คู่มือครูม.4 เล่ม 2

เคมี เลม่ 2 บทท่ี 6 | ปริมาณสมั พันธ์ 137 - ผ่าน O2 เข้าไปในกระบอกตวง ถ้าแก๊สที่เหลือเป็น O2 ปรมิ าตรของแก๊สใน กระบอกตวงจะเพ่มิ ขน้ึ และแกส๊ ยงั คงไมม่ สี ี ตัวอยา่ งผลการทดลอง 1. O2 และ NO เป็นแกส๊ ไม่มสี ี 2. เมื่อผ่าน NO เข้าไปรวมกับ O2 ในกระบอกตวงพบว่าระดบั นำ�้ ในกระบอกตวงลดลงมี แก๊สสีน�ำ้ ตาลแดงเกิดข้นึ แลว้ ระดับน้ำ�จะสูงข้นึ อยา่ งรวดเรว็ พรอ้ มกับแกส๊ สนี ำ้�ตาลแดง จางหายไป เมอื่ ระดับน้�ำ ในกระบอกตวงไม่เปลี่ยนแปลงอกี แลว้ อ่านปรมิ าตรของแกส๊ ท่ี เหลอื ในกระบอกตวงได้ผลดงั ตาราง การทดลองครัง้ ที่ ปรมิ าตรของ O2 (mL) ปรมิ าตรของแกส๊ ที่เหลอื (mL) 1 20.00 10.00 2 20.00 9.80 3 20.00 10.60 3. การทดสอบแกส๊ ทเี่ หลือพบว่าธปู ท่ตี ดิ ไฟเหลือเป็นถ่านแดงมเี ปลวไฟเกิดขึ้น อภปิ รายผลการทดลอง 1. เมอ่ื ผสม O2 กบั NO จะมแี กส๊ สนี �ำ้ ตาลแดงของ NO2 เกดิ ขน้ึ จากนน้ั ระดบั น�ำ้ ในกระบอกตวง สูงขึ้นอย่างรวดเรว็ ในขณะท่ีแกส๊ สีน�ำ้ ตาลแดงคอ่ ย ๆ จางหายไป เน่ืองจาก NO2 ละลายในน้ำ�จึงทำ�ใหค้ วามดนั ของแกส๊ ในกระบอกตวงลดลง นำ�้ จากภายนอกจะเข้าไป แทนท่ี ท�ำ ใหร้ ะดบั น�ำ้ ในกระบอกตวงสงู ขน้ึ อยา่ งรวดเรว็ และในทส่ี ดุ ระดบั น�ำ้ ในกระบอกตวง จะคงท่ีแตไ่ มเ่ ตม็ กระบอก แสดงวา่ ยงั มีแกส๊ เหลืออยู่ 2. เ มอ่ื ทดสอบแกส๊ ทเ่ี หลอื ดว้ ยธปู ทต่ี ดิ ไฟเหลอื เปน็ ถา่ นแดงพบวา่ มเี ปลวไฟเกดิ ขนึ้ แสดงวา่ คอื O2 เน่อื งจากเป็นแก๊สทชี่ ่วยให้ไฟตดิ 3. อัตราสว่ นโดยปริมาตรของแก๊สทีท่ ำ�ปฏกิ ริ ยิ าพอดกี ันค�ำ นวณไดด้ ังนี้ สถาบันส่งเสริมการสอนวทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี

บทท่ี 6 | ปรมิ าณสมั พนั ธ์ เคมี เล่ม 2 138 การทดลองครงั้ ท่ี 1 ปริมาตรของ O2 1 หลอด = 20.00 mL ปรมิ าตรของ NO 1 หลอด = 20.00 mL มี O2 เหลือ = 10.00 mL ดังนน้ั ปริมาตรของ O2 ทใี่ ช้ไป 20.00 mL – 10.00 mL = 10.00 mL อัตราส่วนโดยปริมาตรของแก๊ส O2 : NO ทท่ี ำ�ปฏกิ ิริยาพอดีกนั = 10.00 : 20.00 = 1 : 2 คำ�นวณอัตราส่วนโดยปริมาตรของแก๊สที่ทำ�ปฏิกิริยาพอดีกันในแต่ละการทดลอง ได้ผลดังนี้ การทดลองท่ี ปรมิ าตร O2 ปริมาตร NO อัตราส่วนของ (mL) 1 10.00 (mL) O2 : NO โดยปริมาตร 2 10.20 20.00 1.000 : 2.000 3 9.40 20.00 1.000 : 1.961 20.00 1.000 : 2.31 การทดลองทุกครั้งไดผ้ ลใกล้เคียงกนั แสดงวา่ O2 ทำ�ปฏกิ ริ ิยากับ NO ดว้ ยอัตราสว่ นคงท่ี เทา่ กบั 1 : 2 โดยปริมาตร 4. ความคลาดเคลื่อนในการทดลองอาจเกิดจากขนาดของหลอดทดลองไม่เทา่ กัน การเก็บ แกส๊ ไมเ่ ตม็ หลอดเนือ่ งจาก O2 ละลายน้ำ�ไดเ้ ลก็ นอ้ ย หรอื ขณะถ่ายแกส๊ เข้ากระบอกตวง อาจมีแก๊สบางสว่ นออกไปนอกกระบอกตวง สรุปผลการทดลอง อัตราส่วนโดยปริมาตรของ O2 และ NO ท่ีท�ำ ปฏกิ ริ ยิ าพอดีกนั เท่ากบั 1 : 2 ขอ้ แนะน�ำ เพ่มิ เตมิ ครูอาจนำ�อภปิ รายเก่ียวกบั การวัดปรมิ าตรของ NO2 ซง่ึ เป็นผลิตภณั ฑ์ ซ่ึงควร สรปุ ไดว้ ่า ไมส่ ามารถวดั ปรมิ าตรของ NO2 ได้ เนอ่ื งจากเปน็ แกส๊ ทลี่ ะลายน้ำ� จึงไมท่ ราบ ปริมาตรของแกส๊ หลังเกดิ ปฏกิ ริ ยิ า ทำ�ใหส้ รุปไมไ่ ดว้ ่าปรมิ าตรของแก๊สกอ่ นเขา้ ท�ำ ปฏิกริ ยิ า กับปริมาตรของแก๊สหลังเกดิ ปฏิกริ ิยามอี ตั ราส่วนเป็นเทา่ ใด สถาบนั ส่งเสรมิ การสอนวทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี

เคมี เลม่ 2 บทท่ี 6 | ปรมิ าณสัมพันธ์ 139 ความรเู้ พิ่มเติมสำ�หรบั ครู การเตรยี มแกส๊ ไนโตรเจนมอนอกไซดท์ �ำ ไดโ้ ดยใชท้ องแดงท�ำ ปฏกิ ริ ยิ ากบั กรดไนทรกิ เจอื จาง เขยี นสมการเคมีได้ดงั น้ี 3Cu(s) + 8HNO3(aq) 3Cu(NO3)2(aq) + 4H2O(l) + 2NO(g) แตถ่ า้ ใช้ทองแดงท�ำ ปฏกิ ริ ยิ ากับกรดไนทริกเขม้ ขน้ จะได้แกส๊ ไนโตรเจนไดออกไซด์ เขียน สมการเคมีได้ดังน้ี Cu(s) + 4HNO3(aq) Cu(NO3)2(aq) + 2H2O(l) + 2NO2(g) 14. ครูยกตัวอย่างปฏิกิริยาเคมีระหว่างแก๊สออกซิเจนกับแก๊สไนโตรเจนมอนอกไซด์ เกิด เป็นแก๊สไนโตรเจนไดออกไซด์ ซึ่งมอี ตั ราส่วนโดยปรมิ าตรของแก๊ส O2 : NO : NO2 เท่ากับ 1 : 2 : 2 ดงั รูป 6.3 เพ่อื อธิบายเก่ียวกบั กฎของเกย–์ ลูสแซก ซง่ึ กลา่ วว่า ท่อี ุณหภูมแิ ละความดันคงท ี่ ปรมิ าตร ของสารตง้ั ตน้ และผลติ ภณั ฑท์ เ่ี ปน็ แกส๊ สามารถแสดงดว้ ยอตั ราสว่ นของตวั เลขจ�ำ นวนเตม็ ทม่ี คี า่ นอ้ ย 15. ครูอธิบายเพิ่มเติมเกี่ยวกับกฎของเกย์–ลูสแซกที่ใช้กับสารสถานะแก๊ส ที่อุณหภูมิและ ความดันเดยี วกัน โดยไม่รวมปรมิ าตรของของแขง็ หรือของเหลวในปฏกิ ิรยิ าเคมี เน่ืองจากของแข็ง และของเหลวมีปริมาตรคงท่ี พร้อมท้งั ยกตวั อยา่ งปฏิกริ ิยาเคมีระหว่างผงก�ำ มะถันกับแก๊สออกซเิ จน ได้แกส๊ ซลั เฟอรไ์ ดออกไซด์ประกอบการอธิบาย 16. ครูยกตัวอย่างปฏิกิริยาเคมีระหว่างแก๊สไฮโดรเจนและแก๊สคลอรีน เกิดเป็นแก๊ส ไฮโดรเจนคลอไรด์ ดังรูป 6.4 แล้วตั้งคำ�ถามว่า อัตราส่วนโดยปริมาตรของแก๊สในปฏิกิริยาเคมี มีความสัมพันธ์กับอัตราส่วนโดยโมลของสารในปฏิกิริยาเคมีหรือไม่ อย่างไร ซึ่งควรตอบได้ว่า อตั ราสว่ นโดยปริมาตรของแกส๊ ในปฏิกริ ยิ าเคมมี ีค่าเทา่ กบั อัตราสว่ นโดยโมล จากนั้นครูอธบิ ายความ สัมพันธ์ระหว่างปริมาตรของแก๊สกับจำ�นวนโมเลกุลและโมล ดังรูป 6.5 รวมทั้งสมมติฐานของ อาโวกาโดร ซึ่งกล่าวว่า ทอี่ ณุ หภูมแิ ละความดนั คงที่ แกส๊ ใด ๆ ทมี่ ปี ริมาตรเท่ากัน จะมีจ�ำ นวน โมเลกลุ เท่ากนั สถาบันสง่ เสริมการสอนวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี

บทท่ี 6 | ปริมาณสมั พนั ธ์ เคมี เล่ม 2 140 ความร้เู พิม่ เติมสำ�หรับครู 1. ในปี พ.ศ. 2351 กฎของเกย–์ ลูสแซก ยังไมส่ ามารถอธบิ ายได้ เนอื่ งจากในขณะนั้น นกั วทิ ยาศาสตรค์ ดิ วา่ ธาตทุ เ่ี ปน็ แกส๊ ประกอบดว้ ย 1 อะตอม ดงั นน้ั การทแ่ี กส๊ ไฮโดรเจน และแก๊สออกซิเจนเกิดเป็นแก๊สไฮโดรเจนคลอไรด์ จะต้องแบ่งอะตอมของไฮโดรเจน และออกซเิ จนเปน็ 2 สว่ น ซง่ึ ไมส่ อดคลอ้ งกบั ทฤษฎอี ะตอมของดอลตนั ทก่ี ลา่ ววา่ อะตอม แบง่ แยกไมไ่ ด้ จนกระทง่ั ปี พ.ศ. 2354 อาโวกาโดรไดเ้ สนอสมมตฐิ านของอาโวกาโดรวา่ ท่อี ณุ หภูมิและความดันคงที่ แก๊สใด ๆ ที่มปี รมิ าตรเทา่ กัน จะมจี �ำ นวนโมเลกลุ เท่ากัน โดยคดิ วา่ อนภุ าคทเ่ี ลก็ ทส่ี ดุ ของธาตทุ เ่ี ปน็ แกส๊ คอื โมเลกลุ ซง่ึ ประกอบดว้ ย 2 อะตอม และ ใชใ้ นการอธบิ ายปฏกิ ริ ยิ าทเ่ี กดิ ขน้ึ วา่ โมเลกลุ ของแกส๊ ไฮโดรเจนและแกส๊ ออกซเิ จนแตก ออกเปน็ อะตอม แลว้ รวมตวั กนั เกดิ เปน็ โมเลกลุ ของแกส๊ ไฮโดรเจนคลอไรด์ 2 โมเลกลุ H2(g) + Cl2(g) 2HCl(g) H2 1 โมเลกลุ Cl2 1 โมเลกุล HCl 2 โมเลกุล หรอื H 2 อะตอม Cl 2 อะตอม HCl 2 โมเลกุล หรอื H 1 อะตอม Cl 1 อะตอม HCl 1 โมเลกลุ แตใ่ นสมยั นน้ั สมมตฐิ านของอาโวกาโดรยงั ไมไ่ ดร้ บั การยอมรบั จนกระทง่ั 50 ปตี อ่ มา จงึ ไดร้ บั การยอมรับเป็นกฎของอาโวกาโดร 2. สมมติฐานเป็นแนวคิดท่ตี ้งั หรอื เสนอข้ึนเพื่อใชอ้ ธิบายปรากฏการณห์ รือผลการทดลอง ต่าง ๆ ถ้าสมมติฐานใดมีผลการทดลองมาสนับสนุนเป็นจำ�นวนมากหรือใช้อธิบาย ปรากฏการณต์ า่ ง ๆ ได้กวา้ งขวางและพสิ จู นจ์ นยอมรับว่าเปน็ ขอ้ เทจ็ จรงิ จะไดร้ ับการ ยอมรบั เปน็ กฎ เชน่ สมมตฐิ านของอาโวกาโดร ไดร้ บั การยอมรบั เปน็ กฎของอาโวกาโดร เมอ่ื สตานิสลาฟ คันนซิ ซาโร เสนอวา่ โมเลกุลของธาตุท่ีเปน็ แก๊สประกอบด้วย 2 อะตอม สถาบนั ส่งเสริมการสอนวทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี

เคมี เล่ม 2 บทท่ี 6 | ปริมาณสัมพนั ธ์ 141 17. ครูให้นักเรียนสรุปความรู้เกี่ยวกับกฎของเกย์–ลูสแซกและสมมติฐานของอาโวกาโดร ซึ่งควรสรุปไดด้ งั นี้ - เม่ือวัดปรมิ าตรของแกส๊ ภายใตอ้ ณุ หภูมแิ ละความดนั คงที่ แก๊สจะท�ำ ปฏิกริ ยิ ากนั พอดดี ว้ ย อตั ราสว่ นโดยปรมิ าตรคงท่ี - อัตราส่วนโดยปริมาตรของแก๊สทท่ี ำ�ปฏิกิริยากนั พอดี และทไ่ี ด้จากปฏิกริ ยิ า ณ อุณหภมู ิ และความดันเดยี วกันจะเป็นเลขจำ�นวนเต็มลงตวั นอ้ ย ๆ - แกส๊ ท่ีมีปริมาตรเทา่ กนั เมอ่ื วดั ท่อี ุณหภมู ิและความดันเดยี วกนั จะมีจ�ำ นวนอนภุ าคเท่ากัน 18. ครูใหน้ กั เรียนตอบคำ�ถามชวนคดิ ชวนคิด จากรปู 6.3 และ 6.4 ปรมิ าตรรวมของแกส๊ ทท่ี �ำ ปฏกิ ริ ยิ ากนั พอดกี บั ปรมิ าตรรวมของ แกส๊ ทเ่ี กดิ ขน้ึ มคี า่ เทา่ กนั เหมอื นมวลของสารตามกฎทรงมวลหรอื ไม่ ปริมาตรรวมของแก๊สก่อนเกิดปฏิกิริยาและหลังปฏิกิริยาอาจเท่ากันหรือแตกต่างกัน กไ็ ด้ ซง่ึ แตกตา่ งจากกฎทรงมวล จากน้ันครูอธบิ ายการค�ำ นวณปรมิ าตรของแก๊สทีเ่ กยี่ วข้องในปฏิกิรยิ าเคมี และสูตรโมเลกลุ ของแก๊ส โดยยกตวั อย่าง 13 - 14 ประกอบการอธบิ าย 19. ครูยกตัวอย่างปฏิกิริยาเคมีระหว่างแก๊สซัลเฟอร์ไดออกไซด์และแก๊สออกซิเจนเกิด เป็นแก๊สซัลเฟอรไ์ ตรออกไซด์ แลว้ อภปิ รายเกย่ี วกับความสมั พนั ธข์ องเลขสัมประสทิ ธิใ์ นสมการเคมี กับปริมาณต่าง ๆ ของสารว่า เลขสัมประสิทธิ์ในสมการเคมีมีความสัมพันธ์กับจำ�นวนโมเลกุล ปรมิ าตรของแก๊ส และจำ�นวนโมล จึงสามารถนำ�มาใชใ้ นการค�ำ นวณปรมิ าณสารในหนว่ ยต่าง ๆ ได้ เชน่ มวล ความเขม้ ขน้ ปริมาตรของแกส๊ ท่ี STP ดงั น้ันเมอ่ื ทราบปรมิ าณของสารชนิดใดชนิดหน่ึง จะ สามารถค�ำ นวณปรมิ าณของสารอื่น ๆ ทีต่ อ้ งการทราบในปฏิกิรยิ านั้นได้ 20. ครใู ห้นกั เรยี นตอบคำ�ถามเพื่อตรวจสอบความเขา้ ใจ สถาบนั สง่ เสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

บทที่ 6 | ปริมาณสัมพนั ธ์ เคมี เล่ม 2 142 ตรวจสอบความเขา้ ใจ เตมิ คา่ ในชอ่ งวา่ งตอ่ ไปนใ้ี หส้ มบรู ณ์ จำ�นวนโมล 2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g) 2 mol + 1 mol 2 mol มวล 128.12 g + 32.00 g 160.12 g 2(22.4 L) ปริมาตรที่ STP 2(22.4 L) + 22.4 L 2(6.02 × 1023) molecule จำ�นวนอนุภาค 2(6.02 × 1023) + 6.02 × 1023 molecule molecule จำ�นวนโมล FeCl3(aq) + 3NaOH(aq) Fe(OH)3(s) + 3NaCl(aq) มวล 1 mol + 3 mol 1 mol + 3 mol ความเข้มข้น 162.20 g + 120.00 g 1 mol/L + 3 mol/L 106.88 g + 175.32 g 1 mol/L + 3 mol/L จำ�นวนอนุภาค 6.02 × 1023 + 3(6.02 × 1023) formula unit formula unit 6.02 × 1023+3(6.02 × 1023) formula unit formula unit 21. ครใู ห้นักเรยี นทำ�แบบฝกึ หัด 6.4 เพื่อทบทวนความรู้ 22. ครใู หค้ วามรู้วา่ ปฏิกริ ิยาเคมบี างชนดิ มหี ลายข้ันตอน จงึ มีสมการเคมีที่เกยี่ วข้องหลาย สมการ จากนั้นครูยกตัวอย่างปฏิกิริยาเคมีของการถลุงโลหะสังกะสี พร้อมแสดงสมการเคมีที่ เกี่ยวข้องประกอบการอธบิ าย ดังนี้ 2C(s) + O2(g) 2CO(g) .....(1) ZnO(s) + CO(g) Zn(s) + CO2(g) …..(2) ครตู ง้ั ค�ำ ถามว่า สมการเคมีทง้ั สองมคี วามเก่ยี วข้องกนั อยา่ งไร ซ่งึ ควรตอบไดว้ า่ ในสมการเคมีทั้งสอง มีแก๊สคาร์บอนมอนอกไซด์เป็นตัวร่วมของทั้งสองสมการ โดยเป็นผลิตภัณฑ์ในสมการ (1) และ เป็นสารตงั้ ต้นในสมการ (2) จากนน้ั ครอู ธบิ ายเก่ียวกบั วธิ ีการรวมสมการเคมี ซง่ึ ต้องท�ำ ให้ตัวรว่ มของ ทงั้ สองสมการเทา่ กัน แล้วน�ำ ไปหกั ล้างกนั ได้สมการเคมรี วมดงั น้ี 2C(s) + O2(g) + 2ZnO(s) 2Zn(s) + 2CO2(g) สถาบันส่งเสรมิ การสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

เคมี เล่ม 2 บทท่ี 6 | ปริมาณสมั พนั ธ์ 143 จากนั้นครูสรุปว่า ถ้าทราบปริมาณของสารใดสารหนึ่งในสมการหนึ่ง จะสามารถหาปริมาณของ สารในอีกสมการหน่งึ ได้ 23. ครอู ธบิ ายการค�ำ นวณปรมิ าณสารในปฏกิ ริ ยิ าเคมที เ่ี กย่ี วขอ้ งกบั สมการเคมหี ลายขน้ั ตอน โดยยกตัวอยา่ ง 15 - 16 ประกอบ 24. ครูใหน้ ักเรยี นท�ำ แบบฝกึ หดั 6.5 เพ่อื ทบทวนความรเู้ กี่ยวกบั การรวมสมการเคมี และ การค�ำ นวณปรมิ าณของสารทเ่ี กย่ี วขอ้ งกบั ปฏกิ ริ ยิ าเคมหี ลายขน้ั ตอน โดยครคู วรตรวจสอบความถกู ตอ้ ง และอธบิ ายเพ่มิ เตมิ ในกรณีทน่ี กั เรียนมีความเขา้ ใจท่ีคลาดเคล่ือน แนวทางการวัดและประเมินผล 1. ความรู้เก่ียวกับวิธีการคำ�นวณปริมาณของสารในปฏิกิริยาเคมีที่เก่ียวข้องกับมวล ความเขม้ ข้นของสารละลาย ปริมาตรแก๊ส และปฏกิ ิรยิ าเคมหี ลายขนั้ ตอน จากการอภิปราย การทำ� แบบฝกึ หดั และการทดสอบ 2. ทักษะการใช้จ�ำ นวน จากการทำ�แบบฝกึ หัด แบบฝึกหัด 6.2 1. เมอ่ื ผา่ นแกส๊ คลอรนี ลงในสารละลายโพแทสเซยี มไฮดรอกไซดท์ ร่ี อ้ น เกดิ ปฏกิ ริ ยิ าเคมี ดงั สมการ 3Cl2(g) + 6KOH(aq) 5KCl(aq) + KClO3(aq) + 3H2O(l) จงค�ำ นวณ 1.1 จ�ำ นวนโมลของโพแทสเซยี มคลอเรตทเ่ี กดิ ขน้ึ เมอ่ื ใชแ้ กส๊ คลอรนี 1.86 โมล โมลของ KClO3 = 1.86 mol Cl2 × 1 mol KClO3 3 mol Cl2 = 0.620 mol KClO3 ดงั นน้ั จะมโี พแทสเซยี มคลอเรตเกดิ ขน้ึ 0.620 โมล สถาบนั สง่ เสริมการสอนวิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี

บทท่ี 6 | ปรมิ าณสัมพนั ธ์ เคมี เล่ม 2 144 1.2 มวลของโพแทสเซยี มไฮดรอกไซด์ เมอ่ื ตอ้ งการโพแทสเซยี มคลอไรด์ 0.450 โมล มวลของ KOH = 0.450 mol KCl × 6 5 m m o ol lK K O C H l × 56.11 g KOH 1 mol KOH = 30.3 g KOH ดงั นน้ั ตอ้ งใชโ้ พแทสเซยี มไฮดรอกไซด์ 30.3 กรมั 2. การผลติ กรดฟอสฟอรกิ (H3PO4) เพอ่ื การคา้ จะใชป้ ฏกิ ริ ยิ าเคมดี งั สมการ Ca3(PO4)2(s) + 3H2SO4(aq) + 6H2O(l) 3CaSO4⋅2H2O(s) + 2H3PO4(aq) จงค�ำ นวณมวลของกรดซลั ฟวิ รกิ เขม้ ขน้ ทต่ี อ้ งใชท้ �ำ ปฏกิ ริ ยิ าพอดกี บั แคลเซยี มฟอสเฟต 100.0 กรมั มวลของ H2SO4 1 mol Ca3(PO4)2 3 mol H2SO4 98.08 g H2SO4 310.18 g Ca3(PO4)2 1 mol Ca3(PO4)2 1 mol H2SO4 = 100.0 g Ca3(PO4)2 × × × = 94.86 g H2SO4 ดงั นน้ั ตอ้ งใชก้ รดซลั ฟวิ รกิ เขม้ ขน้ 94.86 กรมั 3. แอสไพรนิ (C9H8O4) สงั เคราะหไ์ ดจ้ ากปฏกิ ริ ยิ าเคมรี ะหวา่ งกรดซาลซิ ลิ กิ (C7H6O3) และ แอซตี กิ แอนไฮไดรด์ (C4H6O3) ดงั สมการ C7H6O3(s) + C4H6O3(l) C9H8O4(s) + C2H4O2(l) ถา้ ใชก้ รดซาลซิ ลิ กิ 5.00 × 102 กรมั จงค�ำ นวณ 3.1 มวลของแอสไพรนิ ทเ่ี กดิ ขน้ึ จากปฏกิ ริ ยิ าเคมี มวลของ C9H8O4 1 mol C7H6O3 1 mol C9H8O4 × 180.17 g C9H8O4 138.13 g C7H6O3 1 mol C7H6O3 1 mol C9H8O4 = 5.00 × 102 g C7H6O3 × × = 652 g C9H8O4 ดงั นน้ั มแี อสไพรนิ เกดิ ขน้ึ 652 กรมั สถาบนั ส่งเสรมิ การสอนวิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี

เคมี เลม่ 2 บทที่ 6 | ปรมิ าณสมั พนั ธ์ 145 3.2 ปรมิ าตรของแอซตี กิ แอนไฮไดรดท์ ต่ี อ้ งใชใ้ นการท�ำ ปฏกิ ริ ยิ าเคมี เมอ่ื แอซตี กิ แอนไฮไดรด์ มคี วามหนาแนน่ 1.082 กรมั ตอ่ มลิ ลลิ ติ ร ปรมิ าตรของ C4H6O3 1 mol C7H6O3 1 mol C4H6O3 138.13 g C7H6O3 1 mol C7H6O3 = 5.00 × 102 g C7H6O3 × × × 102.10 g C4H6O3 × 1 mL C4H6O3 1 mol C4H6O3 1.082 g C4H6O3 = 342 mL C4H6O3 ดงั นน้ั ตอ้ งใชแ้ อซตี กิ แอนไฮไดรด์ 342 มลิ ลลิ ติ ร 4. จะตอ้ งใชอ้ ากาศกก่ี รมั เพอ่ื เผาไหมถ้ า่ นหนิ 120.0 กรมั ถา้ ถา่ นหนิ ประกอบดว้ ยคารบ์ อน ร้อยละ 95.0 และส่วนประกอบอ่นื ท่ไี ม่เกิดการเผาไหม้ร้อยละ 5.0 โดยมวล กำ�หนดให้ อากาศมแี กส๊ ออกซเิ จนเปน็ องคป์ ระกอบรอ้ ยละ 23.0 โดยมวล เขยี นสมการเคมไี ดด้ งั น้ี C(s) + O2(g) CO2(g) มวลของ C ในถา่ นหนิ = 120.0 g ถา่ นหนิ × 9 5 . 0 g C = 114 g C 100.0 g ถา่ นหนิ มวลของ O2 ทใ่ี ชเ้ ผาไหม ้ = 114 g C × 1 mol C × 1 mol O2 × 32.00 g O2 12.01 g C 1 mol C 1 mol O2 = 304 g O2 มวลของอากาศ = 304 g O2 × 100.0 g อากาศ 23.0 g O2 = 1.32 × 103 g อากาศ ดงั นน้ั จะตอ้ งใชอ้ ากาศ 1.32 × 103 กรมั สถาบนั สง่ เสรมิ การสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

บทท่ี 6 | ปรมิ าณสัมพนั ธ์ เคมี เลม่ 2 146 แบบฝึกหัด 6.3 1. แอมโมเนยี มไฮโดรเจนฟอสเฟตนยิ มน�ำ มาใชเ้ ปน็ สว่ นประกอบของปยุ๋ ซง่ึ สงั เคราะหจ์ าก สารละลายแอมโมเนยี (NH3) และสารละลายกรดฟอสฟอรกิ (H3PO4) ถา้ ใชส้ ารละลาย แอมโมเนยี เขม้ ขน้ 7.4 โมลตอ่ ลติ ร ปรมิ าตร 3.48 ลติ ร จะตอ้ งใชก้ รดฟอสฟอรกิ เขม้ ขน้ 12.9 โมลตอ่ ลติ ร ปรมิ าตรกล่ี ติ ร เขยี นสมการเคมไี ดด้ งั น้ี 2NH3(aq) + H3PO4(aq) (NH4)2HPO4(aq) ปรมิ าตรของ H3PO4 = 3.48 L NH3 soln × 7.4 mol NH3 × 1 mol H3 PO4 × 1 L H3 PO4 soln 1 L NH3 soln 2 mol NH3 12.9 mol H3 PO4 = 1.0 L H3 PO4 soln ดงั นน้ั ตอ้ งใชก้ รดฟอสฟอรกิ เขม้ ขน้ 12.9 โมลตอ่ ลติ ร ปรมิ าตร 1.0 ลติ ร 2. นำ�สารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์เข้มข้น 1.00 โมลาร์ ปริมาตร 100 มิลลิลิตร มาทำ� ปฏกิ ริ ยิ าเคมกี บั สารละลายกรดไนทรกิ เขม้ ขน้ 0.800 โมลาร์ จะตอ้ งใชส้ ารละลายกรดไนทรกิ กม่ี ลิ ลลิ ติ ร และไดโ้ ซเดยี มไนเทรตเขม้ ขน้ กโ่ี มลาร์ NaOH(aq) + HNO3(aq) NaNO3(aq) + H2O(l) ปรมิ าตรของ HNO3 1 mol HNO3 1 mol NaOH = 100 mL NaOH soln × 1 010 .00 0mmLoNl aNOaHOHsoln × × 1000 mL HNO3 soln 0.800 mol HNO3 = 125 mL HNO3 soln ดงั นน้ั ใชส้ ารละลายกรดไนทรกิ ปรมิ าตร 125 มลิ ลลิ ติ ร สถาบนั สง่ เสริมการสอนวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี

เคมี เล่ม 2 บทที่ 6 | ปรมิ าณสัมพันธ์ 147 ปรมิ าตรของสารละลายเมอ่ื ผสมกนั = 100 mL + 125 mL = 225 mL ความเขม้ ขน้ ของ NaNO3 = 100 mL NaOH soln × 1.00 mol NaOH × 1 mol NaNO3 × 1000 mL NaOH soln 1 mol NaOH 1 1000 mL soln 25 5 mL s oln × 1 L soln = 0.444 mol/L NaNO3 ดงั นน้ั ไดโ้ ซเดยี มไนเตรทเขม้ ขน้ 0.444 โมลาร์ 3. โลหะสังกะสีทำ�ปฏิกิริยาเคมีกับสารละลายกรดไฮโดรคลอริก เขียนสมการเคมีได้ดังน้ี (สมการเคมยี งั ไมด่ ลุ ) Zn(s) + HCl(aq) H2(g) + ZnCl2(aq) ถา้ ใชโ้ ลหะสงั กะสี 13.07 กรมั จะตอ้ งใชส้ ารละลายกรดไฮโดรคลอรกิ เขม้ ขน้ 2.0 โมลตอ่ ลติ ร ปรมิ าตรกม่ี ลิ ลลิ ติ ร ดลุ สมการเคมไี ดด้ งั น้ี Zn(s) + 2HCl(aq) H2(g) + ZnCl2(aq) ปรมิ าตรของ HCl = 13.07 g Zn × 1 m ol Zn × 2 mol HC l × 1000 mL HCl soln 65.38 g Zn 1 mol Zn 2.0 mol HCl = 2.0 × 102 mL HCl soln ดงั นน้ั ใชส้ ารละลายกรดไฮโดรคลอรกิ เขม้ ขน้ 2.0 โมลตอ่ ลติ ร ปรมิ าตร 2.0 × 102 มลิ ลลิ ติ ร สถาบันส่งเสรมิ การสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

บทที่ 6 | ปริมาณสมั พนั ธ์ เคมี เล่ม 2 148 4. ปฏิกิริยาเคมีระหว่างโลหะทองแดงและสารละลายซิลเวอร์ไนเทรต เขียนแสดงได้ ดงั น(้ี สมการเคมยี งั ไมด่ ลุ ) Cu(s) + AgNO3(aq) Ag(s) + Cu(NO3)2(aq) ถา้ ใชส้ ารละลายซลิ เวอรไ์ นเทรตเขม้ ขน้ 2.50 โมลตอ่ ลติ ร ปรมิ าตร 5.0 ลติ ร ท�ำ ปฏกิ ริ ยิ า พอดกี บั โลหะทองแดง จะไดโ้ ลหะเงนิ กก่ี โิ ลกรมั ดลุ สมการเคมไี ดด้ งั น้ี Cu(s) + 2AgNO3(aq) 2Ag(s) + Cu(NO3)2(aq) มวลของ Ag = 5.0 L AgNO3 soln × 2.50 mol AgNO3 × 2 mol Ag × 107.87 g Ag 1 kg Ag 1 L AgNO3 soln 2 mol AgNO3 1 mol Ag × 1000 g Ag = 1.3 kg Ag ดงั นน้ั ไดโ้ ลหะเงนิ 1.3 กโิ ลกรมั แบบฝกึ หดั 6.4 1. ทอ่ี ณุ หภมู แิ ละความดนั เดยี วกนั เมอ่ื น�ำ แกส๊ ไฮโดรเจน 100 มลิ ลลิ ติ ร ท�ำ ปฏกิ ริ ยิ ากบั แกส๊ ออกซิเจน 85 มิลลิลิตร ได้ไอนำ้� ไอนำ้�ท่ีเกิดข้ึนและแก๊สออกซิเจนท่ีเหลือมีปริมาตรก่ี มลิ ลลิ ติ ร เขยี นสมการเคมไี ดด้ งั น้ี 2H2(g) + O2(g) 2H2O(g) อตั ราสว่ นโดยปรมิ าตร 2 1 2 ปรมิ าตรของ H2O = 100 mL H2 × 2 mL H2O = 100 mL H2O 2 mL H2 ดงั นน้ั มไี อน�ำ้ เกดิ ขน้ึ 100 มลิ ลลิ ติ ร 1 mL O2 ปรมิ าตรของ O2 = 100 mL H2 × 2 mL H2 = 50 mL O2 สถาบนั สง่ เสริมการสอนวทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี

เคมี เล่ม 2 บทที่ 6 | ปริมาณสัมพนั ธ์ 149 ปรมิ าตรของ O2 ทเ่ี หลอื อย ู่ = 85 mL – 50 mL = 35 mL ดงั นน้ั มแี กส๊ ออกซเิ จนเหลอื 35 มลิ ลลิ ติ ร 2. จากปฏกิ ริ ยิ าตอ่ ไปน้ี CH4(g) + 2O2(g) CO2(g) + 2H2O(g) ถา้ อากาศมแี กส๊ ออกซเิ จนอยรู่ อ้ ยละ 21 โดยปรมิ าตร จะตอ้ งใชแ้ กส๊ มเี ทน (CH4) กล่ี ติ ร จงึ จะท�ำ ปฏกิ ริ ยิ าพอดกี บั อากาศปรมิ าตร 30.0 ลติ ร ปรมิ าตรของ CH4 = 30.0 L อากาศ × 2 1 L O 2 × 1 L CH4 100 L อากาศ 2 L O2 = 3.2 L CH4 ดงั นน้ั ตอ้ งใชแ้ กส๊ มเี ทน 3.2 ลติ ร 3. การสงั เคราะหด์ ว้ ยแสงของพชื เกดิ ปฏกิ ริ ยิ าเคมดี งั น้ี 6CO2(g) + 6H2O(g) hu C6H12O6(g) + 6O2(g) กลโู คส พืชต้องใช้แก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ก่ีลิตร ท่ี STP จึงจะสามารถสังเคราะห์กลูโคสได้ 36.0 กรมั ปรมิ าตรของ CO2 ท่ี STP = 36.0 g C6H12O6 × 1 mo l C 6H12O6 × 6 mol CO2 × 22.4 L CO2 180.18 g C6H12O6 1 mol C6H12O6 1 mol CO2 = 26.9 L CO2 ดงั นน้ั พชื จะตอ้ งใชแ้ กส๊ คารบ์ อนไดออกไซด์ 26.9 ลติ ร ท่ี STP 4. แกส๊ A เปน็ ออกไซดข์ องฟลอู อรนี เมอ่ื น�ำ แกส๊ A ปรมิ าตร 150 มลิ ลลิ ติ ร มาสลายตวั จน หมดดว้ ยพลงั งาน จะไดแ้ กส๊ ออกซเิ จน 75 มลิ ลลิ ติ ร และแกส๊ ฟลอู อรนี 150 มลิ ลลิ ติ ร โดย วดั ทอ่ี ณุ หภมู แิ ละความดนั เดยี วกนั จงหาสตู รโมเลกลุ ของแกส๊ A แกส๊ A เปน็ ออกไซดข์ องฟลอู อรนี ก�ำ หนดสตู รโมเลกลุ เปน็ OxFy สถาบนั สง่ เสรมิ การสอนวทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี

บทท่ี 6 | ปรมิ าณสัมพนั ธ์ เคมี เล่ม 2 150 เขยี นสมการเคมไี ดด้ งั น้ี O2(g) + F2(g) OxFy(g) 75 150 ปรมิ าตรของแกส๊ (mL) 150 หาอตั ราสว่ นอยา่ งต�ำ่ 15 0 = 2.0 75 = 1.0 1 5 0 = 2.0 75 75 75 อตั ราสว่ นโดยปรมิ าตรเทา่ กบั อตั ราสว่ นโดยโมล จงึ เขยี นสมการเคมไี ดด้ งั น้ี 2OxFy(g) O2 (g) + 2F2(g) เมอ่ื พจิ ารณาจ�ำ นวนอะตอมของออกซเิ จน จ�ำ นวนอะตอมของ O ในสารตง้ั ตน้ = จ�ำ นวนอะตอมของ O ในผลติ ภณั ฑ ์ 2x = 2 x = 1 เมอ่ื พจิ ารณาจ�ำ นวนอะตอมของฟลอู อรนี จ�ำ นวนอะตอมของ F ในสารตง้ั ตน้ = จ�ำ นวนอะตอมของ F ในผลติ ภณั ฑ์ 2y = 4 y = 2 ดงั นน้ั สตู รโมเลกลุ ของแกส๊ A คอื OF2 แบบฝึกหดั 6.5 1. ดลุ สมการเคมขี องปฏกิ ริ ยิ ายอ่ ย พรอ้ มทง้ั เขยี นและดลุ สมการเคมขี องปฏกิ ริ ยิ ารวมตอ่ ไปน้ี 1.1 ปฏกิ ริ ยิ า (1) 2NO(g) N2O2(g) ปฏกิ ริ ยิ า (2) N2O2(g) + O2(g) 2NO2(g) ปฏกิ ริ ยิ ารวม .2...N.....O....(.g...)...+.....O...2(g...)............................2...N....O.. 2(.g...). 1.2 ปฏกิ ริ ยิ า (3) N2(g) + O2(g) 2NO(g) ปฏกิ ริ ยิ า (4) 2NO(g) + Cl2(g) 2NOCl(g) ปฏกิ ริ ยิ ารวม .N....2(.g...)...+.....O...2(g...)...+.....C....l.2(g..)..............................2...N....O....C....l.(..g...) สถาบนั ส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี

เคมี เลม่ 2 บทท่ี 6 | ปริมาณสมั พันธ์ 151 1.3 ปฏกิ ริ ยิ า (5) Na2O2(s) 2Na(l) + O2(g) ปฏกิ ริ ยิ า (6) 4Na(l) + O2(g) 2Na2O(s) ปฏกิ ริ ยิ ารวม ..2...N....a..2O...2(..s..).. . .. . .......................2....N....a2O....(..s..)...+.....O... 2(..g...) ซง่ึ ท�ำ ไดโ้ ดย น�ำ 2 คณู กบั ปฏกิ ริ ยิ า (5) แลว้ ก�ำ หนดใหเ้ ปน็ ปฏกิ ริ ยิ า (5.1) จะได้ ปฏกิ ริ ยิ า (5.1) 2Na2O2(s) 4Na(l) + 2O2(g) ปฏกิ ริ ยิ ารวม = (6) + (5.1) 2Na2O2(s) 2Na2O(s) + O2(g) 1.4 ปฏกิ ริ ยิ า (7) CO(g) + 2H2(g) CH3OH(g) ปฏกิ ริ ยิ า (8) CO2(g) + C(s) 2CO(g) ปฏกิ ริ ยิ ารวม ..C...O....2(.g...)...+.....C....(.s...)...+.....4...H... 2(..g...)......................2....C...H.....3.O..H....(..g...)... ซง่ึ ท�ำ ไดโ้ ดย น�ำ 2 คณู กบั ปฏกิ ริ ยิ า (7) แลว้ ก�ำ หนดใหเ้ ปน็ ปฏกิ ริ ยิ า (7.1) จะได้ ปฏกิ ริ ยิ า (7.1) 2CO(g) + 4H2(g) 2CH3OH(g) ปฏกิ ริ ยิ ารวม = (8) + (7.1) CO2(g) + C(s) + 4H2(g) 2CH3OH(g) 1.5 ปฏกิ ริ ยิ า (9) HBr(g) + O2(g) HOOBr(g) ปฏกิ ริ ยิ า (10) HOOBr(g) + HBr(g) 2HOBr(g) ปฏกิ ริ ยิ า (11) HOBr(g) + HBr(g) H2O(g) + Br2(g) ปฏกิ ริ ยิ ารวม ..4...H....B....r..(.g...)...+.....O... 2(g...)............................2...H.. 2.O....(..g...)...+.....2...B...r2(..g..) ซง่ึ ท�ำ ไดโ้ ดย น�ำ 2 คณู กบั ปฏกิ ริ ยิ า (11) แลว้ ก�ำ หนดใหเ้ ปน็ ปฏกิ ริ ยิ า (11.1) จะได้ ปฏกิ ริ ยิ า (11.1) 2HOBr(g) + 2HBr(g) 2H2O(g) + 2Br2(g) ปฏกิ ริ ยิ ารวม = (9) + (10) + (11.1) 4HBr(g) + O2(g) 2H2O(g) + 2Br2(g) 2. วธิ กี ารก�ำ จดั แกส๊ ซลั เฟอรไ์ ดออกไซดว์ ธิ หี นง่ึ ท�ำ ไดโ้ ดยใชซ้ ลั เฟอรไ์ ดออกไซดท์ �ำ ปฏกิ ริ ยิ าเคมี กบั แคลเซยี มออกไซด์ ซง่ึ ไดจ้ ากการเผาหนิ ปนู ปฏกิ ริ ยิ าเคมที เ่ี กดิ ขน้ึ เขยี นแสดงไดด้ งั น้ี CaCO₃(s) CaO(s) + CO₂(g) .....(1) CaO(s) + SO₂(g) Δ CaSO₃(s) .....(2) สถาบนั ส่งเสรมิ การสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

บทที่ 6 | ปริมาณสมั พันธ์ เคมี เล่ม 2 152 เม่ือใช้หินปูนหนัก 1.35 × 103 กิโลกรัม จะมีแก๊สซัลเฟอร์ไดออกไซด์ปริมาตรก่ีลิตร ท่ี STP สมการรวม CaCO3(s) + SO2(g) CaSO3(s) + CO2(g) ปรมิ าตรของ SO2 ท่ี STP = 1.35 × 103 kg CaCO3 × 11 00k0g g CaCO3 × 1 mol CaCO3 × 1 mol SO2 CaCO3 100.09 g CaCO3 1 mol CaCO3 × 22.4 L SO2 1 mol SO2 = 3.02 × 105 L SO2 ดงั นน้ั แกส๊ ซลั เฟอรไ์ ดออกไซดท์ ถ่ี กู ก�ำ จดั มปี รมิ าตร 3.02 × 105 ลติ ร ท่ี STP 3. ซลิ คิ อนทใ่ี ชใ้ นชน้ิ สว่ นของอปุ กรณค์ อมพวิ เตอร์ มขี น้ั ตอนการผลติ เพอ่ื ใหไ้ ดซ้ ลิ คิ อนบรสิ ทุ ธ์ิ ดงั สมการ (สมการเคมยี งั ไมด่ ลุ ) SiO₂(s) + C(s) Si(s) + CO(g) .....(1) Si(s) + Cl₂(g) SiCl₄(l) .....(2) SiCl₄(l) + H₂(g) Si(s) + HCl(g) .....(3) ถ้าต้องการซิลิคอน 100.0 กโิ ลกรมั จะต้องใช้คาร์บอนในการผลิตก่กี ิโลกรัม ดลุ สมการเคมี SiO₂(s) + 2C(s) Si(s) + 2CO(g) .....(1) Si(s) + 2Cl₂(g) SiCl₄(l) .....(2) SiCl₄(l) + 2H₂(g) Si(s) + 4HCl(g) .....(3) สมการรวม (1) + (2) + (3) SiO2(s) + 2C(s) + 2Cl2(g) + 2H2(g) Si(s) + 2CO(g) + 4HCl(g) มวลของ C = 100.0 kg Si × 1 00 0 g S i × 1 mol Si × 2 m o l C × 12.01 g C 1 kg Si 28.08 g Si 1 mol Si 1 mol C = 85.54 × 103 g C สถาบันสง่ เสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

เคมี เล่ม 2 บทท่ี 6 | ปรมิ าณสัมพันธ์ 153 = 85.54 kg C ดงั นน้ั ตอ้ งใชค้ ารบ์ อนในการผลติ 85.54 กโิ ลกรมั 4. กระบวนการออสตว์ อลด์ (Ostwald process) เปน็ กระบวนการสงั เคราะหก์ รดไนทรกิ มี ขน้ั ตอนดงั น้ี ขน้ั ท่ี 1 เผาแกส๊ แอมโมเนยี (NH₃) ทอ่ี ณุ หภมู ิ 800 องศาเซลเซยี ส เพอ่ื ใหท้ �ำ ปฏกิ ริ ยิ ากบั แก๊สออกซิเจน โดยใช้โลหะแพลทินัมเป็นตัวเร่งปฏิกิริยา เกิดแก๊สไนโตรเจน มอนอกไซด์ (NO) ดังน ้ี (สมการเคมียังไม่ดุล) Pt NH₃(g) + O₂(g) NO(g) + H₂O(g) ขั้นที่ 2 เมื่ออุณหภูมิในเตาเผาเย็นลงประมาณ 50 องศาเซลเซียส แก๊สไนโตรเจน มอนอกไซดจ์ ะท�ำ ปฏกิ ริ ยิ าเคมกี บั แกส๊ ออกซเิ จน เกดิ เปน็ แกส๊ ไนโตรเจนไดออกไซด์ ดังนี้ (สมการเคมียังไมด่ ลุ ) NO(g) + O₂(g) NO₂(g) ขน้ั ที่ 3 น�ำ แกส๊ ไนโตรเจนไดออกไซดม์ าผ่านลงในน้ำ� จะไดผ้ ลิตภัณฑ์เป็นสารละลาย กรดไนทริก (HNO₃) และแกส๊ ไนโตรเจนมอนอกไซด์ดงั นี้ (สมการเคมยี งั ไม่ดลุ ) NO₂(g) + H₂O(l) HNO₃(aq) + NO(g) ถ้าต้องการเตรียมสารละลายกรดไนทริกเข้มข้น 15.0 โมลต่อลิตร ปริมาตร 10.0 ลิตร จะต้องใช้แก๊สแอมโนเนยี ก่ีกโิ ลกรมั ดลุ สมการเคมี ขน้ั ท่ี 1 4NH3(g) + 5O2(g) 4NO(g) + 6H2O(g) .....(1) ขน้ั ท่ี 2 2NO(g) + O2(g) 2NO2(g) .....(2) ขน้ั ท่ี 3 3NO2(g) + H2O(l) .....(3) 2HNO3(aq) + NO(g) สถาบนั ส่งเสริมการสอนวทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี

บทที่ 6 | ปริมาณสมั พันธ์ เคมี เล่ม 2 154 รวมสมการ (2) และ (3) โดย สมการ (2) × 3; 6NO(g) + 3O2(g) 6NO2(g) .....(4) สมการ (3) × 2; 6NO2(g) + 2H2O(l) สมการ (4) + (5); 6NO(g) + 3O2(g) + 2H2O(l) 4HNO3(aq) + 2NO(g) .....(5) รวมสมการ (1) และ (6) โดย 4HNO3(aq) + 2NO(g) .....(6) สมการ (1) × 6; 24NH3(g) + 30O2(g) 24NO(g) + 36H2O(g) .....(6) สมการ (6) × 4; 24NO(g) + 12O2(g) + 8H2O(l) 16HNO3(aq) + 8NO(g) .....(7) สมการ (6) + (7); 24NH3(g) + 42O2(g) 16HNO3(aq) + 8NO(g) + 28H2O(g) หรอื 12NH3(g) + 21O2(g) 8HNO3(aq) + 4NO(g) + 14H2O(g) มวลของ NH3 = 10.0 L HNO3 soln × 115 L.0 HmNoOl H3 sNoOln3 × 12 mol NH3 × 17.04 g NH3 8 mol HNO3 1 mol NH3 = 3.83 × 103 g NH3 = 3.83 kg NH3 ดงั นน้ั ตอ้ งใชแ้ กส๊ แอมโมเนยี 3.83 กโิ ลกรมั สถาบนั ส่งเสรมิ การสอนวิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี

เคมี เลม่ 2 บทที่ 6 | ปริมาณสมั พันธ์ 155 6.4 สารก�ำ หนดปริมาณ 6.5 ผลได้ร้อยละ จุดประสงคก์ ารเรยี นรู้ 1. ระบุสารกำ�หนดปรมิ าณ 2. คำ�นวณปริมาณสารในปฏกิ ริ ิยาเคมีทเ่ี กยี่ วข้องกับสารก�ำ หนดปริมาณ 3. คำ�นวณผลได้รอ้ ยละของผลิตภณั ฑ์ในปฏกิ ิรยิ าเคมี ความเข้าใจคลาดเคลื่อนท่ีอาจเกิดขน้ึ ความเข้าใจท่ีถูกต้อง ความเข้าใจคลาดเคลื่อน สารก�ำ หนดปรมิ าณเปน็ สารทม่ี ปี รมิ าณนอ้ ยกวา่ สารก�ำ หนดปรมิ าณเปน็ สารตง้ั ตน้ ทท่ี �ำ ปฏกิ ริ ยิ า เสมอ หมดก่อน แนวการจัดการเรียนรู้ 1. ครูนำ�เข้าสูบ่ ทเรยี นโดยใหน้ ักเรยี นเล่นเกมเก้าอดี้ นตรี ดังน้ี - แบ่งกลุ่มนักเรียนกลุ่มละประมาณ 15 คนหรือมากกว่า 10 คน แล้วให้นักเรียนแต่ละ กลุ่มรว่ มกันท�ำ กจิ กรรมเกา้ อด้ี นตรี โดยนำ�เกา้ อี้ 10 ตัวมาเรียงเปน็ วงกลม - เปดิ เพลงหรอื รอ้ งเพลงแลว้ เดนิ รอบเกา้ อี้ เมอื่ เสยี งเพลงจบแลว้ ใหน้ บั จ�ำ นวนนกั เรยี นที่ นงั่ เก้าอี้และนักเรยี นท่ไี มม่ ีเกา้ อี้น่งั ครนู ำ�อภิปรายเกี่ยวกับกจิ กรรม โดยใชป้ ระเด็นค�ำ ถามตอ่ ไปนี้ - นักเรยี นสามารถนัง่ เก้าอี้ไดก้ ่ีคน และมีอกี ก่คี นทไ่ี มม่ เี กา้ อ้ีน่งั - นกั เรยี นหรือเก้าอี้เปน็ ตัวกำ�หนดการน่ังของนักเรียน ซงึ่ ควรตอบไดว้ า่ นกั เรยี นนง่ั เก้าอไี้ ด้ 10 คน จำ�นวนนักเรียนที่เหลอื คอื คนทีไ่ ม่มีเกา้ อ้นี ั่ง และ เก้าอี้เปน็ ตวั ก�ำ หนดการนง่ั ของนักเรียน 2. ครูอธิบายเก่ียวกับปฏิกิริยาเคมีท่ีมีปริมาณของสารต้ังต้นบางชนิดมากกว่าอัตราส่วนที่ทำ� ปฏกิ ริ ยิ าพอดกี นั ตามสมการเคมี และสารก�ำ หนดปรมิ าณซง่ึ เปน็ สารตงั้ ตน้ ทท่ี �ำ ปฏกิ ริ ยิ าหมดกอ่ นสาร อน่ื จงึ เปน็ สารทก่ี �ำ หนดปรมิ าณผลติ ภณั ฑท์ เ่ี กดิ ขน้ึ แลว้ ตง้ั ค�ำ ถามวา่ จากเกมเกา้ อด้ี นตรี ถา้ เปรยี บเทยี บ เกา้ อแี้ ละนักเรียนเป็นสารต้ังตน้ ทเี่ ขา้ ทำ�ปฏกิ ริ ยิ าเคมี สงิ่ ใดเป็นสารกำ�หนดปรมิ าณ ซึง่ ควรตอบได้ว่า เก้าอี้เปรียบได้กับสารกำ�หนดปริมาณ เน่ืองจากเป็นสารต้ังต้นท่ีทำ�ปฏิกิริยาหมดก่อน และเป็น ตัวก�ำ หนดปรมิ าณผลติ ภณั ฑ์ท่ีเกดิ ขึ้น จากนน้ั ใหน้ ักเรียนตอบคำ�ถามเพ่อื ตรวจสอบความเขา้ ใจ สถาบนั สง่ เสริมการสอนวิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี

บทท่ี 6 | ปริมาณสมั พนั ธ์ เคมี เลม่ 2 156 ตรวจสอบความเข้าใจ จากกจิ กรรม 6.1 จงระบสุ ารกำ�หนดปริมาณและสารท่ีเหลือในหลอดท่ี 1 – 5 ในหลอดที่ 1 และ 2 สารก�ำ หนดปรมิ าณคอื BaCl2 และสารท่เี หลือคือ Na3PO4 ในหลอดท่ี 3 สารกำ�หนดปริมาณ คือ BaCl2 หรือ Na3PO4 เนือ่ งจากสารทำ�ปฏกิ ริ ิยาพอดี กนั โดยไม่มีสารตง้ั ต้นเหลอื ในหลอดที่ 4 และ 5 สารกำ�หนดปรมิ าณคือ Na3PO4 และสารท่ีเหลอื คอื BaCl2 3. ครใู หน้ กั เรยี นพจิ ารณารปู 6.6 ซง่ึ เปน็ ปฏกิ ริ ยิ าเคมรี ะหวา่ งแกส๊ ไฮโดรเจนและแกส๊ ออกซเิ จน ที่มีปริมาณแก๊สไฮโดรเจนมากกว่าอัตราส่วนที่ทำ�ปฏิกิริยาพอดีกันตามสมการ แล้วให้นักเรียนตอบ ค�ำ ถามเพอื่ ตรวจสอบความเข้าใจ ตรวจสอบความเข้าใจ จากรูป 6.6 ตอบคำ�ถามตอ่ ไปนี้ 1. สารต้งั ตน้ ใดเป็นสารกำ�หนดปรมิ าณ แกส๊ ออกซเิ จนเปน็ สารก�ำ หนดปริมาณ 2. เมื่อส้ินสดุ ปฏิกริ ิยา มนี ้ำ�เกิดขน้ึ กโี่ มเลกลุ เมอ่ื ปฏกิ ริ ิยาสน้ิ สดุ มนี ้ำ�เกดิ ขึน้ 4 โมเลกุล 3. เมอื่ ส้นิ สุดปฏิกิรยิ า มีสารตั้งต้นใดทีเ่ หลืออยู่ และเหลืออยู่ปริมาณเท่าใด เมือ่ ปฏกิ ิริยาสน้ิ สุดมแี กส๊ ไฮโดรเจนเหลือ 2 โมเลกุล 4. ถ้าใหแ้ กส๊ ไฮโดรเจน 6 โมล ทำ�ปฏกิ ิรยิ ากับแก๊สออกซเิ จน 2 โมล จะเกดิ น�้ำ ก่ีกรมั มีน�้ำ เกดิ ขนึ้ 4 mol ดังน้ัน มนี �ำ้ = 4 mol H2O × 18.02 g H2O 1 mol H2O = 72.08 g H2 สถาบนั สง่ เสรมิ การสอนวิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี

เคมี เล่ม 2 บทท่ี 6 | ปริมาณสมั พันธ์ 157 4. ครแู สดงสมการเคมีของปฏิกริ ยิ าระหว่างแกส๊ ไฮโดรเจนและแก๊สออกซเิ จนไดน้ �้ำ ดังนี้ 2H2(g) + O2(g) 2H2O(l) จากนน้ั ครอู ธบิ ายสรปุ เกยี่ วกบั ปฏกิ ริ ยิ าในรปู 6.6 โดยเชอ่ื มโยงกบั สมการเคมวี า่ จากสมการเคมี แก๊สไฮโดรเจน 2 โมลทำ�ปฏิกิริยาพอดีกับแก๊สออกซิเจน 1 โมล เกิดเป็นนำ้� 2 โมล ดังน้ันถ้ามี แกส๊ ไฮโดรเจน 6 โมล จะตอ้ งใชแ้ ก๊สออกซิเจน 3 โมล แตถ่ า้ ในปฏิกริ ยิ ามแี ก๊สออกซเิ จนเพียง 2 โมล แก๊สออกซิเจนจึงทำ�ปฏิกิริยาหมดและเป็นสารกำ�หนดปริมาณ โดยใช้แก๊สไฮโดรเจนไปเพียง 4 โมล เท่านั้น เมอื่ สน้ิ สุดปฏกิ ริ ยิ าจงึ ไดน้ �ำ้ 4 โมลหรอื 72.08 กรมั และเหลือแก๊สไฮโดรเจน 2 โมล 5. ครนู �ำ อภปิ รายโดยตง้ั ค�ำ ถามวา่ ในกรณที ปี่ ริมาณของสารตง้ั ตน้ บางชนดิ มากกวา่ อตั ราส่วน ทท่ี �ำ ปฏกิ ริ ยิ าพอดกี นั ตามสมการเคมี จะค�ำ นวณปรมิ าณผลติ ภณั ฑแ์ ละสารตง้ั ตน้ ทเี่ หลอื ไดอ้ ยา่ งไร ซง่ึ ควรสรุปได้ว่า ต้องหาสารกำ�หนดปริมาณก่อน โดยคำ�นวณว่าสารใดที่ทำ�ปฏิกิริยาหมด แล้วใช้ สารกำ�หนดปริมาณในการคำ�นวณปริมาณผลิตภัณฑ์และสารตั้งต้นที่เหลือ จากนั้นครูยกตัวอย่าง 17 - 19 ประกอบการอธิบาย 6. ครใู ห้นักเรียนทำ�แบบฝกึ หัด 6.6 เพอ่ื ทบทวนความรู้ 7. ครใู ช้ค�ำ ถามน�ำ ว่า ในทางปฏบิ ตั ปิ รมิ าณของผลิตภัณฑ์ทเี่ กิดจรงิ มคี า่ เทา่ กบั ผลทค่ี ำ�นวณได้ ตามทฤษฎีหรือไม่ จากน้ันให้นักเรียนทำ�กิจกรรม 6.3 และอภิปรายผลการทดลองโดยใช้คำ�ถามท้าย การทดลอง กิจกรรม 6.3 การทดลองผลได้รอ้ ยละของปฏกิ ิรยิ าระหว่าง โซเดียมคารบ์ อเนตกับกรดไฮโดรคลอริก จดุ ประสงคก์ ารทดลอง 1. ทดลองหามวลของแกส๊ คารบ์ อนไดออกไซด์ทเ่ี กิดจากปฏกิ ริ ิยาระหว่างโซเดยี มคาร์บอเนต กบั กรดไฮโดรคลอริก 2. เปรียบเทยี บมวลของแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ตามทฤษฎีและมวลท่หี าไดจ้ ากการทดลอง เวลาท่ใี ช้ อภปิ รายก่อนทำ�การทดลอง 10 นาที 20 นาที ท�ำ การทดลอง 20 นาที 50 นาที อภิปรายหลงั ทำ�การทดลอง รวม สถาบนั สง่ เสรมิ การสอนวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี

บทท่ี 6 | ปริมาณสมั พันธ์ เคมี เลม่ 2 158 วัสดุ อุปกรณแ์ ละสารเคมี ปริมาณตอ่ กลุ่ม รายการ สารเคมี 2g 1. โซเดียมคาร์บอเนต (Na2CO3) 40 mL 2. สารละลายกรดไฮโดรคลอรกิ (HCl) 1.0 mol/L วัสดุและอปุ กรณ์ 1 ใบ 1. บกี เกอร์ขนาด 50 mL 1 ใบ 2. บีกเกอรข์ นาด 250 mL ใช้รว่ มกัน 3. ช้อนตกั สาร ใช้ร่วมกัน 4. กระบอกตวงขนาด 50 mL ใชร้ ว่ มกัน 5. เครอื่ งช่ัง การเตรียมลว่ งหน้า เตรยี ม HCl 1.0 mol/L ปรมิ าตร 250 mL โดยละลาย HCl 6.0 mol/L ปริมาตร 42.00 mL ในน�ำ้ กลนั่ จ�ำ นวนหน่ึง แล้วทำ�ใหส้ ารละลายมปี รมิ าตรเป็น 250 mL ขอ้ เสนอแนะสำ�หรับครู 1. HCl มีสมบตั ิกดั กร่อน ควรใชอ้ ยา่ งระมัดระวงั 2. เตอื นนกั เรยี นใหเ้ ท Na2CO3 ลงในสารละลาย HCl ทลี ะนอ้ ยจนหมด และตอ้ งระวังสาร กระเด็น เนอื่ งจากมีแกส๊ คารบ์ อนไดออกไซด์เกดิ ขึ้น 3. เมอ่ื ผสมสารเขา้ ดว้ ยกนั แลว้ ตอ้ งแกวง่ บกี เกอรเ์ พอ่ื ใหส้ ารท�ำ ปฏกิ ริ ยิ ากนั จนหมดและท�ำ ให้ แก๊สคารบ์ อนไดออกไซด์ออกจากบีกเกอรจ์ นหมด 4. ในการค�ำ นวณต้องใช้มวลของ Na2CO3ท่ีได้จากการชัง่ ตวั อยา่ งผลการทดลอง 1. เม่อื ผสมสารละลาย Na2CO3ลงใน HCl จะมฟี องแกส๊ เกิดขึน้ 2. ชั่งมวลของสารได้ดงั น้ี สถาบนั ส่งเสรมิ การสอนวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี

เคมี เลม่ 2 บทที่ 6 | ปรมิ าณสัมพันธ์ 159 รายการ มวล (g) บีกเกอรท์ ่ีบรรจุ HCl 154.38 Na2CO3 2.00 มวลของบีกเกอร์ท่ีบรรจสุ ารหลงั เกดิ ปฏกิ ริ ยิ า 155.60 อภิปรายผลการทดลอง 1. เมอ่ื ผสม Na2CO3กบั HCl จะเกดิ ฟองแกส๊ คารบ์ อนไดออกไซด์ (CO2) สารละลายโซเดยี มคลอไรด์ (NaCl) ซ่งึ ไม่มีสี และนำ้� (H2O) เขียนสมการเคมไี ด้ดังน้ี Na2CO3(s) + 2HCl(aq) CO2(g) + 2NaCl(aq) + H2O(l) 2. มวลของ CO2 ทเี่ กดิ ข้ึนในการทดลองหาได้โดยพจิ ารณาจากกฎทรงมวล ดงั น้ี มวลของสารก่อนเกิดปฏกิ ิริยา = มวลของสารหลงั เกดิ ปฏกิ ริ ยิ า มวลของ HCl + Na2CO3 = (มวลของ NaCl และ H2O) + มวลของแกส๊ CO2 m1 + m2 = m3 + มวลของแก๊ส CO2 เมือ่ m1 คอื มวลของบกี เกอรท์ ีบ่ รรจุ HCl m2 คอื มวลของ Na2CO3 m3 คอื มวลของบกี เกอร์ที่บรรจุสารหลังเกิดปฏิกริ ยิ าเคมี หามวลของแก๊สคารบ์ อนไดออกไซดท์ ่ีเกดิ ข้ึนจากการทดลอง ไดด้ งั น้ี มวลของแก๊ส CO2 = (m1 + m2) – m3 = (154.38 g + 2.00 g) – 155.60 g = 0.78 g ดงั นัน้ ในการทดลองมแี กส๊ คาร์บอนไดออกไซดเ์ กิดขึ้น 0.78 กรัม 3. ค�ำ นวณมวลของ CO2 ตามทฤษฎี ได้ดงั นี้ ขนั้ ที่ 1 ค�ำ นวณสารก�ำ หนดปริมาณ ค�ำ นวณมวลของ Na2CO3 ทท่ี �ำ ปฏกิ ริ ยิ าพอดกี บั HCl 1.0 mol/L ปรมิ าตร 40.0 mL ได้ดงั น้ี สถาบนั ส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี

บทที่ 6 | ปรมิ าณสัมพันธ์ เคมี เล่ม 2 160 มวลของ Na2CO3 soln 1.0 mol HCl 1 mol Na2CO3 × 105.99 g Na2CO3 = 40.0 mL HCl × × 2 mol HCl 1 mol Na2CO3 1000 mL HCl soln = 2.1 g Na2CO3 นนั่ คอื HCl 1.0 mol/L ปริมาตร 40.0 mL จะท�ำ ปฏกิ ริ ยิ าพอดีกบั Na2CO3 2.1 g แต่ชงั่ Na2CO3 มวล 2.00 g ดังน้นั Na2CO3 เปน็ สารก�ำ หนดปริมาณ ขน้ั ที่ 2 ค�ำ นวณมวลของ CO2 ค�ำ นวณมวลของ CO2 จากสารก�ำ หนดปรมิ าณ ซง่ึ คอื มวลของ Na2CO3 ทช่ี ง่ั ได้ ดงั น้ี มวลของ CO2 1 mol Na2CO3 × 1 mol CO2 44.01 g CO2 × g Na2CO3 1 mol Na2CO3 1 mol CO2 = 2.00 g Na2CO3 × 105.99 = 0.830 g CO2 ดังน้ัน มวลของแก๊สคาร์บอนไดออกไซดต์ ามทฤษฎเี ท่ากับ 0.830 กรัม 4. การทดลองนอ้ี าจมีความคลาดเคลื่อนท่ีเกิดจากการวัดมวลของสาร การผสม Na2CO3 การละลายของ CO2 ในน�้ำ และความเขม้ ข้นของ HCl ซง่ึ อาจไม่ใช่ 0.1 โมลตอ่ ลติ รพอดี สรปุ ผลการทดลอง มวลของแก๊สคารบ์ อนไดออกไซด์ตามทฤษฎีมากกวา่ มวลทหี่ าได้จากการทดลอง 8. ครูให้ความรู้เกี่ยวกับผลได้ตามทฤษฎีว่าเป็นปริมาณของผลิตภัณฑ์ที่คำ�นวณได้จาก สารกำ�หนดปรมิ าณตามสมการเคมี ส่วนผลไดจ้ รงิ เป็นปรมิ าณของผลิตภัณฑท์ ี่เกิดจรงิ รวมทง้ั สาเหตุ ที่ทำ�ให้ผลได้จริงมีค่าน้อยกว่าผลได้ตามทฤษฎี จากนั้นอธิบายเกี่ยวกับการวัดประสิทธิภาพของ ปฏิกิริยาโดยการแสดงด้วยผลได้ร้อยละ ซึ่งเป็นการเปรียบเทียบผลได้จริงกับผลได้ตามทฤษฎีเป็น ร้อยละ แลว้ ใหน้ กั เรยี นตอบคำ�ถามเพือ่ ตรวจสอบความเข้าใจ สถาบนั สง่ เสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

เคมี เลม่ 2 บทท่ี 6 | ปรมิ าณสมั พนั ธ์ 161 ตรวจสอบความเขา้ ใจ ผลได้ร้อยละของผลิตภณั ฑ์ในปฏิกริ ิยาเคมีจากกจิ กรรม 6.3 มีค่าเท่าใด ค�ำ ตอบข้นึ กบั ผลการทดลอง ดังตัวอยา่ งต่อไปน้ี ผลได้รอ้ ยละ = 0 . 7 8 g × 100 0.830 g = 94 ดงั นน้ั ปฏิกิริยานี้มีผลไดร้ อ้ ยละเทา่ กบั 94 9. ครอู ธบิ ายวธิ ีการคำ�นวณผลได้รอ้ ยละ โดยยกตวั อย่าง 20 - 21 ประกอบ แล้วให้นักเรยี น ท�ำ แบบฝึกหัด 6.7 เพอื่ ทบทวนความรู้ 10. ครูสรุปความสำ�คัญของเน้ือหาในบทปริมาณสัมพันธ์ในปฏิกิริยาเคมีท่ีเป็นพื้นฐานใน การคำ�นวณปริมาณสารในบทต่อ ๆ ไป แล้วใหน้ กั เรียนท�ำ แบบฝึกหดั ทา้ ยบท แนวทางการวดั และประเมนิ ผล 1. ความร้เู ก่ยี วกับสารกำ�หนดปริมาณ วธิ กี ารค�ำ นวณปริมาณสารต่าง ๆ เมอ่ื มสี ารก�ำ หนด ปริมาณ และผลไดร้ อ้ ยละ จากการอภปิ ราย การท�ำ กจิ กรรม รายงานการทดลอง การทำ�แบบฝกึ หดั และการทดสอบ 2. ทกั ษะใชจ้ �ำ นวน จากรายงานการทดลองและการท�ำ แบบฝกึ หัด 3. ทกั ษะการทดลอง จากรายงานการทดลองและการสงั เกตพฤติกรรมในการท�ำ การทดลอง 4. ทักษะความรว่ มมือ การทำ�งานเปน็ ทีมและภาวะผนู้ ำ� จากการสังเกตพฤตกิ รรมในการ ทำ�การทดลอง 5. จติ วทิ ยาศาสตร์ดา้ นความเช่อื ม่นั ตอ่ หลกั ฐานเชิงประจักษ์ จากการสังเกตพฤตกิ รรมใน การอภปิ ราย 6. จติ วทิ ยาศาสตรด์ ้านความซอื่ สตั ย์และความรอบคอบ จากการสังเกตพฤตกิ รรมในการ ทำ�การทดลอง สถาบนั สง่ เสรมิ การสอนวทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี

บทท่ี 6 | ปริมาณสัมพันธ์ เคมี เลม่ 2 162 แบบฝึกหัด 6.6 1. แคลเซยี มคารบ์ อเนตท�ำ ปฏกิ ริ ยิ ากบั กรดไฮโดรคลอรกิ ดงั น้ี (สมการเคมยี งั ไมด่ ลุ ) CaCO3(s) + HCl(aq) CaCl2(aq) + H2O(l) + CO2(g) เมอ่ื ใชแ้ คลเซยี มคารบ์ อเนต 50.0 กรมั ท�ำ ปฏกิ ริ ยิ ากบั กรดไฮโดรคลอรกิ 0.500 โมล จะ เกดิ แกส๊ คารบ์ อนไดออกไซดก์ ล่ี ติ ร ท่ี STP ดลุ สมการเคมี CaCO3(s) + 2HCl(aq) CaCl2(aq) + H2O(l) + CO2(g) ขน้ั ท่ี 1 หาสารก�ำ หนดปรมิ าณ มวลของ CaCO3 = 0.500 mol HCl × 1 m o l C a C O 3 × 100.09 g CaCO3 2 mol HCl 1 mol CaCO3 = 25.0 g CaCO3 นน่ั คอื เมอ่ื ใช้ HCl 0.500 โมล จะตอ้ งใช้ CaCO3 25.0 กรมั ซง่ึ มี CaCO3 50.0 กรมั ดงั นน้ั HCl เปน็ สารก�ำ หนดปรมิ าณ ขน้ั ท่ี 2 หาปรมิ าตรของ CO2 ท่ี STP ปรมิ าตรของ CO2 ท่ี STP = 0.500 mol HCl × 1 m o l C O 2 × 22.4 L CO2 2 mol HCl 1 mol CO2 = 5.60 L CO2 ดงั นน้ั เกดิ แกส๊ คารบ์ อนไดออกไซด์ 5.60 ลติ ร ท่ี STP 2. จากปฏกิ ริ ยิ าเคม ี 2H2S(g) + SO2(g) 3S(s) + 2H2O(l) ถา้ ผสมแกส๊ ไฮโดรเจนซลั ไฟดแ์ ละแกส๊ ซลั เฟอรไ์ ดออกไซดอ์ ยา่ งละ 5.00 กรมั เมอ่ื ปฏกิ ริ ยิ าเคมี เกดิ อยา่ งสมบรู ณจ์ ะเหลอื สารใด และเหลอื อยกู่ ก่ี รมั สถาบันส่งเสรมิ การสอนวิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี

เคมี เล่ม 2 บทท่ี 6 | ปรมิ าณสมั พนั ธ์ 163 ขน้ั ท่ี 1 หาสารก�ำ หนดปรมิ าณ มวลของ H2S = 5.00 g SO2 × 1 mol SO2 × 2 mol H2S × 34.08 g H2S 64.06 g SO2 1 mol SO2 1 mol H2S = 5.32 g H2S นน่ั คอื เมอ่ื ใช้ SO2 5.00 กรมั จะตอ้ งใช้ H2S 5.32 กรมั แตม่ ี H2S 5.00 กรมั เแสดง วา่ H2S เปน็ สารก�ำ หนดปรมิ าณ ขน้ั ท่ี 2 หามวลของ SO2 มวลของ SO2 = 5.00 g H2S × 1 m o l H 2 S × 1 m o l S O 2 × 64.06 g SO2 34.08 g H2S 2 mol H2S 1 mol SO2 = 4.70 g SO2 นน่ั คอื เมอ่ื ใช้ H2S 5.00 กรมั จะตอ้ งใช้ SO2 4.70 กรมั ดงั นน้ั เหลอื แกส๊ ซลั เฟอรไ์ ด- ออกไซด์ 5.00 g – 4.70 g = 0.30 g 3. ถา้ น�ำ แกส๊ ไฮโดรเจน 30.0 ลติ ร มาท�ำ ปฏกิ ริ ยิ ากบั แกส๊ ไนโตรเจน 20.0 ลติ ร จะเกดิ แกส๊ แอมโมเนยี (NH3) มากทส่ี ดุ กโ่ี มล ท่ี STP เขยี นและดลุ สมการเคมี 3H2(g) + N2(g) 2NH3(g) ขน้ั ท่ี 1 หาสารก�ำ หนดปรมิ าณ ปรมิ าตรของ N2 = 30.0 L H2 × 1 L N2 3 L H2 = 10.0 L N2 นน่ั คอื ถา้ ใช้ H2 30.0 ลติ ร จะตอ้ งใช้ N2 10.0 ลติ ร และมี N2 20.0 ลติ ร ดงั นน้ั H2เปน็ สารก�ำ หนดปรมิ าณ สถาบันสง่ เสรมิ การสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

บทที่ 6 | ปริมาณสัมพนั ธ์ เคมี เลม่ 2 164 ขน้ั ท่ี 2 หาโมลของ NH3 ท่ี STP โมลของ NH3 ท่ี STP = 30.0 L H2 × 2 L NH3 × 1 mol NH3 3 L H2 22.4 L NH3 = 0.893 mol NH3 ดงั นน้ั เกดิ แอมโมเนยี 0.893 โมล ท่ี STP 4. ผสมสารละลายกรดเกลอื เขม้ ขน้ 1.50 โมลตอ่ ลติ ร ปรมิ าตร 25.0 มลิ ลลิ ติ ร กบั สารละลาย โซเดยี มไฮดรอกไซดเ์ ขม้ ขน้ 0.800 โมลตอ่ ลติ ร ปรมิ าตร 40.0 มลิ ลลิ ติ ร ปฏกิ ริ ยิ าทเ่ี กดิ ขน้ึ เขยี นแสดงไดด้ งั น้ี HCl(aq) + NaOH(aq) NaCl(aq) + H2O(l) จงตอบค�ำ ถามตอ่ ไปน้ี 4.1 สารใดเปน็ สารก�ำ หนดปรมิ าณ ขน้ั ท่ี 1 หาโมลของสารกอ่ นท�ำ ปฏกิ ริ ยิ า โมลของ HCl กอ่ นท�ำ ปฏกิ ริ ยิ า = 1.50 mol HCl × 25.0 mL soln 1000 mL soln = 0.0375 mol HCl โมลของ NaOH กอ่ นท�ำ ปฏกิ ริ ยิ า = 0.800 mol NaOH × 40.0 mL soln 1000 mL soln = 0.0320 mol NaOH ขน้ั ท่ี 2 หาสารก�ำ หนดปรมิ าณ โมลของ NaOH = 0.0375 mol HCl × 1 mol NaOH 1 mol HCl = 0.0375 mol NaOH นน่ั คอื เมอ่ื ใช้ HCl 0.0375 โมล จะตอ้ งใช้ NaOH 0.0375 โมล แตม่ ี NaOH 0.0320 โมล ดงั นน้ั NaOH เปน็ สารก�ำ หนดปรมิ าณ สถาบนั สง่ เสริมการสอนวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี

เคมี เลม่ 2 บทที่ 6 | ปริมาณสัมพนั ธ์ 165 4.2 เมอ่ื ปฏกิ ริ ยิ าสน้ิ สดุ จะไดส้ ารละลายโซเดยี มคลอไรดก์ โ่ี มลตอ่ ลติ ร ปรมิ าตรของสารละลายหลงั ผสมกนั = 25.0 mL + 40.0 mL = 65.0 mL ความเขม้ ขน้ ของสารละลาย NaCl = 0.0320 mol NaOH × 1 1 m m o o l l N N a a O C H l × 6 5 .0 m 1 L s o l n × 10010LmsLolsnoln = 0.492 mol NaCl/L soln ดงั นน้ั สารละลายเกลอื แกงมคี วามเขม้ ขน้ 0.492 โมลตอ่ ลติ ร 4.3 เมอ่ื ทดสอบสารละลายหลงั สน้ิ สดุ ปฏกิ ริ ยิ ากบั กระดาษลติ มสั สแี ดงและน�ำ้ เงนิ มกี าร เปลย่ี นแปลงหรอื ไม่ อยา่ งไร จากขอ้ 4.1 สารก�ำ หนดปรมิ าณคอื NaOH แสดงวา่ เหลอื HCl ซง่ึ มสี มบตั เิ ปน็ กรด ดงั นน้ั เมอ่ื ทดสอบดว้ ยกระดาษลติ มสั สแี ดงจะไมเ่ ปลย่ี นสี แตจ่ ะเปลย่ี นสกี ระดาษ ลติ มสั สนี �ำ้ เงนิ เปน็ แดง แบบฝกึ หัด 6.6 เพม่ิ เตมิ 1. เมอ่ื น�ำ ผงอะลมู เิ นยี มจ�ำ นวน 0.150 กรมั ท�ำ ปฏกิ ริ ยิ ากบั แกส๊ คลอรนี จ�ำ นวน 1.00 กรมั จะ มอี ะลมู เิ นยี มคลอไรดซ์ ง่ึ เปน็ ของแขง็ เกดิ ขน้ึ กก่ี รมั เขยี นและดลุ สมการเคมี 2Al(s) + 3Cl2(g) 2AlCl3(s) ขน้ั ท่ี 1 หาสารก�ำ หนดปรมิ าณ มวลของ Al = 1.00 g Cl2 × 1 mol Cl2 × 2 mol Al 26.98 g Al 70.90 g Cl2 × 1 mol Al 3 mol Cl2 = 0.254 g Al นน่ั คอื ถา้ ใช้ Cl2 1.00 กรมั จะตอ้ งใช้ Al 0.254 กรมั แตม่ ี Al เพยี ง 0.150 กรมั ดงั นน้ั Al เปน็ สารก�ำ หนดปรมิ าณ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

บทท่ี 6 | ปริมาณสมั พันธ์ เคมี เลม่ 2 166 ขน้ั ท่ี 2 หามวลของ AlCl3 มวลของ AlCl3 = 0.150 g Al × 1 m o l A l × 2 m o l A l C l 3 × 133.33 g AlCl3 26.98 g Al 2 mol Al 1 mol AlCl3 = 0.741 g AlCl3 ดงั นน้ั เกดิ อะลมู เิ นยี มคลอไรด์ 0.741 กรมั 2. การผลิตไฮโดรเจนไซยาไนด์ (HCN) ในอุตสาหกรรม จะใช้แก๊สแอมโมเนีย (NH3) แก๊ส ออกซเิ จน (O2) และแกส๊ มเี ทน (CH4) เปน็ สารตง้ั ตน้ เกดิ ปฏกิ ริ ยิ าเคมดี งั น้ี (สมการเคมยี งั ไมด่ ลุ ) NH3(g) + O2(g) + CH4(g) HCN(g) + H2O(g) ถ้าใช้แก๊สแอมโมเนีย แก๊สออกซิเจน และแก๊สมีเทน อย่างละ 5.00 × 103 กิโลกรัม ทำ� ปฏกิ ริ ยิ ากนั อยา่ งสมบรู ณ์ จะเกดิ ไฮโดรเจนไซยาไนดก์ ก่ี โิ ลกรมั และเกดิ ไอน�ำ้ กล่ี ติ ร (ก�ำ หนดให้ ความหนาแนน่ ของไอน�ำ้ เทา่ กบั 0.804 กรมั ตอ่ ลติ ร) เขยี นและดลุ สมการเคมี 2NH3(g) + 3O2(g) + 2CH4(g) 2HCN(g) + 6H2O(g) ขน้ั ท่ี 1 หาสารก�ำ หนดปรมิ าณ มวลของ NH3 = 5.00 × 103 × 103 g O2 × 1 mol O2 × 2 mol NH3 × 17.04 g NH3 32.00 g O2 3 mol O2 1 mol NH3 = 1.78 × 106 g NH3 หรอื 1.78 × 103 kg NH3 นน่ั คอื ถา้ ใช้ O2 5.00 × 103 กโิ ลกรมั จะตอ้ งใช้ NH3 1.78 × 103 กโิ ลกรมั แตม่ ี NH3 5.00 × 103 กโิ ลกรมั แสดงวา่ แกส๊ แอมโมเนยี เหลอื สว่ นแกส๊ ออกซเิ จนหมด สถาบันสง่ เสริมการสอนวิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี

เคมี เลม่ 2 บทท่ี 6 | ปรมิ าณสัมพนั ธ์ 167 มวลของ CH4 1 mol O2 × 2 mol CH4 × 16.05 g CH4 32.00 g O2 3 mol O2 1 mol CH4 = 5.00 × 103 × 103 g O2 × = 1.67 × 106 g CH4 หรอื 1.67 × 103 kg CH4 นน่ั คอื ถา้ ใช้ O2 5.00 × 103 กโิ ลกรมั จะตอ้ งใช้ CH4 1.67 × 103 กโิ ลกรมั แตม่ ี CH4 5.00 × 103 kg แสดงวา่ แกส๊ มเี ทนเหลอื สว่ นแกส๊ ออกซเิ จนหมด ดงั นน้ั แกส๊ ออกซเิ จนเปน็ สารก�ำ หนดปรมิ าณ ขน้ั ท่ี 2 หามวลของ HCN และปรมิ าตรของ H2O มวลของ HCN = 5.00 × 103 × 103 g O2 × 1 mol O2 2 mol HCN 27.03 g HCN 32.00 g O2 ×× 3 mol O2 1 mol HCN = 2.82 × 106 g HCN หรอื 2.82 × 103 kg HCN ดงั นน้ั เกดิ ไฮโดรเจนไซยาไนด์ 2.82 × 103 กโิ ลกรมั ปรมิ าตรของ H2O = 5.00 × 103 × 103 g O2 × 1 mol O2 × 6 mol H2O × 18.2 g H2O 32.00 g O2 3 mol O2 1 mol H2O × 1 L H2O 0.804 g H2O = 7.00 × 106 L H2O ดงั นน้ั เกดิ ไอน�ำ้ 7.00 × 106 ลติ ร สถาบนั ส่งเสริมการสอนวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี

บทที่ 6 | ปรมิ าณสัมพนั ธ์ เคมี เล่ม 2 168 แบบฝกึ หดั 6.7 1. แกส๊ แอมโมเนยี ท�ำ ปฏกิ ริ ยิ าเคมกี บั แกส๊ ไฮโดรเจนคลอไรด์ ไดแ้ อมโมเนยี มคลอไรด์ ซง่ึ เปน็ ของแขง็ สขี าว ถา้ ใชแ้ อมโมเนยี 0.200 กรมั จงค�ำ นวณ 1.1. มวลของแอมโมเนยี มคลอไรดท์ เ่ี กดิ ขน้ึ เขยี นและดลุ สมการเคมี NH3(g) + HCl(g) NH4Cl(s) มวลของ NH4Cl = 0.200 g NH3 × 1 mol NH3 × 1 mol NH4Cl × 53.50 g NH4Cl 17.04 g NH3 1 mol NH3 1 mol NH4Cl = 0.628 g NH4Cl ดงั นน้ั มแี อมโมเนยี มคลอไรดเ์ กดิ ขน้ึ 0.628 กรมั 1.2 ผลไดร้ อ้ ยละของปฏกิ ริ ยิ าเคมี ถา้ มแี อมโมเนยี มคลอไรดเ์ กดิ ขน้ึ 0.20 กรมั ผลไดร้ อ้ ยละ = 0.20 g × 100 0.628 g = 32 ดงั นน้ั ปฏกิ ริ ยิ านม้ี ผี ลไดร้ อ้ ยละเทา่ กบั 32 2. ไนโตรเบนซนี (C6H5NO2) เปน็ สารทใ่ี ชม้ ากในอตุ สาหกรรมการท�ำ สี เตรยี มไดจ้ ากปฏกิ ริ ยิ าเคมี ระหวา่ งเบนซนี (C6H6) กบั กรดไนทรกิ (HNO3) ดงั สมการเคมตี อ่ ไปน้ี C6H6(l) + HNO3(aq) C6H5NO2(l) + H2O(l) ถา้ ใชเ้ บนซนี 20.30 กรมั ท�ำ ปฏกิ ริ ยิ าเคมกี บั กรดไนทรกิ มากเกนิ พอ จะเกดิ ไนโตรเบนซนี กก่ี รมั และถา้ ไดไ้ นโตรเบนซนี เพยี ง 28.7 กรมั ผลผลติ ทไ่ี ดค้ ดิ เปน็ รอ้ ยละเทา่ ใด ขน้ั ท่ี 1 หามวลของ C6H5NO2 มวลของ C6H5NO2 = 20.30 g C6H6 × 1 mol C6H6 × 1 mol C6H5NO2 × 123.12 g C6H5NO2 78.12 g C6H6 1 mol C6H6 1 mol C6H5NO2 สถาบันส่งเสรมิ การสอนวทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี

เคมี เลม่ 2 บทท่ี 6 | ปริมาณสมั พนั ธ์ 169 = 31.99 g C6H5NO2 ดงั นน้ั มไี นโตรเบนซนี เกดิ ขน้ึ 31.99 กรมั ขน้ั ท่ี 2 หาผลไดร้ อ้ ยละ ผลไดร้ อ้ ยละ = 28 .7 g × 100 31.99 g = 89.7 ดงั นน้ั ปฏกิ ริ ยิ านม้ี ผี ลไดร้ อ้ ยละเทา่ กบั 89.7 3. น�ำ้ มนั ระก�ำ (methyl salicylate) เตรยี มไดจ้ ากปฏกิ ริ ยิ าตอ่ ไปน้ี C7H6O3(s) + CH4O(l) C8H8O3(l) + H2O(l) กรดซาลซิ ลิ กิ เมทานอล น�ำ้ มนั ระก�ำ จากการทดลองพบวา่ เมอ่ื ใชก้ รดซาลซิ ลิ กิ 15.0 กรมั ท�ำ ปฏกิ ริ ยิ าเคมกี บั เมทานอล 11.20 กรมั จะไดน้ �ำ้ มนั ระก�ำ 12.4 กรมั จงหาผลไดร้ อ้ ยละจากการทดลองน้ี ขน้ั ท่ี 1 หาสารก�ำ หนดปรมิ าณ มวลของ CH4O = 15.0 g C7H6O3 × 1 mol C7H6O3 × 1 mol CH4O × 32.05 g CH4O 138.13 g C7H6O3 1 mol C7H6O3 1 mol CH4O = 3.48 g CH4O นน่ั คอื ถา้ ใชก้ รดซาลซิ ลิ กิ 15.0 กรมั ตอ้ งใชเ้ มทานอล 3.48 กรมั และมเี มทานอล 11.20 กรมั ดงั นน้ั กรดซาลซิ ลิ กิ เปน็ สารก�ำ หนดปรมิ าณ ขน้ั ท่ี 2 หามวลของ C8H8O3 มวลของ C8H8O3 = 15.0 g C7H6O3 × 1 mol C7H6O3 × 1 mol C8H8O3 × 152.16 g C8H8O3 138.13 g C7H6O3 1 mol C7H6O3 1 mol C8H8O3 = 16.5 g C8H8O3 สถาบนั ส่งเสรมิ การสอนวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี

บทที่ 6 | ปรมิ าณสมั พนั ธ์ เคมี เลม่ 2 170 ดงั นน้ั มนี �ำ้ มนั ระก�ำ เกดิ ขน้ึ 16.5 กรมั ขน้ั ท่ี 3 หาผลไดร้ อ้ ยละ ผลไดร้ อ้ ยละ = 12.4 g × 100 = 75.2 16.5 g ดงั นน้ั ปฏกิ ริ ยิ านม้ี ผี ลไดร้ อ้ ยละเทา่ กบั 75.2 แบบฝึกหดั เฉลยแบบฝึกหัด แบบฝกึ หัดทา้ ยบท แบบทดสอบ เฉลยแบบทดสอบ 1. ดลุ สมการตอ่ ไปน้ี 1.1 PCl3(l) + H2O(l) H3PO3(aq) + HCl(aq) PCl3(l) + 3H2O(l) H3PO3(aq) + 3HCl(aq) 1.2 FeS(s) + HCl(aq) FeCl2(aq) + H2S(g) FeS(s) + 2HCl(aq) FeCl2(aq) + H2S(g) 1.3 CH3OH(l) + O2(g) CO2(g) + H2O(g) 2CH3OH(l) + 3O2(g) 2CO2(g) + 4H2O(g) 1.4 Al(s) + O2(g) Al2O3(s) 4Al(s) + 3O2(g) 2Al2O3(s) 1.5 KNO3(s) KNO2(s) + O2(g) 2KNO3(s) 2KNO2(s) + O2(g) 1.6 AlCl3(aq) + NaOH(aq) Al(OH)3(s) + NaCl(aq) AlCl3(aq) + 3NaOH(aq) Al(OH)3(s) + 3NaCl(aq) 1.7 Na3PO4(aq) + CaCl2(aq) NaCl(aq) + Ca3(PO4)2(s) 2Na3PO4(aq) + 3CaCl2(aq) 6NaCl(aq) + Ca3(PO4)2(s) 1.8 Fe(s) + H2O(g) H2(g) + Fe3O4(s) 3Fe(s) + 4H2O(g) 4H2(g) + Fe3O4(s) สถาบนั สง่ เสรมิ การสอนวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี

เคมี เล่ม 2 บทที่ 6 | ปริมาณสัมพันธ์ 171 1.9 Cu(NO3)2(aq) + NH3(aq) + H2O(l) Cu(OH)2(s) + NH4NO3(aq) Cu(NO3)2(aq) + 2NH3(aq) + 2H2O(l) Cu(OH)2(s) + 2NH4NO3(aq) 1.10 NaCl(s) + SO2(g) + H2O(g) + O2(g) 4NaCl(s) + 2SO2(g) + 2H2O(g) + O2(g) Na2SO4(s) + HCl(g) 2Na2SO4(s) + 4HCl(g) 2. เขยี นสมการเคมี พรอ้ มทง้ั ดลุ สมการของปฏกิ ริ ยิ าเคมจี ากขอ้ ความตอ่ ไปน้ี 2.1 เม่ือเติมเกล็ดโซเดียมไฮดรอกไซด์ลงในสารละลายกรดซัลฟิวริก จะได้สารละลาย โซเดยี มซลั เฟตและน�ำ้ 2NaOH(s) + H2SO4(aq) Na2SO4(aq) + 2H2O(l) 2.2 เม่ือใส่แผ่นสังกะสีลงในสารละลายคอปเปอร์(II)ซัลเฟต พบว่ามีผงทองแดงเกาะท่ี แผน่ สงั กะสี และมซี งิ คซ์ ลั เฟตซง่ึ ละลายน�ำ้ ไดเ้ กดิ ขน้ึ Zn(s) + CuSO4(aq) Cu(s) + ZnSO4(aq) 2.3 เม่อื แยกนำ�้ ด้วยกระแสไฟฟ้าโดยใช้สารละลายกรดซัลฟิวริกเป็นตัวเร่งปฏิกิริยา จะ ไดแ้ กส๊ ไฮโดรเจนและแกส๊ ออกซเิ จน 2H2O(l) H2SO4 2H2(g) + O2(g) 2.4 เม่ือนำ�แก๊สอีทีน (C2H4) มาทำ�ปฏิกิริยาเคมีกับแก๊สไฮโดรเจน โดยมีนิกเกิลเป็น ตวั เรง่ ปฏกิ ริ ยิ า จะไดแ้ กส๊ อเี ทน (C2H6) เปน็ ผลติ ภณั ฑ์ C2H4(g) + H2(g) Ni C2H6(g) 2.5 เม่ือผ่านแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ลงในสารละลายแคลเซียมไฮดรอกไซด์ พบว่า สารละลายขนุ่ เนอ่ื งจากมตี ะกอนของแคลเซยี มคารบ์ อเนตและน�ำ้ เกดิ ขน้ึ CO2(g) + Ca(OH)2(aq) CaCO3(s) + H2O(l) 3. จากสมการเคมี ตอ่ ไปน้ี A+B C เมอ่ื ท�ำ การทดลองโดยน�ำ สาร A ท�ำ ปฏกิ ริ ยิ ากบั สาร B ผลดงั ตารางตอ่ ไปน้ี สถาบนั สง่ เสริมการสอนวทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี

บทที่ 6 | ปริมาณสมั พันธ์ เคมี เล่ม 2 172 ครง้ั ท่ี มวลของสาร A (g) มวลของสาร B (g) มวลของสาร C (g) 1 2 10 4 2 4 8 8 3 6 6 12 4 8 8 5 10 4 4 2 ถา้ ใชส้ าร A จ�ำ นวน 15 กรมั ท�ำ ปฏกิ ริ ยิ ากบั สาร B จ�ำ นวน 20 กรมั จะเกดิ สาร C กก่ี รมั หาอตั ราสว่ นโดยมวลของสารในปฏกิ ริ ยิ าเคมขี องในแตล่ ะการทดลอง ไดผ้ ลดงั น้ี ครง้ั ที่ อตั ราสว่ นโดยมวลของ A : B : C 1 1:5:2 2 1:2:2 3 1:1:2 4 2:1:2 5 5:1:2 จากการทดลองครง้ั ท่ี 1 – 3 แสดงวา่ อตั ราสว่ นโดยมวลของ A : C = 1 : 2 จากการทดลองครง้ั ท่ี 3 – 5 แสดงวา่ อตั ราสว่ นโดยมวลของ B : C = 1 : 2 แสดงวา่ อตั ราสว่ นโดยมวลของ A : B : C = 1 : 1 : 2 ดงั นน้ั ถา้ ใชส้ าร A จ�ำ นวน 15 กรมั ท�ำ ปฏกิ ริ ยิ ากบั สาร B จ�ำ นวน 20 กรมั จะมสี าร B เหลอื 5 กรมั และมสี าร C เกดิ ขน้ึ 30 กรมั 4. จากปฏกิ ริ ยิ าตอ่ ไปน้ี 4FeS2(s) + 11O2(g) 2Fe2O3(s) + 8SO2(g) จะตอ้ งใชแ้ กส๊ ออกซเิ จนกล่ี ติ ร ท่ี STP จงึ จะท�ำ ปฏกิ ริ ยิ าพอดกี บั ไอรอ์ อน(IV) ซลั ไฟด์ 0.500 กโิ ลกรมั และจะเกดิ ไอรอ์ อน(III)ออกไซดก์ ก่ี โิ ลกรมั สถาบันสง่ เสริมการสอนวทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี

เคมี เล่ม 2 บทท่ี 6 | ปรมิ าณสัมพนั ธ์ 173 ค�ำ นวณปรมิ าตรของ O2 ทจ่ี ะตอ้ งใช้ ท่ี STP ปรมิ าตรของ O2 ท่ี STP = 0.500 × 103 g FeS2 × 1 mol FeS2 × 11 mol O2 × 22.4 L O2 119.97 g FeS2 4 mol FeS2 1 mol O2 = 257 L O2 ดงั นน้ั ตอ้ งใชแ้ กส๊ ออกซเิ จน 257 ลติ ร ท่ี STP ค�ำ นวณมวลของ Fe2O3 ทเ่ี กดิ ขน้ึ มวลของ Fe2O3 1 mol FeS2 × 2 mol Fe2O3 × 159.70 g Fe2O3 119.97 g FeS2 = 0.500 × 103 g FeS2 × 4 mol FeS2 1 mol Fe2O3 × 1 kg Fe2O3 1000 g Fe2O3 = 0.333 kg Fe2O3 ดงั นน้ั มไี อรอ์ อน(III)ออกไซดเ์ กดิ ขน้ึ 0.333 กโิ ลกรมั 5. ค�ำ นวณปรมิ าตรของสารละลายกรดซลั ฟวิ รกิ (H2SO4) เขม้ ขน้ 0.50 โมลตอ่ ลติ ร ทต่ี อ้ งใช้ ในการทำ�ปฏิกิริยาพอดีกับโซเดียมคาร์บอเนต 4.235 กรัม ได้ผลิตภัณฑ์เป็นสารละลาย โซเดยี มซลั เฟต น�ำ้ และแกส๊ คารบ์ อนไดออกไซด์ เขยี นและดลุ สมการเคมี H2SO4(aq) + Na2CO3(s) Na2SO4(aq) + H2O(l) + CO2(g) ปรมิ าตรของ H2SO4 = 4.235 g Na2CO3 × 1 m ol Na2CO3 × 1 mol H2SO4 × 1000 mL H2SO4 soln 105.99 g Na2CO3 1 mol Na2CO3 0.50 mol H2SO4 = 80 mL H2SO4 soln ดงั นน้ั ตอ้ งใชส้ ารละลายกรดซลั ฟวิ รกิ เขม้ ขน้ 0.50 โมลตอ่ ลติ ร ปรมิ าตร 80 มลิ ลลิ ติ ร สถาบนั ส่งเสริมการสอนวทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี

บทท่ี 6 | ปริมาณสัมพันธ์ เคมี เล่ม 2 174 6. แกส๊ แอมโมเนยี ท�ำ ปฏกิ ริ ยิ าเคมกี บั แกส๊ ออกซเิ จนไดไ้ อน�ำ้ และแกส๊ ไนโตรเจนมอนอกไซด์ ในอตั ราสว่ น 4 : 5 : 6 : 4 โดยปรมิ าตร ถา้ ใชแ้ กส๊ แอมโมเนยี 500 ลติ ร ท�ำ ปฏกิ ริ ยิ าพอดี กบั แกส๊ ออกซเิ จนทอ่ี ณุ หภมู แิ ละความดนั เดยี วกนั จะเกดิ ไอน�ำ้ กล่ี ติ ร ท่ี STP ปรมิ าตรของ H2O = 500 L NH3 × 6 L H2O 4 L NH3 = 750 L H2O ดงั นน้ั เกดิ ไอน�ำ้ 750 ลติ ร 7. เมอ่ื น�ำ แกส๊ ชนดิ หนง่ึ ซง่ึ เปน็ ออกไซดข์ องไนโตรเจนปรมิ าตร 100 มลิ ลลิ ติ ร ไปท�ำ ใหส้ ลายตวั จนหมด จะได้แก๊สไนโตรเจน 100 มิลลิลิตร และแก๊สออกซิเจน 50 มิลลิลิตร โดยวัดท่ี STP จงหาสตู รโมเลกลุ ของออกไซดน์ ้ี ก�ำ หนดใหอ้ อกไซดข์ องไนโตรเจนมสี ตู รโมเลกลุ NxOy เขยี นสมการเคมไี ดด้ งั น้ี NxOy (g) N2(g) + O2(g) ปรมิ าตรของแกส๊ (mL) 100 100 50 100 100 50 หาอตั ราสว่ นอยา่ งต�ำ่ 5 0 = 2.0 50 = 2.0 5 0 = 1.0 อตั ราสว่ นโดยปรมิ าตรเทา่ กบั อตั ราสว่ นโดยโมล จงึ เขยี นสมการเคมไี ดด้ งั น้ี 2NxOy(g) 2N2(g) + O2(g) เมอ่ื พจิ ารณาจ�ำ นวนอะตอมของไนโตรเจน จ�ำ นวนอะตอมของ N ในสารตง้ั ตน้ = จ�ำ นวนอะตอมของ N ในผลติ ภณั ฑ์ 2x = 4 x = 2 เมอ่ื พจิ ารณาจ�ำ นวนอะตอมของออกซเิ จน จ�ำ นวนอะตอมของ O ในสารตง้ั ตน้ = จ�ำ นวนอะตอมของ O ในผลติ ภณั ฑ์ 2y = 2 y = 1 ดงั นน้ั สตู รโมเลกลุ ของแกส๊ ชนดิ น้ี คอื N2O สถาบนั สง่ เสริมการสอนวิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี

เคมี เล่ม 2 บทที่ 6 | ปริมาณสมั พันธ์ 175 8. เขยี นและดลุ สมการเคมที อ่ี ยใู่ นชอ่ งวา่ ง HI(g) + HBr(g) 8.1 ปฏกิ ริ ยิ า (1) H2(g) + IBr(g) HBr(g) + I2(g) ปฏกิ ริ ยิ า (2) HI(g) + IBr(g) 2HBr(g) + I2(g) ปฏกิ ริ ยิ ารวม H2(g) + 2IBr(g) 8.2 ปฏกิ ริ ยิ า (3) 2H2S(g) + 3O2(g) 2SO2(g) + 2H2O(g) ปฏกิ ริ ยิ า (4) SO2(g) + Cl2(g) SO2Cl2(g) ปฏกิ ริ ยิ ารวม 2H2S(g) + 3O2(g) + 2Cl2(g) 2SO2Cl2(g) + 2H2O(g) ............................................................................. ..... 8.3 ปฏกิ ริ ยิ า (5) 2CH4(g) C2H2(g) + 3H2(g) ปฏกิ ริ ยิ า (6) C2H2(g) + H2O(g) CH3CHO(g) ปฏกิ ริ ยิ ารวม .2...C....H..4..(.g...)...+.....H....2..O.(..g...)...........................C....H.. 3.C....H....O....(..g...). +....3...H... 2(g) 8.4 ปฏกิ ริ ยิ า (7) C(s) + 2H2(g) CH4(g) ปฏกิ ริ ยิ า (8) CH4(g) + NH3(g) HCN(g) + 3H2(g) ปฏกิ ริ ยิ ารวม .C....(.s...)..+..N....H....3..(..g..)................ ... ..H.....C...N.....(.g...) +....H2(g) 8.5 ปฏกิ ริ ยิ า (9) 2NO(g) N2O2(g) ปฏกิ ริ ยิ า (10) N2O2(g) + H2(g) N2O(g) + H2O(g) ปฏกิ ริ ยิ า (11) N2O(g) + H2(g) N2(g) + H2O(g) ปฏกิ ริ ยิ ารวม ...2...N.. O..(..g...)...+....2....H. 2.(.g...)............................N....2..(.g...)...+.....2...H....2..O(..g..). .... ................... ..................................... .............. .......... สถาบันส่งเสรมิ การสอนวิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี

บทที่ 6 | ปริมาณสมั พนั ธ์ เคมี เล่ม 2 176 9. ในการเผาไหม้ถ่านหินจะมีแก๊สซัลเฟอร์ไดออกไซด์เกิดข้นึ ซ่งึ สามารถกำ�จัดได้โดยทำ�ให้ แกส๊ ซลั เฟอรไ์ ดออกไซดก์ ลายเปน็ สารละลายกรดซลั ฟวิ รกิ ถา้ มสี ารละลายกรดซลั ฟวิ รกิ เกดิ ขน้ึ 100 ตนั จะมแี กส๊ ซลั เฟอรไ์ ดออกไซดเ์ กดิ ขน้ึ จากการเผาไหมเ้ ปน็ ปรมิ าตรเทา่ ใดท่ี STP ปฏกิ ริ ยิ าทเ่ี กดิ ขน้ึ เขยี นสมการไดด้ งั น้ี 2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g) .....(1) SO3(g) + H2O(l) H2SO4(aq) .....(2) รวมสมการเคมี (2) × 2 ; 2SO3(g) + 2H2O(l) 2H2SO4(aq) .....(3) (1) + (3) ; 2SO2(g) + O2(g) + 2H2O(l) 2H2SO4(aq) ปรมิ าตรของ SO2 ท่ี STP = 100 × 106 g H2SO4 × 918 .m0 8o lgHH2S2SOO44 × 2 mol SO2 × 22.4 L SO2 2 mol H2SO4 1 mol SO2 = 2.28 × 107 L SO2 ดงั นน้ั มแี กส๊ ซลั เฟอรไ์ ดออกไซดเ์ กดิ ขน้ึ 2.28 × 107 ลติ ร ท่ี STP 10. ฟรอี อน–12 (CCl2F2) เคยเปน็ สารทใ่ี ชท้ �ำ ความเยน็ ในตเู้ ยน็ เตรยี มไดจ้ ากปฏกิ ริ ยิ าเคมี ตอ่ ไปน้ี 3CCl4(l) + 2SbF3(l) 3CCl2F2(l) + 2SbCl2(s) + Cl2(g) ถ้าในปฏิกิริยาเคมีใช้คาร์บอนเตตระคลอไรด์ 150.0 กรัม กับแอนติโมนีไตรฟลูออไรด์ 100.0 กรมั 10.1 สารใดเหลอื และเหลอื กก่ี รมั ขน้ั ท่ี 1 หาสารก�ำ หนดปรมิ าณ จากสมการเคมแี ละมวลตอ่ โมลของสาร ค�ำ นวณมวลของ CCl4 ทท่ี �ำ ปฏกิ ริ ยิ า พอดกี บั SbF3 100.0 g ไดด้ งั น้ี มวลของ CCl4 = 100.0 g SbF3 × 1 mol SbF3 × 3 mol CCl4 × 153.81 g CCl4 178.76 g SbF3 2 mol SbF3 1 mol CCl4 สถาบันสง่ เสริมการสอนวิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี

เคมี เล่ม 2 บทท่ี 6 | ปรมิ าณสัมพนั ธ์ 177 = 129.1 g CCl4 นน่ั คอื ถา้ ใช้ SbF3 100.0 กรมั จะตอ้ งใช้ CCl4 129.1 กรมั แตม่ ี CCl4 150.0 กรมั แสดงวา่ SbF3 เปน็ สารก�ำ หนดปรมิ าณ และ CCl4 ท�ำ ปฏกิ ริ ยิ าไมห่ มด ขน้ั ท่ี 2 หาสารทเ่ี หลอื ดงั นน้ั มคี ารบ์ อนเตตระคลอไรดเ์ หลอื = 150.0 g – 129.1 g = 20.9 g 10.2 ฟรอี อน-12 ทเ่ี กดิ ขน้ึ มมี วลกก่ี รมั ค�ำ นวณมวลของ CCl2F2 จาก SbF3 100.0 g ไดด้ งั น้ี มวลของ CCl2F2 = 100.0 g SbF3 × 1 mol SbF3 × 3 mol CCl2F2 × 120.91 g CCl2F2 178.76 g SbF3 2 mol SbF3 1 mol CCl2F2 = 101.5 g CCl2F2 ดงั นน้ั มฟี รอี อน-12 เกดิ ขน้ึ 101.5 กรมั 11. จากปฏกิ ริ ยิ าเคมี PCl3(g) + Cl2(g) PCl5(g) เมอ่ื ใชฟ้ อสฟอรสั ไตรคลอไรด์ 57.0 กรมั ท�ำ ปฏกิ ริ ยิ ากบั แกส๊ คลอรนี ทม่ี ากเกนิ พอ พบวา่ มีผลได้ร้อยละของฟอสฟอรัสเพนตะคลอไรด์เท่ากับ 84.0 ฟอสฟอรัสเพนตะคลอไรด์ท่ี เกดิ ขน้ึ มมี วลกก่ี รมั ขน้ั ท่ี 1 หามวลของ PCl5 ตามทฤษฎี มวลของ PCl5 ตามทฤษฎี = 57.0 g PCl3 × 1 mol PCl3 × 1 mol PCl5 × 208.22 g PCl5 137.32 g PCl3 1 mol PCl3 1 mol PCl5 = 86.4 g PCl5 ดงั นน้ั มวลของ PCl5 ตามทฤษฎเี ทา่ กบั 86.4 กรมั ขน้ั ท่ี 2 หามวลของ PCl5 ทเ่ี กดิ ขน้ึ ผลไดร้ อ้ ยละ = ผล ไดจ้ ร งิ × 100 ผลไดต้ ามทฤษฎี สถาบนั ส่งเสริมการสอนวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี

บทที่ 6 | ปริมาณสัมพันธ์ เคมี เล่ม 2 178 ผลไดจ้ รงิ 84.0 = × 100 86.4 g ผลไดจ้ รงิ = 72.6 g ดงั นน้ั มฟี อสฟอรสั เพนตะคลอไรดเ์ กดิ ขน้ึ 72.6 กรมั 12. ปฏกิ ริ ยิ าการสงั เคราะหเ์ มทลิ เบนโซเอต เปน็ ดงั สมการเคมตี อ่ ไปน้ี C7H6O2(aq) + CH4O(aq) H2SO4 C8H8O2(s) + H2O(l) กรดเบนโซอกิ เมทานอล เมทลิ เบนโซเอต เม่อื ผสมสารละลายกรดเบนโซอิกเข้มข้น 1.0 โมลต่อลิตร ปริมาตร 250 มิลลิลิตร กับ เมทานอลเขม้ ขน้ รอ้ ยละ 95 โดยปรมิ าตร (ความหนาแนน่ 0.79 กรมั ตอ่ มลิ ลลิ ติ ร) ปรมิ าตร 50 มิลลิลิตร และเติมสารละลายกรดซัลฟิวริกเข้มข้นเป็นตัวเร่งปฏิกิริยา ปริมาตร 10 มลิ ลลิ ติ ร 12.1 สารใดคอื สารก�ำ หนดปรมิ าณ จ�ำ นวนโมลของ C7H6O2 = 1.0 mol C7H6O2 × 250 mL C7H6O2 soln 1000 mL C7H6O2 soln = 0.25 mol C7H6O2 จ�ำ นวนโมลของ CH4O = 50 mL CH4O soln × 95 mL CH4O × 0.79 g CH4O × 1 mol CH4O 100 mL CH4O soln 1 mL CH4O 32.05 g CH4O = 1.2 mol CH4O จากสมการเคมี อตั ราสว่ นโดยโมลของ C7H6O2 : CH4O = 1 : 1 นน่ั คอื ถา้ ใช้ กรดเบนโซอกิ 0.25 โมล จะตอ้ งใชเ้ มทานอล 0.25 โมล จากโจทยม์ เี มทานอล 1.2 โมล ดงั นน้ั กรดเบนโซอกิ เปน็ สารก�ำ หนดปรมิ าณ สถาบนั ส่งเสรมิ การสอนวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี

เคมี เลม่ 2 บทที่ 6 | ปรมิ าณสมั พันธ์ 179 12.2 เมทลิ เบนโซเอตทส่ี งั เคราะหไ์ ดต้ ามทฤษฎมี มี วลกก่ี รมั มวลของ C8H8O2ตามทฤษฎี = 250 mL C7H6O2 soln × 101 0.00 mmoLl C7H6O2 soln × 1 mol C8H8O2 C7H6O2 1 mol C7H6O2 136.16 g C8H8O2 × 1 mol C8H8O2 = 34 g C8H8O2 ดงั นน้ั เมทลิ เบนโซเอตทส่ี งั เคราะหไ์ ดต้ ามทฤษฎมี มี วล 34 กรมั 12.3 ถา้ สงั เคราะหเ์ มทลิ เบนโซเอตได้ 28.9 กรมั ผลไดร้ อ้ ยละของปฏกิ ริ ยิ านม้ี คี า่ เทา่ ใด ผลไดร้ อ้ ยละ = ผลได จ้ รงิ × 100 ผลไดต้ ามทฤษฎี = 2384.9gg × 100 = 85 ดงั นน้ั ปฏกิ ริ ยิ านม้ี ผี ลไดร้ อ้ ยละเทา่ กบั 85 13. การเตรยี มสารสม้ (KAl(SO4)2⋅12H2O) จากกระปอ๋ งอะลมู เิ นยี มมขี น้ั ตอนดงั น้ี ขั้นที่ 1 ต้มโลหะอะลูมิเนียมกับสารละลายโพแทสเซียมไฮดรอกไซด์ ซ่ึงเกิด ปฏกิ ิรยิ าเคมีดงั น้ี 2Al(s) + 2KOH(aq) + 6H2O(l) 2KAl(OH)4(aq) + 3H2(g) ข้ันท่ี 2 เม่ือเติมสารละลายกรดซัลฟิวริกลงไปในสารละลายท่ีได้จากข้ันท่ี 1 จะมี อะลมู เิ นยี มไฮดรอกไซดซ์ ง่ึ เปน็ ตะกอนสขี าวเกดิ ขน้ึ ดงั น้ี 2KAl(OH)4(aq) + H2SO4(aq) 2Al(OH)3(s) + K2SO4(aq) + 2H2O(l) ขน้ั ท่ี 3 เมอ่ื น�ำ ตะกอนจากขอ้ 2 มาตม้ กบั สารละลายกรดซลั ฟวิ รกิ จะเกดิ ปฏกิ ริ ยิ าเคมไี ด้ สารละลายอะลมู เิ นยี มซลั เฟต ดงั น้ี 2Al(OH)3(s) + 3H2SO4(aq) Al2(SO4)3(aq) + 6H2O(l) สถาบนั สง่ เสรมิ การสอนวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี

บทที่ 6 | ปรมิ าณสมั พนั ธ์ เคมี เล่ม 2 180 ขน้ั ท่ี 4 เม่ือปล่อยให้สารละลายท่ีเตรียมไว้ให้เย็น อะลูมิเนียมซัลเฟตจะรวมตัวกับ โพแทสเซยี มซลั เฟตทเ่ี ปน็ ผลติ ภณั ฑใ์ นขน้ั ท่ี 2 เกดิ เปน็ ผลกึ ของสารสม้ ดงั น้ี Al2(SO4)3(aq) + K2SO4(aq) + 12H2O(l) 2KAl(SO4)2⋅12H2O(s) จงตอบค�ำ ถามตอ่ ไปน้ี 13.1 ถา้ ตอ้ งการเตรยี มสารสม้ 1.00 กโิ ลกรมั จะตอ้ งใชก้ ระปอ๋ งอะลมู เิ นยี ม อยา่ งนอ้ ยกก่ี รมั เมอ่ื ก�ำ หนดใหก้ ระปอ๋ งอะลมู เิ นยี มมโี ลหะอะลมู เิ นยี มรอ้ ยละ 98.0 โดยมวล ขน้ั ท่ี 1 หามวลของ Al ทต่ี อ้ งใช้ รวมสมการเคมี ตง้ั แตข่ น้ั ท่ี 1 – 4 ไดด้ งั น้ี 2Al(s) + 2KOH(aq) + 4H2SO4(aq) + 10H2O(l) 2KAl(SO4)2⋅12H2O(s) + 3H2(g) ก�ำ หนดให้ สารสม้ KAl(SO4)2⋅12H2O แทนดว้ ย A มวลของ Al 1000 g A 1 mol A 2 mol Al 26.98 g Al = 1.00 kg A × × × × 1 kg A 474.44 g A 2 mol A 1 mol Al = 56.9 g Al ดงั นน้ั ตอ้ งใชอ้ ะลมู เิ นยี ม 56.9 กรมั เพอ่ื เตรยี มสารสม้ 1.00 กโิ ลกรมั ขน้ั ท่ี 2 หามวลของกระปอ๋ งอะลมู เิ นยี ม 100 g กระปอ๋ ง มวลของกระปอ๋ งอะลมู เิ นยี ม = 56.9 g Al × 98.0 g Al = 58.1 g กระปอ๋ ง ดงั นน้ั ใชก้ ระปอ๋ งอะลมู เิ นยี ม 58.1 กรมั เพอ่ื เตรยี มสารสม้ 1.00 กโิ ลกรมั 13.2 ถา้ ใชก้ ระปอ๋ งอะลมู เิ นยี ม 1.00 กโิ ลกรมั จะเกดิ สารสม้ กก่ี รมั และถา้ มสี ารสม้ เกดิ ขน้ึ 13.8 กโิ ลกรมั ปฏกิ ริ ยิ านม้ี ผี ลไดร้ อ้ ยละเทา่ ใด ขน้ั ท่ี 1 หามวลของสารสม้ ตามทฤษฎี ก�ำ หนดให้ สารสม้ KAl(SO4)2⋅12H2O แทนดว้ ย A กระปอ๋ งอะลมู เิ นยี ม 1.00 กโิ ลกรมั = 1000 กรมั สถาบันส่งเสรมิ การสอนวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี

เคมี เลม่ 2 บทที่ 6 | ปรมิ าณสมั พนั ธ์ 181 มวลของ A = 1000 g กระปอ๋ ง × 9 8 . 0 g A l × 1 m o l A l × 2 m o l A × 100 g กระปอ๋ ง 26.98 g Al 2 mol Al 474.44 g A 1 mol A = 1.72 × 104 g A ดงั นน้ั มสี ารสม้ เกดิ ขน้ึ 1.72 × 104 กรมั ขน้ั ท่ี 2 หาผลไดร้ อ้ ยละ ถา้ มสี ารสม้ เกดิ ขน้ึ 13.8 กโิ ลกรมั หรอื 13.8 × 103 กรมั ค�ำ นวณผลไดร้ อ้ ยละของ ปฏกิ ริ ยิ าไดด้ งั น้ี 13.8 × 103 g ผลไดร้ อ้ ยละ = × 100 1.72 × 104 g = 80.2 ดงั นน้ั ผลไดร้ อ้ ยละของปฏกิ ริ ยิ าเคมนี เ้ี ทา่ กบั 80.2 13.3 ถา้ ใชก้ ระปอ๋ งอะลมู เิ นยี ม 200 กรมั ตอ้ งใชส้ ารละลายกรดซลั ฟวิ รกิ เขม้ ขน้ 10.0 โมลตอ่ ลติ ร ปรมิ าตรกล่ี ติ ร ปรมิ าตรของสารละลาย H2SO4 = 200 g กระปอ๋ ง × 9 8 . 0 g A l × 1 m o l A l × 4 mol H2SO4 100 g กระปอ๋ ง 26.98 g Al 2 mol Al × 1 L H2SO4 soln 10.0 mol H 2SO4 = 1.45 L H2SO4 soln ดงั นน้ั ใชส้ ารละลายกรดซลั ฟวิ รกิ เขม้ ขน้ 10.0 โมลตอ่ ลติ ร ปรมิ าตร 1.45 ลติ ร สถาบันสง่ เสริมการสอนวทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี

บทที่ 6 | ปริมาณสัมพันธ์ เคมี เลม่ 2 182 14. น�ำ แผน่ โลหะทองแดง 2.51 กรมั หยอ่ นลงในสารละลายกรดซลั ฟวิ รกิ เขม้ ขน้ 1.50 โมลตอ่ ลติ ร ปรมิ าตร 50.0 มลิ ลลิ ติ ร เกดิ ปฏกิ ริ ยิ าเคมดี งั สมการ Cu(s) + 2H2SO4(aq) CuSO4(aq) + SO2(g) + 2H2O(l) เม่อื ปฏิกิริยาส้นิ สุดและกำ�จัดแก๊สซัลเฟอร์ไดออกไซด์ออกแล้ว พบว่าสารละลายท่ไี ด้ทำ� ปฏกิ ริ ยิ าพอดกี บั สารละลายโซเดยี มไฮดรอกไซดเ์ ขม้ ขน้ 0.3 โมลตอ่ ลติ ร ปรมิ าตร 18.0 มลิ ลลิ ติ ร ดงั สมการเคมี H2SO4(aq) + 2NaOH(aq) Na2SO4(aq) + 2H2O(l) จงค�ำ นวณรอ้ ยละของทองแดงในแผน่ โลหะทองแดงทน่ี �ำ มาทดลอง ขน้ั ท่ี 1 หาจ�ำ นวนโมลของ H2SO4ทใ่ี ชใ้ นการท�ำ ปฏกิ ริ ยิ ากบั โลหะทองแดง จ�ำ นวนโมลของ H2SO4 ทใ่ี ชใ้ นการท�ำ ปฏกิ ริ ยิ ากบั โลหะทองแดง = จ�ำ นวนโมลของ H2SO4 เรม่ิ ตน้ - จ�ำ นวนโมลของ H2SO4 ทท่ี �ำ ปฏกิ ริ ยิ ากบั NaOH จงึ หาจ�ำ นวนโมลของ H2SO4 ตา่ ง ๆ ดงั น้ี หาจ�ำ นวนโมลของ H2SO4 เรม่ิ ตน้ จ�ำ นวนโมลของ H2SO4 เรม่ิ ตน้ = 1.50 m ol H 2 S O 4 × 50.0 mL H2SO4 soln 1000 mL H2SO4 soln = 0.0750 mol H2SO4 หาจ�ำ นวนโมลของ H2SO4 ทท่ี �ำ ปฏกิ ริ ยิ ากบั NaOH จากสมการ H2SO4(aq) + 2NaOH(aq) Na2SO4(aq) + 2H2O(l) H2SO4 ท�ำ ปฏกิ ริ ยิ ากบั NaOH จงึ หาจ�ำ นวนโมลของ H2SO4 ไดด้ งั น้ี จ�ำ นวนโมลของ H2SO4 ทท่ี �ำ ปฏกิ ริ ยิ าพอดกี บั NaOH = 18.0 mL NaOH soln × 0.3 mol NaOH × 1 mol H2SO4 10 0 0 mL NaOH soln 2 mol NaOH = 0.003 mol H2SO4 สถาบนั สง่ เสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

เคมี เลม่ 2 บทท่ี 6 | ปรมิ าณสมั พนั ธ์ 183 หาจ�ำ นวนโมลของ H2SO4ทใ่ี ชใ้ นการท�ำ ปฏกิ ริ ยิ ากบั โลหะทองแดง จ�ำ นวนโมลของ H2SO4 ทใ่ี ชใ้ นการท�ำ ปฏกิ ริ ยิ ากบั โลหะทองแดง = 0.0750 mol – 0.003 mol = 0.072 mol ขน้ั ท่ี 2 หามวลของโลหะทองแดงทท่ี �ำ ปฏกิ ริ ยิ ากบั H2SO4 จากสมการ Cu(s) + 2H2SO4(aq) CuSO4(aq) + SO2(g) + 2H2O(l) ค�ำ นวณมวลของโลหะทองแดงทท่ี �ำ ปฏกิ ริ ยิ ากบั H2SO4 0.072 mol ไดด้ งั น้ี มวลของ Cu = 0.072 mol H2SO4 × 1 mol Cu × 63.55 g Cu 2 mol H2SO4 1 mol Cu = 2.3 g Cu ขน้ั ท่ี 3 หารอ้ ยละของทองแดงในแผน่ โลหะทองแดง ใชแ้ ผน่ โลหะทองแดง 2.51 กรมั ในการใชท้ �ำ ปฏกิ ริ ยิ า แตม่ โี ลหะทองแดงท�ำ ปฏกิ ริ ยิ า 2.3 กรมั 2.3 g รอ้ ยละของ Cu = × 100 2.51 g = 92 ดงั นน้ั รอ้ ยละของทองแดงในแผน่ โลหะทองแดงเทา่ กบั 92 15. เม่ือนำ�สารประกอบโบรไมด์ของโลหะ A ท่ีมีสูตร ABr4 3.060 กรัม ทำ�ปฏิกิริยากับ สารละลายซลิ เวอรไ์ นเทรตทม่ี ากเกนิ พอ ไดส้ ารประกอบซลิ เวอรโ์ บรไมดซ์ ง่ึ เปน็ ของแขง็ 5.000 กรมั และสารละลาย A(NO3)4 จงค�ำ นวณมวลอะตอมของโลหะ A เขยี นสมการเคมไี ดด้ งั น้ี ABr4(s) + 4AgNO3(aq) 4AgBr(s) + A(NO3)4(aq) สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี

บทท่ี 6 | ปริมาณสัมพันธ์ เคมี เลม่ 2 184 ก�ำ หนดให้ มวลตอ่ โมลของ A = A g/mol ดงั นน้ั มวลตอ่ โมลของ ABr4 = (A + 319.60) g/mol มวลของ AgBr = 3.060 g ABr4 × 1 mol ABr4 × 4 m ol A gBr (A + 319.60) g ABr4 1 mol ABr4 × 187.77 g AgBr 1 mol AgBr 4 × 187.77 g AgBr 5.000 g AgBr = 3.060 g ABr4 × (A + 319.60) g ABr4 (A + 319.60) g ABr4 = 3.060 g ABr4 × 4 × 187.77 g AgBr 5.000 g AgBr A g ABr4 = (459.7 – 319.60) g ABr4 = 140.1 g ABr4 ดงั นน้ั มวลอะตอมของโลหะ A มคี า่ เทา่ กบั 140.1 16. สารประกอบคลอไรด์ของโลหะ M (MCln) ทำ�ปฏิกิริยากับสารละลายกรดซัลฟิวริก ดัง สมการเคมี 2MCln(s) + nH2SO4(aq) M2(SO4)n(aq) + 2nHCl(g) ถา้ ใช้สารประกอบคลอไรดข์ องโลหะ M มวล 3.48 กรัม ท�ำ ปฏกิ ิริยากบั สารละลายกรด ซลั ฟวิ รกิ มากเกนิ พอ จะไดแ้ กส๊ ไฮโดรเจนคลอไรดม์ วล 2.95 กรมั เมอ่ื ก�ำ หนดให้ M คอื โลหะทม่ี มี วลอะตอมเทา่ กบั 30.4 จงค�ำ นวณคา่ n ในสมการเคมขี องปฏกิ ริ ยิ าน้ี จากสมการเคมี อตั ราสว่ นโดยโมลของ MCln : HCl = 2 : 2n มวลตอ่ โมลของ MCln = (30.4 + 35.45n) g/mol มวลตอ่ โมลของ HCl = 36.46 g/mol มวลของ HCl = 3.48 g MCln × 1 mol MCln × 2n mol HCl × 36.46 g HCl 1 mol HCl (30.4 + 35.45n) g MCln 2 mol MCln สถาบันสง่ เสรมิ การสอนวทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี

เคมี เลม่ 2 บทที่ 6 | ปรมิ าณสมั พันธ์ 185 (3.48 × n × 36.46) g HCl 2.95 g HCl = (30.4 + 35.45n) (3.48 × n × 36.46) g HCl 30.4 + 35.45n = 2.95 g HCl 30.4 + 35.45n = 43.0n n = 4.0 ดงั นน้ั n ในสมการเคมมี คี า่ เทา่ กบั 4.0 แบบฝึกหัดทา้ ยบทเพม่ิ เตมิ 1. เมอ่ื แคลเซยี มไฮไดรด์ (CaH2) ท�ำ ปฏกิ ริ ยิ าอยา่ งรนุ แรงกบั น�ำ้ แลว้ เกดิ แกส๊ ไฮโดรเจนและ สารละลายแคลเซยี มไฮดรอกไซด์ จะตอ้ งใชแ้ คลเซยี มไฮไดรดก์ ก่ี รมั จงึ จะไดแ้ กส๊ ไฮโดรเจน 10.0 ลติ ร ท่ี STP เขยี นและดลุ สมการเคมี CaH2(s) + 2H2O(l) 2H2(g) + Ca(OH)2(aq) มวลของ CaH2 = 10.0 L H2 × 1 mol H2 × 1 mol CaH2 × 42.10 g CaH2 1 mol CaH2 22.4 L H2 2 mol H2 = 9.40 g CaH2 ดงั นน้ั ตอ้ งใชแ้ คลเซยี มไฮไดรด์ 9.40 กรมั 2. แอสไพรนิ (acetylsalicylic acid) ใชเ้ ปน็ ยาแกป้ วด เตรยี มไดจ้ ากปฏกิ ริ ยิ าระหว่างกรด ซาลซิ ลิ กิ กบั แอซตี กิ แอนไฮไดรด์ ดงั สมการ C7H6O3(s) + C4H6O3(l) C9H8O4(s) + C2H4O2(l) กรดซาลซิ ลิ กิ แอซตี กิ แอนไฮไดรด ์ แอสไพรนิ กรดแอซตี กิ ถ้าใช้กรดซาลิซิลิก 2.00 กรัม ทำ�ปฏิกิริยากับแอซีติกแอนไฮไดรด์ 4.00 กรัม เกิดเป็น แอสไพรนิ 2.21 กรมั จงค�ำ นวณผลไดร้ อ้ ยละของปฏกิ ริ ยิ า สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

บทที่ 6 | ปริมาณสัมพันธ์ เคมี เล่ม 2 186 ขน้ั ท่ี 1 หาสารก�ำ หนดปรมิ าณ มวลของ C7H6O3 = 4.00 g C4H6O3 × 1 m o l C4H6O3 × 1 mol C7H6O3 × 138.13 g C7H6O3 102.10 g C4H6O3 1 mol C4H6O3 1 mol C7H6O3 = 5.41 g C7H6O3 นน่ั คอื ถา้ ใช้ C4H6O3 4.00 กรมั ตอ้ งใช้ C7H6O3 5.41 กรมั แตม่ ี C7H6O3 2.00 กรมั แสดงวา่ C7H6O3 เปน็ สารก�ำ หนดปรมิ าณ ขน้ั ท่ี 2 หามวลของ C9H8O4 มวลของ C9H8O4 1 mol C7H6O3 1 mol C 9H8O4 180.17 g C9H8O4 = 2.00 g C7H6O3 × 1 38.13 g C7H6O3 × 1 mol C7H6O3 × 1 mol C 9H8O4 = 2.61 g C9H8O4 ขน้ั ท่ี 3 หาผลไดร้ อ้ ยละ 2.21 g ผลไดร้ อ้ ยละ = 2 .61 g × 100 = 84.7 ดงั นน้ั ผลไดร้ อ้ ยละของปฏกิ ริ ยิ าเทา่ กบั 84.7 สถาบนั สง่ เสรมิ การสอนวทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี