คำอธิบายรายวิชา ว40224

คำอธิบายรายวิชา

กลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์

รหัสวิชา  ว40224                                            รายวิชา  เคมี 4                   ชั้นมัธยมศึกษาปีที่  4-6

จำนวน  1.5  หน่วยกิต                     เวลา 60  ชั่วโมง

ศึกษาวิเคราะห์  การเกิดปฏิกิริยารีดอกซ์  การเกิดปฏิกิริยารีดอกซ์ในเซลล์ไฟฟ้าเคมีทั้งชนิดที่ทำให้เกิดกระแสไฟฟ้า  และชนิดที่ต้องผ่านกระแสไฟฟ้าเข้าไปในระบบ  การนำปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นในเซลล์ไฟฟ้าเคมีไปใช้ประโยชน์  ปฏิกิริยาผันกลับได้  ธาตุและสารประกอบในอุตสาหกรรม  การประยุกต์ใช้หลักแนวคิดของเศรษฐกิจพอเพียงในการป้องกัน  แก้ปัญหาพัฒนา  และอนุรักษ์สิ่งแวดล้อม

โดยใช้กระบวนการทางวิทยาศาสตร์ การใช้เทคโนโลยีสารสนเทศ การสืบเสาะหาความรู้  การสืบค้นข้อมูลและการอภิปราย  การวิเคราะห์และเปรียบการสำรวจตรวจสอบ  การทำนาย  และการทดลอง เพื่อให้เกิดความรู้  ความคิดความเข้าใจ  ทักษะการสื่อสารสื่อสารสิ่งที่เรียนรู้  มีความสามารถในการตัดสินใจ  นำความรู้ไปใช้ในชีวิตประจำวันอย่างมีความปลอดภัย

มีจิตวิทยาศาสตร์  คุณธรรม จริยธรรมและค่านิยมที่เหมาะสม

เป้าหมายการเรียนรู้

1. 1.     มาตรฐานการเรียนรู้/ผลการเรียนรู้

มาตรฐานการเรียนรู้ ว3.2

มาตรฐาน ว3.2       เข้าใจหลักการและธรรมชาติของการเปลี่ยนแปลงสถานะของสาร   การเกิดสารละลาย   การเกิดปฏิกิริยา มีกระบวนการสืบเสาะ หาความรู้และจิตวิทยาศาสตร์ สื่อสารสิ่งที่เรียนรู้ และนำความรู้ไปใช้ประโยชน์

ผลการเรียนรู้ที่คาดหวัง

1. อภิปรายและเขียนสมการของปฏิกิริยาเคมีทั่วไปที่พบในชีวิตประจำวันได้
2. ทดลอง อภิปรายการเกิดปฏิกิริยารีดอกซ์ซึ่งเป็นปฏิกิริยาที่มีการถ่ายโอนอิเล็กตรอน

ระหว่างไอออนอะตอมหรือโมเลกุลที่มีความสามารถในการให้รับอิเล็กตรอนแตกต่างกันได้

1. ทดลองอภิปรายปฏิกิริยารีดอกซ์ในเซลล์ไฟฟ้าเคมี  ซึ่งมีทั้งชนิดที่ทำให้เกิด

กระแสไฟฟ้า  และชนิดที่ต้องผ่านกระแสไฟฟ้าเข้าไปในระบบได้

1. ทดลองสืบค้นข้อมูลการนำหลักการของปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นในเซลล์ไฟฟ้าเคมีไปใช้

ประโยชน์  เช่นแหล่งพลังงานไฟฟ้า  ใช้แยกและทำโลหะให้บริสุทธิ์  ใช้ชุบโลหะ  ป้องกันการผุกร่อนของโลหะได้

1. สืบค้นข้อมูลและนำเสนอเกี่ยวกับสารที่เกิดจากปฏิกิริยาเคมีที่จะมีผลต่อสิ่งมีชีวิต

และสิ่งแวดล้อมโดยใช้หลักปรัชญาเศรษฐกิจพอเพียงได้

1. 2.     ความคิดรวบยอด/สาระสำคัญ

               เลขออกซิเดชันคือค่าที่แสดงประจุไฟฟ้าหรือประจุไฟฟ้าสมบัติของอะตอมของธาตุหรือไอออน  ซึ่งหาได้จากจำนวนอิเล็กตรอนที่ให้หรือรับอิเล็กตรอนหรือจำนวนอิเล็กตรอน

ปฏิกิริยารีดอกซ์ คือ ปฏิกิริยาที่มีการเปลี่ยนแปลงเลขออกซิเดชันของอะตอมของธาตุในปฏิกิริยา ซึ่งจะทำให้มีอะตอมของธาตุบางตัวสูญเสียหรือได้รับอิเล็กตรอนจะเรียกปฏิกิริยาที่เกิดการเสียอิเล็กตรอนว่าปฏิกิริยาออกซิเดชันและเรียกปฏิกิริยาที่มีการรับอิเล็กตรอนว่า รีดักชัน

การดุลสมการรีดอกซ์ นิยมทำอยู่ 2 วิธีคือ ดุลโดยใช้เลขออกซิเดชัน และดุลโดยใช้ครึ่งปฏิกิริยา

เซลล์ไฟฟ้าที่เกิดจากปฏิกิริยาเคมีนี้เรียกว่าเซลล์กัลวานิก

ศักย์ไฟฟ้าของเซลล์  คือความต่างศักย์ที่วัดได้จากการต่อครึ่งเซลล์เข้าด้วยกันศักย์ไฟฟ้า

มาตรฐานของครึ่งเซลล์ คือค่าศักย์ไฟฟ้าของเซลล์ที่วัดจากการนำครึ่งเซลล์ไฟฟ้าใด ๆ ที่ภาวะมาตรฐานไปต่อเป็นเซลล์ไฟฟ้าคู่กับครึ่งเซลล์ไฮโดรเจนมาตรฐาน

เซลล์กัลวานิกแบ่งออกเป็น 2 ประเภท คือ เซลล์กัลวานิกที่ผลิตขึ้นแล้วสามารถนำไปใช้งานได้ทันทีและเมื่อใช้งานจนกระแสไฟฟ้าหมดและไม่สามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้อีกเรียกว่าเซลล์ปฐมภูมิ  และเซลล์กัลวานิกที่ผลิตขึ้นแล้วต้องนำไปอัดไฟก่อนจึงสามารถจ่ายกระแสไฟฟ้าได้ และเมื่อใช้จนกระแสไฟฟ้าอ่อนลงสามารถ สามารถนำไปอัดไฟใหม่และใช้ได้อีกเรียกว่าเซลล์ทุติยภูมิ

เซลล์อิเล็กโทรไลต์เป็นเซลล์ไฟฟ้าเคมีที่ต้องมีการผ่านระแสไฟฟ้าจากภายนอกเข้าไปแล้วจึงจะเกิดปฏิกิริยาเคมีได้ เช่น การชุบโลหะด้วยกระแสไฟฟ้า การแยกโลหะให้บริสุทธิ์ด้วยกระแสไฟฟ้า เป็นต้น

การผุกร่อนของโลหะ เกิดจากโลหะเสียอิเล็กตรอนให้แก่น้ำและออกซิเจน การป้องกันทำได้โดยป้องกันไม่ให้ผิวของโลหะสัมผัสกับน้ำและออกซิเจนด้วยการชุบโลหะเคลือบด้วยพลาสติก ทาน้ำมัน ทาสี อะโนไดส์ และรมดำ

ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีที่เกี่ยวข้องกับเซลล์ไฟฟ้าเคมี ได้แก่แบตเตอรี่อิเล็กโทรไลต์แข็ง แบตเตอรี่อากาศ การทำน้ำทะเลให้เป็นน้ำจืด เป็นต้น

3.สาระการเรียนรู้             

3.1  ความรู้ (Knowledge)

3.1.1  การหาเลขออกซิเดชันในสารประกอบ

3.1.2  ปฏิกิริยารีดอกซ์

3.1.3  การดุลสมการรีดอกซ์

3.1.4  เซลล์กัลวานิก

3.1.5  เซลล์อิเล็กโทรไลต์

3.1.6  การผุกกร่อนของโลหะและป้องกัน

3.1.7  ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีที่เกี่ยวข้องกับเซลล์ไฟฟ้าเคมี

3.2  ทักษะกระบวนการ (Process)

3.2.1  ทักษะเฉพาะวิชา

1. หาเลขออกซิเดชัน
2. ทดลอง อภิปรายการเกิดปฏิกิริยารีดอกซ์ซึ่งเป็นปฏิกิริยาที่มีการถ่ายโอนอิเล็กตรอน

ระหว่างไอออนอะตอมหรือโมเลกุลที่มีความสามารถในการให้รับอิเล็กตรอนแตกต่างกันได้

1. ทดลองอภิปรายปฏิกิริยารีดอกซ์ในเซลล์ไฟฟ้าเคมี  ซึ่งมีทั้งชนิดที่ทำให้เกิด

กระแสไฟฟ้า  และชนิดที่ต้องผ่านกระแสไฟฟ้าเข้าไปในระบบได้

1. ทดลองสืบค้นข้อมูลการนำหลักการของปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นในเซลล์ไฟฟ้าเคมีไปใช้

ประโยชน์  เช่นแหล่งพลังงานไฟฟ้า  ใช้แยกและทำโลหะให้บริสุทธิ์  ใช้ชุบโลหะ  ป้องกันการผุกร่อนของโลหะได้

1. สืบค้นข้อมูลและนำเสนอเกี่ยวกับสารที่เกิดจากปฏิกิริยาเคมีที่จะมีผลต่อสิ่งมีชีวิต

และสิ่งแวดล้อมโดยใช้หลักปรัชญาเศรษฐกิจพอเพียงได้

3.2.2 ทักษะการคิด

1.  ทักษะการคิดแยกส่วนประกอบ คิดทบทวนความรู้เดิมเชื่อมโยงกับความรู้ใหม่

คิดประยุกต์ใช้ คิดเชื่อมโยง คิดวิเคราะห์ คิดคำนวณ   คิดเรียงลำดับเหตุการณ์แก้ปัญหาโจทย์ และคิดสรุปความ

2.  ทักษะการสำรวจค้นหา

3.  ทักษะการตั้งสมมติฐาน

4.  ทักษะการทดสอบสมมติฐาน

5.  ทักษะการสรุปลงความเห็น

6.  ทักษะการนำความรู้

7.  ปฏิบัติการทดลองสังเกต

8.  คิดเรียงลำดับ

9.  คิดวิเคราะห์

10.  คิดสังเคราะห์

11. ทักษะการนำความรู้

12. กระบวนการสืบค้น

13. การนำเสนอ

14. การอภิปราย

3.3  คุณลักษณะอันพึงประสงค์

1.  ก้าวทันเทคโนโลยี

2.  อยู่อย่างพอเพียง

3.  คุณธรรมจริยธรรม

4.  มีสุขภาพดี

5.  เรียนดี

6.  กิจกรรมเด่น

7.  มีเจตคติทางวิทยาศาสตร์

3.4  สมรรถนะสำคัญของผู้เรียน

1.  ความสามารถในการคิด

2.  ความสามารถในการแก้ปัญหา

3.  ความสามารถในการใช้ทักษะชีวิต

4.  ความสามารถในการสื่อสาร

5.  การใช้เทคโนโลยี

หลักฐาน/ร่องรอยการเรียนรู้i

1. 1.          ชิ้นงาน/ภาระงาน

1.1     หาเลขออกซิเดชัน

1.2     ดุลสมการรีดอกซ์

1.3     ปฏิบัติการทดลอง9.1 ปฏิกิริยาระหว่างโลหะกับสารละลายของโลหะไอออน

1.4  ปฏิบัติการทดลอง  9.2การถ่ายอิเล็กตรอนในเซลล์กัลวานิก

1.5 บอกส่วนประกอบและการเขียนแผนภาพเซลล์กัลวานิก คิดคำนวณการหาค่า  E°_cell

1.6 ปฏิบัติการทดลอง9.5  การชุบตะปูเหล็กด้วยสังกะสี

1.7ปฏิบัติการทดลอง 9.6 การป้องกันการผุกร่อนของเหล็ก

1.8  เขียนรายงานการทดลอง

1.9 เขียนแผนผังมโนทัศน์

2.0 จัดโปสเตอร์เกี่ยวกับหลักปรัชญาเศรษฐกิจพอเพียง

2.  การวัดผลประเมินผล

               2.1  ด้านความรู้ (Knowledge)

                               -แบบทดสอบก่อนเรียนหลังเรียน

-ถามตอบในชั้นเรียน

2.2  ทักษะกระบวนการ(Process)

–  กิจกรรมกลุ่ม

–  แบบฝึกหัด,ใบงาน

2.3  คุณลักษณะอันพึงประสงค์ (Attitude)

1.  ก้าวทันเทคโนโลยี

2.  อยู่อย่างพอเพียง

3.  คุณธรรมจริยธรรม

4.  มีสุขภาพดี

5.  เรียนดี

6.  กิจกรรมเด่น

บูรณาการหลักคิดปรัชญาเศรษฐกิจพอเพียง

–            หลักความพอประมาณ

–             เวลาที่ใช้

–            ความรู้ความสามารถของครู  นักเรียน

–            พอประมาณในการใช้วัสดุอุปกรณ์การทดลอง

หลักความมีเหตุผล

–            เพื่อสร้างองค์ความรู้ใหม่ๆเกี่ยวกับวิธีลดปัญหาสิ่งแวดล้อม

หลักการมีภูมิคุ้มกันในตัวที่ดี

–             มีการวางแผนการทำงานอย่างเป็นระบบ

–            ปฏิบัติอย่างรอบคอบ

เงื่อนไขความรู้

ความรู้เกี่ยวกับภาวะโลกร้อน การป้องกัน การใช้เครื่องใช้ที่มีมาตรฐานมอก.  การประหยัดพลังงาน  การใช้พลังงานทดแทน

เงื่อนไขคุณธรรม

–             ความซื่อสัตย์

–            มีวินัย

–            ความประหยัดในการใช้อุปกรณ์

–            การใช้สติปัญญา  แก้ปัญหา

การนำความรู้เรื่องไฟฟ้าเคมีไปคิดและพัฒนาสิ่งใหม่ๆให้มีคุณภาพและประสิทธิภาพไม่ก่อให้เกิดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม