แผนการสอน วิทยาศาสตร์งานไฟฟ้า อิเล็กทรอนิกส์ และการสื่อสาร

C(s) + O2 (g) CO2 (g) 2. การเขียนสมการเคมี สมการเคมี เขียนขึ้นเพื่อแสดงสูตรหรือสัญลักษณ์ของสารตั้งต้นที่ทำปฏิกิริยาพอดีกัน และสารที่เกิด จากปฏิกิริยา องค์ประกอบของสมการเคมี 1) สารตั้งต้น (reactant) หมายถึง สารเดิมก่อนเกิดการเปลี่ยนแปลงหรือสารที่เข้าทำปฏิกิริยากัน อาจมีสารเพียงชนิดเดียวหรือมากกว่า 1 ชนิดเขียนสูตรหรือสัญลักษณ์ไว้ทางซ้ายของสมการ 2) เครื่องหมายลูกศร เครื่องหมายลูกศรเขียนเพื่อแสดงทิศทางการเปลี่ยนแปลง เขียนไว้ระหว่าง สารตั้งต้นและผลิตภัณฑ์ ลูกศรที่ใช้มี 2 ลักษณะ คือ แสดงการเกิดปฏิกิริยาจากซ้ายไปขวามือ ซึ่งเป็นการเปลี่ยนแปลงไปข้างหน้าทางเดียว แสดงการเกิดปฏิกิริยาที่ผันกลับได้ ซึ่งมีทั้งปฏิกิริยาไปข้างหน้า และปฏิกิริยาย้อนกลับ ปฏิกิริยาไปข้างหน้า หมายถึง ปฏิกิริยาที่สารตั้งต้นเปลี่ยนแปลงไปเป็นสารผลิตภัณฑ์ ปฏิกิริยาย้อนกลับ หมายถึง ปฏิกิริยาที่สารผลิตภัณฑ์เปลี่ยนแปลงกลับไปเป็นสารตั้งต้น 3. สารผลิตภัณฑ์ สารผลิตภัณฑ์ (Product) หมายถึง สารที่เกิดจากปฏิกิริยาหรือสารใหม่ที่เกิดจากการเปลี่ยนแปลง อาจมีสารเพียงชนิดเดียวหรือมากกว่า 1 ชนิดก็ได้ เขียนสูตรหรือสัญลักษณ์ไว้ทางขวาของสมการเคมี 4. การบอกสถานะของสารในสมการเคมี สมการเคมีที่สมบูรณ์ต้องบอกสถานะหรือสภาวะของสารในปฏิกิริยาดังนี้ ของแข็ง (solid) = (s) ของเหลว (liquid) = (l) แก๊ส (gas) = (g) สารละลายที่มีน้ำเป็นตัวทำละลาย (aqueous) = (aq) ตัวอย่างสมการเคมี “หินปูนทำปฏิกิริยากับสารละลายกรดไฮโดรคลอริกได้สารละลายแคลเซียมคลอไรด์ น้ำ และแก๊ส คาร์บอนไดออกไซด์” เขียนแทนด้วยสมการเคมี ดังนี้ CaCO3 (s) + HCl (aq) CaCl2 (aq) + H2O (l) + CO2 (g) 3. การดุลสมการเคมี

การดุลสมการเคมี เป็นการนำตัวเลขที่เหมาะสมเติมลงข้างหน้า สัญลักษณ์หรือสูตรเคมีในสมการ เพื่อให้จำนวนอะตอมแต่ละธาตุของสารตั้งต้นเท่ากับจำนวนอะตอมของธาตุชนิดเดียวกันในผลิตภัณฑ์ เช่น H2 (g) + O2 (g) H2O (l) สมการที่ดุลแล้วคือ 2H2 (g) + O2 (g) 2H2O (l) หลักการดุลสมการเคมี 1. ให้ดุลจำนวนอะตอมของสารในโมเลกุลที่มีจำนวนอะตอมมากก่อน โมเลกุลที่มีจำนวนอะตอม น้อยดุลทีหลัง 2. น้ำ (H2O) และธาตุอิสระ เช่น O2 H2 Zn Na Al ให้ดุลเป็นอันดับสุดท้าย ตัวอย่างการดุลสมการเคมี C3H8 (g) + O2 (g) CO2 (g) + H2O (l) 1. ดุลที่ธาตุ C ใน C3H8 และ CO2 ให้เท่ากันก่อนโดยการเติม 3 หน้า CO2 จะได้ C3H8 (g) + O2 (g) 3CO2 (g) + H2O (l) 2. ดุลจำนวนอะตอม H ใน C3H8 และ H2O ให้เท่ากัน โดยการเติม 4 หน้า H2O จะได้ C3H8 (g) + O2 (g) 3CO2 (g) + 4H2O (l) 3. อันดับสุดท้ายดุลจำนวนอะตอมของ O ทั้งสองข้างให้เท่ากันโดยการเติม 5 หน้า O2 จะได้สมการ ที่ดุลแล้วเป็นดังนี้ C3H8 (g) + 5O2 (g) 3CO2 (g) + 4H2O (l) ตัวอย่างการดุลสมการเคมี C3H8 (g) + O2 (g) CO2 (g) + H2O (g) 1. พิจารณาว่าจำนวนอะตอมของธาตุใดบ้างที่ด้านซ้ายและด้านขวาไม่เท่ากัน จากสมการ จะเห็นจำนวนอะตอมของ H O และ C ไม่เท่ากัน ระหว่างด้านซ้ายและด้านขวา 2. หาตัวส่วน (ค.ร.น) ระหว่างจำนวนอะตอมของ H O และ C ด้านขวา จะได้ = 24 3. เติมเลข 3 ข้างหน้า C3H8 ทางด้านซ้าย จะได้ 3 C3H8 (g) + O2 (g) CO2 (g) + H2O (g) 4. เติม 9 ข้างหน้า CO2 (g) เพื่อให้จำนวนอะตอมของ C ได้ 9 และเติม 12 ข้างหน้า H2O (g) เพื่อให้จำนวนอะตอมของ Hได้ 24 เท่ากับด้านซ้าย 3 C3H8 (g) + O2 (g) 9 CO2 (g) + 12 H2O (g) 5. เติม 15 ข้างหน้า O2 เพื่อให้มีจำนวนอะตอมเท่ากับทางขวา จึงจะได้สภาพที่สมดุลดังนี้

3 C3H8 (g) + 15 O2 (g) 9 CO2 (g) + 12 H2O (g) 4. ชนิดของปฏิกิริยาเคมี แบ่งชนิดของปฏิกิริยาเคมีอย่างง่ายได้ดังนี้ 1.ปฏิกิริยาการรวมตัว (combination reaction) เป็นปฏิกิริยาเคมีที่เกิดการรวมตัวของสารตั้ง ต้นตั้งแต่สองชนิดขึ้นไป อาจได้สารผลิตภัณฑ์เพียงชนิดเดียวหรือมากกว่าหนึ่งชนิดก็ได้ เช่น C (s) + O2 (g) CO2 (g) C2H4 (g) + Cl2 (g) C2H4Cl2 2. ปฏิกิริยาการสลายตัว (decomposition reaction) เป็นปฏิกิริยาเคมีที่สารประกอบ สลายตัวหรือแตกตัวออกเป็นองค์ประกอบย่อยเป็นธาตุหรือสารประกอบ เมื่อได้รับความร้อน เช่น 2KMnO4 (s) K2MnO4 (s) + MnO2 (s) + O2 (g) CaCO3 (s) CaO (s) + CO2 (g) 3. ปฏิกิริยาการแทนที่ (displacement reaction) เป็นปฏิกิริยาเคมีที่มีการแทนที่ไอออนหรื อะตอมในสารประกอบด้วยไอออนหรือะตอมของอีกธาตุหนึ่ง เช่น 2Fe(s) + 3H2O (l) Fe2O3 (s) + 3H2 (g) Zn (s) + HCl(aq) ZnCl2 (aq) + H2 (g) 5. ปฏิกิริยาเคมีที่พบในชีวิตประจำวัน 1. การผุกร่อนของโลหะ เช่น การผุกร่อนเนื่องจากการเกิดสนิม การเกิดออกไซด์ของอะลูมิเนียม เป็นต้น การเกิดสนิมของเหล็กเกิดจากเหล็กสัมผัสกับน้ำและออกซิเจนในอากาศ ปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นเป็นดังนี้ 4Fe (s) + 3O2 (g) + 2H2O (g) 2Fe2O3•2H2O(s) สนิมเหล็กสีน้ำตาลแดง การเกิดออกไซด์ของอลูมิเนียมเกิดจากอะลูมิเนียมรวมกับออกซิเจนในอากาศ ดังสมการ 4Al (s) + 3O2 (g) 2Al2O3 (s) สีขาว 2. การผุกร่อนของหินปูนเนื่องจากกรด การผุกร่อนของหินปูนซึ่งมีแคลเซียมคาร์บอเนต (CaCO3 ) เป็นองค์ประกอบ เมื่อถูกน้ำฝนที่ละลาย แก๊สคาร์บอนไดออกไซด์จะเกิดปฏิกิริยาดังนี้ H2O(l) + CO2 (g) H2CO3 (aq) กรดคาร์บอนิก CaCO3 (s) + H2CO3 (aq) Ca(HCO3 )2 (aq)

แคลเซียมไฮโดรเจนคาร์บอเนต แคลเซียมไฮโดรเจนคาร์บอเนตเป็นสารละลายใสเมื่อถูกความร้อนจะเปลี่ยนเป็น CaCO3 H2O และ CO2 ซึ่งเป็นกระบวนการเกิดหินงอกและหินย้อยตามถ้ำต่างๆ Ca(HCO3 )2 (aq) CaCO3 (s) + H2O (l) + CO2 (g) 3. การเผาไหม้ การเผาไหม้ เป็นปฏิกิริยาที่เกิดจากสารรวมกับออกซิเจนได้พลังงานความร้อนและแสงสว่าง สารที่ เกิดจากการเผาไหม้จัดเป็นสารประเภทเชื้อเพลิง ซึ่งส่วนใหญ่มีธาตุคาร์บอนและไฮโดรเจนเป็นองค์ประกอบ การเผาไหม้อย่างสมบูรณ์ เป็นการเผาไหม้ของสารที่มีเชื้อเพลิงที่ได้น้ำและก๊าซ คาร์บอนไดออกไซด์เป็นสารผลิตภัณฑ์ เช่น เชื้อเพลิง + O2 (g) H2O (l) + CO2 (g) การเผาไหม้ที่ไม่สมบูรณ์ เป็นการเผาไหม้ของเชื้อเพลิงที่มีธาตุคาร์บอนและไฮโดรเจนเป็นองค์ประกอบ แล้วมีปริมาณของก๊าซ ออกซิเจนไม่เพียงพอ จะเกิดการเผาไหม้ที่ไม่สมบูรณ์ ได้สารผลิตภัณฑ์เป็นก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์ (CO) น้ำ และ คาร์บอนไดออกไซด์ ปัจจัยที่มีผลต่อการเผาไหม้ 1. เชื้อเพลิง 2. ความร้อน 3. ก๊าซออกซิเจน 4. ปฏิกิริยาของกรดกับเบส ปฏิกิริยาที่กรดรวมกับเบสได้สารผลิตภัณฑ์ที่เป็นเกลือกับน้ำ เรียกปฏิกิริยานี้ว่า ปฏิกิริยาสะเทิน เขียนแทนด้วยสมการดังนี้กรด + เบส เกลือ + น้ำ เช่น HCl (aq) + KOH (aq) KCl(aq) + H2O (l) 7. อัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี อัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี หมายถึง “ปริมาณของผลิตภัณฑ์ที่เกิดขึ้นจากปฏิกิริยาใน 1 หน่วย เวลา” การวัดอัตราการเกิดปฏิกิริยาจึงเป็นการวัดปริมาณของผลิตภัณฑ์ที่เกิดขึ้นใน 1 หน่วยเวลา เขียนเป็น ความสัมพันธ์ดังนี้ อัตราการเกิดปฏิกิริยา = ปริมาณสารผลิตภณัฑท์ ี่เกิดข้ึน เวลา อัตราการเกิดปฏิกิริยา = ปริมาณสารต้งัตน้ที่ลดลง เวลา

หน่วยอัตราการเกิดปฏิกิริยาที่ใช้กันมากคือ mol/dm3 .s หรือ mol/s จากความหมายของอัตราการเกิดปฏิกิริยา เมื่อพิจารณาปฏิกิริยาระหว่างสารตั้งต้น A กับ B เกิดสารผลิตภัณฑ์ C และ D ดังสมการ A + B C + D 4.2 ปัจจัยที่มีผลต่ออัตราการเกิดปฏิกิริยา 1. ความเข้มข้นของสารตั้งต้น กรณีที่สารตั้งต้นเป็นสารละลาย ถ้าสารตั้งต้นมีความเข้มข้นมาก จะเกิดเร็ว เนื่องจากตัวถูกละลายมีโอกาสชนกันมากขึ้นบ่อยขึ้น ในทางตรงกันข้ามถ้าเราเพิ่มปริมาตรของ สารละลายโดยความเข้มข้นเท่าเดิม อัตราการเกิดปฏิกิริยาจะเท่าเดิม การที่ความเข้มข้นของสารตั้งต้นมีผล ต่ออัตราการเกิดปฏิกิริยา สามารถใช้ทฤษฎีการชนอธิบายได้ว่า เมื่อความเข้มข้นของสารตั้งต้นที่เข้าทำ ปฏิกิริยาเพิ่มขึ้น ทำให้จำนวนอนุภาคเพิ่มขึ้นโอกาสที่อนุภาคของสารตั้งต้นชนกันก็มีมากขึ้น และเมื่อ อนุภาคเพิ่มขึ้นจำนวนอนุภาคที่มีพลังงานสูงก็เพิ่มมากขึ้นด้วย โอกาสที่อนุภาคของสารชนกันแล้ว เกิดปฏิกิริยาได้ก็มีมากขึ้น ดังนั้นเมื่อเพิ่มความเข้มข้นของสารตั้งต้นปฏิกิริยาเคมีจึงเกิดเร็วขึ้น ในทางตรง ข้ามถ้าลดความเข้มข้นของสารตั้งต้นปฏิกิริยาเคมีก็จะเกิดช้าลง 2. พื้นที่ผิวสัมผัส กรณีที่สารตั้งต้นมีสถานะเป็นของแข็ง สารที่มีพื้นที่ผิวสัมผัสมากจะทำ ปฏิกิริยาได้เร็วขึ้น เนื่องจากสัมผัสกันมากขึ้น ใช้พิจารณากรณีที่สารตั้งต้นมีสถานะของแข็ง เมื่อพื้นที่ผิวของ สารตั้งต้นที่เป็นของแข็งมากทำให้อนุภาคของสารตั้งต้นชนกันด้วยความถี่สูงทำให้อัตราการเกิดปฏิกิริยาเร็ว ขึ้น แต่ถ้าพื้นที่ผิวของสารตั้งต้นน้อยอนุภาคของสารตั้งต้นชนกันด้วยความถี่ต่ำทำให้อัตราการเกิดปฏิกิริยาช้า ลง เช่น Mg(s) + 2HCl(aq) MgCl2 (aq) + H2 (g) 3. ความดัน กรณีที่สารตั้งต้นมีสถานะเป็นก๊าซ การเปลี่ยนแปลงความดันของแก๊สโดยการ เปลี่ยนแปลงปริมาตร จะมีผลต่ออัตราการเกิดปฏิกิริยา คือ ถ้าความดันมากปริมาตรก็ลดลง และปฏิกิริยาก็ จะเกิดได้เร็ว เนื่องจากอนุภาคของสารมีโอกาสชนกันมากขึ้นบ่อยขึ้นในพื้นที่ที่จำกัดนั่นเอง 4. อุณหภูมิการที่อุณหภูมิของสารตั้งต้นเพิ่มขึ้นอัตราการเกิดปฏิกิริยาจะเพิ่มขึ้น เนื่องจากเมื่อ อุณหภูมิสูงขึ้น โมเลกุลของสารในระบบจะมีพลังงานจลน์สูงขึ้นและมีการชนกันของโมเลกุลมากขึ้น ที่เป็น

เช่นนี้เพราะเมื่อเพิ่มอุณหภูมิความเร็วเฉลี่ยของโมเลกุลของแก๊สจะเพิ่มขึ้น (ทฤษฎีจลน์ของแก๊ส) ทำให้ โมเลกุลมีพลังงานจลน์สูงขึ้นดังนั้นอนุภาคของสารตั้งต้นจึงเคลื่อนที่เร็วขึ้นมีโอกาสที่อนุภาคชนกันมากขึ้น ปฏิกิริยาเคมีจึงเกิดเร็วขึ้น 5. ตัวเร่งปฏิกิริยา (Catalyst) หมายถึงสารเคมีที่ช่วยทำให้อัตราการเกิดปฏิกิริยาเร็วขึ้นเนื่องจาก ตัวเร่งจะช่วยในการลดพลังงานกระตุ้นโดยช่วยปรับกลไกในการเกิดปฏิกิริยาให้เหมาะสมกว่าเดิม โดยจะเข้า ไปช่วยตั้งแต่เริ่มปฏิกิริยาแต่เมื่อสิ้นสุดปฏิกิริยาจะกลับมาเป็นสารเดิม เช่น การใช้ I - (aq) เป็นตัวเร่ง ปฏิกิริยาการสลายตัวของ H2O2 (aq) และ การใช้โลหะนิเกิล (Ni) เร่งปฏิกิริยาการเติมแก๊ส H2 ให้แก่เอ ทิลีน (C2H4 ) 6. ตัวหน่วงปฏิกิริยาหรือตัวยับยั้งปฏิกิริยา (Inhibitor) หมายถึงสารที่เติมลงไปในปฏิกิริยาแล้ว ทำให้ปฏิกิริยาเคมีนั้นเกิดช้าลง ซึ่งตัวหน่วงปฏิกิริยาอาจมีส่วนร่วมในการเกิดปฏิกิริยาแล้วเปลี่ยนเป็นสาร ใหม่ หรืออาจจะไปขัดขวางการทำหน้าที่ของตัวเร่งปฏิกิริยาก็ได้ เช่น ปฏิกิริยาการสลายตัวของไฮโดรเจน เปอร์ออกไซด์ (H2O2 ) ได้น้ำและแก๊สออกซิเจน ดังสมการ 2H2O2 (l) 2H2O(l) + O2 (g) ปฏิกิริยานี้ถ้าเติมกรดไฮโดรคลอริกเจือจาง หรือเติมกลีเซอรอลลงไปเล็กน้อยจะทำให้ไฮโดรเจน เปอร์ออกไซด์สลายตัวได้ช้าลง 7. ธรรมชาติของสาร เนื่องจากสารมีแรงยึดเหนี่ยวซึ่งแตกต่างกัน โดยปกติสารประกอบไอออนิก จะเคลื่อนที่ได้เร็วกว่าสารประกอบโควาเลนต์ดังนั้นสารประกอบไอออนิกจะเกิดปฏิกิริยาเร็วกว่า สารประกอบโควาเลนต์สารแต่ละชนิดมีความว่องไวในการเกิดปฏิกิริยาเคมีไม่เท่ากัน การเปลี่ยนชนิดของ สารที่เข้าทำปฏิกิริยาจะทำให้อัตราการเกิดปฏิกิริยาเปลี่ยนไป เช่น ที่อุณหภูมิห้อง แก๊ส H2 ทำปฏิกิริยา กับแก๊ส F2 ได้รวดเร็วและรุนแรงมากถึงขั้นระเบิดได้ แต่ที่สภาวะเดียวกันนี้แก๊ส H2 ทำปฏิกิริยากับแก๊ส I2 ได้ช้ามากจนสังเกตไม่เห็นการเปลี่ยนแปลง H2 (g) + F2 (g) 2HF(g) ……………..เกิดเร็วมาก H2 (g) + I2 (g) 2HI(g) ……………..เกิดช้ามาก สารบางชนิดมีหลายอัญรูป แต่ละอัญรูปมีความว่องไวในปฏิกิริยาต่างกัน เช่น ฟอสฟอรัสขาวจะลุกไหม้ติด ไฟได้ในอากาศ แต่ฟอสฟอรัสแดงและฟอสฟอรัสดำเสถียรในอากาศ ไฟฟ้าเคมี (Electrochemical) เคมีไฟฟ้าเป็นการศึกษาปฏิกิริยาเคมีที่ทา ให้เกิดกระแสไฟฟ้า โดยปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นเกิดจากการถ่าย โอนอิเล็กตรอนจากสารหนึ่งไปยังอีกสารหนึ่ง ซึ่งจะมีการเปลี่ยนแปลงเลขออกซิเดชัน เรียกปฏิกิริยาที่เกิดขึ้น ว่า ปฏิกิริยารีดอกซ์(redox reaction) ปฏิกิริยารีดอกซ์

ปฏิกิริยารีดอกซ์คือ ปฏิกิริยาที่มีการถ่ายโอนอิเล็กตรอนระหว่างตัวให้อิเล็กตรอนและตัวรับ อิเล็กตรอนทา ให้ประจุของอะตอมหรือไอออนหรือเรียกว่าเลขออกซิเดชันมีการเปลี่ยนแปลง โดยปฏิกิริยารี ดอกซ์จะประกอบด้วย 2 ปฏิกิริยาย่อย คือ ปฏิกิริยาออกซิเดชัน (oxidation Reaction) และ ปฏิกิริยา รีดักชัน (reduction Reaction) 1. ปฏิกิริยาออกซิเดชัน คือ ปฏิกิริยาที่มีการให้อิเล็กตรอน สารที่ทา หน้าที่ให้อิเล็กตรอนเรียกว่า ตัวรีดิวซ์ผลคือ เลขออกซิเดชันจะมีค่าเพิ่มขึ้น ครึ่งปฏิกิริยาออกซิเดชันเขียนไดดั้งนี้ ตัวรีดิวซ์ ผลิตภัณฑ์+ อิเล็กตรอน ตัวอย่าง เช่น Zn (s) Zn2+(aq) + 2eMg (s) Mg2+(aq) + 2e2. ปฏิกิริยารีดักชัน คือ ปฏิกิริยาที่มีการรับอิเล็กตรอน สารที่ทา หน้าที่รับอิเล็กตรอนเรียกว่า ตัวรี- ออกซิไดซ์ผลคือ เลขออกซิเดชันจะมีค่าลดลง ครึ่งปฏิกิริยารีดักชันชันเขียนไดดั้งนี้ ตัวออกซิไดซ์+ อิเล็กตรอน ผลิตภัณฑ์ ตัวอย่าง เช่น Cu2+ (aq) + 2e- Cu (s) 2Cl- (aq) + 2e- Cl2 (aq) เมื่อรวมครึ่งปฏิกิริยาออกซิเดชันและปฏิกิริยารีดักชันเข้าด้วยกัน ด้วยการให้และรับอิเล็กตรอนเท่าๆ กันจะได้ปฏิกิริยารีดอกซ์ดังนี้ ตัวออกซิไดซ์+ ตัวรีดิวซ์ ผลิตภัณฑ์ ตัวอย่าง เช่น Zn (s) + Cu2+ (aq) Zn2+ (aq) + Cu (s) Mg (s) + 2HCl (aq) MgCl2 (aq) + H2 (g) การเกิดปฏิกิริยาระหว่างโลหะกับสารละลายจะเกิดปฏิกิริยาเคมีหรือไม่นั้นขึ้นอยู่กับชนิดของโลหะที่ จุ่มและไอออนของสารละลายด้วย เช่น เมื่อจุ่มแท่งโลหะทองแดง (Cu) กับสารละลายซิลเวอร์ไนเตรต (AgNO3) เกิดโลหะเงินมาเกาะที่แผ่นโลหะทองแดง เมื่อนา มาเคาะพบว่าโลหะทองแดงเกิดการสึกกร่อน ส่วนสีของสารละลาย AgNO3เปลี่ยนจากใสไม่มีสีเป็นสีฟ้า ปฏิกิริยาที่เกิดขึ้น คือ รูปแสดงครึ่งปฏิกิริยาออกซิเดชันและปฏิกิริยารีดักชัน

เซลล์ไฟฟ้าเคมี เซลล์ไฟฟ้าเคมี (Electrochemical) คือ เครื่องมือหรืออุปกรณ์ทางเคมีที่เกิดจากการเปลี่ยนแปลง พลังงานเคมีเป็นไฟฟ้า หรือไฟฟ้าเป็นเคมีสามารถผลิตกระแสไฟฟ้าได้โดยอาศัยหลักการให้และรับ อิเล็กตรอน เซลล์ไฟฟ้าเคมีแบ่งออกเป็น 2 ประเภท 1. เซลล์กัลวานิก (Galvanic cell) คือ เซลล์ไฟฟ้าเคมีที่เปลี่ยนพลังงานเคมีเป็นพลังงานไฟฟ้า เกิด จากสารเคมีทำปฏิกิริยากันในเซลล์ แล้วเกิดกระแสไฟฟ้า เช่น ถ่านไฟฉาย เซลล์อัลคาไลน์ เซลล์ปรอท เซลล์เงิน แบตเตอรี่ 2. เซลล์อิเล็กโตรไลต์ (Electrolytic cell) คือ เซลล์ไฟฟ้าเคมีที่เปลี่ยนพลังงานไฟฟ้าเป็นพลังงานเคมี เกิดจากการผ่านกระแสไฟฟ้าลงไปในสารเคมีที่อยู่ในเซลล์ แล้วทำให้เกิดปฏิกิริยาเคมี เช่น การแยกน้ำด้วย กระแสไฟฟ้า การชุบโลหะด้วยไฟฟ้า ส่วนประกอบของเซลล์ไฟฟ้าเคมี 1. ขั้วไฟฟ้า ซึ่งมี 2 ชนิด คือ ก. ขั้วว่องไว (Active electrode) ได้แก่ ขั้วโลหะทั่วไป เช่น Zn , Cu , Pb ขั้ว พวกนี้บางโอกาสจะเข้าไปมีส่วนร่วมในการเกิดปฏิกิริยาด้วย ข. ขั้วเฉื่อย (Inert electrode) คือ ขั้วที่ไม่มีส่วนร่วมใด ๆ ในการเกิดปฏิกิริยาเคมี เช่น Pt , C (แกร์ไฟต์) สำหรับในเซลล์ไฟฟ้าหนึ่ง ๆ จะต้องประกอบไปด้วยขั้วไฟฟ้า 2 ขั้วเสมอคือ ขั้วแอโนด (Anode) คือ ขั้วที่เกิดปฏิกิริยาออกซิเดชัน ขั้วแคโทด (Cathode) คือ ขั้วที่เกิดปฏิกิริยารีดักชัน 2. อิเล็กโทรไลต์ (Electrolyte) อิเล็กโทรไลต์ คือ สารที่สถานะเป็นของเหลวนำไฟฟ้าได้เพราะมีไอออนบวกและลบ เคลื่อนที่ไปมา อิเล็กโทรไลต์มี 2 ชนิดคือ ก. สารประกอบไอออนิกหลอมเหลว เช่น NaCl (s) Na+ (l) + Cl- (l) ข. สารละลายอิเล็กโทรไลต์ เช่น สารละลายกรด เบส และเกลือ สารละลายกรด HCl (g) H + (aq) + Cl- (aq) สารละลายเบส NaOH (s) Na+ (aq) + OH- (aq) สารละลายเกลือ NaCl (s) Na+ (aq) + Cl- (aq) ศักย์ไฟฟ้าของเซลล์

เมื่อนำครึ่งเซลล์ 2 ครึ่งเซลล์มาต่อเป็นเซลล์กัลวานิก ค่าความต่างศักย์ระหว่างขั้วไฟฟ้าทั้งสองของ เซลล์สามารถวัดได้โดยใช้โวลต์มิเตอร์ ค่าความต่างศักย์ที่วัดได้นี้อาจเรียกอีกชื่อหนึ่งว่า ศักย์ไฟฟ้าของเซลล์ ซึ่งมีหน่วยเป็นโวลต์เมื่อนำครึ่งเซลล์ใด ๆ ที่อยู่ในภาวะมาตรฐานต่อกับครึ่งเซลล์ไฮโดรเจนมาตรฐาน แล้ววัด ค่าความต่างศักย์โดยใช้โวลต์มิเตอร์ ค่าความต่างศักย์ที่วัดได้ก็คือ ค่าศักย์ไฟฟ้ามาตรฐานของครึ่งเซลล์ สัญลักษณ์E 0 นั่นเอง สมการ E 0 เซลล์ = E0 แคโทด - E 0 แอโนด ค่าศักย์ไฟฟ้ามาตรฐานของครึ่งเซลล์ใช้เปรียบเทียบความสามารถในการเป็นตัวออกซิไดส์หรือตัว รีดิวซ์ สารที่มีค่า E O สูงจะเป็นตัวออกซิไดส์ (รับอิเล็กตรอน) ที่ดีกว่าสารที่มีค่า E O ต่ำกว่า Ag+(aq) + e– Ag(s) E O = +0.80 V Cu2+(aq) + 2e– Cu(s) E O = +0.34 V 2H+(aq) + 2e– H2(g) E O = +0.00 V Pb2+(aq) + 2e– Pb(s) E O = –0.13 V Zn2+(aq) + 2e– Zn(s) E O = –0.76 V ตัวอย่างที่10 ถ้านำครึ่งเซลล์ Al(s)|Al3+(aq, 1 mol/dm3 ) กับครึ่งเซลล์ Cu(s)|Cu2+(aq, 1 mol/ dm3 ) ที่อุณหภูมิ 25OC มาต่อกันเป็นเซลล์กัลวานิก ศักย์ไฟฟ้ามาตรฐานของเซลล์มีค่าเท่าใด วิธีทำ จากตารางศักย์ไฟฟ้ารีดักชันมาตรฐานของครึ่งเซลล์เป็นดังนี้ Al3+(aq) + 3e– Al(s) E O = –1.86 V Cu2+(aq) + 2e– Cu(s) E O = +0.34 V ครึ่งเซลล์ Cu(s)|Cu2+(aq, 1 mol/ dm3 ) มีค่า E O สูงกว่า รับอิเล็กตรอนได้ดีกว่า จึงเป็นแคโทด ส่วนครึ่งเซลล์ Al(s)|Al3+(aq, 1 mol/ dm3 ) เป็นแอโนด สมการ E 0 เซลล์ = E0 แคโทด - E 0 แอโนด สมการ E 0 เซลล์ = (+0.34) – (–1.86) สมการ E 0 เซลล์ = +2.02 V ดังนั้น ศักย์ไฟฟ้าของเซลล์ +2.02 V ตอบ 1. เซลล์กัลวานิก (Galvanic cell) เซลล์โวลทาอิก (Voltaic cell) เป็นเซลล์ไฟฟ้าที่ทำหน้าที่เปลี่ยน พลังงานเคมีไปเป็นพลังงานไฟฟ้า เป็นเซลล์ที่ผลิตไฟฟ้าด้วยปฏิกิริยารีดอกซ์ที่เกิดขึ้นเอง ประกอบด้วยครึ่ง เซลล์ 2 ครึ่งเซลล์มาต่อเข้าด้วยกัน และเชื่อมวงจรภายในให้ครบวงจรโดยใช้สะพานไอออนระหว่าง สารละลายในแต่ละครึ่งเซลล์ถ้าต่อเข้ากับโวลต์มิเตอร์เป็นการบอกทิศทางการไหลของอิเล็กตรอน

รูปแสดง Galvanic cell แสดงอิเล็กตรอนไหลในเซลล์จากขั้วแอโนด (-) ไปยังขั้วแคโทด (+) อิเล็กตรอนเกิดจากปฏิกิริยาออกซิเดชัน ที่ขั้วแคโทด และอิเล็กตรอนไหลเข้าหาขั้วแคโทดเกิดปฏิกิริยารีดักชัน ปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นเป็นดังนี้ ขั้วแอโนด Zn(s) Zn2+ (aq) + 2eขั้วแคโทด Cu2+(aq) + 2e- Cu(s) ปฏิกิริยารีดอกซ์ Zn(s) + Cu2+ Zn2+(aq) + Cu(s) ครึ่งเซลล์ (Half cell) คือ ระบบที่มีสารจุ่มอยู่ในไอออนของสารนั้น ถ้าสารที่จุ่มเป็นโลหะก็ใช้ โลหะนั้นเป็นขั้ว เช่น Zn จุ่มใน Zn2+ Zn ทำหน้าที่เป็นขั้วไฟฟ้า รูปแสดงครึ่งเซลล์สังกะสี และครึ่งเซลล์ทองแดง แต่ถ้าสารที่จุ่มเป็นก๊าซหรือไอออนของสารในรูปสารละลาย จะต้องใช้ขั้วเฉื่อย เช่น Pt หรือ ขั้ว C (แกร์ไฟต์) เป็นขั้วแทน

สะพานไอออน (Salt bridge) คือ ตัวเชื่อมต่อวงจรภายในของแต่ละครึ่งเซลล์เข้าด้วยกันให้ครบวงจร ไอออนในแต่ละครึ่งเซลล์สามารถไหลผ่านสะพานไอออนนี้ได้ สะพานไอออนเป็นตัวกันไม่ให้สารละลายใน ครึ่งเซลล์ทั้งสองผสมกัน ครึ่งเซลล์สังกะสี เกิดปฏิกิริยาออกซิเดชัน Zn (s) Zn2+ (aq) + 2e- ; Zn2+ เพิ่มขึ้นทำให้เกิด การสะสมประจุบวกของ Zn2+ ครึ่งเซลล์ทองแดง เกิดปฏิกิริยารีดักชัน Cu2+ (aq) + 2e- Cu (s) ; Cu2+ ลดลง แต่ SO4 2- เท่าเดิมเป็นผลให้ SO4 2- มากกว่าเกิดการสะสมประจุลบของ SO4 2- เซลล์แกลวานิก แบ่งออกเป็น 2 ประเภท คือ เซลล์ปฐมภูมิ(primary galvanic cell) และเซลล์ ทุติยภูมิ(secondary galvanic cell) 1) เซลล์ปฐมภูมิคือ เซลล์ที่ใช้ผลิตกระแสไฟฟ้าจากปฏิกิริยาเคมีแล้วไม่สามารถทา ให้กลับไปสู่ สภาพเดิมได้อีก หรือไม่สามารถอัดไฟใหม่ได้เมื่อใช้ไฟไปนานๆ ความต่างศักย์ระหว่างขั้วลดลงจนในที่สุดจะ เสื่อมสภาพกระแสไฟฟ้าจะหยุดไหล เซลล์ประเภทนี้ได้แก่ เซลล์ไฟฉาย เซลล์แอลคาไลน์เซลล์ปรอท และ เซลล์เงิน เป็นต้นตัวอย่างการเกิดเซลล์ปฐมภูมิของถ่านไฟฉายดังแสดงในภาพ 1. Brass cap 2.Plastic seal 3.Expansion space 4.Porous cardboard 5. Zinc can 6.Carbon rod 7.Chemical mixture เป็นเซลล์ของถ่านไฟฉายหรือเรียกอีกอย่างว่าเซลล์แห้ง (dry cell) ประกอบด้วยสังกะสีเป็น ขั้วแอโนดหรือขั้วลบ และมีแท่งคาร์บอนอยู่ตรงกลางเป็นขั้วแคโทดหรือขั้วบวก มีสารละลาย อิเล็กโทรไลต์ อยู่ในเซลล์คือ แอมโมเนียมคลอไรด์ (NH4Cl) ซิงค์คลอไรด์ (ZnCl2 ) ผงแมงกานีสออกไซด์ (MnO3 ) ผง คาร์บอน น้าและกาว ซึ่งปฏิกิริยาที่เกิด เป็นดังนี้

ที่ขั้วแอโนด (เกิดปฏิกิริยาออกซิเดชัน) Zn Zn2+ + 2eที่ขั้วแคโทด (เกิดปฏิกิริยารีดักชัน) 2MnO2 + 2NH4 + 2 e- Mn2O3 + H2O + 2NH3 รวมปฏิกิริยารีดอกซ์ได้เป็น Zn + 2MnO2 + 2NH4+ Zn2+ + Mn2O3 + H2O + 2NH3 Zn2+ รวมกับ NH2 เกิดสารประกอบเชิงซ้อน [Zn(NH3)4]2+ และ [Zn(NH3)2(H2O)]2+] เพื่อ รักษาความเข้มข้นของ Zn2+ และ NH3 เซลล์ชนิดนี้มีแรงเคลื่อนไฟฟ้าประมาณ 1.5 โวลต์เมื่อใช้ถ่านไฟฉาย ไปนานๆ ความต่างศักย์ระหว่างขั้วจะลดลงหรือเรียกว่าถ่านหมด ถ่านไฟฉายที่เสื่อมสภาพจะมีลักษณะบวม และมีของเหลวไหลออกมาเนื่องจากในปฏิกิริยาในการจ่ายไฟมีน้ำ ออกมาด้วย สำหรับถ่านชนิดอื่น จะมี หลักการคล้ายกับถ่านไฟฉายจะต่างกันที่ขั้วแอโนด และสารละลายอิเล็กโทร-ไลต์ตัวอย่าง เช่น ถ่านแอล คาไลน์จะใช้แกรไฟต์เป็นขั้วแอโนด และใช้สารละลายอิเล็กโทรไลต์เป็นสารละลายเบสเมื่อจ่ายกระแสไฟฟ้า ไปที่ขั้วแคโทดจะเกิดไฮดรอกไซด์ไออน (OH-) ที่สามารถนา กลับมาใช้ที่ขั้วแอโนดได้อีก ทำให้มีอายุการใช้ งานนานกว่าถ่านไฟฉาย เป็นตน 1.1) เซลล์แห้ง (Dry Cell) เซลล์ไฟฟ้าชนิดนี้ถูกเรียกว่า เซลล์แห้ง เพราะไม่ได้ใช้ของเหลว เป็นอิเล็กโทรไลต์เป็นเซลล์ที่ใช้ในไฟฉาย หรือใช้ในประโยชน์อื่น ๆ เช่น ในวิทยุ เครื่องคิดเลข ฯลฯ ซึ่งมี ลักษณะตามรูปที่ รูปแสดงเซลล์แห้ง (Dry Cell) 1.2 เซลล์แอลคาไลน์(Alkaline Cell) เซลล์แอลคาไลน์มีส่วนประกอบของเซลล์เหมือนกับเซลล์แห้ง แต่มีสิ่งที่แตกต่างกันคือเซลล์แอลคาไลน์ใช้เบสซึ่งได้แก่ โพแตสเซียมไฮดรอกไซด์(KOH) เป็นอิเล็กโทรไลต์ แทนแอมโมเนียมคลอไรด์(NH4Cl) และเนื่องจากใช้สารละลายเบสนี่เองเซลล์ชนิดนี้จึงถูกเรียกว่า เซลล์แอล คาไลน์

รูปแสดงเซลล์แอลคาไลน์(Alkaline Cell) 1.3 เซลล์ปรอท (Mercury Cell) มีหลักการเช่นเดียวกับเซลล์แอลคาไลน์แต่ใช้เมอร์คิวรี(II) ออกไซด์(HgO) แทนแมงกานีส (IV) ออกไซด์(MnO2 ) เป็นเซลล์ที่มีขนาดเล็กใช้กันมากในเครื่องฟังเสียง สำหรับคนหูพิการ หรือใช้ในอุปกรณ์อื่น เช่น นาฬิกาข้อมือ เครื่องคิดเลข เซลล์นี้จะให้ศักย์ไฟฟ้าประมาณ 1.3 โวลต์ให้กระแสไฟฟ้าต่ำ แต่สามารถให้ค่าศักย์ไฟฟ้าคงที่ตลอดอายุการใช้งาน รูปแสดงเซลล์ปรอท (Mercury Cell) 1.4 เซลล์เงิน (Silver cell) เซลล์เงินมีส่วนประกอบคล้ายกับเซลล์ปรอท คือ มี สังกะสีเป็นขั้วแอโนด มีเหล็กที่สัมผัสกับซิลเวอร์ออกไซด์เป็นขั้วแคโทด ใช้อิเล็กโทรไลต์ชนิดเดียวกันกับเซลล์

เงิน เซลล์เงินมีศักย์ไฟฟ้าประมาณ 5 V มีขนาดเล็ก มีอายุการใช้งานได้นาน แต่ราคาแพง ใช้กับกล้องถ่ายรูป เครื่องตรวจการเต้นของหัวใจ เครื่องช่วยฟัง รูปแสดงเซลล์เงิน (Silver cell) 2) เซลล์ทุติยภูมิคือ เซลล์ที่ใช้ผลิตกระแสไฟฟ้าจากปฏิกิริยาเคมีแล้วสามารถทำกลับให้อยู่ในสภาพ เดิมได้อีกโดยให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่านในทิศทางตรงกันข้ามกับการจ่ายไฟ (discharge) หรือเรียกว่าการอัดไฟ ใหม่วิธีการนี้เป็นการให้ประจุใหม่แก่เซลล์เซลล์ชนิดนี้ได้แก่ แบตเตอรี่ตะกั่ว-กรด แบตเตอรี่แบบนิกเกิลแคดเมียมเป็นต้นตัวอย่างการเกิดเซลล์ทุติยภูมิของแบตเตอรี่ตะกั่ว -กรด ดังแสดงในภาพ รูปแสดงเซลล์สะสมไฟฟ้าแบบตะกั่ว จากภาพที่ 3.37 เป็นเซลล์สะสมไฟฟ้าแบบตะกั่วหรือแบตเตอรี่ตะกั่ว -กรด หรือที่เรียกกันโดยทั่วไป ว่าแบตเตอรี่ เป็นเซลล์ที่นิยมใช้กันมากในรถยนต์ เซลล์นี้ประกอบด้วยขั้วตะกั่ว เหมือนกัน 2 ขั้ว จุ่มอยู่ใน สารละลายกรดซัลฟูริก (H2SO4 ) ก่อนนา มาใช้ต้องนา ไปอัดไฟก่อนจึงจะจ่ายไฟได้และเมื่อจ่ายไฟหมดแล้ว

สามารถนา ไปอัดไฟใหม่ได้อีกเซลล์ใหม่ 1 เซลล์มีความต่างศักย์2 โวลต์โดยการอัดไฟครั้งแรกมีลักษณะเป็น เซลล์อิเล็กโทรไลต์เพราะต้องใช้พลังงานจากภายนอกใส่เข้าไปก่อนการอัดไฟครั้ง แรก มีการเปลี่ยนแปลงดังนี้ ที่ขั้วแอโนด 2H2O(l) + O2(g) 4H+(aq) + 4ePb (s) + O2(g) PbO2(s) รวมปฏิกิริยา Pb(s) + 2H2O(l) PbO2(s) + 4H+(aq) + 4e- ที่ขั้วแคโทด 2H+(aq) + 2 e- H2(g) ดังนั้นในการประจุไฟครั้งแรกขั้วตะกั่ว A ทำปฏิกิริยากับออกซิเจน (O2 ) แล้วขั้วตะกั่ว กลายเป็น ตะกั่วออกไซด์(PbO2 ) ขณะที่ขั้วตะกั่ว B เกิดก๊าซ H2 ส่วนขั้วไม่เปลี่ยนแปลง การจ่ายไฟ มีลักษณะเป็นเซลล์แกลวานิก เมื่อนาเซลล์สะสมไฟฟ้าแบบตะกั่วไปต่อวงจรเพื่อใช้งาน พบว่าเข็มของโวลต์มิเตอร์เบนจากขั้ว B เข้าหาขั้ว A ซึ่งเปลี่ยนเป็นตะกั่วออกไซด์(PbO2 ) ขณะจ่ายไฟที่ขั้ว A และ B จะมีสารสีขาวซึ่งไม่ละลายน้ำคือตะกั่วซัลเฟต (PbSO4 ) เกิดขึ้นอย่างต่อเนื่อง ทำให้เกิดความเข้มข้น ของกรดซัลฟุริก (H2SO4 ) ลดลง ในที่สุดเมื่อขั้วไฟฟ้าทั้งสองกลายเป็น PbSO4 เหมือนกัน ศักย์ไฟฟ้าทั้งสองขั้ว จึงเท่ากันและไม่สามารถจ่ายไฟได้อีก การประจุไฟครั้งที่ 2 เมื่อจ่ายไฟหมดจะนาเซลล์สะสมไฟฟ้าแบบตะกั่วไปประจุไฟอีกครั้ง โดยต่อขั้ว ลบของเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรงเข้ากับขั้ว B และต่อขั้ว บวกเข้ากับขั้ว A จะเกิดปฏิกิริยาในทิศทาง ตรงกันข้ามกับการจ่ายไฟ เมื่อทำการประจุไฟที่ขั้ว A จะกลายเป็น PbO2 ส่วนขั้ว B กลายเป็น Pb และมีกรด H2SO4 เกิดขึ้นใหม่ ทำให้เซลล์สะสมไฟฟ้าแบบตะกั่ว มีลักษณะเหมือนก่อนหมดไฟ จึงจ่ายไฟได้อีกครั้ง ถึงแม้ว่าเซลล์สะสมไฟฟ้าแบบตะกั่ว จะมีการอัดไฟใหม่ได้แต่การอัดไฟบ่อยๆ ทำให้สภาพของขั้ว กร่อนลง เรื่อยๆ จึงเกิดการเสื่อมสภาพของขั้วทำให้แบตเตอรี่เสื่อมสภาพ ไม่สามารถนำมาใช้งานได้อีก แบตเตอรี่สะสมไฟฟ้าแบบตะกั่ว (Lead Storage Battery) แบตเตอรี่คือเซลล์ไฟฟ้าหลาย ๆ เซลล์ ต่อกันเป็นอนุกรม แบตเตอรี่สะสมไฟฟ้าแบบตะกั่ว เป็นแบตเตอรี่ที่ใช้ในรถยนต์โดยประกอบด้วยเซลล์ไฟฟ้า 6 เซลล์แต่ละเซลล์จะมีศักย์ไฟฟ้า 2 โวลต์ดังนั้น แบตเตอรี่ในรถยนต์มีศักย์ไฟฟ้า 12 โวลต์

รูปแสดงแบตเตอรี่สะสมไฟฟ้าแบบตะกั่ว 6 เซลล์ 12 V 2. เซลล์อิเล็กโตรไลต์ (Electrolytic cell) เซลล์ไฟฟ้าเคมีที่มีการเปลี่ยนแปลงพลังงานไฟฟ้าเป็น พลังงานเคมีโดยการจ่ายกระแสไฟฟ้าตรงเข้า ไปแล้วเกิดปฏิกิริยาเคมีเรียกกระบวนการที่ใช้กระแสไฟฟ้านี้ ว่า กระบวนการอิเล็กโทรไลซิส(electrolysis process) ดังนั้นการเกิดเซลล์อิเล็กโทรไลต์ต้องประกอบด้วย ส่วนสำคัญ คือ แหล่งกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรง สารละลายอิเล็กโทรไลต์ซึ่งเป็นสารที่มีสถานะเป็นของเหลว ประกอบด้วยไอออนที่เคลื่อนที่ และนำไฟฟ้าได้และขั้วไฟฟ้าซึ่งประกอบด้วยขั้วแอโนดในที่นี้จะเป็นขั้วบวกที่ ต่อเข้ากับขั้ว บวกของแหล่งกำเนิดไฟฟ้า จะเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชัน และขั้วแคโทดในที่นี้เป็นขั้ว ลบที่ต่อเข้า กับขั้วลบของแหล่งกำเนิดไฟฟ้า จะเกิดปฏิกิริยารีดักชันกล่าวคือ ไอออนบวกในสารละลายจะมารับ อิเล็กตรอนที่ขั้วนี้ลักษณะการเกิดเซลล์อิเล็กโทรไลต์ รูปแสดงเซลล์อิเล็กโทรไลต์

ประโยชน์ของกระบวนการอิเล็กโทรไลซิส เช่น การแยกสารเคมีด้วยกระแสไฟฟ้า การชุบโลหะ และการทาให้โลหะให้บริสุทธิ์ดังนี้ 1) การแยกสารประกอบไอออนิกหลอมเหลวด้วยไฟฟ้า ได้แก่ สารประกอบไอออนิก เช่น เกลือ โซเดียมคลอไรด์ (NaCl) เมื่อทา ให้หลอมเหลว จะเกิดเป็นไอออนบวก และไอออนลบขึ้น เมื่อผ่าน กระแสไฟฟ้าลงไปในสารประกอบไอออนิกที่หลอมเหลวนี้จะทา ให้ไอออนบวกเคลื่อนที่เข้าหาขั้ว ลบ เพื่อ เข้าไปรับอิเล็กตรอนหรือเกิดปฏิกิริยารีดักชัน ส่วนไอออนลบจะเคลื่อนที่เข้าหาขั้วบวก เพื่อจ่ายอิเล็กตรอน หรือเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันดังแสดงในภาพ.................. รูปแสดงการแยกสารประกอบไอออนิกหลอมเหลวด้วยไฟฟ้า ปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นเป็นดังนี้ ขั้วไฟฟ้าบวก (แอโนด) 2Cl- (l) Cl2(g) + 2e- E0 = -1.36 V ขั้วไฟฟ้าลบ (แคโทด) 2Na+ (l) + 2e- 2Na (s) E0 = -2.71 V ปฏิกิริยารีดอกซ์2Na+ + 2Cl- (l) 2Na (s) + Cl2 (g) E0 = -4.07 V ดังนั้นผลิตภัณฑ์ที่เกิดขึ้นคือที่ ขั้วแอโนดคือ แก๊สคลอรีน (Cl2) และที่ขั้วแคโทดเกิด โลหะโซเดียม (Na) 2) การชุบโลหะด้วยกระแสไฟฟ้า เป็นการทา ให้โลหะชนิดหนึ่งเคลือบอยู่บนผิวของโลหะอีกชนิด หนึ่งมีหลักการดังนี้ (1) นำวัตถุที่ต้องการชุบไปต่อที่ขั้วลบของแบตเตอรี่ (ขั้วแคโทด) เมื่อปฏิกิริยาเกิดขึ้นขั้วนี้จะหนา เพิ่มขึ้น (2) นำโลหะบริสุทธิ์ที่ใช้ชุบต่อเข้ากับขั้วบวกของแบตเตอรี่ (ขั้วแอโนด) เมื่อปฏิกิริยาเกิดขึ้นขั้วนี้ จะกร่อนลง (3) สารละลายอิเล็กโทรไลต์ที่ใช้ต้องมีไอออนของโลหะชนิดเดียวกับโลหะที่เป็นขั้ว แอโนดและ ต้องมีความเข้มข้นที่เหมาะสม (4) ใช้ไฟฟ้ากระแสตรงเท่านั้นเพื่อให้ขั้วไฟฟ้าคงเดิมตลอดเวลาที่ชุบโลหะทั้งขั้วบวกและขั้วลบ

และปรับค่าความต่างศักย์ให้มีความเหมาะสมตามชนิดและขนาดของชิ้นโลหะที่ต้องการชุบตัวอย่างการชุบ ช้อนโลหะด้วยเงิน ใช้เงินเป็นขั้วแอโนด และช้อนโลหะเป็นขั้วแคโทด และสารละลายอิเล็กโทรไลต์ที่ใช้คือ สารละลายซิลเวอร์ไนเตรต รูปแสดงการชุบช้อนโลหะด้วยเงิน 3) การทำโลหะให้บริสุทธิ์เป็นการใช้กระบวนการอิเล็กโทรไลซิสในการทำให้โลหะผสมกลายเป็น โลหะบริสุทธิ์ตัวอย่าง เช่น โลหะทองแดง โดยปกติโลหะทองแดงที่ได้จากการถลุงจะมีโลหะอื่นเจือปนอยู่ เช่น เหล็กเงิน สังกะสีทองคา และแพลตินัม การทำให้ทองแดงบริสุทธิ์ได้โดยใช้เซลล์อิเล็กโทรไลซิสทำได้ โดยปรับศักย์ไฟฟ้าให้เหมาะสม คือ ปรับให้เฉพาะทองแดง และโลหะอื่นๆ ที่ให้อิเล็กตรอนได้ง่ายกว่าทองแดง เช่น เหล็ก สังกะสีละลายลงสู่สารละลายในรูปของไอออน (เกิดปฏิกิริยาออกซิเดชัน) ส่วนโลหะอื่น ซึ่งให้ อิเล็กตรอนได้ยากกว่าทองแดง เช่น เงิน ทองคา แพลตินัม จะรวมตัวกันตกลงที่ก้นภาชนะ ซึ่งอาจแยก ออกมาภายหลังหรือทา ให้บริสุทธิ์ต่อไปไอออนที่เกิดขึ้นคือ Cu2+ จะเคลื่อนที่ไปยังขั้วแคโทดแล้วถูกรีดิวซ์ (รับอิเล็กตรอน) กลายเป็นทองแดง (Cu) เคลือบอยู่ที่ขั้วแคโทด ส่วนไอออนของโลหะอื่นๆ ซึ่งเป็นสิ่งเจือปน ละลายอยู่ในสารละลายจะไม่ถูกรีดิวซ์ (เพราะมีค่าศักย์ไฟฟ้าต่ำกว่าของ Cu2+) การทำทองแดงให้บริสุทธิ์ โดยวิธีนี้จะได้ทองแดงบริสุทธิ์ถึง 99.95% รูปแสดงการทำทองแดงบริสุทธ์

1.5 เซลล์เชื้อเพลิง (Fuel cell) เป็นเซลล์ไฟฟ้าเคมีอย่างหนึ่งคล้ายกับแบตเตอรี่ แต่แตกต่างกันที่ เซลล์เชื้อเพลิงนั้นออกแบบมาให้มีการเติมสารตั้งต้นเข้าสู่ระบบตลอดเวลา นั่นคือการเติมไฮโดรเจนและ ออกซิเจนตลอดเวลาซึ่งช่วยขจัดปัญหาความจุที่จำกัดของแบตเตอรี่ออกไป นอกจากนี้ที่ขั้วไฟฟ้าของ แบตเตอรี่จะเข้าทำปฏิกิริยาเมื่อมันถูกอัดประจุหรือคายประจุ ในขณะที่ขั้วไฟฟ้าของเซลล์เชื้อเพลิงเป็นตัวเร่ง ปฏิกิริยาและค่อนข้างเสถียร สารตั้งต้นที่ใช้โดยทั่วไปในเซลล์เชื้อเพลิงได้แก่ ก๊าซไฮโดรเจนที่ด้านแอโนด และก๊าซออกซิเจนที่ด้าน แคโทด (เซลล์ไฮโดรเจน) โดยปกติแล้วเมื่อมีสารตั้งต้นไหลเข้าสู่ระบบ สารผลิตภัณฑ์ที่เกิดขึ้นก็จะไหลออกจะ ระบบไปด้วย ดังนั้นการทำงานของเซลล์เชื้อเพลิงจึงดำเนินต่อไปได้เรื่อยๆ ตราบเท่าที่เราสามารถควบคุมการ ไหลได้ รูปแสดง model เซลล์เชื้อเพลิง (Fuel cell) เซลล์เชื้อเพลิงมักจะถูกมองว่าเป็นตัวเลือกที่ดีสำหรับการใช้พลังงานที่มีประสิทธิภาพสูงและปราศจาก ม ล พิ ษ เมื่ อ เป รี ย บ เที ย บ กั บ เชื้ อ เพ ลิ ง เช่ น มี เท น แ ล ะก๊ า ซธ ร ร ม ช า ติซึ่ ง ท ำ ให้ เกิ ด คาร์บอนไดออกไซด์ผลิตภัณฑ์อย่างเดียวที่เกิดจากการทำงานของเซลล์เชื้อเพลิงคือน้ำ อย่างไรก็ตามยังมี ความกังวลอยู่ในขั้นตอนการผลิตก๊าซไฮโดรเจนซึ่งใช้พลังงานมาก การผลิตไฮโดรเจนจำเป็นต้องใช้วัตถุดิบที่มี ไฮโดรเจน เช่น น้ำ หรือ เชื้อเพลิงอื่นๆ นอกจากนั้นยังต้องใช้ไฟฟ้าซึ่งก็ก็ผลิตมาจากแหล่งพลังงานแบบ ดั้งเดิม ได้แก่ น้ำมัน ถ่านหิน หรือแม้แต่พลังงานนิวเคลียร์ ในขณะที่พลังงานทางเลือกเช่น ลมและพลังงาน แสงอาทิตย์ ก็อาจสามารถใช้ได้ แต่ราคาก็ยังสูงมากในปัจจุบัน ดังนั้นเราจึงยังไม่อาจกล่าวได้ว่าเทคโนโลยี เซลล์เชื้อเพลิงเป็นอิสระจากเชื้อเพลิงซากดึกดำบรรพ์ จนกว่าเราจะสามารถหาวิธีการผลิตไฮโดรเจนปริมาณ มากด้วยพลังงานทดแทนหรือพลังงานนิวเคลียร์ ประเภทของเซลล์เชื้อเพลิง Fuel Cell มีอยู่ด้วยกันหลายประเภท โดยแบ่งตามประเภทของสารพา ประจุ (Electrolyte) โดยจะกล่าวถึงการทำงานโดยละเอียดของเซลล์ประเภท Proton exchange membrane เซลล์เชื้อเพลิงจะแบ่งโครงสร้างออกเป็น 4 ส่วนใหญ่ๆ ได้แก่

1. ขั้วแอโนด (Anode) เป็นขั้วลบ มีหน้าที่ส่งอิเลคตรอนออกจากขั้ว โดยอิเลคตรอนได้จากปฏิกิริยา H2 ==> 2H+ + 2e- โดยที่ขั้วจะมีช่องที่ติดกับตัวเร่งปฏิกิริยาซึ่งฉาบอยู่บนผิวหน้าของเยื่อแลกเปลี่ยน โปรตอน โดยปฏิกิริยาจะเกิดเมื่อผ่านก๊าซไฮโดรเจนเข้าไป 2. ขั้วแคโทด (Cathode) เป็นขั้วบวก โดยมีช่องติดกับเยื่อแลกเปลี่ยนโปรตอน ทำหน้าที่รับโปรตอน และก๊าซออกซิเจนซึ่งถูกปล่อยออกมาที่ผิวหน้าของเยื่อซึ่งฉาบตัวเร่งปฏิกิริยาเอาไว้ และทำหน้าที่รับอิเลค ตรอนกลับมาจากวงจรภายนอก เพื่อรวมกันเป็นน้ำ ดังปฏิกิริยา O2 + 4H+ + 4e- 2H2O 3. สารพาประจุ (Electrolyte) เป็นส่วนที่มาความสำคัญ เพราะ เป็นส่วนที่ทำให้เกิดการเคลื่อนที่ของ ไอออนชนิดต่างๆ และเป็นส่วนที่เซลล์เชื้อเพลิงแต่ละประเภทแตกต่างกัน โดยประเภทที่เรากล่าวถึงอยู่นี้ สาร พาประจุ จะเป็นเพียงเยื่อแลกเปลี่ยนโปรตอน (Proton exchange membrane) เท่านั้น ซึ่งมีลักษณะ เหมือนแผ่นพลาสติกในการทำครัว โดยจะให้โปรตอนผ่านใด แต่จะไม่ยอมให้อิเลคตรอนผ่าน 4. ตัวเร่งปฏิกิริยา (Catalyst) เป็นวัสดุพิเศษที่ช่วยให้ปฏิกิริยาในขั้นตอนต่างๆเกิดได้ดี โดยส่วนใหญ่ จะเป็นผงแพลทินัมเคลือบอยู่บนเยื่อแลกเปลี่ยนโปรตอน ซึ่งจะมีลักษณะขรุขระเพื่อเพิ่มพื้นที่ผิวในการสัมผัส กับก๊าซไฮโดรเจน และ ออกซิเจน หลักการทำงานเซลล์เชื้อเพลิง คือ H2 จะถูกปล่อยไปในด้านแอโนดโดยใช้ความดัน เมื่อก๊าซไป สัมผัสกับตัวเร่งปฏิกิริยา ก็จะเกิดการแตกตัวออกเป็น โปรตอนและอิเลคตรอน โดยอิเลคตรอนจะถูกส่งต่อไป ยังวงจรภายนอก ส่วนโปรตอนนั้น จะผ่านช่องของเยื่อแลกเปลี่ยนโปรตอนไปยังขั้วแคโทด ซึ่งจะไปรวมตัว กับอิเลคตรอนที่รับมาจากวงจรภายนอก รวมไปถึงอะตอมของออกซิเจนซึ่งแตกตัวโดยการเร่งของตัวเร่ง ปฏิกิริยา เกิดเป็นโมเลกุลของน้ำขึ้นมา ซึ่งการไหลของอิเลคตรอนนี้ จะนำไปใช้เป็นไฟฟ้ากระแสตรงได้ เพื่อ ประโยชน์ในงานด้านต่างๆ แต่เนื่องจาก H2 เป็นก๊าซที่อันตราย เนื่องจากติดไฟได้ จึงไม่เหมาะสมในการ บรรจุ หรือ เคลื่อนย้ายไปมา และทำให้จึงมีการพัฒนา Fuel Processor ใช้เครื่อง Reformer เปลี่ยน ไฮโดรคาร์บอนชนิดต่างๆ, H2O และ O2 ให้กลายเป็น H2, CO, CO2 ใช้เครื่อง Catalytic Converter เปลี่ยน CO ให้กลายเป็น CO23. จากนั้น ก็นำ H2 มาใช้ได้ตามต้องการ ส่วน CO2 ก็ถูกปล่อยสู่อากาศต่อ ชนิดของเซลล์เชื้อเพลิง มีหลายชนิด แต่ทุกชนิดจะให้กระแสไฟฟ้าออกเป็นไฟฟ้ากระแสตรง (DC) ที่สามารถนำไปขับมอเตอร์ หลอดไฟ หรือเครื่องใช้ไฟฟ้าอื่นๆได้ โดยชนิดของตัว Fuel Cells จะแบ่งโดย สารเคมีที่ใช้เป็นเชื้อเพลิงเป็นหลัก โดยมีชนิดดังต่อไปนี้ 1. เซลล์เชื้อเพลิงแบบเมมเบรนแลกเปลี่ยนโปรตอน (Proton Exchange Membrane Fuel Cell, PEMFC) เซลล์เชื้อเพลิงชนิดนี้ได้รับความนิยมมาก ในการนำมาประยุกต์ใช้งาน เนื่องจากมีอุณหภูมิใน การทำงานที่ไม่สูงมากนัก และราคาที่ไม่แพงเมื่อเทียบกับเซลล์เชื้อเพลิง ชนิดอื่น รวมถึงมีประสิทธิภาพที่สูง (35–60%) เชื้อเพลิงที่ใช้คือ ไฮโดรเจน (บริสุทธิ์ที่ 99.99%) และอากาศ ปัจจุบันนำมาประยุกต์ใช้งานด้าน ต่างๆ กันอย่างแพร่หลาย โดยเฉพาะการนำมาเป็นแหล่งพลังงานขับเคลื่อน สำหรับรถยนต์หรือรถโดยสาร สาธารณะ รวมถึงเป็นแหล่งกำเนิดระแสไฟฟ้าขนาดเล็กเพื่อใช้ภายในที่อยู่อาศัย เป็นต้น เป็นชนิดที่ได้รับ ความนิยมและจะถูกนำไปใช้ในรถยนต์ในอนาคต

2. เซลล์เชื้อเพลิงแบบแอลคาไลน์ (Alkaline Fuel Cell, AFC) เป็นเซลล์เชื้อเพลิงที่มี ประสิทธิภาพสูงที่สุด (50–70%) แต่เนื่องจากระบบไวต่อการปนเปื้อนมาก จึงจำเป็นต้องใช้ไฮโดรเจนและ ออกซิเจน ที่บริสุทธิ์เท่านั้น ทำให้ระบบโดยรวมมีราคาสูงมาก ดังนั้นเซลล์เชื้อเพลิงชนิดนี้จะถูกใช้ในงานด้าน อวกาศ เป็นส่วนใหญ่ เนื่องจากมีประสิทธิภาพ สูงสุด อุณหภูมิขณะที่ทำงานอยู่ต่ำกว่า 80 องศาเซลเซียส นอกจากนี้ของเสียที่ได้จากเซลล์เชื้อเพลิงคือ น้ำบริสุทธิ์ซึ่งนักบินอวกาศสามารถใช้บริโภคได้เป็นชนิดแรกที่ มีการสร้างขึ้นมา เคยถูกใช้ในโครงการอวกาศของสหรัฐในช่วงปี 1960 แต่เนื่องระบบไวต่อการปนเปื้อนมาก จึงต้องใช้ไฮโดรเจนและออกซิเจนบริสุทธิ์เท่านั้น ทำให้ระบบมีราคาสูงมาก ไม่สามารถนำมาขายในท้องตลาด ได้ 3. เซลล์เชื้อเพลิงแบบกรดฟอสฟอริก (Phosphoric Acid Fuel Cell, PAFC) เป็นเซลล์เชื้อเพลิง ชนิดแรกที่สามารถสร้างขึ้นในเชิงพาณิชย์ มีระดับอุณหภูมิในการทำงานประมาณ 210 องศาเซลเซียส สามารถสร้างพลังงานไฟฟ้าได้ถึง 200 กิโลวัตต์ มีประสิทธิภาพประมาณ 35–50% มักนำไปใช้เป็นแหล่ง พลังงานไฟฟ้า ในสถานที่ขนาดเล็กต่างๆ เช่น โรงแรมและสำนักงานต่างๆ เป็นต้นเป็นระบบที่มีแนวโน้มที่จะ ถูกนำไปใช้ในสถานีไฟฟ้าขนาดเล็ก เนื่องจากทำงานที่อุณภูมิสูงกว่าแบบ PEMFC ทำให้ต้องใช้เวลาในการอุ่น ระบบที่นานกว่า ทำให้มันไม่เสถียรในการนำมาใช้ในรถยนต์ 4. เซลล์เชื้อเพลิงแบบออกไซด์ของแข็ง (Solid Oxide Fuel Cell, SOFC) เซลล์เชื้อเพลิงชนิดมี อุณหภูมิในการทำงานที่สูงที่สุดเมื่อเทียบกับเซลล์เชื้อเพลิงประเภทอื่นๆ คือ ประมาณ 800–1000 องศา เซลเซียส เหมาะสำหรับโรงงานไฟฟ้าขนาดใหญ่ มีไอน้ำอุณหภูมิสูง เป็นผลผลิตจากกระบวนการทางเคมี ซึ่ง สามารถนำไปใช้ในการผลิตกระแสไฟฟ้า ในลักษณะความร้อนร่วมได้เช่นเดียวกับเซลล์เชื้อเพลิงแบบเกลือ คาร์บอเนตหลอม ทำให้ประสิทธิภาพของระบบเพิ่มขึ้นสูงถึงประมาณ 80-85 เปอร์เซ็นต์ สำหรับในระบบที่ ต้องการกำลังไฟฟ้าสูงมากๆ นั้นเซลล์เชื้อเพลิงแบบออกไซด์ของแข็ง จะมีราคาถูกกว่าระบบ ที่ใช้เซลล์ เชื้อเพลิงแบบเกลือคาร์บอเนตหลอม เป็นระบบที่เหมาะสมในการนำมาใช้ในสถานีไฟฟ้าขนาดใหญ่เนื่องจาก สามารถผลิตกระแสไฟฟ้าได้มาก แต่เซลล์ไฟฟ้าชนิดนี้ทำงานที่อุณหภูมิที่สูงมาก(ประมาณ 1,832 F, 1,000 C) ทำให้มีปัญหาเรื่องเสถียรภาพ แต่ก็มีข้อดีตรงที่ว่า ไอน้ำอุณหภูมิสูงที่เป็นผลผลิตจากกระบวนการนี้ ส าม ารถ น ำไป ใช้ ปั่ น กั งหั น ก๊ าซ ต่ อ ได้ ท ำให้ ป ระ สิ ท ธิ ภ าพ ข อ งร ะ บ บ เพิ่ ม ขึ้ น อ ย่ างม า ก 5. Molten carbonate fuel cell (MCFC) เซลล์เชื้อเพลิงชนิดนี้เหมาะสม สำหรับโรงไฟฟ้าขนาด ใหญ่สำหรับจำหน่ายไฟฟ้า มีอุณหภูมิการทำงานที่สูงมากประมาณ 650 องสาเซลเซียส สามารถสร้าง พลังงานไฟฟ้าได้สูงถึง 2 เมกะวัตต์ และยังให้ไอน้ำความดันสูงออกมา ซึ่งสามารถนำมาช่วยผลิตกระแสไฟฟ้า ในลักษณะความร้อนร่วมได้ เป็นผลทำให้ประสิทธิภาพของระบบโดยรวมสูงขึ้นถึง 80-85 เปอร์เซ็นต์ และ เนื่องจากทำงานที่อุณหภูมิที่ต่ำกว่าเซลล์เชื้อเพลิงแบบออกไซด์ของแข็ง ทำให้ไม่ต้องใช้วัสดุที่มีคุณสมบัติ พิเศษ จึงทำให้ระบบโดยรวมมีราคาที่ต่ำกว่า เป็นอีกประเภทหนึ่งที่เหมาะสมสำหรับสถานีไฟฟ้าขนาดใหญ่ แต่ชนิดนี้ทำงานที่อุณหภูมิที่ต่ำกว่าคือที่ประมาณ 1,112 F หรือ 600 C และยังสามารถให้ไอน้ำความดันสูง เพื่อมาช่วยผลิตกระแสไฟฟ้าได้อีกด้วย และเนื่องจากทำงานที่อุณหภูมิที่ต่ำกว่า SOFC ทำให้ไม่ต้องใช้วัสดุ พิเศษ จึงทำให้ระบบนี้ใช้งบประมาณที่น้อยกว่า

6. เซลล์เชื้อเพลิงแบบเกลือคาร์บอเนตหลอม (Molten Carbonate Fuel Cell, MCFC) เซลล์ เชื้อเพลิงชนิดนี้เหมาะสม สำหรับโรงไฟฟ้าขนาดใหญ่สำหรับจำหน่ายไฟฟ้า มีอุณหภูมิการทำงานที่สูงมาก ประมาณ 650 องสาเซลเซียส สามารถสร้างพลังงานไฟฟ้าได้สูงถึง 2 เมกะวัตต์ และยังให้ไอน้ำความดันสูง ออกมา ซึ่งสามารถนำมาช่วยผลิตกระแสไฟฟ้าในลักษณะความร้อนร่วมได้ เป็นผลทำให้ประสิทธิภาพของ ระบบโดยรวมสูงขึ้นถึง 80-85 เปอร์เซ็นต์ และเนื่องจากทำงานที่อุณหภูมิที่ต่ำกว่าเซลล์เชื้อเพลิงแบบ ออกไซด์ของแข็ง ทำให้ไม่ต้องใช้วัสดุที่มีคุณสมบัติพิเศษ จึงทำให้ระบบโดยรวมมีราคาที่ต่ำกว่า 7. เซลล์เชื้อเพลิงแบบป้อนสารเมทานอลโดยตรง (Direct Methanol Fuel Cell, DMFC) เป็น เซลล์เชื้อเพลิงที่ถูกพัฒนาจากเมมเบรนแลกเปลี่ยนโปรตอน แตกต่างจากเซลล์เชื้อเพลิงประเภทอื่นๆคือ ใช้เม ทานอลเป็นเชื้อเพลิง ซึ่งถือว่าเป็นข้อดี ในเรื่องของการจัดการเชื้อเพลิงที่สะดวกกว่า หากแต่ให้แรงดันไฟฟ้าที่ ค่อนข้างต่ำ ทำให้จำเป็นต้องใช้เซลล์เป็นจำนวนมากมาต่ออนุกรมกันเพื่อให้ได้แรงดันสูงพอ เป็นผลให้เซลล์ เชื้อเพลิงชนิดนี้มีประสิทธิภาพต่ำที่สุด (ประมาณ 35–40%) เมื่อเทียบกับเซลล์เชื้อเพลิงประเภทอื่นๆ อย่างไรก็ตาม เซลล์เชื้อเพลิงชนิดนี้มีอุณหภูมิในการทำงานค่อนข้างต่ำ และใช้เมทานอลเป็นเชื้อเพลิง ทำให้ เหมาะที่จะใช้เป็นแหล่งพลังงานไฟฟ้าให้กับอุปกรณ์อิเล็คทรอนิกส์ขนาดเล็ก เช่น โทรศัพท์มือถือ เครื่อง คอมพิวเตอร์แบบพกพา เป็นต้น 4. กิจกรรมการเรียนการสอน 4.1 ขั้นนำ 1.ให้นักเรียนทำแบบประเมินผลตนเองก่อนเรียน แล้วแบ่งนักเรียนออกเป็น 3 กลุ่ม คือ กลุ่มที่ ได้คะแนนสูง ปานกลาง และต่ำ หลังจากนั้นแบ่งนักเรียนเป็นกลุ่ม ๆ ละ 4 คน โดยมีนักเรียนที่มี ความสามารถครบทั้ง 3 กลุ่ม 2. ให้นักเรียนทำแบบทดสอบก่อนเรียนเรื่อง ปฏิกิริยาเคมี และเคมีไฟฟ้า 4.2 ขั้นสอน 1. สนทนาทบทวนเกี่ยวกับปฏิกิริยาเคมี และเคมีไฟฟ้า 2. ตั้งคำถามว่า นักเรียนคิดว่าการเกิดปฏิกิริยาเคมีเกิดขึ้นได้อย่างไร และเคมีไฟฟ้ามีลักษณะเป็น อย่างไร 3. ให้นักเรียนแต่ละกลุ่มร่วมกันสืบค้นเกี่ยวกับอธิบายหลักการการเกิดปฏิกิริยาเคมีเขียนสมการเคมี ดุลสมการเคมีและปฏิกิริยาเคมีในชีวิตประจำวัน อธิบายหลักการทำงานพร้อมทั้งเขียนสมการแสดงปฏิกิริยา

เกี่ยวกับปฏิกิริยา รีดอกซ์ การดุลสมการรีดอกซ์ การเกิดปฏิกิริยารีดอกซ์ เซลล์ไฟฟ้าเคมีและความก้าวหน้า ทางเทคโนโลยีที่เกี่ยวข้องกับเซลล์ไฟฟ้าเคมีโดยการรวบรวมข้อมูลจากหนังสือเรียน หรือจากอินเทอร์เน็ต การศึกษาค้นคว้าให้ได้มากที่สุด และต้องมีการแบ่งหน้าที่กันทำงาน โดยไม่ให้ซ้ำกับหน้าที่ เดิมที่เคยปฏิบัติ มาแล้ว ครูซ้ำเกี่ยวกับการประเมินนักเรียนในระหว่างการเรียนและการทำงาน 4. นำข้อมูลที่ได้มาร่วมกันวิเคราะห์ แปลความหมาย จัดกระทำ ลงข้อสรุปแล้วอธิบายซักถาม กันภายในกลุ่มจนเข้าใจตรงกัน 5. สุ่มตัวแทนนักเรียนจากกลุ่มต่างๆ นำเสนอข้อสรุปที่ได้เกี่ยวกับอธิบายหลักการการ เกิดปฏิกิริยาเคมีเขียนสมการเคมีดุลสมการเคมีและปฏิกิริยาเคมีในชีวิตประจำวัน อธิบายหลักการทำงาน พร้อมทั้งเขียนสมการแสดงปฏิกิริยาเกี่ยวกับปฏิกิริยา รีดอกซ์ การดุลสมการรีดอกซ์ การเกิดปฏิกิริยารีดอกซ์ เซลล์ไฟฟ้าเคมีและความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีที่เกี่ยวข้องกับเซลล์ไฟฟ้าเคมีจากนั้นร่วมกันอภิปราย ซักถามเพื่อให้ได้ข้อสรุปที่สมบูรณ์ที่สุด 6. ครูให้ความรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับปฏิกิริยาเคมี และเคมีไฟฟ้าต โดยใช้สื่อ power point และสื่อ animation 4.3 ขั้นสรุป 7. เปิดโอกาสให้นักเรียนซักถามข้อสงสัย ที่นักเรียนยังไม่เข้าใจเกี่ยวกับเรื่องที่เรียน 8. สุ่มนักเรียนอภิปรายสรุปเกี่ยวกับความรู้ที่ได้รับในการศึกษาในครั้งนี้ 9. ให้นักเรียนทำแบบทดสอบหลังเรียน เรื่องปฏิกิริยาเคมี และเคมีไฟฟ้า 9. นักเรียนบันทึกผลการเรียนรู้ในสมุดบันทึกผลการเรียนรู้รายชั่วโมง 10. ติชม/เสนอแนะเกี่ยวกับข้อค้นพบต่างๆ จากทำงานของนักเรียน 5. สื่อและแหล่งการเรียนรู้ 5.1 หนังสือเรียน รายวิชาวิทยาศาสตร์เพื่องานไฟฟ้าและการสื่อสาร รหัสวิชา 3000 – 1301 5.2 แบบฝึกหัดเสริมทักษะประจำหน่วย 5.3 แบบทดสอบก่อนเรียน 5.4 แบบทดสอบหลังเรียน 6. การวัดและการประเมินผล 6.1 ทำแบบประเมินผลการเรียน เกณฑ์ผ่าน 60% 6.2 ร่วมทำกิจกรรมกลุ่ม ประเมินโดยใช้แบบประเมิน เกณฑ์ผ่าน 80% 7. การบูรณาการเชื่อมโยง

สาระการเรียนรู้ การบูรณาการ กิจกรรม ปฏิกิริยาเคมี และเคมีไฟฟ้า - ภาษาไทย - คอมพิวเตอร์ - สังคม - นำเสนอผลงานกลุ่ม - หาข้อมูลทาง Internet - การทำงานกลุ่ม