คู่มือครู เคมี 2

เคมี เลม่ 2 บทที่ 6 | ปรมิ าณสัมพันธ์ 137 - ผ่าน O2 เข้าไปในกระบอกตวง ถ้าแก๊สที่เหลือเป็น O2 ปรมิ าตรของแก๊สใน กระบอกตวงจะเพิ่มขึ้น และแก๊สยงั คงไม่มสี ี ตวั อยา่ งผลการทดลอง 1. O2 และ NO เปน็ แก๊สไม่มีสี 2. เมื่อผ่าน NO เข้าไปรวมกับ O2 ในกระบอกตวงพบว่าระดับนำ�้ ในกระบอกตวงลดลงมี แกส๊ สนี ้ำ�ตาลแดงเกิดข้ึน แล้วระดับน้ำ�จะสูงข้นึ อยา่ งรวดเรว็ พรอ้ มกบั แก๊สสนี ำ้�ตาลแดง จางหายไป เมือ่ ระดบั น�้ำ ในกระบอกตวงไม่เปลย่ี นแปลงอกี แลว้ อ่านปรมิ าตรของแกส๊ ท่ี เหลอื ในกระบอกตวงไดผ้ ลดังตาราง การทดลองคร้ังที่ ปรมิ าตรของ O2 (mL) ปริมาตรของแก๊สทเี่ หลอื (mL) 1 20.00 10.00 2 20.00 9.80 3 20.00 10.60 3. การทดสอบแกส๊ ทีเ่ หลือพบวา่ ธูปท่ตี ดิ ไฟเหลือเป็นถา่ นแดงมีไฟสวา่ งวาบขนึ้ อภิปรายผลการทดลอง 1. เมอ่ื ผสม O2 กบั NO จะมแี กส๊ สนี �ำ้ ตาลแดงของ NO2 เกดิ ขน้ึ จากนน้ั ระดบั น�ำ้ ในกระบอกตวง สูงขน้ึ อย่างรวดเรว็ ในขณะทีแ่ กส๊ สีน้�ำ ตาลแดงคอ่ ย ๆ จางหายไป เนื่องจาก NO2 ละลายในน้ำ�จงึ ทำ�ให้ความดนั ของแกส๊ ในกระบอกตวงลดลง นำ้�จากภายนอกจะเข้าไป แทนท่ี ท�ำ ใหร้ ะดบั น�ำ้ ในกระบอกตวงสงู ขน้ึ อยา่ งรวดเรว็ และในทส่ี ดุ ระดบั น�ำ้ ในกระบอกตวง จะคงทแี่ ตไ่ ม่เตม็ กระบอก แสดงวา่ ยงั มแี ก๊สเหลอื อยู่ 2. เ มอื่ ทดสอบแกส๊ ทเี่ หลอื ดว้ ยธปู ทต่ี ดิ ไฟเหลอื เปน็ ถา่ นแดงพบวา่ มไี ฟสวา่ งวาบขนึ้ แสดงวา่ คือ O2 เน่ืองจากเป็นแก๊สท่ชี ่วยให้ไฟติด 3. อัตราสว่ นโดยปรมิ าตรของแกส๊ ทท่ี ำ�ปฏิกริ ิยาพอดกี นั คำ�นวณไดด้ ังนี้ สถาบนั สง่ เสรมิ การสอนวทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี

บทท่ี 6 | ปริมาณสมั พันธ์ เคมี เล่ม 2 138 การทดลองคร้งั ที่ 1 ปรมิ าตรของ O2 1 หลอด = 20.00 mL ปรมิ าตรของ NO 1 หลอด = 20.00 mL มี O2 เหลือ = 10.00 mL ดังนน้ั ปริมาตรของ O2 ท่ีใชไ้ ป 20.00 mL – 10.00 mL = 10.00 mL อัตราส่วนโดยปริมาตรของแกส๊ O2 : NO ทท่ี ำ�ปฏิกริ ิยาพอดีกนั = 10.00 : 20.00 = 1 : 2 คำ�นวณอัตราส่วนโดยปริมาตรของแก๊สที่ทำ�ปฏิกิริยาพอดีกันในแต่ละการทดลอง ได้ผลดงั น้ี การทดลองท่ี ปริมาตร O2 ปริมาตร NO อัตราส่วนของ (mL) 1 10.00 (mL) O2 : NO โดยปรมิ าตร 2 10.20 20.00 1.000 : 2.000 3 9.40 20.00 1.000 : 1.961 20.00 1.000 : 2.31 การทดลองทุกครั้งไดผ้ ลใกล้เคยี งกนั แสดงวา่ O2 ทำ�ปฏกิ ิรยิ ากับ NO ดว้ ยอัตราสว่ นคงท่ี เทา่ กับ 1 : 2 โดยปรมิ าตร 4. ความคลาดเคลื่อนในการทดลองอาจเกดิ จากขนาดของหลอดทดลองไม่เทา่ กัน การเก็บ แกส๊ ไมเ่ ตม็ หลอดเนอื่ งจาก O2 ละลายนำ�้ ได้เล็กนอ้ ย หรือขณะถา่ ยแกส๊ เข้ากระบอกตวง อาจมแี กส๊ บางส่วนออกไปนอกกระบอกตวง สรุปผลการทดลอง อตั ราส่วนโดยปริมาตรของ O2 และ NO ท่ีทำ�ปฏิกริ ยิ าพอดีกนั เท่ากบั 1 : 2 ขอ้ แนะน�ำ เพ่มิ เตมิ ครอู าจนำ�อภิปรายเกี่ยวกับการวัดปริมาตรของ NO2 ซ่ึงเป็นผลิตภณั ฑ์ ซ่ึงควร สรปุ ได้ว่า ไมส่ ามารถวดั ปรมิ าตรของ NO2 ได้ เนอ่ื งจากเป็นแก๊สที่ละลายน้ำ� จึงไมท่ ราบ ปริมาตรของแกส๊ หลังเกิดปฏกิ ิริยา ทำ�ให้สรปุ ไม่ไดว้ า่ ปริมาตรของแก๊สกอ่ นเขา้ ท�ำ ปฏิกริ ยิ า กับปรมิ าตรของแก๊สหลังเกดิ ปฏิกริ ิยามีอัตราสว่ นเป็นเท่าใด สถาบนั ส่งเสรมิ การสอนวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี

เคมี เล่ม 2 บทที่ 6 | ปรมิ าณสัมพนั ธ์ 139 ความรู้เพ่มิ เตมิ ส�ำ หรบั ครู การเตรยี มแกส๊ ไนโตรเจนมอนอกไซดท์ �ำ ไดโ้ ดยใชท้ องแดงท�ำ ปฏกิ ริ ยิ ากบั กรดไนทรกิ เจือจาง เขียนสมการเคมไี ด้ดังน้ี 3Cu(s) + 8HNO3(aq) 3Cu(NO3)2(aq) + 4H2O(l) + 2NO(g) แต่ถา้ ใช้ทองแดงท�ำ ปฏกิ ิริยากับกรดไนทริกเขม้ ข้น จะไดแ้ ก๊สไนโตรเจนไดออกไซด์ เขียน สมการเคมไี ดด้ งั น้ี Cu(s) + 4HNO3(aq) Cu(NO3)2(aq) + 2H2O(l) + 2NO2(g) 14. ครูยกตัวอย่างปฏิกิริยาเคมีระหว่างแก๊สออกซิเจนกับแก๊สไนโตรเจนมอนอกไซด์ เกิด เป็นแก๊สไนโตรเจนไดออกไซด์ ซงึ่ มอี ตั ราส่วนโดยปริมาตรของแก๊ส O2 : NO : NO2 เท่ากับ 1 : 2 : 2 ดังรูป 6.3 เพอ่ื อธบิ ายเกี่ยวกบั กฎของเกย–์ ลูสแซก ซงึ่ กลา่ วว่า ทีอ่ ุณหภมู ิและความดันคงท ี่ ปรมิ าตร ของสารตง้ั ตน้ และผลติ ภณั ฑท์ เ่ี ปน็ แกส๊ สามารถแสดงดว้ ยอตั ราสว่ นของตวั เลขจ�ำ นวนเตม็ ทม่ี คี า่ นอ้ ย 15. ครูอธิบายเพิ่มเติมเกี่ยวกับกฎของเกย์–ลูสแซกที่ใช้กับสารสถานะแก๊ส ที่อุณหภูมิและ ความดันเดียวกัน โดยไม่รวมปริมาตรของของแขง็ หรอื ของเหลวในปฏิกิริยาเคมี เน่อื งจากของแข็ง และของเหลวมปี ริมาตรคงที่ พรอ้ มท้งั ยกตวั อย่างปฏกิ ริ ยิ าเคมีระหว่างผงก�ำ มะถันกับแก๊สออกซเิ จน ไดแ้ ก๊สซลั เฟอรไ์ ดออกไซดป์ ระกอบการอธิบาย 16. ครูยกตัวอย่างปฏิกิริยาเคมีระหว่างแก๊สไฮโดรเจนและแก๊สคลอรีน เกิดเป็นแก๊ส ไฮโดรเจนคลอไรด์ ดังรูป 6.4 แล้วตั้งคำ�ถามว่า อัตราส่วนโดยปริมาตรของแก๊สในปฏิกิริยาเคมี มีความสัมพันธ์กับอัตราส่วนโดยโมลของสารในปฏิกิริยาเคมีหรือไม่ อย่างไร ซึ่งควรตอบได้ว่า อตั ราส่วนโดยปริมาตรของแก๊สในปฏิกริ ยิ าเคมมี ีค่าเทา่ กบั อตั ราส่วนโดยโมล จากนน้ั ครอู ธบิ ายความ สัมพันธ์ระหว่างปริมาตรของแก๊สกับจำ�นวนโมเลกุลและโมล ดังรูป 6.5 รวมทั้งสมมติฐานของ อาโวกาโดร ซึ่งกลา่ วว่า ทอ่ี ุณหภูมแิ ละความดนั คงที่ แกส๊ ใด ๆ ทม่ี ีปริมาตรเท่ากนั จะมีจ�ำ นวน โมเลกลุ เทา่ กัน สถาบนั ส่งเสรมิ การสอนวิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี

บทท่ี 6 | ปรมิ าณสัมพนั ธ์ เคมี เล่ม 2 140 ความรู้เพมิ่ เตมิ ส�ำ หรับครู 1. ในปี พ.ศ. 2351 กฎของเกย–์ ลสู แซก ยงั ไมส่ ามารถอธบิ ายได้ เนือ่ งจากในขณะนั้น นกั วทิ ยาศาสตรค์ ดิ วา่ ธาตทุ เ่ี ปน็ แกส๊ ประกอบดว้ ย 1 อะตอม ดงั นน้ั การทแ่ี กส๊ ไฮโดรเจน และแก๊สออกซิเจนเกิดเป็นแก๊สไฮโดรเจนคลอไรด์ จะต้องแบ่งอะตอมของไฮโดรเจน และออกซเิ จนเปน็ 2 สว่ น ซง่ึ ไมส่ อดคลอ้ งกบั ทฤษฎอี ะตอมของดอลตนั ทก่ี ลา่ ววา่ อะตอม แบง่ แยกไมไ่ ด้ จนกระทง่ั ปี พ.ศ. 2354 อาโวกาโดรไดเ้ สนอสมมตฐิ านของอาโวกาโดรวา่ ทอี่ ุณหภูมิและความดนั คงท่ี แกส๊ ใด ๆ ทมี่ ีปรมิ าตรเทา่ กัน จะมีจ�ำ นวนโมเลกุลเท่ากัน โดยคดิ วา่ อนภุ าคทเ่ี ลก็ ทส่ี ดุ ของธาตทุ เ่ี ปน็ แกส๊ คอื โมเลกลุ ซง่ึ ประกอบดว้ ย 2 อะตอม และ ใชใ้ นการอธบิ ายปฏกิ ริ ยิ าทเ่ี กดิ ขน้ึ วา่ โมเลกลุ ของแกส๊ ไฮโดรเจนและแกส๊ ออกซเิ จนแตก ออกเปน็ อะตอม แลว้ รวมตวั กนั เกดิ เปน็ โมเลกลุ ของแกส๊ ไฮโดรเจนคลอไรด์ 2 โมเลกลุ H2(g) + Cl2(g) 2HCl(g) H2 1 โมเลกลุ Cl2 1 โมเลกลุ HCl 2 โมเลกลุ หรือ H 2 อะตอม Cl 2 อะตอม HCl 2 โมเลกลุ หรอื H 1 อะตอม Cl 1 อะตอม HCl 1 โมเลกุล แตใ่ นสมยั นน้ั สมมตฐิ านของอาโวกาโดรยงั ไมไ่ ดร้ บั การยอมรบั จนกระทง่ั 50 ปตี อ่ มา จงึ ไดร้ บั การยอมรบั เปน็ กฎของอาโวกาโดร 2. สมมตฐิ านเปน็ แนวคิดท่ีตัง้ หรือเสนอขึน้ เพอ่ื ใช้อธบิ ายปรากฏการณ์หรือผลการทดลอง ต่าง ๆ ถ้าสมมติฐานใดมีผลการทดลองมาสนับสนุนเป็นจำ�นวนมากหรือใช้อธิบาย ปรากฏการณต์ ่าง ๆ ไดก้ ว้างขวางและพิสจู น์จนยอมรบั วา่ เปน็ ขอ้ เท็จจริง จะได้รบั การ ยอมรบั เปน็ กฎ เชน่ สมมตฐิ านของอาโวกาโดร ไดร้ บั การยอมรบั เปน็ กฎของอาโวกาโดร เมือ่ สตานสิ ลาฟ คนั นิซซาโร เสนอว่า โมเลกุลของธาตทุ ี่เป็นแก๊สประกอบด้วย 2 อะตอม สถาบันสง่ เสริมการสอนวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี

เคมี เลม่ 2 บทท่ี 6 | ปรมิ าณสมั พนั ธ์ 141 17. ครูให้นักเรียนสรุปความรู้เกี่ยวกับกฎของเกย์–ลูสแซกและสมมติฐานของอาโวกาโดร ซึ่งควรสรปุ ไดด้ งั น้ี - เมอ่ื วัดปรมิ าตรของแก๊สภายใต้อุณหภูมิและความดนั คงที่ แก๊สจะท�ำ ปฏิกริ ยิ ากนั พอดดี ว้ ย อัตราส่วนโดยปริมาตรคงท่ี - อัตราส่วนโดยปริมาตรของแกส๊ ที่ท�ำ ปฏกิ ิริยากันพอดี และทไ่ี ด้จากปฏกิ ริ ิยา ณ อุณหภมู ิ และความดนั เดียวกันจะเป็นเลขจำ�นวนเต็มลงตวั น้อย ๆ - แกส๊ ท่มี ปี รมิ าตรเท่ากนั เมื่อวดั ทอี่ ณุ หภมู ิและความดนั เดยี วกนั จะมจี ำ�นวนอนุภาคเทา่ กนั 18. ครูใหน้ กั เรยี นตอบคำ�ถามชวนคิด ชวนคดิ จากรปู 6.3 และ 6.4 ปรมิ าตรรวมของแกส๊ ทท่ี �ำ ปฏกิ ริ ยิ ากนั พอดกี บั ปรมิ าตรรวมของ แกส๊ ทเ่ี กดิ ขน้ึ มคี า่ เทา่ กนั เหมอื นมวลของสารตามกฎทรงมวลหรอื ไม่ ปริมาตรรวมของแก๊สก่อนเกิดปฏิกิริยาและหลังปฏิกิริยาอาจเท่ากันหรือแตกต่างกัน กไ็ ด้ ซง่ึ แตกตา่ งจากกฎทรงมวล จากนนั้ ครอู ธิบายการคำ�นวณปรมิ าตรของแกส๊ ท่ีเกย่ี วข้องในปฏกิ ิรยิ าเคมี และสตู รโมเลกลุ ของแก๊ส โดยยกตวั อยา่ ง 13 - 14 ประกอบการอธบิ าย 19. ครูยกตัวอย่างปฏิกิริยาเคมีระหว่างแก๊สซัลเฟอร์ไดออกไซด์และแก๊สออกซิเจนเกิด เป็นแก๊สซลั เฟอร์ไตรออกไซด์ แล้วอภปิ รายเกี่ยวกบั ความสมั พนั ธ์ของเลขสมั ประสิทธ์ิในสมการเคมี กับปริมาณต่าง ๆ ของสารว่า เลขสัมประสิทธิ์ในสมการเคมีมีความสัมพันธ์กับจำ�นวนโมเลกุล ปริมาตรของแก๊ส และจ�ำ นวนโมล จึงสามารถน�ำ มาใชใ้ นการคำ�นวณปริมาณสารในหนว่ ยตา่ ง ๆ ได้ เช่น มวล ความเข้มขน้ ปริมาตรของแกส๊ ที่ STP ดงั นั้นเมื่อทราบปริมาณของสารชนดิ ใดชนิดหนง่ึ จะ สามารถค�ำ นวณปรมิ าณของสารอ่ืน ๆ ที่ตอ้ งการทราบในปฏกิ ริ ิยานน้ั ได้ 20. ครใู หน้ กั เรียนตอบคำ�ถามเพือ่ ตรวจสอบความเขา้ ใจ สถาบันสง่ เสริมการสอนวิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี

บทท่ี 6 | ปริมาณสมั พันธ์ เคมี เลม่ 2 142 ตรวจสอบความเข้าใจ เตมิ คา่ ในชอ่ งวา่ งตอ่ ไปนใ้ี หส้ มบรู ณ์ จำ�นวนโมล 2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g) 2 mol + 1 mol 2 mol มวล 128.12 g + 32.00 g 160.12 g 2(22.4 L) ปริมาตรที่ STP 2(22.4 L) + 22.4 L 2(6.02 × 1023) molecule จำ�นวนอนุภาค 2(6.02 × 1023) + 6.02 × 1023 molecule molecule จำ�นวนโมล FeCl3(aq) + 3NaOH(aq) Fe(OH)3(s) + 3NaCl(aq) มวล 1 mol + 3 mol 1 mol + 3 mol ความเข้มข้น 162.20 g + 120.00 g 1 mol/L + 3 mol/L 106.88 g + 175.32 g 1 mol/L + 3 mol/L จำ�นวนอนุภาค 6.02 × 1023 + 3(6.02 × 1023) formula unit formula unit 6.02 × 1023+3(6.02 × 1023) formula unit formula unit 21. ครใู หน้ ักเรียนทำ�แบบฝกึ หดั 6.4 เพ่อื ทบทวนความรู้ 22. ครูให้ความรูว้ า่ ปฏิกิริยาเคมบี างชนดิ มีหลายข้นั ตอน จงึ มสี มการเคมีทเี่ กย่ี วข้องหลาย สมการ จากนั้นครูยกตัวอย่างปฏิกิริยาเคมีของการถลุงโลหะสังกะสี พร้อมแสดงสมการเคมีที่ เกี่ยวข้องประกอบการอธบิ าย ดังน้ี 2C(s) + O2(g) 2CO(g) .....(1) ZnO(s) + CO(g) Zn(s) + CO2(g) …..(2) ครูตง้ั คำ�ถามว่า สมการเคมีทง้ั สองมีความเก่ยี วข้องกนั อย่างไร ซึง่ ควรตอบได้วา่ ในสมการเคมที ั้งสอง มีแก๊สคาร์บอนมอนอกไซด์เป็นตัวร่วมของทั้งสองสมการ โดยเป็นผลิตภัณฑ์ในสมการ (1) และ เป็นสารตง้ั ต้นในสมการ (2) จากนั้นครูอธบิ ายเกย่ี วกบั วธิ กี ารรวมสมการเคมี ซึง่ ต้องท�ำ ให้ตวั ร่วมของ ทัง้ สองสมการเท่ากนั แลว้ น�ำ ไปหักลา้ งกนั ไดส้ มการเคมรี วมดังน้ี 2C(s) + O2(g) + 2ZnO(s) 2Zn(s) + 2CO2(g) สถาบนั สง่ เสรมิ การสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

เคมี เลม่ 2 บทที่ 6 | ปรมิ าณสัมพนั ธ์ 143 จากนั้นครูสรุปว่า ถ้าทราบปริมาณของสารใดสารหนึ่งในสมการหนึ่ง จะสามารถหาปริมาณของ สารในอีกสมการหนึ่งได้ 23. ครอู ธบิ ายการค�ำ นวณปรมิ าณสารในปฏกิ ริ ยิ าเคมที เ่ี กย่ี วขอ้ งกบั สมการเคมหี ลายขน้ั ตอน โดยยกตัวอยา่ ง 15 - 16 ประกอบ 24. ครูใหน้ ักเรียนท�ำ แบบฝึกหดั 6.5 เพ่อื ทบทวนความรเู้ กีย่ วกับการรวมสมการเคมี และ การค�ำ นวณปรมิ าณของสารทเ่ี กย่ี วขอ้ งกบั ปฏกิ ริ ยิ าเคมหี ลายขน้ั ตอน โดยครคู วรตรวจสอบความถกู ตอ้ ง และอธบิ ายเพ่มิ เตมิ ในกรณีทน่ี กั เรียนมคี วามเข้าใจท่ีคลาดเคลอ่ื น แนวทางการวัดและประเมนิ ผล 1. ความรู้เก่ียวกับวิธีการคำ�นวณปริมาณของสารในปฏิกิริยาเคมีท่ีเกี่ยวข้องกับมวล ความเข้มข้นของสารละลาย ปริมาตรแกส๊ และปฏกิ ิริยาเคมหี ลายข้นั ตอน จากการอภิปราย การทำ� แบบฝกึ หดั และการทดสอบ 2. ทักษะการใช้จำ�นวน จากการท�ำ แบบฝึกหดั แบบฝึกหดั 6.2 1. เมอ่ื ผา่ นแกส๊ คลอรนี ลงในสารละลายโพแทสเซยี มไฮดรอกไซดท์ ร่ี อ้ น เกดิ ปฏกิ ริ ยิ าเคมี ดงั สมการ 3Cl2(g) + 6KOH(aq) 5KCl(aq) + KClO3(aq) + 3H2O(l) จงค�ำ นวณ 1.1 จ�ำ นวนโมลของโพแทสเซยี มคลอเรตทเ่ี กดิ ขน้ึ เมอ่ื ใชแ้ กส๊ คลอรนี 1.86 โมล โมลของ KClO3 = 1.86 mol Cl2 × 1 mol KClO3 3 mol Cl2 = 0.620 mol KClO3 ดงั นน้ั จะมโี พแทสเซยี มคลอเรตเกดิ ขน้ึ 0.620 โมล สถาบันสง่ เสรมิ การสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

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

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

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

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

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

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

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

เคมี เล่ม 2 บทที่ 6 | ปรมิ าณสมั พันธ์ 151 1.3 ปฏกิ ริ ยิ า (5) Na2O2(s) 2Na(l) + O2(g) ปฏกิ ริ ยิ า (6) 4Na(l) + O2(g) 2Na2O(s) ปฏกิ ริ ยิ ารวม ..2...N....a..2O... 2.(.s...).............................2...N....a2.O....(.s...)...+.....O.. 2.(..g..) ซง่ึ ท�ำ ไดโ้ ดย น�ำ 2 คณู กบั ปฏกิ ริ ยิ า (5) แลว้ ก�ำ หนดใหเ้ ปน็ ปฏกิ ริ ยิ า (5.1) จะได้ ปฏกิ ริ ยิ า (5.1) 2Na2O2(s) 4Na(l) + 2O2(g) ปฏกิ ริ ยิ ารวม = (6) + (5.1) 2Na2O2(s) 2Na2O(s) + O2(g) 1.4 ปฏกิ ริ ยิ า (7) CO(g) + 2H2(g) CH3OH(g) ปฏกิ ริ ยิ า (8) CO2(g) + C(s) 2CO(g) ปฏกิ ริ ยิ ารวม ..C...O....2(.g...)...+.....C....(.s...)...+.....4...H... 2.(.g...).......................2...C....H....3. O...H....(.g...)... ซง่ึ ท�ำ ไดโ้ ดย น�ำ 2 คณู กบั ปฏกิ ริ ยิ า (7) แลว้ ก�ำ หนดใหเ้ ปน็ ปฏกิ ริ ยิ า (7.1) จะได้ ปฏกิ ริ ยิ า (7.1) 2CO(g) + 4H2(g) 2CH3OH(g) ปฏกิ ริ ยิ ารวม = (8) + (7.1) CO2(g) + C(s) + 4H2(g) 2CH3OH(g) 1.5 ปฏกิ ริ ยิ า (9) HBr(g) + O2(g) HOOBr(g) ปฏกิ ริ ยิ า (10) HOOBr(g) + HBr(g) 2HOBr(g) ปฏกิ ริ ยิ า (11) HOBr(g) + HBr(g) H2O(g) + Br2(g) ปฏกิ ริ ยิ ารวม ..4...H....B....r..(.g...)...+.....O...2(.g..)............................2...H.. 2..O....(.g...)...+.....2...B...r2.(.g..) ซง่ึ ท�ำ ไดโ้ ดย น�ำ 2 คณู กบั ปฏกิ ริ ยิ า (11) แลว้ ก�ำ หนดใหเ้ ปน็ ปฏกิ ริ ยิ า (11.1) จะได้ ปฏกิ ริ ยิ า (11.1) 2HOBr(g) + 2HBr(g) 2H2O(g) + 2Br2(g) ปฏกิ ริ ยิ ารวม = (9) + (10) + (11.1) 4HBr(g) + O2(g) 2H2O(g) + 2Br2(g) 2. วธิ กี ารก�ำ จดั แกส๊ ซลั เฟอรไ์ ดออกไซดว์ ธิ หี นง่ึ ท�ำ ไดโ้ ดยใชซ้ ลั เฟอรไ์ ดออกไซดท์ �ำ ปฏกิ ริ ยิ าเคมี กบั แคลเซยี มออกไซด์ ซง่ึ ไดจ้ ากการเผาหนิ ปนู ปฏกิ ริ ยิ าเคมที เ่ี กดิ ขน้ึ เขยี นแสดงไดด้ งั น้ี CaCO₃(s) CaO(s) + CO₂(g) .....(1) .....(2) CaO(s) + SO₂(g) Δ CaSO₃(s) สถาบันส่งเสริมการสอนวทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี

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

เคมี เลม่ 2 บทท่ี 6 | ปริมาณสมั พันธ์ 153 = 85.54 kg C ดงั นน้ั ตอ้ งใชค้ ารบ์ อนในการผลติ 85.54 กโิ ลกรมั 4. กระบวนการออสตว์ อลด์ (Ostwald process) เปน็ กระบวนการสงั เคราะหก์ รดไนทรกิ มี ขน้ั ตอนดงั น้ี ขน้ั ท่ี 1 เผาแกส๊ แอมโมเนยี (NH₃) ทอ่ี ณุ หภมู ิ 800 องศาเซลเซยี ส เพอ่ื ใหท้ �ำ ปฏกิ ริ ยิ ากบั แก๊สออกซิเจน โดยใช้โลหะแพลทินัมเป็นตัวเร่งปฏิกิริยา เกิดแก๊สไนโตรเจน มอนอกไซด์ (NO) ดังน ้ี (สมการเคมยี งั ไม่ดลุ ) Pt NH₃(g) + O₂(g) NO(g) + H₂O(g) ขั้นที่ 2 เมื่ออุณหภูมิในเตาเผาเย็นลงประมาณ 50 องศาเซลเซียส แก๊สไนโตรเจน มอนอกไซดจ์ ะท�ำ ปฏกิ ริ ยิ าเคมกี บั แกส๊ ออกซเิ จน เกดิ เปน็ แกส๊ ไนโตรเจนไดออกไซด์ ดังนี้ (สมการเคมียังไมด่ ุล) NO(g) + O₂(g) NO₂(g) ข้นั ที่ 3 นำ�แกส๊ ไนโตรเจนไดออกไซด์มาผา่ นลงในน้�ำ จะไดผ้ ลิตภัณฑ์เป็นสารละลาย กรดไนทรกิ (HNO₃) และแก๊สไนโตรเจนมอนอกไซดด์ งั นี้ (สมการเคมยี งั ไม่ดุล) NO₂(g) + H₂O(l) HNO₃(aq) + NO(g) ถ้าต้องการเตรียมสารละลายกรดไนทริกเข้มข้น 15.0 โมลต่อลิตร ปริมาตร 10.0 ลิตร จะตอ้ งใช้แกส๊ แอมโนเนียก่กี โิ ลกรมั ดลุ สมการเคมี ขน้ั ท่ี 1 4NH3(g) + 5O2(g) 4NO(g) + 6H2O(g) .....(1) ขน้ั ท่ี 2 2NO(g) + O2(g) 2NO2(g) .....(2) ขน้ั ท่ี 3 3NO2(g) + H2O(l) .....(3) 2HNO3(aq) + NO(g) สถาบนั ส่งเสริมการสอนวทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี

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

เคมี เลม่ 2 บทที่ 6 | ปริมาณสมั พันธ์ 155 6.4 สารกำ�หนดปริมาณ 6.5 ผลไดร้ ้อยละ จุดประสงค์การเรียนรู้ 1. ระบุสารก�ำ หนดปรมิ าณ 2. ค�ำ นวณปรมิ าณสารในปฏกิ ริ ิยาเคมีทเ่ี กยี่ วขอ้ งกับสารก�ำ หนดปริมาณ 3. คำ�นวณผลได้รอ้ ยละของผลิตภณั ฑ์ในปฏกิ ิริยาเคมี ความเขา้ ใจคลาดเคลื่อนท่ีอาจเกิดขน้ึ ความเข้าใจท่ีถูกต้อง ความเข้าใจคลาดเคลื่อน สารก�ำ หนดปรมิ าณเปน็ สารทม่ี ปี รมิ าณนอ้ ยกวา่ สารก�ำ หนดปรมิ าณเปน็ สารตง้ั ตน้ ทท่ี �ำ ปฏกิ ริ ยิ า เสมอ หมดกอ่ น แนวการจดั การเรียนรู้ 1. ครนู ำ�เขา้ สบู่ ทเรยี นโดยใหน้ ักเรยี นเล่นเกมเก้าอีด้ นตรี ดงั นี้ - แบ่งกลุ่มนักเรียนกลุ่มละประมาณ 15 คนหรือมากกว่า 10 คน แล้วให้นักเรียนแต่ละ กลุ่มรว่ มกนั ทำ�กิจกรรมเกา้ อด้ี นตรี โดยนำ�เกา้ อี้ 10 ตัวมาเรยี งเปน็ วงกลม - เปดิ เพลงหรอื รอ้ งเพลงแลว้ เดนิ รอบเกา้ อี้ เมอ่ื เสยี งเพลงจบแลว้ ใหน้ บั จ�ำ นวนนกั เรยี นที่ นัง่ เก้าอีแ้ ละนักเรยี นท่ไี มม่ ีเกา้ อี้น่งั ครนู �ำ อภปิ รายเกี่ยวกับกจิ กรรม โดยใชป้ ระเด็นค�ำ ถามต่อไปน้ี - นักเรยี นสามารถนัง่ เก้าอี้ไดก้ ่ีคน และมีอกี กค่ี นท่ีไม่มีเกา้ อ้ีน่งั - นกั เรียนหรือเก้าอี้เปน็ ตัวกำ�หนดการน่ังของนักเรยี น ซ่งึ ควรตอบไดว้ า่ นกั เรยี นนง่ั เก้าอไี้ ด้ 10 คน จำ�นวนนกั เรียนทเ่ี หลอื คอื คนทีไ่ ม่มีเกา้ อ้นี ั่ง และ เก้าอีเ้ ป็นตวั ก�ำ หนดการนง่ั ของนักเรียน 2. ครูอธิบายเก่ียวกับปฏิกิริยาเคมีท่ีมีปริมาณของสารต้ังต้นบางชนิดมากกว่าอัตราส่วนที่ทำ� ปฏกิ ริ ยิ าพอดกี นั ตามสมการเคมี และสารก�ำ หนดปรมิ าณซง่ึ เปน็ สารตงั้ ตน้ ทท่ี �ำ ปฏกิ ริ ยิ าหมดกอ่ นสาร อน่ื จงึ เปน็ สารทก่ี �ำ หนดปรมิ าณผลติ ภณั ฑท์ เ่ี กดิ ขน้ึ แลว้ ตง้ั ค�ำ ถามวา่ จากเกมเกา้ อด้ี นตรี ถา้ เปรยี บเทยี บ เก้าอ้ีและนกั เรยี นเปน็ สารต้ังตน้ ทเี่ ขา้ ทำ�ปฏกิ ริ ยิ าเคมี ส่ิงใดเปน็ สารก�ำ หนดปรมิ าณ ซึง่ ควรตอบได้ว่า เก้าอ้ีเปรียบได้กับสารกำ�หนดปริมาณ เน่ืองจากเป็นสารตั้งต้นท่ีทำ�ปฏิกิริยาหมดก่อน และเป็น ตัวก�ำ หนดปรมิ าณผลิตภณั ฑ์ท่ีเกดิ ขึ้น จากนน้ั ใหน้ ักเรียนตอบคำ�ถามเพ่อื ตรวจสอบความเขา้ ใจ สถาบันสง่ เสริมการสอนวิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี

บทที่ 6 | ปริมาณสมั พันธ์ เคมี เลม่ 2 156 ตรวจสอบความเขา้ ใจ จากกิจกรรม 6.1 จงระบุสารกำ�หนดปรมิ าณและสารที่เหลอื ในหลอดท่ี 1 – 5 ในหลอดท่ี 1 และ 2 สารกำ�หนดปริมาณคือ BaCl2 และสารทีเ่ หลือคอื Na3PO4 ในหลอดท่ี 3 สารก�ำ หนดปรมิ าณ คอื BaCl2 หรอื Na3PO4 เนื่องจากสารทำ�ปฏิกิรยิ าพอดี กัน โดยไม่มีสารตั้งต้นเหลอื ในหลอดที่ 4 และ 5 สารก�ำ หนดปริมาณคือ Na3PO4 และสารที่เหลอื คอื BaCl2 3. ครใู หน้ กั เรยี นพจิ ารณารปู 6.6 ซงึ่ เปน็ ปฏกิ ริ ยิ าเคมรี ะหวา่ งแกส๊ ไฮโดรเจนและแกส๊ ออกซเิ จน ที่มีปริมาณแก๊สไฮโดรเจนมากกว่าอัตราส่วนที่ทำ�ปฏิกิริยาพอดีกันตามสมการ แล้วให้นักเรียนตอบ ค�ำ ถามเพื่อตรวจสอบความเข้าใจ ตรวจสอบความเข้าใจ จากรูป 6.6 ตอบคำ�ถามต่อไปน้ี 1. สารตงั้ ต้นใดเปน็ สารก�ำ หนดปรมิ าณ แก๊สออกซเิ จนเปน็ สารก�ำ หนดปริมาณ 2. เมือ่ สิน้ สุดปฏิกริ ยิ า มีน้�ำ เกิดขน้ึ ก่ีโมเลกลุ เมื่อปฏิกริ ยิ าสน้ิ สดุ มีน�ำ้ เกดิ ข้ึน 4 โมเลกุล 3. เมื่อสน้ิ สดุ ปฏิกริ ิยา มีสารตง้ั ตน้ ใดทเี่ หลอื อยู่ และเหลืออยปู่ รมิ าณเทา่ ใด เม่อื ปฏกิ ิริยาสนิ้ สดุ มีแกส๊ ไฮโดรเจนเหลือ 2 โมเลกุล 4. ถ้าให้แกส๊ ไฮโดรเจน 6 โมล ทำ�ปฏิกิริยากบั แกส๊ ออกซิเจน 2 โมล จะเกดิ น้ำ�กีก่ รมั มนี �้ำ เกดิ ขน้ึ 4 mol ดงั นน้ั มีนำ�้ = 4 mol H2O × 18.02 g H2O 1 mol H2O = 72.08 g H2 สถาบนั สง่ เสรมิ การสอนวิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี

เคมี เล่ม 2 บทท่ี 6 | ปริมาณสมั พันธ์ 157 4. ครแู สดงสมการเคมีของปฏิกริ ยิ าระหว่างแกส๊ ไฮโดรเจนและแก๊สออกซเิ จนได้น�้ำ ดังนี้ 2H2(g) + O2(g) 2H2O(l) จากนนั้ ครอู ธบิ ายสรปุ เกยี่ วกบั ปฏกิ ริ ยิ าในรปู 6.6 โดยเชอื่ มโยงกบั สมการเคมวี า่ จากสมการเคมี แก๊สไฮโดรเจน 2 โมลทำ�ปฏิกิริยาพอดีกับแก๊สออกซิเจน 1 โมล เกิดเป็นนำ้� 2 โมล ดังน้ันถ้ามี แก๊สไฮโดรเจน 6 โมล จะตอ้ งใช้แกส๊ ออกซิเจน 3 โมล แต่ถา้ ในปฏิกิรยิ ามแี ก๊สออกซเิ จนเพียง 2 โมล แก๊สออกซิเจนจึงทำ�ปฏิกิริยาหมดและเป็นสารกำ�หนดปริมาณ โดยใช้แก๊สไฮโดรเจนไปเพียง 4 โมล เท่าน้นั เมือ่ สนิ้ สดุ ปฏกิ ริ ยิ าจงึ ไดน้ �ำ้ 4 โมลหรอื 72.08 กรมั และเหลือแกส๊ ไฮโดรเจน 2 โมล 5. ครูน�ำ อภิปรายโดยตง้ั ค�ำ ถามวา่ ในกรณที ปี่ ริมาณของสารตง้ั ต้นบางชนิดมากกวา่ อตั ราส่วน ทท่ี �ำ ปฏกิ ริ ยิ าพอดกี นั ตามสมการเคมี จะค�ำ นวณปรมิ าณผลติ ภณั ฑแ์ ละสารตง้ั ตน้ ทเี่ หลอื ไดอ้ ยา่ งไร ซง่ึ ควรสรุปได้ว่า ต้องหาสารกำ�หนดปริมาณก่อน โดยคำ�นวณว่าสารใดที่ทำ�ปฏิกิริยาหมด แล้วใช้ สารกำ�หนดปริมาณในการคำ�นวณปริมาณผลิตภัณฑ์และสารตั้งต้นที่เหลือ จากนั้นครูยกตัวอย่าง 17 - 19 ประกอบการอธิบาย 6. ครใู หน้ กั เรยี นทำ�แบบฝกึ หัด 6.6 เพอื่ ทบทวนความรู้ 7. ครใู ชค้ �ำ ถามนำ�ว่า ในทางปฏบิ ตั ปิ รมิ าณของผลติ ภณั ฑท์ เ่ี กิดจรงิ มคี า่ เท่ากบั ผลทค่ี ำ�นวณได้ ตามทฤษฎีหรือไม่ จากน้ันให้นักเรียนทำ�กิจกรรม 6.3 และอภิปรายผลการทดลองโดยใช้คำ�ถามท้าย การทดลอง กจิ กรรม 6.3 การทดลองผลได้รอ้ ยละของปฏิกริ ิยาระหว่าง โซเดียมคารบ์ อเนตกับกรดไฮโดรคลอริก จดุ ประสงค์การทดลอง 1. ทดลองหามวลของแกส๊ คาร์บอนไดออกไซด์ทเี่ กิดจากปฏิกิริยาระหว่างโซเดยี มคาร์บอเนต กับกรดไฮโดรคลอริก 2. เปรียบเทยี บมวลของแก๊สคาร์บอนไดออกไซดต์ ามทฤษฎีและมวลท่หี าไดจ้ ากการทดลอง เวลาท่ใี ช้ อภิปรายก่อนทำ�การทดลอง 10 นาที 20 นาที ทำ�การทดลอง 20 นาที 50 นาที อภปิ รายหลงั ทำ�การทดลอง รวม สถาบันสง่ เสริมการสอนวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี

บทที่ 6 | ปรมิ าณสัมพนั ธ์ เคมี เลม่ 2 158 วสั ดุ อุปกรณแ์ ละสารเคมี ปริมาณต่อกลุ่ม รายการ สารเคมี 2g 1. โซเดยี มคาร์บอเนต (Na2CO3) 40 mL 2. สารละลายกรดไฮโดรคลอรกิ (HCl) 1.0 mol/L วัสดุและอุปกรณ์ 1 ใบ 1. บีกเกอร์ขนาด 50 mL 1 ใบ 2. บกี เกอร์ขนาด 250 mL ใช้ร่วมกนั 3. ชอ้ นตักสาร ใช้ร่วมกนั 4. กระบอกตวงขนาด 50 mL ใชร้ ว่ มกัน 5. เครื่องชัง่ การเตรียมลว่ งหน้า เตรยี ม HCl 1.0 mol/L ปรมิ าตร 250 mL โดยละลาย HCl 6.0 mol/L ปรมิ าตร 42.00 mL ในนำ้�กล่นั จำ�นวนหนงึ่ แลว้ ท�ำ ให้สารละลายมีปรมิ าตรเป็น 250 mL ข้อเสนอแนะสำ�หรบั ครู 1. HCl มสี มบตั ิกดั กรอ่ น ควรใช้อยา่ งระมัดระวงั 2. เตอื นนกั เรยี นใหเ้ ท Na2CO3 ลงในสารละลาย HCl ทลี ะนอ้ ยจนหมด และตอ้ งระวงั สาร กระเดน็ เนื่องจากมแี กส๊ คารบ์ อนไดออกไซด์เกิดข้นึ 3. เมอ่ื ผสมสารเขา้ ดว้ ยกนั แลว้ ตอ้ งแกวง่ บกี เกอรเ์ พอ่ื ใหส้ ารท�ำ ปฏกิ ริ ยิ ากนั จนหมดและท�ำ ให้ แก๊สคารบ์ อนไดออกไซดอ์ อกจากบกี เกอร์จนหมด 4. ในการคำ�นวณตอ้ งใชม้ วลของ Na2CO3ทีไ่ ด้จากการชง่ั ตวั อย่างผลการทดลอง 1. เม่อื ผสมสารละลาย Na2CO3ลงใน HCl จะมีฟองแกส๊ เกิดขน้ึ 2. ช่ังมวลของสารได้ดังนี้ สถาบันสง่ เสริมการสอนวทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี

เคมี เลม่ 2 บทท่ี 6 | ปรมิ าณสมั พันธ์ 159 รายการ มวล (g) บีกเกอรท์ บี่ รรจุ HCl 154.38 Na2CO3 2.00 มวลของบีกเกอรท์ บ่ี รรจสุ ารหลงั เกิดปฏกิ ริ ยิ า 155.60 อภปิ รายผลการทดลอง 1. เมอ่ื ผสม Na2CO3กบั HCl จะเกดิ ฟองแกส๊ คารบ์ อนไดออกไซด์ (CO2) สารละลายโซเดยี มคลอไรด์ (NaCl) ซ่งึ ไมม่ ีสี และนำ้� (H2O) เขยี นสมการเคมีได้ดงั นี้ Na2CO3(s) + 2HCl(aq) CO2(g) + 2NaCl(aq) + H2O(l) 2. มวลของ CO2 ที่เกดิ ขึ้นในการทดลองหาได้โดยพิจารณาจากกฎทรงมวล ดงั นี้ มวลของสารกอ่ นเกดิ ปฏกิ ริ ยิ า = มวลของสารหลังเกิดปฏิกิริยา มวลของ HCl + Na2CO3 = (มวลของ NaCl และ H2O) + มวลของแก๊ส CO2 m1 + m2 = m3 + มวลของแก๊ส CO2 เม่ือ m1 คือ มวลของบีกเกอร์ทบี่ รรจุ HCl m2 คอื มวลของ Na2CO3 m3 คอื มวลของบกี เกอรท์ ่บี รรจสุ ารหลงั เกิดปฏิกิรยิ าเคมี หามวลของแกส๊ คารบ์ อนไดออกไซด์ทีเ่ กิดขนึ้ จากการทดลอง ไดด้ ังน้ี มวลของแกส๊ CO2 = (m1 + m2) – m3 = (154.38 g + 2.00 g) – 155.60 g = 0.78 g ดงั นั้น ในการทดลองมแี ก๊สคาร์บอนไดออกไซด์เกิดขึ้น 0.78 กรัม 3. คำ�นวณมวลของ CO2 ตามทฤษฎี ได้ดงั น้ี ขั้นที่ 1 ค�ำ นวณสารกำ�หนดปรมิ าณ ค�ำ นวณมวลของ Na2CO3 ทท่ี �ำ ปฏกิ ริ ยิ าพอดกี บั HCl 1.0 mol/L ปรมิ าตร 40.0 mL ได้ดังนี้ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

บทท่ี 6 | ปริมาณสมั พันธ์ เคมี เลม่ 2 160 มวลของ Na2CO3 soln 1.0 mol HCl 1 mol Na2CO3 105.99 g Na2CO3 = 40.0 mL HCl × × 2 mol HCl × 1 mol Na2CO3 1000 mL HCl soln = 2.1 g Na2CO3 น่ันคือ HCl 1.0 mol/L ปรมิ าตร 40.0 mL จะทำ�ปฏิกิริยาพอดีกับ Na2CO3 2.1 g แต่ชง่ั Na2CO3 มวล 2.00 g ดงั นัน้ Na2CO3 เปน็ สารก�ำ หนดปรมิ าณ ขน้ั ที่ 2 ค�ำ นวณมวลของ CO2 ค�ำ นวณมวลของ CO2 จากสารก�ำ หนดปรมิ าณ ซง่ึ คอื มวลของ Na2CO3 ทช่ี ง่ั ได้ ดงั น้ี มวลของ CO2 1 mol Na2CO3 × 1 mol CO2 44.01 g CO2 × g Na2CO3 1 mol Na2CO3 1 mol CO2 = 2.00 g Na2CO3 × 105.99 = 0.830 g CO2 ดงั น้นั มวลของแกส๊ คาร์บอนไดออกไซด์ตามทฤษฎีเทา่ กับ 0.830 กรัม 4. การทดลองนี้อาจมีความคลาดเคลอ่ื นทเี่ กิดจากการวดั มวลของสาร การผสม Na2CO3 การละลายของ CO2 ในน�ำ้ และความเขม้ ข้นของ HCl ซ่งึ อาจไม่ใช่ 0.1 โมลต่อลิตรพอดี สรุปผลการทดลอง มวลของแก๊สคารบ์ อนไดออกไซดต์ ามทฤษฎีมากกว่ามวลที่หาได้จากการทดลอง 8. ครูให้ความรู้เกี่ยวกับผลได้ตามทฤษฎีว่าเป็นปริมาณของผลิตภัณฑ์ที่คำ�นวณได้จาก สารกำ�หนดปริมาณตามสมการเคมี สว่ นผลไดจ้ ริงเปน็ ปริมาณของผลิตภณั ฑท์ ่เี กดิ จรงิ รวมทัง้ สาเหตุ ที่ทำ�ให้ผลได้จริงมีค่าน้อยกว่าผลได้ตามทฤษฎี จากนั้นอธิบายเกี่ยวกับการวัดประสิทธิภาพของ ปฏิกิริยาโดยการแสดงด้วยผลได้ร้อยละ ซึ่งเป็นการเปรียบเทียบผลได้จริงกับผลได้ตามทฤษฎีเป็น ร้อยละ แล้วใหน้ ักเรยี นตอบคำ�ถามเพื่อตรวจสอบความเขา้ ใจ สถาบนั ส่งเสรมิ การสอนวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี

เคมี เลม่ 2 บทที่ 6 | ปริมาณสมั พันธ์ 161 ตรวจสอบความเขา้ ใจ ผลไดร้ ้อยละของผลิตภณั ฑ์ในปฏกิ ริ ยิ าเคมีจากกิจกรรม 6.3 มคี า่ เทา่ ใด ค�ำ ตอบขนึ้ กบั ผลการทดลอง ดงั ตวั อยา่ งต่อไปนี้ ผลได้ร้อยละ = 0 . 7 8 g × 100 0.830 g = 94 ดงั นน้ั ปฏกิ ริ ยิ าน้มี ีผลได้รอ้ ยละเทา่ กบั 94 9. ครูอธิบายวิธกี ารคำ�นวณผลไดร้ อ้ ยละ โดยยกตวั อยา่ ง 20 - 21 ประกอบ แล้วให้นักเรยี น ทำ�แบบฝึกหัด 6.7 เพ่ือทบทวนความรู้ 10. ครูสรุปความสำ�คัญของเนื้อหาในบทปริมาณสัมพันธ์ในปฏิกิริยาเคมีท่ีเป็นพ้ืนฐานใน การคำ�นวณปริมาณสารในบทตอ่ ๆ ไป แลว้ ใหน้ ักเรียนท�ำ แบบฝกึ หดั ท้ายบท แนวทางการวดั และประเมินผล 1. ความรู้เกีย่ วกบั สารกำ�หนดปริมาณ วธิ กี ารคำ�นวณปรมิ าณสารตา่ ง ๆ เมอ่ื มสี ารกำ�หนด ปรมิ าณ และผลไดร้ ้อยละ จากการอภิปราย การท�ำ กจิ กรรม รายงานการทดลอง การท�ำ แบบฝึกหดั และการทดสอบ 2. ทักษะใชจ้ ำ�นวน จากรายงานการทดลองและการท�ำ แบบฝึกหัด 3. ทกั ษะการทดลอง จากรายงานการทดลองและการสังเกตพฤติกรรมในการท�ำ การทดลอง 4. ทักษะความรว่ มมอื การท�ำ งานเป็นทีมและภาวะผนู้ ำ� จากการสงั เกตพฤติกรรมในการทำ� การทดลอง 5. จิตวทิ ยาศาสตร์ดา้ นความเช่ือม่ันต่อหลกั ฐานเชงิ ประจักษ์ จากการสังเกตพฤตกิ รรมใน การอภปิ ราย 6. จิตวิทยาศาสตรด์ า้ นความซอื่ สตั ยแ์ ละความรอบคอบ จากการสงั เกตพฤตกิ รรมในการท�ำ การทดลอง สถาบนั ส่งเสริมการสอนวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี

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

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

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

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

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

เคมี เล่ม 2 บทที่ 6 | ปรมิ าณสัมพนั ธ์ 167 มวลของ CH4 1 mol O2 × 2 mol CH4 × 16.05 g CH4 32.00 g O2 3 mol O2 1 mol CH4 = 5.00 × 103 × 103 g O2 × = 1.67 × 106 g CH4 หรอื 1.67 × 103 kg CH4 นน่ั คอื ถา้ ใช้ O2 5.00 × 103 กโิ ลกรมั จะตอ้ งใช้ CH4 1.67 × 103 กโิ ลกรมั แตม่ ี CH4 5.00 × 103 kg แสดงวา่ แกส๊ มเี ทนเหลอื สว่ นแกส๊ ออกซเิ จนหมด ดงั นน้ั แกส๊ ออกซเิ จนเปน็ สารก�ำ หนดปรมิ าณ ขน้ั ท่ี 2 หามวลของ HCN และปรมิ าตรของ H2O ท่ี STP มวลของ HCN = 5.00 × 103 × 103 g O2 × 1 mol O2 2 mol HCN 27.03 g HCN 32.00 g O2 ×× 3 mol O2 1 mol HCN = 2.82 × 106 g HCN หรอื 2.82 × 103 kg HCN ดงั นน้ั เกดิ ไฮโดรเจนไซยาไนด์ 2.82 × 103 กโิ ลกรมั ปรมิ าตรของ H2O ท่ี STP = 5.00 × 103 × 103 g O2 × 1 mol O2 × 6 mol H2O × 22.4 L H2O 32.00 g O2 3 mol O2 1 mol H2O = 7.00 × 106 L H2O ดงั นน้ั เกดิ ไอน�ำ้ 7.00 × 106 ลติ ร ท่ี STP สถาบันส่งเสรมิ การสอนวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี

บทที่ 6 | ปริมาณสัมพนั ธ์ เคมี เลม่ 2 168 แบบฝกึ หดั 6.7 1. แกส๊ แอมโมเนยี ท�ำ ปฏกิ ริ ยิ าเคมกี บั แกส๊ ไฮโดรเจนคลอไรด์ ไดแ้ อมโมเนยี มคลอไรด์ ซง่ึ เปน็ ของแขง็ สขี าว ถา้ ใชแ้ อมโมเนยี 0.200 กรมั จงค�ำ นวณ 1.1. มวลของแอมโมเนยี มคลอไรดท์ เ่ี กดิ ขน้ึ เขยี นและดลุ สมการเคมี NH3(g) + HCl(g) NH4Cl(s) มวลของ NH4Cl = 0.200 g NH3 × 1 mol NH3 × 1 mol NH4Cl × 53.50 g NH4Cl 17.04 g NH3 1 mol NH3 1 mol NH3Cl = 0.628 g NH4Cl ดงั นน้ั มแี อมโมเนยี มคลอไรดเ์ กดิ ขน้ึ 0.628 กรมั 1.2 ผลไดร้ อ้ ยละของปฏกิ ริ ยิ าเคมี ถา้ มแี อมโมเนยี มคลอไรดเ์ กดิ ขน้ึ 0.20 กรมั ผลไดร้ อ้ ยละ = 0.20 g × 100 0.628 g = 32 ดงั นน้ั ปฏกิ ริ ยิ านม้ี ผี ลไดร้ อ้ ยละเทา่ กบั 32 2. ไนโตรเบนซนี (C6H5NO2) เปน็ สารทใ่ี ชม้ ากในอตุ สาหกรรมการท�ำ สี เตรยี มไดจ้ ากปฏกิ ริ ยิ าเคมี ระหวา่ งเบนซนี (C6H6) กบั กรดไนทรกิ (HNO3) ดงั สมการเคมตี อ่ ไปน้ี C6H6(l) + HNO3(aq) C6H5NO2(l) + H2O(l) ถา้ ใชเ้ บนซนี 20.30 กรมั ท�ำ ปฏกิ ริ ยิ าเคมกี บั กรดไนทรกิ มากเกนิ พอ จะเกดิ ไนโตรเบนซนี กก่ี รมั และถา้ ไดไ้ นโตรเบนซนี เพยี ง 28.7 กรมั ผลผลติ ทไ่ี ดค้ ดิ เปน็ รอ้ ยละเทา่ ใด ขน้ั ท่ี 1 หามวลของ C6H5NO2 มวลของ C6H5NO2 = 20.30 g C6H6 × 1 mol C6H6 × 1 mol C6H5NO2 × 123.12 g C6H5NO2 78.12 g C6H6 1 mol C6H6 1 mol C6H5NO2 สถาบนั สง่ เสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

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

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

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

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

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

บทที่ 6 | ปริมาณสมั พนั ธ์ เคมี เลม่ 2 174 6. แกส๊ แอมโมเนยี ท�ำ ปฏกิ ริ ยิ าเคมกี บั แกส๊ ออกซเิ จนไดไ้ อน�ำ้ และแกส๊ ไนโตรเจนมอนอกไซด์ ในอตั ราสว่ น 4 : 5 : 6 : 4 โดยปรมิ าตร ถา้ ใชแ้ กส๊ แอมโมเนยี 500 ลติ ร ท�ำ ปฏกิ ริ ยิ าพอดี กบั แกส๊ ออกซเิ จนทอ่ี ณุ หภมู แิ ละความดนั เดยี วกนั จะเกดิ ไอน�ำ้ กล่ี ติ ร ท่ี STP ปรมิ าตรของ H2O ท่ี STP = 500 L NH3 × 6 mol H2O × 22.4 L H2O 4 mol NH3 1 mol H2O = 1.68 × 104 L H2O ดงั นน้ั เกดิ ไอน�ำ้ 1.68 × 104 ลติ ร ท่ี STP 7. เมอ่ื น�ำ แกส๊ ชนดิ หนง่ึ ซง่ึ เปน็ ออกไซดข์ องไนโตรเจนปรมิ าตร 100 มลิ ลลิ ติ ร ไปท�ำ ใหส้ ลายตวั จนหมด จะได้แก๊สไนโตรเจน 100 มิลลิลิตร และแก๊สออกซิเจน 50 มิลลิลิตร โดยวัดท่ี STP จงหาสตู รโมเลกลุ ของออกไซดน์ ้ี ก�ำ หนดใหอ้ อกไซดข์ องไนโตรเจนมสี ตู รโมเลกลุ NxOy เขยี นสมการเคมไี ดด้ งั น้ี NxOy (g) N2(g) + O2(g) ปรมิ าตรของแกส๊ (mL) 100 100 50 100 100 50 หาอตั ราสว่ นอยา่ งต�ำ่ 5 0 = 2.0 50 = 2.0 5 0 = 1.0 อตั ราสว่ นโดยปรมิ าตรเทา่ กบั อตั ราสว่ นโดยโมล จงึ เขยี นสมการเคมไี ดด้ งั น้ี 2NxOy(g) 2N2(g) + O2(g) เมอ่ื พจิ ารณาจ�ำ นวนอะตอมของไนโตรเจน จ�ำ นวนอะตอมของ N ในสารตง้ั ตน้ = จ�ำ นวนอะตอมของ N ในผลติ ภณั ฑ์ 2x = 4 x = 2 เมอ่ื พจิ ารณาจ�ำ นวนอะตอมของออกซเิ จน จ�ำ นวนอะตอมของ O ในสารตง้ั ตน้ = จ�ำ นวนอะตอมของ O ในผลติ ภณั ฑ์ 2y = 2 y = 1 ดงั นน้ั สตู รโมเลกลุ ของแกส๊ ชนดิ น้ี คอื N2O สถาบันส่งเสริมการสอนวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี

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

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

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

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

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

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

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

บทที่ 6 | ปริมาณสัมพนั ธ์ เคมี เลม่ 2 182 14. น�ำ แผน่ โลหะทองแดง 2.51 กรมั หยอ่ นลงในสารละลายกรดซลั ฟวิ รกิ เขม้ ขน้ 1.50 โมลตอ่ ลติ ร ปรมิ าตร 50.0 มลิ ลลิ ติ ร เกดิ ปฏกิ ริ ยิ าเคมดี งั สมการ Cu(s) + 2H2SO4(aq) CuSO4(aq) + SO2(g) + 2H2O(l) เม่ือปฏิกิริยาส้ินสุด พบว่าในสารละลายมีสมบัติเป็นกรด จึงนำ�สารละลายท่ีได้จากการ ทดลองไปท�ำ ปฏกิ ริ ยิ ากบั สารละลายโซเดยี มไฮดรอกไซดเ์ ขม้ ขน้ 0.3 โมลตอ่ ลติ ร ปรมิ าตร 18.0 มลิ ลลิ ติ ร พบวา่ สารละลายมี pH เทา่ กบั 7 พอดี ดงั สมการ H2SO4(aq) + 2NaOH(aq) Na2SO4(aq) + 2H2O(l) จงค�ำ นวณรอ้ ยละของทองแดงในแผน่ โลหะทองแดงทน่ี �ำ มาทดลอง ขน้ั ท่ี 1 หาจ�ำ นวนโมลของ H2SO4ทใ่ี ชใ้ นการท�ำ ปฏกิ ริ ยิ ากบั โลหะทองแดง จ�ำ นวนโมลของ H2SO4 ทใ่ี ชใ้ นการท�ำ ปฏกิ ริ ยิ ากบั โลหะทองแดง = จ�ำ นวนโมลของ H2SO4 เรม่ิ ตน้ - จ�ำ นวนโมลของ H2SO4 ทท่ี �ำ ปฏกิ ริ ยิ ากบั NaOH จงึ หาจ�ำ นวนโมลของ H2SO4 ตา่ ง ๆ ดงั น้ี หาจ�ำ นวนโมลของ H2SO4 เรม่ิ ตน้ จ�ำ นวนโมลของ H2SO4 เรม่ิ ตน้ = 1.50 m ol H 2 S O 4 × 50.0 mL H2SO4 soln 1000 mL H2SO4 soln = 0.0750 mol H2SO4 หาจ�ำ นวนโมลของ H2SO4 ทท่ี �ำ ปฏกิ ริ ยิ ากบั NaOH จากสมการ H2SO4(aq) + 2NaOH(aq) Na2SO4(aq) + 2H2O(l) H2SO4 ท�ำ ปฏกิ ริ ยิ ากบั NaOH ไดส้ ารละลายทม่ี ี pH = 7 แสดงวา่ ท�ำ ปฏกิ ริ ยิ ากนั พอดี จงึ หาจ�ำ นวนโมลของ H2SO4 ไดด้ งั น้ี จ�ำ นวนโมลของ H2SO4 ทท่ี �ำ ปฏกิ ริ ยิ าพอดกี บั NaOH mL soln 0.3 mol NaOH 1 mol H2SO4 = 18.0 NaOH × × 2 mol NaOH 1000 mL NaOH soln = 0.003 mol H2SO4 สถาบันสง่ เสริมการสอนวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี

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

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

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

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