เล่มแผนสำเร็จ

ขั้นที่ 3 ดุลจำนวนอะตอมของธาตุที่ไม่เปลี่ยนเลขออกซิเดชัน ซึ่งในที่นี้ต้องดุลจำนวนอะตอม O โดย การเติม 4H2O และดุลอะตอม H โดยการเติม 8H + เพื่อทำให้จำนวนอะตอมของ O เป็น 8 และ H เป็น 8 เท่ากันทั้งสองข้างของสมการ 3Zn(s) + 2MnO4 - (aq) + 8H +→ 3Zn2+(aq) + 2MnO2 (s) + 4H2O เนื่องจากปฏิกิริยานี้เกิดในภาวะเบส จึงเติม OHจำนวนเท่ากับ H + ซึ่งในที่นี้เติม 8OHทั้งสองด้านของ สมการ 3Zn(s) + 2MnO4 - (aq) + 8H + + 8OH- → 3Zn2+(aq) + 2MnO2 (s) + 4H2O + 8OHรวม OHกับ H + ให้เป็น H2O 3Zn(s) + 2MnO4 - (aq) + 8H2O → 3Zn2+(aq) + 2MnO2 (s) + 4H2O + 8OHหักล้าง H2O ในสองด้านของสมการ 3Zn(s) + 2MnO4 - (aq) + 4H2O → 3Zn2+(aq) + 2MnO2 (s) + 8OHตรวจสอบความถูกต้อง โดยนับผลรวมของจำนวนอะตอมของแต่ละธาตุและประจุไฟฟ้าทางด้ายซ้าย และด้านขวาของสมการ 3Zn(s) + 2MnO4 - (aq) + 4H2O 3Zn2+(aq) + 2MnO2 (s) + 8OHจำนวน Zn 3 3 จำนวน Mn 2 2 จำนวน O 12 12 จำนวน H 8 8 ผลรวมประจุไฟฟ้า 2- 2- ดังนั้นสมการรีดอกซ์ที่ดุลแล้ว เป็นดังนี้ 3Zn(s) + 2MnO4 - (aq) + 4H2O → 3Zn2+(aq) + 2MnO2 (s) + 8OHขั้นอธิบายและลงข้อสรุป (Explanation) 1. นักเรียนพิจารณาตัวอย่างทั้งสามตัวอย่าง ดังนี้ ตัวอย่างที่ 3 เป็นปฏิกิริยารีดอกซ์ที่มีเฉพาะธาตุที่เปลี่ยนแปลงออกซิเดชัน ตัวอย่างที่ 4 เป็นปฏิกิริยารีดอกซ์ที่ดุลในภาวะกรดและมีทั้งธาตุที่เปลี่ยนและไม่เปลี่ยนเลขออกซิเดชัน ตัวอย่างที่ 5 เป็นปฏิกิริยารีดอกซ์ที่ดุลในภาวะเบสและมีทั้งธาตุที่เปลี่ยนและไม่เปลี่ยนเลขออกซิเดชัน 2. นักเรียนสรุปขั้นตอนการดุลสมการรีดอกซ์โดยวิธีเลขออกซิเดชันเพิ่มเติม ขั้นตอนการดุลสมการรีดอกซ์โดยวิธีเลขออกซิเดชันมีดังนี้ 1) พิจารณาเลขออกซิเดชันที่เปลี่ยนแปลง 2) ดุลเลขออกซิเดชันที่เพิ่มขึ้นให้เท่ากับเลขออกซิเดชันที่ลดลง 3) ดุลจำนวนอะตอมของธาตุที่ไม่เปลี่ยนแปลงเลขออกซิเดชัน - ดุลจำนวนอะตอมที่ไม่ใช่ O และ H - ดุลจำนวนอะตอม O โดยการเติม H2O และดุลอะตอม H โดยเติม H +

- สำหรับปฏิกิริยาในภาวะเบส ให้เติม OHจำนวนเท่ากับ H + ทั้งสองด้านของสมการรวม H + กับ OHเป็น H2O และหักล้าง H2O ที่ปรากฏทั้งสองด้านของสมการ โดยมีข้องสังเกตว่า การดุลสมการจะมีรายละเอียดในบางขั้นตอนเพิ่มขึ้นตามความซับซ้อนของ ปฏิกิริยารีดอกซ์ ขั้นขยายความรู้ (Elaboration) 1. นักเรียนทำแบบตรวจสอบความเข้าใจ ดังนี้ดุลสมการรีดอกซ์ต่อไปนี้โดยวิธีเลขออกซิเดชันทั้งใน ภาวะกรดและเบส 1) Cr2O7 2- (aq) + H2 S(aq) → Cr3+ (aq) +S(s) 2) MnO4 - (aq) + SO3 2- (aq) → MnO2 (aq) + SO4 2- (aq) ขั้นประเมิน (Evaluation) 1. ตรวจแบบตรวจสอบความเข้าใจ 8. สื่อ/แหล่งการเรียนรู้ 1. หนังสือเรียนรายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตร์ เคมี 4 9. การวัดผลและประเมินผล จุดประสงค์ วิธีการวัด/เครื่องมือวัด เกณฑ์การประเมิน 1. ด้านความรู้ (K) 1. นักเรียนสามารถดุลสมการรี ดอกซ์โดยวิธีเลขออกซิเดชันได้ - การตอบคำถาม ในชั้นเรียน - แบบตรวจสอบ ความเข้าใจ - ข้อคำถาม - แบบตรวจสอ บ ความเข้าใจ - ได้คะแนนร้อยละ 70 ขึ้นไป 2. ด้านทักษะ/กระบวนการคิด (P) 1. นักเรียนสามารถคำนวณการดุล สมการโดยวิธีครึ่งปฏิกิริยาได้ - แบบตรวจสอบ ความเข้าใจ - แบบตรวจสอบ ความเข้าใจ - ได้คะแนนร้อยละ 70 ขึ้นไป 3. ด้านคุณลักษณะอันพึงประสงค์ (A) 1. นักเรียนมีความรับผิดชอบต่องาน ที่ได้รับมอบหมาย - การสังเกต - แ บ บ ป ร ะ เ มิ น คุณลักษณะอันพึง ประสงค์ - ได้คะแนนในระดับ 3 (ดี) ขึ้นไป

10. บันทึกหลังการสอน ผลการเรียนรู้ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… ................................................................................................................................................................ ปัญหาและอุปสรรค ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… ข้อเสนอแนะ/แนวทางแก้ไข ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… ลงชื่อ………………………………………………. (นางสาวประภัสสร ยุบุญไชย) ครูผู้สอน

ความคิดเห็น / ข้อเสนอแนะของครูพี่เลี้ยง ได้ทำการตรวจสอบแผนการจัดการเรียนรู้แล้วมีความคิดเห็นดังนี้ 1. เป็นแผนการจัดการเรียนรู้ที่  ดีมาก  ดี  พอใช้ 2. การจัดกิจกรรมได้นำเอากระบวนการเรียนรู้  เน้นหลักการผู้เรียนเป็นสำคัญมาใช้ในการจัดการเรียนการสอนได้อย่างเหมาะสม  ยังไม่มีการเน้นผู้เรียนเป็นสำคัญ ควรปรับปรุง/พัฒนาต่อไป 3. เป็นแผนการจัดการเรียนรู้ที่  นำไปใช้ได้จริง  ควรปรับปรุงก่อนนำไปใช้ 4. ข้อเสนอแนะอื่นๆ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… ลงชื่อ………………………………………………. (นางสาวพจณี กุลชาติ) ครูพี่เลี้ยง ความคิดเห็น / ข้อเสนอแนะของหัวหน้ากลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์ ได้ทำการตรวจสอบแผนการจัดการเรียนรู้แล้วมีความคิดเห็นดังนี้ 1. เป็นแผนการจัดการเรียนรู้ที่  ดีมาก  ดี  พอใช้ 2. การจัดกิจกรรมได้นำเอากระบวนการเรียนรู้  เน้นหลักการผู้เรียนเป็นสำคัญมาใช้ในการจัดการเรียนการสอนได้อย่างเหมาะสม  ยังไม่มีการเน้นผู้เรียนเป็นสำคัญ ควรปรับปรุง/พัฒนาต่อไป 3. เป็นแผนการจัดการเรียนรู้ที่  นำไปใช้ได้จริง  ควรปรับปรุงก่อนนำไปใช้ 4. ข้อเสนอแนะอื่นๆ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… ลงชื่อ………………………………………………. (นางฐปนี แก้วมะ) หัวหน้ากลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์ และเทคโนโลยี

ความคิดเห็น / ข้อเสนอแนะของหัวหน้าฝ่ายบริหารวิชาการ  อนุญาต นำไปใช้ในการจัดกิจกรรมการเรียนการสอนได้  ควรปรับปรุง ข้อเสนอแนะเพิ่มเติม ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… ลงชื่อ………………………………………………. (นางสมฤดี แสนเภา) หัวหน้าฝ่ายบริหารวิชาการ

แผนการจัดการเรียนรู้ที่ 16 กลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ภาคเรียนที่ 1/2566 รายวิชาเพิ่มเติม เคมี ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 6 หน่วยการเรียนรู้ที่ 1 เคมีไฟฟ้า เวลา 30 ชั่วโมง เรื่อง การดุลสมการรีดอกซ์ (2) เวลา 3 ชั่วโมง ครูผู้สอน นางสาวประภัสสร ยุบุญไชย 1. สาระการเรียนรู้และผลการเรียนรู้ สาระที่ 5 สาระเคมี เข้าใจการเขียนและการดุลสมการเคมี ปริมาณสัมพันธ์ในปฏิกิริยาเคมี อัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี สมดุลในปฏิกิริยาเคมี สมบัติและปฏิกิริยาของกรด-เบส ปฏิกิริยารีดอกซ์และเซลล์เคมีไฟฟ้า รวมทั้งการนำ ความรู้ไปใช้ประโยชน์ ผลการเรียนรู้ ดุลสมการรีดอกซ์ด้วยการใช้เลขออกซิเดชันและวิธีครึ่งปฏิกิริยา 2. สาระสำคัญ/ความคิดรวบยอด ปฏิกิริยารีดอกซ์เขียนแทนได้ด้วยสมการรีดอกซ์ซึ่งการดุลสมการรีดอกซ์ทำได้โดยการใช้เลข ออกซิเดชันและวิธีครึ่งปฏิกิริยา 3. จุดประสงค์การเรียนรู้ 1. นักเรียนสามารถดุลสมการรีดอกซ์โดยวิธีครึ่งปฏิกิริยาได้ (K) 2. นักเรียนสามารถคำนวณการดุลสมการโดยวิธีครึ่งปฏิกิริยาได้(P) 3. นักเรียนมีความรับผิดชอบต่องานที่ได้รับมอบหมาย (A) 4. สาระการเรียนรู้ ขั้นตอนการดุลสมการรีดอกซ์โดยวิธีเลขออกซิเดชันมีดังนี้ 1. พิจารณาเลขออกซิเดชันที่เปลี่ยนแปลง 2. ดุลเลขออกซิเดชันที่เพิ่มขึ้นให้เท่ากับเลขออกซิเดชันที่ลดลง 3. ดุลจำนวนอะตอมของธาตุที่ไม่เปลี่ยนแปลงเลขออกซิเดชัน - ดุลจำนวนอะตอมที่ไม่ใช่ O และ H - ดุลจำนวนอะตอม O โดยการเติม H2O และดุลอะตอม H โดยเติม H + - สำหรับปฏิกิริยาในภาวะเบส ให้เติม OHจำนวนเท่ากับ H + ทั้งสองด้านของสมการรวม H + กับ OHเป็น H2O และหักล้าง H2O ที่ปรากฏทั้งสองด้านของสมการ

ขั้นตอนการดุลสมการรีดอกซ์โดยวิธีครึ่งปฏิกิริยามีดังนี้ 1. ดุลจำนวนอะตอมของแต่ละธาตุและผลรวมประจุไฟฟ้าแต่ละครึ่งปฏิกิริยา - ดุลจำนวนอะตอมที่ไม่ใช่ O และ H - ดุลจำนวนอะตอม O โดยการเติม H2O - ดุลจำนวนอะตอม H โดยการเติม H + - ดุลจำนวนแระจุไฟฟ้า โดยการเติม e - 2. ทำจำนวน e - ในแต่ละครึ่งปฏิกิริยาให้เท่ากัน 3. รวมสองครึ่งปฏิกิริยาเข้าด้วยกัน และหักล้างจำนวนอิเล็กตรอน โมเลกุล หรือไอออนที่เหมือนกัน ทั้งสองด้านของสมการ สำหรับปฏิกิริยาในภาวะเบส ให้เติม OHจำนวนเท่ากับ H + ทั้งสองด้านของ สมการ รวม H + กับ OHเป็น H2O และหักล้าง H2O ที่ปรากฏทั้งสองด้านของสมการ 5. สมรรถนะสำคัญของผู้เรียน 1. ความสามารถในการสื่อสาร 2. ความสามารถในการคิด 3. ความสามารถในการใช้เทคโนโลยี 6. คุณลักษณะอันพึงประสงค์ 1. ใฝ่เรียนรู้ 2. มีความรับผิดชอบ 7. การจัดกิจกรรมการเรียนรู้ ขั้นสร้างความสนใจ (Engagement) 1. นักเรียนทบทวนการดุลปฏิกิริยารีดอกซ์โดยวิธีเลขออกซิเดชัน โดยตอบคำถามดังนี้ จงดุลสมการ MnO4 - (aq) + SO3 2- (aq) → MnO2 (aq) + SO4 2- (aq) โดยวิธีเลขออกซิเดชัน วิธีทำ ขั้นที่ 1 พิจารณาเลขออกซิเดชันที่เปลี่ยนแปลง MnO4 - (aq) + SO3 2- (aq) → MnO2 (aq) + SO4 2- (aq) เลขออกซิเดชัน +7 +4 +4 +6 S มีเลขออกซิเดชันเพิ่มขึ้น 2 ส่วน Mn มีเลขออกซิเดชันลดลง 3 ขั้นที่ 2 ดุลเลขออกซิเดชันที่เพิ่มขึ้นให้เท่ากันกับเลขออกซิเดชันที่ลดลง โดยเติมเลขสัมประสิทธิ์หน้าสารตั้งต้น และผลิตภัณฑ์

เพิ่มขึ้น 3 × 2 = 6 2MnO4 - (aq) + 3SO3 2- (aq) → 2MnO2 (aq) + 3SO4 2- (aq) ลดลง 2 × 3 = 6 ขั้นที่ 3 ดุลจำนวนอะตอมของธาตุที่ไม่เปลี่ยนเลขออกซิเดชัน ซึ่งในที่นี้ต้องดุลจำนวนอะตอม O โดยการเติม H2O และดุลอะตอม H โดยการเติม 2H + เพื่อทำให้จำนวนอะตอมของ O เป็น 17 และ H เป็น 2 เท่ากันทั้ง สองข้างของสมการ 2MnO4 - (aq) + 3SO3 2- (aq) + 2H +→ 2MnO2 (aq) + 3SO4 2- (aq) + H2O ตรวจสอบความถูกต้อง โดยนับผลรวมของจำนวนอะตอมของแต่ละธาตุและประจุไฟฟ้าทางด้ายซ้าย และด้านขวาของสมการ ซึ่งต้องได้จำนวนเท่ากัน 2MnO4 - (aq) + 3SO3 2- (aq) + 2H + 2MnO2 (aq) + 3SO4 2- (aq) + H2O จำนวน Mn 2 2 จำนวน S 3 3 จำนวน O 17 17 จำนวน H 2 2 ผลรวมประจุไฟฟ้า 6- 6- ดังนั้น สมการรีดอกซ์ที่ดุลแล้ว เป็นดังนี้ 2MnO4 - (aq) + 3SO3 2- (aq) + 2H +→ 2MnO2 (aq) + 3SO4 2- (aq) + H2O ขั้นสำรวจและค้นหา (Exploration) 1. นักเรียนศึกษาขั้นตอนการดุลสมการรีดอกซ์โดยวิธีครึ่งปฏิกิริยา ขั้นตอนการดุลสมการรีดอกซ์โดยวิธีครึ่งปฏิกิริยามีดังนี้ 1) ดุลจำนวนอะตอมของแต่ละธาตุและผลรวมประจุไฟฟ้าแต่ละครึ่งปฏิกิริยา - ดุลจำนวนอะตอมที่ไม่ใช่ O และ H - ดุลจำนวนอะตอม O โดยการเติม H2O - ดุลจำนวนอะตอม H โดยการเติม H + - ดุลจำนวนแระจุไฟฟ้า โดยการเติม e - 2) ทำจำนวน e - ในแต่ละครึ่งปฏิกิริยาให้เท่ากัน 3) รวมสองครึ่งปฏิกิริยาเข้าด้วยกัน และหักล้างจำนวนอิเล็กตรอน โมเลกุล หรือไอออนที่เหมือนกัน ทั้งสองด้านของสมการ สำหรับปฏิกิริยาในภาวะเบส ให้เติม OHจำนวนเท่ากับ H + ทั้งสองด้านของสมการ รวม H + กับ OHเป็น H2O และหักล้าง H2O ที่ปรากฏทั้งสองด้านของสมการ 2. นักเรียนศึกษาตัวอย่างการดุลสมการรีดอกซ์โดยวิธีครึ่งปฏิกิริยา ตัวอย่างที่ 6 – 8 ในหนังสือเรียน ตัวอย่างที่ 6 ดุลสมการรีดอกซ์ต่อไปนี้โดยวิธีครึ่งปฏิกิริยา Cr2O7 2- (aq) + I - (aq) → Cr3+(aq) + I 2 (aq) (ในภาวะกรด)

วิธีทำ พิจารณาการเปลี่ยนแปลงเลขออกซิเดชันของธาตุเพื่อกำหนดครึ่งปฏิกิริยาออกซิเดชันและ ครึ่งปฏิกิริยารีดักชัน Cr2O7 2- (aq) + I - (aq) → Cr3+(aq) + I 2 (aq) เลขออกซิเดชัน +6 -1 +3 0 ครึ่งปฏิกิริยาออกซิเดชัน I - (aq) → I 2 (aq) ครึ่งปฏิกิริยารีดักชัน Cr2O7 2- (aq) → Cr3+(aq) ขั้นที่ 1 ดุลจำนวนอะตอมของแต่ละธาตุและผลรวมประจุไฟฟ้าในแต่ละครึ่งปฏิกิริยา โดยมีลำดับดังนี้ ครึ่งปฏิกิริยาออกซิเดชัน ดุลจำนวนอะตอมที่ไม่ใช่ O และ H 2I - (aq) → I 2 (aq) ดุลจำนวนอะตอม O โดยเติม H2O - ดุลจำนวนอะตอม H โดยเติม H + - ดุลจำนวนประจุไฟฟ้า โดยเติม e - 2I - (aq) → I 2 (aq) + 2e - ครึ่งปฏิกิริยารีดักชัน ดุลจำนวนอะตอมที่ไม่ใช่ O และ H Cr2O7 2- (aq) → 2Cr3+(aq) ดุลจำนวนอะตอม O โดยเติม H2O Cr2O7 2- (aq) → 2Cr3+(aq) + 7H2O ดุลจำนวนอะตอม H โดยเติม H + Cr2O7 2- (aq) + 14H + → 2Cr3+(aq) + 7H2O ดุลจำนวนประจุไฟฟ้า โดยเติม e - Cr2O7 2- (aq) + 14H + + 6e -→ 2Cr3+(aq) + 7H2O ขั้นที่ 2 ทำจำนวนอิเล็กตรอนในแต่ละครึ่งปฏิกิริยาให้เท่ากัน โดยคูณด้วยเลขที่เหมาะสมซึ่งเป็นตัวเลขจำนวน เต็มที่น้อยที่สุด ครึ่งปฏิกิริยาออกซิเดชัน × 3 เพื่อให้มี 6e - 6I - (aq) → 3I 2 (aq) + 6e - ครึ่งปฏิกิริยารีดักชัน Cr2O7 2- (aq) + 14H + + 6e -→ 2Cr3+(aq) + 7H2O ขั้นที่ 3 รวมสองปฏิกิริยาเข้าด้วยกัน Cr2O7 2- (aq) + 14H + + 6I - (aq) → 2Cr3+(aq) + 7H2O + 3I 2 (aq) ตรวจสอบความถูกต้องโดยนับผลรวมจำนวนอะตอมและประจุไฟฟ้า Cr2O7 2- (aq) + 14H + + 6I - (aq) 2Cr3+(aq) + 7H2O + 3I 2 (aq) จำนวน Cr 2 2 จำนวน I 6 6 จำนวน O 7 7 จำนวน H 14 14 ผลรวมประจุไฟฟ้า +6 +6

ดังนั้น สมการรีดอกซ์ที่ดุลแล้ว เป็นดังนี้Cr2O7 2- (aq) + 14H + + 6I - (aq) → 2Cr3+(aq) + 7H2O + 3I 2 (aq) ตัวอย่างที่ 7 ดุลสมการรีดอกซ์ต่อไปนี้โดยวิธีครึ่งปฏิกิริยา MnO4 - (aq) + I - (aq) → MnO2 (aq) + I 2 (aq) (ในภาวะเบส) วิธีทำ พิจารณาการเปลี่ยนแปลงเลขออกซิเดชันของธาตุเพื่อกำหนดครึ่งปฏิกิริยาออกซิเดชันและ ครึ่งปฏิกิริยารีดักชัน MnO4 - (aq) + I - (aq) → MnO2 (aq) + I 2 (aq) เลขออกซิเดชัน +7 -1 +4 0 ครึ่งปฏิกิริยาออกซิเดชัน I - (aq) → I 2 (aq) ครึ่งปฏิกิริยารีดักชัน MnO4 - (aq) → MnO2 (s) ขั้นที่ 1 ดุลจำนวนอะตอมของแต่ละธาตุและผลรวมประจุไฟฟ้าในแต่ละครึ่งปฏิกิริยา โดยมีลำดับดังนี้ ครึ่งปฏิกิริยาออกซิเดชัน ดุลจำนวนอะตอมที่ไม่ใช่ O และ H 2I - (aq) → I 2 (aq) ดุลจำนวนอะตอม O โดยเติม H2O - ดุลจำนวนอะตอม H โดยเติม H + - ดุลจำนวนประจุไฟฟ้า โดยเติม e - 2I - (aq) → I 2 (aq) + 2e - ครึ่งปฏิกิริยารีดักชัน ดุลจำนวนอะตอมที่ไม่ใช่ O และ H MnO4 - (aq) → MnO2 (s) ดุลจำนวนอะตอม O โดยเติม H2O MnO4 - (aq) → MnO2 (s) + 2H2O ดุลจำนวนอะตอม H โดยเติม H + MnO4 - (aq) + 4H + → MnO2 (s) + 2H2O ดุลจำนวนประจุไฟฟ้า โดยเติม e - MnO4 - (aq) + 4H + + 3e -→ MnO2 (s) + 2H2O ขั้นที่ 2 ทำจำนวนอิเล็กตรอนในแต่ละครึ่งปฏิกิริยาให้เท่ากัน โดยคูณด้วยเลขที่เหมาะสมซึ่งเป็นตัวเลขจำนวน เต็มที่น้อยที่สุด ครึ่งปฏิกิริยาออกซิเดชัน × 3 เพื่อให้มี 6e - 6I - (aq) → 3I 2 (aq) + 6e - ครึ่งปฏิกิริยารีดักชัน × 2 เพื่อให้มี 6e - 2MnO4 - (aq) + 8H + + 6e -→ 2MnO2 (s) + 4H2O ขั้นที่ 3 รวมสองปฏิกิริยาเข้าด้วยกัน 2MnO4 - (aq) + 8H + + 6I - (aq) → 2MnO2 (s) + 4H2O + 3I 2 (aq) เนื่องจากปฏิกิริยานี้เกิดในภาวะเบส จึ่งเติม OHจำนวนเท่ากับ H + ซึ่งในที่นี้เติม 8OHทั้งสองด้านของ สมการ จะได้ดังนี้ 2MnO4 - (aq) + 8H + + 6I - (aq) + 8OH-→ 2MnO2 (s) + 4H2O + 3I 2 (aq) + 8OHรวม OHกับ H + ให้เป็น H2O

2MnO4 - (aq) + 6I - (aq) + 8H2O → 2MnO2 (s) + 4H2O + 3I 2 (aq) + 8OHหักล้าง H2O ในสองด้านของสมการ 2MnO4 - (aq) + 6I - (aq) + 4H2O → 2MnO2 (s) + 3I 2 (aq) + 8OHตรวจสอบความถูกต้องโดยนับผลรวมจำนวนอะตอมและประจุไฟฟ้า 2MnO4 - (aq) + 6I - (aq) + 4H2O 2MnO2 (s) + 3I 2 (aq) + 8OHจำนวน I 6 6 จำนวน Mn 2 2 จำนวน O 12 12 จำนวน H 8 8 ผลรวมประจุไฟฟ้า -8 -8 ดังนั้น สมการรีดอกซ์ที่ดุลแล้ว เป็นดังนี้ 2MnO4 - (aq) + 6I - (aq) + 4H2O → 2MnO2 (s) + 3I 2 (aq) + 8OHตัวอย่างที่ 8 เขียนและดุลสมการรีดอกซ์โดยวิธีครึ่งปฏิกิริยาเมื่อเปอร์แมงกาเนตไอออน (MnO4 - ) ทำ ปฏิกิริยากับออกซาเลตไอออน (C2O4 2- ) ในสารละลายเบส ได้แมงกานีส(IV)ออกไซด์ (MnO2 ) และคาร์บอเนต ไอออน (CO3 2- ) วิธีทำ จากโจทย์เขียนสมการได้ดังนี้ MnO4 - (aq) + C2O4 2- (aq) → MnO2 (s) + CO3 2- (aq) พิจารณาการเปลี่ยนแปลงเลขออกซิเดชันของธาตุเพื่อกำหนดครึ่งปฏิกิริยาออกซิเดชันและครึ่งปฏิกิริยารีดักชัน MnO4 - (aq) + C2O4 2- (aq) → MnO2 (s) + CO3 2- (aq) เลขออกซิเดชัน +7 +3 +4 +4 ครึ่งปฏิกิริยาออกซิเดชัน C2O4 2- (aq) → CO3 2- (aq) ครึ่งปฏิกิริยารีดักชัน MnO4 - (aq) → MnO2 (s) ขั้นที่ 1 ดุลจำนวนอะตอมของแต่ละธาตุและผลรวมประจุไฟฟ้าในแต่ละครึ่งปฏิกิริยา โดยมีลำดับดังนี้ ครึ่งปฏิกิริยาออกซิเดชัน ดุลจำนวนอะตอมที่ไม่ใช่ O และ H C2O4 2- (aq) → 2CO3 2- (aq) ดุลจำนวนอะตอม O โดยเติม H2O C2O4 2- (aq) + 2H2O → 2CO3 2- (aq) ดุลจำนวนอะตอม H โดยเติม H + C2O4 2- (aq) + 2H2O → 2CO3 2- (aq) + 4H + ดุลจำนวนประจุไฟฟ้า โดยเติม e - C2O4 2- (aq) + 2H2O → 2CO3 2- (aq) + 4H + + 2e - ครึ่งปฏิกิริยารีดักชัน ดุลจำนวนอะตอมที่ไม่ใช่ O และ H MnO4 - (aq) → MnO2 (s) ดุลจำนวนอะตอม O โดยเติม H2O MnO4 - (aq) → MnO2 (s) + 2H2O ดุลจำนวนอะตอม H โดยเติม H + MnO4 - (aq) + 4H + → MnO2 (s) + 2H2O ดุลจำนวนประจุไฟฟ้า โดยเติม e - MnO4 - (aq) + 4H + + 3e -→ MnO2 (s) + 2H2O

ขั้นที่ 2 ทำจำนวนอิเล็กตรอนในแต่ละครึ่งปฏิกิริยาให้เท่ากัน โดยคูณด้วยเลขที่เหมาะสมซึ่งเป็นตัวเลขจำนวน เต็มที่น้อยที่สุด ครึ่งปฏิกิริยาออกซิเดชัน × 3 เพื่อให้มี 6e - 3C2O4 2- (aq) + 6H2O → 6CO3 2- (aq) + 12H + + 6e - ครึ่งปฏิกิริยารีดักชัน × 2 เพื่อให้มี 6e - 2MnO4 - (aq) + 8H + + 6e -→ 2MnO2 (s) + 4H2O ขั้นที่ 3 รวมสองปฏิกิริยาเข้าด้วยกัน 2MnO4 - (aq) + 3C2O4 2- (aq) + 2H2O → 2MnO2 (s) + 6CO3 2- (aq) + 4H + เนื่องจากปฏิกิริยานี้เกิดในภาวะเบส จึ่งเติม OHจำนวนเท่ากับ H + ซึ่งในที่นี้เติม 4OHทั้งสองด้านของ สมการ จะได้ดังนี้ 2MnO4 - (aq) + 3C2O4 2- (aq) + 2H2O + 4OH- → 2MnO2 (s) + 6CO3 2- (aq) + 4H + + 4OHรวม OHกับ H + ให้เป็น H2O 2MnO4 - (aq) + 3C2O4 2- (aq) + 2H2O + 4OH- → 2MnO2 (s) + 6CO3 2- (aq) + 4H2O หักล้าง H2O ในสองด้านของสมการ 2MnO4 - (aq) + 3C2O4 2- (aq) + 4OH- → 2MnO2 (s) + 6CO3 2- (aq) + 2H2O ตรวจสอบความถูกต้องโดยนับผลรวมจำนวนอะตอมและประจุไฟฟ้า 2MnO4 - (aq) + 3C2O4 2- (aq) + 4OH2MnO2 (s) + 6CO3 2- (aq) + 2H2O จำนวน C 6 6 จำนวน Mn 2 2 จำนวน O 24 24 จำนวน H 4 4 ผลรวมประจุไฟฟ้า -12 -12 ดังนั้น สมการรีดอกซ์ที่ดุลแล้ว เป็นดังนี้ 2MnO4 - (aq) + 3C2O4 2- (aq) + 4OH- → 2MnO2 (s) + 6CO3 2- (aq) + 2H2O ขั้นอธิบายและลงข้อสรุป (Explanation) 1. นักเรียนพิจารณาตัวอย่างทั้งสามตัวอย่าง ดังนี้ตัวอย่างที่ 6 เป็นปฏิกิริยารีดอกซ์ที่ดุลในภาวะกรด และมีธาตุที่เปลี่ยนและไม่เปลี่ยนเลขออกซิเดชันส่วนตัวอย่างที่ 7 และ ตัวอย่างที่ 8 เป็นปฏิกิริยารีดอกซ์ที่ดุล ในภาวะเบสและมีทั้งธาตุที่เปลี่ยนและไม่เปลี่ยนเลขออกซิเดชัน โดยอาจสังเกตว่า สมการที่ดุลแล้วอาจมี OHอยู่ทางด้านสารตั้งต้นหรือสารผลิตภัณฑ์ก็ได้

2. นักเรียนเรียนรู้เพิ่มเติม ในการดุลสมการรีดอกซ์โดยวิธีครึ่งปฏิกิริยาไม่จำเป็นต้องกำหนดครึ่ง ปฏิกิริยาตั้งแต่แรก เนื่องจากเมื่อทำการดุลประจุไฟฟ้าด้วยอิเล็กตรอนในขั้นที่ 1 จะทำให้ทราบว่าปฏิกิริยาใด เป็นครึ่งปฏิกิริยาออกซิเดชันหรือครึ่งปฏิกิริยารีดักชันได้ 3. นักเรียนสรุปขั้นตอนการดุลสมการรีดอกซ์โดยวิธีครึ่งปฏิกิริยาเพิ่มเติม ขั้นตอนการดุลสมการรีดอกซ์โดยวิธีครึ่งปฏิกิริยามีดังนี้ 1) ดุลจำนวนอะตอมของแต่ละธาตุและผลรวมประจุไฟฟ้าแต่ละครึ่งปฏิกิริยา - ดุลจำนวนอะตอมที่ไม่ใช่ O และ H - ดุลจำนวนอะตอม O โดยการเติม H2O - ดุลจำนวนอะตอม H โดยการเติม H + - ดุลจำนวนแระจุไฟฟ้า โดยการเติม e - 2) ทำจำนวน e - ในแต่ละครึ่งปฏิกิริยาให้เท่ากัน 3) รวมสองครึ่งปฏิกิริยาเข้าด้วยกัน และหักล้างจำนวนอิเล็กตรอน โมเลกุล หรือไอออนที่เหมือนกัน ทั้งสองด้านของสมการ สำหรับปฏิกิริยาในภาวะเบส ให้เติม OHจำนวนเท่ากับ H + ทั้งสองด้านของสมการ รวม H + กับ OHเป็น H2O และหักล้าง H2O ที่ปรากฏทั้งสองด้านของสมการ ขั้นขยายความรู้ (Elaboration) 1. นักเรียนดุลสมการโดยใช้วิธีครึ่งปฏิกิริยาเพิ่มเติม ดังนี้ - Al(s) + Zn2+(aq) → Al3+(aq) + Zn(s) - Au(s) + HNO3 (aq) + HCl(aq) → HAuCl4 (aq) + NO2 (g) - Zn(s) + MnO4 - (aq) → Zn2+(aq) + MnO2 (s) (ในภาวะเบส) 2. ครูเปิดโอกาสให้นักเรียนชักถามในเนื้อหาที่ยังไม่เข้าใจ 3. นักเรียนทำแบบฝึกหัด 11.2 ในหนังสือเรียนหน้า 106 7.5 ขั้นประเมิน (Evaluation) 1. นักเรียนสรุปขั้นตอนการดุลสมการรีดอกซ์โดยวิธีครึ่งปฏิกิริยาลงในสมุด 2. นักเรียนทำแบบฝึกหัด 8. สื่อ/แหล่งการเรียนรู้ 1. หนังสือเรียนรายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตร์ เคมี 4

9. การวัดผลและประเมินผล จุดประสงค์ วิธีการวัด/เครื่องมือวัด เกณฑ์การประเมิน 1. ด้านความรู้ (K) 1. นักเรียนสามารถดุลสมการรี ดอกซ์โดยวิธีครึ่งปฏิกิริยาได้ - การตอบคำถาม ในชั้นเรียน - แบบฝึกหัด 11.2 - ข้อคำถาม - แบบฝึกหัด 11.2 - ได้คะแนนร้อยละ 70 ขึ้นไป 2. ด้านทักษะ/กระบวนการคิด (P) 1. นักเรียนสามารถคำนวณการดุล สมการโดยวิธีครึ่งปฏิกิริยาได้ - แบบฝึกหัด 11.2 - แบบฝึกหัด 11.2 - ได้คะแนนร้อยละ 70 ขึ้นไป 3. ด้านคุณลักษณะอันพึงประสงค์ (A) 1. นักเรียนมีความรับผิดชอบต่องาน ที่ได้รับมอบหมาย - การสังเกต - แบบประเมิน คุณลักษณะอันพึง ประสงค์ - ได้คะแนนในระดับ 3 (ดี) ขึ้นไป

10. บันทึกหลังการสอน ผลการเรียนรู้ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… ................................................................................................................................................................ ปัญหาและอุปสรรค ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… ข้อเสนอแนะ/แนวทางแก้ไข ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… ลงชื่อ………………………………………………. (นางสาวประภัสสร ยุบุญไชย) ครูผู้สอน

ความคิดเห็น / ข้อเสนอแนะของครูพี่เลี้ยง ได้ทำการตรวจสอบแผนการจัดการเรียนรู้แล้วมีความคิดเห็นดังนี้ 1. เป็นแผนการจัดการเรียนรู้ที่  ดีมาก  ดี  พอใช้ 2. การจัดกิจกรรมได้นำเอากระบวนการเรียนรู้  เน้นหลักการผู้เรียนเป็นสำคัญมาใช้ในการจัดการเรียนการสอนได้อย่างเหมาะสม  ยังไม่มีการเน้นผู้เรียนเป็นสำคัญ ควรปรับปรุง/พัฒนาต่อไป 3. เป็นแผนการจัดการเรียนรู้ที่  นำไปใช้ได้จริง  ควรปรับปรุงก่อนนำไปใช้ 4. ข้อเสนอแนะอื่นๆ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… ลงชื่อ………………………………………………. (นางสาวพจณี กุลชาติ) ครูพี่เลี้ยง ความคิดเห็น / ข้อเสนอแนะของหัวหน้ากลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์ ได้ทำการตรวจสอบแผนการจัดการเรียนรู้แล้วมีความคิดเห็นดังนี้ 1. เป็นแผนการจัดการเรียนรู้ที่  ดีมาก  ดี  พอใช้ 2. การจัดกิจกรรมได้นำเอากระบวนการเรียนรู้  เน้นหลักการผู้เรียนเป็นสำคัญมาใช้ในการจัดการเรียนการสอนได้อย่างเหมาะสม  ยังไม่มีการเน้นผู้เรียนเป็นสำคัญ ควรปรับปรุง/พัฒนาต่อไป 3. เป็นแผนการจัดการเรียนรู้ที่  นำไปใช้ได้จริง  ควรปรับปรุงก่อนนำไปใช้ 4. ข้อเสนอแนะอื่นๆ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… ลงชื่อ………………………………………………. (นางฐปนี แก้วมะ) หัวหน้ากลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์ และเทคโนโลยี

ความคิดเห็น / ข้อเสนอแนะของหัวหน้าฝ่ายบริหารวิชาการ  อนุญาต นำไปใช้ในการจัดกิจกรรมการเรียนการสอนได้  ควรปรับปรุง ข้อเสนอแนะเพิ่มเติม ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… ลงชื่อ………………………………………………. (นางสมฤดี แสนเภา) หัวหน้าฝ่ายบริหารวิชาการ

แผนการจัดการเรียนรู้ที่ 17 กลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ภาคเรียนที่ 1/2566 รายวิชาเพิ่มเติม เคมี 4 ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 6 หน่วยการเรียนรู้ที่ 1 เคมีไฟฟ้า เวลา 30 ชั่วโมง เรื่อง องค์ประกอบของเซลล์เคมีไฟฟ้า เวลา 3 ชั่วโมง ครูผู้สอน นางสาวประภัสสร ยุบุญไชย 1. สาระการเรียนรู้และผลการเรียนรู้ สาระที่ 5 สาระเคมี เข้าใจการเขียนและการดุลสมการเคมี ปริมาณสัมพันธ์ในปฏิกิริยาเคมี อัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี สมดุลในปฏิกิริยาเคมี สมบัติและปฏิกิริยาของกรด-เบส ปฏิกิริยารีดอกซ์และเซลล์เคมีไฟฟ้า รวมทั้งการนำ ความรู้ไปใช้ประโยชน์ ผลการเรียนรู้ ระบุองค์ประกอบของเซลล์เคมีไฟฟ้า และเขียนสมการเคมีของปฏิกิริยาที่แอโนดและ แคโทด ปฏิกิริยารวม และแผนภาพเซลล์ 2. สาระสำคัญ/ความคิดรวบยอด เซลล์เคมีไฟฟ้าประกอบด้วยแอโนด แคโทด และ สารละลายอิเล็กโทรไลต์ซึ่งอาจเชื่อมต่อกันด้วย สะพานเกลือ โดยที่แอโนดเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชัน และแคโทดเกิดปฏิกิริยารีดักชัน ทำให้อิเล็กตรอน เคลื่อนที่ จากแอโนดไปแคโทด เซลล์เคมีไฟฟ้า สามารถเขียนแสดงได้ด้วยแผนภาพเซลล์ 3. จุดประสงค์การเรียนรู้ 1. นักเรียนสามารถระบุองค์ประกอบของเซลล์เคมีไฟฟ้าได้(K) 2. นักเรียนสามารถเขียนสมการเคมีของปฏิกิริยาที่แอโนดและแคโทดได้(P) 3. นักเรียนมีความรับผิดชอบต่องานที่ได้รับมอบหมาย (A) 4. สาระการเรียนรู้ เนื่องจากปฏิกิริยารีดอกซ์เป็นปฏิกิริยาที่มีการถ่ายโอนอิเล็กตรอนระหว่างสาร ดังนั้นปฏิกิริยารีดอกซ์ จึงสามารถนำมาใช้ในการผลิตพลังงานไฟฟ้าได้โดยแยกให้ครึ่งปฏิกิริยาออกซิเดชันและครึ่งปฏิกิริยารีดักชัน เกิดขึ้นที่ขั้วไฟฟ้าใน เซลล์เคมีไฟฟ้า (electrochemical cell) ทำให้การถ่ายโอนอิเล็กตรอนไม่ได้เกิดขึ้นโดย ตรงที่ผิวสัมผัสของคู่สารที่ทำปฏิกิริยารีดอกซ์ จึงสามารถนำอุปกรณ์ไฟฟ้า เช่น หลอดไฟฟ้า โวลต์มิเตอร์มาต่อ ระหว่างขั้วไฟฟ้าเพื่อใช้ประโยชน์จากกระแสไฟฟ้าหรือวัดค่าความต่างศักย์ได้ซึ่งปฏิกิริยารีดอกซ์ที่เกี่ยวข้องกับ พลังงานไฟฟ้าเรียกว่า ปฏิกิริยาเคมี(electrochemical reaction)

5. สมรรถนะสำคัญของผู้เรียน 1. ความสามารถในการสื่อสาร 2. ความสามารถในการคิด 3. ความสามารถในการใช้เทคโนโลยี 6. คุณลักษณะอันพึงประสงค์ 1. ใฝ่เรียนรู้ 2. มีความรับผิดชอบ 7. การจัดกิจกรรมการเรียนรู้ ขั้นสร้างความสนใจ (Engagement) 1. ครูใช้คำถามเพื่อกระตุ้มความคิดของนักเรียน “กระแสไฟฟ้าเกิดขึ้นได้อย่างไร” (แนวคำตอบ: เกิด จากการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอน) “นักเรียนคิดว่าการถ่ายโอนอิเล็กตรอนระหว่างสารในปฏิกิริยารีดอกซ์เกี่ยวข้องกับกระแสไฟฟ้า หรือไม่อย่างไร” 2. ครูนำรูปภามมาให้นักเรียนสังเกต พร้อมตอบคำถาม ดังนี้จากรูปภาพนักเรียนเห็นอะไรบ้างและ ทิศทางการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนเป็นอย่างไร ขั้นสำรวจและค้นหา (Exploration) 1. นักเรียนศึกษาองค์ประกอบของเซลล์เคมีไฟฟ้า ปฏิกิริยารีดอกซ์ระหว่างโลหะสังกะสี (Zn) กับสารละลายคอปเปอร์(II)ไอออน (Cu2+) สามารถทำให้ เป็นเซลล์เคมีไฟฟ้าได้ โดยการแยกครึ่งปฏิกิริยาออกซิเดชันของโลหะสังกะสีกับครึ่งปฏิกิริยารีดักชันของคอป เปอร์(II)ไอออนให้เกิดขึ้นที่ต่างขั้วไฟฟ้ากันใน 2 ครึ่งเซลล์ ดังรูป

จากรูป แต่ละครึ่งเซลล์ประกอบด้วยขั้วไฟฟ้าและอิเล็กโทรไลต์ ในที่นี้โลหะสังกะสี (Zn) ทำหน้าที่เป็น ขั้วไฟฟ้าของครึ่งเซลล์ที่เกิดปฏิกิริยาออกซิเดชัน เรียกว่า แอโนด (anode) โดยมีสารละลายซิงค์ซัลเฟต (ZnSO4 ) เป็นอิเล็กโทรไลต์ ส่วนโลหะทองแดง (Cu) ทำหน้าที่เป็นขั้วไฟฟ้าของครึ่งเซลล์ที่เกิดปฏิกิริยารีดักชัน เรียกว่า แคโทด (Cathode) โดยมีสารละลายคอปเปอร์ซัลเฟต (CuSO4 ) เป็นอิเล็กโทรไลต์ ในขณะที่ปฏิกิริยารีดอกซ์ของ Zn และ Cu2+ดำเนินไป ความเข้มข้นของ Zn2+ ในครึ่งเซลล์ที่เกิดปฏิกิริยา ออกซิเดชันจะเพิ่มขึ้น ส่วนความเข้มข้นของ Cu2+ ในครึ่งเซลล์ที่เกิดปฏิกิริยารีดักชันจะลดลง ทำให้ปริมาณ ไอออนบวกและไอออนลบในแต่ละครึ่งเซลล์ไม่สมดุลกัน ส่งผลให้ความสามารถในการเกิดปฏิกิริยาในแต่ละครึ่ง เซลล์ลดลงอย่างรวดเร็ว จึงมีการใช้วัสดุที่มีอิเล็กโทรไลต์เข้มข้นเชื่อมต่อระหว่างครึ่งเซลล์เรียกว่า สะพานเกลือ (salt bridge) หรือใช้เยื่อ (membrane) ที่ยอมให้ไอออนแพร่ผ่านได้ คั่นระหว่างอิเล็กโทรไลต์ ซึ่งการ เคลื่อนที่ของไอออนจากสะพานเกลือหรือผ่านเยื่อคั่น สามารถช่วยรักษาสมดุลระหว่างไอออนบวกกับไอออน ลบในแต่ละครึ่งเซลล์ได้ ดังนั้น องค์ประกอบสำคัญของเซลล์เคมีไฟฟ้าคือ ขัวไฟฟ้าที่เป็นแอโนดและแคโทด อิเล็กโทรไลต์และ อาจเชื่อมต่อกันด้วยสะพานเกลือหรือเยื่อคั่น โดยที่แอโนดเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชัน และแคโทดเกิดปฏิกิริยา รีดักชัน ซึ่งเมื่อทำให้ครบวงจร อิเล็กตรอนจะเคลื่อนที่จากแอโนดไปยังแคโทด 2. นักเรียนทำแบบตรวจสอบความเข้าใจในหนังสือเรียน หน้า 109 โดยมีคำถามดังนี้จากเซลล์ เคมีไฟฟ้าในรูป จงตอบคำถามต่อไปนี้ 1) โลหะใดทำหน้าที่เป็นขั้วไฟฟ้าที่ไม่เกิดปฏิกิริยาเคมี และโลหะใดทำหน้าที่เป็นขั้วไฟฟ้าที่ เกิดปฏิกิริยาเคมีด้วย 2) ไอออนใดเป็นอิเล็กโทรไลต์ที่ไม่เกิดปฏิกิริยาเคมี และไอออนในเป็นอิเล็กโทรไลต์ที่เกิดปฏิกิริยาเคมี ด้วย 3) เมื่อเวลาผ่านไปขั้วโลหะใดกร่อน และขั้วโลหะใดหนาขึ้น 4) เขียนสมการรีดอกซ์ที่เกิดขึ้น 5) เมื่อต่อเซลล์เคมีไฟฟ้าครบวงจร โดยใช้สะพานเกลือที่มีสารละลายโพแทสเซียมไนเทรต (KNO3 ) เข้มข้น จงระบุว่าไอออนแต่ละชนิดในสะพานเกลือมีทิศทางการเคลื่อนที่อย่างไร เพราะเหตุใดพร้อมวาดรูป ประกอบ 6) เมื่อต่อเซลล์เคมีไฟฟ้าครบวงจร ไอออนใดจะทำหน้าที่รักษาสมดุลของประจุไฟฟ้าในสารละลาย และมีทิศทางการเคลื่อนที่ผ่านเยื่อคั่นเซลล์อย่างไร พร้อมวาดรูปประกอบ 7) เพราะเหตุใดเมื่อต่อเซลล์เคมีไฟฟ้าครบวงจรเป็นเวลานานกระแสไฟฟ้าจึงลดลง ขั้นอธิบายและลงข้อสรุป (Explanation) 1. ครูให้นักเรียนศึกษาเพิ่มเติมเกี่ยวกับประเภทของเซลล์

เซลล์เคมีไฟฟ้าที่ให้พลังงานไฟฟ้าเรียกว่า เซลล์กัลวานิก (galvanic cell) หรือเซลล์โวลทาอิก (voltaic cell) โดยมีแอโนดเป็นขั้วลบ แคโทดเป็นขั้วบวก และอิเล็กตรอนเคลื่อนที่ผ่านวงจรภายนอกเซลล์ จากแอโนดไปยังแคโทด ปฏิกิริยาเคมีในเซลล์กัลวานิกเป็นปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นได้เอง (spontaneous reaction) นอกจากเซลล์กัลวานิกแล้วยังมีเซลล์เคมีไฟฟ้าอีกประเภทหนึ่งเรียกว่า เซลล์อิเล็กโทรไลติก (electrolytic cell) ซึ่งเป็นเซลล์ที่ต้องให้กระแสไฟฟ้าหรือให้พลังงานไฟฟ้าเพื่อทำให้เกิดปฏิกิริยาเคมีเนื่องจากเป็นปฏิกิริยาที่ ไม่สามารถเกิดขึ้นเองได้ (non spontaneous reaction) และปฏิกิริยารีดอกที่เกิดขึ้นในเซลล์อิเล็กโทรไลติก จะเป็นปฏิกิริยาย้อนกลับของปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นในเซลล์กัลวานิก 2. นักเรียนทำแบบตรวจสอบความเข้าใจในหนังสือเรียนจากรูปภาพ จงตอบคำถามต่อไปนี้ 1) เปรียบเทียบความเหมือนและความแตกต่างระหว่างเซลล์กัลวานิกและเซล์อิเล็กโทรไลติก 2) จากรูป หากสลับให้ขั้วบวกของแหล่งกำเนิดไฟฟ้าต่อเข้ากับโลหะสังกะสี และขั้วลบต่อเข้ากับ โลหะทองแดง จะมีปฏิกิริยาเกิดขึ้นที่ขั้วโลหะทั้งสองหรือไม่ อย่างไร ขั้นขยายความรู้ (Elaboration) 1. นักเรียนทำแบบฝึกหัด 11.3 ในหนังสือเรียนโดยมีคำถามดังนี้ 1) เพราะเหตุใดจึงไม่ทำเซลล์กัลวานิกโดยการจุ่มขั้วโลหะทองแดง (Cu) และสังกะสี (Zn) ลงใน สารละลายผสมของคอปเปอร์(II)ซัลเฟต (CuSO4 ) และซิงค์ซัลเฟต (ZnSO4 ) ในภาชนะเดียวกัน (แนวคำตอบ: เนื่องจาก Cu2+ เป็นตัวออกซิไดส์ที่ดีกว่า Zn2+ ดังนั้นถ้าใช้สารละลายคอปเปอร์(II) ซัลเฟต (CuSO4 ) และซิงค์ซัลเฟต (ZnSO4 ) ในภาชนะเดียวกันจะทำให้ Cu2+ รับอิเล็กตรอนโดยตรงจากโลหะสังกะสี (Zn) เกิดเป็นโลหะทองแดง (Cu) เคลือบบนผิวของโลหะสังกะสีจนทำให้ไม่สามารถเกิดปฏิกิริยาต่อได้) 2) ระบุว่าครึ่งเซลล์ใดเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชัน ครึ่งเซลล์ใดเกิดปฏิกิริยารีดักชัน พร้อมทั้งเขียนสมการ แสดงปฏิกิริยา และปฏิกิริยารวมของเซลล์จากเซลล์เคมีไฟฟ้าที่กำหนดให้ต่อไปนี้ 2.1) แนวคำตอบ : ครึ่งเซลล์ที่มีโลหะเหล็ก (Fe) เป็นขั้วไฟฟ้า เกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันดังสมการ Fe(s) → Fe2+(aq) + 2e - ครึ่งเซลล์ที่มีโลหะเงิน (Ag) เป็นขั้วไฟฟ้า เป็นปฏิกิริยารีดักชันดังสมการ Ag+ (aq) + e - → Ag(s) ปฏิกิริยารวมของเซลล์ เขียนแสดงได้ดังนี้ Fe(s) + 2Ag+ (aq) → Fe2+(aq) + 2Ag(s)

2.2) แนวคำตอบ : ครึ่งเซลล์ที่มีโลหะทองแดง (Cu) เป็นขั้วไฟฟ้า เกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันดังสมการ Cu(s) → Cu2+(aq) + 2e - ครึ่งเซลล์ที่มีโลหะแคดเมียม (Cd) เป็นขั้วไฟฟ้า เป็นปฏิกิริยารีดักชันดังสมการ Cd2+(aq) + 2e - → Cd(s) ปฏิกิริยารวมของเซลล์ เขียนแสดงได้ดังนี้ Cu(s) + Cd2+(aq) → Cu2+(aq) + Cd(s) 3. ครูเปิดโอกาสให้นักเรียนสอบถามในเนื้อหาที่ยังไม่เข้าใจ ขั้นประเมิน (Evaluation) 1. นักเรียนทำแบบตรวจสอบความเข้าใจ 2. นักเรียนทำแบบฝึกหัด 11.3 8. สื่อ/แหล่งการเรียนรู้ 1. หนังสือเรียนรายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตร์ เคมี 2. สไลด์การสอน เรื่อง องค์ประกอบของแผนภาพเซลล์ 9. การวัดผลและประเมินผล จุดประสงค์ วิธีการวัด/เครื่องมือวัด เกณฑ์การประเมิน 1. ด้านความรู้ (K) 1. นักเรียนสามารถระบุองค์ ประกอบของเซลล์เคมีไฟฟ้าได้ - การตอบคำถาม ในชั้นเรียน -แบบฝึกหัด 11.3 - แบบตรวจสอบ ความเข้าใจ - ข้อคำถาม - แบบฝึกหัด 11.3 - แบบตรวจสอ บ ความเข้าใจ - ได้คะแนนร้อยละ 70 ขึ้นไป 2. ด้านทักษะ/กระบวนการคิด (P) 1. นักเรียนสามารถเขียนสมการเคมี ของปฏิกิริยาที่แอโนดและแคโทดได้ -แบบฝึกหัด 11.3 - แบบตรวจสอบ ความเข้าใจ - แบบฝึกหัด 11.3 - แบบตรวจสอบ ความเข้าใจ - ได้คะแนนร้อยละ 70 ขึ้นไป

3. ด้านคุณลักษณะอันพึงประสงค์ (A) 1. นักเรียนมีความรับผิดชอบต่องาน ที่ได้รับมอบหมาย - การสังเกต - แ บ บ ป ร ะ เ มิ น คุณลักษณะอันพึง ประสงค์ - ได้คะแนนในระดับ 3 (ดี) ขึ้นไป 10. บันทึกหลังการสอน ผลการเรียนรู้ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… ................................................................................................................................................................ ปัญหาและอุปสรรค ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… ข้อเสนอแนะ/แนวทางแก้ไข ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… ลงชื่อ………………………………………………. (นางสาวประภัสสร ยุบุญไชย) ครูผู้สอน

ความคิดเห็น / ข้อเสนอแนะของครูพี่เลี้ยง ได้ทำการตรวจสอบแผนการจัดการเรียนรู้แล้วมีความคิดเห็นดังนี้ 1. เป็นแผนการจัดการเรียนรู้ที่  ดีมาก  ดี  พอใช้ 2. การจัดกิจกรรมได้นำเอากระบวนการเรียนรู้  เน้นหลักการผู้เรียนเป็นสำคัญมาใช้ในการจัดการเรียนการสอนได้อย่างเหมาะสม  ยังไม่มีการเน้นผู้เรียนเป็นสำคัญ ควรปรับปรุง/พัฒนาต่อไป 3. เป็นแผนการจัดการเรียนรู้ที่  นำไปใช้ได้จริง  ควรปรับปรุงก่อนนำไปใช้ 4. ข้อเสนอแนะอื่นๆ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… ลงชื่อ………………………………………………. (นางสาวพจณี กุลชาติ) ครูพี่เลี้ยง ความคิดเห็น / ข้อเสนอแนะของหัวหน้ากลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์ ได้ทำการตรวจสอบแผนการจัดการเรียนรู้แล้วมีความคิดเห็นดังนี้ 1. เป็นแผนการจัดการเรียนรู้ที่  ดีมาก  ดี  พอใช้ 2. การจัดกิจกรรมได้นำเอากระบวนการเรียนรู้  เน้นหลักการผู้เรียนเป็นสำคัญมาใช้ในการจัดการเรียนการสอนได้อย่างเหมาะสม  ยังไม่มีการเน้นผู้เรียนเป็นสำคัญ ควรปรับปรุง/พัฒนาต่อไป 3. เป็นแผนการจัดการเรียนรู้ที่  นำไปใช้ได้จริง  ควรปรับปรุงก่อนนำไปใช้ 4. ข้อเสนอแนะอื่นๆ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… ลงชื่อ………………………………………………. (นางฐปนี แก้วมะ) หัวหน้ากลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์ และเทคโนโลยี

ความคิดเห็น / ข้อเสนอแนะของหัวหน้าฝ่ายบริหารวิชาการ  อนุญาต นำไปใช้ในการจัดกิจกรรมการเรียนการสอนได้  ควรปรับปรุง ข้อเสนอแนะเพิ่มเติม ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… ลงชื่อ………………………………………………. (นางสมฤดี แสนเภา) หัวหน้าฝ่ายบริหารวิชาการ

แผนการจัดการเรียนรู้ที่ 18 กลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ภาคเรียนที่ 1/2566 รายวิชาเพิ่มเติม เคมี 4 ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 6 หน่วยการเรียนรู้ที่ 1 เคมีไฟฟ้า เวลา 30 ชั่วโมง เรื่อง แผนภาพเซลล์ เวลา 2 ชั่วโมง ครูผู้สอน นางสาวประภัสสร ยุบุญไชย 1. สาระการเรียนรู้และผลการเรียนรู้ สาระที่ 5 สาระเคมี เข้าใจการเขียนและการดุลสมการเคมี ปริมาณสัมพันธ์ในปฏิกิริยาเคมี อัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี สมดุลในปฏิกิริยาเคมี สมบัติและปฏิกิริยาของกรด-เบส ปฏิกิริยารีดอกซ์และเซลล์เคมีไฟฟ้า รวมทั้งการนำ ความรู้ไปใช้ประโยชน์ ผลการเรียนรู้ ระบุองค์ประกอบของเซลล์เคมีไฟฟ้า และเขียนสมการเคมีของปฏิกิริยาที่แอโนดและ แคโทด ปฏิกิริยารวม และแผนภาพเซลล์ 2. สาระสำคัญ/ความคิดรวบยอด เซลล์เคมีไฟฟ้าประกอบด้วยแอโนด แคโทด และ สารละลายอิเล็กโทรไลต์ซึ่งอาจเชื่อมต่อกันด้วย สะพานเกลือ โดยที่แอโนดเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชัน และแคโทดเกิดปฏิกิริยารีดักชัน ทำให้อิเล็กตรอน เคลื่อนที่ จากแอโนดไปแคโทด เซลล์เคมีไฟฟ้า สามารถเขียนแสดงได้ด้วยแผนภาพเซลล์ 3. จุดประสงค์การเรียนรู้ 1. นักเรียนสามารถเขียนปฏิกิริยารวม และแผนภาพเซลล์ได้ 2. นักเรียนสามารถเขียนสมการเคมีของปฏิกิริยาที่แอโนดและแคโทดได้ 3. นักเรียนมีความรับผิดชอบต่องานที่ได้รับมอบหมาย 4. สาระการเรียนรู้ เนื่องจากปฏิกิริยารีดอกซ์เป็นปฏิกิริยาที่มีการถ่ายโอนอิเล็กตรอนระหว่างสาร ดังนั้นปฏิกิริยารีดอกซ์ จึงสามารถนำมาใช้ในการผลิตพลังงานไฟฟ้าได้โดยแยกให้ครึ่งปฏิกิริยาออกซิเดชันและครึ่งปฏิกิริยารีดักชัน เกิดขึ้นที่ขั้วไฟฟ้าในเซลล์เคมีไฟฟ้า (electrochemical cell) ทำให้การถ่ายโอนอิเล็กตรอนไม่ได้เกิดขึ้นโดย ตรงที่ผิวสัมผัสของคู่สารที่ทำปฏิกิริยารีดอกซ์ จึงสามารถนำอุปกรณ์ไฟฟ้า เช่น หลอดไฟฟ้า โวลต์มิเตอร์มาต่อ ระหว่างขั้วไฟฟ้าเพื่อใช้ประโยชน์จากกระแสไฟฟ้าหรือวัดค่าความต่างศักย์ได้ซึ่งปฏิกิริยารีดอกซ์ที่เกี่ยวข้องกับ พลังงานไฟฟ้าเรียกว่า ปฏิกิริยาเคมี(electrochemical reaction)

5. สมรรถนะสำคัญของผู้เรียน 1. ความสามารถในการสื่อสาร 2. ความสามารถในการคิด 3. ความสามารถในการใช้เทคโนโลยี 6. คุณลักษณะอันพึงประสงค์ 1. ใฝ่เรียนรู้ 2. มีความรับผิดชอบ 7. การจัดกิจกรรมการเรียนรู้ ขั้นสร้างความสนใจ (Engagement) 1. นักเรียนทบทวนความรู้เกี่ยวกับองค์ประกอบของแผนภาพเซลล์ดังรูป 2. นักเรียนตอบคำถามเกี่ยวกับรูปภาพ 1) เขียนครึ่งปฏิกิริยาออกซิเดชัน Zn(s) → Zn2+(aq) + 2e - 2) เขียนครึ่งปฏิกิริยารีดักชัน Cu2+(aq) + 2e - → Cu(s) ขั้นสำรวจและค้นหา (Exploration) 1. ครูให้นักเรียนศึกษาแผนภาพเซลล์ ในหนังสือเรียนเคมี องค์ประกอบและหน้าที่ของสารที่เกี่ยวข้อง ในปฏิกิริยาเคมีของเซลล์เคมีไฟฟ้า สามารถแสดงได้ด้วยแผนภาพเซลล์ (cell notation) ซึ่งเขียนครึ่งเซลล์ที่ เกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันหรือครึ่งเซลล์ออกซิเดชันไว้ทางด้านซ้าย และครึ่งเซลล์ที่เกิดปฏิกิริยารีดักชันหรือครึ่ง เซลล์รีดักชันไว้ทางด้านขวา โดยมีเส้นคู่ขนาน (II) แสดงการแยกกันระหว่างอิเล็กโทรไลต์ของแต่ละครึ่งเซลล์ ในแต่ละครึ่งเซลล์ใช้เส้นเดียว (I) คั่นระหว่างสารที่ไม่ผสมเป็นเนื้อเดียวกัน เช่น เซลล์กัลป์วานิกในรูป 11.1 เขียนแสดงแผนภาพเซลล์ได้ดังนี้ Zn(s) I Zn2+(aq) II Cu2+(aq) I Cu(s) ปฏิกิริยาออกซิเดชัน ปฏิกิริยารีดักชัน สะพานเกลือหรือเยื่อ

แผนภาพครึ่งเซลล์ที่เกิดปฏิกิริยาออกซิเดชัน : Zn(s) I Zn2+(aq) แผนภาพครึ่งเซลล์ที่เกิดปฏิกิริยารีดักชัน : Cu2+(aq) I Cu(s) เซลล์กัลป์วานิกในรูป 11.2 เขียนแสดงแผนภาพเซลล์ได้ดังนี้ Cu(s) I Cu2+(aq) II Zn2+(aq) I Zn(s) ปฏิกิริยาออกซิเดชัน ปฏิกิริยารีดักชัน สะพานเกลือหรือเยื่อ แผนภาพครึ่งเซลล์ที่เกิดปฏิกิริยาออกซิเดชัน : Cu(s) I Cu2+(aq) แผนภาพครึ่งเซลล์ที่เกิดปฏิกิริยารีดักชัน : Zn2+(aq) I Zn(s) 2. นักเรียนศึกษาในกรณีที่สารผสมเป็นเนื้อเดียวกัน 1) ในกรณีสารในครึ่งเซลล์ผสมเป็นเนื้อเดียวกัน จะคั่นด้วยเครื่องหมายจุลภาค (,) เช่น Pt(s) I Fe2+(aq), Fe3+(aq) II Sn4+(aq), Sn2+(aq) I Pt(s) เป็นแผนภาพเซลล์ที่มีโลหะแพลทินัมเป็นขั้วไฟฟ้า ซึ่งไม่ทำปฏิกิริยารีดอกซ์โดยมีปฏิกิริยาออกซิเดชันและปฏิกิริยารีดักชันของเซลล์เป็นดังนี้ ปฏิกิริยาออกซิเดชัน Fe2+(aq) → Fe3+(aq) + e - ปฏิกิริยารีดักชัน Sn4+(aq) + 2e - → Sn2+(aq) ขั้นอธิบายและลงข้อสรุป (Explanation) 1. ครูให้นักเรียนสรุปการเขียนแผนภาพเซลล์ กรณีที่ 1 สารไม่ผสมเป็นเนื้อเดียวกัน เขียนครึ่งเซลล์ออกซิเดชันไว้ทางด้านซ้าย และครึ่งเซลล์รีดักชัน ไว้ทางด้านขวา โดยมีเส้นคู่ขนาน (II) แสดงการแยกกันระหว่างอิเล็กโทรไลต์ของแต่ละครึ่งเซลล์ ในแต่ละครึ่ง เซลล์ใช้เส้นเดียว (I) คั่นระหว่างสารที่ไม่ผสมเป็นเนื้อเดียวกัน กรณีที่ 2 สารในครึ่งเซลล์ผสมเป็นเนื้อเดียวกัน จะคั่นด้วยเครื่องหมายจุลภาค (,) ส่วนใหญ่จะใช้โลหะ แพลทินัมเป็นขั้วไฟฟ้า ซึ่งไม่ทำปฏิกิริยารีดอกซ์แผนภาพเซลล์ที่สมบูรณ์ควรระบุความเข้มข้นของสารละลาย และความดันของแก๊สด้วย 2. นักเรียนศึกษาตัวอย่างการเขียนแผนภาพเซลล์ในหนังสือเรียนหน้า 114 ตัวอย่างที่ 9 – 11 ดังนี้ ตัวอย่างที่ 9 เขียนแผนภาพเซลล์กัลวานิกจากปฏิกิริยาที่กำหนดให้ต่อไปนี้ ปฏิกิริยาออกซิเดชัน (แอโนด) Sn(s) → Sn2+(aq) + 2e - ปฏิกิริยารีดักชัน (แคโทด) Cu2+(aq) + 2e - → Cu(s) วิธีทำ แผนภาพครึ่งเซลล์ที่เกิดปฏิกิริยาออกซิเดชัน : Sn(s) I Sn2+(aq) แผนภาพครึ่งเซลล์ที่เกิดปฏิกิริยารีดักชัน : Cu2+(aq) I Cu(s) ดังนั้น เขียนแผนภาพรวมได้เป็น Sn(s) I Sn2+(aq) II Cu2+(aq) I Cu(s)

ตัวอย่างที่ 10 เขียนแผนภาพเซลล์กัลวานิกจากปฏิกิริยาที่กำหนดให้ต่อไปนี้ Mg(s) + 2Fe3+(aq) → Mg2+(aq) + 2Fe2+(aq) วิธีทำ แผนภาพครึ่งเซลล์ที่เกิดปฏิกิริยาออกซิเดชัน : Mg(s) I Mg2+(aq) แผนภาพครึ่งเซลล์ที่เกิดปฏิกิริยารีดักชัน : Fe3+(aq) I Fe2+(aq) ดังนั้น เขียนแผนภาพรวมได้เป็น Mg(s) I Mg2+(aq) II Fe3+(aq) I Fe2+(aq) ตัวอย่างที่ 11 เขียนสมการแสดงปฏิกิริยาที่แอโนด แคโทด และปฏิกิริยารวมของเซลล์ จากแผนภาพ เซลล์ที่กำหนดให้ต่อไปนี้ Zn(s) I Zn2+(aq, 1 M) II H + (aq, 1 M) I H2 (g, 1 atm) I Pt(s) วิธีทำ ปฏิกิริยาออกซิเดชัน (แอโนด) Zn(s) → Zn2+(aq) + 2e - ปฏิกิริยารีดักชัน (แคโทด) 2H + (aq) + 2e - → H2 (g) ปฏิกิริยารวม Zn(s) + 2H + (aq) → Zn2+(aq) + H2 (g) ขั้นขยายความรู้ (Elaboration) 1. นักเรียนทำแบบฝึกหัด 11.4 โดยมีคำถามดังนี้ 1) จากแผนภาพเซลล์กัลวานิกที่กำหนดให้ จงเขียนสมการเคมีของปฏิกิริยาที่แอโนด แคโทด และ ปฏิกิริยารวมของเซลล์ 1.1 Fe(s) I Fe2+(aq) II Cl- (aq) I Cl2 (g) I Pt(s) ปฏิกิริยาออกซิเดชัน (แอโนด) Fe(s) → Fe2+(aq) + 2e - ปฏิกิริยารีดักชัน (แคโทด) Cl2 (g) + 2e - → 2Cl- (aq) ปฏิกิริยารวม Fe(s) + Cl2 (g) → Fe2+(aq) + 2Cl- (aq) 1.2 Pt(s) I Sn2+(aq), Sn4+(aq) II Cr3+(aq), Cr2+(aq) I Pt(s) ปฏิกิริยาออกซิเดชัน (แอโนด) Sn2+(aq) → Sn4+(aq) + 2e - ปฏิกิริยารีดักชัน (แคโทด) Cr3+(aq) + e - → Cr2+(aq) ปฏิกิริยารวม Sn2+(aq) + Cr3+(aq) → Sn4+(aq) + Cr2+(aq) 2) เขียนแผนภาพเซลล์จากปฏิกิริยาที่กำหนดให้ต่อไปนี้ 2.1) 2Cr(s) + 3Fe2+(aq) → 2Cr3+(aq) + 3Fe(s) แผนภาพครึ่งเซลล์ที่เกิดปฏิกิริยาออกซิเดชัน : Cr(s) I Cr3+(aq) แผนภาพครึ่งเซลล์ที่เกิดปฏิกิริยารีดักชัน : Fe2+(aq) I Fe(s) ดังนั้น เขียนแผนภาพเซลล์ได้เป็น : Cr(s) I Cr3+(aq) II Fe2+(aq) I Fe(s) 2.2) H2 (g) + 2Ag+ (aq) → 2H + (aq) + 2Ag(s) แผนภาพครึ่งเซลล์ที่เกิดปฏิกิริยาออกซิเดชัน : Pt(s) I H2 (g) I H + (aq)

แผนภาพครึ่งเซลล์ที่เกิดปฏิกิริยารีดักชัน : Ag+ (aq) I Ag(s) ดังนั้น เขียนแผนภาพเซลล์ได้เป็น : Pt(s) I H2 (g) I H + (aq) II Ag+ (aq) I Ag(s) 3. ครูเปิดโอกาสให้นักเรียนสอบถามในหัวข้อที่ยังไม่เข้าใจ ขั้นประเมิน (Evaluation) 1. นักเรียนทำแบบฝึกหัด 11.4 8. สื่อ/แหล่งการเรียนรู้ 1. หนังสือเรียนรายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตร์ เคมี 4 2. สไลด์การสอน เรื่อง แผนภาพเซลล์ 9. การวัดผลและประเมินผล จุดประสงค์ วิธีการวัด/เครื่องมือวัด เกณฑ์การประเมิน 1. ด้านความรู้ (K) 1. นักเรียนสามารถเขียนปฏิกิริยา รวม และแผนภาพเซลล์ได้ - การตอบคำถาม ในชั้นเรียน -แบบฝึกหัด 11.4 - ข้อคำถาม - แบบฝึกหัด 11.4 - ได้คะแนนร้อยละ 70 ขึ้นไป 2. ด้านทักษะ/กระบวนการคิด (P) 1. นักเรียนสามารถเขียนสมการเคมี ของปฏิกิริยาที่แอโนดและแคโทดได้ -แบบฝึกหัด 11.4 - แบบฝึกหัด 11.4 - ได้คะแนนร้อยละ 70 ขึ้นไป 3. ด้านคุณลักษณะอันพึงประสงค์ (A) 1. นักเรียนมีความรับผิดชอบต่องาน ที่ได้รับมอบหมาย - การสังเกต - แ บ บ ป ร ะ เ มิ น คุณลักษณะอันพึง ประสงค์ - ได้คะแนนในระดับ 3 (ดี) ขึ้นไป

10. บันทึกหลังการสอน ผลการเรียนรู้ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… ................................................................................................................................................................ ปัญหาและอุปสรรค ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… ข้อเสนอแนะ/แนวทางแก้ไข ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… ลงชื่อ………………………………………………. (นางสาวประภัสสร ยุบุญไชย) ครูผู้สอน

ความคิดเห็น / ข้อเสนอแนะของครูพี่เลี้ยง ได้ทำการตรวจสอบแผนการจัดการเรียนรู้แล้วมีความคิดเห็นดังนี้ 1. เป็นแผนการจัดการเรียนรู้ที่  ดีมาก  ดี  พอใช้ 2. การจัดกิจกรรมได้นำเอากระบวนการเรียนรู้  เน้นหลักการผู้เรียนเป็นสำคัญมาใช้ในการจัดการเรียนการสอนได้อย่างเหมาะสม  ยังไม่มีการเน้นผู้เรียนเป็นสำคัญ ควรปรับปรุง/พัฒนาต่อไป 3. เป็นแผนการจัดการเรียนรู้ที่  นำไปใช้ได้จริง  ควรปรับปรุงก่อนนำไปใช้ 4. ข้อเสนอแนะอื่นๆ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… ลงชื่อ………………………………………………. (นางสาวพจณี กุลชาติ) ครูพี่เลี้ยง ความคิดเห็น / ข้อเสนอแนะของหัวหน้ากลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์ ได้ทำการตรวจสอบแผนการจัดการเรียนรู้แล้วมีความคิดเห็นดังนี้ 1. เป็นแผนการจัดการเรียนรู้ที่  ดีมาก  ดี  พอใช้ 2. การจัดกิจกรรมได้นำเอากระบวนการเรียนรู้  เน้นหลักการผู้เรียนเป็นสำคัญมาใช้ในการจัดการเรียนการสอนได้อย่างเหมาะสม  ยังไม่มีการเน้นผู้เรียนเป็นสำคัญ ควรปรับปรุง/พัฒนาต่อไป 3. เป็นแผนการจัดการเรียนรู้ที่  นำไปใช้ได้จริง  ควรปรับปรุงก่อนนำไปใช้ 4. ข้อเสนอแนะอื่นๆ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… ลงชื่อ………………………………………………. (นางฐปนี แก้วมะ) หัวหน้ากลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์ และเทคโนโลยี

ความคิดเห็น / ข้อเสนอแนะของหัวหน้าฝ่ายบริหารวิชาการ  อนุญาต นำไปใช้ในการจัดกิจกรรมการเรียนการสอนได้  ควรปรับปรุง ข้อเสนอแนะเพิ่มเติม ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… ลงชื่อ………………………………………………. (นางสมฤดี แสนเภา) หัวหน้าฝ่ายบริหารวิชาการ

แผนการจัดการเรียนรู้ที่ 19 กลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ภาคเรียนที่ 1/2566 รายวิชาเพิ่มเติม เคมี 4 ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 6 หน่วยการเรียนรู้ที่ 1 เคมีไฟฟ้า เวลา 30 ชั่วโมง เรื่อง ศักย์ไฟฟ้าของเซลล์ เวลา 3 ชั่วโมง ครูผู้สอน นางสาวประภัสสร ยุบุญไชย 1. สาระการเรียนรู้และผลการเรียนรู้ สาระที่ 5 สาระเคมี เข้าใจการเขียนและการดุลสมการเคมี ปริมาณสัมพันธ์ในปฏิกิริยาเคมี อัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี สมดุลในปฏิกิริยาเคมี สมบัติและปฏิกิริยาของกรด-เบส ปฏิกิริยารีดอกซ์และเซลล์เคมีไฟฟ้า รวมทั้งการนำ ความรู้ไปใช้ประโยชน์ ผลการเรียนรู้ 1. ระบุองค์ประกอบของเซลล์เคมีไฟฟ้า และ เขียนสมการเคมีของปฏิกิริยาที่แอโนดและ แคโทด ปฏิกิริยารวม และแผนภาพเซลล์ 2. คำนวณค่าศักย์ไฟฟ้ามาตรฐานของเซลล์และระบุประเภทของเซลล์เคมีไฟฟ้า ขั้วไฟฟ้า และ ปฏิกิริยาเคมีที่เกิดขึ้น 2. สาระสำคัญ/ความคิดรวบยอด เซลล์เคมีไฟฟ้าประกอบด้วยแอโนด แคโทด และสารละลายอิเล็กโทรไลต์ซึ่งอาจเชื่อมต่อกันด้วย สะพานเกลือ โดยที่แอโนดเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันและแคโทดเกิดปฏิกิริยารีดักชัน ทำให้อิเล็กตรอนเคลื่อนที่ จากแอโนดไปแคโทด เซลล์เคมีไฟฟ้าสามารถเขียนแสดงได้ด้วยแผนภาพเซลล์ ค่าศักย์ไฟฟ้ามาตรฐานของเซลล์คำนวณได้จากค่าศักย์ไฟฟ้ามาตรฐานของครึ่งเซลล์ถ้าค่าศักย์ไฟฟ้า ของเซลล์เป็นบวก แสดงว่าปฏิกิริยารีดอกซ์เกิดขึ้นได้เอง ซึ่งทำให้เกิดกระแสไฟฟ้าเรียกเซลล์ชนิดนี้ว่า เซลล์กัล วานิก แต่ถ้าค่าศักย์ไฟฟ้าของเซลล์เป็นลบ แสดงว่าปฏิกิริยารีดอกซ์ไม่สามารถเกิดได้เอง ต้องมีการให้ กระแสไฟฟ้าจึงจะเกิดปฏิกิริยาได้เซลล์ชนิดนี้เรียกว่าเซลล์อิเล็กโทรลิติก 3. จุดประสงค์การเรียนรู้ 1. นักเรียนสามารถระบุขั้วไฟฟ้า และเขียนปฏิกิริยาออกซิเดชัน ปฏิกิริยารีดักชัน และปฏิกิริยารีดอกซ์ ได้(K) 2. นักเรียนสามารถเปรียบเทียบความสามารถในการเป็นตัวออกซิไดส์และตัวรีดิวซ์ได้(K) 3. นักเรียนสามารถทดลองหาศักย์ไฟฟ้าของเซลล์ได้(P) 4. นักเรียนสามารถคำนวณค่าศักย์ไฟฟ้ามาตรฐานของเซลล์(P) 5. นักเรียนสามารถทำงานร่วมกับผู้อื่นได้ และรับผิดชอบต่องานที่ได้รับมอบหมาย (A)

4. สาระการเรียนรู้ เนื่องจากกระแสไฟฟ้าเคลื่อนที่จากขั้วบวกซึ่งมีศักย์ไฟฟ้าสูงกว่าไปยังขั้วลบซึ่งมีศักย์ไฟฟ้าต่ำกว่า ส่วน อิเล็กตรอนจะเคลื่อนที่ในทิศทางตรงกันข้ามกับกระแสไฟฟ้าเสมอ ดังนั้นในเซลล์กัลป์วานิกของ Zn(s) │Zn2+(aq) ││ Cu2+(aq) │ Cu(s) ซึ่งมีอิเล็กตรอนเคลื่อนที่จากขั้วลบหาสังกะสี(Zn) ไปยังขั้วโลหะทองแดง (Cu) แสดงว่าขั้วโลหะสังกะสีมีศักย์ไฟฟ้าต่ำกว่าขั้วโลหะทองแดง ผลต่างระหว่างศักย์ไฟฟ้าของขั้วไฟฟ้าหรือ ความต่างศักย์ระหว่างขั้วไฟฟ้าทั้งสองเรียกว่า ศักย์ไฟฟ้าของเซลล์(cell potential, Ecell) มีหน่วยเป็นโวลต์ (Volt หรือ V) สามารถวัดได้โดยใช้โวลต์มิเตอร์ 5. สมรรถนะสำคัญของผู้เรียน 1. ความสามารถในการสื่อสาร 2. ความสามารถในการคิด 3. ความสามารถในการใช้เทคโนโลยี 6. คุณลักษณะอันพึงประสงค์ 1. ใฝ่เรียนรู้ 2. มีความรับผิดชอบ 7. การจัดกิจกรรมการเรียนรู้ ขั้นสร้างความสนใจ (Engagement) 1.นักเรียนทบทวนเกี่ยวกับแผนภาพเซลล์ โดยใช้คำถามดังนี้ 1) จากรูปภาพ โลหะใดเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชัน และมีสารใดเป็นสารอิเล็กโทรไลต์ (แนวคำตอบ: โลหะสังกะสี (Zn) ทำหน้าที่เป็นขั้วไฟฟ้าของครึ่งเซลล์ที่เกิดปฏิกิริยาออกซิเดชัน เรียกว่า แอโนด (Anode) โดยมีสารละลายซิงค์ซัลเฟต (ZnSO4 ) เป็นอิเล็กโทรไลต์)

2) จากรูปภาพ โลหะใดเกิดปฏิกิริยารีดักชัน และมีสารใดเป็นสารอิเล็กโทรไลต์(โลหะทองแดง (Cu) ทำหน้าที่เป็นขั้วไฟฟ้าของครึ่งเซลล์ที่เกิดปฏิกิริยารีดักชัน เรียกว่า แคโทด (Cathode) โดยมีสารละลายคอป เปอร์(II) ซัลเฟตเป็นอิเล็กโทรไลต์) 3) จงเขียนแผนภาพเซลล์จากปฏิกิริยา เขียนครึ่งเซลล์ออกซิเดชัน และครึ่งเซลล์รีดักชัน แผนภาพเซลล์ Zn(s) │Zn2+(aq) ││Cu2+(aq) │ Cu(s) ปฏิกิริยาออกซิเดชัน Zn(s) → Zn2+(aq) + 2e - ปฏิกิริยารีดักชัน Cu2+(aq) + 2e - → Cu(s) ขั้นสำรวจและค้นหา (Exploration) 1. นักเรียนศึกษาหมายหมายของศักย์ไฟฟ้าของเซลล์ (อธิบาย: เนื่องจากกระแสไฟฟ้าเคลื่อนที่จาก ขั้วบวกซึ่งมีศักย์ไฟฟ้าสูงกว่าไปยังขั้วลบซึ่งมีศักย์ไฟฟ้าต่ำกว่า ส่วนอิเล็กตรอนจะเคลื่อนที่ในทิศทางตรงกันข้าม กับกระแสไฟฟ้าเสมอ ดังนั้นในเซลล์กัลป์วานิกของ Zn(s) │Zn2+(aq) ││ Cu2+(aq) │ Cu(s) ซึ่งมี อิเล็กตรอนเคลื่อนที่จากขั้วลบหาสังกะสี (Zn) ไปยังขั้วโลหะทองแดง (Cu) แสดงว่าขั้วโลหะสังกะสีมีศักย์ไฟฟ้า ต่ำกว่าขั้วโลหะทองแดง ผลต่างระหว่างศักย์ไฟฟ้าของขั้วไฟฟ้าหรือความต่างศักย์ระหว่างขั้วไฟฟ้าทั้งสอง เรียกว่า ศักย์ไฟฟ้าของเซลล์ (cell potential, Ecell) มีหน่วยเป็นโวลต์ (Volt หรือ V) สามารถวัดได้โดยใช้ โวลต์มิเตอร์) 2. นักเรียนแบ่งกลุ่ม 6 กลุ่ม จากนั้นให้นักเรียนแต่ละกลุ่มแบ่งหน้าที่กันภายในกลุ่ม เช่น หัวหน้ากลุ่ม คนจดบันทึก คนไปรับอุปกรณ์ คนสังเกต เป็นต้น โดยครูจะมีเข็มกลัดแต่ละหน้าที่ให้นักเรียน (กลุ่มเดิมในคาบ เรียนที่แล้ว แต่เปลี่ยนหน้าที่รับผิดชอบภายในกลุ่ม) 3. นักเรียนออกมารับอุปกรณ์และแบบบันทึกผลการทดลอง เรื่อง การทดลองวัดศักย์ไฟฟ้าของเซลล์ เคมีไฟฟ้า 4. นักเรียนตรวจสอบอุปกรณ์ และศึกษาวิธีการทดลอง ดังนี้ ขั้นตอนการทดลอง 1) ขัดแผ่นโลหะสังกะสี (Zn) และโลหะทองแดง (Cu) ด้วยกระดาษทราย ใช้กระดาษเยื่อเช็ดเศษ โลหะที่ติดอยู่กับแผ่นโลหะออก 2) จุ่มแผ่นโลหะทองแดง (Cu) ลงในบีกเกอร์ที่มีสารละลายคอปเปอร์(II)ซัลเฟต (CuSO4 ) ปริมาตร 20 มิลลิลิตร และจุ่มแผ่นโลหะสังกะสี (Zn) ลงในบีกเกอร์ที่มีสารละลายซิงค์ซัลเฟต (ZnSO4 ) ปริมาตร 20 มิลลิลิตร 3) นำบีกเกอร์ที่มีโลหะจุ่มอยู่ในสารละลายที่เตรียมไว้ในข้อ 2 มาวางชิดกัน ใช้กระดาษกรองที่ชุบ สารละลายอิ่มตัวของโพแทสไนเตรต (KNO3 ) เป็นสะพานเกลือ โดยวางพาดบีกเกอร์ทั้งสองให้ปลายกระดาษ จุ่มในสารละลายของแต่ละบีกเกอร์ 4) ต่อแผ่นโลหะทองแดง (Cu) และแผ่นโลหะสังกะสี (Zn) เข้ากับมิเตอร์ สังเกตทิศทางการเบนของ เข็มมิเตอร์และอ่านค่าความต่างศักย์ที่ได้

5) สลับขั้วของมิเตอร์ สังเกตทิศทางการเบนของเข็มและอ่านค่าความต่างศักย์ที่ได้ 5. นักเรียนแต่ละกลุ่มร่วมกันปฏิบัติการทดลอง กิจกรรม 11.3 การทดลองวัดค่าศักย์ไฟฟ้าของเซลล์ เคมีไฟฟ้า ขั้นอธิบายและลงข้อสรุป (Explanation) 1.นักเรียนแต่ละกลุ่มบันทึกผลการทดลองลงในแบบบันทึกผลการทดลอง ตัวอย่างผลการทดลอง เข็มของมิเตอร์เบนเข้าหาขั้วโลหะทองแดง และค่าตัวเลขที่วัดได้ตามผลการทดลอง จริง *** หมายเหตุ ที่สภาวะมาตรฐาน ค่าศักย์ไฟฟ้าของเซลล์ Zn(s)│Zn2+││Cu2+│Cu(s) คือ 1.10 โวลต์ อย่างไรก็ตามค่าที่วัดได้จากการทดลองของนักเรียนอาจมีค่าเบี่ยงเบนไปจากนี้เล็กน้อย เนื่องจาก ปัจจัยต่าง ๆ เช่น ความบริสุทธิ์ของสารและขั้วโลหะที่ใช้ ความแม่นยำของเครื่องมือวัดค่าศักย์ไฟฟ้า อุณหภูมิที่ ทำการทดลอง 2. นักเรียนแต่ละกลุ่มร่วมกันแสดงความคิดเห็นเกี่ยวกับผลการทดลอง พร้อมเปรียบเทียบความ เหมือนและความแตกต่างระหว่างผลการทำนายและผลการทดลอง 3. นักเรียนส่งตัวแทนกลุ่มนำเสนอผลการทดลองของกลุ่มตนเอง 4. นักเรียนร่วมกันแสดงความคิดเห็นเกี่ยวกับผลการทดลองและแลกเปลี่ยนความรู้ซึ่งกันและกัน จาก การสนทนาเกี่ยวกับผลการทดลองของแต่ละกลุ่ม โดยครูคอยให้คำแนะนำเพิ่มเติม 5. นักเรียนร่วมกันตอบคำถามท้ายการทดลอง ดังนี้ 1) เขียนแผนภาพครึ่งเซลล์ที่เกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันและครึ่งเซลล์ที่เกิดปฏิกิริยารีดักชันและแผนภาพ เซลล์ ครึ่งเซลล์ที่เกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันคือ Zn(s)│Zn2+ ซึ่งเป็นแอโนด ครึ่งเซลล์ที่เกิดปฏิกิริยารีดักชันคือ Cu2+│Cu(s) ซึ่งเป็นแคโทด แผนภาพเซลล์ Zn(s)│Zn2+││Cu2+│Cu(s) ระบุทิศทางการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนและกระแสไฟฟ้า (แนวคำตอบ: อิเล็กตรอนเคลื่อนที่จากขั้วโลหะ สังกะสี (Zn) ไปยังขั้วโลหะทองแดง (Cu) 3) ทิศทางการเบนของเข็มมิเตอร์สอดคล้องกับทิศทางการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนหรือกระแสไฟฟ้า หรือไม่ (แนวคำตอบ: สอดคล้อง เนื่องจากเข็มเบนเข้าหาขั้วโลหะทองแดง ซึ่งอิเล็กตรอนก็เคลื่อนที่เข้าหา ขั้วโลหะทองแดงด้วย) 4) ศักย์ไฟฟ้าของเซลล์มีค่าเท่าใดพร้อมทั้งระบุขั้วใดมีศักย์ไฟฟ้าสูงกว่าและสูงกว่าอยู่เท่าใด (ศักย์ไฟฟ้าของเซลล์มีค่าเท่ากับ 1.10 โวลต์ ขั้วโลหะทองแดงมีค่าศักย์ไฟฟ้าสูงกว่าขั้วโลหะสังกะสี)

ขั้นขยายความรู้ (Elaboration) 1. นักเรียนตอบคำถาม “นักเรียนสามารถวัดค่าศักย์ไฟฟ้าของแต่ละครึ่งเซลล์ได้โดยตรงหรือไม่ เพราะ เหตุใด” (แนวคำตอบ: ไม่ได้ เพราะค่าที่วัดได้เป็นค่าความต่างศักย์ระหว่าง 2 ครึ่งเซลล์หรือเป็นค่าศักย์ไฟฟ้า ของเซลล์) 2. นักเรียนศึกษาเกี่ยวกับการกำหนดค่าศักย์ไฟฟ้าของแต่ละครึ่งเซลล์ และองค์ประกกอบของครึ่ง เซลล์ไฮโดรเจนมาตรฐาน อธิบาย ศักย์ไฟฟ้าของเซลล์เป็นค่าความต่างศักย์ของ 2 ครึ่งเซลล์ซึ่งสามารถวัดได้โดยใช้โวลต์มิเตอร์ แต่ค่า ศักย์ไฟฟ้าของแต่ละครึ่งเซลล์ไม่สามารถวัดได้โดยตรง ดังนั้นนักวิทยาศาสตร์จึงกำหนดครึ่งเซลล์อ้างอิงที่มี ศักย์ไฟฟ้าเป็น 0 โวลต์โดยใช้ครึ่งเซลล์ที่เกิดปฏิกิริยารีดักชันของไฮโดรเจนไอออน (H + ) และแก๊สไฮโดรเจน (H2 ) บนขั้วบวกแพลทินัม (Pt) เรียกว่า ครึ่งเซลล์ไฮโดรเจนมาตรฐาน (Standard hydrogen half-cell) นิยม เรียกกันทั่วไปว่า ขั้วไฟฟ้าไฮโดรเจนมาตรฐาน (Standard hydrogen electrode, SHE) เมื่อนำครึ่งเซลล์ที่ต้องการทราบจากไฟฟ้าต่อเข้ากับ SHE ที่ภาวะมาตรฐาน โดยต่อขั้วโลหะในครึ่ง เซลล์ที่สนใจเข้ากับขั้วโลหะของโวลต์มิเตอร์ ค่าศักย์ไฟฟ้าของเซลล์ที่วัดได้จะเรียกว่า ศักย์ไฟฟ้ามาตรฐานของ ครึ่งเซลล์รีดักชัน (Standard reduction potential; E 0 ) 3. นักเรียนศึกษาตารางค่าศักย์ไฟฟ้ามาตรฐานของครึ่งเซลล์รีดักชัน เพื่อใช้ในการคำนวณหา ศักย์ไฟฟ้า และใช้เปรียบเทียบความสามารถในการเป็นตัวออกซิไดส์หรือตัวรีดิวซ์ได้ 4. นักเรียนศึกษาวิธีการคำนวณค่าศักย์ไฟฟ้าของเซลล์ เมื่อนำสองเซลล์ใด ๆ มาต่อกัน สามารถคำนวณค่าศักย์ไฟฟ้าของเซลล์ได้จาก ผลต่างของค่า ศักย์ไฟฟ้ารีดักชันที่แคโทด (Ecathode) และแอโนด (Eanode) ดังนี้ ค่าศักย์ไฟฟ้าของเซลล์ = Ecathode - Eanode

สำหรับเซลล์ Zn(s)│Zn2+││Cu2+│Cu(s) สามารถคำนวณค่าศักย์ไฟฟ้ามาตรฐานของเซลล์ได้ดังนี้ Ecell 0 = ECu2+/Cu - EZn2+/Zn Ecell 0 = 0.34 V – (-0.76) V Ecell 0 = +1.10 V ค่าศักย์ไฟฟ้ามาตรฐานของเซลล์ Zn(s)│Zn2+(aq)││Cu2+(aq)│Cu(s) คือ 1.10 โวลต์ ซึ่งมี ค่าเป็นบวก แสดงว่าปฏิกิริยาสามารถเกิดขึ้นได้เองและเป็นเซลล์กัลป์วานิก หากต้องการให้ปฏิกิริยารีดอกซ์ เกิดในทิศทางตรงกันข้ามหรือเป็นเซลล์อิเล็กโทรลิติก ปฏิกิริยารีดอกซ์ที่เกิดขึ้นจะมีศักย์ไฟฟ้าเป็น -1.10 โวลต์ นั่นคือปฏิกิริยาไม่สามารถเกิดขึ้นได้เอง ถ้าต้องการให้ปฏิกิริยาเกิดขึ้นจะต้องมีการใส่แหล่งกำเนิดไฟฟ้าที่มี อีเอ็มเอฟมากกว่า 1.10 โวลต์ โดยให้ขั้วบวกของแหล่งกำเนิดไฟฟ้าต่อกับโลหะทองแดงและขั้วลบต่อกับโลหะ สังกะสี ตัวอย่างการคำนวณ ตัวอย่างที่ 12 การต่อครึ่งเซลล์ Al3+(aq)│Al(s) กับครึ่งเซลล์ Cu2+(aq)│Cu(s) เป็นเซลล์กัลวา นิก จะมีค่าศักย์ไฟฟ้ามาตรฐานของเซลล์เท่าใด Al3+(aq) + 3e - → Al(s) E 0 = -1.66 V Cu2+(aq) + 2e - → Cu(s) E 0 = +0.34 V ในการต่อเซลล์กัลป์วานิก ครึ่งเซลล์ Cu2+(aq)│Cu(s) มีค่า E 0 สูงกว่าจึงเกิดปฏิกิริยารีดักชัน ส่วน ครึ่งเซลล์ Al3+(aq)│Al(s) มีค่า E 0 ต่ำกว่าจึ่งเกิดปฏิกิริยาอออกซิเดชัน ศํกย์ไฟฟ้ามาตรฐานของเซลล์ คำนวณได้ดังนี้ Ecell 0 = Ecathode - Eanode = 0.34 V – (-1.66) V = 2.00 V ตัวอย่างที่ 14 ใส่โลหะสังกะสี (Zn) ลงในบีกเกอร์ที่มีสารละลายกรดไฮโดรคลอริก 1.0 โมลต่อลิตร เขียนปฏิกิริยาออกซิเดชัน ปฏิกิริยารีดักชัน และปฏิกิริยารีดอกซ์ ปฏิกิริยาออกซิเดชัน Zn(s) → Zn2+(aq) + 2e - ปฏิกิริยารีดักชัน 2H + (aq) + 2e - → H2 (g) ปฏิกิริยารีดอกซ์ Zn(s) + 2H + (aq) → H2 (g) + Zn2+(aq) ศักย์ไฟฟ้ามาตรฐานของเซลล์คำนวณได้จากค่าศักย์ไฟฟ้ามาตรฐานครึ่งเซลล์รีดักชัน ดังนี้ Ecell 0 = Ecathode - Eanode = 0.00 V – (-0.76) V = 0.76 V

ตัวอย่างที่ 15 คำนวณค่าศักย์ไฟฟ้ามาตรฐานเมื่อจุ่มโลหะอะลูมีเนียม (Al) ลงในสารละลายคอปเปอร์ (II)ซัลเฟต ซึ่งเกิดปฏิกิริยารีดอกซ์ดังสมการ. 2Al(s) + 3Cu2+(aq) → 2Al3+(aq) + 3Cu(s) Ecell 0 = Ecathode - Eanode = 0.34 V – (-0.1.66) V = 2.00 V 5. ครูเปิดโอกาสให้นักเรียนสอบถามในหัวข้อที่ยังไม่เข้าใจ ขั้นประเมิน (Evaluation) 1. ครูให้นักเรียนแต่ละคนพิจารณาว่า จากหัวข้อที่เรียนและการทำกิจกรรม มีจุดใดบ้างที่ยังไม่เข้าใจ หรือยังมีข้อสงสัย ถ้ามีครูช่วยอธิบายเพิ่มเติมให้นักเรียนเข้าใจ 2. นักเรียนทำแบบฝึกหัด 11.5 8. สื่อ/แหล่งการเรียนรู้ 1. หนังสือเรียนรายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตร์ เคมี 4 2. แบบบันทึกผลการทดลองกิจกรรม 11.3 การทดลองวัดค่าศักย์ไฟฟ้าของเซลล์เคมีไฟฟ้า 3. แบบฝึกหัด 11.5 9. การวัดผลและประเมินผล จุดประสงค์ วิธีการวัด เครื่องมือวัด เกณฑ์การประเมิน 1. ด้านความรู้ (K) 1. นักเรียนสามารถระบุขั้วไฟฟ้า และเขียนปฏิกิริยาออกซิเดชัน ปฏิกิริยารีดักชัน และปฏิกิริยารีดอกซ์ ได้ 2. นักเรียนสามารถเปรียบเทียบ ความสามารถในการเป็นตัวออกซิไดส์ และตัวรีดิวซ์ได้ - การตอบคำถาม ในชั้นเรียน - แบบฝึกหัด 11.5 - ข้อคำถาม - แบบฝึกหัด 11.5 - ได้คะแนนร้อยละ 70 ขึ้นไป 2. ด้านทักษะ/กระบวนการคิด (P) 1. นักเรียนสามารถทดลองหา ศักย์ไฟฟ้าของเซลล์ได้ 2. นักเรียนสามารถคำนวณค่า ศักย์ไฟฟ้ามาตรฐานของเซลล์ - ตรวจใบงาน - กิจกรรมการ ทดลอง - แบบฝึกหัด 11.5 - แบบบันทึกผลการ ทดลอง - ได้คะแนนร้อยละ 70 ขึ้นไป

3. ด้านคุณลักษณะอันพึงประสงค์ (A) 1. นักเรียนสามารถทำงานร่วมกับ ผู้อื่นได้ และรับผิดชอบต่องานที่ได้รับ มอบหมาย - การสังเกต - แบบประเมิน คุณลักษณะอันพึง ประสงค์ - ได้คะแนนในระดับ 3 (ดี) ขึ้นไป 10. บันทึกหลังการสอน ผลการเรียนรู้ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… ................................................................................................................................................................ ปัญหาและอุปสรรค ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… ข้อเสนอแนะ/แนวทางแก้ไข ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… ลงชื่อ………………………………………………. (นางสาวประภัสสร ยุบุญไชย) ครูผู้สอน

ความคิดเห็น / ข้อเสนอแนะของครูพี่เลี้ยง ได้ทำการตรวจสอบแผนการจัดการเรียนรู้แล้วมีความคิดเห็นดังนี้ 1. เป็นแผนการจัดการเรียนรู้ที่  ดีมาก  ดี  พอใช้ 2. การจัดกิจกรรมได้นำเอากระบวนการเรียนรู้  เน้นหลักการผู้เรียนเป็นสำคัญมาใช้ในการจัดการเรียนการสอนได้อย่างเหมาะสม  ยังไม่มีการเน้นผู้เรียนเป็นสำคัญ ควรปรับปรุง/พัฒนาต่อไป 3. เป็นแผนการจัดการเรียนรู้ที่  นำไปใช้ได้จริง  ควรปรับปรุงก่อนนำไปใช้ 4. ข้อเสนอแนะอื่นๆ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… ลงชื่อ………………………………………………. (นางสาวพจณี กุลชาติ) ครูพี่เลี้ยง ความคิดเห็น / ข้อเสนอแนะของหัวหน้ากลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์ ได้ทำการตรวจสอบแผนการจัดการเรียนรู้แล้วมีความคิดเห็นดังนี้ 1. เป็นแผนการจัดการเรียนรู้ที่  ดีมาก  ดี  พอใช้ 2. การจัดกิจกรรมได้นำเอากระบวนการเรียนรู้  เน้นหลักการผู้เรียนเป็นสำคัญมาใช้ในการจัดการเรียนการสอนได้อย่างเหมาะสม  ยังไม่มีการเน้นผู้เรียนเป็นสำคัญ ควรปรับปรุง/พัฒนาต่อไป 3. เป็นแผนการจัดการเรียนรู้ที่  นำไปใช้ได้จริง  ควรปรับปรุงก่อนนำไปใช้ 4. ข้อเสนอแนะอื่นๆ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… ลงชื่อ………………………………………………. (นางฐปนี แก้วมะ) หัวหน้ากลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์ และเทคโนโลยี

ความคิดเห็น / ข้อเสนอแนะของหัวหน้าฝ่ายบริหารวิชาการ  อนุญาต นำไปใช้ในการจัดกิจกรรมการเรียนการสอนได้  ควรปรับปรุง ข้อเสนอแนะเพิ่มเติม ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… ลงชื่อ………………………………………………. (นางสมฤดี แสนเภา) หัวหน้าฝ่ายบริหารวิชาการ

แผนการจัดการเรียนรู้ที่ 20 กลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ภาคเรียนที่ 1/2566 รายวิชาเพิ่มเติม เคมี 4 ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 6 หน่วยการเรียนรู้ที่ 1 เคมีไฟฟ้า เวลา 30 ชั่วโมง เรื่อง ประโยชน์ของเซลล์เคมีไฟฟ้า (แบตเตอรี่) เวลา 2 ชั่วโมง ครูผู้สอน นางสาวประภัสสร ยุบุญไชย 1. สาระการเรียนรู้และผลการเรียนรู้ สาระที่ 5 สาระเคมี เข้าใจการเขียนและการดุลสมการเคมี ปริมาณสัมพันธ์ในปฏิกิริยาเคมี อัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี สมดุลในปฏิกิริยาเคมี สมบัติและปฏิกิริยาของกรด-เบส ปฏิกิริยารีดอกซ์และเซลล์เคมีไฟฟ้า รวมทั้งการนำ ความรู้ไปใช้ประโยชน์ ผลการเรียนรู้ อธิบายหลักการทำงาน และเขียนสมการแสดงปฏิกิริยาของเซลล์ปฐมภูมิและเซลล์ทุติยภูมิ 2. สาระสำคัญ/ความคิดรวบยอด เซลล์เคมีไฟฟ้าสามารถนำไปใช้ประโยชน์ได้ในชีวิตประจำวัน เช่น แบตเตอรี่ซึ่งมีทั้งเซลล์ปฐมภูมิและ เซลล์ทุติยภูมิโดยปฏิกิริยาเคมีที่เกิดขึ้นภายในเซลล์ปฐมภูมิไม่สามารถทำให้เกิดปฏิกิริยาย้อนกลับได้โดยการ ประจุไฟ จึงไม่สามารถนำกลับมาใช้ได้อีก ปฏิกิริยาเคมีที่เกิดขึ้นภายในเซลล์ทุติยภูมิสามารถทำให้เกิดปฏิกิริยา ย้อนกลับได้โดยการประจุไฟ จึงนำกลับมาใช้ได้อีก 3. จุดประสงค์การเรียนรู้ 1. นักเรียนสามารถอธิบายความหมายของเซลล์ปฐมภูมิและเซลล์ทุติยภูมิได้(K) 2. นักเรียนสามารถอธิบายหลักการทำงานของเซลล์ปฐมภูมิและเซลล์ทุติยภูมิได้(K) 3. นักเรียนสามารถเขียนสมการเคมีแสดงปฏิกิริยาของเซลล์ปฐมภูมิและเซลล์ทุติยภูมิได้(P) 4. นักเรียนสามารถทำงานร่วมกับผู้อื่นได้ และรับผิดชอบต่องานที่ได้รับมอบหมาย (A) 4. สาระการเรียนรู้ หลักการของเซลล์เคมีไฟฟ้าทั้งเซลล์กัลวานิกและเซลล์อิเล็กโทรลิติกสามารถนำมาประยุกต์ใช้ใน อุตสาหกรรม เช่น การผลิตแบตเตอรี่ การป้องกันการกัดก่อนของโลหะ การชุบโลหะ การแยกสารเคมีด้วย กระแสไฟฟ้า การทำโลหะให้บริสุทธิ์เป็นต้น แบตเตอรี่ (Battery) เป็นอุปกรณ์ที่ประกอบด้วย เซลล์เคมีไฟฟ้าตั้งแต่ 1 เซลล์ขึ้นไปเพื่อให้พลังงาน ไฟฟ้าแก่อุปกรณ์ชนิดอื่น โดยแบ่งเป็น 2 ประเภท คือ เซลล์ปฐมภูมิ(primary cell) ซึ่งเป็นแบตเตอรี่ที่ใช้

หมดแล้วไม่สามารถนำกลับมาใช้ได้อีก และเซลล์ทุติยภูมิ(secondary cell) ซึ่งเป็นแบตเตอรี่ที่ใช้แล้วสามารถ นำมาประจุ (charge) ใหม่ได้ 5. สมรรถนะสำคัญของผู้เรียน 1. ความสามารถในการสื่อสาร 2. ความสามารถในการคิด 3. ความสามารถในการใช้เทคโนโลยี 6. คุณลักษณะอันพึงประสงค์ 1. ใฝ่เรียนรู้ 2. มีความรับผิดชอบ 7. การจัดกิจกรรมการเรียนรู้ ขั้นสร้างความสนใจ (Engagement) 1. นักเรียนตอบคำถามเพื่อกระตุ้นความคิดก่อนเรียน โดยมีคำถามดังนี้ 1) นักเรียนเคยเห็นวัสดุหรืออุปกรณ์ที่ใช้หลักการของเซลล์เคมีไฟฟ้าอะไรบ้าง ในชีวิตประจำวัน (แนว คำตอบ: แบตเตอรี่หรือถ่านไฟฉาย) 2) นักเรียนยกตัวอย่างแบตเตอรี่ที่รู้จัก พร้อมยกตัวอย่างการใช้ประโยชน์ของแบตเตอรี่นั้น 3) แบตเตอรี่ที่ยกตัวอย่างนั้น ใช้หลักการของเซลล์เคมีไฟฟ้าใด ขั้นสำรวจและค้นหา (Exploration) 1. นักเรียนศึกษาประเภทและความแตกต่างของแบตเตอรี่ประเภทเซลล์ปฐมภูมิและเซลล์ทุติยภูมิ ตามรายละเอียดในหนังสือ ดังนี้ แบตเตอรี่ (Battery) เป็นอุปกรณ์ที่ประกอบด้วย เซลล์เคมีไฟฟ้าตั้งแต่ 1 เซลล์ขึ้นไปเพื่อให้พลังงาน ไฟฟ้าแก่อุปกรณ์ชนิดอื่น โดยแบ่งเป็น 2 ประเภท คือ เซลล์ปฐมภูมิ (primary cell) ซึ่งเป็นแบตเตอรี่ที่ใช้ หมดแล้วไม่สามารถนำกลับมาใช้ได้อีก และเซลล์ทุติยภูมิ (secondary cell) ซึ่งเป็นแบตเตอรี่ที่ใช้แล้วสามารถ นำมาประจุ (charge) ใหม่ได้แบตเตอรี่มีส่วนประกอบของเซลล์ ปฏิกิริยาเคมีภายในเซลล์ และลักษณะการใช้ งานที่หลากหลายดังนี้ แบตเตอรี่ซิงค์-คาร์บอน หรือถ่านไฟฉาย ถ่านไฟฉายเป็นเซลล์ปฐมภูมิ มีลักษณะเป็นเซลล์แห้งที่ ประกอบด้วยแมงกานีส(IV)ออกไซด์(MnO2 ) เคลือบบนแท่งแกรไฟต์ (C) ทำหน้าที่เป็นแคโทด ของผสม แอมโมเนียมคลอไรด์ (NH4 Cl) และซิงค์คลอไรด์ (ZnCl2 ) ในแป้งเปียกทำหน้าที่เป็นอิเล็กโทรไลต์ บรรจุใน กล่องสังกะสี (Zn) ซึ่งทำหน้าที่เป็นแอโนด

ระหว่างการใช้งานมีปฏิกิริยาเคมีที่เกิดขึ้นภายในเซลล์ดังนี้ แอโนด : Zn(s) → Zn2+(aq) + 2e - แคโทด : 2MnO2 (s) + 2NH4 + (aq) + 2e - → Mn2O3 (s) + 2NH3 (g) + H2O(l) ปฏิกิริยารวม : Zn(s) + 2MnO2 (s) + 2NH4 + (aq) → Zn2+(aq) + Mn2O3 (s) + 2NH3 (g) + H2O(l) ถ่านไฟฉายให้อีเอ็มเอฟประมาณ 1.5 โวลต์ เมื่อใช้งานไปนาน ๆ ปฏิกิริยาเคมีที่เกิดขึ้นทำให้โลหะ สังกะสีกัดกร่อนมีน้ำและแอมโมเนียเป็นผลิตภัณฑ์รวมอยู่ด้วย ซึ่งอาจทำให้เกิดแรงดันหรือรั่วไหลออกมาทำให้ เครื่องใช้ไฟฟ้าเกิดความเสียหายได้ ดังนั้น จึงควรตรวจลักษณะของถ่านไฟฉายอยู่เสมอและไม่ควรทิ้งไว้ใน อุปกรณ์ไฟฟ้าเป็นเวลานาน แบตเตอรี่แอลคาไลน์ เนื่องจากอิเล็กโทรไลต์ที่ใช้ในแบตเตอรี่ซิงค์-คาร์บอนมีสภาวะเป็นกรดสามารถ กัดกร่อนกล่องสังกะสีได้ ทำให้มีอายุการเก็บและการใช้งานค่อนข้างสั้น จึงมีการใช้เบสของโลหะอัลคาไลน์ เช่น NaOH หรือ KOH เป็นอิเล็กโทรไลต์แทน NH4 Cl และ ZnCl2 และเรียกแบตเตอรี่นี้ว่า แบตเตอรี่อัลคาไลน์ ปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นเป็นดังนี้ แอโนด : Zn(s) + 2OH- (aq) → ZnO(s) + H2O(l) + 2e - แคโทด : 2MnO2 (s) + H2O(l) + 2e - → Mn2O3 (s) + 2OH- (aq) ปฏิกิริยารวม : Zn(s) + 2MnO2 (s) → ZnO(s) + Mn2O3 (s) แบตเตอรี่แอลคาไลน์มีแคโทดและแอโนดเป็นสารชนิดเดียวกันกับแบตเตอรี่ซิงค์-คาร์บอนและให้ อีเอ็มเอฟใกล้เคียงกันคือประมาณ 1.5 โวลต์ ดังนั้นแบตเตอรี่ประเภทนี้จึงนำมาใช้งานคล้ายกับแบตเตอรี่ซิงค์- คาร์บอน โดยมีอายุการเก็บและการใช้งานที่นานกว่า แต่มีราคาสูงกว่า แบตเตอรี่ซฺลเวอร์ออกไซด์เป็นแบตเตอรี่ที่มีส่วนประกอบและหลักการเกิดปฏิกิริยาคล้ายกับแบตเตอรี่ แอลคาไลน์คือ แอโนดเป็นสังกะสี แต่มีแคโทดเป็น Ag2 O แทน MnO2

ปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นเป็นดังนี้ แอโนด : Zn(s) + 2OH- (aq) → ZnO(s) + H2O(l) + 2e - แคโทด : Ag2 O(s) + H2O(l) + 2e - → 2Ag(s) + 2OH- (aq) ปฏิกิริยารวม : Zn(s) + Ag2 O(s) → ZnO(s) + 2Ag(s) แบตเตอรี่ซิลเวอร์ออกไซด์เป็นเซลล์ปฐมภูมิขนาดเล็ก ให้อีเอ็มเอฟคงที่ประมาณ 1.5 โวลต์ ตลอดอายุ การใช้งาน แบตเตอรี่ชนิดนี้มีราคาสูงแต่ใช้งานได้นาน นิยมใช้ในอุปกรณ์ไฟฟ้าขนาดเล็ก เช่น นาฬิกาข้อมือ เครื่องคิดเลข เครื่องช่วยฟัง แบตเตอรี่ตะกั่ว แบตเตอรี่ตะกั่วพบได้ทั่วไป เช่น ใช้สำรองไฟคอมพิวเตอร์ ใช้เก็บพลังงานแสงอาทิตย์ แบตเตอรี่ตะกั่วที่ใช้ในรถยนต์ส่วนบุคคลมักประกอบด้วยเซลล์กัลวานิก 6 เซลล์ต่อกันแบบอนุกรม โดยแต่ละ เซลล์มีแผ่นตะกั่วเป็นแอโนด มีแผนตะกั่วที่เคลือบด้วย PbO2 เป็นแคโทด และ H2 SO4 เป็นอิเล็กโทรไลต์ แบตเตอรี่ตะกั่วจ่ายไฟ (discharge) ได้โดยเกิดปฏิกิริยาดังนี้ แอโนด : Pb(s) + SO4 2- (aq) → PbSO4 (s) + 2e - แคโทด : PbO2 + 4H + (aq) + SO4 2- (aq) + 2e - → PbSO4 (s) + 2H2O(l) ปฏิกิริยารวม : Pb(s) + PbO2 + 4H + (aq) + 2SO4 2- (aq) → 2PbSO4 (s) + 2H2O(l) แต่ละเซลล์ในแบตเตอรี่ตะกั่วให้อีเอ็มเอฟประมาณ 2 โวลต์ เมื่อนำทั้ง 6 เซลล์มาต่อกันแบบอนุกรม จะให้อีเอ็มเอฟรวมประมาณ 12 โวลต์ ปฏิกิริยารีดอกซ์ที่เกิดขึ้นระหว่างการจ่ายไฟ ให้ผลิตภัณฑ์เป็น PbSO4 ซึ่งเป็นของแข็งเกาะอยู่บนขั้วไฟฟ้าทั้งสอง ทั้งนี้สามารถทำให้เกิดปฏิกิริยาย้อนกลับได้ง่ายโดยการให้ กระแสไฟฟ้าจากภายนอกหรือที่เรียกว่าการประจุ ในรถยนต์จะมีอุปกรณ์ที่สามารถประจุให้กับแบตเตอรี่ระหว่างที่รถยนต์เคลื่อนที่ซึ่งทำให้เกิดปฏิกิริยา ย้อนกลับของปฏิกิริยาการจ่ายไฟ ดังนี้

แคโทด : PbSO4 (s) + 2e - → Pb(s) + SO4 2- (aq) แอโนด : PbSO4 (s) + 2H2O(l) → PbO2 + 4H + (aq) + SO4 2- (aq) + 2e - ปฏิกิริยารวม : 2PbSO4 (s) + 2H2O(l) → Pb(s) + PbO2 + 4H + (aq) + 2SO4 2- (aq) แบตเตอรี่ตะกั่วจัดเป็นเซลล์ทุติยภูมิซึ่งสามารถจ่ายไฟและประจุไฟได้หลายรอบ มีอายุการใช้งาน ระยะเวลาหนึ่ง แต่เนื่องจากการหลุดล่อนของ PbSO4 จากแผ่นตะกั่วทำให้ขั้วไฟฟ้าสึกกร่อนไปเรื่อย ๆ จน เสื่อมสภาพไม่สามารถประจุได้อีก แบตเตอรี่ลิเทียมไอออน เป็นแบตเตอรี่สามารถประจุได้ มีลิเทียมไอออนเป็นองค์ประกอบของ ขั้วไฟฟ้าและอิเล็กโทรไลต์ ตัวอย่างปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นระหว่างการจ่ายไฟของแบตเตอรี่ลิเทียมไอออนเป็นดังนี้ แอโนด : LiC6 → Li+ + e - + C6 แคโทด : Li+ + CoO2 + e - → LiCoO2 ปฏิกิริยารวม : LiC6 + CoO2 → C6 + LiCoO2 แบตเตอรี่ลิเลียมไอออนให้อีเอ็มเอฟประมาณ 3.2 – 3.8 โวลต์ นิยมนำมาใช้กับคอมพิวเตอร์แบบ พกพา โทรศัพท์มือถือ เนื่องจากสามารถเก็บประจุได้มาก ประจุไฟได้เร็ว และน้ำหนักเบา ตัวอย่าง แบตเตอรี่ลิเทียมไอออนในอุปกรณ์ต่าง ๆ ขั้นอธิบายและลงข้อสรุป (Explanation) 1. นักเรียนทำแบบตรวจสอบความเข้าใจ 1) การประจุของแบตเตอรี่ทุติยภูมิ ใช้หลักการของเซลล์กัลป์วานิกหรืออิเล็กโทรลิติก เพราะเหตุใด (แนวคำตอบ: ใช้หลักการของเซลล์อิเล็กโทรลิติก เนื่องจากปฏิกิริยาเคมีไม่สามารถเกิดขึ้นได้เอง ต้องใช้ พลังงานไฟฟ้าจากภายนอกเพื่อให้เกิดปฏิกิริยาเคมี) 2) จากปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นระหว่างการจ่ายไฟของแบตเตอรี่ลิเทียมไอออน จงเขียนปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นที่ แอโนด แคโทด และปฏิกิริยารวมระหว่างการประจุ แคโทด : Li+ + e - + C6 → LiC6 แอโนด : LiCoO2 → Li+ + CoO2 + e - ปฏิกิริยารวม : C6 + LiCoO2 → LiC6 + CoO2

3) ระหว่างการจ่ายไฟของแบตเตอรี่ลิเทียมไอออน ธาตุใดมีเลขออกซิเดชันเพิ่มขึ้นและธาตุใดมีเลข ออกซิเดชันลดลง (แนวคำตอบ: ธาตุคาร์บอนมีเลขออกซิเดชันเพิ่มขึ้น ส่วนธาตุโคบอลต์มีเลขออกซิเดชัน ลดลง) 2. ครูให้นักเรียนศึกษาความหมายของเซลล์เชื้อเพลิง เซลล์เชื้อเพลิง เซลล์กัลป์วานิกที่ปฏิกิริยารีดอกซ์ คือ ปฏิกิริยาการเผาไหม้เชื้อเพลิงโดยให้เชื้อเพลิงเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันที่แอโนดและ O2 เกิดปฏิกิริยา รีดักชันที่แคโทด เซลล์เชื้อเพลิงชนิดแรกเป็นเซลล์เชื้อเพลิงแบบแอลคาไลน์ (alkaline fuel cells, AFC) ใช้ แก๊สให้โดรเจนกับออกซิเจนเป็นสารตั้งต้น โดยมีอิเล็กโทรไลต์เป็นสารละลายเบสและได้ผลิตภัณฑ์เป็นน้ำ จึง ถือว่าเป็นเซลล์เชื้อเพลิงที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม เนื่องจากไม่มีการปล่อยแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ ส่วนประกอบและปฏิกิริยาเคมีที่เกิดขึ้นในเซลล์เชื้อเพลิงแบบแอลคาไลน์เป็นดังนี้ แอโนด : 2H2 (g) + 4OH- (aq) → 4H2O(l) + 4e - แคโทด : O2 (g) + 2H2O(l) + 4e - → 4OH- (aq) ปฏิกิริยารวม : 2H2 (g) + O2 (g) → 2H2O(l) ต่อมามีการพัฒนาเป็นเซลล์เชื้อเพลิงแบบอื่น ๆ เช่น เซลล์เชื้อเพลิงแบบเยื่อแลกเปลี่ยนโปรตอน (proton exchange membrane fuel cells,PEMFC) ส่วนประกอบและปฏิกิริยาเคมีในเชื้อเพลิงแบบเยื่อ แลกเปลี่ยนโปรตอนเป็นดังนี้

แอโนด : 2H2 (g) → 4H + (aq) + 4e - แคโทด : O2 (g) + 4H + (aq) + 4e - → 2H2O(l) ปฏิกิริยารวม : 2H2 (g) + O2 (g) → 2H2O(l) เซลล์เชื้อเพลิงสามารถใช้เชื้อเพลิงในการเปลี่ยนเป็นพลังงานไฟฟ้าหรือพลังงานกลได้อย่างมี ประสิทธิภาพมากกว่าการเผาไหม้ปกติ เนื่องจากมีการสูญเสียพลังงานในรูปของความร้อนน้อยกว่า โดยเซลล์ เชื้อเพลิงแบบเยื่อแลกเปลี่ยนโปรตอนทำงานได้ที่อุณหภูมิและความดันต่ำกว่าเซลล์เชื้อเพลิงแบบแอลคาไลน์ มี การใช้เยื่อพอลิเมอร์ซึ่งเป็นของแข็งเป็นอิเล็กโทรไลต์จึงไม่เกิดการรั่วไหล ไม่เกิดการกัดกร่อน และน้ำหนักเบา รวมทั้งยังออกแบบให้มีขนาดเล็กได้ ในปัจจุบันจึงได้รับความสนใจที่จะพัฒนามาใช้เป็นแหล่งกำเนิดพลังงาน สำหรับยานพาหนะและอุปกรณ์ไฟฟ้าในบ้าน ขั้นขยายความรู้ (Elaboration) 1. นักเรียนเปรียบเทียบความเหมือนและความแตกต่างของเซลล์เชื้อเพลิงแบบแอลคาไลน์และเซลล์ เชื้อเพลิงแบบเยื่อแลกเปลี่ยนโปรตอน โดยประเด็นที่เปรียบเทียบ เช่น ชนิดของอิเล็กโทรไลต์ที่ใช้ ปฏิกิริยารี ดอกซ์ที่เกิดขึ้น การนำไปใช้งาน ความปลอดภัย เป็นต้น 2. นักเรียนทำแบบฝึกหัด 11.6 ในหนังสือเรียนหน้า 136 มีคำถามดังนี้ 1) จงเขียนแผนผังเวนน์เปรียบเทียบความเหมือนและความแตกต่างระหว่างเซลล์ปฐมภูมิกับเซลล์ทุติย ภูมิ 2) เพราะเหตุใดเมื่อใช้แบตเตอรี่ตะกั่วไปนาน ๆ จึงไม่สามารถประจุได้อีก (แนวคำตอบ: เพราะ PbSO4 ที่เกิดจากการจ่ายไฟบางส่วนไม่เกาะหรือหลุดออกจากขั้วไฟฟ้าทำให้แผ่นตะกั่วกร่อนจนไม่สามารถ ประจุได้อีก) 3) เปรียบเทียบค่าศักย์ไฟฟ้ามาตรฐานของเซลล์เชื้อเพลงแบบแอลคาไลน์และแบบเยื่อและเปลี่ยน โปรตอน เชื้อเพลิงแบบแอลคาไลน์ แอโนด : 2H2 (g) + 4OH- (aq) → 4H2O(l) + 4e - E 0 = -0.83 V แคโทด : O2 (g) + 2H2O(l) + 4e - → 4OH- (aq) E 0 = +0.40 Ecell 0 = 0.40 – (-0.83) = 1.23 V เชื้อเพลิงแบบเยื่อและเปลี่ยนโปรตอน แอโนด : H2 (g) → 2H + (aq) + 2e - E 0 = 0.00 V แคโทด : O2 (g) + 4H + (aq) + 4e - → 2H2O(l) E 0 = +1.23 V Ecell 0 = 1.23 – 0.00 = 1.23 V ขั้นประเมิน (Evaluation) 1. นักเรียนทำแบบตรวจสอบความรู้ระหว่างเรียน 2. นักเรียนทำแบบฝึกหัด 11.6