เอกสารประกอบการสอน โอลิมปิกวิชาการ เคมี

เอกสารประกอบการสอน กจิ กรรมติวเข้มเตรียมความพร้อมสู่โอลมิ ปิกวชิ าการ 1H 6C 2He 8O e- e- 10Ne e- e- วิชาเคมี7N 13Al e- + + + e- e + + + e- ++ e- e- Ve- 23 26Fe 29Cu e- 30Zn 21Sc 24Cr 27Co e อาจารย์วราพงษ์ เสนาภักด์ิ โครงการ วมว. คศู่ ูนย์ โรงเรยี นสาธิต “พบิ ูลบาเพญ็ ” มหาวทิ ยาลัยบูรพา

อะตอมและตารางธาตุ สรุปสาระสาคัญ 1. สมการทีค่ วรรู้ E = h = hc/ h คอื คา่ คงทีข่ องพลงั ค์ มคี ่าเทา่ กบั 6.625 x 10-34 จูลวินาที (J.s) c คือความเรว็ แสงเท่ากบั 3 x 108 วินาที (s)  คือความถ่ขี องคล่นื แมเ่ หลก็ ไฟฟา้ มหี นว่ ยเป็นเฮิรตซ์ (Hz) หรือ รอบต่อวินาที (s-1)  คอื ความยาวคลนื่ มีหน่วยเป็นเมตร (m) 2. อะตอมประกอบด้วยอนุภาคมูลฐาน 3 ชนดิ ได้แก่ โปรตรอน อิเลก็ ตรอน นวิ ตรอน 3. จานวนอิเลก็ ตรอนทส่ี ามารถอยู่ในแต่ละระดบั พลงั งานเทา่ กบั 2n2; n คือ ระดับพลงั งาน 4. สญั ลักษณ์นวิ เคลียร์ - X คอื สัญลักษณ์ของธาตุ XA z - A คอื เลขมวล บอกจานวนของ โปรตอน + นวิ ตรอน - Z คือ เลขอะตอม บอกจานวนของ โปรตอน (เทา่ กับอเิ ล็กตรอนเมอ่ื ธาตเุ ป็นกลาง) ถ้าธาตุมกี ารแสดงประจุบวก (X+) หมายถงึ มกี ารเสยี อเิ ลก็ ตรอน ถ้าธาตุมกี ารแสดงประจลุ บ (X-) หมายถงึ ได้รบั อเิ ล็กตรอน 5. ไอโซโทป, ไอโซโทน, ไอโซบาร,์ ไอโซอเิ ลก็ ทรอนกิ ส์ - ไอโซโทป คอื อะตอมของธาตุชนดิ เดยี วกนั เลขอะตอมเท่ากนั เลขมวลตา่ งกนั - ไอโซโทน คอื อะตอมต่างชนิดกันแตน่ ิวตรอนเทา่ กนั - ไอโซบาร์ คือ อะตอมตา่ งชนิดกนั แตเ่ ลขมวลเทา่ กัน - ไอโซอเิ ล็กทรอนกิ ส์ คือ อะตอมต่างชนดิ กันแต่อเิ ลก็ ตรอนเทา่ กัน 6. การจดั เรยี งอิเล็กตรอน (shell) ติวเข้มเตรียมพรอ้ มสโู่ อลมิ ปิกวชิ าการ (เคมี) โดย อ.วราพงษ์ เสนาภกั ดิ์ | 2

7. การจดั เรยี งอิเลก็ ตรอน (subshells) ในแตล่ ะระดบั พลงั งานอเิ ลก็ ตรอนจะอยใู่ น orbital โดยแตล่ ะ orbital จะมลี กั ษณะและขนาด ทแ่ี ตกตา่ งกันไป ประกอบดว้ ย 1. s orbital ประกอบดว้ ย orbital ทั้งหมด 1 orbital บรรจุอเิ ลก็ ตรอนได้ทั้งหมด 2 ตวั 2. p orbital ประกอบด้วย orbital ทงั้ หมด 3 orbital บรรจอุ เิ ลก็ ตรอนได้ทง้ั หมด 6 ตัว 3. d orbital ประกอบด้วย orbital ท้ังหมด 5 orbital บรรจุอเิ ล็กตรอนได้ทง้ั หมด 10 ตัว 4. f orbital ประกอบด้วย orbital ทง้ั หมด 7 orbital บรรจุอเิ ล็กตรอนได้ท้ังหมด 14 ตวั s p d f หลกั เกณฑก์ ารจดั เรยี งอเิ ล็กตรอน 1. หลักเอาฟเบา (Aufbau principle) “ บรรจุอเิ ลก็ ตรอนในออรบ์ ทิ ัลท่รี ะดบั พลังงานต่าให้เตม็ ก่อน แลว้ จงึ เตมิ ในระดบั พลงั งานทสี่ ูงขน้ึ ไป ” 2. กฎของฮุนด์ (Hund’s rule) “ บรรจุอเิ ลก็ ตรอนในออรบ์ ทิ ัลให้เปน็ อเิ ลก็ ตรอนเดี่ยวกอ่ น แลว้ จงึ เข้าคู่ ” 3. หลกั การกีดกนั ของเพาลี (Pauli Exclusion Principle) “ อเิ ล็กตรอนในออร์บทิ ัลเดียวกันจะตอ้ งมเี ลขควอนตมั สปินตรงขา้ มกัน ” ติวเขม้ เตรยี มพรอ้ มสโู่ อลมิ ปิกวิชาการ (เคมี) โดย อ.วราพงษ์ เสนาภกั ดิ์ | 3

โมเดลการจดั เรียงอเิ ลก็ ตรอนแบบ subshells 8. การเปรยี บเทยี บขนาดอะตอม กรณหี มู่/คาบเดียวกัน ในหมูเ่ ดยี วกนั ขนาดใหญ่ขึน้ จาก บน ลง ล่าง ในคาบเดยี วกัน ขนาดเลก็ ลงจาก ซา้ ย ไป ขวา (ref. https://f.ptcdn.info/690/054/000/ozjglkf4l8T8X9aU190-o.png) กรณหี มู่/คาบ ต่างกัน 1) จดั เรียงอเิ ล็กตรอน 2) พจิ ารณาระดบั พลงั งาน ถา้ ระดับพลงั งานมากกว่าขนาดใหญก่ ว่า 3) ถา้ ระดับพลังงานเท่ากัน พจิ ารณาเลขอะตอม ถ้าเลขอะตอมมากกวา่ ขนาดเลก็ กวา่ ติวเข้มเตรยี มพรอ้ มสโู่ อลมิ ปิกวิชาการ (เคม)ี โดย อ.วราพงษ์ เสนาภักด์ิ | 4

9. การเปรียบเทียบพลงั งานไอออไนเซชนั (IE) IE คอื พลงั งานที่ใช้ในการดึงอเิ ลก็ ตรอนให้หลดุ ออกจากอะตอมในสภาวะแกส๊ และกลายเปน็ ไอออนบวก IE1, Al (g) Al+ (g) + e- 577 kJ/mol e- IE4, Al3+ (g) Al4+ (g) + e- 11,600 kJ/mol e- e- e- Al3+ (g) + e- e- 2,881 kJ/mol e- Al e- e- e- e- e- e- Al2+ (g) + e- IE2, Al+ (g) 1,816 kJ/mol e- IE3, Al2+ (g) กรณหี มู่/คาบเดยี วกัน ในหมเู่ ดยี วกัน ค่า IE1 นอ้ ยลงจาก บน ลง ล่าง ในคาบเดียวกัน ค่า IE1 มากข้ึนจาก ซา้ ย ไป ขวา * ยกเว้น หมู่ 2A มากกวา่ หมู่ 3A และ หมู่ 5A มากกวา่ หมู่ 6A * กรณหี มู่/คาบ ตา่ งกัน 1) จดั เรียงอิเล็กตรอน 2) พิจารณาระดบั พลังงาน ถ้าระดับพลงั งานมากกวา่ คา่ IE1 น้อยกว่า 3) ถ้าระดบั พลังงานเท่ากัน พจิ ารณาเลขอะตอม ถ้าเลขอะตอมมากกวา่ คา่ IE1 มากกว่า 10. EN (Electronegativity), EA (Electron affinity) EN คอื ความสามารถในการรบั อิเลก็ ตรอนของธาตุ โดย ธาตุท่มี ี EN สงู สุดในตารางธาตุ คือ Fluorine (ref. https://d2jmvrsizmvf4x.cloudfront.net/kTbJOHF2Quy8BxvsVcdK_electronegativity_values.jpg) EA คอื พลงั งานท่ีคายออกมาเมอื่ อะตอมไดร้ บั อิเล็กตรอนในสภาวะแกส๊ แลว้ กลายเปน็ ไอออนลบ (แนวโนม้ เดยี วกับ EN) ตวิ เขม้ เตรียมพร้อมสโู่ อลมิ ปกิ วิชาการ (เคมี) โดย อ.วราพงษ์ เสนาภักดิ์ | 5

สรปุ สาระสาคญั พันธะเคมี Chemical Bonding metal ionic covalent 1)......................................... 1)......................................... 2)......................................... 2)......................................... ionic bond covalent bond Ex. NaCl 11Na = ........... 17Cl = ............. Ex. CO2 6C = ........... 8O = ............. 1. พลังงานทเ่ี กย่ี วข้องในการเกิดสารประกอบไอออนิก 1) การระเหดิ 2) IE 3) การสลายพนั ธะ 4) EA 5) พลงั งานแลกทซิ ติวเข้มเตรียมพร้อมสโู่ อลมิ ปกิ วชิ าการ (เคม)ี โดย อ.วราพงษ์ เสนาภกั ด์ิ | 6

2. การอ่านช่อื สารประกอบไอออนกิ และโคเวเลนต์ สารประกอบไอออนิก สารประกอบโคเวเลนต์ 1) อา่ นประจบุ วกกอ่ นแล้วตามด้วยประจุลบลงทา้ ย ide เชน่ 1) อา่ นคล้ายๆ ไอออนิก แตถ่ า้ สารประกอบมอี ะตอม NaCl อา่ นว่า Sodium chloride มากกว่า 1 อะตอมให้อ่านจานวนอะตอมที่มดี ้วยโดย 1 = MgCl2 อา่ นว่า Magnesium chloride mono, 2 = di, 3 = tri, 4 = tetra, 5 = penta, 6 = hexa, 7 = hepta, 8 = octa, 9 = nona, 10 = deca 2) ถา้ เป็นอนุมูลกลุ่มให้อา่ นชื่อตามช่ือของอนุมลู กล่มุ นน้ั เชน่ เช่น NH4+ อ่านว่า ammonium, CN- อา่ นวา่ cyanide * ธาตุตวั หนา้ ที่มี 1 อะตอม สว่ นใหญไ่ มอ่ ่าน เชน่ NH4CNอ่านว่า ammonium cyanide CO อ่านวา่ Carbonmonoxide (NH4)2SO4 อา่ นว่า ammonium sulfate CO2 อา่ นว่า Carbondioxide N2O5 อา่ นว่า Dinitrogenpentaoxide 3) ถ้าประจุบวกเป็นโลหะทรานสชิ ันใหร้ ะบุเลขออกซิเดชันไว้ H2S อา่ นวา่ Dihydrogensulfide หลงั โลหะน้นั แลว้ จึงอ่านประจลุ บลงทา้ ย ide เชน่ FeCl2 อ่านว่า Iron (II) chloride FeCl3 อ่านว่า Iron (III) chloride ยกเวน้ โลหะทรานสชิ ันที่มเี ลขออกซเิ ดชันเพยี งคา่ เดยี วอ่านปกติ เชน่ AgCl อ่านว่า Silver chloride, ZnCl2 อา่ นว่า Zinc chloride 4) อนุมูลกลุ่มท่คี วรรู้ OH- อ่านว่า hydroxide, NO3- อา่ นว่า nitrate CO32- อ่านว่า carbonate, SO42- อ่านว่า sulfate PO43- อ่านวา่ phosphate จงเขยี นสูตร/อา่ นชือ่ สารประกอบตอ่ ไปน้ีให้ถูกตอ้ ง 1) N2O3…………………………………………………................................................……………………………… 2) P4O10………………………………………………………………………………………………………....................... 3) ……........…..…. โบรอนไตรฟลูออไรด์ (boron trifluoride) 4) ………........…… คารบ์ อนเตตระคลอไรด์ (carbon tetrachloride) 5) ………………….. แอมโมเนียมคลอไรด์ 6) Cu(NO3)2………………………………………………………………………………………………………................ 7) FeCl3 ……………………………………………………………………………………………………………............... 8) CH3COONa………………………………………………………………………………………………………............ ติวเขม้ เตรยี มพร้อมสโู่ อลมิ ปิกวิชาการ (เคมี) โดย อ.วราพงษ์ เสนาภกั ดิ์ | 7

3. สมการไอออนกิ และไอออนกิ สทุ ธิ สารประกอบไอออนกิ ทล่ี ะลายนาได้ สารประกอบไอออนิกท่ไี มล่ ะลายนา 1) สารประกอบของโลหะแอลคาไล (หมู่1) ทุกชนดิ 1) สารประกอบออกไซดข์ องโลหะ (ยกเว้นออกไซด์ 2) สารประกอบของแอมโมเนยี ม (NH4+) ทุกชนิด ของโลหะแอลคาไล และออกไซด์ของ Ca2+, Sr2+ 3) สารประกอบไนเตรต (NO3-) คลอเรต (ClO3-) และ Ba2+) เม่ือละลายนา้ จะทาปฏกิ ิริยากบั น้าได้ เปอร์คลอเรต (ClO4-) แอซีเตต (CH3COO-) สารประกอบไฮดรอกไซด์ (OH-) เช่น (ยกเว้นซลิ -เวอร์แอซเี ตตและโพแทสเซยี มเปอร์ คลอเรตละลายได้เล็กน้อย) CaO + H2O Ca2+ + 2OH- 4) สารประกอบคลอไรด์ (Cl-) โปรไมด์ (Br-) ไอโอ ไดด์ (I-) (ยกเวน้ Ag+, Pb2+, Hg22+ ไมล่ ะลาย สว่ น 2) สารประกอบไฮดรอกไซด์ (ยกเว้นไฮดรอกไซด์ของ PbCl2 ละลายได้เลก็ นอ้ ย) 5) สารประกอบซลั เฟต (SO42-) ยกเว้น ซลั เฟตของ โลหะแอลคาไลและของ Ba2+ และ Sr2+ สว่ น Ca2+ Pb2+, Sr2+ และ Ba2+ ส่วน ซลั เฟตของ Ca2+ และ ละลายไดเ้ ล็กน้อย 3) สารประกอบคารบ์ อเนต (CO32-) ฟอตเฟต (PO43-) ซลั ไฟด์ (S2-) (ยกเวน้ สารประกอบของ NH4+ และ โลหะแอลคาไล) Ag+ ละลายไดเ้ ลก็ น้อย สมการไอออนกิ คือ สมการท่ีแสดงไอออนอิสระของสารประกอบไอออนกิ ในสารละลายทกุ ชนิด เชน่ Ca(OH)2 กับ Na2CO3 Ca2+(aq) + 2OH-(aq) + 2Na+(aq) + CO32-(aq) CaCO3(s) 2OH-(aq) + 2Na+(aq) สมการไอออนกิ สทุ ธิ คอื สมการทแ่ี สดงเฉพาะไอออนทที่ าปฏิกิรยิ าแล้วเกดิ ตะกอนผลิตภณั ฑ์ Ca2+(aq) + CO32-(aq) CaCO3(s) แบบฝกึ หัด; เขยี นสมการไอออนกิ และไอออนกิ สทุ ธแิ สดงปฏิกริ ยิ าท่ีเกิดขนึ้ จากการผสมสารละลายแตล่ ะคู่ ตอ่ ไปน้ี 1) KBr กับ AgNO3 สมการไอออนกิ ; ……………………………………………………………………………………………………………… สมการไอออนกิ สทุ ธิ; ……………………………………………………………………………………………………………… 2) CaCl2 กบั Na2CO3 สมการไอออนกิ ; ……………………………………………………………………………………………………………… สมการไอออนกิ สทุ ธิ; ……………………………………………………………………………………………………………… ติวเข้มเตรียมพร้อมสโู่ อลมิ ปิกวิชาการ (เคม)ี โดย อ.วราพงษ์ เสนาภักด์ิ | 8

4. การเขยี นสตู รโครงสรา้ งลวิ อสิ ของสารประกอบโคเวเลนต์ CO2 H2O CH3OH PCl5 *** ธาตุแตล่ ะตวั พยายามทาให้เวเลนต์อเิ ล็กตรอนครบ 8 (กฎออกเตต) เพอื่ ความเสถยี ร ยกเวน้ H แค่ 2 ตัวก็เสถยี ร หรือ B แค่ 6 ตัวกเ็ สถียร *** ธาตใุ นคาบท่ี 3 ขน้ึ ไปสามารถมอี เิ ลก็ ตรอนเกินออกเตตได้ *** สารโคเวเลนตบ์ างชนิดประกอบด้วยพนั ธะโคเวเลนตท์ ม่ี อี เิ ลก็ ตรอนครู่ ่วมพันธะมาจากอะตอมใด อะตอมหนง่ึ เท่าน้นั เราจะเรียกพนั ธะทเี่ กิดขน้ึ นน้ั วา่ พนั ธะ............................................................................ เชน่ NH4+, แบบฝกึ หัด: เขียนสตู รลวิ อิสของสารต่อไปนี้ CS2 N2H4 Br2 H2O2 5. ประจุฟอร์มัล (Formal charge) คอื ประจสุ มมุติบนอะตอมในโมเลกลุ หรอื ไอออนหลายอะตอม แนวคิดของประจฟุ อรม์ ัลนี้ จะชว่ ย ให้เราพจิ ารณาสตู รโครงสร้างลวิ อสิ ได้อยา่ งถูกตอ้ ง โดยปกตสิ ตู รโครงสรา้ งทเี่ สถยี รสาหรับโมเลกลุ หนง่ึ ๆ นัน้ จะมปี ระจฟุ อรม์ ลั บนแตล่ ะอะตอมเปน็ ศูนยห์ รือใกลเ้ คยี งศูนยม์ ากทส่ี ดุ การหาประจุฟอร์มลั ของอะตอมในธาตุหมู่ A ประจฟุ อรม์ ัล = เลขหมู่ – [ (จานวนพันธะ) + (จานวนอเิ ล็กตรอนที่ไมไ่ ด้ใชส้ ร้างพนั ธะ) ] ติวเข้มเตรียมพรอ้ มสโู่ อลมิ ปกิ วิชาการ (เคมี) โดย อ.วราพงษ์ เสนาภกั ดิ์ | 9

EX. โครงสรา้ งไหนเป็นโครงสรา้ งลิวอสิ ทเี่ สถยี รที่สุดของไฮโดรเจนเปอรอ์ อกไซด์ (H2O2) HO O H HO O H 6. ความยาวและพลงั งานพันธะ การเปรียบเทียบ 1. ความยาวพันธะ.............................................................................................................. 2. พลังงานพันธะ................................................................................................................ การคานวณพลังงาน มี 2 แบบ ได้แก่ คานวณในรูปสารประกอบ กับคานวณพลงั งานของปฏกิ ริ ิยา (∆H) มีวิธี คานวณเหมอื นกนั ดังน้ี 1. วาดสตู รแบบเส้นแสดงโครงสรา้ งของโมเลกลุ ตา่ งๆ ทโ่ี จทย์กาหนดให้ 2. เขยี นสรปุ แจกแจงว่าในโมเลกลุ ต่างๆ น้นั มพี ันธะระหวา่ งธาตุตัวไหนกบั ตวั ไหนบ้าง 3. แทนค่าพลงั งานของพนั ธะต่างๆ แล้วก็คานวณคา่ ไว้ แยกเปน็ ของสารตงั้ ต้น กับ ผลติ ภัณฑ์ (ค่าพลงั งานของพันธะต่างๆ โจทยจ์ ะกาหนดมาให)้ 4. ต้ังสมการ ∆H = Eสารตั้งต้น – Eผลิตภณั ฑ์ (สาหรบั ใหห้ าพลงั งานของปฏกิ ริ ิยา) 5. ถ้า ∆H ติด ลบ กแ็ สดงวา่ ปฏิกริ ิยาน้นั คายความรอ้ น ถา้ ไดค้ ่า บวก ก็ ดูดความร้อน *** ถา้ สมการที่เค้าใหย้ งั ไม่ไดด้ ลุ กด็ ลุ ให้เรยี บรอ้ ยก่อน !!!!! ตวั อย่างการคานวณพลงั งาน EX1. คานวณพลงั งานท่ตี อ้ งใชเ้ พอื่ สลายแกส๊ บิวเทน (C4H10) 0.5 โมล ออกเป็นอะตอมอย่างสมบรู ณ์ EX2. คานวณพลงั งานของปฏิกริ ยิ าการเผาไหมอ้ ย่างสมบรู ณ์ของแกส๊ มเี ทน ติวเข้มเตรียมพรอ้ มสโู่ อลมิ ปกิ วชิ าการ (เคมี) โดย อ.วราพงษ์ เสนาภกั ด์ิ | 10

7. รูปร่างโมเลกลุ โคเวเลนต์ แบบฝกึ หัด: จงบอกรปู รา่ งโมเลกุลของต่อไปนี้ 1) BeCl2............................................................................ สูตร รปู รา่ งโมเลกลุ 2) CO2 ............................................................................ AX2 เสน้ ตรง 3) NH3 ............................................................................ AX2E มมุ งอ 4) H2O ............................................................................ AX2E2 มมุ งอ 5) CCl3Br.......................................................................... AX2E3 เส้นตรง 6) PF5 .............................................................................. AX3 สามเหล่ียมแบนราบ 7) XeF2............................................................................. AX3E พีระมิดฐานสามเหลยี่ ม 8) SF6 .............................................................................. AX3E2 ตัวที 9) SO42-............................................................................ AX4 ทรงสหี่ นา้ 10) NH4+.......................................................................... AX4E กระดานหก AX4E2 พรี ะมิดฐานสเ่ี หลี่ยม AX5 พีระมดิ คฐู่ านสามเหลี่ยม AX5E พรี ะมิดฐานส่เี หล่ียม AX6 ทรงแปดหน้า 8. การพจิ ารณาสภาพขวั้ ของโมเลกุลโคเวเลนต์ หลกั การพจิ ารณาแบบเขา้ ใจง่ายๆ 1) หาอะตอมกลางให้เจอ 2) ดอู ะตอมท่มี าล้อมรอบอะตอมกลาง - ถ้า อะตอมล้อมรอบตา่ งกัน โมเลกลุ นน้ั มขี วั - ถา้ อะตอมลอ้ มรอบเหมอื นกนั ดขู ้อ 3. 3) ดอู ะตอมกลาง - ถา้ อะตอมกลางมอี เิ ลก็ ตรอนคู่โดดเดย่ี ว โมเลกลุ นนั้ มขี วั - ถา้ อะตอมกลางไม่มอี เิ ล็กตรอนคโู่ ดดเดย่ี ว โมเลกลุ นั้น ไม่มีขั้ว *** ทิศทางของข้ัวจะพงุ่ ไปทางอะตอมท่มี ีค่า EN สูงทส่ี ุด ตวิ เข้มเตรียมพร้อมสโู่ อลมิ ปิกวชิ าการ (เคม)ี โดย อ.วราพงษ์ เสนาภกั ด์ิ | 11

*** ใช้เรือ่ งขัว้ ทานายการละลายได้ โดย โมเลกลุ ท่ีมีสภาพข้วั เหมอื นกนั ก็จะละลายกนั ได้ คอื ถ้า โมเลกลุ มีขวั้ +โมเลกุลมีข้ัว หรอื ไม่มขี วั้ +ไมม่ ขี ัว้ กจ็ ะละลายกนั ได้ แต่ถ้า มขี ้ัว+ไม่มขี ้วั ก็จะไมล่ ะลายกัน *** สารประกอบไฮโดรคารบ์ อนทุกตวั ไมม่ ขี ้ัว 9. แรงยดึ เหน่ยี วระหวา่ งโมเลกลุ โคเวเลนต์ 1. แรงแวนเดอร์วาลส์ - แรงลอนดอน เปน็ แรงยึดเหนีย่ วระหว่างโมเลกุลไมม่ ีขวั้ (แรงน้ีจะมสี ภาพข้วั เกิดข้นึ ช่ัวคราวเน่ืองจากอเิ ลก็ ตรอนในอะตอมไมอ่ ยนู่ งิ่ ความหนาแนน่ ของอิเลก็ ตรอนรอบๆ นวิ เคลียส เปลีย่ นแปลงได้ ทาให้ความหนาแน่นของอเิ ลก็ ตรอนไมส่ ม่าเสมอ จงึ เกดิ เป็นขัว้ และโมเลกลุ ทอ่ี ยู่ข้างเคียงถกู เหนีย่ วนาทาใหเ้ กิดขั้วเช่นกนั โมเลกลุ เหล่านัน้ เกิดแรงดงึ ดูด เรียกว่า แรงลอนดอน) - แรงดึงดดู ระหว่างขวั เปน็ แรงยึดเหน่ยี วระหวา่ งโมเลกลุ มขี ว้ั แตข่ ว้ั นอ้ ยๆ (EN ต่างกันไม่ เยอะความเป็นขั้วจึงนอ้ ยกว่า) แต่เปน็ แรงยดึ เหนีย่ วทแ่ี ขง็ แรงกวา่ ลอนดอน 2. พันธะไฮโดรเจน เป็นแรงยึดเหน่ยี วระหว่างโมเลกลุ ทส่ี ภาพขวั้ ของโมเลกุลสูงมากๆ (ENมันต่างกันเยอะมากๆ) เกดิ กับโมเลกุลของสารท่มี ี H ตดิ กับธาตุทม่ี ี EN สูง ได้แก่ F, O, N เช่น นา้ แอมโมเนีย กรดอะซิตกิ ตวิ เขม้ เตรียมพรอ้ มสโู่ อลมิ ปกิ วิชาการ (เคม)ี โดย อ.วราพงษ์ เสนาภกั ด์ิ | 12

สมบัตขิ องธาตแุ ละสารประกอบ สรุปสาระสาคญั แหล่งท่มี าของโลหะแอลคาไลน์ (IA) และการเตรียม ธาตุ แหลง่ ของธาตุ การเตรยี ม Li แร่ซิลเิ กต เช่น spodumene (LiAl(Si2O6)) แยกสลายดว้ ยไฟฟ้า (electrolysis) LiCl ทหี่ ลอมเหลว Na NaCl แยกสลายด้วยไฟฟา้ NaCl ท่ีหลอมเหลว K KCl แยกสลายด้วยไฟฟา้ KCl ทห่ี ลอมเหลว แรล่ พี ิโดไลต์ (lepidolite) ท่ไี มบ่ รสิ ทุ ธ์ิ Rb (Li2(F, OH)2 Al2(SiO3)3 (มี Rb และ Cs เป็น รดี ิวซ์ RbOH ด้วย Mg และ H2 สว่ นประกอบดว้ ย) Cs แรพ่ อลลูไซต์ (pollucite) Cs4Al4O26H2O รีดวิ ซ์ CsOH ด้วย Mg และ H2 ปฏิกิริยาของโลหะแอลคาไลน์ (IA) กบั ธาตุตา่ งๆ (M = โลหะแอลคาไลน์) ปฏิกริ ิยา หมายเหตุ 2M + X2 -----> 2MX X2 = โมเลกลุ ของธาตุฮาโลเจน 4Li + O2 -----> 2Li2O ใช้ออกซเิ จนมากเกนิ พอ 2Na + O2 -----> Na2O2 - M + O2 -----> MO2 M = K, Rb หรือ Cs 2M + S -----> M2S - 6Li + N2 -----> 2Li3N - 2M + H2 -----> 2MH - 12M + P4 -----> 4M3P - 2M + 2H+ -----> 2M+ + H2 - 2M + 2H2O -----> 2MOH + H2 - ตวิ เข้มเตรียมพร้อมสโู่ อลมิ ปกิ วิชาการ (เคม)ี โดย อ.วราพงษ์ เสนาภักด์ิ | 13

แหล่งทีม่ าของโลหะแอลคาไลน์เอิร์ท (IIA) และการเตรียม ธาตุ แหลง่ ของธาตุ การเตรียม Be แร่เบอรลิ (beryl, Be3Al2Si6O18) แยกสลายดว้ ยไฟฟา้ BeCl2 ที่หลอมเหลว Mg แรแ่ มกนีไซต์ (magnesite, MgCO3) แยกสลายดว้ ยไฟฟ้า MgCl2 ทห่ี ลอมเหลว แร่โดโลไมต์ (dolomite, MgCO3CaCO3) Ca แร่ต่างๆ ทม่ี ี CaCO3 แยกสลายดว้ ยไฟฟา้ CaCl2 ที่หลอมเหลว Sr แร่ซเี ลสไทต์ (celestite, SrSO4) แยกสลายดว้ ยไฟฟา้ SrCl2 ท่ีหลอมเหลว แรส่ ทรอนเทยี ไนต์ (strontianite, SrCO3) Ba แร่แบไรต์ (baryte, BaSO4) แยกสลายด้วยไฟฟ้า BaCl2 ท่หี ลอมเหลว แร่วเิ ทอไรต์ (witherite, BaCO3) Ra แร่พิซเบลนด์ (pitchblende) แยกสลายดว้ ยไฟฟ้า RaCl2 ทีห่ ลอมเหลว Ra 1 กรัม/แร่ 7 ตัน ปฏกิ ิรยิ าของโลหะแอลคาไลน์เอริ ์ท (IIA) กับธาตตุ ่างๆ (M = โลหะแอลคาไลน์เอิรท์ ) ปฏิกิรยิ า หมายเหตุ M + X2 -----> MX2 X2 = โมเลกลุ ของธาตุฮาโลเจน 2M + O2 -----> 2MO ยกเว้น Ba จะให้ BaO2 M + S -----> MS - 3M + N2 -----> M3N2 เกิดที่อุณหภมู สิ งู 6M + P4 -----> 2M3P2 เกดิ ที่อณุ หภูมิสงู M + H2 -----> MH2 M = Ca, Sr, Ba เกิดทอ่ี ณุ หภูมสิ ูง Mg เกดิ ท่ีความดนั สูง M + 2H2O -----> M(OH)2 + H2 M = Ca, Sr, Ba Be + 2H2O + 2OH- -----> [Be(OH)4]2- + H2 - Mg + H2O -----> MgO + H2 - ติวเขม้ เตรยี มพรอ้ มสโู่ อลมิ ปกิ วิชาการ (เคม)ี โดย อ.วราพงษ์ เสนาภกั ด์ิ | 14

เก่ียวกบั ธาตฮุ าโลเจน (VIIA) ท่ีสาคัญ 1. เกดิ ปฏิกิรยิ าการแทนท่ี โดยธาตทุ ม่ี ี EN สูงจะสามารถแทนท่ีธาตุทีม่ ี EN ตา่ ในหมเู่ ดยี วกนั ได้ ตวั อยา่ งเชน่ F2 + 2Cl- -----> 2F- + Cl2 เกดิ ได้ 2F- + Cl2 -----> F2 + 2Cl- เกิดไม่ได้ 2. ละลายในคารบ์ อนเตตระคลอไรด์ (CCl4) ได้ดกี วา่ ในน่า Cl2 / CCl4 -----> ไมม่ ีสี Br2 / CCl4 -----> สีนา่ ตาลหรอื สสี ้ม I2 / CCl4 -----> สีมว่ ง 3. เกดิ ปฏิกิริยารีดอกซ์ได้ เชน่ กบั สารละลาย Na2S Na2S + X2 -----> 2NaX + S; X = ธาตฮุ าโลเจน โดย S2- -----> S + 2e- ออกซเิ ดชนั X2 + 2e- -----> 2X- รดี ักชนั สารประกอบคลอไรดข์ องธาตใุ นคาบที่ 2 และ 3 คาบที่ 2 LiCl BeCl2 BCl3 CCl4 NCl3 Cl2O FCl 610 405 -107 -23 -27 -20 -154 จดุ หลอมเหลว (oC) 1350 520 12 77 -101 จดุ เดอื ด (oC) ของแข็ง ของแข็ง แกส๊ ของเหลว 71 (สลาย) 4 แก๊ส สถานะ ไม่ละลาย นา่ ของเหลว แกส๊ กรด ความเป็นกรด-เบส กลาง กลาง กรด ไม่ละลาย กรด น่า คาบที่ 3 NaCl MgCl2 AlCl3 SiCl4 PCl3, PCl5 S2O Cl2 จุดหลอมเหลว (oC) ของแขง็ ของแข็ง ของเหลว จุดเดือด (oC) กลาง กรด กรด สถานะ ของแข็ง ของเหลว, ของเหลว แก๊ส ของแข็ง ความเปน็ กรด-เบส กลาง กรด กรด กรด ตวิ เข้มเตรียมพร้อมสโู่ อลมิ ปกิ วิชาการ (เคมี) โดย อ.วราพงษ์ เสนาภักด์ิ | 15

สรุปสารประกอบคลอไรด์ของโลหะ 1. ส่วนใหญ่เป็นของแขง็ ยกเวน้ BeCl2 เป็นแก๊ส 2. จดุ เดอื ดจุดหลอมเหลวสูง 3. เม่ือละลายน่า 3.1) หมู่ 1, 2 มคี ุณสมบตั ิเปน็ กลาง เชน่ LiCl, NaCl, MgCl2 ยกเวน้ BeCl2 เปน็ กรด 3.2) หมู่ 3 มีคุณสมบัตเิ ปน็ กรด เช่น AlCl3 (Lewis acid) สรุปสารประกอบคลอไรดข์ องอโลหะ 1. มกั เป็นของเหลวหรอื แกส๊ ยกเว้น PCl5 เปน็ ของแขง็ 2. จดุ เดือดจุดหลอมเหลวตา่ ยกเวน้ PCl5 3. เม่อื ละลายน่า จะมสี มบตั ิเป็นกรด เช่น SCl2, PCl3, OCl2 ยกเวน้ CCl4, NCl3 ไม่ละลายน่า สารประกอบออกไซดข์ องธาตุในคาบที่ 2 และ 3 คาบที่ 2 Li2O BeO B2O3 CO2 N2O5 OF2 3900 47 (สลาย) -144.8 จุดเดือด (oC) 1200 ของแขง็ 1860 -78.5 (ระเหิด) สถานะ ของแข็ง ไม่ละลาย การละลายนาและ ของแข็ง แกส๊ ของเหลว แกส๊ สมบตั ขิ อง ละลายได้ดี สารละลาย สารละลาย ละลายได้ ละลายได้ ละลายได้ ละลายได้เล็กนอ้ ย เป็นเบส เล็กน้อย สารละลาย สารละลาย แยกสลายให้แกส๊ O2 สารละลาย เป็นกรด เปน็ กรด สารละลายเป็นกรด เป็นกรด คาบที่ 3 Na2O MgO Al2O3 SiO2 P4O10 SO2 Cl2O 300 จุดเดือด (oC) - 3600 2980 2230 (ระเหิด) -10 3.8 ของแข็ง (ระเหิด) สถานะ ของแขง็ ของแขง็ ของแขง็ ของแข็ง ละลายได้ แกส๊ ของเหลว สารละลาย การละลายนาและ ละลายได้ดี ละลายได้ ไม่ละลาย ไมล่ ะลาย เปน็ กรด ละลายได้ ละลายได้ สมบตั ขิ อง สารละลาย เล็กน้อย สารละลาย สารละลาย สารละลาย เป็นเบส สารละลาย เป็นกรด เป็นกรด เปน็ เบส ติวเขม้ เตรียมพรอ้ มสโู่ อลมิ ปกิ วิชาการ (เคม)ี โดย อ.วราพงษ์ เสนาภกั ด์ิ | 16

สรปุ สารประกอบออกไซด์ของโลหะ 1. สถานะเป็นของแขง็ 2. จดุ เดอื ดจุดหลอมเหลวสูง 3. เมือ่ ละลายนา่ มีคุณสมบัตเิ ป็นเบส ยกเวน้ BeO, Al2O3, SiO2 ไมล่ ะลายน่า และ B2O3 เป็นกรด สรปุ สารประกอบออกไซด์ของอโลหะ 1. มกั เปน็ ของเหลวหรอื แกส๊ ยกเวน้ P2O5 เปน็ ของแข็ง 2. จุดเดือดจุดหลอมเหลวต่า ยกเวน้ P2O5 3. เมอื่ ละลายนา่ จะมสี มบัตเิ ป็นกรด จากข้อมลู ของ oxide บางชนดิ ไมล่ ะลายนา่ เช่น BeO, Al2O3 และ SiO2 แต่พบว่า SiO2 มสี มบตั เิ ป็นกรดเนอื่ งจากสามารถท่าปฏิกริ ยิ ากบั เบสไดด้ งั ปฏกิ ริ ยิ า SiO2 + 2NaOH -------> Na2SiO3 + H2O กรณขี อง BeO และ Al2O3 พบวา่ มสี มบตั ิเปน็ ไดท้ ังกรดและเบส คอื ถ้าท่าปฏกิ ริ ยิ ากบั กรดจะทา่ หนา้ ทเี่ ปน็ เบส และถ้าท่าปฏิกริ ยิ ากบั เบสจะทา่ หน้าทเ่ี ปน็ กรด เรียกออกไซด์พวกนวี า่ Amphoteric oxide ยกตวั อยา่ งเช่น BeO + 2NaOH + H2O -------> [Be(OH)4]2- + 2Na+ BeO + 2HCl -------> BeCl2 + H2O Al2O3 + 2NaOH + H2O -------> 2[Al(OH)4]- + 2Na+ Al2O3 + 6HCl -------> 2AlCl3 + 3H2O ธาตทุ รานสิชนั คาบที่ 4 1. เวเลนตอ์ เิ ลก็ ตรอนเท่ากบั 2 ยกเวน้ โครเมยี มและคอปเปอร์ 2. รศั มอี ะตอมเลก็ ลงจากซา้ ยไปขวา 3. จุดเดือดจดุ หลอมเหลวสูง 4. ความหนาแนน่ เพิม่ ขนึ จากซ้ายไปขวา 5. สามารถดึงดูดด้วยแม่เหลก็ และสามารถแสดงคุณสมบตั เิ ปน็ แม่เหลก็ ได้ เช่น Fe, Co, Ni 6. มีเลขออกซเิ ดชัน่ ได้หลายคา่ ยกเวน้ Sc และ Zn มีค่าเดียวคอื +3 และ +2 ตามลา่ ดับ ตวิ เข้มเตรียมพร้อมสโู่ อลมิ ปกิ วิชาการ (เคมี) โดย อ.วราพงษ์ เสนาภกั ดิ์ | 17

ตารางแสดงเลขออกซเิ ดชันของโลหะทรานสิชนั คาบท่ี 4 Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn +7 +6 +6 +6 +5 +5 +5 +5 +5 +4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 +3 +3 +3 +3 +3 +3 +3 +3 +3 +2 +2 +2 +2 +2 +2 +2 +2 +2 +1 +1 +1 +1 +1 +1 +1 +1 การคดิ เลขออกซิเดช่ัน เลขออกซเิ ดชัน คือ เลขที่ถกู กา่ หนดขนึ เพื่อแสดงค่าประจไุ ฟฟ้าหรอื ประจุไฟฟ้าของไอออนหรอื อะตอมของธาตุ การก่าหนดวา่ ธาตตุ า่ งๆ จะมเี ลขออกซิเดชนั เท่าใด เปน็ ไปตามเกณฑ์ต่อไปนี 1. ธาตุอิสระทุกชนดิ ทอี่ ยูใ่ นรูปอะตอมหรอื โมเลกลุ มเี ลขออกซเิ ดชันเทา่ กบั 0 เช่น Ca, Na, Zn, He, O2, P4, และ S8 2. ออกซเิ จนในสารประกอบท่วั ไปมเี ลขออกซเิ ดช่นั เทา่ กบั -2 2.1 ในสารประกอบออกไซด์ เชน่ H2O2 หรือ BaO2 ออกซเิ จนจะมีเลขออกซเิ ดชั่น -1 2.2 ในสารประกอบซเู ปอร์ออกไซด์ เชน่ KO2 ออกซเิ จนจะมเี ลขออกซเิ ดชั่น –1/2 2.3 ในสารประกอบ OF2 ออกซเิ จนจะมเี ลขออกซเิ ดช่ัน +2 3. ไฮโดรเจนในสารประกอบท่วั ไปมีเลขออกซเิ ดช่ัน +1 ยกเวน้ ในสารประกอบไฮไดรข์ องโลหะ เช่น NaH หรอื CaH2 ไอโดรเจนมเี ลขออกซเิ ดชั่น -1 4. โดยทว่ั ไป หมู่ 1, 2, 3 เลขออกซิเดชั่นเทา่ กบั +1, +2, +3 ตามล่าดบั 5. โดยทว่ั ไป หมู่ 7, 6, 5 เลขออกซิเดชน่ั เทา่ กับ -1, -2, -3 ตามล่าดบั 6. ไอออนทีป่ ระกอบด้วยอะตอมมากกวา่ หนง่ึ ชนดิ ผลรวมของเลขออกซเิ ดชนั่ ของทกุ อะตอม จะเทา่ กบั ประจขุ องไอออนนัน เชน่ SO42- มปี ระจุ -2 ผลรวมประจขุ องธาตทุ ุกตวั จงึ เท่ากบั -2 7. ไอออนที่เปน็ อนุมูลกลมุ่ ท่ีควรรู้ เชน่ NH4+, OH-, NO3-, NO2-, CO32-, PO43-, CN-, SCN-, H2O, NH3 ติวเขม้ เตรยี มพร้อมสโู่ อลมิ ปิกวิชาการ (เคมี) โดย อ.วราพงษ์ เสนาภักด์ิ | 18

สขี องไอออนของธาตุทรานสชิ นั ไอออน เลข OA. ช่ืออนุภาค สี Fe2+ +2 Iron (II) ion เขียว Fe3+ +3 Iron (II) ion นา่ ตาล Mn2+ +2 Manganese (II) ion ไมม่ สี ี หรอื ชมพอู อ่ น Mn(OH)3 +3 Manganese (III) hydroxide นา่ ตาล MnO2 +4 Manganese (IV) oxide ด่า MnO42- +6 Manganate ion เขยี ว MnO4- +7 Permanganate ion มว่ ง Cr2+ +2 Chromium (II) ion น่าเงนิ Cr3+ +3 Chromium (III) ion เขียว CrO42- +6 Chromate ion เหลือง Cr2O72- +6 Dichromate ion สม้ ปฏกิ ิรยิ านิวเคลียร์ 1. ปฏิกิรยิ าฟิชชนั (Neclear fission) เป็นปฏิกริ ยิ าทนี่ ิวเคลยี สของธาตุหนัก แตกออกเปน็ สอง ส่วนทม่ี ขี นาดประมาณครงึ่ หนงึ่ ของนิวเคลียสเดมิ ปัจจุบนั นักวิทยาศาสตรไ์ ด้นา่ ปฏิกริ ิยาฟิชชันในเตาปฏิกรณป์ รมาณมู าใชป้ ระโยชนใ์ นการ ผลิตไอโซโทปกมั มนั ตรงั สี ใชใ้ นทางการแพทย์ เกษตร และอตุ สาหกรรมม นอกจากนีพลงั งานความรอ้ นที่ ไดจ้ ากการควบคุมปฏกิ ิริยาสามารถนา่ ไปใช้ผลิตกระแสไฟฟา้ ได้ 2. ปฏกิ ริ ิยาฟวิ ชั่น (Nuclear fussion, Thermonuclear reaction) เปน็ ปฏิกิริยาทเ่ี กิดจากแกน่ ของอะตอมเบาหลอมรวมกนั เขา้ เป็นแกน่ อะตอมทห่ี นกั กวา่ แล้วมีพลงั งานเกิดขึนอย่างมหาศาล การหาเกย่ี วกบั ปรมิ าณของสารกัมมนั ตรงั สี การค่านวณเก่ยี วกบั คา่ ครงึ่ ชีวิต (t1/2) ปรมิ าณสารที่เหลอื = (1/2)n x ปรมิ าณสารเรม่ิ ตน้ โดยที่ n = เวลาทังหมด / คร่งึ ชวี ติ ของธาตุ ติวเข้มเตรยี มพรอ้ มสโู่ อลมิ ปิกวชิ าการ (เคมี) โดย อ.วราพงษ์ เสนาภกั ด์ิ | 19

ของแข็ง ของเหลว แกส๊ สรุปสาระสาคญั >> ของแข็ง (Solid) << ของแข็งมีลกั ษณะทสี่ าคญั ไดแ้ ก่ 1. ปรมิ าตรและรปู ร่างคงทไี่ ม่เปลย่ี นไปตามภาชนะท่บี รรจุ 2. อนภุ าคอยู่ใกล้ชดิ กนั มาก 3. อนุภาคส่นั ไปมาในตาแหน่งเดมิ ของแข็งผลึก (Crystalline Solid) คือ ของแขง็ ทมี่ โี ครงสรา้ งประกอบด้วยอนุภาคเรียงกันอยู่ อยา่ งมรี ะเบยี บแบบแผน ประกอบด้วย 1. ผลกึ โมเลกลุ (Molecular Crystal) 2. ผลึกโคเวเลนตร์ า่ งตาข่าย (Network Covalent Crystal) 3. ผลกึ โลหะ (Metallic Crystal) 4. ผลึกไอออนิก (Ionic Crystal) ชนดิ ของ อนภุ าค แรงระหว่างอนภุ าค สมบัติท่ัวไป ตัวอยา่ ง ผลกึ ภายในผลกึ โมเลกุลมขี ว้ั ผลึกโมเลกุล อะตอมหรอื - ออ่ น โมเลกุลมขี ัว้ โมเลกลุ - แรงดงึ ดดู - จดุ หลอมเหลวตา่ นา้ แขง็ ผลึก ระหว่างขวั้ - ไม่นาความร้อนและไฟฟ้า ผลึกกรดซาลิไซลิก โคเวเลนต์ อะตอม รา่ งตาขา่ ย - พันธะไฮโดรเจน - เปราะ จดุ หลอมเหลวสงู โมเลกุลไมม่ ีข้ัวหรอื ผลกึ โลหะ อะตอม โมเลกุลไม่มีข้ัว - ไมน่ าความร้อนและไฟฟ้า อะตอม น้าตาล ยกเว้น เพชร นาความรอ้ น ทราย กามะถนั ผลึกไอออนกิ ไอออนบวก - แรงลอนดอน และแกรไฟต์นาไฟฟ้าได้ เพชร, แกรไฟต,์ และ - เหนียว จดุ หลอมเหลวสงู ควอตซ์ ไอออนลบ พันธะโคเวเลนต์ - นาความร้อนและไฟฟ้าได้ ดี เหล็ก, สงั กะสี, พนั ธะโลหะ - เปราะ จดุ หลอมเหลวสงู โลหะตา่ งๆ - ไมน่ าความรอ้ นและไฟฟา้ พันธะไอออนกิ NaCl, KNO3, MgO ตวิ เขม้ เตรยี มพร้อมสโู่ อลมิ ปกิ วิชาการ (เคมี) โดย อ.วราพงษ์ เสนาภกั ดิ์ | 20

สมบัติบางประการของของแขง็ บางชนิดที่อยใู่ นรูปตา่ งๆ (จากหนังสือแบบเรียน สสวท.) กามะถัน โมเลกลุ กามะถนั (S8) ผลึกกามะถนั รอมบิก (เสถียร) ผลึกกามะถนั มอนอคลินิก ฟอสฟอรสั ฟอสฟอรสั ขาว ฟอสฟอรสั ดา ฟอสฟอรสั แดง คาร์บอน แกรไฟต์ เพชร ฟลูเรอรนี ตวิ เข้มเตรยี มพรอ้ มสโู่ อลมิ ปิกวชิ าการ (เคมี) โดย อ.วราพงษ์ เสนาภักด์ิ | 21

>> ของเหลว (Liquid) << ของเหลวมีคณุ ลกั ษณะท่ีสาคัญ ได้แก่ 1. ปริมาตรคงท่ี แต่รปู ร่างเปล่ียนไปตามภาชนะทบี่ รรจุ 2. อนภุ าคอยูใ่ กลช้ นดิ กัน 3. อนภุ าคเคลื่อนทไ่ี ปทวั่ ของเหลว ความตงึ ผวิ (Surface Tension) คืองานที่ใช้ในการขยายพืน้ ที่ผวิ ของของเหลว 1 หนว่ ย ขนึ้ กับ แรงยดึ เหน่ียวระหวา่ งโมเลกลุ ของเหลวโดยมีความสัมพนั ธ์ดงั น้ี “ แรงยึดเหน่ียวมาก -----> ความตึงผวิ สูงข้ึน อุณหภมู ิสูง ------> ความตงึ ผิวลดลง ” แรงตงึ ผิว (Tension Force) คอื แรงที่ดึงผิวของของเหลวเข้ามาภายในเพื่อให้เหลอื พ้นื ทผ่ี วิ ของ ของเหลวนอ้ ยทส่ี ุด การระเหย (Evaporation) คือกระบวนการเปลีย่ นสถานะจากของเหลวกลายเปน็ ไอ ถา้ โมเลกลุ ทีม่ าพลงั งานจลนส์ งู อยทู่ ผี่ วิ ของเหลวกส็ ามารถหลดุ ออกไปในสถานะแกส๊ โดย ปจั จัยท่ที าใหเ้ กิดการ ระเหย ไดแ้ ก่ อณุ หภมู ิ ชนดิ ของเหลว พ้ืนทผี่ วิ ของเหลว ความดนั บรรยากาศเหนือของเหลว การระเหยในภาชนะเปิด การระเหยในภาชนะปิด ความดนั ไอกบั จดุ เดือดของของเหลว (Vapor Pressure) คือความดันไอเหนอื ของเหลวขณะท่ี มีอตั ราการระเหยเทา่ กบั อตั ราการควบแนน่ โดยสารทมี่ จี ดุ เดือดตา่ ความดนั ไอสูง เนือ่ งจากระเหยง่าย ส่วนสารท่มี จี ดุ เดือดสูงความดนั ไอต่า ปจั จยั ที่ทาให้เกิดความดันไอ คือ อุณหภมู แิ ละแรงดงึ ดดู ระหว่าง โมเลกุลของของเหลว ตวิ เขม้ เตรยี มพร้อมสโู่ อลมิ ปกิ วชิ าการ (เคม)ี โดย อ.วราพงษ์ เสนาภักดิ์ | 22

ตัวอย่างความสมั พันธ์ระหวา่ งความดนั ไอกบั อุณหภมู ิของของเหลวชนดิ ตา่ งๆ การเดือด (Boiling) คอื ปรากฏการณ์ท่ขี องเหลวไดร้ ับความรอ้ นและเปลยี่ นสถานะเปน็ ไออยา่ ง รวดเรว็ โมเลกลุ ของของเหลวทั่วทกุ บริเวณในภาชนะสามารถที่จะหลุดหนีแรงดงึ ดูดระหว่างโมเลกุลได้ จดุ เดือด คอื อุณหภูมทิ ข่ี องเหลวมีความดันไอเท่ากบั ความดนั บรรยากาศ จดุ เดอื ดปกติ คอื จุดเดอื ดของของเหลวที่ความดนั 1 บรรยากาศ >> แก๊ส (Gas) << ประเภทของกา๊ ซ นกั วทิ ยาศาสตรแ์ บง่ กา๊ ซออกเป็น 2 ประเภทดังน้ี 1. กา๊ ซอุดมคติ (ideal gas) หรอื ก๊าซสมบรู ณ์ (perfect gas) เป็นก๊าซสมมติท่นี กั วิทยาศาสตร์ กาหนดขนึ้ มาเพอ่ื อธิบายพฤติกรรมบางอย่างของก๊าซ ไมม่ อี ยู่จรงิ ในธรรมชาติ ไม่มีแรงยึดเหนยี่ วระหวา่ ง โมเลกุล ไม่มปี รมิ าตร (ถือว่าเป็นเพียงจดุ ทอี่ ยู่ในภาชนะทีบ่ รรจกุ ๊าซเท่าน้นั ซงึ่ มีคา่ น้อยมากเม่ือเทยี บกับ ขนาดของภาชนะ ทาให้สามารถตดั ทิ้งได้และถือว่าไม่มปี รมิ าตร) กา๊ ซอดุ มคติจะมีพฤติกรรมต่างๆ เป็นไป ตามกฎของก๊าซอดุ มคติ 2. ก๊าซจริง (real gas) หมายถงึ ก๊าซทมี่ ีอยูใ่ นธรรมชาตจิ ริงๆ เชน่ H2, O2, CO2 ฯลฯ มีแรงยดึ เหน่ียวระหวา่ งโมเลกุล มปี รมิ าตรโมเลกลุ มพี ฤติกรรมทีไ่ มเ่ ปน็ ไปตามกฎของกา๊ ซอดุ มคติ ก๊าซจริงจะมีพฤตกิ รรมเป็นกา๊ ซอุดมคติหรือคลา้ ยกบั กา๊ ซอุดมคติเมือ่ อณุ หภูมิสงู ๆ และเมือ่ ความดันต่าๆ ซ่ึงอาจจะทา่ ใหโ้ มเลกุลของกา๊ ซอยหู่ ่างกันมาก ท่าใหม้ จี า่ นวนโมเลกลุ นอ้ ย มีแรงยึดเหนย่ี วระหวา่ ง โมเลกุลนอ้ ยจนถอื วา่ ไม่มแี ละจัดได้วา่ เปน็ ก๊าซอดุ มคติ ติวเขม้ เตรยี มพร้อมสโู่ อลมิ ปกิ วิชาการ (เคมี) โดย อ.วราพงษ์ เสนาภักดิ์ | 23

กฎของบอยล์ (Boyle , s Law) “เม่ือใชอ้ ณุ หภูมแิ ละมวลของกา๊ ซคงที่ ปริมาตรของก๊าซจะแปรผกผันกับความดนั ” P1V1 = P2V2 = P3V3 = …….. กฎของชาร์ลส์ (Charles , law) “เม่ือความดนั และมวลของกา๊ ซคงที่ ปริมาตรของก๊าซจะแปรผันโดยตรง กบั อณุ หภมู เิ คลวนิ ” VT11 = VT22 = VTnn = ……. กฎของเกย์ลสุ แซก (Gay - Lussac, s Law) “เมอื่ ปรมิ าตรและมวลของก๊าซคงท่ี ความดันของก๊าซจะแปรผันโดยตรงกบั อุณหภมู เิ คลวิน” TP11 = TP22 หรอื PP12 = TT12 กฎของอาโวกาโดร (Avogadro, s law) “เมอ่ื อุณหภมู แิ ละความดันคงท่ี ปรมิ าตรของกา๊ ซจะแปรผันโดยตรงกบั ปริมาณ (จา่ นวนโมล) ของก๊าซน้ัน” Vn11 = Vn22 หรอื VV12 = nn12 กฎรวมของกา๊ ซ P1TV11 = P2TV22 = …… สมการของกา๊ ซอดุ มคติ เป็นการนากฎของบอยล์ กฎของชารล์ ส์และกฎของอาโวกาโดรมารวมกนั เพอื่ ใช้หาความสัมพนั ธ์ ระหวา่ ง P, V, T และ n ของกา๊ ซ PV = nRT ตวิ เขม้ เตรยี มพรอ้ มสโู่ อลมิ ปิกวิชาการ (เคม)ี โดย อ.วราพงษ์ เสนาภกั ดิ์ | 24

สมการของกา๊ ซอุดมคตกิ ับมวลโมเลกลุ และความหนาแน่น จากการคานวณเกี่ยวกบั โมล n = WM = N 6.02 x1023 เม่อื N = จานวนโมเลกลุ , M = มวลโมเลกลุ , W = มวล, n = โมล เมื่อนามาประยกุ ตเ์ ขา้ กบั สมการของก๊าซอุดมคติ PV = nRT จะสามารถคานวณเกย่ี วกบั มวล โมเลกลุ และความหนาแนน่ ของกา๊ ซ (d) ได้ d = M RPT ตัวอย่างท่ี 1 ก๊าซ N2 จานวน 10.0 dm3 ที่ 25 0 C อา่ นค่าความดันได้ 0.40 atm ก. ถ้าเพ่ิมความดันเปน็ 2.0 atm จะมปี รมิ าตรเปน็ เทา่ ใด (สมมติก๊าซขยายตัวโดยอณุ หภมู ไิ ม่เปลี่ยนแปลง) (2) ข. ถา้ ลดปริมาตรของภาชนะใหเ้ หลอื 5.0 dm3 ท่อี ณุ หภูมิ 25 0C เทา่ เดิมจะวัดความดนั ได้เทา่ ใด (0.8) ตัวอยา่ งที่ 2 กา๊ ซออกซเิ จน จานวนหนงึ่ บรรจใุ นถงั ปิดทีป่ รบั ขนาดได้ จากการทดลองพบว่าท่ี 30 0C วัด ความดันได้ 380 mmHg ในปริมาตร 500 cm3 ก. ถ้าต้องการให้ความดนั เพม่ิ ข้ึนอกี เท่าตวั จะตอ้ งลดปรมิ าตรลงก่ี cm3 (250) ข. ถ้าขยายปริมาตรใหเ้ พ่ิมขึ้น 100 cm3 ความดนั จะลดลงก่ี mmHg (316.7) ตัวอย่างที่ 3 ก๊าซ He จานวนหน่ึงอยู่ในถงั ปิดท่ี 20 0C วดั ความดันได้ 400 mmHg. ถ้านากา๊ ซ He ทง้ั หมดมาใส่ในถังอกี ใบหนึง่ ขนาด 20 dm3 ปรากฏว่าเหลอื 150 mmHg. ถงั ทีบ่ รรจกุ า๊ ซในตอนแรกมี ปรมิ าตรเทา่ ใด (7.5) ตวั อย่างที่ 4. ก๊าซออกซเิ จนจานวนหนึง่ วดั ปริมาตรได้ 200 cm3 ท่ี 27 0C ความดัน 700 mmHg ก. ถา้ ทาใหอ้ ณุ หภมู ิเปน็ 40 0C จะมีปริมาตรเท่าใด (ความดันคงท่ี) (208.7) ข. ถา้ ต้องการใหเ้ หลอื ปรมิ าตรเพยี ง 120 cm3 ท่ี 700 mmHg จะต้องทาทอี่ ุณหภูมิเทา่ ใด (-93 oC) ตวั อย่างท่ี 5 กา๊ ซไนโตรเจน 2.5 ลิตรท่ี 1 atm 30 0C ก. ถา้ เพม่ิ อณุ หภูมิ 10 0C ปรมิ าตรจะเพม่ิ กีล่ ิตร (2.583) ข. ถา้ ต้องการให้ปรมิ าตรลดลง 300 cm3 จะต้องลดอุณหภมู กิ ่ี 0C (กาหนดให้การทดลองทงั้ 2 กรณี ทาท่ี ความดันคงท่ี) (36.4) ตวิ เข้มเตรียมพร้อมสโู่ อลมิ ปิกวิชาการ (เคม)ี โดย อ.วราพงษ์ เสนาภักด์ิ | 25

ตัวอยา่ งที่ 6 เมื่อนาของเหลว A 5 กรัมมาทาให้เปน็ ไอทงั้ หมดที่ 40 0C ความดัน 380 mmHg ในถัง พลาสตกิ ซึ่งไมม่ กี ารขยายตัวขนาด 10 dm3 ถ้าต้องการให้ความดันลดลง 100 mmHg จะตอ้ งทาที่ อณุ หภมู เิ ท่าใด (-42.4 oC) ตวั อยา่ งที่ 7. กา๊ ซออกซเิ จนจานวนหนึ่งที่ 27 องศาเซลเซียส บรรจอุ ยใู่ นถงั ขนาด 1.5 ลิตร วัดความดนั ได้ 0.8 atm ถ้านาออกซิเจนทงั้ หมดนใี้ สใ่ นถงั อกี ใบหนง่ึ ขนาด 2.5 ลติ ร ที่ 0 0C จะอ่านความดนั ได้เทา่ ใด (0.427) ตวั อยา่ งที่ 8 ก๊าซเฉือ่ ย Ne 800 cm3 ท่ี STP ก. มปี ริมาตรกล่ี ติ รที่ 30 0C 152 mmHg (4.44) ข. ถ้านาทั้งหมดไปบรรจใุ นถังขนาด 500 cm3 ความดนั 2 atm จะอา่ นอณุ หภมู ิได้เทา่ ใด (341.3 K) ตัวอยา่ งท่ี 9 ก๊าซ CO2 จานวนหน่ึงที่ 30 องศาเซลเซยี ส 0.5 atm วัดปริมาตรได้ 10.0 ลิตร ก. กา๊ ซ CO2 จานวนน้ีหนกั กก่ี รมั (8.85) ข. กา๊ ซ CO2 จานวนนมี้ กี ่ีโมเลกุล (1.21x1023) ตัวอย่างที่ 10 จงหาจานวนโมลของแกส๊ สมบรูณ์ ซง่ึ มปี ริมาตรเท่ากบั 0.452 l ท่ี 87 oC และ 0.620 atm (9.49x10-3) ตัวอยา่ งท่ี 11 จงหาความหนาแน่นของ NH3 ในหนว่ ย g/l ที่ 752 mmHg และ 55 oC (0.626 g/l) ตัวอย่างที่ 12 จงหาน้าหนกั โมเลกุลของแกส๊ ทม่ี ีความหนาแนน่ เท่ากับ 7.71 g/l ท่ี 36 oC และ 2.88 atm (67.9 g/mol) ตวั อยา่ งท่ี 13 แก๊สชนิดหน่งึ เกดิ จาก Si และ F โดยมีสัดสว่ นโดยนา้ หนกั คอื Si = 33.0%, F = 67.0% จงหาสูตรโมเลกลุ ของสารประกอบน้ี เมือ่ แกส๊ นี้มนี า้ หนกั 2.38 g ท่ี 1.70 atm มีปรมิ าตร 0.210 l และ อณุ หภมู ิ 35 oC (Si2F6) การแพรข่ องก๊าซ เนื่องจากโมเลกลุ ของกา๊ ซมกี ารเคลอ่ื นท่ีตลอดเวลาด้วยอตั ราเรว็ เฉลีย่ คงที่ ขณะทเี่ คลื่อนท่อี าจจะ ชนกนั เองบ้างชนกบั โมเลกลุ ของอากาศทกี่ ๊าซนัน้ เคล่อื นท่ผี า่ นหรือชนกบั ผนงั ภาชนะบา้ งจึงทาให้ทิศ ทางการเคลอื่ นทไ่ี มแ่ น่นอน ลกั ษณะของการเคลอื่ นที่ดงั กลา่ วของกา๊ ซทเ่ี กิดขน้ึ ในทกุ ทิศทางกค็ อื การแพร่ นน่ั เอง ตวิ เขม้ เตรยี มพร้อมสโู่ อลมิ ปิกวชิ าการ (เคมี) โดย อ.วราพงษ์ เสนาภักด์ิ | 26

กฎการแพร่ของเกรแฮม (Graham,s law of diffusion) “ภายใต้อณุ หภมู แิ ละความดนั เดยี วกัน อัตราการแพรข่ องกา๊ ซใด ๆ จะเปน็ สดั สว่ นผกผนั กบั รากทส่ี องของ มวลโมเลกลุ หรือความหนาแน่นของก๊าซ” ถา้ ให้ V = อตั ราการแพรข่ องก๊าซ, M = มวลโมเลกลุ ของก๊าซ, d = ความหนาแนน่ ของก๊าซ VV12 = MM12 = dd12 ในกรณีท่ีตอ้ งการพจิ ารณาอตั ราการแพร่ของก๊าซในเทอมของระยะและเวลาใหแ้ ทนอัตราการแพร่ V = ระเยวะลทาา(tง)(s) ลงในสตู รดงั กล่าวซง่ึ จะไดค้ วามสัมพนั ธท์ ัว่ ๆ ไปดังนี้ VV12 = st11 . st22 = MM12 = dd12 ในกรณีที่การแพรข่ องกา๊ ซมีระยะทางเทา่ กัน ( s1 = s2 ) จะได้ VV12 = tt12 = MM12 = dd12 ในกรณที ีก่ ารแพร่ของก๊าซมีระยะทางเท่ากนั ( s1 = s2 ) จะได้ VV12 = ss12 = MM12 = dd12 ตวั อย่างที่ 1 จงเรยี งลาดับอัตราการแพร่ของกา๊ ซใดต่อไปนจ้ี ากเรว็ ไปหาช้าตามลาดับ Ne, N2, NO, O2, Ar ตัวอยา่ งท่ี 2 ถ้าก๊าซ X มีมวลโมเลกุลเทา่ กบั 81 เคลอ่ื นที่ในภาชนะหนึ่งได้ระยะทาง 30 เซนตเิ มตร ในเวลา 2 วนิ าที ก๊าซ Y มีมวลโมเลกลุ เทา่ กบั 25 จะเคล่อื นทีไ่ ด้ในระยะทางกเ่ี ซนตเิ มตรในเวลา 4 วินาที (108 cm) ตวั อย่างท่ี 3 ท่ี 25 องศาเซลเซยี ส 1 atm กา๊ ซ A มคี วามหนาแนน่ เปน็ 3 เทา่ ของกา๊ ซ B ถา้ ก๊าซ A แพรไ่ ด้ 50 cm ในเวลา 20 วินาที ก. ก๊าซ B จะแพรไ่ ด้เร็วกี่ cm/วินาที (4.33) ข. ถ้าต้องการให้ก๊าซ B แพรไ่ ดเ้ ร็ว 80 cm จะตอ้ งใชเ้ วลาก่ีวนิ าที (18.5) ตวิ เขม้ เตรยี มพรอ้ มสโู่ อลมิ ปกิ วชิ าการ (เคมี) โดย อ.วราพงษ์ เสนาภักด์ิ | 27

ปริมาณสารสัมพนั ธ์ สรุปสาระสาคัญ p+................................ มวลอะตอม, มวลโมเลกุล, โมล e-.................................. n................................... มวลของธาตุคิดจากน้าหนักของ.......................กบั ........................ มวลของธาตุ 1 อะตอม เท่ากบั ........................................................... มวลของสารประกอบ 1 โมเลกลุ เท่ากบั ......................................................................................... มวลของไอออน 1 ไอออน เท่ากบั ................................................................................................... EX. เตมิ คา้ ตอบให้ถกู ตอ้ ง (ก้าหนดเลขมวลของ H = 1, C = 12, O = 16, Na = 23, P = 31) Na 1 อะตอม มมี วลเท่ากบั .................................................................................. O 1 อะตอม มีมวลเทา่ กบั ................................................................................. แอมโมเนยี 1 โมเลกลุ มมี วลเทา่ กับ.................................................................................. ซลั เฟอร์ไดออกไซด์ 1 โมเลกลุ มมี วลเทา่ กบั ................................................................................... Na+ 1 ไอออน มีมวลเท่ากบั .................................................................................. O2- 1 ไอออน มมี วลเท่ากับ.................................................................................. ฟอตเฟสไอออน 1 ไอออน มมี วลเทา่ กบั .................................................................................. EX. ถ้าต้องการ O 16 กรมั จะตอ้ งใช้ O กี่อะตอม EX. ถ้าตอ้ งการ H2O 18 กรมั จะต้องใช้ H2O ก่ีโมเลกุล EX. ถ้าตอ้ งการ Na+ 23 กรัม จะต้องใช้ Na+ ก่ไี อออน 1 โมลอะตอม เทา่ กบั .....................................อะตอม 1 โมลโมเลกุล เทา่ กบั .....................................โมเลกุล 1 โมลไอออน เท่ากบั .......................................ไอออน ติวเข้มเตรียมพรอ้ มสโู่ อลมิ ปกิ วชิ าการ (เคมี) โดย อ.วราพงษ์ เสนาภกั ด์ิ | 28

ความสมั พนั ธร์ ะหวา่ งโมลกบั มวล EX. เติมคา้ ตอบใหถ้ กู ตอ้ ง Na 1 โมลอะตอม มีมวลเทา่ กับ.............................................................................. มมี วลเท่ากับ.............................................................................. เอทานอล 1 โมลโมเลกุล มมี วลเทา่ กบั .............................................................................. มมี วลเทา่ กับ.............................................................................. ซลั เฟตไอออน 1 โมลไอออน มีมวลเทา่ กับ.............................................................................. มมี วลเท่ากบั .............................................................................. NH4+ 1 โมลไอออน CaCO3 1 โมลโมเลกุล Na2SO4·5H2O 1 โมลโมเลกลุ ความสัมพันธร์ ะหวา่ งโมลอะตอม, โมลโมเลกลุ , โมลไอออน EX. เติมคา้ ตอบใหถ้ กู ต้อง H2S 1 โมลโมเลกุล เทา่ กบั .....................................................................โมลอะตอม SO42- 1 โมลไอออน เท่ากับ.....................................................................โมลอะตอม MgSO4·5H2O 1 โมลโมเลกุล เท่ากับ.....................................................................โมลอะตอม K3[Fe(CN)6] 1 โมลโมเลกุล มี C เทา่ กับ.............................................................โมลอะตอม มี Fe เทา่ กบั ...........................................................โมลอะตอม MgCl2 1 โมลโมเลกุล เทา่ กบั .....................................................................โมลไอออน Al(OH)3 1 โมลโมเลกลุ เท่ากับ.....................................................................โมลไอออน ความสมั พันธ์ระหวา่ งโมลกับปริมาตรของแก๊ส ท่ี STP *** แก๊สทุกชนดิ 1 โมล มปี ริมาตร เทา่ กบั ................................................. EX. เตมิ ปรมิ าตรท่ี STP ของสารต่อไปนใี ห้ถกู ตอ้ ง CH4 1 โมล มีปริมาตร เทา่ กบั ................................. CO2 2 โมล มปี ริมาตร เทา่ กับ...................... SO2 0.5 โมล มีปรมิ าตร เทา่ กบั .............................. H2S มีปรมิ าตร เท่ากับ................................. H2S 34 กรมั มีปรมิ าตร เท่ากับ............................... CH3COOH 1 โมล มีปรมิ าตร เท่ากับ...................... NaCl 1 โมล มปี ริมาตร เท่ากบั ................................. CaCO3 1 โมล มีปรมิ าตร เท่ากบั ...................... ตวิ เข้มเตรยี มพร้อมสโู่ อลมิ ปิกวิชาการ (เคม)ี โดย อ.วราพงษ์ เสนาภกั ดิ์ | 29

แบบฝกึ หัด 1. กรดแอซีตกิ 24 กรัม จะมีจา้ นวนออกซเิ จนอะตอมเท่าใด 2. แกส๊ มเี ทน 48 กรัม จะมจี า้ นวนโมเลกลุ เท่ากบั เท่าใด 3. แก๊สโพรเพน 22 กรัม มปี ริมาตรเท่าใดท่ี STP 4. สารในขอ้ ใดมีมวลมากทสี่ ุด ข. น้า 5.4 กรัม ก. แก๊ส CO2 2,240 cm3 ที่ STP ง. แกส๊ O2 6.4 กรมั ค. กลูโคส 0.25 โมล 5. แก๊สคาร์บอนไดออกไซดป์ รมิ าณเทา่ ใด จึงจะมจี ้านวนอะตอมของธาตอุ อกซเิ จนเทา่ กับจา้ นวนอะตอม ของ ธาตไุ ฮโดรเจนใน C2H6 1.204×1023 โมเลกลุ ก. 0.3 โมล ข. 52.8 กรมั ค. 3.01×1023 โมเลกุล ง. 13.44 dm3 ที่ STP 6. ข้อใดตอ่ ไปนไี มถ่ ูกต้อง ก. NaOH 2 โมล มมี วล 80 กรัม ข. แก๊สออกซเิ จน 0.3 โมล มีปริมาตร 6.72 dm3 ที่ STP ค. H2SO4 0.5 โมล มจี ้านวน 3.01×1023 โมเลกุล ง. โพแทสเซียม 4 โมล มีมวล 4×6.0×1023 กรมั ตวิ เขม้ เตรยี มพรอ้ มสโู่ อลมิ ปิกวิชาการ (เคมี) โดย อ.วราพงษ์ เสนาภักดิ์ | 30

การหามวลอะตอมของธาตตุ า่ งๆ ในตารางธาตุ การหาเลขมวลของธาตุต่างๆ หาจากธาตุทกุ ๆ ไอโซโทปทมี่ ใี นธรรมชาติ ยกเว้นไอโซโทปทเี่ ปน็ กัมมันตรังสี มวลอะตอม = (มวลไอโซโทปท่ี 1 x % ) + ( มวลไอโซโทปท่ี 2 x % ) + … 100 1. จงค้านวณมวลอะตอมเฉลีย่ ของ 1200Ne และ 2120Ne โดยก้าหนดให้ 1200Ne และ 1220Ne มีในธรรมชาติ 80% และ 20 % ตามลา้ ดบั 2. จงคา้ นวณมวลอะตอมเฉลีย่ ของ 31������ , 33������ และ 35������ โดยกา้ หนดใหม้ เี ปอรเ์ ซน็ ต์ในธรรมชาติเปน็ 50% 30% และ 20% ตามล้าดบั 3. ทองแดงมีไอโซโทปทเี่ สถียร 2 ไอโซโทป คือ 63Cu และ 65Cu สมมตุ วิ ่า ไอโซโทปมมี วลอะตอมเทา่ กับ 63 และ 65 ตามลา้ ดับ จะมี 63Cu และ 65Cu ในธรรมชาตอิ ย่างละกีเ่ ปอรเ์ ซ็นต์ ก้าหนดมวลอะตอม เฉล่ยี ของทองแดงเทา่ กบั 63.546 4. ธาตุ X มี 3 ไอโซโทป ซงึ่ มปี รมิ าณในธรรมชาติเทา่ กับ 20%, 20%, 60% ตามล้าดับ ไอโซโทปที่ 2 และ ที่ 3 มีมวลอะตอม 18 และ 20 ตามลา้ ดบั ถ้ามวลอะตอมเฉลีย่ เท่ากบั 18.8 จงหามวลอะตอมของ ไอโซโทปที่ 1 ตวิ เข้มเตรยี มพร้อมสโู่ อลมิ ปิกวชิ าการ (เคมี) โดย อ.วราพงษ์ เสนาภกั ดิ์ | 31

ร้อยละของธาตใุ นสารประกอบ รอ้ ยละของธาตใุ นสารประกอบ = มวลอะตอมของธาตุ ������ จ้านวนอะตอมของธาตใุ นสตู ร x 100 มวลโมเลกุลของสารประกอบ จงหาเปอรเ์ ซ็นตโ์ ดยมวลของธาตุทกุ ชนดิ ใน H2SO4 (ก้าหนดให้ H = 1, S = 32, O = 16) จงหามวลรอ้ ยละของธาตุ C ใน CO2 ปุย๋ แอมโมเนยี มไนเตรต มธี าตุไนโตรเจนเปน็ องคป์ ระกอบรอ้ ยละเท่าใด สตู รอยา่ งง่ายและสตู รโมเลกลุ การหาสูตรอยา่ งง่าย มีวธิ กี ารดงั นี้ 1. ต้องทราบวา่ สารท่ีจะหาสูตรอยา่ งงา่ ยประกอบด้วยธาตุใดบ้าง 2. ตอ้ งทราบมวลอะตอมของแตล่ ะธาตุ 3. ตอ้ งทราบนา้ หนกั หรอื ปริมาณสารอื่นๆ เชน่ จ้านวนอะตอม, ปรมิ าตรท่ี STP ของแตล่ ะธาตุท่ี 4. หาจ้านวนโมลของแตล่ ะธาตุ 5. น้าคา่ จา้ นวนโมลท่ีน้อยท่ีสุดหารตลอด จะไดอ้ ัตราส่วนของสูตรอยา่ งงา่ ย 6. การปดั จุดทศนิยมของตัวเลขในการหาอตั ราสว่ นกรณหี ารไม่ลงตวั (ไม่เป็นเลขจ้านวนเต็ม) - ถ้านอ้ ยกวา่ หรือเท่ากบั 0.2 ให้ปัดลง - ถา้ มากกว่าหรือเท่ากบั 0.8 ให้ปดั ขึน - ถา้ อยรู่ ะหว่าง 0.2-0.8 ให้หาเลขมาคูณใหเ้ ป็นจ้านวนเต็ม ติวเข้มเตรียมพรอ้ มสโู่ อลมิ ปิกวชิ าการ (เคมี) โดย อ.วราพงษ์ เสนาภกั ด์ิ | 32

การหาสตู รโมเลกลุ ของสารทัว่ ไป มีวธิ กี ารดังนี้ 1. ต้องทราบสูตรเอม็ พิริคลั 2. ตอ้ งทราบมวลโมเลกลุ โดยโจทยก์ ้าหนดให้มาโดยตรงหรอื เราต้องหามาเองจากขอ้ มลู ทโี่ จทยบ์ อก 3. น้าขอ้ มลู จากข้อ 1 และ 2 มาหาคา่ n โดยใช้สูตร มวลโมเลกลุ = (มวลของสูตรเอม็ พริ คิ ลั )n โดยที่ n คือ เลขจา้ นวนเตม็ บวก ตังแต่ 1, 2, 3, …. 1. สาร A ประกอบด้วย C 1.8 โมล H 2.89×1024 อะตอม และ O 9.6 กรัม จงหาสูตรเอมพริ ิคลั ของสาร A 2. จากการวิเคราะห์นโิ คตินทม่ี ีในบหุ ร่ี พบว่าประกอบดว้ ย C 74%, H 8.65% และ N 17.3% โดยนา้ หนกั นิโคตนิ มีสตู รเคมพิรคิ ลั เปน็ อย่างไร 3. สารประกอบชนดิ หน่ึงประกอบด้วย C, H และ O เมอ่ื นา้ สารนีมา 3.0 กรมั เผาจะได้ CO2 4.4 กรัม ไอนา้ 1.8 กรมั ถา้ มวลโมเลกลุ ของสารนี เทา่ กับ 60 สูตรโมเลกลุ นเี ป็นอย่างไร 4. กา๊ ซชนิดหนึ่งประกอบดว้ ย C = 82.7% และ H 17.3% โดยนา้ หนกั ถ้า 1 ลิตร ของก๊าซนีหนกั เปน็ 58 เทา่ ของก๊าซไฮโดรเจน 500 cm3 ซึ่งวดั ทอ่ี ุณหภมู แิ ละความดันเดยี วกัน จงหาสูตรโมเลกลุ ของกา๊ ซนี ติวเข้มเตรยี มพร้อมสโู่ อลมิ ปิกวชิ าการ (เคม)ี โดย อ.วราพงษ์ เสนาภกั ด์ิ | 33

สารละลาย รอ้ ยละโดยมวล (% w/w) รอ้ ยละโดยมวลตอ่ ปริมาตร (% w/v) รอ้ ยละโดยปรมิ าตร (% v/v) โมลาร์ (Molar, M) โมแลล (Molal, m) ppm ppb เศษสว่ นโมล (mole fraction, X) จากของแขง็ การเตรียมสารละลาย การเจอื จาง ติวเข้มเตรียมพรอ้ มสโู่ อลมิ ปกิ วิชาการ (เคมี) โดย อ.วราพงษ์ เสนาภกั ด์ิ | 34

จดุ เดือด จดุ เยือกแข็ง สมบตั คิ อลิแกทพี *** สารละลายที่มคี วามเข้มข้น (m) เทา่ กนั ท่ีละลายในตัวทาละลายเดยี วกนั จะมจี ดุ เดอื ด จดุ เยือกแขง็ เทา่ กนั *** เชน่ สารละลาย A ตวั ถกู ละลาย คอื น้าตาล และ มี “นา้ ” เปน็ ตัวทา้ ละลาย สารละลาย B ตวั ถกู ละลาย คือ เอทานอล และ มี “น้า” เป็นตวั ท้าละลาย จะละลายนา้ ตาลกีก่ รมั ในน้า เท่าไหรก่ ไ็ ด้ หรือ จะละลายเกลอื ก่ีกรัม ในนา้ เท่าไหร่ก็ ได้ แต่สดุ ทา้ ย ถ้า สารละลาย A และ B มคี วามเขม้ ขน้ เท่ากนั แสดงวา่ สารละลายท้ัง สองนนั้ จะมีจุดเดือด และ จดุ หลอมเหลว เทา่ กนั หมายเหตุ: สาร A และ B ต้องเป็นสารที่ไม่แตกตวั 1. สารละลายประกอบด้วยนา้ 36.0 g และสาร X 46.0 g เศษส่วนโมลของน้าเท่ากบั 0.8 มวลโมเลกลุ ของสารX เปน็ เทา่ ใด 2. สารละลาย NaOH 40% โดยมวล/ปริมาตร ความหนาแน่น 1.2 g/cm3 เศษสว่ นโมลของ NaOH เปน็ เทา่ ใด ตวิ เขม้ เตรยี มพรอ้ มสโู่ อลมิ ปกิ วิชาการ (เคม)ี โดย อ.วราพงษ์ เสนาภกั ด์ิ | 35

3. ในการเจือจางสารละลาย H2SO4 0.6 M จ้านวน 20.0 cm3 ใหม้ คี วามเข้มขน้ เปน็ 0.1 M จะต้องเติม น้าลงไปเท่าใด 4. ผสมสารละลายกรดชนิดเดยี วกนั 2 ขวด ที่มีฉลากปิดวา่ 0.1 M ปรมิ าตร 100 cm3 กับ 0.3 M จา้ นวน 100 cm3 อยากทราบว่าสารละลายท่ีได้ใหมจ่ ะมีความเขม้ ขน้ เทา่ ใดในหน่วยโมลาร์ 5. ถา้ ตอ้ งการเตรียมสารละลาย NaIO3 เขม้ ข้น 0.5 M จา้ นวน 500.ml จะตอ้ งช่ัง NaIO3 ก่ีกรมั 6. ต้องใช้ตวั ถูกละลายก่ีกรัมในการเตรยี มสารละลายต่อไปนี 6.1) 5.24 X 10-5 M CaC2O4 1 ลิตร 6.2) 2 M NH4Cl 150 cm3 7. จงค้านวณหาจา้ นวนโมลของ NaCl ทบ่ี รรจใุ นสารละลาย ปริมาตร100 mL เข้มข้น 0.2 M 8. จากขอ้ 7 จงคา้ นวณหาจา้ นวนกรมั ของ NaCl ในสารละลายดังกลา่ ว ติวเขม้ เตรยี มพร้อมสโู่ อลมิ ปิกวิชาการ (เคม)ี โดย อ.วราพงษ์ เสนาภกั ด์ิ | 36

9. จงค้านวณหาความเขม้ ข้นในหน่วย molarity ของสารละลายต่อไปนี 9.1) 4.67 mole ของ Li2SO3 ปริมาตร 2.04 ลติ ร 9.2) 4.783 g ของ Na2CO3 ปรมิ าตร 10.0 L 10. จงค้านวณหาจ้านวนโมลของตัวถูกละลายในสารละลายตอ่ ไปนี 10.1) 2.35 L ของสารละลาย Cu(NO3)2 2.0 M 10.2) 16.00 mL ของสารละลาย Pb(NO3)2 0.415 molar 11. จงค้านวณจา้ นวนกรมั ของตัวถูกละลายในสารละลายตอ่ ไปนี 11.1) 0.500 L ของสารละลาย KCl 1.00 M 11.2) 6.02 L ของสารละลาย Na2O 3.76 molar 12. จงคา้ นวณปรมิ าตรทใี่ ชใ้ นการเตรียมสารละลายต่อไปนี 12.1) 4.267 mole ของ Li2SO3 ละลายใหม้ คี วามเขม้ ขน้ 3.89 M 12.2) 4.907 mole ของ Al2O3 ทา้ ใหม้ ีความเขม้ ขน้ 0.5 M ตวิ เข้มเตรยี มพรอ้ มสโู่ อลมิ ปกิ วิชาการ (เคมี) โดย อ.วราพงษ์ เสนาภักดิ์ | 37

13. จงคา้ นวณหา molarity ของสารละลาย HCl 12 M 200 ml หลังจากทเ่ี จอื จางให้มปี รมิ าตร 12 L 14. สารละลาย X มีความหนาแน่น 1.027 g/ml และมีความเขม็ ขน้ 2.00 M จะมีความเขม้ ขน้ เป็นรอ้ ยละ โดย มวลเทา่ ไร ถ้ามวลโมเลกลุ ของสาร X เท่ากับ 74.0 15. ถา้ ตอ้ งการเตรยี มสารละลาย X เข้มขน้ 0.12 M จ้านวน 500.0 mL จะตอ้ งใชส้ ารละลายใน ขอ้ 14 ปริมาตรเทา่ ใด 16. สารละลายกรด HClO4 เขม้ ข้น 70.0% มคี วามหนาแน่น 1.164 g/ml จงคา้ นวณหาความเขม้ ขน้ ใน หน่วย โมลาริตขี องสารละลายนี 17. จงค้านวณหา molal และ Molar ของสารสารละลาย C2H5OH ในนา้ โดยก้าหนดใหเ้ ศษสว่ นโมลของ เอทานอลเป็น 0.05 และความหนาแน่นของสารละลาย 0.99 g/mL 18. ฉลากของสารละลายขวดหนึง่ ระบุวา่ เป็น 0.7 M HCl ถา้ ต้องการ HCl 0.05M ใชใ้ นการทา้ ปฏกิ ริ ยิ า ต้องรนิ สารละลาย HCl ออกมาจากขวดเท่าใด ตวิ เขม้ เตรียมพรอ้ มสโู่ อลมิ ปกิ วิชาการ (เคม)ี โดย อ.วราพงษ์ เสนาภักดิ์ | 38

19. ต้องการเตรยี มสารละลาย NaCl เขม้ ขน้ 15% โดยนา้ หนกั จะตอ้ งใช้ NaCl ก่ีกรมั ละลายในน้า 100 กรัม 20. ตอ้ งชง่ั สารละลาย NaCl เข้มขน้ 5.0% โดยนา้ หนัก ปรมิ าณกก่ี รมั จึงจะได้เนือ NaCl จ้านวน 3.2 กรัม อยใู่ น สารละลายนี 21. สารละลาย H2SO4 เข้มขน้ 98 %โดยนา้ หนัก มคี วามหนาแนน่ 1.86 g/ml ปรมิ าตรของสารละลายนี เปน็ เท่าใด จึงจะมปี รมิ าตร H2SO4 อยู่ 40.0 กรัม 22. จงค้านวณหาเศษส่วนโมล ของสารละลาย H2SO4 ทมี่ ีความเขม้ ขน้ 15 % โดยนา้ หนกั 23. เอธลิ นี ไกลคอล C2H6O2 เข้มข้น 0.10 M ความหนาแนน่ 0.90 g/ml คิดเป็นกี่ molal 24. สารละลายกรดไฮโดรครอรกิ เขม้ ขน้ 12.0M มคี วามหนาแน่น 1.18 g/ml จงคา้ นวณหาความเขม้ ขน้ ใน หนว่ ย molality ตวิ เขม้ เตรยี มพร้อมสโู่ อลมิ ปิกวชิ าการ (เคมี) โดย อ.วราพงษ์ เสนาภักดิ์ | 39

25. ลกู เหม็นจดุ เยอื กแขง็ ทอ่ี ณุ หภมู ิ 178.4 องศาเซลเซยี ส มี Kf = 40.0 oC/m จงหาว่าจดุ เยือกแข็งของ สารละลายจะลดลงเทา่ ใด ถ้ามสี าร A (Mw = 125 g/mol) 1.50 กรัม ละลายอยู่ในลกู เหม็น 35.0 กรมั 26. สารละลายทม่ี ตี วั ถกู ละลายชนิดไมแ่ ตกตัว จา้ นวน 4.5 กรมั ละลายในนา้ 125 กรัม เกดิ การแขง็ ตัวที่ อณุ หภมู ิ –0.372 ๐C จงคา้ นวณน้าหนกั โมเลกลุ ของตวั ถกู ละลายนี ก้าหนดให้ Kf = 1.86 oC/m 27. ละลายสารประกอบเกลอื ของโพแทสเซียม (KX) จา้ นวน 8.00 กรัม ในน้า 100 กรมั สารละลายนี แขง็ ตัวท่ี –1.25 oC จงหาวา่ X คือธาตใุ ดของหมู่ 7A 28. สารอินทรยี ต์ ัวอย่างประกอบด้วย C และ H ร้อยละ 48 และ 6 โดยมวลตามลา้ ดบั เม่อื นา้ สารนีหนกั 0.4 กรมั ไปหาปริมาณ N พบวา่ เกดิ ก๊าซไนโตรเจน 44.8 cm3 ที่ STP และเม่อื นา้ สารนหี นัก 4.0 กรมั ละลายในเอทานอล หนกั 10.0 กรมั พบว่าไดส้ ารละลายท่มี ีจดุ เดือด 80.94 oC จงค้านวณหาสตู ร โมเลกลุ ของสารนี (จุดเดอื ดของเมทานอล เทา่ กับ 78.5 oC, Kb เท่ากบั 1.22 oC/m) ติวเข้มเตรยี มพร้อมสโู่ อลมิ ปิกวชิ าการ (เคม)ี โดย อ.วราพงษ์ เสนาภักด์ิ | 40

ปรมิ าณสารสมั พันธ์ แบบฝกึ หดั ทบทวนความรู้พืนฐานกอ่ นเรยี น 1. เขียนสตู รเคมีของสารต่อไปนี 1.1) ทองแดง.............................................. 1.5) แอมโมเนีย...................................................... 1.2) ซลิ เวอรซ์ ลั ไฟล.์ ................................... 1.6) โพแทสเซียมเปอรแ์ มงกาเนต........................... 1.3) แมกนเี ซียมไฮดรอกไซด์....................... 1.7) คาร์บอนเตตระคลอไรด์.................................... 1.4) ไนโตรเจนไดออกไซด.์ .......................... 1.8) แอมโมเนยี มไฮโดรเจนฟอสเฟต......................... 2. ดลุ สมการตอ่ ไปนี 2.1) C2H6 + O2 CO2 + H2O 2.2) CaCO3 + HCl CaCl2 + H2O + CO2 2.3) Na2SO4 + BaCl2 BaSO4 + NaCl 2.4) Mg + HNO3 Mg(NO3)2 + H2 2.5) CaCO3 + H2SO4 CaSO4 + H2O + CO2 2.6) Al2O3 + H2SO4 Al2(SO4)3 + H2O 2.7) (NH4)3PO4 + NaOH Na3PO4 + NH3 + H2O 2.8) Fe3O4 + H2 Fe + H2O 2.9) O2 + CS2 CO2 + SO2 2.10) NaCN + CuCO3 Na2CO3 + Cu(CN)2 2.11) N2H4 + N2O4 N2 + H2O 2.12) Na2O2 + H2O NaOH + O2 ติวเข้มเตรยี มพร้อมสโู่ อลมิ ปกิ วชิ าการ (เคม)ี โดย อ.วราพงษ์ เสนาภักดิ์ | 41

การคานวณปริมาณของสารตา่ งๆ ในปฏกิ ริ ยิ าเคมีแบบข้ันตอนเดียว ตัวอยา่ ง 1. จากปฏกิ ิรยิ าการเผาไหมแ้ กส๊ โพรเพน หากใช้แกส๊ ออกซิเจน 64 กรัม จะเกิดไอน้าก่โี มเลกุล C3H8 + O2 CO2 + H2O 2. แอมโมเนียมไฮโดรเจนฟอสเฟต นิยมนา้ มาใชเ้ ปน็ ส่วนประกอบของปยุ๋ ซึ่งสงั เคราะห์จากสารละลาย แอมโมเนยี (NH3) และสารละลายกรดฟอสฟอรกิ (H3PO4) ถา้ ใช้สารละลายแอมโมเนียเข้มข้น 7.4 โมลตอ่ ลติ ร ปรมิ าตร 3.48 ลติ ร จะต้องใช้สารละลายกรดฟอสฟอรกิ เข้มขน้ 12.9 โมลาร์ ปรมิ าตรกลี่ ิตร ติวเขม้ เตรยี มพรอ้ มสโู่ อลมิ ปกิ วิชาการ (เคม)ี โดย อ.วราพงษ์ เสนาภกั ด์ิ | 42

แบบฝกึ หัด CO2(g) + H2O(g) 1. จากปฏกิ ริ ยิ าตอ่ ไปนี CH4(g) + O2(g) ถา้ อากาศมีแกส๊ ออกซเิ จนรอ้ ยละ 21 โดยปริมาตร จะต้องใช้แกส๊ มเี ทน (CH4) กลี่ ติ ร จึงจะท้าปฏกิ ริ ิยา พอดกี บั อากาศปรมิ าตร 30.0 ลติ ร 2. การสงั เคราะห์ดว้ ยแสงของพชื เกิดปฏิกริ ยิ าเคมดี งั นี CO2 + H2O l ight C6H12O6 + O2 พืชต้องใชแ้ ก๊สคาร์บอนไดออกไซด์กล่ี ติ ร ท่ี STP จึงจะสามารถสงั เคราะหก์ ลโู คสได้ 36.0 กรัม ติวเขม้ เตรยี มพร้อมสโู่ อลมิ ปิกวชิ าการ (เคม)ี โดย อ.วราพงษ์ เสนาภักดิ์ | 43

การคานวณปริมาณของสารตา่ งๆ ในปฏกิ ิริยาเคมีหลายขน้ั ตอน ตวั อยา่ ง 1. แกส๊ ไฮโดรเจนไซยาไนด์ (HCN) สามารถเตรยี มได้ดังนี NH3(g) + O2(g) NO(g) + H2O(g) NO(g) + CH4(g) HCN(g) + H2O(g) + H2(g) ถา้ ใชแ้ กส๊ ออกซเิ จน 15.0 ลติ ร จะเกดิ แกส๊ ไฮโดรเจนไซยาไนด์ก่ลี ติ ร 2. จงคา้ นวณมวลของแกส๊ คลอรนี ที่ต้องใช้ในการสงั เคราะหค์ ารบ์ อนเตตระคลอไรด์ 5.00 กโิ ลกรัม จาก การเปล่ียนแปลงดงั สมการ CS2(l) + Cl2(g) S2Cl2(l) + CCl4(l) S2Cl2(l) + CS2(l) S8(s) + CCl4(l) ติวเข้มเตรยี มพรอ้ มสโู่ อลมิ ปกิ วชิ าการ (เคมี) โดย อ.วราพงษ์ เสนาภักดิ์ | 44

แบบฝกึ หัด N2O2(g) ..................(1) 1. เขียนปฏิกิริยารวมของปฏิกริ ยิ ายอ่ ยต่อไปนี NO2(g) ..................(2) 1.1) NO(g) N2O2(g) + O2(g) 1.2) CH3OH(g) ....................(1) CO(g) ...........................(2) CO(g) + H2(g) CO2(g) + C(s) 1.3) HOOBr(g) .........................(1) HOBr(g) ..........................(2) HBr(g) + O2(g) H2O(g) + Br2(g) .............(3) HOOBr(g) + HBr(g) HOBr(g) + HBr(g) ตวิ เข้มเตรยี มพรอ้ มสโู่ อลมิ ปกิ วชิ าการ (เคม)ี โดย อ.วราพงษ์ เสนาภกั ดิ์ | 45

2. วธิ ีการกา้ จัดแกส๊ ซัลเฟอร์ไดออกไซด์วธิ ีหนึง่ ทา้ ได้โดยใชซ้ ลั เฟอร์ไดออกไซดท์ า้ ปฏิกริ ิยาเคมกี บั แคลเซียม ออกไซด์ ซึง่ ไดจ้ ากการเผาหนิ ปูน ปฏิกริ ิยาเคมที เ่ี กิดขึนเขยี นแสดงได้ดงั นี CaCO3(s) CaO(s) + CO2(g) ................(1) CaO(s) + SO2(g) CaSO3(s) ................(2) 3. ซลิ คิ อนท่ีใช้ในชนิ ส่วนของอุปกรณค์ อมพวิ เตอร์ มขี ันตอนการผลิตเพอ่ื ให้ไดซ้ ลิ ิคอนบรสิ ทุ ธิ์ดังสมการ 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) ตวิ เขม้ เตรยี มพร้อมสโู่ อลมิ ปิกวชิ าการ (เคม)ี โดย อ.วราพงษ์ เสนาภักดิ์ | 46

สารกาหนดปรมิ าณ ตัวอยา่ ง 1. จากปฏกิ ิรยิ าต่อไปนี 2Mg(s) + O2(g) 2MgO(s) ถา้ โลหะแมกนีเซียม จ้านวน 6.000 โมล ทา้ ปฏิกริ ิยากบั แก๊สออกซิเจน จ้านวน 2.500 โมล 1.1) สารใดเปน็ สารกา้ หนดปรมิ าณ และจา้ นวนโมลของสารทเี่ หลอื เทา่ กบั เทา่ ใด 1.2) มวลของแมกนเี ซียมออกไซดท์ ี่เกดิ ขึนเท่ากบั เทา่ ใด 2. ถา้ ใหแ้ กส๊ มเี ทน ปรมิ าณ 8.00 กรัม เกิดปฏิกริ ิยาการเผาไหมก้ บั แก๊สออกซเิ จนปรมิ าณ 48.0 กรมั ดังสมการ CH4(g) + 2O2(g) CO2(g) + 2H2O(g) จงค้านวณ 2.1) สารใดเป็นสารก้าหนดปรมิ าณและมวลของสารที่เหลอื เทา่ กับเทา่ ใด 2.2) ปริมาตรของแกส๊ คารบ์ อนไดออกไซดท์ เ่ี กิดขึนเท่ากบั เท่าใดท่ี STP ติวเข้มเตรียมพร้อมสโู่ อลมิ ปกิ วชิ าการ (เคมี) โดย อ.วราพงษ์ เสนาภักด์ิ | 47

แบบฝกึ หัด 1. แคลเซยี มคารบ์ อเนตท้าปฏกิ ริ ิยากบั กรดไฮโดรคลอริก ดงั สมการ CaCO3(s) + HCl(aq) CaCl2(aq) + H2O(l) + CO2(g) เมือ่ ใชแ้ คลเซียมคารบ์ อเนต 50.0 กรัม ทา้ ปฏกิ ริ ยิ ากบั กรดไฮโดรคลอริก 0.500 โมล จะเกิดแกส๊ คาร์บอนไดออกไซดก์ ่ีลติ ร ท่ี STP 2. จากปฏกิ ิรยิ าเคมี 2H2S(g) + SO2(g) 3S(s) + 2H2O(l) ถ้าผสมแก๊สไฮโดรเจนซลั ไฟดแ์ ละแก๊สซัลเฟอร์ไดออกไซดอ์ ย่างละ 5.00 กรัม เม่อื ปฏิกิรยิ าเคมเี กดิ อย่าง สมบรู ณจ์ ะเหลอื สารใด เหลอื อยกู่ ่กี รมั และตะกอนซลั เฟอรท์ เ่ี กิดขึนเท่ากบั กก่ี รมั ติวเข้มเตรียมพร้อมสโู่ อลมิ ปิกวิชาการ (เคมี) โดย อ.วราพงษ์ เสนาภักดิ์ | 48

3. ถ้านา้ แก๊สไฮโดรเจน 30.0 ลิตร มาทา้ ปฏกิ ริ ิยากบั แกส๊ ไนโตรเจน 20.0 ลิตร จะเกดิ แกส๊ แอมโมเนีย มากท่สี ดุ กโ่ี มล ท่ี STP 4. ผสมสารละลายกรดเกลอื เขม้ ข้น 1.5 โมลต่อลิตร ปรมิ าตร 25.0 มลิ ลลิ ติ ร กบั สารละลายโซเดยี ม ไฮดรอกไซดเ์ ข้มขน้ 0.800 โมลตอ่ ลติ ร ปรมิ าตร 40.0 มลิ ลลิ ิตร ปฏิกิรยิ าทีเ่ กดิ ขึนเขยี นแสดงดงั สมการ HCl(aq) + NaOH(aq) NaCl(aq) + H2O(l) 4.1) สารใดเปน็ สารกา้ หนดปรมิ าณ 4.2) เมื่อปฏิกริ ยิ าสินสดุ จะได้สารละลายโซเดยี มคลอไรด์กโี่ มลาร์ 4.3) เมื่อทดสอบสารละลายหลงั สนิ สุดปฏกิ ริ ิยากบั กระดาษลิตมัสสแี ดงและนา้ เงนิ มีการ เปล่ียนแปลงหรือไม่ อย่างไร ตวิ เขม้ เตรยี มพร้อมสโู่ อลมิ ปิกวิชาการ (เคมี) โดย อ.วราพงษ์ เสนาภักด์ิ | 49

ผลได้รอ้ ยละ ผลไดร้ อ้ ยละ = ผลทีไ่ ด้จรงิ (กรัมหรอื โมล) x 100 ผลท่ไี ด้ตามทฤษฎี (กรมั หรือโมล) ตวั อย่าง 1. ถา้ นา้ เบนซีน (C6H6) จ้านวน 15.6 กรัม มาทา้ ปฏกิ ริ ยิ ากบั กรดไนตรกิ (HNO3) จา้ นวนมากเกนิ พอ พบวา่ เกิดไนโตรเบนซีน (C6H5NO2) 18.0 กรมั จงหาผลได้ร้อยละ C6H6(l) + HNO3(aq) C6H5NO2(l) + H2O(l) 2. จากการทดลองนา้ กรดบวิ ทาโนอิก (C4H8O2) 10.0 กรมั ท้าปฏิกริ ยิ ากบั เอทานอล (C2H6O) 3.14 กรมั ได้เอทบิ ิวทาโนเอต (C6H12O2) และน้า ดังสมการเคมตี อ่ ไปนี C4H8O2(aq) + C2H6O(aq) C6H12O2(aq) + H2O(l) จงคา้ นวณผลไดร้ ้อยละ ถา้ การทดลองพบว่าเกิดเอทิลบวิ ทาโนเอต 5.30 กรัม ตวิ เขม้ เตรยี มพรอ้ มสโู่ อลมิ ปิกวิชาการ (เคม)ี โดย อ.วราพงษ์ เสนาภักด์ิ | 50