เอกสารประกอบการเรียนรู้ ว 30222 เคมี2 2558

หนวยการเรยนรท 1

เรอง ปรมาณสมพนธ

เอกสารประกอบการเรยนร

กลมสาระการเรยนรวทยาศาสตร ชนมธยมศกษาปท 5 วชา เคม รหสวชา ว30222 จ านวน 1.5 หนวยกต

โดย นายศรวฒ บวสมาน ต าแหนง คร

ศษ.บ.การมธยมศกษา(เคม-ชววทยา) , วท.ม. เคมส าหรบคร

โรงเรยนศรสมเดจพมพพฒนาวทยา อ าเภอศรสมเดจ จงหวดรอยเอด สงกดส านกงานเขตพนทการศกษามธยมศกษา เขต 27 ส านกงานคณะกรรมการการศกษาขนพนฐาน กระทรวงศกษาธการ

ชอชอ--สกลสกล................................................... ................................................... ชนชน................ ................ เลขทเลขท......................เลขประจ าตวเลขประจ าตว....................................................

ตามหลกสตรสถานศกษาและหลกสตรแกนกลางการศกษาขนพนฐาน พทธศกราช 2551

ก

ញ

ញ

N

๖.๐๒ x๑๐๒๓

g

M W

V 0

๒๒.๔ dm๓

N

g

V 0

ยนตกนโงเคม

ยนตกนโงเคม

mol n

ค าน าค าน า

เอกสารประกอบการเรยนร “รายวชา เคม 2 รหสวชา ว30222 ” ทนกเรยนหรอทานผอานก าลงถออานอยน เปนเอกสารสวนหนงของกลมสาระการเรยนรวทยาศาสตร ทครศรวฒ บวสมาน ไดเรยบเรยงขน เพอใชประกอบในกจกรรมกระบวนการเรยนรของผเรยนชนมธยมศกษาปท 5 เพอผเรยนไดศกษาดวยตนเอง และมแบบฝกหดใหลองฝกคดและท าดวย เอกสารเลมนถอเปนสงพมพ ทผจดกระบวนการเรยนร ไดรวบรวมสาระเกยวกบวชาเคม เรองปรมาณสมพนธ จากเอกสาร หนงสอ และต าราหลายๆ เลมดวยกน โดยสรปสาระใหเขาใจงายยงขน ขอแนะน าในการเรยน ขอใหผเรยนท าสญญาการเรยนกอน และอานเอกสารประกอบการเรยนรนมาลวงหนา และลองท าแบบฝกหดมากอน จะท าใหผเรยนเกดทกษะและเรยนรไดเรวขน ผเรยบเรยงหวงเปนอยางยงวา เอกสารประกอบการเรยนรน จกเปนประโยชนแกผเรยนและ ผศกษา หากมขอผดพลาดประการใด กขออภยไว ณ ทนดวย และจะเปนพระคณอยางยงหากแจงขอ ผดพลาดในเอกสารนใหผเรยบเรยงทราบ

(นายศรวฒ บวสมาน)

ผเรยบเรยง 3 กนยายน 2552

ก

สารบญสารบญ เรอง หนา

ค าน า ก สารบญ ข

สญญาการเรยน ค ผลการเรยนร ง ค าอธบายรายวชา จ หนวยการเรยนร ฉ

รปแบบการจดกจกรรมการเรยนร ช

การวดและประเมนผลการเรยนร ช

บทน า : ความรเบองตนเกยวกบเคมและตารางธาต “หวใจวชาเคม” 1 หนวยการเรยนรท 1 : โมลและปรมาณตอโมล 1.1 มวลอะตอม 5 1.2 มวลโมเลกล 8 1.3 โมล 10 1.4 สารละลาย 14 หนวยการเรยนรท 2 : ปรมาณสมพนธ 2.1 มวลของสารในปฏกรยาเคม 22 2.1.1 ระบบกบสงแวดลอม 22 2.1.2 กฎทรงมวล 23 2.1.3 กฎสดสวนคงท 23 2.1.4 กฎสดสวนพหคณ 24

2.2 ปรมาตรของแกสในปฏกรยาเคม 25 2.2.1 กฎของเกย-ลสแซก 25 2.2.2 กฎของอาโวกาโดร 26 2.2.3 การหาสตรโมเลกลของแกสจากปฏกรยาเคม 26

2.3 การค านวณเกยวกบสตรและสมการเคม 27 2.3.1 สตรเคม 27 2.3.2 การค านวณหาสตรเอมพรคลและสตรโมเลกล 28 2.3.3 การค านวณหามวลเปนรอยละจากสตร 31 2.3.4 สมการเคม 32 2.3.5 ความสมพนธระหวางปรมาณของสารในสมการเคม 33 เอกสารอางอง 35

ข

สญญาการเรยนสญญาการเรยน

รายวชา เคม 2 รหสวชา ว 30222

ขาพเจา (นาย , นางสาว)………………………… เลขประจ าตว…………… เปนนกเรยนชนมธยมศกษาปท ….…หอง……………โรงเรยน……………….… จงหวด……………… ดวยเกยรตของขาพเจา ขาพเจาขอสญญาวา ขอ 1 ขาฯ จะจงรกภกดตอชาต ศาสนา พระมหากษตรย และเลอมใสการปกครองในระบอบ

ประชาธปไตยอนมพระมหากษตรยทรงเปนประมข ขอ 2 ขาฯ จะเปนลกทดของบดา-มารดา เปนศษยทดของคร-อาจารย เปนพลเมองทดของประเทศชาต และเปนศาสนกชนทดของศาสนา ขอ 3 ขาฯ จะตงเปาหมายของการเรยนและปฏบตตามเพอใหบรรลเปาหมายทตงไว ขอ 4 ขาฯ จะเขาชนเรยนใหตรงเวลา ขอ 5 ขาฯ จะขยนและตงใจเรยน ทมเททงเวลา ก าลงกายและก าลงใจเพอการเรยนรและอนาคตของขาฯ ขอ 6 ขาฯ จะเตรยมตวอานหนงสอ คนควาขอมลมาลวงหนา และทบทวนเมอเรยนในชนเรยนแลว ขอ 7 ขาฯ จะตดตามเนอหาวชาตางๆ ระหวางเรยน ขอ 8 ขาฯ จะจดตารางเรยน ตารางกจวตรประจ าวน และตารางทบทวนบทเรยนอยางสม าเสมอ ขอ 9 ขาฯ จะพฒนาวธการเรยน การเกบรวบรวมขอมลอยางมประสทธภาพ ขอ 10 ขาฯ จะบรหารเวลา จดการเวลาตางๆ อยางมประสทธภาพ และสงงานตามเวลาทก าหนด ขอ 11 ขาฯ จะเตรยมพรอมและแสดงความสามารถอยางเตมทส าหรบการทดสอบและการประเมนผล ขอ 12 ขาฯ จะเปนกลยาณมตรกบเพอนรวมชนและคนทกคน และใหความรวมมอในกลมอยางเตมท ขอ 13 ขาฯ จะรบผดชอบตอสงทขาพเจาเรยน ขอ 14 ขาฯ จะปฏบตตามกฎระเบยบและกฎเกณฑขอบงคบของโรงเรยนและของรายวชาตางๆ อยาง เครงครด ขอ 15 ขาฯ จะปฏบตตามสญญานอยางเครงครด หากขาพเจาไมปฏบตตามสญญา ขอใหอาจารยประจ าวชา เคม 2 ( ว 30222 เปนผพจารณาตามความเหมาะสม

ลงชอ……………………………ผสญญา (…………………………………)

วนท….เดอน……………….พ.ศ………… ลงชอ……………………….อาจารยประจ าวชา (นายศรวฒ บวสมาน) วนท…….เดอน………………….พ.ศ…………

ค

ผลการเรยนรผลการเรยนร สาระการเรยนรเพมเตม วทยาศาสตรสาระการเรยนรเพมเตม วทยาศาสตร

ชวงชนท 4 กลมสาระการเรยนรวทยาศาสตร ระดบชนมธยมศกษาปท 4 วชา เคม 2 เวลา 60 ชวโมง 1.5 หนวยกต รหสวชา ว 30222 3 ชวโมง / สปดาห / ภาคเรยน ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

1. สบคนขอมลและอธบายความหมายและค านวณหามวลอะตอม และมวลโมเลกลของสารทก าหนดใหได (ว 3.1) 2. ค านวณและบอกความสมพนธระหวางจ านวนโมล จ านวนอนภาค มวล และปรมาตรของกาซท S.T.P.ได (ว 3.1) 3. สบคนขอมลและบอกความหมายของหนวยความเขมขนตางๆ ของสารละลายได (ว 3.2) 4. ท าการทดลองและเหนคณคาของการเตรยมสารละลาย พรอมทงค านวณหาความเขมขนของสารละลาย จากขอมลทก าหนดใหได (ว 3.2 ,ว 8.1) 5. ท าการทดลองหาจดเดอดและจดหลอมเหลวของสารบรสทธเปรยบเทยบกบสารละลายได (ว 3.2 ,ว 8.1) 6. อธบายความหมายของคาคงทของการเพมขนของจดเดอด (Kb) และคาคงทของการลดลงของจดเยอกแขง (Kf) ได (ว 3.2 ) 7. ค านวณ จดเดอด จดเยอกแขง มวลของตวละลาย มวลของตวท าละลาย มวลโมเลกลของตวละลาย โดย อาศยหลกการของสมบตคลอลลเกทฟของสารละลาย (ว 3.2 ) 8. สบคนขอมลและอธบายความหมายของระบบกบสงแวดลอม และภาวะของระบบได (ว 3.2 ) 9. สรปสาระส าคญของกฎทรงมวล และใชค านวณหามวลของสารในปฏกรยาเคมได (ว 3.2 ) 10. สรปสาระส าคญของกฎสดสวนคงท และใชค านวณหาอตราสวนโดยมวลของธาตทรวมตวกน เปนสารประกอบได (ว 3.2 ) 11. ท าการทดลอง และค านวณหามวลของสาร อตราสวนโดยปรมาตรของกาซทเขาท าปฏกรยาพอดกน และกาซทเกดจากปฏกรยาได (ว 3.2 ,ว 8.1) 12. สบคนขอมลและสรปสาระส าคญของกฎการรวมปรมาตรของเกย-ลสแซกได (ว 3.2) 13. สบคนขอมลและสรปสาระส าคญของกฎอาโวกาโดรได (ว 3.2) 14. อธบายความหมายของสตรเคมและสมการเคมได (ว 3.2) 15. ท าการทดลอง และค านวณหาสตรเอมพรคล สตรโมเลกล มวลรอยละของธาตจากสตรและ ความสมพนธระหวางปรมาณของสารในสมการเคมได (ว 3.2 ,ว 8.1) 16. เมอทราบสารตงตนและสารผลตภณฑสามารถเขยนและดลสมการเคม พรอมทงแปลความหมาย

จากสมการเคมได (ว 3.2 )

ง

ค าอธบายรายวชา สาระการเรยนรเพมเตมค าอธบายรายวชา สาระการเรยนรเพมเตม วทยาศาสตรวทยาศาสตร

ชวงชนท 4 กลมสาระการเรยนรวทยาศาสตร ระดบชนมธยมศกษาปท 4 วชา เคม 2 เวลา 60 ชวโมง 1.5 หนวยกต รหสวชา ว30222 3 ชวโมง / สปดาห / ภาคเรยน ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- ค าอธบายรายวชา ศกษา วเคราะห ความหมายของมวลอะตอม มวลโมเลกล เพอน าไปสความหมายของโมล และความสมพนธระหวางโมลกบปรมาณของสาร ศกษาองคประกอบ ความเขมขน และสมบตของสารละลาย ฝกเตรยมและค านวณหาความเขมขนของสารละลาย ศกษาสมบตในการเพมขนของจดเดอดและการลดลงของจดเยอกแขงของสารละลาย ศกษาสมบตของระบบปดและระบบเปด ศกษาและค านวณเกยวกบกฎทรงมวล กฎสดสวนคงททดลองเพอศกษาปฏกรยาเคมของแกสตามกฎของเกยลสแซกและอาโวกาโดร เพอน าไปสการเขยนสตรเคม ฝกค านวณหาสตรเอมพรคลและสตรโมเลกลเพอน าไปสการเรยนและสมดลสมการเคมและฝกค านวณหาปรมาณของสารในสมการเคม ศกษาการเปลยนแปลงพลงงานของระบบ

โดยใชกระบวนการทางวทยาศาสตร การสบเสาะหาความร การส ารวจตรวจสอบ การสบคนขอมลและการอภปราย เพอใหเกดความร ความคด ความเขาใจ สามารถสอสารสงทเรยนร มความสามารถในการตดสนใจ น าความรไปใชในชวตประจ าวน มจตวทยาศาสตร จรยธรรม คณธรรม และคานยมทเหมาะสม

จ

หนวยการเรยนร สาระหนวยการเรยนร สาระการเรยนรเพมเตม วทยาศาสตรการเรยนรเพมเตม วทยาศาสตร กลมสาระการเรยนรวทยาศาสตร ระดบชนมธยมศกษาปท 4 วชา เคม 2 เวลา 60 ชวโมง 1.5 หนวยกต รหสวชา ว 30222 3 ชวโมง / สปดาห / ภาคเรยน จ านวนหนวยการเรยนร 2 หนวยการเรยนร

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

หนวยการเรยนรท ชอหนวยการเรยนร เวลา (ชวโมง)

1

โมลและปรมาณตอโมล 1.1 มวลอะตอม 1.2 มวลโมเลกล 1.3 โมล 1.3.1 จ านวนโมลกบมวลของสาร 1.3.2 ปรมาตรตอโมลของกาซ

1.3.3 ความสมพนธระหวางจ านวนโมล อนภาค มวล และปรมาตรของกาซ 1.4 สารละลาย 1.4.1 ความเขมขนของสารละลาย 1.4.2 การเตรยมสารละลาย 1.4.3 สมบตบางประการของสารละลาย

20 2 2

4 2 2

4 2 2

2

ปรมาณสมพนธ 2.1 มวลของสารในปฏกรยาเคม 2.1.1 ระบบกบสงแวดลอม 2.1.2 กฎทรงมวล 2.1.3 กฎสดสวนคงท 2.1.4 กฎสดสวนพหคณ 2.2 ปรมาตรของกาซในปฏกรยาเคม 2.2.1 กฎของเกย-ลสแซก 2.2.2 กฎของอาโวกาโดร 2.2.3 การหาสตรโมเลกลของกาซจากปฏกรยาเคม 2.3 การค านวณเกยวกบสตรและสมการเคม 2.3.1 สตรเคม 2.3.2 การค านวณหาสตรเอมพรคลและสตรโมเลกล 2.3.3 การค านวณหามวลเปนรอยละจากสตร 2.3.4 สมการเคม 2.3.5 ความสมพนธระหวางปรมาณของสารในสมการเคม

20

1 1 1 1

2 2 2

2 2 2 2 2

ฉ

รปแบบการจดกจกรรมการเรยนรรปแบบการจดกจกรรมการเรยนร

รปแบบการจดกระบวนการเรยนร : ใชรปแบบการเรยนแบบรวมมอกนเรยนรเพอรอบร (Cooperative Mastery Learning) กระบวนการ/วธการจดการเรยนรทใช : ไดแก

1. กระบวนการสบเสาะหาความร (Inquiry process) 2. กระบวนการแกปญหา (Problem solving process) 3. กระบวนการทางวทยาศาสตร (Scientific process) 4. กระบวนการการเรยนรแบบจดกรอบมโนทศน (Concept mapping technique) 5. กระบวนการเรยนรโดยใชการระดมสมอง (Brainstorming method) 6. กจกรรมคดและปฏบต (Hand-on Mind -on activities)

การวดผลและประเมนผลการเรยนรการวดผลและประเมนผลการเรยนร

จดมงหมายของการวดและประเมนผล 1. เพอวนจฉยความร ความสามารถ ทกษะและกระบวนการ เจตคต คณธรรม จรยธรรม และ คานยมของผเรยน และเพอซอมเสรมผเรยนใหพฒนาความรความสามารถและทกษะไดเตมตามศกยภาพ 2. เพอใชเปนขอมลปอนกลบใหแกผเรยนเองวาบรรลตามจดประสงคการเรยนรเพยงใด 3. เพอใชเปนขอมลในการสรปผลการเรยนรและเปรยบเทยบถงระดบพฒนาการของการเรยนร รปแบบและวธการทใชวดและประเมนผล ใชการวดและประเมนผลจากสภาพจรง (Authentic assessment)

วธการทใชวดและประเมนผล

1. การวดและประเมนผลการเรยนรโดยใชแฟมผลงาน 2. การวดและประเมนผลดานความสามารถและภาคปฏบต 3. การวดและประเมนผลดานเจตคต คณธรรม จรยธรรมและคานยม

จ านวนผลการเรยนรทคาดหวง มทงหมด 16 ขอ

ผลการเรยนรคาดหวงทใชสอบรายจดประสงคกอนสอบกลางภาค : ขอท 1-10 ผลการเรยนรคาดหวงทใชสอบกลางภาค : ขอท 1-10 ผลการเรยนรคาดหวงทใชสอบรายจดประสงคหลงสอบกลางภาค : ขอท 11-16 ผลการเรยนรคาดหวงทใชสอบปลายภาค : ขอท 1-16 ผลการเรยนรคาดหวงทใชวดดานเจตคตและจตวทยาศาสตร : ขอท 1-16 เจตคตและจตวทยาศาสตรทประเมน : เหนคณคาของการทดลอง ( 1. ความรบผดชอบ 2. การมสวนรวม 3. ความตงใจเรยน 4. ตรงตอเวลา 5. ระเบยบวนย )

ช

อตราสวนคะแนนอตราสวนคะแนน

อตราสวนคะแนน รายวชา เคม 2 รหสวชา ว 30222 ระหวางภาค : ปลายภาค = 70 : 30

1. อตราสวนคะแนนระหวางภาค (70 คะแนน) รายจดประสงค : กลางภาค : จตวทยาศาสตร = 50 : 20 : 10

1. คะแนนระหวางภาค ( 70 คะแนน) 1.1 คะแนนรายจดประสงค (50 คะแนน) ไดจาก 1.1.1 คะแนนวดผลรายจดประสงคกอนสอบกลางภาค 10 คะแนน (จากแบบทดสอบ) 1.1.2 คะแนนวดผลรายจดประสงคหลงสอบกลางภาค 10 คะแนน (จากแบบทดสอบ) 1.1.3 คะแนนรายงานการศกษาคนควา/งานทไดรบมอบหมาย 5 คะแนน (จากแบบประเมน) 1.1.4 คะแนนทกษะปฏบตการและรายงานผลการทดลอง 10 คะแนน (จากแบบประเมน) 1.1.5 คะแนนแฟมสะสมผลงาน (Portfolio) 5 คะแนน (จากแบบประเมน) 1.2 คะแนนสอบระหวางภาค (กลางภาค) 20 คะแนน (จากแบบทดสอบ) 1.3 คะแนนวดผลดานเจตคตและจตวทยาศาสตร (10 คะแนน) (จาก แบบสงเกตพฤตกรรม) 1.3.1 ความรบผดชอบ 2 คะแนน 1.3.2 การมสวนรวม 2 คะแนน 1.3.3 ความตงใจท างาน 2 คะแนน 1.3.4 ตรงตอเวลา 2 คะแนน 1.3.5 มระเบยบวนย 2 คะแนน

2. อตราสวนคะแนนปลายภาค 30 คะแนน (จากแบบทดสอบ) รวม 100 คะแนน

3. เกณฑการตดสนผลการเรยนร

ชวงคะแนน ระดบผลการเรยน ความหมาย 80-100 4.0 ผลการเรยนดเยยม 75-79 3.5 ผลการเรยนดมาก 70-74 3.0 ผลการเรยนด 65-69 2.5 ผลการเรยนคอนขางด 60 -64 2.0 ผลการเรยนนาพอใจ 55-59 1.5 ผลการเรยนพอใช 50 -54 1.0 ผลการเรยนผานเกณฑขนต า 0 – 49 0 ผลการเรยนต ากวาเกณฑ

ไมสงงานตามทมอบหมาย ร รอการตดสนผลการเรยน ขาดเรยนเกน 8 ชวโมง มส ไมมสทธสอบ (เวลาเรยนไมถง 80%)

4. งานทมอบหมาย (มผลตอการตด “ ร ”และ “0” ) 1. รายงานการศกษาคนควา 2. รายงานผลการทดลอง/ปฏบตการ 3. แฟมสะสมผลงาน 4. งานทไดรบมอบหมายอนๆ

ซ

เอกสารประกอบการเรยนร รายวชา เคม 2 รหสวชา ว 30222 โดย : ครศรวฒ บวสมาน

บทน าบทน า ความรเบองตนเกยวกบเคมและ ตารางธาตความรเบองตนเกยวกบเคมและ ตารางธาต““ หวใจวชาเคมหวใจวชาเคม ””

ศรวฒ บวสมาน *

เคม คออะไร ? (What’s Chemistry? ) ค าวา “เคม” (Chemistry) มาจากภาษาอาหรบวา “Alguemia” ตรงกบความหมายในภาษาองกฤษวา “อลเคม” (Alchemy) หรอ “การเลนแรแปรธาต” เพราะ นกเคมยคกอนเรมเมอประมาณ 2,000 ปมาแลว บรรดานกเลนแรแปรธาตทงหลาย พยายามอยางยงทจะเปลยนโลหะชนดตางๆ ใหเปนทองค า โดยใชเวทมนตคาถา และความเชอตางๆ ทไมถกตอง การเลนแรแปรธาตจงไมถอวาเปนวทยาศาสตรอยางแทจรง ถงแมวาจะมการน าเอาวธทางวทยาศาสตรมาใชในการคนควากตาม แตอยางไรกตามนกเลนแรแปรธาตเหลานนกไดคนพบสางส าคญบางประการ เชน วธการปรงยา เปนตน เคม เปนสาขาหนงของวทยาศาสตรบรสทธ ทมงศกษาเรองราวของสมบต สวนประกอบโครงสรางของสาร และการเปลยนแปลงภายในของสารจากระดบอะตอม ไอออน โมเลกล ถงโครงสรางใหญโตของสงตางๆ ซงจะมการใหและรบพลงงานเขามาเกยวของดวย แขนงของวทยาศาสตรและสาขาตางๆ ของวชาเคม ดและพจารณาไดดงแผนภาพ

ฯลฯ ฯลฯ

* ครผสอนวชา เคมและชววทยา โรงเรยนอนราชประสทธ (ศษ.บ.การมธยมศกษา (เคม-ชววทยา) วท.ม.เคมส าหรบคร ม.ขอนแกน)

วทยาศาสตร

วทยาศาสตรบรสทธ วทยาศาสตรประยกต

วทยาศาสตร

กายภาพ

วทยาศาสตรชวภาพ

*เคม* ฟสกส คณตฯ ชววทยา สตววทยา พฤกษศาสตร วศวกรรมฯ แพทยฯ เกษตรฯ

เคมเชงฟสกส

เคมเชงอนนทรย

เคมเชงอนทรย

เคมวเคราะห

ชวเคม

ศกษาสมบตและปฏกรยาเคมของสารประกอบทมธาตคารบอนเปนองคประกอบ ยกเวน ออกไซด C

ศกษาสมบตและปฏกรยาเคมของธาตทงหมดและสารประกอบของมน ยกเวน สารประกอบของ C

ศกษากฎ ทฤษฎ และสมมตฐานตางๆ ของเคมเพอใชอธบายปฏกรยาและการเปลยนแปลงพลงงาน

ศกษาวเคราะหสาร หาธาตและปรมาณธาตทเปนองคประกอบของสารชนดตางๆ

ศกษาสมบตและปฏกรยาเคมของสารประกอบทมอยในสงมชวต

1


ในจกรวาลประกอบดวย สสารและพลงงาน สงทงหลายทงมวล ทงในโลกนและนอกโลก เรยกวา

สสาร (matter) ซงเปนสงทมมวลมปรมาตร และตองการทอย สสารแตละชนด เรยกวา สาร (Substances) เชน กอนหน ทองค า เงน เปนตน สารทกชนดประกอบดวยอนภาค (Particle) เลกๆ (อนภาค เปนค ารวมๆ อาจจะเปน อะตอม ไอออน หรอโมเลกลเลกๆ) ซงอนภาคเหลานนไมสามารถมองเหนไดดวยตาเปลาเรยกวา อะตอม (Atom) ซงอะตอมบางชนดเกดขนเองตามธรรมชาต แตบางอะตอมเกดจากการสงเคราะหของนกวทยาศาสตร ถาอะตอมรวมตวกนเปนกลม เรยกวา โมเลกล (Molecule) ถาโมเลกลประกอบขนดวยอะตอมชนดเดยวกน เรยกวา ธาต (Elements) ซงเปนสารบรสทธ เชน อะตอมของออกซเจน 2 อะตอม รวมกนกลายเปนกาซออกซเจน 1 โมเลกล (O2) แตถาโมเลกลนนประกอบขนดวยอะตอมตางชนดกน เรยกวา สารประกอบ (Compound) บางครงสารประกอบโดยเฉพาะสารประกอบไอออนก (ธาตโลหะ+ธาตอโลหะ) เมอน าไปละลายน าจะแตกตวเปนประจบวกและประจลบ ทางเคมเรยกวา ไอออน (Ion) มนกวทยาศาสตรพยายามสรางแบบจ าลองอะตอมขนมามากมาย ซงอะตอมประกอบไปดวยอนภาคมลฐาน 3 ชนด คอ โปรตอน (Proton) มประจไฟฟาเปนบวก นวตรอน (Neutron)ไมมประจไฟฟา และอเลกตรอน (Electron) มประจไฟฟาเปนลบ ซงมจ านวนเทากบโปรตอน อยนอกสดของอะตอม ธาตแตละชนดจะมจ านวนโปรตอนแตกตางกนไป เชน อะตอมทเลกทสด จะมโปรตอนเพยง 1 โปรตอน อะตอมทใหญขนจ านวนโปรตอนกเพมขนเปน 2,3,4,...และจ านวนโปรตอนทมอยในอะตอมเหลาน นกเคมตกลงกนใหเรยกวา เลขอะตอม (Atomic number) เชน ธาตทมโปรตอนอย 23 ตว กจะมอเลกตรอน23 ตวดวย หมายความวา มเลขอะตอม เปน 23 อเลกตรอนของธาตจะจดเรยงกนอยเปนชนๆ ในแตละชนเราไมสามารถก าหนดต าแหนงทแนนอนของมนไดและอเลกตรอนจะหมนรอบนวเคลยสซงมโปรตอนและนวตรอนอยเปนใจกลาง โดยไมมทศทางแนนอน โอกาสทจะพบอเลกตรอนณ ต าแหนงตางๆ จงเปนไปไดยาก ดงนนจงเรยกวา หมอกอเลกตรอน (Electron cloud) และ เรยกชนของอเลกตรอนทอยนอกสดวา อเลกตรอนวงนอกสด(Valence electron) ซงจ านวนอเลกตรอนวงนอกสดมไดไมเกน 8 ตว ธาตทมจ านวนโปรตอนเทากนแตมจ านวนนวตรอนตางกน เรยกวา ไอโซโทป (Isotope) ธาตทมการจดเรยงอเลกตรอนเหมอนกน จะมคณสมบตคลายกน จงจดไวใน หม (Group) เดยวกน และธาตทอยใน คาบ (Period) เดยวกนกอาจมคณสมบตคลายกน ดงนนนกเคมจงจดตารางธาตออกเปนหม แบงเปน หม IA-VIIIA และ หมยอย IB-VIIIB และธาตทอยในแถวเดยวกน เรยกวา คาบ (Period) มทงหมด 7 คาบ

ในการเรยนวชาเคมสงทส าคญคอ จะตองรและเขาใจเกยวกบธาตและสมบตของธาตแตละชนด ถาเขาใจในเรองนจะท าใหเรยนวชาเคมเปนไปอยางราบรนและมความสขกบการเรยน โดยตารางธาตแบงธาตออกเปนแนวตงและแนวนอน โดยในแนวตง เรยกวา หม (Group) ในแนวนอนเรยกวา คาบ (Period) ปจจบนมธาตทคนพบแลวประมาณ 113-115 ธาต

2

หรอ มวลของธาต 1 อะตอม = มวลอะตอมของธาต x 1.66 x 10-24 กรม


หนวยการเรยนรท 1หนวยการเรยนรท 1

โมลและปรมาณตอโมลโมลและปรมาณตอโมล

1.1 มวลอะตอม 1.1 มวลอะตอม ((AAttoommiicc mmaassss))

สาระการเรยนร : กอนทนกเรยนจะเรยนเรองน นกเรยนจะตองเขาใจความหมายของ มวลของสาร และน าหนกของสารกอนนะครบ เพราะ สารชนดตางๆ ประกอบดวยอะตอมหรอโมเลกลทมสมบตเฉพาะตว และมวลเปนสมบตประการหนงของสาร มวลของสาร (Mass) หมายถง ปรมาณเนอสาร ซงจะมคาคงทเสมอไมวาจะอยทใดกตาม (อะตอมหรอโมเลกลของสารตางชนดกนจะมมวลไมเทากน) น าหนกของสาร (Weight) หมายถง แรงดงดดของโลกทกระท าตอมวลของวตถ/สาร จะมคาเปลยนแปลงไปตามต าแหนงตางๆ บนพนโลก (สารทมมวลมากน าหนกกจะมาก สารทมมวลนอยน าหนกกจะนอย)

โดยปกตน าหนกของสารบนพนโลกมคาใกลเคยงกบมวลของสารนน ดงนนในทางปฏบตจงวดมวลของสารโดยการชง ดวยเหตนค าวามวลและน าหนกของสารจงอาจใชแทนกนได (ยกเวนบางกรณทใชแลวท าใหความหมายเปลยนไป) อะตอมมขนาดเลกมาก จงไมสามารถทจะน ามาชงได การหามวลอะตอมของธาตจงใชวธการเปรยบเทยบมวลของธาต 1 อะตอม กบมวลของธาตมาตรฐาน 1 อะตอม จ านวนตวเลขทไดจากการเปรยบเทยบ เรยกวา มวลอะตอมของธาต ดอลตน เสนอใหใชไฮโดรเจนเปนมาตรฐาน เพราะไฮโดรเจนเปนธาตทเบาทสด และก าหนดใหไฮโดรเจน 1 อะตอม มมวล 1 หนวย หรอ 1 amu (amu = atomic mass unit) J.S. Stas ไดใชออกซเจนเปนมาตรฐาน เนองจากออกซเจน 1 อะตอมมมวล 16 หนวย หรอ 16 เทาของไฮโดรเจน 1 อะตอม ในป ค.ศ. 1961 (พ.ศ. 2504) นกวทยาศาสตรตกลงใหใช C – 12 หรอ 12C ซงเปนไอโซโทปทมปรมาณมากทสดในธรรมชาตของธาตคารบอนเปนมาตรฐาน โดยก าหนดให C – 12 มมวลเทากบ 12 หนวย หรอ 12 amu 1 หนวยมาตรฐานจงมคาเทากบ 1/12 มวลของ C – 12 1 อะตอม ดงนนมวลอะตอมของธาตในปจจบนเขยนเปนความสมพนธไดดงน

มวลอะตอมจงเปนเพยงตวเลข (ไมมหนวย) ทบอกใหทราบวา ธาตใดๆ 1 อะตอม มมวลเปนกเทาของ 1/12 ของ C – 12 1 อะตอม เนองจากนกวทยาศาสตรพบวา 1/12 มวลของ C – 12 1 อะตอม = 1.66 x 10-24 กรม หรอ 1 amu = 1.66 x 10-24 กรม หรอ 1.66 x 10-27 กโลกรม ดงนน

มวลของธาต 1 อะตอม (กรม) 1/12 มวลของ C –12 1 อะตอม (กรม)

มวลอะตอมของธาต =

มวลของธาต 1 อะตอม (กรม) 1.66 x 10-24 กรม

มวลอะตอมของธาต =

5


ตวอยาง 1 ธาตแมกนเซยมมมวลอะตอม 24.31 ธาต แมกนเซยม 1 อะตอมมมวลเทาใด

วธคด

มวลของธาต Mg 1 อะตอม = มวลอะตอมของธาต Mg x 1.66 x 10-24 กรม มวลของธาต Mg 1 อะตอม = 24.31 x 1.66 x 10-24 กรม = 40.35 x 10-24 กรม = 4.04 x 10-23 กรม ดงนน ธาต Mg 1 อะตอม มมวล เทากบ 4.04 x 10-23 กรม ตอบ

ตวอยาง 2 ธาตโซเดยม (Na) 10 อะตอม มมวล 3.82 x 10-22 กรม มวลอะตอมของธาตโซเดยมมคาเทาใด

.............................................................................................................................................................................

.............................................................................................................................................................................

.............................................................................................................................................................................

................................................................................................................................................................. ............

.............................................................................................................................................................................

.............................................................................................................................................................................

.............................................................................................................................................................................

............................................................................................................................................................................. ลองคด

ธาตสวนใหญในธรรมชาตมหลายไอโซโทป และแตละไอโซโทปมปรมาณมากนอยตางกน มวลอะตอมของคารบอนท

ค านวณไดนเปนคามวลอะตอมทเฉลยของคารบอน ซงสอดคลองกบคามวลอะตอมของธาตทปรากฏอยในธรรมชาต ดงนนคามวลอะตอมของธาตใดๆ ในตารางธาตจงเปนคามวลอะตอมเฉลยซงขนอยกบคามวลอะตอมและปรมาณของแตละไอโซโทปทพบอยในธรรมชาต ปจจบนนนกวทยาศาสตรจงหามวลอะตอมและปรมาณของไอโซโทปของแตละธาต โดยใชเครองมอเรยกวา แมสสเปกโตรมเตอร ท าใหไดคาทแนนอนและมความถกตองสง

ตวอยาง 3 การค านวณหามวลอะตอมของ Li จากขอมลตอไปน ไอโซโทป % ทมในธรรมชาต มวลอะตอม

7.00 6.0200 93.00 7.0100

6

มวลของธาต Mg 1 อะตอม

1.66 x 10-24 กรม

มวลอะตอมของธาต Mg =

มวลอะตอมของธาตกบมวลของธาต 1 อะตอม แตกตางกนอยางไร และมวลอะตอมของธาตมหนวยก ากบไวหรอไม

= 0.4214 + 6.5193

= 6.9407 ดงนนธาต Li มมวลอะตอม เทากบ 6.9407 ตอบ


ตวอยาง 4 จงค านวณหามวลอะตอมเฉลยของธาตจากขอมลตอไปน

ไอโซโทป มวลอะตอมของไอโซโทป ปรมาณรอยละทพบในธรรมชาต มวลอะตอมเฉลย 14N 15N

14.003 15.000

99.630 0.370

16O

17O 18O

15.995 16.999 17.999

99.760 0.040 0.200

สรปสาระส าคญของมวลอะตอมของธาต

.............................................................................................................................................................................

.............................................................................................................................................................................

............................................................................................................................................. ................................

.............................................................................................................................................................................

.............................................................................................................................................................................

.............................................................................................................................................................................

.............................................................................................................................................................................

แบบฝกหด 1.1 (ลองคด ลองท า)

1. จงหามวลอะตอมของก ามะถน เมอก ามะถน 1 อะตอมมมวล 32 x 1.66 x 10-24 กรม

2. มวลอะตอมของโซเดยมเทากบ 23 โซเดยม 1 อะตอมมมวลเปนกเทาของ 1/12 มวลของ คารบอน-12 1 อะตอม

3. มวลอะตอมของไฮโดรเจนเทากบ 1.008 ไฮโดรเจน 1 อะตอมจะมมวลกกรม

4. จงหามวลอะตอมของอรเดยม (Ir) จากขอมลตอไปน ไอโซโทป มวลอะตอมของไอโซโทป ปรมาณรอยละในธรรมชาต

191Ir 193Ir

191.00 193.00

37.30 62.70

5. ธาต X มมวลอะตอมเทากบ 55.8 ถาธาต X 1 อะตอม จะมมวลกกรมและก a.m.u. 6. ธาตแมกนเซยม (Mg) มมวลอะตอมเทากบ 24 จงหาจ านวนอะตอมของธาตแมกนเซยม 2.4 กรม 7. ธาตซลคอนทพบในธรรมชาตม 3 ไอโซโทป มมวลอะตอมเทากบ 27.977 , 28.976 และ 29.974 คดเปนปรมาณรอยละ 92.21 , 4.70 และ 3.09 ตามล าดบ จงหามวลอะตอมของธาตซลคอน

“ ญงใดสมบรณดวย เฮอนสามน าส ญงนนดเลศล า สมควรแทแมเฮอน ” ผญา

7


1.2 มวลโมเลกล 1.2 มวลโมเลกล ((MMoolleeccuullaarr WWeeiigghhtt)) โมเลกลของสาร เปนอนภาคขนาดเลกซงสามารถอยอยางอสระและแสดงสมบตเฉพาะตวของสารนนได การหามวลโมเลกลของสารใชวธเชนเดยวกบการหามวลอะตอมของธาต กลาวคอใชการเปรยบเทยบมวลของสารนนมวลของสารนน 1 โมเลกลกบมวลของธาตมาตรฐาน 1 อะตอม

โมเลกลของธาตประกอบดวยอะตอมของธาตชนดเดยวกน เชน โมเลกลของกาซออกซเจน (O2) ประกอบดวยธาตออกซเจน 2 อะตอม

สวนโมเลกลของสารประกอบทประกอบดวยอะตอมของธาตตางชนดกน เชน โมเลกลขอคารบอนไดออกไซด (CO2) ประกอบดวยธาตคารบอน 1 อะตอมและธาตออกซเจน 2 อะตอม

ในกรณทไมทราบชนดและจ านวนอะตอมของธาตทเปนองคประกอบในโมเลกลของสาร แตทราบมวลเปนกรมของสาร 1 โมเลกล จะหามวลโมเลกลของสารไดจากความสมพนธดงน ใชการเปรยบเทยบเชนเดยวกบการหามวลอะตอม

ตวอยาง 5 สารประกอบ Y 5 โมเลกล มมวล 3.50 x 10-22 กรม สารประกอบ Y มมวลโมเลกลเทาใด

วธคด มวลของสารประกอบ Y 1 โมเลกล =

= 0.70 x 10-22 กรม = 7.00 x 10-23 กรม

มวลโมเลกลของสาร Y =

=

= 42.17

ดงนน สารประกอบ Y มมวลโมเลกล เทากบ 42.17 ตอบ

ตวอยาง 6 สารประกอบ Z มมวลโมกล 35.5 สารประกอบ Z 1โมเลกล มมวลเทาใด

.............................................................................................................................................................................

.............................................................................................................................................................................

.............................................................................................................. ...............................................................

.............................................................................................................................................................................

.............................................................................................................................................................................

.............................................................................................................................................................................

8

3.50 x 10-22 กรม 5

มวลของสาร Y 1 โมเลกล (กรม ) 1.66 x x 10-24 กรม

7.00 x 10-23 กรม 1.66 x x 10-24 กรม


ในกรณททราบสตรโมเลกลของสารประกอบ คอ ทราบวา 1 โมเลกลของธาตนนประกอบดวยธาตใดบาง ธาตละกอะตอม สามารถค านวณมวลโมเลกล ไดความสมพนธดงน

คดจากผลบวกของอะตอมของธาตตาง ๆ ทเปนองคประกอบใน 1 โมเลกลของสารนน

มวลโมเลกลของสาร = (จ านวนอะตอมของธาตในสตร x มวลอะตอมของธาตในสตร)

มวลของสาร 1 โมเลกล = มวลโมเลกล x 1.66 x 10-24 กรม

ตวอยาง 7 น ามสตรโมเลกลเปน H2O น ามมวลโมเลกลเทาใด

วธคด มวลโมเลกล H2O = (2 x มวลอะตอมของ H ) + (1 x มวลอะตอมของ O)

= (2 x 1) + (1 x 16) = 18

ดงนน น า (H2O) มมวลโมเลกล เทากบ 18 ตอบ

* ลองคด

ตวอยาง 8 CuSO4 . 5H2O มมวลโมเลกลเทาใด (ใชคามวลอะตอมในหนาท 3-4 )

.............................................................................................................................................................................

.............................................................................................................................................................................

............................................................................................................................................................................. สรปสาระส าคญของมวลโมเลกลของสาร ............................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................


1. จงหามวลโมเลกลของสารตอไปน (ใชคามวลอะตอมในหนาท 3-4 ) ก. แอสไพรน (C9H8O4) ข. กรดแอซตก (C2H4O2) ค. วตามนซ (C6H8O6)

ง. กลเซอรอล (C3H8O3)

จ. เอทานอล (C2H6O)

2. ฟอสฟอรส 1 โมเลกล ม 4 อะตอมถามวลโมเลกลของฟอสฟอรสเทากบ 123.88 จงหามวลอะตอมของฟอสฟอรส 3. สารประกอบ A 1 โมเลกลมมวล 2.56 x 10-22 กรม จงค านวณหามวลโมเลกลของสารน

“ หมากรก...กอนเดน...ยงตอง...คด หมากชวต....กตองคด....กอนเดน ”

9

มวลโมเลกลของสารกบมวลของสาร 1 โมเลกล แตกตางกนหรอไม อยางไร


1.3 โมล 1.3 โมล ((MMoollee)) การบอกปรมาณสงของในชวตประจ าวน อาจบอกเปนหนวยน าหนก เชน กรม กโลกรม หรอหนวยปรมาตร เชน

ลกบาศกเซนตเมตร ลกบาศกเมตร นอกจากนถาสงของมปรมาณมาก อาจบอกเปนหนวยตางๆ เชน

บอกเปนโหล วตถ 1 โหล มจ านวน 12 ชน บอกเปนถง ขาวสาร 1 ถง มจ านวน 10 ลตร บอกเปนแกลอน น ามน 1 แกลอน มจ านวน 3.97 ลตร เปนตน ส าหรบในทางเคม การบอกปรมาณของอนภาคของสาร บอกดวยหนวยทเรยกวา โมล (Mole) ซงมาจากภาษาลาตน แปลวา “มวลมหมา (Huge mass) ” Mole สามารถเขยนยอวา mol (ตด e ออก และไมตองมจด ( . ))

โมล เปนหนวยบอกจ านวนอนภาคของสาร ซงหมายถง ปรมาณของสารทมจ านวนอนภาคเทากบจ านวนอะตอมของคารบอน-12 ทมมวล 12 กรม เราทราบแลววาคารบอน-12 จ านวน 1 อะตอม มมวล 12.00 x 1.66 x 10-24 กรม

ความสมพนธนเมอเขยนในรปอตราสวนจะไดดงน

ดงนน เราสามารถค านวณหาจ านวนอะตอมของคารบอน-12 ทมมวล 12 กรมได โดยสมมตใหคารบอน-12 มวล 12 กรม มจ านวนอนภาคเทากบ a อะตอม เมอเขยนในรปอตราสวนทเทากบอตราสวนแรกจะเปนดงน

C –12 a อะตอม =

= 6.022137 x 1023 อะตอม

แสดงวาคารบอน-12 ทมมวล 12 กรม ประกอบดวยอะตอมของคารบอน 6.024096 x 1023 อะตอม จ านวน 6.02 x 1023 นเรยกวา เลขอาโวกาโดร และก าหนดใหสารทมจ านวนอนภาคเทากบเลขอาโวกาโดร คดเปนปรมาณ 1 โมล ดงนน

สาร 1 โมลม 1 x 6.02 x 1023 อนภาค สาร 2 โมลม 2 x 6.02 x 1023 อนภาค

สาร 0.5 โมลม 0.5 x 6.02 x 1023 อนภาค สาร 3 โมลม 3 x 6.02 x 1023 อนภาค

อนภาคของสารอาจจะเปน อะตอม โมเลกล ไอออน หรออนๆ ขนอยกบประเภทของสาร ดงตวอยางในตาราง 1.1 ตาราง 1.1 จ านวนและชนดของอนภาคของสารบางชนด

สาร จ านวนโมล จ านวนและชนดของอนภาค

K 1.0 6.02 x 1023 อะตอม H2 1.0 6.02 x 1023 อะตอม

CO2 0.5 0.5 x 6.02 x 1023 โมเลกล NaCl 1.0 Na+ 6.02 x 1023 ไอออน และ

Cl- 6.02 x 1023 ไอออน

10

C –12 1 อะตอม C-12 มวล 12.00 x 1.66 x 10-24

กรม

C –12 1 อะตอม C-12 มวล 12.00 x 1.66 x 10-24

กรม

= C –12 a อะตอม

C-12 มวล 12 กรม

C -12 1 อะตอม x C-12 มวล 12 กรม C-12 มวล 12.00 x 1.66 x 10-24 กรม


การบอกปรมาณของสารเปนโมล จะท าใหทราบจ านวนอนภาคของสารนนได ปรมาณของสารในหนวยโมล

มความสมพนธกบปรมาณอนๆ ดงน

1.3.1 จ านวนโมลของสาร

ธาตใดๆ ทมปรมาณ 6.02 x 1023 อะตอม หรอ 1 โมล จะมมวลเปนกรมเทากบมวลอะตอมของธาตนนๆ

เชน แมกนเซยม (Mg) มมวลอะตอมเทากบ 24.3 ดงนน แมกนเซยม 1 โมลหรอ 6.02 x 1023 อะตอมจะมมวล 24.3 กรม

ออกซเจน (O) มมวลอะตอมเทากบ 16 ดงนน ออกซเจน 1 โมลหรอ 6.02 x 1023 อะตอมจะมมวล 16 กรม

สารใดๆ 1 โมลหรอ 6.02 x 1023 โมเลกล จะมมวลเปนกรมเทากบมวลโมเลกลของสารนน

เชน แกสคลอรน (Cl2) มมวลโมเลกลเทากบ 71 ดงนนคลอรน 1 โมลหรอ 6.02 x 1023 โมเลกลจะมมวล 71 กรม

น า (H2O) มมวลโมเลกลเทากบ 18 ดงนน น า 1 โมลหรอ 6.02 x 1023 โมเลกล จะมมวล 18 กรม ส าหรบสารทมองคประกอบเปนไอออนใหถอวา มวลเปนกรมของธาตใดๆ มคาเทากบมวลอะตอมของธาตนน เชน โซเดยมคลอไรด (NaCl) 1 โมล ประกอบดวย Na+ 1 โมล และ Cl- 1 โมล (Na มมวลอะตอม 23 และ Cl มมวลอะตอม 35.5 ) ดงนน โซเดยมคลอไรด (NaCl) 1 โมล มมวล = มวลของ Na+ 1 โมล + มวลของ Cl- 1 โมล = 23 กรม + 35.5 กรม = 58.5 กรม สารอนๆ ทมองคประกอบเปนไอออน (สารประกอบไอออนก) เชน โพแทสเซยมไอโอไดด (KI) โซเดยมฟลออไรด (NaF) โพแทสเซยมโบรไมด (KBr) แคลเซยมคลอไรด (CaCl2) กสามารถหามวล 1 โมลของสารเหลานดวยวธเดยวกน สรป มวล (กรม) มวลอะตอมหรอมวลโมเลกล ตวอยาง 9 ก ามะถน (S) 1 mol มมวล 32.01 กรม ก ามะถน 160.05 กรม มจ านวนโมลเทาใด วธคด mol S = 160.05 g x (1 mol / 32.01g ) = 5 mol หรอใชวธการเทยบบญญตไตรยางคกได ดงน ก ามะถน 32.01 g เทากบ 1 mol ถาก ามะถน 160.05 g จะมจ านวนโมล เทากบ 1 mol x 160.05 g = 5 mol ตอบ 32.01 g ตวอยาง 10 โซเดยมไฮดรอกไซด (NaOH) 3 mol มมวลกกรม

.............................................................................................................................................................................

.............................................................................................................................................................................

.............................................................................................................................................................................

.............................................................................................................................................................................

.............................................................................................................................................................................

.............................................................................................................................................................................

* ลองคด

11

สารตางชนดกนแตมจ านวนโมลเทากนจะมมวลเทากนหรอไม และถาสารตางชนดกนมมวลเทากน จะมจ านวนอนภาคเทากนหรอไม

โมล =


1.3.2 ปรมาตรตอโมลของแกส

เนองจากแกสมมวลนอยมาก ปรมาณสารในสถานะแกสสวนใหญจงระบเปนปรมาตร แตปรมาตรของแกสเปลยนแปลงตามอณหภมและความดน ดงนนการบอกปรมาตรของกาซจงตองระบอณหภมและความดนไวดวย

นกวทยาศาสตรก าหนดใหอณหภม 0 องศาเซลเซยส และความดน 1 บรรยากาศเปนภาวะมาตรฐาน (Standard Temperature and Pressure) และเรยกยอวา STP

จากการศกษาของนกวทยาศาสตรพบวา แกสใดๆ 1 โมล มปรมาตร 22.4 ลกบาศกเดซเมตร ท STP หรอกลาวอกนยหนงวา ปรมาตรตอโมลของแกสใดๆ มคาเทากบ 22.4 ลกบาศกเดซเมตร ท STP

เชน แกสออกซเจน (O2) 32 กรม (ปรมาณ 1 โมล) มปรมาตรเทากบ 22.4 ลกบาศกเดซเมตร(dm3)ท STP หรอกลาวอกนยหนงวา ปรมาตรตอโมลของกาซออกซเจนมคา 22.4 ลกบาศกเดซเมตรท STP

สรป ปรมาตรของแกสท (dm3) ท STP 22.4

ตวอยาง 11 แกสไนโตรเจน (N2) ปรมาตร 67.2 ลกบาศกเดซเมตร มกโมล ............................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................. 1.3.3 ความสมพนธระหวางจ านวนโมล อนภาค มวล และปรมาตรของแกส

สรป

หรอ จ านวนอนภาค 6.02 x 1023 อนภาค มวลอะตอม มวลโมเลกล ปรมาตร 22.4 dm3

12

โมล =

สารใดๆ 1 โมล

6.02 x 1023 อนภาค มวลอะตอมหรอมวลโมเลกล (กรม) 22.4 dm3ท STP

โมล

จ านวนอะตอม หรอ โมเลกล

มวล (กรม)

ปรมาตรของแกส(dm3) ท STP


ตวอยาง 12 ก ามะถน 10 กรม มจ านวนอะตอมเทาใด ............................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................


1. จงค านวณหาจ านวนโมลของสารทก าหนดใหตอไปน ก. อะลมเนยม (Al) 2.70 กรม ข. น า (H2O) 0.36 กรม ค. แกสออกซเจน (O2) 150 โมเลกล ง. คารบอนไดออกไซด(CO2)ปรมาตร 5.6 dm3ท STP

2. จงค านวณหาจ านวนโมลและมวลของสารตอไปน ก. ตะกว (Pb) 1 อะตอม ข. ฟอสฟอรส (P) 6.02 x 1022 อะตอม ค. โพแทสเซยมไอออน (K+) 1.505 x 1023 ไอออน ง. แกสคารบอนไดออกไซด(CO2)1.806 x 1024 โมเลกล

3. สารตอไปนมจ านวนอนภาคเทาใด ก. โซเดยมไอออน (Na+) 0.6 โมล ข. เฮกเซน (C6H14) 43 กรม ค. คารบอน ( C ) 4 กรม ง. แกสไนโตรเจนมอนอกไซด (NO) 30 กรม

4. สารตอไปนมมวลเปนเทาใด ก. แกสไฮโดรเจน 1.6 x 6.02 x 1023 โมเลกล ข. ไอน า 1.505 x 1023 โมเลกล ค. แกสออกซเจน 6.02 x 1023 โมเลกล ง. โลหะโซเดยม 0.023 โมล

5. ไฮโดรเจนซลไฟด (H2S) 0.4 โมล จงหา ก. มวลของไฮโดรเจนซลไฟด ข. มวลของ H และ S ค. จ านวนโมเลกลขอลไฮโดรเจนซลไฟด ง. จ านวนอะตอมของ H และ S

6. จงหาจ านวนโมล จ านวนโมเลกล และปรมาตรท STP ของสารตอไปน ซงมมวล 10.0 กรม

ก. แกสโอโซน (O3) ข. แกสคลอรน (Cl2) ค. แกสแอมโมเนย (NH3)

7. จงหาปรมาตรของแกสไฮโดรเจนซลไฟด (H2S) ซงมปรมาณดงตอไปน

ก. 1.0 โมล ข. 17.05 กรม ค. 1.20 x 1024 โมเลกล

8. แกสออกซเจน 48.0 กรม มกอะตอม และมปรมาตรเทาใดท STP

13

เปนยงไงบางค านวณสนกไหมครบ

ชวตทเหลวไหลขณะน ยงไมสายทจะแกไข


11..44 สารละลาย สารละลาย ((SSoolluuttiioonn)) สารละลายเปนสารเนอเดยว เตรยมไดจากการผสมสารตงแต 2 ชนดขนไปเขาดวยกน ประกอบดวย ตวท าละลาย (Solvent) และ ตวละลาย (Solute) เกณฑทใชในการก าหนดวา สารใดเปนตวท าละลาย หรอตวละลายเปนดงน คอ ถาตวละลายและตวท าละลายมสถานะเดยวกน จะถอวาสารทมปรมาณมากเปนตวท าละลาย แตถาสารทงสองมสถานะตางกน ถอวาสารทมสถานะเดยวกบสารละลายเปนตวท าละลาย ตวอยางสารละลาย เชน

เกลอ (s) + น า (l) น าเกลอ (aq) จากตวอยางจะเหนไดวา น า เปนตวท าละลายเพราะ มสถานะเดยวกบสารละลาย คอเปนของเหลว สวนเกลอเปนตวละลาย สารละลายอาจมตวละลายมากกวา 1 ชนด และตวละลายในสารละลายแตละชนดอาจมปรมาณแตกตางกน ซงท าใหสารละลายมความเขมขนไมเทากน

1.4.1 ความเขมขนของสารละลาย1.4.1 ความเขมขนของสารละลาย หนวยความเขมขนของสารละลาย เปนคาทแสดงถงปรมาณของตวละลายทละลายอยในตวท าละลายหรอใน

สารละลายนน บอกในรปความเขมขนปรมาณตวละลายตอปรมาณสารละลาย (ยกเวนหนวยโมลตอกโลกรม)

การบอกความเขมขนของสารละลายบอกไดหลายวธ ดงน

(1. ) บอกเปนรอยละ หรอ สวนใน 100 สวน (parts per hundred ใชอกษรยอ pph ) จ าแนกไดเปน 3 ประเภท ดงน

1.1 รอยละโดยมวล (มวล/มวล) หมายถง มวลของตวละลายทละลายอยในสารละลาย 100 หนวยมวลเดยวกน

เชน สารละลาย NaCl เขมขนรอยละ 10 โดยมวล หมายความวา ในสารละลาย NaCl 100 กรม จะม NaCl ละลายอย 10 กรม และมน า 90 กรม เขยนความสมพนธไดดงน

รอยละโดยมวล = x 100

1.2 รอยละโดยปรมาตร (ปรมาตร/ปรมาตร) หมายถง ปรมาตรของตวละลายทละลายในสารละลาย 100 หนวยปรมาตรเดยวกน นยมใชกบสารละลายทเปนของเหลว เชน สารละลายแอลกอฮอลเขมขนรอยละ 20 โดยปรมาตร หมายความวา สารละลายแอลกอฮอล 100 ลกบาศกเซนตเมตร(cm3) มแอลกอฮอลบรสทธละลายอย 20 ลกบาศกเซนตเมตร (หนวยปรมาตรอาจเปน ลกบาศกเดซเมตร(dm3)หรอลตร(L) กได เขยนความสมพนธไดดงน

รอยละโดยปรมาตร = x 100

1.3 รอยละมวลตอปรมาตร (มวล/ปรมาตร) หมายถง มวลของตวละลายทละลายในสารละลาย 100 หนวยปรมาตร โดยทวไปถามวลของตวละลายมหนวยเปนกรม ปรมาตรของสารละลายจะมหนวยเปนลกบาศกเซนตเมตร และถามวลของตวละลายมหนวยเปนกโลกรม ปรมาตรของสารละลายจะมหนวยเปนลกบาศกเดซเมตรหรอลตร หนวยมวลและหนวยปรมาตรตองใหสอดคลองกนดวย เชน สารละลาย CusO4 เขมขนรอยละ 15 โดยมวลตอปรมาตร หมายความวา สารละลาย CusO4 100 ลกบาศกเซนตเมตรม CusO4 ละลายอย 15 กรม เขยนความสมพนธไดดงน

รอยละโดยมวลตอปรมาตร = x 100

14

มวลของตวละลาย (หนวยมวล) มวลของสารละลาย (หนวยมวล)

ปรมาตรของตวละลาย (หนวยปรมาตร) ปรมาตรของสารละลาย (หนวยปรมาตร)

มวลของตวละลาย (หนวยมวล) ปรมาตรของสารละลาย (หนวยปรมาตร)


ตวอยาง 13 สารละลายซงประกอบดวยกลโคส (C6H12O6) จ านวน 100 กรม ละลายในน า 200 กรม สารละลายนมความเขมขนในหนวยรอยละโดยมวลเปนเทาใด

วธคด มวลของสารละลาย = มวลของกลโคส + มวลของน า = 100 กรม + 200 กรม = 300 กรม

รอยละโดยมวลของกลโคส = x 100

รอยละโดยมวลของกลโคส = x 100 = 33.33

ดงนน สารละลายกลโคสนมความเขมขนรอยละ 33.33 โดยมวล ตวอยาง 14 ถาอากาศ 1,000 cm3 มแกส CO2 จ านวน 3.30 x 10

-5 cm3 ความเขมขนเปนรอยละของ CO2 ในอากาศมคาเทาใด ............................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................. ตวอยาง 15 สารละลาย NaOH เขมขนรอยละ 6 โดยมวล จ านวน 200 กรม ม NaOH อยในสารละลายกกรม

.............................................................................................................................................................................

............................................................................................................................................. ................................

.............................................................................................................................................................................

.............................................................................................................................................................................

(2. ) บอกปรมาณตวละลายเปนโมล ตวท าละลายเปนปรมาตร มวลหรอโมล จ าแนกไดเปน 3 ประเภท ดงน

2.1 โมลารต (Molarity) หรอโมลตอลกบาศกเดซเมตร (mol/dm3 หรอ mol/L) อาจเรยกยอไดเปนโมลาร (Molar)

ใชสญลกษณ M เปนหนวยทบอกจ านวนโมลของตวละลายทละลายในสารละลาย 1 ลกบาศกเดซเมตรหรอ 1 ลตร จงมหนวยความเขมขนเปนโมลตอลกบาศกเดซเมตรหรอโมลตอลตร เชน สารละลาย H2SO4 เขมขน 1.0 M หมายความวา สารละลาย H2SO4 1 ลกบาศกเดซเมตรหรอ 1 ลตร ม H2SO4 ละลายอย 1 โมล เขยนความสมพนธไดดงน

โมลารต (M) =

ตวอยาง 16 สารละลายทไดจากการละลาย NaOH จ านวน 15 กรม ในน าจนสารละลายมปรมาตร 250 cm3 จะมความเขมขนกโมลาร ............................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................

15

มวลของกลโคส มวลของสารละลาย 100 g C6H12O6

300 g สารละลาย

จ านวนโมลของตวละลาย (mol) ปรมาตรของสารละลาย (dm3หรอ L)

เอกสารประกอบการเรยนร รายวชา เคม 2 รหสวชา ว 30222 โดย : ครศรวฒ บวสมาน 2.2 โมแลลต (Molality) หรอ โมลตอกโลกรม (mol/kg) หรอเรยกยอๆวา โมแลล (Molal) ใชสญลกษณ m เปนหนวยทบอกจ านวนโมลของตวละลายทละลายในตวท าละลาย 1 กโลกรม จงมหนวยเปน mol/kg เชน สารละลาย Na2CO3 เขมขน 0.5 m หมายความวา ม Na2CO3 0.5 โมล ละลายในน า 1 กโลกรม เขยนความสมพนธไดดงน

โมแลลต (m) =

ตวอยาง 17 เมอละลายน าตาลทราย 34.2 กรม ในน า 500 กรม สารละลายจะมความเขมขนเทาใดในหนวยโมลตอกโลกรม

.............................................................................................................................................................................

.............................................................................................................................................................................

.............................................................................................................................................................................

................................................................................................................................................. ............................

.............................................................................................................................................................................

2.3 เศษสวนโมล (Mole fractions) ใชสญลกษณ X เศษสวนโมลของสารใดในสารละลาย หมายถง อตราสวนจ านวน โมลของสารองคประกอบหนงตอจ านวนโมลรวมของสารทกชนดในสารละลาย เชน สารละลายชนดหนงประกอบดวย สาร A a mol, B b mol และ C c mol จะไดเศษสวนโมลของสาร A, B และ C เปนดงน

เศษสวนโมลของสาร A (XA) = a / ( a + b + c )

เศษสวนโมลของสาร B (XB) = b / ( a + b + c )

เศษสวนโมลของสาร C (XC) = c / ( a + b + c )

ผลรวมของเศษสวนโมลของสารองคประกอบทงหมดคอ XA + XB + XC มคาเทากบ 1 และเมอน าคาเศษสวนโมลของแตละสารมาคณดวยรอย จะไดความเขมขนในหนวยรอยละโดยจ านวนโมลของสารนน

รอยละโดยจ านวนโมลของสาร A = เศษสวนโมลของสาร A x 100 = XA x 100

รอยละโดยจ านวนโมลของสาร B = เศษสวนโมลของสาร B x 100 = XB x 100

รอยละโดยจ านวนโมลของสาร C = เศษสวนโมลของสาร C x 100 = XC x 100

ตวอยาง 18 จงค านวณหาเศษสวนโมลของสารองคประกอบแตละชนดในสารละลายทประกอบดวย สาร A 1.5 mol สาร B 2.0 mol และ H2O 5.0 mol ............................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................

16

จ านวนโมลของตวละลาย (mol) มวลของตวท าละลาย ( kg)

ชยชนะทยงใหญทสดกคอ ... การชนะใจตนเอง


(3) สวนในลานสวน (parts per million) ใชอกษรยอ ppm และ สวนในพนลานสวน (parts per billion) ใชอกษรยอ ppb

เปนหนวยทบอกปรมาณเปนมวลหรอปรมาตรของตวละลายทละลายอยในสารละลาย 1 ลานหนวยมวลหรอปรมาตรเดยวกน และ 1 พนลานหนวยมวลหรอปรมาตรเดยวกน ตามล าดบ ซงเปนหนวยความเขมขนของสารละลายทเจอจางมาก ๆ หรออาจใชแสดงปรมาณของสงเจอปนทมอยในสารเคมทบรสทธตาง ๆ เชน สารละลายโพแทสเซยมไนเตรตเขมขน 2 ppm หมายความวา

มโพแทสเซยมไนเตรตเปนตวละลาย 2 สวน (กรม) ละลายอยในสารละลาย 1 ลานสวน (กรม) หรอ 106 กรม และอกตวอยางเชน

ในแหลงน าแหงหนงมสารตะกวปนเปอน 0.1 ppm หมายความวา ในแหลงน านน 1 ลานกรม มตะกวละลายอย 0.1 กรม หรอในแหลงน านน 1 ลานลกบาศกเดซเมตร มตะกวละลายอย 0.1 ลกบาศกเดซเมตร เปนตน เขยนความสมพนธไดดงน

ppm (มวล) = x 106

ppb (มวล) = x 109

ppm (ปรมาตร) = x 106

ppb (ปรมาตร) = x 109 ในกรณทสารละลายเจอจางมากๆ มวลของตวละลายมคานอยมากเมอเทยบกบมวลของตวท าละลาย ท าใหมวลของสารละลายมคาใกลเคยงกนมากกบมวลของตวท าละลายจนถอวาเทากน ตวอยาง 19 ในสารละลาย Hg(NO3)2 ซงม Hg(NO3)2 อย 3.24 กรม และน า 100 กรม สารละลายมความเขมขนเทาใดในหนวย ppm

.............................................................................................................................................................................

.............................................................................................................................................................................

.............................................................................................................................................................................

.............................................................................................................................................................................

.............................................................................................................................................................................

............................................................................................................................................................................. ตวอยาง 20 ถาในอากาศ 100 cm3 ม N2O 3.30 x 10

-5 cm3 ความเขมขนของ N2O ในหนวย ppb มคาเปนเทาใด

.............................................................................................................................................................................

.............................................................................................................................................................................

.............................................................................................................................................................................

...... .......................................................................................................................................................................

.............................................................................................................................................................................

17

มวลของตวละลาย มวลของสารละลาย

มวลของตวละลาย มวลของสารละลาย

ปรมาตรของตวละลาย ปรมาตรของสารละลาย

ปรมาตรของตวละลาย ปรมาตรมวลของสารละลาย


1.4.2 1.4.2 การเตรยมสารละลายการเตรยมสารละลาย ในปฏบตการทางเคมสวนใหญใชสารในรปของสารละลาย จงจ าเปนตองเตรยมสารละลายใหมความเขมขนตรงกบทตองการ ถาสารละลายมความเขมขนคลาดเคลอนอาจมผลตอการทดลองได สารละลายจะมความเขมขนเทยงตรงเพยงใดขนอยกบความบรสทธของสาร การชงตวละลายและตวท าละลาย การวดปรมาตรของสารละลาย โดยปกตการเตรยมสารละลายในหองปฏบตการเพอใชในงานวเคราะหทตองการความละเอยดสง จะตองใชเครองชงทชงสารไดถงทศนยม 4 ต าแหนง (0.0001 กรม) สวนภาชนะทใชในการเตรยมสารละลายและวดปรมาตร จะใชขวดวดปรมาตรตางกน ดงรป 1.1

รป 1.1 ตวอยางขวดวดปรมาตรขนาดตางๆ การเตรยมสารละลาย ท าไดโดยน าสารบรสทธมาละลายในตวท าละลายโดยตรง หรอน าสารละลายทมอยแลวมาเตมตวท าละลายเพอท าใหสารละลายเจอจางลง การเตรยมสารละลายใหมความเขมขนและปรมาตรตามตองการ อาจเตรยมได 3 วธดงน

1. การเตรยมสารละลายจากสารบรสทธ ท าไดโดยการชงสารบรสทธแลวน ามาละลายในตวท าละลาย แลวปรบปรมาตรของสารละลายใหไดตามทตองการเตรยม โดยกลาวไดวา จ านวนโมลของสารบรสทธ ยอมเทากบจ านวนโมลของสารทอยในสารละลาย อาจเตรยมสารละลายจากสารบรสทธไดเปน 3 ขนตอน คอ

1.) ค านวณหาปรมาณตวละลาย 2.) ท าใหเปนสารละลาย 3.) เกบสารละลายและอปกรณ

เชน ตองการเตรยมสารละลาย NaCl เขมขน 1.0 โมลตอลกบาศกเดซเมตร จ านวน 250 ลกบาศกเซนตเมตร มขนตอนดงน ขนท 1 ค านวณหาปรมาณตวละลาย ............................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................. ขนท 2 ท าใหเปนสารละลาย

.............................................................................................................................................................................

.............................................................................................................................................................................

.............................................................................................................................................................................

............................................................................................................................................................................. ขนท 3 เกบสารละลายและอปกรณ

................................................................................................................................................................... ..........

.............................................................................................................................................................................

.............................................................................................................................................................................

18


2. การเตรยมสารละลายจากสารละลายเขมขน โดยปกตในหองปฏบตการจะมสารละลายทเตรยมไวเหลออยแลว เมอตองการใชสารละลายทมความเขมขนต ากวาสารละลายทมอยเดม อาจท าไดโดยการเพมปรมาตรของตวท าละลาย การเตรยมสารละลายจากสารละลายเขมขนอาจแบงไดเปน 4 ขนตอน คอ

1.) ค านวณหาปรมาณตวละลาย 2.) ค านวณหาปรมาตรของสารละลายเดม 3.) ท าใหสารละลายเจอจาง 4.) เกบสารละลาย

เชน ตองการเตรยมสารละลายโพแทสเซยมไอโอไดด (KI) เขมขน 0.1 โมลตอลกบาศกเดซเมตร จ านวน 100 ลกบาศกเซนตเมตร จากสารละลายโพแทสเซยมไอโอไดด (KI) เขมขน 2.0 โมลตอลกบาศกเดซเมตร มขนตอนดงน

ขนท 1 ค านวณหาปรมาณตวละลาย ............................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................. ขนท 2 ค านวณหาปรมาตรของสารละลายเดมทตองน ามาเตรยมสารละลายใหม

.............................................................................................................................................................................

............................................................................................................................................................................. ขนท 3 ท าใหสารละลายเจอจาง

........................................................................................................ .....................................................................

.............................................................................................................................................................................

............................................................................................................................................................................. ขนท 4 เกบสารละลายและอปกรณ

.............................................................................................................................................................................

............................................................................................................................................................................. โมล (กอนเตมน า) = โมล (หลงเตมน า)

C1V1 = C2V2

3. การเตรยมสารละลายโดยการผสมสารละลายเขาดวยกน ท าไดโดยการน าสารละลายทมความเขมขนตางๆ

กนมาผสมกน

โมล (กอนเตมน า) = โมล (หลงเตมน า) C1V1+ C2V2 = CV (รวม)

สรปสตรทจ าเปนตองใชในการค านวณหาจ านวนโมลของตวละลาย

19

เมอ V แทน ปรมาตร C แทน ความเขมขน

เมอ V แทน ปรมาตร C แทน ความเขมขน

CV g CV V0 CV N CV 1000 MW 1000 22.4 1000 6.02x1023 1000

n = = = =

เมอ n คอ จ านวนโมลของตวละลาย M คอ มวลโมเลกลหรอมวลสตรของตวละลาย g คอ มวลเปนกรมของตวละลาย V0 คอ ปรมาตรของตวละลายซงเปนแกสท STP (dm3) N คอ จ านวนโมเลกลของตวละลาย C คอ ความเขมขนของสารละลาย V คอ ปรมาตรของสารละลาย (cm3) มหนวยเปน mol/ dm3 หรอ mol/L)


1.4.2 1.4.2 สมบตบางประการของสารละลายสมบตบางประการของสารละลาย 1. จดเดอดของสารละลาย จดเดอด คอ อณหภมทท าใหความดนไอของของเหลวเทากบความดนบรรยากาศ สารละลายมจดเดอดสงกวาจดเดอดของตวท าละลายบรสทธ เมอสารละลายเขมขนมากขนจดเดอดจะสงขน นอกจากนนจดเดอดของสารละลายยงไมขนอยกบชนดของตวละลาย ถาสารละลายเขมขนเทากน

2. จดหลอมเหลวหรอจดเยอกแขงของสารละลาย จดหลอมเหลว คอ อณหภมทของแขงเปลยนสถานะเปนของเหลว สวนจดเยอกแขง คอ อณหภมทของเหลวเปลยนสถานะเปนของแขง ส าหรบสารหนงๆ จะมจดหลอมเหลวและจดเยอกแขงเทากน เชน จดเยอกแขงของน า และจดหลอมเหลวของน าเทากบ 0 องศาเซลเซยส (C0) สารบรสทธและสารละลายจะมจดเยอกแขง และจดหลอมเหลวตางกน คอ สารบรสทธมจดหลอมเหลวหรอจดเยอกแขงคงทและสงกวาสารละลาย หรอ สารบรสทธมชวงอณหภมของการหลอมเหลวแคบกวา สารละลายทมตวท าละลายชนดเดยวกน สารละลายทเขมขนสง จดหลอมเหลวจะต ากวา 3. สมบตคอลลเกตฟของสารละลาย หมายถง สมบตทางกายภาพของสารละลายทขนอยกบจ านวนอนภาคของตวท าละลายโดยไมขนอยกบชนดของตวละลาย สารละลายทมตวละลายระเหยยากและไมแตกตวเปนไอออนในตวท าละลายจะมสมบตคอลลเกตฟ ดงน

1. สารละลายจะมจดเดอดสงกวาตวท าละลายบรสทธ 2. สารละลายจะมจดเยอกแขงหรอจดหลอมเหลวต ากวาตวท าละลายบรสทธ 3. สารละลายจะมความดนไอต ากวาตวท าละลายบรสทธ 4. สารละลายจะเกดความดนออสโมตก

สรปสตรการหาจดเดอดของสารละลาย ............................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................. สรปสตรการหาจดหลอมเหลวหรอจดเยอกแขงของสารละลาย ............................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................. สรปสตรความสมพนธระหวางจดเดอดกบจดเยอกแขง(จดหลอมเหลว)ของสารละลาย ............................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................

เราตางอยเพอศกษาหาความร มใชอยเพอสนกสขทางเลนพอแมเราหวงหาทกเชาเยน ถาจะเลนควรคดพนจด

20


แบบฝกหด 1.4 (ลองคด ลองท า) 1.) จงค านวณหาความเขมขนเปนรอยละโดยมวลของสารละลายตอไปน

ก. โซเดยมคลอไรด (NaCl) 50.0 กรม ในน า 200.0 กรม ข. กรดแอซตก (CH3COOH) 0.50 โมล ในน า 3.0 โมล

2.) จงค านวณหาความเขมขนเปนโมลตอลกบาศกเดซเมตรของสารละลายตอไปน ก. HCl 0.015 mol ในสารละลาย 10 cm3 ข. C6H12O6 400 กรมในสารละลาย 800 cm3 ค. Na2CO3 53 กรม ในสารละลาย 1 dm3

3.) จงหาเศษสวนโมลของทกองคประกอบในสารละลาย NaCl เขมขนรอยละ 10 โดยมวล 4.) ถาตองการเตรยมสารละลายเลด (II) ไนเตรต ( Pb(NO3)2) 0.05 mol/dm3 จ านวน 100 cm3 จากสารละลาย เลด (II) ไนเตรตเขมขน 0.2 mol/ dm3

ก. จะตองใชสารละลายเลด (II) ไนเตรต 0.2 0.2 mol/dm3 ปรมาตรเทาใด ข. สารละลายทเจอจางแลวมเลด (II) ไนเตรตละลายอยกกรม

5.) จงอธบาย ก. วธเตรยมสารละลายซลเวอรไนเตรต (AgNO3) 0.1 mol/dm3 จ านวน 250 cm3 จากผลกซลเวอรไนเตรต ข. วธเตรยมสารละลายซลเวอรไนเตรต (AgNO3) 0.025 mol/dm3 จ านวน 500 cm3 จากสารละลายทเตรยมได

ในขอ ก. 6.) ถาตองการเตรยมสารละลายโพแทสเซยมไอโอไดด (KI) 2 mol/dm3 จ านวน 250 cm3 จะตองใช โพแทสเซยม- ไอโอไดดกกรม 7.) จงค านวณหาจดเยอกแขงของสารละลายตอไปน

ก. สารละลายคารบอนเตตะคลอไรด (CCl4) 3.00 กรม ในเบนซน (C6H6) 190 กรม ข. สารละลายเมทานอล (CH3OH)ในน าเขมขน 1.5 m ค. สารละลายแนฟทาลน (C10H8) 1.00 กรม ในคารบอนเตตะคลอไรด (CCl4) 25 กรม ง. สารละลายกรดเบนโซอก (C7H6O2) 0.0025 mol ในน า 200 กรม

21

ส าหรบหนวยการเรยนรท 1 เรอง โมลและปรมาณตอโมล น กจบลงแลว ครกหวงวานกเรยนคงเขาใจกนทกคนนะครบ ถานกเรยนเขาใจเรองนจะเปนพนฐานในการเรยน เรองตอไป คอ ปรมาณสมพนธ .............ขอใหเรยนสนกๆ นะครบ

เรยนโดยไมคด...ไรประโยชน คดโดยไมเรยน...อนตราย “ขงจอ”


หนวยการเรยนรท 2หนวยการเรยนรท 2

ปรมาณสมพนธปรมาณสมพนธ

ปรมาณสมพนธหรอปรมาณสารสมพนธ (Stoichiometry) มาจากค าภาษากรกวา Stoicheion แปลวา ธาต

กบ metron แปลวา การวด รวมกน ปรมาณสมพนธ คอ ความสมพนธทางมวลของธาตในสารตงตนกบผลตภณฑในปฏกรยาเคม ปรมาณสมพนธเปนการศกษาทางดานปรมาณของสารตางๆ ในปฏกรยาเคม เชน สารตงตนใชท าปฏกรยาไปเทาใด และเกดผลตภณฑขนเทาใด ดงนนจงตองอาศยการค านวณมาเกยวของดวย

2.1 2.1 มวลของสารในปฏกรยาเคมมวลของสารในปฏกรยาเคม 2.1.1 ระบบกบสงแวดลอม

การเปลยนแปลงของสารในปฏกรยาใดๆ ตองมการก าหนดขอบเขตการศกษา ซงมองคประกอบทส าคญอย 2 สวนคอ สวนทอยภายในขอบเขตของการศกษาซงรวมทงกอนการเปลยนแปลงและหลงการเปลยนแปลงเรยกวา ระบบ (System) กบสวนทอยนอกขอบเขตทศกษา เชนภาชนะ อปกรณ หรอเครองมอวดตางๆเรยกวา สงแวดลอม (Surrounding ) เชน การท าน าใหเปนน าแขง ระบบกอนการเปลยนแปลงคอน า และระบบหลงการเปลยนแปลงคอน าแขง สวนสงแวดลอมกคอภาชนะ ระบบมอย 2 ระบบดงน

1. ระบบปด (Closed system) คอ ระบบทไมมการถายเทมวลของสาร ระหวางระบบกบสงแวดลอม มการถายเท

พลงงานจากระบบสสงแวดลอมเพยงอยางเดยว (มวลคงท) เชน การละลายน าตาลในน า

2. ระบบเปด (Open system) คอ ระบบทมการถายเทมวลของสารและพลงงานระหวางระบบกบสงแวดลอม(มวลไมคงท)

เชน การระเหดของแนฟทาลนในภาชนะเปด ระบบแยกตวหรอระบบอสระ (Isolated system) คอ ระบบทไมมการถายเทมวลของสารและพลงงานระหวางระบบกบสงแวดลอม(มวลและพลงงานคงท) เชน น ารอนในกระตกน ารอน แตอยางไรกตามไมมระบบใดเปนระบบแยกตว

การศกษาการเปลยนแปลงของสารจ าเปนตองระบสมบตตางๆ ของระบบ เชน มวล อณหภม ปรมาตร ความดน ถาตรวจสอบไดวาสมบตใดของระบบมการเปลยนแปลงกถอไดวามการเปลยนแปลงเกดขนในระบบ สมบตของสารและปจจยทมผลตอสมบตของระบบเรยกวา ภาวะของระบบ

ตวอยาง 1 จงพจารณาระบบตอไปนวาเปนระบบเปดหรอระบบปด และใหอธบายดวยวาเพราะเหตใดจงเปนเชนนน

ก. เผาหนปนในหลอดทดลองแลวเกดแกสคารบอนไดออกไซด

ข. ไฮโดรเจนเปอรออกไซดในขวดปดเกดการสลายตวเปนน าและแกสออกซเจน

วธคด ก.)....................................................................... ข.)................................................................................... ......................................................................................................................................................................... .... ............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................

22

“ ใดๆ ในโลกลวน อนจจง ทกขง อนตตา ”

เอกสารประกอบการเรยนร รายวชา เคม 2 รหสวชา ว 30222 โดย : ครศรวฒ บวสมาน 2.1.2 กฎทรงมวล

นกวทยาศาสตรไดศกษาการเปลยนแปลงมวลของสารในปฏกรยาเคมมาตงแตสมยโบราณ จนกระทงในป พ.ศ. 2317 อองตวน-โลรอง ลาววซเอ ไดทดลองเผาสารในหลอดทปดสนทพบวา มวลรวมของสารกอนเกดปฏกรยา เทากบมวลรวมของสารหลงท าปฏกรยา จงตงเปนกฎเรยกวา กฎทรงมวล

mรวม(กอนเกดปฏกรยา) = mรวม(หลงเกดปฏกรยา)

ตวอยาง 2 สาร A มวล 3 กรม ท าปฏกรยาพอดกบสาร B มวล 4 กรม เกดสาร C มวล 2 กรม และเกดสาร D มวลกกรม วธคด .................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................. ตวอยาง 3 เมอละลายโพแทสเซยมไอโอไดด (KI) 1.66 กรม ในน า แลวเตมเลด (II) ไนเตรต ( Pb(NO3)2) ลงไป 1.65 กรม ปรากฎวาสารทงสองชนดท าปฏกรยากนพอด ได เลด (II) ไอโอไดด ( PbI2) และ โพแทสเซยมไนเตรต (KNO3) ถามเลด (II) ไอโอไดดเกดขน 2.30 กรม จะมโพแทสเซยมไนเตรตเกดขนกกรม วธคด .................................................................................................................................... .............................. ............................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................

อยางไรกตามจากการศกษาปฏกรยาเคมตางๆ พบวามวลของสารหลงเกดปฏกรยาในบางปฏกรยามคาไมคงท ทงนขนอยกบสารทเกยวของในปฏกรยาและการควบคมภาวะของระบบ เชน ปฏกรยาระหวางแคลเซยมคารบอเนต (CaCO3) กบกรดไฮโดรคลอรก (HCl) ไดผลตภณฑ 3 ชนด คอ แคลเซยมคลอไรด (CaCl2) น า (H2O) และ แกสคารบอนไดออกไซด (CO2) เมอกรดไฮโดรคลอรกท าปฏกรยากบแคลเซยมคารบอเนตในภาชนะปด พบวา มวลของสารกอนและหลงเกดปฏกรยามคาเทากน แตเมอเกดปฏกรยาในภาชนะเปด มวลของสารหลงเกดปฏกรยามคานอยกวามวลของสารกอนเกดปฏกรยา เนองจากมแกสคารบอนไดออกไซด บางสวนออกไปจากภาชนะได

เมอใหสารละลายโพแทสเซยมไอโอไดด (KI)ท าปฏกรยากบสารละลายเลด (II) ไนเตรต ( Pb(NO3)2) จะได เลด (II) ไอโอไดด ( PbI2) เปนตะกอนสเหลองกบโพแทสเซยมไนเตรต (KNO3) ละลายอยในน า จากการทดลองทงในภาชนะเปดและภาชนะปด ไดมวลของสารกอนเกดปฏกรยาเทากบมวลของสารหลงเกดปฏกรยา แสดงวาระบบนไมมการถายเทมวลของสารกบสงแวดลอม แสดงวาเปนระบบ................

2.1.3 กฎสดสวนคงท โจเชฟ เพราสต นกวทยาศาสตรชาวฝรงเศสไดศกษาการเตรยมสารประกอบบางชนด พบวา สารประกอบชนดหนง

ทเตรยมดวยวธการทแตกตางกนมอตราสวนโดยมวลของธาตทรวมกนเปนสารประกอบหนง ๆ จะมคาคงทเสมอ จงตงเปนกฎเรยกวา กฎสดสวนคงท ตวอยางเชน สารประกอบคอปเปอร(II) ซลไฟด ( CuS ) ทเกดจากการรวมตวของทองแดง (Cu) และก ามะถน (S) จะมอตราสวนโดยมวลเทากบ 2 :1 เสมอ การค านวณหาปรมาณของสารตามกฎสดสวนคงทศกษาไดจากตวอยางตอไปน

23

“เรา...คอ...ความหวงของพอแม อยาทอแทสตอไปใหถงฝน

คดด พดด ท าด ทกคนวน เพยรขยนนนแลไมแพแนนอน

” ครศรวฒ (ต.ค.2542) มข.

เอกสารประกอบการเรยนร รายวชา เคม 2 รหสวชา ว 30222 โดย : ครศรวฒ บวสมาน ตวอยาง 4 เมอเผาโลหะแมกนเซยม (Mg) 2.64 กรม ในอากาศ ได แมกนเซยมออกไซด (MgO) เกดขน 4.40 กรม และเมอน าโลหะแมกนเซยม 2.42 กรม มาเผากบออกซเจน 1.61 กรม จะเกดเปนแมกนเซยมออกไซดทงหมด ผลการทดลองน เปนไปตามกฎสดสวนคงทหรอไม วธคด .................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................. 2.1.4 กฎสดสวนพหคณ กฎสดสวนพหคณของดอลตล กลาววา “ ถาธาต 2 ชนดรวมกนเกดเปนสารประกอบไดมากกวา 1 ชนด แลว มวลตางๆ ของธาตหนงซงรวมตวกบมวลคงทของอกธาตหนงยอมน ามาเทยบไดเปนอตราสวนของจ านวนเลขลงตวนอย” ตวอยาง 5 ถาธาตคารบอนรวมตวกบออกซเจนเกดเปนสารประกอบ 3 ชนด คอ CO , CO2 และ C3O2 จงเปรยบเทยบอตราสวนโดยมวลเปนอยางต าของธาตคารบอนในสารประกอบทง 3 ชนด ซงรวมตวกบมวลคงทของธาตออกซเจน วธคด .................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................. ............................................................................................................... .............................................................. ............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................

แบบฝกหด 2.1 (ลองคด ลองท า) 1.) แกสแอมโมเนยประกอบดวยไนโตรเจนรอยละ 82 กบไฮโดรเจนกบไฮโดรเจนรอยละ 18 โดยมวล ถาใชไนโตรเจน 10 กรม ท าปฏกรยากบไฮโดรเจน 10 กรม จะไดแกสแอมโมเนยกกรมและมสารใดเหลออยกกรม

2.) โซเดยมไฮโดรเจนคารบอเนต (NaHCO3) 8.4 กรม ท าปฏกรยากบสารละลายกรดแอซตก (CH3COOH) 20.0 กรมไดแกสคารบอนไดออกไซดเกดขน หลงจากทปฏกรยาสนสดลงแลวปรากฏวามสารเหลออยท งสน 24.0 กรม แกสคารบอนไดออกไซดทเกดขนมมวลกกรม

3.) ในการเผาเหลก 11.17 กรม กบก ามะถน 9.00 กรม พบวามสารประกอบไอรออน (II) ซลไฟด เกดขนและมก ามะถนเหลออย 2.59 กรม จากการวเคราะหสารประกอบไอรออน (II) ซลไฟด พบวามก ามะถนรอยละ 36.47 โดยมวล ผลการทดลองนเปนไปตามกฎสดสวนคงทหรอไม เพราะเหตใด

เรยน เพอ ร

ร เพอ ท าเปน ท าได ท าเปน ท าได เพอ ประกอบอาชพ

ประกอบอาชพ เพอ พฒนาชวตและสงคม

24


2.2 ปรมาตรของแกสในปฏกรยาเคม2.2 ปรมาตรของแกสในปฏกรยาเคม สารประกอบหนงๆ เกดจากการรวมตวกนของอะตอมของธาตตงแต 2 ชนดขนไป และมอตราสวนโดยมวลของธาตทเปนองคประกอบคงทเสมอ ส าหรบแกสซงมมวลนอยมาก การวดมวลของแกสท าไดยากจงนยมวดในหนวยปรมาตร ถาน าแกส 2 ชนดมาท าปฏกรยากน อตราสวนโดยปรมาตรระหวางแกสทงสองทท าปฏกรยาพอดกนจะเปนอยางไร

กาซมสมบตฟ งกระจายและมมวลนอยมาก การวดมวลโดยตรงท าไดยากจงนยมวดในหนวยปรมาตร ซงสามารถอธบายโดยใชกฎดงตอไปน

2.2.1 กฎของเกย-ลสแซก ในป พ.ศ. 2351 โซเซฟ-ลย เก-ลซก นกเคมชาวฝรงเศษไดทดลองวดปรมาตรของแกสทท าปฏกรยาพอดกนและปรมาตรของแกสทไดจากปฏกรยา ณ อณหภมและความดนเดยวกน แลวสรปเปน กฎการรวมปรมาตรของแกส หรอ กฎของเกย-ลสแซก วา "ในปฏกรยาเคมทเปนกาซ ทอณหภมและความดนเดยวกน(คงท) อตราสวนระหวางปรมาตรของแกสทท าปฏกรยาพอดกบปรมาตรของแกสทเกดจากปฏกรยา จะเปนเลขจ านวนเตมลงตวนอย ๆ" ตวอยางเชน แกสซลเฟอรไดออกไซด (SO2)ท าปฏกรยากบแกสออกซเจน (O2) เกดเปนแกสซลเฟอรไตรออกไซด (SO3) แสดงไดดงน + แกสซลเฟอรไดออกไซด 2 ปรมาตร แกสออกซเจน 1 ปรมาตร แกสซลเฟอรไตรออกไซด 2 ปรมาตร แกสซลเฟอรไดออกไซด 2 dm3 แกสออกซเจน 1 dm3 แกสซลเฟอรไตรออกไซด 2 dm3 แกสซลเฟอรไดออกไซด 10 dm3 แกสออกซเจน 5 dm3 แกสซลเฟอรไตรออกไซด 10 dm3 จากตวอยางจะพบวา อตราสวนระหวางปรมาตรระหวาง แกสซลเฟอรไดออกไซด : แกสออกซเจน : แกสซลเฟอรไตรออกไซด เปน 2 : 1 : 2 กฎของเกย-ลสแซก ใชกบสารทมสถานะเปนแกสและวดทอณหภมและความดนเดยวกนไมรวมถงปรมาตรของของแขงหรอของเหลวในปฏกรยา เชน ก ามะถน (ของแขง) + แกสออกซเจน แกสซลเฟอรไดออกไซด 1 ปรมาตร 1 ปรมาตร อตราสวนของแกสทท าปฏกรยาพอดกน คอ แกสออกซเจน : แกสซลเฟอรไดออกไซด = 1 : 1 ตวอยาง 6 การทดลองครงหนงไดผลดงน แกสไฮโดรเจน (H2) 50 cm3 ท าปฏกรยาพอดกบแกสคลอรน (Cl2) 50 cm3 เกดแกสไฮโดรเจนคลอไรด (HCl) 100 cm3 ทอณหภมและความดนเดยวกน การทดลองนเปนไปตามกฎของย-ลสแซกหรอไม วธคด .................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................

25

บนทกเพมเตม

เอกสารประกอบการเรยนร รายวชา เคม 2 รหสวชา ว 30222 โดย : ครศรวฒ บวสมาน 2.2.2 กฎของอาโวกาโดร

ในป พ.ศ. 2354 อาเมเดโอ อาโวกาโดร นกฟสกสชาวอตาล ไดศกษากฎของเกย-ลสแซกและอธบายวาการทอตราสวนโดยปรมาตรของกาซทเขาท าปฎกรยาและทไดจากปฏกรยาเปนเลขจ านวนเตมนอยๆ คงเปนเพราะปรมาตรของกาซมความสมพนธกบจ านวนอนภาคทรวมตวกนเปนสารประกอบ อาโวกาโดรจงเสนอสมมตฐานวา "ทอณหภมและความดนเดยวกน แกสทกชนดทมปรมาตรเทากนจะมจ านวนโมเลกลเทากน" ซงตอมาเรยกวา กฎของอาโวกาโดร นนคอ ทอณหภมและความดนเดยวกน ถาแกสออกซเจน 10 ปรมาตร ม 10 โมเลกล แกสคลอรน 10 ปรมาตรจะมจ านวน 10 โมเลกลเชนกน อาโวกาโดร เสนอวา อนภาคทเลกทสดของธาตทเปนแกส คอโมเลกล โมเลกลของธาตทเปนแกสประกอบดวย 2 อะตอม เชน ปฏกรยาระหวางแกสไฮโดรเจน (H2) กบแกสออกซเจน (O2) จนเกดเปนไอน า (H2O)

แกสไฮโดรเจน + แกสออกซเจน -------> ไอน า 2 cm3 1 cm3 2 cm3 2n โมเลกล n โมเลกล 2n โมเลกล 2 โมเลกล 1 โมเลกล 2 โมเลกล หรอ 1 โมเลกล 1/2 โมเลกล 1 โมเลกล หรอ 2 อะตอม 1 อะตอม 2 โมเลกล

หมายเหต 1. ปรมาตรของกาซของสารตงตนทท าปฏกรยากนจะเทากบหรอไมเทากบปรมาตรของแกสของผลตภณฑทเกดจากปฏกรยา เชน

H2(g) + I2(g) -------> 2HI(g) 2CO(g) + O2(g) -------> 2CO2(g) 2ปรมาตร = 2 ปรมาตร 3 ปรมาตร ไมเทากบ 2 ปรมาตร

2. อตราสวนโดยปรมาตรของกาซตาง ๆ ในปฏกรยาจะเทากบอตราสวนโดยโมลของกาซตาง ๆ ในปฏกรยาเดยวกนนน เชน N2(g) + 3H2(g) ------> 2NH3(g) อตราสวนโดยปรมาตร N2 : H2 : NH3 = 1 : 3 : 2 อตราสวนโดยโมล N2 : H2 : NH3 = 1 : 3 : 2

2.2.3 การหาสตรโมเลกลของกาซจากปฏกรยาเคม

ตวอยาง 7 ท STP แกสไนโตรเจน 30 cm3 ท าปฏกรยาพอดกบแกสไฮโดรเจน 90 cm3 ไดแกสชนดหนง 60 cm3 จงหาสตรโมเลกลของแกสทเกดขน วธคด .................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................

26

“ คนลวงทกขได เพราะ... ความเพยร ”


แบบฝกหด 2.2 (ลองคด ลองท า) 1.) แอสไพรนสามารถสงเคราะหจากปฏกรยาระหวางกรดซาลซลก (C7H6O3) กบแอซตกแอนไอไดรด (C4H6O3) ดงสมการ 2C7H6O3 + C4H6O3 2C9H8O4 + H2O จงค านวณหา

ก. มวลของแอซตกแอนไอไดรดทตองใชในการท าปฏกรยาพอดกบกรดซาลซลก 5.00 x 102 กรม ข. มวลของแอสไพรนทเกดขนจากปฏกรยา

2.) จะตองใชอากาศปรมาตรเทาใด ท าปฏกรยาพอดกบแกสเอทลน (C2H4) 5 dm3 อยางสมบรณใหแกสคารบอน- ไดออกไซดและไอน า ปรมาตรทงหมดวดทอณหภมและความดนเดยวกน ก าหนดใหอากาศมแกส O2 รอยละ 20 โดยปรมาตร

3.) การผลตกรดฟอสฟอรกเพอการคาจะใชสารท าปฏกรยากนดงสมการ Ca3(PO4)2 (s) + 3H2SO4(aq) 3CaSO4 (s) + 2H3PO4(aq) จงค านวณหามวลของกรดซลฟวรกเขมขนทตองใชท าปฏกรยาพอดกบแคลเซยมฟอสเฟตจ านวน 100 กรม 2.3 การค านวณเกยวกบสตรและสมการเคม2.3 การค านวณเกยวกบสตรและสมการเคม 2.3.1 สตรเคม สตรเคม คอ กลมสญลกษณทเขยนแทนสารเคม เชน CH4 เปนสตรเคมของมเทน H2O เปนสตรเคมของน า นกเคมก าหนดประเภทของสตรเคม ดงน

เชน CH3 เชน C2H6 H H H H H : C : C : H H-C C- H H H H H CH3 - CH3 หรอ CH3CH3 (CH3 )2 __

27

สตรเอมพรคล/สตรอยางงาย

สตรเคม

สตรโมเลกล สตรโครงสราง

แบบเสน แบบจด แบบยอ

แบบยอยาว แบบยอสน Bond -line

..

.. ..

..

แสดงจ านวนอะตอม

ของธาตองคประกอบทมอยจรงใน 1 โมเลกลของสาร

แสดงอตราสวนอยาง ต าของจ านวนอะตอม

ของธาตองคประกอบท

แสดงการ จดเรยงอะตอม

ของธาตองค ประกอบทมอย จรงใน 1 โมเลกล ของสาร

เอกสารประกอบการเรยนร รายวชา เคม 2 รหสวชา ว 30222 โดย : ครศรวฒ บวสมาน 2.3.2 การค านวณหาสตรเอมพรคลและสตรโมเลกล

สตรเอมพรคล เปนสตรทแสดงอตราสวนอยางต าของธาตองคประกอบ เชน ไฮโดรเจนเปอรออกไซดมสตรโมเลกลเปน H2O2 อตราสวนอยางต าของจ านวนอะตอม H : O เทากบ 1 : 1 สตรเอมพรคลจงเปน HO กลโคสมสตรโมเลกลเปน C6H12O6 อตราสวนอยางต าของจ านวนอะตอม C : H : O เทากบ 1 : 2 : 1 สตรเอมพรคลจงเปน CH2O

การหาสตรเอมพรคล มหลกดงน

1. ตองทราบวาสารทจะหาสตรเอมพรคลประกอบดวยธาตใดบาง

2. ตองทราบมวลอะตอมของแตละธาตในสารทจะหาสตรเอมพรคล

3. ตองทราบมวลของแตละธาตในสารทจะหาสตร

4. ใหขอมลจากขอ 1, 2 และ 3 หาอตราสวนโดยโมล ดวยการน ามวลของแตละธาตหารดวยมวลอะตอมของมนมาเขาอตราสวน

5. ส าหรบการปดจดทศนยมของตวเลขในการหาอตราสวนโดยโมล โดยท าตวเลขใดตวเลขหนง ใหเปน 1 แลวจงปดจดทศนยมดวยวธปด 0.1 - 0.2 ทง ถาเปน 0.8 - 0.9 ปดขนอก 1 ถาเปน 0.0 - 0.7 ปดไมไดตองหาตวเลขทต าทสดมาคณตวเลขของอตราสวนโดยโมลใหมคาใกลกบท จะปดจดทศนยมได แลวปดจดทศนยมตวเลขใหเปนจ านวนเตม อนงการปดจดทศนยม ถาตวเลขปดจดทศนยมไมได ตวเลขทกตวของอตราสวนโดยโมลนนกจะไมปดจดทศนยม หาตวเลข มาคณใหไดตวเลขทจะปดจดทศนยมไดอตราสวนโดยโมลทเปนจ านวนเตมไดสตรเอมพรคล


.................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................. ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................

28


สตรโมเลกล เปนสตรทแสดงจ านวนอะตอมของธาตองคประกอบทมอยใน 1 โมเลกลของสาร เชน ไฮโดรเจนมสตรโมเลกลเปน H2 แสดงวา 1 โมเลกลประกอบดวยไฮโดรเจน 2 อะตอม ไฮโดรเจนเปอรออกไซดมสตรโมเลกลเปน H2O2 แสดงวา 1 โมเลกลประกอบดวยไฮโดรเจนและออกซเจนธาตละ 2 อะตอม การหาสตรโมเลกลของสารทวไป มหลกดงน

1. ตองทราบสตรเอมพรคล

2. ตองทราบมวลโมเลกลโดยโจทยก าหนดมาใหทางตรงหรอทางออมกได

3. น าขอมลทไดจากขอ 1, 2 หาคา n โดยใชสตร

(มวลของสตรเอมพรคล) x n = มวลโมเลกล ( n = เลขเปนจ านวนเตมบวก เชน 1, 2, 3 )

(สตรเอมพรคล) n = มวลโมเลกล

การปดจดทศนยมของคา n ตงแต 0.5 ขนไป ใหปดขนอกหนง แตถาต ากวา 0.5 กปดทงไป เชน 3.6 กใหปดจดทศนยมเปน 4.0 และ 2.2 ปดจดทศนยมเปน 2.0 บนทกเพมเตม

.................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................. ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................

........................................................................................................................................................................................

........................................................................................................................................................................................

........................................................................................................................................................................................

........................................................................................................................................................................................

29


การหาสตรโมเลกลของกาซและการหารอยละโดยมวลของธาตจากสตรเคม

การหาสตรโมเลกลของกาซ มหลกการดงน

1. สารทกชนดทเกยวของในปฏกรยาเปนกาซหมด และสารทจะหาสตรโมเลกลจะตองเปนกาซหรอไอเทานน

2. สมมตสตรโมเลกลของกาซทจะหาสตรโดยทราบวาประกอบดวยธาตใดบาง

3. ตองทราบปรมาตรของกาซตาง ๆ ทเกยวของกนในปฏกรยา และปรมาตรของกาซตองวดทอณหภมและความดนเดยวกน

4. หาอตราสวนโดยปรมาตรกาซตาง ๆ เปนอยางต า

5. เปลยนอตราสวนโดยปรมาตรของกาซเปนอตราสวนโดยโมล โดยใชกฎอาโวกาโดร

6. เขยนสมการของปฏกรยาเคมตามโจทยบอก แลวเขาสมการพชคณตของจ านวนอะตอมทงหมด ทางซาย และทางขวาของแตละธาตใหเทากน จะไดสมการพชคณตหลายสมการทมตวแปรหลายตว จากนนกค านวณหาสตรโมเลกลของกาซได

การหารอยละโดยมวลของธาตจากสตรเคม


.................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................. ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ ...... .................................................................................................................................................................................. ........................................................................................................................................................................................

30

เอกสารประกอบการเรยนร รายวชา เคม 2 รหสวชา ว30222 โดย : ครศรวฒ บวสมาน 2.3.3 การค านวณหามวลเปนรอยละจากสตร การหามวลโมเลกลของสารวธหนงซงไดศกษามาแลว ท าไดโดยน ามวลอะตอมของธาตองคประกอบใน 1 โมเลกลนนมารวมกน ดงนนถาตองการทราบตอไปอกวา 1 โมเลกลของสารมธาตองคประกอบแตละชนดอยรอยละเทาใด สามารถค านวณไดโดยใชความสมพนธดงน

รอยละของ A ในสารประกอบ = x 100

ตวอยาง 8 จงค านวณมวลเปนรอยละของธาตทกชนดใน HNO3 วธคด .....................................................................................................................................................

........................................................................................................................................................................................

........................................................................................................................................................................................

........................................................................................................................................................................................

........................................................................................................................................................................................

........................................................................................................................................................................................

........................................................................................................................................................................................

........................................................................................................................................................................................

........................................................................................................................................................................................

........................................................................................................................................................................................

........................................................................................................................................................................................ ตวอยาง 9 จงค านวณมวลเปนรอยละของ Fe ใน Fe2O3

วธคด ..................................................................................................................................................... ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ ....................................................................................................................... ................................................................. ........................................................................................................................................................................................

มวลของ A มวลของสารประกอบ


........................................................................................................................................................................................

........................................................................................................................................................................................

........................................................................................................................................................................................

........................................................................................................................................................................................

31

เอกสารประกอบการเรยนร รายวชา เคม 2 รหสวชา ว30222 โดย : ครศรวฒ บวสมาน 2.3.4 สมการเคม

สมการเคม ( Chemical equation) คอ กลมของสตรเคม ของสารทเขยนขนเพอเปนสญลกษณทใชแทนปฏกรยาเคมตางๆ ทเกดขน ในอตราสวนจ านวนโมลต าสด สารทเขาท าปฏกรยา เรยกวา สารตงตน (reactant) สารทเกดขนใหม เรยกวา สารผลตภณฑ (product)

หลกการเขยนสมการเคม 1. เขยนสตรของสารเคมทเขาท าปฏกรยาไวทางดานซาย โดยใชเครองหมาย + คนระหวางสาร 2. เขยนสารทเกดขนใหมหรอสารผลตภณฑไวทางดานขวา โดยใชเครองหมาย + คนระหวางสาร 3. เขยนลกศร หรอเครองหมาย = ไวระหวางสารตงตนกบสารผลตภณฑ 4. ดลสมการเคม โดยน าตวเลขทเหมาะสมมาเตมหนาสญลกษณหรอสตรเคมของสารเพอท าใหจ านวนอะตอมของแตละ

ธาตทางซายเทากบทางขวาของสมการ 5. เขยนสมการเคมใหสมบรณ โดยระบสถานะของสารแตละชนดหลงสตรเคม ดงน

- ถาเปนของแขง (solid) ใชอกษรยอวา s - ถาเปนของเหลว (liquid)ใชอกษรยอวา l - ถาเปนสารละลาย (aqueous)ใชอกษรยอวา aq - ถาเปนกาซ (gas) ใชอกษรยอวา g

ตวอยาง เชน Mg (s) + 2HCl (aq) MgCl2 (aq) + H2 (g) 6. การเขยนสมการเคมบางครงจะแสดงพลงงานของปฏกรยาดวย เพอจะไดทราบวาเปนปฏกรยาดดพลงงานหรอคายพลงงาน

เชน CH4(g) + 2O2 (g) CO2 (g) + 2H2O (l) ; คายพลงงาน 889.5 KJ ประเภทของสมการเคม สมการเคมแบงออกได 2 ประเภท คอ

1. สมการโมเลกล หมายถง สมการเคมทแสดงการเขยนสญลกษณของสารตงตนและผลตภณฑเปนสตรโมเลกล เชน Zn (s) + 2 HCl (aq) ZnCl2 (aq) + H2 (s)

2. สมการไอออนก หมายถง สมการเคมทเขยนเฉพาะไอออนหรอโมเลกลทมมสวนเกยวของในการเกดปฏกรยาเคมเทานน เชน H+ (aq) + OH-(aq) H2O (l)

32


........................................................................................................................................................................................

........................................................................................................................................................................................

........................................................................................................................................................................................

........................................................................................................................................................................................

........................................................................................................................................................................................

........................................................................................................................................................................................

........................................................................................................................................................................................

........................................................................................................................................................................................

........................................................................................................................................................................................

........................................................................................................................................................................................

........................................................................................................................................................................................

........................................................................................................................................................................................

“ เวลาไมเคยคอยใคร อยากท าดตอนใดใหรบท า ”

เอกสารประกอบการเรยนร รายวชา เคม 2 รหสวชา ว30222 โดย : ครศรวฒ บวสมาน 2.3.5 ความสมพนธระหวางปรมาณของสารในสมการเคม ตวอยางเชน

Zn(s) + 2HCl(aq) ------> ZnCl2(aq) + H2(g) โมล 1 2 1 1 มวล (g) 65.39 2 x 36.458 136.29 2.016 โมเลกล 6.02 x 1023 2 x 6.02 x 1023 6.02 x 1023 6.02 x 1023 ปรมาตร STP (dm3) - - - 22.4 ส าหรบปฏกรยาทเปนกาซลวน ๆ สามารถใชสมประสทธของกาซตาง ๆ ในสมการอานเปนมาอานเปนปรมาตรได

แตตองทอณหภมและความดนเดยวกน N2(g) + 3H2(g) ------->2NH3(g) ทอณหภม และความดนเดยวกน ปรมาตร (หนวยปรมาตร) 1 3 2

การค านวณเกยวกบสมการเคม มหลกทวไปดงน 1. ตองทราบสมการของปฏกรยาเคมพรอมดล 2. พจารณาเฉพาะสารทโจทยถาม และทก าหนดให 3. แลวน าสงทโจทยก าหนดใหมาคดค านวณหาสงทตองการจากสมการไดโดยการเทยบบญญตไตรยางค ดวยการใชความรเรองโมล หรออาจจะค านวณดวยวธหนงโดยน าจ านวนโมลของสารทโจทยถาม และโจทยก าหนดใหมาเทยบอตราสวนกนจะเทากบจ านวนโมลทเปนสมประสทธของสารทโจทยถามและโจทยก าหนดใหตามสมการ บนทกเพมเตม ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………

33

เอกสารประกอบการเรยนร รายวชา เคม 2 รหสวชา ว30222 โดย : ครศรวฒ บวสมาน

สารก าหนดปรมาณ (Limiting Reagent)

สารทเขาท าปฏกรยามปรมาณไมพอดกน ปฏกรยาทเกดขนจะสนสดเมอสารใดสารหนงหมด สาร ทหมดกอนจะเปนตวก าหนดปรมาณของผลตภณฑของสารผลตภณฑทเกดขนเรยกวา สารก าหนดปรมาณ (Limiting Reagent)

สารก าหนดปรมาณในการเกดปฏกรยาเปนการค านวณสารจากสมการของปฏกรยาทโจทยบอกขอมลเกยวกบสารตงตนมาใหมากกวาหนงชนด ลกษณะโจทยม 2 แบบ คอ

1. โจทยบอกขอมลของสารตงตนมาใหมากกวาหนงชนด แตไมบอกขอมลเกยวกบสารผลตภณฑ ในการค านวณตองพจารณา วาสารใดถกใชท าปฏกรยาหมด แลวจงใชสารนนเปนหลกในการค านวณสงทตองการจากสมการได

2. โจทยบอกขอมลของสารตงตนมาใหมากกวาหนงชนด และบอกขอมลของสารผลตภณฑชนด ใดชนดหนงมาใหดวย ในการค านวณใหใชขอมลจากสารผลตภณฑเปนเกณฑในการเทยบหาสงทตองการจากสมการเคม

รอยละของผลไดของสารผลตภณฑ

ในการค านวณหาปรมาณของผลตภณฑจากสมการเคมนน คาทไดเรยกวา ผลไดตามทฤษฎ (Theoretical yield) แตในทางปฏบตจะไดผลตภณฑนอยกวาตามทฤษฎ แตจะไดมากหรอนอยแคไหน กขนอยกบวธการและสารเคมทใช เรยกผลทไดวาน ผลไดจรง (Actual yield) ส าหรบการรายงานผล การทดลองนน จะเปรยบเทยบคาทไดตามทฤษฎในรปรอยละ ซงจะไดความสมพนธดงน

บนทกเพมเตม ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………

สวสด

“ความเขาใจทแทจรง อยทตวนกเรยนเองเปนผก าหนด ”

34 35

เอกสารประกอบการเรยนร รายวชา เคม 2 รหสวชา ว30222 โดย : ครศรวฒ บวสมาน

เอกสารอางอง

เกษตรศาสตร,มหาวทยาลย . เอกสารประกอบค าบรรยาย วชาเคม ของโครงการสงเสรมความสามารถพเศษ ภาคฤดรอน Brands's Summer Camp'95. ม.ป.ท. , ม.ป.ป.

สงเสรมการสอนวทยาศาสตรและเทคโนโลย,สถาบน .หนงสอเรยนวชาเคม 2 ว 036 ฉบบปรบปรง พ.ศ. 2533. กรงเทพฯ : ครสภาลาดพราว , 2541.

สงเสรมการสอนวทยาศาสตรและเทคโนโลย,สถาบน .หนงสอเรยนสาระการเรยนรพนฐานและเพมเตมวชาเคม เลม 2 ชนมธยมศกษาปท 4 .กรงเทพฯ : ครสภาลาดพราว , 2546.

สทศน ไตรสถตวร. คมอเตรยมสอบ เคม 2 ว 036 . นนทบร : เทพเนรมตรการพมพ , 2537. ส าราญ พฤกษสนทร. คมอเตรยมสอบ เคม 2 ว 036 . นนทบร : หางหนสวนจ ากดเรองแสงการพมพ , ม.ป.ป.

URL : http://web.ku.ac.th/schoolnet/f-snet5.htm

**************************************

35

http://web.ku.ac.th/schoolnet/f-snet5.htm

เอกสารประกอบการเรียนรู้ ว 30222 เคมี2 2558

Education