เคมีเรื่องกฎความดันย่อยของดอลตัน21

จัดทำโดย น.ส.อธิชำ พิมพำ ม.5/2 เลขที่7 เสนอ คณุ ครู กำญจนำ แก้วคง โรงเรยี นโพธสิ มั พนั ธพ์ ทิ ยำคำร

1 แบบทดสอบกอ่ น 2 เรยี น-หลัง สารบญั 1.ความดนั ยอ่ ยคอื อะไร หน้าหลกั 1 แบบทดสอบก่อน-หลงั 2-11 ก.แกส๊ อดุ มคตสิ องชนดิ AและAผสมเขา้ กนั ดเี ป็ นสารผสมเอกพันธม์ คี วามดนั เนือ้ หา 12-18 ภายในภาชนะนัน้ เหมอื นวา่ มนั อยตู่ าม ลาพังโดยไมม่ อี กี แกส๊ หนงึ่ อยดู่ ว้ ย ตวั อย่าง 19-25 ข.แกส๊ อดุ มคตสิ องชนดิ B และ B ผสม เขา้ กนั ดเี ป็ นสารผสมเอกพันธุ์ มคี วาม แบบฝึ กหดั 28-30 ดนั ภายในภาชนะนัน้ เหมอื นวา่ มันอยู่ ตามลาพังโดยไมม่ อี กี แกส๊ หนง่ึ อยดู่ ว้ ย ความรู้เพ่ิมเตมิ 31-35 ค.แกส๊ อดุ มคตสิ องชนดิ A และ B ผสม เขา้ กนั ดเี ป็ นสารผสมเอกพันธุ์ มคี วาม เฉลย 36-38 ดนั ภายในภาชนะนัน้ เหมอื นวา่ มนั อยู่ ตามลาพังโดยไมม่ อี กี แกส๊ หนงึ่ อยดู่ ว้ ย ง.แกส๊ อดุ มคตสิ องชนดิ A B และ C ผสมเขา้ กนั ดเี ป็ นสารผสมเอกพันธุ์ มี ความดนั ภายในภาชนะนัน้ เหมอื นวา่ มัน อยตู่ ามลาพังโดยไมม่ อี กี แกส๊ หนง่ึ อยู่ ดว้ ย

3 4 2.ความดนั ที่เกดิ จากการชนของ 3. ขอ้ ใดกลา่ วถึงกฎความ แกส๊ แตล่ ะชนดิ เรียกว่า ดันย่อยของดอลตนั ก.ความดนั ยอ่ ย ก.ความดนั รวมของแกส๊ ผสมมคี า่ ไมเ่ ทา่ กบั ข.ความดนั รวม ผลบวกของความดนั ยอ่ ยของแกส๊ ทเี่ ป็ น ค.ความดนั โลหติ สว่ นประกอบ ง.ความดนั แกส๊ ข.ความดนั รวมของแกส๊ ผสมมคี า่ เทา่ กบั ผลบวกของความดนั ยอ่ ยของแกส๊ ทเ่ี ป็ น สว่ นประกอบ ค.ความดนั ยอ่ ยของแกส๊ ผสมมคี า่ เทา่ กบั ผลบวกของความดนั รวมของแกส๊ ทเ่ี ป็ น สว่ นประกอบ ง.ความดนั รวมของแกส๊ ผสมมคี า่ เทา่ กบั ผลลบ ของความดนั ยอ่ ยของแกส๊ ทเ่ี ป็ นสว่ นประกอบ

5 6 4. สมการใดเกีย่ วขอ้ งกับกบั กฎ 5. กฎความดันยอ่ ยของดอลตนั ตรงกบั ความดนั ย่อย ข้อใด ก. PV=nRT ก. PV่=P1+่ P2+่ P3่+....+Pn่ ข. PV=TT ข. PT่=P1+่ P2+่ P3+่ ....+Pn่ ค. C1​V1​=C2​V2 ค. PV=nRT ง. A+ B=CA+B=C ง. PT= nRTPT=nRT

7 8 6. จากรปู ภาชนะซงึ่ บรรจแุ กส๊ 7. จากรปู ทรี่ ปู a และ รปู b H2 มคี วามดนั ก่ี atm เมอ่ื นามาคดิ หาความดนั รวมจะ มคี า่ เทา่ ใด ? ก. 2.6 atm ก.10.1 ข. 2.7 atm ข.0.60 ค. 2.9 atm ค.1.50 ง. 3.0 atm ง.2.10

9 10 8. ในถังใบหนงึ มปี รมิ าตร 30.0 9. จากขอ้ 8 จง ลติ ร มแี กส๊ ไฮโดรเจน 1.0 กรัม คานวณหาความดนั ยอ่ ย และแกส๊ ไนโตรเจน 7.0 กรัม บรรจุ อยู่ ทอี ณุ หภมู ิ 0 องศาเซลเซยี ส ก.0.178atm แกส๊ ทงั้ สองและแกส๊ ผสมมี ข.0.171atm คณุ สมบตั เิ ป็ นแกส๊ สมบรู ณ์แบบ ค.0.181atm และไมท่ า ปฏกิ ริ ยิ าตอ่ กนั จง ง.0.187atm คานวณหาเศษสว่ นโมลของแกส๊ โฮโดรเจน และแกส๊ ไนโตรเจน ก. H = 0.67 , N = 0.331 ข. H = 0.67 , N = 0.35 ค. H = 0.67 , N = 0.37 ง. H = 0.67 , N = 0.33

11 12 กฎความดันย่อยของดอลตัน 10. จากโจทยข์ อ้ 8 ให ้ คานวณหาความดนั รวม เมอ่ื ผสมแกส๊ อดุ มคตสิ องชนดิ A และ B ซงึ่ ไมท่ าปฏกิ ริ ยิ าเคมตี อ่ กนั ไวใ้ นภาชนะ ก. 0.560 atm ปรมิ าตร V ทอ่ี ณุ หภมู คิ งตวั อนั หนงึ่ ข. 0.550 atm แกส๊ ทงั้ สองผสมเขา้ กนั ดเี ป็ นสารผสม ค. 0.650 atm เอกพันธุ์ ทงั้ แกส๊ A และแกส๊ B ตา่ งมี ง. 0.660 atm ความดนั ภายในภาชนะนัน้ เหมอื นวา่ มัน อยตู่ ามลาพังโดยไมม่ อี กี แกส๊ หนง่ึ อยู่ ดว้ ย ความดนั ของแตล่ ะแกส๊ ในแกส๊ ผสมเชน่ นเ้ี รยี กวา่ ความดนั ยอ่ ย กฎ ความดนั ยอ่ ยของดอลตนั กลา่ ววา่ “ความดนั รวมของแกส๊ ผสมมคี า่ เทา่ กบั ผลบวกของความดนั ยอ่ ยของแกส๊ ทเ่ี ป็ น สว่ นประกอบ” ให ้

13 14 Pรวม = ความดนั รวม กฎความดนั ยอ่ ยของดอลตนั ใชก้ บั แกส๊ PA = ความดนั ย่อยของแกส๊ A อดุ มคติ สาหรับแกส๊ ทผี่ สมสว่ นมากกพ็ อ PB = ความดนั ยอ่ ยของแก๊ส B เป็ นไปไดอ้ ยา่ งใกลเ้ คยี ง กฎนนี้ ามาใช ้ เน่ืองจาก A และ B เปน็ แกส๊ อุดมคติ บอ่ ยในการปฏบิ ัตเิ กย่ี วกบั การวัดความดนั ดงั นั้น PA = nART/V ของแกส๊ ทเี่ ตรยี มขน้ึ มาแลว้ เกบ็ แกส๊ โดย และ PB = nB RT/V การแทนทน่ี ้า ความดนั ของแกส๊ เหนอื น้า โดยมี nA และ nB เป็นจานวนโมลของ ทว่ี ดั ไดเ้ ป็ นความดนั รวมระหวา่ งความดนั แก๊ส A และ B ของแกส๊ ทเ่ี ตรยี มไดก้ บั ความดนั ของไอ ความดนั ยอ่ ยของแก๊ส A+ความดันย่อย น้าทอ่ี ณุ หภมู นิ ัน้ ถา้ อยากทราบความดนั ของแก๊ส B = (nA+nB) ของแกส๊ กต็ อ้ งเอาความดนั ของไอน้าไป แต่ nA+nB = nt จานวนโมลท้ังหมด หักออกจากความดนั ทว่ี ดั ได ้ ดงั นัน้ PA+PB = nt RT/V = Pt ความดนั แกส๊ = ความดนั ทว่ี ดั ได ้ x หรือเขียนวา่ Pt = PA+PB ความดนั ของไอน้า ถ้าหากมแี ก๊สมากกวา่ 2 ชนดิ ผสมรวมกัน ในบางครัง้ อาจนาเศษสว่ นโมลมา Pt = P1+P2+P3+... (ปรมิ าตรและ คานวณหาความดนั ยอ่ ย อุณหภมู ิคงตัว) -------------------(1)

15 16 เศษสว่ นโมลของแก๊ส A = Na/Nt ความรู้เร่ืองแกส็ PA = nA RT/V (เพ่มิ เตมิ ) PB = nt RT/V ดังนนั้ Pa/Pt = Na/Nt สมบตั ขิ องแกส๊ หรอื PA = Na/Nt x Pt -------------------- สมบตั ิทวั่ ไปของแกส็ สมบตั ิท่วั ไป -------------------<2> ของแก็ส ได้แก่ ความดนั ของแกส๊ A = เศษส่วนโมลของ A x ความดันรวมของแก๊สผสม 1. แกส๊ มรี ูปร่างเปน็ ปรมิ าตรไม่ แสดงวา่ ความดนั ยอ่ ยทเี่ กิดจากแก๊สแต่ละ แนน่ อน เปล่ียนแปลงไปตามภาชนะ แกส๊ ภายในแก๊สผสมนั้นเมื่อคดิ เป็น ที่บรรจุ บรรจุ ในภาชนะใดกจ็ ะมี เศษส่วนของความดันรวมแล้ว มีค่า รปู รา่ งเปน็ ปริมาตรตามภาชนะ เท่ากับเศษส่วนโมลของแกส๊ นัน้ ภายใน นน้ั เช่นถา้ บรรจุในภาชนะทรงกลม แก๊สผสม ขนาด 1 ลติ ร แก๊สจะมรี ปู รา่ งเป็น ทรงกลมมปี รมิ าตร 1 ลติ ร เพราะ แกส็ มแี รงยึดเหน่ยี วระหวา่ งอนภุ าค (โมเลกุล หรืออะตอม) น้อยมาก จึง ทาใหอ้ นภุ าคของแก๊สสามารถ เคลอ่ื นที่หรอื แพร่กระจายเตม็ ภาชนะทีบ่ รรจุ

17 184. แกส๊ สามารถแพร่ได้ และแพร่ได้ 2. ถา้ ใหแ้ กส๊ อยใู่ นภาชนะทเ่ี ปลยี่ นแปลง เรว็ เพราะแกส็ มแี รงยึดเหน่ยี วระหวา่ ง ปรมิ าตรได ้ ปรมิ าตรของแกส๊ จะขน้ึ อยกู่ บั โมเลกุลนอ้ ยกว่าของเหลวและของแข็ง อณุ หภมู ิ ความดนั และจานวนโมล ดงั นัน้ เมอ่ื บอกปรมิ าตรของแกส๊ จะตอ้ งบอก 5. แก็สตา่ งๆ ต้งั แต่ 2 ชนดิ ขน้ึ ไปเมื่อ อณุ หภมู ิ ความดนั และจานวนโมลดว้ ย นามาใสใ่ นภาชนะเดียวกนั แกส๊ แตล่ ะ เชน่ แกส๊ ออกซเิ จน 1 โมลมปี รมิ าตร 22.4 ชนดิ จะแพร่ผสมกนั อย่างสมบรู ณท์ กุ ส่วน น้ันคอื สว่ นผสมของแกส๊ เปน็ สาร dm3ทอี่ ณุ หภมู ิ 0° C ความดนั 1 เดียวหรอื เป็นสารละลาย (Solution) บรรยากาศ (STP) 6. แก๊สสว่ นใหญ่ไม่มีสีและโปรง่ ใส่เช่น 3. สารทอ่ี ยใู่ นสถานะแกส๊ มคี วามหนาแน่น แก๊สออกซิเจน(O2)แกส๊ ไฮโดเจน นอ้ ยกวา่ เมอื่ อยใู่ นสถานะของเหลวและ (H2) แก๊สคารบ์ อนไดออกไซด์(Co2)แต่ ของแขง็ มาก เชน่ ไอน้า มคี วาม แก๊สบางชนิดมสี ี เชน่ แกส๊ ไนโตเจนได หนาแน่น 0.0006 g/Cm3แตน่ ้ามคี วาม แน่นถงึ 0.9584 g/Cm3ท1่ี 00 °C ออกไซด์ (No2) มสี ีนา้ ตาลแดง แก๊ส คลอรนี (Cl2) มสี ีเขยี วแกมเหลอื ง แก๊ส โอโซน (O3) ทบ่ี ริสทุ ธิ์มสี ีนา้ เงิน

19 20 ตัวอยา่ ง 1.แกส๊ ประกอบดว้ ยแกส๊ ไนโตรเจน รูปความดนั ของแกส็ ผสมที่เปน็ ไปตาม แก๊สออกซิเจนและแกส๊ กฎความดันยอ่ ยของดอลตนั คาร์บอนไดออกไซดใ์ นภาชนะปดิ ปริมาตร 5.0 L ความดนั 1.5 atmโมลรวมของแกส๊ เทา่ กับ30molถา้ แก๊สไนโตรเจนมคี วาม เขม้ ข้น 2mol/Lและแกส๊ ออกซเิ จนมี ความเขม้ ขน้ 1.5 mol/Lความดนั ยิอย ของแกส๊ คารบ์ อนไดออกไซดเ์ ปน็ เท่าใด

21 22

23 24 2.ภาชนะบรรจแุ ก๊สปริมาตร 10L ประกอบดว้ ยอาร์กอน 7.60gและ แก๊สไนโตรเจน 4.00gทอ่ี ุณหภมู ิ 25°cจงคานวณหาความดันย่อย ของแกส๊ แต่ละชนดิ และความดัน รวมของแก๊สผสมในภาชนะนี้

25 26 ไปทาแบบฝึกหดั กนั เลย

27 28 สมบตั ขิ องแกส๊ อดุ มคติ แบบฝึ กหดั ในทางทฤษฎไี ดก้ าหนดสมบัติ ของแกส๊ อดุ มคตไิ วว้ า่ เป็ นแกส๊ ท่ี 1.ใครคือผู้ทเี่ สนอว่า อะตอม ไมม่ แี รงดงึ ดดู ระหวา่ งโมเลกลุ คอื ส่วนของสารทย่ี ่อยจนเลก็ ทส่ี ดุ และมพี ฤตกิ รรมเป็ นไปตามสมการ จนไมส่ ามารถทาให้เล็กลงไดอ้ ีก สภาวะของแกส๊ อดุ มคติ ซง่ึ 2.ใครคือผูเ้ สนอ ทฤษฎอี ะตอมเปน็ สมการดงั กลา่ วเกดิ จากแนวคดิ ที่ คนแรก ไดจ้ ากการศกึ ษาพฤตกิ รรมของ 3. ขอ้ ใด คอื มโนภาพตาม แกส๊ 3 หลกั การ แบบจาลองอะตอมของดอลตัน 4. เมอ่ื นักวทิ ยาศาสตรไ์ ด้ ทาการศึกษา คน้ คว้าเกย่ี วกับ อะตอมมากขึ้น พบวา่ แบบจาลอง อะตอมของดอลตัน ไมส่ ามารถ อธบิ ายได้จรงิ หรือไม่ 5.สารใด ท่ี วิลเลียม ครกู ใชฉ้ าบ หลอดรังสแี คโทด ทเ่ี ป็นอปุ กรณ์ จาลองปรากฏการณฟ์ ้าแลบ ฟ้าผ่า เพื่อทาให้เกดิ การเรืองแสง

29 30 6.ถา้ ผสมแกส็ ฮเี ลยี ม4.00กรัม และแกส๊ 9.แก็สชนิดหน่งึ มมี วลตอ่ โมลเท่ากบั 48.0กรมั อารก์ อน7.99กรัมในภาชนะขนาด10.0 ตอ่ โมลแก๊สชนิดน้ที ีอ่ ุณหภมู 2ิ 5องศาเซลเซยี ส ลติ รทอ่ี ณุ หภมู 2ิ 5.0องศาเซลเซยี สความ ความดนั 1.0บรรยากาศมคี วามหนาแนน่ ดนั ของแกส๊ ผสมเป็ นกบ่ี รรยากาศ เท่าใด 7.ถา้ แกส็ ผสมทป่ี ระกอบดว้ ยแกส๊ 10.อากาศท่ีระดับน้าทะเลท่อี ุณหภมู 1ิ 5องศา ไฮโดรเจน2.02กรัมและแกส็ ฮเี ลยี ม เซลเซียสความดนั 1.00บรรยากาศมีความ 12.00กรัมทอ่ี ณุ หภมู 2ิ 5.0องศา หนาแนน่ ประมาณ1.2กิโลกรมั ต่อลูกบาศสก์ เซลเซยี สมค่ี วามดนั รวม8.00บรรยากาศ เมตรอากาศท่รี ะดบั ความสงู 10กิโลเมตรซ้งึ มี ความดนั ของแกส๊ แตล่ ะชนดิ เป็ นเทาใด อุณหภมู -ิ 50องศาเซลเซียสและความดนั 0.26 8.แกส็ ผสมชนดิ หนงึ่ ประกอบดว้ ยแกส็ Y บรรยากาศมคี วามหนาแน่นเทา่ ใด และแกส็ Zโดยความดนั ของแกส็ Y เทา่ กบั 0.5บรรยากาศและความดนั ของ แกส็ Zเทา่ กบั 1.0บรรยากาศถา้ มแี กส็ Y อย3ู่ โมลจะมแี กส็ Zอยกู่ โี่ มล

31 32 ความรู้เพ่มิ เตมิ แบบจาลองอะตอมของจอรน์ ดอลตนั ในปี พ.ศ. 2346 (ค.ศ. 1803) จอหน์ ดอลตนั (John Dalton) นักวทิ ยาศาสตรช์ าวองั กฤษได เสนอทฤษฎอี ะตอม เพอ่ื ใชอ้ ธบิ ายเกยี่ วกบั การเปลย่ี นแปลงของ สารกอ่ นและหลงั ทาปฏกิ ริ ยิ า รวมทงั้ อตั ราสว่ น โดยมวลของธาตทุ รี่ วมกนั เป็ นสารประกอบ ซง่ึ สรปุ ไดด้ งั น้ี 1. ธาตปุ ระกอบดว้ ยอนุภาคเล็กๆหลายอนุภาค เรยี กอนุภาคเหลา่ นว้ี า่ “อะตอม” ซง่ึ แบง่ แยก และทาใหส้ ญู หายไมไ่ ด ้ 2. อะตอมของธาตชุ นดิ เดยี วกนั มสี มบัติ เหมอื นกนั แตจ่ ะมสี มบัติ แตกตา่ งจากอะตอม ของธาตอุ น่ื

33 34 3. สารประกอบเกดิ จากอะตอมของธาตุ ลักษณะอะตอม มากกว่าหน่งึ ชนดิ ทาปฏกิ ิรยิ า เคมีกนั ใน อัตราสว่ นท่เี ป็นเลขลงตวั น้อยๆ อะตอมมลี กั ษณะทรงกลม และเปน็ อนุภาคทีม่ ี จอหน์ ดอลตัน ชาวอังกฤษ เสนอทฤษฎี ขนาดเล็กที่สดุ ซึ่งแบง่ แยกไม่ไดแ้ ละไม่ อะตอมของดอลตัน สามารถสรา้ งขึน้ ใหมห่ รอื ทาให้สญู หายไป - อะตอมเป็นอนภุ าคทเ่ี ลก็ ทส่ี ดุ แบง่ แยกอกี ได้ ไมไ่ ด้ - อะตอมของธาตชุ นิดเดยี วกันมีสมบตั ิ 1. สารประกอบดว้ ยอนุภาคขนาดเลก็ เหมือนกัน เรยี กว่า อะตอม แบง่ แยกไมไ่ ดแ้ ละสรา้ งข้ึน - อะตอมต้องเกิดจากสารประกอบเกดิ จาก หรือทาลายให้สูญหายไปไม่ได้ อะตอมของธาตตุ ั้งแต่ 2 ชนิดขนึ้ ไปมารวมตวั กันทางเคมี 2. อะตอมของธาตชุ นดิ เดียวกนั ยอ่ มมี ทฤษฎีอะตอมของดอลตันใชอ้ ธบิ ายลักษณะ มวลเทา่ กนั และมสี มบัติเหมือนกนั แต่มสี มบัติ และสมบัตขิ องอะตอมได้เพียงระดบั หนึ่ง แต่ แตกตา่ งจากอะตอมของธาตชุ นดิ อืน่ ๆ ต่อมานักวิทยาศาสตร์คน้ พบขอ้ มลู บาง ประการทไ่ี มส่ อดคล้องกับทฤษฎีอะตอมของ 3. สารประกอบเกดิ จากการรวมตวั ทาง ดอลตนั เช่น พบว่าอะตอมของธาตชุ นิด เคมขี องอะตอมของธาตตุ งั้ แตส่ องชนดิ ขนึ้ เดียวกนั อาจมีมวลแตกตา่ งกนั ได้ ไป โดยมอี ตั ราสว่ นในการรวมตวั ทเ่ี ป็ นเลขลงตวั จานวนนอ้ ย ๆ

35 36 เฉลยแบบทดสอบ 4. อะตอมของธาตสุ องชนดิ อาจ รวมตวั กนั ด้วยอตั ราสว่ นตา่ ง ๆ กัน เกิด ก่อน-หลงั เปน็ สารประกอบได้ หลายชนดิ 1.ค 7.ก 2.ก 8.ง 5. โมเลกลุ ของสารประกอบ 3.ข 9.ง ชนดิ เดียวกันยอ่ มมีสมบตั ิแตกต่างจาก 4.ก 10.ก โมเลกลุ ของสารประกอบอนื่ ๆ 5.ค เชน่ โมเลกุลของนา้ (H2O) ต่างจาก 6.ค โมเลกุลของดินประสิว (KNO3)

37 38 เฉลยแบบฝึกหดั 6.ตอบความดันของแก๊สผสม เทา่ กบั 2.94บรรยากาศ 1.ตอบ นักปราชญ์ชาวกรีก ชอื่ ดิ 7.ตอบแก๊สไฮโดรเจนมคี วามดนั โมคริตสุ เท่ากับ2.00บรรยากาศและแกส๊ 2.ตอบดอลตัน ฮีเลยี มมคี วามดันเทา่ กบั 6.00 3. ตอบอะตอมมีลกั ษณะเปน็ ทรง บรรยากาศ กลมทีม่ ขี นาดเล็กมาก และ 8.ตอบแกส๊ ผสมจะมีแกส๊ zอย6ู่ แบ่งแยกอีกต่อไปไมไ่ ด้ ดงั นั้น โมล แบบจาลองอะตอมของดอลตัน จึง 9.ตอบแก๊สมคี วามหนาแนน่ 2 เป็นทรงกลมตัน และแบง่ แยกอกี กรัมต่อลิตร ไมไ่ ด้ 10.ตอบความหนาแน่นของ 4.ตอบจรงิ อากาศท่รี ะดับความสงู ที่10km 5.ตอบหลอดรังสแี คโทด เท่ากับ0.40กโิ ลกรมั ต่อลูกบาศก์ เมตร

39 ขอบคณุ ค่ะ