คู่มือครู เคมี 2

เคมี เล่ม 2 บทท่ี 5 | สารละลาย 87 = 0.074 mol/L ดงั นน้ั สารละลายทไ่ี ดม้ คี วามเขม้ ขน้ 0.074 โมลตอ่ ลติ ร 7.2 สารละลายกรดไฮโดรคลอรกิ (HCl) เขม้ ขน้ 1.0 โมลตอ่ ลติ ร ปรมิ าตร 100 มลิ ลลิ ติ ร กบั สารละลายกรดไฮโดรคลอรกิ เขม้ ขน้ 2.0 โมลตอ่ ลติ ร ปรมิ าตร 100 มลิ ลลิ ติ ร ขน้ั ท่ี 1 ค�ำ นวณจ�ำ นวนโมลของ HCl ในสารละลายเขม้ ขน้ 1.0 mol/L ปรมิ าตร 100 mL 1.0 mol HCl soln จ�ำ นวนโมลของ HCl = so l n × 100 mL 1000 mL = 0.10 mol HCl ขน้ั ท่ี 2 ค�ำ นวณจ�ำ นวนโมลของ HCl ในสารละลายเขม้ ขน้ 2.0 mol/L ปรมิ าตร 100 mL 2.0 mol HCl × 100 mL soln จ�ำ นวนโมลของ HCl = so ln 1000 mL = 0.20 mol HCl หลงั จากผสมสารละลาย จ�ำ นวนโมลทง้ั หมดของ HCl ในสารละลายผสม = 0.10 mol + 0.20 mol = 0.30 mol ปรมิ าตรของสารละลายผสม = 100 mL + 100 mL = 200 mL 0.30 mol 1000 mL soln ความเขม้ ขน้ ของสารละลายทไ่ี ด ้ = m L s o l n × 200 1 L soln = 1.5 mol HCl/L soln ดงั นน้ั สารละลายทไ่ี ดม้ คี วามเขม้ ขน้ 1.5 โมลตอ่ ลติ ร 8. ค�ำ นวณปรมิ าตรของสารละลายเรม่ิ ตน้ ทต่ี อ้ งน�ำ มาใชใ้ นการเตรยี มสารละลายตอ่ ไปน้ี 8.1 สารละลายกรดไฮโดรคลอรกิ (HCl) เขม้ ขน้ 6.00 โมลตอ่ ลติ ร ปรมิ าตร 500 มลิ ลลิ ติ ร จากสารละลายกรดไฮโดรคลอรกิ เขม้ ขน้ 12.00 โมลตอ่ ลติ ร ค�ำ นวณจ�ำ นวนโมลของ HCl ในสารละลายเขม้ ขน้ 6.00 mol/L ปรมิ าตร 500 mL ท่ี ตอ้ งการเตรยี ม สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

บทท่ี 5 | สารละลาย เคมี เล่ม 2 88 จ�ำ นวนโมลของ 6.00 mol HCl 500 mL soln HCl = so l n × 1000 mL = 3.00 mol HCl ค�ำ นวณปรมิ าตรของสารละลาย HCl เรม่ิ ตน้ ทม่ี จี �ำ นวนโมลของ HCl ตามทต่ี อ้ งการเตรยี ม 1000 mL soln ปรมิ าตรของ HCl = 3.00 mol HCl × 12.00 mol HCl = 250 mL soln หรอื ค�ำ นวณโดยใชค้ วามสมั พนั ธ์ M1V1 = M2V2 (12.00 mol/L) (V1) = (6.00 mol/L) (500 mL) (6.00 mol/L) (500 mL) V1 = (12.00 mol/L) = 250 mL ดงั นน้ั ปรมิ าตรสารละลายกรดไฮโดรคลอรกิ เรม่ิ ตน้ ทต่ี อ้ งใชค้ อื 250 มลิ ลลิ ติ ร 8.2 สารละลายกรดไนทรกิ (HNO3) เขม้ ขน้ 1.00 โมลตอ่ ลติ ร ปรมิ าตร 100 มลิ ลลิ ติ ร จาก สารละลายกรดไนทรกิ เขม้ ขน้ 16.00 โมลตอ่ ลติ ร ค�ำ นวณจ�ำ นวนโมลของ HNO3 ในสารละลายเขม้ ขน้ 1.00 mol/L ปรมิ าตร 100 mL ทต่ี อ้ งการเตรยี ม จ�ำ นวนโมลของ HNO3 = 11.0000m0 mol LHsN o Ol n 3 × 100 mL soln = 0.100 mol HNO3 ค�ำ นวณปรมิ าตรของสารละลาย HNO3 เรม่ิ ตน้ ทต่ี อ้ งใช้ HNO3 1000 mL soln ปรมิ าตรของ HNO3 = 0.100 mol × 16.00 mol HNO3 สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

เคมี เลม่ 2 บทท่ี 5 | สารละลาย 89 = 6.25 mL soln หรอื ค�ำ นวณโดยใชค้ วามสมั พนั ธ์ M1V1 = M2V2 (16.00 mol/L) (V1) = (1.00 mol/L) (100 mL) V1 = (1.00 mol/L) (100 mL) (16.00 mol/L) = 6.25 mL ดงั นน้ั ปรมิ าตรของสารละลายกรดไนทรกิ ทต่ี อ้ งใชค้ อื 6.25 มลิ ลลิ ติ ร สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

บทที่ 5 | สารละลาย เคมี เล่ม 2 90 5.3 สมบตั บิ างประการของสารละลาย จุดประสงค์การเรียนรู้ 1. อธบิ ายความแตกตา่ งระหว่างจุดเดอื ดและจดุ เยือกแขง็ ของสารละลายกับสารบรสิ ุทธ์ิ 2. บอกความหมายของคา่ คงทขี่ องการเพม่ิ ขน้ึ ของจดุ เดอื ด (Kb) และคา่ คงทข่ี องการลดลงของ จดุ เยอื กแข็ง (Kf) 3. ค�ำ นวณจุดเดือดและจดุ เยือกแขง็ ของสารละลาย แนวการจดั การเรียนรู้ 1. ครูให้นักเรียนยกตัวอย่างสารละลาย เช่น นำ้�เกลือ น้ำ�เช่ือม จากน้ันครูต้ังคำ�ถามว่า สารละลายดังกล่าวมีสารชนิดใดเป็นตัวทำ�ละลายและตัวละลาย ซึ่งควรตอบได้ว่า น้ำ�เกลือมีนำ้� เปน็ ตวั ท�ำ ละลายและเกลอื เปน็ ตวั ละลาย น�้ำ เชอ่ื มมนี �้ำ เปน็ ตวั ท�ำ ละลายและน�้ำ ตาลเปน็ ตวั ละลาย 2. ครูตั้งคำ�ถามว่าแรงยึดเหนี่ยวระหว่างอนุภาคของสารละลายและสารบริสุทธิ์ซ่ึงเป็น ตัวทำ�ละลายของสารละลายนั้น เหมือนหรือต่างกันหรือไม่ อย่างไร ซ่ึงควรตอบได้ว่า ต่างกัน โดยสารบริสุทธิ์ มแี รงยดึ เหน่ียวระหวา่ งอนุภาคของสารบริสุทธิช์ นดิ เดยี วเท่านนั้ สว่ นสารละลาย มแี รงยดึ เหน่ยี วระหว่างอนภุ าคของตวั ละลายกับตัวท�ำ ละลายด้วย 3. ครตู ง้ั ค�ำ ถามวา่ แรงยดึ เหนยี่ วระหวา่ งอนภุ าคของสารมผี ลตอ่ จดุ เดอื ดและจดุ หลอมเหลว ของสารหรือไม่ อยา่ งไร ซึ่งควรได้ค�ำ ตอบวา่ ถ้าแรงยดึ เหนีย่ วระหว่างอนภุ าคสูงจะสง่ ผลใหส้ ารมี จดุ เดือดและจุดหลอมเหลวสงู เพ่ือนำ�เขา้ สู่กิจกรรม 5.2 4. ครูให้นักเรียนแต่ละกลุ่มศึกษาขั้นตอนการทดลอง และเขียนแผนการทดลอง เพ่ือทำ� กจิ กรรม 5.2 แลว้ อภิปรายรว่ มกนั โดยใชค้ ำ�ถามท้ายการทดลอง สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

เคมี เล่ม 2 บทท่ี 5 | สารละลาย 91 กจิ กรรม 5. 2 การทดลองหาจุดเดือดของสารบรสิ ทุ ธิ์และสารละลาย จุดประสงค์การทดลอง 1. ทดลองหาจดุ เดือดของสารบรสิ ุทธิ์และสารละลาย 2. บอกความแตกต่างระหว่างจุดเดือดของสารบริสทุ ธ์ิกบั สารละลายท่มี สี ารบริสุทธนิ์ น้ั เปน็ ตัวท�ำ ละลาย เวลาทใี่ ช ้ อภิปรายก่อนท�ำ การทดลอง 10 นาที 30 นาที ท�ำ การทดลอง 20 นาที 60 นาที อภิปรายหลังท�ำ การทดลอง รวม วัสดุ อปุ กรณ์ และสารเคมี ปริมาณต่อกลมุ่ รายการ 20 หยด 20 หยด สารเคมี 1. เอทานอล 2 หลอด 2. สารละลายกลีเซอรอลในเอทานอลเข้มข้น 2 mol/kg 2 หลอด วสั ดแุ ละอุปกรณ์ 1. หลอดทดลองขนาดเล็ก 1 อัน 2. หลอดคะปลิ ลารี 1 ใบ 3. เทอรม์ อมิเตอร ์ 0 – 100 °C 1 อัน 4. บีกเกอร์ขนาด 100 mL 1 ชดุ 5. แทง่ แกว้ คน 1 ชุด 6. ขาตงั้ พรอ้ มทจี่ ับหลอดทดลอง 1 เส้น 7. ตะเกียงแอลกอฮอล์พร้อมที่กนั้ ลม 8. ด้ายยาว 20 cm (ใชผ้ ูกหลอดคะปิลลารีกับเทอร์มอ- มเิ ตอร)์ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

บทท่ี 5 | สารละลาย เคมี เลม่ 2 92 การเตรยี มลว่ งหนา้ 1. เตรยี มสารละลายกลเี ซอรอลในเอทานอลเขม้ ขน้ 2 mol/kg โดยใชก้ ลเี ซอรอล 11.70 mL ละลายในเอทานอล 127.70 mL บรรจุใส่ขวดปิดจุกให้แน่นและไม่ควรเก็บสารละลาย ไวเ้ กนิ 1 สปั ดาห์ (สารละลายทเ่ี ตรยี มสามารถใชไ้ ดก้ บั การทดลองของนกั เรยี นประมาณ 6 กลมุ่ ) 2. เตรยี มหลอดคะปลิ ลารโี ดยหลอมหลอดคะปลิ ลารี แลว้ บดิ หลอดหรอื ใชค้ มี เหลก็ บบี หลอด ใหต้ ดิ กนั ใหห้ า่ งจากปลายดา้ นหนง่ึ ประมาณ 1 cm 1 cm ต�ำ แหนง่ ทห่ี ลอมตดิ กนั ขอ้ แนะน�ำ ส�ำ หรบั ครู 1. ครอู ธบิ ายใหน้ กั เรยี นทราบวา่ ทต่ี อ้ งท�ำ ใหภ้ ายในหลอดคะปลิ ลารมี ที ว่ี า่ งจากปลายดา้ นหนง่ึ เพยี งเลก็ นอ้ ยเพอ่ื ใหไ้ อของสารเขา้ ไปแทนทอ่ี ากาศภายในหลอดไดท้ ง้ั หมดอยา่ งรวดเรว็ จะ ท�ำ ให้ไดค้ ่าจุดเดือดของสารท่ีถกู ต้อง เพราะถา้ มอี ากาศอยมู่ ากจะตอ้ งใชเ้ วลานาน จงึ จะ ทำ�ให้ไอของสารเข้าไปแทนท่ีอากาศได้ท้ังหมด ทำ�ให้จุดเดือดท่ีวัดได้คลาดเคล่ือนจาก ความเปน็ จรงิ 2. ครเู นน้ ใหน้ กั เรยี นใชด้ า้ ยผกู หลอดทดลองไวก้ บั เทอรม์ อมเิ ตอร์ แลว้ ยดึ เทอรม์ อมเิ ตอรไ์ วก้ บั ที่จับหลอดทดลองที่ติดไว้กับขาตั้ง และจัดให้เทอร์มอมิเตอร์ตั้งฉากกับพื้นเพื่อให้อ่าน อณุ หภมู ไิ ดถ้ กู ตอ้ ง 3. ครูเนน้ ให้นักเรียนหยุดใหค้ วามรอ้ นกบั สาร เมอ่ื สงั เกตเหน็ ฟองแก๊สออกมาอยา่ งตอ่ เนอ่ื ง และบนั ทกึ อณุ หภมู ขิ ณะทฟ่ี องแกส๊ สดุ ทา้ ยออกมา 4. การหาจดุ เดอื ดของสารละลายกลเี ซอรอลในเอทานอล เพอ่ื ประหยดั เวลาอาจเรม่ิ ตน้ จาก อุณหภูมิประมาณ 50 °C โดยเทนำ้�ร้อนในบีกเกอร์เดิมออกบางส่วนแล้วเติมนำ้�เย็น ลงไปเล็กน้อย แต่ระวังอย่าให้อุณหภูมิสูงจนทำ�ให้เมื่อจุ่มหลอดคะปิลลารีลงใน สารละลายแลว้ มฟี องแกส๊ ขน้ึ มาทนั ที สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

เคมี เลม่ 2 บทที่ 5 | สารละลาย 93 ตวั อยา่ งผลการทดลอง ความเข้มข้น จดุ เดือด (mol/kg) (oC) สาร - 78.0 เอทานอล สารละลายกลเี ซอรอลในเอทานอล 2.0 80.0 อภปิ รายผลการทดลอง เอทานอลมจี ดุ เดอื ด 78.0 °C ซง่ึ ต�ำ่ กวา่ สารละลายกลเี ซอรอลในเอทานอลความเขม้ ขน้ 2.0 mol/kg ทม่ี จี ดุ เดอื ด 80 °C สรปุ ผลการทดลอง จุดเดือดของสารบริสุทธ์ิมีค่าตำ่�กว่าจุดเดือดของสารละลายท่ีมีสารบริสุทธ์ิน้ันเป็น ตวั ท�ำ ละลาย 5. ครูอธิบายเก่ียวกับการทดลองว่าของเหลวจะไม่เข้าไปในหลอดคะปิลลารีก่อนการให้ ความรอ้ น เพราะขณะนน้ั ความดนั ของอากาศภายในหลอดคะปลิ ลารเี ทา่ กบั ความดนั ภายนอก เมอ่ื เรม่ิ ให้ความร้อนของเหลวจะกลายเป็นไอเข้าไปในหลอดคะปิลลารี ทำ�ให้ความดันภายในหลอดเพ่ิมข้ึน จึงดันอากาศให้ออกมาอย่างต่อเน่ือง เมื่อลดอุณหภูมิลงการกลายเป็นไอของของเหลวจะลดลง ฟอง แก๊สที่ออกมาจึงช้าลงเรื่อย ๆ จนถึงฟองสุดท้าย แสดงว่าความดันไอในหลอดคะปิลลารีเท่ากับ ความดันภายนอก อณุ หภมู ิขณะนัน้ คือจุดเดือดของสารน้นั 6. ครใู หน้ กั เรยี นพจิ ารณาขอ้ มลู จดุ เดอื ดของสารบรสิ ทุ ธแิ์ ละสารละลายบางชนดิ ในตาราง 5.1 แลว้ ตอบคำ�ถามชวนคิด สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

บทที่ 5 | สารละลาย เคมี เล่ม 2 94 ชวนคิด จากตาราง 5.1 จุดเดือดของสารละลายในแต่ละหัวข้อต่อไปน้ีแตกต่างกันหรือไม่ อยา่ งไร 1. สารละลายกลเี ซอรอลในน�ำ้ ทม่ี คี วามเขม้ ขน้ ตา่ งกนั มีจุดเดือดต่างกัน โดยสารละลายกลีเซอรอลในนำ้�ท่ีมีความเข้มข้นมากกว่าจะมี จดุ เดอื ดสงู กวา่ 2. สารละลายน�ำ้ ตาลทรายในน�ำ้ ทม่ี คี วามเขม้ ขน้ ตา่ งกนั มีจุดเดือดต่างกัน โดยสารละลายนำ้�ตาลทรายในนำ้�ท่ีมีความเข้มข้นมากกว่าจะ มจี ดุ เดอื ดสงู กวา่ 3. สารละลายกลีเซอรอลในนำ้�กับสารละลายนำ้�ตาลทรายในนำ้�ท้ังท่ีมีความเข้มข้น เทา่ กนั และแตกตา่ งกนั สารละลายกลีเซอรอลในนำ้�กับสารละลายนำ้�ตาลทรายในนำ้�ท่ีมีความเข้มข้น เท่ากันจะมีจุดเดือดเท่ากัน ส่วนสารละลายกลีเซอรอลในนำ้�กับสารละลาย น�ำ้ ตาลทรายในน�ำ้ ทม่ี คี วามเขม้ ขน้ ตา่ งกนั จะมจี ดุ เดอื ดตา่ งกนั โดยสารละลายทม่ี ี ความเขม้ ขน้ มากกวา่ จะมจี ดุ เดอื ดสงู กวา่ ครอู าจชีป้ ระเดน็ ในการเปรียบเทยี บข้อมูลในตาราง 5.1 ดังต่อไปนี้ - น�้ำ บรสิ ทุ ธ์ิมีจดุ เดือดต�่ำ กวา่ สารละลายกลีเซอรอลในน�้ำ - สารละลายกลเี ซอรอลในน�ำ้ ทม่ี คี วามเขม้ ขน้ 2 โมลตอ่ กโิ ลกรมั มจี ดุ เดอื ดสงู กวา่ สารละลาย ชนดิ เดยี วกนั ทม่ี ีความเขม้ ขน้ 1 โมลตอ่ กิโลกรมั - สารละลายน�ำ้ ตาลทรายในน�ำ้ ทม่ี คี วามเขม้ ขน้ 2 โมลตอ่ กโิ ลกรมั มจี ดุ เดอื ดสงู กวา่ สารละลาย ชนดิ เดียวกนั ทีม่ ีความเข้มขน้ 1 โมลตอ่ กโิ ลกรัม - สารละลายกลีเซอรอลในนำ้�และสารละลายน้ำ�ตาลทรายในนำ้�ที่มีความเข้มข้นเท่ากัน มี จุดเดือดเท่ากัน ส่วนสารละลายกลีเซอรอลในนำ้�และสารละลายน้ำ�ตาลทรายในน้ำ�ที่มีความเข้มข้น แตกต่างกัน มจี ดุ เดือดแตกตา่ งกนั 7. ครใู หน้ กั เรยี นรว่ มกนั อภปิ รายเกย่ี วกบั จดุ เดอื ดของสารบรสิ ทุ ธแิ์ ละสารละลายทม่ี สี ารบรสิ ทุ ธิ์ น้ันเปน็ ตัวทำ�ละลาย เพื่อใหไ้ ดข้ ้อสรปุ ดังนี้ - จดุ เดอื ดของสารสารละลายสงู กวา่ จดุ เดอื ดของสารบรสิ ทุ ธท์ิ เ่ี ปน็ ตวั ท�ำ ละลายในสารละลายนน้ั - สารละลายที่มีตัวทำ�ละลายชนิดเดียวกันถึงแม้ว่าตัวละลายจะเป็นสารต่างชนิดกัน ถ้ามี ความเขม้ ข้นเป็นโมลตอ่ กโิ ลกรัมเท่ากนั จะมีจดุ เดือดเทา่ กัน สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

เคมี เลม่ 2 บทท่ี 5 | สารละลาย 95 - สารละลายท่ีมีตัวทำ�ละลายชนิดเดียวกัน แต่มีความเข้มข้นเป็นโมลต่อกิโลกรัมต่างกัน สารละลายที่มคี วามเข้มขน้ มากกว่าจะมจี ุดเดือดสูงกว่า 8. ครอู าจซกั ถามและใหน้ กั เรยี นรว่ มกนั อภปิ รายตอ่ ไปถงึ สมบตั ปิ ระการอนื่ ๆ ของสารละลาย เชน่ สมบตั เิ กย่ี วกบั จดุ หลอมเหลวหรอื จดุ เยอื กแขง็ วา่ จะมแี นวโนม้ เชน่ เดยี วกบั จดุ เดอื ดหรอื ไม่ อยา่ งไร เพ่ือนำ�ไปสู่กิจกรรม 5.3 โดยครูอธิบายเพ่ิมเติมว่าอุณหภูมิของจุดหลอมเหลวหรือจุดเยือกแข็งเป็น อุณหภมู เิ ดยี วกัน แต่พจิ ารณาการเปล่ียนแปลงสถานะในทิศทางตรงกนั ขา้ มจึงใช้แทนกันได้ 9. ครใู หน้ กั เรยี นแตล่ ะกลมุ่ ศกึ ษาขนั้ ตอนการทดลอง และเขยี นแผนการทดลอง เพอ่ื ท�ำ กจิ กรรม 5.3 แล้วอภิปรายร่วมกนั โดยใชค้ ำ�ถามท้ายการทดลอง กิจกรรม 5. 3 การทดลองหาจดุ หลอมเหลวของสารบรสิ ุทธ์ิและสารละลาย จุดประสงคก์ ารทดลอง 1. ทดลองหาจดุ หลอมเหลวของสารบรสิ ุทธิแ์ ละสารละลาย 2. บอกความแตกตา่ งระหว่างจุดหลอมเหลวของสารบริสุทธกิ์ บั สารละลายทีม่ สี ารบรสิ ทุ ธ์ิ น้ันเป็นตัวทำ�ละลาย เวลาที่ใช้ อภปิ รายกอ่ นทำ�การทดลอง 10 นาที 30 นาที ท�ำ การทดลอง 20 นาที 60 นาที อภิปรายหลงั ท�ำ การทดลอง รวม วสั ดุ อปุ กรณ์ และสารเคมี ปรมิ าณต่อกลุม่ รายการ 0.5 g 0.5 g สารเคมี 1. แนฟทาลีน 2. สารละลายกรดเบนโซอกิ ในแนฟทาลนี เข้มข้น 0.5 mol/kg สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

บทท่ี 5 | สารละลาย เคมี เลม่ 2 96 รายการ ปรมิ าณตอ่ กลุ่ม วัสดุและอปุ กรณ์ 2 หลอด 1. หลอดคะปิลลารี 1 อัน 2. เทอรม์ อมเิ ตอร์ 0 – 100 °C 1 ใบ 3. บกี เกอร์ ขนาด 100 mL 1 ชุด 4. ตะเกียงแอลกอฮอล์พร้อมที่กนั้ ลม 1 เส้น 5. ด้ายยาว 20 cm 1 อัน 6. แท่งแกว้ คน 1 ชดุ 7. ขาตง้ั พรอ้ มทีจ่ ับหลอดทดลอง การเตรียมล่วงหนา้ 1. เตรยี มสารละลายกรดเบนโซอกิ ในแนฟทาลีนใหม้ ีความเข้มข้น 0.5 mol/kg โดยผสม กรดเบนโซอกิ 0.3 g กบั แนฟทาลนี 5 g ในหลอดทดลองขนาดกลาง ปดิ จกุ แลว้ ใหค้ วามรอ้ น อย่างชา้ ๆ จนสารท้งั สองหลอมเหลวเป็นเนอ้ื เดียวกัน เทสารละลายใสถ่ ้วยกระเบือ้ ง และปดิ ทนั ทดี ว้ ยกระจกนาฬกิ า เมอ่ื สารผสมแขง็ ตวั และเยน็ แลว้ จงึ ขดู และบดใหล้ ะเอยี ด สารละลายทใ่ี ชใ้ นการทดลองนค้ี วรเปน็ สารละลายทเ่ี ตรยี มขน้ึ ใหม่ เนอ่ื งจากแนฟทาลนี ระเหิดไดง้ ่าย จึงอาจทำ�ให้ความเข้มขน้ ของสารละลายคลาดเคลอื่ นได้ 2. การเตรยี มหลอดคะปลิ ลารี ท�ำ ไดโ้ ดยหลอมปดิ ปลายดา้ นหนง่ึ ของหลอดคะปลิ ลารดี ้วย ความรอ้ น ต�ำ แหนง่ ทห่ี ลอมปดิ ข้อเสนอแนะสำ�หรบั ครู 1. ต้องบรรจุสารลงในหลอดคะปิลลารใี หส้ ูงประมาณ 0.2 – 0.5 cm โดยใช้ปลายด้านเปดิ ของหลอดคะปลิ ลารีตักสารทบี่ ดละเอยี ด แลว้ เคาะกน้ หลอดกบั พ้นื หรือปลอ่ ยให้หลอด คะปลิ ลารตี กลงในหลอดแก้วยาวประมาณ 30 cm หลาย ๆ ครง้ั จนสารอดั ตวั กันแนน่ อยู่ที่ก้นหลอด 2. การผูกหลอดคะปลิ ลารีติดกับเทอรม์ อมิเตอร์ ควรให้สารในหลอดคะปิลลารอี ยใู่ นระดับ เดยี วกบั กระเปาะของเทอรม์ อมเิ ตอร์ โดยจดั เทอรม์ อมเิ ตอรใ์ หต้ ง้ั ฉากกบั พน้ื และใหร้ ะดบั ของสารในหลอดคะปิลลารีจุม่ อยใู่ นน้�ำ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

เคมี เลม่ 2 บทที่ 5 | สารละลาย 97 3. ขณะทำ�การทดลองต้องสังเกตอุณหภูมิตลอดเวลา และบันทึกอุณหภูมิเมื่อสารเริ่ม หลอมเหลวและหลอมเหลวหมด 4. ในการหาจดุ หลอมเหลวของสารในครงั้ ต่อมา เพื่อประหยดั เวลาจึงควรใชน้ �ำ้ ในบีกเกอร์ เดมิ แต่รนิ นำ้�ร้อนออกเล็กน้อยแล้วเติมน�้ำ เย็นลงไปใหม้ ีอณุ หภมู ิประมาณ 50 °C ตัวอย่างผลการทดลอง ความเขม้ ขน้ อณุ หภูมิ (°C) ชว่ งอณุ หภมู ิ จดุ สาร ทห่ี ลอมเหลว หลอมเหลว (mol/kg) เรม่ิ หลอม หลอมหมด (°C) (°C) แนฟทาลนี บริสทุ ธ์ิ - 80.0 81.0 1.0 80.50 สารละลายกรด 0.5 74.5 79.5 5.0 77.0 เบนโซอกิ ในแนฟทาลนี อภปิ รายผลการทดลอง แนฟทาลีนมีจุดหลอมเหลว​​​8​ 0.50​°​ C​​​ซ​​ ึ่งสูงกว่าสารละลายกรดเบนโซอิกใน แนฟทาลนี ทม่ี จี ดุ หลอมเหลว 77.0 °C สรุปการทดลอง สารบรสิ ทุ ธ์ิมจี ุดหลอมเหลวสงู กว่าสารละลายที่มีสารบริสุทธิน์ ั้นเปน็ ตวั ทำ�ละลาย 10. ครูให้นักเรียนพิจารณาข้อมูลในตาราง 5.2 ความเข้มข้นและจุดหลอมเหลวของสารบาง ชนดิ แลว้ ตอบคำ�ถามชวนคดิ ชวนคิด จากตาราง 5.2 จดุ หลอมเหลวของสารละลายในแตล่ ะหวั ขอ้ ตอ่ ไปนแ้ี ตกตา่ งกนั หรอื ไม่ อยา่ งไร 1. สารละลายกรดเบนโซอกิ ในเบนซนี ทม่ี คี วามเขม้ ขน้ ตา่ งกนั มีจุดหลอมเหลวต่างกัน โดยสารละลายกรดเบนโซอิกในเบนซีนท่ีมีความเข้มข้น มากกวา่ จะมจี ดุ หลอมเหลวต�ำ่ กวา่ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

บทที่ 5 | สารละลาย เคมี เลม่ 2 98 2. สารละลายเฮกเซนในเบนซนี ทม่ี คี วามเขม้ ขน้ ตา่ งกนั มีจุดหลอมเหลวต่างกัน โดยสารละลายเฮกเซนในเบนซีนท่ีมีความเข้มข้น มากกวา่ จะมจี ดุ หลอมเหลวต�ำ่ กวา่ 3. สารละลายกรดเบนโซอิกในเบนซีนกับสารละลายเฮกเซนในเบนซีนท่ีมีความ เขม้ ขน้ เทา่ กนั และมคี วามเขม้ ขน้ แตกตา่ งกนั สารละลายกรดเบนโซอกิ ในเบนซนี กบั สารละลายเฮกเซนในเบนซนี ทม่ี คี วามเขม้ ขน้ เท่ากันจะมีจุดหลอมเหลวเท่ากัน ส่วนสารละลายกรดเบนโซอิกในเบนซีนกับ สารละลายเฮกเซนในเบนซีนท่มี ีความเข้มข้นต่างกันจะมีจุดหลอมเหลวต่างกัน โดยสารละลายทม่ี คี วามเขม้ ขน้ มากกวา่ จะมจี ดุ หลอมเหลวต�ำ่ กวา่ ครูอาจชปี้ ระเด็นในการเปรียบเทยี บข้อมูลในตาราง 5.2 ดงั ตอ่ ไปน้ี - เบนซีนบริสุทธ์ิมีจุดหลอมเหลวสูงกว่าจุดหลอมเหลวของสารละลายท่ีมีเบนซีนเป็น ตวั ท�ำ ละลาย - สารละลายกรดเบนโซอกิ ในเบนซนี ทม่ี คี วามเขม้ ขน้ 2 โมลตอ่ กโิ ลกรมั มจี ดุ หลอมเหลว ต�ำ่ กวา่ สารละลายกรดเบนโซอกิ ในเบนซนี ทม่ี คี วามเขม้ ขน้ 1 โมลตอ่ กโิ ลกรมั - สารละลายเฮกเซนในเบนซนี ทม่ี คี วามเขม้ ขน้ 2 โมลตอ่ กโิ ลกรมั มจี ดุ หลอมเหลวต�ำ่ กวา่ สารละลายเฮกเซนในเบนซนี ทม่ี คี วามเขม้ ขน้ 1 โมลตอ่ กโิ ลกรมั - สารละลายกรดเบนโซอิกในเบนซีนและสารละลายเฮกเซนในเบนซีนท่ีมีความเข้มข้น เทา่ กนั มจี ดุ หลอมเหลวเทา่ กนั - สารละลายกรดเบนโซอิกในเบนซีนและสารละลายเฮกเซนในเบนซีนท่ีมีความเข้มข้น แตกตา่ งกนั มจี ดุ หลอมเหลวแตกตา่ งกนั 11. ครูให้นักเรียนร่วมกันอภิปรายเก่ยี วกับจุดหลอมเหลวของสารบริสุทธ์แิ ละสารละลายท่ใี ช้ สารบรสิ ทุ ธน์ิ น้ั เปน็ ตวั ท�ำ ละลาย เพอ่ื ใหไ้ ดข้ อ้ สรปุ ดงั น้ี - จดุ หลอมเหลวของสารละลายตำ�่ กว่าจุดหลอมเหลวของสารบรสิ ุทธท์ิ เ่ี ป็นตัวทำ�ละลาย ในสารละลายนน้ั - สารละลายท่ีมีตัวทำ�ละลายชนิดเดียวกันถึงแม้ว่าตัวละลายจะเป็นสารต่างชนิดกัน ถา้ มคี วามเขม้ ขน้ เปน็ โมลตอ่ กโิ ลกรมั เทา่ กนั จะมจี ดุ หลอมเหลวเทา่ กนั - สารละลายท่มี ีตัวทำ�ละลายชนิดเดียวกัน แต่มีความเข้มข้นเป็นโมลต่อกิโลกรัมต่างกัน สารละลายทม่ี คี วามเขม้ ขน้ มากกวา่ จะมจี ดุ หลอมเหลวต�ำ่ กวา่ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

เคมี เล่ม 2 บทท่ี 5 | สารละลาย 99 12. ครอู ธบิ ายสรปุ วา่ สารละลายทม่ี ตี วั ท�ำ ละลายชนดิ เดยี วกนั ถา้ มคี วามเขม้ ขน้ เปน็ โมแลล หรอื โมลตอ่ กโิ ลกรมั เทา่ กนั จะมจี ดุ เดอื ดและจดุ หลอมเหลวเทา่ กนั แตถ่ า้ มคี วามเขม้ ขน้ แตกตา่ งกนั จะมี จดุ เดอื ดและจดุ หลอมเหลวไมเ่ ทา่ กนั โดยไมข่ น้ึ กบั ชนดิ ของตวั ละลาย แตข่ น้ึ กบั ชนดิ ของตวั ท�ำ ละลาย ซง่ึ เปน็ สมบตั เิ ฉพาะของสารละลายทเ่ี รยี กวา่ สมบตั คิ อลลเิ กทฟี 13. ครอู ธบิ ายเพม่ิ เตมิ วา่ ผลตา่ งระหวา่ งจดุ เดอื ดของสารละลายทม่ี คี วามเขม้ ขน้ 1 โมแลลกบั จดุ เดอื ดของตวั ท�ำ ละลายบรสิ ทุ ธ์ิ มคี า่ เทา่ กบั คา่ คงทข่ี องการเพม่ิ ขน้ึ ของจดุ เดอื ด และผลตา่ งระหวา่ ง จุดเยือกแข็งของสารละลายท่ีมีความเข้มข้น 1 โมแลล กับจุดเยือกแข็งของตัวทำ�ละลายบริสุทธ์ิมีค่า เท่ากับค่าคงท่ขี องการลดลงของจุดเยือกแข็ง ท้งั น้คี ่าคงท่ที ้งั สองข้นึ อย่กู ับชนิดของตัวท�ำ ละลาย จาก นน้ั ยกตวั อยา่ งโดยใชต้ าราง 5.3 14. ครูอธิบายความสัมพันธ์ของการเพ่ิมข้ึนของจุดเดือดท่ีแปรผันตรงกับความเข้มข้นของ สารละลาย และความสัมพันธ์ของการลดลงของจุดเยือกแข็งท่ีแปรผันตรงกับความเข้มข้นของ สารละลาย พรอ้ มทง้ั แสดงการค�ำ นวณตามตวั อยา่ ง 15 และ 16 15. ใหน้ กั เรยี นท�ำ แบบฝกึ หดั 5.3 เพอ่ื ทบทวนความรู้ แนวทางการวดั และประเมนิ ผล 1. ความรเู้ กย่ี วกบั ความหมายของคา่ คงทข่ี องการเพม่ิ ขน้ึ ของจดุ เดอื ดและคา่ คงทข่ี องการลดลง ของจดุ เยอื กแขง็ รวมทง้ั การเปรยี บเทยี บและวธิ กี ารค�ำ นวณจดุ เดอื ดและจดุ หลอมเหลวของสารละลาย กบั สารบรสิ ทุ ธ์ิ จากการทดลอง การอภปิ ราย การท�ำ แบบฝกึ หดั และการทดสอบ 2. ทกั ษะการทดลอง การสงั เกต การลงความเหน็ จากขอ้ มลู จากการท�ำ การทดลอง 3. ทกั ษะการตคี วามหมายขอ้ มลู และลงขอ้ สรปุ จากการท�ำ การทดลองและการตอบค�ำ ถาม 4. ทกั ษะการใชจ้ �ำ นวน จากการท�ำ แบบฝกึ หดั 5. ทกั ษะการสอ่ื สารสารสนเทศและการรเู้ ทา่ ทนั สอ่ื จากการอภปิ ราย 6. ทักษะความร่วมมือ การทำ�งานเป็นทีมและภาวะผู้นำ� จากการสังเกตพฤติกรรมในการทำ� การทดลอง 7. จติ วทิ ยาศาสตรด์ า้ นความมงุ่ มน่ั อดทน จากการสงั เกตพฤตกิ รรมในการท�ำ การทดลอง 8. จติ วทิ ยาศาสตรด์ า้ นความรอบคอบ จากการสงั เกตพฤตกิ รรมในการท�ำ การทดลองและการ ท�ำ แบบฝกึ หดั 9. จติ วทิ ยาศาสตรด์ า้ นการใชว้ จิ ารณญาณ จากการสงั เกตพฤตกิ รรมในการอภปิ ราย สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

บทท่ี 5 | สารละลาย เคมี เล่ม 2 100 แบบฝึกหัด 5.3 1. ก�ำ หนดใหจ้ ดุ เดอื ดของคารบ์ อนไดซลั ไฟด์ (CS2) เทา่ กบั 46.00 องศาเซลเซยี ส และมคี า่ คงทข่ี องการเพม่ิ ขน้ึ ของจดุ เดอื ด (Kb) เทา่ กบั 2.42 องศาเซลเซยี สตอ่ โมแลล จงค�ำ นวณ ความเข้มข้นเป็นโมแลลของสารละลายซัลเฟอร์ในคาร์บอนไดซัลไฟด์ เม่อื สารละลายมี จดุ เดอื ดเทา่ กบั 46.72 องศาเซลเซยี ส ΔTb = Kb m 46.72 °C – 46.00 °C = 2.42 °C/m × m m = 0.298 m ดงั นน้ั สารละลายซลั เฟอรใ์ นคารบ์ อนไดซลั ไฟดม์ คี วามเขม้ ขน้ 0.298 โมแลล 2. ค�ำ นวณจดุ เยอื กแขง็ ของสารละลายตอ่ ไปน้ี 2.1 สารละลายคารบ์ อนเตตระคลอไรด์ (CCl4) 3.00 กรมั ในเบนซนี 190 กรมั มวลตอ่ โมลของ CCl4 = 153.81 g/mol ความเขม้ ขน้ ของสารละลาย = 3.00 g CCl4 × 1 mol CCl4 × 1000 g C6H6 190 g C6H6 153.81 g CCl4 1.00 kg C6H6 = 0.103 mol CCl4/kg C6H6 หรอื 0.103 m Kf ของเบนซนี = 5.07 °C/m จดุ เยอื กแขง็ ของเบนซนี = 5.49 °C ΔTf = Kf m Tf(benzene) – Tf (soln) = 5.07 °C/m × 0.103 m 5.49 oC – Tf (soln) = 0.522 °C Tf (soln) = 5.49 °C – 0.522 °C = 4.97 °C ดังน้ัน สารละลายคาร์บอนเตตระคลอไรด์ 3.00 กรัม ในเบนซีน 190 กรัม มี จดุ เยอื กแขง็ 4.97 องศาเซลเซยี ส สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

เคมี เลม่ 2 บทท่ี 5 | สารละลาย 101 2.2 สารละลายเมทานอล (CH4O) ในน�ำ้ เขม้ ขน้ 1.50 โมแลล Kf ของน�ำ้ = 1.86 °C/m จดุ เยอื กแขง็ ของน�ำ้ = 0.00 °C ΔTf = Kf m Tf(H2O) – Tf (soln) = 1.86 °C/m × 1.50 m 0.00 °C – Tf (soln) = 2.79 °C Tf (soln) = 0.00 °C – 2.79 °C = -2.79 °C ดงั นน้ั สารละลายเมทานอลในน�ำ้ เขม้ ขน้ 1.50 โมแลล มจี ดุ เยอื กแขง็ -2.79 องศา เซลเซยี ส 2.3 สารละลายแนฟทาลนี (C10H8) 1.00 กรมั ในไซโคลเฮกเซน (C6H12) 25.0 กรมั มวลตอ่ โมลของ C10H8 = 128.18 g/mol ความเขม้ ขน้ ของสารละลาย = 1.00 g C10H8 1 mol C10H8 × 110.0000kggCC66HH1122 25.0 g C6H12 × 128.18 g C10H8 = 0.312 mol C10H8/kg C6H12 หรอื 0.312 m Kf ของ C6H12 = 20.80 °C/m จดุ เยอื กแขง็ ของ C6H12 = 6.59 °C ΔTf = Kf m Tf(cyclohexane) – Tf (soln) = 20.80 °C/m × 0.312 m 6.59 oC – Tf (soln) = 6.49 °C Tf (soln) = 6.59 °C – 6.49 °C = 0.10 °C ดังน้ัน สารละลายแนฟทาลีน 1.00 กรัม ในไซโคลเฮกเซน 25.0 กรัม มี จดุ เยอื กแขง็ 0.10 องศาเซลเซยี ส 2.4 สารละลายกรดเบนโซอกิ (C7H6O2) 0.00250 โมล ในน�ำ้ 200 กรมั ความเขม้ ขน้ ของสารละลาย = 0.00250 mol C7H6O2 × 1000 g H2O 200 g H2O 1 kg H2O = 0.0125 mol C7H6O2/kg H2O หรอื 0.0125 m สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

บทที่ 5 | สารละลาย เคมี เลม่ 2 102 Kf ของน�ำ้ = 1.86 °C/m จดุ เยอื กแขง็ ของน�ำ้ = 0.00 °C ΔTf = Kf m Tf(H2O) – Tf (soln) = 1.86 °C/m × 0.0125 m 0.00 °C – Tf (soln) = 0.0233 °C Tf (soln) = 0.00 °C – 0.0233 °C = -0.023 °C ดงั นน้ั สารละลายกรดเบนโซอกิ 0.00250 โมล ในน�ำ้ 200 กรมั มจี ดุ เยอื กแขง็ -0.023 องศาเซลเซยี ส 3. ค�ำ นวณมวลของเอทลิ นี ไกลคอล (C2H6O2) ในหนว่ ยเปน็ กรมั ทต่ี อ้ งเตมิ ลงในน�ำ้ ปรมิ าตร 1 ลติ ร เพอ่ื ท�ำ ใหส้ ารละลายมจี ดุ เยอื กแขง็ -30.00 องศาเซลเซยี ส ขน้ั ท่ี 1 ค�ำ นวณความเขม้ ขน้ ของสารละลาย Kf ของน�ำ้ = 1.86 °C/m จดุ เยอื กแขง็ ของน�ำ้ = 0.00 °C ΔTf = Kf m Tf(H2O) – Tf (soln) = Kf m 0.00 °C – (-30.00 °C) = 1.86 °C/m × m 30.00 °C m = 1.86 °C/m = 16.1 m ขน้ั ท่ี 2 ค�ำ นวณมวลของ C2H6O2 น�ำ้ 1 L = 1 kg และมวลตอ่ โมลของ C2H6O2 = 62.08 g/mol มวลของ C2H6O2 = 16.1 mol C2H6O2 × 62.08 g C2H6O2 × 1.0 kg H2O 1 kg H2O 1 mol C2H6O2 1.0 L H2O = 9.99 × 102 g C2H6O2/L H2O ดงั นน้ั ตอ้ งเตมิ เอทลิ นี ไกลคอล 9.99 × 102 กรมั ลงในน�ำ้ 1 ลติ ร สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

เคมี เล่ม 2 บทที่ 5 | สารละลาย 103 4. สารตวั อยา่ งชนดิ หนง่ึ จ�ำ นวน 20.0 กรมั ละลายในโทลอู นี จ�ำ นวน 500 กรมั วดั จดุ เยอื กแขง็ ของสารละลายได ้ -96.37 องศาเซลเซยี ส สารตวั อยา่ งมมี วลตอ่ โมลเทา่ ใด ขน้ั ท่ี 1 ค�ำ นวณความเขม้ ขน้ ของสารละลาย Kf ของโทลอู นี = 3.55 °C/m จดุ เยอื กแขง็ ของโทลอู นี = -94.95 °C ΔTf = Kf m -94.95 °C – (-96.37 °C) = 3.55 °C/m × m m = 0.400 m ขน้ั ท่ี 2 ค�ำ นวณมวลตอ่ โมลของสารตวั อยา่ ง ก�ำ หนดให้ มวลตอ่ โมลของสารตวั อยา่ ง (sample) = W g/mol 20.0 g จ�ำ นวนโมลของ sample = W g/mol mol sample นน่ั คอื m = kg C7H8 0.400 mol sample 20.0 g × 1000 g C7H8 = 1 kg C7H8 W g/mol × 500 g C7H8 1 kg C7H8 W = 100 ดงั นน้ั สารตวั อยา่ งมมี วลตอ่ โมลเทา่ กบั 100 กรมั ตอ่ โมล สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

บทท่ี 5 | สารละลาย เคมี เลม่ 2 104 แบบฝึกหดั ท้ายบท 1. สารละลายกรดไฮโดรคลอรกิ (HCl) เขม้ ขน้ 1.0 โมลตอ่ ลติ ร ปรมิ าตร 50 มลิ ลลิ ติ ร เมอ่ื น�ำ มาเตมิ น�ำ้ จนมปี รมิ าตร 250 มลิ ลลิ ติ ร สารละลายทไ่ี ดม้ คี วามเขม้ ขน้ กโ่ี มลตอ่ ลติ ร ความเขม้ ขน้ ของสารละลาย HCl 1.0 mol HCl 50 mL soln 1000 mL soln = 1000 mL soln × 250 mL soln × 1 L soln = 0.20 mol HCl/L soln หรอื ค�ำ นวณโดยใชค้ วามสมั พนั ธ์ M1V1 = M2V2 (1.0 mol/L) (50 mL) = (M2) (250 mL) (1.0 mol/L) (50 mL) M2 = (250 mL) = 0.20 mol/L ดงั นน้ั สารละลายทไ่ี ดม้ คี วามเขม้ ขน้ 0.20 โมลตอ่ ลติ ร 2. กรดซิทริก (C6H8O7) มีอย่ใู นพืชตระกูลส้ม ใช้ผสมในเคร่อื งด่มื และลูกกวาดเพ่อื เพ่มิ รส เปรย้ี ว ถา้ สารละลายของกรดซทิ รกิ ในน�ำ้ เขม้ ขน้ 0.710 โมลตอ่ กโิ ลกรมั มคี วามหนาแนน่ 1.049 กรมั ตอ่ มลิ ลลิ ติ ร สารละลายนม้ี คี วามเขม้ ขน้ กโ่ี มลตอ่ ลติ ร มวลตอ่ โมลของ C6H8O7 = 192.14 g/mol มวลของ C6H8O7 = 0.710 mol C6H8O7 × 192.14 g C6H8O7 1 mol C6H8O7 = 136 g C6H8O7 มวลของสารละลาย = 1000 g + 136 g = 1136 g ความเขม้ ขน้ ของสารละลาย C6H8O7 = 0.710 mol C6H8O7 × 1.049 g soln × 1000 mL soln 1136 g soln 1 mL soln 1 L soln = 0.656 mol C6H8O7/L soln ดงั นน้ั สารละลายกรดซทิ รกิ มคี วามเขม้ ขน้ 0.656 โมลตอ่ ลติ ร สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

เคมี เลม่ 2 บทที่ 5 | สารละลาย 105 3. สารละลายโซเดยี มคลอไรด์ (NaCl) กบั สารละลายโพแทสเซยี มไนเทรต (KNO3) มคี วาม เข้มข้นและปริมาตรเท่ากันคือ 0.010 โมลต่อลิตร และ 300 มิลลิลิตร ตามลำ�ดับ สารละลายท้งั สองน้มี ีมวลของตัวละลายเท่ากันหรือไม่ และสารละลายแต่ละชนิดมีมวล ของตวั ละลายเปน็ กก่ี รมั มวลตอ่ โมลของ NaCl = 58.44 g/mol และ KNO3 = 101.11 g/mol มวลของ NaCl = 0.010 mol NaCl × 300 mL soln 58.44 NaCl 1000 mL soln × NaCl 1 mol = 0.18 g NaCl มวลของ KNO3 = 0.010 mol KNO3 × 300 mL soln × 101.11 g KNO3 1000 mL soln 1 mol KNO3 = 0.30 g KNO3 ดงั นน้ั สารละลายทง้ั สองมมี วลของตวั ละลายไมเ่ ทา่ กนั โดยมโี ซเดยี มคลอไรด์ 0.18 กรมั และมโี พแทสเซยี มไนเทรต 0.30 กรมั 4. น�ำ้ สม้ สายชู (C2H4O2) เขม้ ขน้ 0.836 โมลตอ่ ลติ ร มคี วามหนาแนน่ 1.005 กรมั ตอ่ มลิ ลลิ ติ ร จะมคี วามเขม้ ขน้ กโ่ี มลตอ่ กโิ ลกรมั มวลตอ่ โมลของ C2H4O2 = 60.06 g/mol 60.06 g C2H4O2 1 mol C2H4O2 มวลของ C2H4O2 = 0.836 mol C2H4O2 × = 50.2 g C2H4O2 มวลของสารละลาย = 1000 mL soln × 1.005 g soln 1 mL soln = 1005 g soln มวลของ H2O = 1005 g – 50.2 g = 954.8 g สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

บทท่ี 5 | สารละลาย เคมี เลม่ 2 106 ความเขม้ ขน้ ของสารละลาย C2H4O2 = 0.893564.m8 oglHC22OH4O2 × 1000 g H2O 1 kg H2O = 0.876 mol C2H4O2/kg H2O ดงั นน้ั น�ำ้ สม้ สายชู เขม้ ขน้ 0.836 โมลตอ่ ลติ ร มคี วามเขม้ ขน้ 0.876 โมลตอ่ กโิ ลกรมั 5. คาเฟอนี (C8H10N4O2) เปน็ สารทพ่ี บไดใ้ นชาและกาแฟ ถา้ ละลายคาเฟอนี จ�ำ นวนหนง่ึ ใน คลอโรฟอรม์ (CHCl3) 50.0 กรมั พบวา่ ไดส้ ารละลายเขม้ ขน้ 0.0946 โมแลล สารละลาย นม้ี คี าเฟอนี อยกู่ ก่ี รมั มวลตอ่ โมลของ C8H10N4O2 = 194.22 g/mol มวลของ C8H10N4O2 = 0.0946 mol C8H10N4O2 × 50.0 g CHCl3 × 194.22 g C8H10N4O2 1000 g CHCl3 1 mol C8H10N4O2 = 0.919 g C8H10N4O2 ดงั นน้ั สารละลายคาเฟอนี เขม้ ขน้ 0.0946 โมแลล มคี าเฟอนี 0.919 กรมั 6. สารละลายแมกนเี ซยี มซลั เฟต (MgSO4) เขม้ ขน้ รอ้ ยละ 20.0 โดยมวล มคี วามหนาแนน่ 1.22 กรมั ตอ่ มลิ ลลิ ติ ร จงค�ำ นวณความเขม้ ขน้ ของสารละลายในหนว่ ยตอ่ ไปน้ี 6.1 โมลตอ่ ลติ ร มวลตอ่ โมลของ MgSO4 = 120.36 g/mol ความเขม้ ขน้ ของสารละลาย = 20.0 g MgSO4 1.22 g soln 1000 mL soln × 1 mol MgSO4 100.0 g soln × 1 mL soln × soln 120.36 g MgSO4 1L = 2.03 mol MgSO4/L soln ดงั นน้ั สารละลายแมกนเี ซยี มซลั เฟตเขม้ ขน้ 2.03 โมลตอ่ ลติ ร สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

เคมี เล่ม 2 บทท่ี 5 | สารละลาย 107 6.2 โมลตอ่ กโิ ลกรมั ความเขม้ ขน้ ของสารละลาย = 20.0 g MgSO4 × 1000 g H2O 1 mol MgSO4 80.0 g H2O 1 kg H2O × 120.36 g MgSO4 = 2.08 mol MgSO4/kg H2O ดงั นน้ั สารละลายแมกนเี ซยี มซลั เฟตเขม้ ขน้ 2.08 โมลตอ่ กโิ ลกรมั 7. สารละลายโซเดยี มไฮดรอกไซด์ (NaOH) ปรมิ าตร 500 มลิ ลลิ ติ ร พบวา่ มจี �ำ นวนไฮดรอกไซด์ ไอออน (OH-) เทา่ กบั 2.01 × 1023 ไอออน ในการเตรยี มสารละลายนป้ี รมิ าตร 1 ลติ ร จะ ตอ้ งใชโ้ ซเดยี มไฮดรอกไซดก์ ก่ี รมั มวลตอ่ โมลของ NaOH = 40.00 g/mol มวลของ NaOH ในสารละลาย 1 ลติ ร 2.01 × 1023 ion OH- 1000 mL soln 1 mol NaOH = sol n × 1 L s o l n × 6.02 x 1023 ion OH- 500 mL × 40.00 g NaOH 1 mol NaOH = 26.7 g NaOH/L ดงั นน้ั ตอ้ งใชโ้ ซเดยี มไฮดรอกไซด์ 26.7 กรมั สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

บทที่ 5 | สารละลาย เคมี เลม่ 2 108 8. ในการวเิ คราะหเ์ นอ้ื สตั วช์ นดิ หนง่ึ พบวา่ มตี ะกว่ั ปนเปอ้ื นอยู่ 120 สว่ นในลา้ นสว่ น คนท่ี มีนำ�้ หนัก 59.00 กิโลกรมั ตอ้ งรบั ประทานเน้อื สตั ว์ชนิดน้อี ย่างตอ่ เนอ่ื งกก่ี ิโลกรมั จงึ จะ เกดิ การสะสมของตะกว่ั ในกระแสเลอื ด จนถงึ ระดบั ทเ่ี ปน็ อนั ตราย ก�ำ หนดให้ 1. ปรมิ าณตะกว่ั ในเลอื ดของคนทว่ั ไปไมเ่ กนิ 0.40 สว่ นในลา้ นสว่ น ถา้ มปี รมิ าณตะกว่ั เกนิ 0.80 สว่ นในลา้ นสว่ น จะเปน็ อนั ตราย 2. รา่ งกายคนมปี รมิ าณเลอื ดเทา่ กบั 80 มลิ ลลิ ติ รตอ่ น�ำ้ หนกั 1 กโิ ลกรมั 3. เลอื ดมคี วามหนาแนน่ 1.06 กรมั ตอ่ มลิ ลลิ ติ ร 80 mL ปรมิ าณเลอื ดของคนทม่ี นี �ำ้ หนกั 59.00 กโิ ลกรมั = 59.00 kg × 1 kg ปรมิ าณตะกว่ั ทเ่ี ปน็ อนั ตรายของคนทม่ี นี �ำ้ หนกั 59.00 กโิ ลกรมั 80 mL 1.06 g 1 kg 0.80 mg Pb = 59.00 kg × × × × 1 kg 1 mL 1000 g 1 kg = 4.0 mg Pb น�ำ้ หนกั ของเนอ้ื สตั ว ์ = 4.0 mg Pb × 1 kg = 0.033 kg 120 mg Pb ดังน้ัน ถ้ารับประทานเน้ือสัตว์ชนิดน้ีเข้าไป 0.033 กิโลกรัม จะถึงระดับท่ีเป็น อนั ตรายตอ่ คนน�ำ้ หนกั 59.00 กโิ ลกรมั สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

เคมี เล่ม 2 บทที่ 5 | สารละลาย 109 9. จงคำ�นวณมวลเป็นกรัมของกลูโคส (C6H12O6) ท่ีละลายในนำ้� 2500 กรัม ท่ีทำ�ให้ จดุ เยอื กแขง็ ของสารละลายลดลงเทา่ กบั การเตมิ เอทลิ นี ไกลคอล (C2H6O2) จ�ำ นวน 69.84 กรมั ลงในน�ำ้ 1500 กรมั ขน้ั ท่ี 1 ค�ำ นวณผลตา่ งของจดุ เยอื กแขง็ ทเ่ี ปลย่ี นไปของสารละลาย C 2H6O2 ในน�ำ้ มวลตอ่ โมลของ C 2H6O2= 62.08 g/mol และ Kf ของ H2O = 1.86 °C/m ΔTf = Kfm 1.86 °C 69.84 g C 2 H 6 O 2 × 1 m o l C 2 H 6 O 2 × 1000 g H2O = × 1 mol/kg 1500 g H2O 62.08 g C 2H6O2 1 kg H2O = 1.40 °C ขน้ั ท่ี 2 ค�ำ นวณมวลของกลโู คส ทท่ี �ำ ใหส้ ารละลายกลโู คสมผี ลตา่ งของจดุ เยอื กแขง็ ท่ี เปลย่ี นไป 1.40 °C มวลตอ่ โมลของกลโู คส (C6H12O6) = 180.18 g/mol ก�ำ หนดใหม้ วลของกลโู คส = W ΔTf = Kf m 1.40 °C 1.86 °C W g C 6H12O6 × 1 m o l C 6 H 1 2 O 6 × 1000 g H2O = × 1 mol/kg 2500 g H2O 180.18 g C6H12O6 1 kg H2O W = 339 ดงั นน้ั มวลของกลโู คสเทา่ กบั 339 กรมั สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

บทท่ี 5 | สารละลาย เคมี เล่ม 2 110 10. ตวั ท�ำ ละลาย A มจี ดุ เดอื ดเทา่ กบั 72.00 องศาเซลเซยี ส เมอ่ื ละลายแนฟทาลนี (C10H8) จ�ำ นวน 128.18 กรมั ลงไปในตวั ท�ำ ละลาย A จ�ำ นวน 1.25 กโิ ลกรมั พบวา่ สารละลาย ท่ีได้มีจุดเดือด 73.92 องศาเซลเซียส จงคำ�นวณจุดเดือดของสารละลาย เม่ือเติม แนฟทาลนี (C10H8) จ�ำ นวน 500.00 กรมั ลงไปในตวั ท�ำ ละลาย A 10.00 กโิ ลกรมั ขน้ั ท่ี 1 ค�ำ นวณ Kb ของตวั ท�ำ ละลาย A มวลตอ่ โมลของ C10H8 = 128.18 g/mol ΔTb = Kb m 128.18 g C10H8 1 mol C10H8 1.25 kg A 128.18 g C10H8 Tb(soln) – Tb(A) = Kb × × 73.92 °C – 72.00 °C = Kb × 0.800 m Kb = 2.40 °C/m ขน้ั ท่ี 2 ค�ำ นวณจดุ เดอื ดของสารละลาย เตมิ C10H8 จ�ำ นวน 500.00 g ลงไปในตวั ท�ำ ละลาย A 10.00 kg ΔTb = Kb m Tb(soln) – 72.00 °C = 2.40 °C × 500.00 g C10H8 × 1 mol C10H8 1 mol/kg 10.00 kg A 128.18 g C10H8 Tb (soln) = 72.94 °C ดงั นน้ั จดุ เดอื ดของสารละลายเทา่ กบั 72.94 องศาเซลเซยี ส สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

เคมี เลม่ 2 บทที่ 6 | ปริมาณสัมพันธ์ 111 บทท่ี 6 ปริมาณสมั พนั ธ์ goo.gl/RP7cXG ผลการเรียนรู้ 1. แปลความหมายสญั ลกั ษณใ์ นสมการเคมี เขยี นและดลุ สมการเคมขี องปฏกิ ริ ยิ าเคมบี างชนดิ 2. ค�ำ นวณปรมิ าณของสารในปฏกิ ริ ยิ าเคมที เ่ี กย่ี วขอ้ งกบั มวลสาร 3. ค�ำ นวณปรมิ าณของสารในปฏกิ ริ ยิ าเคมที เ่ี กย่ี วขอ้ งกบั ความเขม้ ขน้ ของสารละลาย 4. ค�ำ นวณปรมิ าณของสารในปฏกิ ริ ยิ าเคมที เ่ี กย่ี วขอ้ งกบั ปรมิ าตรแกส๊ 5. ค�ำ นวณปรมิ าณของสารในปฏกิ ริ ยิ าเคมหี ลายขน้ั ตอน 6. ระบสุ ารก�ำ หนดปรมิ าณและค�ำ นวณปรมิ าณสารตา่ ง ๆ ในปฏกิ ริ ยิ าเคมี 7. ค�ำ นวณผลไดร้ อ้ ยละของผลติ ภณั ฑใ์ นปฏกิ ริ ยิ าเคมี การวิเคราะห์ผลการเรียน ผลการเรยี นรู้ 1. แปลความหมายสญั ลกั ษณใ์ นสมการเคมี เขยี นและดลุ สมการเคมขี องปฏกิ ริ ยิ าเคมบี างชนดิ จดุ ประสงคก์ ารเรยี นรู้ 1. เขยี นและดลุ สมการเคมขี องปฏกิ ริ ยิ าเคมบี างชนดิ เมอ่ื ทราบสารตง้ั ตน้ และผลติ ภณั ฑ์ 2. แปลความหมายสญั ลกั ษณใ์ นสมการเคมี 3. ระบอุ ตั ราสว่ นโดยโมลจากสมการเคมี ทกั ษะกระบวนการ ทกั ษะแหง่ ศตวรรษท่ี 21 จติ วทิ ยาศาสตร์ ทางวทิ ยาศาสตร์ 1. การทดลอง 1. ความร่วมมือ การทำ�งาน 1. ความซ่อื สัตย์ 2. การกำ�หนดและควบคุม เปน็ ทมี และภาวะผนู้ ำ� 2. ความเชื่อม่ันต่อหลักฐาน ตวั แปร เชงิ ประจักษ์ 3. ก า ร จั ด ก ร ะ ทำ � แ ล ะ สื่ อ ความหมายข้อมลู 4. การตีความหมายข้อมูล และลงขอ้ สรุป สถาบนั สง่ เสรมิ การสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

บทท่ี 6 | ปรมิ าณสมั พนั ธ์ เคมี เลม่ 2 112 ผลการเรยี นรู้ 2. ค�ำ นวณปรมิ าณของสารในปฏกิ ริ ยิ าเคมที เ่ี กย่ี วขอ้ งกบั มวลสาร 3. ค�ำ นวณปรมิ าณของสารในปฏกิ ริ ยิ าเคมที เ่ี กย่ี วขอ้ งกบั ความเขม้ ขน้ ของสารละลาย 4. ค�ำ นวณปรมิ าณของสารในปฏกิ ริ ยิ าเคมที เ่ี กย่ี วขอ้ งกบั ปรมิ าตรแกส๊ 5. ค�ำ นวณปริมาณของสารในปฏกิ ิรยิ าเคมหี ลายขน้ั ตอน จดุ ประสงคก์ ารเรยี นรู้ 1. ค�ำ นวณปรมิ าณของสารในปฏกิ ริ ยิ าเคมที เ่ี กย่ี วขอ้ งกบั มวลสาร 2. ค�ำ นวณปรมิ าณของสารในปฏกิ ริ ยิ าเคมที เ่ี กย่ี วขอ้ งกบั ความเขม้ ขน้ ของสารละลาย 3. ค�ำ นวณปรมิ าณของสารในปฏกิ ริ ยิ าเคมที เ่ี กย่ี วขอ้ งกบั ปรมิ าตรแกส๊ 4. ค�ำ นวณปรมิ าณของสารในปฏกิ ริ ยิ าเคมี โดยใชค้ วามสมั พนั ธร์ ะหวา่ งโมล มวล ความเขม้ ขน้ และ ปรมิ าตรของแกส๊ 5. ค�ำ นวณปรมิ าณของสารในปฏกิ ริ ยิ าเคมหี ลายขน้ั ตอน ทกั ษะกระบวนการ ทกั ษะแหง่ ศตวรรษท่ี 21 จติ วทิ ยาศาสตร์ ทางวทิ ยาศาสตร์ 1. การใช้จ�ำ นวน -- ผลการเรยี นรู้ 6. ระบุสารก�ำ หนดปริมาณและคำ�นวณปรมิ าณสารต่าง ๆ ในปฏิกริ ิยาเคมี 7. คำ�นวณผลไดร้ อ้ ยละของผลติ ภัณฑ์ในปฏิกริ ยิ าเคมี จดุ ประสงคก์ ารเรยี นรู้ 1. ระบสุ ารก�ำ หนดปรมิ าณ 2. ค�ำ นวณปรมิ าณสารในปฏกิ ริ ยิ าเคมที เ่ี กย่ี วขอ้ งกบั สารก�ำ หนดปรมิ าณ 3. ค�ำ นวณผลไดร้ อ้ ยละของผลติ ภณั ฑใ์ นปฏกิ ริ ยิ าเคมี ทักษะกระบวนการ ทักษะแหง่ ศตวรรษที่ 21 จิตวิทยาศาสตร์ ทางวิทยาศาสตร์ 1. การใชจ้ �ำ นวน 1. ความร่วมมือ การทำ�งาน 1. ความเชอ่ื มน่ั ตอ่ หลกั ฐานเชงิ 2. การทดลอง เปน็ ทีมและภาวะผนู้ �ำ ประจกั ษ์ 2. ความซอ่ื สตั ย์ 3. ความรอบคอบ สถาบันส่งเสรมิ การสอนวทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี

เคมี เล่ม 2 บทที่ 6 | ปริมาณสัมพนั ธ์ 113 ผงั มโนทศั น์ บทท่ี 6 ปริมาณสัมพนั ธ์ สถานะ ปจั จยั สารตั้งตน้ ลูกศร ผลติ ภณั ฑ์ เช่น เลขสมั ประสิทธ์ิ สัญลักษณอ์ น่ื ขัน้ ตอนเดียว อาจมี ประกอบดว้ ย แสดง หลายขน้ั ตอน สมการเคมี จำ�นวนโมลของ สารในปฏกิ ริ ิยาเคมี เขียนแสดงดว้ ย สมั พนั ธก์ ับ ปฏิกิริยาเคมี เกย่ี วขอ้ งกบั ปรมิ าณสัมพนั ธ์ เกีย่ วขอ้ งกบั อัตราสว่ นโดยโมล ใชค้ �ำ นวณ มวล ความเข้มข้น ปรมิ าตรของแกส๊ สารก�ำ หนดปรมิ าณ ผลไดร้ ้อยละ เกี่ยวข้องกบั คำ�นวณจาก ปรมิ าตรที่ STP สมมติฐานของอาโวกาโดร ผลไดต้ ามทฤษฎี ผลได้จริง กฎของเกย-์ ลสู แซก สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

บทที่ 6 | ปรมิ าณสมั พันธ์ เคมี เลม่ 2 114 สาระสำ�คัญ ปฏิกิริยาเคมีเป็นการเปล่ียนแปลงที่มีสารใหม่เกิดข้ึนโดยชนิดและจำ�นวนอะตอมของธาตุไม่ เปลี่ยนแปลง ปฏิกิริยาเคมีเขียนแสดงได้ด้วยสมการเคมี ซึ่งประกอบด้วยสูตรเคมีของสารต้ังต้นและ ผลติ ภณั ฑ์ โดยมลี กู ศรแสดงทศิ ทางของการเกดิ ปฏกิ ริ ยิ า และเลขสมั ประสทิ ธทิ์ ไี่ ดจ้ ากการดลุ สมการเคมี ซึ่งแสดงความสัมพันธ์ของปริมาณต่าง ๆ ของสารที่ทำ�ปฏิกิริยาพอดีกันและผลิตภัณฑ์ที่เกิดขึ้น และ อาจมีสญั ลักษณแ์ สดงสถานะของสาร หรือปัจจัยอ่นื ที่เกี่ยวขอ้ งในปฏกิ ริ ยิ าเคมี เลขสมั ประสิทธใ์ิ นสมการเคมบี อกถึงจำ�นวนโมลของสารในปฏกิ ิรยิ าเคมี และสามารถน�ำ มาใช้ ในการค�ำ นวณปรมิ าณตา่ ง ๆ ของสาร เช่น มวล ความเข้มข้นของสารละลาย ปรมิ าตรของแก๊ส และ ใช้ในการค�ำ นวณปรมิ าณสารในปฏิกริ ยิ าเคมที ี่มีหลายขัน้ ตอนได้ สำ�หรับปฏิกิริยาเคมีท่ีสารต้ังต้นทำ�ปฏิกิริยาไม่พอดีกัน ปริมาณผลิตภัณฑ์พิจารณาจาก สารก�ำ หนดปรมิ าณ ซง่ึ เปน็ สารตง้ั ตน้ ทท่ี �ำ ปฏกิ ริ ยิ าหมด ในปฏกิ ริ ยิ าเคมสี ว่ นใหญม่ ผี ลติ ภณั ฑท์ เ่ี กดิ ขน้ึ จรงิ น้อยกว่าผลได้ตามทฤษฎีท่ีคำ�นวณได้จากสารกำ�หนดปริมาณตามสมการเคมี ผลได้ร้อยละคือการ เปรียบเทียบผลได้จริงกับผลได้ตามทฤษฎีเป็นร้อยละ ซ่ึงสามารถบอกถึงประสิทธิภาพของการทำ� ปฏกิ ริ ิยา เวลาทใ่ี ช้ บทนีค้ วรใชเ้ วลาสอนประมาณ 25 ชวั่ โมง 1 ช่ัวโมง 6.1 ปฏิกิริยาเคม ี 6.2 สมการเคมี 4 ชวั่ โมง 6.3 การคำ�นวณปริมาณสารในปฏิกริ ิยาเคม ี 13 ช่ัวโมง 6.4 สารก�ำ หนดปริมาณ 6.5 ผลได้ร้อยละ 3 ช่วั โมง 4 ช่วั โมง ความรู้กอ่ นเรียน สตู รเคม ี โมล ปรมิ าตรของแกส๊ ท่ี STP ความเขม้ ขน้ ของสารละลาย แฟกเตอรเ์ ปลย่ี นหนว่ ย สถาบันส่งเสรมิ การสอนวทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี

เคมี เล่ม 2 บทท่ี 6 | ปรมิ าณสมั พันธ์ 115 ต รวจสอบความรกู้ อ่ นเรียน 1. เขยี นสูตรเคมขี องสารเคมีตอ่ ไปน้ี 1.1 ทองแดง Cu 1.2 ซลิ เวอร์ซัลไฟด ์ Ag2S 1.3 แมกนเี ซียมไฮดรอกไซด ์ Mg(OH)2 1.4 ไนโตรเจนไดออกไซด ์ NO2 1.5 แอมโมเนยี NH3 1.6 โพแทสเซยี มเปอร์แมงกาเนต KMnO4 1.7 คาร์บอนเตตระคลอไรด ์ CCl4 1.8 แอมโมเนียมไฮโดรเจนฟอสเฟต (NH4)2HPO4 2. เติมคำ�ตอ่ ไปนใ้ี ห้สมบรู ณ์ 2.1 คารบ์ อนไดออกไซด์ 1.50 โมล มีมวลเทา่ กับ....................66.0...................กรมั มีจ�ำ นวนอนุภาคเท่ากบั .....9.03 × 1023.....อนุภาค มีปริมาตรที่ STP เท่ากับ.........33.6 ...........ลิตร 2.2 สารละลายแมกนีเซียมคลอไรด์ เขม้ ข้น 1.50 โมลต่อลติ ร ปริมาตร 250 มลิ ลิลิตร มีแมกนเี ซยี มไอออน……………0.375…………….โมล มคี ลอไรด์ไอออน................... 0.750................โมล 3. แสดงการค�ำ นวณจ�ำ นวนโมลของน�ำ้ ทมี่ คี วามหนาแนน่ 1.00 กรมั ตอ่ มลิ ลลิ ติ ร ปรมิ าตร 9.0 มิลลิลิตร โดยใชแ้ ฟกเตอร์เปลีย่ นหน่วย โมลของ H2O = 9.0 mL H2O × 1.00 g H2O × 1 mol H2O 1.00 mL H2O 18.02 g H2O = 0.50 mol H2O ดงั นน้ั น�ำ้ ปรมิ าณ 9.0 มลิ ลลิ ิตร มี 0.50 โมล สถาบนั สง่ เสริมการสอนวิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี

บทที่ 6 | ปรมิ าณสมั พนั ธ์ เคมี เลม่ 2 116 6.1 ปฏิกิรยิ าเคมี 6.2 สมการเคมี จุดประสงคก์ ารเรยี นรู้ 1. เขยี นและดุลสมการเคมขี องปฏกิ ิริยาเคมีบางชนดิ เม่ือทราบสารตัง้ ตน้ และผลิตภณั ฑ์ 2. แปลความหมายสัญลกั ษณ์ในสมการเคมี 3. ระบุอัตราส่วนโดยโมลจากสมการเคมี ความเขา้ ใจคลาดเคลือ่ นที่อาจเกดิ ขึ้น ความเขา้ ใจคลาดเคล่อื น ความเข้าใจทถี่ ูกตอ้ ง การเปลี่ยนแปลงท่ีอุณหภูมิมีการเพ่ิมข้ึนหรือ การเปล่ียนแปลงที่อุณหภูมิมีการเพ่ิมข้ึนหรือ ลดลงเป็นปฏกิ ิรยิ าเคมี ลดลงอาจเปน็ การเปลยี่ นแปลงทางกายภาพหรอื ปฏกิ ริ ยิ าเคมี เชน่ โซเดยี มไฮดรอกไซดล์ ะลายน�ำ้ แล้วอุณหภูมิของสารละลายสูงข้ึน เป็นการ เปล่ียนแปลงทางกายภาพ ส่วนการเผาไหม้ ของเชอ้ื เพลงิ ทมี่ อี ณุ หภมู สิ งู ขน้ึ เปน็ ปฏกิ ริ ยิ าเคมี สื่อการเรยี นร้แู ละแหลง่ การเรียนรู้ 1. รปู ภาพการเปลย่ี นแปลงทพ่ี บในชวี ติ ประจ�ำ วนั เชน่ การเกดิ สนมิ ของเหลก็ การจดุ ดอกไมไ้ ฟ 2. สือ่ เกีย่ วกับการดลุ สมการเคมีจากเวป็ ไซต์ 3. วีดทิ ศั น์การเกิดโซเดยี มคลอไรดจ์ ากโลหะโซเดียมและแกส๊ คลอรนี แนวการจัดการเรยี นรู้ 1. ครทู บทวนความหมายของปฏกิ ริ ยิ าเคมวี า่ เปน็ การเปลย่ี นแปลงทม่ี สี ารใหมเ่ กดิ ขน้ึ โดยชนดิ และจ�ำ นวนอะตอมของธาตไุ ม่เปลีย่ นแปลง แล้วยกตวั อยา่ งปฏกิ ริ ิยาเคมที ่พี บในชีวติ ประจ�ำ วัน เชน่ ปฏิกิริยาของกรดซิทริกและโซเดียมไฮโดรเจนคาร์บอเนตในยาลดกรดเมื่อละลายน้ำ� ปฏิกิริยาการ เผาไหมข้ องแก๊สโพรเพนในแก๊สหงุ ตม้ ดงั รูป 6.1 และแสดงสมการเคมีของปฏิกิริยาดังกลา่ ว เพื่อชี้ให้ เหน็ วา่ มกี ารเปลย่ี นแปลงของสตู รเคมขี องสารตง้ั ตน้ ไปเปน็ สตู รเคมขี องผลติ ภณั ฑ์ โดยอะตอมของธาตุ ทุกชนดิ มีจำ�นวนเท่าเดมิ แตม่ กี ารจดั เรยี งตัวใหม่ สถาบันส่งเสริมการสอนวทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี

เคมี เลม่ 2 บทท่ี 6 | ปรมิ าณสมั พันธ์ 117 2. ครูยกตัวอย่างการเปลี่ยนแปลงท่ีพบในชีวิตประจำ�วัน เช่น การเกิดสนิมของเหล็ก การจุด ดอกไมไ้ ฟ โดยอาจใช้ภาพประกอบ แลว้ ตง้ั ค�ำ ถามวา่ การเปลย่ี นแปลงดงั กล่าวเปน็ ปฏกิ ริ ิยาเคมหี รอื ไม่ สงั เกตได้อยา่ งไร ซ่งึ ควรไดค้ ำ�ตอบว่า การเกิดสนมิ ของเหลก็ เป็นปฏกิ ริ ิยาเคมี สงั เกตได้จากเหล็ก เกดิ การเปล่ียนสี การจุดดอกไมไ้ ฟเป็นปฏกิ ริ ยิ าเคมี สังเกตไดจ้ ากมีแสงสตี า่ ง ๆ เกดิ ข้นึ จากนัน้ ครใู ห้ ความรเู้ พม่ิ เตมิ วา่ การเกดิ ปฏกิ ริ ยิ าเคมอี าจสงั เกตไดจ้ ากการเกดิ ฟองแกส๊ การเกดิ ตะกอน การเกดิ กลน่ิ การเปล่ียนสี การเปล่ียนแปลงอุณหภูมิ 3. ครูตั้งคำ�ถามว่า การต้มนำ้�จนเดือดกลายเป็นไอเป็นปฏิกิริยาเคมีหรือไม่ เพราะเหตุใด ซึ่ง ควรไดค้ �ำ ตอบวา่ ไมเ่ ปน็ ปฏกิ ริ ยิ าเคมี แตเ่ ปน็ การเปลยี่ นแปลงทางกายภาพ เนอ่ื งจากน�ำ้ และไอน�ำ้ เปน็ สารเคมีชนิดเดียวกัน แต่สถานะต่างกัน จากน้ันครูอาจสาธิตหรือยกตัวอย่างปฏิกิริยาเคมีระหว่าง สารละลายกรดและสารละลายเบส ซ่ึงไม่สามารถสังเกตเห็นการเปล่ียนแปลง แล้วตั้งคำ�ถามว่า นักเรยี นจะทราบได้อยา่ งไรว่ามกี ารเปลย่ี นแปลงเกดิ ข้ึน ซงึ่ ควรตอบไดว้ า่ ต้องใช้เครอ่ื งมือตรวจสอบ เชน่ ใช้กระดาษ pH วัดคา่ pH ดงั นั้นการจะระบวุ ่าการเปลีย่ นแปลงเป็นปฏกิ ริ ิยาเคมหี รือไม่ อาจไม่ สามารถบอกไดด้ ้วยการสังเกต แต่ตอ้ งทราบว่ามีสารใหม่เกิดขึ้นหรอื ไม่ 4. ครูให้นกั เรยี นตอบคำ�ถามเพ่อื ตรวจสอบความเข้าใจ ตรวจสอบความเขา้ ใจ ในแต่ละการทดลองมปี ฏิกริ ยิ าเคมีเกิดขน้ึ หรอื ไม่ ทราบได้อย่างไร ตารางผลการทดลอง การ สารที่นำ�มา สมบัติของสาร ผลที่สังเกตได้หลังผสม ทดลองที่ ผสมกัน 1 A กับ B สาร A เป็นโลหะสีเงิน ได้ของเหลวใส ไม่มีสี สาร B เป็นของเหลวใส ไม่มีสี โลหะ A ผกุ รอ่ นและมฟี องแกส๊ เกิดขึ้นที่ผิวของโลหะ 2 C กับ D สาร C เป็นของแข็ง สีขาว ได้ของเหลวใส ไม่มีสี สาร D เป็นของเหลวใส ไม่มีสี ที่มีอุณหภูมิสูงกว่าอุณหภูมิ สารทง้ั สองมอี ณุ หภมู เิ ทา่ กบั อณุ หภมู หิ อ้ ง ห้อง สถาบนั สง่ เสริมการสอนวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี

บทที่ 6 | ปรมิ าณสมั พนั ธ์ เคมี เล่ม 2 118 การ สารที่นำ�มา สมบัติของสาร ผลที่สังเกตได้หลังผสม ทดลองที่ ผสมกัน 3 E กับ F สาร E เปน็ ของเหลวใส ไมม่ สี ี ได้ของเหลวใส ไม่มีสี และ เปลย่ี นสกี ระดาษลติ มสั สนี �ำ้ เงนิ เปน็ แดง ไม่เปลี่ยนสีกระดาษลิตมัส สาร F เปน็ ของเหลวใส ไมม่ สี ี ทั้งสองสี เปลย่ี นสกี ระดาษลติ มสั สแี ดงเปน็ น�ำ้ เงนิ 4 G กับ H สาร G เปน็ ของเหลวใส ไมม่ สี ี ได้ของเหลวใส ไม่มีสี สาร H เปน็ ของเหลวใส ไมม่ สี ี 5 I กับ J สาร I เปน็ สารละลายใส ไมม่ สี ี มีตะกอนสีขาวเกิดขึ้น สาร J เปน็ สารละลายใส ไมม่ สี ี การทดลองที่ สรุป 1 มปี ฏกิ ริ ยิ าเคมเี กดิ ขน้ึ เพราะการผกุ รอ่ นของโลหะเปน็ การเปลย่ี นโลหะไปเปน็ ไอออนของโลหะ และมฟี องแกส๊ แสดงวา่ มสี ารชนดิ ใหมเ่ กดิ ขน้ึ 2 ไมส่ ามารถสรปุ ไดว้ า่ มปี ฏกิ ริ ยิ าเคมเี กดิ ขน้ึ หรอื ไม่ เพราะขอ้ มลู การเปลย่ี นแปลง อณุ หภมู ขิ องสารผสม ไมอ่ าจสรปุ ไดว้ า่ มสี ารใหมเ่ กดิ ขน้ึ หรอื ไม่ 3 มปี ฏกิ ริ ยิ าเคมเี กดิ ขน้ึ เพราะสารตง้ั ตน้ มสี มบตั เิ ปน็ กรดและเบส ซง่ึ เมอ่ื ผสมกนั ไดส้ ารทม่ี สี มบตั เิ ปน็ กลาง แสดงวา่ มสี ารใหมเ่ กดิ ขน้ึ 4 ไมส่ ามารถสรปุ ไดว้ า่ มปี ฏกิ ริ ยิ าเคมเี กดิ ขน้ึ หรอื ไม่ เพราะสงั เกตไมเ่ หน็ การ เปลย่ี นแปลง จงึ ไมอ่ าจสรปุ ไดว้ า่ มสี ารใหมเ่ กดิ ขน้ึ หรอื ไม่ 5 มปี ฏกิ ริ ยิ าเคมเี กดิ ขน้ึ เพราะเกดิ ตะกอนสขี าวซง่ึ เปน็ สารใหม่ สถาบันส่งเสรมิ การสอนวทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี

เคมี เล่ม 2 บทท่ี 6 | ปริมาณสัมพันธ์ 119 5. ครแู สดงสมการขอ้ ความและสมการเคมขี องปฏกิ ริ ยิ าเคมบี างชนดิ เชน่ ปฏกิ ริ ยิ าเคมรี ะหวา่ ง ผงฟูกบั สารละลายกรดแอซตี กิ ในหัวข้อ 6.2 จากนั้นตงั้ ค�ำ ถามว่า สมการเคมีใหข้ ้อมลู ท่เี ป็นประโยชน์ มากกว่าสมการข้อความอย่างไร ซ่ึงควรตอบได้ว่า สมการเคมีมีข้อมูลของสูตรเคมีของสารตั้งต้นและ ผลติ ภณั ฑ์ และมกี ารระบสุ ถานะของสารโดยใชส้ ญั ลกั ษณใ์ นวงเลบ็ หลงั สตู รเคมี ซง่ึ ใชพ้ นื้ ทใี่ นการเขยี น นอ้ ยกว่า และเปน็ การเขยี นทเี่ ปน็ สากล สามารถเข้าใจได้ตรงกัน 6. ครูให้นักเรียนแต่ละกลุ่มทำ�กิจกรรม 6.1 เพื่อศึกษาปฏิกิริยาเคมีระหว่างโซเดียมฟอสเฟต กบั แบเรียมคลอไรด์ แลว้ ให้นกั เรยี นอภิปรายผลการทดลองโดยใช้คำ�ถามทา้ ยการทดลอง กิจกรรม 6.1 การทดลองปฏิกริ ยิ าเคมรี ะหวา่ งโซเดียมฟอสเฟตกับ แบเรยี มคลอไรด์ จดุ ประสงค์การทดลอง 1. ทดลองปฏิกิริยาเคมีระหวา่ งโซเดยี มฟอสเฟตและแบเรียมคลอไรด์เพ่อื ศกึ ษาการท�ำ ปฏิกริ ยิ าพอดกี นั ของสาร 2. หาอตั ราส่วนโดยโมลของโซเดียมฟอสเฟตต่อแบเรยี มคลอไรด์ทที่ ำ�ปฏิกริ ิยาพอดีกัน เวลาที่ใช้ อภิปรายกอ่ นทำ�การทดลอง 10 นาที 50 นาที ท�ำ การทดลอง 40 นาที 100 นาที อภิปรายหลงั ทำ�การทดลอง รวม วัสดุ อปุ กรณ์ และสารเคมี ปรมิ าณต่อกล่มุ 10 mL รายการ 10 mL สารเคมี 1. สารละลายโซเดียมฟอสเฟต (Na3PO4) 0.20 mol/L 2. สารละลายแบเรยี มคลอไรด์ (BaCl2) 0.20 mol/L สถาบันส่งเสรมิ การสอนวิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี

บทที่ 6 | ปรมิ าณสัมพันธ์ เคมี เล่ม 2 120 รายการ ปริมาณตอ่ กลุ่ม วัสดุและอปุ กรณ์ 5 หลอด 1. หลอดทดลองขนาดกลาง 2 ใบ 2. บีกเกอรข์ นาด 50.0 mL 2 อนั 3. หลอดฉีดยาขนาด 3.0 mL หรอื 6.0 mL 5 อัน 4. หลอดหยดแบบยาว 2 อนั 5. หลอดหยดแบบสั้น 1 อนั 6. ท่ตี ้งั หลอดทดลอง 1 แผ่น 7. แผ่นใส 1 อนั 8. ไม้บรรทัด 1 แผ่น 9. กระดาษกราฟ การเตรยี มล่วงหนา้ เตรยี ม Na3PO4 และ BaCl2 ตามความเขม้ ขน้ ทก่ี �ำ หนด โดยพยายามท�ำ ให้สารละลาย ทัง้ สองชนิดมีความเข้มขน้ เทา่ กันหรอื ใกล้เคยี งกนั มากที่สุด 1. เตรยี ม Na3PO4 0.20 mol/L ปรมิ าตร 100 mL โดยชง่ั โซเดยี มฟอสเฟตโดเดคะไฮเดรต (Na3PO4⋅12H2O) 7.6 g ละลายน้ำ� แลว้ ท�ำ ให้มปี รมิ าตร 100.00 mL โดยใช้ขวดก�ำ หนด ปริมาตร 2. เตรยี ม BaCl2 0.20 mol/L ปริมาตร 100 mL โดยชัง่ แบเรยี มคลอไรด์ไดไฮเดรต (BaCl2⋅2H2O) 4.9 g ละลายน้ำ� แล้วท�ำ ให้มปี ริมาตร 100.00 mL โดยใช้ขวดกำ�หนด ปริมาตร ข้อเสนอแนะส�ำ หรับครู 1. ให้นักเรยี นใช้หลอดทดลองทีม่ ีขนาดเท่ากนั ทุกหลอด 2. เตอื นนกั เรยี นใหร้ ะวงั เกี่ยวกบั การใชห้ ลอดฉีดยาดดู สารละลายวา่ อยา่ ให้มีฟองแก๊สใน หลอดฉีดยา สถาบันส่งเสรมิ การสอนวทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี

เคมี เลม่ 2 บทที่ 6 | ปรมิ าณสมั พันธ์ 121 3. แจง้ ใหน้ กั เรียนทราบวา่ แตล่ ะกลุ่มใช้สารละลายแต่ละชนิดประมาณ 10 มิลลลิ ิตร จึง ไม่ควรแบ่งสารละลายมากกว่าปริมาตรที่ต้องใช้ โดยครูอาจให้นักเรียนนำ�บีกเกอร์ที่ แหง้ มาแบ่งสารละลายหรือครแู บ่งสารละลายไวใ้ ห้ ตัวอยา่ งผลการทดลอง ตอนที่ 1 1. เมอื่ ผสม Na3PO4กบั BaCl2ปริมาณต่าง ๆ จะมตี ะกอนสขี าวเกดิ ขน้ึ ดงั รปู ผลการทดลองผสม Na3PO4 กับ BaCl2 ในหลอดท่ี 1 – 5 2. ตารางบันทึกผลความสงู ของตะกอนท่เี กดิ ขนึ้ หลอดที่ ปริมาตรของ Na3PO4 ปริมาตรของ BaCl2 ความสูงของตะกอน 0.20 mol/L (mL) 0.20 mol/L (mL) (cm) 1 1.00 0.50 0.80 2 1.00 1.00 0.90 3 1.00 1.50 1.00 4 1.00 2.00 1.00 5 1.00 2.50 1.00 สถาบนั สง่ เสรมิ การสอนวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี

บทท่ี 6 | ปรมิ าณสัมพนั ธ์ เคมี เล่ม 2 122 ความ ูสงของตะกอน (cm)3. กราฟแสดงความสัมพันธ์ระหว่างความสูงของตะกอนกับปริมาตรของ BaCl2 1.10 1.00 0.90 0.80 0.70 0.60 0.50 0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 ปริมาตรของ BaCl2 (mL) ตอนที่ 2 การตรวจสอบสารละลายที่เหลอื หลังเกดิ ปฏกิ ริ ิยาไดผ้ ลดังน้ี 1. เมอ่ื น�ำ สารละลายใสจากหลอดที่ 1 – 5 ชุดแรกมาเตมิ Na3PO4 พบว่าหลอดท่ี 4 และ 5 มีตะกอนสีขาวเกดิ ข้นึ ส่วนหลอดที่ 1 – 3 ไมเ่ กดิ ตะกอน 2. เมอ่ื น�ำ สารละลายใสจากหลอดท่ี 1 – 5 อกี ชดุ หนง่ึ มาเตมิ BaCl2 พบวา่ หลอดท่ี 1 และ 2 มีตะกอนสขี าวเกิดข้นึ ส่วนหลอดท่ี 3 – 5 ไมเ่ กดิ ตะกอน หลอดที่ 1 หลอดท่ี 2 หลอดที่ 3 หลอดที่ 4 หลอดที่ 5 ชุดท่ี 1 ชดุ ที่ 2 ผลการตรวจสอบสารละลายทเ่ี หลือหลงั เกิดปฏกิ ิริยาในหลอดท่ี 1 – 5 สถาบันสง่ เสริมการสอนวทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี

เคมี เล่ม 2 บทที่ 6 | ปริมาณสมั พันธ์ 123 อภปิ รายผลการทดลอง 1. Na3PO4ทำ�ปฏกิ ิรยิ ากบั BaCl2 ได้ตะกอนสขี าวเปน็ ผลิตภณั ฑ์ 2. ผลการทดลองตอนที่ 1 เมื่อนำ�มาเขียนกราฟพบว่า ความสูงของตะกอนเรม่ิ คงทต่ี ั้งแต่ หลอดที่ 3 แสดงว่า BaCl2 0.20 mol/L ปรมิ าตร 1.50 มลิ ลลิ ติ ร ท�ำ ปฏิกริ ยิ าพอดกี ับ Na3PO4 0.20 mol/L ปริมาตร 1.00 มิลลลิ ิตร 3. การทดสอบสารละลายทีเ่ หลอื ชุดที่ 1 ด้วย Na3PO4 พบว่าหลอดที่ 4 และ 5 มี ตะกอนสขี าวเกดิ ข้ึน แสดงว่ามี BaCl2 เหลอื อยู่ในหลอดทง้ั สอง ส่วนการทดสอบ สารละลายที่เหลือชดุ ที่ 2 ด้วย BaCl2 พบวา่ หลอดท่ี 1 และ 2 มตี ะกอนสีขาว เกดิ ข้นึ แสดงวา่ มี Na3PO4 เหลืออยูใ่ นหลอดทงั้ สอง จึงสรุปไดว้ า่ หลอดท่ี 3 เป็น หลอดท่ี Na3PO4 ท�ำ ปฏิกิรยิ าพอดกี ับ BaCl2 สอดคลอ้ งกบั ผลการทดลองทไ่ี ด้จากกราฟ 4. คำ�นวณจำ�นวนโมลของ Na3PO4 และ BaCl2 ที่ท�ำ ปฏิกริ ยิ าเคมีกันพอดี ได้ดังน้ี จ�ำ นวนโมลของ Na3PO4 = 0.1 2 000m0 oml LNsao3PlnO4 × 1.00 mL soln = 2.0 × 10-4 mol Na3PO4 จำ�นวนโมลของ BaCl2 = 01 . 02000mmo lLBsaoClnl2 × 1.50 mL soln = 3.0 × 10-4 mol BaCl2 5. การทดลองนี้อาจมีความคลาดเคลื่อนที่เกิดจากการเตรียมสารละลาย การวัดปริมาตร ของสารละลาย และการวดั ความสงู ของตะกอน สรุปผลการทดลอง อัตราส่วนโดยโมลของโซเดียมฟอสเฟตต่อแบเรียมคลอไรด์ท่ีทำ�ปฏิกิริยาเคมีกัน พอดีเท่ากบั 2 : 3 สถาบนั สง่ เสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

บทท่ี 6 | ปรมิ าณสัมพนั ธ์ เคมี เล่ม 2 124 ขอ้ แนะนำ�เพิ่มเตมิ ในกรณีทีก่ ารทดลองมีความคลาดเคล่อื น อาจพบวา่ ปรมิ าตรของสารที่ทำ�ปฏกิ ิริยา พอดีกนั ไมใ่ ชห่ ลอดท่ี 3 แต่อยูร่ ะหวา่ งหลอดที่ 2 – 3 หรือ 3 – 4 ซง่ึ สามารถหาปรมิ าตรของ BaCl2 ทีท่ �ำ ปฏกิ ิรยิ าพอดีกับ Na3PO4 โดยการหาจดุ ตดั ระหว่างเส้นกราฟของหลอดท่ี 1 – 3 และเสน้ กราฟของหลอดท่ี 4 – 5 ดงั ตวั อยา่ งตอ่ ไปน้ี 1.10 ความสูงของตะกอน (cm) 1.00 0.90 0.80 0.70 0.60 0.50 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 0.00 ปริมาตรของ BaCl2 (mL) จากกราฟแสดงว่า BaCl2 ปรมิ าตร 1.75 มลิ ลลิ ติ ร ท�ำ ปฏิกิรยิ าพอดีกับ Na3PO4 ปริมาตร 1.00 มลิ ลลิ ติ ร 7. ครอู ธบิ ายการเขยี นสมการเคมดี ว้ ยสตู รเคมแี ละลกู ศร โดยใชป้ ฏกิ ริ ยิ าเคมจี ากกจิ กรรม 6.1 ดงั น้ี Na3PO4(aq) + BaCl2(aq) Ba3(PO4)2(s) + NaCl(aq) จากนั้นครูอธิบายเพิ่มเติมเกี่ยวกบั การแสดงสถานะของสารในสมการเคมี ตามตาราง 6.1 และ อาจยกตัวอย่างปฏิกริ ยิ าเคมีอน่ื ๆ เพมิ่ เติม ใหค้ รบทุกสถานะ เชน่ HCl(aq) + CaCO3(s) CaCl2(aq) + CO2(g) + H2O(l) 8. ครูใช้สมการเคมีจากกิจกรรม 6.1 ในการอธิบายเกี่ยวกับการดุลสมการเคมี โดยการนำ� เลขสัมประสิทธ์ิมาเติมหน้าสูตรเคมีของสารต้ังต้นและผลิตภัณฑ์ เพื่อทำ�ให้จำ�นวนอะตอมของแต่ละ ธาตใุ นสารต้ังตน้ และผลติ ภัณฑ์เทา่ กัน ดังน้ี 2Na3PO4(aq) + 3BaCl2(aq) Ba3(PO4)2(s) + 6NaCl(aq) สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี

เคมี เลม่ 2 บทที่ 6 | ปรมิ าณสมั พนั ธ์ 125 ทั้งนี้ครูควรช้ีให้เห็นความแตกต่างระหว่างตัวเลขท่ีอยู่ในสูตรเคมีกับเลขสัมประสิทธ์ิว่า ตัวเลขที่อยู่ ในสูตรเคมีบอกจำ�นวนอะตอมหรือไอออนในสูตรเคมีน้ัน ๆ ส่วนเลขสัมประสิทธ์ิบอกจำ�นวนโมล หรอื จ�ำ นวนอนุภาคของสารนนั้ ๆ ในสมการเคมี 9. ครูให้นักเรยี นตอบค�ำ ถามเพ่ือตรวจสอบความเขา้ ใจ ตรวจสอบความเขา้ ใจ จากกจิ กรรม 6.1 อตั ราสว่ นโดยโมลของโซเดยี มฟอสเฟตตอ่ แบเรยี มคลอไรดส์ มั พนั ธ์ กบั สมการเคมที ด่ี ลุ แลว้ อยา่ งไร อัตราส่วนโดยโมลของโซเดียมฟอสเฟตต่อแบเรียมคลอไรด์จากการทดลองกับ เลขสมั ประสทิ ธใ์ิ นสมการเคมที ด่ี ลุ แลว้ มคี า่ เทา่ กนั 10. ครูอธิบายสรุปว่า เลขสัมประสิทธ์ิในสมการเคมีท่ีดุลแล้ว แสดงจำ�นวนโมลของสารใน สมการเคมี โดยยกตวั อย่างสมการเคมใี นกิจกรรม 6.1 ดังนี้ โซเดยี มฟอสเฟต 2 โมล ทำ�ปฏกิ ิรยิ าพอดี กบั แบเรียมคลอไรด์ 3 โมล ไดแ้ บเรยี มฟอสเฟต 1 โมล และโซเดียมคลอไรด์ 6 โมล จากน้นั ครอู ธิบาย เกย่ี วกบั อตั ราสว่ นโดยโมลของสารซง่ึ เปน็ อตั ราสว่ นจ�ำ นวนโมลของสารในสมการเคมที ด่ี ลุ แลว้ ซง่ึ จาก กิจกรรม 6.1 จะได้ว่าอัตราส่วนโดยโมลของโซเดียมฟอสเฟตที่ทำ�ปฏิกิริยากับแบเรียมคลอไรด์ได้ แบเรียมฟอสเฟตและโซเดียมคลอไรด์เท่ากับ 2 : 3 : 1 : 6 11. ครูอธิบายการดุลสมการเคมีว่าไม่มีลำ�ดับข้ันตอนและวิธีที่เป็นกฎเกณฑ์แน่นอน แต่มี ข้อแนะนำ�บางประการตามรายละเอียดในหนังสือเรียน พร้อมยกตัวอย่าง 1-3 ประกอบการอธิบาย รวมทั้งอธิบายเพ่ิมเติมเก่ียวกับการดุลสมการเคมีของปฏิกิริยาที่มีไอออนซ่ึงต้องคำ�นึงถึงการดุล ประจุไฟฟา้ ด้วย 12. ครใู ห้นักเรียนดูวีดิทัศน์การเกิดโซเดยี มคลอไรด์จากโลหะโซเดียมและแก๊สคลอรีน แลว้ ตง้ั ค�ำ ถามวา่ ถา้ ใหส้ ารตง้ั ตน้ ท�ำ ปฏกิ ริ ยิ าเคมที อี่ ณุ หภมู หิ อ้ ง ปฏกิ ริ ยิ าเคมดี งั กลา่ วจะเกดิ ขน้ึ หรอื ไม่ ซงึ่ ควร ตอบได้วา่ ปฏิกริ ิยาเคมจี ะไมเ่ กดิ ขน้ึ จากนัน้ อธบิ ายเพม่ิ เตมิ เก่ียวกับการเขยี นแสดงปจั จยั ท่ที ำ�ให้เกดิ ปฏิกิริยาเคมี เช่น ความร้อน ความดัน ในสมการเคมีด้วยสัญลักษณ์ต่าง ๆ ซึ่งส่วนใหญ่เขียน แสดงไวท้ ลี่ ูกศร ดังตวั อยา่ งในตาราง 6.2 โดยครอู าจยกตัวอยา่ งสมการเคมีทม่ี ีปัจจัยอนื่ ๆ เพ่ิมเติม 13. ครใู ชค้ �ำ ถามน�ำ วา่ ในสมการเคมที ด่ี ลุ แลว้ อะตอมของแตล่ ะธาตใุ นสารตง้ั ตน้ และผลติ ภณั ฑ์ มจี �ำ นวนเทา่ กนั นกั เรยี นคดิ วา่ มวลของสารตง้ั ตน้ และผลติ ภณั ฑม์ คี วามสมั พนั ธก์ นั หรอื ไม่ อยา่ งไร เพื่อ นำ�เข้าสู่การคำ�นวณมวลรวมของสารก่อนทำ�ปฏิกิริยาเคมีและมวลรวมของสารหลังเกิดปฏกิ ริ ยิ าเคมี 14. ครยู กตวั อยา่ งสมการเคมขี องปฏกิ ริ ยิ าระหวา่ งโลหะโซเดยี มกบั แกส๊ คลอรนี เกดิ เปน็ โซเดยี ม คลอไรด์ แล้วให้นักเรียนคำ�นวณมวลรวมของสารตั้งต้นและผลิตภัณฑ์จากเลขสัมประสิทธ์ิ เพื่อให้ได้ สถาบันสง่ เสริมการสอนวทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี

บทท่ี 6 | ปรมิ าณสัมพนั ธ์ เคมี เลม่ 2 126 ข้อสรุปว่า มวลรวมของสารต้ังต้นและผลิตภัณฑ์มีค่าเท่ากัน ซ่ึงสอดคล้องกับกฎทรงมวล จากน้ัน ยกตวั อยา่ ง 4 เพอ่ื แสดงการค�ำ นวณเกย่ี วกบั การใชก้ ฎทรงมวลหามวลของสารทเ่ี กย่ี วขอ้ งในปฏกิ ริ ยิ าเคมี 15. ครูใหน้ กั เรยี นทำ�แบบฝึกหัด 6.1 หรอื ส่ือการเรียนรอู้ ื่น ๆ เพอื่ ทบทวนความรู้ แนวทางการวัดและประเมนิ ผล 1. ความรเู้ กย่ี วกบั การเขยี นและดลุ สมการเคมขี องปฏกิ ริ ยิ าเคมี การแปลความหมายสญั ลกั ษณ์ ในสมการเคมี และการระบุอัตราส่วนโดยโมลของสารในสมการเคมี จากการอภิปราย รายงานการ ทดลอง การท�ำ แบบฝึกหัด และการทดสอบ 2. ทักษะการทดลอง การกำ�หนดและควบคุมตัวแปร การจัดกระทำ�ข้อมูลและส่ือความหมาย ขอ้ มลู และการตคี วามหมายขอ้ มลู และลงขอ้ สรปุ จากรายงานการทดลองและการสงั เกตพฤตกิ รรมใน การทำ�การทดลอง 3. ทกั ษะความรว่ มมอื การท�ำ งานเปน็ ทมี และภาวะผนู้ �ำ จากการสงั เกตพฤตกิ รรมในการท�ำ การ ทดลอง 4. จิตวิทยาศาสตรด้านความเชือ่ มน่ั ต่อหลักฐานเชิงประจักษ์ จากการสงั เกตพฤติกรรมในการ อภิปรายและการทำ�การทดลอง 5. จติ วทิ ยาศาสตร์ดา้ นความซ่ือสตั ย์ จากการสังเกตพฤติกรรมในการทำ�การทดลอง แบบฝกึ หัด 6.1 1. ดลุ สมการเคมตี อ่ ไปน้ี CO2(g) + H2O(g) 4CO2(g) + 6H2O(g) 1.1. C2H6(g) + O2(g) CaCl2(aq) + H2O(l) + CO2(g) 2C2H6(g) + 7O2(g) CaCl2(aq) + H2O(l) + CO2(g) 1.2 CaCO3(s) + HCl(aq) BaSO4(s) + NaCl(aq) CaCO3(s) + 2HCl(aq) BaSO4(s) + 2NaCl(aq) 1.3 Na2SO4(aq) + BaCl2(aq) Mg(NO3)2(aq) + H2(g) Na2SO4(aq) + BaCl2(aq) Mg(NO3)2(aq) + H2(g) 1.4 Mg(s) + HNO3(aq) CaSO4(s) + H2O(l) + CO2(g) Mg(s) + 2HNO3(aq) CaSO4(s) + H2O(l) + CO2(g) 1.5 CaCO3(s) + H2SO4(aq) CaCO3(s) + H2SO4(aq) สถาบนั ส่งเสรมิ การสอนวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี

เคมี เล่ม 2 บทท่ี 6 | ปริมาณสมั พันธ์ 127 1.6 Al2O3(s) + H2SO4(aq) Al2(SO4)3(s) + H2O(l) Al2O3(s) + 3H2SO4(aq) Al2(SO4)3(s) + 3H2O(l) 1.7 (NH4)3PO4(aq) + NaOH(aq) Na3PO4(aq) + NH3(g) + H2O(l) (NH4)3PO4(aq) + 3NaOH(aq) Na3PO4(aq) + 3NH3(g) + 3H2O(l) 1.8 Fe3O4(s) + H2(g) Fe(s) + H2O(l) Fe3O4(s) + 4H2(g) 3Fe(s) + 4H2O(l) 1.9 O2(g) + CS2(s) CO2(g) + SO2(g) 3O2(g) + CS2(s) CO2(g) + 2SO2(g) 1.10 NaCN(aq) + CuCO3(s) Na2CO3(aq) + Cu(CN)2(s) 2NaCN(aq) + CuCO3(s) Na2CO3(aq) + Cu(CN)2(s) 1.11 N2H4(g) + N2O4(g) N2(g) + H2O(l) 2N2H4(g) + N2O4(g) 3N2(g) + 4H2O(l) 1.12 Na2O2(s) + H2O(l) NaOH(aq) + O2(g) 2Na2O2(s) + 2H2O(l) 4NaOH(aq) + O2(g) 2. เขยี นและดลุ สมการเคมขี องปฏกิ ริ ยิ าเคมตี อ่ ไปน้ี 2.1 แกส๊ แอมโมเนยี ท�ำ ปฏกิ ริ ยิ ากบั แกส๊ ออกซเิ จน ไดน้ �ำ้ และแกส๊ ไนโตรเจนมอนอกไซด์ 4NH3(g) + 5O2(g) 6H2O(l) + 4NO(g) 2.2 การสงั เคราะหแ์ กส๊ แอมโมเนยี ท�ำ ไดโ้ ดยใชแ้ กส๊ ไนโตรเจนและแกส๊ ไฮโดรเจน โดยมี เหลก็ เปน็ ตวั เรง่ ปฏกิ ริ ยิ า N2(g) + 3H2(g) Fe 2NH3(g) 2.3 ต้มโลหะแมกนีเซียมในนำ้�ได้แก๊สไฮโดรเจนและแมกนีเซียมไฮดรอกไซด์ซ่ึงเป็น ของแขง็ Mg(s) + 2H2O(l) D Mg(OH)2(s) + H2(g) 2.4 ผสมสารละลายอะลูมิเนียมซัลเฟตกับสารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์ เกิดตะกอน ของอะลมู เิ นยี มไฮดรอกไซดแ์ ละสารละลายโซเดยี มซลั เฟต Al2(SO4)3(aq) + 6NaOH(aq) 2Al(OH)3(s) + 3Na2SO4(aq) สถาบนั ส่งเสรมิ การสอนวทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี

บทท่ี 6 | ปรมิ าณสมั พนั ธ์ เคมี เล่ม 2 128 2.5 เม่ือวางโลหะเงินไว้ในอากาศจะพบว่าเงินหมอง เน่ืองจากโลหะเงินทำ�ปฏิกิริยากับ แกส๊ ไฮโดรเจนซลั ไฟดแ์ ละแกส๊ ออกซเิ จนในอากาศไดซ้ ลิ เวอรซ์ ลั ไฟดซ์ งึ่ เปน็ ของแขง็ และน้ำ� 4Ag(s) + 2H2S(g) + O2(g) 2Ag2S(s) + 2H2O(l) 3. ดลุ สมการเคมแี ละเตมิ ขอ้ มลู ลงในตารางตอ่ ไปนใ้ี หส้ มบรู ณ์ ข้อ สารตั้งต้น ผลิตภัณฑ์ อื่น ๆ* สมการเคมี C(s) CO2(g) ความร้อน C(s) + O2(g) D CO2(g) 3.1 O2(g) 3.2 H2O2(aq) H2O(l) MnO2 2H2O2(aq) MnO2 2H2O(l) + O2(g) O2(g) 3.3 ZnS(s) ZnO(s) ความร้อน 2ZnS(s) + 3O2(g) D 2ZnO(s) + 2SO2(g) O2(g) SO2(g) 3.4 Pb(NO3)2(s) PbO(s) ความร้อน 2Pb(NO3)2(s) D NO2(g) 2PbO(s) + 4NO2(g) + O2(g) O2(g) 6CO2(g) + 6H2O(l) hu 3.3 CO2(g) C6H12O6(aq) แสง C6H12O6(aq) + 6O2(g) H2O(l) O2(g) หมายเหตุ * อน่ื ๆ หมายถงึ ปจั จยั ในการเกดิ ปฏกิ ริ ยิ าเคมี เชน่ ความรอ้ น แสง ตวั เรง่ ปฏกิ ริ ยิ า 4. ดลุ สมการเคมี และระบอุ ตั ราสว่ นโดยโมลของสารในปฏกิ ริ ยิ าเคมตี อ่ ไปน้ี 4.1 Al(s) + H2O(l) Al(OH)3(s) + H2(g) 2Al(s) + 6H2O(l) 2Al(OH)3(s) + 3H2(g) อตั ราสว่ นโดยโมลของ Al : H2O : Al(OH)3 : H2 = 2 : 6 : 2 : 3 สถาบนั ส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

เคมี เลม่ 2 บทท่ี 6 | ปริมาณสมั พนั ธ์ 129 4.2 BaF2(aq) + K3PO4(aq) Ba3(PO4)2(s) + KF(aq) 3BaF2(aq) + 2K3PO4(aq) Ba3(PO4)2(s) + 6KF(aq) อตั ราสว่ นโดยโมลของ BaF2 : K3PO4 : Ba3(PO4)2 : KF = 3 : 2 : 1 : 6 4.3 NaOH(aq) + NO2(g) + O2(g) NaNO3(aq) + H2O(l) 4NaOH(aq) + 4NO2(g) + O2(g) 4NaNO3(aq) + 2H2O(l) อตั ราสว่ นโดยโมลของ NaOH : NO2 : O2 : NaNO3 : H2O = 4 : 4 : 1 : 4 : 2 5. ซลิ เวอรค์ ลอไรดม์ โี ลหะเงนิ เปน็ องคป์ ระกอบรอ้ ยละ 75.24 โดยมวล น�ำ โลหะเงนิ จ�ำ นวน 10.00 กรัม มาทำ�ปฏิกิริยาในภาชนะปิดท่ีมีแก๊สคลอรีน เม่ือปฏิกิริยาส้ินสุดพบว่าเกิด ซลิ เวอรค์ ลอไรดจ์ �ำ นวน 6.45 กรมั เหลอื โลหะเงนิ 5.15 กรมั และไมม่ แี กส๊ คลอรนี เหลอื อยใู่ นระบบ ในตอนเรม่ิ ตน้ ปฏกิ ริ ยิ ามแี กส๊ คลอรนี อยใู่ นระบบกก่ี รมั ใชโ้ ลหะเงนิ ไป 10.00 g – 5.15 g = 4.85 g จากกฎทรงมวล มวลของสารกอ่ นท�ำ ปฏกิ ริ ยิ า = มวลของสารหลงั ท�ำ ปฏกิ ริ ยิ า มวลของ Ag + มวลของ Cl2 = มวลของ AgCl 4.85 g + มวลของ Cl2 = 6.45 g มวลของ Cl2 = 6.45 g – 4.85 g = 1.60 g ดงั นน้ั ในตอนเรม่ิ ตน้ ปฏกิ ริ ยิ ามแี กส๊ คลอรนี อยใู่ นระบบ 1.60 กรมั แบบฝกึ หัด 6.1 เพิ่มเติม 1. ดลุ สมการเคมตี อ่ ไปน้ี 1.1 Zn(s) + HClO4(aq) Zn(ClO4)2(aq) + H2(g) Zn(s) + 2HClO2(aq) Zn(ClO4)2(aq) + H2(g) 1.2 KMnO4(s) K2MnO4(s) + MnO2(s) + O2(g) 2KMnO4(s) K2MnO4(s) + MnO2(s) + O2(g) สถาบนั ส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี

บทที่ 6 | ปรมิ าณสัมพันธ์ เคมี เลม่ 2 130 1.3 Cu(s) + HNO3(aq) Cu(NO3)2(aq) + NO(g) + H2O(l) 3Cu(s) + 8HNO3(aq) 3Cu(NO3)2(aq) + 2NO(g) + 4H2O(l) 1.4 Al(s) + H2O(l) Al2O3(s) + H2(g) 2Al(s) + 3H2O(l) Al2O3(s) + 3H2(g) 1.5 Al(s) + H2SO4(aq) Al2(SO4)3(aq) + H2(g) 2Al(s) + 3H2SO4(aq) Al2(SO4)3(aq) + 3H2(g) 1.6 NH3(g) + NO(g) N2(g) + H2O(g) 4NH3(g) + 6NO(g) 5N2(g) + 6H2O(g) 1.7 K2Cr2O7(aq) + H2SO4(aq) KHSO4(aq) + Cr2(SO4)3(aq) + H2O(l) + O2(g) 2K2Cr2O7(aq) + 10H2SO4(aq) 4KHSO4(aq) + 2Cr2(SO4)3(aq) + 8H2O(l) + 3O2(g) 1.8 KMnO4(aq) + H2SO4(aq) + H2O2(aq) K 2SO4(aq) + MnSO4(aq) + H2O(l) + 5O2(g) 2KMnO4(aq) + 3H2SO4(aq) + 5H2O2(aq) K2SO4(aq) + 2MnSO4(aq) + 8H2O(l) + 5O2(g) 2. โซเดียมไฮโดรเจนคาร์บอเนต 8.4 กรัม ทำ�ปฏิกิริยากับสารละลายกรดแอซีติก (CH3COOH) 20.0 กรัม ได้แก๊สคาร์บอนไดออกไซด์เกิดข้ึน หลังจากท่ีปฏิกิริยาส้ินสุด ปรากฏวา่ มสี ารเหลอื อยู่ 24.0 กรมั แกส๊ คารบ์ อนไดออกไซดท์ เ่ี กดิ ขน้ึ มมี วลกก่ี รมั จากกฎทรงมวล มวลของสารกอ่ นท�ำ ปฏกิ ริ ยิ า = มวลของสารหลงั ท�ำ ปฏกิ ริ ยิ า มวลของ NaHCO3 + มวลของ CH3COOH = มวลของสารทเ่ี หลอื + มวลของ CO2 8.4 g + 20.0 g = 24.0 g + มวลของ CO2 มวลของ CO2 = 8.4 g + 20.0 g – 24.0 g = 4.4 g ดงั นน้ั แกส๊ คารบ์ อนไดออกไซดท์ เ่ี กดิ ขน้ึ มมี วล 4.4 กรมั สถาบนั สง่ เสรมิ การสอนวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี

เคมี เล่ม 2 บทท่ี 6 | ปรมิ าณสมั พนั ธ์ 131 3. แกส๊ แอมโมเนยี (NH3) ประกอบดว้ ยไนโตรเจนรอ้ ยละ 82 กบั ไฮโดรเจนรอ้ ยละ 18 โดย มวล ถา้ ใชไ้ นโตรเจน 10.0 กรมั ท�ำ ปฏกิ ริ ยิ ากบั ไฮโดรเจน 10.0 กรมั จะไดแ้ กส๊ แอมโมเนยี กก่ี รมั และมสี ารใดเหลอื อยเู่ ปน็ ปรมิ าณกก่ี รมั แกส๊ แอมโมเนยี มอี ตั ราสว่ นโดยมวลของ N : H = 82 : 18 ซง่ึ แสดงวา่ ไนโตรเจนเปน็ องคป์ ระกอบสว่ นใหญข่ องแกส๊ แอมโมเนยี แตโ่ จทยก์ �ำ หนดใหไ้ ฮโดรเจนและไนโตรเจนท่ี ใชท้ �ำ ปฏกิ ริ ยิ ามมี วลเทา่ กนั ดงั นน้ั เมอ่ื ปฏกิ ริ ยิ าสน้ิ สดุ จงึ ควรมแี กส๊ ไฮโดรเจนเหลอื อยู่ หาปรมิ าณไฮโดรเจนทท่ี �ำ ปฏกิ ริ ยิ าพอดกี บั ไนโตรเจนไดด้ งั น้ี มวลของ H = 10.0 g N × 1 8 g H 82 g N = 2.2 g H นน่ั คอื ไนโตรเจน 10.0 กรมั จะท�ำ ปฏกิ ริ ยิ าพอดกี บั ไฮโดรเจน 2.2 กรมั ดงั นน้ั มแี กส๊ ไฮโดรเจนเหลอื อย ู่ = 10.0 g – 2.2 g = 7.8 g จากกฎทรงมวล มวลของสารกอ่ นท�ำ ปฏกิ ริ ยิ า = มวลของสารหลงั ท�ำ ปฏกิ ริ ยิ า มวลของ N2 + มวลของ H2 = มวลของ NH3 10.0 g + 2.2 g = มวลของ NH3 มวลของ NH3 = 12.2 g ดงั นน้ั มแี กส๊ แอมโมเนยี เกดิ ขน้ึ 12.2 กรมั สถาบนั ส่งเสริมการสอนวทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี

บทท่ี 6 | ปรมิ าณสัมพนั ธ์ เคมี เล่ม 2 132 6.3 การคำ�นวณปรมิ าณสารในปฏิกิริยาเคมี 6.3.1 การคำ�นวณปริมาณสารทเ่ี กี่ยวขอ้ งกบั มวล 6.3.2 การคำ�นวณปริมาณสารทเี่ กีย่ วข้องกบั ความเข้มขน้ 6.3.3 การค�ำ นวณปริมาณสารทีเ่ กย่ี วขอ้ งกบั ปรมิ าตรของแก๊ส 6.3.4 การค�ำ นวณปริมาณสารในปฏกิ ริ ยิ าเคมีหลายขัน้ ตอน จุดประสงคก์ ารเรยี นรู้ 1. ค�ำ นวณปรมิ าณของสารในปฏกิ ริ ยิ าเคมที เ่ี กี่ยวข้องกบั มวลสาร 2. คำ�นวณปรมิ าณของสารในปฏิกริ ิยาเคมที เี่ กี่ยวขอ้ งกบั ความเขม้ ขน้ ของสารละลาย 3. ค�ำ นวณปริมาณของสารในปฏิกิรยิ าเคมที ี่เกยี่ วข้องกบั ปรมิ าตรแก๊ส 4. ค�ำ นวณปรมิ าณของสารในปฏกิ ริ ยิ าเคมี โดยใชค้ วามสมั พนั ธร์ ะหวา่ งโมล มวล ความเขม้ ขน้ และปริมาตรของแก๊ส 5. ค�ำ นวณปรมิ าณของสารในปฏิกิรยิ าเคมีหลายข้ันตอน ความเขา้ ใจคลาดเคลอื่ นท่อี าจเกิดข้นึ ความเข้าใจคลาดเคลอ่ื น ความเข้าใจทถ่ี ูกตอ้ ง เลขสัมประสิทธ์ิในสมการเคมีแสดงอัตราส่วน เลขสัมประสิทธิ์ในสมการเคมีแสดงอัตราส่วน โดยมวลของสาร จงึ ใชม้ วลในการค�ำ นวณไดโ้ ดย โดยโมลของสาร ไม่ต้องเปลย่ี นเป็นโมล ปฏิกิริยาเคมีทเ่ี ป็นแก๊ส ปริมาตรรวมของแก๊สที่ ปฏิกิริยาเคมีท่ีเปน็ แก๊ส ปรมิ าตรรวมของแก๊สที่ เป็นสารตั้งต้นเท่ากับปริมาตรรวมของแก๊สที่ เป็นสารต้ังต้นอาจมีค่าเท่ากับปริมาตรรวมของ เป็นผลติ ภณั ฑ์ แก๊สที่เป็นผลิตภณั ฑห์ รือไม่ก็ได้ แนวการจัดการเรียนรู้ 1. ครูอธิบายความหมายของปริมาณสัมพันธ์ว่าเป็นการศึกษาความสัมพันธ์ระหว่างปริมาณ สารตงั้ ตน้ ทใ่ี ชไ้ ปและปรมิ าณผลติ ภณั ฑท์ เ่ี กดิ ขนึ้ ในปฏกิ ริ ยิ าเคมี ซงึ่ พจิ ารณาไดจ้ ากเลขสมั ประสทิ ธใิ์ น สมการเคมี 2. ครยู กตวั อยา่ งสมการเคมขี องปฏกิ ริ ยิ าระหวา่ งโลหะโซเดยี มกบั แกส๊ คลอรนี แลว้ ใหน้ กั เรยี น หาอัตราส่วนโดยโมลของโลหะโซเดียมที่ทำ�ปฏิกิริยากับแก๊สคลอรีนและโซเดียมคลอไรด์ท่ีเกิดขึ้น ซ่ึง สถาบันส่งเสรมิ การสอนวทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี

เคมี เลม่ 2 บทท่ี 6 | ปรมิ าณสัมพันธ์ 133 ควรตอบไดว้ ่า มีค่าเท่ากบั 2 : 1 : 2 จากนัน้ ครทู บทวนเก่ยี วกบั การเขยี นแฟกเตอร์เปลี่ยนหน่วยและ วิธีการเทียบหนว่ ย 3. ครูอธิบายการคำ�นวณจำ�นวนโมลของสารในสมการเคมี เม่ือกำ�หนดจำ�นวนโมลของสารใด สารหน่ึงด้วยวิธีการเทยี บหน่วยจากอตั ราสว่ นโดยโมล โดยยกตวั อยา่ ง 5 ประกอบการอธิบาย 4. ครูให้นกั เรยี นตอบค�ำ ถามเพอื่ ตรวจสอบความเขา้ ใจ ตรวจสอบความเขา้ ใจ จากสมการเคมีในตัวอย่าง 5 ถ้าใช้อะลูมิเนียม 3.0 โมล จะต้องใช้โบรมีนในการทำ� ปฏกิ ริ ยิ าเคมกี โ่ี มล จากสมการเคมใี นตวั อยา่ ง 5 2Al(s) + 3Br2(l) 2AlBr3(s) อตั ราสว่ นโดยโมลของ Al : Br2 = 2 : 3 ดงั นน้ั ค�ำ นวณจ�ำ นวนโมลของ Br2 ทใ่ี ชใ้ นการ ท�ำ ปฏกิ ริ ยิ าเคมกี บั Al 3.0 mol ไดด้ งั น้ี โมลของ Br2 = 3.0 mol Al × 3 mol Br2 2 mol Al = 4.5 mol Br2 ดงั นน้ั ถา้ ใชอ้ ะลมู เิ นยี ม 3.0 โมล จะตอ้ งใชโ้ บรมนี 4.5 โมล 5. ครูต้ังคำ�ถามว่า จากอัตราส่วนโดยโมล เม่ือทราบจำ�นวนโมลของสาร สามารถเปล่ียนเป็น ปริมาณใดได้บา้ ง ซึ่งควรตอบได้ว่า จากจ�ำ นวนโมลสามารถเปลย่ี นเปน็ ปรมิ าณอ่นื ๆ ได้ เช่น จำ�นวน อนุภาค มวล ความเข้มข้นของสารละลาย ปริมาตรของแก๊สที่ STP เพ่ือนำ�เข้าสู่การคำ�นวณจำ�นวน โมลของสารในปฏกิ ริ ยิ าเคมกี บั ปรมิ าณอืน่ ๆ 6. ครตู ง้ั ค�ำ ถามวา่ ในทางปฏบิ ตั นิ ยิ มวดั ปรมิ าณของสารดว้ ยวธิ กี ารใด ซง่ึ ควรตอบไดว้ า่ วดั มวล ของสารจากการน�ำ สารไปช่งั เนอ่ื งจากสะดวกตอ่ การวัด 7. ครูทบทวนความรู้เก่ียวกับการเปล่ียนหน่วยจากโมลไปเป็นมวล โดยใช้มวลต่อโมล เพื่อนำ� ไปใช้คำ�นวณปริมาณของสารในปฏิกิริยาเคมีที่เก่ียวข้องกับมวลสาร โดยใช้อัตราส่วนโดยโมลในการ หาจำ�นวนโมลของสารท่ีต้องการ และใช้มวลต่อโมลในการเปลี่ยนจำ�นวนโมลให้เป็นมวลของสาร จากน้นั อธิบายการคำ�นวณปริมาณสารที่เก่ยี วขอ้ งกบั มวล โดยยกตวั อย่าง 6 - 9 ประกอบการอธิบาย 8. ครูให้นักเรยี นทำ�แบบฝึกหดั 6.2 เพ่อื ทบทวนความรู้ 9. ครูยกตัวอย่างปฏิกิริยาเคมีบางชนิดท่ีสารต้ังต้นเป็นสารละลาย เช่น ปฏิกิริยาระหว่าง สถาบนั ส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี

บทท่ี 6 | ปรมิ าณสมั พันธ์ เคมี เล่ม 2 134 สารละลายกรดกบั เบส สารทที่ �ำ ปฏกิ ริ ยิ าเคมกี นั คอื ตวั ละลาย โดยปรมิ าณของตวั ละลายในสารละลาย แสดงในรปู ของความเขม้ ขน้ ของสารละลาย ส�ำ หรบั ในวชิ าเคมนี ยิ มแสดงความเขม้ ขน้ ของสารละลาย ในหนว่ ยโมลารห์ รอื โมลตอ่ ลติ ร เนอ่ื งจากมคี วามสมั พนั ธก์ บั โมล จากนนั้ ครทู บทวนความรเู้ กย่ี วกบั การ คำ�นวณจ�ำ นวนโมล จากความเขม้ ขน้ และปรมิ าตรของสารละลาย 10. ครูยกตัวอย่าง 10 - 11 ประกอบการอธิบายการคำ�นวณปริมาณสารในปฏิกิริยาเคมีท่ี เกยี่ วข้องกบั ความเขม้ ขน้ ของสารละลาย 11. ครใู หน้ กั เรียนท�ำ แบบฝึกหดั 6.3 เพ่อื ทบทวนความรู้ 12. ครตู งั้ ค�ำ ถามวา่ ส�ำ หรบั สารทมี่ สี ถานะแกส๊ ซงึ่ วดั มวลไดย้ าก ในทางปฏบิ ตั จิ ะใชป้ รมิ าณใด ในการวัดแก๊ส ซึง่ ควรตอบไดว้ ่า สว่ นใหญ่วัดปรมิ าตรของแกส๊ จากนั้นครทู บทวนความรู้เกีย่ วกับการ เปลยี่ นจ�ำ นวนโมลเปน็ ปรมิ าตรของแกส๊ ท่ี STP โดยใชค้ วามสมั พนั ธ์ แกส๊ 1 โมล มปี รมิ าตร 22.4 ลติ ร ท่ี STP เพื่อเช่ือมโยงสู่การคำ�นวณปริมาณสารในปฏิกิริยาเคมีที่เกี่ยวข้องกับแก๊สที่ STP พร้อมทั้ง ยกตวั อยา่ ง 12 ประกอบการอธิบาย 13. ครทู บทวนเกีย่ วกับกฎสัดสว่ นคงท่ซี ่ึงมีอัตราส่วนโดยมวลของธาตทุ ีเ่ ปน็ องค์ประกอบคงท่ี เสมอ แลว้ ใชค้ �ำ ถามน�ำ วา่ ถา้ น�ำ แกส๊ สองชนดิ มาท�ำ ปฏกิ ริ ยิ ากนั อตั ราสว่ นโดยปรมิ าตรระหวา่ งแกส๊ ทงั้ สองที่ท�ำ ปฏิกริ ิยาพอดกี ันจะเปน็ อยา่ งไร เพอ่ื นำ�เขา้ สกู่ ารสาธติ กจิ กรรม 6.2 เ น่ืองจากการทดลองน้ี ใชแ้ กส๊ ไนโตรเจนมอนอกไซดท์ เ่ี ปน็ อนั ตรายจงึ เปน็ การสาธติ แต่สามารถให้นักเรียนทำ�การทดลองได้ถ้า มตี คู้ วนั หรอื ท�ำ การทดลองในบรเิ วณทอ่ี ากาศถา่ ยเทสะดวก จากนน้ั ใหน้ กั เรยี นอภปิ รายผลการทดลอง ตามค�ำ ถามทา้ ยการทดลอง และสรปุ ผลการทดลอง สถาบันสง่ เสรมิ การสอนวทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี

เคมี เล่ม 2 บทท่ี 6 | ปริมาณสัมพนั ธ์ 135 กจิ กรรม 6.2 การทดลองปฏิกิรยิ าเคมรี ะหว่างแก๊สออกซิเจนและ แก๊สไนโตรเจนมอนอกไซด์ จดุ ประสงค์การทดลอง 1. ทดลองปฏิกริ ิยาเคมรี ะหวา่ งแก๊สออกซิเจนและแกส๊ ไนโตรเจนมอนอกไซด์ 2. หาอัตราส่วนโดยปรมิ าตรของแกส๊ ออกซิเจนต่อแก๊สไนโตรเจนมอนอกไซดท์ ี่ท�ำ ปฏกิ ิริยา พอดกี ัน เวลาทใ่ี ช ้ อภิปรายกอ่ นการทดลอง 10 นาที 20 นาที ทำ�การทดลอง 20 นาที 50 นาที อภปิ รายหลงั ทำ�การทดลอง รวม วัสดุ อุปกรณ์ และสารเคมี ปริมาณตอ่ กลมุ่ รายการ 2g 10 mL สารเคมี 2 ชอ้ นเบอร์ 2 1. ทองแดง (Cu) ชน้ิ เล็ก ๆ 2. สารละลายกรดไนทริก (HNO3) 6 mol/L 2 หลอด 3. โพแทสเซยี มเปอรแ์ มงกาเนต (KMnO4) 2 ชุด วัสดแุ ละอปุ กรณ์ 1. หลอดทดลองขนาดใหญ่ 8 หลอด 2. จกุ ยางทเ่ี สยี บหลอดน�ำ แกส๊ พรอ้ มสายพลาสตกิ 1 ชดุ ส�ำ หรับปิดหลอดทดลองขนาดใหญ่ 1 ใบ 3. หลอดทดลองขนาดกลาง (ท่ีมีขนาดเท่ากนั ) 1 ใบ 4. ตะเกยี งแอลกอฮอล์พรอ้ มทก่ี ัน้ ลม 5. กระบอกตวงขนาด 100 mL 6. อา่ งนำ้�ขนาดเส้นผา่ นศนู ย์กลางประมาณ 30 cm และสูงประมาณ 12 cm สถาบันสง่ เสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

บทที่ 6 | ปรมิ าณสัมพนั ธ์ เคมี เลม่ 2 136 รายการ ปรมิ าณต่อกลุม่ 7. ขาตั้งพรอ้ มทีจ่ บั หลอดทดลอง 1 ชุด 8. แผน่ กระจก สำ�หรับปดิ ปากกระบอกตวง 1 อัน 9. ธูปหรือกา้ นไม้ขีด ส�ำ หรบั ทดสอบแกส๊ 1 อนั การเตรียมล่วงหน้า 1. เตรียม HNO3 6.0 mol/L ปริมาตร 20.0 mL โดยละลาย HNO3 15 mol/L ปรมิ าตร 8.0 mL ลงในนำ้�กล่ันประมาณ 10.0 mL และท�ำ ให้ได้ปรมิ าตร 20.0 mL 2. เลอื กหลอดทดลองขนาดกลางทม่ี ขี นาดเทา่ กนั ส�ำ หรบั เกบ็ แกส๊ เพอ่ื ใหไ้ ดแ้ กส๊ ออกซเิ จน (O2) และแกส๊ ไนโตรเจนมอนอกไซด์ (NO) ในแตล่ ะหลอดมปี รมิ าตรเทา่ กัน ข้อเสนอแนะสำ�หรบั ครู 1. HNO3 มีสมบัตกิ ัดกรอ่ น ควรใชอ้ ยา่ งระมัดระวงั 2. อธิบายวิธีเตรียม O2 และ NO แล้วเตรียมแก๊สทีละชนิดโดยจัดเครื่องมือตามรูปใน บทเรียน หรืออาจเตรียมแก๊สทั้งสองชนิดในหลอดทดลองขนาดกลางอย่างละ 4 หลอด ไวล้ ่วงหน้า โดยเม่ือเตรียมแก๊สท้ังสองชนดิ เสรจ็ แลว้ ต้องคว�ำ่ หลอดเก็บแกส๊ ที่เตรยี มได้ ไว้ในอา่ งน�้ำ ตลอดเวลาจนกว่าจะน�ำ มาท�ำ ปฏกิ ิริยาเคมี 3. การเตรียม NO ต้องทำ�ในบริเวณที่อากาศถ่ายเทได้สะดวก และลา้ งอุปกรณ์การทดลอง ทันทีหลงั จากทดลองเสรจ็ เรยี บรอ้ ย 4. O2 และ NO ทเ่ี ก็บไว้ในหลอดทดลองท่ีมขี นาดเดียวกันถือวา่ มีปริมาตรเทา่ กนั 5. แนะนำ�วิธีทดสอบแกส๊ ทีเ่ หลอื ซึง่ อาจทำ�ไดด้ งั นี้ - ใช้ธูปหรือกา้ นไม้ขดี ทตี่ ดิ ไฟเหลอื เป็นถ่านแดง ๆ หย่อนลงไป ถา้ ปลายธูปสว่าง ขึ้นหรือมีเปลวไฟเกิดข้ึน แสดงวา่ แก๊สทีเ่ หลอื คือ O2 เพราะ O2 ชว่ ยใหไ้ ฟติด แต่ ถา้ แก๊สที่เหลือเปน็ NO จะไมม่ ีการเปล่ยี นแปลง - ผา่ น NO เขา้ ไปในกระบอกตวง ถา้ แกส๊ ทเ่ี หลอื เปน็ O2จะเกดิ แกส๊ ไนโตรเจนไดออกไซด์ (NO2) ซง่ึ มสี นี �ำ้ ตาลแดงแลว้ จางหายไป เนอ่ื งจาก NO2 ละลายน�ำ้ ไดแ้ ต่ถ้าแกส๊ ทเ่ี หลอื เปน็ NO ปรมิ าตรของแกส๊ ในกระบอกตวงจะเพม่ิ ขน้ึ และแกส๊ ยงั คงไมม่ สี ี สถาบนั ส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี