หน่วยการเรียนรู้ที่1_4กฎรวมแก๊ส

1หน่วยการเรยี นรทู้ ี่ แกส๊ เรอื่ ง กฎรวมแกส๊ ผลการเรียนรู้ วิชา : เคมี(เพ่ิมเติม) ว 30222 ระดบั ช้นั : มัธยมศกึ ษาปที ่ี 5 แผนการเรียนวทิ ยาศาสตร์-คณติ ศาสตร์ ครผู ู้สอน : ครอู รวชิ ญ์ ทองมาก 1. อธิบายความสัมพันธแ์ ละคานวณปริมาตร ความดัน หรอื อณุ หภมู ขิ องแก๊สทีภ่ าวะตา่ ง ๆ ตามกฎ ของบอยล์ กฎของชารล์ และกฎของเกย์-ลสู แซก 2. คานวณปริมาตร ความดัน หรอื อุณหภมู ิของแก๊สที่ภาวะต่าง ๆ ตามกฎรวมแก๊ส สาระสาคัญ กฎของบอยล์ กฎของชาร์ล กฎของเกย์-ลูสแซกและกฎรวมแก๊สสามารถใช้อธิบายพฤติกรรมของแกส๊ ใช้คานวณ และอธบิ ายความสมั พันธร์ ะหว่างปรมิ าตร ความดนั หรืออณุ หภมู ิของแก๊สท่ีภาวะต่าง ๆได้ กฎรวมแก๊ส ได้จากการนาเอากฎของบอยล์ กฎของชาร์ล มารวมกันจะได้ ความสมั พันธ์ของ P, V, T ดังนี้ กฎของบอยล์ V ∞ 1/P เมือ่ อณุ หภมู แิ ละมวลของแก๊สคงท่ี กฎของชาร์ล V ∞ T เม่อื ความดนั และมวลของแก๊สคงที่ ดงั นนั ้ V ∞ T/P V = Kt/P PV/T = k หรือ (P1V1)/ T1 = (P2V2)/T2

ลองทบทวนการใชก้ ฎต่างๆกนั หน่อย.... ตามตัวอย่างด้านล่างนะค่ะ ตัวอยา่ งที่ 1 แก๊สชนิดหนง่ึ มมี วล 15 กรัม มปี รมิ าตร 10 dm3 ท่ีความดนั 150 mmHg เม่ืออุณหภมู คิ งที่ ถ้าเปล่ียนความดันเป็น 50 mmHg แกส๊ จะมปี รมิ าตรเท่าใด วธิ ีทา กอ่ นอืน่ ให้คิดเอาไวว้ ่าสมบัติของแก๊สตามกฎของบอยล์ เปน็ การเปรียบเพ่ือหาความสัมพนั ธ์ระหว่าง ปริมาตร (V) กับความดัน (P) ของแก๊สทมี่ ีจานวนโมล (n) และอณุ หภูมิ (T) คงที่ ถา้ โจทย์กาหนดขอ้ มูลมาให้ อยา่ งเพียงพอ ใหใ้ ช้ขอ้ มลู ตามที่โจทย์กาหนด แต่ถ้ามีขอ้ มูลไม่เพยี งพอให้เปรียบเทียบกับภาวะ STP สาหรับ ตัวอยา่ งน้ีโจทย์ใหข้ ้อมลู มาครบท้งั P1 P2 และ V1 แลว้ ถามคา่ V2 P1 = 150 mmHg P2 = 50 mmHg V1 = 10 ลติ ร V2 = ? จากกฎของบอยล์ P1V1 = P2V2 150 x 10 = 50 x V2 V2 = 30 ลิตร ตอบ

ลองทบทวนการใช้กฎต่างๆกนั หน่อย.... ตามตวั อยา่ งด้านลา่ งนะค่ะ ตวั อยา่ งท่ี 2 ใช้ Mg จานวน 1.00 โมล ทาปฏิกิริยากับสารละลายกรด HCl ซงึ่ มากเกนิ พอ เกิดปฏกิ ิริยาดังสมการ : Mg(s) + 2HCl(aq)  MgCl2(aq) + H2(g) ถ้าทดลองทอ่ี ุณหภูมิ 0 oC ความดนั 0.80 atm จะได้ H2 ก่ี dm3 วธิ ที า กรณีนเี้ มอื่ พิจารณาส่ิงทโี่ จทยก์ าหนดมาใหจ้ ะมีดังน้ี 1. กาหนดจานวนโมลของ Mg ทาใหห้ าจานวนโมลของ H2 ได้ จากสมการ ; จานวนโมลของ H2 ทไ่ี ด้ = จานวนโมลของ Mg ท่ใี ช้ จานวนโมล (n)ของ H2 = 1.00 โมล 2. กาหนดอณุ หภูมิ (T) = 0 oC 3. กาหนดความดัน (P) = 0.8 atm ข้อมลู ตามทโ่ี จทย์กาหนดมานอี้ ณุ หภูมแิ ละความดันมีเพยี งชนดิ ละ 1 ค่า แต่อณุ หภมู ทิ กี่ าหนดคือ 0 oC ซึ่งเปน็ อณุ หภูมิของภาวะ STP ถา้ พบคาถามทานองน้ีให้นาภาวะทีโ่ จทยก์ าหนดไปเปรยี บเทียบกบั ภาวะ STP หรอื ในอกี กรณีหนงึ่ กาหนดความดันมาใหค้ ่าเดยี วและ = 1 atm ซงึ่ เป็นความดนั ท่ภี าวะ STP เช่นกนั จึงคิดคานวณได้โดยนาไปเปรียบเทียบ กับภาวะ STP * แต่ถา้ กาหนดอุณหภมู หิ รือความดันมาอย่างละค่าเดียว แตไ่ ม่ใช่ 0 oC ไมใ่ ช่ 1 atm จะคานวณโดยใชก้ ฎของ บอยลไ์ ม่ไดว้ ธิ คี ิดเป็นดงั น้ี ท่ีภาวะ STP (ให้เป็นภาวะท่ี 1 ) n = 1 mol T = 0 oC P1 = 1 atm V1 = 22.4 dm3 ท่ภี าวะตามโจทยก์ าหนด (ใหเ้ ปน็ ภาวะที่ 2) n = 1 mol T = 0 oC P2 = 0.8 atm V2 = ? กฎของบอยล์ P1V1 = P2V2 1.00 x 22.4 = 0.80 x V2 = 28.00 dm3 คาถาม V1 = 22.4 dm3 และ V2 = 28.00 dm3 ตอบ

ลองทบทวนการใช้กฎต่างๆกันหน่อย.... ตามตัวอยา่ งด้านล่างนะคะ่ ตวั อย่างที่ 3 แก๊สชนดิ หนงึ่ มีปรมิ าตร 80 cm3 ที่อุณหภมู ิ 45OC แกส๊ นี้จะมปี ริมาตรเท่าใดทีอ่ ุณหภมู ิ 0 OC ถา้ ความดนั คงที่ วิธที า V1 = 80 cm3 V2 = ? ตอบ T1 = 273 + 45 = 318 K T2 = 273 + 0 = 273 K สตู ร V1/T1 = V2/T2 80/318 = V2/273 V2 = (80 x 273) /318 = 68.68 cm3 ตัวอย่างที่ 4 แก๊สชนิดหน่ึงมีปริมาตร 30 ลิตร ท่ีอุณหภูมิ 25 OC ถ้าความดนั คงท่ี แก๊สน้ีจะมีปริมาตรเท่าใด เม่ืออุณหภมู ิเปลยี่ นไปเป็น 100 OC วิธีทา V1 = 30 ลติ ร V2 = ? T1 = 273 + 25 = 298 K T2 = 273 + 100 = 373 K สูตร V1/T1 = V2/T2 30/298 = V2/373 V2 = (30 x 373)/298 = 37.55 ลิตร ตอบ

ลองทบทวนการใช้กฎต่างๆกันหน่อย.... ตามตวั อย่างด้านล่างนะคะ่ ตัวอยา่ งที่ 5 ถงั ใบหนึ่งถ้ามีแก๊สบรรจอุ ยู่จานวนหน่งึ มคี วามดัน 135 บรรยากาศ ท่อี ณุ หภูมิ 20 OC ถ้าให้แก๊สภายในถงั รอ้ นขึน้ เป็น 85OC จะมคี วามดนั เท่าใดเม่ือปริมาตรคงท่ี วิธีทา P1/T1 = P2/T2 135/(273+20) = P2/(273 +85) P2 = (135 x 358)/293 = 164.9 บรรยากาศ จากกฎทงั้ สามกฎข้างต้น นามารวมได้เป็นกฎรวมแก๊ส ดงั สมการ (P1V1)/ T1 = (P2V2)/T2 แหล่งอ้างองิ จาก Web Site 1. http://119.46.166.126/self_all/selfaccess11/m5/chemistry5_1/lesson4/ 2.https://sites.google.com/a/srru.ac.th/reiyn-ru-reuxng-kaes-by-chembb/kd-tang-thi- keiywkhxng-kab-kaes 3. http://www.satriwit3.ac.th/external_newsblog.php?links=1725