เอกสารประกอบการเรียนรู้ ว 41221เคมี1 2559 by Siriwut

เอกสารประกอบการเรียนรู้ กลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์ ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 5

วิชา เคมี รหัสวิชา ว30222 จานวน 1.5 หน่วยกิต หน่วยการเรียนรูท้ ี่ 1 เรื่อง ปริมาณสัมพันธ์ ตามหลักสูตรสถานศึกษาและหลักสูตรแกนกลางการศึกษาขั้นพื้นฐาน พุทธศักราช 2551

โดย นายศิริวุฒิ บัวสมาน ตาแหน่ง ครู ศษ.บ.การมัธยมศึกษา(เคมี-ชีววิทยา) , วท.ม. เคมีสาหรับครู โรงเรียนศรีสมเด็จพิมพ์พัฒนาวิทยา อาเภอศรีสมเด็จ จังหวัดร้อยเอ็ด สังกัดสานักงานเขตพื้นที่การศึกษามัธยมศึกษา เขต 27 สานักงานคณะกรรมการการศึกษาขั้นพื้นฐาน กระทรวงศึกษาธิการ ชื่อ-สกุล................................................... ชั้น................ เลขที........... ่ ...........เลขประจาตัว..........................

ก

คานา เอกสารประกอบการเรี ยนรู้ “รายวิชา เคมี 2 รหัสวิชา ว30222 ” ที่นกั เรี ยนหรื อท่านผูอ้ ่านกาลังถือ อ่านอยูน่ ้ ี เป็ นเอกสารส่ วนหนึ่งของกลุ่มสาระการเรี ยนรู ้วทิ ยาศาสตร์ ที่ครู ศิริวุฒิ บัวสมาน ได้เรี ยบเรี ยงขึ้น เพื่อใช้ประกอบในกิจกรรมกระบวนการเรี ยนรู ้ของผูเ้ รี ยนชั้นมัธยมศึกษาปี ที่ 5 เพื่อผูเ้ รี ยนได้ศึกษาด้วยตนเอง และมีแบบฝึ กหัดให้ลองฝึ กคิดและทาด้วย เอกสารเล่มนี้ถือเป็ นสิ่ งพิมพ์ ที่ผจู ้ ดั กระบวนการเรี ยนรู ้ ได้รวบรวมสาระเกี่ยวกับวิชาเคมี เรื่อง ปริมาณสั มพันธ์ จากเอกสาร หนังสื อ และตาราหลายๆ เล่มด้วยกัน โดยสรุ ปสาระให้เข้าใจง่ายยิง่ ขึ้น ข้อแนะนาในการเรี ยน ขอให้ผเู ้ รี ยนทาสัญญาการเรี ยนก่อน และอ่านเอกสารประกอบการเรี ยนรู ้น้ ีมาล่วงหน้า และลองทาแบบฝึ กหัดมาก่อน จะทาให้ผเู ้ รี ยนเกิดทักษะและเรี ยนรู ้ได้เร็ วขึ้น ผูเ้ รี ยบเรี ยงหวังเป็ นอย่างยิง่ ว่า เอกสารประกอบการเรี ยนรู ้น้ ี จักเป็ นประโยชน์แก่ผเู ้ รี ยนและ ผูศ้ ึกษา หากมีขอ้ ผิดพลาดประการใด ก็ขออภัยไว้ ณ ที่น้ ีดว้ ย และจะเป็ นพระคุณอย่างยิง่ หากแจ้งข้อ ผิดพลาดในเอกสารนี้ให้ผเู ้ รี ยบเรี ยงทราบ

(นายศิริวุฒิ บัวสมาน) ผู้เรียบเรียง 3 กันยายน 2552

ข

สารบัญ เรื่ อง

หน้า

คานา สารบัญ สั ญญาการเรียน ผลการเรียนรู้ คาอธิบายรายวิชา หน่ วยการเรียนรู้ รู ปแบบการจัดกิจกรรมการเรี ยนรู้ การวัดและประเมินผลการเรี ยนรู้ บทนา : ความรู้ เบือ้ งต้ นเกี่ยวกับเคมีและตารางธาตุ “หัวใจวิชาเคมี” หน่ วยการเรียนรู้ ที่ 1 : โมลและปริมาณต่ อโมล 1.1 มวลอะตอม 1.2 มวลโมเลกุล 1.3 โมล 1.4 สารละลาย หน่ วยการเรียนรู้ ที่ 2 : ปริมาณสั มพันธ์ 2.1 มวลของสารในปฏิกิริยาเคมี 2.1.1 ระบบกับสิ่ งแวดล้อม 2.1.2 กฎทรงมวล 2.1.3 กฎสัดส่ วนคงที่ 2.1.4 กฎสัดส่ วนพหุ คูณ 2.2 ปริ มาตรของแก๊สในปฏิกิริยาเคมี 2.2.1 กฎของเกย์-ลูสแซก 2.2.2 กฎของอาโวกาโดร 2.2.3 การหาสู ตรโมเลกุลของแก๊สจากปฏิกิริยาเคมี 2.3 การคานวณเกี่ยวกับสู ตรและสมการเคมี 2.3.1 สู ตรเคมี 2.3.2 การคานวณหาสู ตรเอมพิริคลั และสู ตรโมเลกุล 2.3.3 การคานวณหามวลเป็ นร้อยละจากสู ตร 2.3.4 สมการเคมี 2.3.5 ความสัมพันธ์ระหว่างปริ มาณของสารในสมการเคมี เอกสารอ้างอิง

ก ข ค ง จ ฉ ช ช 1 5 8 10 14 22 22 23 23 24 25 25 26 26 27 27 28 31 32 33 35

สั ญญาการเรียน

ค

รายวิชา เคมี 2 รหัสวิชา ว 30222

ข้าพเจ้า (นาย , นางสาว)………………………… เลขประจาตัว…………… เป็ นนักเรี ยนชั้นมัธยมศึกษาปี ที่ ….…ห้อง……………โรงเรี ยน……………….… จังหวัด……………… ด้วยเกียรติของข้าพเจ้า ข้าพเจ้าขอสัญญาว่า ข้ อ 1 ข้าฯ จะจงรักภักดีต่อชาติ ศาสนา พระมหากษัตริ ย ์ และเลื่อมใสการปกครองในระบอบ ประชาธิปไตยอันมีพระมหากษัตริ ยท์ รงเป็ นประมุข ข้ อ 2 ข้าฯ จะเป็ นลูกที่ดีของบิดา-มารดา เป็ นศิษย์ที่ดีของครู -อาจารย์ เป็ นพลเมืองที่ดีของประเทศชาติ และเป็ นศาสนิกชนที่ดีของศาสนา ข้ อ 3 ข้าฯ จะตั้งเป้ าหมายของการเรี ยนและปฏิบตั ิตามเพื่อให้บรรลุเป้ าหมายที่ต้ งั ไว้ ข้ อ 4 ข้าฯ จะเข้าชั้นเรี ยนให้ตรงเวลา ข้ อ 5 ข้าฯ จะขยันและตั้งใจเรี ยน ทุ่มเททั้งเวลา กาลังกายและกาลังใจเพื่อการเรี ยนรู ้และอนาคตของข้าฯ ข้ อ 6 ข้าฯ จะเตรี ยมตัวอ่านหนังสื อ ค้นคว้าข้อมูลมาล่วงหน้า และทบทวนเมื่อเรี ยนในชั้นเรี ยนแล้ว ข้ อ 7 ข้าฯ จะติดตามเนื้อหาวิชาต่างๆ ระหว่างเรี ยน ข้ อ 8 ข้าฯ จะจัดตารางเรี ยน ตารางกิจวัตรประจาวัน และตารางทบทวนบทเรี ยนอย่างสม่าเสมอ ข้ อ 9 ข้าฯ จะพัฒนาวิธีการเรี ยน การเก็บรวบรวมข้อมูลอย่างมีประสิ ทธิ ภาพ ข้ อ 10 ข้าฯ จะบริ หารเวลา จัดการเวลาต่างๆ อย่างมีประสิ ทธิ ภาพ และส่ งงานตามเวลาที่กาหนด ข้ อ 11 ข้าฯ จะเตรี ยมพร้อมและแสดงความสามารถอย่างเต็มที่สาหรับการทดสอบและการประเมินผล ข้ อ 12 ข้าฯ จะเป็ นกัลยาณมิตรกับเพื่อนร่ วมชั้นและคนทุกคน และให้ความร่ วมมือในกลุ่มอย่างเต็มที่ ข้ อ 13 ข้าฯ จะรับผิดชอบต่อสิ่ งที่ขา้ พเจ้าเรี ยน ข้ อ 14 ข้าฯ จะปฏิบตั ิตามกฎระเบียบและกฎเกณฑ์ขอ้ บังคับของโรงเรี ยนและของรายวิชาต่างๆ อย่าง เคร่ งครัด ข้ อ 15 ข้าฯ จะปฏิบตั ิตามสัญญานี้อย่างเคร่ งครัด หากข้าพเจ้าไม่ปฏิบตั ิตามสัญญา ขอให้อาจารย์ประจาวิชา เคมี 2 ( ว 30222 เป็ นผูพ้ ิจารณาตามความ เหมาะสม ลงชื่อ……………………………ผูส้ ัญญา (…………………………………) วันที่….เดือน……………….พ.ศ………… ลงชื่อ……………………….อาจารย์ประจาวิชา (นายศิริวุฒิ บัวสมาน) วันที่…….เดือน………………….พ.ศ…………

ผลการเรียนรู้ สาระการเรียนรู้ เพิม่ เติม วิทยาศาสตร์ ช่ วงชั้นที่ 4 กลุ่มสาระการเรี ยนรู ้วทิ ยาศาสตร์ ระดับชั้นมัธยมศึกษาปี ที่ 4 วิชา เคมี 2 เวลา 60 ชัว่ โมง 1.5 หน่วยกิต รหัสวิชา ว 30222 3 ชัว่ โมง / สัปดาห์ / ภาคเรี ยน ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------1. สื บค้นข้อมูลและอธิ บายความหมายและคานวณหามวลอะตอม และมวลโมเลกุลของสารที่กาหนดให้ได้ (ว 3.1) 2. คานวณและบอกความสัมพันธ์ระหว่างจานวนโมล จานวนอนุภาค มวล และปริ มาตรของก๊าซที่ S.T.P.ได้ (ว 3.1) 3. สื บค้นข้อมูลและบอกความหมายของหน่วยความเข้มข้นต่างๆ ของสารละลายได้ (ว 3.2) 4. ทาการทดลองและเห็นคุณค่าของการเตรี ยมสารละลาย พร้อมทั้งคานวณหาความเข้มข้นของสารละลาย จากข้อมูลที่กาหนดให้ได้ (ว 3.2 ,ว 8.1) 5. ทาการทดลองหาจุดเดือดและจุดหลอมเหลวของสารบริ สุทธิ์ เปรี ยบเทียบกับสารละลายได้ (ว 3.2 ,ว 8.1) 6. อธิ บายความหมายของค่าคงที่ของการเพิ่มขึ้นของจุดเดือด (Kb) และค่าคงที่ของการลดลงของจุดเยือกแข็ง (Kf) ได้ (ว 3.2 ) 7. คานวณ จุดเดือด จุดเยือกแข็ง มวลของตัวละลาย มวลของตัวทาละลาย มวลโมเลกุลของตัวละลาย โดย อาศัยหลักการของสมบัติคลอลลิเกทิฟของสารละลาย (ว 3.2 ) 8. สื บค้นข้อมูลและอธิ บายความหมายของระบบกับสิ่ งแวดล้อม และภาวะของระบบได้ (ว 3.2 ) 9. สรุ ปสาระสาคัญของกฎทรงมวล และใช้คานวณหามวลของสารในปฏิกิริยาเคมีได้ (ว 3.2 ) 10. สรุ ปสาระสาคัญของกฎสัดส่ วนคงที่ และใช้คานวณหาอัตราส่ วนโดยมวลของธาตุที่รวมตัวกัน เป็ นสารประกอบได้ (ว 3.2 ) 11. ทาการทดลอง และคานวณหามวลของสาร อัตราส่ วนโดยปริ มาตรของก๊าซที่เข้าทาปฏิกิริยาพอดีกนั และก๊าซที่เกิดจากปฏิกิริยาได้ (ว 3.2 ,ว 8.1) 12. สื บค้นข้อมูลและสรุ ปสาระสาคัญของกฎการรวมปริ มาตรของเกย์-ลูสแซกได้ (ว 3.2) 13. สื บค้นข้อมูลและสรุ ปสาระสาคัญของกฎอาโวกาโดรได้ (ว 3.2) 14. อธิบายความหมายของสู ตรเคมีและสมการเคมีได้ (ว 3.2) 15. ทาการทดลอง และคานวณหาสู ตรเอมพิริคลั สู ตรโมเลกุล มวลร้อยละของธาตุจากสู ตรและ ความสัมพันธ์ระหว่างปริ มาณของสารในสมการเคมีได้ (ว 3.2 ,ว 8.1) 16. เมื่อทราบสารตั้งต้นและสารผลิตภัณฑ์สามารถเขียนและดุลสมการเคมี พร้อมทั้งแปลความหมาย จากสมการเคมีได้ (ว 3.2 )

ง

จ

คาอธิบายรายวิชา สาระการเรียนรู้ เพิม่ เติม วิทยาศาสตร์ ช่ วงชั้นที่ 4 กลุ่มสาระการเรี ยนรู้วทิ ยาศาสตร์ ระดับชั้นมัธยมศึกษาปี ที่ 4 วิชา เคมี 2 เวลา 60 ชัว่ โมง 1.5 หน่วยกิต รหัสวิชา ว30222 3 ชัว่ โมง / สัปดาห์ / ภาคเรี ยน ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------คาอธิบายรายวิชา ศึกษา วิเคราะห์ ความหมายของมวลอะตอม มวลโมเลกุล เพื่อนาไปสู่ ความหมายของโมล และ ความสัมพันธ์ระหว่างโมลกับปริ มาณของสาร ศึกษาองค์ประกอบ ความเข้มข้น และสมบัติของสารละลาย ฝึ ก เตรี ยมและคานวณหาความเข้มข้นของสารละลาย ศึกษาสมบัติในการเพิ่มขึ้นของจุดเดือดและการลดลงของจุด เยือกแข็งของสารละลาย ศึกษาสมบัติของระบบปิ ดและระบบเปิ ด ศึกษาและคานวณเกี่ยวกับกฎทรงมวล กฎ สัดส่ วนคงที่ทดลองเพื่อศึกษาปฏิกิริยาเคมีของแก๊สตามกฎของเกย์ลูสแซกและอาโวกาโดร เพื่อนาไปสู่ การเขียน สู ตรเคมี ฝึ กคานวณหาสู ตรเอมพิริคลั และสู ตรโมเลกุลเพื่อนาไปสู่ การเรี ยนและสมดุลสมการเคมีและฝึ ก คานวณหาปริ มาณของสารในสมการเคมี ศึกษาการเปลี่ยนแปลงพลังงานของระบบ โดยใช้กระบวนการทางวิทยาศาสตร์ การสื บเสาะหาความรู้ การสารวจตรวจสอบ การสื บค้นข้อมูล และการอภิปราย เพื่อให้เกิดความรู้ ความคิด ความเข้าใจ สามารถสื่ อสารสิ่ งที่เรี ยนรู ้ มีความสามารถใน การตัดสิ นใจ นาความรู ้ไปใช้ในชีวติ ประจาวัน มีจิตวิทยาศาสตร์ จริ ยธรรม คุณธรรม และค่านิยมที่เหมาะสม

ฉ

หน่ วยการเรียนรู้ สาระการเรียนรู้ เพิม่ เติม วิทยาศาสตร์ กลุ่มสาระการเรี ยนรู้วทิ ยาศาสตร์ วิชา เคมี 2 รหัสวิชา ว 30222 จานวนหน่วยการเรี ยนรู ้

ระดับชั้นมัธยมศึกษาปี ที่ 4 เวลา 60 ชัว่ โมง 1.5 หน่วยกิต 3 ชัว่ โมง / สัปดาห์ / ภาคเรี ยน 2 หน่วยการเรี ยนรู ้

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

หน่ วยการเรียนรู้ ที่

ชื่อหน่วยการเรี ยนรู ้ โมลและปริมาณต่ อโมล 1.1 มวลอะตอม 1.2 มวลโมเลกุล 1.3 โมล 1.3.1 จานวนโมลกับมวลของสาร 1.3.2 ปริ มาตรต่อโมลของก๊าซ 1.3.3 ความสัมพันธ์ระหว่างจานวนโมล อนุภาค มวล และปริ มาตรของก๊าซ 1.4 สารละลาย 1.4.1 ความเข้มข้นของสารละลาย 1.4.2 การเตรี ยมสารละลาย 1.4.3 สมบัติบางประการของสารละลาย ปริมาณสัมพันธ์ 2.1 มวลของสารในปฏิกิริยาเคมี 2.1.1 ระบบกับสิ่ งแวดล้อม 2.1.2 กฎทรงมวล 2.1.3 กฎสัดส่วนคงที่ 2.1.4 กฎสัดส่วนพหุคูณ 2.2 ปริ มาตรของก๊าซในปฏิกิริยาเคมี 2.2.1 กฎของเกย์-ลูสแซก 2.2.2 กฎของอาโวกาโดร 2.2.3 การหาสูตรโมเลกุลของก๊าซจากปฏิกิริยาเคมี 2.3 การคานวณเกี่ยวกับสูตรและสมการเคมี 2.3.1 สูตรเคมี 2.3.2 การคานวณหาสูตรเอมพิริคลั และสูตรโมเลกุล 2.3.3 การคานวณหามวลเป็ นร้อยละจากสูตร 2.3.4 สมการเคมี 2.3.5 ความสัมพันธ์ระหว่างปริ มาณของสารในสมการเคมี

เวลา (ชั่วโมง) 20 2 2 4 2 2 4 2 2 20 1 1 1 1 2 2 2 2 2 2 2 2

ช

รู ปแบบการจัดกิจกรรมการเรียนรู้ รู ปแบบการจัดกระบวนการเรียนรู้ : ใช้รูปแบบการเรี ยนแบบร่ วมมือกันเรี ยนรู ้เพื่อรอบรู ้ (Cooperative Mastery Learning) กระบวนการ/วิธีการจัดการเรี ยนรู้ ทใี่ ช้ : ได้แก่ 1. กระบวนการสื บเสาะหาความรู้ (Inquiry process) 2. กระบวนการแก้ปัญหา (Problem solving process) 3. กระบวนการทางวิทยาศาสตร์ (Scientific process) 4. กระบวนการการเรี ยนรู้แบบจัดกรอบมโนทัศน์ (Concept mapping technique) 5. กระบวนการเรี ยนรู้โดยใช้การระดมสมอง (Brainstorming method) 6. กิจกรรมคิดและปฏิบตั ิ (Hand-on Mind -on activities)

การวัดผลและประเมินผลการเรียนรู้ จุดมุ่งหมายของการวัดและประเมินผล 1. เพื่อวินิจฉัยความรู้ ความสามารถ ทักษะและกระบวนการ เจตคติ คุณธรรม จริ ยธรรม และ ค่านิยมของผูเ้ รี ยน และเพื่อซ่ อมเสริ มผูเ้ รี ยนให้พฒั นาความรู้ความสามารถและทักษะได้เต็มตามศักยภาพ 2. เพื่อใช้เป็ นข้อมูลป้ อนกลับให้แก่ผเู ้ รี ยนเองว่าบรรลุตามจุดประสงค์การเรี ยนรู ้เพียงใด 3. เพื่อใช้เป็ นข้อมูลในการสรุ ปผลการเรี ยนรู้และเปรี ยบเทียบถึงระดับพัฒนาการของการเรี ยนรู้ รู ปแบบและวิธีการทีใ่ ช้ วดั และประเมินผล ใช้การวัดและประเมินผลจากสภาพจริ ง (Authentic assessment) วิธีการทีใ่ ช้ วดั และประเมินผล 1. การวัดและประเมินผลการเรี ยนรู้โดยใช้แฟ้ มผลงาน 2. การวัดและประเมินผลด้านความสามารถและภาคปฏิบตั ิ 3. การวัดและประเมินผลด้านเจตคติ คุณธรรม จริ ยธรรมและค่านิยม จานวนผลการเรียนรู้ ทคี่ าดหวัง มีท้ งั หมด 16 ข้อ ผลการเรี ยนรู้คาดหวังที่ใช้สอบรายจุดประสงค์ก่อนสอบกลางภาค : ข้อที่ 1-10 ผลการเรี ยนรู้คาดหวังที่ใช้สอบกลางภาค : ข้อที่ 1-10 ผลการเรี ยนรู้คาดหวังที่ใช้สอบรายจุดประสงค์หลังสอบกลางภาค : ข้อที่ 11-16 ผลการเรี ยนรู้คาดหวังที่ใช้สอบปลายภาค : ข้อที่ 1-16 ผลการเรี ยนรู้คาดหวังที่ใช้วดั ด้านเจตคติและจิตวิทยาศาสตร์ : ข้อที่ 1-16 เจตคติและจิตวิทยาศาสตร์ ที่ประเมิน : เห็นคุณค่าของการทดลอง ( 1. ความรับผิดชอบ 2. การมีส่วนร่ วม 3. ความตั้งใจเรี ยน 4. ตรงต่อเวลา 5. ระเบียบวินยั )

ซ

อัตราส่ วนคะแนน อัตราส่ วนคะแนน

รายวิชา เคมี 2 รหัสวิชา ว 30222 ระหว่างภาค : ปลายภาค = 70 : 30

1. อัตราส่ วนคะแนนระหว่างภาค (70 คะแนน) รายจุดประสงค์ : กลางภาค : จิตวิทยาศาสตร์ = 50 : 20 : 10 1. คะแนนระหว่างภาค ( 70 คะแนน) 1.1 คะแนนรายจุดประสงค์ (50 คะแนน) ได้จาก 1.1.1 คะแนนวัดผลรายจุดประสงค์ก่อนสอบกลางภาค 10 คะแนน (จากแบบทดสอบ) 1.1.2 คะแนนวัดผลรายจุดประสงค์หลังสอบกลางภาค 10 คะแนน (จากแบบทดสอบ) 1.1.3 คะแนนรายงานการศึกษาค้นคว้า/งานที่ได้รับมอบหมาย 5 คะแนน (จากแบบประเมิน) 1.1.4 คะแนนทักษะปฏิบตั ิการและรายงานผลการทดลอง 10 คะแนน (จากแบบประเมิน) 1.1.5 คะแนนแฟ้ มสะสมผลงาน (Portfolio) 5 คะแนน (จากแบบประเมิน) 1.2 คะแนนสอบระหว่างภาค (กลางภาค) 20 คะแนน (จากแบบทดสอบ) 1.3 คะแนนวัดผลด้านเจตคติและจิตวิทยาศาสตร์ (10 คะแนน) (จาก แบบสังเกตพฤติกรรม) 1.3.1 ความรับผิดชอบ 2 คะแนน 1.3.2 การมีส่วนร่ วม 2 คะแนน 1.3.3 ความตั้งใจทางาน 2 คะแนน 1.3.4 ตรงต่อเวลา 2 คะแนน 1.3.5 มีระเบียบวินยั 2 คะแนน

2. อัตราส่ วนคะแนนปลายภาค รวม

30 100

คะแนน (จากแบบทดสอบ) คะแนน

3. เกณฑ์ การตัดสิ นผลการเรี ยนรู้ ช่ วงคะแนน 80-100 75-79 70-74 65-69 60 -64 55-59 50 -54 0 – 49 ไม่ส่งงานตามที่มอบหมาย ขาดเรี ยนเกิน 8 ชัว่ โมง

ระดับผลการเรียน 4.0 3.5 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 0 ร มส

ความหมาย ผลการเรี ยนดีเยีย่ ม ผลการเรี ยนดีมาก ผลการเรี ยนดี ผลการเรี ยนค่อนข้างดี ผลการเรี ยนน่าพอใจ ผลการเรี ยนพอใช้ ผลการเรี ยนผ่านเกณฑ์ข้ นั ต่า ผลการเรี ยนต่ากว่าเกณฑ์ รอการตัดสิ นผลการเรี ยน ไม่มีสิทธ์สอบ (เวลาเรี ยนไม่ถึง 80%)

4. งานทีม่ อบหมาย (มีผลต่อการติด “ ร ”และ “0” ) 1. รายงานการศึกษาค้นคว้า 3. แฟ้ มสะสมผลงาน

2. รายงานผลการทดลอง/ปฏิบตั ิการ 4. งานที่ได้รับมอบหมายอื่นๆ

เอกสารประกอบการเรี ยนรู ้

รายวิชา เคมี 2

รหัสวิชา ว 30222

โดย : ครู ศิริวฒ ุ ิ บัวสมาน

บทนา ความรู้ เบือ้ งต้ นเกีย่ วกับเคมีและ ตารางธาตุ“ หัวใจวิชาเคมี ” ศิริวฒ ุ ิ บัวสมาน *

เคมี คืออะไร ? (What’s Chemistry? ) คาว่า “เคมี” (Chemistry) มาจากภาษาอาหรับว่า “Alguemia” ตรงกับความหมายใน ภาษาอังกฤษว่า “อัลเคมี” (Alchemy) หรื อ “การเล่ นแร่ แปรธาตุ” เพราะ นักเคมียคุ ก่อนเริ่ ม เมื่อประมาณ 2,000 ปี มาแล้ว บรรดานักเล่นแร่ แปรธาตุท้ งั หลาย พยายามอย่างยิง่ ที่จะเปลี่ยนโลหะชนิดต่างๆ ให้เป็ นทองคา โดยใช้เวทมนต์คาถา และความเชื่อต่างๆ ที่ไม่ถูกต้อง การเล่นแร่ แปรธาตุจึงไม่ถือว่าเป็ น วิทยาศาสตร์ อย่างแท้จริ ง ถึงแม้วา่ จะมีการนาเอาวิธีทางวิทยาศาสตร์ มาใช้ในการค้นคว้าก็ตาม แต่อย่างไรก็ตาม นักเล่นแร่ แปรธาตุเหล่านั้นก็ได้คน้ พบสางสาคัญบางประการ เช่น วิธีการปรุ งยา เป็ นต้น เคมี เป็ นสาขาหนึ่งของวิทยาศาสตร์ บริ สุทธิ์ ที่มุ่งศึกษาเรื่ องราวของสมบัติ ส่ วนประกอบโครงสร้าง ของสาร และการเปลี่ยนแปลงภายในของสารจากระดับอะตอม ไอออน โมเลกุล ถึงโครงสร้างใหญ่โตของสิ่ ง ต่างๆ ซึ่ งจะมีการให้และรับพลังงานเข้ามาเกี่ยวข้องด้วย แขนงของวิทยาศาสตร์ และสาขาต่างๆ ของวิชาเคมี ดู และพิจารณาได้ดงั แผนภาพ วิทยาศาสตร์ วิทยาศาสตร์บริ สุทธิ์ วิทยาศาสตร์

วิทยาศาสตร์ประยุกต์

วิทยาศาสตร์ชีวภาพ

ภาพ

ฯลฯ

กาย *เคมี*

ฟิ สิ กส์

คณิ ตฯ

ชีววิทยา

สัตววิทยา

พฤกษศาสตร์

ฯลฯ วิศวกรรมฯ

แพทย์ฯ

เกษตรฯ

เคมีเชิงอินทรี ย ์

ศึกษาสมบัติและปฏิกิริยาเคมีของสารประกอบที่มีธาตุคาร์บอนเป็ นองค์ประกอบ ยกเว้น ออกไซด์ C

เคมีเชิงอนินทรี ย ์

ศึกษาสมบัติและปฏิกิริยาเคมีของธาตุท้ งั หมดและสารประกอบของมัน ยกเว้น สารประกอบของ C

เคมีเชิงฟิ สิ กส์

ศึกษากฎ ทฤษฎี และสมมติฐานต่างๆ ของเคมีเพื่อใช้อธิบายปฏิกิริยาและการเปลี่ยนแปลงพลังงาน

เคมีวิเคราะห์

ศึกษาวิเคราะห์สาร หาธาตุและปริ มาณธาตุที่เป็ นองค์ประกอบของสารชนิดต่างๆ

ชีวเคมี

ศึกษาสมบัติและปฏิกิริยาเคมีของสารประกอบที่มีอยูใ่ นสิ่ งมีชีวติ

* ครู ผสู้ อนวิชา เคมีและชีววิทยา โรงเรี ยนอนุราชประสิ ทธิ์ (ศษ.บ.การมัธยมศึกษา (เคมี-ชีววิทยา) วท.ม.เคมีสาหรับครู ม.ขอนแก่น)

เอกสารประกอบการเรี ยนรู ้

รายวิชา เคมี 2

รหัสวิชา ว 30222

โดย : ครู ศิริวฒ ุ ิ บัวสมาน

ในจักรวาลประกอบด้วย สสารและพลังงาน สิ่ งทั้งหลายทั้งมวล ทั้งในโลกนี้และนอกโลก เรี ยกว่า สสาร (matter) ซึ่ งเป็ นสิ่ งที่มีมวลมีปริ มาตร และต้องการที่อยู่ สสารแต่ละชนิด เรี ยกว่า สาร (Substances) เช่น ก้อนหิ น ทองคา เงิน เป็ นต้น สารทุกชนิดประกอบด้วยอนุภาค (Particle) เล็กๆ (อนุภาค เป็ นคารวมๆ อาจจะ เป็ น อะตอม ไอออน หรื อโมเลกุลเล็กๆ) ซึ่ งอนุภาคเหล่านั้นไม่สามารถมองเห็นได้ดว้ ยตาเปล่าเรี ยกว่า อะตอม (Atom) ซึ่ งอะตอมบางชนิ ดเกิดขึ้นเองตามธรรมชาติ แต่บางอะตอมเกิดจากการสังเคราะห์ของนักวิทยาศาสตร์ ถ้าอะตอมรวมตัวกันเป็ นกลุ่ม เรี ยกว่า โมเลกุล (Molecule) ถ้าโมเลกุลประกอบขึ้นด้วยอะตอมชนิดเดียวกัน เรี ยกว่า ธาตุ (Elements) ซึ่งเป็ นสารบริ สุทธิ์ เช่น อะตอมของออกซิ เจน 2 อะตอม รวมกันกลายเป็ นก๊าซ ออกซิเจน 1 โมเลกุล (O2) แต่ถา้ โมเลกุลนั้นประกอบขึ้นด้วยอะตอมต่างชนิดกัน เรี ยกว่า สารประกอบ (Compound) บางครั้งสารประกอบโดยเฉพาะสารประกอบไอออนิก (ธาตุโลหะ+ธาตุอโลหะ) เมื่อนาไป ละลายน้ าจะแตกตัวเป็ นประจุบวกและประจุลบ ทางเคมีเรี ยกว่า ไอออน (Ion) มีนกั วิทยาศาสตร์ พยายามสร้างแบบจาลองอะตอมขึ้นมามากมาย ซึ่งอะตอมประกอบไปด้วยอนุภาค มูลฐาน 3 ชนิด คือ โปรตอน (Proton) มีประจุไฟฟ้ าเป็ นบวก นิวตรอน (Neutron)ไม่มีประจุไฟฟ้ า และ อิเล็กตรอน (Electron) มีประจุไฟฟ้ าเป็ นลบ ซึ่ งมีจานวนเท่ากับโปรตอน อยูน่ อกสุ ดของอะตอม ธาตุแต่ละ ชนิดจะมีจานวนโปรตอนแตกต่างกันไป เช่น อะตอมที่เล็กที่สุด จะมีโปรตอนเพียง 1 โปรตอน อะตอมที่ใหญ่ ขึ้นจานวนโปรตอนก็เพิม่ ขึ้นเป็ น 2,3,4,...และจานวนโปรตอนที่มีอยูใ่ นอะตอมเหล่านี้ นักเคมีตกลงกันให้ เรี ยกว่า เลขอะตอม (Atomic number) เช่น ธาตุที่มีโปรตอนอยู่ 23 ตัว ก็จะมีอิเล็กตรอน23 ตัวด้วย หมายความ ว่า มีเลขอะตอม เป็ น 23 อิเล็กตรอนของธาตุจะจัดเรี ยงกันอยู่เป็ นชั้นๆ ในแต่ละชั้นเราไม่สามารถกาหนดตาแหน่ งที่แน่นอน ของมันได้และอิเล็กตรอนจะหมุนรอบนิ วเคลียสซึ่ งมี โปรตอนและนิ วตรอนอยูเ่ ป็ นใจกลาง โดยไม่มีทิศทาง แน่ นอน โอกาสที่ จะพบอิ เล็กตรอนณ ตาแหน่ งต่างๆ จึงเป็ นไปได้ยาก ดังนั้นจึ งเรี ยกว่า หมอกอิเล็กตรอน (Electron cloud) และ เรี ยกชั้นของอิเล็กตรอนที่อยูน่ อกสุ ดว่า อิเล็กตรอนวงนอกสุ ด(Valence electron) ซึ่ ง จานวนอิเล็กตรอนวงนอกสุ ดมีได้ไม่เกิ น 8 ตัว ธาตุที่มีจานวนโปรตอนเท่ากันแต่มีจานวนนิ วตรอนต่างกัน เรี ยกว่า ไอโซโทป (Isotope) ธาตุที่มีการจัดเรี ยงอิเล็กตรอนเหมือนกัน จะมีคุณสมบัติคล้ายกัน จึงจัดไว้ใน หมู่ (Group) เดี ยวกัน และธาตุที่อยูใ่ น คาบ (Period) เดี ยวกันก็อาจมีคุณสมบัติคล้ายกัน ดังนั้นนักเคมีจึงจัดตารางธาตุออกเป็ นหมู่ แบ่งเป็ น หมู่ IA-VIIIA และ หมู่ย่อย IB-VIIIB และธาตุที่อยูใ่ นแถวเดียวกัน เรี ยกว่า คาบ (Period) มี ทั้งหมด 7 คาบ ในการเรี ยนวิชาเคมีสิ่งที่สาคัญคือ จะต้องรู ้ และเข้าใจเกี่ยวกับธาตุและสมบัติของธาตุแต่ละชนิด ถ้า เข้าใจในเรื่ องนี้ จะทาให้เรี ยนวิชาเคมีเป็ นไปอย่างราบรื่ นและมีความสุ ขกับการเรี ยน โดยตารางธาตุแบ่งธาตุ ออกเป็ นแนวตั้งและแนวนอน โดยในแนวตั้ง เรี ยกว่า หมู่ (Group) ในแนวนอนเรี ยกว่า คาบ (Period) ปัจจุบนั มีธาตุที่คน้ พบแล้วประมาณ 113-115 ธาตุ

เอกสารประกอบการเรี ยนรู ้

รายวิชา เคมี 2

รหัสวิชา ว 30222

โดย : ครู ศิริวฒ ุ ิ บัวสมาน

หน่ วยการเรียนรู้ ที่ 1

โมลและปริมาณต่ อโมล 1.1 มวลอะตอม (Atomic mass) สาระการเรียนรู้ : ก่อนที่นกั เรี ยนจะเรี ยนเรื่ องนี้ นักเรี ยนจะต้องเข้าใจความหมายของ มวลของสาร และน้ าหนักของ สารก่อนนะครับ เพราะ สารชนิดต่างๆ ประกอบด้วยอะตอมหรื อโมเลกุลที่มีสมบัติเฉพาะตัว และมวลเป็ นสมบัติ ประการหนึ่งของสาร มวลของสาร (Mass) หมายถึง ปริ มาณเนื้อสาร ซึ่ งจะมีค่าคงที่เสมอไม่วา่ จะอยูท่ ี่ใดก็ตาม (อะตอมหรื อโมเลกุลของสารต่างชนิดกันจะมีมวลไม่เท่ากัน) นา้ หนักของสาร (Weight) หมายถึง แรงดึงดูดของโลกที่กระทาต่อมวลของวัตถุ/สาร จะมีค่าเปลี่ยนแปลงไป ตามตาแหน่งต่างๆ บนพื้นโลก (สารที่มีมวลมากน้ าหนักก็จะมาก สารที่มีมวลน้อยน้ าหนักก็จะน้อย) โดยปกติน้ าหนักของสารบนพื้นโลกมีค่าใกล้เคียงกับมวลของสารนั้น ดังนั้นในทางปฏิบตั ิจึงวัดมวลของสาร โดยการชัง่ ด้วยเหตุน้ ีคาว่ามวลและน้ าหนักของสารจึงอาจใช้แทนกันได้ (ยกเว้นบางกรณี ที่ใช้แล้วทาให้ความหมาย เปลี่ยนไป) อะตอมมีขนาดเล็กมาก จึงไม่สามารถที่จะนามาชัง่ ได้ การหามวลอะตอมของธาตุจึงใช้วิธีการเปรี ยบเทียบ มวลของธาตุ 1 อะตอม กับมวลของธาตุมาตรฐาน 1 อะตอม จานวนตัวเลขที่ได้จากการเปรี ยบเทียบ เรี ยกว่า มวลอะตอมของธาตุ ดอลตัน เสนอให้ใช้ไฮโดรเจนเป็ นมาตรฐาน เพราะไฮโดรเจนเป็ นธาตุที่เบาที่สุด และกาหนดให้ไฮโดรเจน 1 อะตอม มีมวล 1 หน่วย หรื อ 1 amu (amu = atomic mass unit) J.S. Stas ได้ใช้ออกซิ เจนเป็ นมาตรฐาน เนื่องจากออกซิ เจน 1 อะตอมมีมวล 16 หน่วย หรื อ 16 เท่าของ ไฮโดรเจน 1 อะตอม ในปี ค.ศ. 1961 (พ.ศ. 2504) นักวิทยาศาสตร์ตกลงให้ใช้ C – 12 หรื อ 12C ซึ่ งเป็ นไอโซโทปที่มีปริ มาณมาก ที่สุดในธรรมชาติของธาตุคาร์บอนเป็ นมาตรฐาน โดยกาหนดให้ C – 12 มีมวลเท่ากับ 12 หน่วย หรื อ 12 amu 1 หน่วยมาตรฐานจึงมีค่าเท่ากับ 1/12 มวลของ C – 12 1 อะตอม ดังนั้นมวลอะตอมของธาตุในปัจจุบนั เขียนเป็ น ความสัมพันธ์ได้ดงั นี้ มวลของธาตุ 1 อะตอม (กรัม) มวลอะตอมของธาตุ =

1/12 มวลของ C –12 1 อะตอม (กรัม)

มวลอะตอมจึงเป็ นเพียงตัวเลข (ไม่มีหน่วย) ที่บอกให้ทราบว่า ธาตุใดๆ 1 อะตอม มีมวลเป็ นกี่เท่าของ 1/12 ของ C – 12 1 อะตอม เนื่องจากนักวิทยาศาสตร์พบว่า 1/12 มวลของ C – 12 1 อะตอม = 1.66 x 10-24 กรัม หรื อ 1 amu = 1.66 x 10-24 กรัม หรื อ 1.66 x 10-27 กิโลกรัม ดังนั้น มวลอะตอมของธาตุ =

มวลของธาตุ 1 อะตอม (กรัม) 1.66 x 10-24 กรัม

หรื อ มวลของธาตุ 1 อะตอม = มวลอะตอมของธาตุ x 1.66 x 10-24 กรัม

เอกสารประกอบการเรี ยนรู ้

รายวิชา เคมี 2

รหัสวิชา ว 30222

โดย : ครู ศิริวฒ ุ ิ บัวสมาน

ตัวอย่าง 1 ธาตุแมกนีเซี ยมมีมวลอะตอม 24.31 ธาตุ แมกนีเซี ยม 1 อะตอมมีมวลเท่าใด วิธีคิด มวลของธาตุ Mg 1 อะตอม มวลอะตอมของธาตุ Mg =

1.66 x 10-24 กรัม

มวลของธาตุ Mg 1 อะตอม = มวลอะตอมของธาตุ Mg x 1.66 x 10-24 กรัม มวลของธาตุ Mg 1 อะตอม = 24.31 x 1.66 x 10-24 กรัม = 40.35 x 10-24 กรัม = 4.04 x 10-23 กรัม ดังนั้น ธาตุ Mg 1 อะตอม มีมวล เท่ากับ 4.04 x 10-23 กรัม ตอบ

ตัวอย่าง 2 ธาตุโซเดียม (Na) 10 อะตอม มีมวล 3.82 x 10-22 กรัม มวลอะตอมของธาตุโซเดียมมีค่าเท่าใด ............................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................. ลองคิด มวลอะตอมของธาตุกบั มวลของธาตุ 1 อะตอม แตกต่างกันอย่างไร และมวลอะตอมของธาตุมี หน่วยกากับไว้หรื อไม่ ธาตุส่วนใหญ่ในธรรมชาติมีหลายไอโซโทป และแต่ละไอโซโทปมีปริ มาณมากน้อยต่างกัน มวลอะตอมของคาร์บอนที่ คานวณได้น้ ีเป็ นค่ามวลอะตอมที่เฉลี่ยของคาร์บอน ซึ่งสอดคล้องกับค่ามวลอะตอมของธาตุที่ปรากฏอยูใ่ นธรรมชาติ ดังนั้นค่า มวลอะตอมของธาตุใดๆ ในตารางธาตุจึงเป็ นค่ามวลอะตอมเฉลี่ยซึ่งขึ้นอยูก่ บั ค่ามวลอะตอมและปริ มาณของแต่ละไอโซโทป ที่พบอยูใ่ นธรรมชาติ ปัจจุบนั นี้นกั วิทยาศาสตร์จึงหามวลอะตอมและปริ มาณของไอโซโทปของแต่ละธาตุ โดยใช้เครื่ องมือ เรี ยกว่า แมสสเปกโตรมิเตอร์ ทาให้ได้ค่าที่แน่นอนและมีความถูกต้องสูง

ตัวอย่าง 3 การคานวณหามวลอะตอมของ Li จากข้อมูลต่อไปนี้ ไอโซโทป % ทีม่ ีในธรรมชาติ 7.00 93.00

มวลอะตอม 6.0200 7.0100

= 0.4214 + 6.5193 = 6.9407

ดังนั้นธาตุ Li มีมวลอะตอม เท่ากับ 6.9407 ตอบ

เอกสารประกอบการเรี ยนรู ้

รายวิชา เคมี 2

รหัสวิชา ว 30222

โดย : ครู ศิริวฒ ุ ิ บัวสมาน

ตัวอย่าง 4 จงคานวณหามวลอะตอมเฉลี่ยของธาตุจากข้อมูลต่อไปนี้ ไอโซโทป 14

N 15 N 16 O 17 O 18 O

มวลอะตอมของไอโซโทป

ปริมาณร้ อยละทีพ่ บในธรรมชาติ

14.003 15.000 15.995 16.999 17.999

99.630 0.370 99.760 0.040 0.200

มวลอะตอมเฉลีย่

สรุ ปสาระสาคัญของมวลอะตอมของธาตุ ............................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................. แบบฝึ กหัด 1.1 (ลองคิด ลองทา) 1. จงหามวลอะตอมของกามะถัน เมื่อกามะถัน 1 อะตอมมีมวล 32 x 1.66 x 10-24 กรัม 2. มวลอะตอมของโซเดียมเท่ากับ 23 โซเดียม 1 อะตอมมีมวลเป็ นกี่เท่าของ 1/12 มวลของ คาร์บอน-12 1 อะตอม 3. มวลอะตอมของไฮโดรเจนเท่ากับ 1.008 ไฮโดรเจน 1 อะตอมจะมีมวลกี่กรัม 4. จงหามวลอะตอมของอิริเดียม (Ir) จากข้อมูลต่อไปนี้ ไอโซโทป มวลอะตอมของไอโซโทป ปริมาณร้ อยละในธรรมชาติ 191 Ir 191.00 37.30 193 Ir 193.00 62.70 5. ธาตุ X มีมวลอะตอมเท่ากับ 55.8 ถ้าธาตุ X 1 อะตอม จะมีมวลกี่กรัมและกี่ a.m.u. 6. ธาตุแมกนีเซี ยม (Mg) มีมวลอะตอมเท่ากับ 24 จงหาจานวนอะตอมของธาตุแมกนีเซี ยม 2.4 กรัม 7. ธาตุซิลิคอนที่พบในธรรมชาติมี 3 ไอโซโทป มีมวลอะตอมเท่ากับ 27.977 , 28.976 และ 29.974 คิดเป็ นปริ มาณ ร้อยละ 92.21 , 4.70 และ 3.09 ตามลาดับ จงหามวลอะตอมของธาตุซิลิคอน

“ ญิงใดสมบูรณ์ดว้ ย เฮือนสามน้ าสี่ ญิงนั้นดีเลิศล้ า สมควรแท้แม่เฮือน ” ผญา

เอกสารประกอบการเรี ยนรู ้

รายวิชา เคมี 2

รหัสวิชา ว 30222

โดย : ครู ศิริวฒ ุ ิ บัวสมาน

1.2 มวลโมเลกุล (Molecular Weight) โมเลกุลของสาร เป็ นอนุภาคขนาดเล็กซึ่ งสามารถอยู่อย่างอิสระและแสดงสมบัติเฉพาะตัวของสารนั้นได้ การหามวลโมเลกุลของสารใช้วิธีเช่นเดียวกับการหามวลอะตอมของธาตุ กล่าวคือใช้การเปรี ยบเทียบมวลของสารนั้น มวลของสารนั้น 1 โมเลกุลกับมวลของธาตุมาตรฐาน 1 อะตอม โมเลกุลของธาตุประกอบด้วยอะตอมของธาตุชนิดเดียวกัน เช่น โมเลกุลของก๊าซออกซิ เจน (O2) ประกอบด้วย ธาตุออกซิ เจน 2 อะตอม ส่ วนโมเลกุลของสารประกอบที่ประกอบด้วยอะตอมของธาตุต่างชนิดกัน เช่น โมเลกุลขอคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) ประกอบด้วยธาตุคาร์บอน 1 อะตอมและธาตุออกซิ เจน 2 อะตอม ในกรณี ที่ไม่ทราบชนิดและจานวนอะตอมของธาตุที่เป็ นองค์ประกอบในโมเลกุลของสาร แต่ทราบมวลเป็ นกรัม ของสาร 1 โมเลกุล จะหามวลโมเลกุลของสารได้จากความสัมพันธ์ดงั นี้ ใช้ การเปรียบเทียบเช่ นเดียวกับการหามวลอะตอม

ตัวอย่าง 5 สารประกอบ Y 5 โมเลกุล มีมวล 3.50 x 10-22 กรัม สารประกอบ Y มีมวลโมเลกุลเท่าใด วิธีคิด

3.50 x 10-22 กรัม

มวลของสารประกอบ Y 1 โมเลกุล =

-22

มวลโมเลกุลของสาร Y

= 0.70 x 10 กรัม = 7.00 x 10-23 กรัม ล (กรัม ) = มวลของสาร Y 1 โมเลกุ 1.66 x x 10-24 กรัม =

7.00 x 10-23 กรัม 1.66 x x 10-24 กรัม

= 42.17 ดังนั้น สารประกอบ Y มีมวลโมเลกุล เท่ากับ 42.17

ตอบ

ตัวอย่าง 6 สารประกอบ Z มีมวลโมกุล 35.5 สารประกอบ Z 1โมเลกุล มีมวลเท่าใด ............................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................

เอกสารประกอบการเรี ยนรู ้

รายวิชา เคมี 2

รหัสวิชา ว 30222

โดย : ครู ศิริวฒ ุ ิ บัวสมาน

ในกรณี ที่ทราบสูตรโมเลกุลของสารประกอบ คือ ทราบว่า 1 โมเลกุลของธาตุน้ นั ประกอบด้วยธาตุใดบ้าง ธาตุละกี่อะตอม สามารถคานวณมวลโมเลกุล ได้ความสัมพันธ์ดงั นี้ คิดจากผลบวกของอะตอมของธาตุต่าง ๆ ที่เป็ นองค์ ประกอบใน 1 โมเลกุลของสารนั้น มวลโมเลกุลของสาร

=  (จานวนอะตอมของธาตุในสู ตร x มวลอะตอมของธาตุในสู ตร)

มวลของสาร 1 โมเลกุล = มวลโมเลกุล x 1.66 x 10-24 กรัม

ตัวอย่าง 7 น้ ามีสูตรโมเลกุลเป็ น H2O น้ ามีมวลโมเลกุลเท่าใด วิธีคิด

มวลโมเลกุล H2O = (2 x มวลอะตอมของ H ) + (1 x มวลอะตอมของ O) = (2 x 1) + (1 x 16) = 18

ดังนั้น

น้ า (H2O) มีมวลโมเลกุล เท่ากับ 18

* ลองคิด

ตอบ

มวลโมเลกุลของสารกับมวลของสาร 1 โมเลกุล แตกต่างกันหรื อไม่ อย่างไร

ตัวอย่าง 8 CuSO4 . 5H2O มีมวลโมเลกุลเท่าใด (ใช้ค่ามวลอะตอมในหน้าที่ 3-4 ) ............................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................. สรุ ปสาระสาคัญของมวลโมเลกุลของสาร ............................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................. แบบฝึ กหัด 1.2 (ลองคิด ลองทา) 1. จงหามวลโมเลกุลของสารต่อไปนี้ (ใช้ค่ามวลอะตอมในหน้าที่ 3-4 )

ก. แอสไพริ น (C9H8O4) ข. กรดแอซีติก (C2H4O2) ค. วิตามินซี (C6H8O6)

ง. กลีเซอรอล (C3H8O3)

จ. เอทานอล (C2H6O)

2. ฟอสฟอรัส 1 โมเลกุล มี 4 อะตอมถ้ามวลโมเลกุลของฟอสฟอรัสเท่ากับ 123.88 จงหามวลอะตอมของ ฟอสฟอรัส 3. สารประกอบ A 1 โมเลกุลมีมวล 2.56 x 10-22 กรัม จงคานวณหามวลโมเลกุลของสารนี้ “ หมากรุ ก...ก่ อนเดิน...ยังต้ อง...คิด หมากชี วติ ....ก็ต้องคิด....ก่ อนเดิน ”

เอกสารประกอบการเรี ยนรู ้

รายวิชา เคมี 2

รหัสวิชา ว 30222

โดย : ครู ศิริวฒ ุ ิ บัวสมาน

1.3 โมล (Mole) การบอกปริ มาณสิ่ งของในชีวิตประจาวัน อาจบอกเป็ นหน่วยน้ าหนัก เช่น กรัม กิโลกรัม หรื อหน่วยปริ มาตร เช่น ลูกบาศก์เซนติเมตร ลูกบาศก์เมตร นอกจากนี้ ถา้ สิ่ งของมีปริ มาณมาก อาจบอกเป็ นหน่วยต่างๆ เช่น บอกเป็ นโหล วัตถุ 1 โหล มีจานวน 12 ชิ้น บอกเป็ นถัง ข้าวสาร 1 ถัง มีจานวน 10 ลิตร บอกเป็ นแกลอน น้ ามัน 1 แกลอน มีจานวน 3.97 ลิตร เป็ นต้น สาหรับในทางเคมี การบอกปริ มาณของอนุภาคของสาร บอกด้วยหน่วยที่เรี ยกว่า โมล (Mole) ซึ่ งมาจาก ภาษาลาติน แปลว่า “มวลมหึ มา (Huge mass) ” Mole สามารถเขียนย่อว่า mol (ตัด e ออก และไม่ตอ้ งมีจุด ( . )) โมล เป็ นหน่วยบอกจานวนอนุภาคของสาร ซึ่ งหมายถึง ปริ มาณของสารที่มีจานวนอนุภาคเท่ากับจานวนอะตอม ของคาร์บอน-12 ที่มีมวล 12 กรัม เราทราบแล้วว่าคาร์บอน-12 จานวน 1 อะตอม มีมวล 12.00 x 1.66 x 10-24 กรัม ความสัมพันธ์น้ ีเมื่อเขียนในรู ปอัตราส่ วนจะได้ดงั นี้

C –12 1 อะตอม C-12 มวล 12.00 x 1.66 x 10-24 กรัม ดังนั้น เราสามารถคานวณหาจานวนอะตอมของคาร์บอน-12 ที่มีมวล 12 กรัมได้ โดยสมมติให้คาร์บอน-12 มวล 12 กรัม มีจานวนอนุภาคเท่ากับ a อะตอม เมื่อเขียนในรู ปอัตราส่ วนที่เท่ากับอัตราส่ วนแรกจะเป็ นดังนี้

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

C –12 a อะตอม = =

C –12 a อะตอม C-12 มวล 12 กรัม C -12 1 อะตอม x C-12 มวล 12 กรัม C-12 มวล 12.00 x 1.66 x 10-24 กรัม 6.022137 x 1023 อะตอม

แสดงว่าคาร์บอน-12 ที่มีมวล 12 กรัม ประกอบด้วยอะตอมของคาร์บอน 6.024096 x 1023 อะตอม จานวน 6.02 x 1023 นี้เรี ยกว่า เลขอาโวกาโดร และกาหนดให้สารที่มีจานวนอนุภาคเท่ ากับเลขอาโวกาโดร คิดเป็ นปริมาณ 1 โมล ดังนั้น สาร 1 โมลมี 1 x 6.02 x 1023 อนุภาค

สาร 2 โมลมี 2 x 6.02 x 1023 อนุภาค

สาร 0.5 โมลมี 0.5 x 6.02 x 1023 อนุภาค

สาร 3 โมลมี 3 x 6.02 x 1023 อนุภาค

อนุภาคของสารอาจจะเป็ น อะตอม โมเลกุล ไอออน หรื ออื่นๆ ขึ้นอยูก่ บั ประเภทของสาร ดังตัวอย่างในตาราง 1.1 ตาราง 1.1 จานวนและชนิดของอนุภาคของสารบางชนิด สาร

จานวนโมล

จานวนและชนิดของอนุภาค

K H2 CO2 NaCl

1.0 1.0 0.5 1.0

6.02 x 1023 อะตอม 6.02 x 1023 อะตอม 0.5 x 6.02 x 1023 โมเลกุล

Na+ Cl-

6.02 x 1023 6.02 x 1023

ไอออน และ ไอออน

เอกสารประกอบการเรี ยนรู ้

รายวิชา เคมี 2

รหัสวิชา ว 30222

โดย : ครู ศิริวฒ ุ ิ บัวสมาน

การบอกปริ มาณของสารเป็ นโมล จะทาให้ทราบจานวนอนุภาคของสารนั้นได้ ปริ มาณของสารในหน่วยโมล มีความสัมพันธ์กบั ปริ มาณอื่นๆ ดังนี้ 1.3.1 จานวนโมลของสาร ธาตุใดๆ ที่มปี ริมาณ 6.02 x 1023 อะตอม หรือ 1 โมล จะมีมวลเป็ นกรัมเท่ ากับมวลอะตอมของธาตุน้ ันๆ เช่น แมกนีเซี ยม (Mg) มีมวลอะตอมเท่ากับ 24.3 ดังนั้น แมกนีเซี ยม 1 โมลหรื อ 6.02 x 1023 อะตอมจะมีมวล 24.3 กรัม ออกซิ เจน (O) มีมวลอะตอมเท่ากับ 16 ดังนั้น ออกซิ เจน 1 โมลหรื อ 6.02 x 1023 อะตอมจะมีมวล 16 กรัม สารใดๆ 1 โมลหรือ 6.02 x 1023 โมเลกุล จะมีมวลเป็ นกรัมเท่ ากับมวลโมเลกุลของสารนั้น เช่น แก๊สคลอรี น (Cl2) มีมวลโมเลกุลเท่ากับ 71 ดั้งนั้นคลอรี น 1 โมลหรื อ 6.02 x 1023 โมเลกุลจะมีมวล 71 กรัม น้ า (H2O) มีมวลโมเลกุลเท่ากับ 18 ดั้งนั้น น้ า 1 โมลหรื อ 6.02 x 1023 โมเลกุล จะมีมวล 18 กรัม สาหรับสารที่มอี งค์ ประกอบเป็ นไอออนให้ ถือว่ า มวลเป็ นกรัมของธาตุใดๆ มีค่าเท่ ากับมวลอะตอมของธาตุน้ ัน เช่น โซเดียมคลอไรด์ (NaCl) 1 โมล ประกอบด้วย Na+ 1 โมล และ Cl- 1 โมล (Na มีมวลอะตอม 23 และ Cl มีมวล อะตอม 35.5 ) ดังนั้น โซเดียมคลอไรด์ (NaCl) 1 โมล มีมวล = มวลของ Na+ 1 โมล + มวลของ Cl- 1 โมล = 23 กรัม + 35.5 กรัม = 58.5 กรัม สารอื่นๆ ที่มีองค์ประกอบเป็ นไอออน (สารประกอบไอออนิก) เช่น โพแทสเซี ยมไอโอไดด์ (KI) โซเดียมฟลูออไรด์ (NaF) โพแทสเซี ยมโบรไมด์ (KBr) แคลเซี ยมคลอไรด์ (CaCl2) ก็สามารถหามวล 1 โมลของสารเหล่านี้ดว้ ยวิธีเดียวกัน สรุป มวล (กรัม) โมล = มวลอะตอมหรื อมวลโมเลกุล

ตัวอย่าง 9 กามะถัน (S) 1 mol มีมวล 32.01 กรัม กามะถัน 160.05 กรัม มีจานวนโมลเท่าใด วิธีคิด mol S = 160.05 g x (1 mol / 32.01g ) = 5 mol หรื อใช้วิธีการเทียบบัญญัติไตรยางค์กไ็ ด้ ดังนี้ กามะถัน 32.01 g เท่ากับ 1 mol ถ้ากามะถัน 160.05 g จะมีจานวนโมล เท่ากับ 1 mol x 160.05 g = 5 mol ตอบ 32.01 g ตัวอย่าง 10 โซเดียมไฮดรอกไซด์ (NaOH) 3 mol มีมวลกี่กรัม

สารต่างชนิดกันแต่มีจานวนโมลเท่ากันจะมีมวลเท่ากันหรื อไม่ และถ้าสารต่างชนิดกันมีมวลเท่ากัน จะมีจานวนอนุภาคเท่ากันหรื อไม่

เอกสารประกอบการเรี ยนรู ้

รายวิชา เคมี 2

รหัสวิชา ว 30222

โดย : ครู ศิริวฒ ุ ิ บัวสมาน

1.3.2 ปริมาตรต่ อโมลของแก๊ ส เนื่องจากแก๊สมีมวลน้อยมาก ปริ มาณสารในสถานะแก๊สส่ วนใหญ่จึงระบุเป็ นปริ มาตร แต่ปริ มาตรของแก๊ส เปลี่ยนแปลงตามอุณหภูมิและความดัน ดังนั้นการบอกปริ มาตรของก๊าซจึงต้องระบุอุณหภูมิและความดันไว้ดว้ ย นักวิทยาศาสตร์กาหนดให้อุณหภูมิ 0 องศาเซลเซี ยส และความดัน 1 บรรยากาศเป็ นภาวะมาตรฐาน (Standard Temperature and Pressure) และเรี ยกย่อว่า STP จากการศึกษาของนักวิทยาศาสตร์พบว่า แก๊ สใดๆ 1 โมล มีปริมาตร 22.4 ลูกบาศก์ เดซิเมตร ที่ STP หรือ กล่ าวอีกนัยหนึ่งว่ า ปริมาตรต่ อโมลของแก๊ สใดๆ มีค่าเท่ ากับ 22.4 ลูกบาศก์ เดซิเมตร ที่ STP เช่น แก๊สออกซิ เจน (O2) 32 กรัม (ปริ มาณ 1 โมล) มีปริ มาตรเท่ากับ 22.4 ลูกบาศก์เดซิ เมตร(dm3)ที่ STP หรื อกล่าวอีก นัยหนึ่ งว่า ปริ มาตรต่อโมลของก๊าซออกซิ เจนมีค่า 22.4 ลูกบาศก์เดซิ เมตรที่ STP สรุป

โมล =

ปริ มาตรของแก๊สที่ (dm3) ที่ STP 22.4

ตัวอย่าง 11 แก๊สไนโตรเจน (N2) ปริ มาตร 67.2 ลูกบาศก์เดซิ เมตร มีกี่โมล ............................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................. 1.3.3 ความสั มพันธ์ ระหว่ างจานวนโมล อนุภาค มวล และปริมาตรของแก๊ ส

สรุ ป 6.02 x 1023 อนุภาค

สารใดๆ 1 โมล มวลอะตอมหรือมวลโมเลกุล (กรัม)

22.4 dm3ที่ STP

หรื อ

จานวนอะตอม หรือ โมเลกุล จานวนอนุภาค 6.02 x 1023 อนุภาค มวล (กรัม)

มวลอะตอม มวลโมเลกุล

โมล ปริ มาตร 22.4 dm3

ปริมาตรของแก๊ส(dm3) ที่ STP

เอกสารประกอบการเรี ยนรู ้

รายวิชา เคมี 2

รหัสวิชา ว 30222

โดย : ครู ศิริวฒ ุ ิ บัวสมาน

ตัวอย่าง 12 กามะถัน 10 กรัม มีจานวนอะตอมเท่าใด ............................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................. แบบฝึ กหัด 1.3 (ลองคิด ลองทา) 1. จงคานวณหาจานวนโมลของสารที่กาหนดให้ต่อไปนี้ ก. อะลูมิเนียม (Al) 2.70 กรัม ข. น้ า (H2O) 0.36 กรัม ค. แก๊สออกซิ เจน (O2) 150 โมเลกุล ง. คาร์บอนไดออกไซด์(CO2)ปริ มาตร 5.6 dm3ที่ STP

2. จงคานวณหาจานวนโมลและมวลของสารต่อไปนี้ ก. ตะกัว่ (Pb) 1 อะตอม ข. ฟอสฟอรัส (P) 6.02 x 1022 อะตอม ค. โพแทสเซี ยมไอออน (K+) 1.505 x 1023 ไอออน ง. แก๊สคาร์บอนไดออกไซด์(CO2)1.806 x 1024 โมเลกุล

3. สารต่อไปนี้มีจานวนอนุภาคเท่าใด +

ก. โซเดียมไอออน (Na ) 0.6 โมล ข. เฮกเซน (C6H14) 43 กรัม ค. คาร์บอน ( C ) 4 กรัม ง. แก๊สไนโตรเจนมอนอกไซด์ (NO) 30 กรัม

4. สารต่อไปนี้มีมวลเป็ นเท่าใด ก. แก๊สไฮโดรเจน 1.6 x 6.02 x 1023 โมเลกุล ข. ไอน้ า 1.505 x 1023 โมเลกุล ค. แก๊สออกซิ เจน 6.02 x 1023 โมเลกุล ง. โลหะโซเดียม 0.023 โมล

5. ไฮโดรเจนซัลไฟด์ (H2S) 0.4 โมล จงหา ก. ข. ค. ง.

มวลของไฮโดรเจนซัลไฟด์ มวลของ H และ S จานวนโมเลกุลขอลไฮโดรเจนซัลไฟด์ จานวนอะตอมของ H และ S

6. จงหาจานวนโมล จานวนโมเลกุล และปริ มาตร ที่ STP ของสารต่อไปนี้ ซึ่ งมีมวล 10.0 กรัม ก. แก๊สโอโซน (O3) ข. แก๊สคลอรี น (Cl2) ค. แก๊สแอมโมเนีย (NH3)

7. จงหาปริ มาตรของแก๊สไฮโดรเจนซัลไฟด์ (H2S) ซึ่ งมีปริ มาณดังต่อไปนี้ ก. 1.0 โมล ข. 17.05 กรัม ค. 1.20 x 1024 โมเลกุล

8. แก๊สออกซิ เจน 48.0 กรัม มีกี่อะตอม และมี ปริ มาตรเท่าใดที่ STP

 ชีวติ ที่เหลวไหลขณะนี้ ยังไม่สายที่จะแก้ไข

เป็ นยังไงบ้างคานวณ สนุกไหมครับ

เอกสารประกอบการเรี ยนรู ้

รายวิชา เคมี 2

รหัสวิชา ว 30222

โดย : ครู ศิริวฒ ุ ิ บัวสมาน

1.4 สารละลาย (Solution) สารละลายเป็ นสารเนื้อเดียว เตรี ยมได้จากการผสมสารตั้งแต่ 2 ชนิดขึ้นไปเข้าด้วยกัน ประกอบด้วย ตัวทาละลาย (Solvent) และ ตัวละลาย (Solute) เกณฑ์ที่ใช้ในการกาหนดว่า สารใดเป็ นตัวทาละลาย หรื อตัวละลายเป็ นดังนี้ คือ ถ้าตัวละลายและตัวทาละลายมีสถานะเดียวกัน จะถือว่าสารที่มีปริ มาณมากเป็ นตัวทาละลาย แต่ถา้ สารทั้งสองมีสถานะ ต่างกัน ถือว่าสารที่มีสถานะเดียวกับสารละลายเป็ นตัวทาละลาย ตัวอย่างสารละลาย เช่น เกลือ (s) + น้ า (l)  น้ าเกลือ (aq) จากตัวอย่างจะเห็นได้วา่ น้ า เป็ นตัวทาละลายเพราะ มีสถานะเดียวกับสารละลาย คือเป็ นของเหลว ส่ วนเกลือเป็ นตัว ละลาย สารละลายอาจมีตวั ละลายมากกว่า 1 ชนิด และตัวละลายในสารละลายแต่ละชนิดอาจมีปริ มาณแตกต่างกัน ซึ่ งทา ให้สารละลายมีความเข้มข้นไม่เท่ากัน

1.4.1 ความเข้ มข้ นของสารละลาย หน่ วยความเข้ มข้ นของสารละลาย เป็ นค่าที่แสดงถึงปริ มาณของตัวละลายที่ละลายอยูใ่ นตัวทาละลายหรื อใน สารละลายนั้น บอกในรู ปความเข้มข้นปริ มาณตัวละลายต่อปริ มาณสารละลาย (ยกเว้นหน่วยโมลต่อกิโลกรัม) การบอกความเข้มข้นของสารละลายบอกได้หลายวิธี ดังนี้ (1. ) บอกเป็ นร้ อยละ หรื อ ส่ วนใน 100 ส่ วน (parts per hundred ใช้อกั ษรย่อ pph ) จาแนกได้เป็ น 3 ประเภท ดังนี้ 1.1 ร้ อยละโดยมวล (มวล/มวล) หมายถึง มวลของตัวละลายที่ละลายอยูใ่ นสารละลาย 100 หน่วยมวลเดียวกัน เช่น สารละลาย NaCl เข้มข้นร้อยละ 10 โดยมวล หมายความว่า ในสารละลาย NaCl 100 กรัม จะมี NaCl ละลายอยู่ 10 กรัม และมีน้ า 90 กรัม เขียนความสัมพันธ์ได้ดงั นี้ ร้ อยละโดยมวล

มวลของตัวละลาย (หน่ วยมวล) มวลของสารละลาย (หน่ วยมวล)

x 100

1.2 ร้ อยละโดยปริมาตร (ปริ มาตร/ปริ มาตร) หมายถึง ปริ มาตรของตัวละลายที่ละลายในสารละลาย 100 หน่วยปริ มาตรเดียวกัน นิยมใช้กบั สารละลายที่เป็ นของเหลว เช่น สารละลายแอลกอฮอล์เข้มข้นร้อยละ 20 โดยปริ มาตร หมายความว่า สารละลาย แอลกอฮอล์ 100 ลูกบาศก์เซนติเมตร(cm3) มีแอลกอฮอล์บริ สุทธิ์ ละลายอยู่ 20 ลูกบาศก์เซนติเมตร (หน่วยปริ มาตรอาจเป็ น ลูกบาศก์เดซิ เมตร(dm3)หรื อลิตร(L) ก็ได้ เขียนความสัมพันธ์ได้ดงั นี้ ร้ อยละโดยปริมาตร = ปริมาตรของตัวละลาย (หน่ วยปริมาตร) x 100 ปริมาตรของสารละลาย (หน่ วยปริมาตร)

1.3 ร้ อยละมวลต่ อปริมาตร (มวล/ปริ มาตร) หมายถึง มวลของตัวละลายที่ละลายในสารละลาย 100 หน่วยปริ มาตร โดยทัว่ ไปถ้ามวลของตัวละลายมีหน่วยเป็ นกรัม ปริ มาตรของสารละลายจะมีหน่วยเป็ นลูกบาศก์เซนติเมตร และถ้ามวลของ ตัวละลายมีหน่วยเป็ นกิโลกรัม ปริ มาตรของสารละลายจะมีหน่วยเป็ นลูกบาศก์เดซิ เมตรหรื อลิตร หน่วยมวลและหน่วย ปริ มาตรต้องให้สอดคล้องกันด้วย เช่น สารละลาย CusO4 เข้มข้นร้อยละ 15 โดยมวลต่อปริ มาตร หมายความว่า สารละลาย CusO4 100 ลูกบาศก์เซนติเมตรมี CusO4 ละลายอยู่ 15 กรัม เขียนความสัมพันธ์ได้ดงั นี้ ร้ อยละโดยมวลต่ อปริมาตร =

มวลของตัวละลาย (หน่ วยมวล) x 100 ปริมาตรของสารละลาย (หน่ วยปริมาตร)

เอกสารประกอบการเรี ยนรู ้

รายวิชา เคมี 2

รหัสวิชา ว 30222

โดย : ครู ศิริวฒ ุ ิ บัวสมาน

ตัวอย่ าง 13 สารละลายซึ่ งประกอบด้วยกลูโคส (C6H12O6) จานวน 100 กรัม ละลายในน้ า 200 กรัม สารละลายนี้มีความ เข้มข้นในหน่วยร้อยละโดยมวลเป็ นเท่าใด วิธีคิด มวลของสารละลาย

= มวลของกลูโคส + มวลของน้ า = 100 กรัม + 200 กรัม = 300 กรัม

ร้อยละโดยมวลของกลูโคส = ร้อยละโดยมวลของกลูโคส =

มวลของกลูโคส x 100 มวลของสารละลาย 100 g C6H12O6 x 100 = 33.33 300 g สารละลาย

ดังนั้น สารละลายกลูโคสนี้ มีความเข้มข้นร้อยละ 33.33 โดยมวล ตัวอย่ าง 14 ถ้าอากาศ 1,000 cm3 มีแก๊ส CO2 จานวน 3.30 x 10-5 cm3 ความเข้มข้นเป็ นร้อยละของ CO2 ในอากาศมีค่าเท่าใด

) = จานวนโมลของตัวละลาย (mol 3

ปริมาตรของสารละลาย (dm หรือ L)

ตัวอย่ าง 16 สารละลายที่ได้จากการละลาย NaOH จานวน 15 กรัม ในน้ าจนสารละลายมีปริ มาตร 250 cm3 จะมีความเข้มข้น กี่โมลาร์

เอกสารประกอบการเรี ยนรู ้

รายวิชา เคมี 2

รหัสวิชา ว 30222

โดย : ครู ศิริวฒ ุ ิ บัวสมาน

2.2 โมแลลิตี (Molality) หรือ โมลต่ อกิโลกรัม (mol/kg) หรื อเรี ยกย่อๆว่า โมแลล (Molal) ใช้สญ ั ลักษณ์ m เป็ นหน่วยที่บอก จานวนโมลของตัวละลายที่ละลายในตัวทาละลาย 1 กิโลกรัม จึงมีหน่วยเป็ น mol/kg เช่น สารละลาย Na2CO3 เข้มข้น 0.5 m หมายความว่า มี Na2CO3 0.5 โมล ละลายในน้ า 1 กิโลกรัม เขียนความสัมพันธ์ได้ดงั นี้ โมแลลิตี (m)

จานวนโมลของตัวละลาย (mol) มวลของตัวทาละลาย ( kg)

ตัวอย่ าง 17 เมื่อละลายน้ าตาลทราย 34.2 กรัม ในน้ า 500 กรัม สารละลายจะมีความเข้มข้นเท่าใดในหน่วยโมลต่อกิโลกรัม

............................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................. 2.3 เศษส่ วนโมล (Mole fractions) ใช้สญ ั ลักษณ์ X เศษส่ วนโมลของสารใดในสารละลาย หมายถึง อัตราส่ วนจานวน โมลของสารองค์ประกอบหนึ่ งต่อจานวนโมลรวมของสารทุกชนิดในสารละลาย เช่น สารละลายชนิดหนึ่งประกอบด้วย สาร A a mol, B b mol และ C c mol จะได้เศษส่ วนโมลของสาร A, B และ C เป็ นดังนี้ เศษส่ วนโมลของสาร A (XA) = a / ( a + b + c ) เศษส่ วนโมลของสาร B (XB) = b / ( a + b + c ) เศษส่ วนโมลของสาร C (XC) = c / ( a + b + c ) ผลรวมของเศษส่ วนโมลของสารองค์ประกอบทั้งหมดคือ XA + XB + XC มีค่าเท่ากับ 1 และเมื่อนาค่าเศษส่ วนโมลของ แต่ละสารมาคูณด้วยร้อย จะได้ความเข้มข้นในหน่วยร้อยละโดยจานวนโมลของสารนั้น ร้อยละโดยจานวนโมลของสาร A = เศษส่ วนโมลของสาร A x 100 = XA x 100 ร้อยละโดยจานวนโมลของสาร B = เศษส่ วนโมลของสาร B x 100 = XB x 100 ร้อยละโดยจานวนโมลของสาร C = เศษส่ วนโมลของสาร C x 100 = XC x 100 ตัวอย่ าง 18 จงคานวณหาเศษส่ วนโมลของสารองค์ประกอบแต่ละชนิดในสารละลายที่ประกอบด้วย สาร A 1.5 mol สาร B 2.0 mol และ H2O 5.0 mol

เอกสารประกอบการเรี ยนรู ้

รายวิชา เคมี 2

รหัสวิชา ว 30222

โดย : ครู ศิริวฒ ุ ิ บัวสมาน

(3) ส่ วนในล้ านส่ วน (parts per million) ใช้อกั ษรย่อ ppm และ ส่ วนในพันล้ านส่ วน (parts per billion) ใช้อกั ษรย่อ ppb เป็ นหน่วยที่บอกปริ มาณเป็ นมวลหรื อปริ มาตรของตัวละลายที่ละลายอยูใ่ นสารละลาย 1 ล้านหน่วยมวลหรื อปริ มาตรเดียวกัน และ 1 พันล้านหน่วยมวลหรื อปริ มาตรเดียวกัน ตามลาดับ ซึ่ งเป็ นหน่วยความเข้มข้นของสารละลายที่เจือจางมาก ๆ หรื ออาจใช้ แสดงปริ มาณของสิ่ งเจือปนที่มีอยูใ่ นสารเคมีที่บริ สุทธิ์ ต่าง ๆ เช่น สารละลายโพแทสเซี ยมไนเตรตเข้มข้น 2 ppm หมายความว่า มีโพแทสเซี ยมไนเตรตเป็ นตัวละลาย 2 ส่ วน (กรัม) ละลายอยูใ่ นสารละลาย 1 ล้านส่ วน (กรัม) หรื อ 106 กรัม และอีกตัวอย่างเช่น ในแหล่งน้ าแห่งหนึ่งมีสารตะกัว่ ปนเปื้ อน 0.1 ppm หมายความว่า ในแหล่งน้ านั้น 1 ล้านกรัม มีตะกัว่ ละลายอยู่ 0.1 กรัม หรื อ ในแหล่งน้ านั้น 1 ล้านลูกบาศก์เดซิ เมตร มีตะกัว่ ละลายอยู่ 0.1 ลูกบาศก์เดซิ เมตร เป็ นต้น เขียนความสัมพันธ์ได้ดงั นี้ ppm (มวล) =

มวลของตัวละลาย มวลของสารละลาย

x 106

ppb (มวล) =

มวลของตัวละลาย มวลของสารละลาย

x 109

ppm (ปริ มาตร) =

ปริมาตรของตัวละลาย x 106 ปริมาตรของสารละลาย

ppb (ปริ มาตร) =

ปริมาตรของตัวละลาย x 109 ปริมาตรมวลของสารละลาย

ในกรณี ที่สารละลายเจือจางมากๆ มวลของตัวละลายมีค่าน้อยมากเมื่อเทียบกับมวลของตัวทาละลาย ทาให้มวลของ สารละลายมีค่าใกล้เคียงกันมากกับมวลของตัวทาละลายจนถือว่าเท่ากัน ตัวอย่ าง 19 ในสารละลาย Hg(NO3)2 ซึ่ งมี Hg(NO3)2 อยู่ 3.24 กรัม และน้ า 100 กรัม สารละลายมีความเข้มข้นเท่าใดใน หน่วย ppm

เอกสารประกอบการเรี ยนรู ้

รายวิชา เคมี 2

รหัสวิชา ว 30222

โดย : ครู ศิริวฒ ุ ิ บัวสมาน

1.4.2 การเตรียมสารละลาย ในปฏิบตั ิการทางเคมีส่วนใหญ่ใช้สารในรู ปของสารละลาย จึงจาเป็ นต้องเตรี ยมสารละลายให้มีความเข้มข้นตรงกับที่ ต้องการ ถ้าสารละลายมีความเข้มข้นคลาดเคลื่อนอาจมีผลต่อการทดลองได้ สารละลายจะมีความเข้มข้นเที่ยงตรงเพียงใด ขึ้นอยูก่ บั ความบริ สุทธิ์ ของสาร การชัง่ ตัวละลายและตัวทาละลาย การวัดปริ มาตรของสารละลาย โดยปกติการเตรี ยม สารละลายในห้องปฏิบตั ิการเพื่อใช้ในงานวิเคราะห์ที่ตอ้ งการความละเอียดสูง จะต้องใช้เครื่ องชัง่ ที่ชงั่ สารได้ถึงทศนิยม 4 ตาแหน่ง (0.0001 กรัม) ส่ วนภาชนะที่ใช้ในการเตรี ยมสารละลายและวัดปริ มาตร จะใช้ขวดวัดปริ มาตรต่างกัน ดังรู ป 1.1

รู ป 1.1 ตัวอย่ างขวดวัดปริมาตรขนาดต่ างๆ การเตรี ยมสารละลาย ทาได้โดยนาสารบริ สุทธิ์ มาละลายในตัวทาละลายโดยตรง หรื อนาสารละลายที่มีอยูแ่ ล้วมาเติม ตัวทาละลายเพื่อทาให้สารละลายเจือจางลง การเตรี ยมสารละลายให้มีความเข้มข้นและปริ มาตรตามต้องการ อาจเตรี ยมได้ 3 วิธีดงั นี้ 1. การเตรียมสารละลายจากสารบริ สุทธิ์ ทาได้โดยการชัง่ สารบริ สุทธิ์ แล้วนามาละลายในตัวทาละลาย แล้วปรับ ปริ มาตรของสารละลายให้ได้ตามที่ตอ้ งการเตรี ยม โดยกล่าวได้วา่ จานวนโมลของสารบริสุทธิ์ ย่ อมเท่ ากับจานวนโมลของ สารที่อยู่ในสารละลาย อาจเตรี ยมสารละลายจากสารบริ สุทธิ์ ได้เป็ น 3 ขั้นตอน คือ 1.) คานวณหาปริ มาณตัวละลาย 2.) ทาให้เป็ นสารละลาย 3.) เก็บสารละลายและอุปกรณ์ เช่น ต้องการเตรี ยมสารละลาย NaCl เข้มข้น 1.0 โมลต่อลูกบาศก์เดซิ เมตร จานวน 250 ลูกบาศก์เซนติเมตร มีข้ นั ตอนดังนี้ ขั้นที่ 1 คานวณหาปริมาณตัวละลาย

เอกสารประกอบการเรี ยนรู ้

รายวิชา เคมี 2

รหัสวิชา ว 30222

โดย : ครู ศิริวฒ ุ ิ บัวสมาน

2. การเตรียมสารละลายจากสารละลายเข้ มข้ น โดยปกติในห้องปฏิบตั ิการจะมีสารละลายที่เตรี ยมไว้เหลืออยู่ แล้ว เมื่อต้องการใช้สารละลายที่มีความเข้มข้นต่ากว่าสารละลายที่มีอยูเ่ ดิม อาจทาได้โดยการเพิ่มปริ มาตรของตัวทาละลาย การเตรี ยมสารละลายจากสารละลายเข้มข้นอาจแบ่งได้เป็ น 4 ขั้นตอน คือ 1.) คานวณหาปริ มาณตัวละลาย 2.) คานวณหาปริ มาตรของสารละลายเดิม 3.) ทาให้สารละลายเจือจาง 4.) เก็บสารละลาย เช่น ต้องการเตรี ยมสารละลายโพแทสเซี ยมไอโอไดด์ (KI) เข้มข้น 0.1 โมลต่อลูกบาศก์เดซิ เมตร จานวน 100 ลูกบาศก์ เซนติเมตร จากสารละลายโพแทสเซี ยมไอโอไดด์ (KI) เข้มข้น 2.0 โมลต่อลูกบาศก์เดซิ เมตร มีข้ นั ตอนดังนี้ ขั้นที่ 1 คานวณหาปริมาณตัวละลาย

= =

โมล (หลังเติมนา้ ) C 2V 2

เมื่อ V แทน ปริ มาตร

C แทน ความเข้มข้น

3. การเตรียมสารละลายโดยการผสมสารละลายเข้ าด้ วยกัน ทาได้โดยการนาสารละลายที่มีความเข้มข้นต่างๆ กันมาผสมกัน โมล (ก่ อนเติมนา้ ) = C1V1+ C2V2 =

โมล (หลังเติมนา้ ) CV (รวม)

เมื่อ V แทน ปริ มาตร

C แทน ความเข้มข้น

สรุ ปสูตรที่จาเป็ นต้องใช้ในการคานวณหาจานวนโมลของตัวละลาย

CV g CV V0 CV N CV n= = = 23 = 1000 MW 1000 22.4 1000 6.02x10 1000 เมื่อ n คือ จานวนโมลของตัวละลาย M คือ มวลโมเลกุลหรื อมวลสูตรของตัวละลาย g คือ มวลเป็ นกรัมของตัวละลาย 0 V คือ ปริ มาตรของตัวละลายซึ่งเป็ นแก๊สที่ STP (dm3) N คือ จานวนโมเลกุลของตัวละลาย C คือ ความเข้มข้นของสารละลาย V คือ ปริ มาตรของสารละลาย (cm3) มีหน่วยเป็ น mol/ dm3 หรื อ mol/L)

เอกสารประกอบการเรี ยนรู ้

รายวิชา เคมี 2

รหัสวิชา ว 30222

โดย : ครู ศิริวฒ ุ ิ บัวสมาน

1.4.2 สมบัติบางประการของสารละลาย 1. จุดเดือดของสารละลาย จุดเดือด คือ อุณหภูมิที่ทาให้ความดันไอของของเหลวเท่ากับความดันบรรยากาศ สารละลายมีจุดเดือดสูงกว่าจุดเดือดของตัวทาละลายบริ สุทธิ์ เมื่อสารละลายเข้มข้นมากขึ้นจุดเดือดจะสูงขึ้น นอกจากนั้นจุดเดือดของสารละลายยังไม่ข้ ึนอยูก่ บั ชนิดของตัวละลาย ถ้าสารละลายเข้มข้นเท่ากัน 2. จุดหลอมเหลวหรือจุดเยือกแข็งของสารละลาย จุดหลอมเหลว คือ อุณหภูมิที่ของแข็งเปลี่ยนสถานะเป็ นของเหลว ส่วนจุดเยือกแข็ง คือ อุณหภูมิที่ของเหลวเปลี่ยนสถานะเป็ นของแข็ง สาหรับสารหนึง่ ๆ จะมีจดุ หลอมเหลวและจุดเยือกแข็ง เท่ากัน เช่น จุดเยือกแข็งของน ้า และจุดหลอมเหลวของน ้าเท่ากับ 0 องศาเซลเซียส (C0) สารบริ สทุ ธิ์และสารละลายจะมี จุดเยือกแข็ง และจุดหลอมเหลวต่างกัน คือ สารบริ สุทธิ์ มีจุดหลอมเหลวหรื อจุดเยือกแข็งคงที่และสูงกว่าสารละลาย หรื อ สารบริ สุทธิ์ มีช่วงอุณหภูมิของการหลอมเหลวแคบกว่า สารละลายที่มีตวั ทาละลายชนิดเดียวกัน สารละลายที่เข้มข้นสูง จุดหลอมเหลวจะต่ากว่า 3. สมบัตคิ อลลิเกตีฟของสารละลาย หมายถึง สมบัติทางกายภาพของสารละลายที่ข้ ึนอยูก่ บั จานวนอนุภาคของตัว ทาละลายโดยไม่ข้ ึนอยูก่ บั ชนิดของตัวละลาย สารละลายที่มีตวั ละลายระเหยยากและไม่แตกตัวเป็ นไอออนในตัวทาละลาย จะมีสมบัติคอลลิเกตีฟ ดังนี้ 1. สารละลายจะมีจุดเดือดสูงกว่าตัวทาละลายบริ สุทธิ์ 2. สารละลายจะมีจุดเยือกแข็งหรื อจุดหลอมเหลวต่ากว่าตัวทาละลายบริ สุทธิ์ 3. สารละลายจะมีความดันไอต่ากว่าตัวทาละลายบริ สุทธิ์ 4. สารละลายจะเกิดความดันออสโมติก

สรุ ปสู ตรการหาจุดเดือดของสารละลาย ............................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................. สรุ ปสู ตรการหาจุดหลอมเหลวหรือจุดเยือกแข็งของสารละลาย ............................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................. สรุ ปสู ตรความสั มพันธ์ ระหว่ างจุดเดือดกับจุดเยือกแข็ง(จุดหลอมเหลว)ของสารละลาย ............................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................  เราต่างอยูเ่ พื่อศึกษาหาความรู ้ มิใช่อยูเ่ พื่อสนุกสุ ขทางเล่น พ่อแม่เราห่วงหาทุกเช้าเย็น ถ้าจะเล่นควรคิดพินิจดู

เอกสารประกอบการเรี ยนรู ้

รายวิชา เคมี 2

รหัสวิชา ว 30222

โดย : ครู ศิริวฒ ุ ิ บัวสมาน

แบบฝึ กหัด 1.4 (ลองคิด ลองทา) 1.) จงคานวณหาความเข้มข้นเป็ นร้อยละโดยมวลของสารละลายต่อไปนี้ ก. โซเดียมคลอไรด์ (NaCl) 50.0 กรัม ในน้ า 200.0 กรัม ข. กรดแอซีติก (CH3COOH) 0.50 โมล ในน้ า 3.0 โมล 2.) จงคานวณหาความเข้มข้นเป็ นโมลต่อลูกบาศก์เดซิ เมตรของสารละลายต่อไปนี้ ก. HCl 0.015 mol ในสารละลาย 10 cm3 ข. C6H12O6 400 กรัมในสารละลาย 800 cm3 ค. Na2CO3 53 กรัม ในสารละลาย 1 dm3 3.) จงหาเศษส่ วนโมลของทุกองค์ประกอบในสารละลาย NaCl เข้มข้นร้อยละ 10 โดยมวล 4.) ถ้าต้องการเตรี ยมสารละลายเลด (II) ไนเตรต ( Pb(NO3)2) 0.05 mol/dm3 จานวน 100 cm3 จากสารละลาย เลด (II) ไนเตรตเข้มข้น 0.2 mol/ dm3 ก. จะต้องใช้สารละลายเลด (II) ไนเตรต 0.2 0.2 mol/dm3 ปริ มาตรเท่าใด ข. สารละลายที่เจือจางแล้วมีเลด (II) ไนเตรตละลายอยูก่ ี่กรัม 5.) จงอธิบาย ก. วิธีเตรี ยมสารละลายซิลเวอร์ ไนเตรต (AgNO3) 0.1 mol/dm3 จานวน 250 cm3 จากผลึกซิลเวอร์ไนเตรต ข. วิธีเตรี ยมสารละลายซิลเวอร์ ไนเตรต (AgNO3) 0.025 mol/dm3 จานวน 500 cm3 จากสารละลายที่เตรี ยมได้ ในข้อ ก. 6.) ถ้าต้องการเตรี ยมสารละลายโพแทสเซียมไอโอไดด์ (KI) 2 mol/dm3 จานวน 250 cm3 จะต้องใช้ โพแทสเซียมไอโอไดด์กี่กรัม 7.) จงคานวณหาจุดเยือกแข็งของสารละลายต่อไปนี้ ก. สารละลายคาร์บอนเตตะคลอไรด์ (CCl4) 3.00 กรัม ในเบนซีน (C6H6) 190 กรัม ข. สารละลายเมทานอล (CH3OH)ในน้ าเข้มข้น 1.5 m ค. สารละลายแนฟทาลีน (C10H8) 1.00 กรัม ในคาร์บอนเตตะคลอไรด์ (CCl4) 25 กรัม ง. สารละลายกรดเบนโซอิก (C7H6O2) 0.0025 mol ในน้ า 200 กรัม สาหรับหน่วยการเรี ยนรู ้ที่ 1 เรื่ อง โมลและปริ มาณต่อโมล นี้ ก็จบลงแล้ว ครู ก็หวัง ว่านักเรี ยนคงเข้าใจกันทุกคนนะครับ ถ้านักเรี ยน เข้าใจเรื่ องนี้จะเป็ นพื้นฐานในการเรี ยน เรื่ องต่อไป คือ ปริ มาณสัมพันธ์ .............ขอให้เรี ยนสนุกๆ นะ ครับ

เรี ยนโดยไม่คิด...ไร้ประโยชน์ อันตราย

คิดโดยไม่เรี ยน... “ขงจือ๊ ”

เอกสารประกอบการเรี ยนรู ้

รายวิชา เคมี 2

รหัสวิชา ว 30222

โดย : ครู ศิริวฒ ุ ิ บัวสมาน

หน่ วยการเรียนรู้ ที่ 2

ปริมาณสั มพันธ์ ปริมาณสั มพันธ์ หรือปริมาณสารสั มพันธ์ (Stoichiometry) มาจากคาภาษากรี กว่า Stoicheion แปลว่า ธาตุ กับ metron แปลว่า การวัด รวมกัน ปริมาณสั มพันธ์ คือ ความสัมพันธ์ทางมวลของธาตุในสารตั้งต้นกับผลิตภัณฑ์ใน ปฏิกิริยาเคมี ปริ มาณสัมพันธ์เป็ นการศึกษาทางด้านปริ มาณของสารต่างๆ ในปฏิกิริยาเคมี เช่น สารตั้งต้นใช้ทาปฏิกิริยาไปเท่าใด และเกิดผลิตภัณฑ์ข้ ึนเท่าใด ดังนั้นจึงต้องอาศัยการคานวณมาเกี่ยวข้องด้วย

2.1 มวลของสารในปฏิกริ ิยาเคมี 2.1.1 ระบบกับสิ่ งแวดล้อม การเปลี่ยนแปลงของสารในปฏิกิริยาใดๆ ต้องมีการกาหนดขอบเขตการศึกษา ซึ่ งมีองค์ประกอบที่สาคัญอยู่ 2 ส่ วน คือ ส่ วนที่อยูภ่ ายในขอบเขตของการศึกษาซึ่ งรวมทั้งก่อนการเปลี่ยนแปลงและหลังการเปลี่ยนแปลงเรี ยกว่า ระบบ (System) กับส่ วนที่อยูน่ อกขอบเขตที่ศึกษา เช่นภาชนะ อุปกรณ์ หรื อเครื่ องมือวัดต่างๆเรี ยกว่า สิ่ งแวดล้ อม (Surrounding ) เช่น การ ทาน้ าให้เป็ นน้ าแข็ง ระบบก่อนการเปลี่ยนแปลงคือน้ า และระบบหลังการเปลี่ยนแปลงคือน้ าแข็ง ส่ วนสิ่ งแวดล้อมก็คือ ภาชนะ ระบบมีอยู่ 2 ระบบดังนี้ 1. ระบบปิ ด (Closed system) คือ ระบบที่ไม่มีการถ่ายเทมวลของสาร ระหว่างระบบกับสิ่ งแวดล้อม มีการถ่ายเท พลังงานจากระบบสู่สิ่งแวดล้อมเพียงอย่างเดียว (มวลคงที่) เช่น การละลายน้ าตาลในน้ า 2. ระบบเปิ ด (Open system) คือ ระบบที่มีการถ่ายเทมวลของสารและพลังงานระหว่างระบบกับสิ่ งแวดล้อม(มวลไม่คงที่) เช่น การระเหิ ดของแนฟทาลีนในภาชนะเปิ ด ระบบแยกตัวหรื อระบบอิ สระ (Isolated system) คือ ระบบที่ไม่มีการถ่ายเทมวลของสารและพลังงานระหว่างระบบกับ สิ่ งแวดล้อม(มวลและพลังงานคงที่) เช่น น้ าร้อนในกระติกน้ าร้อน แต่อย่างไรก็ตามไม่มีระบบใดเป็ นระบบแยกตัว การศึกษาการเปลี่ยนแปลงของสารจาเป็ นต้องระบุสมบัติต่างๆ ของระบบ เช่น มวล อุณหภูมิ ปริ มาตร ความดัน ถ้าตรวจสอบได้วา่ สมบัติใดของระบบมีการเปลี่ยนแปลงก็ถือได้วา่ มีการเปลี่ยนแปลงเกิดขึ้นในระบบ สมบัติของสารและ ปัจจัยที่มีผลต่อสมบัติของระบบเรี ยกว่า ภาวะของระบบ ตัวอย่ าง 1 จงพิจารณาระบบต่อไปนี้วา่ เป็ นระบบเปิ ดหรื อระบบปิ ด และให้อธิ บายด้วยว่าเพราะเหตุใดจึงเป็ นเช่นนั้น ก. เผาหิ นปูนในหลอดทดลองแล้วเกิดแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ ข. ไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ในขวดปิ ดเกิดการสลายตัวเป็ นน้ าและแก๊สออกซิ เจน วิธีคิด ก.)....................................................................... ข.)...................................................................................

เอกสารประกอบการเรี ยนรู ้

รายวิชา เคมี 2

รหัสวิชา ว 30222

โดย : ครู ศิริวฒ ุ ิ บัวสมาน

2.1.2 กฎทรงมวล นักวิทยาศาสตร์ได้ศึกษาการเปลี่ยนแปลงมวลของสารในปฏิกิริยาเคมีมาตั้งแต่สมัยโบราณ จนกระทัง่ ในปี พ.ศ. 2317 อองตวน-โลรอง ลาวัวซิ เอ ได้ทดลองเผาสารในหลอดที่ปิดสนิทพบว่า มวลรวมของสารก่ อนเกิดปฏิกริ ิยา เท่ ากับมวลรวมของสารหลังทาปฏิกริ ิยา จึงตั้งเป็ นกฎเรี ยกว่า กฎทรงมวล mรวม(ก่อนเกิดปฏิกิริยา) = mรวม(หลังเกิดปฏิกิริยา) ตัวอย่ าง 2 สาร A มวล 3 กรัม ทาปฏิกิริยาพอดีกบั สาร B มวล 4 กรัม เกิดสาร C มวล 2 กรัม และเกิดสาร D มวลกี่กรัม วิธีคิด ..................................................................................................................................................................

............................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................. อย่างไรก็ตามจากการศึกษาปฏิกิริยาเคมีต่างๆ พบว่ามวลของสารหลังเกิดปฏิกิริยาในบางปฏิกิริยามีค่าไม่คงที่ ทั้งนี้ ขึ้นอยูก่ บั สารที่เกี่ยวข้องในปฏิกิริยาและการควบคุมภาวะของระบบ เช่น ปฏิกิริยาระหว่างแคลเซี ยมคาร์บอเนต (CaCO3) กับ กรดไฮโดรคลอริ ก (HCl) ได้ผลิตภัณฑ์ 3 ชนิด คือ แคลเซี ยมคลอไรด์ (CaCl2) น้ า (H2O) และ แก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) เมื่อกรดไฮโดรคลอริ กทาปฏิกิริยากับแคลเซี ยมคาร์บอเนตในภาชนะปิ ด พบว่า มวลของสารก่อนและหลัง เกิดปฏิกิริยามีค่าเท่ากัน แต่เมื่อเกิดปฏิกิริยาในภาชนะเปิ ด มวลของสารหลังเกิดปฏิกิริยามีค่าน้อยกว่ามวลของสารก่อน เกิดปฏิกิริยา เนื่องจากมีแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ บางส่ วนออกไปจากภาชนะได้ เมื่อให้สารละลายโพแทสเซี ยมไอโอไดด์ (KI)ทาปฏิกิริยากับสารละลายเลด (II) ไนเตรต ( Pb(NO3)2) จะได้ เลด (II) ไอโอไดด์ ( PbI2) เป็ นตะกอนสี เหลืองกับโพแทสเซี ยมไนเตรต (KNO3) ละลายอยูใ่ นน้ า จากการทดลองทั้งใน ภาชนะเปิ ดและภาชนะปิ ด ได้มวลของสารก่อนเกิดปฏิกิริยาเท่ากับมวลของสารหลังเกิดปฏิกิริยา แสดงว่าระบบนี้ไม่มีการ ถ่ายเทมวลของสารกับสิ่ งแวดล้อม แสดงว่าเป็ นระบบ................

2.1.3 กฎสั ดส่ วนคงที่ โจเชฟ เพราสต์ นักวิทยาศาสตร์ชาวฝรั่งเศสได้ศึกษาการเตรี ยมสารประกอบบางชนิด พบว่า สารประกอบชนิดหนึ่ง ที่เตรียมด้ วยวิธีการที่แตกต่ างกันมีอตั ราส่ วนโดยมวลของธาตุที่รวมกันเป็ นสารประกอบหนึ่ง ๆ จะมีค่าคงที่เสมอ จึงตั้งเป็ น กฎเรี ยกว่า กฎสั ดส่ วนคงที่ ตัวอย่างเช่น สารประกอบคอปเปอร์(II) ซัลไฟด์ ( CuS ) ที่เกิดจากการรวมตัวของทองแดง (Cu) และกามะถัน (S) จะมีอตั ราส่ วนโดยมวลเท่ากับ 2 :1 เสมอ การคานวณหาปริ มาณของสารตามกฎสัดส่ วนคงที่ศึกษาได้จาก ตัวอย่างต่อไปนี้ “เรา...คือ...ความหวังของพ่อแม่

คิดดี พูดดี ทาดี ทุกคืนวัน ”

อย่าท้อแท้สูต้ ่อไปให้ถึงฝัน เพียรขยันนัน่ แลไม่แพ้แน่นอน ครู ศิริวฒ ุ ิ (ต.ค.2542) มข.

เอกสารประกอบการเรี ยนรู ้

รายวิชา เคมี 2

รหัสวิชา ว 30222

โดย : ครู ศิริวฒ ุ ิ บัวสมาน

ตัวอย่ าง 4 เมื่อเผาโลหะแมกนีเซี ยม (Mg) 2.64 กรัม ในอากาศ ได้ แมกนีเซี ยมออกไซด์ (MgO) เกิดขึ้น 4.40 กรัม และเมื่อนา โลหะแมกนีเซี ยม 2.42 กรัม มาเผากับออกซิ เจน 1.61 กรัม จะเกิดเป็ นแมกนีเซี ยมออกไซด์ท้ งั หมด ผลการทดลองนี้ เป็ นไป ตามกฎสัดส่ วนคงที่หรื อไม่ วิธีคิด ..................................................................................................................................................................

2.1.4 กฎสั ดส่ วนพหุคูณ กฎสัดส่ วนพหุคูณของดอลตัล กล่าวว่า “ ถ้ าธาตุ 2 ชนิดรวมกันเกิดเป็ นสารประกอบได้ มากกว่ า 1 ชนิด แล้ ว มวลต่ างๆ ของธาตุหนึ่งซึ่งรวมตัวกับมวลคงที่ของอีกธาตุหนึ่งย่ อมนามาเทียบได้ เป็ นอัตราส่ วนของจานวนเลขลงตัวน้ อย” ตัวอย่ าง 5 ถ้าธาตุคาร์บอนรวมตัวกับออกซิ เจนเกิดเป็ นสารประกอบ 3 ชนิด คือ CO , CO2 และ C3O2 จงเปรี ยบเทียบ อัตราส่ วนโดยมวลเป็ นอย่างต่าของธาตุคาร์บอนในสารประกอบทั้ง 3 ชนิด ซึ่ งรวมตัวกับมวลคงที่ของธาตุออกซิ เจน วิธีคิด ..................................................................................................................................................................

............................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................. แบบฝึ กหัด 2.1 (ลองคิด ลองทา) 1.) แก๊สแอมโมเนียประกอบด้วยไนโตรเจนร้อยละ 82 กับไฮโดรเจนกับไฮโดรเจนร้อยละ 18 โดยมวล ถ้าใช้ ไนโตรเจน 10 กรัม ทาปฏิกิริยากับไฮโดรเจน 10 กรัม จะได้แก๊สแอมโมเนียกี่กรัมและมีสารใดเหลืออยูก่ ี่กรัม 2.) โซเดียมไฮโดรเจนคาร์บอเนต (NaHCO3) 8.4 กรัม ทาปฏิกิริยากับสารละลายกรดแอซีติก (CH3COOH) 20.0 กรัมได้แก๊สคาร์ บอนไดออกไซด์เกิดขึ้น หลังจากที่ปฏิกิริยาสิ้ นสุ ดลงแล้วปรากฏว่ามีสารเหลืออยูท่ ้ งั สิ้ น 24.0 กรัม แก๊สคาร์ บอนไดออกไซด์ที่เกิดขึ้นมีมวลกี่กรัม 3.) ในการเผาเหล็ก 11.17 กรัม กับกามะถัน 9.00 กรัม พบว่ามีสารประกอบไอร์ ออน (II) ซัลไฟด์ เกิดขึ้นและมี กามะถันเหลืออยู่ 2.59 กรัม จากการวิเคราะห์สารประกอบไอร์ ออน (II) ซัลไฟด์ พบว่ามีกามะถันร้อยละ 36.47 โดยมวล ผลการทดลองนี้เป็ นไปตามกฎสัดส่ วนคงที่หรื อไม่ เพราะเหตุใด เรียน รู้ ทาเป็ น ทาได้ ประกอบอาชีพ

เพือ่ เพือ่ เพือ่ เพือ่

รู้ ทาเป็ น ทาได้ ประกอบอาชีพ พัฒนาชีวิตและสังคม

เอกสารประกอบการเรี ยนรู ้

รายวิชา เคมี 2

รหัสวิชา ว 30222

โดย : ครู ศิริวฒ ุ ิ บัวสมาน

2.2 ปริมาตรของแก๊ สในปฏิกริ ิยาเคมี สารประกอบหนึ่งๆ เกิดจากการรวมตัวกันของอะตอมของธาตุต้ งั แต่ 2 ชนิดขึ้นไป และมีอตั ราส่ วนโดยมวลของ ธาตุที่เป็ นองค์ประกอบคงที่เสมอ สาหรับแก๊สซึ่ งมีมวลน้อยมาก การวัดมวลของแก๊สทาได้ยากจึงนิยมวัดในหน่วยปริ มาตร ถ้านาแก๊ส 2 ชนิดมาทาปฏิกิริยากัน อัตราส่ วนโดยปริ มาตรระหว่างแก๊สทั้งสองที่ทาปฏิกิริยาพอดีกนั จะเป็ นอย่างไร ก๊าซมีสมบัติฟุ้งกระจายและมีมวลน้อยมาก การวัดมวลโดยตรงทาได้ยากจึงนิยมวัดในหน่วยปริ มาตร ซึ่ งสามารถ อธิ บายโดยใช้กฎดังต่อไปนี้

2.2.1 กฎของเกย์ -ลูสแซก ในปี พ.ศ. 2351 โซเซฟ-ลุย เก-ลูซกั นักเคมีชาวฝรั่งเศษได้ทดลองวัดปริ มาตรของแก๊สที่ทาปฏิกิริยาพอดีกนั และ ปริ มาตรของแก๊สที่ได้จากปฏิกิริยา ณ อุณหภมิและความดันเดียวกัน แล้วสรุ ปเป็ น กฎการรวมปริมาตรของแก๊ ส หรื อ กฎของเกย์ -ลูสแซก ว่า "ในปฏิกริ ิยาเคมีที่เป็ นก๊ าซ ที่อุณหภูมแิ ละความดันเดียวกัน(คงที่) อัตราส่ วนระหว่ างปริมาตรของ แก๊ สที่ทาปฏิกริ ิยาพอดีกบั ปริมาตรของแก๊ สที่เกิดจากปฏิกริ ิยา จะเป็ นเลขจานวนเต็มลงตัวน้ อย ๆ" ตัวอย่างเช่น แก๊สซัลเฟอร์ไดออกไซด์ (SO2)ทาปฏิกิริยากับแก๊สออกซิ เจน (O2) เกิดเป็ นแก๊สซัลเฟอร์ไตรออกไซด์ (SO3) แสดงได้ดงั นี้ + แก๊สซัลเฟอร์ไดออกไซด์ 2 ปริ มาตร แก๊สออกซิ เจน 1 ปริ มาตร แก๊สซัลเฟอร์ไตรออกไซด์ 2 ปริ มาตร 3 3 แก๊สซัลเฟอร์ไดออกไซด์ 2 dm แก๊สออกซิ เจน 1 dm แก๊สซัลเฟอร์ไตรออกไซด์ 2 dm3 แก๊สซัลเฟอร์ไดออกไซด์ 10 dm3 แก๊สออกซิ เจน 5 dm3 แก๊สซัลเฟอร์ไตรออกไซด์ 10 dm3 จากตัวอย่างจะพบว่า อัตราส่ วนระหว่างปริ มาตรระหว่าง แก๊สซัลเฟอร์ไดออกไซด์ : แก๊สออกซิ เจน : แก๊สซัลเฟอร์ไตรออกไซด์ เป็ น 2 : 1 : 2 กฎของเกย์-ลูสแซก ใช้กบั สารที่มีสถานะเป็ นแก๊สและวัดที่อุณหภุมิและความดันเดียวกันไม่รวมถึงปริ มาตรของ ของแข้งหรื อของเหลวในปฏิกิริยา เช่น กามะถัน (ของแข็ง) + แก๊สออกซิเจน แก๊สซัลเฟอร์ ไดออกไซด์ 1 ปริ มาตร 1 ปริ มาตร อัตราส่ วนของแก๊สที่ทาปฏิกิริยาพอดีกนั คือ แก๊สออกซิ เจน : แก๊สซัลเฟอร์ไดออกไซด์ = 1 : 1 ตัวอย่ าง 6 การทดลองครั้งหนึ่ งได้ผลดังนี้ แก๊สไฮโดรเจน (H2) 50 cm3 ทาปฏิกิริยาพอดีกบั แก๊สคลอรี น (Cl2) 50 cm3 เกิดแก๊สไฮโดรเจนคลอไรด์ (HCl) 100 cm3 ที่อุณหภูมิและความดันเดียวกัน การทดลองนี้เป็ นไปตามกฎของย์-ลูสแซกหรื อไม่ วิธีคิด ..................................................................................................................................................................

เอกสารประกอบการเรี ยนรู ้

รายวิชา เคมี 2

รหัสวิชา ว 30222

โดย : ครู ศิริวฒ ุ ิ บัวสมาน

2.2.2 กฎของอาโวกาโดร ในปี พ.ศ. 2354 อาเมเดโอ อาโวกาโดร นักฟิ สิ กส์ชาวอิตาลี ได้ศึกษากฎของเกย์-ลูสแซกและอธิ บายว่าการที่ อัตราส่ วนโดยปริ มาตรของก๊าซที่เข้าทาปฎิกิริยาและที่ได้จากปฏิกิริยาเป็ นเลขจานวนเต็มน้อยๆ คงเป็ นเพราะปริ มาตรของ ก๊าซมีความสัมพันธ์กบั จานวนอนุภาคที่รวมตัวกันเป็ นสารประกอบ อาโวกาโดรจึงเสนอสมมติฐานว่า "ที่อุณหภูมแิ ละความ ดันเดียวกัน แก๊ สทุกชนิดที่มปี ริ มาตรเท่ ากันจะมีจานวนโมเลกุลเท่ ากัน" ซึ่ งต่อมาเรี ยกว่า กฎของอาโวกาโดร นัน่ คือ ที่ อุณหภูมิและความดันเดียวกัน ถ้าแก๊สออกซิ เจน 10 ปริ มาตร มี 10 โมเลกุล แก๊สคลอรี น 10 ปริ มาตรจะมีจานวน 10 โมเลกุล เช่นกัน อาโวกาโดร เสนอว่า อนุภาคที่เล็กที่สุดของธาตุที่เป็ นแก๊ส คือโมเลกุล โมเลกุลของธาตุที่เป็ นแก๊สประกอบด้วย 2 อะตอม เช่น ปฏิกิริยาระหว่างแก๊สไฮโดรเจน (H2) กับแก๊สออกซิ เจน (O2) จนเกิดเป็ นไอน้ า (H2O) แก๊สไฮโดรเจน + แก๊สออกซิ เจน -------> ไอน้ า 3 3 2 cm 1 cm 2 cm3 2n โมเลกุล n โมเลกุล 2n โมเลกุล 2 โมเลกุล 1 โมเลกุล 2 โมเลกุล หรื อ 1 โมเลกุล 1/2 โมเลกุล 1 โมเลกุล หรื อ 2 อะตอม 1 อะตอม 2 โมเลกุล หมายเหตุ 1. ปริ มาตรของก๊าซของสารตั้งต้นที่ทาปฏิกิริยากันจะเท่ากับหรื อไม่เท่ากับปริ มาตรของแก๊สของผลิตภัณฑ์ที่เกิดจากปฏิกิริยา เช่น H2(g) + I2(g) -------> 2HI(g) 2CO(g) + O2(g) -------> 2CO2(g) 2ปริ มาตร = 2 ปริ มาตร 3 ปริ มาตร ไม่เท่ากับ 2 ปริ มาตร 2. อัตราส่ วนโดยปริ มาตรของก๊าซต่าง ๆ ในปฏิกิริยาจะเท่ากับอัตราส่ วนโดยโมลของก๊าซต่าง ๆ ในปฏิกิริยาเดียวกันนั้น เช่น N2(g) + 3H2(g) ------> 2NH3(g) อัตราส่ วนโดยปริ มาตร N2 : H2 : NH3 = 1 : 3 : 2 อัตราส่ วนโดยโมล N2 : H2 : NH3 = 1 : 3 : 2

2.2.3 การหาสู ตรโมเลกุลของก๊าซจากปฏิกริ ิยาเคมี ตัวอย่ าง 7 ที่ STP แก๊สไนโตรเจน 30 cm3 ทาปฏิกิริยาพอดีกบั แก๊สไฮโดรเจน 90 cm3 ได้แก๊สชนิดหนึ่ง 60 cm3 จงหาสูตรโมเลกุลของแก๊สที่เกิดขึ้น วิธีคิด ..................................................................................................................................................................

เอกสารประกอบการเรี ยนรู ้

รายวิชา เคมี 2

รหัสวิชา ว 30222

โดย : ครู ศิริวฒ ุ ิ บัวสมาน

แบบฝึ กหัด 2.2 (ลองคิด ลองทา) 1.) แอสไพริ นสามารถสังเคราะห์จากปฏิกิริยาระหว่างกรดซาลิซิลิก (C7H6O3) กับแอซี ติกแอนไอไดรด์ (C4H6O3) ดังสมการ 2C7H6O3 + C4H6O3 2C9H8O4 + H2O จงคานวณหา ก. มวลของแอซี ติกแอนไอไดรด์ที่ตอ้ งใช้ในการทาปฏิกิริยาพอดีกบั กรดซาลิซิลิก 5.00 x 102 กรัม ข. มวลของแอสไพริ นที่เกิดขึ้นจากปฏิกิริยา 2.) จะต้องใช้อากาศปริ มาตรเท่าใด ทาปฏิกิริยาพอดีกบั แก๊สเอทิลีน (C2H4) 5 dm3 อย่างสมบูรณ์ให้แก๊สคาร์บอนไดออกไซด์และไอน้ า ปริ มาตรทั้งหมดวัดที่อุณหภุมิและความดันเดียวกัน กาหนดให้อากาศมีแก๊ส O2 ร้อยละ 20 โดยปริ มาตร 3.) การผลิตกรดฟอสฟอริ กเพื่อการค้าจะใช้สารทาปฏิกิริยากันดังสมการ Ca3(PO4)2 (s) + 3H2SO4(aq) 3CaSO4 (s) + 2H3PO4(aq) จงคานวณหามวลของกรดซัลฟิ วริ กเข้มข้นที่ตอ้ งใช้ทาปฏิกิริยาพอดีกบั แคลเซี ยมฟอสเฟตจานวน 100 กรัม

2.3 การคานวณเกีย่ วกับสู ตรและสมการเคมี 2.3.1 สู ตรเคมี สู ตรเคมี คือ กลุ่มสัญลักษณ์ที่เขียนแทนสารเคมี เช่น CH4 เป็ นสูตรเคมีของมีเทน H2O เป็ นสูตรเคมีของน้ า นักเคมีกาหนดประเภทของสูตรเคมี ดังนี้ สูตรเคมี

สูตรเอมพิริคลั /สูตรอย่างง่าย

เช่น

CH3

แบบจุด

แสดงอัตราส่ วนอย่าง ต่าของจานวนอะตอม ของธาตุองค์ประกอบที่

สูตรโมเลกุล

เช่น

C2H6

แบบเส้น

H.. H .. H:C:C: H .. .. H H

HH H-C C- H HH

แบบย่อยาว

แบบย่อสั้น

CH3 - CH3 หรื อ CH3CH3

(CH3 )2

แสดงจานวนอะตอม ของธาตุองค์ประกอบที่ มีอยูจ่ ริ งใน 1 โมเลกุล ของสาร

สูตรโครงสร้าง

แบบย่อ

Bond -line

แสดงการ จัดเรี ยงอะตอม ของธาตุองค์ ประกอบที่มีอยู่ จริ งใน 1 โมเลกุล ของสาร

เอกสารประกอบการเรี ยนรู ้

รายวิชา เคมี 2

รหัสวิชา ว 30222

โดย : ครู ศิริวฒ ุ ิ บัวสมาน

2.3.2 การคานวณหาสู ตรเอมพิริคลั และสู ตรโมเลกุล สู ตรเอมพิริคัล เป็ นสูตรที่แสดงอัตราส่ วนอย่างต่าของธาตุองค์ประกอบ เช่น ไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์มีสูตร โมเลกุลเป็ น H2O2 อัตราส่ วนอย่างต่าของจานวนอะตอม H : O เท่ากับ 1 : 1 สูตรเอมพิริคลั จึงเป็ น HO กลูโคสมีสูตร โมเลกุลเป็ น C6H12O6 อัตราส่ วนอย่างต่าของจานวนอะตอม C : H : O เท่ากับ 1 : 2 : 1 สูตรเอมพิริคลั จึงเป็ น CH2O การหาสู ตรเอมพิริคัล มีหลักดังนี้ 1. ต้องทราบว่าสารที่จะหาสูตรเอมพิริคลั ประกอบด้วยธาตุใดบ้าง 2. ต้องทราบมวลอะตอมของแต่ละธาตุในสารที่จะหาสูตรเอมพิริคลั 3. ต้องทราบมวลของแต่ละธาตุในสารที่จะหาสูตร 4. ให้ขอ้ มูลจากข้อ 1, 2 และ 3 หาอัตราส่ วนโดยโมล ด้วยการนามวลของแต่ละธาตุหารด้วยมวลอะตอมของมันมาเข้า อัตราส่ วน 5. สาหรับการปัดจุดทศนิยมของตัวเลขในการหาอัตราส่ วนโดยโมล โดยทาตัวเลขใดตัวเลขหนึ่ง ให้เป็ น 1 แล้วจึงปัดจุด ทศนิยมด้วยวิธีปัด 0.1 - 0.2 ทิ้ง ถ้าเป็ น 0.8 - 0.9 ปัดขึ้นอีก 1 ถ้าเป็ น 0.0 - 0.7 ปัดไม่ได้ตอ้ งหาตัวเลขที่ต่าที่สุดมาคูณตัวเลข ของอัตราส่ วนโดยโมลให้มีค่าใกล้กบั ที่ จะปัดจุดทศนิยมได้ แล้วปัดจุดทศนิยมตัวเลขให้เป็ นจานวนเต็ม อนึ่งการปัดจุด ทศนิยม ถ้าตัวเลขปัดจุดทศนิยมไม่ได้ ตัวเลขทุกตัวของอัตราส่ วนโดยโมลนั้นก็จะไม่ปัดจุดทศนิยม หาตัวเลข มาคูณให้ ได้ตวั เลขที่จะปัดจุดทศนิ ยมได้อตั ราส่ วนโดยโมลที่เป็ นจานวนเต็มได้สูตรเอมพิริคลั

บันทึกเพิม่ เติม .......................................................................................................................................................................... ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................

เอกสารประกอบการเรี ยนรู ้

รายวิชา เคมี 2

รหัสวิชา ว 30222

โดย : ครู ศิริวฒ ุ ิ บัวสมาน

สู ตรโมเลกุล เป็ นสูตรที่แสดงจานวนอะตอมของธาตุองค์ประกอบที่มีอยูใ่ น 1 โมเลกุลของสาร เช่น ไฮโดรเจนมี สูตรโมเลกุลเป็ น H2 แสดงว่า 1 โมเลกุลประกอบด้วยไฮโดรเจน 2 อะตอม ไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์มีสูตรโมเลกุลเป็ น H2O2 แสดงว่า 1 โมเลกุลประกอบด้วยไฮโดรเจนและออกซิ เจนธาตุละ 2 อะตอม การหาสู ตรโมเลกุลของสารทั่วไป มีหลักดังนี้ 1. ต้องทราบสูตรเอมพิริคลั 2. ต้องทราบมวลโมเลกุลโดยโจทย์กาหนดมาให้ทางตรงหรื อทางอ้อมก็ได้ 3. นาข้อมูลที่ได้จากข้อ 1, 2 หาค่า n โดยใช้สูตร (มวลของสู ตรเอมพิริคัล) x n = มวลโมเลกุล

( n = เลขเป็ นจานวนเต็มบวก เช่น 1, 2, 3 )

(สู ตรเอมพิริคัล) n = มวลโมเลกุล การปัดจุดทศนิยมของค่า n ตั้งแต่ 0.5 ขึ้นไป ให้ปัดขึ้นอีกหนึ่ ง แต่ถา้ ต่ากว่า 0.5 ก็ปัดทิ้งไป เช่น 3.6 ก็ให้ปัดจุด ทศนิยมเป็ น 4.0 และ 2.2 ปัดจุดทศนิยมเป็ น 2.0

เอกสารประกอบการเรี ยนรู ้

รายวิชา เคมี 2

รหัสวิชา ว 30222

โดย : ครู ศิริวฒ ุ ิ บัวสมาน

การหาสู ตรโมเลกุลของก๊ าซและการหาร้ อยละโดยมวลของธาตุจากสู ตรเคมี การหาสู ตรโมเลกุลของก๊ าซ มีหลักการดังนี้ 1. สารทุกชนิดที่เกี่ยวข้องในปฏิกิริยาเป็ นก๊าซหมด และสารที่จะหาสูตรโมเลกุลจะต้องเป็ นก๊าซหรื อไอเท่านั้น 2. สมมติสูตรโมเลกุลของก๊าซที่จะหาสูตรโดยทราบว่าประกอบด้วยธาตุใดบ้าง 3. ต้องทราบปริ มาตรของก๊าซต่าง ๆ ที่เกี่ยวข้องกันในปฏิกิริยา และปริ มาตรของก๊าซต้องวัดที่อุณหภูมิและความดัน เดียวกัน 4. หาอัตราส่ วนโดยปริ มาตรก๊าซต่าง ๆ เป็ นอย่างต่า 5. เปลี่ยนอัตราส่ วนโดยปริ มาตรของก๊าซเป็ นอัตราส่ วนโดยโมล โดยใช้กฎอาโวกาโดร 6. เขียนสมการของปฏิกิริยาเคมีตามโจทย์บอก แล้วเข้าสมการพีชคณิ ตของจานวนอะตอมทั้งหมด ทางซ้าย และทางขวาของ แต่ละธาตุให้เท่ากัน จะได้สมการพีชคณิ ตหลายสมการที่มีตวั แปรหลายตัว จากนั้นก็คานวณหาสูตรโมเลกุลของก๊าซได้ การหาร้ อยละโดยมวลของธาตุจากสู ตรเคมี

เอกสารประกอบการเรี ยนรู ้

รายวิชา เคมี 2

รหัสวิชา ว30222

โดย : ครู ศิริวฒ ุ ิ บัวสมาน

2.3.3 การคานวณหามวลเป็ นร้ อยละจากสู ตร การหามวลโมเลกุลของสารวิธีหนึ่งซึ่ งได้ศึกษามาแล้ว ทาได้โดยนามวลอะตอมของธาตุองค์ประกอบใน 1 โมเลกุล นั้นมารวมกัน ดังนั้นถ้าต้องการทราบต่อไปอีกว่า 1 โมเลกุลของสารมีธาตุองค์ประกอบแต่ละชนิดอยูร่ ้อยละเท่าใด สามารถ คานวณได้โดยใช้ความสัมพันธ์ดงั นี้ มวลของ A ร้ อยละของ A ในสารประกอบ = x 100 มวลของสารประกอบ

ตัวอย่าง 8 จงคานวณมวลเป็ นร้อยละของธาตุทุกชนิดใน HNO3

วิธีคดิ ..................................................................................................................................................... ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ ตัวอย่าง 9 จงคานวณมวลเป็ นร้อยละของ Fe ใน Fe2O3

เอกสารประกอบการเรี ยนรู ้

รายวิชา เคมี 2

รหัสวิชา ว30222

โดย : ครู ศิริวฒ ุ ิ บัวสมาน

2.3.4 สมการเคมี สมการเคมี ( Chemical equation) คือ กลุ่มของสูตรเคมี ของสารที่เขียนขึ้นเพื่อเป็ นสัญลักษณ์ที่ใช้แทนปฏิกิริยาเคมี ต่างๆ ที่เกิดขึ้น ในอัตราส่ วนจานวนโมลต่าสุ ด สารที่เข้าทาปฏิกิริยา เรี ยกว่า สารตั้งต้น (reactant) สารที่เกิดขึ้นใหม่ เรี ยกว่า สารผลิตภัณฑ์ (product) หลักการเขียนสมการเคมี 1. เขียนสูตรของสารเคมีที่เข้าทาปฏิกิริยาไว้ทางด้านซ้าย โดยใช้เครื่ องหมาย + คัน่ ระหว่างสาร 2. เขียนสารที่เกิดขึ้นใหม่หรื อสารผลิตภัณฑ์ไว้ทางด้านขวา โดยใช้เครื่ องหมาย + คัน่ ระหว่างสาร 3. เขียนลูกศร หรื อเครื่ องหมาย = ไว้ระหว่างสารตั้งต้นกับสารผลิตภัณฑ์ 4. ดุลสมการเคมี โดยนาตัวเลขที่เหมาะสมมาเติมหน้าสัญลักษณ์หรื อสูตรเคมีของสารเพื่อทาให้จานวนอะตอมของแต่ละ ธาตุทางซ้ายเท่ากับทางขวาของสมการ 5. เขียนสมการเคมีให้สมบูรณ์ โดยระบุสถานะของสารแต่ละชนิดหลังสูตรเคมี ดังนี้ - ถ้าเป็ นของแข็ง (solid) ใช้อกั ษรย่อว่า s - ถ้าเป็ นของเหลว (liquid)ใช้อกั ษรย่อว่า l - ถ้าเป็ นสารละลาย (aqueous)ใช้อกั ษรย่อว่า aq - ถ้าเป็ นก๊าซ (gas) ใช้อกั ษรย่อว่า g ตัวอย่าง เช่น Mg (s) + 2HCl (aq) MgCl2 (aq) + H2 (g) 6. การเขียนสมการเคมีบางครั้งจะแสดงพลังงานของปฏิกิริยาด้วย เพื่อจะได้ทราบว่าเป็ นปฏิกิริยาดูดพลังงานหรื อคายพลังงาน เช่น CH4(g) + 2O2 (g) CO2 (g) + 2H2O (l) ; คายพลังงาน 889.5 KJ ประเภทของสมการเคมี สมการเคมีแบ่งออกได้ 2 ประเภท คือ 1. สมการโมเลกุล หมายถึง สมการเคมีที่แสดงการเขียนสัญลักษณ์ของสารตั้งต้นและผลิตภัณฑ์เป็ นสูตรโมเลกุล เช่น Zn (s) + 2 HCl (aq) ZnCl2 (aq) + H2 (s) 2. สมการไอออนิก หมายถึง สมการเคมีที่เขียนเฉพาะไอออนหรื อโมเลกุลที่ มีมีส่วนเกี่ยวข้องในการเกิดปฏิกิริยาเคมีเท่านั้น เช่น H+ (aq) + OH-(aq) H2O (l) บันทึกเพิม่ เติม

........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ “ เวลาไม่ เคยคอยใคร อยากทาดีตอนใดให้ รีบทา ” ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................

เอกสารประกอบการเรี ยนรู ้

รายวิชา เคมี 2

รหัสวิชา ว30222

โดย : ครู ศิริวฒ ุ ิ บัวสมาน

2.3.5 ความสั มพันธ์ ระหว่ างปริมาณของสารในสมการเคมี ตัวอย่างเช่ น Zn(s) 1 โมล 65.39 มวล (g) โมเลกุล 6.02 x 1023 ปริมาตร STP (dm3) -

+ 2HCl(aq) 2 2 x 36.458 2 x 6.02 x 1023 -

------> ZnCl2(aq) 1 136.29 6.02 x 1023 -

+ H2(g) 1 2.016 6.02 x 1023 22.4

สาหรับปฏิกิริยาที่เป็ นก๊าซล้วน ๆ สามารถใช้สมั ประสิ ทธิ์ ของก๊าซต่าง ๆ ในสมการอ่านเป็ นมาอ่านเป็ นปริ มาตรได้ แต่ตอ้ งที่อุณหภูมิและความดันเดียวกัน N2(g) + 3H2(g) ------->2NH3(g) ที่อุณหภูมิ และความดันเดียวกัน ปริมาตร (หน่ วยปริมาตร) 1 3 2 การคานวณเกีย่ วกับสมการเคมี มีหลักทั่วไปดังนี้ 1. ต้องทราบสมการของปฏิกิริยาเคมีพร้อมดุล 2. พิจารณาเฉพาะสารที่โจทย์ถาม และที่กาหนดให้ 3. แล้วนาสิ่ งที่โจทย์กาหนดให้มาคิดคานวณหาสิ่ งที่ตอ้ งการจากสมการได้โดยการเทียบบัญญัติไตรยางค์ ด้วยการใช้ความรู ้ เรื่ องโมล หรื ออาจจะคานวณด้วยวิธีหนึ่งโดยนาจานวนโมลของสารที่โจทย์ถาม และโจทย์กาหนดให้มาเทียบอัตราส่ วนกัน จะเท่ากับจานวนโมลที่เป็ นสัมประสิ ทธิ์ ของสารที่โจทย์ถามและโจทย์กาหนดให้ตามสมการ บันทึกเพิม่ เติม

……………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………

เอกสารประกอบการเรี ยนรู ้

รายวิชา เคมี 2

รหัสวิชา ว30222

โดย : ครู ศิริวฒ ุ ิ บัวสมาน

35 34

สารกาหนดปริมาณ (Limiting Reagent) สารที่เข้าทาปฏิกิริยามีปริ มาณไม่พอดีกนั ปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นจะสิ้ นสุ ดเมื่อสารใดสารหนึ่งหมด สาร ที่หมดก่อนจะ เป็ นตัวกาหนดปริ มาณของผลิตภัณฑ์ของสารผลิตภัณฑ์ที่เกิดขึ้นเรี ยกว่า สารกาหนดปริมาณ (Limiting Reagent) สารกาหนดปริ มาณในการเกิดปฏิกิริยาเป็ นการคานวณสารจากสมการของปฏิกิริยาที่โจทย์บอกข้อมูลเกี่ยวกับสาร ตั้งต้นมาให้มากกว่าหนึ่งชนิด ลักษณะโจทย์มี 2 แบบ คือ 1. โจทย์บอกข้อมูลของสารตั้งต้นมาให้มากกว่าหนึ่ งชนิด แต่ไม่บอกข้อมูลเกี่ยวกับสารผลิตภัณฑ์ ในการคานวณต้อง พิจารณา ว่าสารใดถูกใช้ทาปฏิกิริยาหมด แล้วจึงใช้สารนั้นเป็ นหลักในการคานวณสิ่ งที่ตอ้ งการจากสมการได้ 2. โจทย์บอกข้อมูลของสารตั้งต้นมาให้มากกว่าหนึ่ งชนิด และบอกข้อมูลของสารผลิตภัณฑ์ชนิด ใดชนิดหนึ่งมาให้ดว้ ย ในการคานวณให้ใช้ขอ้ มูลจากสารผลิตภัณฑ์เป็ นเกณฑ์ในการเทียบหาสิ่ งที่ตอ้ งการจากสมการเคมี

ร้ อยละของผลได้ ของสารผลิตภัณฑ์ ในการคานวณหาปริ มาณของผลิตภัณฑ์จากสมการเคมีน้ นั ค่าที่ได้เรี ยกว่า ผลได้ ตามทฤษฎี (Theoretical yield) แต่ ในทางปฏิบตั ิจะได้ผลิตภัณฑ์นอ้ ยกว่าตามทฤษฎี แต่จะได้มากหรื อน้อยแค่ไหน ก็ข้ ึนอยู่กบั วิธีการและสารเคมีที่ใช้ เรี ยกผล ที่ได้วา่ นี้ ผลได้ จริง (Actual yield) สาหรับการรายงานผล การทดลองนั้น จะเปรี ยบเทียบค่าที่ได้ตามทฤษฎีในรู ปร้อยละ ซึ่ ง จะได้ความสัมพันธ์ดงั นี้

บันทึกเพิม่ เติม

สวัสดี

เอกสารประกอบการเรี ยนรู ้

รายวิชา เคมี 2

รหัสวิชา ว30222

โดย : ครู ศิริวฒ ุ ิ บัวสมาน

เอกสารอ้ างอิง เกษตรศาสตร์ ,มหาวิทยาลัย . เอกสารประกอบคาบรรยาย วิชาเคมี ของโครงการส่ งเสริมความสามารถพิเศษ ภาคฤดูร้อน Brands's Summer Camp'95. ม.ป.ท. , ม.ป.ป. ส่ งเสริ มการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี,สถาบัน .หนังสื อเรียนวิชาเคมี 2 ว 036 ฉบับปรับปรุ ง พ.ศ. 2533. กรุ งเทพฯ : คุรุสภาลาดพร้าว , 2541. ส่ งเสริ มการสอนวิทยาศาสตร์ และเทคโนโลยี,สถาบัน .หนังสื อเรียนสาระการเรี ยนรู้ พนื้ ฐานและเพิม่ เติมวิชาเคมี เล่ม 2 ชั้นมัธยมศึกษาปี ที่ 4 .กรุ งเทพฯ : คุรุสภาลาดพร้าว , 2546. สุ ทศั น์ ไตรสถิตวร. คู่มือเตรียมสอบ เคมี 2 ว 036 . นนทบุรี : เทพเนรมิตรการพิมพ์ , 2537. สาราญ พฤกษ์สุนทร. คู่มือเตรียมสอบ เคมี 2 ว 036 . นนทบุรี : ห้างหุ น้ ส่ วนจากัดเรื องแสงการพิมพ์ , ม.ป.ป. URL : http://web.ku.ac.th/schoolnet/f-snet5.htm

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