บทที่ 4 โมลและสูตรเคมี

Copper carbonate Table 1 : Elemental Composition of CuCO3 by Mass Sample Cu % C% O% Source Natural 51.35 9.74 38.91 Sample Synthetic 51.35 9.74 38.91 Sample สารตัวนี้พบในธรรมชาติใน รปู มาลาไคต์ (malachite)

กฎสดั สว่ นคงที่ (Law of definite proportion)” อัตราส่วนโดยมวลของ ธาตุทเ่ี ป็นองค์ประกอบ ธาตุ A + ธาตุ B สาร C นน้ั จะมีคา่ คงท่ีเสมอ ไมว่ ่าจะเตรียม สารประกอบน้นั ด้วย วิธีการใด ๆ กต็ าม + รวมกนั พอดี + + (A มากเกินพอ) + + (B มากเกินพอ) + + รวมกันพอดี

“กฎทรงมวล (Law of mass conservation)” 16 g 2×32 g 44 g 2×18 g 80 g มวลก่อนทา = มวลหลงั ทา 80 g (ปฏกิ ริ ยิ า) (ปฏกิ ริ ยิ า)

ตวั อยา่ ง นาโซเดียมซลั เฟต (Na2So4) 142 กรัม มาทาปฏกิ ิริยากบั แบเรียมคลอไรด์ (BaCl2) 208 กรัม เกดิ โซเดยี มคลอไรด์ (NaCl) 117 กรมั ถา้ การทดลองนี้เป็นไปตามกฏทรงมวลปฏิกิรยิ า ดังกลา่ วจะเกดิ แบเรียมซลั เฟต (BaSo4) กีก่ รมั ? BaCl2(aq) + Na2SO4(aq) → BaSO4(s) + 2NaCl (aq) วิธีทา 142 กรมั 208 กรัม ? 117 กรัม มวลก่อนทา = มวลหลงั ทา 142 g + 208 g = X g + 117 g == 350 g = X g + 117 g 350 – 117 g = 233 g ดังนั้น X ตอบ จะเกดิ แบเรียมซัลเฟตเทา่ กับ 233 กรมั

ใบงาน เร่ือง กฎส่วนคงที่ และกฎทรงมวล 59

การคานวณร้อยละโดยมวลของธาตุ • ถา้ ต้องการทราบว่า “1 โมลของสาร มีธาตอุ งคป์ ระกอบแตล่ ะชนิด อยรู่ อ้ ยละเท่าใด ?” • สามารถคานวณโดยใช้ความสมั พันธ์ ดังน้ี รอ้ ยละโดยมวลของธาตุ A ในสารประกอบ = มวลของ A ใน 1 โมล x 100 มวลของสารประกอบ 60

“ 1 โมลของสาร มธี าตอุ งค์ประกอบแตล่ ะ ชนิดอยู่รอ้ ยละเท่าใด ? ” 50 g 61

“ 1 โมลของสาร มธี าตอุ งค์ประกอบแต่ละ ชนิดอยู่ร้อยละเทา่ ใด ? ” จะหา มอี ยู่ร้อยละเท่าใด มีอยรู่ อ้ ยละเท่าใด 50 g 62

“ 1 โมลของสาร มธี าตุองคป์ ระกอบแตล่ ะ เอาจานวน × มวลของมนั ชนิดอยู่ร้อยละเทา่ ใด ? ” จะหา มอี ยู่ร้อยละเท่าใด × 100 50 g มอี ยรู่ ้อยละเทา่ ใด × 100 63

ใบงาน เร่อื ง รอ้ ยละโดยมวล ของธาตุ 64

สตู รเคมี 3 ประเภท สูตรโครงสรา้ ง (structural formula 1. สตู รอย่างงา่ ย (empirical formula) ▪ สูตรซ่ึงบอกรายละเอยี ดวา่ อะตอมต่าง ๆ ใน โมเลกลุ จบั กันอย่างไรหรอื เกิดพันธะอยา่ งไร 2. สูตรโมเลกลุ เชน่ โครงสร้างของมเี ทน CH4 (molecular formula) 3. สตู รโครงสรา้ ง (structural formula)

สูตรอยา่ งงา่ ยและสูตรโมเลกลุ สูตรโมเลกลุ = (สตู รเอมพริ คิ ลั )n สูตรเอมพริ คิ ัลหรือสูตรอย่างง่าย เม่ือ n = 1, 2, 3, …. (empirical formula) สูตรโมเลกลุ (molecular formula) • *สูตรท่บี อกถึงอตั ราสว่ นของ • *บอกถงึ จานวนอะตอมท่ีแท้จรงิ อะตอมของธาตตุ ่าง ๆ ในสตู ร ในโมเลกุลนั้น • เช่น NaCl และ Na2CO3 • เชน่ H2O เป็นสตู รโมเลกุล 1:1 2:1:3 เพราะ น้า 1 โมเลกุล • สูตรอยา่ งงา่ ยหาได้จากการทดลอง • ประกอบด้วย H 2 อะตอม และ O 1 อะตอม

สตู รเอมพริ คิ ัลหรอื สูตรอย่างง่าย เชน่ กรณีสูตรเอมพริ คิ ัลของ กรดอะซติ กิ (C2H4O2) คือ CH2O CH2O → C + 2H + O อตั ราส่วนจานวนอะตอม C : H : O = 1 : 2 : 1 อัตราส่วนจานวนโมลอะตอม C : H : O = 1 : 2 : 1 สตู รเอมพริ ิคัลของ เอทานอล คอื C2H6O C2H6O → 2C + 6H + O อตั ราสว่ นจานวนอะตอม C : H : O = 2 : 6 : 1 อัตราส่วนจานวนโมลอะตอม C : H : O = 2 : 6 : 1 67

การหาสตู รอยา่ งง่ายและสูตรโมเลกุล การทาอัตราสว่ นของจานวนโมลอะตอมให้เป็น เลขลงตัวอยา่ งตา่ ทาไดด้ งั น้ี -------------------------------------------- 1. ต้องทราบว่าสารประกอบนน้ั มีธาตอุ ะไรบา้ ง ? 1. นาเลขจานวนโมลอะตอมของธาตทุ นี่ อ้ ยทส่ี ดุ 2. ธาตแุ ต่ละชนิดมีมวลเป็นเทา่ ใด ไปหารตลอด 3. คานวณจานวนโมลของธาตุแต่ละชนิด 2. ถา้ หารแลว้ ไดเ้ ป็นจานวนเตม็ หรอื เลขลงตวั ไดส้ ูตรเอมพิรคิ ัล  (นามวลหารดว้ ยมวลอะตอมของธาตนุ ั้นๆ n = M.gW.) 3. ในกรณีที่ทาข้อ 2. แล้วยังได้เป็นเลขไม่ลงตัว 4. นาจานวนโมลมาเทียบอตั ราส่วนพร้อมกับ ถ้าค่าที่ได้ใกล้เคียงกับเลขจานวนเต็มมากให้ ทาให้เป็นเลขลงตัวอยา่ งต่า ปัดเป็นเลขจานวนเต็มได้ 0.1 ปัดลง 0.9 ปัดข้ึน จะไดส้ ตู รเอมพริ ิคัล แต่ถ้าปัดไม่ได้! ให้หาตัวคูณท่ีเหมาะสมคูณเข้า ไปกอ่ น แลว้ ค่อยปัด Ex. 1 : 1.3 ใช้ 3 คณู ตลอด จะได้ 3 : 3.9 = 3:4 1 : 1.2 ใช้ 5 คณู ตลอด จะได้ 5 : 6

2. การคานวณหาสูตรโมเลกุล สตู รโมเลกลุ และสูตรเอมพริ คิ ัลมีความสัมพันธก์ ันตามสมการ สูตรโมเลกลุ = (สูตรเอมพิรคิ ลั )n เม่ือ n = 1, 2, 3, …. การคานวณสตู รโมเลกุลจากสตู รเอมพริ คิ ลั มีดงั น้ี ถา้ ทราบสูตร 1. ตอ้ งคานวณหาสตู รเอมพริ ิคัลก่อน เอมพริ ิคัล 2. สมมตสิ ูตรโมเลกุล โดยใชค้ วามสมั พันธ์ จะสามารถ สูตรโมเลกุล = (สตู รเอมพริ คิ ลั )n 3. คานวณหาคา่ n โดยใชข้ อ้ มูลจากมวลโมเลกลุ คือ นาไปคานวณ มวลโมเลกุล = ผลบวกของมวลอะตอมของธาตทุ งั้ หมดรวมกนั สูตรโมเลกลุ ได้ เม่อื ไดค้ า่ n จะไดส้ ตู รโมเลกลุ

ตวั อยา่ ง หนา้ ที่ 9 สารประกอบชนิดหน่ึงจานวน 20.882 g ประกอบดว้ ย Na 6.072 g ,S 8.474 g และ O 6.336 g สตู รเอมพริ คิ ัลของสารประกอบน้ีเป็นอย่างไร ? ธาตุ Na มวลอะตอม 23 S มวลอะตอม 32 O มวลอะตอม 16 มวล โมล หารดว้ ย เลขท่นี อ้ ย ทสี่ ุด ทาใหเ้ ป็น เลขจานวน เต็ม สตู รเอมพริ ิคัล คอื

ใบงาน เร่อื ง สตู รอย่างงา่ ยและ สูตรโมเลกุล 72