จดั ทำโดย Free PPT Templatesนำยกวนิ ภพ เย็นแย้ม รหัส 5915891003 นำงสำวสุภำภรณ์ แกว้ บุตรดี รหสั 5915891029 Insert the SubTitle of Your Presentation
ผงั มโนทัศน์ บทที่ 6 ปริมาณสัมพนั ธ์
01 ปฏิกริ ิยาเคมี 1 ช่ัวโมง 02 สมการเคมี 4 ช่ัวโมง 03 การคานวณปริมาณสารในปฏิกริ ิยาเคมี 13 ชั่วโมง 04 สารกาหนดปริมาณ 3 ชั่วโมง 05 ผลได้ร้อยละ 4 ชั่วโมง
1.ปฎกิ ริ ิยาเคมี ปฏิกิริยาเคมีเป็นกระบวนการที่ทาใหส้ ารต้งั แต่ 1 ชนิด เปลี่ยนเป็นสารใหม่ โดยอะตอมหรือไอออนของ สารต้งั ตน้ จะเกิดการจดั เรียงตวั ใหม่ไดเ้ ป็นผลิตภณั ฑท์ ี่มีโครงสร้างและสมบตั ิต่างจากสารต้งั ตน้ ปฏิกิริยาของกรดซิทริกและโซเดียมไฮโดรเจนคาร์บอเนตในยาลดกรดเมื่อละลายน้า ปฏิกิริยาการเผาไหมข้ องแก๊สโพรเพนในแก๊สหุงตม้ C6H8O7(aq) + 3NaHCO3(aq) Na3C6H5O7 (aq) + 3CO2 (g) + 3H2 (l) C3H8(g) + 5O2 (g) 3CO2 (g) + 4H2O (g)
ครูใหน้ กั เรียนตอบคาถามเพื่อตรวจสอบความเขา้ ใจวา่ มีปฎิกิริยาเคมีเกิดข้ึนไดห้ รือไม่ ในการทดลอง ท่ี 1 ถึง 5 เพื่อดูการเปล่ียนแปลง ตารางผลการทดลอง การ สารที่นามา สมบัติของสาร ผลทส่ี ังเกตได้หลงั ผสม ทดลองที่ ผสมกนั 1 A กบั B สาร A เป็นโลหะสีเงิน ไดข้ องเหลวใส ไม่มีสี สาร B เป็นของเหลวใส ไม่มีสี โลหะ A ผกุ ร่อนและมีฟองแกส๊ เกิดข้ึนที่ผวิ ของโลหะ 2 C กบั D สาร C เป็นของแขง็ สีขาว ไดข้ องเหลวใส ไม่มีสี สาร D เป็นของเหลวใส ไม่มีสี ที่มีอุณหภูมิสูงกวา่ อุณหภูมิ สารท้งั สองมีอุณหภูมิเท่ากบั อุณหภูมิหอ้ ง หอ้ ง
การ สารที่นามา สมบตั ขิ องสาร ผลที่สังเกตได้หลงั ผสม ทดลองท่ี ผสมกนั สาร E เป็นของเหลวใส ไม่มีสี ไดข้ องเหลวใส ไม่มีสี และ 3 E กบั F เปล่ียนสีกระดาษลิตมสั สีน้าเงินเป็นแดง ไม่เปลี่ยนสีกระดาษลิตมสั สาร F เป็นของเหลวใส ไม่มีสี ท้งั สองสี เปล่ียนสีกระดาษลิตมสั สีแดงเป็นน้าเงิน ไดข้ องเหลวใส ไม่มีสี 4 G กบั H สาร G เป็นของเหลวใส ไม่มีสี ที่มีอุณหภูมิสูงกวา่ อุณหภูมิ สาร H เป็นของเหลวใส ไม่มีสี หอ้ ง มีตะกอนสีขาวเกิดข้ึน 5 I กบั J สาร I เป็นสารละลายใส ไม่มีสี สาร J เป็นสารละลายใส ไม่มีสี
การทดลองท่ี สรุปผลการทดลอง 1 มีปฏิกิริยาเคมีเกิดข้ึน เพราะการผกุ ร่อนของโลหะเป็นการเปลี่ยนโลหะไปเป็น 2 ไอออนของโลหะ และมีฟองแก๊ส แสดงวา่ มีสารชนิดใหม่เกิดข้ึน 3 ไม่สามารถสรุปไดว้ า่ มีปฏิกิริยาเคมีเกิดข้ึนหรือไม่ เพราะขอ้ มูลการเปลยี่ นแปลง 4 อุณหภูมิของสารผสม ไม่อาจสรุปไดว้ า่ มีสารใหม่เกิดข้ึนหรือไม่ 5 มีปฏิกิริยาเคมีเกิดข้ึน เพราะสารต้งั ตน้ มีสมบตั ิเป็นกรดและเบส ซ่ึงเมอื่ ผสมกนั ไดส้ ารที่มีสมบตั ิเป็นกลาง แสดงวา่ มีสารใหม่เกิดข้ึน ไม่สามารถสรุปไดว้ า่ มีปฏิกิริยาเคมีเกิดข้ึนหรือไม่ เพราะสงั เกตไม่เหน็ การ เปล่ียนแปลง จึงไม่อาจสรุปไดว้ า่ มีสารใหม่เกิดข้ึนหรือไม่ มีปฏิกิริยาเคมีเกิดข้ึน เพราะเกิดตะกอนสีขาวซ่ึงเป็นสารใหม่
2. สมการเคมี คือ การอธิบายการเปล่ียนแปลงของสารที่เป็นประโยคขอ้ ความสามารถทาใหส้ ้นั และเขา้ ใจตรงกนั โดยใชส้ ูตรเคมีและสญั ลกั ษณ์ ซ่ึงเรียกวา่ สมการเคมี (chemical equation) ประโยคข้อความ ผงฟูหรือโซเดียมไฮโดรเจนคาร์บอเนตทาปฎิกิริยากบั สารละลายกรดแอซีติกไดส้ ารละลายโซเดียมแอซีเตต แก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ และน้า สมการข้อความ โซเดียมไฮโดรเจนคาร์บอเนต +กรดแอซีติก → โซเดียมแอซีเตต + คาร์บอนไดออกไซด์ + น้า สมการเคมี NaHCO3(s) + CH3COOH (aq) → CH3COONa (aq) + CO2 (g) + H2O (l)
กจิ กรรม 6.1 การทดลองปฏิกริ ิยาเคมรี ะหว่างโซเดยี มฟอสเฟตกบั แบเรียมคลอไรด์ เพื่อศึกษาปฏิกิริยาเคมีระหวา่ งโซเดียมฟอสเฟตกบั แบเรียมคลอไรด์ แลว้ ใหน้ กั เรียนอภิปรายผลการ ทดลองโดยใชค้ าถามทา้ ยการทดลอง จุดประสงค์การทดลอง 1. ทดลองปฏิกิริยาเคมีระหวา่ งโซเดียมฟอสเฟตและแบเรียมคลอไรดเ์ พ่อื ศึกษาการทาปฏิกิริยาพอดีกนั ของสาร 2. หาอตั ราส่วนโดยโมลของโซเดียมฟอสเฟตต่อแบเรียมคลอไรดท์ ี่ทาปฏิกิริยาพอดีกนั แบ่งออกเป็ น 2 ตอน ตอนที่ 1 การหาปริมาณสารท่ีทาปฎิกิริยาพอดีกนั ตอนที่ 2 การทดสอบสารละลายที่เหลือหลงั จากเกิดปฎิกิริยาเคมี
ตอนที่ 1 การหา ปริมาณสารที่ทา ปฎกิ ริ ิยาพอดีกนั
ผลการทดลองตอนที่ 1 เมื่อนามาเขียนกราฟพบวา่ ความสูงของตะกอนเร่ิมคงท่ีต้งั แต่ หลอดท่ี 3 แสดงวา่ BaCl2 0.20 mol/L ปริมาตร 1.50 มิลลิลิตร ทาปฏิกิริยาพอดีกบั Na3PO4 0.20 mol/L ปริมาตร 1.00 มิลลิลิตร
ตอนที่ 2 การทดสอบ สารละลายที่เหลือ หลงั จากเกิดปฎิกิริยา เคมี
การทดสอบสารละลายท่ีเหลือชุดที่ 1 ดว้ ย Na3PO4 พบวา่ หลอดท่ี 4 และ 5 มีตะกอนสี ขาวเกิดข้ึน แสดงวา่ มี BaCl2 เหลืออยใู่ นหลอดท้งั สอง ส่วนการทดสอบสารละลายท่ีเหลือชุดที่ 2 ดว้ ย BaCl2 พบวา่ หลอดที่ 1 และ 2 มี ตะกอนสีขาวเกิดข้ึน แสดงวา่ มี Na3PO4 เหลืออยใู่ นหลอดท้งั สอง จึงสรุปไดว้ า่ หลอดท่ี 3 เป็นหลอดที่ Na3PO4 ทาปฏิกิริยาพอดีกบั BaCl2 สอดคลอ้ งกบั ผลการทดลองท่ีไดจ้ ากกราฟ
4. คานวณจานวนโมลของ Na3PO4 และ BaCl2 ท่ีทาปฏิกิริยาเคมีกนั พอดี ไดด้ งั น้ี สรุปผลการทดลอง อตั ราส่วนโดยโมลของโซเดียมฟอสเฟตต่อแบเรียมคลอไรดท์ ่ีทาปฏิกิริยาเคมีกนั พอดีเท่ากบั 2 : 3
อธิบายการเขียนสมการเคมีดว้ ยสูตรเคมีและลูกศร โดยใชป้ ฏิกิริยาเคมีจากกิจกรรม 6.1 เพอ่ื ใหน้ กั เรียนเกิดความเขา้ ใจที่ง่ายมากยง่ิ ข้ึน Na3PO4(aq) + BaCl2(aq) Ba3(PO4)2(s) + NaCl(aq) อธิบายเพิม่ เติมเกี่ยวกบั การแสดงสถานะของสารในสมการเคมี ลญั ลกั ษณ์ ย่อมาจาก ความหมาย (s) solid สถานะของแขง็ (l) liquid สถานะของเหลว (g) gas สถานะแก๊ส (aq) aqueous สารลายท่ีมีน้าเป็นตวั ทาละลาย
การเขียนสมการเคมีที่สมบูรณ์ อะตอมของแต่ละธาตุในสารต้งั ตน้ และผลิตภณั ฑต์ อ้ งมีจานวน เท่ากนั ซ่ึงทาไดโ้ ดยการดุลสมการเคมี โดยนาตวั เลขท่ีเหมาะสมซ่ึงเรียกวา่ เลขสมั ประสิทธ์ิ มาเติม หนา้ สูตรของสารต้งั ตน้ และผลิตภณั ฑ์ โดยไม่มีการเปลี่ยนสูตรเคมีของสารต้งั ตน้ และผลิตภณั ฑ์ ใชส้ มการเคมีจากกิจกรรม 6.1 ในการอธิบายเกี่ยวกบั การดุลสมการเคมี Na3PO4(aq) + BaCl2(aq) Ba3(PO4)2(s) + NaCl(aq) 2Na3PO4(aq) + 3BaCl2(aq) 1Ba3(PO4)2(s) + 6NaCl(aq) แต่เลข 1 ไม่ตอ้ งแสดงไวใ้ นสมการเคมี จึงเขียนใหม่ไดด้ งั น้ี 2Na3PO4(aq) + 3BaCl2(aq) Ba3(PO4)2(s) + 6NaCl(aq)
2Na3PO4(aq) + 3BaCl2(aq) Ba3(PO4)2(s) + 6NaCl(aq) จะเห็นไดว้ า่ อตั ราส่วนโดยโมลของโซเดียมฟอสเฟตท่ีทาปฎิกิริยากบั แบเรียมคลอไรดไ์ ด้ แบเรียมฟอสเฟตและโซเดียมคลอไรดเ์ ท่ากบั 2 : 3 : 1 : 6 อตั ราส่วนโดยโมลของสารในสมการเคมี ท่ีดุลแลว้ น้ี เรียกวา่ อตั ราส่วนโดยโมล
หลกั การดุลสมการ 1. นบั จานวนอะตอมของธาตุแต่ละชนิด 2. ดุลจานวนอะตอมของธาตุที่ทางดา้ นซา้ ยและขวาของสมการยงั ไม่เท่ากนั โดยเร่ิมจากธาตุท่ี มีอยใู่ นสารเพียงหน่ึงชนิดในแต่ละขา้ งของสมการเคมีก่อน ซ่ึงโดยทวั่ ไปอะตอม H และ O จะ ดุลเป็นลาดบั สุดทา้ ย 3.ดุลจานวนอะตอมของธาตุอ่ืนๆ จนกระทงั่ ทุกอะตอมของธาตุทางดา้ นซา้ ยและขวาของ สมการเท่ากนั โดยหลีกเล่ียงการเปล่ียนเลขสมั ประสิทธ์ิหนา้ สารท่ีมีอะตอมธาตุที่ดุลแลว้ 4. นิยมทาเลขสมั ประสิทธ์ิที่เป็นเศษส่วนใหเ้ ป็นจานวนเตม็ โดยคูณเลขสมั ประสิทธ์ิทุกตวั ดว้ ย ตวั คูณที่นอ้ ยท่ีสุด
ตวั อยา่ ง โซเดียมไฮดรอกไซด์ + กรดฟอสฟอริก โซเดียมฟอสเฟต + น้า ข้นั ท่ี 1 เขียนสมการเคมี แลว้ นบั จานวนอะตอมของธาตุแต่ละชนิด NaOH (aq) + H3PO4 (aq) Na3PO4 (aq) + H2O (l) Na 1 อะตอม Na 3 อะตอม O 1 อะตอม O 4 อะตอม O 4 อะตอม O 1 อะตอม H 1 อะตอม H 3 อะตอม H 2 อะตอม P 1 อะตอม P 1 อะตอม
ข้นั ที่ 2 ดุลจานวนอะตอมของธาตุท่ีมีอยใู่ นสารเพบี งหน่ึงชนิดในแต่ละขา้ งของสมการและ ดุลอะตอมของธาตุอื่นๆ 3NaOH (aq) + H3PO4 (aq) Na3PO4 (aq) + H2O (l) Na 3 อะตอม Na 3 อะตอม O 3 อะตอม O 4 อะตอม O 4 อะตอม O 1 อะตอม H 3 อะตอม H 3 อะตอม H 2 อะตอม P 1 อะตอม P 1 อะตอม
ข้นั ท่ี 3 ดุลจานวนอะตอมของธาตุอื่น ๆ Na3PO4 (aq) + 3H2O (l) 3NaOH (aq) + H3PO4 (aq) Na 3 อะตอม Na 3 อะตอม O 4 อะตอม O 3 อะตอม O 3 อะตอม O 4 อะตอม H 3 อะตอม H 3 อะตอม H 6 อะตอม P 1 อะตอม P 1 อะตอม
ตวั เร่งปฎิกิริยา (catalyst) คือ สารท่ีทาใหป้ ฎิกิริยาเคมีเกิดเร็วข้ึน แต่ไม่ไดเ้ ป็นส่วนหน่ึงของ ผลิตภณั ฑ์ เม่ือปฎิกิริยาสิ้นสุดแลว้ จะไดต้ วั เร่งปฎิกิริยากลบั คืนมา เช่น เอน็ ไซม์ โลหะบางชนิด สัญลกั ษณ์ ความหมาย ∆ heat มีการใหค้ วามร้อนแก่สารต้งั ตน้ โดยไม่ระบุอุณหภูมิ มีการกาหนดอุณหภูมิ ในที่น้ีแสดงวา่ ทาปฎิกิริยาที่อุณหภูมิ 80 องศาเซลเซียล 80 OC มีการกาหนดความดนั ในที่น้ีแสดงวา่ ทาปฎิกิริยาที่อุณหภูมิ 10 บรรยากาศ 10 atm Catalys มีการใชต้ วั เร่งปฎิกิริยา ซ่ึงถา้ เป็นการระบุชื่อสาร แสดงวา่ ใชส้ ารน้นั เป็นตวั เร่งปฎิกิริยา Pt เช่น โลหะแพลทินมั เป็นตวั เร่งปฎิกิริยา hv มีการใหแ้ สงแก่สารต้งั ตน้
สมการเคมีท่ีดุลแลว้ อะตอมของแต่ละธาตุในสารต้งั ตน้ และผลิตภณั ฑม์ ีจานวนเท่ากนั นกั เรียนคิดวา่ มวลของสารต้งั ตน้ และผลิตภณั ฑม์ ีความสมั พนั ธ์กนั หรือไม่ อยา่ งไร เพ่ือนาเขา้ สู่การคานวณมวลรวมของสารก่อนทาปฏิกิริยาเคมีและมวลรวมของสารหลงั เกิดปฏิกิริยาเคมี 2Na (s) + Cl2 (g) 2NaCl (s)
2Na (s) + Cl2 (g) 2NaCl (s) มวลของ Na 2 mol = 2 mol Na x 22.99 ������ Na 1 ������������������ Na = 45.98 g Na มวลของ Cl2 1 mol = 1 mol Cl2 x 710���.9���0������������������CCl2l2 = 70.90g Cl2 มวลของ NaCl 2 mol = 2 mol NaCl x 58.44 ������ NaCl 1 ������������������ NaCl = 116.88 g Cl2
เขียนแสดงความสมั พนั ธ์ระหวา่ งโมลและมวลของสารต่าง ๆ ไดด้ งั น้ี 2Na (s) + Cl2 (g) 2NaCl (s) โมล 2 mol + 1 mol 2 mol มวล 45.98 g + 70.90 g 116.88 g มวลรวม สารต้งั ตน้ 116.88 g ผลิตภณั ฑ์ 116.88 g จะเห็นไดว้ า่ มวลรวมของสารกอนเกิดปฎิกิริยาเคมีเท่ากบั มวลรวมของสาร หลงั เกิดปฎิกิริยาเคมี ซ่ึงเป็นไปตามกฎทรงมวล
3. การคานวณปริมาณสารในปฏิกริ ิยาเคมี ปริมาณสัมพนั ธ์ คือ ความสัมพนั ธร์ ะหวา่ งปริมาณสารต้งั ตน้ ท่ีใชไ้ ปและปริมาณ ผลิตภณั ฑท์ ี่เกิดข้ึนในปฏิกิริยาเคมีซ่ึงพจิ ารณาไดจ้ ากเลขสมั ประสิทธ์ิในสมการเคมี ยกตวั อย่ำง ปฏิกิริยาระหวา่ งโลหะโซเดียมกบั แก๊สคลอรีน 2Na(s) + Cl2(g) 2NaCl(s) อตั ราส่วนโดยโมล เท่ากบั 2 : 1 : 2
นามาใชใ้ นการคานวณปริมาณสารต่างๆ ในสมการเคมีได้ เช่น 2Al(s) + 3Br2(l) 2AlBr3(s) ถา้ ตอ้ งการอลูมิเนียมโบรไมด์ (AlBr3) 0.6 โมล จะตอ้ งใชโ้ บรมีน (Br2) ก่ีโมล อตั ราส่วนของ Br2 : AlBr3 = 3 : 2 ซ่ึงเขียนเป็นแฟกเตอร์เปล่ียนหน่วยท่ีตอ้ งการใชไ้ ดด้ งั น้ี โมลของ 23������������������������������ ���A��� BlBr2r3 23������������������������������ ���A��� BlBr2r3 Br2 = 0.6 mol AlBr3 x = 0.9 mol Br2
โมลและหน่วยอ่ืนๆที่สมั พนั ธ์กบั โมล โมลโมเลกลุ โมลอะตอม จานวนอะตอม โมล จานวนโมเลกลุ มวล(กรัม) ปริมาตรที่ STP(gas)
3.1 การคานวณปริมาณสารทเี่ กย่ี วข้องกบั มวล มวลของสารมีความสมั พนั ธ์กบั จานวณโมล จึงสามารถเชื่อมโยงความสมั พนธ์ ระหวา่ งจานวณโมลของสารในสมการเคมีกบั มวลของสารได้ เช่น 2KI(aq) + Pb(NO3)2(aq) PbI2 + 2KNO3(aq) ถา้ เลด (II) ไนเทรต (Pb(NO3)2) ทาปฏิกิริยาพอดีกบั โพแทสเซียมไอโอไดด์ (KI) 0.400 โมล จะมี (PbI2) ก่ีกรัม ข้ันที่ 1 พิจารณาสมการเคมีวา่ ดุลแลว้ หรือไม่ 2KI(aq) + Pb(NO3)2(aq) PbI2 + 2KNO3(aq)
ข้ันท่ี 2 ระบุแฟกเตอร์เปลี่ยนหน่วยท่ีจะใช้ 1 1 ������������������ ������������������2 (จากสสมการเคมี KI : ������������������2 = 2 : 1) 2KI(aq) + Pb(NO3)2(aq) PbI2 + 2KNO3(aq) 2 ������������������ ������������ 2 461.00 ������ ������������������2 (จากมวลต่อโมลของ ������������������2 = 461.00 g/mol) 1 ������������������ ������������������2 ข้ันท่ี 3 คานวณมวลของ ������������������2 12 โมลของ PbI2 = 0.400 mol KI x 1 ������������������ ������������������2 x 461.00 ������ ������������������2 1 ������������������ ������������������2 2 ������������������ ������������ = 92.2 g PbI2
3.2 การคานวณปริมาณสารทเี่ กย่ี วข้องกบั ความเข้มข้น ใช้ความเขม้ ขน้ ของสารละลายในปฏิกิริยาเคมี โดยส่วนมากในวิชาเคมีนิยมใช้ หน่วยโมลาร์หรือโมลต่อลิตร เน่ืองจากมีความสมั พนั ธ์กบั จานวณโมลโดยตรง จึงสามารถ เชื่อมโยงความสัมพนั ธ์ระหว่างจานวนโมลของสารในสมการเคมีกบั หน่วยความเขม้ ขน้ ของสารละลายได้
สารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์ (NaOH) ปริมาตร 50.0 มิลลิลิตร ทาปฏิกิริยาพอดี กบั สารละลายกรดซลั ฟิ วริก (H2SO4) เขม้ ขน้ 0.200 โมลต่อลิตร ปริมาตร 12.4 มิลลิลิตร สารละลายโซเดียมไฮดรอกไซดม์ ีความเขม้ ขน้ กี่โมลต่อลิตร ปฏิกิริยาเคมีท่ีเกิดข้ึนเป็นดงั น้ี H2SO4(aq) + NaOH(aq) Na2SO4(aq) + H2O(l)
1.พิจารณาสมการเคมีวา่ ดุลแลว้ หรือไม่ ซ่ึงโจทยย์ งั ไม่ดุล ทาการดุล H2SO4(aq) + 2NaOH(aq) Na2SO4(aq) + 2H2O(l) 2.ระบุแฟกเตอร์เปล่ียนหน่วยที่จะใช้ 2.1 1 L H2SO4 และ 0.200 mol H2SO4 (จาก 1 L = 1000 mL และ ความเขม้ ขน้ ของ Na2SO4 1000 mL H2SO4 1 L H2SO4 = 0.200 mol/L) 2.2 2 mol NaOH (จากสมการเคมี อตั ราส่วนโดยโมลของ Na2SO4 : NaOH = 1:2 ) 1 mol H2SO4 2.3 1 และ 1000 mLNaOH (จากปริมาตรของ NaOH = 50.0 mL 50 mL NaOH 1 L NaOH และ 1 L = 1000 mL)
3.คานวณความเขม้ ขน้ ของ NaOH 1 23 โจทยก์ าหนด = 12.4 mL Na SO24 x 1 L H2SO4 x 0.200 mol H2SO4 x 2 mol NaOH x 1 x 1000 mLNaOH 1 L H2SO4 1 mol H2SO4 50 mL NaOH 1 L NaOH 1000 mL H2SO4 = 9.92 x 10-2 mol NaOH/L NaOH ดงั น้นั สารละลายโซเดียมไฮดรอกไซดเ์ ขม้ ขน้ 9.92 x 10-2 โมลต่อลิตร
3.3 การคานวณปริมาณสารทเ่ี กย่ี วข้องกบั ปริมาตรของแก๊ส ในหวั ขอ้ น้ีจะเป็นการคานวณปริมาตรของแก๊สที่เกี่ยวขอ้ งในปฏิกิริยาเคมี โดยใช้ ความสมั พนั ธ์ระหวา่ งโมลกบั ปริมาตรของแก๊สท่ี STP ก๊าซทุกชนิด 1 โมล มี 22.4 ลูกบาศกเ์ ซนติเมตรที่ STP คือที่อุณหภูมิและ ความดนั มาตรฐาน ( ท่ี 0 องศาเซลเซียส 1 บรรยากาศ หรือ 273 เคลวิน) ยกตัวอย่าง C(s) + 2H2(g) CH4(g) ที่ STP ถา้ ใชแ้ ก๊สไฮโดรเจน 13.44 ลิตร จะทาปฏิกิริยาพอดีกบั ถ่านก่ีกรัม
วธิ ีทา 1.พจิ ารณาสมการเคมีวา่ ดุลแลว้ หรือไม่ ซ่ึงโจทยด์ ุลแลว้ 2.ระบุแฟกเตอร์เปลี่ยนหน่วยท่ีจะใช้ 2.1 1 mol H2 (จากแก๊ส 1 mol มีปริมาตร 22.4 L ที่ STP) 22.4 L H2 1 mol C (จากสมการเคมี 2.2 2 mol อตั ราส่วนโดยโมลของ C : H2 = 1 : 2) H2 2.3 12.01 ������ ������ และ 1000 mLNaOH (จากมวลต่อโมลของ C = 12..01 g/mol ) 1 mol C 1 L NaOH 3.คานวณมวลของ C x x xมวลของ C = 13.44 L H2 1 mol H2 1 mol C 12.01 ������ ������ 22.4 L H2 2 mol H2 1 mol C = 3.60 g C
ปฏกิ ริ ิยาเคมขี องแก๊ส สารประกอบหน่ึง ๆ เกิดจากการรวมตวั กนั ของธาตุต้งั แต่สองชนิดข้ึนไป และมีอตั ราส่วนโดยมวลของธาตุที่เป็นองคป์ ระกอบคงที่เสมอ
ถา้ นาแก๊สสองชนิดมาทาปฏิกิริยากนั อตั ราส่วนโดยปริมาตรระหวา่ งแก๊สท้งั สองที่ทา ปฏิกิริยาพอดีกนั จะเป็นอยา่ งไร ศึกษาไดจ้ ากกิจกรรม 6.2 จุดประสงค์การทดลอง 1. ทดลองปฏิกิริยาเคมีระหวา่ งแก๊สออกซิเจนและแก๊สไนโตรเจนมอนอกไซด์ 2. หาอตั ราส่วนโดยปริมาตรของแก๊สออกซิเจนต่อแก๊สไนโตรเจนมอนอกไซดท์ ่ี ทา ปฏิกิริยาพอดีกนั
วสั ดุ อปุ กรณ์ และสำรเคมี สารเคมี 1. ทองแดง (Cu) ชิ้นเลก็ ๆ 2. สารละลายกรดไนทริก (HNO3) 6 mol/L 3. โพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนต (KMnO4) วสั ดุและอุปกรณ์ 1. หลอดทดลองขนาดใหญ่ 2. จุกยางที่เสียบหลอดนา แกส๊ พร้อมสายพลาสติกสา หรับปิ ดหลอดทดลองขนาดใหญ่ 3. หลอดทดลองขนาดกลาง (ท่ีมีขนาดเท่ากนั ) 4. ตะเกียงแอลกอฮอลพ์ ร้อมท่ีก้นั ลม 5. กระบอกตวงขนาด 100 mL 6. อ่างนา้ํ ขนาดเส้นผา่ นศูนยก์ ลางประมาณ 30cm และสูงประมาณ 12 cm 7. ขาต้งั พร้อมท่ีจบั หลอดทดลอง 8. แผน่ กระจก สา หรับปิ ดปากกระบอกตวง 9. ธูปหรือกา้ นไมข้ ีด สา หรับทดสอบแกส๊
ผลจำกำรทดลอง ตำรำงบนั ทกึ ผลกำรทดลอง อตั ราส่วนโดยปริมาตรของแก๊สท่ีทา ปฏิกิริยาพอดีกนั คานวณไดด้ งั น้ี ปริมาตรของ O2 1 หลอด = 20.00 mL ปริมาตรของ NO 1 หลอด = 20.00 mL มี O2 เหลือ = 10.00 mL ดงั น้นั ปริมาตรของ O2 ที่ใชไ้ ป 20.00 mL – 10.00 mL = 10.00 mL อตั ราส่วนโดยปริมาตรของแกส๊ O2 : NO ที่ทา ปฏิกิริยาพอดีกนั = 10.00 : 20.00 =1:2
ความคลาดเคลื่อนในการทดลองอาจเกิดจากขนาดของหลอดทดลองไม่เท่ากนั การเกบ็ แก๊สไม่เตม็ หลอดเน่ืองจาก O2 ละลายนา้ํ ไดเ้ ลก็ นอ้ ย หรือขณะถ่ายแก๊สเขา้ กระบอกตวงอาจมีแกส๊ บางส่วนออกไป นอกกระบอกตวง อภิปรายผลการทดลอง 1. เม่ือผสม O2 กบั NO จะมีแกส๊ สีนา้ํ ตาลแดงของ NO2 เกิดข้ึน จากน้นั ระดบั น้าในกระบอกตวงสูงข้ึน อยา่ งรวดเร็ว ในขณะท่ีแกส๊ สีน้าตาลแดงคอ่ ย ๆ จางหายไป เน่ืองจาก NO2 ละลายในน้าจึงทาใหค้ วามดนั ของแกส๊ ในกระบอกตวงลดลง น้าจากภายนอกจะเขา้ ไปแทนที่ทาใหร้ ะดบั น้าในกระบอกตวงสูงข้ึนอยา่ งรวดเร็วและในท่ีสุด ระดบั น้าในกระบอกตวงจะคงที่แต่ไม่เตม็ กระบอก แสดงวา่ ยงั มีแก๊สเหลืออยู่ 2. เม่ือทดสอบแก๊สที่เหลือดว้ ยธูปที่ติดไฟเหลือเป็นถา่ นแดงพบวา่ มีเปลวไฟเกิดข้ึนแสดงวา่ คือ O2 เน่ืองจากเป็นแกส๊ ท่ีช่วยใหไ้ ฟติด สรุปผลการทดลอง อตั ราส่วนโดยปริมาตรของ O2 และ NO ที่ทา ปฏิกิริยาพอดีกนั เท่ากบั 1 : 2
ตวั อยา่ งผลการทดลองจากกิจกรรม 6.2 1. O2 และ NO เป็นแก๊สไม่มีสี 2. เม่ือผา่ น NO เขา้ ไปรวมกบั O2 ในกระบอกตวงพบวา่ ระดบั น้าบนกระบอกตวงลดลงมีแก๊ส สีน้าตาลแดงเกิดข้ึน แลว้ ระดบั น้าจะสูงข้ึนอยา่ งรวดเร็วพร้อมกบั แก๊สสีน้าตาลแดง จางหายไป เม่ือระดบั น้าในกระบอกตวงไม่เปล่ียนแปลงอีกแลว้ อ่านปริมาตรของแก๊สท่ีเหลือ ในกระบอกตวงไดผ้ ลดงั ตาราง 3. การทดสอบแก๊สที่เหลือพบวา่ ธูปที่ติดไฟเหลือเป็นถ่านแดงมีเปลวไฟเกิดข้ึน
กฎของเกย์ – ลูสแซก (Gay-Lussac’s) ที่อุณหภูมิและความดนั คงที่ ปริมาตรของสารต้งั ตน้ และผลิตภณั ฑท์ ่ีเป็นแก๊ส สามารถแสดงดว้ ยอตั ราส่วนของตวั เลขจานวนเตม็ ท่ีมีคา่ นอ้ ย เช่น O2(g) + 2NO(g) 2NO2(g) O2 1 หน่วยปริมาตร NO 2 หน่วยปริมาตร NO2 2 หน่วยปริมาตร O2 1 L NO 2 L NO2 2 L อตั ราส่วนโดยปริมาตรเท่ากบั 1 : 2 : 2 กฎของเกย์ – ลูสแซกจะพิจารณาเฉพาะสารท่ีมีสถานะเป็นแก๊สเท่าน้นั
สมมติฐานของอาโวกาโดร ที่อุณหภูมิและความดนั คงที่ แก๊สใด ๆ ท่ีมีปริมาตรเท่ากนั จะมจี าํ นวนโมเลกลุ เท่ากนั เช่น H2(g) + Cl2(g) 2HCl(g) H2 1 หน่วยปริมาตร Cl21 หน่วยปริมาตร HCl 2 หน่วยปริมาตร H2 1 โมเลกลุ Cl21 โมเลกลุ HCl 2 โมเลกลุ H2 1 โมล Cl2 1 โมล HCl 2 โมล
สรุปความรู้เกยี่ วกบั กฎของเกย์–ลูสแซกและสมมตฐิ านของอาโวกาโดร 1. เมื่อวดั ปริมาตรของแก๊สภายใตอ้ ุณหภูมิและความดนั คงท่ี แก๊สจะทาปฏิกิริยากนั พอดีดว้ ย อตั ราส่วนโดยปริมาตรคงท่ี 2. อตั ราส่วนโดยปริมาตรของแก๊สท่ีทา ปฏิกิริยากนั พอดีและท่ีไดจ้ ากปฏิกิริยา ณ อุณหภูมิ และความดนั เดียวกนั จะเป็นเลขจา นวนเตม็ ลงตวั นอ้ ย ๆ 3. แก๊สท่ีมีปริมาตรเท่ากนั เมื่อวดั ท่ีอุณหภูมิและความดนั เดียวกนั จะมีจา นวนอนุภาคเท่ากนั
ตวั อย่างการนามาคานวณ แก๊สไนโตรเจน (N2) 30 มิลลิลิตร ที่ STP ทาปฏิกิริยาพอดีกบั แก๊สไฮโดรเจน (H2) 90 มิลลิลิตร ไดแ้ ก๊ส ชนิดหน่ึงปริมาตร 60 มิลลิลิตร จงหาสูตรโมเลกลุ ของแกส๊ ท่ีเกิดข้ึน วธิ ีทา กาหนดสูตรโมเลกลุ NxHy เขียนสมการเคมีไดด้ งั น้ี N2(g) + H2(g) NxHy(g) ปริมาตรของแกส๊ (mL) 30 90 60 หาอตั ราส่วนอยา่ งต่า 30/30 = 1.0 90/30 = 3.0 60/30 = 2.0 อตั ราส่วนโดยปริมาตรเท่ากบั อตั ราส่วนโดยโมล เขียนสมการไดด้ งั น้ี N2(g) + 3H2(g) 2NxHy(g) สูตรโมเลกลุ ของแกส๊ ชนิดน้ีคือ NH3
3.4 การคานวณปริมาณสารในปฏิกริ ิยาเคมีหลายข้นั ตอน ปฏิกิริยาเคมีบางชนิดอาจมีหลายข้นั ตอน จึงมีสมการเคมีท่ีเก่ียวขอ้ งหลายสมการ ตวั อยา่ งปฏิกิริยาเคมีของการถลุงโลหะสังกะสี 2C(s) + O2(g) 2CO(g) .….(1) ZnO(s) + CO(g) Zn(s) +CO2(g) .….(2) รวมสมการเคมีท้งั สองทาไดโ้ ดยทาจานวนโมลของสารท่ีเป็นตวั ร่วมของท้งั สองสมการใหเ้ ท่ากนั แลว้ นาไปหกั ลา้ งกนั ดงั น้ี สมการ (2) x 2 ; 2ZnO(s) + 2CO(g) 2Zn(s) + 2CO2(g) ….(3) สมการ (1) + (3) ; 2C(s) + O2(g) + 2ZnO(s) + 2CO(g) 2CO(g) + 2Zn(s) + 2CO2(g) 2C(s) + O2(g) + 2ZnO(s) 2Zn(s) + 2CO2(g) …..(4) ถา้ ทราบปริมาณของสารใดสารหน่ึงในสมการหน่ึง จะสามารถหาปริมาณของสารในอีกสมการหน่ึงได้
Search
