โครงงานวิทยาศาสตร์ [Document subtitle] [DATE] MICROSOFT [Company address]
ก บทนำ ชุดกิจกรรมที่ผู้เรียนจะได้ศึกษานี้เรียกว่าชุดกิจกรรมวิทยาศาสตร์ตามแนวคิดแบบโยนิโสมนสิการ หน่วยการเรียนรู้เรื่อง สมบัติของสารและการจำแนกสาร เป็นสื่อวิทยาศาสตร์ที่เน้นให้ผู้เรียนมีความสามารถใน การคิดแก้ปัญหาอย่างมีระบบ พบคำตอบของปัญหาหรือสถานการณ์นั้นด้วยตนเอง ส่งผลให้ผู้เรียนเกิดการ เรียนรู้ด้วยตนเอง ได้คิดและลงมือปฏิบัติกิจกรรมต่าง ๆ และ เพื่อให้เกิดประโยชน์สูงสุดนักเรียน ชุดกิจกรรมวิทยาศาสตร์ตามแนวคิดแบบโยนิโสมนสิการเนื้อหาส่วนใหญ่เน้นการให้นักเรียนสามารถ นำไปประยุกต์ใช้ประโยชน์ในชีวิตประจำวันเพื่อให้นักเรียนสามารถเรียนรู้เนื้อหาได้ด้วยตนเองจึงได้เรียบเรียง เนื้อหาให้กระชับและน่าสนใจและนอกจากนี้ยังได้แทรกรูปภาพและคำถามชวนคิดไว้ตลอดทำให้ไม่เบื่อในการ อ่านและทำกิจกรรม ผู้จัดทำชุดกิจกรรมวิทยาศาสตร์ตามแนวคิดแบบโยนิโสมนสิการหวังเป็นอย่างยิ่งว่าเอกสารชุดนี้จะมี ประโยชน์ในการเรียนรู้เนื้อหาตามหลักสูตร ผู้เรียนมีความรู้และความสามารถในการสืบค้น การจัดระบบสิ่งที่ เรียนรู้ ทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ เพื่อสร้างองค์ความรู้ ได้เป็นอย่างดีสามารถนำความรู้ที่ได้จากการ เรียนรู้ไปปรับใช้ในชีวิตประจำวันได้และเป็นประโยชน์สำหรับผู้ที่สนใจใช้เป็นแนวทาง ในการจัดกระบวนการ เรียนรู้ กลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีได้ต่อไป ........................................... ( นางสาวอโนชา อุทุมสกุลรัตน์ ) ผู้จัดทำชุดกิจกรรมวิทยาศาสตร์
ข สารบัญ เรื่อง หน้า บทนำ................................................................................................................................ ก สารบัญ .......................................................................................................................... ข คำชี้แจงการใช้ชุดกิจกรรม................................................................................................ ค แบบประเมินตนเองก่อนเรียน........................................................................................... ง หน่วยการเรียนรู้เรื่อง สมบัติของสารและการจำแนกสาร............................................... 1 ขั้นพัฒนาปัญญา 1 -สมบัติของสารบริสุทธิ์…………………………………………............. 1 -กิจกรรม ร่วม กัน คิด 1 2 -ทบทวนความรู้ก่อนเรียน 1 2 -กิจกรรมที่ 1 จุดเดือดของสารบริสุทธิ์และสารผสมเป็นอย่างไร 3 -กิจกรรมที่ 2 จุดหลอมเหลวของสารบริสุทธิ์และสารผสมเป็น อย่างไร (สาธิต/ดูวิดีทัศน์) ……………………………...................... 7 -ทบทวนความรู้ก่อนเรียน 2 8 -กิจกรรม ร่วม กัน คิด 2 11 -กิจกรรมที่ 3 ความหนาแน่นของสารบริสุทธิ์และสารผสมเป็น อย่างไร....................................................................................... 11 -กิจกรรม ร่วม กัน คิด 3......................................................... 14 -กิจกรรม ร่วม กัน คิด 4......................................................... 17 -แบบฝึกหัดท้ายบทเรียนเรื่องสมบัติของสารบริสุทธิ์.................. 17 -การจำแนกและองค์ประกอบของสารบริสุทธิ์…………………….... 18 -กิจกรรมที่ 4 สารบริสุทธิ์มีองค์ประกอบอะไรบ้าง……………….. 18 -กิจกรรมที่ 5 โครงสร้างอะตอมเป็นอย่างไร………………………… 24 -กิจกรรมที่ 6 เราจำแนกธาตุได้อย่างไร……...………………………… 27 -กิจกรรม ร่วม กัน คิด 5........................................................... 29 ขั้นนำปัญญาพัฒนาความคิด 30 -กิจกรรม เขียนผังมโนทัศน์สรุปองค์ความรู้ในบทเรียน 30 ขั้นนำปัญญาพัฒนาตนเอง 31 -กิจกรรม การนำธาตุไปใช้มีผลอย่างไรบ้าง …….………………… 31 แบบประเมินตนเองหลังเรียน............................................................................................ 32 เอกสารอ้างอิง................................................................................................................... 37
ค 1. สาระที่ 2 วิทยาศาสตร์กายภาพ มาตรฐาน ว 2.1 เข้าใจสมบัติของสสาร องค์ประกอบของสสาร ความสัมพันธ์ระหว่างสมบัติของ สสารกับโครงสร้างและแรงยึดเหนี่ยวระหว่างอนุภาค หลักและธรรมชาติของการเปลี่ยนแปลงสถานะของสสาร การเกิดสารละลาย และการเกิดปฏิกิริยาเคมี 2. มาตรฐานการเรียนรู้ / ตัวชี้วัด เรื่องสมบัติของสารและการจำแนกสาร มาตรฐานการเรียนรู้ /ตัวชี้วัด ว2.1ม.1/1,1/2,1/3 ,1/4, 1/5,1/6,1/7,1/8 3. วิธีเรียนรู้จากชุดกิจกรรมนี้เพื่อให้เกิดประโยชน์สูงสุดนักเรียนควรปฏิบัติตามคำชี้แจง ต่อไปนี้ ตามลำดับ 1. ชุดกิจกรรมวิทยาศาสตร์สองภาษาตามแนวคิดแบบโยนิโสมนสิการ เรื่อง สมบัติของสารและการ จำแนกสาร ชุดนี้ ใช้เวลาในการศึกษา 18 ชั่วโมง 2. ให้นักเรียนจัดกลุ่ม ๆ ละประมาณ 6 คน 3. ให้นักเรียนศึกษามาตรฐานการเรียนรู้ / ตัวชี้วัดของชุดการเรียน 4. ให้นักเรียนปฏิบัติกิจกรรมในชุดกิจกรรมวิทยาศาสตร์ตามแนวคิดแบบโยนิโสมนสิการ โดยใช้ รูปแบบการเรียนรู้แบบโยนิโสมนสิการตามขั้นตอนดังนี้ 1. ขั้นพัฒนาปัญญา 2. ขั้นนำปัญญาพัฒนาความคิด 3. ขั้นนำปัญญาพัฒนาตนเอง 4. สาระสำคัญ สารบริสุทธิ์ประกอบด้วยสารเพียงชนิดเดียว ส่วนสารผสมประกอบด้วยสารตั้งแต่ 2 ชนิดขึ้นไป สาร บริสุทธิ์แต่ละชนิดมีสมบัติบางประการที่เป็นค่าเฉพาะตัว มีค่าคงที่ เช่น จุดเดือด จุดหลอมเหลว และความ หนาแน่น แต่สารผสมมีจุดเดือด จุดหลอมเหลว และความหนาแน่นไม่คงที่ ขึ้นอยู่กับชนิดและสัดส่วนของสารที่ ผสมอยู่ด้วยกัน สารบริสุทธิ์สามารถแบ่งออกเป็นธาตุและสารประกอบ ธาตุมีองค์ประกอบเพียงชนิดเดียวและไม่ สามารถแยกสลายเป็นสารอื่นได้ด้วยวิธีทางเคมี ส่วนสารประกอบธาตุองค์ประกอบตั้งแต่ 2 ชนิดขึ้นไปรวมตัว กันทางเคมีในอัตราส่วนคงที่มีสมบัติแตกต่างจากธาตุที่เป็นองค์ประกอบ สามารถแยกองค์ประกอบของ สารประกอบออกจากกันได้ด้วยวิธีทางเคมีโดยธาตุแต่ละชนิดประกอบด้วยอนุภาคที่เล็กที่สุดเรียกว่าอะตอม อะตอมประกอบด้วยโปรตอน นิวตรอน และอิเล็กตรอนซึ่งโปรตอนและนิวตรอนรวมกันตรงกลางอะตอม เรียกว่า นิวเคลียส ส่วนอิเล็กตรอนเคลื่อนที่รอบนิวเคลียส อะตอมของแต่ละธาตุแตกต่างกันที่จำนวนโปรตอน ธาตุแต่ละชนิดมีสมบัติเฉพาะตัว นักวิทยาศาสตร์ใช้สมบัติทางกายภาพของธาตุเพื่อจำแนกธาตุเป็นโลหะ อโลหะและกึ่งโลหะ ธาตุบางชนิดเป็นธาตุกัมมันตรังสี ซึ่งธาตุโลหะ อโลหะ กึ่งโลหะและธาตุกัมมันตรังสีใช้ ประโยชน์ได้แตกต่างกันการนำธาตุมาใช้อาจมีผลกระทบต่อสิ่งมีชีวิต สิ่งแวดล้อม เศรษฐกิจ และสังคม *** ขอให้นักเรียนทุกคนได้เรียนรู้วิทยาศาสตร์อย่างมีความสุข *** คำชี้แจงการใช้ชุดกิจกรรมวิทยาศาสตร์ตามแนวคิดแบบโยนิโสมนสิการ เรื่อง สมบัติของสารและการจำแนกสาร
ง คำชี้แจง : ให้นักเรียนเลือกคำตอบที่ถูกต้องที่สุดเพียงคำตอบเดียว ใช้เวลา 20 นาที 1. พบขวดสารเคมีที่ไม่ติดฉลากบรรจุสารที่มีสถานะของแข็ง สีขาว ไม่มีกลิ่น เมื่อนำไปทดสอบ โดยหาจุด หลอมเหลวพบว่าสารเริ่มหลอมเหลวที่อุณหภูมิ 156 o C และหลอมเหลวหมดที่อุณหภูมิ 156.5 o C ข้อสรุปใด ถูกต้อง ก. สารนี้เป็นสารผสมเพราะมีจุดหลอมเหลวไม่คงที่ ข. สารนี้เป็นสารผสมเพราะจุดหลอมเหลวสูงกว่า 100 o C ค. สารนี้เป็นสารบริสุทธิ์เพราะเป็นของแข็ง สีขาว ไม่มีกลิ่น ง. สารนี้เป็นสารบริสุทธิ์เพราะมีช่วงอุณหภูมิที่หลอมเหลวแคบ 2. นำของเหลว 3 ชนิดไปให้ความร้อนและบันทึกผลอุณหภูมิทุก ๆ 3 นาที จากนั้นนำข้อมูลมาเขียนกราฟ ความสัมพันธ์ระหว่างการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิของสารกับเวลา ได้ดังนี้ ข้อสรุปใดถูกต้อง ก. สาร A เป็นสารผสม ส่วนสาร B และ C เป็นสารบริสุทธิ์ ข. สาร C เป็นสารบริสุทธิ์ ส่วนสาร A และ B เป็นสารผสม ค. สารทั้ง 3 ชนิด เป็นสารบริสุทธิ์ ง. สารทั้ง 3 ชนิด เป็นสารผสม 3. สาร D มีจุดเดือดและจุดหลอมเหลวกี่องศาเซลเซียส * ก. จุดเดือด 0 o C และจุดหลอมเหลว 40 o C ข. จุดเดือด 40 o C และจุดหลอมเหลว 0 o C ค. จุดเดือด 60 o C และจุดหลอมเหลว 80 o C ง. จุดเดือด 80 o C และจุดหลอมเหลว 60 o C แบบประเมินตนเองก่อนเรียน
จ 4. ข้อใดต่อไปนี้ถูกต้อง ** ก. สาร A มีจุดหลอมเหลวสูงกว่าสาร C และสาร D ข. สาร A มีจุดเดือดต่ำกว่าสาร B สาร C และสาร D ค. สาร C มีจุดเดือดต่ำกว่าสาร B และสูงกว่าสาร D ง. สาร C มีจุดหลอมเหลวสูงกว่าสาร B และต่ำกว่าสาร D 5. พิจารณาข้อมูลจากกราฟแล้วตอบคำถาม ถ้านำวัตถุทั้ง 3 ชนิดหย่อนลงในน้ำมันพืชที่มีความหนาแน่น 0.90 g/cm3 วัตถุชนิดใดลอยในน้ำมันพืชได้ ก. A และ B ข. A และ C ค. B และ C ง. A B และ C 6. ตารางมวลและปริมาตรของวัตถุ 4 ชิ้น เมื่อหาความหนาแน่นของวัตถุทั้ง 4 ชิ้น แผนภูมิแท่งข้อใดสอดคล้องกับข้อมูลในตาราง
ฉ 7. แก๊ส A มีความหนาแน่น 0.80 g/cm3 แก๊ส B มีความหนาแน่น 1.14 g/cm3 และ แก๊ส C มีความหนาแน่น 0.07 g/cm3หากบรรจุแก๊สแต่ละชนิดมวล 50 กรัม ในลูกโป่งที่อุณหภูมิห้องและความดันบรรยากาศ ให้ เรียงลำดับขนาดลูกโป่งที่บรรจุแก๊สจากเล็กไปใหญ่ ** ก. B A C ข. C A B ค. C B A ง. B C A 8. ตารางมวลและปริมาตรของวัตถุที่เป็นสารบริสุทธิ์ 4 ชิ้น จากตาราง วัตถุชิ้นใดเป็นวัตถุชนิดเดียวกัน ก. วัตถุ A และ C ข. วัตถุ A และ D ค. วัตถุ B และ C ง. วัตถุ B และ D 9. ต้องการหาค่าความหนาแน่นของวัตถุชิ้นหนึ่ง ที่มีรูปทรงไม่เป็นรูปทรงเรขาคณิต โดยส่วนที่กว้างที่สุดของ วัตถุยาว3.5 cm และส่วนที่ยาวของวัตถุยาว 8.0 cm ควรเลือกใช้อุปกรณ์ในข้อใดในการหามวลและปริมาตร ของวัตถุ
ช ใช้ข้อมูลในตาราง ตอบคำถาม ข้อ 10 - 11 10. ข้อใดเป็นสารประกอบทั้งหมด ก. กรดน้ำส้ม โอโซน ข. ฮีเลียม เงิน ค. แก๊สคลอรีน แมกนีเซียมคลอไรด์ ง. กรดน้ำส้ม ปูนขาว 11. ข้อใดเป็นธาตุทั้งหมด ก. กรดน้ำส้ม โอโซน ข. ฮีเลียม เงิน ค. แก๊สคลอรีน แมกนีเซียมคลอไรด์ ง. กรดน้ำส้ม ปูนขาว 12. ข้อใดไม่ใช่สมบัติของธาตุโลหะ ก. เปราะ ข. ดึงเป็นเส้นได้ ค. นำไฟฟ้าและนำความร้อนได้ดี ง. มีความมันวาว 13. จากภาพด้านบนแสดงอะตอม ข้อใดถูกต้อง ก. 1, 2, 3 เป็นธาตุ ข. 1, 2, 4 เป็นธาตุ ค. 2, 3, 5 เป็นสารประกอบ ง. 3, 4, 5 เป็นสารประกอบ
ซ 14. อะตอมของธาตุลิเทียมมี 3 โปรตอน 4 นิวตรอน และ 3 อิเล็กตรอน แบบจำลองอะตอมในข้อใด แสดง อะตอมของธาตุลิเทียมได้เหมาะสมเมื่อ ก ข ค ง 15. ข้อใดไม่ถูกต้องเกี่ยวกับการนำธาตุไปใช้ * ก. ทองแดง เป็นโลหะที่ใช้ทำสายไฟฟ้า เพราะนำไฟฟ้าได้ดี ข. ซิลิคอน เป็นโลหะที่ใช้ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ เพราะมีสมบัติเป็นสารกึ่งตัวนำ ค. เหล็ก เป็นโลหะที่ใช้ทำเครื่องจักร เพราะรับน้ำหนักได้และคงทนต่อการสึกหรอ ง. ไนโตรเจน เป็นอโลหะที่ใช้ในปุ๋ยเร่งผลผลิตทางการเกษตร เพราะเป็นส่วนประกอบที่สำคัญของพืช คะแนนเต็ม 15 คะแนน ได้ ........... คะแนน
1 หน่วยที่ 2 เรื่องสมบัติของสารและการจำแนกสาร เวลา 18 ชั่วโมง ขั้นพัฒนาปัญญา กิจกรรม ฝึกอ่าน : ฝึกคิด ถ้านักเรียนต้องการทราบว่าสิ่งที่ เห็นในภาพเป็นสารผสมหรือ สารบริสุทธิ์จะต้องทำอย่างไร ลักษณะทเี่หมือนกัน ........................................................................................................................................................... ลักษณะที่แตกต่างกัน ........................................................................................................................................................... ........................................................................................................................................................... ....................................................... 1. สมบัติของสารบริสุทธิ์ สารบริสุทธิ์ประกอบด้วยสารเพียงชนิดเดียว ส่วนสารผสมประกอบด้วยสารตั้งแต่ 2 ชนิดขึ้นไป สารบริสุทธิ์แต่ละ ชนิดมีสมบัติบางประการที่เป็นค่าเฉพาะตัว มีค่าคงที่ เช่น จุดเดือด จุดหลอมเหลว และความหนาแน่น แต่สาร ผสมมีจุดเดือดจุดหลอมเหลว และความหนาแน่นไม่คงที่ขึ้นอยู่กับชนิดและสัดส่วนของสารที่ผสมอยู่ด้วยกัน ภาพทองคำแท่งและทองรูปพรรณ .................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................. สิ่งที่เห็นในภาพมีลักษณะ เหมือนและแตกต่างกัน อย่างไร
2 คำสั่ง เขียนเครื่องหมาย หน้าข้อที่ถูกต้อง และ หน้าข้อที่ผิดและบอกเหตุผล ____ 1. การเดือดเกิดขึ้นเมื่อของเหลวได้รับความร้อนแล้วเปลี่ยนสถานะเป็นแก๊ส …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………... …………………………………………………………………………………………………………………………………..……………………… ร่วม กัน คิด 1 ทองคำใช้ทำเครื่องประดับหรือทองรูปพรรณ ไม่ได้เป็นสารบริสุทธิ์ที่ประกอบด้วยทองคำเพียงอย่างเดียว เนื่องจากทองคำบริสุทธิ์ 100% แม้จะมีความเหนียว สามารถยืดขยาย ตีหรือรีดในทุกทิศทางได้แต่มีความอ่อนตัว มากกว่าโลหะชนิดอื่น ๆ ทำให้ไม่สามารถทำเป็นรูปทรงต่าง ๆ ตามที่ต้องการได้ จึงนิยมนำมาทำเป็นทองคำแท่ง ส่วนทองรูปพรรณเป็นสารผสมระหว่างทองคำกับโลหะชนิดอื่น ๆ เช่น เงิน ทองแดง ในอัตราส่วนที่ เหมาะสม ซึ่งจะทำให้สมบัติต่าง ๆ ของทองคำ เช่น สี จุดหลอมเหลว จุดเดือด ความหนำแน่นเปลี่ยนไป นอกจากนั้นยังทำให้ทองคำแข็งและคงรูปดีขึ้น สามารถทำเครื่องประดับได้ง่ายขึ้น 1. เพราะเหตุใด ทองคำแท่งจึงเป็นสารบริสุทธิ์และทองรูปพรรณจึงเป็นสารผสม …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 2. ทองคำแท่งและทองรูปพรรณมีสมบัติต่างกันอย่างไร …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 3. นักเรียนคิดว่าทองรูปพรรณมีจุดเดือดจุดหลอมเหลว และความหนาแน่นเหมือนหรือต่างจากทองคำแท่งอย่างไร …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ทบทวนความรู้ก่อนเรียน 1 สารผสม เป็นสารที่มีองค์ประกอบของสารตั้งแต่ 2 ชนิดขึ้นไปมารวมกัน เช่น ทองรูปพรรณ เป็นสารผสมระหว่างทองคำ และโลหะอื่น น้ำเกลือ เป็นสารผสมระหว่าง น้ำและเกลือ ส่วนสารที่มีองค์ประกอบเพียงชนิดเดียวจัด เป็นสารบริสุทธิ์ เช่น ทองคำ แท่ง น้ำกลั่น กลูโคส ออกซิเจน สมบัติของสารผสมและสารบริสุทธิ์เช่น จุดเดือด จุด หลอมเหลว ความหนาแน่น เหมือนหรือต่างกันอย่างไร
3 ____ 2. การหลอมเหลวเกิดขึ้นเมื่อสารเปลี่ยนสถานะจากของแข็งเป็นของเหลว …………………………………………………………………………………………………………………………………..……………………… …………………………………………………………………………………………………………..……………………………………………… ภาพ เครื่องยนต์ชำรุดเนื่องจากความร้อน รถยนต์ที่เราใช้กันอยู่ทุกวันนี้มีความร้อนเกิดขึ้นขณะที่เครื่องยนต์กำลังทำ จึงต้องมีระบบระบายความร้อน เพื่อไม่ให้ชิ้นส่วนต่าง ๆ ของเครื่องยนต์ชำรุด เสียหาย หม้อน้ำเป็นอุปกรณ์หนึ่งที่ช่วยระบายความร้อนด้วยของ เหลวขณะที่เครื่องยนต์ทำงานความร้อนที่เกิดขึ้นอาจมีอุณหภูมิสูงพอที่จะทำให้น้ำในหม้อน้ำเดือด จึงมีการเติม สารบางชนิดลงในหม้อน้ำ เรียกว่า สารหล่อเย็น สารนี้จะส่งผลให้จุดเดือดของน้ำเปลี่ยนไป นักเรียนคิดว่าจุด เดือดของน้ำบริสุทธิ์และน้ำที่ผสมสารอื่นต่างกันอย่างไร เพราะเหตุใด …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………... …………………………………………………………………………………………………………………………………..……………………… …………………………………………………………………………………………………………..……………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………... …………………………………………………………………………………………………………………………………..……………………… …………………………………………………………………………………………………………..……………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………... กิจกรรมที่ 1 จุดเดือดของสารบริสุทธิ์และสารผสมเป็นอย่างไร จุดประสงค์: 1. วัดอุณหภูมิและเขียนกราฟแสดงการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิของน้ำกลั่น และ สารละลายโซเดียมคลอไรด์เมื่อ ได้รับความร้อน 2. ตีความหมายข้อมูลจากกราฟ เพื่อเปรียบเทียบจุดเดือดของน้ำกลั่น และสารละลายโซเดียมคลอไรด์ วัสดุและอุปกรณ์ รายการ ปริมาณ/กลุ่ม สารละลายโซเดียมคลอไรด์เข้มข้น 10 % (w/v) 50 cm3 น้ำกลั่น 50 cm3 เทอร์มอมิเตอร์สเกล 0 - 200 °C 1 อัน บีกเกอร์ขนาด 100 cm3 2 ใบ ชุดตะเกียงแอลกอฮอล์ 1 ชุด
4 วิธีการทดลอง 1. ต้มน้ำกลั่น 50 cm3 ในบีกเกอร์ขนาด 100 cm3 นำเทอร์โมมิเตอร์จุ่มลงไปในน้ำกลั่นให้กระเปาะ เทอร์โม มิเตอร์อยู่ระหว่างน้ำกลั่น แล้วยึดเทอร์โมมิเตอร์กับขาตั้งดังภาพ ระวังอย่าให้กระเปาะแตะ ข้างหรือก้นบีกเกอร์อ่านและบันทึกอุณหภูมิไว้ทุกๆ 1 นาที จนถึงนาทีที่ 10 บันทึกช่วงเวลาที่น้ำเดือด 2. ทำการทดลองดังข้อ 1 เปลี่ยนจากน้ำกลั่นเป็น สารละลายโซเดียมคลอไรด์ 3. นำผลที่ได้ไปเขียนกราฟแสดงความสัมพันธ์ระหว่างอุณหภูมิกับเวลาโดยให้แกนนอนแสดงเวลา และ แกนตั้งแสดงอุณหภูมิ ตารางบันทึกเวลา อุณหภูมิ และการเปลี่ยนแปลงของน้ำกลั่นและสารละลายโซเดียมคลอไรด์ เวลา (วินาที) อุณหภูมิ (°C) การเปลี่ยนแปลง น้ำ กลั่น สารละลาย โซเดียม คลอไรด์ น้ำกลั่น สารละลายโซเดียมคลอไรด์ 0 24 25 - - 30 28 30 - - 60 37 39 เริ่มมีฟองแก๊สขนาดเล็กอยู่ก้นบีกเกอร์ 2-3 ฟอง สารละลายมีการเคลื่อนที่ 90 45 49 ฟองแก๊สเกิดขึ้นเรื่อย ๆ เริ่มมีฟองแก๊สขนาดเล็ก ๆ จำนวนมากเกาะที่ก้นบีกเกอร์ 120 150 180 210 240 ขาตั้งพร้อมที่จับหลอดทดลอง 1 ชุด แท่งแก้วคน 1 อัน นาฬิกาจับเวลา 1 เรือน ระวังไม่นำภาชนะที่บรรจุแอลกอฮอล์ไปใกล้กับตะเกียงแอลกอฮอล์ ที่ติดไฟ
5 270 300 330 360 390 420 450 480 510 540 570 600 630 660 กราฟความสัมพันธ์ระหว่างอุณหภูมิของสารกับเวลาเมื่อให้ความร้อนกับสารละลายโซเดียมคลอไรด์
6 กราฟความสัมพันธ์ระหว่างอุณหภูมิของสารกับเวลาเมื่อให้ความร้อนกับน้ำ กราฟความสัมพันธ์ระหว่างอุณหภูมิของสารกับเวลาเมื่อให้ความร้อนกับน้ำและสารละลายโซเดียมคลอไรด์ คำถามท้ายกิจกรรม 1. น้ำกลั่นและสารละลายโซเดียมคลอไรด์ เมื่อได้รับความร้อนมีการเปลี่ยนแปลงอย่างไร …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………... …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………... 2. ทราบได้อย่างไรว่า น้ำกลั่นและสารละลายโซเดียมคลอไรด์กำลังเดือด …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………... …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………... 3. จากกราฟ การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิของน้ำกลั่นและสารละลายโซเดียมคลอไรด์เมื่อให้ความร้อนเป็นอย่างไร …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………... 4. การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิของน้ำกลั่นและสารละลายโซเดียมคลอไรด์เหมือนหรือแตกต่างกันอย่างไร …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………... …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………... 5. อุณหภูมิขณะเดือดของน้ำกลั่นและสารละลายโซเดียมคลอไรด์เป็นอย่างไร …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………... …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………... 6. จากกิจกรรม สรุปได้ว่าอย่างไร …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………... …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………...
7 กิจกรรมที่ 2 จุดหลอมเหลวของสารบริสุทธิ์และสารผสมเป็นอย่างไร (สาธิต/ดูวิดีทัศน์) จุดประสงค์: วิเคราะห์ข้อมูลสารสนเทศเพื่อเปรียบเทียบช่วงอุณหภูมิที่หลอมเหลวและจุดหลอมเหลวของแนฟ ทาลีนและกรดเบนโซอิกในแนฟทาลีน ข้อมูลที่กำหนดให้ ตาราง 1 ช่วงอุณหภูมิที่หลอมเหลวของแนฟทาลีน ครั้งที่ อุณหภูมิเมื่อเริ่มหลอมเหลว-อุณหภูมิที่หลอมเหลวหมด (°C) 1 78.5 -79.0 2 78.0 -78.5 3 78.5 -79.0 ตาราง 2 ช่วงอุณหภูมิที่หลอมเหลวของกรดเบนโซอิกในแนฟทาลีนที่มีอัตราส่วนต่างกัน สาร อัตราส่วน อุณหภูมิเมื่อเริ่มหลอมเหลว-อุณหภูมิที่ หลอมเหลวหมด(°C) 1.กรดเบนโซอิกในแนฟทาลีน 0.1:2 73.0 -76.5 2.กรดเบนโซอิกในแนฟทาลีน 0.2:2 67.0 -71.5 3.กรดเบนโซอิกในแนฟทาลีน 0.4:2 64.5 -69.5 คำถามท้ายกิจกรรม 1.ช่วงอุณหภูมิที่หลอมเหลวของแนฟทาลีนในแต่ละครั้งเป็นอย่างไร …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………... 2. จุดหลอมเหลวของแนฟทาลีนทั้งสามครั้งเป็นอย่างไร …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………... 3. ช่วงอุณหภูมิที่หลอมเหลวของสารผสมระหว่างกรดเบนโซอิกในแนฟทาลีนที่มีอัตราส่วนของสารต่างกันเป็น อย่างไร …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………... 4. จุดหลอมเหลวของสารผสมระหว่างกรดเบนโซอิกในแนฟทาลีนที่มีอัตราส่วนของสารต่างกันเป็นอย่างไร …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………... …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………... 5. จากกิจกรรม สรุปได้ว่าอย่างไร …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………... …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………... …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………... ปัจจุบันมีการนำเทคโนโลยีมาสร้างเรือดำน้ำเพื่อศึกษาสิ่งมีชีวิตหรือลักษณะทางธรณีวิทยาใต้ท้องทะเล การ ที่เรือดำน้ำดำลงสู่ทะเลลึกได้นั้นต้องทำให้เรือทั้งลำมีความหนาแน่นมากกว่าความหนาแน่นของน้ำ ในทาง กลับกันถ้าต้องการให้เรือลอยขึ้นมาได้นั้นเรือทั้งลำจะต้องมีความหนาแน่นน้อยกว่าน้ำ นักเรียนคิดว่าความหนาแน่นคืออะไร และสามารถหาค่าความหนาแน่นของวัตถุได้อย่างไร …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………... …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………...
8 …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………... …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………... …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………... …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………... …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………... …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………... คำสั่ง เขียนเครื่องหมาย หน้าข้อที่ถูกต้อง และ หน้าข้อที่ผิดและบอกเหตุผล ____ 1. มวลมีหน่วยเป็นนิวตัน …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………... …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………... ____ 2. วัตถุชนิดหนึ่ง เมื่อทำให้รูปร่างเปลี่ยน มวลจะเปลี่ยนด้วย …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………... …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………... ____ 3. ปริมาตรคือ ความจุของวัตถุ มีหน่วยเป็นลูกบาศก์เซนติเมตร …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………... …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………... ____ 4.ปริมาตรของของแข็งจะเท่ากับปริมาตรของน้ำที่ของแข็งแทนที่ …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………... …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………... ความหนาแน่นมี ความเกี่ยวข้องกับ เรือดำน้ำอย่างไร ทบทวนความรู้ก่อนเรียน 2 มวลคืออะไร และหน่วยของมวลคืออะไร ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ปริมาตรคืออะไร และหน่วยของปริมาตรคืออะไร ……………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………
9 ให้นักเรียนอ่านทำความเข้าใจเกี่ยวกับเรื่อง ทะเลสาปเดดซี (Dead Sea) และร่วมกันอภิปรายถึง ความหมายของความหนาแน่นหน่วยความหนาแน่น วิธีการคำนวณความหนาแน่นของสาร จากเรื่อง ดังกล่าว ทะเลสาบเดดซี มีชื่อปรากฏอยู่ในหลายภาษา เช่น Dead Sea ในภาษาอังกฤษ ส่วนชื่อในภาษา อาหรับ เรียกว่า อัลบะฮฺรุ อัลมัยยิต ซึ่งมีความหมายเช่นเดียวกับคำในภาษาอังกฤษ คือ ทะเลแห่งความตาย ส่วนในภาษาฮิบรูเรียกทะเลสาบแห่งนี้ว่า ยัม ฮาเมลาห์ มีความหมายว่า ทะเลเกลือ ในประเทศไทย ชื่อของ ทะเลสาบเดดซี ปรากฏขึ้นในความรับรู้ของคนไทยในนามทะเลมรณะ ภาพจาก http://www.atlastours.net ทะเลสาบเดดซีเป็นทะเลสาบน้ำเค็มขนาดใหญ่ที่ตั้งอยู่ระหว่างเขตแดนของจอร์แดนและอิสราเอล ทะเลสาบเดดซีมีความยาวสูงสุดประมาณ 67 กิโลเมตร กว้างสูงสุดประมาณ 18 กิโลเมตร ครอบคลุมพื้นที่ราว 810 ตารางกิโลเมตรโดยมีความลึกเฉลี่ยที่ 120 เมตร และมีจุดที่ลึกที่สุดอยู่ที่ 330 เมตร ในขณะที่พื้นที่ตั้งของ ทะเลสาบเดดซีต่ำกว่าระดับน้ำทะเลถึง 408 เมตร ดังนั้นหากวัดจากพื้นที่ลึกที่สุดของทะเลสาบแห่งนี้ก็จะอยู่ต่ำ กว่า ระดับน้ำทะเลราว 800 เมตร เลยทีเดียว และถือเป็นจุดที่ต่ำสุดของโลกเราเลยก็ว่าได้ความเค็มของ ทะเลสาบเดดซีในส่วนที่อยู่ลึกที่สุดมีมากถึง 30 เปอร์เซ็นต์ ในขณะที่ความเค็มของทะเลทั่วๆ ไปอย่างเช่น ทะเลอ่าวไทยมีความเค็มเพียง 3 เปอร์เซ็นต์เท่านั้น ทะเลสาบเดดซีตั้งอยู่ในพื้นที่ทะเลทราย สภาพภูมิอากาศในบริเวณนั้นจะมีลักษณะหนาวจัดในตอน กลางคืนและร้อนจัดในตอนกลางวัน โดยในบางปีทะเลสาบเดดซีจะมีอุณหภูมิสูงถึง 51 องศาเซลเซียส บริเวณ ดังกล่าวมีปริมาณน้ำฝนตกลงในพื้นที่เพียงเล็กน้อยในแต่ละปีโดยวัดได้เพียงแค่ราวๆ 65 มิลลิเมตรต่อปีจาก อากาศที่ร้อนจัดและมีฝนน้อยนี้เองที่ทำให้ระดับน้ำจากทะเลสาบเดดซีค่อยๆระเหิดระเหยแห้งขอดลงทุกปี ส่งผลให้ความเข้มข้นในทะเลสาบดังกล่าวเพิ่มสูงขึ้นตามลำดับเพราะนอกจากการระเหยจะทำให้ทะเลสาบ เดดซีเข้มข้นมากขึ้นแล้ว น้ำที่ไหลมาจากแม่น้ำจอร์แดนก็ยังคงอุดมไปด้วยแร่ธาตุต่างๆ เช่น โซเดียมและ แมกนีเซียมเมื่อไหลลงมาทำปฏิกิริยากับน้ำพุร้อนในทะเลสาบเดดซีจึงเป็นปัจจัยเกื้อหนุนต่อความเค็มของทะเล แห่งนี้ น้ำในทะเลสาบเดดซีมีความเค็มมากกว่าน้ำในแหล่งน้ำปกติหลายเท่าโดยปกติความเค็มของน้ำทะเลจะ เกิดขึ้น เพราะมีการละลายของเกลือหลายชนิดโดยเฉพาะโซเดียมคลอไรด์ที่มีสูตรทางเคมีว่า NaCl อยู่ในน้ำ ทะเลโดยเฉลี่ยแล้วมีเกลือร้อยละ 3.5 หรือน้ำทะเล 1 ลิตร จะมีเกลือละลายอยู่ประมาณ 35 กรัม แต่ในพื้นที่ ใช้ปากกา ขีดจุดเน้น ที่ส าคัญ ให้เด่นชัด ด้วย
10 เขียนเป็นสูตรได้ว่า D = v m D ( Density ) = ความหนาแน่นของสาร หน่วยเป็น กรัมต่อลูกบาศก์เซนติเมตร (g./cm.3 ) หรือ กิโลกรัมต่อลูกบาศก์เมตร (kg. / m.3 ) m ( mass ) = มวลสาร หน่วยเป็นกรัม ( g. ) หรือ กิโลกรัม (kg.) V (Volume) = ปริมาตร หน่วยเป็น ลูกบาศก์เซนติเมตร (g. / cm.3 ) หรือลูกบาศก์เมตร (kg. / m.3 ) ของทะเลสาบเดดซีมีปริมาณเกลือมากถึง 10,523,000,000 ตัน และด้วยความหนาแน่นของน้ำในทะเลสาบ เดดซีนี้เองที่เป็นเหตุผลว่า ทำไมเราถึงสามารถลอยตัวอยู่ในทะเลสาบดังกล่าวได้ซึ่งเป็นไปตามหลัก วิทยาศาสตร์ที่ว่า สิ่งซึ่งมีความหนาแน่นน้อยกว่าก็จะสามารถลอยได้บนน้ำที่มีความหนาแน่นมากกว่า ไม่ว่า สิ่งที่ลอยอยู่นั้นจะมีความใหญ่โตมโหฬารสักเพียงใด ความหนาแน่นที่แตกต่างกันของทะเลสาบเดดซีนี้หากเรา นำน้ำ 1 ลิตร มาชั่งจะได้น้ำหนักเพียง 1 กิโลกรัม แต่น้ำหนักจากการชั่งน้ำจากทะเลสาบเดดซี 1 ลิตร จะมี น้ำหนักมากกว่าหลายเท่านัก และด้วยความเข้มข้นของเกลือจำนวนมากนี้เองจึงทำให้ไม่มีสิ่งมีชีวิตสามารถ ดำรงอยู่ได้เลย จนกลายเป็นจุดเด่นของทะเลสาบแห่งนี้ที่ทั้งเค็มและไม่มีสิ่งมีชีวิตอาศัยอยู่ ที่มา : คัดลอกและเรียบเรียงใหม่จาก http://www.vcharkarn.com/varticle/38292 สืบค้นเมื่อวันที่ 20 พฤษภาคม 2552 ความหนาแน่น (Density) ของสารใด ๆ หมายถึง อัตราส่วนระหว่างมวล (Mass) ต่อปริมาตร (Volume) ของสารนั้น มวล ( Mass ) แทนสัญลักษณ์ด้วย m เป็นปริมาณเนื้อสารที่มีอยู่จริง และมวลของวัตถุจะมีค่าคงที่เสมอ มวลมีหน่วยได้หลายหน่วย เช่น กรัม ( g. ) , หรือ กิโลกรัม ( Kg. ) การหามวลทำได้โดยการชั่ง ปริมาตร ( Volume ) แทนด้วย V ปริมาตรของวัตถุใดๆ สามารถวัดได้โดยใช้กระบอกตวง (กรณีที่เป็น ของเหลว) และใช้การแทนที่น้ำ (กรณีที่เป็นของแข็ง) ความหนาแน่นของสารใดๆ ( Density ) คือ มวล ( Mass : m ) ของสารนั้นต่อหนึ่งหน่วยปริมาตร ( Volume : V ) ดังนั้น หน่วยของความหนาแน่นจึงมีหน่วยเป็นหน่วยของมวลต่อปริมาตร คือ เป็นกิโลกรัม ต่อลูกบาศก์เมตร ( Kg. / m.3 ) ในระบบเอสไอ หรือเป็นกรัมต่อลูกบาศก์เซนติเมตร ( g. / cm.3 ) ก็ได้ เพราะเหตุใดทะเลสาบเดดซี จึงมีความหนาแน่นมากกว่า ทะเลปกติ
11 1. วัตถุ 2 ชิ้น มีลักษณะภายนอกคล้ายกัน ชิ้นที่ 1 เป็นแท่งสี่เหลี่ยมผืนผ้า มีความกว้าง 3 cm ยาว 8 cm สูง 2 cm และมีมวล 480 g ชิ้นที่ 2 เป็นก้อนขรุขระไม่เป็นรูปทรงเรขาคณิต มีปริมาตร 50 cm3 และมีมวล 450 g วัตถุชิ้นใดมีความหนาแน่นมากกว่ากัน …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………... …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………... …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………... …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………... …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………... …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………... 2. วัตถุชนิดหนึ่งมีความหนาแน่น 0.75 g/cm3 ถ้าวัตถุนี้ปริมาตร 250 cm3 จะมีมวลเท่าใด …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………... …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………... …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………... …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………... …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………... …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………... กิจกรรมที่ 3 ความหนาแน่นของสารบริสุทธิ์และสารผสมเป็นอย่างไร จุดประสงค์: 1. วัดมวลและปริมาตรเพื่อคำนวณหาความหนาแน่นของสารบริสุทธิ์และสารผสม 2. วิเคราะห์และเปรียบเทียบความหนาแน่นของสารบริสุทธิ์และสารผสม วัสดุและอุปกรณ์ รายการ ปริมาณ/กลุ่ม สารละลายโซเดียมคลอไรด์ความเข้มข้นต่างกัน 2 ชุด 50 cm3 สารละลายน้ำตาลทรายความเข้มข้นต่างกัน 2 ชุด 50 cm3 ก้อนเหล็ก 2 ก้อนที่มีมวลต่างกัน 2 ก้อน ก้อนทองแดง 2 ก้อนที่มีมวลต่างกัน 2 ก้อน กระบอกตวงขนาด 10 cm3 2 ใบ เชือกหรือด้าย 1 หลอด บีกเกอร์ขนาด 250 cm3 1 ใบ แก้วน้ำ 1 ใบ ถังใส่น้ำ 1 ถัง ถ้วยยูรีกา 1 ใบ เครื่องชั่ง 2-3 เครื่อง ร่วม กัน คิด 2
12 วิธีการทดลอง ตอนที่ 1 1. ชั่งมวลของเหล็ก ก้อนที่ 1 และ 2 บันทึกผล 2. ชั่งมวลของทองแดง ก้อนที่ 1 และ 2 บันทึกผล 3. หาปริมาตรของก้อนเหล็ก ก้อนที่ 1 และ 2 โดยใช้ถ้วยยูรีกา ศึกษาวิธีกาหาปริมาตรของสารโดยใช้ถ้วยยูเรกา 4. คำนวณหาความหนาแน่นของเหล็ก ทั้ง 2 ก้อน และทองแดงทั้ง 2 ก้อน บันทึกผล ตารางผลการทดลอง ตอนที่ 1 กลุ่มที่ ความหนาแน่นเฉลี่ย (g/cm3 ) เหล็ก ทองแดง ก้อนที่ 1 ก้อนที่ 2 ก้อนที่ 1 ก้อนที่ 2 1 7.53 7.54 8.74 8.45 2 7.50 7.54 8.73 8.43 3 7.52 7.53 8.72 8.45 4 7.53 7.54 8.73 8.44 5 7.53 7.54 8.74 8.45 6 7.53 7.54 8.74 8.45 หมายเหตุ : ความหนาแน่นของเหล็กบริสุทธิ์มีค่า 7.874 g/cm3 ส่วนความหนาแน่นของทองแดงบริสุทธิ์มี ค่า 8.96 g/cm3 คำถามท้ายการทดลอง ตอนที่ 1 1. ความหนามแน่นคืออะไร หาได้อย่างไร 2. ความหนามแน่น ของเหล็ก ก้อนที่ 1 และ 2 เป็นอย่างไร 3. ความหนามแน่น ของทองแดง ก้อนที่ 1 และ 2 เป็นอย่างไร
13 4. จากกิจกรรมสรุปได้ว่าอย่างไร วิธีการทดลอง ตอนที่ 2 1. ชั่งมวลของสารละลายโซเดียมคลอไรด์ ชุดที่ 1 และ 2 บันทึกผล 2. ชั่งมวลของสารละลายน้ำตาล ชุดที่ 1 และ 2 บันทึกผล 3. วัดปริมาตรของสารละลายโซเดียมคลอไรด์ ชุดที่ 1 และ 2 สารละลายน้ำตาลชุดที่ 1 และ 2 โดยใช้กระบอก ตวงบันทึกผล 4. คำนวณหาความหนาแน่นของสารละลายโซเดียมคลอไรด์ทั้ง 2 ชุด และ สารละลายน้ำตาล ทั้ง 2 ชุดบันทึก ผล ตารางผลการทดลอง ตอนที่ 2 กลุ่มที่ ความหนาแน่นเฉลี่ย (g/cm3 ) สารละลายโซเดียมคลอไรด์ สารละลายน้ำตาล ชุดที่ 1 ชุดที่ 2 ชุดที่ 1 ชุดที่ 2 1 1.05 1.01 1.00 0.93 2 1.06 1.01 1.00 0.93 3 1.06 1.01 1.00 0.92 4 1.06 1.02 1.01 0.94 5 1.05 1.01 1.00 0.93 6 1.05 1.01 1.01 0.93 คำถามท้ายการทดลอง ตอนที่ 1 1. ความหนามแน่นของสารละลายโซเดียมคลอไรด์ชุดที่ 1 และ 2 เป็นอย่างไร 2. ความหนามแน่นของสารละลายน้ำตาล ชุดที่ 1 และ 2 เป็นอย่างไร 3. ความหนามแน่นของสารละลายโซเดียมคลอไรด์และสารละลายน้ำตาล เหมือนหรือต่างกันอย่างไร 4. จากกิจกรรมตอนที่ 2 สรุปได้ว่าอย่างไร 5. จากกิจกรรมทั้ง 2 ตอนสรุปได้ว่าอย่างไร
14 …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………... …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………... …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………... ให้นักเรียนสรุปองค์ความรู้และตัวอย่างผังมโนทัศน์ในบทเรียนเรื่องสมบัติของสารบริสุทธิ์ ภาพรถบรรทุกแท่งซีเมนต์ และรถบรรทุกท่อนไม้ ร่วม กัน คิด 3 รถบรรทุก 2 คัน บรรทุกวัตถุต่างชนิดกันแต่มวลของวัตถุที่บรรทุกไว้เท่ากัน นักเรียนคิดว่าสิ่งที่บรรทุกบนรถคันใดมีความหนาแน่นมากกว่าเพราะเหตุใด สิ่งที่บรรทุกบนรถคันใดมีความหนาแน่นมากกว่า เพราะเหตุใด
15 กิจกรรมน่ารู้ทราบประเภทของพลาสติกได้อย่างไร การทดสอบประเภทของพลาสติก พลาสติก เป็นวัสดุที่นำมาทำผลิตภัณฑ์ต่างๆที่ใช้ในชีวิตประจำวัน ซึ่งโดยมากจะอยู่ในรูปของบรรจุ ภัณฑ์ที่ใช้แล้วทิ้งทำให้เกิดขยะพลาสติกจำนวนมากซึ่งเป็นปัญหาต่อสิ่งแวดล้อมดังนั้นวิธีการที่ดีที่สุดที่จะช่วย ลดปัญหาดังกล่าวคือการนำขยะพลาสติกกลับมาใช้ใหม่หรือการรีไซเคิลขยะพลาสติกตามประเภทของพลาสติก ในอุตสาหกรรมพลาสติกจะระบุหมายเลขที่แสดงถึงประเภทของพลาสติกไว้ 6 ประเภทดังตาราง ตารางประเภทของพลาสติก ประเภทพลาสติก สมบัติ ตัวอย่างการใช้งาน (Polyethylene Terephthalate) ค่อนข้างแข็งและเหนียวไม่เปราะ แตกง่ายและส่วนใหญ่จะใส ขวดบรรจุน้ำดื่ม น้ำมันพืชและ น้ำอัดลม (High-density Polyethylene) ค่อนข้างนิ่มแต่เหนียวไม่แตกง่าย ส่วนใหญ่ทำให้มีสีสันสวย งาน ทนสารเคมี นอกจากนี้ยังป้องกัน การแพร่ผ่านความชื้นได้ดี ขวดนมขวดแชมพูสระผมขวด แป้งเด็กขวดสบู่เหลวถุงพลาสติก ทนความร้อนชนิดขุ่นและถุงหู หิ้ว (Polyvinyl Chloride) มีสมบัติหลากหลายทั้งแข็งนิ่ม สามารถทำให้มีสีสันสวยงามได้ ท่อน้ำประปาสายยางใสแบบนิ่ม แผ่นฟิล์มสำหรับห่ออาหาร แผ่น พลาสติกปูโต๊ะอาหารขวดใส่ แชมพูสระผมชนิดใส (Low-density Polyethylene) นิ่มกว่า HDPE สามารถยืดตัวได้ ในระดับหนึ่ง ใส ฟิล์มสำหรับห่ออาหารและห่อ ของถุงใส่ขนมปังและถุงเย็น สำหรับบรรจุอาหาร (Polypropylene) แข็งและเหนียวทนต่อแรง กระแทกได้ดีทำให้มีสีสันสวยงาม ได้ กล่องชามจานถัง ตะกร้า กระบอกสำหรับใส่น้ำแช่เย็นถุง ร้อนชนิดใส
16 (Polystyrene) ใสแข็งแต่เปราะและแตกง่าย ภาชนะสำหรับบรรจุของใช้เช่น ซีดีเพลงถาดโฟมบรรจุอาหาร โฟมกันกระแทก การระบุประเภทพลาสติกข้างต้นนี้อาจไม่ปรากฏบนพลาสติกทุกประเภทจึงยากต่อการคัดแยก พลาสติกก่อนนำไปรีไซเคิลในเบื้องต้นแต่มี วิธี ทดสอบ เพื่อคัดแยกประเภทของพลาสติกดังแผนผัง
17 1. พลาสติกชิ้นหนึ่งไม่มีหมายเลขระบุประเภทของพลาสติกไว้ นำไปทดสอบความหนาแน่น พบว่ามีความ หนาแน่นน้อยกว่าน้ำ พลาสติกชิ้นนี้อาจเป็นพลาสติกประเภทใดได้บ้าง …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………... …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………... 2. พลาสติกชิ้นหนึ่งไม่มีหมายเลขระบุประเภทของพลาสติกไว้ นำไปทดสอบความหนาแน่นพบว่ามีความ หนาแน่นมากกว่าน้ำเมื่อนำลวดทองแดงเผาไฟแตะกับพลาสติกจะเห็นเปลวไฟสีส้ม และถ้านำชิ้นพลาสติกไป แช่สาร MEK พบว่าพลาสติกละลาย พลาสติกชิ้นนี้เป็นพลาสติกประเภทใด …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………... …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………... 3. การทดสอบพลาสติกวิธีใดใช้ความรู้เรื่องความหนาแน่นและแยกประเภทของพลาสติกได้อย่างไร …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………... …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………... …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………... …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………... …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………... 4. การทดสอบพลาสติกวิธีใดใช้ความรู้เรื่องจุดเดือด จุดหลอมเหลว และสามารถ แยกประเภทของพลาสติกได้อย่างไร …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………... …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………... …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………... …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………... 1. ในการหาจุดเดือดของของเหลว 2 ชนิด ได้แก่ สาร A และ B โดยให้ความร้อนกับของเหลว แล้ววัดอุณหภูมิ ของของเหลวเมื่อเวลาผ่านไป ได้ผลดังตาราง จากตาราง สารใดเป็นสารบริสุทธิ์ สารใดเป็นสารผสม เพราะเหตุใด แนวคำตอบ จากตารางสาร A คือ ………………….. เนื่องจากเมื่อพิจารณาข้อมูลในตารางแล้ว พบว่า เมื่อให้ความ ร้อนแก่สาร A ไปเรื่อย ๆ จนกระทั่งเดือดและอุณหภูมิคงที่ที่ 100 °C ส่วนสาร B เป็น…………………….. เพราะ อุณหภูมิขณะเดือดจะไม่คงที่ ร่วม กัน คิด 4 แบบฝึกหัดท้ายบทเรียนเรื่องสมบตัขิองสารบรสิุทธิ์
18 2. นักสำรวจเดินทางด้วยบอลลูนบรรจุแก๊สฮีเลียม ก่อนออกเดินทางได้บรรจุแก๊สฮีเลียมปริมาตร 500 m3 และมี มวล 60 Kg ในบอลลูน แก๊สฮีเลียมในบอลลูนขณะนั้นมีความหนาแน่นเท่าใด ความหนาแน่นของแก๊สฮีเลียมในบอลลูน = (kg) (m3 ) ดังนั้น แก๊สฮีเลียมในบอลลูนขณะนั้นมีความหนาแน่น ……………. kg/m3 3. นำอักษรหน้าข้อความทางขวามือมาเติมลงในช่องว่างหน้าข้อความทางซ้ายมือที่มีความสัมพันธ์กัน …….... 1. ความหนาแน่นของวัตถุ ก. ความหนาแน่นของวัตถุน้อยกว่าความหนาแน่นของน้ำ …….... 2. วัตถุลอยในน้ำ ข. ความหนาแน่นของวัตถุเท่ากับความหนาแน่นของน้ำ ………. 3. วัตถุจมในน้ำ ค. ความหนาแน่นของวัตถุมากกว่าความหนาแน่นของน้ำ ……….4. ความหนาแน่นของวัตถุน้อยลง ฉ. มวลของวัตถุต่อปริมาตรของวัตถุ ………. 5. วัตถุลอยปริ่มในน้ำ ซ. เพิ่มปริมาตรของวัตถุโดยมวลเท่าเดิม …….… 6. วิธีการทำวัตถุที่จมน้ำให้ลอยน้ำได้ ญ. เพิ่มปริมาตรของวัตถุจนมีความหนาแน่นน้อยกว่า 1 g/cm3 ตารางแสดงความหนาแน่นของสาร สาร พลาสติก (โพลีเอทอลีน) ปิโตรเลียมเหลว น้ำ นม ความหนาแน่น (g/cm3 ) 0.93 0.8 1 1.03 สถานะ ของแข็ง ของเหลว ของเหลว ของเหลว 4. จากข้อมูลในตารางให้เขียนเครื่องหมาย ในกล่องสี่เหลี่ยมหน้าข้อความที่กล่าวถูกต้องและเขียนเครื่อง หมาย ในกล่องสี่เหลี่ยมหน้าข้อความที่กล่าวผิด แท่งพลาสติกลอยในน้ำแต่จมในปิโตรเลียม แท่งพลาสติกสี่เหลี่ยมลูกบาศก์มวล 50 g ลอยในน้ำ ขณะที่แท่งพลาสติกสี่เหลี่ยมลูกบาศก์มวล 1 kg ไม่ ลอยในน้ำ ถ้าเทปิโตรเลียมเหลวลงในน้ำ ปิโตรเลียมเหลวจะแยกชั้นลอยอยู่ด้านบน แต่ถ้าเทลงในนม ปิโตรเลียม เหลวจะแยกชั้นอยู่ด้านล่าง 2. การจำแนกและองค์ประกอบของสารบริสุทธิ์
19 • อนุภาคที่เล็กที่สุดของเพชรและแกรไฟต์เหมือนหรือแตกต่างกันอย่างไร ............................................................................................................................................... ............................................................................................................................................... • สารบริสทุธิ์อื่น ๆ ยงัมีอีกหรือไม่และจะจา แนกสารบริสทุธิ์เหล่านนั้ไดอ้ย่างไร ............................................................................................................................................... ............................................................................................................................................... เขียนเครื่องหมาย หน้าคำตอบที่เป็นสารบริสุทธิ์ เกลือแกง น้ำตาล น้ำปลา น้ำเชื่อม พริกกับเกลือ น้ำ แก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ แก๊สออกซิเจน แก๊สไนโตรเจน อากาศ กิจกรรมที่ 4 สารบริสุทธิ์มีองค์ประกอบอะไรบ้าง จุดประสงค์: แยกน้ำด้วยไฟฟ้าและอธิบายผลที่ได้จากการแยกน้ำด้วยไฟฟ้า วัสดุและอุปกรณ์ รายการ ปริมาณ/กลุ่ม เบคกิ้งโซดา 1-2 ช้อนเบอร์1 น้ำ ประมาณ 250 ลูกบาศก์เซนติเมตร แบตเตอรี่ขนาด 9 โวลต์ 1- 2 ก้อน ไฟแช๊ก 1 อัน หรือ 1 กลัก ธูป 2 ดอก เครื่องแยกน้ำด้วยไฟฟ้า 1 ชุด ช้อนตักสารเบอร์ 1 1 อัน สายไฟ 1 เส้น ทบทวนความรู้ก่อนเรียน 3 เพชรกับแกรไฟต์มีลักษณะเหมือนหรือแตกต่างกันอย่างไร ................................................................................................. ................................................................................................
20 วิธีการทดลอง 1. ใส่น้ำในถ้วยพลาสติกของเครื่องแยกน้ำด้วยไฟฟ้าจนเต็มเบคกิ้งโซดา 1 ช้อนเบอร์ 1 รอให้ละลาย จนหมดแล้วปิดฝาครอบที่มีหลอดแก้วและขั้วไฟฟ้า 2. ใช้ปลายนิ้วปิดรูระบายอากาศที่ฝาครอบแล้วคว่ำถ้วยพลาสติก เพื่อให้น้ำเข้าในหลอดแก้วจนเต็ม แล้วหงายถ้วยพลาสติกขึ้นโดยไม่มีฟองอากาศในหลอด 3. ต่อสายไฟจากแบตเตอรี่ขนาด 9 โวลต์ เข้ากับเครื่องแยก น้ำด้วยไฟฟ้าให้ครบวงจรสังเกตการเปลี่ยนแปลงในหลอดแก้วทั้งสอง บันทึกผล 4. เมื่อระดับน้ำในหลอดใดหลอดหนึ่งลดลงเกือบหมดหลอด ถอดสายไฟออก ทำเครื่องหมายแสดงระดับน้ำที่เหลืออยู่ใน แต่ละหลอดทดลองและแสดงว่าแต่ละหลอดมาจากขั้วใด 5. ระมัดระวังให้ปากหลอดยังคว่ำอยู่ใต้น้ำตลอดเวลาจนกว่า จะทดสอบสารที่อยู่ในหลอด ค่อยๆดันหลอดและจุกยางออกทางด้านล่างของฝาครอบ เก็บขั้วไฟฟ้า
21 6. ทดสอบสารในหลอดจากขั้วบวก โดยใช้ปลายนิ้วชี้ปิดปากหลอด ให้แน่นตั้งแต่ปากหลอดยังอยู่ใต้น้ำหงายมือขึ้นโดยยังไม่เปิดปาก หลอด แล้วใช้ธูปที่ลุกเป็นเปลวไฟจ่อลงในปากหลอดทันทีที่ปลาย นิ้วขยับเปิดปากหลอด สังเกตการเปลี่ยนแปลง บันทึกผล 7. ทดสอบสารในหลอดจากขั้วลบ โดยวิธีเดียวกันกับข้อ 6 สังเกต การเปลี่ยนแปลง บันทึกผล 8. ทำซ้ำตั้งแต่ 1-5 แล้วทดสอบสารในหลอดจากขั้วบวกและขั้วลบ ทีละหลอด โดยใช้ธูปที่เป็นถ่านแดงจ่อลงในหลอดทันทีที่ปลายนิ้ว ขยับเปิดปากหลอด สังเกตการเปลี่ยนแปลง บันทึกผล ผลการทำกิจกรรม สิ่งที่สังเกตได้ ชุดทดลอง การ เปลี่ยนแปลง ที่สังเกตได้ ระดับน้ำที่ เหลือใน หลอด ปริมาณสาร ที่เกิดขึ้นใน หลอด ผลทดสอบ ด้วยธูปที่มี เปลวไฟ ผลทดสอบ ด้วยธูปที่ติด ถ่านแดง สารในหลอดแก้ว ที่ขั้วบวก สารในหลอดแก้ว ที่ขั้วลบ คำถามท้ายการทดลอง 1. เมื่อต่อสายไฟจากแบตเตอรี่เข้ากับเครื่องแยกน้ำไฟฟ้าให้ครบวงจร ในหลอดแก้วจากขั้วบวกและขั้วลบมีการ เปลี่ยนแปลงเหมือนหรือต่างกันอย่างไร .............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................. ..............................................................................................................................................................................
22 2. เมื่อเปรียบเทียบปริมาณสารที่เกิดขึ้นในหลอดจากขั้วบวกและขั้วลบ มีอัตราส่วนประมาณเท่าใด .............................................................................................................................................................................. 3. เมื่อทดสอบสารในหลอดจากขั้วบวกและขั้วลบโดยใช้ธูปที่ลุกเป็นเปลวไฟ และธูปที่เป็นถ่านแดง สังเกตเห็น การเปลี่ยนแปลงแตกต่างกันหรือไม่ อย่างไร .............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................. 4. สารในหลอดจากขั้วบวกและขั้วลบเป็นสารชนิดเดียวกันหรือไม่ ทราบได้อย่างไร แนวคำตอบ สารในหลอดจากขั้วบวกและขั้วลบเป็นไม่ใช่สารชนิดเดียวกัน ทราบได้จากผลการทดสอบด้วยธูป ซึ่งได้ผลต่างกัน โดยแก๊สในหลอดจากขั้วบวกช่วยให้ไฟติด ส่วนแก๊สในหลอดจากขั้วลบติดไฟได้และสามารถ ทราบได้จากปริมาณแก๊สที่เกิดขึ้นอีกด้วย โดยแก๊สที่หลอดจากขั้วบวกมีปริมาณน้อยกว่าแก๊สที่หลอดจากขั้วลบ ประมาณครึ่งหนึ่ง 5. น้ำเป็นสารบริสุทธิ์หรือสารผสม ทราบได้อย่างไร แนวคำตอบ น้ำเป็นสารบริสุทธิ์ ทราบได้จากสมบัติของน้ำ ซึ่งมีจุดเดือดคงที่ และอุณหภูมิที่น้ำเริ่มหลอมเหลว และหลอมเหลวจนหมดเป็นอุณหภูมิเดียวกัน 6.จากกิจกรรม สรุปได้ว่าอย่างไร .............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................. สารบริสุทธิ์บางชนิดสามารถแยกสลายเป็นองค์ประกอบมากกว่า 1 ชนิด ที่มีสมบัติต่างจากเดิม เมื่อ ได้รับพลังงานที่เหมาะสม เช่น เมื่อแยกน้ำซึ่งเป็นสารบริสุทธิ์ด้วยไฟฟ้า จะได้แก๊สออกซิเจนและแก๊สไฮโดรเจน ในอัตราส่วนคงที่ แสดงว่าน้ำมีองค์ประกอบ 2 ชนิดมารวมตัวกัน สารบริสุทธิ์ที่สามารถแยกสลายเป็น องค์ประกอบมากกว่า 1 ชนิด เรียกว่า สารประกอบ (compound) ส่วนสารบริสุทธิ์บางชนิดที่ไม่สามารถ แยกสลายให้สารใหม่โดยวิธีทางเคมีได้ เพราะมีองค์ประกอบเพียงชนิดเดียว เช่น ออกซิเจนและไฮโดรเจน เรียกว่า ธาตุ (element) ภาพ น้ำมีองค์ประกอบเป็นอนุภาค 2 ชนิดแตกต่างกัน เมื่อแยกน้ำด้วยไฟฟ้าจะทำให้อนุภาคของไฮโดรเจนและอนุภาคออกซิเจนแยกออกจากกันและรวมกันเป็นแก๊ส ไฮโดรเจนและแก๊สออกซิเจน
23 สารบริสุทธิ์หมายถึง สารเนื้อเดียวที่มีองค์ประกอบเพียงชนิดเดียว มีสมบัติเหมือนกัน แบ่งเป็น 1. ธาตุคือ สารบริสุทธิ์ที่ประกอบด้วย ธาตุหรือสารชนิดเดียว ไม่สามารถแยกหรือสลายออกเป็นสารอื่นได้ เช่น เงิน ทอง คาร์บอน ออกซิเจน เป็นต้น ในปัจจุบันมีการค้นพบธาตุประมาณ 107 ธาตุ เป็นธาตุที่เกิดขึ้นเอง ตามธรรมชาติ92 ธาตุ ที่เหลือเป็นธาตุที่สังเคราะห์ขึ้นในห้องทดลอง จำแนกออกเป็น 3 ชนิด ดังนี้ 1.1 โลหะ มีสถานะเป็นของแข็งที่อุณหภูมิปกติยกเว้นปรอทที่เป็นโลหะ แต่อยู่ในสถานะของเหลว โลหะจะมีผิวเป็นมันวาว มีจุดเดือดและจุดหลอมเหลวสูง และนำไฟฟ้าได้ดี โลหะบางชนิดเป็นสารแม่เหล็ก ตัวอย่างของธาตุโลหะ เช่น เหล็ก ทองแดง สังกะสี แมกนีเซียม เป็นต้น 1.2 อโลหะ เป็นได้ทั้ง 3 สถานะ เช่น กำมะถันเป็นของแข็งสีเหลือง ธาตุโบรมีนเป็นของเหลวสีแดง และคลอรีนเป็นแก๊สสีเขียวอ่อน อโลหะส่วนใหญ่มีสมบัติตรงข้ามกับโลหะ เช่น เปราะ ไม่นำไฟฟ้า มีจุดเดือด และจุดหลอมเหลวต่ำ เป็นต้น 1.3 ธาตุกึ่งโลหะ เป็นธาตุที่มีสมบัติกึ่งโลหะและอโลหะ เช่น โบรอนเป็นของแข็งสีดำ เปราะ ไม่นำ ไฟฟ้า มีจุดเดือดสูงถึง 4,000 องศาเซลเซียส ซิลิคอน เป็นของแข็งสีเงินวาว เปราะ นำไฟฟ้าได้เล็กน้อย มีจุด เดือด 3,265 องศาเซลเซียส เป็นต้น 2. สารประกอบ คือ สารที่ประกอบด้วยธาตุตั้งแต่ 2 ชนิดขึ้นไป มาทำปฏิกิริยาเคมีกันด้วยสัดส่วนที่แน่นอน กลายเป็นสารชนิดใหม่มีสมบัติแตกต่างไปจากธาตุที่เป็นองค์ประกอบเดิม ตัวอย่างของสารประกอบ เช่น เกลือ แกง น้ำ คาร์บอนไดออกไซด์ กรด เบส เป็นต้น คลอรีน + โซเดียม → โซเดียมคลอไรด์ ไฮโดรเจน + ออกซิเจน → น้ำ คาร์บอน + ออกซิเจน → คาร์บอนไดออกไซด์ สัญลักษณ์ของธาตุคืออักษรย่อที่ใช้เขียนแทนชื่อธาตุ ซึ่งนักวิทยาศาสตร์ได้กำหนดขึ้นเพื่อความสะดวกใน การศึกษาวิชาเคมีหลักในการเขียนสัญลักษณ์ของธาตุ มีดังนี้ 1.ถ้าธาตุนั้นมีชื่อในภาษาละติน ให้ใช้ตัวอักษรตัวแรกในชื่อภาษาละตินมาเขียนด้วยตัวพิมพ์ใหญ่เป็น สัญลักษณ์ของธาตุนั้น เช่น ธาตุโพแทสเซียมมีชื่อในภาษาละติน คื่อ Kalium สัญลักษณ์ คือ K สารบริสุทธิ์รอบตัวบางชนิดเป็นธาตุ เช่น ทองคำ เพชร ทองแดง ปรอท แก๊สไนโตรเจน บางชนิดเป็นสารประกอบ เช่น เกลือแกง น้ำตาล โปรตีน คาร์โบไฮเดรต โซเดียม คลอรีน โซเดียมคลอไรด์ (เกลือแกง)
24 2.ถ้าธาตุนั้นไม่มีชื่อในภาษาละติน ให้ใช้ชื่อภาษาอังกฤษ โดยใช้ตัวอักษรตัวแรกในชื่อภาษาอังกฤษมา เขียนด้วยตัวพิมพ์ใหญ่เป็นสัญลักษณ์ของธาตุ เช่น ธาตุออกซิเจน ไม่มีชื่อในภาษาละตินแต่มีชื่อในภาษาอังกฤษ คือ Oxygen สัญลักษณ์ของธาตุ คือ O 3.กรณีที่ชื่อธาตุมีอักษรตัวแรกซ้ำกันกับธาตุอื่น ให้ธาตุที่พบที่หลังเขียนสัญลักษณ์โดยใช้อักษรตัวแรก เขียนควบกับอักษรตัวถัดไปตัวใดตัวหนึ่งในชื่อธาตุนั้น โดยให้อักษรตัวแรกเขียนด้วยตัวพิมพ์ใหญ่ และอักษรตัวที่ ตามมาเขียนด้วยตัวพิมพ์เล็ก เช่น Calcium พบทีหลัง Carbon ซึ่งธาตุทั้งสองมีอักษรตัวแรกในชื่อธาตุซ้ำกัน จึง เขียนสัญลักษณ์ของธาตุ Calcium เป็น Ca สูตรเคมี หมายถึง สัญลักษณ์ที่ใช้เขียนแทนธาตุหรือสารประกอบเพื่อแสดงองค์ประกอบ ของสารเหล่านั้นว่า ประกอบด้วยธาตุใดบ้างอย่างละเท่าใดหรือเป็นอัตราส่วนเท่าใด สูตรบางประเภทยังให้รายละเอียดเพิ่มเติม เกี่ยวกับการจัดเรียงอะตอมภายในโมเลกุลด้วย เช่น น้ำ มีสูตรโมเลกุลเป็น H2O หมายความว่า น้ำ 1 โมเลกุล ประกอบด้วยไฮโดรเจน 2 อะตอม และ ออกซิเจน 1 อะตอม โครงสร้างของอะตอม อะตอม เป็นโครงสร้างขนาดเล็กมากมองด้วยตาเปล่าไม่เห็น ที่พบได้ในสิ่งของทุก ๆ อย่างรอบตัวเรา อะตอมประกอบไปด้วยอนุภาค 3 ชนิด คือ: อิเล็กตรอน ซึ่งมีประจุลบโปรตอน ซึ่งมีประจุบวก นิวตรอน ซึ่งไม่มีประจุ จอห์น ดอลตัน นักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษได้เสนอทฤษฎีอะตอมโดยอาศัยข้อมูลจากการทดลอง ที่พอจะศึกษาได้และนับว่าเป็นทฤษฎีแรกที่เกี่ยวกับอะตอมที่พอจะเชื่อถือได้ ซึ่งมีใจความดังนี้ 1. สารทุกชนิดประกอบด้วยอนุภาคขนาดเล็กที่สุดเรียกว่า “ อะตอม” 2. อะตอมจะไม่สามารถแบ่งแยกได้ และไม่สามารถสร้างขึ้นใหม่ได้ 3. อะตอมของธาตุชนิดเดียวกันจะมีสมบัติเหมือนกันทุกประการ 4. อะตอมของธาตุต่างกันจะมีสมบัติต่างกัน 5. ธาตุตั้งแต่สองชนิดขึ้นไปสามารถรวมตัวกันเกิดเป็นสารประกอบ โดยมีอัตราส่วนการรวมตัวเป็น ตัวเลขอย่างง่าย เช่น CO CO2 กิจกรรมที่ 5 โครงสร้างอะตอมเป็นอย่างไร จุดประสงค์: 1. วิเคราะห์และอธิบายโครงสร้างอะตอมจากแบบจำลอง 2. สืบค้นและสร้างแบบจำลองอะตอม อนุภาค หมายถึงสสารที่มีปริมาณน้อยมากหรือเล็กมาก อาจหมายถึง • อิเล็กตรอน • โมเลกุล • อะตอม • นิวตรอน • โปรตอน
25 วัสดุและอุปกรณ์ นักเรียนเตรียมวัสดุอุปกรณ์ที่หาได้ง่าย เช่น กรรไกร กาว กระดาษสีโฟม ดินน้ำมัน ลวด แผ่นซีดี วิธีการทดลอง 1. สังเกตชนิดและการจัดเรียงตัวของอนุภาคภายในอะตอมจากแบบจำลองอะตอมของธาตุฮีเลียม คาร์บอน และอะลูมิเนียม บันทึกผล ภาพแบบจำลองอะตอมของธาตุฮีเลียม คาร์บอน และอะลูมิเนียม ที่มา หนังสือแบบเรียนวิทยาศาสตร์ ม.1 เล่ม 1 สสวท 2. สืบค้นโครงสร้างอะตอมของธาตุที่สนใจ 1 ธาตุและสร้างแบบจำลอง 3. นำเสนอแบบจำลองอะตอมที่สร้างขึ้น อธิบายโครงสร้างอะตอมของธาตุนั้น ผลการทำกิจกรรม อะตอมของธาตุ ชนิดอนุภาคที่พบ จำนวนอนุภาค การจัดเรียงตัว ฮีเลียม โปรตอน 2 โปรตอนและนิวตรอนอยู่ใน นิวเคลียส บริเวณตรงกลาง อะตอม อิเล็กตรอนอยู่รอบ ๆ นิวเคลียส นิวตรอน 2 อิเล็กตรอน 2 คาร์บอน โปรตอน นิวตรอน อิเล็กตรอน อะลูมิเนียม โปรตอน นิวตรอน อิเล็กตรอน ธาตุที่สืบค้น (เช่น ลิเทียม) โปรตอน นิวตรอน อิเล็กตรอน
26 คำถามท้ายกิจกรรม 1. ชนิดและจำนวนของอนุภาคภายในอะตอมของธาตุต่าง ๆ เหมือนหรือแตกต่างกันอย่างไร แนวคำตอบ อะตอมของธาตุฮีเลียม คาร์บอน และอะลูมิเนียม ประกอบด้วยอนุภาค 3 ชนิด คือ โปรตอน นิวตรอนและ อิเล็กตรอน เหมือนกัน แต่แตกต่างกันที่จำนวนอนุภาค โดยฮีเลียมประกอบด้วย 2 โปรตอน 2 นิวตรอน และ 2 อิเล็กตรอน คาร์บอน ประกอบด้วย 6 โปรตอน 6 นิวตรอน และ 6 อิเล็กตรอนส่วน อะลูมิเนียมประกอบด้วย 13 โปรตอน 14 นิวตรอน และ 13 อิเล็กตรอน 2. การจัดเรียงตัวของอนุภาคต่าง ๆ ภายในอะตอมของธาตุแต่ละชนิดเหมือนและแตกต่างกันอย่างไร ............................................................................................................................................................................. .......................................................................................................................................................................... 3. จากกิจกรรมสรุปได้ว่าอย่างไร .......................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................................... การจำแนกธาตุและการใช้ประโยชน์สายไฟบางชนิดทำจากธาตุทองแดง บางชนิดทำจากอะลูมิเนียม เนื่องจากธาตุทั้งสองมีสมบัติการนำไฟฟ้า ความแข็งแรงและเหนียวใกล้เคียงกัน แต่แตกต่างกันที่ความหนาแน่น และราคา เมื่อขนาดหรือปริมาตรเท่ากันสายไฟอะลูมิเนียมจะมีน้ำหนักเบาเป็นครึ่งหนึ่งของสายไฟทองแดง และ มีราคาถูกกว่า จึงนิยมใช้สายไฟอะลูมิเนียมภายนอกอาคารที่ต้องใช้สายไฟยาว ๆ ส่วนสายไฟทองแดงนิยมใช้ใน อาคาร ธาตุอื่น ๆ มีสมบัติเหมือนหรือแตกต่างกันอย่างไร สามารถนำมาใช้ในการจัดกลุ่มธาตุได้อย่างไร จากภาพ แท่งเหล็ก แท่งทองแดง และแท่งทองคำ มีขนาดและปริมาตร 10 ลูกบาศก์เซนติเมตร เท่ากัน เขียนเครื่องหมาย หน้าข้อที่ถูกต้อง เมื่อต่อแท่งทองแดงในวงจรไฟฟ้า ทำให้หลอดไฟในวงจรสว่าง แสดงว่า ทองแดง นำไฟฟ้าได้ เหล็กมีความหนาแน่นสูงกว่าทองแดงและทองคำ เมื่อให้ความร้อนจนมีอุณหภูมิสูงขึ้นเรื่อย ๆ แท่งทองคำจะหลอมเหลว ก่อนแท่ง ทองแดงและแท่งเหล็ก ทบทวนความรู้ก่อนเรียน 4
27 กิจกรรมที่ 6 เราจำแนกธาตุได้อย่างไร จุดประสงค์: ทดสอบและเปรียบเทียบสมบัติทางกายภาพของธาตุ เพื่อใช้ในการแนกธาตุ วัสดุและอุปกรณ์ วิธีการดำเนินกิจกรรม 1. สังเกตลักษณะภายนอกของธาตุ รวมทั้งความมันวาว โดยใช้กระดาษทรายขัดพื้นผิวตัวอย่างธาตุ บริเวณ เล็กๆและบันทึกผลในตารางที่ออกแบบไว้ 2. ทดสอบการน าไฟฟ้าของธาตุต่างๆ โดยต่อกับวงจรไฟฟ้าอย่างง่าย ดังภาพบันทึกผล ที่มา หนังสือแบบเรียนวิทยาศาสตร์ ม.1 เล่ม 1 สสวท 3. ทดสอบความเหนียวของธาตุ โดยบรรจุตัวอย่างธาตุในถุงพลาสติกขนาดเล็กแล้วทุบด้วยค้อนยาง สังเกตการ เปลี่ยนแปลง บันทึกผล 4. คัดลอกข้อมุล จุดเดือด จุดหลอมเหลวและการนำความร้อนจากหนังสือลงในตาราง บันทึกผล 5. เปรียบเทียบสมบัติทางกายภาพของธาตุต่างๆ ในตารางบันทึกผล ตารางจุดเดือด จุดหลอมเหลว ความหนาแน่น และการนำความร้อนของธาตุต่างๆ ที่ ธาตุ จุดเดือด ( ๐ c) จุดหลอมเหลว ( ๐ c) การนำความร้อน 1 อะลูมิเนียม 2,467 660 นำความร้อนได้ดี 2 เหล็ก 2,750 1,535 นำความร้อนได้ดี 3 ทองแดง 2,567 1,083 นำความร้อนได้ดี 4 สังกะสี 907 420 นำความร้อนได้ดี 5 กำมะถัน 455 113 ไม่นำความร้อน 6 ถ่านไม้ - 3,500 ไม่นำความร้อน รายการ ปริมาณ/กลุ่ม 1. ตัวอย่างธาตุต่าง ๆ ได้แก่ อะลูมิเนียม เหล็ก ทองแดง สังกะสีกำมะถัน ถ่านไม้ 1 ชุด 2. หลอดไฟ 2.5 โวลต์ 1 หลอด 3. สายไฟ พร้อมคลิปปากจระเข้ 2 เส้น 4. แบตเตอรี่1.5 โวลต์ 1 ก้อน 5. ค้อนยางขนาดเล็ก 1 อัน 6. ถุงพลาสติกขนาดเล็ก 1 ถุง 7. แว่นตานิรภัย (ถ้ามี) 1 อัน/คน 8. กระดาษทราย (ถ้ามี) 1 แผ่น
28 6. จำแนกธาตุโดยใช้สมบัติทางกายภาพต่อไปนี้เป็นเกณฑ์ร่วมกัน ได้แก่ ความมันวาว การนำไฟฟ้า ความเหนียว จุดเดือดจุดหลอมเหลว และการนำความร้อน บันทึกผล ตัวอย่างผลการทำกิจกรรม ชื่อธาตุ ผลการสังเกต ผลการ จำแนก ลักษณะภายนอก การนำ ไฟฟ้า ความ เหนียว จุด เดือด ( ๐C) จุด หลอมเห ลว ( ๐C) การนำ ความ ร้อน สถานะ สี ความ มันวาว อะลูมิเนียม ของแข็ง เทา อ่อน มันวาว นำ ไฟฟ้า บิดงอได้ ทุบไม่ แตก 2,467 660 นำความ ร้อนได้ดี กลุ่ม 1 เหล็ก ของแข็ง เทา อ่อน มันวาว นำ ไฟฟ้า บิดงอได้ ทุบไม่ แตก 2,750 1,535 นำความ ร้อนได้ดี กลุ่ม 1 ทองแดง ของแข็ง ทอง แดง มันวาว นำ ไฟฟ้า บิดงอได้ ทุบไม่ แตก 2,567 1,083 นำความ ร้อนได้ดี กลุ่ม 1 สังกะสี ของแข็ง เทา อ่อน มันวาว นำ ไฟฟ้า บิดงอได้ ทุบไม่ แตก 907 420 นำความ ร้อนได้ดี กลุ่ม 1 กำมะถัน ของแข็ง เหลือง อ่อน ไม่มัน วาว ไม่นำ ไฟฟ้า เปราะ แตก ง่าย 445 113 ไม่นำ ความ ร้อน กลุ่ม 2 ถ่านไม้ ของแข็ง ดำ ไม่มัน วาว ไม่นำ ไฟฟ้า เปราะ แตก ง่าย - สูงมาก (>3,600) ไม่นำ ความ ร้อน กลุ่ม 2 คำถามท้ายกิจกรรม 1. ธาตุใดบ้างที่มีสมบัติความมันวาว การนำไฟฟ้า และความเหนียว เหมือนกัน …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 2. เมื่อจำแนกธาตุโดยใช้สมบัติต่อไปนี้เป็นเกณฑ์ร่วมกัน ได้แก่ ความมันวาว การนำไฟฟ้า ความเหนียว จุดเดือด จุดหลอมเหลว และการนำความร้อน ได้ผลการจำแนกเป็นอย่างไร …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..
29 3. จากกิจกรรม สรุปได้ว่าอย่างไร ................................................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................................................. จับคู่ธาตุและการใช้ประโยชน์ให้ถูกต้อง โดยใช้แต่ละตัวเลือกเพียงครั้งเดียว ....... 1. รักษาโรคมะเร็งบางชนิด ก. ทองแดง (โลหะ) ....... 2. ชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ ข. โพแทสเซียม (อโลหะ) ....... 3. สายไฟภายในอาคาร ค. ซิลิคอน (ธาตุกึ่งโลหะ) ....... 4. ปุ๋ยเคมี ง. เรเดียม (ธาตุกัมมันตรังสี) ร่วม กัน คิด 5
30 คิดแบบนักวิทย์ กิจกรรม ฝึกท า : ฝึกสร้าง ขั้นน ำปัญญำพัฒนำควำมคิด ในนักเรียนเขียนผังมโนทัศน์สรุปองค์ความรู้ในบทเรียนการจำแนกและองค์ประกอบของสารบริสุทธิ์
31 กิจกรรม การนำธาตุไปใช้มีผลอย่างไรบ้าง นักเรียนจะได้เรียนรู้เกี่ยวกับผลจากการใช้ธาตุที่มีต่อสิ่งมีชีวิต สิ่งแวดล้อม เศรษฐกิจ และสังคม จุดประสงค์ รวบรวม วิเคราะห์ข้อมูล และนำเสนอผลจากการใช้ธาตุบางชนิด วิธีการดำเนินกิจกรรม นักเรียนศึกษาจากวีดิทัศน์จาก youtube ที่เชื่อถือได้ เรื่อง กรมอุตสาหกรรมพื้นฐานและการเหมืองแร่ กระทรวงอุตสาหกรรม http://www.dpim.go.th/maincontent/viewdetail?catid=116&articleid=6616 โพแทช : แร่เศรษฐกิจที่สำคัญของไทยในอนาคต กรมอุตสาหกรรมพื้นฐานและการเหมืองแร่ http://www.industry.go.th/industry/index.php/th/knowledge/item/10610-2016- 05-23-05-43-19 “แร่โพแทช” กระทรวงอุตสาหกรรม 23 พค. 59 http://www.dpim.go.th/dpimnews/article?catid=102&articleid=7075 ผลการทำกิจกรรม 1. ถ้าบริษัทได้รับอนุญาตให้ทำเหมือง บริษัทจะต้องจ่ายเงินให้รัฐบาลเพื่อไปใช้พัฒนาท้องถิ่น ข้อดี....... รัฐบาลมีเงินงบประมาณสำหรับพัฒนาประเทศมากขึ้น ข้อเสีย... เงินงบประมาณที่ได้อาจนำไปใช้พัฒนาในส่วนอื่นของประเทศ แต่ใช้พัฒนาท้องถิ่นที่ทำ เหมืองเพียงส่วนน้อย 2. การขุดเหมืองและจ้างงาน บริษัทเหมืองแร่จ้างคนงานและใช้เครื่องจักรจำนวนมากเพื่อขุดเหมืองและ ลำเลียงแร่ออกมาจากป่าไม้ ข้อดี................................................................................................................................................. ข้อเสีย............................................................................................................................................ 3. การใช้ดิน เหมืองแร่อาจใช้วิธีขุดเปิดหน้าดิน หรือขุดอุโมงค์ ควรมีการจัดการที่ดี เพื่อป้องกันการเกิดฝุ่น ละอองในอากาศ ข้อดี................................................................................................................................................. ข้อเสีย............................................................................................................................................ 4. โรงงาน เมื่อแร่มาถึงโรงงาน จะถูกนำไปผลิตเป็นปุ๋ยเคมี ทำให้เกษตรกรได้ใช้ปุ๋ยดีราคาถูก และปุ๋ยบาง ส่วนอาจส่งออกไปขายต่างประเทศ ข้อดี................................................................................................................................................. ข้อเสีย............................................................................................................................................ กิจกรรม คิดดี ผลงำนดี มีควำมส ุข ขั้นน ำปัญญำพัฒนำตนเอง
32 คำชี้แจง : ให้นักเรียนเลือกคำตอบที่ถูกต้องที่สุดเพียงคำตอบเดียว ใช้เวลา 20 นาที 1. พบขวดสารเคมีที่ไม่ติดฉลากบรรจุสารที่มีสถานะของแข็ง สีขาว ไม่มีกลิ่น เมื่อนำไปทดสอบ โดยหาจุด หลอมเหลวพบว่าสารเริ่มหลอมเหลวที่อุณหภูมิ 156 o C และหลอมเหลวหมดที่อุณหภูมิ 156.5 o C ข้อสรุปใด ถูกต้อง ก. สารนี้เป็นสารผสมเพราะมีจุดหลอมเหลวไม่คงที่ ข. สารนี้เป็นสารผสมเพราะจุดหลอมเหลวสูงกว่า 100 o C ค. สารนี้เป็นสารบริสุทธิ์เพราะเป็นของแข็ง สีขาว ไม่มีกลิ่น ง. สารนี้เป็นสารบริสุทธิ์เพราะมีช่วงอุณหภูมิที่หลอมเหลวแคบ 2. นำของเหลว 3 ชนิดไปให้ความร้อนและบันทึกผลอุณหภูมิทุก ๆ 3 นาที จากนั้นนำข้อมูลมาเขียนกราฟ ความสัมพันธ์ระหว่างการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิของสารกับเวลา ได้ดังนี้ ข้อสรุปใดถูกต้อง ก. สาร A เป็นสารผสม ส่วนสาร B และ C เป็นสารบริสุทธิ์ ข. สาร C เป็นสารบริสุทธิ์ ส่วนสาร A และ B เป็นสารผสม ค. สารทั้ง 3 ชนิด เป็นสารบริสุทธิ์ ง. สารทั้ง 3 ชนิด เป็นสารผสม 3. สาร D มีจุดเดือดและจุดหลอมเหลวกี่องศาเซลเซียส ก. จุดเดือด 0 o C และจุดหลอมเหลว 40 o C ข. จุดเดือด 40 o C และจุดหลอมเหลว 0 o C ค. จุดเดือด 60 o C และจุดหลอมเหลว 80 o C ง. จุดเดือด 80 o C และจุดหลอมเหลว 60 o C แบบประเมินตนเองหลังเรียน
33 4. ข้อใดต่อไปนี้ถูกต้อง ก. สาร A มีจุดหลอมเหลวสูงกว่าสาร C และสาร D ข. สาร A มีจุดเดือดต่ำกว่าสาร B สาร C และสาร D ค. สาร C มีจุดเดือดต่ำกว่าสาร B และสูงกว่าสาร D ง. สาร C มีจุดหลอมเหลวสูงกว่าสาร B และต่ำกว่าสาร D 5. พิจารณาข้อมูลจากกราฟแล้วตอบคำถาม ถ้านำวัตถุทั้ง 3 ชนิดหย่อนลงในน้ำมันพืชที่มีความหนาแน่น 0.90 g/cm3 วัตถุชนิดใดลอยในน้ำมันพืชได้ ก. A และ B ข. A และ C ค. B และ C ง. A B และ C 6. ตารางมวลและปริมาตรของวัตถุ 4 ชิ้น เมื่อหาความหนาแน่นของวัตถุทั้ง 4 ชิ้น แผนภูมิแท่งข้อใดสอดคล้องกับข้อมูลในตาราง
34 7. แก๊ส A มีความหนาแน่น 0.80 g/cm3 แก๊ส B มีความหนาแน่น 1.14 g/cm3 และ แก๊ส C มีความหนาแน่น 0.07 g/cm3หากบรรจุแก๊สแต่ละชนิดมวล 50 กรัม ในลูกโป่งที่อุณหภูมิห้องและความดันบรรยากาศ ให้ เรียงลำดับขนาดลูกโป่งที่บรรจุแก๊สจากเล็กไปใหญ่ ก. B A C ข. C A B ค. C B A ง. B C A 8. ตารางมวลและปริมาตรของวัตถุที่เป็นสารบริสุทธิ์ 4 ชิ้น จากตาราง วัตถุชิ้นใดเป็นวัตถุชนิดเดียวกัน ก. วัตถุ A และ C ข. วัตถุ A และ D ค. วัตถุ B และ C ง. วัตถุ B และ D 9. ต้องการหาค่าความหนาแน่นของวัตถุชิ้นหนึ่ง ที่มีรูปทรงไม่เป็นรูปทรงเรขาคณิต โดยส่วนที่กว้างที่สุดของ วัตถุยาว3.5 cm และส่วนที่ยาวของวัตถุยาว 8.0 cm ควรเลือกใช้อุปกรณ์ในข้อใดในการหามวลและปริมาตร ของวัตถุ
35 ใช้ข้อมูลในตาราง ตอบคำถาม ข้อ 10 - 11 10. ข้อใดเป็นสารประกอบทั้งหมด ก. กรดน้ำส้ม โอโซน ข. ฮีเลียม เงิน ค. แก๊สคลอรีน แมกนีเซียมคลอไรด์ ง. กรดน้ำส้ม ปูนขาว 11. ข้อใดเป็นธาตุทั้งหมด ก. กรดน้ำส้ม โอโซน ข. ฮีเลียม เงิน ค. แก๊สคลอรีน แมกนีเซียมคลอไรด์ ง. กรดน้ำส้ม ปูนขาว 12. ข้อใดไม่ใช่สมบัติของธาตุโลหะ ก. เปราะ ข. ดึงเป็นเส้นได้ ค. นำไฟฟ้าและนำความร้อนได้ดี ง. มีความมันวาว 13. จากภาพด้านบนแสดงอะตอม ข้อใดถูกต้อง ก. 1, 2, 3 เป็นธาตุ ข. 1, 2, 4 เป็นธาตุ ค. 2, 3, 5 เป็นสารประกอบ ง. 3, 4, 5 เป็นสารประกอบ 14. อะตอมของธาตุลิเทียมมี 3 โปรตอน 4 นิวตรอน และ 3 อิเล็กตรอน แบบจำลองอะตอมในข้อใด แสดง อะตอมของธาตุลิเทียมได้เหมาะสม เมื่อ ก ข ค ง
36 15. ข้อใดไม่ถูกต้องเกี่ยวกับการนำธาตุไปใช้ ก. ทองแดง เป็นโลหะที่ใช้ทำสายไฟฟ้า เพราะนำไฟฟ้าได้ดี ข. ซิลิคอน เป็นโลหะที่ใช้ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ เพราะมีสมบัติเป็นสารกึ่งตัวนำ ค. เหล็ก เป็นโลหะที่ใช้ทำเครื่องจักร เพราะรับน้ำหนักได้และคงทนต่อการสึกหรอ ง. ไนโตรเจน เป็นอโลหะที่ใช้ในปุ๋ยเร่งผลผลิตทางการเกษตร เพราะเป็นส่วนประกอบที่สำคัญของพืช คะแนนเต็ม 15 คะแนน ได้ ........... คะแนน
37 เอกสารอ้างอิง ศรีลักษณ์ ผลวัฒนะ และ คณะ . (2551). สื่อการเรียนรู้และเสริมสร้างทักษะตามมาตรฐานและ ตัวชี้วัดชั้นปีกลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์ เล่ม 1. กรุงเทพฯ.นิยมวิทยา. ส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ,สถาบัน. คู่มือครู รายวิชาพื้นฐานวิทยาศาสตร์1 ชั้น มัธยมศึกษาปีที่ 1 เล่ม 1. (2553). กรุงเทพมหานคร: โรงพิมพ์คุรุสภาลาดพร้าว. ส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี, (2553). สถาบัน.หนังสือเรียนวิทยาศาสตร์ 1 ชั้น มัธยมศึกษา ปีที่ 1 เล่ม 1 .กรุงเทพมหานคร: โรงพิมพ์คุรุสภาลาดพร้าว. ส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี, (2561). สถาบัน.หนังสือเรียนวิทยาศาสตร์ เล่ม1 ชั้น มัธยมศึกษา ปีที่ 1 เล่ม 1 .กรุงเทพมหานคร: โรงพิมพ์คุรุสภาลาดพร้าว.