง และสีน้ำตาล
3. น้ำสะอาด
4. จานสีสีขาวที่มี 7 ช่อง จำนวน 6 อัน
5. หลอดหยดสารพลาสติก จำนวน 4 อัน
ขั้นตอนการทดลอง :
1. ตวงน้ำสะอาด ปริมาตร 5 มิลลิลิตร ใส่ในแก้วพลาสติกใส
้
2. เติมสีผสมอาหารสีดำ ปริมาตร 1 มิลลิลิตร ลงในแกว
พลาสติกใสที่มีน้ำสะอาด และผสมให้เป็นเนื้อเดียวกัน
3. ดูดน้ำผสมสีจากแก้วพลาสติกใส ปริมาตร 1 มิลลิลิตร
ใส่ลงในช่องตรงกลางของจานสี จานที่ 1
4. ดูดน้ำสะอาดใส่ลงในช่องของจานสี ปริมาตร 1 มิลลิลิตร
ช่องที่ 1 - 12
- 23 -
5. ดูดน้ำผสมสีจากแก้วพลาสติกใส ปริมาตร 1 มิลลิลิตร ลง
จานสีช่องที่ 1 ผสมให้เข้ากัน
7
1 12
2 6 8
3 5 9 11
4 10
6. ดูดน้ำผสมสีจากช่องที่ 1 ปริมาตร 1 มิลลิลิตร ใส่ลงใน
ช่องที่ 2 ของจานสีแล้วผสมให้เข้ากัน จากนั้นดูดน้ำ
ผสมสีช่องที่ 2 ปริมาตร 1 มิลลิลิตร ใส่ลงในช่องถัดไป
ทำเช่นนี้จนครบ 12 ช่อง
7
1 12
2 6 8
3 9 11
5 10
4
7. สังเกต แปลค่าความเข้มของสีเป็นความเข้มข้นของสีตาม
แถบสีดำ สีแดง และสีน้ำตาล และบันทึกผลลงในตาราง 2
8. ทำซ้ำข้อที่ 1 – 7 เปลี่ยนสีผสมอาหารจากสีดำ เป็น
สีแดง และสีน้ำตาล
- 24 -
คำนวณค่าร้อยละความเข้มข้นของน้ำเสีย จากสูตร
ความเข้มข้นของน้ำเสีย
ร้อยละความเข้มข้นของน้ำเสีย = X 100
ความเข้มข้นเริ่มต้นของน้ำเสีย
ตัวอย่าง
คำนวณค่าร้อยละความเข้มข้นของน้ำเสยช่องที่ 3 จากสูตร
ี
่
ี่
ความเข้มข้นของน้ำเสียชองท 3
ร้อยละความเข้มข้นของน้ำเสีย = X 100
ความเข้มข้นเริ่มต้นของน้ำเสีย
0.05
= X 100
0.4
= 12.5
- 25 -
ตาราง แถบสีมาตรฐานความเข้มข้นสีดำ สีแดง และสีน้ำตาล
ช่อง สี สี การเจือจางของ ความเข้มข้นของ
สีดำ สีแดง
จานสี น้ำตาล น้ำเงิน น้ำผสมสี (เท่า) สีผสมอาหาร
0
0 2 = 1 0.4
1
1 2 = 2 0.2
2
2 2 = 4 0.1
3
3 2 = 8 0.05
4
4 2 = 16 0.025
5 2 = 32 0.0125
5
6
6 2 = 64 0.00625
7 2 = 128 0.003125
7
8
8 2 = 256 0.0015625
9
9 2 = 512 0.00078125
10 2 = 1,024 0.000390625
10
11 2 = 2,048 0.000195312
11
12
12 2 = 4,096 0.000097656
- 26 -
บันทึกผลการทดลอง
ตาราง 2 ความเข้มข้นของสีน้ำเสียสังเคราะห์
ช่อง ร้อยละ ร้อยละ สี ร้อยละ
จานสี สีดำ สีผสมอาหาร สีแดง สีผสมอาหาร น้ำตาล สีผสมอาหาร
0 100 100 100
1 50 50 50
2 25 25 25
3 12.5 12.5 12.5
4 6.25 6.25 6.25
5 3.125 3.125 3.125
6 1.563 1.563 1.563
7 0.781 0.781 0.781
8 0.391 0.391 0.391
9 0.195 0.195 0.195
10 0.098 0.098 0.098
11 0.049 0.049 0.049
12 0.024 0.024 0.024
- 27 -
สรุปผลการทดลอง
การเจือจางน้ำเสียสังเคราะห์สีดำ สีแดง และสีน้ำตาล
แบบลำดับในอัตราส่วน 1 : 1 ทำให้น้ำมีลักษณะใส เมื่อจำนวน
การเจือจางครั้งที่ 10 ขึ้นไป และมีความเข้มข้นของสารร้อยละ
0.00039 ต้องใช้ปริมาณน้ำบำบัดประมาณ 1,024 มิลลิลิตร
จากนั้นทำการคำนวณความสามารถในการบำบัดประมาณ
100 % สำหรับการทดลอง คือ ช่องที่ 3 ความเข้มข้น 0.05 %
คำถามท้ายการทดลอง
1. การบำบัดน้ำเสียด้วยการเจือจาง ทำให้ลักษณะใดของ
น้ำเสียสังเคราะห์เปลี่ยนแปลงไป
ตอบ ความโปร่งแสง
2. สารตั้งต้นของการเจือจางคืออะไร
ตอบ สีผสมอาหาร
3. ชนิดสารที่ใช้เจือจางคืออะไร
ตอบ น้ำสะอาด
4. ปริมาตรของน้ำสะอาดเท่าใดที่ทำให้การบำบัดสำเร็จ
ตอบ น้ำสะอาด ปริมาตร 1,024 มิลลิลิตร ในการเจือจาง
สีผสมอาหาร ปริมาตร 1 มิลลิลิตร
- 28 -
บันทึก
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
- 29 -
การทดลองที่ 3
การบำบัดน้ำเสีย
ด้วยการดูดซับของวัสดุ
วัตถุประสงค์การเรียนรู้
1. อธิบายวิธีการบำบัดน้ำเสียด้วยการดูดซับของวัสดุ (K)
2. ระบุปัจจัยในการดูดซับของวัสดุ (K)
3. ทดลองการบำบัดน้ำเสียด้วยการดูดซับของวัสดุ (P)
4. อธิบาย และลงความเห็นภาวะที่เหมาะสมในการดูดซับ
ของวัสดุ จากการทดลอง (P)
5. บันทึก แสดงเหตุผล และตอบคำถามท้ายการทดลอง (A)
ระยะเวลาการทำปฏิบัติการ : 60 นาที
- 30 -
การทดลองที่ 3.1 : ปริมาณของตัวดูดซับ
์
วัสดุอุปกรณและสารเคมี :
1. แป้งสาลี
2. สีผสมอาหารสีดำ ความเข้มข้นร้อยละ 2 โดยปริมาตร
ต่อปริมาตร
3. แก้วพลาสติกใส ขนาด 30 มิลลิลิตร จำนวน 7 ใบ
4. น้ำสะอาด
5. หลอดหยดพลาสติก ขนาด 1 มิลลิลิตร
6. ไม้ไอศกรีม จำนวน 8 อัน
7. ช้อนชาพลาสติก จำนวน 1 อัน
- 31 -
ขั้นตอนการทดลอง :
1. ตวงน้ำสะอาด ปริมาตร 10 มิลลิลิตร ใส่ในแก้วพลาสติกใส
ขนาด 30 มิลลิลิตร จำนวน 7 ใบ
2. เติมสีผสมอาหารสีดำ ปริมาตร 2 มิลลิลิตร ลงใน
แก้วพลาสติกทุกใบ
3. เติมแป้งสาลี ปริมาณ 0, 0.1, 0.5, 1, 2, 4 และ 6 กรม
ั
ลงในแก้วพลาสติก ส ที่มีน้ำผสมสีกระปุกที่ 1 – 7
ใ
ตามลำดับ ผสมให้เป็นเนื้อเดียวกัน ด้วยไม้ไอศกรีม
4. ตั้งทิ้งไว้ภายใต้อุณหภูมิห้อง เป็นเวลา 15 นาที จากนั้น
แปลผลกับแถบสีมาตรฐานความเข้มข้นสีดำ สีแดง และ
สีน้ำตาล
5. สังเกตและบันทึกผลลงในตาราง 3
- 32 -
บันทึกผลการทดลอง
ตาราง 3 ผลของปริมาณของตัวดูดซับต่อการดูดซับ
ปริมาตร ปริมาตร ปริมาณ ค่าความสามารถ
น้ำสะอาด สีผสมอาหาร ของแป้ง ของน้ำผสมสี
(ml) (ml) (g) หลังเติมแป้ง
10 2 0 0.4
10 2 0.1 0.4
10 2 0.5 0.2
10 2 1 0.2
10 2 2 0.1
10 2 4 0.05
10 2 6 แป้งดูดซับน้ำจนหมด
สรุปผลการทดลอง
ปริมาณแป้งเพิ่มมากขึ้น ทำให้การดูดซับสีผสมอาหาร
ได้มากยิ่งขึ้น
- 33 -
การทดลองที่ 3.2 : ปริมาตรของสารถูกดูดซับ
วัสดุอุปกรณ์และสารเคมี :
1. แป้งสาลี
2. สีผสมอาหารสีดำ ความเข้มข้นร้อยละ 2 โดยปริมาตร
ต่อปริมาตร
3. แก้วพลาสติกใส ขนาด 30 มิลลิลิตร จำนวน 5 ใบ
4. น้ำสะอาด
5. หลอดหยดพลาสติก ขนาด 1 มิลลิลิตร
6. ไม้ไอศกรีม จำนวน 6 อัน
7. ช้อนชาพลาสติก จำนวน 1 อัน
- 34 -
ขั้นตอนการทดลอง :
1. ตวงน้ำสะอาด ปริมาตร 10 มิลลิลิตร ใส่แก้วพลาสติกใส
ขนาด 30 มิลลิลิตร จำนวน 5 กระปุก
2. เติมสีผสมอาหารสีดำ ความเข้มข้นร้อยละ 2
โดยปริมาตรต่อปรมาตร ปริมาตร 0, 0.25, 0.5, 1 และ
ิ
2 มิลลิลิตร ลงในกระปุกพลาสติกที่มีน้ำสะอาด
กระปุกที่ 1 – 5 ตามลำดับ
3. เติมแป้งสาลี ปริมาณ 2 กรัม ลงในกระปุกพลาสติกใส
ที่มีน้ำผสมสีทุกกระปุก และผสมให้เป็นเนื้อเดียวกัน
4. ตั้งทิ้งไว้ภายใต้อุณหภูมิห้อง เป็นเวลา 15 นาที และ
แปลผลกับแถบสีมาตรฐานความเข้มข้นสีดำ สีแดง และ
สีน้ำตาล
5. สังเกตและบันทึกผลลงในตาราง 4
- 35 -
บันทึกผลการทดลอง
ตาราง 4 ผลของปริมาตรของสารถูกดูดซับต่อการดูดซับ
ปริมาตร
ปริมาตร ปริมาณ
ค่าความสามารถของ
สีผสม
น้ำสะอาด อาหาร ของแป้ง น้ำผสมสีหลังเติมแป้ง
(ml) (g)
(ml)
10 0 2 ความเข้มข้น 0
10 0.25 2 ช่องที่ 7 ความเข้มข้น 0.0031
10 0.5 2 ช่องที่ 5 ความเข้มข้น 0.0125
10 1 2 ช่องที่ 3 ความเข้มข้น 0.05
10 2 2 ช่องที่ 2 ความเข้มข้น 0.1
สรุปผลการทดลอง
การเติมสีผสมอาหาร ความเข้มข้นร้อยละ 2 โดยปริมาตรต่อ
ปริมาตร ปริมาตร 0.25 มิลลิลิตร ในน้ำสะอาด ปริมาตร
10 มิลลิลิตร ทำให้หลังจากเติมแป้งแล้ว สีของน้ำเสียสังเคราะห์
จางลงมากที่สุด ดังนั้นอัตราส่วนของน้ำสะอาดกับสีผสมอาหาร
ที่จะนำไปใช้ในการทดลองต่อไป คือ น้ำสะอาด 40 ส่วน ต่อ
สีผสมอาหาร 1 ส่วน
- 36 -
การทดลองที่ 3.3 : ระยะเวลาในการดูดซับ
วัสดุอุปกรณ์และสารเคมี :
1. แป้งสาลี
2. สีผสมอาหารสีดำ ความเข้มข้นร้อยละ 2 โดยปริมาตร
ต่อปริมาตร
3. แก้วพลาสติกใส ขนาด 30 มิลลิลิตร จำนวน 1 ใบ
4. น้ำสะอาด
5. หลอดหยดพลาสติก ขนาด 1 มิลลิลิตร
6. ไม้ไอศกรีม จำนวน 2 อัน
7. ช้อนชาพลาสติก จำนวน 1 อัน
- 37 -
ขั้นตอนการทดลอง :
1. ตวงน้ำสะอาด ปริมาตร 10 มิลลิลิตร ใส่แก้วพลาสติกใส
2. เติมสีผสมอาหารสีดำ ความเข้มข้นร้อยละ 2 โดย
ปริมาตรต่อปริมาตร ปริมาตร 0.25 มิลลิลิตร ลงใน
แก้วพลาสติกใสทุกใบ
3. เติมแป้งสาลี ปริมาณ 2 กรัม ลงในกระปุกพลาสติกที่มี
น้ำผสมสี ผสมให้เป็นเนื้อเดียวกัน
4. ตั้งทิ้งไว้ภายใต้อุณหภูมิห้อง สังเกตการเปลี่ยนแปลง
ทุก ๆ 3 นาที จากนั้นแปลผลกับแถบสีมาตรฐาน
ความเข้มข้นสีดำ สีแดง และสีน้ำตาล และบันทึกผล
ลงในตาราง 5
- 38 -
บันทึกผลการทดลอง
ตาราง 5 ระยะเวลาในการดูดซับต่อการดูดซับ
ค่าความสามารถของน้ำผสมสีหลังเติมแป้ง
วัสดุ นาทีที่ นาทีที่ นาทีที่ นาทีที่ นาทีที่ นาทีที่
0 3 6 9 12 15
แป้ง
สาลี 0.05 0.025 0.0125 0.0063 0.0031 0.0031
สรุปผลการทดลอง
เมื่อระยะเวลาลาผ่านไป 9 นาที แป้งจะมีการตกตะกอน
สีผสมอาหารในน้ำจะมีความเจือจางลง และน้ำมีค่าความ
ิ่
สว่างเพิ่มมากขึ้น โดยเมื่อระยะเวลาเพมขึ้นจะส่งผลให้การดูด
ซับสีผสมอาหารของแป้งเพิ่มมากขึ้น สีผสมอาหารในน้ำมี
ความเจือจางลดลงมากขึ้น และน้ำมีค่าความสว่างเพิ่มมากขึ้น
- 39 -
การทดลองที่ 3.4 : ชนิดของตัวดูดซับ
วัสดุอุปกรณ์และสารเคมี :
1. แป้งสาลี
2. แป้งถั่วเขียว
3. แป้งข้าวเหนียว
4. สีผสมอาหาร ความเข้มข้นร้อยละ 2 โดยปริมาตรต่อ
ปริมาตร จำนวน 3 สี ได้แก่ สีดำ สีแดง และสีน้ำตาล
5. แก้วพลาสติกใส ขนาด 30 มิลลิลิตร จำนวน 3 ใบ
6. น้ำสะอาด
7. หลอดหยดพลาสติก ขนาด 1 มิลลิลิตร
8. ไม้ไอศกรีม จำนวน 6 อัน
9. ช้อนชาพลาสติก จำนวน 3 อัน
- 40 -
ขั้นตอนการทดลอง :
1. ตวงน้ำสะอาด ปริมาตร 20 มิลลิลิตร ใส่ในแก้วพลาสติกใส
ขนาด 30 มิลลิลิตร จำนวน 3 กระปุก
2. เติมสีผสมอาหารสีดำ ความเข้มข้นร้อยละ 2
โดยปริมาตรต่อปริมาตร ปริมาตร 0.5 มิลลิลิตร ลงใน
แก้วพลาสติกใสทุกใบ
3. เติมแป้งสาลี แป้งถั่วเขียว และแป้งข้าวเหนียว ชนิดละ
4 กรัม ลงในแก้วพลาสติกใสที่มีน้ำผสมสี กระปุกที่ 1 - 3
ตามลำดับ ผสมให้เป็นเนื้อเดียวกน
ั
4. ตั้งทิ้งไว้ภายใต้อุณหภูมิ เป็นระยะเวลา 15 นาที
็
5. ดูดน้ำผสมสีเฉพาะส่วนที่เปนของเหลวจากแก้วพลาสติก
ใสทุกใบ ปริมาตร 1 มิลลิลิตร ลงในแต่ละช่องของจานสี
6. สังเกตและแปลผลกับแถบสีมาตรฐานความเข้มข้นสีดำ
สีแดง และสีน้ำตาล ในหน้าที่ 20 และบันทึกผลลงตาราง 6
7. ทำซ้ำข้อที่ 1 – 6 เปลี่ยนสีผสมอาหารจากสีดำเป็นสีแดง
และสีน้ำตาล ตามลำดับ
- 41 -
บันทึกผลการทดลอง
ตาราง 6 การดูดซับสีผสมอาหารของแป้งแต่ละชนิด
สีของน้ำเสีย
ลักษณะน้ำสีหลังเติมแป้ง
สังเคราะห์
ชนิดของวัสดุ ร้อยละของ ร้อยละการเจือ
ก่อนเติม หลังเติม
สีผสมอาหาร จาง หรือการ
แป้ง แป้ง
ที่เหลืออยู่ บำบัด
แป้งสาลี ดำ ใส 6.25 93.75
แป้งถั่วเขียว ดำ น้ำเงิน 25 75
แป้งข้าวเหนียว ดำ น้ำเงิน 6.25 93.75
แป้งสาลี แดง แดง 6.25 93.75
แป้งถั่วเขียว แดง แดง 25 75
แป้งข้าวเหนียว แดง แดง 12.50 87.50
แป้งสาลี น้ำตาล น้ำตาล 6.25 93.75
แป้งถั่วเขียว น้ำตาล น้ำตาล 50 50
แป้งข้าวเหนียว น้ำตาล น้ำตาล 12.50 87.50
- 42 -
สรุปผลการทดลอง
ชนิดของแป้งที่ดูดซับสีผสมอาหารได้ดีที่สุด คือ แป้งสาลี
รองลงมา คือ แป้งข้าวเหนียว และแป้งถั่วเขียว ตามลำดับ
คำถามท้ายการทดลอง
ั
1. เติมแป้งปริมาณเพิ่มขึ้น ส่งผลต่อการดูดซบสีผสมอาหาร
อย่างไร
ตอบ ดูดซับสีผสมอาหารได้มากยิ่งขึ้น
2. อัตราส่วนของน้ำสะอาดกับสีผสมอาหารเท่าใด
ที่เหมาะสมในการดูดซับ
ตอบ น้ำสะอาด 40 ส่วน ต่อ สีผสมอาหาร 1 ส่วน
3. ระยะเวลาในการดูดซับเพิ่มขึ้น ส่งผลต่อการดูดซบ
ั
สีผสมอาหารอย่างไร
ตอบ การดูดซับสีผสมอาหารของแป้งเพิ่มมากขึ้น
- 43 -
4. จากผลการทดลอง จงเรียงลำดับชนิดของแป้งตาม
ความสามารถในการดูดซับสีผสมอาหารจากมากไปน้อย
ตอบ แป้งสาลี แป้งข้าวเหนียว และแป้งถั่วเขียว
5. ปัจจัยใดที่มีผลต่อการดูดซับของวัสดุ
ตอบ ปริมาณของตัวดูดซับ ปริมาตรของสารถูกดูดซับ
ชนิดของตัวดูดซับและสารถูกดูดซับ และระยะเวลาใน
การดูดซับ
- 44 -
บันทึก
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
The words you are searching are inside this book. To get more targeted content, please make full-text search by clicking here.
Discover the best professional documents and content resources in AnyFlip Document Base.
Search