ตัวอย่างebook

บทท่ี 4 | โมลและสตู รเคมี เคมี เล่ม 2 2 4. อธบิ ายความหมายของโมลและเลขอาโวกาโดร 5. ค�ำ นวณมวลโมเลกลุ และมวลสูตร 6. อธบิ ายความสมั พนั ธ์ของโมล มวล จ�ำ นวนอนภุ าค และปรมิ าตรของแก๊สท่ี STP 7. คำ�นวณปริมาณสารจากความสมั พันธ์ของโมล มวล จ�ำ นวนอนุภาค และปริมาตรของ แกส๊ ที่ STP 8. ค�ำ นวณอัตราส่วนโดยมวลของธาตอุ งคป์ ระกอบของสารประกอบตามกฎสัดส่วนคงท่ี 9. อธิบายความหมายของสูตรอย่างงา่ ยและสูตรโมเลกุลของสาร 10. คำ�นวณมวลเป็นรอ้ ยละของธาตุองค์ประกอบ 11. ค�ำ นวณสตู รอย่างงา่ ยจากอัตราส่วนโดยโมลของธาตุองค์ประกอบ 12. ค�ำ นวณสูตรโมเลกลุ ของสารจากสตู รอย่างงา่ ยและมวลโมเลกุลของสาร ตรวจสอบความรกู้ อ่ นเรยี น ใสเ่ ครอ่ื งหมาย หนา้ ขอ้ ความทถ่ี กู ตอ้ ง และเครอ่ื งหมาย หนา้ ขอ้ ความทไ่ี มถ่ กู ตอ้ ง ....... 1. อะตอมของธาตุประกอบด้วยอนุภาคที่สำ�คัญ 3 ชนิดคือ โปรตอน นิวตรอน และ อเิ ล็กตรอน ....... 2. อิเลก็ ตรอนมีมวลมากกวา่ โปรตอนประมาณ 1800 เทา่ ....... 3. โปรตอนและนิวตรอนมมี วลใกลเ้ คยี งกัน ....... 4. 4 He เปน็ สัญลักษณน์ วิ เคลยี ร์ของธาตฮุ เี ลียม 2 ....... 5. ไอโซโทป หมายถงึ ธาตุชนดิ เดียวกนั ท่ีมจี �ำ นวนโปรตอนไม่เทา่ กนั ....... 6. เมทานอลมสี ตู รเคมเี ปน็ CH3OH เปน็ สารประกอบไอออนิก ....... 7. แคลเซยี มคลอไรด์ (CaCl2) เปน็ สารโคเวเลนต์ ....... 8. เอทานอล (CH3CH2OH) 1 โมเลกลุ มจี �ำ นวนธาตอุ งคป์ ระกอบเทา่ กบั ไดเมทลิ อเี ทอร์ ( CH3OCH3) 1 โมเลกุล ....... 9. เอทานอลมีความหนาแน่น 0.789 กรัมต่อมิลลิลิตร ถ้าต้องการเปลี่ยนหน่วยเป็น กโิ ลกรมั ต่อลติ รต้องใชแ้ ฟกเตอรเ์ ปล่ียนหน่วย 1 kg และ 1000 mL 1000 g 1L .......10. สารประกอบไอออนกิ ไมม่ สี ตู รโมเลกลุ เนอ่ื งจากมโี ครงสรา้ งตอ่ เนอ่ื งกนั ไปเปน็ สามมติ ิ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

เคมี เลม่ 2 บทท่ี 4 | โมลและสูตรเคมี 7 ตาราง 4.1 มวลอะตอมของไอโซโทป ปรมิ าณรอ้ ยละของไอโซโทป และมวลอะตอมเฉลย่ี ของธาตบุ างชนดิ ไอโซโทป มวลอะตอมของ ปรมิ าณร้อยละ มวลอะตอมเฉลย่ี * ไอโซโทป ที่พบในธรรมชาติ 14N 15N 14.0031 99.632 14.007 15.0001 0.368 16O 17O 15.9949 99.757 15.999 18O 16.9991 0.038 17.9992 0.205 20Ne 21Ne 19.9924 90.480 20.179 22Ne 20.9938 0.270 21.9914 9.250 35Cl 37Cl 34.9689 75.780 35.452 36.9659 24.220 หมายเหตุ *มวลอะตอมเฉลีย่ นยิ มเรยี กสัน้ ๆ ว่า มวลอะตอม สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

เคมี เล่ม 2 บทท่ี 5 | สารละลาย 79 ตาราง 5.2 ความเข้มขน้ และจุดหลอมเหลวของสารบางชนิด สาร ความเขม้ ขน้ (mol/kg) จุดหลอมเหลว (oC) เบนซนี - 5.49 สารละลายกรดเบนโซอกิ 1 0.42 2 -4.65 ในเบนซีน 1 0.42 สารละลายฟอสฟอรัส 2 -4.65 ในเบนซนี ชวนคดิ จากตาราง 5.2 จดุ หลอมเหลวของสารละลายในแตล่ ะหวั ขอ้ ตอ่ ไปนแ้ี ตกตา่ งกนั หรอื ไม่ อย่างไร 1. สารละลายกรดเบนโซอิกในเบนซีนทม่ี คี วามเข้มขน้ แตกต่างกนั 2. สารละลายฟอสฟอรสั ในเบนซนี ที่มคี วามเข้มข้นแตกต่างกนั 3. สารละลายกรดเบนโซอกิ ในเบนซนี กบั สารละลายฟอสฟอรสั ในเบนซนี ทม่ี คี วามเขม้ ขน้ เท่ากนั และมีความเข้มขน้ แตกต่างกนั จากกิจกรรม 5.2 และ 5.3 ทำ�ให้ทราบว่า จุดเดือดของสารละลายจะสูงกว่าจุดเดือดของ สารบริสุทธิ์ท่ีเป็นตัวทำ�ละลายของสารละลายน้ันซ่ึงต่อไปจะเรียกว่า ตัวทำ�ละลายบริสุทธิ์ ส่วน จุดหลอมเหลวหรือจุดเยือกแข็งของสารละลายจะต่ำ�กว่าจุดหลอมเหลวหรือจุดเยือกแข็งของ ตวั ทำ�ละลายบรสิ ทุ ธ์ิ จากข้อมูลในตาราง 5.1 และ 5.2 พบว่า สารละลายที่มีตัวทำ�ละลายชนิดเดียวกัน ถ้ามีความ เขม้ ขน้ เปน็ โมแลลหรอื โมลตอ่ กโิ ลกรมั เทา่ กนั จะมจี ดุ เดอื ดและจดุ หลอมเหลวเทา่ กนั แตถ่ า้ มคี วามเขม้ ขน้ แตกต่างกัน จะมีจุดเดือดและจุดหลอมเหลวไม่เท่ากัน โดยไม่ขึ้นกับชนิดของตัวละลาย แต่ขึ้นกับ ชนิดของตวั ท�ำ ละลาย ซงึ่ เปน็ สมบัตเิ ฉพาะของสารละลายทเ่ี รยี กวา่ สมบัติคอลลิเกทฟี (colligative property) สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

บทที่ 5 | สารละลาย เคมี เล่ม 2 84 แบบฝกึ หัด 5.3 1. กำ�หนดให้จุดเดือดของคาร์บอนไดซัลไฟด์ (CS2) เท่ากับ 46.00 องศาเซลเซียส และมี คา่ คงทขี่ องการเพมิ่ ขนึ้ ของจดุ เดอื ด (Kb) เทา่ กบั 2.42 องศาเซลเซยี สตอ่ โมแลล จงค�ำ นวณ ความเข้มข้นเป็นโมแลลของสารละลายซัลเฟอร์ในคาร์บอนไดซัลไฟด์ เม่ือสารละลายมี จดุ เดอื ดเทา่ กบั 46.72 องศาเซลเซียส 2. ค�ำ นวณจุดเยอื กแขง็ ของสารละลายตอ่ ไปนี้ 2.1 สารละลายฟอสฟอรสั (P4) 2.42 กรมั ในเบนซนี 190 กรมั 2.2 สารละลายยเู รีย (CH4N2O) ในนำ�้ เขม้ ขน้ 1.50 โมแลล 2.3 สารละลายแนฟทาลนี (C10H8) 1.00 กรมั ในไซโคลเฮกเซน (C₆H12) 25.0 กรมั 2.4 สารละลายกรดเบนโซอิก (C7H6O2) 0.00250 โมล ในนำ้� 200 กรมั 3. คำ�นวณมวลของเอทิลีนไกลคอล (C₂H₆O₂) ในหนว่ ยเป็นกรมั ทต่ี ้องเติมลงในนำ้�ปริมาตร 1 ลติ ร เพือ่ ท�ำ ใหส้ ารละลายมีจุดเยือกแข็ง -30.00 องศาเซลเซยี ส 4. สารตวั อยา่ งชนดิ หนง่ึ จ�ำ นวน 20.0 กรมั ละลายในโทลอู นี จ�ำ นวน 500 กรมั วดั จดุ เยอื กแขง็ ของสารละลายได้ -96.37 องศาเซลเซียส สารตวั อย่างมมี วลตอ่ โมลเทา่ ใด สรุปเน้ือหาภายในบทเรยี น สารที่พบในชีวิตประจำ�วันจำ�นวนมากอยู่ในรูปของสารละลาย ซึ่งประกอบด้วย ตวั ท�ำ ละลายและตวั ละลาย การบอกปรมิ าณของสารในสารละลาย สามารถบอกเปน็ ความเขม้ ขน้ ในหนว่ ยของรอ้ ยละ สว่ นในลา้ นสว่ น สว่ นในพนั ลา้ นสว่ น โมลารติ ี โมแลลติ ี และเศษสว่ นโมล การเตรียมสารละลายให้มีความเข้มข้นและปริมาตรของสารละลายตามที่กำ�หนด ท�ำ ได้โดยการละลายสารบรสิ ทุ ธ์ทิ ีเ่ ปน็ ตวั ละลายในตวั ท�ำ ละลาย หรือนำ�สารละลายทเ่ี ขม้ ข้น มาเจอื จางดว้ ยตวั ท�ำ ละลาย โดยปรมิ าณของสารทใ่ี ชข้ น้ึ อยกู่ บั ความเขม้ ขน้ และปรมิ าตรของ สารละลายทต่ี อ้ งการ สารละลายมจี ดุ เดอื ดและจดุ เยอื กแขง็ แตกตา่ งไปจากสารบรสิ ทุ ธท์ิ เ่ี ปน็ ตวั ท�ำ ละลายใน สารละลายนน้ั โดยสมบตั ทิ เ่ี ปลี่ยนแปลงไปข้นึ อยู่กับชนิดของตัวทำ�ละลาย และปรมิ าณของ ตวั ละลายในตวั ทำ�ละลาย ซ่งึ เปน็ สมบัตคิ อลลิเกทฟี สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

เคมี เล่ม 2 บทที่ 6 | ปริมาณสมั พันธ์ 107 3. ดลุ สมการเคมแี ละเติมขอ้ มูลลงในตารางต่อไปนใี้ หส้ มบรู ณ์ ขอ้ สารตง้ั ตน้ ผลิตภณั ฑ์ อื่น ๆ* สมการเคมี C(s) CO₂(g) ความรอ้ น 3.1 H₂O₂(aq) MnO₂ H₂O(l) + O₂(g) O₂(g) 3.2 ZnS(s) Δ ZnO(s) + SO₂(g) 3.3 PbO(s) ความรอ้ น Pb(NO₃)₂(s) O₂(g) NO₂(g) 3.4 O₂(g) 3.5 แสง CO₂(g) + H₂O(l) C₆H₁₂O₆(s) + O₂(g) หมายเหตุ * อนื่ ๆ หมายถงึ ปจั จยั ในการเกดิ ปฏกิ ริ ยิ าเคมี เชน่ ความรอ้ น แสง ตวั เรง่ ปฏกิ ริ ยิ า 4. ดลุ สมการเคมี และระบอุ ตั ราสว่ นโดยโมลของสารในปฏิกิรยิ าเคมตี อ่ ไปนี้ 4.1 Al(s) + H₂O(l) Al(OH)₃(s) + H₂(g) 4.2 BaF₂(aq) + K₃PO₄(aq) Ba₃(PO₄)₂(s) + KF(aq) 4.3 NaOH(aq) + NO₂(g) + O₂(g) NaNO₃(aq) + H₂O(l) 5. ซลิ เวอรค์ ลอไรดม์ โี ลหะเงนิ เปน็ องคป์ ระกอบรอ้ ยละ 75.24 โดยมวล น�ำ โลหะเงนิ จ�ำ นวน 10.00 กรัม มาทำ�ปฏิกิริยาในภาชนะปิดที่มีแก๊สคลอรีน เมื่อปฏิกิริยาสิ้นสุดพบว่าเกิด ซลิ เวอรค์ ลอไรดจ์ �ำ นวน 6.45 กรมั เหลอื โลหะเงนิ 5.15 กรมั และไมม่ แี กส๊ คลอรนี เหลอื อยู่ ในระบบ ในตอนเร่ิมตน้ ปฏิกิริยามแี ก๊สคลอรนี อยูใ่ นระบบก่กี รัม สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

บทท่ี 6 | ปริมาณสัมพันธ์ เคมี เล่ม 2 132 FeCl₃(aq) + 3NaOH(aq) Fe(OH)₃(s) + 3NaCl(aq) + จำ�นวนโมล 1 mol + 106.88 g + มวล + – + 3 mol/L + ความเข้มขน้ + จำ�นวนอนภุ าค 6.02 × 10²³ + formula unit แบบฝกึ หดั 6.4 1. ที่อุณหภูมิและความดันเดียวกัน เม่ือนำ�แก๊สไฮโดรเจน 100 มิลลิลิตร ทำ�ปฏิกิริยากับ แก๊สออกซิเจน 85 มลิ ลลิ ิตร ได้ไอน้�ำ ไอน�้ำ ท่เี กิดขน้ึ และแกส๊ ออกซิเจนทเ่ี หลอื มปี รมิ าตร กี่มลิ ลลิ ิตร 2. จากปฏิกิรยิ าตอ่ ไปน้ี CH₄(g) + 2O₂(g) CO₂(g) + 2H₂O(g) ถา้ อากาศมีแกส๊ ออกซเิ จนอยรู่ ้อยละ 21 โดยปรมิ าตร จะตอ้ งใช้แก๊สมีเทน (CH₄) ก่ีลิตร จงึ จะท�ำ ปฏกิ ริ ิยาพอดีกับอากาศปรมิ าตร 30.0 ลติ ร สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

เคมี เล่ม 2 บทที่ 6 | ปรมิ าณสมั พนั ธ์ 133 3. การสังเคราะหด์ ้วยแสงของพืช เกิดปฏกิ ิรยิ าเคมดี งั นี้ 6CO₂(g) + 6H₂O(l) hν C₆H₁₂O₆(s) + 6O₂(g) กลูโคส พชื ตอ้ งใชแ้ กส๊ คารบ์ อนไดออกไซดก์ ล่ี ติ ร ท่ี STP จงึ จะสามารถสงั เคราะหก์ ลโู คสได้ 36.0 กรมั 4. แก๊ส A เป็นออกไซด์ของฟลูออรีน เมื่อนำ�แก๊ส A ปริมาตร 150 มิลลิลิตร มา สลายตวั จนหมดด้วยพลังงาน จะไดแ้ ก๊สออกซเิ จน 75 มิลลิลติ ร และแกส๊ ฟลูออรนี 150 มลิ ลิลติ ร โดยวัดทอ่ี ุณหภมู ิและความดนั เดียวกัน จงหาสูตรโมเลกุลของแก๊ส A 6.3.4 การคำ�นวณปริมาณสารในปฏิกิริยาเคมีหลายขนั้ ตอน ปฏกิ ริ ิยาเคมีบางชนดิ อาจมหี ลายข้ันตอน จงึ มสี มการเคมีที่เกยี่ วข้องหลายสมการ เช่น การ ถลงุ โลหะสงั กะสี ทำ�ได้โดยน�ำ ซงิ คอ์ อกไซดแ์ ละผงคารบ์ อนไปเผาทีอ่ ณุ หภูมิประมาณ 1120 องศา- เซลเซยี ส ปฏกิ ริ ยิ าท่เี กดิ ขึ้นมี 2 ข้ันตอน เขียนสมการเคมีไดด้ ังน้ี 2C(s) + O₂(g) 2CO(g) .....(1) ZnO(s) + CO(g) Zn(s) + CO₂(g) .....(2) จะเหน็ ว่าสมการ (1) และ (2) มีความเกี่ยวขอ้ งกัน โดยมสี ารที่เปน็ ตัวร่วมของท้ังสองสมการ ในทน่ี ้คี อื CO ซง่ึ อยดู่ า้ นตรงขา้ มกัน ถ้าตอ้ งการรวมสมการเคมีทงั้ สองทำ�ไดโ้ ดยท�ำ จำ�นวนโมลของ สารทีเ่ ป็นตัวร่วมของท้ังสองสมการใหเ้ ท่ากนั แลว้ น�ำ ไปหกั ลา้ งกัน ดังนี้ สมการ (2) × 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) จากความสมั พนั ธข์ องทงั้ สองสมการดงั กล่าว ถ้าทราบปรมิ าณของสารใดสารหน่ึงในสมการ หนึง่ จะสามารถหาปรมิ าณของสารในอกี สมการหน่ึงได้ดังตัวอยา่ ง สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี