ปริมาณสารสัมพันธ์

ปริมาณสารสมั พนั ธ์

1 ปริมาณสารสัมพนั ธ์ 4.โมลและสูตรเคมี 5.สารละลาย 6.ปริมาณสัมพนั ธ์

2 4.โมลและสูตรเคมี 4.1 มวลอะตอม 4.2 โมล 4.3 สูตรเคมี มวลอะตอมสัมพทั ธ์ มวลต่อโมล กฎสัดส่ วนคงที่ มวลอะตอมเฉล่ีย ร้อยละโดยมวลของธาตุ ความสัมพนั ธ์ระหว่าง การหาสูตรโมเลกุลและสูตรอย่างง่าย โมล มวล และ ปริมาตรของแก๊ส

3 จดุ ประสงคก์ ารเรยี นรู้ 1. บอกความหมายของมวลอะตอมของธาตุ มวลอะตอมสมั พทั ธ์ และมวลอะตอมเฉล่ยี ของธาตุ 2. คํานวณมวลอะตอมของธาตแุ ละมวลอะตอมสัมพัทธ์ 3. คํานวณมวลอะตอมเฉลี่ยของธาตุ ความเข้าใจคลาดเคลอ่ื นท่ีอาจเกิดขนึ้ ความเข้าใจคลาดเคลือ่ น ความเข้าใจทถ่ี กู ตอ้ ง ตัวเลขมวลอะตอมในตารางธาตุเปน็ ตวั เลขมวลอะตอมในตารางธาตเุ ป็น มวลอะตอมของธาตุ มวลอะตอมเฉล่ียของธาตุ แต่นยิ มเรียกส้ัน ๆ ว่า มวลอะตอม

4 4.1 มวลอะตอม มวลอะตอมสมั พทั ธ์ คานวณมวลอะตอมสมั พทั ธ์ ธาตุ 12C เปน็ ธาตมุ าตรฐาน มวลอะตอมสัมพัทธ์ = 1 มวลอะตอมของธาตุ หรอื 12 12C จาํ นวน 1 อะตอมมีมวล ของมวล C-12 1 อะตอม 12 หน่วยมวลอะตอม มวลอะตอมสมั พัทธ์ = มวลอะตอมของธาตุ (g) 1 หน่วยมวลอะตอมจึงมคี ่า 1.66 x 10-24 เท่ากับ 1.66×10-24 กรมั Sample

6 มวลอะตอม : มวลอะตอมเฉล่ีย สารเกิดจากการรวมตัวกันของอะตอมธาตุซ่ึงในธรรมชาติธาตุแต่ละชนิดอาจมีหลายไอโซโทปใน ปริมาณท่ีแตกต่างกันการคํานวณเก่ียวกับมวลของสารจึงใช้มวลอะตอมท่ีได้จากการเฉล่ียจากค่า ของมวลอะตอมของแต่ละไอโซโทป มวลอะตอมเฉลยี่ = ผลรวมของ (%ไอโซโทป x มวลอะตอมของไอโซโทป) 100 Sample

มวลอะตอม : มวลอะตอมเฉล่ีย 8 ตัวอย่างไอโซโทปของธาตอุ อกซเิ จน ไอโซโทป มวลอะตอมของ ปริมาณร้อยละของ มวลอะตอมเฉลย่ี ไอโซโทป ไอโซโทป 16O 17O 15.9949 99.757 16.000 18O 16.9991 0.038 17.9992 0.205 **มวลอะตอมเฉลี่ยนยิ มเรยี กสั้น ๆ ว่า มวลอะตอม

สรปุ มวลอะตอมเป็นมวลของธาตุ 1 อะตอม แต่อะตอมมีขนาดเล็กมากไม่สามารถช่งั มวล ไดโ้ ดยตรงจงึ นิยมใชม้ วลอะตอมสมั พทั ธซ์ ง่ึ ไดจ้ ากการเปรยี บเทยี บมวลอะตอมกบั มวล ของธาตมุ าตรฐานมวลโมเลกลุ และมวลสตู รเป็นผลรวมของมวลอะตอมเฉล่ียของธาตุ ท่เี ป็นองคป์ ระกอบของสารนนั้

9 4.2 โมล (mol) จดุ ประสงคก์ ารเรยี นรู้ 1. อธบิ ายความหมายของโมลและเลขอาโวกาโดร 2. คาํ นวณมวลโมเลกุลและมวลสตู ร ความเข้าใจคลาดเคล่ือนท่อี าจเกดิ ข้ึน ความเข้าใจคลาดเคลือ่ น ความเขา้ ใจทถี่ กู ต้อง หนว่ ยโมลใช้กับอะตอมเท่านัน้ หนว่ ยโมลใชไ้ ดก้ บั ทั้งอะตอม ไอออน โมเลกุลหรือหน่วยสตู ร

10 4.2 โมล (mol) สาร 1 โมล = เลขอาโวกาโดร = 6.02214076 x 1023 จํานวนอนภุ าคของสารบางชนิดปริมาณ 1 โมล สาร จํานวนอนุภาค ครปิ ทอน (Kr) 6.02 x 1023 อะตอม น้ํา (H2O) H2O 6.02 x 1023 โมเลกลุ H 6.02 x 1023 อะตอม O 6.02 x 1023 อะตอม โซเดียมซัลเฟต (Na2SO4) Na+ 2 x 6.02 x 1023 ไอออน SO42- 6.02 x 1023 ไอออน

11 4.2 โมล (mol) 4.2.1 มวลต่อโมล หน่วยโมลใช้ได้กับท้ังอะตอม ไอออน โมเลกุล หรือหน่วยสูตร มวลต่อโมล คอื มวลเปน็ กรมั หรอื กิโลกรัม ของสาร 1 โมล ผลรวมของมวลอะตอมของธาตุในสูตรเคมี เรยี กว่า มวลโมเลกุล (molecular mass) สารท่ีไม่อยู่ในรูปโมเลกุล เช่น สารประกอบไอออ นิก ผลรวมของมวลอะตอมของธาตุในสูตรเคมี เรยี กว่า มวลสูตร (formura mass) Sample

4.2 โมล (mol) 13 ความสมั พนั ธร์ ะหว่างโมล มวล และปริมาตรของแกส๊ จดุ ประสงค์การเรียนรู้ 1. อธิบายความสมั พนั ธ์ของโมล มวล จาํ นวนอนุภาค และปริมาตรของแก๊สท่ี STP 2. คาํ นวณปรมิ าณสารจากความสัมพันธข์ อง โมล มวล จํานวนอนภุ าค และปริมาตรของแกส๊ ที่ STP

14 โมล (mol) : ความสมั พนั ธร์ ะหว่างโมล มวล และปริมาตรของแกส๊ ปริมาณสารในสถานะแก๊สส่วนใหญน่ ยิ ม 1 โมล ของแกส็ มปี ริมาตร 22.4 ลกู บาศกเ์ ดซิเมตร บอกเป็นปรมิ าตร ปริมาตรของแก๊ส หรือ 22.4 ลติ ร ท่ี STP เปล่ยี นแปลงตามอุณหภูมิและความดนั อุณหภมู ิ 0 องศาเซลเซียส ความดัน 1 บรรยากาศ เป็นอณุ หภูมแิ ละความ ดันทส่ี ภาวะมาตรฐานของแกส๊ หรือ STP Sample

18

19

สรปุ 19 โมลเป็นปริมาณสารท่ีมีจานวนอนุภาคเท่ากับค่าคงตัวอาโวกาโดรคือ 6.02 × 1023 อนภุ าค มวลของสาร 1 โมล ในหน่วยกรมั หรือมวลต่อโมลมีค่าเป็นตัวเลขเท่ากับมวล อะตอม มวลโมเลกลุ หรอื มวลสตู รของสารนนั้ และปรมิ าตรของสารท่ีมีสถานะแก๊ส 1 โมล จะมีคา่ เป็น 22.4 ลิตรท่ี STP

20 4.3 สูตรเคมี สูตรเคมีเป็นสัญลักษณ์ท่ีใช้เขียนแทนธาตุหรือสารประกอบเพื่อ แสดงองค์ประกอบและอัตราส่วนของธาตุท่ีเป็นองค์ประกอบดังน้ัน สารประกอบหนึ่ง ๆ จะมอี ตั ราส่วนโดยมวลของอะตอมธาตคุ งท่ี

21 4.3 สูตรเคมี กฎสดั ส่วนคงท่ี จดุ ประสงค์การเรียนรู้ 1. คาํ นวณอัตราสว่ นโดยมวลของธาตอุ งค์ประกอบของสารประกอบตามกฎสดั สว่ นคงที่

สตู รเคมี : กฎสดั ส่วนคงที่ 22 Sample ค้นพบโดยโจเซฟ ลุย พรูสท์ (Joseph Louis Proust) เมอ่ื ธาตตุ ง้ั แตส่ องชนดิ ขนึ้ ไปรวมตัวกันเกิดเป็นสารประกอบ อัตราสว่ นโดยมวลของธาตทุ ่เี ปน็ องคป์ ระกอบนนั้ จะมีค่าคงที่ เสมอไม่ว่าจะเตรยี มสารประกอบนั้นด้วยวธิ กี ารใด ๆ กต็ าม

25 4.3 สูตรเคมี รอ้ ยละโดยมวลของธาตุ จุดประสงค์การเรียนรู้ 1. คาํ นวณมวลเป็นรอ้ ยละของธาตุองคป์ ระกอบ

สตู รเคมี : รอ้ ยละโดยมวลของธาตุ 26 Sample โดยท่วั ไปอตั ราส่วนโดยมวลของธาตุองคป์ ระกอบในสารประกอบแสดง อยูใ่ นรูปของรอ้ ยละโดยมวล ซง่ึ สามารถคาํ นวณได้โดยใช้ความสมั พันธ์ดังนี้ รอ้ ยละโดยมวลของธาตุ A ในสารประกอบ = มวลของธาตุ A X 100 มวลของสารประกอบ

28 4.3 สูตรเคมี การหาสตู รโมเลกลุ และสตู รอยา่ งงา่ ย จุดประสงค์การเรยี นรู้ 1. อธิบายความหมายของสตู รอย่างงา่ ย และสตู รโมเลกุลของสาร 2. คํานวณสตู รอยา่ งง่ายจากอตั ราสว่ นโดยโมลของธาตอุ งค์ประกอบ 3. คํานวณสตู รโมเลกุลของสารจากสตู รอยา่ งงา่ ยและมวลโมเลกุลของสาร

29 สตู รเคมี : การหาสตู รโมเลกลุ และสตู รอยา่ งง่าย จากกฎสัดส่วนคงท่ีจะได้ข้อมูลอัตราส่วนโดยมวลและร้อยละโดยมวลของธาตุใน สารประกอบซึ่งสามารถนํามาใช้หาอัตราส่วนโดยโมลเพื่อหาสูตรอย่างง่ายหรือสูตรเอมพิริคัล และสูตรโมเลกลุ ของสารประกอบได้

สตู รเคมี : การหาสตู รโมเลกลุ และสตู รอย่างง่าย 30 1) สตู รโมเลกุล (molecular formula) เป็ นสตู รทแ่ี สดงจำนวนอะตอมของธำตุองคป์ ระกอบทม่ี อี ย่จู รงิ ใน 1 โมเลกุลของสำร เช่น นำ้ มสี ตู รโมเลกุลเป็ น H2O แสดงว่ำ 1 โมเลกุลประกอบด้วยไฮโดรเจน (H) 2 อะตอม และออกซเิ จน (O)1 อะตอม

สตู รเคมี : การหาสตู รโมเลกลุ และสตู รอยา่ งง่าย 31 Sample 2) สูตรอย่างงา่ ยหรือสตู รเอมพริ คิ ัล (empirical formula) เป็นสูตรท่แี สดงอัตราส่วนอยา่ งตํ่าของจาํ นวนอะตอมของธาตทุ ่เี ป็นองคป์ ระกอบ เชน่ กลูโคสมีสูตรโมเลกลุ เป็น C2H12O6 อัตราส่วนของจํานวนอะตอมหรอื โมลของ C:H:O เท่ากบั 1:2:1 กลโู คสจงึ มีสูตรเอมพิรคิ ัลหรือสูตรอย่างง่ายเป็น CH2O สตู รโมเลกุล = (สูตรเอมพริ คิ ลั )n หรอื มวลโมเลกุล = n(มวลสตู รเอมพิรคิ ลั )

5.สารละลาย 35 5.1 ความเข้มข้นของ 5.2 การเตรียม 5.3 สมบตั ิบางประการ สารละลาย สารละลาย ของสารละลาย ร้อยละหรือสว่ นในรอ้ ยสว่ น การเตรยี มสารละลายจาก สมบตั คิ อลลิเกทีฟ สารบริสุทธิ์ จุดเดอื ด จุดเยือกแขง็ สว่ นในลา้ นสว่ น สว่ นในพนั ลา้ นสว่ น การเตรียมสารละลาย เจือจางจากสารละลาย โมลารติ ี โมแลริตี เข้มขน้ เศษสว่ นโมล

36 5.สารละลาย สารละลาย เปน็ สารเนอื้ เดยี ว ท่ีเป็นของผสมของสารตงั้ แตส่ องชนดิ ขนึ้ ไป โดยสารละลายมที ้ัง 3 สถานะ คอื ของแขง็ ของเหลว และแก๊ส ทองเหลอื ง นาก Cu + Zn Cu + Au + Ag

37 5.สารละลาย 5.1 ความเข้มขน้ ของสารละลาย จดุ ประสงค์การเรยี นรู้ 1. อธบิ ายความหมายของหนว่ ยความเข้มขน้ ของสารละลายในหนว่ ยรอ้ ยละ สว่ นในลา้ นส่วน(ppm) ส่วนในพนั ลา้ นส่วน(ppb) โมลาริตี โมแลลติ ี และเศษสว่ นโมล 2. คํานวณความเข้มข้นของสารละลายในหน่วยร้อยละ ส่วนในล้านส่วน ส่วนในพันล้าน สว่ น โมลาริตี โมแลลติ ี และเศษส่วนโมล

5.สารละลาย

38 ความเขม้ ข้นของสารละลาย ความเข้มขน้ ของสารละลาย คือ ปริมาณของสารต่อปรมิ าณของสารละลาย หรือต่อปรมิ าณของตัวทําละลาย

39 ความเขม้ ขน้ ของสารละลาย สว่ นในลา้ นสว่ น (ppm) และ โมแลลติ ี (m) ส่วนในพนั ล้านส่วน (ppb) ร้อยละหรอื สว่ นในรอ้ ยสว่ น โมลาริตี (M ) เศษส่วนโมล (X)

ความเขม้ ข้นของสารละลาย 40 บอกปรมิ าณตวั ละลายตอ่ ร้อย ล้าน หรือ ร้อยละหรอื ส่วนในรอ้ ยส่วน พนั ล้าน สว่ นของสารละลาย สว่ นในลา้ นสว่ น (ppm) และ ส่วนในพันลา้ นส่วน (ppb) จํานวน โมลของตวั ละลาย ทอ่ี ยใู่ น สารละลาย 1 ลติ ร โมลารติ ี (M ) จํานวน โมลของตัวละลาย ทลี่ ะลายในตัว โมแลลิตี (m) ทําละลาย 1 กิโลกรมั เศษสว่ นโมล (X) อัตราส่วนจาํ นวนโมลของสารนัน้ กับ จํานวนโมลรวมทั้งหมดในสารละลาย

41 ความเข้มขน้ ของสารละลาย : รอ้ ยละหรอื ส่วนในรอ้ ยส่วน รอ้ ยละโดยมวล รอ้ ยละโดยปรมิ าตร รอ้ ยละโดยมวลต่อ (%W/W) (%V/V) ปรมิ าตร (%W/V) มวลของตัวถูกละลาย (g) ปรมิ าตรของตัวถกู ละลาย (ml) X 100 มวลของตวั ถูกละลาย (g) X 100 มวลของสารละลาย (g) X 100 ปริมาตรของสารละลาย (ml) ปรมิ าตรของสารละลาย (ml) Sample

ความเขม้ ข้นของสารละลาย : ppm and ppb 44 สว่ นในลา้ นสว่ น ส่วนในพันลา้ นส่วน (ppm) (ppb) มวลหรือปริมาตรของตวั ละลาย X 106 มวลหรือปริมาตรของตัวละลาย X 109 มวลหรอื ปรมิ าตรของสารละลาย มวลหรือปรมิ าตรของสารละลาย Sample

ความเข้มข้นของสารละลาย : โมลาริตี (M ) 46 Sample โมลารติ ี (M ) จาํ นวนโมลของตัวละลาย (mol) ปรมิ าตรของสารละลาย (dm3 หรอื L) ความเข้มขน้ ของสารละลาย : โมแลลิตี (m) โมแลลิตี (m) จาํ นวนโมลของตวั ละลาย (mol) มวลของตวั ทาํ ละลาย (Kg) ความเข้มขน้ ของสารละลาย : เศษส่วนโมล (X) เศษส่วนโมล (X) โมลของสารทสี่ นใจ โมลรวมของสารท้งั หมดในสารละลาย

49 5.2 การเตรยี มสารละลาย จดุ ประสงคก์ ารเรยี นรู้ 1. อธบิ ายวิธกี ารและเตรียมสารละลายทีม่ ีความเขม้ ข้นในหนว่ ยโมลาริตี และปริมาตรตามทก่ี ําหนดจากสารบรสิ ทุ ธ์ิ 2. อธิบายวธิ กี ารและเตรียมสารละลายที่มคี วามเข้มข้นในหน่วยโมลารติ ี และปริมาตรตามทกี่ ําหนดด้วยวิธกี ารเจอื จางจากสารละลายเขม้ ขน้

50 การเตรยี มสารละลาย : เตรียมสารละลายจากสารบริสทุ ธ์ิ 1.คานวณปรมิ าณของ 3.การละลายในตวั ตวั ละลาย 2.การชง่ั ตวั ทาละลาย 4.ปรบั ปรมิ าตรของ ละลาย สารละลาย

51 การเตรียมสารละลาย : เตรียมสารละลายเจือจางจากสารละลายเข้มขน้ 1.คานวณ 2.คานวณ 3.ปิ เปตสารละลาย จานวนโม ปรมิ าตรของ เขม้ ขน้ ปรบั ปรมิ าตร ลของตวั สารละลาย สารละลาย ละลาย เขม้ ขน้ ทจี่ ะใช้ Sample M1V1 = M2V2

การเตรยี ม 53 สารละลาย ตอนท่ี 1 เตรียม NaCl 0.40 mol/l ตอนท่ี 2 เตรยี ม NaCl 0.40 mol/l ปรมิ าตร 100 มลิ ลลิ ติ ร โดยเจอื จางจากสารละลายที่เตรยี ม ในตอนที่ 1

สรปุ การเตรียมสารละลายใหม้ ีความเขม้ ขน้ และปริมาตรของสารละลายตามท่ีกาหนดทาได้ โดยการละลายสารบรสิ ทุ ธิ์ท่ีเป็นตวั ละลายในตวั ทาละลายหรือนาสารละลายท่ีเขม้ ขน้ มา เจือจางดว้ ยตวั ทาละลาย โดยปริมาณของสารท่ีใชข้ นึ้ อยกู่ บั ความเขม้ ขน้ และปรมิ าตรของ สารละลายท่ตี อ้ งการ

54 5.3 สมบตั บิ างประการของสารละลาย จดุ ประสงคก์ ารเรยี นรู้ 1. อธบิ ายความแตกต่างระหว่างจุดเดือดและจดุ เยือกแขง็ ของสารละลายกบั สารบรสิ ทุ ธ์ิ 2. บอกความหมายของคา่ คงทีข่ องการเพิ่มข้ึนของจดุ เดือด (Kb) และค่าคงทขี่ องการลดลง ของจดุ เยอื กแขง็ (Kf) 3. คํานวณจดุ เดือดและจุดเยอื กแขง็ ของสารละลาย

55 5.3 สมบตั บิ างประการของสารละลาย สารละลายเป็นสารผสมเนือ้ เดยี ว ประกอบดว้ ยสารบรสิ ุทธ์ติ ง้ั แต่ 2 ชนิดขึน้ ไป สมบัติ บางประการของสารละลายประกอบด้วย จดุ เดอื ด จุดหลอมเหลว สมบัติคอลลเิ กทฟี

56 สมบตั ิบางประการของสารละลาย : จดุ เดือด จดุ เดือด คอื อุณหภูมทิ ส่ี ารเร่ิมเปล่ียนสถานะจากสถานะจากของเหลวเปน็ ก๊าซ ผลตา่ งระหวา่ งจุดเดือดของสารละลายที่ ค่าคงทขี่ องการเพ่ิมขึน้ ของจดุ เดอื ด (Kb) เขม้ ขน้ 1 โมแลล กบั จุดเดอื ดของตวั ทาํ ละลายบริสุทธ์ิมี คา่ คงท่ี จดุ เดอื ดสารละลาย – จดุ เดอื ดตวั ทาํ ละลายบริสทุ ธิ์ ������ โมแลล (m) ∆ Tb ������ m ∆ Tb = Kb m

57 สมบตั ิบางประการของสารละลาย : จดุ หลอมเหลว จุดหลอมเหลว คือ อณุ หภูมิทเี่ ริ่มเปล่ยี นจากสถานะของแข็งเปน็ ของเหลว ผลต่างระหว่างจดุ หลอมเหลวของสารละลาย คา่ คงที่ของการลดลงของจดุ เยอื กแขง็ (Kf) ท่เี ข้มข้น 1 โมแลล กบั จุดหลอมเหลวของตวั ทาํ ละลายบรสิ ทุ ธ์ิมี ค่าคงที่ จดุ เยอื กแขง็ ตวั ทาํ ละลายบรสิ ทุ ธ์ิ – จดุ เยือกแขง็ สารละลาย ������ โมแลล (m) ∆ Tf ������ m ∆ Tf = Kf m Sample

59 สมบตั ิบางประการของสารละลาย :สมบตั ิคอลลิเกทีฟ สารละลายท่มี ีตัวทําละลายชนดิ เดียวกัน ถ้ามีความเข้มข้นเป็นโมลแลลหรือโมลต่อ กิโลกรัมเท่ากัน จะมีจุดเดือดและจุดหลอมเหลวเท่ากัน แต่ถ้ามีความเข้มข้นแตกต่างกัน จะมีจุดเดือดและจุดหลอมเหลวไม่เท่ากัน โดยไม่ข้ึนกับชนิดของตัวละลายแต่ขึ้นกับชนิด ของตัวทาํ ละลาย

สมบตั ิบางประการของสารละลาย : จดุ เดือด 60

สมบตั ิบางประการของสารละลาย : จดุ หลอมเหลว 61

สรปุ สารละลายมีจุดเดือดและจุดเยือกแข็งแตกต่างไปจากสารบริสุทธิ์ท่ีเป็ นตัวทา ละลายใน สารละลายนนั้ โดยสมบตั ิท่ีเปล่ียนแปลงขนึ้ อย่กู บั ชนิดของตวั ทาละลาย และปรมิ าณของตวั ละลายในตวั ทาละลาย ซง่ึ เป็นสมบตั คิ อลลิเกทีฟ

62 6.ปรมิ าณสมั พนั ธ ์ 6.1 ปฏิกิริยาเคมี 6.2 สมการเคมี 6.3 การคานวณปริมาณ สารในปฏิกิริยาเคมี 6.4 สารกาหนดปริมาณ 6.5 ผลได้รอ้ ยละ

63 6.ปรมิ าณสมั พนั ธ ์ ปฏิกิริยาเคมี จดุ ประสงค์การเรียนรู้ 1. เขียนและดุลสมการเคมขี องปฏกิ ิรยิ าเคมีบางชนดิ เม่อื ทราบสารต้งั ต้นและผลิตภณั ฑ์ ความเขา้ ใจคลาดเคล่ือนท่อี าจเกดิ ขนึ้ ความเข้าใจคลาดเคลอ่ื น ความเขา้ ใจทถ่ี ูกต้อง การเปลย่ี นแปลงทอี่ ุณหภมู ิมีการเพิม่ ข้ึนหรือลดลง การเปลี่ยนแปลงท่อี ณุ หภูมมิ กี ารเพิ่มข้นึ หรือ เปน็ ปฏิกริ ิยาเคมี ลดลงอาจเป็นการเปลี่ยนแปลงทางกายภาพหรอื ปฏิกริ ยิ าเคมเี ชน่ โซเดียมไฮดรอกไซดล์ ะลายนํา้ แลว้ อุณหภมู ิของสารละลายสงู ข้นึ เป็นการ เปลยี่ นแปลงทางกายภาพ ส่วนการเผาไหม้ ของเช้ือเพลิงท่ีมีอุณหภูมสิ งู ขน้ึ เป็นปฏิกริ ยิ าเคมี