สารละลาย

แผนการสอนสัปดาห์ท่ี 11 หน่วยที่ 6 แก๊ส ของแข็ง ของเหลว สารละลาย เนอ้ื หา 6.4 สารละลาย 6.4.1 ประวัตกิ ารค้นพบตารางธาตุ 6.4.2 ตารางธาตุในปจั จบุ นั 6.4.3 ความสมั พันธ์ของการจัดเรียงอิเลก็ ตรอนในอะตอมกบั ตารางธาตุ จดุ ประสงคก์ ารสอน 6.2 เข้าใจเกี่ยวกบั ของเหลว 2.1.1 บอกประวัติการค้นพบตารางธาตุ 2.1.2 อธิบายตารางธาตใุ นปัจจบุ นั 2.1.3 อธิบายความสมั พนั ธข์ องการจดั เรียงอิเล็กตรอนในอะตอมกับตารางธาตุ 6.3 เข้าใจเก่ียวกบั ของแขง็ 2.2.1 อธบิ ายแนวโนม้ ขนาดของอะตอม 2.2.2 อธิบายแนวโนม้ พลงั งานไอออไนเซชัน 2.2.3 อธบิ ายแนวโนม้ สมั พรรคภาพอิเล็กตรอน 2.2.4 อธิบายแนวโนม้ ค่าอิเล็กโทรเนกาตวิ ิตี หนว่ ยที่ 6 สมบตั ิของแกส๊ ของแข็ง ของเหลว สารละลาย 6.4 สารละลาย (Solution) สารละลาย (Solution) คือ ของผสมเนื้อเดียวที่เกิดจากธาตุหรือสารประกอบตั้งแต่ 2 ชนิด ขึ้นไปมาผสมเป็นเนื้อเดียวกันด้วยอัตราส่วนที่ไม่แน่นอน สารละลายต้องประกอบด้วยส่วนประกอบ 2

ส่วน คือ ตัวทำละลาย (Solvent) ซึ่งเป็นส่วนประกอบทีม่ ีสถานะเดยี วกับสารละลายหรือมีปริมาณมาก ท่ีสดุ และตวั ถูกละลาย (Solute) ซ่งึ เปน็ ส่วนประกอบท่ีมีปริมาณน้อยกวา่ Solute + Solvent → Solution ชนดิ ของสารละลาย สารละลายแก๊ส เกิดจากการที่แก๊สชนิดหนึ่งละลายในแก๊สอีกชนิดหนึ่ง เนื่องจากแก๊สทุกชนิดสามารถ ผสมกนั ในทุกอัตราสว่ น เชน่ อากาศท่ีอยรู่ อบตัวเรา สารละลายของแข็ง เกิดจากการละลายของแข็งชนิดหนึ่งในของแข็งอีกชนิดหนึ่ง เช่น bronze เป็น สารละลายของทองแดงในทองคำ สารละลายของเหลว เป็นสารละลายที่พบบ่อยที่สุดในชีวิตประจำวัน อาจเกิดจากการละลายแก๊สใน ของเหลว เช่น น้ำอัดลมการละลายในของแข็งในของเหลว เช่น น้ำเกลือ และการละลายของเหลวในน้ำ เชน่ สุรา กระบวนการเกดิ สารละลาย การละลายได้ของสารละลายจะแตกต่างออกไป ในตัวทำละลายที่แตกต่างกัน เช่น เกลือแกง (NaCl) ละลายได้ดีในน้ำ แต่ไม่ละลายในน้ำมัน การที่สารหนึ่งละลายในอีกสารหนึ่งได้นั้นอนุภาคของตัว ถูกละลายจะต้องกระจายไปทั่วระหว่างโมเลกุลของตัวทำละลาย สารจะละลายได้ดีเพียงใดน้ันขึ้นกับแรง ดงึ ดดู หรอื แรงยึดเหน่ียวกนั และกันระหวา่ งอนภุ าคตวั ถูกละลาย และแรงดงึ ดูดกันและกันระหว่างโมเลกุล ของตัวทำละลาย การคาดคะเนว่าสารสองสารสามารถละลายในกันและกันหรือไม่ พิจารณาจาก โครงสร้างโมเลกุลและสภาพขั้วของสารทั้งสอง และยึดหลักวา่ สารท่ีมีโครงสร้างคล้ายคลึงกนั และมีสภาพ ข้วั ใกล้เคยี งกนั ย่อมมแี นวโน้มทจี่ ะละลายในกนั และกนั เมื่อสารอิออนิก เช่น NaCl ละลายน้ำ อิออนบวกและอิออนลบจะกระจายออก (disperse) และจะกระจายไปทั่วระหว่างโมเลกุลของน้ำ แต่ละอิออนไม่ว่าจะเป็น Na+ หรือ Cl- จะถูกล้อมรอบโดย โมเลกุลของภาวะซึ่ง Na+ หรือ Cl- ล้อมรอบโดยโมเลกุลของน้ำน้ี เรียกว่า ไฮเดรชัน (hydration) และใน กรณีที่อิออนบวกและอิออนลบ ถูกล้อมรอบด้วยตัวละลายอื่น (นอกเหนือไปจากน้ำ) เรียกว่า ซัลเวชัน (salvation) ภาวะไฮเดรชันนี้ช่วยทำให้อิออนบวก (Na+) และอิออนลบ (Cl-) มีสมบัติเป็นกลางทางไฟฟ้า จงึ ทำหนา้ ท่ีลดแรงดึงดูดกันและกันระหว่างอิออนบวกและอิออนลบ เปน็ เหตใุ ห้ Na+ และ Cl- อยู่ได้อย่าง เสถยี รในสารละลาย

รูป 1 การละลายของสารอิออนิกและการเกิดไฮเดรตเตดไอออนในนำ้ การละลายได้ ปรมิ าณของตัวถูกละลายท่สี ามารถละลายในตวั ทำละลายไดน้ ้นั มีขอบเขตจำกดั ท่อี ณุ หภมู หิ นึ่งๆ สารละลายที่มตี ัวถูกละลายละลายอยู่มากที่สุด จะไม่สามารถละลายได้อีกที่อุณหภมู ิกำหนดให้ เรียกว่า สารละลายอิ่มตัว (saturated solution) ปริมาณของตัวถูกละลายในตัวทำละลายจำนวนหนึ่งท่ี กำหนดให้ในสารละลายอิม่ ตัว ณ อุณหภมู ิหนึ่ง เรียกว่า การละลายได้ ( solubility ) ซ่ึงนิยมบอกเป็น กรัมของตวั ถกู ละลายในตัวทำละลาย 100 กรมั สารบางชนิด สามารถละลายได้เกินจุดอ่ิมตัว ณ อุณหภูมิที่กำหนดให้ เรียกสารละลายท่ไี ด้น้วี า่ สารละลายอิ่มตวั ยวดย่ิง (supersaturated solution ) สารละลายน้ไี มเ่ สถยี ร สารละลายอมิ่ ตวั ยวดยิ่ง นใี้ ชป้ ระโยชนใ์ นการทำสารให้บรสิ ทุ ธ์ิ แฟคเตอรท์ ่ีมีอิทธิพลต่อความสามารถในการละลายของสาร ก. อุณหภูมิ อุณหภูมิมีอิทธิพลต่อความสามรถในการละลายของสาร เพราะกระบวนการเกิด สารละลายอาจจะเปน็ กระบวนการดูดหรือคายความร้อนก็ไดซ้ ่ึงแสดงโดยสมการตอ่ ไปนี้ คายความรอ้ น ตวั ถกู ละลาย + ตัวทำละลาย สารละลาย + H ดดู ความร้อน ตวั ถูกละลาย + ตัวทำละลาย + H สารละลาย เช่นการเกิดสารละลายของ Li2CO3 เปน็ กระบวนการคายความรอ้ น ซง่ึ เขยี นแทนด้วยสมการดงั นี้ Li2CO3(s) + H2O(l) 2Li+(aq) + CO2-3(aq) + H

การเพิม่ อุณหภูมิ ทำให้สมดลุ เลื่อนไปทางซ้ายมือ เป็นผลให้ Li2CO3 ละลายน้อยลง ตรงกันข้าม ถา้ ลดอณุ หภูมิของระบบสมดุล จะเลอ่ื นไปทางขวา รปู 2 แสดงการละลายได้ของเกลือบางชนิดในนำ้ ข. ความดนั โดยทั่วไป ความดันและการเปลี่ยนแปลงของความดันมีผลน้อยมากในการละลายของของแข็ง หรือของเหลวในตัวทำละลายที่เป็นของเหลวแต่มีผลมากต่อความสามารถในการละลายของของแก๊สใน ของเหลว สมการทว่ั ไปแสดงสมดุลของแก๊สกบั สารละลายของแก๊ส คือ ตัว ถูกละลาย( g) + ตัว ทำ ละลาย(l) สารละลาย(l) เนอ่ื งจากแก๊สมีความดันมากกวา่ ของเหลวและสารละลาย ดังนั้น ถ้าเพิ่มความดันให้กับระบบตามหลักของเลอชาเตอลิเยร์ ระบบย่อมจะพยายามปรับตัว เพือ่ ลดความดันนัน้ โดยเล่อื นสมดุลไปยังขา้ งท่มี ีความดนั ต่ำกว่า ในกรณีที่ทั้งตัวถูกละลายและตัวทำละลายต่างเป็นของเหลว ความร้อนจะดูดหรือคายนัน้ ขึ้นอยู่ กับแรงยึดเหนี่ยวระหว่างโมเลกุลของตัวถูกละลายเอง กับโมเลกุลของตัวทำละลายด้วยกันเอง ประกอบดว้ ย 3 ขั้น คอื ข้ันท่ี 1 โมเลกลุ ของตวั ทำละลายแยกออกจากกัน ดดู ความร้อน + ข้นั ท่ี 2 โมเลกุลของตัวถกู ละลายแยกออกจากกนั ดดู ความรอ้ น +

ขั้นที่ 3 โมเลกุลท้ังสองชนดิ ผสมกนั คายความรอ้ น - พลังงานของข้ันที่ 1 หรอื ขน้ั ท่ี 2 จะมคี ่ามาก (เป็น + มาก) ถ้าแรงยดึ เหน่ียวระหวา่ ง โมเลกุลมมี าก ในทำนองเดยี วกนั พลงั งานที่คายออกมาในข้ันที่ 3 จะมีค่ามาก (เปน็ ลบมาก) ถา้ ตวั ถกู ละลายและตัวทำ ละลายมแี รงยึดเหนย่ี วหรอื แรงดึงดูดกันและกันมาก และความรอ้ นของการผสมหรอื การเกดิ สารละลาย (สำหรับความรอ้ นของการเกิดสารละลาย ใชส้ ัญลกั ษณ์ Hsoln) เป็นผลรวมของทง้ั สามขัน้ ข้างตน้ ความร้อนของสารละลาย ความร้อนของสารละลายเปน็ ปริมาณพลงั งานที่ถูกดูดเขา้ ไปหรือคายออกมา เมื่อละลายสารใน ตัวทำละลาย ส่วนใหญพ่ ลังงานจะอยู่ในรปู ของพลังงานความรอ้ น เชน่ เมอ่ื KCl ละลายนำ้ สารละลาย ทไ่ี ดเ้ ยน็ ลงแสดงว่าในการละลายของ KCl ระบบดูดความรอ้ นเขา้ ไป แต่เมื่อ LiCl ละลายน้ำ สารละลายที่ได้ร้อนขึ้นแสดงว่าการละลายของ LiCl ระบบคายความร้อนออกมา ความรอ้ นของสารละลาย, Hsoln มีคา่ เทา่ กับพลังงานของสารละลาย, Hsoln ลบดว้ ยพลังงาน ของสารองคป์ ระกอบ, Hcompo ท้งั หมด Hsoln = Hsoln - Hcompo ถ้า Hsoln > Hcompo จะได้ Hsoln มคี า่ เปน็ + ระบบดูดความรอ้ น ถา้ Hsoln < Hcompo จะได้ Hsoln มีค่าเป็น - ระบบคายความร้อน โดยทัว่ ไปตวั ถกู ละลายจะละลายในตัวทำละลายได้ แรงดงึ ดูดระหว่างอนภุ าคตัวถูกละลาย-ตวั ถูกละลาย และแรงดงึ ดดู ระหว่างอนุภาคตวั ทำละลาย-ตวั ทำละลาย จะตอ้ งถกู ทำลายลงกอ่ นในข้นั นจี้ ึง ตอ้ งใชพ้ ลังงาน ต่อจากนน้ั อนุภาคของตัวถูกละลายและตวั ทำละลายจะมารวมกัน เนอ่ื งจากเกดิ แรงดึงดดู ระหวา่ งกัน ในขนั้ น้ีจะคายพลังงานออกมา ผลรวมของพลังงานที่ใชท้ ำลายแรงดงึ ดูดในตอนแรก และ พลงั งานท่ีคายออกมาทหี ลังจะมคี า่ เป็น Hsoln ตวั ถูกละลายและตวั ทำละลายเปน็ ของเหลวทั้งคู่ สารละลายที่ได้อาจเปน็ สารละลายสมบูรณ์ แบบ เช่น เบนซีนและโทลูอนี การรวมกันของของเหลวทั้งสองชนิดน้ี แรงดงึ ดูดระหว่างอนภุ าคของ เบนซีน-เบนซนี , โทลอู ีน-โทลอู ีน และเบนซีน-โทลูอีน มคี า่ เทา่ กันทั้งหมด ดงั นัน้ ผลรวมของ พลงั งานท่ีใช้ทำลายแรงดงึ ดูดระหวา่ งอนุภาคเบนซีน-เบนซีนและโทลอู ีน-โทลูอนี มคี า่ เท่ากับพลงั งาน

ทค่ี ายออกมาเนื่องจากแรงดงึ ดดู ระหวา่ งอนุภาคเบนซีน-โทลอู ีน เมอ่ื เกดิ สารละลาย ดังน้ัน  Hsoln = 0 แสดงวา่ การเกิดสารละลายสมบรู ณ์แบบระบบไม่มีการดดู กลนื ความร้อน หรือคายความ รอ้ นออกมา การเปลี่ยนแปลงพลงั งานในระหวา่ งการเกดิ สารละลายสมบูรณแ์ บบ ความเขม้ ข้นของสารละลาย 1. รอ้ ยละของตวั ถูกละลาย 1.1 รอ้ ยละโดยนำ้ หนกั (weight/weight) % w/w = นำ้ หนักของตวั ถกู ละลายเป็นกรมั x 100% นำ้ หนกั สารละลายเป็นกรมั 1.2 รอ้ ยละโดยปริมาตร (volume/volume) % v/v = ปรมิ าตรตัวถูกละลายเป็น cm3 x 100% ปริมาตรสารละลายเป็น cm3 1.3 รอ้ ยละมวลตอ่ ปริมาตร (weight/volume) % w/v = น้ำหนกั ของตวั ถูกละลายเปน็ กรมั x 100% ปรมิ าตรสารละลายเปน็ cm3 ตัวอยา่ ง ถ้าตอ้ งการเตรียมสารละลาย BaCl2 เขม้ ขน้ 12% โดยนำ้ หนัก ปริมาณ 50 g จากเกลือ BaCl2 . 2H2O และนำ้ บรสิ ุทธ์ิ จะเตรียมได้อยา่ งไร BaCl2 เขม้ ขน้ 12% โดยนำ้ หนกั หมายถึง สารละลายหนัก 100 g มี BaCl2 ละลายอยู่ 12 g สารละลายหนัก 50 g มี BaCl2 ละลายอยู่ = 50 g x 12 g = 6 g 100 g ถ้าต้องการ BaCl2 208.3 g ต้องใช้ BaCl2 . 2H2O 244.3 g = 7.04 g ดงั นั้น เมือ่ ตอ้ งการ BaCl2 6 g ต้องใช้ BaCl2 . 2H2O = 6 g x 244.3 208.3 g ดังน้นั ตอ้ งใช้ BaCl2 . 2H2O หนกั 7.04 g ละลายในนำ้ 42.96 g จึงจะไดส้ ารละลาย BaCl2 เขม้ ข้น 12% โดยน้ำหนัก ปรมิ าณ 50 g 2. โมลาริตี (Molarity, M)

ใชบ้ อกจำนวนโมลตัวถูกละลายในสารละลาย 1 dm3 mol = MV 1000 เมื่อ M = ความเขม้ ข้น หน่วย mol/ dm3 V = ปรมิ าตรสารละลาย หน่วย cm3 ตวั อย่าง สารละลาย H2SO4 เข้มข้น 27% โดยน้ำหนัก และมีความหนาแน่น 1.198 g/ cm3 จะมคี วาม เข้มข้นกโี่ มลาร์ สารละลาย H2SO4 หนัก 100 g หรือ คดิ เป็นปริมาตร 100 cm3 มี H2SO4 27 g 1.198 = 27 mol 98 สารละลาย H2SO4 หนกั 100 g หรือ คิดเปน็ ปริมาตร 1000 cm3 มี H2SO4 = 27 mol (1000 cm3) (1.198) 98 100 cm3 = 3.30 mol ดงั นนั้ สารละลาย H2SO4 เขม้ ขน้ 3.30 M 3. โมแลลลิตี (molality, m) ใช้บอกจำนวนโมลของตัวถกู ละลายในตวั ทำละลาย 1 กโิ ลกรัม m = W(ตวั ถกู ละลาย) x 1000 M.W. x W(ตวั ทำละลาย) เมือ่ m = ความเขม้ ขน้ (โมลต่อกโิ ลกรมั ) Wตวั ถกู ละลาย = น้ำหนักตวั ถูกละลาย (กรมั ) Wตวั ทำละลาย = นำ้ หนกั ตวั ทำละลาย (กรัม) M.W. = มวลโมเลกลุ ตัวถูกละลาย ตวั อย่าง นำ้ ตาลซ่ึงมสี ตู ร C12H22O11 หนกั 10 g ละลายนำ้ 125 g จะมีความเข้มข้นกี่โมแลล นำ้ 125 g มนี ้ำตาลละลายอยู่ 10 g หรอื 10 mol 342 น้ำ 1000 g มนี ้ำตาลละลายอยู่ 10 mol x 1000 g

342 125 g = 0.23 mol ดงั นน้ั สารละลายเขม้ ข้น 0.23 โมแลล 4. ฟอร์มาลิตี (Formality,F) จำนวนกรมั สูตรของตัวถกู ละลายทล่ี ะลายอยู่ในสารละลาย 1 dm3 หนว่ ย เป็น ฟอรม์ าล (Farmal,F) ตวั อยา่ ง ถ้าต้องการเตรียมสารละลาย Pb(NO3)2 เขม้ ขน้ 0.1 F 1 dm3 จะตอ้ งใช้ Pb(NO3)2 หนัก เทา่ ใด สารละลาย Pb(NO3)2 เขม้ ข้น 0.1 Fหมายถึง สารละลาย Pb(NO3)2 1 dm3 มี Pb(NO3)2 ละลายอยู่ 0.1 กรมั สูตร ซ่งึ คิดเป็นน้ำหนัก = 0.1 x 331.2 = 33.12 g ดังน้ัน ตอ้ งใช้ Pb(NO3)2 หนัก 33.12 g 5. นอรม์ าลิตี (Normality) จำนวนกรมั สมมลู ของตัวถูกละลายทล่ี ะลายอย่ใู นสารละลาย 1 dm3 หนว่ ย เป็น นอรม์ าล (Normal, N) จำนวนกรัมสมมูล = นำ้ หนัก (g) น้ำหนักกรมั สมมลู ตัวอย่าง จงคำนวณหานอร์มาลิตขี องสารละลายต่อไปน้ี ก.) HNO3 7.88 g ในสารละลาย 1 dm3 น้ำหนกั สตู รของ HNO3 = 63.0 g นำ้ หนกั สมมลู ของ HNO3 = 63 / 1 = 63.0 g ดังนั้นสารละลาย 1 dm3 มี HNO3 ละลายอยู่ = 7.88 63.0 = 0.1251 กรัมสมมลู นอร์มาลิตขี องสารละลาย HNO3 = 0.1251 N ข.) Na2CO3 26.5 g ในสารละลาย 1 dm3 53.0 g น้ำหนักสูตรของ Na2CO3 = 106.0 g นำ้ หนกั สมมลู ของ Na2CO3 = 106 / 2 =

ดงั นั้นสารละลาย 1 dm3 มี Na2CO3 ละลายอยู่ = 26.5 นอร์มาลิตขี องสารละลาย Na2CO3 = 0.5 N 53.0 = 0.5 กรัมสมมลู 6. เศษสว่ นโมล (Mole Fraction) เศษสว่ นโมลของสารองคป์ ระกอบหนึง่ ในสารละลาย คือ จำนวนโมลของสารองคป์ ระกอบ นัน้ หารดว้ ยจำนวนโมลของสารองค์ประกอบทั้งหมดในสารละลาย เชน่ ถา้ สารละลาย ประกอบดว้ ยองค์ประกอบ 2 ชนิด เศษส่วนโมลของแต่ละสารองค์ประกอบเขยี นได้ดังนี้ X1 = n1 n1 + n2 X2 = n2 n1 + n2 เม่ือ X1 และ X2 เปน็ เศษสว่ นโมลของสารองค์ประกอบท่ี 1 และ 2 ในสารละลายตามลำดบั n1 และ n2 เปน็ จำนวนโมลของสารองคป์ ระกอบท่ี 1 และ 2 ในสารละลายตามลำดับผลบวกของเศษส่วนโม ลของสารองคป์ ระกอบท้งั หมดเท่ากบั 1 เสมอ นั่นคือ X1 + X2 + X3 + ... = 1 ตวั อย่าง สารละลายประกอบดว้ ยนำ้ 36 g และกลเี ซอรีน (C3H5(OH)3) 46 g จงคำนวณหา เศษสว่ นโมลของนำ้ และกลเี ซอรีน จำนวนโมลของของน้ำ = 36 / 18 = 2.0 mol จำนวนโมลของกลเี ซอรนี = 46 / 92 = 0.5 mol ดงั นัน้ จำนวนโมลท้งั หมด = 2.0 + 0.5 = 2.5 mol ดงั นน้ั เศษส่วนโมลของนำ้ = 2.0 / 2.5 = 0.8 ดงั นนั้ เศษส่วนโมลของกลเี ซอรีน = 0.5 / 2.5 = 0.2 สมบัติคอลลิเกตฟี (Colligative properties) สมบัตคิ อลลิเกตีฟ (Colligative properties) สมบตั ิคอลลิเกทฟี ของสารละลาย เป็นสมบตั ิทาง กายภาพของสารละลายท่ีขึน้ กับจำนวนอนภุ าคของตัวถูกละลายท่ีมีอยใู่ นสารละลาย แต่ไมข่ ้ึนกับชนิดของ

ตวั ถกู ละลายนน้ั สมบัตคิ อลลิเกทีฟของสารละลาย มี 4 ข้อ ไดแ้ ก่ 1. การลดต่ำลงของความดันไอ (Vapor pressure lowering) ความดนั ไอของสารละลายต่ำกวา่ ความดนั ไอของตัวทำละลายบริสุทธท์ิ ่อี ณุ หภมู เิ ดยี วกัน เพราะทผี่ ิวหนา้ ของสารละลายมีจำนวนโมเลกุลของตัวทำละลายนอ้ ยลงจากเดมิ ทเ่ี คยเปน็ ตัวทำ ละลายบริสุทธ์ิ เน่ืองจากมีโมเลกุลของตัวถกู ละลายปะปนอยบู่ ้างจึงทำให้กลายเปน็ ไอไดน้ ้อยลง จากกฏของราอลู ท์ หาความดันไอของสารละลายที่ลดตำ่ ลงไดด้ งั น้ี จาก Pสารละลาย = X1P01.............................................(1) เมือ่ Pสารละลาย = ความดันไอของสารละลาย X1 = เศษส่วนโมลของตัวทำละลาย P01 = ความดนั ไอของตวั ทำละลายบรสิ ทุ ธ์ แตจ่ าก X1 + X2 = 1 ถา้ X2 = เศษสว่ นโมลของถกู ทำละลาย ดงั น้นั X1 = 1 - X2 แทนค่าในสมการท่ี (1); Pสารละลาย = (1 - X2)P01 = P01 - X2P01 P01 - Pสารละลาย = X2P01 หรอื ความดนั ไอของสารละลาย ลดตำ่ ลง = X2P01 ตัวอย่าง สารละลายมนี ้ำตาลซโู ครส (C12H22O11) 68 g ละลายอย่ใู นน้ำ 1 kg ท่ีอุณหภูมิ 28 C จงหา ก.) ความดันไอลดต่ำลง ข.) ความดนั ไอของสารละลาย ก.) จำนวนโมลของซโู ครส = 68 / 342 = 0.20 โมล จำนวนโมลของน้ำ = 1000 / 18 = 55.56 โมล

ดังนัน้ ความดนั ไอลดต่ำลง = X2P01 = 0.20 x 28.35 0.20 + 55.56 = ข.) จาก ความดันไอลดตำ่ ลง = 0.10 Torr P01 - Pสารละลาย ดงั นน้ั Pสารละลาย = 28.35 - 0.10 = 28.25 Torr 2. การสูงขึน้ ของจุดเดือด (Boiling point elevation) การทคี่ วามดนั ไอของสารละลายลดตำ่ ลง มผี ลทำให้จดุ เดือดสารละลายสงู กวา่ จุดเดือดของตัวทำ ละลายบริสทุ ธ์แิ ละจดุ เยือกแข็งของสารละลายตำ่ กว่าจดุ เยือกแขง็ ของตวั ทำละลายบริสุทธ์ิ จดุ เดือดของสารละลายสูงข้ึน = T0b - Tb เม่อื Tb = จุดเดอื ดของน้ำบรสิ ทุ ธิ์ T0b = จดุ เดอื ดของสารละลาย Tb เปน็ คา่ ท่ีข้นึ กับจำนวนอนภุ าคของตัวทำละลายในสารละลายและชนิดของตัวทำ ละลาย แต่ไม่ขน้ึ กบั ชนิดของตวั ถูกละลาย Tb = Kb. m เมอื่ m = โมแลลลติ ขี องสารละลาย Kb = จดุ เดอื ดของสารละลายที่เพ่ิมขึน้ เม่ือตวั ถูกละลาย 1 โมล ละลายในตัวทำละลาย 1 kg 3. การลดต่ำลงของจุดเยอื กแขง็ (Freezing point depression) เมอื่ Tf = Tf = Kf . m = จดุ เยอื กแข็งของตัวทำละลายบรสิ ุทธิ์ – จดุ เยือกแข็งของสารละลาย Tf - T0f Kf = จดุ เยือกแข็งของสารละลายทล่ี ดต่ำลง เมือ่ ตัวถูกละลาย 1 โมลละลายในตัว ทำละลาย 1 kg

รูป แสดงแผนผังวฎั ภาคของนำ้ บรสิ ุทธเิ์ ปรียบเทยี บกบั สารละลาย ค่า Kb และ Kf ของตวั ทำละลายบางชนดิ ตวั ทาละลาย จุดเดือด, ๐C Kb ๐C/mol จุดเยือกแข็ง, ๐C Kf ๐C/mol น้า 100.0 0.51 0.0 1.86 เบนซีน 80.1 2.53 5.5 5.12 กรดอะซิกติก 118.2 2.93 17.0 3.90 เอทิลแอลกอฮอล์ 78.4 1.19 -115.0 1.99 แนพทาลนี 218.0 6.34 80.2 6.92 ตวั อยา่ ง จงหาจดุ เดือดของสารละลาย ซง่ึ ประกอบดว้ ยสารหนกั 24 g ละลายในนำ้ 600 g สารนนั้ มี นำ้ หนัก-โมเลกุล = 58 และ นำ้ บริสทุ ธ์ิ เดอื ด ท่ีอณุ หภมู ิ 99.72 C Tb = Kb.m T0b - 99.72 = 0.51 x 24 x1000 = 0.35

600 x 58 T0b = 0.35 + 99.72 = 100.07 C ตัวอย่าง เม่ือนำตัวถูกละลายหนกั 4.5 g ละลายในนำ้ 125 g ได้สารละลายซ่ึงมีจดุ เยือกแข็ง -0.372 C จงคำนวณหานำ้ หนักโมเลกลุ ของตัวถูกละลาย Tf = Kf . m M.W. = น้ำหนกั โมเลกุลของตัวถูกละลาย 0 – (- 0.372) = 1.86 x 4.5 x 1000 125 x M.W. = 180 4. ความดันออสโมตกิ (Osmotic pressure) สารละลายและตวั ทำละลายบริสุทธิ์ถูกกั้นให้แยกจากกันด้วยเยื่อบางชนิดซึ่งยอมใหเ้ ฉพาะตัวทำ ละลายเท่านั้นไหลผ่านได้ (semipermeable membrane ) ตัวทำละลายจะไหล ผ่านเยื่อเข้าไปใน สารละลายทำให้สารละลายเจือจาง ปรากฏการณ์เช่นนี้เรียกว่า ออสโมซิส(osmosis) เกิดขึ้นระหว่าง สารละลายสองชนิดซ่งึ มคี วามเข้มข้นตา่ งกันได้เช่นกัน จากรูป สารละลาย A และตัวทำละลายบริสุทธิ์ B ถูกกั้นด้วย semipermeable membrane ออสโมซิส เกดิ ขน้ึ โดยโมเลกุลของตัวทำละลายจาก B ไหลผ่านเย่ือเข้าไปในสารละลาย A (ในขณะเดยี วกัน โมเลกุลของตัวทำละลายจากสารละลาย A ก็สามารถไหลเข้าไปใน B ได้แต่ด้วยอัตราที่ช้ากว่า ) จะ

สังเกตเห็นระดับของของเหลวในหลอดเล็กเหนือสารละลาย A สูงขึ้น ส่วนทางด้าน B ลดลง เมื่อระดับ ของเหลวในหลอดเล็กทั้งสองคงที่แสดงว่าระบบเข้าสูส่ ภาวะสมดุล อย่างไรก็ดีเราสามารถทำให้ออสโมซสิ หยุดลงได้โดยใช้ความดันกดทางด้านสารละลาย ความดันที่ทำให้ออสโมซิสหยุดพอดีนี้เรียกว่า ความดัน ออสโมติก ซึ่งเป็นปฏิภาคโดยตรงกับความเข้มข้นของสารละลายและจากการทดลองของ Van't Hoff ได้ สรปุ วา่  = CRT เมอ่ื  = ความดนั ออสโมติก (atm) C = ความเข้มข้นของสารละลาย (mol/l) = n/V R = ค่าคงทข่ี องแก๊ส (0.08206 l.atm/mol.K) T = อณุ หภมู ิสัมบรู ณ์ (K) ดังนนั้ จึงเขียนได้เป็น V = nRT ตัวอย่าง สารละลายซึ่งมีฮีโมโกลบินหนัก 80 g ในสารละลาย 1 ลิตร มีความดันไอออสโมติก 0.026 atm ท่อี ณุ หภูมิ 4 C จงคำนวณนำ้ หนกั โมเลกุลของฮีโมโกลบิน V = nRT (0.026 atm)(1 dm3) = 0.00114 mol (0.0821 dm3 atm/K mol) (277 K) ดงั นนั้ M.W. = 80 0.00114 = 70175 วธิ สี อนและ 1. บรรยายโดยใช้สอ่ื power point ในการบรรยาย กิจกรรม 2. ให้นักศึกษาทำตวั อยา่ งและแบบฝกึ หดั รว่ มกันในช้นั เรยี น 3. กจิ กรรมการมีสว่ นรว่ ม โดยใหน้ กั ศึกษาร่วมแสดงความคดิ เห็น

4. card game 5. มอบหมายให้นักศึกษาทำใบงานท่ี 1 เปน็ การบา้ น สอื่ การสอน บรรณานุกรม เอกสารใชป้ ระกอบ เอกสารประกอบการสอน วัสดโุ สตทัศน์ Power point งานทีม่ อบหมาย 1. ใบงานสปั ดาห์ที่ 3 2. เขียนแผนผงั ความคดิ บทเรียนในสปั ดาหท์ ่ี 3 การวดั ผล 1. ทำใบงานสัปดาห์ท่ี 3 ไดถ้ ูกตอ้ งอย่างน้อย 80% 2. มีส่วนรว่ มในการถาม-ตอบเนื้อหาในชน้ั เรียน 3. แบบทดสอบย่อยครัง้ ที่ 2 หมายเหตุ : ........................................................................................................................................................... ........................................................................................................................................................... ........................................................................................................................................................... ........................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................ ........... ...........................................................................................................................................................