การพัฒนาศักยภาพการจัดการเรียนรู้ ด้วยเทคโนโลยี AI

กำหนดให้ท่านเป็นครูผู้เชี่ยวชาญการสอนวิชา เคมี ออกแบบในรูปแบบโครงสร้างรายวิชา

รายวิชา: .....เคมีเพิ่มเติม....................

เรื่อง: ........กรด-เบส…….

ระดับชั้น: ............ม.5.........................

สอนสัปดาห์ละ .......2........... ชั่วโมง

ระยะเวลา: .....20........สัปดาห์

คะแนนสอบกลางภาค....20...คะแนน

คะแนนสอบปลายภาค....20...คะแนน

คะแนนเก็บระหว่างทำกิจกรรม....20...คะแนน

เน้นการจัดการเรียนการสอนโดยใช้........BBL หรือ Brain-Based Learning คือ การจัดการเรียนรู้ที่ใช้หลักการทำงานของสมองเป็นพื้นฐาน.....

ให้ท่านเขียน “โครงสร้างหน่วยการเรียนรู้” ในรูปแบบตาราง โดย มีข้อมูลพื้นฐานคือ

1. ผลการเรียนรู้

1. เข้าใจการเขียนและการดุลสมการเคมี ปริมาณสัมพันธ์ในปฏิกิริยาเคมี อัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี สมดุลในปฏิกิริยาเคมี สมบัติและปฏิกิริยาของกรด-เบส ปฏิกิริยารีดอกซ์และเซลล์เคมีไฟฟ้า รวมทั้งการนำความรู้ไปใช้ประโยชน์

2. คํานวณเลขออกซิเดชัน และระบุปฏิกิริยาที่เป็นปฏิกิริยารีดอกซ์

3. วิเคราะห์การเปลี่ยนแปลงเลขออกซิเดชัน และระบุตัวรีดิวซ์และตัวออกซิไดส์ รวมทั้งเขียนครึ่งปฏิกิริยาออกซิเดชันและครึ่งปฏิกิริยารีดักชันของปฏิกิริยารีดอกซ์

4. ทดลอง และเปรียบเทียบความสามารถในการเป็นตัวรีดิวซ์หรือตัวออกซิไดส์ และเขียนแสดงปฏิกิริยารีดอกซ์

5. ดุลสมการรีดอกซ์ด้วยการใช้เลขออกซิเดชันและวิธีครึ่งปฏิกิริยา

6. ระบุองค์ประกอบของเซลล์เคมีไฟฟ้า และเขียนสมการเคมีของปฏิกิริยาที่แอโนดและแคโทด ปฏิกิริยารวม และแผนภาพเซลล์

7. คํานวณค่าศักย์ไฟฟ้ามาตรฐานของเซลล์และระบุประเภทของเซลล์เคมีไฟฟ้า ขั้วไฟฟ้าและปฏิกิริยาเคมีที่เกิดขึ้น 

8. อธิบายหลักการทํางาน และเขียนสมการแสดงปฏิกิริยาของเซลล์ปฐมภูมิและเซลล์ทุติยภูมิ ทดลองชุบโลหะและแยกสารเคมีด้วยกระแสไฟฟ้า และอธิบายหลักการทางเคมีไฟฟ้าที่ใช้ในการชุบโลหะ การแยกสารเคมีด้วยกระแสไฟฟ้า การทําโลหะให้บริสุทธิ์ และการป้องกันการกัดกร่อนของโลหะ สืบค้นข้อมูล และนําเสนอตัวอย่างความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีที่เกี่ยวข้องกับเซลล์เคมีไฟฟ้าในชีวิตประจําวัน 

2. สาระการเรียนรู้

2.1  สาระการเรียนรู้เพิ่มเติม

เคมีไฟฟ้าเป็นการศึกษาเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงระหว่างพลังงานไฟฟ้าและการเกิดปฏิกิริยาเคมีที่มีการถ่ายโอนอิเล็กตรอนแล้วทําให้เกิดการเปลี่ยนแปลงเลขออกซิเดชัน ซึ่งเป็นเลขที่แสดงประจุไฟฟ้าหรือประจุไฟฟ้าสมมติของอะตอมธาตุเรียกปฏิกิริยาชนิดนี้ว่า ปฏิกิริยารีดอกซ์

ปฏิกิริยารีดอกซ์มีทั้งครึ่งปฏิกิริยาที่มีการให้อิเล็กตรอน เรียกว่า ครึ่งปฏิกิริยาออกซิเดชันและครึ่งปฏิกิริยาที่มีการรับอิเล็กตรอน เรียกว่า ครึ่งปฏิกิริยารีดักชัน โดยสารที่ให้อิเล็กตรอนจะมีเลขออกซิเดชันเพิ่มขึ้น เรียกว่า ตัวรีดิวซ์ ส่วนสารที่รับอิเล็กตรอนจะมีเลขออกซิเดชันลดลง เรียกว่า ตัวออกซิไดส์

การเปรียบเทียบความสามารถในการเป็นตัวรีดิวซ์หรือตัวออกซิไดส์สามารถพิจารณาได้จากผลการทดลองของปฏิกิริยารีดอกซ์

ปฏิกิริยารีดอกซ์เขียนแทนได้ด้วยสมการรีดอกซ์ ซึ่งการดุลสมการรีดอกซ์ทําได้โดยการใช้เลขออกซิเดชันและวิธีครึ่งปฏิกิริยา

เซลล์เคมีไฟฟ้าประกอบด้วยแอโนด แคโทด และสารละลายอิเล็กโทรไลต์ ซึ่งอาจเชื่อมต่อกันด้วยสะพานเกลือ โดยที่แอโนดเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันและแคโทดเกิดปฏิกิริยารีดักชัน ทําให้อิเล็กตรอนเคลื่อนที่จากแอโนดไปแคโทด เซลล์เคมีไฟฟ้าสามารถเขียนแสดงได้ด้วยแผนภาพเซลล์

ค่าศักย์ไฟฟ้ามาตรฐานของเซลล์คํานวณได้จากค่าศักย์ไฟฟ้ามาตรฐานของครึ่งเซลล์ ถ้าค่าศักย์ไฟฟ้าของเซลล์เป็นบวก แสดงว่าปฏิกิริยารีดอกซ์เกิดขึ้นได้เอง ซึ่งทําให้เกิดกระแสไฟฟ้าเรียกเซลล์ชนิดนี้ว่า เซลล์กัลวานิก แต่ถ้าค่าศักย์ไฟฟ้าของเซลล์เป็นลบ แสดงว่าปฏิกิริยารีดอกซ์ไม่สามารถเกิดได้เอง ต้องมีการให้กระแสไฟฟ้าจึงจะเกิดปฏิกิริยาได้เซลล์ชนิดนี้เรียกว่าเซลล์อิเล็กโทรลิติก

3. สาระสำคัญ/ความคิดรวบยอด

เลขออกซิเดชันเป็นค่าประจุไฟฟ้าที่สมมติขึ้นมาของไอออนหรืออะตอมของธาตุ โดยคำนวณจากการรับหรือการจ่ายอิเล็กตรอน หรือการใช้พันธะร่วมกัน ซึ่งการเขียนเลขออกซิเดชันจะเขียนเครื่องหมาย + หรือ – ไว้หน้าตัวเลขเสมอ

ปฏิกิริยาที่สารจ่ายอิเล็กตรอน เรียกว่า ปฏิกิริยาออกซิเดชัน โดยสารที่ให้อิเล็กตรอนกับสารอื่น แล้วมีเลขออกซิเดชันเพิ่มขึ้น เรียกว่า ตัวรีดิวซ์ 

ปฏิกิริยาที่สารรับอิเล็กตรอน เรียกว่า ปฏิกิริยารีดักชัน โดยสารที่รับอิเล็กตรอนจากสารอื่น แล้วมีเลขออกซิเดชันลดลง เรียกว่า ตัวออกซิไดส์

ปฏิกิริยาออกซิเดชันและปฏิกิริยารีดักชันจัดเป็นครึ่งปฏิกิริยา เมื่อรวมทั้งสองปฏิกิริยาเข้าด้วยกัน 

จะได้ปฏิกิริยาที่เรียกว่า ปฏิกิริยารีดอกซ์

ปฏิกิริยารีดอกซ์ เป็นปฏิกิริยาที่มีการเปลี่ยนแปลงเลขออกซิเดชันของธาตุที่อยู่ในสารประกอบในสมการเคมี หรือปฏิกิริยาที่มีการรับและจ่ายอิเล็กตรอน

การดุลสมการรีดอกซ์ มี 2 วิธี คือ การดุลสมการรีดอกซ์โดยใช้เลขออกซิเดชันที่เปลี่ยนแปลง และการดุลสมการรีดอกซ์โดยใช้ครึ่งปฏิกิริยา

เซลล์กัลวานิก หรือเซลล์โวลตาอิก เป็นเซลล์ไฟฟ้าเคมีที่เปลี่ยนพลังงานเคมีเป็นพลังงานไฟฟ้า 

เกิดจากสารเคมีทำปฏิกิริยากันในเซลล์ แล้วเกิดกระแสไฟฟ้ากระแสตรงมากขึ้น โดยทั่วไปเซลล์กัลวานิกจะประกอบด้วยครึ่งเซลล์ 2 ครึ่งเซลล์มาต่อกัน และเชื่อมให้ครบวงจรด้วยสะพานเกลือที่ต่อไว้ในสารละลายในแต่ละครึ่งเซลล์

ค่าศักย์ไฟฟ้ามาตรฐานของครึ่งเซลล์ (E0) เป็นค่าที่แสดงความสามารถในการรับอิเล็กตรอนของธาตุหรือไอออน เมื่อเปรียบเทียบกับกับครึ่งเซลล์ไฮโดรเจนมาตรฐานที่มีค่า E0 เป็นศูนย์ ค่า E0 ที่มีเครื่องหมายเป็นบวก แสดงว่า ธาตุหรือไอออนในครึ่งเซลล์นั้นมีความสามารถในการรับอิเล็กตรอนสูงกว่า H+ ในครึ่งเซลล์ไฮโดรเจนมาตรฐาน ถ้าค่า E0 มีเครื่องหมายเป็นลบ แสดงว่า ธาตุหรือไอออนในครึ่งเซลล์นั้นมีความสามารถในการรับอิเล็กตรอนต่ำกว่า H+ ในครึ่งเซลล์ไฮโดรเจนมาตรฐาน

เซลล์ปฐมภูมิเป็นเซลล์กัลวานิกที่ปฏิกิริยาเคมีภายในเซลล์เกิดขึ้นอย่างสมบูรณ์ เมื่อใช้หมดแล้วจะไม่สามารถนำมาอัดไฟและนำกลับมาใช้ใหม่ได้

เซลล์ทุติยภูมิเป็นเซลล์กัลวานิกที่ปฏิกิริยาเคมีภายในเซลล์เกิดขึ้นแล้วสามารถทำให้เกิดปฏิกิริยาย้อนกลับได้อีก โดยการอัดไฟเข้าไปใหม่

4. สมรรถนะสำคัญของผู้เรียนและคุณลักษณะอันพึงประสงค์

สมรรถนะสำคัญของผู้เรียน

1. ความสามารถในการสื่อสาร

2. ความสามารถในการคิด

1) ทักษะการสังเกต

2) ทักษะการสำรวจค้นหา     

3) ทักษะการวิเคราะห์

4) ทักษะการทำงานร่วมกัน

5) ทักษะการทดลอง

6) ทักษะการตีความหมายและลงข้อสรุป

7) ทักษะการลงความเห็นจากข้อมูล

3. ความสามารถในการใช้ทักษะชีวิต

คุณลักษณะอันพึงประสงค์

1. มีวินัย รับผิดชอบ

2. ใฝ่เรียนรู้

4. มุ่งมั่นในการทำงาน