chapter 3 พันธะเคมี ม.4 part 2

สมบัติ 05 01 02 ของสารประกอบ 03 ไอออนิก 04

ส ม บั ติ ข อ ง ส า ร ป ร ะ ก อ บ ไ อ อ อ นิ ก m.p. + –b.p. จุดเดือดและจุดหลอมเหลวสงู ยึดเหนย่ี วด้วยแรงดงึ ดดู ทางไฟฟ้า  l เปราะ แตกงา่ ย H2O H2O นาไฟฟา้ ในสถานะของเหลว บางชนิดละลายในน้าได้ บางชนิดไม่ละลายในน้า

สารประกอบ ไอออนิกมีจุดเดือดและ จดุ หลอมเหลวสงู มาก เพราะ ? ต้องใช้ความรอ้ น พลังงานสงู ! ในการ ทาลายแรงดงึ ดดู ระหว่างไอออนให้ กลายเป็นของเหลว

ผลกึ ไอออน กอ่ นถกู ทุบ หลงั ถกู ทุบ ไอออนเกดิ การ AFTER เลอ่ื นไถล ทาใหไ้ อออนทมี่ ี BEFORE ประจเุ หมือนกนั อยู่ตรงกัน ผลกึ แตกออกจากกนั จงึ เกดิ แรงผลักระหว่างไอออน

เ ม่ื อ นา ส า ร ป ร ะ ก อ บ ? ไอออนิก ไปละลายน้า molecule H2O

เ มื่ อ นา ส า ร ป ร ะ ก อ บ ถ้าแรงดงึ ดดู ระหวา่ งโมเลกุลของนา้ กบั ไอออน ทผ่ี วิ ผลึก ไ อ อ อ นิ ก ไ ป ล ะ ล า ย นา้ ไอออนิก มากกว่าแรงยดึ เหน่ียวระหว่างไอออนบวกและไอออน เมอื่ ละลายนา้ ไอออนบวก และไอออนลบ ลบภายในผลกึ ไอออนกิ ผลกึ ไอออนิกนั้นก็จะละลายนา้ ได้ จะแยกออกจากกัน นา้ (มขี ั้ว) หันด้านขว้ั บวก (H) ไปจับไอออนลบ และหันด้านขวั้ ลบ (O) จบั กบั ไอออนบวก ทีอ่ ยู่บรเิ วณผิวของผลึกไอออนิก เกดิ แรงดึงดูดระหว่างโมเลกุลของน้ากับ ไอออนของผลกึ ไอออนกิ ขน้ึ

เมอ่ื ให้สารประกอบไอออนกิ ละลายนา้ จะเกดิ การเปลี่ยนแปลง 2 ข้นั ตอน ดงั น้ี Step 1 : ไอออนบวกและไอออนลบหลุดออกจากโครงผลึก โดยไอออนที่หลุดออกมาจะอยู่ในสภาวะ 01 แก๊ส และมีการใช้พลังงานปริมาณหนึ่ง (ดูดพลังงาน) พลังงานที่ใช้ในขั้นนี้ เรียกว่า พลังงานแลตทิช 02 หรอื พลงั งานโครงรา่ งผลึก (Lattice Energy ) 03 เกลอื (s) + พลงั งานแลตทชิ ไอออนบวก(g) + ไอออนลบ(g) Step 2 : ไอออนทห่ี ลุดออกมา ถกู ล้อมรอบด้วยโมเลกุลของน้า และมีการคายพลังงานออกมา ปริมาณหนงึ่ เรียกว่า พลังงานไฮเดรชนั (Hydration energy) ไอออนบวก(g) + ไอออนลบ(g) → ไอออนบวก(aq) + ไอออนลบ(aq) 04

ตัวอยา่ งสมการ 01 พลงั งานกับการละลายของสารประกอบไอออนิก 02 03 ขนั้ ที่ 1 NaCl(s) + พลงั งานแลตทิช  Na+(g) + Cl-(g) : ดดู พลงั งาน Hlatt หรอื H1 04 ขน้ั ท่ี 2 Na+(g) + Cl-(g)  Na+(aq) + Cl-(aq) : คายพลงั งาน Hhyd หรอื H2 สมการรวม NaCl(s) + พลังงานแลตทชิ  Na+(aq) + Cl-(aq) : Hsoln หรอื H3 โดย : H3 = H1 + H2 ถา้ H3 เป็นคา่ บวก แสดงวา่ ดูดความร้อน ถา้ H3 เป็นคา่ ลบ แสดงว่า คายความรอ้ น

สรปุ : เพราะฉะนัน้ ในการละลายครงั้ หนึง่ จะมที ัง้ การดดู และ การคายพลงั งาน ถา้ .. 1. พลงั งานแลตทซิ > พลังงานไฮเดรชนั = จะเปน็ การละลายแบบดูดความร้อน (ละลายได้ดีท่ี T สูงๆ) 2. พลังงานไฮเดรชนั > พลงั งานแลตทซิ = จะเปน็ การละลายแบบคายความร้อน (ละลายไดด้ ที ่ี T ตา่ ๆ) แต่ถ้า! พลังงานโครงรา่ งผลึก >>> พลงั งานไฮเดรชัน คือ ถ้าพลังงานแลตทิซมากวา่ พลงั งานไฮเดรชันมาก ๆ สารนนั้ จะไมล่ ะลายนา้

พลงั งานกบั การละลายนา้ ของสารประกอบไอออนิก พลังงาน พลังงาน แลตทซิ ไฮเดรชัน

ลองคดิ ! พจิ ารณาแผนภาพการละลายน้าของสารประกอบไอออนิกตอ่ ไปน้ี 01 พลงั งานแลตทซิ = …………… พลังงานไฮเดรชัน = ……..……. 02 03 กระบวนการดดู พลังงาน = ………………………..เพราะ...................................................................... 04 กระบวนการคายพลังงาน = ………………………..เพราะ....................................................................

สภาพการละลาย ,(solubility) ”สารแตล่ ะชนดิ มสี ภาพการละลาย จะใชน้ า้ 100 กรัม อุณหภมู ิ 25 oC เป็นตวั ทา 01 แตกตา่ งกนั ” ในการเปรียบเทียบวา่ สาร ละลายแลว้ ทดสอบว่า สารแต่ละชนดิ ละลาย 02 03 แตล่ ะชนิดมสี ภาพการละลายอยา่ งไร ได้กี่กรมั ? 04 จาแนกออกเปน็ 3 ระดบั คือ 1. ถ้าละลายไดน้ อ้ ยกวา่ 0.10 กรมั จัดวา่ ไม่ละลาย 2. ถา้ ละลายได้ระหวา่ ง 0.10 ถึง 1.0 กรมั จดั วา่ ละลายได้เล็กน้อย 3. ถา้ ละลายได้มากกวา่ 1.0 กรัม จดั ว่าละลายได้ดี

การละลายและ 1. สารประกอบทมี่ ธี าตหุ มู่ 1A NH4+ และ NO3- การไมล่ ะลาย เปน็ องคป์ ระกอบ ละลายนา้ ได้ ทุกชนดิ ของสารไอออนิก 2. สารประกอบของธาตหุ มู่ 2A ให้พิจารณาดงั น้ี ในนา้ 2.1 สารประกอบของ Be ไมล่ ะลายนา้ เชน่ BeCl2 2.2 สารประกอบของ Mg Ca Sr Ba Ra ถา้ รวมตัวอยกู่ บั ไอออนลบ ท่ีมปี ระจุ 1- จะละลายน้าได้ เชน่ CaCl2 Mg(NO3)2 Ba(OH)2 2.3 สารประกอบของ Mg Ca Sr Ba Ra ถา้ รวมตวั อยูก่ บั ไอออนลบท่ีมี ประจุ 2- ขึ้นไป จะไมล่ ะลายนา้ เชน่ CaCO3 Ca3(PO4)2 BaSO4 MgCO3 ยกเวน้ ! CaSO4 ละลายไดเ้ ล็กนอ้ ย MgSO4 ละลายไดด้ ี

การละลายและ 3. สารประกอบของ Ag สว่ นใหญไ่ มล่ ะลายนา้ การไม่ละลาย ยกเวน้ AgNO3 ละลายได้ดี AgSO4 ละลายได้เล็กน้อย ของสารไอออนิก 4. สารประกอบของ Pb ท่ลี ะลายนา้ ไดค้ อื Pb(NO3)2 ในน้า และ *PbCl2 ละลายนา้ ไดเ้ ลก็ นอ้ ย นอกนนั้ ไมล่ ะลายนา้ 5. สารประกอบของโลหะแทรนซชิ นั สว่ นใหญ่ ไมล่ ะลายนา้ ( Fe2+ ละลายนา้ ,Fe3+ ไมล่ ะลายน้า)

“กฎของการละลาย” ALWAYS 1. ประเภททล่ี ะลายไดเ้ สมอ คอื ประเภทท่ีมไี อออน SOLUBLE เหลา่ นเ้ี ปน็ องคป์ ระกอบ ▪ alkali metal ions (Li+, Na+, K+, Rb+, Cs+) ▪ NH4+ ▪ NO3- ▪ CH3COO- ▪ ClO3-, ClO4- ▪ ยกเว้น CH3COOAg ไม่ละลายน้า

“กฎของการละลาย” USUALLY 2. ประเภททล่ี ะลายไดเ้ ปน็ สว่ นใหญ่ แต่มขี อ้ ยกเว้นบา้ ง SOLUBLE • สารทม่ี ี Cl-, Br-, I- เป็นองคป์ ระกอบ ยกเวน้ ถา้ รวมตวั กบั Ag+, Pb2+, Hg22+ จะไม่ละลาย PbCl2 ละลายนา้ ไดเ้ ลก็ นอ้ ย • สารทมี่ ี SO42- เปน็ องค์ประกอบ ยกเว้นถ้ารวมตัวกบั Ca2+, Ba2+, Sr2+, Pb2+ จะไมล่ ะลายหรอื ละลายเลก็ น้อย แต่ MgSO4 ละลายน้าได้ • สารทม่ี ี F- เปน็ องค์ประกอบ ยกเวน้ ถ้ารวมตัวกบั Ca2+, Ba2+, Sr2+, Pb2+, Mg2+ จะไมล่ ะลายหรือละลายเล็กนอ้ ย

“กฎของการละลาย” NEVER 3. ประเภททไ่ี มล่ ะลายเลย!! SOLUBLE สารทม่ี ี CO32-, PO43-, S2-, SO32-, CrO42-, C2O42- เปอ็ งค์ประกอบ ยกเวน้ ถา้ รวมตวั กับโลหะอลั คาไล และ NH4+ ละลายได้

ลองคดิ 3 สารต่อไปนลี้ ะลายนา้ ไดห้ รอื ไม่ ? 01 02 1. Na2S 03 2. ZnCO3 04 3. Cr(OH)3 4. (NH4)2CO3 5. PbCl2

ปฏิกิริยาของสารประกอบไอออนิ ก สารละลาย สารละลาย 01 BaCl2 Na2SO4 02 03 BaCl2  Ba2+(aq) + 2Cl-(aq) Na2SO4  2Na+(aq) + SO42-(aq) 04

การเขยี นสมการไอออนิก (ionic equation) “สมการไอออนกิ คอื สมการทแี่ สดง ไอออนบวกและไอออนลบ 01 ของสารประกอบในสารละลายท้ังหมด” สมการเคมี : BaCl2(aq) + Na2SO4(aq) → 2NaCl(aq) + BaSO4(s) 02 03 สมการไอออนกิ 04 Ba2+(aq) + 2Cl-(aq) + 2Na+(aq) + SO42-(aq) → 2Na+(aq) + 2Cl-(aq) + BaSO4(s) Keyword : แสดงไอออนบวกและไอออนลบท้งั หมด

01 02 03 04

หลักในการเขียนสมการไอออนิ ก 01 1. ให้เขยี นเฉพาะส่วนไอออน หรือโมเลกุลของ “สารทาปฏิกริ ิยากนั เท่านน้ั ” เขยี นเฉพาะ BaCl2(aq) + Na2SO4(aq) 02 03 ได้เป็น 04 Ba2+(aq) + 2Cl-(aq) + 2Na+(aq) + SO42-(aq)

หลักในการเขียนสมการไอออนิ ก 2. ถา้ เปน็ สารที่ ไม่ละลายนา้ , ไมแ่ ตกตัวเปน็ ไอออน, เปน็ ออกไซด์, 01 เปน็ กา๊ ซ ให้เขยี นสูตรโมเลกุลของสารน้นั ในสมการได้ Example 02 ออกไซด์ เชน่ CO2(l,g) H2O(l,g) * *ก๊าซ เช่น H2(g) NH3(g) 03 สารทไ่ี มล่ ะลายนา้ เช่น CaCO3(s) AgCl(s) 04

หลักในการเขียนสมการไอออนิ ก 3. ดลุ ! สมการ ไอออนิก โดย ทาจานวนอะตอม 01 ไอออนของธาตุ ทุกธาตุ 02 03 และประจรุ วม 04 ให้ ทางซา้ ย = ทางขา

ตวั อย่าง การผสมสารละลาย BaCl2 กับสารละลาย Na2SO4 1. สมการไอออนิก 01 Ba2+ (aq) + 2Cl- (aq) + Na+ (aq) + SO42- (aq) → Na+ (aq) + 2Cl- (aq) + BaSO4 (s) 2. สมการไอออนกิ สทุ ธิ 02 Ba2+(aq) + SO42-(aq) → BaSO4(s) 03 04 สมการไอออนกิ สทุ ธิ คอื สมการทแ่ี สดงเฉพาะไอออนบวก และไอออนลบทเ่ี ขา้ ทาปฏิกริ ยิ ากนั

แจก BONUS +1 01 02 เมอื่ สารไอออนิกละลายนา้ แลว้ ไอออนบวกและไอออนลบ 03 จะเกิดการแยกออกจากกัน แลว้ ถูกล้อมรอบดว้ ยโมเลกุล 04 ของน้าหลายโมเลกลุ เช่น เม่อื ผสม Ca(OH)2 กับ สารละลาย Na2CO3 แล้วพบว่ามีตะกอนสีขาวเกดิ ขึ้น นั่นคือตะกอนของสารใด ?