134 หนว่ ยท่ี 5 สารละลาย แนวคดิ สารละลายเป็นสารไม่บริสุทธ์ประกอบด้วยตัวทำละลายและตัวละลาย ปริมาณของตัวละลาย ในสารละลาย เป็นค่าที่บอกความเข้มข้นของสารละลาย ซึ่งการบอกความเข้มข้นของสารละลายมีหลาย หน่วย ได้แก่ ร้อยละ โมลาลิตี โมแลลลิตี และเศษส่วนโมล การเตรียมสารละลายมีความเข้มข้นต่าง ๆ มวี ธิ กี ารทำไดโ้ ดยคำนวณหามวลหรือปริมาณของตวั ละลายและตัวทำละลาย สาระการเรียนรู้ 5.1 ความหมายของสารละลาย 5.2 ชนิดของสารละลาย 5.3 ความเข้มข้นของสารละลาย 5.4 การเตรยี มสารละลาย 5.5 สมบัติของสารละลาย จุดประสงคเ์ ชิงพฤติกรรม 1. นกั ศึกษาบอกความหมายของสารละลาย และบอกองค์ประกอบของสารละลายได้อยา่ งถูกต้อง 2. นกั ศึกษาบอกชนิดของสารละลายได้อย่างถูกตอ้ ง 3. นักศึกษาคำนวณความเข้มขน้ ของสารละลายในหน่วยต่าง ๆ ได้อย่างถกู ตอ้ ง 4. นกั ศึกษาคำนวณค่าต่าง ๆ เกีย่ วกบั การเตรยี มสารละลายไดอ้ ยา่ งถกู ตอ้ ง 5. นักศึกษาบอกสมบัติของสารละลายและคำนวณค่าต่าง ๆ เกี่ยวกับสมบัติของสารละลาย ได้อย่างถกู ตอ้ ง
135 ผังมโนทัศน์
136 5.1 ความหมายของสารละลาย สารละลาย ( Solution ) คือ สารเนอ้ื เดียวซึง่ เกิดจากการผสมสารตั้งแตส่ องชนดิ ข้ึนไปในอัตราส่วน ที่ไม่คงท่ีมีสมบัติเปลี่ยนแปลงไปตามปริมาณของตัวทำละลายและตัวละลายหรือเปลี่ยนแปลงไป ตามความเขม้ ข้นของสารละลาย ลกั ษณะของสารละลายดังภาพที่ 5.1 ภาพที่ 5.1 ลกั ษณะของสารละลาย ทีม่ า : https://sites.google.com/site/phichitwithyasatrsarlalay/phichit-withyasastr-sarlalay ( สืบคน้ เม่อื 4 ม.ี ค. 2559 ) 5.1.1 องค์ประกอบของสารละลาย สารละลายมอี งคป์ ระกอบ 2 สว่ น คอื ตัวทำละลาย ( Solvent ) และ ตัวละลาย ( Solute ) 1. ตวั ทำละลาย ตัวทำละลาย คือ สารที่มีความสามารถในการทำให้สารต่าง ๆ ละลายได้โดยไม่ทำปฏิกิริยาเคมี กับสารน้ัน 2. ตวั ละลาย ตวั ละลาย คอื สารท่ีถูกตัวทำละลายละลายใหก้ ระจายออกไปท่ัวตัวทำละลายโดยไม่ทำปฏิกิริยาเคมี ต่อกัน ตัวอย่างของสารละลายเช่น น้ำเชื่อม มีน้ำเป็นตัวทำละลายและมีน้ำตาลทรายเป็นตัวละลาย สารละลายอาจมีตัวทำละลายและตัวละลายมากกว่าหนึ่งชนิดก็ได้ เช่น น้ำอัดลม มีน้ำเป็นตัวทำละลาย และมีสารหลายชนิดเปน็ ตัวละลาย เชน่ แก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ นำ้ ตาล สี สารมกี ลน่ิ หรอื นำ้ ผลไม้
137 5.1.2 หลักในการพิจารณาตัวทำละลายและตวั ละลาย การพิจารณาตัวทำละลายและตัวละลายในสารละลาย ใช้เกณฑ์พิจารณาจากสถานะของสาร และปริมาณของสาร ดังน้ี 1. พิจารณาสารละลายที่เกิดจากสารทีม่ ีสถานะตา่ งกัน ถ้าสารที่มาผสมกันเปน็ สารละลายที่มีสถานะตา่ งกัน ตัวทำละลายจะมสี ถานะเดยี วกับสารละลาย ส่วนสารที่มีสถานะต่างกับสารละลายจะเป็นตัวละลาย เช่น น้ำโซดา เกิดจากการผสมระหว่างน้ำกับ แก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ มีน้ำเป็นตัวทำละลายเพราะมีสถานะเดียวกับโซดา และแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ เปน็ ตัวละลายเพราะมีสถานะตา่ งกบั โซดา ดังภาพที่ 5.2 ภาพท่ี 5.2 นำ้ โซดา ท่มี า : www.jjthaimarket.com ( สบื คน้ เม่ือ 4 ม.ี ค. 2559 ) ตารางท่ี 5.1 ตวั อยา่ งสารละลายทเ่ี กิดจากสารที่มีสถานะต่างกนั สารละลาย ตัวทำละลาย ตวั ละลาย แก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ น้ำโซดา นำ้ ( แกส๊ ) ( ของเหลว ) ( ของเหลว ) น้ำตาลทราย ( ของแขง็ ) นำ้ เชือ่ ม นำ้ ไอโอดีน ( ของเหลว ) ( ของเหลว ) ( ของแข็ง ) ทงิ เจอรไ์ อโอดนี แอลกอฮอล์ ( ของเหลว ) ( ของเหลว ) 2. พจิ ารณาสารละลายทเี่ กดิ จากสารท่ีมีสถานะเดยี วกนั ถ้าสารที่มารวมกันมีสถานะเหมือนกัน สารที่มีปริมาณมากกว่าจะเป็นตัวทำละลาย ส่วนสาร ที่มีปริมาณน้อยกว่าเป็นตัวละลาย เช่น แอลกอฮอล์ฆา่ เช้ือโรค 70% เกิดจากการผสมระหว่างแอลกอฮอล์ 70 ส่วน กับน้ำ 30 ส่วน มีแอลกอฮอล์เป็นตัวทำละลายเพราะมีปริมาณมากกว่า และมีน้ำเป็นตัวละลาย เพราะมปี ริมาณนอ้ ยกว่า
138 ตารางท่ี 5.2 ตวั อย่างสารละลายทีเ่ กิดจากสารที่มีสถานะเดยี วกัน สารละลาย ตวั ทำละลาย ตวั ละลาย ทองคำ รอ้ ยละ 45 นาก ทองแดง ร้อยละ 55 ( ของแข็ง ) ( ของแข็ง ) ( ของแข็ง ) ตะกัว่ รอ้ ยละ 25 และดบี กุ รอ้ ยละ 25 ฟิวส์ไฟฟา้ บิสมัท รอ้ ยละ 50 ( ของแข็ง ) ( ของแขง็ ) ( ของแข็ง ) กรดแอซิตกิ รอ้ ยละ 6 น้ำสม้ สายชู นำ้ รอ้ ยละ 94 ( ของเหลว ) ( ของเหลว ) ( ของเหลว ) แอลกอฮอล์ เอทานอล ร้อยละ 70 นำ้ รอ้ ยละ 30 ( ของเหลว ) ( ของเหลว ) ( ของเหลว ) แก๊สหงุ ตม้ แก๊สพรอเพน รอ้ ยละ 70 แก๊สบิวเทน รอ้ ยละ 30 ( แกส๊ ) ( แก๊ส ) ( แก๊ส ) 5.2 ชนดิ ของสารละลาย การจำแนกชนิดของสารละลายสามารถจำแนกได้หลายชนิดขึ้นอยู่กับเกณฑ์ที่ใช้ในการจำแนก ได้แก่ จำแนกตามสถานะของสาร และจำแนกตามปรมิ าณของตวั ละลาย 5.2.1 การจำแนกสารละลายตามสถานะของสาร สารละลายจำแนกตามสถานะของสารได้ 3 ชนิด คือ สารละลายของแข็ง ( Solid solution ) สารละลายของเหลว ( Liquid solution ) และสารละลายแกส๊ ( Gas solution ) 1. สารละลายของแข็ง คือ สารละลายทีม่ ตี ัวทำละลายสถานะเป็นของแข็ง เช่น สารละลายทีม่ ี ทองแดงเป็นตวั ทำละลาย ไดแ้ ก่ สัมฤทธิ์ → ทองแดง + สังกะสี นาก → ทองแดง + ทองคำ ทองเหลอื ง → ทองแดง + ดีบุก 2. สารละลายของเหลว คอื สารละลายทมี่ ีตัวทำละลายมีสถานะเป็นของเหลว ดังภาพที่ 5.3 เชน่ สารละลายท่ีมีนำ้ เป็นตัวทำละลาย ได้แก่ นำ้ เช่อื ม → นำ้ + น้ำตาลทราย น้ำหวาน → นำ้ + น้ำตาลทราย + สีผสมอาหาร นำ้ เกลอื → นำ้ + เกลอื แกง นำ้ ปลา → นำ้ + เกลือแกง + สารอนิ ทรยี ไ์ นโตรเจน + แอมโมเนียไนโตรเจน น้ำอดั ลม → น้ำ + แก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ + น้ำตาลทราย + สผี สมอาหาร
139 ภาพท่ี 5.3 ตัวอย่างสารละลายที่เป็นของเหลว ที่มา : http://www.bigc.co.th ( สบื ค้นเม่อื 4 มี.ค. 2559 ) 3. สารละลายแกส๊ คอื สารละลายทีม่ ีตัวทำละลายสถานะเปน็ แก๊ส ดงั ภาพที่ 7.4 เช่น อากาศ → แกส๊ ไนโตรเจน ร้อยละ 78 ( ตวั ทำละลาย ) + แกส๊ ออกซเิ จน รอ้ ยละ 21 + แกส๊ คาร์บอนไดออกไซด์และอ่ืน ๆ รอ้ ยละ 1 แกส๊ หุงต้ม → แกส๊ พรอเพน รอ้ ยละ 70 ( ตัวทำละลาย ) + แกส๊ บวิ เทน ร้อยละ 30 ภาพท่ี 5.4 แก๊สหงุ ต้ม ท่มี า : www.zielenergy.com ( สบื ค้นเมอ่ื 4 ม.ี ค. 2559 ) 5.2.2 การจำแนกสารละลายตามปรมิ าณของตัวละลาย สารละลายสามารถจำแนกตามปรมิ าณของตวั ละลายได้ 2 ชนิด คือสารละลายอิ่มตัว ( Saturated Solution ) และสารละลายไมอ่ ิ่มตวั ( Unsaturated solution ) 1. สารละลายอิ่มตัว หมายถึง สารละลายที่มีตัวละลายอยู่อย่างเต็มที่ ในหนึ่งหน่วยปริมาตร ของตัวทำละลาย และไม่สามารถละลายเพิ่มเข้าไปได้อีก ณ อุณหภูมิคงที่ เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้นปริมาณ ตัวละลายจะละลายหรือมีสัดส่วนในสารละลายมากขึ้น ถ้าปล่อยให้สารละลายอิ่มตัวในขณะร้อนทำให้ เยน็ ลงทอี่ ณุ หภมู ิหอ้ งจะมีตวั ละลายสว่ นหนึง่ แยกจากสารละลายตกเปน็ ผลกึ ที่ก้นภาชนะ ผลกึ ท่ีเกิดขึ้นจะมี ปริมาณมากขึ้นตามอุณหภูมิที่ลดลง สารละลายที่มีตัวละลายอยู่มากกว่าความสามารถในการละลาย โดยปกติท่ีอุณหภมู ิหน่ึง ๆ เรยี กวา่ สารละลายอม่ิ ตัวยง่ิ ยวด ( Supersaturated solution ) ดงั ภาพที่ 5.5
140 ภาพท่ี 5.5 ผลกึ สารส้มท่ีเกดิ จากสารละลายอม่ิ ตัวยงิ่ ยวด ท่มี า : http://kolwat.exteen.com/20091102/entry ( สืบคน้ เมื่อ 4 ม.ี ค. 2559 ) 2. สารละลายไม่อิ่มตัว หมายถึง สารละลายที่มีตัวละลาย ละลายอยู่น้อยกว่าความสามารถ จะละลายได้ ถา้ เพมิ่ ตวั ละลายเข้าไปอีก จะละลายไดอ้ กี โดยไมต่ ้องเปล่ียนแปลงอุณหภมู ิ แบง่ เป็น 2 ชนิด คอื สารละลายเจอื จาง ( Dilute solution ) และ สารละลายเขม้ ข้น ( Concentration solution ) (1) สารละลายเจอื จาง หมายถงึ สารละลายท่ีมีปริมาณตัวละลายละลายอย่นู อ้ ย (2) สารละลายเข้มขน้ หมายถงึ สารละลายทมี่ ีตวั ละลายอยมู่ าก
141 5.3 ความเขม้ ข้นของสารละลาย ความเข้มเขน้ ของสารละลาย เป็นคา่ ท่แี สดงปริมาณของตวั ละลายท่ีละลายอยู่ในตัวทำละลาย หรอื ในสารละลายนนั้ การบอกความเขม้ ข้นของสารละลายบอกได้หลายวิธี ได้แก่ รอ้ ยละ ส่วนในล้านส่วน โมลารติ ี โมแลลิตี และเศษส่วนโมล 5.3.1 รอ้ ยละ ร้อยละ หรือส่วนในร้อยส่วน ( Parts per hundred ใช้อักษรย่อ pph ) จำแนกได้เป็น ร้อยละ โดยมวล ร้อยละโดยปริมาตรและร้อยละโดยมวลต่อปริมาตร ตัวอย่างการบอกความเข้มข้นของสารเป็น รอ้ ยละ ดังภาพที่ 5.6 ภาพที่ 5.6 ตัวอยา่ งการบอกความเข้มขน้ ของสารเปน็ รอ้ ยละ ที่มา : http://www.scimath.org ( สืบคน้ เมื่อ 4 ม.ี ค. 2559 ) 1. ร้อยละโดยมวล ( มวล/มวล ) หมายถึง มวลของตัวละลายที่ละลายในสารละลาย 100 หน่วยมวลเดียวกัน เช่น สารละลายโซเดียมคลอไรด์เข้มข้นร้อยละ10 โดยมวล หมายความว่า สารละลายโซเดียมคลอไรด์ 100 กรัม มีโซเดียมคลอไรด์ละลายอยู่ 10 กรัม และมีน้ำอยู่ 90 กรัม เขียนความสัมพันธ์ไดว้ ่า ร้อยละโดยมวลของ A = มวลของ A (หน่วยมวล) 100 .................5.1 มวลของสารละลาย (หน่วยมวล) ตัวอย่างที่ 1 สารละลายซึ่งประกอบด้วยกลูโคส ( C6H12O6 ) จำนวน 100 กรัม ในน้ำ 200 กรัม มีความเข้มขน้ รอ้ ยละโดยมวลเปน็ เทา่ ใด วธิ ที ำ มวลของสารละลาย = มวลของกลโู คส + มวลของน้ำ = 100 g + 200 g = 300 g ร้อยละโดยมวลของกลโู คส = มวลของกลูโคส 100 มวลของสารละลาย
142 = 100 g 100 300 g = 33.3 ตอบ สารละลายกลูโคสเข้มขน้ ร้อยละ 33.3 โดยมวล 2. ร้อยละโดยปริมาตร ( ปริมาตร/ปริมาตร ) หมายถึง ปริมาตรของตัวละลายที่ละลาย ในสารละลาย 100 หน่วยปริมาตรเดียวกัน เช่น สารละลายเมทานอลเข้มข้นร้อยละ 10 โดยปริมาตร หมายความว่า สารละลายเมทานอล 100 ลกู บาศก์เซนติเมตร มีเมทานอลบริสุทธ์ิ 10 ลกู บาศก์เซนติเมตร เขยี นความสัมพันธ์ได้ดงั นี้ ร้อยละโดยปรมิ าตรของ A = ปริมาตรของ A (หน่วยปรมิ าตร) 100 .................5.2 ปรมิ าตรของสารละลาย (หน่วยปริมาตร) ตัวอย่างที่ 2 ถ้าอากาศ 1000 ลูกบาศก์เซนติเมตร มีแก๊สไดไนโตรเจนมอนอกไซด์ (N2O) ปริมาตร 3.3 10-5 ลูกบาศก์เซนติเมตร ความเข้มข้นเป็นร้อยละของแก๊สไดไนโตรเจนมอนอกไซด์ในอากาศ มคี า่ เท่าใด วธิ ีทำ รอ้ ยละโดยปริมาตรของ N2O = ปริมาตรของ N2O 100 ปรมิ าตรของอากาศ = 3.3 10-5 cm3 100 1000 cm3 = 3.3 10-6 ตอบ ในอากาศมีแก๊สไดไนโตรเจนมอนอกไซด์อยรู่ ้อยละ 3.3 10-6 โดยปริมาตร 3. ร้อยละโดยมวลต่อปริมาตร ( มวล/ปริมาตร ) หมายถึง มวลของตัวละลายที่ละลาย ในสารละลาย 100 หน่วยปริมาตร โดยที่หน่วยของมวลและปริมาตรต้องสอดคล้องกัน เช่น ถ้ามวล ของตัวละลายมีหน่วยเป็นกรัม ปริมาตรของสารละลายจะมีหน่วยเป็นลูกบาศก์เซนติเมตร หรือถ้ามวล ของตัวละลายมีหนว่ ยเป็นกิโลกรัม ปริมาตรของสารละลายจะมีหน่วยเป็นลูกบาศกเ์ ดซิเมตรหรือลิตร เช่น สารละลายคอปเปอร์ (II) ซัลเฟต เข้มข้นร้อยละ 10 โดยมวลต่อปริมาตร หมายความว่า สารละลาย คอปเปอร์ (II) ซัลเฟต 100 ลูกบาศก์เซนติเมตร มีคอปเปอร์ (II) ซัลเฟตละลายอยู่ 10 กรัม เขียนความสัมพนั ธ์ไดด้ งั น้ี
143 รอ้ ยละโดยมวลต่อปริมาตรของ A = มวลของ A (หน่วยมวล) 100 .................5.3 ปริมาตรของสารละลาย (หน่วยปรมิ าตร) ปริมาตรของสารละลายที่เกิดจากตัวละลายที่เป็นของเหลว เมื่อละลายในน้ำเท่ากับปริมาตร ของตัวละลายบวกดว้ ยปริมาตรของน้ำ และตัวละลายที่เป็นของแข็งเมื่อละลายในน้ำจะไมท่ ำให้ปรมิ าตร ของนำ้ เพิม่ ขึน้ ตัวอย่างที่ 3 เมือ่ ละลายด่างทบั ทิม (KMnO4) 15 กรมั ลงในน้ำ 150 ลกู บาศกเ์ ซนตเิ มตร จะไดส้ ารละลาย ทีม่ ีความเขม้ ขน้ รอ้ ยละเทา่ ใดโดยมวลต่อปรมิ าตร วิธที ำ ร้อยละโดยมวลต่อปริมาตรของดา่ งทบั ทิม = มวลของดา่ งทับทิม 100 ปรมิ าตรของสารละลาย = 15 g 100 150 g = 10 ตอบ สารละลายจะมคี วามเขม้ ข้นรอ้ ยละ 10 โดยมวลตอ่ ปริมาตร 5.3.2 สว่ นในล้านสว่ น ส่วนในล้านส่วน ( Parts per million ใช้อักษรย่อ ppm ) และส่วนในพันล้านส่วน ( Parts per billion ใช้อกั ษรย่อ ppb ) เป็นหน่วยทีบ่ อกปรมิ าณตัวละลายเป็นมวลหรือปริมาตรที่ละลายในสารละลาย 1 ล้านหน่วย และ 1 พันล้านหน่วย ตามลำดับ เช่น ในแหล่งน้ำแห่งหนึ่งมีสารตะกั่วปนเปื้อน 0.1 ส่วนในล้านส่วนโดยมวล หมายความว่า นำ้ ในแหลง่ น้ำน้นั 1 ลา้ นกรัม มีตะก่ัวละลายอยู่ 0.1 กรัม หรือ ในเน้ือปลามีสารปรอทปนเปือ้ นอยู่ 1 สว่ นในพนั ล้านส่วนโดยมวล หมายความวา่ ในเนอ้ื ปลา 1 พันล้านกรมั มสี ารปรอทปนเปอ้ื นอยู่ 1 กรัม เขียนความสัมพันธไ์ ด้ดงั น้ี ppm (มวล) = มวลของตวั ละลาย 106 .................5.4 มวลของสารละลาย .................5.5 .................5.6 ppb (มวล) = มวลของตวั ละลาย 109 .................5.7 มวลของสารละลาย ppm (ปรมิ าตร) ปรมิ าตรของตวั ละลาย 106 ปริมาตรของสารละลาย ppb (ปริมาตร) = ปรมิ าตรของตวั ละลาย 109 ปรมิ าตรของสารละลาย
144 ตัวอย่างที่ 4 ในสารละลายเมอร์คิวรี (II) ไนเตรต (Hg(NO3)2) ซึ่งมีเมอร์คิวรี (II) ไนเตรตอยู่ 4 กรัม และ นำ้ 100 กรัม สารละลายมคี วามเขม้ ขน้ เท่าใดในหน่วยส่วนในลา้ นสว่ น วธิ ที ำ ppm = มวลของ Hg(NO3 )2 106 มวลของสารละลาย = 4 g 106 (4 + 100) g = 3.84 104 ตอบ สารละลายเมอรค์ วิ รี (II) ไนเตรต มีความเข้มข้น 3.84 104 สว่ นในล้านสว่ น ตัวอยา่ งท่ี 5 ถา้ ในอากาศ 100 ลกู บาศก์เซนตเิ มตร มไี ดไนโตรเจนมอนอกไซด์ (N2O) 4 10-5 ลูกบาศก์ เซนติเมตร ความเข้มข้นของไดไนโตรเจนมอนอกไซด์ในหนว่ ยส่วนในพนั ลา้ นสว่ นมคี ่าเปน็ เท่าใด วิธที ำ ppb = ปรมิ าตรของ N2O 109 ปรมิ าตรของอากาศ = 4 10-5 cm3 109 100 cm3 = 4 102 ตอบ ในอากาศมคี วามเข้มข้นของไดไนโตรเจนมอนอกไซด์ 4 102 ส่วนในพันลา้ นส่วน 5.3.3 โมลารติ ี โมลาริตี หรอื เรียกอกี อยา่ งหน่ึงว่า ความเขม้ ขน้ เป็นโมลาร์ ใช้สัญลักษณ์ M หมายถงึ จำนวนโมล ของตัวละลายที่ละลายในสารละลาย 1 ลูกบาศก์เดซิเมตร หรือ 1 ลิตร มีหน่วยเป็น โมลต่อลูกบาศก์ เดซิเมตร หรือโมลต่อลิตร เช่น สารละลายกรดซัลฟิวริกเข้มข้น 1 โมลาร์ หมายความว่า สารละลาย กรดซลั ฟวิ ริก 1 ลกู บาศกเ์ ดซิเมตร หรอื 1 ลิตร มีกรดซลั ฟิวรกิ ละลายอยู่ 1 โมล คา่ ความเข้มข้นในหน่วยนี้ นิยมนำไปใชใ้ นการคำนวณหาปริมาตรสารในปฏิกริ ิยาเคมี เขียนความสมั พันธไ์ ด้ดังน้ี โมลารติ ี (M) = จานวนโมลของตัวละลาย (mol) .................5.8 ปรมิ าตรของสารละลาย (dm3หรือ L) .................5.9 ซึง่ จำนวนโมลของตวั ละลาย หาได้จากความสัมพันธ์ดังนี้ จำนวนโมล = มวลของสารในหน่วยกรมั มวลอะตอมหรอืุ มวลโมเลกุล
145 ตัวอย่างท่ี 6 สารละลายทีไ่ ดจ้ ากการละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์ (NaOH) จำนวน 20 กรัมในน้ำจนสารละลาย มีปรมิ าตร 200 ลูกบาศกเ์ ซนตเิ มตร จะมีความเขม้ ขน้ กโี่ มลาร์ วธิ ีทำ หาจำนวนโมลของ NaOH จำนวนโมล = มวลของสารในหน่วยกรัม มวลอะตอมหรืุอมวลโมเลกุล = 20 g (23 + 16 + 1) g/mol = 20 g 40 g/mol = 0.5 mol หาปรมิ าตรของสารละลาย ปรมิ าตรของสารละลาย = 200 cm3 1 dm3 1000 cm3 = 0.2 dm3 หาความเข้มข้นของสารละลาย โมลาริตี (M) = จานวนโมลของตวั ละลาย (mol) ปรมิ าตรของสารละลาย (dm3หรือ L) = 0.5 mol = 0.2 dm3 2.5 mol/dm3 ตอบ สารละลายโซเดียมไฮดรอกไซดเ์ ขม้ ขน้ 2.5 โมลต่อลูกบาศก์เดซเิ มตร หรอื 2.5 โมลาร์ 5.3.4 โมแลลติ ี โมแลลิตี หรือเรียกย่อ ๆ ว่า โมแลล ใช้สัญลักณ์ m หมายถึง จำนวนโมลของตัวละลายที่ละลาย ในตัวทำละลาย 1 กิโลกรัม มีหน่วยเป็น โมลต่อกิโลกรัม เช่น สารละลายโซเดียมคาร์บอเนต 0.5 โมแลล หมายความวา่ มโี ซเดยี มคาร์บอเนต 0.5 โมล ละลายในนำ้ 1 กโิ ลกรมั เขียนความสัมพนั ธไ์ ด้ดงั น้ี โมแลลิตี (m) = จานวนโมลของตวั ละลาย (mol) .................5.10 มวลของตวั ทำละลาย (kg) ความเขม้ ข้นโมแลลติ ีนิยมนำไปคำนวณหาคา่ จุดเดอื ดและจดุ เยอื กแขง็ ของสารละลาย
146 ตวั อย่างที่ 7 เม่ือละลายน้ำตาลทราย (C12H22O11) 34.2 กรมั ในนำ้ 500 กรัม สารละลายจะมคี วามเขม้ ข้น เทา่ ใดในหนว่ ยโมลตอ่ กโิ ลกรัม วิธีทำ หาจำนวนโมลของ C12H22O11 = มวลของสารในหน่วยกรมั จำนวนโมล มวลอะตอมหรุือมวลโมเลกลุ = 34.2 g 342 g/mol = 0.1 mol หามวลของตัวทำละลาย มวลของตัวทำละลาย = 500 g 1kg 1000 g = 0.5 kg หาความเขม้ ขน้ ของสารละลาย โมแลลิตี (m) = จานวนโมลของตวั ละลาย (mol) มวลของตวั ทำละลาย (kg) = 0.1 mol 0.5 kg = 0.2 mol/kg ตอบ สารละลายน้ำตาลทรายเข้มขน้ 0.2 โมลต่อกิโลกรัม หรอื 0.2 โมแลล 5.3.5 เศษส่วนโมล เศษสว่ นโมล ใชส้ ัญลกั ษณ์ X โดยเศษส่วนโมลของสารใดในสารละลาย หมายถึง อตั ราสว่ นจำนวน โมลของสารนั้นต่อจำนวนโมลรวมของสารทั้งหมดในสารละลาย เช่น สารละลายชนิดหนึ่งประกอบด้วย A จำนวน a โมล สาร B จำนวน b โมล และสาร C จำนวน c โมล เศษส่วนโมลของ A B และ C เปน็ ดังน้ี เศษส่วนโมลของ A (XA) = a .................5.11 เศษส่วนโมลของ B (XB) = เศษสว่ นโมลของ C (XC) = (a + b + c) b (a + b + c) c (a + b + c)
147 ถา้ นำเศษส่วนโมลของทกุ สารในสารละลายมารวมกนั จะไดเ้ ป็นดงั นี้ XA + XB + XC = 1 .................5.12 หรือนำเศษส่วนโมลของแต่ละสารมาคูณด้วย 100 จะได้ความเข้มข้นของสารนั้นในหน่วยร้อยละ โดยโมล ดังนี้ ร้อยละโดยโมลของ A = XA 100 รอ้ ยละโดยโมลของ B = XB 100 .................5.13 ร้อยละโดยโมลของ C = XC 100 ถ้านำร้อยละโดยโมลของทุกสารในสารละลายมารวมกนั จะได้เป็นดงั นี้ (XA 100) + (XB 100) + (XC 100) = 100 .................5.14 การคดิ ความเข้มขน้ ในหน่วยเศษส่วนโมล นยิ มนำไปใชใ้ นการคำนวณค่าความดนั ไอของสารละลาย ตัวอย่างที่ 8 จงคำนวณหาเศษส่วนโมลขององค์ประกอบแต่ละชนิดในสารละลายที่ประกอบด้วย สาร A 1.5 โมล สาร B 2.0 โมล และ H2O 4.5 โมล วิธีทำ จำนวนโมลรวมของสารท้ังหมดในสารละลาย = 1.5 mol + 2.0 mol + 4.5 mol = 8.0 mol เศษส่วนโมลของ A (XA) = 1.5 mol 8.0 mol = 0.19 เศษสว่ นโมลของ B (XB) = 2.0 mol 8.0 mol = 0.25 เศษสว่ นโมลของ H2O ( XH O ) = 4.5 mol 2 8.0 mol = 0.56
148 5.4 การเตรียมสารละลาย สารเคมีที่ใช้ในห้องปฏิบัติการส่วนใหญ่อยู่ในรูปของสารละลายมีทั้งของแข็ง ของเหลว และแก๊ส จำเปน็ ต้องเตรียมสารละลายใหม้ ีความเข้มข้นตรงกับท่ีต้องการ เพ่ือไม่ให้ผลการทดลองมีความคลาดเคลื่อน สารละลายที่เตรียมได้จะมีความเที่ยงตรงขึ้นอยู่กับความบริสุทธิ์ของสารการชั่งตัวละลายและตัวทำละลาย และการวัดปริมาตรของสารละลาย ภาชนะที่ใช้เตรียมสารละลายและวัดปริมาตรจะใช้ขวดวัดปริมาตร ซ่ึงมีขนาดต่าง ๆ กัน ดังภาพที่ 5.7 ภาพที่ 5.7 ขวดวดั ปรมิ าตรรปู ทรงตา่ ง ๆ ท่มี า : https://web.ku.ac.th/schoolnet/snet5/flask.html ( สืบคน้ เมอื่ 4 ม.ี ค. 2559 ) การเตรียมสารละลาย ทำได้โดยเตรียมสารละลายจากสารบริสุทธิ์ และเตรียมสารละลายเจือจาง จากสารละลายเข้มขน้ 5.4.1 การเตรยี มสารละลายจากสารบรสิ ทุ ธิ์ การเตรียมสารละลายจากสารบริสุทธิ์ทำได้โดยละลายสารบริสุทธิ์ตามปริมาณที่ต้องการ ในตัวทำละลายปริมาณเล็กน้อย แล้วปรับปริมาตรของสารละลายให้ได้ตามที่ต้องการเตรียม เช่น ต้องการเตรียมสารละลายโพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนตเข้มข้น 1 โมลต่อลูกบาศก์เดซิเมตร ปริมาตร 100 ลกู บาศกเ์ ซนติเมตร มี 3 ข้นั ตอนดังนี้ 1. คำนวณหาปรมิ าตรตัวละลาย มวลของโพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนต ที่ใช้เตรียมสารละลายใหม้ ีความเข้มข้น 1 โมลต่อลูกบาศก์ เดซิเมตร ปริมาตร 100 ลูกบาศกเ์ ซนติเมตร คำนวณได้ดงั นี้ จากสมการที่ 7.8 โมลารติ ี (M) = จานวนโมลของตัวละลาย (mol) ปริมาตรของสารละลาย (dm3หรอื L) จำนวนโมลของตัวละลาย (mol) = โมลาริตี (M) ปริมาตรของสารละลาย (dm3 หรือ L)
149 จากสมการท่ี 5.9 จำนวนโมล = มวลของสารในหน่วยกรมั มวลอะตอมหรอืุ มวลโมเลกุล แทนค่าสมการท่ี 5.9 ลงในสมการท่ี 5.8 จะได้ มวลของสารในหนว่ ยกรมั = โมลาริตี (M) ปรมิ าตรของสารละลาย (dm3 หรอื L) .................5.15 มวลอะตอมหรือมวลโมเลกุล จะไดว้ า่ มวล KMnO4 = (1 M) ( 100 cm3 1 dm3 ) (158 g/mol) = 1000 cm3 15.8 g แสดงวา่ ต้องชั่งโพแทสเซยี มเปอร์แมงกาเนต จำนวน 15.8 กรัม 2. การทำให้เป็นสารละลาย เมื่อชั่งโพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนตตามปริมาตรที่คำนวณได้แล้ว นำมาละลายด้วยน้ำกล่ัน ประมาณ 25 ลูกบาศก์เซนติเมตรในบีกเกอร์ เทสารละลายผ่านกรวยในขวดวัดปริมาตรขนาด 100 ลูกบาศก์เซนติเมตร ใช้น้ำกลั่นจำนวนเล็กน้อยฉีดชะสารในบีกเกอร์อีก 2-3 ครั้งและเทผ่านกรวย จนสารละลายถกู ชะลงไปหมด ปรมิ าตรสารละลายในขวดไมค่ วรเกิน 2 ใน 3 ของปรมิ าตรทง้ั หมด เขย่าขวด เพื่อให้สารละลายผสมกันเป็นเนื้อเดียวกัน เติมน้ำกลั่นลงไปทีละน้อยจนส่วนโค้งต่ำสุดของผิวสารละลาย อยตู่ รงกับขีดบอกปรมิ าตรท่คี อขวด ปิดจกุ ขวดใหแ้ น่นแลว้ ควำ่ ขวด เขย่าเบา ๆ จนสารผสมกนั เปน็ เนือ้ เดียว สารละลายที่เตรียมได้จะมีความเขม้ ข้นและปริมาตรตามตอ้ งการ ดังภาพท่ี 5.8
150 1. ช่ังสารตวั อย่างตามปริมาณ 2. ละลายสารตัวอยา่ งในบีกเกอร์ 3. เทสารละลายลงในขวดวดั ที่คำนวณได้ ปริมาตร 4. ฉีดชะสารในบีกเกอร์ด้วย 5. เขย่าขวดวัดปรมิ าตรเพอื่ 6. ต้ังขวดวัดปริมาตรเพื่อให้ นำ้ กลน่ั และเทใส่ขวดวดั ให้สารละลายผสมกัน สารละลายมีอุณหภูมิเท่า ปรมิ าตร กับอุณหภมู ิห้อง 7. เตมิ น้ำกล่นั ทีละน้อยจนถงึ 8. ส่วนโค้งตำ่ สดุ ของสารละลาย 9. ปิดจกุ ขวดแล้วกลบั ขวดขนึ้ ลง ขดี บอกปริมาตร อยู่ตรงขีดบอกปริมาตร ให้สารละลายผสมกัน ภาพที่ 5.8 การเตรยี มสารละลายโพแทสเซียมเปอรแ์ มงกาเนต ทมี่ า : http://www.scimath.org ( สืบคน้ เม่อื 4 มี.ค. 2559 )
151 ในการละลายของสารละลาย มีสารบางชนิดเมื่อละลายน้ำแล้วมีอุณหภูมิสูงขึ้น และบางชนิด มีอุณหภูมิลดลง ความร้อนที่ถ่ายเทระหว่างขวดวัดปริมาตรกับสารละลายมีผลทำให้ขวดวัดปริมาตร มีปริมาตรคลาดเคล่อื นไปจากความเป็นจรงิ ในขณะเตรยี มสารจงึ ต้องเตมิ น้ำลงในขวดวดั ปรมิ าตรให้ต่ำกว่า ขีดบอกปริมาตรและตั้งขวดวัดปริมาตรทิ้งไว้ เมื่อสารละลายมีอุณหภูมิเท่ากับอุณหภูมิห้องแล้วจึงเติมนำ้ ลงไปอกี คร้งั เพื่อปรบั ใหร้ ะดับของสารละลายถงึ ขีดบอกปริมาตรพอดี 3. เก็บสารละลายและอุปกรณ์ เมื่อเตรียมสารละลายเสร็จเรียบร้อยแล้ว ถ่ายสารละลายที่ได้ใส่ภาชนะเก็บสารและปิดจุก ให้เรียบรอ้ ย ปิดฉลากโดยระบุชื่อสาร สูตรเคมี ความเข้มข้น และวันที่เตรียมสาร ล้างขวดวัดปริมาตรและ จกุ ใหส้ ะอาด วางควำ่ ไวจ้ นแห้งแลว้ ปิดจกุ ให้เรยี บรอ้ ย หลังจากนัน้ เก็บไวใ้ นตูเ้ ก็บอุปกรณ์ 5.4.2 การเตรยี มสารละลายเจือจางจากสารละลายเขม้ ขน้ การเตรียมสารละลายเจือจางจากสารละลายเข้มข้น เป็นการเตรียมสารละลายโดยใช้สารละลาย เดิม ซึ่งมีความเข้มข้นมากกว่าสารละลายที่จะเตรียมด้วยการเพิ่มปริมาตรของตัวทำละลาย เช่น เติมน้ำ ให้เจือจางลง จนมีความเข้มข้นที่ต้องการ ในการทำให้สารละลายเข้มข้นเจือจางลงจะถูกต้องตรงตาม ความต้องการเพียงใดขึ้นอยู่การวัดปริมาตร ตัวอย่างการเตรียมสารละลายโพแทสเซียมไอโอไดด์เข้ มข้น 0.1 โมลต่อลูกบาศก์เดซิเมตร ปริมาตร 100 ลูกบาศก์เซนติเมตร จากสารละลายโพแทสเซียมไอโอไดด์ เขม้ ขน้ 2 โมลตอ่ ลกู บาศกเ์ ดซิเมตร มี 4 ขั้นตอน ดงั น้ี 1. คำนวณหาปริมาตรตัวละลาย คำนวณหาปริมาตรตัวละลาย เป็นการหาจำนวนโมลของตวั ละลายในสารละลายที่ต้องการเตรยี ม ทำได้ดงั นี้ โมลารติ ี (M) = จานวนโมลของตัวละลาย (mol) ปรมิ าตรของสารละลาย (dm3หรอื L) จำนวนโมลของตวั ละลาย (mol) = โมลาลติ ี (M) ปริมาตรของสารละลาย (dm3 หรอื L) = (0.1 M) ( 100 cm3 1 dm3 ) 1000 cm3 = 0.01 mol สารละลายทีต่ อ้ งการเตรียมมโี พแทสเซียมไอโอไดด์ 0.01 โมล
152 2. คำนวณหาปริมาตรของสารละลายเดิมที่ต้องนำมาเตรียมสารละลายใหม่ โดยใช้ปริมาณ ตวั ละลายที่คำนวณไดจ้ ากขน้ั ที่ 1 ดงั นี้ ปริมาตรของสารละลาย = (0.01 mol) ( 1000 cm3 ) 2 mol/dm3 = 5 cm3 3. ทำสารละลายใหเ้ จอื จาง วิธีทำสารละลายให้เจือจาง โดยการใช้ปิเปตต์ ดูดสารละลายโพแทสเซียมไอโอไดด์ 2 โมลต่อ ลูกบาศกเ์ ดซิเมตร ปริมาตร 5 ลูกบาศก์เซนตเิ มตร ใสล่ งในขวดวัดปริมาตรขนาด 100 ลกู บาศก์เซนติเมตร แล้วเติมน้ำกลั่นด้วยวิธีเดียวกับขั้นตอนที่ 2 ในการเตรียมสารละลายจากสารบริสุทธิ์ จนสารละลาย มีปรมิ าตรเปน็ 100 ลกู บาศก์เซนตเิ มตร ปดิ จุกขวดแลว้ คว่ำขวดเขย่าจนสารผสมกันเปน็ เนือ้ เดยี วกัน จะได้ สารละลายทมี่ ีความเขม้ ขน้ และปรมิ าตรตามตอ้ งการ ลกั ษณะของปเิ ปตต์ชนดิ ตา่ ง ๆ ดังภาพท่ี 5.9 ภาพที่ 5.9 ปเิ ปตต์ชนิดต่าง ๆ ทมี่ า : http://slideplayer.in.th/slide/2445763/ ( สืบคน้ เม่อื 4 ม.ี ค. 2559 ) 4. การเก็บสารละลาย การเก็บสารละลายทำเช่นเดยี วกบั การเก็บสารละลายในขนั้ ตอนท่ี 3 ของการเตรียมสารละลายจาก สารบริสุทธิ์ การเตรียมสารละลายโดยทำให้เจือจางจะทำให้ความเข้มข้นของสารละลายลดลง เพราะว่า ในสารละลายมีตัวละลายคงที่ แต่มีการเติมตัวทำละลายลงไปเพื่อทำให้ปริมาตรของสารละลายเพิ่มข้ึน การคำนวณหาความเข้มข้นของสารละลายหลังการทำให้เจือจาง จำนวนโมลของตัวละลายก่อนและ หลงั การทำให้เจือจางมีค่าเท่าเดมิ เขยี นแสดงความสัมพนั ธไ์ ด้ดงั นี้
153 M1V1 = M2V2 .................5.16 เม่อื M1 แทน ความเขม้ ข้นของสารละลายก่อนทำให้เจือจาง หนว่ ยเปน็ โมลต่อลกู บาศกเ์ ดซเิ มตร M2 แทน ความเข้มข้นของสารละลายหลงั ทำให้เจือจาง หนว่ ยเปน็ โมลตอ่ ลกู บาศก์เดซิเมตร V1 แทน ปรมิ าตรของสารละลายก่อนทำใหเ้ จือจาง หนว่ ยเป็น ลูกบาศกเ์ ดซิเมตร V2 แทน ปรมิ าตรของสารละลายหลงั ทำให้เจอื จาง หน่วยเป็น ลูกบาศก์เดซเิ มตร ตัวอย่างที่ 9 ต้องการเตรียมโซเดียมไฮดรอกไซด์เข้มข้น 0.05 โมลต่อลูกบาศก์เดซิเมตร จำนวน 100 ลกู บาศกเ์ ซนติเมตร จากสารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์เข้มขน้ 0.1 โมลต่อลกู บาศกเ์ ดซิเมตร จะตอ้ งเตมิ นำ้ ลงไปเท่าไร วิธีทำ จาก M1V1 = M2V2 (0.1 mol/dm3)(100 cm3) = (0.05 mol/dm3)( V2) V2 = 200 cm3 ตอบ จะต้องเตมิ นำ้ ลงไป 200 ลกู บาศกเ์ ซนติเมตร ตัวอย่างที่ 10 จงคำนวณหาปริมาตรสารละลายเดิมท่ีนำมาเตรียมสารละลายใหม่โดยต้องการเตรียม สารละลาย KI เข้มขน้ 0.1 mol/dm3 จำนวน 100 cm3 จากสารละลาย KI เขม้ ขน้ 2 mol/dm3 วธิ ที ำ จาก M1V1 = M2V2 (2 mol/dm3) V1 = (0.1 mol/dm3)(100 cm3) V1 = 5 cm3 ตอบ ปริมาตรของสารละลายเดิม เท่ากบั 5 ลกู บาศกเ์ ซนตเิ มตร
154 5.5 สมบตั ขิ องสารละลาย สมบัตบิ างประการของสารละลาย จากการทดลองหาจุดเดือดและจุดหลอมเหลวของตัวทำละลาย ที่บริสุทธิ์และสารละลายต่าง ๆ พบว่า จุดเดือดของสารละลายจะสูงกว่าจุดเดือดของตวั ทำละลายบรสิ ุทธ์ิ ส ่ ว น จ ุ ด ห ล อ ม เ ห ล ว ห ร ื อ จ ุ ด เ ย ื อ ก แ ข ็ ง ข อ ง ส า ร ล ะ ล า ย จ ะ ต ่ ำ ก ว ่ า จ ุ ด ห ล อ ม เ ห ล ว ห ร ื อ จ ุ ด เ ย ื อ ก แ ข็ ง ของตัวทำละลายบริสุทธิ์ และสารละลายที่มีตัวทำละลายชนิดเดียวกัน ถ้ามีความเข้มข้นเป็นโมแลล หรือในหน่วยโมลต่อกิโลกรัมเท่ากัน จะมีจุดเดือดหรือจุดเยือกแข็งเท่ากัน โดยที่ตัวละลายจะเป็นสาร ท่ีระเหยยากและไม่แตกตัวเป็นไอออน สำหรับสารละลายที่มีความเข้มข้นต่างกัน แม้จะมีตัวทำละลายชนิดเดียวกัน จะมีจุดเดือด และจุดหลอมเหลวไม่เท่ากัน เช่น สารละลายที่มีน้ำเป็นตัวทำละลายและมีความเข้มข้น 1 โมลต่อกิโลกรมั มีจุดเยือกแข็ง -1.86 องศาเซลเซียส และมีจุดเดือด 100.51 องศาเซลเซียส ส่วนสารละลายที่มีน้ำ เปน็ ตัวทำละลายและมีความเข้มขน้ 2 โมลตอ่ กโิ ลกรมั มีจดุ เยือกแข็ง -3.72 องศาเซลเซยี ส และมีจุดเดือด 101.02 องศาเซลเซยี ส ผลต่างระหว่างจุดเดือดของสารที่มีความเข้มข้น 1 โมแลล หรือ 1 โมลต่อกิโลกรัม กับจุดเดือด ของตัวทำละลายบริสุทธิ์มีค่าคงตัว เรียกว่า ค่าคงตัวการเพิ่มขึ้นของจุดเดือดของตัวทำละลาย สัญลักษณ์ คือ Kb เนื่องจากจุดเดือดปกติของของเหลวคืออุณหภูมิที่ความดันไอของของเหลวมีค่าเท่ากับ ความดันบรรยากาศ การเติมตัวละลายที่ระเหยยากลงไปจะทำให้ความดันไอของของเหลวลดลง จุดเดือดของสารละลายจงึ สงู กวา่ จุดเดอื ดของตัวทำละลายบรสิ ุทธ์ิ ผลต่างระหว่างจุดหลอมเหลวของสารละลายที่มีความเข้มข้น 1 โมแลล หรือ 1 โมลต่อกิโลกรัม กับจุดหลอมเหลวของตัวทำละลายบริสุทธ์ิมีค่าคงตัว เรียกว่า ค่าคงตัวการลดลงของจุดเยือกแข็ง ของตวั ทำละลาย สัญลกั ษณค์ อื Kf เนื่องจากการเพิ่มขึ้นของจุดเดือดแปรผันโดยตรงกับความเข้มข้นเป็นโมแลลของสารละลาย เขยี นความสัมพันธไ์ ดด้ งั นี้ Tb m Tb = Kb m .................5.17 เมอื่ Tb แทน ผลตา่ งระหวา่ งจุดเดือดของสารละลาย กบั จุดเดอื ดของตัวทำละลายบรสิ ุทธ์ิ หน่วยเปน็ องศาเซลเซยี ส m แทน ความเขม้ ข้นของสารละลายเปน็ โมแลลหรอื โมลตอ่ กิโลกรมั Kb แทน คา่ คงตัวการเพ่มิ ขึ้นของจดุ เดือดของตัวทำละลาย หน่วยเป็น องศาเซลเซียสตอ่ โมแลลหรอื องศาเซลเซยี สต่อกโิ ลกรมั ต่อโมล
155 ในทำนองเดียวกันการลดลงของจุดเยือกแข็งแปรผันโดยตรงกับความเข้มข้นเป็นโมแลล ของสารละลาย เขียนความสัมพันธ์ได้ดังนี้ Tf m Tf = Kf m .................5.18 เม่ือ Tf แทน ผลต่างระหวา่ งจุดเยือกแข็งของตัวทำละลายบรสิ ุทธิ์กับจุดเยือกแขง็ ของสารละลาย หนว่ ยเป็น องศาเซลเซยี ส m แทน ความเข้มขน้ ของสารละลายเปน็ โมแลลหรอื โมลต่อกิโลกรัม K f แทน คา่ คงตวั การลดลงของจดุ เยอื กแขง็ ของตวั ทำละลาย หน่วยเป็น องศาเซลเซียสตอ่ โมแลลหรอื องศาเซลเซยี สต่อกิโลกรมั ตอ่ โมล ตัวอยา่ งจดุ เดอื ด จดุ เยอื กแขง็ ค่า Kb และ Kf ของสารบางชนิดแสดงในตารางที่ 5.3 ตารางที่ 5.3 จุดเดอื ด จดุ เยือกแข็ง คา่ คงตัวการเพิม่ ขน้ึ ของจุดเดือด และค่าคงตวั การลดลงของจุดเยือกแข็ง ของตวั ทำละลายบางชนิด ตัวทำละลาย จุดเดอื ด Kb จุดเยือกแข็ง Kf ( °C ) ( °C/m ) ( °C ) ( °C/m ) โพรพาโนน (C3H6O) 56.20 1.71 - - ไตรคลอโรมเี ทน หรอื คลอโรฟอร์ม (CHCl3) 61.70 3.63 - - เมทานอล (CH4O) 64.96 0.83 - - เอทานอล (C2H6O) 78.50 1.22 - - เบนซนี (C6H6) 80.10 2.53 5.50 4.90 แนฟทาลีน (C10H8) - - 80.55 6.98 น้ำ (H2O) 100.00 0.51 0.00 1.86 กรดแอซีติก (C2H4O2) 117.90 3.07 16.60 3.90 คารบ์ อนเตตระคลอไรด์ (CCl4) 76.54 5.03 -22.99 2.98
156 จากข้อมูลในตารางที่ 5.3 ค่า Kb ของกรดแอซิติกเท่ากับ 3.07 องศาเซลเซียสต่อโมแลล หมายความว่า สารละลายที่มีแอซิติกเปน็ ตัวทำละลายเขม้ ข้น 1 โมแลล จะเดือดที่อุณหภมู สิ ูงกว่าจดุ เดือด ของกรดแอซิติก 3.07 องศาเซลเซียส นั่นคือ จุดเดือดของสารละลายนี้มีค่าเท่ากับ 117.9 + 3.07 = 120.97 องศาเซลเซยี ส ค่า K f ของกรดแอซิติกเท่ากับ 3.90 องศาเซลเซียสต่อโมแลล หมายความว่า สารละลาย ที่มีกรดแอซิติกเป็นตัวทำละลายเข้มข้น 1 โมแลล จะเยือกแข็งที่อุณหภูมิต่ำกว่าจุดเยือกแข็ง ของกรดแอซิติก 3.90 องศาเซลเซียส นั่นคือ จุดเยือกแข็งของสารละลายนี้มีค่าเท่ากับ 16.60 – 3.90 = 12.7 องศาเซลเซียส ตัวอย่างที่ 11 จงหาจุดเดือดและจุดเยอื กแขง็ ของสารละลายกลูโคส (C6H12O6) ในนำ้ เขม้ ขน้ 0.02 โมแลล น้ำมีค่า Kb = 0.51 °C/m และคา่ Kf = 0.86 °C/m วธิ ีทำ จาก Tb = Kb m = (0.51 °C/m)(0.02 mol/kg) = 0.01 °C จดุ เดอื ดของนำ้ บรสิ ทุ ธิ์ = 100 °C ดังน้ัน จุดเดือดของสารละลาย = 100 °C + 0.01 °C = 100.01 °C จาก Tf = Kf m = (0.86 °C/m )(0.02 mol/kg) = 0.04 °C จดุ เยอื กแขง็ ของนำ้ บริสทุ ธิ์ = 0 °C ดงั น้นั จุดเยือกแขง็ ของสารละลาย = 0 °C – 0.04 °C = -0.04 °C ตอบ สารละลายกลูโคสมจี ดุ เดือด เทา่ กับ 100.01 °C และจุดเยอื กแข็ง เท่ากับ -0.04 °C
Search
Read the Text Version
- 1 - 24
Pages: