 |
ความคิดเห็นที่ 1 |
ปริมาตรก๊าซในปฏิกิริยาเคมี
ก๊าซมีสมบัติฟุ้งกระจายและมีมวลน้อยมาก การวัดมวลโดยตรงทำได้ยากจึงนิยมวัดในหน่วยปริมาตร
ซึ่งสามารถอธิบายโดยใช้กฎดังต่อไปนี้
1. กฎของเกย์ลุสแซก
ในปี พ.ศ. 2531 โซเซฟ-ลุย-เก-ลูซัก
ได้ทดลองวัดปริมาตรของก๊าซที่ทำปฏิกิริยาพอดีกันและปริมาตรของก๊าซที่ได้จากปฏิกิริยาณ อุณหภมิและความดันเดียวกัน แล้วสรุปเป็นกฎการรวมปริมาตรของก๊าซว่า "ในปฏิกิริยาเคมีที่เป็นก๊าซ อัตราส่วนโดยปริมาตรของก๊าซที่ทำปฏิกิริยาพอดีกันและปริมาตรของก๊าซที่เกิดจากปฏิกิริยาที่อุณหภูมิและความดันเดียวกัน จะเป็นเลขจำนวนเต็มลงตัวน้อย ๆ"
2. กฎอาโวกาโดร
ในปี พ.ศ. 2354 อาเมเดโอ อาโวกาโดร ได้ศึกษากฎของเกย์-ลูสแซกและอธิบายว่าการที่อัตราส่วนโดยปริมาตรของก๊าซที่เข้าทำปฎิกิริยาและที่ได้จากปฏิกิริยาเป็นเลขจำนวนเต็มน้อยๆคงเป็นเพราะปริมาตรของก๊าซมีความสัมพันธ์กับจำนวนอนุภาคที่รวมตัวกันเป็นสารประกอบ อาโวกาโดรจึงเสนอสมสุติฐานว่า"ที่อุณหภูมิและความดันเดียวกัน ก๊าซทุกชนิดที่มีปริมาตรเท่ากันจะมีจำนวนโมเลกุลเท่ากัน"เช่น ปฏิกิริยาระหว่างก๊าซไฮโดรเจนกับก๊าซออกซิเจนจนเกิดเป็นไอน้ำ
ไฮโดรเจน + ออกซิเจน -------> ไอน้ำ
2 cm3 1 cm3 2 cm3
2n โมเลกุล n โมเลกุล 2n โมเลกุล
2 โมเลกุล 1 โมเลกุล 2 โมเลกุล
หรือ 1 โมเลกุล 1/2 โมเลกุล 1 โมเลกุล
หรือ 2 อะตอม 1 อะตอม 2 อะตอม
หมายเหตุ
อัตราส่วนโดยปริมาตรของก๊าซต่าง ๆ ในปฏิกิริยาจะเท่ากับอัตราส่วนโดยโมลของก๊าซต่าง ๆ
ในปฏิกิริยาเดียวกันนั้น เช่น
N2(g) + 3H2(g) ------> 2NH3(g)
อัตราส่วนโดยปริมาตร N2 : H2 : NH3 = 1 : 3 : 2
อัตราส่วนโดยโมล N2 : H2 : NH3 = 1 : 3 : 2
การหาสูตรเอมพิรีคัล
สูตรเอมพิริคัล เป็นสูตรที่แสดงอัตราส่วนอย่างต่ำของธาตุองค์ประกอบ เช่น ไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์มีสูตรโมเลกุลเป็น H2O2 อัตราส่วนอย่างต่ำของจำนวนอะตอม H : O เท่ากับ 1 : 1 สูตรเอมพิริคัลจึงเป็น HO กลูโคสมีสูตรโมเลกุลเป็น C6H12O6 อัตราส่วนอย่างต่ำของจำนวนอะตอม C : H : O เท่ากับ 1 : 2 : 1 สูตรเอมพิริคัลจึงเป็น CH2O
การหาสูตรเอมพิริคัล มีหลักดังนี้
1. ต้องทราบว่าสารที่จะหาสูตรเอมพิริคัลประกอบด้วยธาตุใดบ้าง
2. ต้องทราบมวลอะตอมของแต่ละธาตุในสารที่จะหาสูตรเอาพิริคัล
3. ต้องทราบมวลของแต่ละธาตุในสารที่จะหาสูตร
4. ให้ข้อมูลจากข้อ 1, 2 และ 3 หาอัตราส่วนโดยโมล ด้วยการนำมวลของแต่ละธาตุหารด้วยมวลอะตอมของมันมาเข้าอัตราส่วน
5. สำหรับการปัดจุดทศนิยมของตัวเลขในการหาอัตราส่วนโดยโมล โดยทำตัวเลขใดตัวเลขหนึ่ง ให้เป็น 1 แล้วจึงปัดจุดทศนิยมด้วยวิธีปัด 0.1 - 0.2 ทิ้ง ถ้าเป็น 0.8 - 0.9 ปัดขึ้นอีก 1 ถ้าเป็น 0.0 - 0.7
ปัดไม่ได้ต้องหาตัวเลขที่ต่ำที่สุดมาคูณตัวเลขของอัตราส่วนโดยโมลให้มีค่าใกล้กับที่จะปัดจุดทศนิยมได้ แล้วปัดจุดทศนิยมตัวเลขให้เป็นจำนวนเต็ม อนึ่งการปัดจุดทศนิยม ถ้าตัวเลขปัดจุดทศนิยมไม่ได้
ตัวเลขทุกตัวของอัตราส่วนโดยโมลนั้นก็จะไม่ปัดจุดทศนิยม หาตัวเลข มาคูณให้ได้ตัวเลขที่จะปัดจุดทศนิยมได้อัตราส่วนโดยโมลที่เป็นจำนวนเต็มได้สูตรเอมพิริคัล
การหาสูตรโมเลกุลของสารทั่วไป
สูตรโมเลกุลเป็นสูตรที่แสดงจำนวนอะตอมของธาตุองค์ประกอบที่มีอยู่ใน 1 โมเลกุลของสาร เช่น
ไฮโดรเจนมีสูตรโมเลกุลเป็น H2 แสดงว่า 1 โมเลกุลประกอบด้วยไฮโดรเจน 2 อะตอม ไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์มีสูตรโมเลกุลเป็น H2O2 แสดงว่า
1 โมเลกุลประกอบด้วยไฮโดรเจนและออกซิเจนธาตุละ 2 อะตอม
การหาสูตรโมเลกุลของสารทั่วไป มีหลักดังนี้
1. ต้องทราบสูตรเอมพิริคัล
2. ต้องทราบมวลโมเลกุลโดยโจทย์กำหนดมาให้ทางตรงหรือทางอ้อมก็ได้
3. นำข้อมูลที่ได้จากข้อ 1, 2 หาค่า n โดยใช้สูตร
(มวลของสูตรเอมพิริคัล) x n = มวลโมเลกุล
n = เลขเป็นจำนวนเต็มบวก เช่น 1, 2, 3
การปัดจุดทศนิยมของค่า n ตั้งแต่ 0.5 ขึ้นไป ให้ปัดขึ้นอีกหนึ่ง แต่ถ้าต่ำกว่า 0.5 ก็ปัดทิ้งไป เช่น 3.6
ก็ให้ปัดจุดทศนิยมเป็น4.0 และ 2.2 ปัดจุดทศนิยมเป็น 2.0
การหาสูตรโมเลกุลของก๊าซ และการหาร้อยละโดยมวลของธาตุจากสูตรเคมี
การหาสูตรโมเลกุลของก๊าซ มีหลักการดังนี้
1. สารทุกชนิดที่เกี่ยวข้องในปฏิกิริยาเป็นก๊าซหมด และสารที่จะหาสูตรโมเลกุลจะต้องเป็นก๊าซหรือไอเท่านั้น
2. สมมติสูตรโมเลกุลของก๊าซที่จะหาสูตรโดยทราบว่าประกอบด้วยธาตุใดบ้าง
3. ต้องทราบปริมาตรของก๊าซต่าง ๆ ที่เกี่ยวข้องกันในปฏิกิริยา และปริมาตรของก๊าซต้องวัดที่อุณหภูมิและความดันเดียวกัน
4. หาอัตราส่วนโดยปริมาตรก๊าซต่าง ๆ เป็นอย่างต่ำ
5. เปลี่ยนอัตราส่วนโดยปริมาตรของก๊าซเป็นอัตราส่วนโดยโมล โดยใช้กฎอาโวกาโดร
6. เขียนสมการของปฏิกิริยาเคมีตามโจทย์บอก แล้วเข้าสมการพีชคณิตของจำนวนอะตอมทั้งหมด ทางซ้ายและทางขวาของแต่ละธาตุให้เท่ากัน จะได้สมการพีชคณิตหลายสมการที่มีตัวแปรหลายตัว
จากนั้นก็คำนวณหาสูตรโมเลกุลของก๊าซได้
การหาร้อยละโดยมวลของธาตุจากสูตรเคมี
ความสัมพันธ์ระหว่างปริมาณของสารในสมการเคมี
สำหรับปฏิกิริยาที่เป็นก๊าซล้วน ๆ สามารถใช้สัมประสิทธิ์ของก๊าซต่าง ๆ ในสมการ มาอ่านเป็นปริมาตรได้ แต่ต้องที่อุณหภูมิและความดันเดียวกัน
N2(g) + 3H2(g) ------> 2NH3(g) ที่อุณหภูมิ และความดันเดียวกัน
ปริมาตร (หน่วยปริมาตร) 1 3 2
การคำนวณเกี่ยวกับสมการเคมี มีหลักทั่วไปดังนี้
1. ต้องทราบสมการของปฏิกิริยาเคมีพร้อมดุล
2. พิจารณาเฉพาะสารที่โจทย์ถาม และกำหนดให้
3.แล้วนำสิ่งที่โจทย์กำหนดให้มาคิดคำนวณหาสิ่งที่ต้องการจากสมการได้โดยการเทียบบัญญัติไตรยางค์ ด้วยการใช้ความรู้เรื่องโมลหรืออาจจะคำนวณด้วยวิธีหนึ่งโดยนำจำนวนโมลของสารที่โจทย์ถามและโจทย์กำหนดให้มาเทียบอัตราส่วนกันจะเท่ากับจำนวนโมลที่เป็นสัมประสิทธิ์ของสารที่โจทย์ถามและโจทย์กำหนดให้ตามสมการ
สารกำหนดปริมาณ (Limiting Reagent) และร้อยละของผลได้ของสารผลิตภัณฑ์
สารกำหนดปริมาณ (Limiting Reagent)
สารที่เข้าทำปฏิกิริยามีปริมาณไม่พอดีกัน ปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นจะสิ้นสุดเมื่อสารใดสารหนึ่งหมดสาร
ที่หมดก่อนจะเป็นตัวกำหนดปริมาณของผลิตภัณฑ์ของสารผลิตภัณฑ์ที่เกิดขึ้นเรียกว่าสารกำหนดปริมาณ (Limiting Reagent)
สารกำหนดปริมาณในการเกิดปฏิกิริยาเป็นการคำนวณสารจากสมการของปฏิกิริยาที่โจทย์บอกข้อมูลเกี่ยวกับสารตั้งต้นมาให้มากกว่าหนึ่งชนิด ลักษณะโจทย์มี 2 แบบ คือ
1. โจทย์บอกข้อมูลของสารตั้งต้นมาให้มากกว่าหนึ่งชนิด แต่ไม่บอกข้อมูลเกี่ยวกับสารผลิตภัณฑ์
ในการคำนวณต้องพิจารณาว่าสารใดถูกใช้ทำปฏิกิริยาหมด แล้วจึงใช้สารนั้นเป็นหลักในการคำนวณสิ่งที่ต้องการจากสมการได้
2. โจทย์บอกข้อมูลของสารตั้งต้นมาให้มากกว่าหนึ่งชนิด และบอกข้อมูลของสารผลิตภัณฑ์ชนิด
ใดชนิดหนึ่งมาให้ด้วย
ในการคำนวณให้ใช้ข้อมูลจากสารผลิตภัณฑ์เป็นเกณฑ์ในการเทียบหาสิ่งที่ต้องการจากสมการเคมี
ร้อยละของผลได้ของสารผลิตภัณฑ์
ในการคำนวณหาปริมาณของผลิตภัณฑ์จากสมการเคมีนั้น ค่าที่ได้เรียกว่า ผลได้ตามทฤษฎี
(Theoretical yield) แต่ในทางปฏิบัติจะได้ผลิตภัณฑ์น้อยกว่าตามทฤษฎี แต่จะได้มากหรือน้อยแค่ไหน ก็ขึ้นอยู่กับวิธีการและสารเคมีที่ใช้ เรียกผลที่ได้ว่านี้ ผลได้จริง (Actual yield)
สำหรับการรายงานผล การทดลองนั้น จะเปรียบเทียบค่าที่ได้ตามทฤษฎีในรูปร้อยละ
| จากคุณ |
:
jk (jkpanu) 
|
| เขียนเมื่อ |
:
5 พ.ย. 52 22:07:49
|
|
|
|
|
