chemistry edit

154
บทที่ 1 สารและการเปลี ่ยนแปลง 1. การศึกษาสมบัติของสาร สมบัติบางประการสังเกตไดจากลักษณะภายนอก เชน สถานะ สี กลิ ่นและเนื ้อสาร แตสมบัติบางประการตองทํ การทดลองจึงจะสังเกตได เชน ความเปนกรด-เบส ความสามารถในการละลาย จุดหลอมเหลว จุดเดือด และความ สามารถในการนํ าไฟฟา สมบัติของสารที ่ไดจากการศึกษาโดยวิธีการตางๆ นักเคมีสามารถนํ าไปใชในการจัดจํ าแนกสาร เปนหมวดหมู โดยใชเกณฑที ่เหมาะสม และใชในการทํ านายชนิดของสารที่นํ ามาศึกษาได ตัวอยาง ของผสมชนิดหนึ ่งอยู ในสถานะของแข็ง เมื่อนํ ามาเติมนํ้ าปรากฏวาไดสารละลายสีเขียวอมฟา และมีของแข็งสีขาว เหลืออยู เมื ่อเติมสารละลายแอมโมเนียเขมขนลงไปอีก จะไดสารละลายสีนํ าเงินและไมมีตะกอนเหลืออยู กํ าหนดขอมูลของสารดังนี สาร สี การละลายในนํ ปฏิกิริยากับสารละลาย NH 3 เขมขน AgCl CuSO 4 5H 2 O NiSO 4 6H 2 O CoCl 2 6H 2 O PbCl 2 ขาว นํ้าเงิน เขียว มวงแดง ขาว ไมละลาย ละลายไดสารละลายสีฟา ละลายไดสารละลายสีเขียว ละลายไดสารละลายสีชมพู ไมละลาย สารละลายไมมีสี สารละลายสีนํ าเงิน สารละลายสีนํ าเงิน ตะกอนสีนํ าเงิน ตะกอนสีขาว ของผสมนี ้ควรจะประกอบดวยสารใดบาง 1) AgCl + NiSO 4 6H 2 O + CoCl 2 6H 2 O 2) CuSO 4 5H 2 O + NiSO 4 6H 2 O + PbCl 2 * 3) AgCl + CuSO 4 5H 2 O + NiSO 4 6H 2 O 4) AgCl + CuSO 4 5H 2 O + CoCl 2 6H 2 O + PbCl 2

Upload: choatphan-prathiptheeranan

Post on 28-Nov-2014

173 views

Category:

Documents


3 download

TRANSCRIPT

Page 1: Chemistry Edit

บทที ่1 สารและการเปล่ียนแปลง

1. การศึกษาสมบัติของสารสมบัติบางประการสังเกตไดจากลักษณะภายนอก เชน สถานะ สี กล่ินและเน้ือสาร แตสมบัติบางประการตองทํ า

การทดลองจึงจะสังเกตได เชน ความเปนกรด-เบส ความสามารถในการละลาย จุดหลอมเหลว จุดเดือด และความสามารถในการนํ าไฟฟา สมบัติของสารท่ีไดจากการศึกษาโดยวิธีการตางๆ นักเคมีสามารถน ําไปใชในการจัดจํ าแนกสารเปนหมวดหมูโดยใชเกณฑท่ีเหมาะสม และใชในการทํ านายชนิดของสารที่นํ ามาศึกษาไดตัวอยาง

ของผสมชนิดหน่ึงอยูในสถานะของแข็ง เมื่อนํ ามาเติมนํ้ าปรากฏวาไดสารละลายสีเขียวอมฟา และมีของแขง็สีขาวเหลืออยู เม่ือเติมสารละลายแอมโมเนียเขมขนลงไปอีก จะไดสารละลายสีน้ํ าเงินและไมมีตะกอนเหลืออยูกํ าหนดขอมูลของสารดังน้ี

สาร สี การละลายในน้ํ า ปฏิกิริยากับสารละลาย NH3 เขมขนAgClCuSO4 ⋅ 5H2ONiSO4 ⋅ 6H2OCoCl2 ⋅ 6H2OPbCl2

ขาวนํ้ าเงินเขียวมวงแดงขาว

ไมละลายละลายไดสารละลายสีฟาละลายไดสารละลายสีเขยีวละลายไดสารละลายสีชมพู

ไมละลาย

สารละลายไมมีสีสารละลายสีน้ํ าเงินสารละลายสีน้ํ าเงินตะกอนสีน้ํ าเงินตะกอนสีขาว

ของผสมน้ีควรจะประกอบดวยสารใดบาง1) AgCl + NiSO4 ⋅ 6H2O + CoCl2 ⋅ 6H2O 2) CuSO4 ⋅ 5H2O + NiSO4 ⋅ 6H2O + PbCl2

* 3) AgCl + CuSO4 ⋅ 5H2O + NiSO4 ⋅ 6H2O 4) AgCl + CuSO4 ⋅ 5H2O + CoCl2 ⋅ 6H2O + PbCl2

1

BOBBY
Rectangle
Page 2: Chemistry Edit

2. การเปลี่ยนแปลงของสารสวนมากจะมีการเปล่ียนแปลงทางกายภาพและทางเคมีควบคูกันไปเสมอ

การเปล่ียนแปลงทางกายภาพ การเปล่ียนแปลงทางเคมี1. เปล่ียนเฉพาะรูปราง ลักษณะภายนอก 1. เปล่ียนท้ังรูปรางภายนอก และองคประกอบภายใน2. ไมมีสารใหมเกิดข้ึน 2. มีสารใหมเกิดขึ้น3. เปนการเปล่ียนแปลงช่ัวคราว ทํ าใหกลับมาเปนสภาพเดิม ไดงาย

3. เปนการเปล่ียนแปลงถาวร ทํ าใหกลับเปนสภาพเดิม โดยวิธีกลงายๆ ไมได

4. ตัวอยาง การระเหยของแอลกอฮอล การระเหิดของน้ํ าแข็งแหง

4. ตัวอยาง การลบรอยเปอนของสนิมเหล็ก การทํ าพิมพเขียว

3. การจัดจํ าแนกสารเปนหมวดหมู โดยใชเนื้อสารเปนเกณฑ

สารเนื้อเดียว สารเนื้อผสม

สาร

สารบริสุทธิ์ สารละลาย สารแขวนลอย

ธาตุ สารประกอบ

กึ่งโลหะ อโลหะโลหะ

ในการจัดสารเปนหมวดหมู ไมน ําคอลลอยดมาจัดเขาหมูดวย เพราะมีขนาดอนุภาคกํ้ าก่ึงระหวางสารแขวนลอยกับสารละลายตัวอยาง กํ าหนดสมบัติบางประการของสาร A, B, C, D, E และ F ดังน้ี

A เปนของแข็ง เม่ือใหความรอนจะสลายตัวใหแกสออกซิเจนB เปนแกสสีน้ํ าตาลแดง เม่ือละลายน้ํ าจะเปล่ียนสีกระดาษลิตมัสเปนสีแดงC เปนของเหลวขุนขาว เม่ือกรองสามารถผานกระดาษกรองไดหมด เม่ือแสงผานจะเห็นเปนลํ าแสงD เปนแกสไมมีสี เม่ือทํ าปฏิกิริยากับแกส N2 ไดแกสกล่ินฉุน เม่ือละลายน้ํ าแลวมีสมบัติเปนเบสE เปนของเหลวใส เม่ือระเหยจะไดตะกอนท่ีกนภาชนะF เปนของแข็ง มันวาว นํ าไฟฟาไดดี ใสกรด HCl เกิดแกส H2

การจัดจํ าพวกสารขอใดมีความเปนไปไดมากท่ีสุดธาตุ สารประกอบ สารละลาย สารผสม

1)*2)3)4)

EDBA

BAFD

FECB

ACDF

BOBBY
Rectangle
BOBBY
Rectangle
Page 3: Chemistry Edit

4. การตรวจสอบสารละลายและสารบริสุทธิ์1. เม่ือนํ าไประเหยจนแหงสารเน้ือเดียวท่ีเปนของเหลว ∆

→ มีของแข็งเหลืออยู สรุปวาเปนสารละลายสารเน้ือเดียวท่ีเปนของเหลว ∆

→ ระเหยไปหมด สรุปไมได2. อุณหภูมิขณะเดือดของของเหลวอุณหภูมิขณะเดือดของสารบริสุทธ์ิจะคงท่ี สวนอุณหภูมิขณะเดือดของสารละลายจะไมคงท่ี

ตัวอยาง1. นํ าของเหลว A, B และ C มาทดสอบไดผลดังน้ี

ของเหลว ลักษณะ การทดสอบและผลAB

ใสสีมวง มีกล่ินใสสีน้ํ าตาล มีกล่ิน

กล่ันไดของเหลวสีเดิม แตถาปดฝาครอบภาชนะไวนานๆจะพบเกล็ดสีมวงท่ีฝาซ่ึงละลายใน CCl4 ไดสารละลายสีมวง

C ใสสีมวง ไมมีกล่ิน กล่ันไดของเหลวไมมีสี ไมมีกล่ิน ของแข็งท่ีเหลือในขวดกล่ันมีสีมวง

ขอสรุปในขอใดถูกตองสมเหตุสมผล1) A เปนสารบริสุทธ์ิ สวน B และ C เปนสารละลายซ่ึงมีตัวถูกละลายชนิดเดียวกัน2) A เปนสารบริสุทธ์ิ สวน B และ C เปนสารละลายซ่ึงมีตัวถูกละลายตางชนิดกัน

* 3) A และ B เปนสารละลายท่ีมีตัวถูกละลายชนิดเดียวกัน สวน C เปนสารละลายท่ีมตัีวถูกละลาย และตัวทํ าละลายตางชนิดกับ A และ B

4) A, B และ C เปนสารละลายท่ีมีตัวถูกละลายและตัวทํ าละลายตางชนิดกันท้ังหมด2. นํ าสารละลายชุดหน่ึงซ่ึงมีรอยละของสารองคประกอบ A และ B ตางๆ กัน มาทํ าการทดลองกล่ัน เพ่ือหาจุดเดือดของสารละลายผลการทดลองเปนดังน้ีรอยละของสารองคประกอบ A

ในสารละลายรอยละของสารองคประกอบ B

ในสารละลาย อุณหภูมิท่ีสารละลายเร่ิมเดือด (°°°°C)

90705010

10305090

808895110

อาจจะสรุปไดดังน้ีก. สาร A บริสุทธ์ิควรมีจุดเดือดต่ํ ากวา 80°Cข. ท่ีอุณหภูมิต่ํ ากวา 80°C ควรมีสารองคประกอบ B อยูมากกวา 10%ค. ท่ีอุณหภูมิ 90°C ควรมีสารองคประกอบ A อยูมากกวา 70%ง. ท่ีอุณหภูมิ 90°C ควรมีสารองคประกอบ B อยูมากกวา 30%

ขอสรุปใดถูกตอง1) ก. และ ข. 2) ข. และ ค. 3) ค. และ ง. * 4) ก. และ ง.

BOBBY
Rectangle
Page 4: Chemistry Edit

5. เปรียบเทียบสารละลาย, คอลลอยด และสารแขวนลอย

เปรียบเทียบ สารละลาย คอลลอยด สารแขวนลอยตัวอยางสารลักษณะเน้ือสารขนาดของเสนผานศูนยกลางของอนุภาคการลอดผานกระดาษกรองการลอดผานถุงเซลโลเฟนปรากฏการณทินดอลล

สารละลาย CuSO4เนื้อเดียว

นอยกวา 10-7 cmไดไดไมเกิด

นมสดเนื้อเดียว

10-7 - 10-4 cmไดไมไดเกิด

นมสดผสมกรดนํ้ าสมเนื้อผสม

มากกวา 10-4 cmไมไดไมไดไมเกิด

คอลลอยดท่ีพบในชีวิตประจํ าวันมีหลายชนิด บางชนิดสามารถนํ าไปใชประโยชน เชน นํ้ ากะทิ นํ้ าสลัด นํ้ าสบูผงซักฟอก เปนตน

คอลลอยดบางชนดิมีลักษณะเหนียวหนืด เพราะอนุภาคของคอลลอยดถูกของเหลวดึงดูดไวอยางแข็งแรง เมื่อทํ าใหเย็น หรือระเหยสวนท่ีเปนของเหลวออกไปบาง จะเขมขนมากจนเกือบมีสถานะเปนของแข็ง เชน แยม กาว วุน เจลลี และแปงเปยก

ของเหลวสองชนดิท่ีไมละลายซ่ึงกันและกัน เม่ือทํ าใหเปนคอลลอยดจะไดคอลลอยด ท่ีเรียกวา อิมัลชันตัวอยาง1. ขอใดท่ียกตัวอยางสารแตละประเภทถูกตอง

ธาตุ สารประกอบ สารละลาย คอลลอยด สารแขวนลอย1)2)3)

* 4)

NeNaFeO3

S8Cl2

Fe2O3H2O

3% H2O2นํ้ าสมสายชูนํ้ าโซดาอากาศ

กาวน้ํ า ควันไฟ นํ้ ามันดีเซล นํ้ าเตาหู

นํ้ าแปง นํ้ าสบู นํ้ าสลัด นํ้ าโคลน

2. ขอใดตอไปน้ีจัดเปนคอลลอยดประเภทอิมัลชันท้ังหมด1) นม เนย หมอก * 2) นม เนย มายองเนส3) ควันบุหร่ี สเปรย หมอก 4) ควันบุหร่ี หมอก เนย

6. อิมัลซฟิายเออรเปนสารท่ีทํ าหนาท่ีเปนตัวประสานใหอนุภาคของของเหลวสองชนิดท่ีไมละลายซ่ึงกันและกันรวมกันได เชน1. สบูและผงซักฟอก ทํ าใหเกิดคอลลอยดระหวางน้ํ ากับน้ํ ามัน2. ไขแดง ทํ าใหเกิดคอลลอยดระหวางน้ํ ามันพืช นํ้ าสมสายชู และน้ํ า (นํ้ าสลัด)3. เคซีน เปนโปรตีนชนิดหน่ึงในน้ํ านม ซ่ึงประกอบดวยไขมันสัตว (ครีม) กระจายในน้ํ า4. นํ้ าดี ทํ าใหไขมัน และน้ํ ายอยรวมตัวกันไดนมสดบรรจุถุงหรือกระปองท่ีปดฉลากวา โฮโมจีไนส เกิดจากกรรมวิธโีฮโมจีไนเซชนั โดยการทํ าใหไขมนัในนํ ้านม

แตกออกเปนอนุภาคเล็กๆ ไดคอลลอยดท่ีอยูตัวข้ึน

BOBBY
Rectangle
Page 5: Chemistry Edit

7. การแยกสารเปนวิธีการทํ าสารใหบริสุทธ์ิ หรือเปนวิธีแยกสารออกจากกัน มีหลายวิธี1. การระเหยใหแหง ใชไดเฉพาะสารละลายท่ีตัวถูกละลายเปนสารระเหยยาก2. การกรอง แยกของแขง็ออกจากของเหลว โดยท่ีของแข็งตองไมละลายในของเหลว หรอืไมรวมเปนเนือ้เดยีวกัน

กับของเหลว เชน การแยกซิลเวอรคลอไรดออกจากน้ํ า3. การใชกรวยแยก แยกของเหลวท่ีไมรวมเปนเน้ือเดียวกัน เชน นํ้ ากับน้ํ ามัน การใชกรวยแยกมีประโยชนมาก

สํ าหรับสกัดดวยตัวทํ าละลาย4. การสกัดดวยตัวทํ าละลาย อาศัยสมบัติของการละลายของสารแตละชนดิ สารท่ีตองการสกัดตองละลายอยู

ในตัวทํ าละลายซอกซเลต เปนเคร่ืองมือท่ีใชตัวทํ าละลายปริมาณนอย การสกัดจะเปนลักษณะการใชตัวทํ าละลายหมุนเวียน

ผานสารท่ีตองการสกัดหลายๆ ครั้ง ตอเน่ืองกันไปจนกระท่ังสกัดสารออกมาไดเพียงพอ5. การกลั่น ใชเม่ือตัวทํ าละลายและตัวถูกละลายเดือดท่ีอุณหภูมิตางกันคอนขางมาก6. การกล่ันลํ าดับสวน คือ กระบวนการแยกสารท่ีมีจุดเดือดตางๆ กันออกเปนสวนๆ โดยการกล่ันซ้ํ าหลายๆ

ครั้งนั่นเอง สารท่ีมีจุดเดือดสูงจะควบแนนกอน และสารท่ีมีจุดเดอืดต่ํ าจะควบแนนหลังตามลํ าดบั พวกท่ีมีจุดเดือดต่ํ าท่ีสุดจะควบแนนในตอนบนสุดของคอลัมน

7. การสกัดโดยการกล่ันดวยไอน้ํ า สารท่ีตองการจะสกัดตองระเหยไดงาย จึงใชไอน้ํ าพาออกมาจากสารอ่ืนไดการสกัดดวยวิธีน้ีทํ าใหสารอินทรียท่ีมีจุดเดือดสูง กลายเปนไอออกมาท่ีอุณหภูมิต่ํ ากวาจุดเดือดของมันเอง เชน เม่ือสกัดสาร A ซ่ึงมีจุดเดือด 150°C ดวยไอน้ํ า ปรากฏวาสาร A จะกลายเปนไอออกมาไดท่ีอุณหภูมิ 95°C เพราะท่ี 95°Cความดันไอของสาร A เทากับ 120 mmHg และของไอน้ํ าเทากับ 640 mmHg เมื่อรวมความดันไอของสาร A กับน้ํ าจะเทากับ 120 + 640 = 760 mmHg ซ่ึงเทากับความดันบรรยากาศ จึงทํ าใหสาร A และน้ํ ากลายเปนไอออกมาไดท่ีอุณหภูมิ 95°C ประโยชนของการสกัดโดยการกล่ันดวยไอน้ํ า เชน การแยกน้ํ ามันหอมระเหยจากพืช

8. โครมาโทกราฟ ใชแยกสารไดและใชวิเคราะหสารไดอีกดวย

Rf = ระยะทางที่สารเคลื่อนที่ระยะทางท่ีตัวทําละลายเคล่ือนท่ี

อัตราการเคล่ือนท่ีของสารบนตัวดูดซับ ข้ึนอยูกับความสามารถในการละลายของสารน้ันในตัวทํ าละลาย และความสามารถในการถูกดูดซับของตัวดูดซับท่ีมีตอสารน้ัน

สารท่ีละลายไดดี และถูกดูดซับไดนอย สารน้ันจะเคล่ือนท่ีไดเร็วสารท่ีละลายไดนอย และถูกดูดซับไดดี สารนั้นจะเคลื่อนที่ไดชาขอดีของโครมาโทกราฟ1. แยกสารท่ีมีปริมาณนอยๆ ได2. ใชไดท้ังในแงของคุณภาพวิเคราะหและปริมาณวิเคราะห3. ใชแยกสารหลายๆ ชนิด (อาจจะมีสีหรือไมมีสีก็ได) ท่ีผสมกันอยูออกจากกันขอจํ ากัดของโครมาโทกราฟไมสามารถจะแยกสารท่ีเคล่ือนท่ีไปบนตัวดูดซับไดเทากันหรือใกลเคียงกัน

BOBBY
Rectangle
Page 6: Chemistry Edit

9. การตกผลึก โดยเลือกตัวทํ าละลายท่ีเหมาะสมไปสกัดสารท่ีตองการแลวนํ ามาตกผลึก สารท่ีมีสภาพละลายไดตางกันมากสามารถตกผลึกแยกออกจากกันไดตัวอยาง1. วิธีท่ีดีท่ีสุดในการแยกโซเดียมคลอไรดออกจากของผสมท่ีมีแมกนีเซียมคลอไรดอยูดวยคือขอใด1) ละลายในตัวทํ าละลายแลวกล่ัน 2) ระเหิดแลวหาจุดหลอมเหลว

* 3) เลือกตัวทํ าละลาย แลวตกผลึกลํ าดับสวน 4) ละลายใน Na2CO3 แลวกรอง2. สารประกอบ A, B, C และ D มีสูตรโครงสรางดังน้ี

A = CH3CH2COOH B = CH3(CH2)3CH2OHC = CH3CH2OCH3 D = CH3 CH COOCH3

OHสารท้ัง 4 ละลายอยูในตัวทํ าละลายอินทรียท่ีเหมาะสม เม่ือสกัดสารละลายผสมดังกลาวดวยสารละลาย NaHCO3หรือ NaOH ผลการสกัดสารเปนขอใด

ตัวทํ าละลายท่ีใชสกัด สารท่ีพบในช้ันสารอินทรีย สารท่ีพบในช้ันน้ํ า1)2)3)

*4)

NaOHNaOH

NaHCO3NaHCO3

DB, DB

B, C, D

A, B, CA, C

A, C, BA

3. นักเรียนกลุมหน่ึงทดลองกล่ันสารละลายเอทานอลในนํ ้าและไดบันทึกอณุหภูม ิ (°C) ในขวดกล่ัน และปริมาตรรวม(cm3) ของของเหลวท่ีกล่ันไดท่ีเวลาตางๆ แลวนํ าไปเขียนกราฟก. อุณหภูมิ

เวลา0

ข. ปริมาตร

เวลา0

ค. ปริมาตร

เวลา0

ง. อุณหภูมิ

เวลา0

จ. ปริมาตร

0 อุณหภูมิ

กราฟในขอใดเปนไปได* 1) ก. และ ข. 2) ค., ง. และ จ.

3) ข. และ ง. 4) ก., ข. และ จ.

BOBBY
Rectangle
Page 7: Chemistry Edit

4. กํ าหนดขอมูลจากการทํ าโครมาโทกราฟของสารมีสี 5 ชนิด ดังน้ี

สาร ระยะทางการเคล่ือนท่ี (cm) ของสาร ตัวทํ าละลาย

ABCDE

12.09.06.09.69.3

15.015.015.015.015.0

ถานํ าของผสมของสารท้ัง 5 ชนิด มาทํ าโครมาโทกราฟ โดยใหตัวทํ าละลายเคล่ือนท่ีไป 10 cm ผลลัพธควรเปนดังรูปในตัวเลือกขอใด

สเกล (cm)

จุดเริ่มตน0

2

4

6

8

ตัวเลือก 1) 2) * 3) 4)

5. ถาการแยกสารดวยวิธีโครมาโทกราฟโดยใชกระดาษกรองเปนตัวดูดซับ ไดผลดังน้ี

yx

จุด x = สาร A บริสุทธ์ิจุด y = สารตัวอยางประกอบดวยสาร A และสาร

ขอสรุปใดนาจะเปนไปไดก. สาร A และสาร B มีคา Rf เทากัน จึงแยกสาร A และ B ออกจากกันไมไดดวยวิธีการน้ีข. สาร B อาจเปนสารไมมีสี จึงควรตรวจสมบัติตอไปโดยผานแสงอัลตราไวโอเลตค. สาร A และสาร B เคล่ือนท่ีไปบนตัวดูดซับไดใกลเคยีงกัน จึงควรทํ าการทดลองซ้ํ าโดยเปล่ียนตัวทํ าละลาย

1) ก. 2) ข. 3) ก. และ ข. * 4) ข. และ ค.

BOBBY
Rectangle
Page 8: Chemistry Edit

6. พิจารณากราฟแสดงการละลายของสาร A และ B

20 40 60 80 100 อุณหภูมิ C020406080100

การละลาย

g/100

g นํ้า A

B

!

เม่ือละลายสาร B 45 g และสาร A 60 g ในนํ้ า 100 g ท่ีอุณหภูมิ 90°C พบวา สารละลายไดหมด จากน้ันลดอุณหภูมิของสารละลายลงไปท่ี 50°C ผลการทดลองขอใดถูกตอง1) สาร A และสาร B ตกตะกอนพรอมกัน

* 2) สาร A ตกตะกอนกอนไดตะกอนประมาณ 30 g แตไมพบตะกอนสาร B3) สาร A ตกตะกอนกอนสาร B ไดตะกอนประมาณ 20 g และ 10 g ตามลํ าดับ4) ไมพบตะกอนของสารใดเลย

8. พลังงานกับการเปลี่ยนแปลงของสารระบบ คือ ส่ิงตางๆ ท่ีอยูภายในขอบเขตท่ีตองการศึกษาส่ิงแวดลอม คือ ส่ิงตางๆ ท่ีอยูนอกขอบเขตท่ีจะศึกษาภาวะของระบบ คือ ปจจัยท่ีมีผลตอสมบัติของระบบ เชน ปริมาตร อุณหภูมิ และความดันการเปล่ียนแปลงประเภทดูดความรอน เม่ือมีการเปล่ียนแปลงแลวทํ าใหอุณหภูมิของระบบลดต่ํ ากวาเดิม ระบบ

จะปรับตัวโดยดูดพลังงานความรอนจากส่ิงแวดลอมเขาไป1. พลังงานกับการเปล่ียนสถานะ

ดูดความรอน ของแข็ง ของเหลว กาซ

การระเหิด

การหลอมเหลว การกลายเปนไอ

คายความรอน ของแข็ง ของเหลว กาซ

การเกิดผลึก

การแข็งตัว การควบแนน

โดยท่ัวไปความรอนแฝงของการกลายเปนไอของสารใดสารหน่ึง จะสูงกวาความรอนแฝงของการหลอมเหลวของสารน้ัน เน่ืองจากเม่ือสารเปนไอแรงยึดเหน่ียวระหวางโมเลกุลมีนอยกวาเม่ือเปนของเหลวมาก แตเม่ือสารเปนของเหลวจะมีแรงยึดเหน่ียวระหวางโมเลกุลนอยกวาของแข็งไมมาก

BOBBY
Rectangle
Page 9: Chemistry Edit

ตัวอยาง1. พิจารณากราฟแสดงความสัมพันธระหวางอุณหภูมิกับพลังงานท่ีใหแกสาร A 1 โมล ขอสรุปใดถูกตอง

E1 E2 E3 E4

ของแข็ง

อุณหภูมิ ( C)

กาซ

ของเหลว

พลังงานความรอนท่ีให (kJ/mol)X

Y

!

1) ความรอนแฝงของการหลอมเหลวของ A มีคาเทากับ E1 - E2 kJ* 2) ของเหลว A ท่ีอุณหภูมิ Y °C ใชพลังงาน E4 - E3 kJ เพ่ือเปล่ียนสถานะกลายเปนไอท่ี Y °C

3) ของเหลว A ท่ีอุณหภูมิ Y °C เปล่ียนเปนของเหลว A ท่ีอุณหภูมิ X °C ตองคายพลังงานออกมาเทากับE2 - E3 kJ

4) ไอของสาร A เปล่ียนสถานะกลายเปนของแขง็ A ตองคายพลังงาน E4 - E2 kJ2. ปริมาณความรอนท่ีทํ าใหน้ํ าแข็งหนัก 10.9 g กลายเปนน้ํ าไดหมดท่ีอุณหภูมิ 0°C จะสามารถทํ าใหเอทานอล

(C2H5OH) ก่ีกรัม เปล่ียนจากของแข็งเปนของเหลวไดหมด ณ อุณหภูมิจุดเยือกแข็งของเอทานอล(กํ าหนดให ความรอนแฝงของการหลอมเหลวของน้ํ าและเอทานอลเทากับ 335 และ 109 J/g ตามลํ าดับ)1) 1.09 2) 3.35 * 3) 33.5 4) 109

2. พลังงานกับการละลาย ขณะท่ีเกิดการละลายมีการเปล่ียนแปลง 2 ขั้นข้ันแรก Pb(NO3)2(s) + พลังงานแลตทิซ → Pb2+(g) + 2NO3

-(g)

ขั้นสอง Pb2+(g) + 2NO3-(g) H O2 → Pb2+(aq) + 2NO3

-(aq) + พลังงานไฮเดรชัน

สมการรวม Pb(NO3)2(s) H O2 → Pb2+(aq) + 2NO3

-(aq)

สรุป 1. พลังงานแลตทิซ > พลังงานไฮเดรชัน เปนการละลายประเภทดูดความรอน2. พลังงานแลตทิซ < พลังงานไฮเดรชัน เปนการละลายประเภทคายความรอน3. พลังงานแลตทิซมากกวาพลังงานไฮเดรชันมากๆ การละลายของสารจะละลายยากหรือไมละลาย4. การละลายประเภทดูดความรอน ถาเพ่ิมอุณหภูมิการละลายจะเกิดไดดีข้ึน5. การละลายประเภทคายความรอน ถาเพ่ิมอุณหภูมิการละลายจะเกิดลดลง

BOBBY
Rectangle
Page 10: Chemistry Edit

ตัวอยาง1. ขอมูลแสดงคาพลังงานท่ีเก่ียวของกับการละลายของสาร A, B และ C เปนดังน้ี

สาร พลังงานไฮเดรชนั (kJ/mol) พลังงานแลตทิซ (kJ/mol)ABC

745590690

750550700

ถาใชสาร A, B และ C จํ านวนโมลเทากัน ละลายในน้ํ าท่ีมีปริมาตร 100 cm3 การเปรียบเทียบอุณหภูมิของแตละสารละลาย ขอใดถูกตอง1) A > B > C * 2) B > A > C3) B > C > A 4) C > A > B

2. จากกราฟแสดงปริมาณการละลายของสาร X กับอุณหภูมิเปนดังน้ี

0 20 40 60 80

40

120160

กรัมของ X ตอน้ํา 100 กรัม

อุณหภูมิ ( C)!

ขอความใดไมถูกตอง* 1) เมื่อสาร X ละลายในน้ํ า อุณหภูมิของระบบเพ่ิมข้ึน

2) เมื่อสาร X ละลายน้ํ า อุณหภูมิของระบบลดลง3) การละลายของสาร X เพิ่มขึ้นตามอุณหภูมิ4) สาร X จะละลายน้ํ าไดท่ีอุณหภูมิต่ํ ากวาศูนยองศาเซลเซียส

3. พลังงานกับปฏิกิริยาเคมีโพแทสเซียมเปอรแมงกาเนต + นํ้ าตาลทราย + นํ้ า เปนปฏิกิริยาคายความรอน12KMnO4 + C12H22O11 → 6K2CO3 + 6Mn2O3 + 6CO2 + 11H2O

แคลเซียมไฮดรอกไซด + แอมโมเนียมคลอไรด เปนปฏิกิริยาดูดความรอนCa(OH)2 + 2NH4Cl → CaCl2 + 2NH3 + 2H2O

BOBBY
Rectangle
Page 11: Chemistry Edit

ตัวอยาง1. พิจารณาขอความตอไปน้ี

ก. ตะปูเหล็กเกิดสนิม การเผาดางทับทิม การระเหยแอลกอฮอล เปนการเปล่ียนแปลงทางเคมีข. ทองเหลือง นํ้ าทะเล นํ้ าโซดา จัดเปนสารเน้ือเดียวประเภทสารละลายค. สมบัติของตัวทํ าละลายท่ีเหมาะสมในการตกผลึก คือ ตองละลายสารท่ีจะตกผลึกไดมากท่ีอุณหภูมิสูงและละลายไดนอยท่ีอุณหภูมิต่ํ า

ง. การละลายประเภทคายความรอนเกิดจากพลังงานท่ีใชแยกอนุภาคของสารออกจากกันมีปริมาณมากกวา พลังงานท่ีเกิดจากการยึดเหน่ียวระหวางอนุภาคของสารกับโมเลกุลของตัวทํ าละลาย

คํ ากลาวในขอใดถูกตอง1) ก. และ ข. 2) ค. และ ง. * 3) ข. และ ค. 4) ก. และ ง.

2. นักเรียนคนหน่ึงเตรียมสารละลายตอไปน้ีไวอยางละ 100 mL โดยแยกใสขวด 1, 2, 3, 4 และ 5 แตไมไดระบุท่ีขวดวาเปนอะไร

NaCl 1 molL-1 Na2CO3 1 molL-1

H2SO4 1 molL-1 BaCl2 0.5 molL-1

HCl 2 molL-1

สารละลายท่ี 1 ใหตะกอนสีขาวกับสารละลายท่ี 2 และ 3 แตไมทํ าปฏิกิริยากับสารละลายท่ี 4 หรือ 5 ถานํ าสารละลาย 4 และ 5 อยางละเทาๆ กัน มาผสมกันจะเกิดอะไรขึ้น

* 1) ไมเกิดปฏิกิริยา 2) เกิดฟองฟูข้ึน3) เกิดตะกอนสีขาว 4) มีปฏิกิริยาเกิดข้ึนแตมองไมเห็นการเปล่ียนแปลง

BOBBY
Rectangle
Page 12: Chemistry Edit

บทที ่2 โครงสรางอะตอม

1. จอหน ดอลตัน เปนคนแรกท่ีเสนอแนวคิดเก่ียวกับอะตอม สรุปวา1. สารประกอบดวยอนุภาคขนาดเล็ก เรียกวา อะตอม แบงแยกไมได และสรางขึน้หรือทํ าลายใหสูญหายไปไมได2. อะตอมของธาตุชนิดเดียวกัน จะมีมวลเทากัน มีสมบัติเหมือนกัน แตจะแตกตางจากอะตอมของธาตุอ่ืนๆ3. สารประกอบเกิดจากการรวมตัวของอะตอมของธาตุต้ังแตสองชนิดข้ึนไปและมอีตัราสวนการรวมตัวเปนตัวเลข อยางงายๆ

4. อะตอมของธาตุสองชนิดอาจรวมตัวกันดวยอัตราสวนตางๆ กัน เกิดเปนสารประกอบไดหลายชนิด2. ทอมสัน ทํ าการทดลองเก่ียวกับการนํ าไฟฟาของกาซในหลอดรังสีแคโทด พบวาไมวาจะใชกาซใดบรรจุในหลอดหรือใชโลหะใดเปนแคโทด จะไดรังสีท่ีประกอบดวยอนุภาคท่ีมีประจุลบ พุงมาท่ีฉากเรืองแสงเหมือนเดิม เมื่อคํ านวณหาอัตราสวนของประจุตอมวล (e/m) ของอนุภาค จะไดคาคงท่ีทุกคร้ังเทากับ 1.76 × 108 คูลอมบตอกรัม สรุปวา อะตอมทุกชนิดมีอนุภาคท่ีมีประจุลบเปนองคประกอบ เรียกวา อิเล็กตรอน

10,000 V

+-

แคโทด แอโนด

เครื่องกําเนิดไฟฟาศักยสูง

10,000 V เครื่องสูบอากาศเครื่องกําเนิดไฟฟาศักยสูง

แคโทด แอโนด ฉากเรืองแสง

รูป 2.1 หลอดรังสีแคโทด รูป 2.2 หลอดรังสีแคโทดท่ีดัดแปลงแลว

10,000 Vเครื่องกําเนิดไฟฟาศักยสูง

แคโทด แอโนด ฉากเรืองแสง

10 V

+

-

เครื่องกําเนิดไฟฟาศักยตํ่า

รูป 2.3 หลอดรังสีแคโทดท่ีมีข้ัวไฟฟาในหลอดเพ่ิมอีกสองข้ัวเพ่ือทํ าใหเกิดสนามไฟฟาตัวอยาง ในการทดลองของทอมสันเก่ียวกับหลอดรงัสีแคโทด ไดคาประจุตอมวลของอนภุาค 1.7 × 108 คูลอมบตอกรัมเม่ือใสกาซออกซิเจนในหลอดรังสีแคโทดจะไดคาประจุตอมวลเทากับก่ีคูลอมบตอกรัม1) 1.7 × 108 2) 8 × 1.7 × 108 3) 16 × 1.7 × 108 4) ไมมีขอใดถูก

BOBBY
Rectangle
Page 13: Chemistry Edit

3. โกลดชไตน ดดัแปลงหลอดรังสีแคโทด เมื่อเปลี่ยนชนิดของกาซ พบวาอนุภาคท่ีมีประจุบวกมีอัตราสวนของประจุตอมวลไมคงท่ี ถาใชกาซไฮโดรเจนจะไดอนุภาคบวกมีประจุเทากับประจุของอิเล็กตรอน จึงเรียกอนุภาคบวกวา โปรตอนตัวอยางใชรูปหลอดรังสีแคโทดและอุปกรณสรางสนามไฟฟาตอไปน้ี ในการตอบคํ าถามขอ 1-2

10,000 V ฉากเรืองแสง ข.

แอโนดฉาบสารเรืองแสงแคโทดฉาบสารเรืองแสง

ฉากเรืองแสง ก.

1 2 3

อุปกรณสรางสนามไฟฟา10 V

+

-

1. ถาเล่ือนอุปกรณสรางสนามไฟฟาไปไวในตํ าแหนงตางๆ จะมีปรากฏการณใดเกิดข้ึน1) ท่ีตํ าแหนง 1 รังสีจะเบนข้ึนดานบน2) ท่ีตํ าแหนง 2 รังสีจะคงท่ีเพราะหักลางกันไปพอดี

* 3) ท่ีตํ าแหนง 2 จะมีท้ังรังสีท่ีเบนข้ึนและเบนลง4) ท่ีตํ าแหนง 3 รังสีจะเบนลงดานลาง

2. ถาใชกาซไฮโดรเจนและดิวเทอเรียม ทํ าการทดลองเปรียบเทียบกันโดยเล่ือนอุปกรณสรางสนามไฟฟาไปไวท่ีตํ าแหนงตางๆ เชนเดิม กาซท้ังสองชนิดจะใหผลไมแตกตางกันเม่ืออุปกรณสรางสนามไฟฟาอยูท่ีตํ าแหนงใด1) ตํ าแหนง 1 2) ตํ าแหนง 23) ตํ าแหนง 1 และ 2 * 4) ตํ าแหนง 3

4. มิลลิแกน ทํ าการทดลองหาคาประจุ ของอิเล็กตรอน เทากับ 1.60 × 10-19 คลูอมบ และเม่ือนํ าไปคํ านวณหามวลของอิเล็กตรอน จะไดเทากับ 9.11 × 10-28 กรัมตัวอยาง ในการทดลองของทอมสันเก่ียวกับการนํ าไฟฟาของกาซ พบวา e/m ของอนุภาคท่ีปลอยออกมาจากแคโทดมีคาเทากับ 1.70 × 108 คูลอมบตอกรัม และจากการทดลองหาคาประจุของอนุภาคน้ีโดยมิลลิแกน พบวามีคาเทากับ1.60 × 10-19 คูลอมบ อนุภาคนี้จ ํานวน 1030 อนุภาคมีมวลเทาใด1) 1.70 × 1038 กรัม 2) 1060 กรัม3) 1.06 × 1057 กรัม * 4) 941 กรัม

5. รัทเทอรฟอรด, ไกเกอร และมารสเดน ยิงอนุภาคแอลฟาไปยังแผนทองคํ าบางๆ พบวาอนุภาคสวนใหญจะว่ิงเปนเสนตรงผานแผนทองคํ า นานๆ คร้ังจะเบนไปจากแนวเสนตรง และนอยคร้ังมากท่ีอนุภาคจะสะทอนกลับมากระทบฉากบริเวณหนาแผนทองคํ า6. เลขอะตอม คือ ตัวเลขท่ีแสดงจํ านวนโปรตอน7. เลขมวล คือ ผลรวมของจํ านวนโปรตอนและนิวตรอน8. ไอโซโทป คือ อะตอมตางๆ ของธาตุเดียวกันท่ีมีเลขมวลตางกัน เชน 11 1

213H, H และ H

9. สัญลักษณนิวเคลียร วิธีเขียน เลขอะตอมไวมุมลางซาย และเลขมวลไวมุมบนซายของสัญลักษณ เชน 3170Ga

BOBBY
Rectangle
Page 14: Chemistry Edit

10. การจัดอิเลก็ตรอนในอะตอมวิธีการท่ีใชในการหาขอมูลเก่ียวกับตํ าแหนงของอิเล็กตรอนรอบนิวเคลียส คือ การศึกษาสเปกตรัมของสารหรือ

ธาตุแสงเปนคล่ืนแมเหล็กไฟฟา แสงท่ีมองเห็นไดมีความยาวคล่ืน 400 - 700 นาโนเมตร แสงสีตางๆ ในแถบสเปกตรัมของแสง ไดแก มวง นํ้ าเงิน เขียว เหลือง สม แดง

แสงสีมวง มีความยาวคล่ืนส้ันท่ีสุด แตมีความถ่ีสูงท่ีสุด และมีพลังงานสูงสุดแสงสีแดง มีความยาวคล่ืนมากท่ีสุด แตมีความถ่ีต่ํ าท่ีสุด และมีพลังงานต่ํ าสุดมักซ พลังค สรุปวา พลังงานของคล่ืนแมเหล็กไฟฟาจะเปนสัดสวนโดยตรงกับความถ่ีของคล่ืนน้ัน

E = hυ C = λυ E = hC

λ

E = พลังงาน จูล (J)h = คาคงท่ีของพลังค มีคา 6.625 × 10-34 จูลวินาที (Js)υ = ความถ่ีของคล่ืนแมเหล็กไฟฟา (Hz)C = ความเร็วของคล่ืนแมเหล็กไฟฟาในสุญญากาศ = 3.0 ×!108 m/sλ = ความยาวคล่ืน (m) (1 นาโนเมตร เทากับ 10-9 เมตร)

พลังงาน ∝ ความถ่ี ∝ ความยาวคลื่น

1

สเปกโตสโคป เปนเคร่ืองมือสํ าหรับแยกสเปกตรัมของแสงขาว และตรวจเสนสเปกตรัมของธาตุท่ีถูกเผาการทดลองใชลวดนิโครมจุมลงในกรดไฮโดรคลอริกเขมขน (HCl) แตะสารประกอบท่ีตองการทดสอบ นํ าไปเผา

บนเปลวไฟสังเกตสีของเปลวไฟ และใชสเปกโตสโคปสังเกตสีของเสนสเปกตรัม1. สีของเปลวไฟ หรือเสนสเปกตรัม เกิดจากสวนท่ีเปนโลหะ (ion +) ในสารประกอบชนิดน้ันๆ2. ธาตุแตละชนดิ มเีสนสเปกตรมัเปนลักษณะเฉพาะตัวไมซ้ํ ากัน ลักษณะของเสนสเปกตรัมจึงเปนสมบัติเฉพาะตัว

ประการหน่ึงของธาตุ เสนสีเขียวท่ีเห็นจากแสงไฟฟลูออเรสเซนต เกิดจาก ไอปรอท11. การศึกษาเร่ืองสเปกตรัมของสารหรือของธาต ุสรุปไดวา

1. เม่ืออิเล็กตรอนไดรับพลังงาน จึงข้ึนไปอยูในระดับพลังงานท่ีสูงข้ึน ทํ าใหอะตอมไมเสถียร อิเล็กตรอนจึงคายพลังงานเทากับพลังงานท่ีไดรบัเขาไป พลังงานสวนใหญท่ีคายออกอยูในรูปของคล่ืนแมเหล็กไฟฟา ปรากฏเปนเสนสเปกตรัม

2. การเปล่ียนระดับพลังงานของอิเล็กตรอน อาจมีการเปลี่ยนขามขั้นได3. อิเล็กตรอนในระดับพลังงานต่ํ าจะอยูใกลนิวเคลียส4. ระดับพลังงานต่ํ าอยูหางกันมากกวาระดับพลังงานสูง ระดับพลังงานย่ิงสูงข้ึนจะย่ิงอยูชิดกันมากข้ึน

BOBBY
Rectangle
Page 15: Chemistry Edit

ตัวอยาง1. จากขอมูลตอไปน้ี

สาร สี สีของเปลวไฟเม่ือเผาสารKMnO4

KClNaCl

Na2Cr2O7

มวงขาวขาวสม

มวงมวงเหลืองเหลือง

ขอใดสรุปผิด1) สีของเปลวไฟ คือ สีท่ีไดจากไอออนบวก2) สีของสาร คือ สีท่ีไดจากไอออนลบ3) KCl และ NaCl ไมดูดกลืนแสงขาว

* 4) สีของ KMnO4 และสีของเปลวไฟของสารน้ี เกิดจากการเปล่ียนระดับพลังงานแบบเดียวกัน2. จากระดับพลังงานของอิเล็กตรอนในอะตอมของธาตุกํ าหนดให ∆Exy เปนผลตางของระดับพลังงานตางๆ ในอะตอม เมื่อ

x เปนระดับพลังงานต้ังตนy เปนระดับพลังงานสุดทาย

ขอใดถูกตอง1) ∆E54 < ∆E32 < ∆E43 2) ∆E32 < ∆E42 < ∆E53

* 3) ∆E54 < ∆E32 < ∆E42 4) ∆E42 < ∆E21 < ∆E413. จากการทดลองเก่ียวกับสเปกตรัมของไฮโดรเจน พบวาไดเสนสเปกตรัมท่ีมีสีตางๆ กัน 4 เสน คํ านวณคาพลังงานของแตละเสน แลวเรียงลํ าดับจากนอยไปมาก พบวา E1 < E2 < E3 < E4 ขอสรุปจากการทดลองน้ีคือก. ไฮโดรเจนอะตอมมีสถานะกระตุนไดหลายระดับข. (E2 - E1) = (E3 - E2)ค. (E2 - E1) > (E3 - E2)ง. อิเล็กตรอนท่ีว่ิงรอบนิวเคลียสเปนวงกลมอาจมีรัศมีวงโคจรตางๆ แลวแตระดับพลังงาน

ขอใดถูกตอง1) ก. และ ข. * 2) ก. และ ค.3) ข. และ ง. 4) ค. และ ง.

BOBBY
Rectangle
Page 16: Chemistry Edit

4. พิจารณาตารางคาพลังงานของเสนสเปกตรัมของไฮโดรเจน

เสนสเปกตรัม ความยาวคล่ืน (nm) การเปล่ียนแปลงระดับพลังงานของอิเล็กตรอนสีมวงสีน้ํ าเงินสีน้ํ าทะเลสีแดง

410434486656

E4 → E0E3 → E0E2 → E0E1 → E0

E0 เปนพลังงานในสถานะพ้ืนE1 เปนพลังงานในสถานะกระตุนท่ี 1E2 เปนพลังงานในสถานะกระตุนท่ี 2E3 เปนพลังงานในสถานะกระตุนท่ี 3E4 เปนพลังงานในสถานะกระตุนท่ี 4ขอใดสรุปผิด (h = 6.625 × 10-34 J/s, C = 3.0 × 108 m/s)1) อิเล็กตรอนท่ีระดับพลังงาน E0 ดูดกลืนพลังงาน 4.84 × 10-22 kJ เพ่ือไปอยูท่ีระดับพลังงาน E42) ใหพลังงาน 1.06 × 10-22 kJ แกอเิล็กตรอนท่ีระดบัพลังงาน E1 จะทํ าใหอิเล็กตรอนยายไปท่ีระดับพลังงาน E23) อิเล็กตรอนท่ีระดับพลังงาน E3 คายพลังงาน 1.55 × 10-22 kJ เพ่ือมาอยูท่ีระดับพลังงาน E1

* 4) อิเล็กตรอนท่ีระดับพลังงาน E4 คายพลังงาน 2.70 × 10-22 kJ เพ่ือมาอยูท่ีระดับพลังงาน E3

12. นีลส โบร สรางแบบจํ าลองวา อิเล็กตรอนในอะตอมว่ิงอยูรอบนิวเคลียสเปนช้ันๆ หรือเปนระดับพลังงานมีคาพลังงานเฉพาะคลายๆ กับวงโคจรของดาวเคราะหรอบดวงอาทิตย ซ่ึงแบบจํ าลองน้ีใชไดดีกับอะตอมขนาดเล็กท่ีมีอิเล็กตรอนเดียว เชน ไฮโดรเจนเทานั้น

+ -+ +

+ ++

- ---

-

- -

- -

- -

++++++ K

LMดอลตัน ทอมสัน รัทเทอรฟอรด โบร

เปรียบเทียบแบบจํ าลองอะตอมแบบตางๆ

BOBBY
Rectangle
Page 17: Chemistry Edit

13. พลังงานไอออไนเซชัน (IE) คือ พลังงานปริมาณนอยท่ีสุดท่ีทํ าใหอิเล็กตรอนหลุดออกจากอะตอมในสถานะกาซ

Ar(g) + IE1 → Ar+(g) + e-Ar+(g) + IE2 → Ar2+(g) + e-

พลังงานไอออไนเซชันลํ าดับท่ีหน่ึง ไมวาจะเปนของธาตุใดก็ตาม ลวนมคีาต่ํ าสุดเมือ่เทียบกับพลังงานไอออไนเซชันลํ าดับอ่ืนๆ ของธาตุเดียวกัน เพราะอิเล็กตรอนท่ีหลุดออกไปตัวแรกไดรับแรงดึงดูดจากนิวเคลียสนอยท่ีสุด

คาพลังงานไอออไนเซชันใชเปนเกณฑในการจัดกลุมอิเล็กตรอนไดตัวอยาง1. พลังงานไอออไนเซชันลํ าดับท่ีหน่ึงของธาตุในขอใด เพิ่มขึ้นตามลํ าดับ

* 1) Ca, Mg, Be 2) Li, Na, K3) F, Ne, Na 4) N, C, B

2. ธาตุ 40X มีคา IE1 < IE2 << IE3 < IE4 < IE5X มีจํ านวนนิวตรอนเทากับจํ านวนโปรตอน การจัดเรียงอิเล็กตรอนของ X เปนไปตามขอใด1) 2, 8, 2 * 2) 2, 8, 8, 23) 2, 8, 18, 2 4) 2, 8, 18, 10, 2

3. M เปนกาซไมมสีี ไมเกิดสารประกอบคลอไรด ใชบรรจุในหลอดผลิตแสงเลเซอร กาซ M นาจะมพีลังงานไอออไนเซซันลํ าดับท่ี 1-4 ในขอใด (หนวยเปน kJ/mol)

* 1) 2087, 3959, 6128, 9375 2) 807, 2433, 3665, 250333) 906, 1763, 14855, 21013 4) 502, 4569, 6919, 9550

4. พลังงานท่ีเก่ียวของกับกระบวนการในขอใดถูกตอง1) Na(s) → Na+(g) + e- ใชพลังงาน = IE12) Li(s) → Li+(aq) + e- ใชพลังงาน = IE1

* 3) Mg(g) → Mg2+(g) + 2e- ใชพลังงาน = IE1 + IE24) Be+(g) → Be2+(g) + e- ใชพลังงาน = IE1

5. ถากํ าหนดใหพลังงานไอออไนเซซันลํ าดบัท่ี 1-4 ของ Be มคีาเทากับ 0.906, 10.763, 14.855 และ 21.013 MJ . mol-1ตามลํ าดับ ขอมูลท่ีกํ าหนดใหน้ีคาใดเปนไปไมได1) IE1 * 2) IE2 3) IE3 4) IE4

BOBBY
Rectangle
Page 18: Chemistry Edit

14. จํ านวนอิเล็กตรอนที่มีไดมากที่สุดในแตละระดับพลังงาน = 2n2

อิเล็กตรอนในระดับพลังงานสูงท่ีสุดของแตละธาตุ เรียกวา เวเลนซอิเล็กตรอน56137Ba มีการจัดเรียงอิเล็กตรอน เปน 2, 8, 18, 18, 8, 2 (คาบ 6 หมู 2)

ตัวอยาง1. จํ านวนอิเล็กตรอนมากท่ีสุดท่ีระดับพลังงาน n = 5 ท่ีอะตอมสามารถรับได และการจัดอิเล็กตรอนในอะตอมของอินเดียม (In) ซ่ึงมีเลขอะตอมเทากับ 49 เปนไปตามขอใด

จํ านวนอิเล็กตรอนท่ีสามารถรับได การจัดอิเล็กตรอนของ In1)2)3)

* 4)

25492550

2, 8, 8, 18, 8, 52, 8, 8, 18, 11, 22, 8, 18, 18, 32, 8, 18, 18, 3

2. พิจารณาแผนภาพตอไปน้ี

7p7n

n = 1

n = 2

n = 3

(1)

7p7n

n = 1

n = 2

n = 3

(2)

7p7n

n = 1

n = 2

n = 3

(3)รูปใดแสดงการจัดเรียงอิเล็กตรอนในสภาวะพ้ืนของอะตอมไมถูกตอง1) (1) และ (2) 2) (2) และ (3)3) (1) และ (3) * 4) (1), (2) และ (3)

15. แบบจ ําลองอะตอมแบบกลุมหมอก สรุปไดวา1. การเคล่ือนท่ีของอิเล็กตรอนไมมทิีศทางแนนอน บอกไดเพียงโอกาสท่ีจะพบอเิล็กตรอน ณ ตํ าแหนงตางๆ เทานั้น2. โอกาสท่ีจะพบอิเล็กตรอนในแตละระดบัพลังงานไมเหมอืนกันขึน้กับจํ านวนอิเล็กตรอน และระดับพลังงานของอิเล็กตรอนน้ัน

3. อิเล็กตรอนท่ีมีพลังงานต่ํ าอยูในบริเวณใกลนิวเคลียสมากกวาอิเล็กตรอนท่ีมีพลังงานสูง

BOBBY
Rectangle
Page 19: Chemistry Edit

บทที ่3 ปริมาณสารสัมพันธ 1

1. ระบบปด คือ ระบบท่ีไมมีการถายเทมวลของสารระหวางระบบกับส่ิงแวดลอม2. ระบบเปด คือ ระบบท่ีมีการถายเทมวลของสารระหวางระบบกับส่ิงแวดลอม3. กฎทรงมวล มวลของสารท้ังหมดกอนทํ าปฏิกิริยาเทากับมวลของสารท้ังหมดหลังทํ าปฏิกิริยา4. กฎสัดสวนคงที่ อัตราสวนโดยมวลของธาตุท่ีรวมกันเปนสารประกอบหนึง่ๆ จะมีคาคงท่ี เชน สารประกอบ CuSจะประกอบดวย ทองแดง และกํ ามะถัน ในอัตราสวน 2 : 1 โดยมวลเสมอ (Cu = 63.5, S = 32)ตัวอยาง1. ในการทดลองเพ่ือวัดปรมิาตรอยางถูกตองของแกสไฮโดรเจนท่ีเกิดจากปฏกิิรยิาระหวางผงสังกะสีกับกรดไฮโดรคลอริก ควรใชอุปกรณในขอใดประกอบกัน

ผงสังกะสี กรดไฮโดรคลอริกก. ข.

ค.

กระบอกตวง

นํ้าผงสังกะสี

กรดไฮโดรคลอริกง.

1) ก. และ ข. 2) ก. และ ง. 3) ค. และ ข. * 4) ค. และ ง.2. เมื่อนํ าของแข็ง 4 ชนิด ไปเผาทีละชนิดในถวยกระเบ้ืองท่ีอุณหภูมิ 200 °C ไดผลดังน้ี

สาร มวลกอนเผา มวลหลังเผา (เม่ือเย็นลงแลว)ABCD

abcd

a< b c< d

สมการใดสอดคลองกับผลการเผาสาร1) A(s) → P(l) + G(g) 2) B(s) → Q(s) + X(g)3) C(s) → R(s) + Y(g) 4) D(s) → D(l)

BOBBY
Rectangle
Page 20: Chemistry Edit

3. พิจารณาผลการทดลองตอไปน้ีก. เผาทองแดงหนัก 0.972 g ในบรรยากาศ ไดทองแดงออกไซดหนัก 1.215 gข. ละลายทองแดงหนัก 0.724 g ในกรดไนตริกเจือจาง ไดทองแดงไนเตรต นํ้ า และไนโตรเจนไดออกไซดค. เผาทองแดงไนเตรตจากขอ ข. จนปฏิกิริยาเกิดข้ึนอยางสมบูรณ จะไดทองแดงออกไซดหนัก 0.905 g

จากผลการทดลองท้ังหมด สามารถสนบัสนนุกฎสัดสวนคงท่ีไดหรอืไมและการทดลองในขอ ค. เปนระบบปดหรือเปด

กฎสัดสวนคงท่ี ระบบในขอ ค.1)2)

*3)4)

สนับสนุนไมสนับสนุนสนับสนุนไมสนับสนุน

ปดเปดเปดปด

5.

มวลอะตอมของธาตุ = มวลของธาตุ 1 อะตอมมวลของคารบอน 12 1 อะตอม1

12 -112 มวลของคารบอน-12 1 อะตอม = 1 a.m.u. = 1.66 × 10-24 g

ธาตุสวนใหญในธรรมชาติมีหลายไอโซโทป และแตละไอโซโทปมีปริมาณมากนอยตางกัน นักวิทยาศาสตรหามวลอะตอม และปริมาณของไอโซโทปของแตละธาตุ โดยใชเครื่องมือเรียกวา แมสสเปกโตรมิเตอร

โดยท่ัวไปมวลอะตอมท่ีรายงานในตารางธาตุคิดจากมวลอะตอมและปริมาณของไอโซโทปท่ีมีอยูในธรรมชาติ

มวลอะตอมของธาตุ = (มวลอะตอม ปริมาณ % ของไอโซโทปที่มีอยูในธรรมชาต)ิ100

×∑

ตัวอยาง1. จงหาคามวลอะตอมของธาตุ M ซ่ึงมี 2 ไอโซโทป คือ ไอโซโทปชนิดแรกมีรอยละ 20.00 มวลอะตอม 54.00ไอโซโทป ชนิดหลังมีรอยละ 80.00 มวลอะตอม 56.001) 54.20 2) 54.40 3) 54.80 * 4) 55.60

2. ไนโตรเจนในธรรมชาติ (มวลอะตอม = 14.004) ประกอบดวย 2 ไอโซโทป คือ 14N และ 15N ปริมาณรอยละของไอโซโทปท้ังสองของไนโตรเจนท่ีมีอยูในธรรมชาติมีคาเปนเทาใด1) 14N = 4, 15N = 96 2) 14N = 50, 15N = 503) 14N = 96, 15N = 4 * 4) 14N = 99.6, 15N = 0.4

3. ธาตุ A มี 2 ไอโซโทป ไอโซโทปท่ี 1 มีมวลอะตอม 23.08 มีปริมาณในธรรมชาติ 90.00% ท่ีเหลือเปนปริมาณของไอโซโทปท่ี 2 ถามวลอะตอมของธาตุ A = 23.19 มวลอะตอมของไอโซโทปท่ี 2 เปนเทาใด1) 24.00 * 2) 24.18 3) 25.00 4) 25.50

BOBBY
Rectangle
Page 21: Chemistry Edit

4. ถามวลอะตอมเฉล่ียของโบรอน ซ่ึงมเีลขอะตอมเทากับ 5 มคีาเทากับ 10.81 โดยท่ีธาตุน้ีม ี2 ไอโซโทป ซ่ึงประกอบดวยนิวตรอนเทากับ 5 และ 6 ตามลํ าดับ จงคํ านวณหาอัตราสวนของจํ านวนไอโซโทปท่ีเบากวาตอไอโซโทปท่ีหนักกวา ของธาตุน้ีเปนดังขอใด1) 3 : 1 2) 1 : 9 * 3) 1 : 4 4) 1 : 1

6. การประมาณขนาดโมเลกลุของกรดโอเลอิก จากขอมูลท่ีไดจากการทดลอง1. คํ านวณปริมาตรของสารละลายกรดโอเลอิก 1 หยด2. คํ านวณหาปริมาตรของกรดโอเลอิกในสารละลาย 1 หยด (สารละลายมีความเขมขน 1% โดยปริมาตร)3. คํ านวณพ้ืนท่ีของกรดโอเลอิกท่ีแผไปบนผิวน้ํ า (พ้ืนท่ีวงกลม = πr2)

4. ความหนาของชั้นกรดโอเลอิก = ปริมาตรของกรดบนผิวนํ้าพื้นที่ของกรดบนผิวนํ้า

= เสนผานศูนยกลางของโมเลกุลกรด

5. คํ านวณปริมาตร 1 โมเลกุลของกรด5.1 ปริมาตร 1 โมเลกุลของกรด = 43 πr3 [เม่ือโมเลกุลของกรดมีรูปรางเปนทรงกลม]5.2 ปริมาตร 1 โมเลกุลของกรด = (ความหนาของชั้นกรด)3 [เมือ่โมเลกุลของกรดมรีปูรางเปนรปูลูกบาศก]

ผลการทดลองคลาดเคล่ือน เน่ืองจาก1. โมเลกุลของกรดบนผวิน้ํ าไมเรียงเปนชั้นเดียว เพราะชอลกหนาเกินไปหรือหยดสารละลายใหญเกินไป2. ถาโมเลกุลซอนกันหลายช้ัน ขนาดโมเลกุลที่คํ านวณใหญกวาขนาดของโมเลกุลจริง

ตัวอยาง1. หยดสารละลายกรดไขมนัในเอทานอลเขมขนรอยละ a โดยปริมาตร 1 หยด ลงบนผิวน้ํ าท่ีโรยผงชอลกบางๆ อยูสารละลายแผออกมเีสนผานศนูยกลาง b cm สารละลายกรด 1 cm3 มี c หยด กํ าหนดขอมูล a, b และ c ในการทดลองหาขนาดโมเลกุลของกรดไขมนั A และ B ดังน้ี (สมมติใหโมเลกุลของกรดเปนทรงกลม และเรียงช้ันเดียวบนผวิน้ํ า)

คา กรด A กรด Babc

11080

22060

ขนาดโมเลกุล A เปนกี่เทาของขนาดโมเลกุล B1) 27 * 2) 278 3) 2716 4) 2764

7. การหามวลโมเลกุลของสาร1. ใชการเปรียบเทียบเชนเดียวกับการหามวลอะตอม

มวลโมเลกุลของสาร = มวลของสาร 1 โมเลกุลมวลของคารบอน 12 1 อะตอม1

12 -

BOBBY
Rectangle
Page 22: Chemistry Edit

2. คิดจากผลบวกของอะตอมของธาตุตางๆ ท่ีเปนองคประกอบใน 1 โมเลกุลของสารน้ันมวลโมเลกุล H2O = (2 × 1) + 16 = 18มวลโมเลกุล CuSO4 ⋅ 5H2O = 63.5 + 32 + (4 × 16) + (5 × 18) = 249.5มวลโมเลกุล K2SO4 ⋅ Al2(SO4)3 ⋅ 24 H2O = 948

8.

โมล = มวล (g)มวลอะตอมหรือมวลโมเลกุล = ปริมาตร (dm ) ที่ STP

22.43 = จํานวนอนุภาค6.02 1023×

สาร 1 โมล

มวลอะตอม

มีมวล (กรัม)

มวลโมเลกุลมีจํานวนอนุภาค 6.02 10× 23

กาซมีปริมาตร 22.4 dm ที่ STP3

อะตอม โมเลกุล ไอออน อิเล็กตรอน

ตัวอยาง1. จํ านวนอนุภาค Na+ ไอออน และ O2- ไอออน ของ Na2O 97.5 กรัม เปนไปดังขอใด (O = 16, Na = 23)

Na+ O2-

1)2)

*3)4)

15.05 × 1023

30.10 × 1023

18.90 × 1023

9.45 × 1023

30.10 × 1023

15.05 × 1023

9.45 × 1023

18.90 × 1023

2. กรดซัลฟวริก 49 กรัม มี H, S และ O อยางละก่ีอะตอม ตามลํ าดับ (H = 1, O = 16, S = 32)1) 3.01 × 1022, 6.02 × 1022, 1.2 × 1023 2) 3.01 × 1022, 1.2 × 1023, 6.02 × 1022

3) 6.02 × 1022, 3.01 × 1022, 1.2 × 1023 * 4) 6.02 × 1023, 3.01 × 1023, 1.2 × 1024

3. จงหาจํ านวนอะตอมท้ังหมดท่ีอยูในบิวเทน (C4H10) 15.42 g (H = 1, C = 12)1) 1.598 × 1023 * 2) 2.237 × 1024 3) 2.270 × 1024 4) 3.178 × 1025

4. บรรจุกาซ A และ B จํ านวนโมลเทากันลงในภาชนะใบหน่ึง พบวามีจํ านวนโมเลกุลรวมเปน 30.1 × 1023 โมเลกุลถากาซท้ังสองไมทํ าปฏิกิริยากันมวลของกาซผสมน้ีเปนก่ีกรัม (มวลโมเลกุลของ A = 46, B = 36)1) 90 2) 125 * 3) 205 4) 215

5. ในการวิเคราะหผกับุง 100 g พบวามตีะก่ัว 0.208 สวนในลานสวน ผักบุงจํ านวนน้ีมีตะก่ัวอยูก่ีอะตอม (Pb = 207)* 1) 6.02 × 1016 2) 6.02 × 1018 3) 6.02 × 1020 4) 6.02 × 1022

BOBBY
Rectangle
Page 23: Chemistry Edit

บทที ่4 แกส ของเหลว ของแข็ง

1. สถานะของสาร อุณหภูมิมีผลตอสถานะของสาร

จุดหลอมเหลว จุดเดือด

ของแข็ง ของเหลว แกส" #$%$

ตัวอยาง1. ท่ีอุณหภูมิ 25°C สาร ก, ข และ ค อยูในสภาพแกส, ของเหลว และของแขง็ ตามลํ าดับ จุดหลอมเหลวและจุดเดือดของสารท้ังสาม ในขอใดเปนไปได

จุดหลอมเหลว (°°°°C) จุดเดือด (°°°°C)ก ข ค ก ข ค

1)2)

* 3)4)

-91-188-18832

-8832-91-91

32-9132

-188

98-42-42330

-423309898

33098330-42

2. พิจารณาขอมูลและกราฟสาร จุดหลอมเหลว °°°°C จุดเดือด °°°°CA -39 357B -100.8 -34

°

100

400 X

W

YWX

T, ( C)

TR

-เวลา

ถา TR เปนอุณหภูมิหอง ขอใดถูกตองกราฟของ สถานะท่ีอุณหภูมิหอง

สาร A สาร B A B*1) X Y ของเหลว แกส 2) Y X แกส ของเหลว 3) X Y แกส ของเหลว 4) Y X ของเหลว แกส

BOBBY
Rectangle
Page 24: Chemistry Edit

2. กฎของบอยล เม่ืออุณหภูมิและมวลของแกสคงท่ี ปริมาตรของแกสจะแปรผกผันกับความดันV ∝ 1

PP1V1 = P2V2

P

V

อุณหภูมิสูง

อุณหภูมิต่ํา

P

V1

PV

P3. กฎของชารล เม่ือความดันและมวลของแกสคงท่ี ปริมาตรของแกสจะแปรผันตรงกับอุณหภูมิเคลวิน

V ∝ TVT11 = V

T22

V

t ( C)°-273 0

V

T(K)0

4. กฎรวมแกส โดยการรวมกฎของบอยลและชารลเขาดวยกัน เม่ือมวลของแกสคงท่ีP VT1 11 = P V

T2 22

ตัวอยาง1. ในการทดลองศึกษาผลของอุณหภูมิและความดันท่ีมีตอปริมาตร โดยเก็บแกสในกระบอกฉีดยาซ่ึงปลายปดสนิทณ อุณหภูมิหอง ถาปริมาตรเปล่ียนแปลงตามเวลาดังกราฟ แสดงวาข้ันตอนการทดลองนาจะเปนดังขอใด(ชวงท่ีปริมาตรคงท่ีในกราฟคือ ชวงพักการทดลอง)

ปริมาตร

เวลา1 2

3

ข้ันท่ี 1 ข้ันท่ี 2 ข้ันท่ี 3*1) เพ่ิมความดัน เพ่ิมอุณหภูมิ เพ่ิมอุณหภูมิ 2) ลดความดัน เพ่ิมอุณหภูมิ เพ่ิมความดัน 3) ลดอุณหภูมิ เพ่ิมความดัน เพ่ิมอุณหภูมิ 4) เพิ่มความดัน ลดอุณหภูมิ ลดความดัน

BOBBY
Rectangle
Page 25: Chemistry Edit

2. กระบอกตวงปริมาตร 10 cm3 ควํ ่าอยูในบีกเกอรท่ีมีน้ํ าบรรจุอยู ภายในกระบอกตวงมอีากาศและนํ ้าอยูท่ีระดบัหนึ่งท่ีอุณหภูมิหองดังรูป

12345678910

อากาศ

นํ้า นํ้า

ขอใดผิด1) ถาอุณหภูมิน้ํ าในบีกเกอรเทากับ 70°C ระดับน้ํ าในกระบอกตวงจะลดลง

* 2) ถาอุณหภูมิในบีกเกอรเทากับ 2°C ระดับน้ํ าในกระบอกตวงจะลดลง3) จํ านวนโมลของอากาศในกระบอกตวงมีคาคงท่ีไมข้ึนกับการเปล่ียนแปลงอุณหภูมิของน้ํ าในบีกเกอร4) ท่ีอุณหภูมิหอง ผลรวมของความดันของอากาศและความดนัไอนํ ้าในกระบอกตวงเทากับความดนับรรยากาศ

3. ภาชนะบรรจุแกสตอถึงกันดังในรูป

0 บรรยากาศ 1 บรรยากาศ

1 dm0.5 dm

1.5 dm3

3 3

A

B

0 บรรยากาศ

เมื่อเปดลิ้น A และ B ท่ีสมดุลใหมจะมีการเปล่ียนแปลงอยางไร1) ความดันเพิ่มขึ้น อุณหภูมิเพิ่มขึ้น 2) ความดันลดลง อุณหภูมิเพิ่มขึ้น

* 3) ความดันลดลง อุณหภูมิลดลง 4) ความดันเพิ่มขึ้น อุณหภูมิลดลง

5. เมื่อโจทยมีมวลของแกส PV = nRT

หนวย P เปน atmV เปน dm3 หรือ ln เปน จํ านวน molR เปน 0.082 atm ⋅ dm3/mol ⋅ KD เปน g/dm3

BOBBY
Rectangle
Page 26: Chemistry Edit

ตัวอยาง1. ภาชนะ 2 ใบ ซ่ึงมีปริมาตรเทากันบรรจุแกสตางชนิดกัน ท่ีความดันเดียวกัน ขอความตอไปน้ีขอใดถูกตอง1) ภาชนะทั้ง 2 ใบ จะตองมีอุณหภูมิเทากัน2) ภาชนะทั้ง 2 ใบ จะตองมีแกสท่ีมีมวลเทากัน3) ถาภาชนะทั้ง 2 ใบ มีแกสท่ีมีมวลเทากัน ภาชนะทั้ง 2 ใบ จะตองมีอุณหภูมิเทากัน

* 4) ถาภาชนะทั้ง 2 ใบ มีจํ านวนโมเลกุลเทากัน ภาชนะทั้ง 2 ใบ จะตองมีอุณหภูมิเทากัน6. ทฤษฎีจลนของแกส ใชอธิบายสมบัติของแกส โดยนักวิทยาศาสตรไดต้ังทฤษฎีจลนของแกส โดยอาศัยสมมติฐานตอไปน้ี

1. แกสประกอบดวยโมเลกุลเปนจํ านวนมาก โมเลกุลเหลาน้ีอยูหางกันมาก และไมมีแรงกระทํ าตอกัน2. โมเลกุลของแกสมีมวล แตมีขนาดเล็กมากจนถือไดวามีปริมาตรเปนศูนย3. โมเลกุลของแกสเคล่ือนท่ีอยางอิสระดวยอัตราเร็วคงท่ีตลอดเวลาในแนวเสนตรง4. เม่ือโมเลกุลของแกสชนกัน หรือชนกับผนังภาชนะ จะมีการถายเทพลังงานจลนระหวางกันได แตไมมีการเปล่ียนแปลงเปนพลังงานรูปอ่ืน

5. ท่ีอุณหภูมิเดียวกัน แกสทุกชนิดจะมีพลังงานจลนเฉล่ียเทากัน และจะแปรผันโดยตรงกับอุณหภูมิเคลวินแกสท่ีมีสมบัติครบถวนตามทฤษฎีจลน เรียกวา แกสสมบูรณ ซ่ึงไมมีจริง แกสจริงอาจมีสมบัติใกลเคียงกับ

แกสสมบูรณไดถาอยูในระบบท่ีอุณหภูมิสูงและความดันต่ํ า แกสสวนใหญโดยเฉพาะแกสเฉ่ือยท่ีอุณหภูมิหอง ความดัน1 บรรยากาศ มีสมบัติใกลเคียงกับแกสสมบูรณ7. การแพรของแกส เกิดข้ึนเน่ืองจากโมเลกุลของแกสเคล่ือนท่ีอยูตลอดเวลาดวยอัตราเร็วเฉล่ียคงท่ี

แกสท่ีมีมวลโมเลกุลสูงจะแพรไดชากวา และมีความหนาแนนของแกสมากกวาแกสท่ีมีมวลโมเลกุลต่ํ าการทดลอง NH3(g) + HCl(g) → NH4Cl(s)

ตัวอยาง1. ถาแกส X, Y และ Z มีปริมาตรเทากัน ภายใตอุณหภูมิและความดันเดียวกัน ถา M แทนมวลโมเลกุล และ

R แทนอัตราการแพรของแกส ขอใดเปนไปไดลํ าดับมวลโมเลกุล ลํ าดับอัตราการแพร

1) Mx > My > Mz Rx > Ry > Rz2) My > Mx > Mz Rz > Ry > Rx

*3) My > Mz > Mx Rx > Rz > Ry4) Mz > My > Mx Rz > Ry > Rx

BOBBY
Rectangle
Page 27: Chemistry Edit

2.แกสสมบูรณ น้ํ าหนัก (g) P (atm) V (dm3) T (°°°°C)ก 2.73 0.51 3.0 27ข 0.14 0.112 1.0 0ค 2.73 0.70 3.2 47

จากขอมูลในตารางขางบน การเรียงลํ าดับอัตราเร็วในการแพรของแกสท้ังสามชนิดจากมากไปนอยเปนขอใด1) ก, ข และ ค 2) ข, ก และ ค3) ค, ก และ ข * 4) ข, ค และ ก

8. สมบัติของของเหลวถาลดอุณหภูมิและเพ่ิมความดันใหกับแกส แกสจะกลายเปนของเหลว เน่ืองจากมีชองวางอยูท่ัวไปและมีแรง

ดึงดูดระหวางโมเลกุลของของเหลวและแรงดึงดูดของโลกท่ีกระทํ าตอของเหลว ของเหลวจึงไหลไดและรูปรางไมแนนอนเปล่ียนไปตามภาชนะท่ีบรรจุ

การระเหยจะเกิดขึน้ท่ีผวิของของเหลว ระหวางท่ีของเหลวระเหย พลังงานจลนเฉล่ียของของเหลวท่ีเหลือจะลดลงของเหลวจึงดูดพลังงานจากส่ิงแวดลอมเขามาแทนพลังงานสวนท่ีเสียไป และหลักการระเหยน้ีใชอธิบายเม่ือเหง่ือระเหยไปจากรางกายเราจึงรูสึกเย็น และการทํ าความเย็นในตูเย็นหรือเคร่ืองทํ าความเย็น9. ความดันไอกบัจุดเดือดของของเหลว

ภาวะสมดุล คือ ภาวะท่ีความดันของไอเหนือของเหลวมีคาคงท่ี หรือภาวะท่ีจํ านวนโมเลกุลของไอเหนือของเหลวมีคาคงท่ี

ความดันไอ คือ ความดันไอเหนือของเหลว ณ ภาวะสมดุลความดันไอของของเหลวแตละชนิด มีคาเฉพาะตัวคาหน่ึงท่ีอุณหภูมิหน่ึง และถาอุณหภูมิเพ่ิม ความดันไอ

จะเพ่ิมดวยจุดเดือด คือ อุณหภูมิขณะท่ีของเหลวเดือด โดยความดนัไอของของเหลวท่ีจุดเดอืดจะเทากับความดนับรรยากาศ

ขณะนั้น

ของเหลว การระเหย ความดันไอ แรงยึดเหน่ียวระหวางโมเลกุล ความรอนแฝงของการกลายเปนไอจุดเดือดตํ่ าจุดเดือดสูง

เร็วชา

สูงต่ํ า

นอยมาก

นอยมาก

BOBBY
Rectangle
Page 28: Chemistry Edit

ตัวอยาง1. จากกราฟความดันไอของสารตอไปน้ี

1.0

0.5

อุณหภูมิ ( C)o

ความดัน (บรรยากาศ)

0 50 100

A B C D

ขอสรุปใดถูกตอง1) ท่ีอุณหภูมิ 30°C สาร C มีความดันไอต่ํ าท่ีสุด

* 2) สาร A และ B มีจุดเดือดเทากัน ณ ความดันบางคา3) สาร B มีแรงยึดเหน่ียวระหวางโมเลกุลสูงท่ีสุด4) สาร B เดือดกอนสารอื่นๆ ท่ีความดัน 0.5 บรรยากาศ

2. ปจจัยใดตอไปน้ีมีผลตอความดันไอของของเหลวก. แรงยึดเหน่ียวระหวางโมเลกุลของของเหลวข. ปริมาณของของเหลวซ่ึงมีสมดุลระหวางของเหลวและไอค. อุณหภูมิของของเหลว

1) ก. 2) ก. และ ข.* 3) ก. และ ค. 4) ก., ข. และ ค.

3. กํ าหนดตารางแสดงอุณหภูมิ ณ ความดันไอตางๆ ของสาร A, B และ C เปนดังน้ี

สาร อุณหภูมิ (°°°°C) ณ ความดันไอ1 mmHg 40 mmHg 760 mmHg

ABC

-31.3a

-2.3

x34.119.0

78.4cd

ขอใดถูกตอง1) a < 34.1 < c และ x > 19.0 * 2) -31.3 < x < 78.4 และ c > d3) 78.4 < c < d และ c > 34.1 4) -31.3 < a < -2.3 และ d > -2.3

BOBBY
Rectangle
Page 29: Chemistry Edit

10. สมบัติของของแข็งอนุภาคของของแข็งมีพลังงานจลนนอยมาก แตก็ยังส่ันได เนือ่งจากอนภุาคของของแขง็อยูชดิกันมากกวาของเหลว

และแรงยึดเหน่ียวระหวางอนุภาคของของแข็งมีมากกวาแรงยึดเหน่ียวระหวางอนุภาคของของเหลว ของแข็งจึงมีรูปรางแนนอนไมเปล่ียนแปลงไปตามภาชนะท่ีบรรจุ ของแข็งบางชนิดระเหิดได เชน แนฟทาลีน โดยเกิดที่ผิวหนาของของแข็ง11. การจัดเรียงอนุภาคในของแข็ง

กํ ามะถันมอนอคลินิก ผลึกเปนรูปเข็ม คงตัวท่ีอุณหภูมิสูงกวา 96°C ท่ีอุณหภูมิปกติกํ ามะถันมอนอคลินิกจะเปล่ียนรูปมาเปนกํ ามะถันรอมบิก ผลึกเปนรูปเหล่ียมซ่ึงคงตัวท่ีอุณหภูมิปกติ กํ ามะถันท้ังสองรูปมีสูตรโมเลกุลเปน S8เหมือนกันละลายในโทลูอีน การท่ีมีการจัดเรียงโมเลกุลตางกัน จึงทํ าใหมีรูปผลึกตางกัน และสมบัติอ่ืนๆ ตางกัน

โมเลกุลของกํ ามะถันประกอบดวยกํ ามะถัน 8 อะตอมตอกันเปนวง โดยอะตอม 1, 3, 5, 7 อยูในระนาบหน่ึงเหนืออะตอม 2, 4, 6, 8 ซ่ึงอยูอีกระนาบหน่ึง แบบจํ าลองโมเลกุลของกํ ามะถันแสดงไดโดยใชลูกทรงกลม 8 ลูกตอกันแบบจํ าลองบอกแตเพียงลักษณะและทิศทางท่ีแตละอะตอมจัดตัวเองเทาน้ัน แตไมไดบอกวากํ ามะถันอะตอมอยูหางกันเทาใด12. การทํ านํ้ าแข็งแหง หลักการทํ า คือ เพ่ิมความดัน และลดอุณหภูมิ วัตถุดิบท่ีใช คือ แกส CO2

→แกสคารบอน-ไดออกไซด

คารบอน-ไดออกไซดเหลว

คารบอน-ไดออกไซดเหลวแหงและบริสุทธิ์

คารบอนไดออกไซดเหลวแหง และบริสุทธิ์ที่ความดัน18 บรรยากาศอุณหภูมิ 25 C

คารบอน-ไดออกไซดแข็ง(นํ้าแข็งแหง)

เพิ่มความดัน

และลดอุณหภูมิ

→ทําใหแหง

และบริสุทธิ์→

-→

เพิ่มความดัน

และลดอุณหภูมิ °

อัดผานรูพรุน

แผนผังการทํ านํ้ าแข็งแหง

13. การทํ าไนโตรเจนเหลว หลักการทํ า คือ ลดอุณหภูมิ วัตถุดิบท่ีใช คือ อากาศสารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด (NaOH) สํ าหรับดูดแกส CO2 และอะลูมนิา (Al2O3) สํ าหรบัดดูความชืน้ทํ าใหอากาศแหง

→อากาศจากเครื่องอัดอากาศ

อากาศที่ไมมีกาซคารบอนไดออกไซด

อากาศแหง กาซไนโตรเจน ไนโตรเจนสารละลายโซเดียม-

ไฮดรอกไซด→

กรองนํ้ามัน

โดยใชอะลูมินา→→

ลดอุณหภูมิ

แยกออกซิเจนเหลว

°ลดอุณหภูมิ

ทําใหแหง ( 196 C)เหลว

-°( 183 C)-

แผนผังการทํ าไนโตรเจนเหลวตัวอยาง การทํ าใหแกสเปนของแข็งเร็วข้ึน นอกจากจะลดอุณหภูมิแลวยังใชวิธีในขอใดรวมดวย

* 1) เพิ่มความดัน และลดปริมาตร 2) เพิ่มความดัน และเพ่ิมปริมาตร3) ลดความดัน และลดปริมาตร 4) ลดความดัน และเพ่ิมปริมาตร

BOBBY
Rectangle
Page 30: Chemistry Edit

บทที ่5 ตารางธาตุ

การจัดกลุมธาตุ 20 ธาตุแรกโดยใชเกณฑยอย

ธาต ุ20 ธาตุแรก

กึ่งโลหะ

ของแข็ง

วองไวปานกลาง

โลหะ

ของแข็ง

โลหะเนื้อออน โลหะเนื้อแข็ง

วองไวมาก วองไวปานกลางวองไวมาก

อโลหะ

ของแข็ง กาซ

มีสี ไมมีสี

วองไวมาก

วองไวมาก วองไวปานกลาง ไมวองไว

วองไวนอยวองไวปานกลางวองไวมากLi Na K Mg Ca Be Al P S C F Cl

H O N He Ne Ar

B Si

ตัวอยาง1. พิจารณาธาตุในตารางธาตุตอไปน้ี

ธาตุ มวลอะตอม ลักษณะท่ีอุณหภูมิปกติ ความเปนโลหะ อโลหะความวองไว

ในการเกิดปฏิกิริยาABCDE

12.0119.0022.9928.0939.95

ของแขง็สีดํ าแกสสีเหลืองออนของแข็งสีเงินของแขง็สีเทาแกสไมมีสี

อโลหะอโลหะ

โลหะเนื้อออนก่ึงโลหะอโลหะ

นอยมากมากปานกลางไมเกิดปฏิกิริยา

ธาตุใดบางอยูหมูเดียวกัน1) ธาตุ B และธาตุ E 2) ธาตุ A ธาตุ B และธาตุ E

* 3) ธาตุ A และธาตุ D 4) ไมมีธาตุใดอยูหมูเดียวกัน

BOBBY
Rectangle
Page 31: Chemistry Edit

1. สารประกอบคลอไรดการเตรียมแกสคลอรีน

1. ปฏิกิริยาระหวางโพแทสเซียมเปอรแมงกาเนตกับกรดไฮโดรคลอริกเขมขน2KMnO4(s) + 16HCl(aq) → 2KCl(aq) + 2MnCl2(aq) + 8H2O(l) + 5Cl2(g)

2. ปฏิกิริยาระหวางโพแทสเซียมไดโครเมตกับกรดไฮโดรคลอริกK2Cr2O7(s) + 14HCl(aq) → 2KCl(aq) + 2CrCl3(aq) + 7H2O(l) + 3Cl2(g)

3. ปฏิกิริยาระหวางแมงกานีส (IV) ออกไซดกับกรดไฮโดรคลอริกMnO2(s) + 4HCl(aq) → MnCl2(aq) + 2H2O(l) + Cl2(g)

2

2

2

3

3

4

4

23

3 2 2

สถานะของเหลวสถานะกาซ**

*

กลางLiClNaClKCl

BeClMgClCaCl

BCl **AlCl

CCl *SiCl *

NCl *SCl *Cl O**

PCl *ClF**Cl **

He**Ne**Ar**

HCl**ไมละลายนํ้า

นอกนั้นเปนกรด

ตัวอยาง1. พิจารณาขอมูลเก่ียวกับธาตุ X, Y และ Z ตอไปน้ี

ความวองไวในการเกิดปฏิกิริยาของธาตุ

pH ของสารละลายคลอไรดของธาตุ

pH ของสารละลายออกไซดของธาตุ

X > Y > Z X > Y X > Z > Y

สารประกอบคลอไรดของธาตุ Z ไมละลายน้ํ า ธาตุ X, Y และ Z นาจะเปนธาตุในขอใดตามลํ าดับ1) P, C และ N 2) Mg, Si และ Be * 3) Na, S และ C 4) H, N และ B

2. สารประกอบคลอไรดของธาตุ A ไมมีสี ละลายน้ํ ามีสมบัติเปนกลาง นํ ามาทํ าปฏิกิริยากับสารละลาย Na2CO3 ไดตะกอนขาว เมื่อนํ าตะกอนน้ีมาเผาไดเปลวไฟสีแดง และผงสีขาว ผงสีขาวน้ีละลายน้ํ าไดสารละลายมี pH > 7ธาตุ A ควรมีการจัดอิเล็กตรอนแบบใด1) 2, 8, 13, 1 * 2) 2, 8, 18, 8, 2 3) 2, 8, 15, 2 4) 2, 8, 18, 18, 8, 1

3. กํ าหนดให X, Y และ Z เปนโลหะ 3 ชนิดขนาดของอะตอม X > Y > Zเลขอะตอม X > Z > Yสวนสารประกอบคลอไรดของ X, Y และ Z ไมมีสีและละลายน้ํ าไดสารละลายท่ีมี pH เทากับ 7

สูตรของสารประกอบของธาตุ X, Y และ Z ขอใดไมถูกตอง1) XBr, Y2SO4, ZCO3 2) X2S, YOH, ZO

* 3) XNO3, Y2CO3, ZI 4) XHCO3, Y3PO4, ZSO4

BOBBY
Rectangle
Page 32: Chemistry Edit

2. สารประกอบออกไซดการเตรียมแกสออกซิเจน1. เผาโพแทสเซียมเปอรแมงกาเนต

2KMnO4(s)∆

→ K2MnO4(s) + MnO2(s) + O2(g)2. เผาโพแทสเซียมคลอเรต โดยมีผงแมงกานีส (IV) ออกไซดเปนตัวเรงปฏิกิริยา

2KClO3MnO2 → 2KCl + 3O2

3. เผาโพแทสเซียมไดโครเมต2K2Cr2O7

∆ → 2K2O + 2Cr2O3 + 3O2

สถานะของเหลวสถานะกาซ**

*

2Li O BeONa O

K OMgO

CaO

B O

Al ON OP O

O **

SO **

OF **

Cl O**

เบส

นอกนั้นเปนกรด

ไมละลายนํ้า

2

2

2 3

2 3

2CO **

SiO2

2 2 5

2

2 2

2

He**

Ne**

Ar**

กลางH O*2

5

ละลายนํ้าไดนอย

3.

เปรียบเทียบ สารประกอบคลอไรด สารประกอบออกไซดโลหะ อโลหะ โลหะ อโลหะ

- จุดหลอมเหลว สูง ต่ํ า สูง ต่ํ า- สถานะ ของแขง็ ของเหลว, แกส ของแขง็ ของแขง็, ของเหลว, แกส- ความเปนกรด-เบส ของสารละลาย

สวนมากเปนกลาง(หมู 1-2)

กรด สวนมากเปนเบส(หมู 1-2)

กรด

ตัวอยาง1. ธาตุ M และ N มีการจัดอิเล็กตรอนดังน้ี

M 2 8 18 6N 2 8 18 32 18 4

สารประกอบระหวาง M และ N ควรมีสูตรดังขอใด1) MN2 * 2) M2N 3) M2N3 4) M3N2

BOBBY
Rectangle
Page 33: Chemistry Edit

2. ขอใดสรุปผิด1) สารประกอบออกไซดของโลหะมักเปนของแข็ง และสารละลายมีสมบัติเปนเบส2) สารประกอบออกไซดของอโลหะมักเปนแกส และสารละลายมีสมบัติเปนกรด

* 3) สารประกอบคลอไรดของโลหะมักเปนของแข็ง และสารละลายมีสมบัติเปนเบส4) สารประกอบคลอไรดของอโลหะอาจเปนแกสหรือของเหลว และสารละลายมีสมบัติเปนกรด

3. ธาตุ A อยูในคาบท่ี 3 ของตารางธาตุ มีคาพลังงานไอออไนเซชัน (IE1 - IE5) ดังน้ีIE1 < IE2 < IE3 < IE4 << IE5

ขอสรุปใดผิด1) ธาตุน้ีมีการจัดเรียงอิเล็กตรอนเปน 2, 8, 42) คลอไรดของธาตุน้ีมีสมบัติเปนกรด3) ธาตุ A เปนก่ึงโลหะ

* 4) ออกไซดของธาตุ A มีจุดหลอมเหลวต่ํ า4. สมบัติใดท่ีใชจํ าแนกธาตุออกเปนโลหะไมได

I การนํ าไฟฟาII การนํ าความรอนIII สถานะท่ีอุณหภูมิหองIV การละลายสารประกอบออกไซดในน้ํ าV pH ของสารละลายของออกไซดและซัลไฟด

1) I และ II 2) I, II และ III* 3) III และ IV 4) IV และ V

5. โลหะ X ทํ าปฏิกิริยากับโบรมีน ออกซิเจน และซัลเฟอร ไดสารประกอบท่ีมีสูตร XBr, X2O และ X2S ตามลํ าดับโบรไมด และออกไซดของธาตุ X เม่ือละลายน้ํ าจะไดสารละลายท่ีมีสมบัติอยางไร ตามลํ าดับ1) กรด, เบส * 2) กลาง, เบส3) เบส, เบส 4) กลาง, กรด

4. แกสเฉื่อยหรือแกสมีตระกูลสารประกอบของธาตุ 20 ธาตุแรก เรียงตามเลขอะตอม ปรากฏวา แกสฮีเลียม นีออน และอารกอน ไมทํ าปฏิกิริยา

กับคลอรีนและออกซิเจน จึงเรียกธาตุกลุมน้ีวา แกสเฉ่ือย ปจจุบันพบวา Kr และ Xe สามารถทํ าปฏิกิริยาโดยตรงกับฟลูออรีนเกิดเปนสารประกอบฟลูออไรด เชน KrF2, XeF2, XeF4, XeF6 นอกจากน้ียังพบสารประกอบออกไซดของซีนอน เชน XeO3 และ XeO4

BOBBY
Rectangle
Page 34: Chemistry Edit

5. หลักการอานช่ือธาตุท่ีมีเลขอะตอมเกนิ 100 ขึน้ไป IUPAC ใหใชเลขอะตอมเปนหลักระบุเลขอะตอมเปนภาษาละติน แลวลงทายดวย -ium

0 = นิล (nil) 5 = เพนท (pent)1 = อูน (un) 6 = เฮกซ (hex)2 = ไบ (bi) 7 = เซปท (sept)3 = ไตร (tri) 8 = ออกต (oct)4 = ควอด (quad) 9 = เอนน (enn)

ตัวอยางธาตุท่ี 104 มีชื่อวา .............................................. สัญลักษณ ..............................................ธาตุท่ี 112 มีชื่อวา .............................................. สัญลักษณ ..............................................ธาตุท่ี 120 มีชื่อวา .............................................. สัญลักษณ ..............................................

BOBBY
Rectangle
Page 35: Chemistry Edit

บทที ่6 พันธะเคมี

1. แรงยึดเหนี่ยวภายในโมเลกุล เปนแรงยึดเหน่ียวระหวางอะตอมในโมเลกุล เรียกวา พันธะเคม ีไดแก1. พันธะโคเวเลนต2. พันธะไอออนิก3. พันธะโลหะ

2. พันธะโคเวเลนต เกิดจากอะตอมของธาตุ สวนมากเปนธาตุประเภทอโลหะ โดยใชอิเล็กตรอนรวมกัน ไดแกพันธะเดี่ยว,พันธะคู และพันธะสาม

อะตอมของธาตุตางๆ มารวมตัวกันเกิดเปนสารโคเวเลนตเปนไปตามกฎออกเตต ทํ าใหแตละอะตอมมีเวเลนซอิเล็กตรอนเทากับ 8 ยกเวนไฮโดรเจนเม่ือเกิดเปนสารประกอบมีเวเลนซอิเล็กตรอนเทากับ 2 เหมือนฮีเลียมตัวอยาง1. พิจารณาสูตรเคมีตอไปน้ี ขอใดมีพันธะโคเวเลนตท้ังหมด1) K2HPO4 , SiO2 , [PtCl4]2- 2) Al2O3 , CO3

2- , Cr2O72-

3) Pb(NO3)2 , [Fe(CN)6]3- , SO3 * 4) B2O3 , BeCl2 , MnO42-

2. ธาตุคูใดท่ีจะรวมกันไดสารประกอบท่ีมีความเปนโคเวเลนตมากท่ีสุด* 1) 17X กับ 35Y 2) 9P กับ 11Q 3) 17X กับ 20Z 4) 15A กับ 17X

3. การเขียนสูตรโมเลกุลสารโคเวเลนต โดยท่ัวไปเขยีนสัญลักษณของธาตุองคประกอบเรยีงตามลํ าดับดังน้ี B Si C P N H S I Br Cl O F โดยระบุจํ านวนอะตอมของแตละธาตุท่ีรวมกันเปนโมเลกุล

สูตรโครงสรางแบบจุด ใชวิธีเขียนจุดแสดงจํ านวนเวเลนซอิเล็กตรอนของธาตุน้ัน ลอมรอบสัญลักษณของธาตุสวนอิเล็กตรอนคูรวมพันธะเขียนจุด 2 จุดไวระหวางสัญลักษณของอะตอมท้ังสองแทนอิเล็กตรอนคูรวมพันธะ 1 คู

สูตรโครงสรางแบบเสน เขียนเสน 1 เสน ตอระหวางสัญลักษณของอะตอมแทนอิเล็กตรอนคูรวมพันธะ 1 คู

ตัวอยาง ชือ่สาร สูตรแบบจุด สตูรแบบเสน

นํ้ า

คารบอนไดออกไซด

H HO

อิเล็กตรอนคูรวมพันธะอิเล็กตรอนคูโดดเดี่ยว

××

××

××××

×××

×O C O

H-O-H

O=C=O

BOBBY
Rectangle
Page 36: Chemistry Edit

ลักษณะการสรางพันธะของธาตุตางๆ ท่ีมีการใชอิเล็กตรอนรวมกัน

ธาตุหมูท่ี จํ านวนพันธะท่ีสรางได ลักษณะการสรางพันธะ

4 4 C C C- C

5 3 N N N6 2 -O- O=7 1 F-

1. สารท่ีไมครบออกเตต ไดแก สารประกอบของธาตุ Be และ B เชน BeCl2, BeI2, BCl3 เปนตน2. สารท่ีเกินออกเตต ไดแก สารประกอบของธาตุท่ีอยูในคาบท่ี 3 เปนตนไป สวนใหญจะพบในสารประกอบ

บางตัวของ ธาตุ P, S, Si และโลหะแทรนซิชนั (Fe, Mn, Co, ...) เชน PCl5, SF6, SiF62-, K3Fe(CN)6, ICl3, XeF6,[Al(OH)6]3-

ตัวอยาง1. กํ าหนดธาตุ X, Y และ Z มีเลขอะตอม 17, 35 และ 54 ตามลํ าดับจงพิจารณาสารประกอบตอไปน้ีก. XF3 ข. YF5 ค. ZF2

สารประกอบในขอใดบางท่ีอะตอมกลางมีจํ านวนอิเล็กตรอนคูโดดเด่ียวมากกวา 1 คู1) ก. 2) ค. 3) ก. และ ข. * 4) ก. และ ค.

2. ความยาวของพันธะ C-O ในโมเลกุลหรือไอออนตอไปน้ี มีคาลดลงตามลํ าดับอยางไร1) CO2 > CO > CO3

2- * 2) CO32- > CO2 > CO

3) CO > CO2 > CO32- 4) CO > CO3

2- > CO2

3. ธาตุ 14X, 15Y และ 16Z เม่ือเกิดสารประกอบกับ H จะไดสูตรเคมีดังขอใด* 1) XH4, YH3, ZH2 2) XH3, YH4, ZH2

3) XH4, YH3, ZH4 4) XH3, YH2, ZH44. สาร A ประกอบดวยธาตุ 3 ชนิด คือ X, Y และ Z สาร A เปนสารท่ีเสถียรและมีโครงสรางดังน้ี

X

Y

Y Y

X

X

Z Z

ZZ

ZZ

BOBBY
Rectangle
Page 37: Chemistry Edit

ธาตุ X, Y และ Z ควรเปนธาตุดังขอใดX Y Z

* 1)2)3)4)

NOPN

PSCC

ClClFH

การอานช่ือสารประกอบโคเวเลนตอานช่ือธาตุท่ีอยูขางหนากอน ตามดวยช่ือของธาตุอีกธาตุหน่ึง โดยเปล่ียนเสียงพยางคทายเปน ไ_ด (ide) และ

บอกจํ านวนอะตอมของธาตุแตละธาตุท่ีเปนองคประกอบดวยภาษากรกี แตในกรณีท่ีธาตุซ่ึงอยูขางหนาในสูตรมีอะตอมเดียวไมตองบอกจํ านวนอะตอมนั้น

1. มอนอ (mono) 2. ได (di)3. ไตร (tri) 4. เตตระ (tetra)5. เพนตะ (penta) 6. เฮกซะ (hexa)7. เฮปตะ (hepta) 8. ออกตะ (octa)9. โนนะ (nona) 10. เดคะ (deca)

CO คารบอนมอนอออกไซด หรือ คารบอนมอนอกไซดCl2O7 ไดคลอรีนเฮปตะออกไซดP4O10 เตตระฟอสฟอรัสเดคะออกไซดCl2O ไดคลอรีนมอนอกไซดN2O5 ไดไนโตรเจนเพนตะออกไซด

4. การสลายพันธะและการเกิดพันธะHCl(g) + 431 kJ → H(g) + Cl(g)การสลายพันธะเปนการเปล่ียนแปลงประเภทดูดพลังงาน ทํ าใหระบบมีพลังงานสูงขึ้นH(g) + Cl(g) → HCl(g) + 431 kJการเกิดพันธะเปนการเปล่ียนแปลงประเภทคายความรอนหรือคายพลังงาน ทํ าใหระบบพลังงานลดลงระบบท่ีมีพลังงานต่ํ าจะมีเสถียรภาพดีกวาระบบท่ีมีพลังงานสูง ดังน้ัน อะตอมจึงรวมกันเปนโมเลกุลทํ าใหระบบ

มีพลังงานลดลงและมีเสถียรภาพดีขึน้

อะตอม →สรางพันธะ โมเลกุล ; คายพลังงาน (∆H -)โมเลกุล →สลายพันธะ อะตอม ; ดูดพลังงาน (∆H +)

BOBBY
Rectangle
Page 38: Chemistry Edit

ตัวอยาง1. กํ าหนดพลังงานพันธะเฉล่ีย (kJ/mol) ตอไปน้ี

C-C 348 C-H 413 C-O 358C=O 745 O-H 463 O=O 498

ปฏิกิริยาการเผาไหมของโพรพานอล (ในสถานะแกส) 1 โมล ไดผลิตภัณฑเปนแกส CO2 และไอน้ํ า จะคายหรือดูดพลังงานก่ีกิโลจูลตอโมล

* 1) คาย, 1525 2) คาย, 1883 3) ดูด, 1525 4) ดูด, 18832. กํ าหนดคาพลังงานสลายพันธะในหนวย kJ ตอไปน้ี

C-H 427 C-Cl 339 H-Cl 431 Cl-Cl 243ปฏิกิริยาตอไปน้ีเปนปฏิกิริยาดูดหรือคายความรอน และปริมาณความรอนของปฏิกิริยามีคาก่ีกิโลจูล

CH4 + Cl2 → CH3Cl + HCl1) คาย, 120 * 2) คาย, 100 3) ดูด, 120 4) ดูด, 100

3. กํ าหนดพลังงานพันธะเฉล่ีย

พันธะ พลังงานพันธะ kJ/mol พันธะ พลังงานพันธะ kJ/molC-HC-CC=CC≡CC=O

415340610840740

O=OO-OC-OO-H

500140350460

ปฏิกิริยาในขอใดคายพลังงานมากท่ีสุด* 1) CH3-CH3 + 72 O2 → 2CO2 + 3H2O

2) CH2=CH2 + 3O2 → 2CO2 + 2H2O3) CH≡CH + 52 O2 → 2CO2 + H2O4) CH3-CH2-OH + 3O2 → 2CO2 + 3H2O

4. กํ าหนดพลังงานพันธะ (หนวย kJ/mol)H-H = 436 H-F = 567 F-F = 159 Cl-Cl = 242H-I = 298 Cl-F = 253 I-I = 151

การเปล่ียนแปลงในขอใดเปนกระบวนการดูดพลังงาน1) H2(g) + F2(g) → 2HF(g) 2) Cl2(g) + F2(g) → 2ClF(g)

* 3) 2HI(g) → H2(g) + I2(g) 4) C(g) + 2O(g) → CO2(g)5. จงหาคาพลังงานพันธะเฉล่ีย (kJ/mol) ของ X-Y จากขอมูลตอไปน้ี

X(s) → X(g) ดูดพลังงาน 717 kJY2(g) → 2Y(g) ดูดพลังงาน 435 kJX(s) + 2Y2(g) → XY4(g) คายพลังงาน 75 kJ

1) 236.25 2) 378 3) 396.75 * 4) 415.5

BOBBY
Rectangle
Page 39: Chemistry Edit

5. การศึกษาพันธะใน NH4+ ความยาวพันธะระหวาง N-H ในแอมโมเนียมไอออน ปรากฏวาท้ังส่ีพันธะ

ยาวเทากันแสดงวาพันธะระหวางไนโตรเจนกับไฮโดรเจนไอออนเปนพันธะโคเวเลนตเชนเดียวกับพันธะระหวาง N-H ในแกสแอมโมเนีย6. การรวมตัวระหวางกํ ามะถันกับออกซิเจนเปนซัลเฟอรไดออกไซดเปนไปตามกฎออกเตต

O SO

O = SOหรือ O S-

OS

O Oจากการทดลองพบวาออกซิเจนท้ัง 2 อะตอม หางจากกํ ามะถันเปนระยะเทากัน ดังน้ันกํ ามะถันกับออกซิเจน

อะตอมแตละอะตอมใชอิเล็กตรอนรวมกัน 1 พันธะ และมีอิเล็กตรอน 1 คู เคล่ือนท่ีไปมาระหวางอะตอมท้ังสาม7. รูปรางโมเลกุลของสารโคเวเลนตบางชนิด

สูตร จํ านวนคูของอิเล็กตรอน รูปรางโมเลกุล ตัวอยางโมเลกุล ท้ังหมด คูพันธะ คูโดดเด่ียวAB2 2 2 0 Linear

B A BHgCl2 , BeCl2(g) , CO2 , HCN

AB3 3 3 0 Trigonal planarBA

BB

BF3 , BCl3 , BH3 , SO3

AB2 3 2 1 Bent

ABB

SnCl2 , SO2 , NO2-

AB4 4 4 0 TetrahedralBA

BB B

CH4 , SiCl4 , POCl3 , SiF4

AB3 4 3 1 Trigonal pyramidal

BB B

A

NH3 , PF3

BOBBY
Rectangle
Page 40: Chemistry Edit

สูตร จํ านวนคูของอิเล็กตรอน รูปรางโมเลกุล ตัวอยางโมเลกุล ท้ังหมด คูพันธะ คูโดดเด่ียวAB2 4 2 2 Bent

BB A

H2O , ICI2+ , F2O , BrO2 ,SCl2, H2S

AB5 5 5 0 Trigonal bipyramidalB

BB BA

B

PF5 , PCl5 , SbF5 , IO3F2-

AB4 5 4 1 Distorted tetrahedralB

BB

BA

SF4 , IF4+

AB3 5 3 2 T-shapeB

BB A

CIF3 , BrF3

AB2 5 2 3 LinearB

BA

I3- , ICI2- , XeF2

AB6 6 6 0 OctahedralB

BB

BAB

B

SF6 , PF6-

AB5 6 5 1 Square pyramidalB

BBB

BA

IF5 , BrF5 , XeOF4

AB4 6 4 2 Square planar

BBB

BA

XeF4 , BrF4-

BOBBY
Rectangle
Page 41: Chemistry Edit

ตัวอยาง1. โมเลกุลและไอออนในขอใดท่ีมีรูปรางเหมือนกันท้ังหมด1) H2S, CO2, O3 2) CS2, CO2, O33) CS2, NO2

-, CO2 * 4) O3, H2S, NO2-

2. กํ าหนดตารางธาตุตอไปน้ี

หมูคาบ I II III IV V VI VII VIII

23

AI

BJ

CK

DL

EM

FN

GO

HP

รูปรางโมเลกุลของ MG3 มีลักษณะใด1) มุมงอ 2) ทรงส่ีหนา

* 3) พีระมิดฐานสามเหล่ียม 4) สามเหล่ียมแบนราบ3. ใหพิจารณาโมเลกุลตอไปน้ี

ก. H2O ข. CH4 ค. NH3 ง. C2H4จ. C2H2 ฉ. C2H6

ขอสรุปท่ีถูกตองเปนไปตามขอใด1) โมเลกุล ก และ ค มีอิเล็กตรอนคูโดดเด่ียวท่ีอะตอมกลาง ; โมเลกุล ฉ มีความยาวพันธะส้ันท่ีสุด ; ความยาวพันธะระหวางคารบอนของโมเลกุล จ < ง < ฉ

2) โมเลกุล ก และ ค มอิีเล็กตรอนคูโดดเดีย่วท่ีอะตอมกลาง ; โมเลกุล ง มคีวามยาวพันธะระหวางคารบอนส้ันท่ีสุด ;ความยาวพันธะระหวางคารบอนของโมเลกุล ฉ < ง < จ

* 3) โมเลกุล ก รูปรางโคงงอ โมเลกุล ค มีรูปรางพีระมิดฐานสามเหล่ียม ; โมเลกุล จ มีความยาวพันธะระหวางคารบอนส้ันท่ีสุด ; ความยาวพันธะระหวางคารบอนของโมเลกุล จ < ง < ฉ

4) โมเลกุล ก รูปรางโคงงอ โมเลกุล ค มีรูปรางพีระมิดฐานสามเหล่ียม ; โมเลกุล จ มีความยาวพันธะระหวางคารบอนส้ันท่ีสุด ; ความยาวพันธะระหวางคารบอนของโมเลกุล จ < ฉ < ง

4. พิจารณาขอความตอไปน้ีก. มุม HOH (ใน H2O) มีขนาดเล็กกวามุม HNH (ใน NH3) เพราะวา O มีคาอิเล็กโทรเนกาติวิตีมากกวา Nข. มมุ HNH (ใน NH3) มขีนาดใหญกวามมุ HSH (ใน H2S) เพราะวา S มีอิเล็กตรอนคูโดดเด่ียวมากกวา Nค. มุม HOH (ใน H2O) มีขนาดใหญกวามุม HSH (ใน H2S) เพราะวา O มีคาอิเล็กโทรเนกาติวิตีมากกวา Sง. มุม HOH (ใน H2O) และมุม OCO (ใน CO2) ตางก็มีคาใกลเคียงกับ 109.5 องศา

ขอใดถูกตอง1) ก. และ ค. 2) ก. และ ข.3) ค. และ ง. * 4) ข. และ ค.

BOBBY
Rectangle
Page 42: Chemistry Edit

8. พันธะโคเวเลนตพันธะโคเวเลนตไมมีขั้ว เชน Cl Cl

พันธะโคเวเลนตมีข้ัว เชน H Fδ

-+- δ-

9. โมเลกุลโคเวเลนตโมเลกุลโคเวเลนตไมมีขั้ว เชน CCl , SF , PCl

โมเลกุลโคเวเลนตมีขั้ว เชน H O , CHCl , NH2

4 5

3

6

3 , SO2

, SO3

H H

O

δ+

δ-

Cl

C

δ

Cl

Cl

δ-

H+

ขั้วของโมเลกุล H2O และ CHCl3ตัวอยาง1. กํ าหนดคาอิเล็กโทรเนกาติวิตี (E.N.) ของอะตอมบางชนิด

อะตอม E.N.SiHSBrCl

1.902.202.582.963.16

สภาพมีข้ัวของพันธะโคเวเลนตตอไปน้ี ขอใดเรียงลํ าดับจากมากไปนอยไดถูกตอง* 1) H-Cl, H-Br, Si-S, Si-H 2) H-Cl, Si-S, Si-H, H-Br

3) H-Cl, H-Br, Si-H, Si-S 4) Si-H, Si-S, H-Br, H-Cl2. ธาตุ A, B, C, D, E, F และ G มีเลขอะตอมเทากับ 1, 6, 7, 8, 9, 15 และ 17 ตามลํ าดับ สารประกอบในขอใดมีข้ัวทุกสาร1) A2D, GE5, BD2 2) GE5, FG5, CE3 * 3) GE5, CE3, A2D 4) CE3, A2D, BA4

3. สารประกอบคูใดไมไดเรียงลํ าดับความแรงข้ัวจากสูงไปต่ํ า1) H2O, H2S 2) IF, BrCl 3) NCl3, BCl3 * 4) HBr, HCl

4. ไอออนหรือโมเลกุลคูใดมีรูปรางโมเลกุลเหมือนกัน และมีสภาพข้ัวของโมเลกุลชนิดเดียวกัน* 1) BeCl2(g) , CO2 2) PCl5 , ClF5 3) CCl4 , XeF4 4) BCl3 , PCl3

5. โมเลกุลในขอใดมีรูปรางเหมือนกันและเปนโมเลกุลมีขัว้ท้ังสองโมเลกุล1) BeCl2, Cl2O * 2) PBr3, NI3 3) SiF4, GeH4 4) OF2, CO2

BOBBY
Rectangle
Page 43: Chemistry Edit

10. แรงยึดเหนี่ยวระหวางโมเลกุลโคเวเลนต

โมเลกุลโคเวเลนตไมมีข้ัว มีเพียงแรงลอนดอนเปนแรงออนๆ ซ่ึงเพ่ิมข้ึนตามมวลโมเลกุลโมเลกุลโคเวเลนตมีขัว้ มีแรงลอนดอน และแรงดึงดูดระหวางข้ัว สํ าหรับ H2O , HF , NH3 แอลกอฮอลและ

กรดอินทรียจะมีพันธะไฮโดรเจนดวยเม่ือของเหลวตางชนิดผสมกันเปนสารละลายได เม่ือโมเลกุลมีข้ัวเชนเดียวกัน เมื่อผสมนํ้ ากับเอทานอลจะเกิด

พันธะไฮโดรเจนระหวางโมเลกุลของท้ังสองและคายพลังงาน เมื่อผสมเอทานอลกับเฮกเซนไมเกิดพันธะไฮโดรเจนระหวางโมเลกุลของท้ังสองและดูดพลังงาน11. โครงผลึกรางตาขาย คือ โครงสรางของอะตอมซ่ึงจัดเรียงตัวกันคลายตาขาย เปนผลทํ าใหมีจุดเดือดจุดหลอมเหลวสูงสารโคเวเลนตท่ีมีโครงผลึกรางตาขาย ไดแก

1. แกรไฟต2. เพชร3. ซิลิคอนคารไบด (SiC)4. หินควอทซหรือซิลิคอนไดออกไซด (SiO2)แกรไฟต คารบอนแตละอะตอมจะสรางพันธะกับคารบอน 3 อะตอม ท่ีอยูใกลเคียงภายในช้ันเดียวกัน จึงยึดกัน

ดวยพันธะท่ีก้ํ าก่ึงระหวางพันธะเด่ียวกับพันธะคู นอกจากน้ีภายในช้ันยังมีเวเลนซอิเล็กตรอนเคล่ือนท่ีไปท่ัวทํ าใหแกรไฟตนํ าไฟฟาไดดีเฉพาะภายในช้ัน ตางจากโลหะซ่ึงสามารถนํ าไฟฟาไดดีทุกทิศทาง

เพชร คารบอนทุกอะตอมยึดกับอะตอมใกลเคียงท้ัง 4 อะตอมดวยพันธะเด่ียว การจัดอะตอมในผลึกคลายตาขายโยงกัน 3 มิติ ทํ าใหเพชรมคีวามแขง็มาก และไมนํ าไฟฟา12. พันธะไอออนิก เปนพันธะท่ีแข็งแรง เพราะเกิดจากไอออนท่ีมีประจุบวกและลบ ดึงดูดกันดวยแรงดึงดูดระหวางประจุไฟฟา ผลึกโซเดียมคลอไรดมี Na+ และ Cl- เปนแถวๆ ท้ัง 3 มิติ ลักษณะคลายตาขาย แตละไอออนจะมีไอออนตางชนิดลอมรอบอยู 6 ไอออน แตผลึกซีเซียมคลอไรด แตละไอออนมีไอออนตางชนิดลอมรอบอยู 8 ไอออน13. สมบัติของสารประกอบไอออนิก เม่ือหลอมเหลวหรือละลายน้ํ าจะนํ าไฟฟาได

สารประกอบไอออนิกบางชนิดไมละลายน้ํ าหรือละลายไดนอย เพราะไอออนบวกและไอออนลบยึดเหนีย่วกันไวแนนโมเลกุลของน้ํ าจึงไมสามารถทํ าใหไอออนท้ังสองหลุดออกจากกันได

ถา XY เปนสารประกอบไอออนิกท่ีมีแผนผังแสดงข้ันตอนการเกิดดังน้ี

X(g)Y(g)

(2)

(3) →

X (g)+

& '$($ Y (g)(4) -

(5)X(s) + 1/2 Y (g)2

(1)

→ XY(s)↓↑

การเปล่ียนแปลงพลังงานในข้ันตอนใดเปนการคายและดูดพลังงานตามลํ าดับคายพลังงาน................... ............................................... ดูดพลังงาน................................................................

BOBBY
Rectangle
Page 44: Chemistry Edit

ตัวอยาง1. ถาธาตุ A, B, C และ D มีเลขอะตอมเทากับ 34, 35, 38 และ 53 ตามลํ าดับ หากรวมกันเปนสารประกอบขอใดถูกตอง

* 1) ระหวางธาตุ B กับธาตุ C เกิดสารไอออนิกมีสูตรเปน CB22) ระหวางธาตุ B กับธาตุ D เกิดสารไอออนิกมีสูตรเปน BD3) ระหวางธาตุ A กับธาตุ D เกิดสารไอออนิกมีสูตรเปน AD24) ระหวางธาตุ A กับธาตุ C เกิดสารโคเวเลนตมีสูตรเปน AC

2. ชุดสารในขอใด มีสารไอออนิกสารเดียวเทาน้ัน* 1) CCl4, BeCl2, PF3, Li2O 2) CS2, NaCl, CoCl2, PCl5

3) C2H6, LiF, HCN, BaO 4) NH4Cl, C2H4, KCN, PCl33. สารประกอบคูใดมีสมบัตินํ าไฟฟาดี และมีจุดหลอมเหลวสูง1) NaCl, N2O4 2) Cl2, แกรไฟต

* 3) Na2CO3, K2O 4) Hg, เพชร4. ขอใดถูกตอง

สูตรเคมี น้ํ าหนักสาร จํ านวนโมเลกุล ชนิดของสารประกอบ1)

*2)3)4)

NO2N(CH3)3NaClH2SO4

2.31.185.854.9

0.05 × 1023

1.2 × 1022

2 × 1022

0.10 × 1023

โคเวเลนตโคเวเลนตไอออนิกไอออนิก

14. สมการไอออนิก เปนสมการเคมีแสดงเฉพาะไอออนท่ีเขาทํ าปฏิกิริยากันแลวเกิดเปนผลิตภัณฑ เชนAg+(aq) + Cl-(aq) → AgCl(s)Zn(s) + 2H+(aq) → Zn2+(aq) + H2(g)CaCO3(s) + 2H+(aq) → Ca2+(aq) + H2O(l) + CO2(g)

ตัวอยาง1. ปฏิกิริยาในขอใดเกิดตะกอนท้ังสองปฏิกิริยา1) CuSO4 + NaNO3 และ Zn(NO3)2 + HCl2) NaCl + KNO3 และ FeCl3 + HNO33) AgNO3 + KCl และ Cu(NO3)2 + NaCl

* 4) AgNO3 + KI และ Pb(NO3)2 + Na2SO4

BOBBY
Rectangle
Page 45: Chemistry Edit

15. พันธะโลหะ เกิดจากการท่ีอะตอมตางๆ ของโลหะใชเวเลนซอิเล็กตรอนรวมกัน ซ่ึงตางจากโมเลกุลโคเวเลนตท่ีมีการใชอิเล็กตรอนรวมกันระหวางอะตอมเปนคูๆ พันธะโลหะอธิบายสมบัติบางประการของโลหะได เชน

โลหะสามารถนํ าไฟฟา และนํ าความรอน เน่ืองจากมีเวเลนซอิเล็กตรอนท่ีเคล่ือนท่ีไดโลหะมีจุดหลอมเหลวสูง และดึงใหขาดออกจากกันไดยาก เพราะเวเลนซอิเล็กตรอนของอะตอมท้ังหมดในกอน

โลหะยึดอะตอมไวอยางเหนียวแนนโลหะตีใหเปนแผนบางๆ ได เพราะมีกลุมเวเลนซอิเล็กตรอนทํ าหนาท่ียึดอนุภาคของโลหะเหลาน้ีไว อนุภาคเหลา

น้ีจึงเล่ือนไถลโดยไมหลุดออกจากกันการสะทอนแสงของโลหะ เกิดจากกลุมอิเล็กตรอนท่ีเคล่ือนท่ีไดโดยอิสระ เมือ่กระทบกับแสง ซ่ึงเปนคล่ืนแมเหล็ก

ไฟฟาจะรับและกระจายคล่ืนแสงออกมาทํ าใหผิวของโลหะน้ันสะทอนแสงไดดีตัวอยาง1. เหตุผลเก่ียวกับสมบัติของธาตุในขอใดผิด

* 1) โลหะมีความมันวาว เพราะดูดกลืนคล่ืนแมเหล็กไฟฟาไวไดมาก2) โลหะดึงใหเปนเสนได เพราะระหวางอนุภาคของอะตอมโลหะยังมีเวเลนซอิเล็กตรอนยึดไว3) แกรไฟตแผใหเปนแผนบางได แตยืดใหเปนเสนไมไดเพราะเวเลนซอิเล็กตรอนแยกอยูกันเปนช้ันๆ4) อะตอมในโลหะสรางพันธะโดยใชเวเลนซอิเล็กตรอนรวมกัน

BOBBY
Rectangle
Page 46: Chemistry Edit

บทที ่7 สมบัติของธาตุตามตารางธาตุ

1. สรุปสมบัติตางๆ ของธาตุในตารางธาตุสมบัติตางๆ ของธาตุตามหมู และตามคาบในตารางธาตุมีความสัมพันธกันพอท่ีจะสรุปเปนตารางและแผนภาพ

เพ่ือแสดงแนวโนมของการเปล่ียนแปลงไดดังน้ี

นอย มากธาตุในหมูเดียวกัน

เลขอะตอมรัศมีอะตอมความหนาแนนขนาดไอออนความเปนโลหะmp และ bp (อโลหะ)

พลังงานไอออไนเซชันอันดับท่ี 1อิเล็กโทรเนกาติวิตีความเปนโลหะmp และ bp (โลหะ)

มาก นอย

แนวโนมสมบัติตางๆ ของธาตุในหมูเดียวกัน

ตารางท่ี 1 แนวโนมสมบัติตางๆ ของธาตุในคาบเดียวกันสมบัติของธาตุ สมบัติของธาตุตามแนวโนมในคาบ

เลขอะตอม นอย → มาก

รัศมีอะตอม มาก ← นอย

ขนาดอะตอม ใหญ ← เล็ก

ขนาดไอออน โลหะ ใหญ ← เล็ก

อโลหะ ใหญ ← เล็ก

ความเปนโลหะ มาก ← นอย

BOBBY
Rectangle
Page 47: Chemistry Edit

สมบัติของธาตุ สมบัติของธาตุตามแนวโนมในคาบความเปนอโลหะ นอย

→ มาก

จุดหลอมเหลวและจุดเดือด โลหะ ต่ํ า

→ สูงอโลหะ สูง

← ต่ํ า (สวนมาก)พลังงานไอออไนเซชันลํ าดับท่ี 1 นอย

→ มากอิเล็กโทรเนกาติวิตี นอย

→ มาก

หมายเหตุ แนวโนมของสมบัติบางอยางไมรวมธาตุหมู 8Aสมบัติทางเคมีของธาตุในหมูหมู 1A 2M(s) + 2H2O(l)

→ 2M+(aq) + 2OH-(aq) + H2(g)เชน 2Na(s) + 2H2O(l)

→ 2Na+(aq) + 2OH-(aq) + H2(g)หมู 2A M(s) + 2H2O(l)

→ M2+(aq) + 2OH-(aq) + H2(g)เชน Mg(s) + 2H2O(l)

→ Mg2+(aq) + 2OH-(aq) + H2(g)หมู 7A ธาตุหมู 7A ท่ีอยูบนกวาจะรับ e- ของไอออนลบของธาตุหมู 7A ท่ีอยูลางกวาได

X2 + 2Y- → 2X- + Y2 (ธาตุ X อยูบน Y อยูลางในหมูเดียวกัน)

เชน Cl2 + 2Br- → 2Cl- + Br2

ธาตุหมู 7A ทํ าปฏิกิริยากับ S2- เกิดตะกอนสีเหลืองของกํ ามะถัน (S)X2 + S2-

→ 2X- + Sเชน Cl2 + S2-

→ 2Cl- + S

BOBBY
Rectangle
Page 48: Chemistry Edit

2. เลขออกซิเดชันเลขออกซิเดชัน (Oxidation Number) ยอวา ON คือ ตัวเลขท่ีใชติดตามจํ านวนอิเล็กตรอนท่ีใชในการเกิดพันธะ

ของอะตอมของธาตุสรุปสาระสํ าคัญของเลขออกซิเดชัน (ON) ธาตุอิสระมีเลขออกซิเดชันเปนศูนย เลขออกซิเดชันคิดตอ 1 อะตอม

ของธาตุเปนตัวเลขท่ีมีเคร่ืองหมายบวก หรือลบ หรือศูนย ไอออนของธาตุ ประจุของไอออน = เลขออกซิเดชัน เชนMg2+ มี ON = +2 H ในสารประกอบมีเลขออกซิเดชัน +1 เชน H O2

+1 H SO2

+14 ยกเวนไฮไดรตของโลหะ H มี

ON = -1 เชน NaH-1 O ในสารประกอบมี ON = -2 เชน NaHCO3-2 C6H12O6

-2 ยกเวนออกไซดบางชนิด เชน

เปอรออกไซด O มี ON = -1 เชน Na2O2-1

BaO2-1

H2O2-1 ซุปเปอรออกไซด O มี ON = - 12 เชน NaO2

1-2

ON ของธาตุหมู 1 และหมู 2 ในสารประกอบจะมีคาเปน +1 และ +2 ตามลํ าดับ เชน KCl+1 BaS+2

การหาเลขออกซิเดชันของธาตุสารประกอบ ผลบวกของเลขออกซิเดชันของธาตุทุกอะตอมในสารประกอบ = 0ไอออน ผลบวกของเลขออกซิเดชันของธาตุทุกอะตอมในไอออน = ประจุไอออน

ตัวอยาง จงหาเลขออกซิเดชันของธาตุท่ีพิมพตัวหนาตางๆ ในสารตอไปน้ี1. CaMg(SiO3)2

(+2) + (+2) + (x + (-2 × 3)) × 2 = 0∴ x = +4

2. Al(H2O)2(OH)4-x + (0 × 2) + (-1 × 4) = -1

∴ x = +3

แบบทดสอบ

จงเลือกคํ าตอบที่ถูกตอง1. เลขออกซิเดชันของโลหะแทรนซิชันในสารประกอบตอไปน้ี

[Cr(NH3)4SO4]Cl Fe(H2O)5(OH)Cl2 และ K2[PtCl4]เปนดังขอใดตามลํ าดับ1) 2 2 3 2) 2 3 2 3) 3 3 2 4) 3 3 3

2. โลหะแทรนซิชันในสารประกอบใดท่ีเรียงลํ าดับเลขออกซิเดชันจากมากไปนอย1) ZnO Cr2O3 WO3 2) MoO3 TiO2 Mn2O73) MnO2 Fe3O4 Cu2O 4) K3Fe(CN)6 K2Cr2O7 KMnO4

3. เลขออกซิเดชันของโลหะอะตอมกลางในขอใดตอไปน้ีมีคาสูงกวา +21) [Cu(CN)4]2- 2) [CrCl6]4- 3) [Ni(NH3)4]2+ 4) [Fe(CN)6]3-

BOBBY
Rectangle
Page 49: Chemistry Edit

4. กํ าหนดสูตรเคมีตอไปน้ี CaF2 ⋅ 3Ca3(PO4)2, Sb2S3 ⋅ 3H2O, Na2ZrSiO5 ถาเลขออกซิเดชันของ Si = 4พิจารณาเลขออกซิเดชันในขอตอไปน้ีก. เลขออกซิเดชันของ P สูงกวา +3 และของ Sb ต่ํ ากวา +5ข. เลขออกซิเดชันของ Sb สูงกวา +2 และของ Zr ต่ํ ากวา +1ค. เลขออกซิเดชันของ Zr สูงกวา +1 และของ P เทากับ +5ง. เลขออกซิเดชันของ Zr เทากับ 0 และของ Sb สูงกวา +3

ขอใดผิด1) ก. และ ข. 2) ก. และ ค. 3) ข. และ ง. 4) ค. และ ง.

5. ผลรวมของเลขออกซิเดชันของอะตอมกลางในขอใดท่ีมีคารวมกันนอยท่ีสุด1) K4[Fe(CN)6] K3[Fe(CN)6] [Ag(NH3)2]Cl22) [Ag(NH3)2]Cl2 K2[Ni(CN)4] [Cr(H2O)6]SO43) [Fe(H2O)6]SO4 [Ag(NH3)2]Cl2 K2Cr2O74) K3[Fe(CN)6] K2[Ni(CN)4] K4[Fe(CN)6]

เฉลย

1. 3) 2. 3) 3. 4) 4. 3) 5. 2)

3. ธาตุแทรนซิชันสมบัติท่ัวไปของธาตุแทรนซิชนั1. มี ON ในสารประกอบและไอออนหลายคา เชน Cu มีคา ON = +1, +2 Fe มี ON +2, +3 V มี

ON = +1, +2, +3, +4, +52. เปนโลหะ สถานะของแขง็ ยกเวน Hg เปนของเหลว มีความหนาแนนสูง3. สารประกอบและไอออนของธาตุแทรนซิชันสวนมากมีสี เชน KMnO4 สีมวงแดง Cr2O7

2- สีสม ยกเวน Zn2+,Ag+, Sc3+ ไมมีสี

4. เปนธาตุเกิดสารเชิงซอนไดดี5. มีจุดเดือด จุดหลอมเหลวสูง นํ าไฟฟาและนํ าความรอนไดดี6. ธาตุมีเลขอะตอมมาก เปนธาตุกัมมันตรังสี7. เวเลนซอิเล็กตรอนสวนมากเปน 2 ยกเวนบางธาตุมีเวเลนซอิเล็กตรอนเปน 1 และมีการจัดอิเล็กตรอนใน

ระดับพลังงานท่ีถัดเขามาจากระดับพลังงานนอกสุดของอะตอมมีอิเล็กตรอนไมเทากันและมีไมครบตามท่ีควรจะมี เชน26Fe 2, 8, 14, 2 24Cr 2, 8, 13, 1

BOBBY
Rectangle
Page 50: Chemistry Edit

แบบทดสอบ

จงเลือกคํ าตอบที่ถูกตอง1. ขอใดไมใชสมบัติของธาตุแทรนซิชัน1) ไอออน และสารประกอบของธาตุแทรนซิชันมีสีหมด2) เปนธาตุท่ีมีเลขออกซิเดชันไดหลายคา3) สารประกอบเชิงซอนมีโมเลกุล หรือไอออนยึดกับธาตุแทรนซิชันดวยพันธะโคเวเลนต4) เกิดสารประกอบเชิงซอนไดงาย

2. Zn2+ มีการจัดอิเล็กตรอนเหมือนกับไอออนใด1) Cu2+ 2) Fe2+ 3) Cr3+ 4) Cu+

3. การจัดอิเล็กตรอนตอไปน้ี ขอใดเปนของธาตุแทรนซิชัน1) 2 8 8 1 2) 2 8 13 1 3) 2 8 18 8 1 4) 2 8 18 8 2

4. ของผสมชนิดหน่ึงอยูในสถานะของแข็ง เมื่อนํ ามาเติมนํ้ าปรากฏวาไดสารละลายสีเขียวอมฟา และมีของแขง็สีขาวเหลืออยู เม่ือเติมสารละลายแอมโมเนียเขมขนลงไปอีก จะไดสารละลายสีน้ํ าเงินและไมมีตะกอนเหลืออยูกํ าหนดขอมูลของสารดังน้ี

สาร สี การละลายในน้ํ า ปฏิกิริยากับสารละลาย NH3 เขมขนAgClCuSO4⋅ 5H2ONiSO4⋅ 6H2OCoCl2⋅ 6H2OPbCl2

ขาวนํ้ าเงินเขียวมวงแดงขาว

ไมละลายละลายไดสารละลายสีฟาละลายไดสารละลายสีเขียวละลายไดสารละลายสีชมพู

ไมละลาย

สารละลายไมมีสีสารละลายสีน้ํ าเงินสารละลายสีน้ํ าเงินตะกอนสีน้ํ าเงินตะกอนสีขาว

ของผสมน้ีควรจะประกอบดวยสารใดบาง1) AgCl + NiSO4⋅ 6H2O + CoCl2⋅ 6H2O 2) CuSO4⋅ 5H2O + NiSO4⋅ 6H2O + PbCl23) AgCl + CuSO4⋅ 5H2O + NiSO4⋅ 6H2O 4) AgCl + CuSO4⋅ 5H2O + CoCl2⋅ 6H2O + PbCl2

5. สารประกอบของโลหะชนิดหน่ึง ถามีปริมาณคอนขางสูง จะมีพิษตอส่ิงมีชีวิต จึงใชออกไซดของโลหะน้ีทํ ายาฆาแมลงและฆาเช้ือรา เลือดของปู ปลาหมึก และหอยโขง เปนสารประกอบเชิงซอนของโลหะน้ี รางกายของคนเราก็ตองการโลหะน้ีเพ่ือใชในกระบวนการทางชีวเคมีเฉพาะอยาง ถาขาดธาตุนีทํ้ าใหเกิดความบกพรองในการสังเคราะหไขมันบางชนิด และทํ าใหเกิดความบกพรองในการดูดซึมธาตุอ่ืนอันอาจนํ าไปสูโรคโลหิตจางได โลหะชนิดนี้เปนโลหะในขอใด1) Zn 2) Fe 3) Cu 4) Cr

เฉลย

1. 1) 2. 4) 3. 2) 4. 3) 5. 3)

BOBBY
Rectangle
Page 51: Chemistry Edit

4. ธาตุกัมมันตรังสีธาตุกัมมันตรังสี คือ ธาตุท่ีมีสมบัติในการแผรังสี ธาตุพวกน้ีแผรังสีแลวกลายเปนธาตุอ่ืนได โดยเปล่ียนจํ านวน

อนุภาคในนิวเคลียส เชน จํ านวนโปรตอน และนิวตรอน โดยท่ัวไปธาตุกัมมันตรังสี ไดแก ธาตุท่ีนิวเคลียสไมเสถียรคือมีจํ านวนโปรตอน (p+) แตกตางจากจํ านวนนิวตรอน (n) มาก เชน 92

238U มี p+ = 92 n = 238 - 92 = 146

ชนิด สัญลักษณเบตา β -1 0 e

แอลฟา α 24He

โปรตอน 11p 11H

นิวตรอน 01n

แกมมา γ 00γ

สมการนิวเคลียร (Nuclear equation) คือ สมการท่ีแสดงปฏิกิริยานิวเคลียร สมการตองดุลดวย ซ่ึงการดุลสมการนัน้ ตองดลุท้ังเลขมวล และเลขอะตอมท้ังดานซายและขวาของสมการเคมีใหเทากัน กลาวคือ ผลบวกของเลขมวลและเลขอะตอมของสารต้ังตนเทากับของผลิตภัณฑ ดังตัวอยาง

92235U + 01n → 54

139Xe + 3894Sr + 301n

เลขมวล 235 + 1 = 236 139 + 94 + (3 × 1) = 236เลขอะตอม 92 + 0 = 92 54 + 38 + (3 × 0) = 92ปฏิกิริยานิวเคลียร

510B + 2

4He → 713N + 01n

แผนภาพแสดงปฏิกิริยานิวเคลียรน้ี คือ10B(α, n) 13N

ตัวอยางท่ี 1 จงเติมใหสมบูรณสํ าหรับสมการของปฏิกิริยานิวเคลียรตอไปน้ีก. 01n + 92

235U → 56142Ba + A + 3 นิวตรอน

ข. 92238U + α → B + 2 นิวตรอน

วิธีทํ า ก. 01n + 92

235U → 56142Ba + 3691A + 30

1n

ข. 92238U + 24He → 94

241B + 01n

BOBBY
Rectangle
Page 52: Chemistry Edit

ครึ่งชีวิตของธาตุคร่ึงชีวิต (Half life) ของสารกัมมันตรังสี คือ ระยะเวลาท่ีสารกัมมันตรังสีสลายตัวไป จนเหลือเพียงคร่ึงหน่ึงของ

ปริมาณเดิมใชสัญลักษณเปน t 12

สูตรการคํ านวณ

ln NNt

0 = -λt หรือ log NNt

0 = -λt2.303 t 12 = 0.693λ

N0 = จํ านวนอะตอมของธาตุกัมมันตรังสีเร่ิมตนเวลา (t = 0)Nt = จํ านวนอะตอมของธาตุกัมมันตรังสีเวลาผานมา tλ = คาคงท่ีของการสลายt 12

= ครึ่งชีวิต

ตัวอยางท่ี 2 พิจารณาปฏิกิริยาการสลายตัวของ C-12

614C → 7

14N + -1 0e t 12

= 5,730 ป

ถาเริ่มตนม ีC-14 อยู 28 mg เมื่อเวลาผานไป 17,190 ป จะม ี 714N เกิดขึ้นกี่มิลลิโมล

614C มีครึ่งชีวิต = 5,730 ป

วิธีทํ า 614C 28 mg ใชเวลาในการสลายตัว 17,190 ป คิดเปน 3 รอบของคร่ึงชีวิต

614C = 17,190

5,730 = 3 รอบ ดังน้ี

28 mgC146 C146282 = 14 mg C146

142 = 7 mg C146

72 = 3.5 mg5,730 ป 5,730 ป 5,730 ป

นั่นคือ เมื่อเวลาผานไป 17,190 ป 614C เหลือ 3.5 mg ใชไป = 28 - 3.5 = 24.5 mg

614C → 7

14N + -1 0eจากสมการ 6

14C 1 มิลลิโมล เกิด 714N = 1 มิลลิโมล

614C 14 mg เกิด 7

14N = 1 มิลลิโมล

614C 24.5 mg เกิด 7

14N = 24.514 = 1.75 มิลลิโมล

BOBBY
Rectangle
Page 53: Chemistry Edit

การแผรังสีไอโซโทปของธาตุ

ก. การแผรังสีแอลฟา 92238U → 90

234Th + 24He

ข. การแผรังสีบีตา 90234Th → 91

234Pa + -1 0e

ค. การแผรังสีแกมมา 92234U 4.13 MeV

→ 90230Th * + 24He

90230Th → 90

230Th + γปฏิกิริยาฟชชนั (Fission reaction) คือ กระบวนการของปฏิกิริยานิวเคลียรท่ีเกิดจากนิวเคลียสของธาตุหนัก

บางชนิดแตกตัวออกเปนไอโซโทปของธาตุท่ีเบากวา เชน

92235U + 01n → 56

140Ba + 3693Kr + 301n + พลังงาน

ปฏิกิริยาฟวชนั (Fusion reaction) คือ ปฏิกิริยานิวเคลียรท่ีเกิดจากการรวมตัวของไอโซโทปของธาตุเบา เกิดเปนไอโซโทปของธาตุหนักกวาเดิมและคายพลังงานมหาศาล เชน

11H + 12H → 2

3He 36Li + 12H → 22

4He

BOBBY
Rectangle
Page 54: Chemistry Edit

บทที ่8 ปริมาณสารสัมพันธ

1. สารละลายสารละลาย (Solution) คือ สารเน้ือเดียวท่ีมีสารต้ังแต 2 ชนิดขึ้นไปมารวมกัน ประกอบดวยตัวทํ าละลายและ

ตัวละลายหนวยของสารละลาย วัดในรูปความเขมขนปริมาณตัวละลายตอปริมาณสารละลาย (ยกเวนหนวยโมลตอกิโลกรัม)1. รอยละ1.1 รอยละโดยมวล (รอยละมวลตอมวล) คอื ปรมิาณมวลของตัวละลายในมวลของสารละลาย 100 หนวยมวล1.2 รอยละโดยปริมาตร (รอยละปริมาตรตอปริมาตร) คือ ปริมาตรของตัวละลายในสารละลายปริมาตร100 หนวยปริมาตร

1.3 รอยละโดยมวลตอปริมาตร คอื ปรมิาณมวลของตัวละลายในปรมิาตรของสารละลาย 100 หนวยปริมาตรหนวยมวลและหนวยปริมาตรตองใหสอดคลองกันดวย เชน หนวยมวล เปนกรัม หนวยปริมาตร เปนลูกบาศกเซนติเมตร

2. โมลาริตี หรือ โมลตอลูกบาศกเดซิเมตร (mol/dm3 หรือ mol/l หรือ M) เปนหนวยท่ีบอกจํ านวนโมลของตัวละลายในสารละลาย 1 dm3

3. โมแลลิตี หรือ โมลตอกิโลกรัม (mol/kg หรือ m) เปนหนวยท่ีบอกจํ านวนโมลของตัวละลายท่ีละลายในตัวทํ าละลาย 1 kg จึงมีหนวยเปน mol/kg เรียกวา โมแลล (Molal)

4. เศษสวนโมล (Mole fractions) คือ สัดสวนจํ านวนโมลของสารองคประกอบหน่ึงตอจํ านวนโมลรวมของสารทุกชนิดในสารละลาย เชน สารละลายชนิดหน่ึงประกอบดวย สาร A a mol, B b mol และ C c mol จะไดเศษสวนโมลของ A =

c+b+aa

5. สวนในลานสวน (ppm) เปนหนวยความเขมขนของสารละลายท่ีเจือจางมากๆ หรืออาจใชแสดงปริมาณของส่ิงเจือปนท่ีมีอยูในสารเคมีท่ีบริสุทธ์ิตางๆ เชน อากาศม ี CO เขมขน 30 ppm แสดงวาอากาศ 106 ml(1 ลาน ml) มี CO 30 ml

สรุปสูตรการคํ านวณสารละลาย1. รอยละโดยมวลของตัวละลาย = มวลของตัวละลาย

มวลของสารละลาย × 100

2. รอยละโดยมวลตอปริมาตรของตัวละลาย = ปริมาตรของตัวละลายปริมาตรของสารละลาย × 100

3. รอยละโดยมวลตอปริมาตรของตัวละลาย = มวลของตัวละลายปริมาตรของสารละลาย × 100

4. mol/dm3 = ปริมาตร (dm ) ของสารละลายโมลของตัวละลาย

3

BOBBY
Rectangle
Page 55: Chemistry Edit

5. mol/kg = มวลที่เปน kg ของตัวทําละลายโมลของตัวละลาย

6. สารละลายที่มีความเขมขน C mol/dm3 จํ านวน V dm3 จํ านวนโมลของตัวละลาย n mol

n = CV(cm )1000

3

7. สารละลายที่มีความเขมขน C mol/dm3 จํ านวน V dm3 จํ านวนโมลของตัวละลาย n mol

n = CV(dm )1

3

8. การเปล่ียนหนวยสารละลายจากหนวย รอยละ → mol/dm3

8.1 รอยละโดยมวล → mol/dm3 C = 10 dxMC = ความเขมขน (mol/dm3) d = ความหนาแนนของสารละลาย (g/cm3)x = ความเขมขน (% โดยมวล) M = มวลโมเลกุลของตัวละลาย

8.2 รอยละโดยปริมาตร → mol/dm3 C = 10 DxM D = ความหนาแนนของตัวทํ าละลาย (g/cm3)

x = ความเขมขนของสารละลาย (% โดยปริมาตร)8.3 รอยละโดยมวลตอปริมาตร → mol/dm3 C = 10 xM

x = ความเขมขนของสารละลาย (รอยละโดยมวลตอปริมาตร)9. การเตรียมสารละลายเจือจางโดยการเติมน้ํ า

โมลของตัวละลายกอนเติมน้ํ า = โมลของตัวละลายหลังเติมน้ํ าสารละลาย C1 mol/dm3 จํ านวน V1 cm3 เติมนํ้ าเปนสารละลาย C2 mol/dm3 จํ านวน V2 cm3

C1V1 = C2V2

10. การเตรียมสารละลายโดยการผสมสารละลายชนิดเดียวกันความเขมขนตางกัน แตปริมาตรท่ีใชตางกันC1, C2 และ C แทนความเขมขนของสารละลาย มีหนวยเปน mol/dm3

V1, V2 และ V แทนปริมาตรของสารละลาย มีหนวยสอดคลองกัน เชน cm3 หรือ dm3 เหมือนกัน

C1V1 + C2V2 + ... = CV

BOBBY
Rectangle
Page 56: Chemistry Edit

แบบทดสอบ

จงเลือกคํ าตอบที่ถูกตอง1. ในการเตรียมสารละลายกรดแอซิติกความเขมขน 1.00 mol/dm3 ปริมาตร 250 cm3 จากกรดแอซิติกบริสุทธ์ิท่ีมีความหนาแนน 1.10 g/cm3 จะตองใชกรดแอซิติกบริสุทธ์ิก่ี cm3

1) 13.6 2) 15.0 3) 16.5 4) 25.02. ถานํ าสารละลาย NaCl ที่มีความเขมขน 0.1 M ปริมาตร 200 cm3 มาผสมกับสารละลาย NaCl ที่มีความเขมขน

0.05 M จํ านวนหนึง่ สารละลายผสม NaCl ทีไ่ดมคีวามเขมขน 0.07 M สารละลาย NaCl ที่มีความเขมขน 0.05 Mท่ีใชผสมมีปริมาตรก่ี cm3

1) 100 2) 200 3) 300 4) 4003. จะตองใชสารละลาย NaCl เขมขน 2.00 mol ⋅ dm-3 ก่ี cm3 มาเจือจางใหเปนสารละลายเขมขน 0.50 mol/dm3

ปริมาตร 100 cm3

1) 5 2) 10 3) 25 4) 504. ผสมสารละลาย NaCl เขมขน 5 mol ⋅ dm-3 ปริมาตร 200 cm3 กับสารละลาย NaCl เขมขน 1 mol⋅dm-3

ปริมาตร 150 cm3 เขาดวยกัน ถาตองการสารละลาย NaCl ที่มีความเขมขน 2.0 mol ⋅ dm-3 พอดีจะตองเติมสารละลาย NaCl ที่มีความเขมขน 0.2 mol ⋅ dm-3 ลงไปอีกก่ี cm3

1) 100 2) 150 3) 200 4) 2505. ถาตองการเตรียมสารละลาย CuSO4 เขมขน 0.1 mol ⋅ dm-3 ปริมาตร 500 cm3 จาก CuSO4 ⋅ 5H2O ซ่ึงมีความบริสุทธ์ิรอยละ 99.8 จะตองใช CuSO4 ⋅ 5H2O หนักก่ีกรัม1) 11 2) 11.5 3) 12 4) 12.5

เฉลย

1. 1) 2. 3) 3. 3) 4. 4) 5. 4)

BOBBY
Rectangle
Page 57: Chemistry Edit

2. สมบัติคอลลิเกตีฟสมบัติคอลลิเกตีฟของสารละลายจุดเดือดของสารละลายสูงกวาตัวทํ าละลายบริสุทธ์ิ และจุดหลอมเหลว (หรือจุดเยือกแข็ง) ของสารละลายต่ํ ากวา

ตัวทํ าละลายบริสุทธ์ิสูตรเก่ียวกับสารละลายท่ีมีสมบัติคอลลิเกตีฟ1. จุดเดือด

∆Tb = Kb × m

∆Tb = Kb × mm MW1

2 11000

××

∆Tb = จุดเดือดของสารละลาย - จุดเดือดของตัวทํ าละลาย (°C)Kb = คาคงท่ีของการเพ่ิมข้ึนของจุดเดือดของสารละลาย (°C/mol/kg)m = ความเขมขนของสารละลาย (mol/kg)

m1 = มวลตัวละลาย (g)m2 = มวลของตัวทํ าละลาย (g)

MW1 = มวลโมเลกุลของตัวละลาย2. จุดหลอมเหลว (หรือจุดเยือกแขง็)

∆Tf = Kf × m

∆Tf = Kf × mm MW1

2 11000

××

∆Tf = จุดเยือกแขง็ของตัวทํ าละลาย - จุดเยือกแข็งของสารละลาย (°C)Kf = คาคงท่ีของการลดลงของจุดเยือกแข็งของสารละลาย (°C/mol/kg)

3. สารละลายชนิดเดียวกันมีความเขมขนเทากัน จุดเดือดและจุดเยือกแขง็สัมพันธกันดังน้ี∆∆TT = K

Kbf

bf

4. ความเขมขนของสารละลาย

m = mm MW1

2 11000

××

m = ความเขมขนของสารละลาย (mol/kg)m1 = มวลของตัวละลาย (g)m2 = มวลของตัวทํ าละลาย (g)

MW1 = มวลโมเลกุลของตัวละลาย

BOBBY
Rectangle
Page 58: Chemistry Edit

สรุปสาระสํ าคัญของสารละลายท่ีมีสมบัติ Colligative1. สมบัติคอลลิเกตีฟ เปนสมบัติทางกายภาพเก่ียวกับจุดเดือด จุดหลอมเหลว (จุดเยือกแข็ง) และความดันไอ2. สมบัติคอลลิเกตีฟของสารละลายข้ึนอยูกับความเขมขนของสารละลาย และชนิดของตัวทํ าละลาย แตไมข้ึนอยูกับชนิดของตัวละลาย

3. สารละลายชนดิเดยีวกัน เขมขนตางกันจะมจุีดเดอืดและจุดเยือกแขง็ตางกัน กลาวคือสารละลายท่ีมีความเขมขน มากกวาจะมีจุดเดือดสูงกวา แตจุดเยือกแข็งต่ํ ากวา

4. สารละลายท่ีมีตัวละลายตางกัน แตตัวทํ าละลายเหมือนกันจะมีจุดเดือดและจุดเยือกแข็งเทากัน5. สารละลายท่ีมีตัวละลายเหมือนกัน แตตัวทํ าละลายตางกันจะมีจุดเดือดและจุดเยือกแข็งตางกัน6. คา Kb และ Kf ข้ึนอยูกับชนิดของตัวทํ าละลายเทาน้ัน เชน สารละลายใดๆ ท่ีมีตัวทํ าละลายเหมือนกันจะมีคา

Kb และ Kf เทากันเสมอ

แบบทดสอบ

จงเลือกคํ าตอบที่ถูกตอง1. สารละลาย A ประกอบดวยสาร X 32 g และสาร P 500 gสารละลาย B ประกอบดวยสาร Y 76 g และสาร P 500 gมวลโมเลกุลของสาร X และ Y เทากับ 128 และ 152 ตามลํ าดับKb และ Kf ของสาร P เทากับ 2.5 และ 5.0 ตามลํ าดับขอสรุปใดถูกตอง1) สารละลาย A มีจุดเดือดสูงกวาสาร P 2.5°C 2) สารละลาย B มีจุดเยือกแข็งต่ํ ากวาสาร P 5.0°C3) สารละลาย B มีจุดเดือดสูงกวาสาร A 2.5°C 4) สารละลาย A มีจุดเยือกแข็งเทากับสารละลาย B

2. สารประกอบบริสุทธ์ิ Y มีมวลโมเลกุล 930 สารน้ีละลายในน้ํ าได แตไมแตกตัว ถาละลายสาร Y หนัก 60 g ในนํ้ า12 kg สารละลายน้ํ ามีจุดเยือกแข็งลดลงก่ี °C (Kf ของนํ้ าเปน 1.86 °C/mol/kg)1) 0.14 2) 0.24 3) 0.34 4) 0.44

3. กราฟแสดงคา Tb และ Tf ในขอใดเปนไปได

1)

อุณหภูมิ (

C)

!Tb

Tfความเขมขน (mol/kg)0

2)

อุณหภูมิ (

C)

! TbTf

ความเขมขน (mol/kg)0

3)

อุณหภูมิ (

C)

! TbTf

ความเขมขน (mol/kg)0

4)

อุณหภูมิ (

C)

! TbTf

ความเขมขน (mol/kg)0

BOBBY
Rectangle
Page 59: Chemistry Edit

เฉลย

1. 2) 2. 2) 3. 1)

3. ปริมาณสัมพันธของแกส3.1 กฎอาโวกาโดร "ท่ีอุณหภูมิและความดันเดียวกัน แกสทุกชนิดท่ีมีปริมาตรเทากันจะมีจํ านวนโมเลกุลเทากัน"3.2 กฎเกยลุสแซก "ในปฏกิิริยาเคมท่ีีเปนแกส อัตราสวนโดยปริมาตรของแกสท่ีทํ าปฏิกิริยาพอดีกัน และปริมาตรของแกสท่ีเกิดจากปฏิกิริยาท่ีอุณหภูมิและความดันเดียวกัน จะเปนเลขจ ํานวนเต็มลงตัวนอยๆ"

หมายเหตุ1. ปริมาตรของแกสของสารต้ังตนท่ีทํ าปฏิกิริยากันจะเทากับหรือไมเทากับปริมาตรของแกสของผลิตภัณฑท่ีเกิด

จากปฏิกิริยา เชนH (g) + I (g)2 2" #$$ %$$

2 ปริมาตร2HI(g)"#%

2 ปริมาตร2CO(g) + O (g)2" #$$ %$$

3 ปริมาตร2CO (g)2"#$ %$

2 ปริมาตร= ≠

2. อัตราสวนโดยปรมิาตรของแกสตางๆ ในปฏกิิรยิาจะเทากับอัตราสวนโดยโมลของแกสตางๆ ในปฏกิิรยิาเดยีวกันนั้นเชน N2(g) + 3H2(g) → 2NH3(g)

อัตราสวนโดยปริมาตร N2 : H2 : NH3 = 1 : 3 : 2อัตราสวนโดยโมล N2 : H2 : NH3 = 1 : 3 : 2

แบบทดสอบ

จงเลือกคํ าตอบที่ถูกตอง1. ถา H2 12 cm3 ทํ าปฏิกิริยากับ O2 20 cm3 ท่ี STP เม่ือปฏิกิริยาส้ินสุดลง ปริมาตรรวมของแกสจะเปนก่ีลูกบาศกเซนติเมตร1) 12 2) 14 3) 18 4) 26

2. ปฏิกิริยาการเผาไหมของโพรเพนเปนดังน้ีC3H8(g) + O2(g) → CO2(g) + H2O(l) (สมการยังไมดุล)

เมื่อนํ าแกสโพรเพนมา 50 cm3 ผสมกับแกสออกซิเจน 500 cm3 แลวจุดไฟเผา จะมีแกสผสมหลังการเผาไหมก่ีลูกบาศกเซนติเมตร (ปริมาตรของแกสวัดท่ีอุณหภูมิและความดันเดียวกันท้ังหมด)1) 150 2) 300 3) 400 4) 700

3. แกสผสมระหวางแกสมีเทน (CH4) กับอีเทน (C2H6) รวมกัน 24 cm3 ถูกระเบิดกับแกส O2 90 cm3 เมื่อเย็นลงท่ีอุณหภูมิหองผานแกสท้ังหมดไปยังสารละลาย KOH ดูด CO2 แกสผสมลดลง 32 cm3 จงหาปริมาตรของแกสCH4 ในแกสผสมน้ี1) 16 cm3 2) 17 cm3 3) 18 cm3 4) 19 cm3

BOBBY
Rectangle
Page 60: Chemistry Edit

เฉลย

1. 2) 2. 3) 3. 1)

4. การหาสูตรเอมพิริคัลมีหลักดังน้ี1. ตองทราบวาสารท่ีจะหาสูตรเอมพิริคัล (สูตรอยางงาย) ประกอบดวยธาตุใดบาง2. ตองทราบมวลอะตอมของแตละธาตุในสารท่ีจะหาสูตรเอมพิริคัล3. ตองทราบมวลของธาตุแตละชนิดในสารท่ีจะหาสูตร4. ใหขอมูลจากขอ 1, 2 และ 3 หาอัตราสวนโดยโมล ดวยการนํ ามวลของแตละธาตุหารดวยมวลอะตอมของมันแลวนํ ามาเขาอัตราสวน

5. สํ าหรับการปดจุดทศนิยมของตัวเลขในการหาอัตราสวนโดยโมล โดยทํ าตัวเลขใดตัวเลขหน่ึงใหเปน 1 แลวจึงปดจุดทศนิยมดวยวิธีปด 0.1-0.2 ท้ิง ถาเปน 0.8-0.9 ปดขึ้นอีก 1 ถาเปน 0.3-0.7 ปดไมไดตองหาตัวเลขท่ีต่ํ าท่ีสุดมาคูณตัวเลขของอัตราสวนโดยโมลแลวไดคาท่ีใกลกับท่ีจะปดจุดทศนิยมได แลวปดจุดทศนิยมตัวเลขใหเปนจํ านวนเต็ม อน่ึงการมีจุดทศนิยม ถาตัวเลขปดจุดทศนิยมไมได ตัวเลขทุกตัวของอัตราสวนโดยโมลน้ันก็จะไมปดจุดทศนิยม ควรจะหาตัวเลขท่ีจะปดจุดทศนิยมได อัตราสวนโดยโมลท่ีเปนจํ านวนเต็มไดสูตรเอมพิริคัล

แบบทดสอบ

จงเลือกคํ าตอบที่ถูกตอง (โจทยขอใดตองการทราบมวลอะตอมใหเปดตารางธาตุ)1. ออกไซดชนิดหน่ึงประกอบดวยโลหะ M 78.8% สารประกอบน้ีมีสูตรอยางงายดังขอใด (มวลอะตอม M = 119)1) M2O 2) MO 3) MO2 4) M2O3

2. สารประกอบชนิดหน่ึงมี A อยูรอยละ 3.06 B รอยละ 31.63 โดยมวล ท่ีเหลือเปน Cกํ าหนดให I. แกส A2 33.6 dm3 หนัก 3.0 g

II. ธาตุ B 2.5 mol หนัก 77.5 gIII. ธาตุ C มีจํ านวนโปรตอนเทากับ 8 และจํ านวนนิวตรอนเทากับ 8

สูตรเอมพิริคัลของสารประกอบน้ีเปนดังขอใด1) A3BC4 2) A3BC8 3) A3B2C4 4) A3B2C8

เฉลย

1. 3) 2. 1)

BOBBY
Rectangle
Page 61: Chemistry Edit

5. การหาสูตรโมเลกุลของสารท่ัวไปมีหลักดังน้ี1. ตองทราบสูตรเอมพิริคัล2. ตองทราบมวลโมเลกุลโดยโจทยกํ าหนดมาใหทางตรงหรือทางออมก็ได3. นํ าขอมูลที่ไดจากขอ 1, 2 หาคา n โดยใชสูตร

(มวลของสูตรเอมพิริคัล) × n = มวลโมเลกุล

n = เลขเปนจํ านวนเต็มบวก เชน 1, 2, ...การปดจุดทศนิยมของคา n ต้ังแต 0.5 ขึ้นไป ใหปดข้ึนอีกหน่ึง แตถาต่ํ ากวา 0.5 ก็ปดท้ิงไป เชน 3.6 ก็ใหปดจุดทศนิยมเปน 4.0 และ 2.1 ปดจุดทศนิยมเปน 2.0

แบบทดสอบ

จงเลือกคํ าตอบที่ถูกตอง1. จากการวิเคราะหกรดอินทรียชนิดหน่ึง พบวามี C และ H รอยละ 32.02 และ 4.01 ตามลํ าดับ ท่ีเหลือเปนออกซิเจน กรดนี ้0.375 g ทํ าปฏิกิริยาพอดีกับสารละลาย NaOH เขมขน 0.10 mol/l ปริมาตร 50 cm3 โดยกรด1 mol พอดีกับ NaOH 2 mol กรดอินทรียน้ีมีสูตรโมเลกุลเปนอยางไร1) C2H3O3 2) C4H4O6 3) C6H9O9 4) C8H12O12

2. สาร A ประกอบดวยคารบอนรอยละ 77.9 โดยมวล ไฮโดรเจนรอยละ 11.7 โดยมวลท่ีเหลือเปนออกซิเจน สาร A1 โมเลกุล มีปริมาตร 2.88 × 10-22 cm3 มีความหนาแนน 0.89 g/cm3 สูตรโมเลกุลของสาร A ควรเปนสูตรในขอใด1) C13H23O 2) C10H18O 3) C7H12O 4) C6H12O

3. เมือ่น ําสารประกอบไฮโดรคารบอน X และ Y มาทํ าปฏิกิริยากับ O2 6 โมล และ 7.5 โมล ตามลํ าดับ เมื่อใชสาร X1 โมล จะไดคารบอนไดออกไซด 2 โมล คารบอนมอนอกไซด 3 โมล ท่ีเหลือเปนน้ํ า และถาใชสาร Y 1 โมลจะไดคารบอนไดออกไซด 4 โมล มีออกซิเจนเหลือ 1 โมล ท่ีเหลือเปนน้ํ า มวลโมเลกุลของ X และ Y รวมกันเปนเทาใด1) 128 2) 129 3) 130 4) 131

เฉลย

1. ไมมีคํ าตอบท่ีถูกตอง ท่ีถูกตองคือ C4H6O6 2. 2) 3. 1)

BOBBY
Rectangle
Page 62: Chemistry Edit

6. การหาสูตรโมเลกุลของแกสมีหลักการดังน้ี1. สารทุกชนิดท่ีเก่ียวของในปฏิกิริยาเปนแกสหมด และสารท่ีจะหาสูตรโมเลกุลจะตองเปนแกสหรือไอเทาน้ัน2. สมมติสูตรโมเลกุลของแกสท่ีจะหาสูตร โดยตองทราบวาประกอบดวยธาตุใดบาง3. ตองทราบปริมาตรของแกสตางๆ ท่ีเก่ียวของกันในปฏิกิริยา และปรมิาตรของแกสตองวัดท่ีอุณหภมูแิละความดนัเดียวกัน

4. หาอัตราสวนโดยปริมาตรแกสตางๆ เปนอยางต่ํ า5. เปล่ียนอัตราสวนโดยปริมาตรของแกสเปนอัตราสวนโดยโมล โดยใชกฎอาโวกาโดร6. เขียนสมการของปฏิกิริยาเคมีตามโจทยบอก แลวเขาสมการพีชคณิตของจํ านวนอะตอมท้ังหมดทางซาย และทางขวาของแตละธาตุใหเทากัน จะไดสมการพีชคณิตหลายสมการท่ีมีตัวแปรหลายตัว จากน้ันก็คํ านวณหาสูตรโมเลกุลของแกสได

แบบทดสอบ

จงเลือกคํ าตอบที่ถูกตอง1. ท่ี STP แกส CxHy 10 cm3 ทํ าปฏิกิริยาพอดีกับ O2 65 cm3 ใหแกส CO2 40 cm3 กับไอน้ํ า a cm3 คา x yและ a ตามลํ าดับคือขอใด1) 1, 4, 20 2) 2, 6, 30 3) 3, 8, 40 4) 4, 10, 50

2. ผานแกสไฮโดรคารบอน 20 cm3 ระเบิดกับแกส O2 80 cm3 มากเกินพอ เม่ือเย็นลงท่ีอุณหภูมิหองมีแกสเหลือ70 cm3 หลังจากน้ันผานลงไปในสารละลาย KOH เหลือแกส 30 cm3 จงหาสูตรโมเลกุลของแกสไฮโดรคารบอน1) C2H4 2) C2H2 3) C3H6 4) C3H4

เฉลย

1. 4) 2. 2)

BOBBY
Rectangle
Page 63: Chemistry Edit

7. การหารอยละโดยมวลของธาตุจากสูตรเคมีสูตร

รอยละของธาตุในสารประกอบ = มวลอะตอมของธาตุ จํานวนอะตอมของธาตุใน 1 โมเลกุลของสารประกอบมวลโมเลกุลของสารประกอบ

× × 100

หมายเหตุ จํ านวนอะตอมของธาตุใน 1 โมเลกุลของสารประกอบ เทากับตัวเลขท่ีอยูขางลางทางขวามือของธาตุในสูตรเชน H2SO4 1 โมเลกุลมี H 2 อะตอม คือตัวเลข 2 ของ H ท่ีอยูขางลางในสูตร

แบบทดสอบ

จงตอบคํ าถามตอไปน้ี1. สารตอไปน้ีเปนปุย และทุกสารใหธาตุไนโตรเจนแกพืชในดิน ปุยชนิดใดใหปริมาณธาตุไนโตรเจนมากสุด ถาใชปุยแตละชนิดหนักเทากันก. ยูเรีย (CO(NH2)2)ข. แอมโมเนียมไนเตรด (NH4NO3)ค. กลัวนิดีน (HNC(NH2)2)

เฉลย

1. ค. กลัวนิดีน (HNC(NH2)2)8. ความสัมพันธระหวางปริมาตรของสารในสมการเคมี

Zn(s) + 2HCl(aq) → ZnCl2(aq) + H2(g)โมล 1 2 1 1มวล (g) 65.39 2 × 36.458 136.29 2.016โมเลกุล 6.02 × 1023 2 × 6.02 × 1023 6.02 × 1023 6.02 × 1023

ปริมาตร STP (dm3) - - - 22.4สํ าหรับปฏิกิริยาท่ีเปนแกสลวนๆ สามารถใชสัมประสิทธ์ิของแกสตางๆ ในสมการมาอานเปนปริมาตรได แตตองท่ี

อุณหภูมิ และความดันเดียวกันเชน N2(g) + 3H2(g) → 2NH3(g) ท่ีอุณหภูมิ และความดันเดียวกัน จากสมการของปฏิกิริยาแกส แกส N21 dm3 ทํ าปฏิกิริยาพอดีกับแกส H3 3 dm3 เกิดแกส NH3 2 dm3 ปริมาตรของแกสวัดท่ีอณุหภมูแิละความดนัเดยีวกัน

BOBBY
Rectangle
Page 64: Chemistry Edit

การคํ านวณเก่ียวกับสมการเคมี มีหลักท่ัวไปดังน้ี1. ตองทราบสมการของปฏิกิริยาเคมีพรอมดุล2. พิจารณาเฉพาะสารท่ีโจทยถาม และกํ าหนดให3. แลวนํ าส่ิงท่ีโจทยกํ าหนดใหมาคิดคํ านวณหาส่ิงท่ีตองการจากสมการไดโดยการเทียบบัญญัติไตรยางศ ดวย

การใชความรูเรื่องโมลหรืออาจจะคํ านวณไดอีกวิธีหน่ึงโดยนํ าจํ านวนโมลของสารท่ีโจทยถาม และโจทยกํ าหนดใหมาเทียบอัตราสวนกัน

เรียกวาอัตราสวนโมล ซ่ึงจะเทากับตัวเลขสัมประสิทธ์ิขางหนาของสารในสมการเคมีท่ีดุลแลว

แบบทดสอบ

จงเลือกคํ าตอบที่ถูกตอง (โจทยขอใดตองการทราบมวลอะตอมใหเปดตารางธาตุ)1. นํ าของผสมระหวาง NaI และ KI หนัก 9.80 g มาละลายในน้ํ า แลวเติมสารละลาย AgNO3 มากเกินพอ จะไดตะกอนเหลืองของ AgI หนัก 14.10 g จงคํ านวณหาน้ํ าหนักของ KI ในของผสมตัวอยางเปน g1) 8.10 g 2) 8.20 g 3) 8.30 g 4) 8.40 g

2. ถาตองการเตรียมแกสคลอรีน 33.6 dm3 STP จากปฏิกิริยาตอไปน้ี จะตองใชกรดไฮโดรคลอริก 12 Mอยางนอยก่ี cm3

KMnO4 + HCl → KCl + MnCl2 + H2O + Cl2 (สมการยังไมดุล)1) 125 2) 200 3) 250 4) 400

3. ในการทํ าลายแกส SO2 โดยออกซิไดสเปน SO3 แลวละลายน้ํ าพบวาไดกรด H2SO4 ท่ีมีเน้ือกรดหนัก 1.96 kgในการทํ าคร้ังน้ีตองใชออกซิเจนปริมาตรอยางต่ํ าสุดก่ี dm3 ท่ี STP1) 221 2) 222 2) 223 4) 224

4. แกสไฮโดรเจนทํ าปฏิกิริยากับแกสออกซิเจนท่ี 200°C ความดัน 1 atm เกิดไอน้ํ า ดังสมการ2H2(g) + O2(g) → 2H2O(g)

ขอความใดผิด1) เม่ือส้ินสุดปฏิกิริยาปริมาตรของแกสท้ังหมดจะลดลง2) ปริมาตรของไอน้ํ าท่ีเกิดข้ึนเทากับปริมาตรของแกสไฮโดรเจนท่ีใช3) มวลของแกสไฮโดรเจนท่ีทํ าปฏิกิริยาพอดีจะเปน 2 เทาของแกสออกซิเจน4) มวลของไอน้ํ าท่ีเกิดข้ึนเทากับผลรวมของมวลของแกสไฮโดรเจนและออกซิเจนท่ีทํ าปฏิกิริยาพอดีกัน

เฉลย

1. 3) 2. 4) 3. 4) 4. 3)

BOBBY
Rectangle
Page 65: Chemistry Edit

9. สารกํ าหนดปริมาณ (Limiting Reagent)สารท่ีเขาทํ าปฏิกิริยามีปริมาณไมพอดีกัน ปฏิกิริยาท่ีเกิดข้ึนจะส้ินเม่ือสารใดสารหน่ึงหมด สารท่ีหมดกอนจะเปนตัว

กํ าหนดปริมาณของผลิตภัณฑท่ีเกิดข้ึนเรียกวา สารกํ าหนดปริมาณ (Limiting Reagent)สารกํ าหนดปริมาณในการเกิดปฏิกิริยาเปนการคํ านวณสารจากสมการของปฏิกิริยาท่ีโจทยบอกขอมูลเก่ียวกับสาร

ต้ังตนมาใหมากกวาหน่ึงชนิด ลักษณะโจทยมี 2 แบบ คือ1. โจทยบอกขอมูลของสารต้ังตนท่ีหาโมลไดมาใหมากกวาหน่ึงชนิด แตไมบอกขอมูลเก่ียวกับผลิตภัณฑ ในการ

คํ านวณตองพิจารณาวาสารใดถูกใชทํ าปฏิกิริยาหมด แลวจึงใชสารน้ันเปนหลักในการคํ านวณส่ิงท่ีตองการจากสมการได2. โจทยบอกขอมูลของสารต้ังตนท่ีหาโมลไดมาใหมากกวาหน่ึงชนิด และบอกขอมลูของผลิตภณัฑชนดิใดชนดิหนึง่

ท่ีหาโมลไดมาใหดวย ในการคํ านวณใหใชขอมูลจากผลิตภัณฑเปนเกณฑในการเทียบหาส่ิงท่ีตองการจากสมการเคมี

แบบทดสอบ

จงตอบคํ าถามตอไปน้ี (โจทยขอใดตองการทราบมวลอะตอมใหเปดตารางธาตุ)1. ในอุตสาหกรรมกลุมแรดีบุก ถานโคก (C) จะทํ าปฏกิิริยากับแกสออกซิเจน ไดแกสคารบอนมอนอกไซดซ่ึงจะไปทํ าปฏกิิริยาตอกับสินแรดบุีก (SnO2) เกิดโลหะดีบุก และ CO2 โดยใชถานโคกกับสินแรดีบุกในอัตราสวน 1 : 5โดยมวล ถาผลิตดีบุกได 119 kg จะมีถานโคกเหลืออยูก่ี kg

2. ลิโทฟอนเปนสารสีขาว ถูกใชรูปสีน้ํ าของผสม BaSO4 และ ZuS เกิดปฏิกิริยาดังน้ี

BaS(aq) + ZnSO4(aq) → ZnS(s) + BaSO4(s) ลิโทฟอน}จงหามวลของลิโทฟอนท่ีผลิตขึน้จากปฏิกิริยาของสารละลาย ZnSO4 0.35 M ปริมาตร 275 ml และสารละลายBaS 0.28 M ปริมาตร 325 ml

เฉลย

1. 6.2 kg2. ZnS 8.827 g และ BaSO4 21.203 g รวมมวล = 30.03 g

BOBBY
Rectangle
Page 66: Chemistry Edit

10. รอยละของผลไดของผลิตภัณฑในการคํ านวณหาปริมาณของผลิตภัณฑจากสมการเคมีน้ัน คาท่ีไดเรียกวา ผลไดตามทฤษฎี (Theoretical yield)

แตในทางปฏิบัติจะไดผลิตภัณฑนอยกวาตามทฤษฎี แตจะไดมากหรือนอยแคไหนก็ข้ึนอยูกับวิธีการและสารเคมีท่ีใชเรียกผลท่ีไดน้ีวา ผลไดจริง (Actual yield) สํ าหรับการรายงานผลการทดลองน้ัน จะเปรียบเทียบคาท่ีไดตามทฤษฎีในรูปรอยละ ซ่ึงจะไดความสัมพันธดังน้ี

รอยละของผลได = ผลไดตามทฤษฎีผลไดจริง × 100

แบบทดสอบ

จงตอบคํ าถามตอไปน้ี (โจทยขอใดตองการทราบมวลอะตอมใหเปดตารางธาตุ)1. พิจารณาปฏิกิริยาสมมติตอไปน้ี 2A + 3B → Cจากการทดลองเร่ิมตนดวยสาร A และสาร B ปริมาณตางๆ กันพบวารอยละผลไดจะมีคาเทากับ 80 เสมอถาตองการผลิตสาร C 160 g โดยเริ่มตนจาก B 500 g จะตองใชสาร A อยางนอยท่ีสุดเทาใดจึงจะไดสาร C ในปริมาณท่ีตองการ กํ าหนดใหมวลโมเลกุลของสาร A = 200 สาร B = 500 และสาร C = 1,000 ตามลํ าดับ)

2. หองปฏิบัติการเตรียมบิวทิลโบรไมด (C4H9Br) จากปฏิกิริยา C4H9OH 13.0 g, NaBr 21.6 g และ H2SO433.8 g เปนสารต้ังตน ดังสมการ

C4H9OH + NaBr + H2SO4 → C4H9Br + NaHSO4 + H2Oนักเรียนคนหน่ึงเตรียม C4H9Br 16.8 gจงหา ก. ผลไดตามทฤษฎี

ข. ผลไดจริงค. รอยละผลไดของ C4H9Br

เฉลย

1. 80 g2. ก. 24.112 gข. 16.8 gค. 69.67% ≈ 70%

BOBBY
Rectangle
Page 67: Chemistry Edit

บทที ่9 อัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี

1. อัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมีอัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมีวัดจากปริมาณสารต้ังตนท่ีลดลงหรือผลิตภัณฑท่ีเกิดข้ึนตอเวลา ใชหนวยเปน ปริมาณ

สาร/เวลา เชน g/s cm3/s หนวยสากลท่ีใช mol/s หรือ mol/l-sอัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี มี 3 แบบ คือ1. อัตราการเกิดปฏิกิริยาเฉล่ีย คือ คาท่ีแสดงถึงการลดลงของสารต้ังตน หรือการเพ่ิมข้ึนของผลิตภัณฑต้ังแต

เร่ิมตนจนส้ินสุดปฏิกิริยาตอหน่ึงหนวยเวลา2. อัตราการเกิดปฏิกิริยา ณ ขณะใดขณะหน่ึง คือ คาท่ีแสดงถึงการลดลงของสารต้ังตน หรือเพิ่มขึ้นของ

ผลิตภัณฑ ณ เวลาใดเวลาหน่ึงขณะท่ีปฏิกิริยาดํ าเนินอยู3. อัตราการเกิดปฏิกิริยา ณ จุดใดจุดหน่ึงของเวลา คือ คาท่ีแสดงถึงการลดลงของสารต้ังตน หรือการเพ่ิมข้ึน

ของผลิตภัณฑ ณ เวลาใดเวลาหน่ึงในชวงส้ันๆ อัตราการเกิดปฏิกิริยาท่ีจุดใดจุดหน่ึงหาจากกราฟไดการวัดอัตราการเกิดปฏิกิริยา ดังน้ี

aA + bB → cC + dD

จะไดวา R = 1a RA = 1bRB = 1c RC = 1d RD

อัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี = อัตราการลดลงของสารต้ังตน = อัตราการเกิดผลิตภัณฑ

ตอเม่ือสัมประสิทธ์ิของสารแตละชนิดในสมการเคมีท่ีดุลเปน 1 ก็จะได

อัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี = ปริมาณสารตั้งตนที่ลดลงหรือปริมาณผลิตภัณฑที่เกิดขึ้นเวลาตัวอยางท่ี 1 จากสมการของปฏิกิริยา 2SO2(g) + O2(g) → 2SO3(g)จงเขยีนความสัมพันธของอัตราการเกิดปฏิกิริยากับอัตราการเกิดผลิตภัณฑ และอัตราการลดลงของสารต้ังตนใหใชหนวยเปน โมล/วินาที

วิธีทํ า R = 12 RSO2 = 11 RO2 = 12 RSO3

BOBBY
Rectangle
Page 68: Chemistry Edit

ตัวอยางท่ี 2 กํ าหนด N2(g) + 3H2(g) → 2NH3(g) ใสแกส N2 และ H2 จํ านวนหน่ึงลงในภาชนะใหทํ าปฏิกิริยากันในเวลา 4 วินาที เกิดแกส NH3 34 g จงคํ านวณก. อัตราการเกิดแกส NH3 อัตราการเกิดลดลงของแกส N2 และแกส H2ข. อัตราการเกิดปฏิกิริยา

วิธีทํ า ก. เกิดแกส NH3 34 g จํ านวน 3417 = 2 mol ในเวลา 4 วินาทีRNH3

= (2 mol)(4 s)

= 0.5 mol/s

11 RN2 = 13 RH2 = 12 RNH3RN2

= 12 × 0.5 = 0.25 mol/sRH2

= 32 × 0.5 = 0.75 mol/sข. R = 12 RNH3 = 12 × 0.5 = 0.25 mol/s

2. กราฟอัตราการเกิดปฏิกิริยาแบงออกเปน 2 แบบ คือก. กราฟของอัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมีที่เขียนขึ้นตามปริมาณผลิตภัณฑสารใดสารหน่ึงท่ีเกิดข้ึนกับเวลา

ปริมาณผลิตภัณฑ

เวลา 0ข. กราฟของอัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมีที่เขียนขึ้นตามปริมาณสารต้ังตนท่ีเหลือสารใดสารหน่ึงกับเวลา

ปริมาณสารต้ังตนท่ีเหลือ

เวลา

สารตั้งตนใชหมด

0

ปริมาณสารต้ังตนท่ีเหลือ

เวลา

สารต้ังตนใชเหลือ

0

BOBBY
Rectangle
Page 69: Chemistry Edit

แบบทดสอบ

จงตอบคํ าถามตอไปน้ีใชขอมูลตอไปน้ีตอบคํ าถามขอ 1-2สาร X สามารถสลายตัวไดดังสมการ

3X → 5Y + 6Zเมื่อวัดความเขมขนของสาร X ในขณะท่ีเกิดปฏิกิริยาการสลายตัว พบวาไดขอมูลดังตารางตอไปน้ี

เวลา (วินาที) [X] (mol ⋅⋅⋅⋅ dm-3)0.005.0010.0015.0020.00

1.0000.8500.7500.7000.670

1. ถาอัตราการเกิดปฏิกิริยาในชวงเวลา 15 ถึง 20 วินาที มีคาคงท่ี และมีคาเทากับอัตราการเกิดปฏิกิริยาเฉล่ียในชวงเวลาน้ี ความเขมขนของสาร X ในหนวย mol ⋅ dm-3 ท่ีเวลา 17 วินาที มีคาเทาใด1) 0.670 2) 0.688 3) 0.690 4) 0.700

2. ท่ีเวลา 5 วินาที จะมีสาร Y เขมขนที่ mol ⋅ dm-3

1) 0.15 2) 0.25 3) 0.85 4) 1.423. ในปฏกิิรยิา 2A + B → C + 3D ถาอัตราการลดลงของสาร A 4.6 × 10-4 mol ⋅ dm-3s-1 จงหาอัตราการเกิดปฏิกิริยาน้ี และอัตราการเกิดสาร D

เฉลย

1. 2) 2. 2) 3. 2.3 × 10-4 mol ⋅ dm-3s-1 และ 32 × 4.6 × 10-4 mol ⋅ dm-3s-1

3. กฎอัตรา"อัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมีเปนสัดสวนโดยตรงกับความเขมขนของสารต้ังตนท่ีเขาทํ าปฏิกิริยา"

aA + bB → cC + dDกฎอัตรา V ∝ [A]n [B]m

V = k[A]n [B]mเมื่อ V = อัตราการเกิดปฏิกิริยา

[ ] = ความเขมขนk = คาคงท่ีของอัตราการเกิดปฏิกิริยาหน่ึง ณ อุณหภูมิหน่ึง

n, m = เลขชี้กํ าลังความเขมขน คาเหลาน้ีไดจากการทดลองเทาน้ัน

BOBBY
Rectangle
Page 70: Chemistry Edit

สํ าหรับปฏิกิริยาเคมีท่ีเกิดหลายข้ันตอนหรือมีกลไกในการเกิด อัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมีข้ึนอยูกับกลไกข้ันตอนท่ีเกิดชาท่ีสุดเปนเกณฑ เรียกวา ข้ันกํ าหนดอัตรา เชน ปฏิกิริยาระหวาง NO2 กับ CO ดังน้ี1) NO2(g) + NO2(g) → NO3(g) + NO(g) ชา2) NO3(g) + CO(g) → NO2(g) + CO2(g) เร็ว

รวม NO2(g) + CO(g) → NO(g) + CO2(g)กฎอัตรา คือ V = k[NO2]2 คิดจากขั้นตอนที่เกิดชาที่สุดคือ ขั้น 1)

ไมใช V = k[NO3][CO] จากขั้น 2)ตัวอยางท่ี 3 ปฏิกิริยาระหวางแกสไนโตรเจนกับแกสออกซิเจน ดังสมการ

2NO(g) + O2(g) → 2NO2(g)

จากการทดลองไดขอมูลดังน้ี

การทดลอง [O2] (M) [NO] (M) อัตราการเกิดปฏิกิริยา (M/s)12345

1.10 × 10-2

2.20 × 10-2

1.10 × 10-2

3.30 × 10-2

1.10 × 10-2

1.30 × 10-2

1.30 × 10-2

2.60 × 10-2

1.30 × 10-2

3.90 × 10-2

3.21 × 10-3

6.40 × 10-3

12.8 × 10-3

9.60 × 10-3

28.8 × 10-3

จงหากฎอัตราของปฏิกิริยาน้ีวิธีทํ า จากสมการของปฏิกิริยา V = k[NO]a[O2]b

จากการทดลองท่ี 1 และ 2 เมื่อ [NO] คงท่ี ท่ี 1.30 × 10-2 M จะไดวา[O ] การทดลอง 22[O ] การทดลอง 12

= 2.20 101.10 10

22

××

-- = 2

V การทดลอง 2V การทดลอง 1 = 6.40 10

3.21 1033

××

-- = 1.99 ≈ 2

นั่นคือ เมื่อ [NO] คงท่ี จะได V = k[O2]1

จากการทดลองท่ี 1 และ 3 เมื่อ [NO2] คงท่ี ท่ี 1.10 × 10-2 M จะไดวา[NO] การทดลอง 3[NO] การทดลอง 1 = 2.60 10

1.30 1022

××

-- = 2

V การทดลอง 3V การทดลอง 1 = 12.8 10

3.21 1033

××

-- = 3.99 ≈ 4

นั่นคือ เมื่อ [O2] คงท่ี จะได V = k[NO2]2

แสดงวากฎอัตราเปน V = k[NO]2[O2]1

BOBBY
Rectangle
Page 71: Chemistry Edit

ตารางท่ี 1 กราฟแสดงอัตราการเกิดปฏิกิริยาท่ีมีอันดับของปฏิกิริยาตางๆ สํ าหรับปฏิกิริยา A → ผลิตภัณฑ

อันดับของปฏิกิริยาท่ี ศูนย หน่ึง สองกฎอัตรา V = k[A]0 V = k[A]1 V = k[A]2

กราฟแสดงความเขมขนของ A กับเวลา

[A]

t0

[A]

t0

[A]

t0

กราฟแสดงอัตรากับ

อัตรา

[A]0

ความเขมขนของ Aอัตรา

[A]0k

อัตรา

[A]0

slope = k

หรืออัตรา

[A]0

slope = k

2

หมายเหตุ ปฏิกิริยา A → ผลิตภัณฑ มีอันดับของปฏิกิริยาท่ี 2 V = k[A]2 เมือ่เขยีนกราฟระหวางอัตรากับความเขมขนของ A จะมีเสนกราฟเปนเสนโคงหงาย ดังน้ันจึงนิยมเขียนกราฟระหวางอัตรากับความเขมขนของ A ยกกํ าลังสองจึงจะได slope (ความชัน) = k

BOBBY
Rectangle
Page 72: Chemistry Edit

แบบทดสอบ

จงตอบคํ าถามตอไปน้ี1. พิจารณาปฏิกิริยาสมมติตอไปน้ี A + 2B → 3Cจากการทดลองเปล่ียนแปลงความเขมขนของสาร A และ B เพ่ือหาคาอัตราการเกิดปฏิกิริยาพบวาไดขอมูลดังตาราง

[A] mol ⋅⋅⋅⋅ dm-3 [B] mol ⋅⋅⋅⋅ dm-3 อัตราการเกิดปฏิกิริยา mol ⋅⋅⋅⋅ dm-3s-11.00 × 10-4

3.00 × 10-4

5.00 × 10-4

1.00 × 10-4

1.00 × 10-4

2.00 × 10-4

2.00 × 10-4

2.00 × 10-4

4.00 × 10-4

6.00 × 10-4

2.0 × 10-7

1.8 × 10-6

5.0 × 10-6

4.0 × 10-7

6.0 × 10-7

จากผลการทดลองน้ี ถาเพ่ิม [A] เปน 4 เทา และเพ่ิม [B] เปน 2 เทา อัตราการเกิดปฏิกิริยาเพ่ิมเปนก่ีเทา2. พิจารณาปฏิกิริยาตอไปน้ี X + 2Y → 3Zขอมูลทดลองท่ี 360 K

[X] mol ⋅⋅⋅⋅ dm-3 [Y] mol ⋅⋅⋅⋅ dm-3 อัตราเริ่มตนของการสลายตัวของ X mol ⋅⋅⋅⋅ dm-3s-10.100.200.400.200.40

0.500.300.600.600.30

0.0530.1271.0200.2540.509

ก. จงหากฎอัตราข. จงหาอันดับของปฏิกิริยาค. จงหาคาคงท่ีของกฎอัตราง. การเปล่ียนความเขมขนของ X และ Y เทากัน สารใดมอิีทธพิลตออัตราเร่ิมตนของการสลายของ X มากกวากันจ. ถา [X] = 0.30 mol ⋅ dm-3 และ [Y] = 0.40 mol ⋅ dm-3 จงหาอัตราการเร่ิมตนของการสลายตัวของ X

BOBBY
Rectangle
Page 73: Chemistry Edit

เฉลย

1. 32 เทา 2. ก. V = k[X]2[Y]1ข. 3ค. 10.6 (mol/dm3)-2 ⋅ s-1

ง. ความเขมขนของ Xจ. 0.3816 mol ⋅ dm-3 ⋅ s-1

4. ปจจัยท่ีมีผลตออัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี1. ธรรมชาติของสารต้ังตนกับอัตราการเกิดปฏิกิริยา สารตางชนดิกันทํ าปฏิกิริยากันจะพบวาอตัราการเกิดปฏิกิริยา

เร็วไดไมเทากัน กลาวคือ ปฏิกิริยาท่ีไมเก่ียวของกับการสลายพันธะมักเกิดเร็วท่ีอุณหภูมิหอง ปฏิกิริยาท่ีมีการสลายพันธะเดิมและมีการสรางพันธะใหมมักจะเกิดชาท่ีอุณหภูมิหอง

2. ความเขมขนของสารกับอัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมีปฏิกิริยาเคมีโดยท่ัวไป อัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมีมักจะข้ึนอยูกับความเขมขนของสารต้ังตน แตอัตราการเกิด

ปฏิกิริยาเคมีอาจจะข้ึนอยูกับสารต้ังตนทุกชนิด หรือจะข้ึนอยูกับสารต้ังตนชนิดใดชนิดหน่ึงก็ได นอกจากน้ียังมีบางปฏิกิริยาท่ีอัตราการเกิดปฏิกิริยาไมข้ึนกับความเขมขนของสารต้ังตนเลย คือ อัตราการเกิดปฏิกิริยาจะคงท่ี ไมวาจะมีความเขมขนสารต้ังตนมากหรือนอยเพียงใด แตอยางไรก็ตามอัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมีข้ึนอยูกับความเขมขนของสารใดตองอาศัยผลจากการทดลองเทาน้ันจึงจะบอกได

3. พ้ืนท่ีผิวของสารกับอัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมีอัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมีจะขึ้นอยูกับพ้ืนท่ีผิวของสารต้ังตนตอเม่ือปฏิกิริยาเคมีน้ันตองเปนปฏิกิริยาเน้ือผสม

และปฏิกิริยาท่ีสารในระบบไมอยูในวัฏภาคหรือสถานะเดียวกัน เชนMg(s) + 2HCl(aq) → MgCl2(aq) + H2(g)

Mg เปนของแข็ง และ HCl มีสถานะเปนของเหลวในรูปสารละลาย ดังน้ันปฏิกิริยาน้ีจึงเปนปฏิกิริยาเน้ือผสมอัตราการเกิดปฏิกิริยาจึงข้ึนกับพ้ืนท่ีผิวของสารต้ังตนเหลาน้ันพ้ืนท่ีผิวมีผลตออัตราการเกิดปฏิกิริยาถาสารน้ันเปนของแข็ง พ้ืนท่ีผิวใหพิจารณาท่ีขนาด รูปราง จํ านวน ปริมาณถาสารน้ันเปนสารละลาย พื้นที่ผิวขึ้นอยูกับความเขมขน ไมข้ึนอยูกับปริมาตรของสารละลาย4. ผลของอุณหภูมิท่ีมีผลตออัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมีโดยท่ัวไปเม่ือเพ่ิมอุณหภูมิใหแกระบบของปฏิกิริยาเคมี จะทํ าใหอัตราการเกิดปฏิกิริยาสูงข้ึน ปฏิกิริยาของ

ระบบท่ีมีอุณหภูมิสูงข้ึน 10°C สวนมากอัตราการเกิดปฏิกิริยาจะเพ่ิมขึน้ 2-3 เทา แตอยางไรก็ตามก็มีปฏิกิริยาบางปฏิกิริยาท่ีอุณหภูมิสูงข้ึน แตอัตราการเกิดปฏิกิริยาชาลง

BOBBY
Rectangle
Page 74: Chemistry Edit

5. ผลของสารบางชนิดตออัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมีปฏิกิริยาบางปฏิกิริยาเกิดเร็วข้ึนเพราะเติมสารบางชนิดชวยเรง เรียกวา ตัวเรงปฏิกิริยา (Catalyst)ตัวเรงปฏิกิริยา คือ สารท่ีเติมลงไปในปฏิกิริยาแลวทํ าใหปฏิกิริยาเกิดเร็วข้ึน หรือทํ าใหอัตราการเกิดปฏิกิริยา

เพิ่มขึ้น แตเม่ือปฏิกิริยายุติ สารน้ันก็ยังคงกลับมาเหมือนเดิมสรุปสาระสํ าคัญของตัวเรงปฏิกิริยาตัวเรงปฏิกิริยาสวนใหญมักจะมีสวนรวมการเกิดปฏิกิริยา แตหลังปฏิกิริยาจะกลับมาเหมือนเดิม โดยท่ีมวลคงท่ี

แตอาจจะมีสมบัติทางกายภาพเปล่ียนไป ปฏิกิริยาหน่ึงอาจจะเลือกตัวเรงปฏิกิริยามากกวาหน่ึงชนิดได แตตัวเรงปฏกิิริยาตางชนดิกันจะเรงเรว็ไดไมเทากัน ในปฏิกิริยาเคมีท่ีเปนแกส ตัวเรงปฏิกิริยาจะเรงใหเร็วข้ึนไดแลว พ้ืนท่ีผวิมสีวนเรงปฏิกิริยาเร็วย่ิงข้ึน โดยท่ีตัวเรงปฏิกิริยาจะดูดซับโมเลกุลของสารต้ังตนไวท่ีผิวจํ านวนมากมาย แลวทํ าใหชนกันงาย และบอยข้ึนตัวขดัขวางปฏิกิริยา (Inhibitor) คือ สารท่ีเติมลงไปในปฏิกิริยาแลวเกิดชาลง และทํ าใหอตัราการเกิดปฏกิิรยิาลดลง

และเม่ือส้ินสุดปฏิกิริยาแลวสารน้ันจะกลับคืนมาเหมือนเดิม และมีมวลคงท่ี แตสมบัติทางกายภาพอาจจะเปล่ียน อาจจะเปนขนาดหรือรูปราง

แบบทดสอบ

จงตอบคํ าถามตอไปน้ี1. ในการทดลอง 2 การทดลอง ดังน้ี

การทดลองท่ี การทดลองI ผงแคลเซียมคารบอเนต 1.5 g กับสารละลายกรด HCl 0.2 mol ⋅ dm-3 ปริมาตร 10 cm3

II ผงแคลเซียมคารบอเนต 1.5 g กับสารละลายกรด HCl 0.1 mol ⋅ dm-3 ปริมาตร 20 cm3

กราฟในขอใดถูกตองตามผลการทดลองน้ี

1)ปริมาตร CO (cm )32

เวลา (s)0

III 2)

ปริมาตร CO (cm )32

เวลา (s)0

I

II

3)ปริมาตร CO (cm )32

เวลา (s)0

II

I

4)ปริมาตร CO (cm )32

เวลา (s)0

III

BOBBY
Rectangle
Page 75: Chemistry Edit

2. ในแตละการทดลองท้ัง 4 ใชแมกนีเซียมมวลเทากัน ทํ าปฏิกิริยากับปริมาตรกรดซัลฟวริกเทากัน การทดลองขอใดท่ีเกิดปฏิกิริยาเร็วท่ีสุด

แมกนีเซียม ความเขมขนของกรด อุณหภูมิ1)2)3)4)

แผนแผนผงผง

1 mol/dm3

0.5 mol/dm3

0.5 mol/dm3

1.0 mol/dm3

80 °C80 °C20 °C80 °C

3. ปฏิกิริยาเคมีในขอใดมีตัวเรงปฏิกิริยาปรากฏอยูในสมการ1) CH3CO2H(aq) + H2O(l) + H3O+(aq) → CH3CO2H(aq) + CH3OH(aq) + H3O+(aq)2) NH3(g) + CH3Cl(aq) + H2O(l) → Cl-(aq) + NH4

+ (aq) + CH3OH(aq)3) 2H2(g) + O2(g) + Pt(s) → 2H2O(g) + Pt(s)4) NO(g) + N2O(g) → N2(g) + NO2(g)

เฉลย

1. 4) 2. 4) 3. 1) และ 3)

5. ทฤษฎีการชนกันและพลังงานกอกัมมันตของปฏิกิริยาทฤษฎีการชนกัน (หรือทฤษฎีการปะทะ) การเกิดปฏิกิริยาขึน้ไดน้ัน อนุภาคของสารต้ังตนมาชนกัน และตองมี

พลังงานจลนเกิดข้ึน พลังงานน้ีตองมีปริมาณมากเกินพอท่ีจะใชสลายพันธะและสรางพันธะใหม ปฏิกิริยาจึงจะเกิดข้ึนนอกจากนั้นถาอนุภาคมีการชนกันถี ่ในทิศทางเหมาะสมถูกทิศทาง ปฏิกิริยาก็จะเกิดเร็วข้ึนไดทฤษฎีการชนกันจะใชอธิบายการเกิดปฏิกิริยาไดดีกับปฏิกิริยาระหวางแกสกับแกส หรือสารละลาย หรือของเหลว

พลังงานกอกัมมันต (activation energy ; Ea) คือ พลังงานจํ านวนนอยท่ีสุดท่ีจะทํ าใหเกิดปฏิกิริยาเคมีไดใชหนวย kJ/mol หรือ kcal/molสรุปสาระสํ าคัญของพลังงานกอกัมมันต (Ea)ปฏิกิริยาเคมีตางกัน จะมีพลังงานกอกัมมันตตางกัน ปฏิกิริยาท่ีมี Ea ต่ํ าปฏิกิริยาจะเกิดงาย หรือเร็วกวาปฏิกิริยาท่ี

มี Ea สูง คา Ea ไมเก่ียวของกับพลังงานของปฏิกิริยา

BOBBY
Rectangle
Page 76: Chemistry Edit

6. กราฟเก่ียวกับอัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมีประเภทของปฏิกิริยาเคมีจํ าแนกตามเกณฑพลังงาน ดังน้ี1. ปฏิกิริยาคายพลังงาน (Exothermic reaction) คือ ปฏิกิริยาท่ีมีการถายเทพลังงานจากระบบสูส่ิงแวดลอม

Ea

A + B2 2 H2AB

สารเชิงซอนที่ถูกกระตุน

E1E3

พลังงาน (E)

E2

การดําเนินไปของปฏิกิริยา∆

แผนภาพแสดงพลังงานสํ าหรับปฏิกิริยาคายพลังงาน A2 + B2 →→→→ 2ABจากกราฟสรุปไดวา1. พลังงานกอกัมมนัตของปฏกิิรยิา (Ea) = พลังงานของสารเชงิซอนท่ีถูกกระตุน (E2) - พลังงานของสารต้ังตน (E1)2. ปฏิกิริยาน้ีเปนปฏิกิริยาคายพลังงาน เพราะพลังงานของสารต้ังตน (E1) > พลังงานของผลิตภัณฑ (E3)3. พลังงานปฏิกิริยา (∆H) = พลังงานของสารต้ังตน (E1) - พลังงานของผลิตภัณฑ (E3)4. พลังงานกอกัมมันตไมเก่ียวของกับพลังงานของปฏิกิริยา2. ปฏิกิริยาดูดพลังงาน (Endothermic reaction) คือ ปฏกิิริยาท่ีมกีารถายเทพลังงานจากส่ิงแวดลอมเขาสูระบบ

Ea

H

สารเชิงซอนที่ถูกกระตุน

E3E1

พลังงาน (E)

E2

การดําเนินไปของปฏิกิริยา∆

x + yz

แผนภาพแสดงพลังงานสํ าหรับปฏิกิริยาแบบดูดพลังงาน x + y →→→→ zจากกราฟสรุปไดวา1. พลังงานกอกัมมนัตของปฏกิิรยิา (Ea) = พลังงานของสารเชงิซอนท่ีถูกกระตุน (E2) - พลังงานของสารต้ังตน (E1)2. ปฏิกิริยาน้ีเปนปฏิกิริยาดูดพลังงาน เพราะพลังงานของสารต้ังตน (E1) < พลังงานของผลิตภัณฑ (E3)3. พลังงานของปฏิกิริยา (∆H) = พลังงานของผลิตภัณฑ (E3) - พลังงานของสารต้ังตน (E1)4. พลังงานกอกัมมันตไมเก่ียวของกับพลังงานของปฏิกิริยา

BOBBY
Rectangle
Page 77: Chemistry Edit

กราฟของปฏิกิริยาท่ีมีตัวเรงปฏิกิริยา

Ea

HC

E2E1 การดําเนินไปของปฏิกิริยา

กราฟที่ไมมีตัวเรงปฏิกิริยากราฟที่มีตัวเรงปฏิกิริยาEa

A+B*

พลังงาน (E)

กราฟแสดงตัวเรงปฏิกิริยาตออัตราการเกิดปฏิกิริยา A + B →→→→ Cจากกราฟสรุปไดวา1. ปฏิกิริยาเคมีท่ีมีการเติมตัวเรงปฏิกิริยาลงไปมีผลทํ าใหพลังงานกอกัมมันตลดลง2. พลังงานท่ีลดลงเม่ือมีการเติมตัวเรงปฏิกิริยาลงไปมีคาเทากับพลังงานกอกัมมันตท่ีไมมีตัวเรงปฏิกิริยา (Ea) -พลังงานกอกัมมันตท่ีมีตัวเรงปฏิกิริยา (Ea*)

3. พลังงานของปฏิกิริยาไมเก่ียวของกับการเติมตัวเรงปฏิกิริยากราฟของปฏิกิริยาท่ีมีตัวขดัขวางปฏิกิริยา

x + yz

พลังงาน (E)

การดําเนินไปของปฏิกิริยา∆HE1

E

EaEa*

กราฟที่มีตัวขัดขวางปฏิกิริยากราฟที่ไมมีตัวขัดขวางปฏิกิริยา

กราฟแสดงตัวขดัขวางปฏิกิริยาตออัตราการเกิดปฏิกิริยา x + y →→→→ zจากกราฟสรุปไดวา1. ปฏิกิริยาเคมีท่ีมีการเติมตัวขัดขวางปฏิกิริยาลงไปมีผลทํ าใหพลังงานกอกัมมันตเพ่ิมข้ึน2. พลังงานท่ีเพ่ิมขึ้นเม่ือมีการเติมตัวขัดขวางปฏิกิริยาลงไปมีคาเทากับพลังงานกอกัมมันตท่ีมีตัวขัดขวางปฏิกิริยา

(Ea*) ลบดวยพลังงานกอกัมมันตท่ีไมมีตัวขัดขวางปฏิกิริยา (Ea)3. พลังงานของปฏิกิริยาไมเก่ียวของกับการเติมตัวขัดขวางปฏิกิริยา

BOBBY
Rectangle
Page 78: Chemistry Edit

กราฟของปฏิกิริยาท่ีผันกลับได

A + BC

พลังงาน (E)

การดําเนินไปของปฏิกิริยา∆H

*aE3E1

E2E Ea

กราฟแสดงการเปล่ียนแปลงพลังงานของปฏิกิริยาท่ีผันกลับได A + B Cจากกราฟสรุปไดวา1. สํ าหรับปฏิกิริยาท่ีผันกลับได แบบคายพลังงานพลังงานกอกัมมันตของปฏิกิริยาไปขางหนา (Ea) นอยกวาพลังงานกอกัมมันตของปฏิกิริยายอนกลับ (Ea*) มากกวา

2. พลังงานท่ีคายออกมา (∆H) = พลังงานกอกัมมันตของปฏิกิริยายอนกลับ (Ea*) - พลังงานกอกัมมันตของปฏิกิริยาไปขางหนา (Ea)

หมายเหตุ1. สํ าหรับปฏิกิริยาดูดพลังงานท่ีผันกลับได พลังงานท่ีดูดเขาไป = พลังงานกอกัมมันตของปฏิกิริยาไปขางหนา -

พลังงานกอกัมมันตของปฏิกิริยายอนกลับ2. ปฏกิิรยิาคายพลังงานจะไดวา พลังงานท่ีคายออกไป = พลังงานกอกัมมันตของปฏิกิริยายอนกลับ - พลังงาน

กอกัมมันตของปฏิกิริยาไปขางหนากราฟของปฏิกิริยาท่ีมีกลไกในการเกิดหลายข้ันตอน

A B

ขั้นที่ 1 ขั้นที่ 2 ขั้นที่ 3

C D H∆

การดําเนินไปของปฏิกิริยา

พลังงาน (E)

กราฟแสดงการเปล่ียนแปลงพลังงานของปฏิกิริยาท่ีมีกลไก A →→→→ Dจากกราฟสรุปไดวา1. ปฏิกิริยาน้ีเปนปฏิกิริยาคายพลังงาน2. พลังงานของปฏิกิริยาไดจาก พลังงานของสารต้ังตน - พลังงานของผลิตภัณฑ3. ปฏิกิริยาน้ีมีกลไกในการเกิด 3 ขั้นตอน4. ขั้นตอนที่ 2 เปนขั้นตอนที่เกิดชาที่สุด ดังน้ันจึงเปนข้ันท่ีกํ าหนดกฎอัตราของปฏิกิริยาเคมี

BOBBY
Rectangle
Page 79: Chemistry Edit

5. ปฏิกิริยาข้ันตอนท่ี 1 เปนปฏิกิริยา คายพลังงานปฏิกิริยาข้ันตอนท่ี 2 เปนปฏิกิริยา คายพลังงานปฏิกิริยาข้ันตอนท่ี 3 เปนปฏิกิริยา ดูดพลังงาน

6. พลังงานกอกัมมันตของปฏิกิริยา ในแตละข้ันตอนเรียงลํ าดับจากมากไปหานอย ดังน้ีEa ขั้นที่ 2 > Ea ขั้นที่ 3 > Ea ขั้นที่ 1

ดังน้ันปฏิกิริยาเคมีข้ันตอนท่ีเกิดเร็วท่ีสุด คือ ขั้นตอนที่ 1 และเกิดชาท่ีสุดคือ ขั้นตอนที่ 2กราฟท่ีใชอธิบายผลของอุณหภูมิท่ีมีตออัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี

���������

Ea

T1 T2T2 T1>

% ของโมเลกุลที่มีพลังงานจลน

พลังงาน

กราฟแสดงการกระจายพลังงานจลนของโมเลกุลของแกสท่ีอุณหภูมิตางๆ กันจากกราฟสรุปไดวา1. ถาจะเพ่ิมอุณหภูมิของปฏิกิริยาใหสูงข้ึน ปฏิกิริยาก็จะเกิดเร็วข้ึน เพราะการเพ่ิมอุณหภูมิน้ันทุกอนุภาคก็ยังมีพลังงานจลนแตกตางกันอยู แตอนุภาคท่ีมีพลังงานจลนเทากับหรือสูงกวาพลังงานกอกัมมันตมีจํ านวนมากซ่ึงเปนผลทํ าใหปฏิกิริยาเคมีเกิดเร็วข้ึน

2. พลังงานกอกัมมันตของปฏิกิริยาใดสูง พ้ืนท่ีใตกราฟย่ิงมีนอยลง จํ านวนอนุภาคท่ีมีพลังงานกอกัมมันตเทาหรือมากกวาก็ย่ิงมีจํ านวนนอยลง ปฏิกิริยาเคมีก็เลยเกิดชา

3. ถาโมเลกุลท่ีมคีาพลังงานเทาหรือมากกวาพลังงานกอกัมมนัตมจํี านวนโมเลกุลนอยมาก ปฏิกิริยาน้ีก็จะเกิดชามาก ซ่ึงไมสามารถเห็นดวยตาเปลา ใหคิดวาไมเกิดปฏิกิริยาเคมี

4. โดยท่ัวไปเม่ืออุณหภูมิของปฏิกิริยาสูงกวาเดิม 10°C จะทํ าใหอตัราการชนกันของอนภุาคของสารต้ังตนเพ่ิมขึน้ 1%และอัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมีมักเพ่ิมขึน้ 2-3 เทา

BOBBY
Rectangle
Page 80: Chemistry Edit

แบบทดสอบ

จงตอบคํ าถามตอไปน้ี1. พิจารณารูปตอไปน้ี

III

II

พลังงาน

การดําเนินไปของปฏิกิริยา

I

การเปรียบเทียบพลังงานกอกัมมันต และการบอกชนิดของปฏิกิริยา 1 และปฏิกิริยา 2 ในขอใดถูกตอง

พลังงานกอกัมมันตของปฏิกิริยา ปฏิกิริยาดูดความรอน ปฏิกิริยาคายความรอน1)2)3)4)

I = III > III < III = II

IIIIII

IIIIII

2. พิจารณาสมการA + 2B → C + 280 kJ ...(1)

2X + 2Y + 150 kJ → 3Z ...(2)ถาระดบัพลังงานของสารต้ังตนในปฏกิิรยิา (1) และ (2) เปน 510 และ 340 kg ตามลํ าดบั ระดบัพลังงานของผลิตภณัฑจาก 2 ปฏิกิริยาน้ีมีคาแตกตางกันก่ี kJ1) 200 2) 260 3) 370 4) 490

3. กํ าหนดแผนภาพตอไปน้ี

การดําเนินไปของปฏิกิริยา

พลังงาน

0

BOBBY
Rectangle
Page 81: Chemistry Edit

จงตอบคํ าถามตอไปน้ีก. ปฏิกิริยาน้ีมีกลไกการเกิดก่ีข้ันตอนข. ปฏิกิริยาในข้ันตอนใดเกิดเร็วท่ีสุดค. ปฏิกิริยาในข้ันตอนใดใชกํ าหนดกฎอัตราง. ปฏิกิริยารวมเปนแบบคายพลังงานหรือดูดพลังงาน

4. ถาพลังงานกระตุนของปฏิกิริยาท้ัง 2 ตอไปน้ีมีคาเทากันปฏิกิริยาท่ี 1 NH3(g) + HCl(g) → NH4Cl(s)ปฏิกิริยาท่ี 2 N(CH3)3(g) + HCl(g) → (CH3)3NHCl(s)ปฏิกิริยาใดมีอัตราการเกิดปฏิกิริยาเร็วกวา ท่ีอุณหภูมิ 50°C อธิบาย

เฉลย

1. 2)2. 2)3. ก. 3 ขั้นตอน ข. ขั้นที่ 3 ค. ขั้นที่ 2 ง. คายพลังงาน4. ท่ีอุณหภูมิเดียวกันพลังงานจลนเฉล่ียของ NH3 และ N(CH3)3 เทากัน เน่ืองจาก N(CH3)3 มีมวลมากกวาโมเลกุลเคลื่อนที่ชา จํ านวนคร้ังของการชนกันตอหน่ึงเวลาจึงนอยกวาอัตราการเกิดปฏิกิริยาท่ี 2 จึงชากวา นอกจากน้ันโมเลกุลของ N(CH3)3 มีโครงสรางสลับซับซอนมากกวา NH3 จึงทํ าใหทิศทางการชนกันเหมาะสมเพ่ือเกิดปฏิกิริยาลดลง ซ่ึงเปนสาเหตุทํ าใหปฏิกิริยา 2 เกิดชาลง

BOBBY
Rectangle
Page 82: Chemistry Edit

บทที ่10 สารประกอบของคารบอน

1. หมูฟงกชัน (Functional group)คือ อะตอมหรือกลุมอะตอมของธาตุท่ีแสดงสมบัติเฉพาะของสารอินทรียชนิดหน่ึง เชน CH3OH (เมทานอล)

CH3CH2OH (เอทานอล) ซ่ึงตองเปนสารอินทรียพวกแอลกอฮอล เพราะสารแตละชนิดตางก็มีหมู -OH เปนองคประกอบแสดงหมู -OH เปนหมูฟงกชันของแอลกอฮอลอนึง่ สารอนิทรยีโดยท่ัวไปประกอบดวยองคประกอบ 2 สวน สวนหน่ึงเปนหมูอะตอมไฮโดรคารบอนหรือหมูอะตอม

อื่นๆ อีกสวนหน่ึงเปนหมูฟงกชัน ซ่ึงแสดงสมบัติเฉพาะของสารอินทรียน้ันและเปนสวนท่ีมีความวองไวทางเคมี กลาวคือปฏิกริยาเคมีท่ีเกิดกับสารอินทรียมักจะเกิดตรงสวนของหมูฟงกชัน เชน

CH3COOH + Na → CH3COO-Na+ + 12 H2

2. หมูแอลคิล (Alkyl group)แทน R- คือ หมูไฮโดรคารบอนท่ีเกิดจากแอลแคนหลุด H 1 อะตอม ดังน้ี

แอลเคน (Alkane) H หลุด 1 อะตอม → หมูแอลคิล (Alkyl group)

เชน CH4H หลุด 1 อะตอม → CH3-

มีเทน หมูเมทิล

3. การเผาไหมการเผาไหม ของสารใดๆ เปนปฏิกิริยาท่ีสารรวมตัวกับ O2 แลวคายพลังงานออกมาสรุปสาระสํ าคัญเกี่ยวกับการเผาไหมของสาร1. สมการแสดงปฏิกิริยาการเผาไหมสมบูรณของสารประกอบไฮโดรคารบอน

CxHy +

4y+x O2

→ xCO2 + y2 H2O + พลังงาน

2. ปริมาณควันเขมาขึ้นอยูกับอัตราสวนโดยอะตอมของ C กับ H ในสารประกอบไฮโดรคารบอน

ปริมาณควันเขมา ∝ อัตราสวนโดยอะตอมของ C กับ H

เชน C6H14 เฮกเซน C : H = 6 : 14 = 3 : 7 โดยอะตอมC6H6 เบนซีน C : H = 6 : 6 = 3 : 3 โดยอะตอมC6H14 มีอัตราสวนโดยอะตอมของ C กับ H ต่ํ ากวา C6H6 นั่นคือ C6H14 เผาไหมแลวมีควันเขมา

นอยกวา C6H6

BOBBY
Rectangle
Page 83: Chemistry Edit

3. เรียงลํ าดับปริมาณควันเขมาจากนอยไปมากของสารประกอบโฮโดรคารบอน โดยสารประกอบแตละชนดิมจํี านวนC อะตอม ใน 1 โมเลกุลเทากัน ดังน้ี

แอลเคน < แอลคีน < แอลไคน < สารประกอบอะโรมาติกไฮโดรคารบอนCnH2n+2 CnH2n CnH2n-2 CnH2n-x

4. แอลเคน แอลคีน และแอลไคนตารางการเปรียบเทียบขอแตกตางระหวางแอลเคน แอลคีน และแอลไคน

ความหมาย แอลเคน (CnH2n+2) แอลคีน (CnH2n) แอลไคน (CnH2n-2)สารประกอบ

ไฮโดรคารบอนอิ่มตัวสารประกอบ

ไฮโดรคารบอนไมอิ่มตัวสารประกอบ

ไฮโดรคารบอนไมอิ่มตัวชนิดพันธะ

C เด่ียวหมด C คู 1 นอกน้ันเด่ียว -C≡ สาม 1 นอกน้ันเด่ียว

จํ านวน C อะตอมในโมเลกุล

CH4 C2H6 Methane Ethane

C2H4 C3H6Ethene (Ethylene) Propene

C2H2 C3H4 Ethyne Propyne

สมบัติ1. สถานะของเหลว C1-C4 แกส

C5-C7 ของเหลวC17 ข้ึนไป ของแข็ง

เหมือนแอลเคน เหมือนแอลเคน

2. การละลายน้ํ า ไมละลาย ไมละลาย ไมละลาย3. ความหนาแนน นอยกวานํ้ า นอยกวานํ้ า นอยกวานํ้ า4. การเผาไหม ติดไฟใหเปลวไฟสวาง

ไมมีเขมาติดไฟใหเปลวไฟสวางแตมีเขมา

ติดไฟใหเปลวไฟสวางแตมีควันเขมามากกวา

5. จุดเดือด (°°°°C) ตํ ่า แต bp สูงตามจํ านวน C อะตอมเพิ่ม

ตํ ่าเหมือนแอลเคน ตํ ่าเหมือนแอลเคน

เรียงจุดเดือดจากมากไปหานอย แอลไคน > แอลเคน > แอลคีน6. แรงยึดเหน่ียว ระหวางโมเลกุล

แรงแวนเดอรวาลส แรงแวนเดอรวาลส แรงแวนเดอรวาลส

7. ทํ าปฏิกิริยา X2 เกิดปฏิกิริยาการแทนที่ในภาวะที่มีแสงแดดหรือความรอน

CH4 + X2 แสง→ CH3X + HX

เกิดปฏิกิริยาการเติมเกิดทั้งในที่มืดและสวาง

CH2=CH2 → X2 → CHX

2- CHX

2

เกิดปฏิกิริยาการเติมเกิดทั้งในที่มืดและสวาง

CH≡CH + 2X2 → CHX

-CHX

X X

BOBBY
Rectangle
Page 84: Chemistry Edit

ความหมาย แอลเคน (CnH2n+2) แอลคีน (CnH2n) แอลไคน (CnH2n-2)สารประกอบ

ไฮโดรคารบอนอิ่มตัวสารประกอบ

ไฮโดรคารบอนไมอิ่มตัวสารประกอบ

ไฮโดรคารบอนไมอิ่มตัว8. ทํ าปฏิกิริยา H2 ไมเกิด เกิด ตองใช Ni หรือ Pd

หรือ Pt เปนตัวเรงปฏิกิริยา CH2=CH2 + H2

ตัวเรง→CHH

2- CHH

2

เกิด ตองใชตัวเรงปฏิกิริยา

CH≡CH + 2H2 ตัวเรง→

CHX

-CHX

X X

9. ทํ าปฏิกิริยากับ KMnO4/H+

ไมทํ า ทํ าใหเกิดสารพวกไกลคอลKMnO /H→C C= +H O2 +[O] 4

+

C COH OH

ทํ าใหเกิดกรดอินทรียและอื่นๆ

10. เกิดพอลีเมอ- ไรเซชัน

ไมเกิด เกิดไดเฉพาะโมเลกุลเล็กๆ เทานั้น เกิดยาก

หมายเหตุ ไซโคลแอลเคนมีสมบัติคลายกับแอลแคน และไซโคลแอลคีนมีสมบัติคลายกับแอลคีน

แบบทดสอบ

จงเลือกคํ าตอบที่ถูกตอง1. สารประกอบในขอใดท่ีมีโครงสรางแบบโซเปดชนิดอ่ิมตัว และแบบวงชนิดไมอ่ิมตัว ตามลํ าดับ1) C4H8 และ C5H10 2) C6H12 และ C4H83) C6H14 และ C5H8 4) C5H10 และ C4H6

2. เมื่อนํ าไฮโดรคารบอน 3 ชนิด คือ C6H14, C8H18 และ C10H22 อยางละ 1 mol มาเผาไหม ปริมาณ O2 ท่ีตองใชในการเผาไหมเรียงตามลํ าดับจากมากไปนอยจะเปนไปตามขอใด1) C6H14 > C8H18 > C10H22 2) C8H18 > C6H14 > C10H223) C8H18 > C10H22 > C6H14 4) C10H22 > C8H18 > C6H14

3. สาร A, B และ C เปนสารประกอบไฮโดรคารบอน เมื่อนํ าสาร A ทํ าปฏิกิริยากับสารละลายโพแทสเซียมเปอรแมง-กาเนต และนํ าสาร B และ C ทํ าปฏิกิริยากับสารละลายโบรมีนในท่ีสวางจะเกิดปฏิกิริยา ดังสมการ

A + KMnO4 + H2O → C3H6O2 + MnO2 + KOHB + Br2 → C3H6Br2C + Br2 → C3H5Br + HBr

BOBBY
Rectangle
Page 85: Chemistry Edit

พิจารณาขอความตอไปน้ีก. สาร A มีสูตรโมเลกุล C3H4ข. สาร B และ C เปนไอโซเมอรกันค. สาร C ฟอกสีสารละลายโพแทสเซียมเปอรแมงกาเนตง. สาร A 1 โมล เกิดปฏิกิริยาการเผาไหมอยางสมบูรณไดแกสคารบอนไดออกไซดและน้ํ าอยางละ 3 โมล

ขอใดตอไปน้ีถูกตอง1) ก. และ ข. เทานั้น 2) ค. และ ง. เทานั้น 3) ก., ค. และ ง. 4) ก., ข. และ ค.

4. สาร A มีสูตรโมเลกุล C7H12 สาร A ฟอกสีโบรมีนไดอยางรวดเร็ว ใหสาร B มีสูตร C7H12Br2 สาร Aทํ าปฏิกิริยากับสารละลายโพแทสเซียมเปอรแมงกาเนต ใหสาร C มีสูตร C7H14O2 สาร C ทํ าปฏิกิริยากับโลหะ-โซเดยีม ใหแกสไฮโดรเจน แตไมทํ าปฏิกิริยากับสารละลายโซเดียมไฮโดรเจนคารบอเนต สาร A ควรเปนสารในขอใดก. สารประกอบแอลคีนโซเปดท่ีมีพันธะคู 2 พันธะข. สารประกอบแอลคีนท่ีมีโครงสรางเปนวง และมีพันธะคู 1 พันธะค. สารประกอบแอลไคนง. สารประกอบอะโรมาติก

ขอใดถูกตอง1) ก. และ ข. 2) ข. 3) ค. 4) ง.

เฉลย

1. 3) 2. 4) 3. 1) 4. 2)5. แอลกอฮอลและกรดอินทรีย

ตารางการเปรียบเทียบขอแตกตางของแอลกอฮอลและกรดอินทรียความหมาย แอลกอฮอล (R-OH) กรดอินทรีย (R-COOH)

สารอินทรียที่มีหมู OHกับหมูไฮโดรคารบอน

สารอินทรียที่มีหมู COOHกับหมูไฮโดรคารบอนหรือไฮโดรเจน

สูตรทั่วไป CnH2n+2O CnH2nO2

การอานชื่อ พยางคหนาบอกจ ํานวน C อะตอมพยางคหลังบอกแอลกอฮอล ลงทายดวย "ol"CH3OH CH3CH2OHMethanol Ethanol

พยางคหนาบอกจ ํานวน C อะตอมพยางคหลังบอกกรดอินทรีย ลงทายดวย "oic acid"CH3COOH CH3CH2CH2COOHEthanoic acid Butanoic acid

สมบัติ1. สถานะ ของเหลว, ของแข็ง ของเหลว, ของแข็ง2. การละลายนํ ้า โมเลกุลเล็กละลายน้ํ าดี C1-C3 โมเลกุลท่ีมี C มากข้ึน

การละลายน้ํ าลดลง ไมละลายในท่ีสุด ถา C มากๆโมเลกุลเล็กละลายน้ํ าดี C1-C4 โมเลกุลท่ีมี C มากข้ึนละลายน้ํ าลดลง ไมละลายน้ํ า

กรดอินทรียละลายนํ้ าไดดีกวาแอลกอฮอลทีมี่ C เทากัน

BOBBY
Rectangle
Page 86: Chemistry Edit

ความหมาย แอลกอฮอล (R-OH) กรดอินทรีย (R-COOH)สารอินทรียที่มีหมู OHกับหมูไฮโดรคารบอน

สารอินทรียที่มีหมู COOHกับหมูไฮโดรคารบอนหรือไฮโดรเจน

3. แรงยึดเหนี่ยว ระหวางโมเลกุล

พันธะไฮโดรเจนและแรงแวนเดอรวาลส

R O H- -

1 โมเลกุลเกิดพันธะไฮโดรเจน 3 แหง

พันธะไฮโดรเจนและแรงแวนเดอรวาลส

C O H- - -RO

1 โมเลกุลเกิดพันธะไฮโดรเจน 5 แหง4. ความเปน เบส-กรด

กรด-เบส แตมีความเปนกรดมากกวาความเปนเบสภาวะปกติแอลกอฮอลไมเปล่ียนสีกระดาษลิตมัส

กรดเปลี่ยนสีกระดาษลิตมัสจากสีนํ้ าเงินเปนสีแดง

5. จุดเดือด (°°°°C)- ถามวลโมเลกุล ใกลเคียงกัน

สูงปานกลาง สูงมาก

- จุดเดือดของสาร พวกเดียวกันเอง

เพิ่มขึ้นตามจํ านวน C อะตอมที่เพิ่มขึ้น เพิ่มขึ้นตามจํ านวน C อะตอมที่เพิ่มขึ้น

6. ความหนาแนน นอยกวาน้ํ า เฉพาะโมเลกุลเล็ก สวนใหญมากกวาน้ํ า

7. ทํ าปฏกิิรยิากับ ธาตุหมู IA

ROH + M เกิดชา → RO-M+ + 12 H2 x RCOOH + M เกิดเร็ว → (RCOOH)xM + x2 H2

(M = โลหะใดๆ ยกเวนโลหะมีตระกูล)

8. กล่ิน กลิ่นเฉพาะตัว กลิ่นฉุน9. ทํ าปฏกิิรยิากับ NaHCO3

ไมทํ า ทํ าใหแกส CO2 ทํ าใหนํ้ าปูนใสขุน

10. ทํ าปฏกิิรยิากับ แอลกอฮอล

ไมทํ า ทํ าใหเกิดเอสเทอร(ตองมีตัวเรงปฏิกิริยา H2SO4 (conc))

11. ทํ าปฏกิิรยิากับ กรดอินทรีย

ทํ าใหเกิดเอสเทอร ไมทํ า

12. จํ านวนไอโซเมอร C3 อะตอมข้ึนไปเกิดไอโซเมอรพวกเดียวกันเอง C4 อะตอมข้ึนไปเกิดไอโซเมอรพวกเดียวกันเองจ ํานวน C อะตอม เทากัน แอลกอฮอลจะเกิดไอโซเมอรกันเองไดมากกวากรดอินทรยี

BOBBY
Rectangle
Page 87: Chemistry Edit

แบบทดสอบ

จงเลือกคํ าตอบที่ถูกตอง1. การทดสอบในขอใดเหมาะสมท่ีสุดในการระบุวาสารใดเปนแอลคีนหรือแอลกอฮอล

การทดสอบ เหตุผล1) การละลายน้ํ า แอลคีนทุกตัวไมละลายน้ํ า, แอลกอฮอลทุกตัวละลายน้ํ า2) โลหะโซเดียม แอลคีนทุกตัวไมเกิดปฏิกิริยา, แอลกอฮอลทุกตัวใหฟองแกส3) สารละลาย NaHCO3 แอลคีนใหแกสท่ีละลายน้ํ าแลวเปนกรด, แอลกอฮอลไมเกิดปฏิกิริยา4) การเผา แอลคีนติดไฟใหเขมา, แอลกอฮอลไมติดไฟ

2. พิจารณาการเปรียบเทียบจุดเดือดของสารอินทรีย

ก.OH

CH3

สูงกวาO

CH3

ข. CH3 C CH3

OO สูงกวา CH2 C

OOHCH3

ค. CH3CH2CH2COOH สูงกวา CH3CH2CH2CH2OHขอใดถูกตอง1) ก. เทานั้น 2) ก. และ ค. เทานั้น3) ถูกทุกขอ 4) ไมสามารถเปรียบเทียบได

3. ขอสรุปเก่ียวกับสมบัติของสาร I-III ตอไปน้ี ขอใดถูกตองCH3CH2CH2OH CH3CH2COOH CH3CH2CH2CH2CH3

(I) (II) (III)1) จุดเดือดของสารเรียงลํ าดับดังน้ี (II) > (I) > (III)2) ความสามารถในการละลายน้ํ าของสารเรียงลํ าดับ ดังน้ี (I) > (III) > (II)3) สารท่ีสามารถทํ าปฏิกิริยากับโซเดียมได คือ (I) สวนสารท่ีสามารถทํ าปฏิกิริยากับสารละลายเบเนดิกตไดตะกอนสีอิฐ คือ (II)

4) สารท่ีสามารถแยกออกจากน้ํ าได โดยไมตองใชตัวละลายอ่ืนสกัด คือ (I) และ (III)

BOBBY
Rectangle
Page 88: Chemistry Edit

4. เมื่อนํ าสาร (A), (B) และ (C) มาทํ าการทดลองไดผลดังตอไปน้ี

การทดลองท่ี การละลายน้ํ า ปฏิกิริยากับ Na ตมกับสารละลายกรดซัลฟวริก123

ไมละลายน้ํ าละลายละลาย

ไมใหฟองแกสใหฟองแกสใหฟองแกส

ไดกล่ินฉุนไดกล่ินฉุนไมไดกล่ินฉุน

CH3

OC OH

(A)CH3 C O

(C)CH CH OH2 2

(B)CH CH2 3CH3

O

สารท่ีใหผลตรงกับการทดลองท่ี 1, 2 และ 3 ตามลํ าดับคือสารใด1) (A), (B), (C) 2) (C), (A), (B)3) (B), (C), (A) 4) (C), (B), (A)

5. เปรียบเทียบสารอินทรียแตละคูตอไปน้ี สารใดละลายน้ํ าไดดีกวากันก. กรดเอทาโนอิก กับ บิวทานอลข. กรดบิวทาโนอิก กับ กรดโพรพาโนอิกค. บิวทานอล กับ เพนทานอลง. โพรพาโนน กับ โพรพานาล

ก. ข. ค. ง.1)2)3)4)

กรดเอทาโนอิกกรดเอทาโนอิกบิวทานอลบิวทานอล

กรดโพรพาโนอิกกรดโพรพาโนอิกกรดบิวทาโนอิกกรดบิวทาโนอิก

บิวทานอลเพนทานอลบิวทานอลเพนทานอล

โพรพาโนนโพรพาโนนโพรพานาลโพรพานาล

6. สารคูใดมีสมบัติทางกายภาพและเคมีคลายคลึงกันมากท่ีสุด1) CH3CH2CH2CH2CH2CH3 และ 2) CH3CH2CH2CH2C≡CH3 และ

3) CH3CH2-O-CH2CH3 และ CH3 2 3OH

CH CH CH

4) CH3 CO

O-CH2CH3 และ CH3CH2 2CH C OHO

BOBBY
Rectangle
Page 89: Chemistry Edit

7. จากผลการทดสอบสารอินทรีย 4 ชนิด ไดผลดังตาราง

สารทดสอบ NaHCO3 Na Br2สารอินทรีย ในท่ีมืด ในที่สวาง

ABCD

!"!!

!!!!

!"!!

!"""

! หมายถึง เกิดปฏิกิริยา " หมายถึง ไมเกิดปฏิกิริยาสาร A, B, C และ D ในขอใดเปนไปได

A B C D1)2)3)4)

CH3COOHC2H5OH

C6H9COOHC8H17NH2

C5H11OHC2H5OC2H5

C6H5OHC6H5CHO

C4H8C7H8C10H8

C5H9OH

C8H18C10H18C6H14C8H14

เฉลย

1. 2) 2. 2) 3. 1) 4. 2) 5. 1) 6. 1) 7. 3)

6. สารประกอบอะโรมาติกไฮโดรคารบอน

คือ สารประกอบไฮโดรคารบอนท่ีมีวงแหวนเบนซีนเปนองคประกอบอยูดวย เชน CH 3

เบนซีน (Benzene) C6H6 คือ สารประกอบอะโรมาติกไฮโดรคารบอนท่ีเปนโมเลกุลเล็กท่ีสุด โครงสรางโมเลกุลC ขดเปนวงปดหกเหล่ียม C กับ C ทุกพันธะยาวเทากัน เพราะเกิด Resonance มุมระหวางพันธะกาง 120°สมบัติของเบนซีน เปนของเหลวไมนํ าไฟฟา ติดไฟ ใหเปลวไฟสวาง มีเขมามาก เกิดปฏิกิริยาคายพลังงาน

ไมละลายน้ํ า เปนโมเลกุลไมมีขัว้ ไมมีสี มีกล่ินเฉพาะ เกิดปฏิกิริยาแทนท่ี ดังน้ีH

+ Cl2 FeCl หรือ AlCl3 3 →

Cl+ HCl

ไอโซเมอริซึม คือ ปรากฏการณท่ีสารมีสูตรโมเลกุลเหมือนกัน แตมีสูตรโครงสรางตางกันไอโซเมอร (Isomer) คือ สารท่ีมีสูตรโมเลกุลเหมือนกัน แตมีสูตรโครงสรางตางกัน เชน

C4H10 CH3CH2CH2CH3 CH CH CH3 3CH3

BOBBY
Rectangle
Page 90: Chemistry Edit

สารท่ีเปนไอโซเมอรกัน ถามีหมูฟงกชันเหมือนกัน ก็พบวามีสมบัติทางกายภาพตางกัน แตสมบัติทางเคมีเหมือนกันสารท่ีเปนไอโซเมอรกัน ถายังมีหมูฟงกชันตางกันอีกดวยจะพบวามีสมบัติทางกายภาพ และสมบัติทางเคมีตางกันไอโซเมอรของสารอนิทรยีใดท่ีคารบอนตอกันเปนโซสายยาว จะมีจุดเดือด จุดหลอมเหลว และความหนาแนนสูงกวา

ไอโซเมอรของสารอินทรียท่ีมคีารบอนตอกันแตกก่ิงกานสาขา เพราะไอโซเมอรท่ีคารบอนตอกันเปนโซยาวจะมีขนาดใหญและมีพ้ืนท่ีผิวมากกวา ทํ าใหเกิดแรงดึงดูดระหวางโมเลกุล คือ แรงแวนเดอรวาลสสูงกวาไอโซเมอรท่ีคารบอนตอกันมีก่ิงกานสาขา

แบบทดสอบ

จงเลือกคํ าตอบที่ถูกตอง1. สาร A เปนสารประกอบอะโรมาติก และมีวงเบนซีนอยูในโมเลกุล มีสูตรโมเลกุล C8H10 จะมีก่ีไอโซเมอร1) 2 2) 3 3) 4 4) 6

2. สาร I-IV มีสูตรโครงสรางดังน้ีCH=CH2

I IICH2

H C C CHCH

CH2

C2H C2

CH3-C≡C-C≡C-CH=CH-CH3III IV

สารใดเปนไอโซเมอรกัน1) สาร I และ II 2) สาร II และ III3) สาร I, II และ III 4) สาร I, II และ IV

เฉลย

1. 3) 2. 4)

BOBBY
Rectangle
Page 91: Chemistry Edit

7. เอสเทอร (Ester)คือ สารอินทรียท่ีมีหมูแอลคอกซิคารบอนิล (-COO-) เปนหมูฟงกชัน เปนสารท่ีมีกล่ินหอม

สูตรโดยท่ัวไปR -C

O-O- R′

แทน H หรือหมู Hc แทนหมู Hc Hc แทนหมูไฮโดรคารบอนสูตรโมเลกุล CnH2nO2 n > 2 C ใน R และ R′ เปนพันธะเด่ียวหมดการอานชื่อตัวอยาง

อานสวนหมูไฮโดรคารบอนท่ีติดกับออกซิเจนกอนลงทาย -yl สวนท่ีเหลืออานทีหลังลงทายดวย -ate

C2H4O2 H C O CH- - - 3

O Methyl methanoate

C3H6O2 CH C O CH- - -3

O3 Methyl ethanoate

การเตรียม

ตัวอยาง

Esterification : ปฏิกิริยาการเตรียมเอสเทอร

R C OH + H O R-O

- ′ H (conc),+R C O R + H O- -- ′

O2

กรดอินทรีย แอลกอฮอล เอสเทอร

CH C OH + H O CH CH-O

CH C O CH CH + H O- --O

2- 2 3 3 23H (conc),+ ∆

สมบัติ มีกล่ินหอม ละลายน้ํ าไดดีเฉพาะโมเลกุลเล็กๆ ท่ีมี C2-C4 โมเลกุลใหญๆ ไมละลายน้ํ า

การไฮโดรลิซสิ ดวย เจือจาง R C O R + H O-O

- - 2′ R C OH- -กรดอินทรีย

HOR ′แอลกอฮอล

O- +H (dil),+ ∆กรด

ดวย เจือจาง R C O R + OH-O

- - ′ R C O- -เกลือของกรดอินทรีย

HOR ′แอลกอฮอล

∆O

- - - +เบส

BOBBY
Rectangle
Page 92: Chemistry Edit

แบบทดสอบ

จงเลือกคํ าตอบที่ถูกตอง1. สารตอไปน้ีจัดเปนสารประเภทใด ตามลํ าดับ

CH3CH2CH2OH CHO

3 C H CHO

3 C O CH2CH3

CH2CH2CH CH

CH2

1) แอลกอฮอล แอลดีไฮด อีเทอร แอลคีน2) แอลกอฮอล แอลดีไฮด เอสเทอร แอลคีน3) แอลดีไฮด แอลกอฮอล กรดคารบอกซิลิก แอลไคน4) แอลกอฮอล แอลกอฮอล เอสเทอร แอลคีน

2. ถาผสมเอทานอล 20 g กับกรดแอซิติก 100 g และใสกรดซัลฟวริกเขมขนลงไปประมาณ 5 cm3 แลวตมในบีกเกอรท่ีมีน้ํ าเดือดนาน 10 นาที ขอความใดถูกตอง1) ผลิตภัณฑสุดทายจะมีเอทานอล กรดแอซิติก เอทิลแอซิเตด และน้ํ า2) ผลิตภัณฑสุดทายจะมีกรดแอซิติก เอทิลแอซิเตด และน้ํ าเทานั้น3) ผลิตภัณฑสุดทายจะไดเอทิลแอซิเตด และน้ํ าเทานั้น4) กรดซัลฟวริกจะเปนตัวออกซิไดสในปฏิกิริยาน้ี

เฉลย

1. 2) 2. 1)

BOBBY
Rectangle
Page 93: Chemistry Edit

8. แอลดีไฮดและคีโตนตารางเปรียบเทียบขอแตกตางของแอลดีไฮดและคีโตน

เรื่อง แอลดีไฮด คีโตน1. หมูฟงกชัน

C HO

-- หมูคารบอกซาลดีไฮด C O

-- หมูคารบอนิล

2. สูตรและเงื่อนไข C H

O--R

R แทน H หรือหมูไฮโดรคารบอน C R

O--R ′

R และ R′ แทนหมูไฮโดรคารบอน

3. สูตรโมเลกุล C ใน R แทน R′ เปน พันธะเดี่ยวหมด

CnH2nO n ≥ 1 CnH2nO n ≥ 3

4. การอานชื่อและ ตัวอยาง

ลงทาย -al

C H O1 2 H C H Meth/an/al- -O

ลงทาย -one

C H O3 6 CH C CH Prop/an/one- -O

5. การเตรียมR C O H + [O] R C H + H O →- - -

H- -

H

KMnO /H4+

หรือK Cr O /H +

O

72

22

R C O H + [O] R C R + H O →- - -H

- -H

KMnO /H4+

หรือK Cr O /H+

O

72

2

2

6. สมบัติ 1. C1-C2 ละลายน้ํ าไดไมจํ ากัด C มากข้ึนไมละลายน้ํ า

2. R CO

H [O]

→ R CO

OH

3. R CO

H + 2Cu2++ 5OH- ∆ → R CO

O-+ Cu2O + 3H2O " #$$ %$$ "%#

สารละลายเบเนดิกต ตะกอนสีแดงอิฐ

1. ละลายน้ํ าไดเฉพาะโมเลกุลเล็กๆ โมเลกุลใหญไมละลายน้ํ า2. ความหนาแนนนอยกวาน้ํ า3. สถานะเปนของเหลว4. โมเลกุลเล็ก bp สูงกวาแอลดีไฮด

BOBBY
Rectangle
Page 94: Chemistry Edit

9. เอมีนและเอไมดตารางเปรียบเทียบขอแตกตางระหวางเอมีนและเอไมด

เรื่อง เอมีน เอไมด1. หมูฟงกชัน -NH2 หมูอะมิโน C

ONH2 หมูเอไมด

2. สูตรและเงื่อนไข R-NH2 R NH R และ R N R′′′′R

R, R′ และ R′′ แทนหมูไฮโดรคารบอนR C

ONH2 R C NH R และ R C N R′′

′′R

O O

R, R′ และ R′′ แทน H หรือหมูไฮโดรคารบอน

3. สูตรโมเลกุล C ใน R จับกัน พันธะเดี่ยวหมด

CnH2n+1NH2 n ≥ 1 CnH2n+1CONH2 n ≥ 0

4. การอานชื่อและ ตัวอยาง

ตามอนุพันธของแอลแคน โดยข้ึนตนดวยamino ลงทายดวยการอานช่ือแอลแคนCH3NH2 amino methaneC2H5NH2 → CH3-CH2-NH2 amino ethane

อานจํ านวนคารบอนอะตอมท้ังหมดตอดวย an(ถา C ใน R เปนพันธะเดี่ยว) ลงทาย –amide

C2H5CONH2 → CH3-CH2 CO

NH2 Propanamide

5. สมบัติ C1 เปนแกส C มากข้ึนเปนของเหลวและของแข็ง โมเลกุลเล็ก ไมมีสี มีกล่ินเหม็นคลายปลาเนา เกิดพันธะไฮโดรเจนระหวางโมเลกุล bp เพิ่มตามจํ านวน C อะตอมท่ีเพ่ิมข้ึน และละลายน้ํ ามีสมบัติเปนเบส

bp สูงกวากรดอินทรียท่ีมีมวลโมเลกุลใกลเคียงกัน เปนสารที่สามารถเกิดพันธะไฮโดรเจนได ละลายน้ํ าไดเฉพาะในโมเลกุลเล็กๆ เทานั้น โมเลกุลใหญไมละลายน้ํ าและละลายน้ํ ามีสมบัติเปนกลาง

เอไมด เกิดปฏิกิริยาไฮโดรลิซิสกับน้ํ าได ดังน้ี

R C NH + H OHO

2กรดหรือเบส

∆ R CO

OH + NH3

เอมีน มีสมบัติทางเคมี ดังน้ีR - NH2 + HCl

→ R - NH3+Cl-

(กรดแก)R - NH2 + H2O R - NH3

+ + OH-เบส

ยูเรีย ((CH2)2CO)

NH4OCN ∆ → NH2 C

ONH2 + NH3

CO2 + 2NH3 →ความดันสูง!200 C NH2 C

ONH2 + H2O

BOBBY
Rectangle
Page 95: Chemistry Edit

แบบทดสอบ

จงเลือกคํ าตอบที่ถูกตอง1. สารประกอบตอไปน้ี

CO CH2 3

ก.

COOH

ข.

CH NH2 2

ค.

CONH2

ง.ปฏิกิริยาขอใดผิด1) สารประกอบ ก, ข, ค และ ง ไมฟอกสีสารละลาย KMnO42) สารประกอบ ค และ ง ทํ าปฏิกิริยากับกรดไฮโดรคลอริกไดเกลือ3) สารประกอบ ก และ ง เกิดไฮโดรลิซิสในสารละลายกรดไดสารประกอบ ข4) สารประกอบ ข เกิดฟองแกสกับสารละลาย NaHCO3

2. กํ าหนดใหสาร A, B, C และ D มีสูตรโครงสรางดังน้ี

CH CH CH C OHO

(A)3 2 2 CH CH C O CH

O

(B)3 2 3 CH CH C CH

O

(C)3 2 3 CH CH CH CH

O

(D)3 2 2

ขอใดถูกตอง1) สารท้ัง 4 ชนิดเปนไอโซเมอรกัน2) สารท้ัง 4 ชนิดมีจุดเดือดสูงกวาบิวเทน3) สารท้ัง 4 ชนิดมีจุดเดือดตํ ่ากวาบิวทานอล4) สารท้ัง 4 ชนิด แตละชนิดสามารถเกิดพันธะไฮโดรเจนระหวางโมเลกุลได

3. C4H9NH2 มีก่ีไอโซเมอรท่ีมีหมูฟงกชันเปน -NH21) 1 2) 2 3) 3 4) 4

4. สารประกอบในขอใดท่ีทุกสารมีหมูคารบอนีลอยูในโมเลกุลก. CH3COCH2COOCH3, CH3CH2CH2CH2CHO, CH3CH2COCH2CH3ข. CH3COCH2COCH3, CH3OCH2CH2OCH3, CH3CH2OCH2CH2OH

ค.COOHCHO

OHCOCH3

COCO

CH2

ง.COCO

OO

CO O CO

ขอใดถูกตอง1) ก. เทานั้น 2) ก. และ ข. เทานั้น3) ค. และ ง. เทานั้น 4) ก., ค. และ ง.

BOBBY
Rectangle
Page 96: Chemistry Edit

5. โพรพานาไมด + 2H2O ตัวเรงปฏิกิริยาความรอน สาร A + สาร Bสาร B เปล่ียนสีกระดาษลิตมัสจากสีแดงเปนสีน้ํ าเงิน พิจารณาขอความตอไปน้ีก. สาร B คือ เอมีนข. หมูฟงกชันของสาร A คือ -OHค. สาร A ทํ าปฏิกิริยากับโลหะโซเดียมเกิดแกสไฮโดรเจนง. สาร A ทํ าปฏิกิริยากับกรดเอทาโนอิกโดยมีกรดซัลฟวริกเปนตัวเรงปฏิกิริยาไดโพรพิลเอทาโนเอต

ขอใดถูกตอง1) ก. และ ข. 2) ก. และ ค. 3) ค. และ ง. 4) ค. เทานั้น

เฉลย

1. 2) 2. 2) 3. 4) 4. 4) 5. 4)

BOBBY
Rectangle
Page 97: Chemistry Edit

บทที ่11 สารชีวโมเลกุล

1. กรดไขมันคือ กรดอินทรียชนิดหน่ึงท่ีมีหมูคารบอกซิลเปนหมูฟงกชันสูตรท่ัวไป

กรดไขมันอิ่มตัว

กรดไขมันไมอิ่มตัว

C ใน R ทุกอะตอมเปนพันธะเดียวสูตร C H COOH2n+1nเชน C H COOH11 23C ใน C ใน R อยางนอย 1 แหง จับกันดวยพันธะคูนอกนั้นพันธะเดียวหมดสูตร C H COOH x < (2n+1)n xเชน C H COOH11 19

HO RCO

จํ านวน C อะตอมเปนเลขคู C ใน R ตอกันเปนสายยาวไมคอยพบแตกก่ิงกานสาขา และขดเปนวงปดสมบัติ กรดไขมนัสวนมากมีจํ านวน C อะตอม C12-C18 ชนิดที่มีจํ านวน C อะตอมนอยกวา 12 ไดแก กรด

บิวทาโนอิก C3H7COOH ท่ีพบในเนย กรดไขมันไมละลายน้ํ า กรดไขมันจะมีจุดเดือดและจุดหลอมเหลวสูงข้ึนตามจํ านวนคารบอนอะตอมท่ีเพ่ิมข้ึน และกรดไขมันอ่ิมตัวมีจุดเดือดสูงกวากรดไขมันไมอ่ิมตัว ท่ีมีมวลโมเลกุลใกลเคียงกัน2. ไขมันและน้ํ ามันคือ สารชวีโมเลกุลประเภทลิปดชนิดหน่ึง จํ าพวกเอสเทอรมีสูตรท่ัวไปดังน้ี

RCO

OCH2 1

RCO

OCH 2

RCO

OCH2 3

ไขมันและน้ํ ามันมีหมูฟงกชันเหมือนเอสเทอรจัดเปนสารประเภทเอสเทอรชนิดหน่ึงได

การเตรียม กลีเซอรอล + กรดไขมนั →ตัวเรง, ∆ ไขมันหรือนํ ้ามัน + นํ้ าไขมัน เปนของแข็ง มักพบในสัตว ประกอบดวยกรดไขมันอ่ิมตัวมากกวากรดไขมันไมอ่ิมตัว เชน ไขวัว ไขควายน้ํ ามัน เปนของเหลว มักพบในพืช ประกอบดวยกรดไขมันไมอ่ิมตัวมากกวากรดไขมันอ่ิมตัว เชน นํ้ ามันมะกอกสมบัติ ไขมันมีจุดเดอืดสงูกวานํ ้ามนั ไมละลายนํ ้า ละลายไดดใีนตัวทํ าละลายไมมขีัว้ เชน เบนซีน ไขมนัและนํ ้ามนั

เสียจะเกิดกล่ินเหม็นหืน

BOBBY
Rectangle
Page 98: Chemistry Edit

การเกิดกล่ินเหม็นหืนก. ไฮโดรลิซิส ไขมันและน้ํ ามัน + นํ้ า ความรอน กรดอินทรีย + กลีเซอรอล

↓กล่ินเหม็นหืน

การปองกัน เก็บไขมันและน้ํ ามันไวท่ีอุณหภูมิต่ํ าและอยาใหถูกกับน้ํ าข. ออกซิเดชัน ไขมันและน้ํ ามันท่ีประกอบดวยกรดไขมันไมอ่ิมตัว + O2 → แอลดีไฮด + ...

↓กล่ินเหม็นหืน

การปองกัน เติมสารกันเหม็นหืน (Antioxidiant) เชน วิตามิน E วิตามิน C สาร BHTSaponification เปนปฏิกิริยาไฮโดรลิซิสไขมันและน้ํ ามันดวยเบส เปนปฏิกิริยาท่ีเกิดจากไขมันและน้ํ ามันกับดาง

เกิดเกลือของกรดไขมนั (สบู) กับกลีเซอรอล ดังน้ี

RCO

OCH2 1

RCO

OCH 2

RCO

OCH2 3

+ 3NaOH ∆ →

RCO

OHCH2 1

RCO

OHCH 2

RCO

OHCH2 3

NaO+ -

NaO+ -

NaO+ -

+

กลีเซอรอล สบูดางไขมันและน้ํามันพืช

การตรวจหาปริมาณกรดไขมันไมอ่ิมตัวในไขมันและน้ํ ามันไขมันและน้ํ ามันท่ีประกอบดวยกรดไขมันไมอ่ิมตัว (C=C) ทํ าปฏิกิริยากับสารละลาย Br2 หรือ I2 ไดเกิดปฏิกิริยา

การเติมตรงบริเวณ C กับ C ท่ีจับกันดวยพันธะคูของกรดไขมันไมอ่ิมตัวในไขมันและน้ํ ามันนั้นไขมันและน้ํ ามันชนิดใดสามารถฟอกจางสีของสารละลาย I2 มาก แสดงวาไขมันและน้ํ ามันน้ันประกอบดวยกรด

ไขมันไมอ่ิมตัวปริมาณมาก3. สบู

คือ เกลือของกรดไขมนั สูตรท่ัวไปคือ Na O C R+ -- -O

สบูละลายน้ํ าแตกตัวใหไอออนบวกและไอออนลบ สวนท่ีเปนไอออนลบจะเปนตัวท่ีใชช ําระลางส่ิงตางๆ ท้ังหลายไดสามารถละลายในตัวทํ าละลายมีข้ัวและไมมีข้ัวได เพราะไอออนลบของสบูประกอบดวยสวนประกอบ 2 สวนยอย ดังน้ี

R C OO- -

"%# "%#

หมูไฮโดรคารบอนเปนสวนท่ีไมมีขัว้ หมูคารบอกซิเลตเปนสวนท่ีมีข้ัวสบูท่ีดีควรมีจํ านวน C อะตอมในหมู R พอเหมาะ เปนสบูท่ีละลายน้ํ าไดด ีแตถามีจํ านวน C อะตอมมากเกินไป

ละลายน้ํ าไดไมดี

BOBBY
Rectangle
Page 99: Chemistry Edit

สบูท่ีสามารถใชทดสอบความกระดางของน้ํ าไดน้ํ ากระดาง เปนนํ้ าท่ีประกอบดวย Fe2+, Mg2+ และ Ca2+ ของ HCO3

-, Cl- และ SO42-

นํ้ ากระดาง + สบู → ไคลสบู (ตะกอนสบู) + ไอออน

เชน Mg2+ + 2R C O Na+-O

→ (R C O )O

-2Mg(s) + 2Na+

นํ้ าออน สบู → ฟองมาก ไมเกิดไคลสบู

เน่ืองจากสบูจะเกิดตะกอนไอออนในน้ํ ากระดาง ทํ าใหเกิดการส้ินเปลืองในการใชสบู จึงไดมีการสังเคราะหสารอ่ืนใชชํ าระลางซักฟอกไดเชนเดียวกับสบู การสังเคราะหน้ันก็คือ ผงซักฟอก ซ่ึงไมตกตะกอนในน้ํ ากระดาง4. ผงซักฟอกคือ เกลือของกรดซัลโฟนิก มีสมบัติชํ าระลางส่ิงสกปรกท้ังหลายไดเชนเดียวกับสบูสูตรท่ัวไปของผงซักฟอก

RR

SO Na3+-

SO Na3+-

"#$ %$

หมูไฮโดรคารบอน " #$$ %$$

(สวนท่ีไมมีข้ัว)หมูซัลโฟเนต(สวนท่ีมีข้ัว)

(โซเดียมแอลคิลเบนซีนซัลโฟเนต(โซเดียมแอลคิลซัลโฟเนต)

R = แทนหมูไฮโดรคารบอนอะตอม 12-18 อะตอม

R SO Na3+-C ใน R ตอกันเปนสายยาวจุลินทรียสลายได

C ใน R ตอกันแตกก่ิงกานสาขา จุลินทรียสลายไมไดสวนประกอบของผงซักฟอก1. บิลเดอร ฟอสเฟตปนประมาณ 30-50% มีประโยชนและหนาท่ีดังน้ีก. ทํ าใหน้ํ ามีสภาพเปนเบส เปนการเพ่ิมประสิทธิภาพในการชํ าระลางส่ิงสกปรกท้ังหลายไดดีข. ฟอสเฟตจะรวมตัวกับไอออนของโลหะในน้ํ ากระดางเปนสารเชงิซอน ทํ าใหไอออนของโลหะในนํ ้ากระดางไมสามารถขัดขวางการกํ าจัดส่ิงสกปรกของผงซักฟอกได

2. สารลดแรงตึงผวิ เปนสารท่ีใชช ําระลางส่ิงสกปรกท้ังหลายได ไดแก เกลือโซเดยีมแอลคลิซัลโฟเนต โซเดยีมแอลคิลเบนซินซัลโฟเนต ผสมอยูประมาณ 30%

BOBBY
Rectangle
Page 100: Chemistry Edit

ผลเสียท่ีเกิดจากการใชผงซักฟอก ทํ าใหเกิดมลภาวะของน้ํ า ดังน้ี1. สารพวกฟอสเฟตเปนปุยจากผงซักฟอกเม่ือปลอยลงสูแหลงน้ํ า จะทํ าใหพืชนํ ้าเจริญเติบโตรวดเร็ว ทํ าใหขวางทางคมนาคมทางน้ํ า ทํ าลายทัศนียภาพ ทํ าให O2 ละลายน้ํ าไมได ส่ิงมีชีวิตขาด O2 ตายได และอาจจะพืชน้ํ าเกิดมากอาจจะตาย เนา ทํ าใหน้ํ าเสีย

2. ผงซักฟอกชนดิ C ใน R แตกก่ิงกานสาขาจุลินทรียในน้ํ าสลายไมได ทํ าใหตกคางในน้ํ า เมื่อเขาสูรางกายของคนจะทํ าใหเกิดโรคภัยไขเจ็บ

แบบทดสอบ

จงเลือกคํ าตอบที่ถูกตอง1. การเติมสารประกอบฟอสเฟตลงในผงซักฟอก ทํ าใหเกิดผลเสียอยางไร1) Ca2+ และ Mg2+ ตกตะกอนจากน้ํ ากระดาง และใชปริมาณออกซิเจนในน้ํ าอยางส้ินเปลือง2) สารละลายเปนเบส และทํ าใหเกิดไคลมากข้ึน3) Ca2+ และ Mg2+ ตกตะกอนจากน้ํ ากระดางและทํ าใหผงซักฟอกมีฟองนอยลง4) ทํ าใหพืชในน้ํ าเจริญเติบโตอยางรวดเร็วและใชปริมาณออกซิเจนในน้ํ ามากขึ้น

2. พิจารณาสูตรโครงสรางของผงซักฟอก 2 ชนดิตอไปน้ี

ก. SO

OO Na+-

ข. SO

OO Na+-

ขอความใดผิด

1) ผงซักฟอกมีประสิทธิภาพซักลางในน้ํ ากระดางดีกวาสบู เพราะหมู SO

OO Na+- ชวยลดความกระดางของน้ํ า

2) ระบบเอนไซมของจุลินทรียสามารถยอยสลายผงซักฟอกชนดิ ข ไดอยางด ีจึงไมกอใหเกิดปญหาตอสภาวะแวดลอม3) ระบบเอนไซมของจุลินทรียไมสามารถยอยสลายผงซักฟอกชนดิ ก ได จึงกอใหเกิดปญหาตอสภาวะแวดลอมอยางมาก

4) สารฟอสเฟตในผงซักฟอกท่ีอยูในน้ํ าท้ิง เม่ือปะปนในแมน้ํ าลํ าคลองทํ าใหสาหรายและวัชพืชเจริญงอกงามและแพรพันธุอยางรวดเร็ว จึงกอใหเกิดปญหาตอส่ิงแวดลอม

BOBBY
Rectangle
Page 101: Chemistry Edit

3. ละลายน้ํ ามัน A, B, C และ D ในเฮกเซนใหมีความเขมขนเทากัน แลวทดสอบการฟอกสีกับ Br2น้ํ ามัน A B C D

จํ านวนหยดของสารละลาย Br2 37 45 74 90

ขอสรุปใดผิด1) นํ้ ามัน D มีกรดไขมันไมอ่ิมตัวมากท่ีสุด2) นํ้ ามัน C มีกรดไขมันอ่ิมตัวนอยกวาในน้ํ ามัน B3) นํ้ ามัน A มีกรดไขมันไมอ่ิมตัวนอยท่ีสุด4) นํ้ ามัน D และ C มีกรดไขมันอ่ิมตัวเปนสองเทาของท่ีมีในน้ํ ามัน B และ A ตามลํ าดับ

เฉลย

1. 4) 2. 1) 3. 4)

5. โปรตีน (Protein)คือ สารชีวโมเลกุลประเภทสารอินทรียท่ีประกอบดวยธาตุ C, H, O, N เปนองคประกอบสํ าคัญ นอกจากน้ันยังมี

ธาตุอ่ืนๆ เชน S, P, Fe, Zn ท้ังน้ีข้ึนอยูกับชนิดของโปรตีนโปรตีน เปนสารพวกพอลิเมอร ประกอบดวยกรดอะมิโนจํ านวนมากมายสมบัติของโปรตีน1. การละลายน้ํ า ไมละลายน้ํ า บางชนิดละลายน้ํ าไดเล็กนอย2. ขนาดโมเลกุลและมวลโมเลกุล ขนาดใหญมีมวลโมเลกุลมาก3. สถานะ ของแขง็4. การเผาไหม เผาไหมมีกล่ินไหม5. ไฮโดรลิซิส โปรตีน + นํ้ า กรด, ∆ →

หรือเอนไซม กรดอะมิโนจํ านวนมากมาย

6. การแปลงสภาพของโปรตีน โปรตีนบางสวนเมื่อไดรับความรอน หรือเปล่ียนคา pH หรือเติมตัวทํ าละลาย อินทรียบางชนิดจะทํ าใหเปล่ียนโครงสรางจับเปนกอนตะกอน

7. การทดสอบโปรตีน สารละลายไบยูเรต เปนสารละลายผสมระหวาง CuSO4 กับ NaOH เปนสีฟาโปรตีนหรือสารท่ีมีพันธะเพปไทดต้ังแต 2 แหงข้ึนไป + สารละลายไบยูเรต → เกิดตะกอนสีมวง

สีมวงอมชมพูหรือสีน้ํ าเงินกรดอะมิโน + สารละลายไบยูเรต ไมเกิดปฏิกิริยา

BOBBY
Rectangle
Page 102: Chemistry Edit

6. กรดอะมิโนคือ กรดอินทรียชนิดหน่ึงท่ีมีหมูคารบอกซิล และหมูอะมิโนเปนหมูฟงกชันสูตรท่ัวไป

OHCO

CHRNH2

R แทน H หรือกลุมอะตอมของธาตุตางๆ

กรดอะมิโนท่ีพบเปนองคประกอบของโปรตีนท่ี 20 ชนิดและกรดอะมิโนจํ าเปน ไดแก เมไทโอนนี ไลซีน เวลีน ลิวซีนไอโซลิวซีน เฟนิลอะลานิน ทรีโอนีน ทริปโตเฟน ฮีสติดีน และอารจีนีน มีความสํ าคัญสํ าหรับมนุษยสมบัติของกรดอะมิโน1. สถานะ ของแขง็ ไมมีสี2. การละลายน้ํ า ละลายน้ํ าเกิดพันธะไฮโดรเจน และแรงแวนเดอรวาลส3. จุดหลอมเหลวสูง อยูระหวาง 150°C - 300°C เพราะเกิดพันธะไฮโดรเจน4. ความเปน กรด-เบส ทํ าหนาท่ีเปน Amphoteric substance (เปนท้ังกรดและเบส)การเกิดพันธะเพปไทด

พันธะเพปไทด คือ พันธะโคเวเลนตที่เกิดขึ้นระหวาง C อะตอมในหมูคารบอกซิล ( CO

OH) ของกรดอะมิโนโมเลกุลหน่ึง ยึดกับ N อะตอม ในหมูอะมิโน (NH2) ของกรดอะมิโนอีกโมเลกุลหน่ึง

OH + HCO

CHNHR1

2 CHNHR2

OHC CO

CHNHR1

2 CHNHR2

OH + H OC 2→

กรดอะมิโน1 กรดอะมิโน2 พันธะเพปไทด

OO

สารท่ีประกอบดวยกรดอะมิโน 2 โมเลกุล เรียกวา ไดเพปไทดสารท่ีประกอบดวยกรดอะมิโน 3 โมเลกุล เรียกวา ไตรเพปไทดสารท่ีประกอบดวยกรดอะมิโนต้ังแต 100 โมเลกุลขึน้ไป เรียกพอลิเพปไทดน้ีวา โปรตีนพวกเพปไทดท่ีเปนโมเลกุลเปดไมขดเปนวง จะหาจํ านวนพันธะเพปไทดไดดังน้ี

จํ านวนพันธะเพปไทด = จํ านวนโมเลกุลของกรดอะมิโน - 1

ถากรดอะมิโน n ชนิด ชนิดละ 1 โมเลกุล มาทํ าปฏิกิริยาเกิดเปนพอลิเพปไทดแบบตางๆ โดยท่ีพอลิเพปไทด แตละแบบตางประกอบดวยกรดอะมิโนแตละชนิดเทาๆ กัน จะพบวา

จํ านวนพันธะพอลิเพปไทด = n!

BOBBY
Rectangle
Page 103: Chemistry Edit

แบบทดสอบ

จงเลือกคํ าตอบที่ถูกตอง1. ก, ข และ ค บนลูกศรของปฏิกิริยาตอไปน้ีอาจเปนอะไรไดบาง

โปรตีน ก→ กรดอะมิโน

กลูโคส + ฟรักโทส ข→ ซูโครส + นํ้ า

ไขมันหรือนํ ้ามัน ค→ กรดไขมนั + กลีเซอรอล

ก ข ค1)2)3)4)

ปฏิกิริยาการรวมตัวปฏิกิริยาไฮโดรลิซิสปฏิกิริยาไฮโดรลิซิสปฏิกิริยาไฮโดรลิซิส

ปฏิกิริยาไฮโดรลิซิสปฏิกิริยาการรวมตัวปฏิกิริยาไฮโดรลิซิสปฏิกิริยาการรวมตัว

ปฏิกิริยาไฮโดรลิซิสปฏิกิริยาไฮโดรลิซิสปฏิกิริยาการรวมตัวปฏิกิริยาการรวมตัว

2. ปจจัยในขอใดท่ีทํ าใหโปรตีนแปลงสภาพก. การใหความรอน ข. ตัวทํ าละลายอินทรียค. ไอออนของโลหะหนัก ง. การใชกรดหรือเบส

ขอใดถูกตอง1) ก. และ ข. เทานั้น 2) ค. และ ง. เทานั้น 3) ก. เทานั้น 4) ก., ข., ค. และ ง.

3. สารในขอใดท่ีไมใชกรดอะมิโนจากโปรตีน1) HOOC 2CH CH

HN CH2CH2

2) H2N C CH2 CH NH2O COOH

3) H2N CH 2CH CH2 COOHCOOH

4) H2N CH2 CH2 CH2 CH2CH2 CH NH2COOH

เฉลย

1. 2) 2. 4) 3. 4)

BOBBY
Rectangle
Page 104: Chemistry Edit

7. เอนไซม (Enzyme)คือ ตัวเรงปฏิกิริยาทางชีวภาพ เปนสารประกอบพวกโปรตีน สามารถลดพลังงานกอกัมมันตของปฏิกิริยา เอนไซม

จะเรงเฉพาะชนิดของปฏิกิริยา และชนิดของสารท่ีเขาทํ าปฏิกิริยาการเรงปฏิกิริยาของเอนไซม

E เปนตัวเรงปฏิกิริยา (เอนไซม)S เปนสารต้ังตนเรียกวา สับสเตรต และ P เปนผลิตภัณฑ

E + S → ES

→ E + Pสารเชิงซอน

ปจจัยท่ีมีผลตอการทํ างานของเอนไซม1. ชนิดของสารท่ีเอนไซมไปควบคุมปฏิกิริยา2. ความเขมขนของสับสเตรตเปล่ียนตามอัตราการเกิดปฏิกิริยาของเอนไซม3. ความเขมขนของเอนไซมเปล่ียนตามอัตราการเกิดปฏิกิริยาของเอนไซม4. ความเปนกรด-เบสของสารละลาย สวนมากเอนไซมจะทํ างานไดดีในชวง pH เปนเบสเล็กนอย แตอยางไรก็ตามเอนไซมจะเรงปฏิกิริยาใหเกิดเร็วในชวง pH ใดก็ข้ึนอยูกับชนิดของสับสเตรตน้ันๆ

5. อุณหภูมิ 37°C เปนอุณหภูมิท่ีมีเอนไซมสวนใหญทํ างานไดดี อุณหภูมิสูงเกินไปจะทํ าใหการทํ างานของเอนไซมเส่ือมไป เพราะเอนไซมเปนโปรตีนเม่ืออุณหภูมิสูงเอนไซมถูกทํ าลายธรรมชาติไป

6. สารยับย้ังปฏิกิริยาของเอนไซมสารบางชนิดเม่ือรวมตัวเอนไซมจะทํ าใหเอนไซมทํ างานชาลงหรือหยุดทํ างานได7. สารกระตุนเอนไซมบางชนิดตองการไอออนพวกอนินทรียเปนตัวกระตุน จึงจะเกิดการทํ างานและเกิดอัตราการเกิดปฏิกิริยาเรงได

แบบทดสอบ

จงเลือกคํ าตอบที่ถูกตอง 1. ขอใดไมถูกตองเก่ียวกับเอนไซม1) ทุกชนิดเปนสารประกอบจํ าพวกโปรตีน2) จะเรงปฏิกิริยาไดดีท่ีอุณหภูมิ 37°C ถึง 100°C3) จะแสดงสมบัติในการเรงปฏิกิริยาต่ํ าสุด เม่ือมีไอออนของโลหะบางชนิดอยูดวย4) สวนมากแยกไดจากการตกผลึกสารละลายบางชนิด

เฉลย

1. 2)

BOBBY
Rectangle
Page 105: Chemistry Edit

8. คารโบไฮเดรต (Carbohydrate) คือ สารชวีโมเลกุลท่ีเปนสารอินทรียประกอบดวยธาตุ C, H และ O อัตราสวนโดยอะตอมของ H : O = 2 : 1

เชน C3H6O3 C6H12O6 (C6H10O5)nคารโบไฮเดรต เปนสารอินทรียท่ีมีหมูคารบอกซาลดีไฮด (-CHO) และหมูไฮดรอกซิล (-OH) หรือหมูคารบอนิล

(-CO) และหมูไฮดรอกซิล (-OH) เปนหมูฟงกชัน เชน

C HH C OH

O-

- -HO C H- -

H C OH- -H C OH- -

CH OH-2กลูโคส

CH OHC O

-

HO C H- -H C OH- -H C OH- -

CH OH-2

2--

ฟรักโทสคารโบไฮเดรต1. คารโบไฮเดรตท่ีมีรสหวาน โมเลกุลเล็ก เรียกวา Monosaccharide เชน C6H12O6 ไดแก กลูโคส ฟรักโทส

กาแลคโทส โมเลกุลใหญขึน้ เรียกวา Disaccharide เชน C12H22O11 ไดแก มอลโทส ซูโครส แลคโทสสมบัติ สถานะเปนของแข็ง ละลายน้ํ า มีรสหวาน ทํ าปฏิกิริยากับสารละลายเบเนดิกตเกิดตะกอนสีแดงอิฐ (Cu2O)

ยกเวน ซูโครส สํ าหรับ Disaccharide สามารถเกิดการไฮโดรลิซิสได Monosaccharide 2 โมเลกุล ดังน้ี

C12H22O11 + H2OH (dil),+ ∆หรือเอนไซม C6H12O6 + C6H12O6

มอลโทส + H2OH (dil),+ ∆ กลูโคส + กลูโคส

ซูโครส + H2OH (dil),+ ∆ กลูโคส + ฟรักโทส

แลคโทส + H2OH (dil),+ ∆ กลูโคส + กาแลคโทส

2. คารโบไฮเดรตท่ีไมมีรสหวาน มีสูตรเคม ี คือ (C6H10O5)n เปนคารโบไฮเดรตจํ าพวกพอลิเมอรท่ีเกิดจากโมเลกุล Monosaccharide (กลูโคส) จํ านวนมากมายตอรวมกัน เชน แปง ไกลโคเจน เซลลูโลสสมบัติ สถานะเปนของแข็ง ไมละลายน้ํ า ไมมีรสหวาน เกิดการไฮโดรลิซิสได Monosaccharide ท่ีเปนกลูโคส

จํ านวนมากมาย

BOBBY
Rectangle
Page 106: Chemistry Edit

การทดสอบคารโบไฮเดรต1. คารโบไฮเดรตท่ีมีรสหวาน สารอินทรียท่ีมีหมู -CO และ -OH ในโมเลกุลเดยีวกันในดาง เมือ่อุณหภมูสูิงขึน้

จะเปล่ียนโครงสรางเปนหมู -CHO ดังน้ี

C C- -OHO

- OH-,∆ C C- -O

-Hสารละลายเบเนดกิต (Benedict solution) เปนสารละลายผสมระหวาง CuSO4, Na2CO3 และโซเดียมซิเตรด

ใหของผสม Cu2+ และ OH- มีสีน้ํ าเงินสารอินทรียท่ีมีหมูคารบอกซาลดีไฮด (-CHO) ตมกับสารละลายเบเนดิกต (Cu2+/OH-)

R C H + 2Cu + 5OH- -O

2+ - ∆ →" # $%$ $สารละลายเบเนดิกต

R C O + Cu O + 3H O- -O

-2 2

เกลือของกรด ตะกอนอินทรีย สีแดงอิฐ

นํ้ าตาลพวกมอนอแซกคาไรด + สารละลายเบเนดิกต ∆ → เกลือของกรดอินทรีย + Cu2O + นํ้ าตะกอนสีแดงอิฐ

กับไดแซกคาไรด ยกเวนซูโครส2. คารโบไฮเดรตท่ีไมมีรสหวาน

แปง + I2∆ → สารเชิงซอนสีน้ํ าเงินเขมท่ีเปนตะกอน

การหมัก (Fermentation) คือ กระบวนการเปล่ียนสารอินทรียในการท่ีไมใช O2 โดยมีสิ่งมีชีวิต เชน ยีสตเปนตัวเรงปฏิกิริยา ไดผลิตภัณฑ เชน แอลกอฮอล ดังน้ี

C6H12O6 yeast

→ 2CH3CH2OH + 2CO2 + พลังงาน

แบบทดสอบ

จงเลือกคํ าตอบที่ถูกตอง1. ขอความใดถูกตอง สํ าหรับการทดสอบดวยสารละลายเบเนดิกต1) สารละลายประเภทน้ํ าตาลเทาน้ันท่ีเกิดปฏิกิริยากับสารละลายเบเนดิกตไดตะกอนสีแดง2) กลูโคส ฟรักโทส และซูโครส จะเกิดปฏิกิริยากับสารละลายเบเนดิกตท้ังส้ิน3) เหตุท่ีแปงและสํ าลีไมเกิดปฏิกิริยากับสารละลายเบเนดิกต เพราะไมใชสารคารโบไฮเดรต4) การเปล่ียนสีของสารละลายเบเนดิกตเกิดจาก Cu2+ ถูกรีดิวซกลายเปน Cu+

BOBBY
Rectangle
Page 107: Chemistry Edit

2. นํ าสารละลายมาตมกับสารละลาย HCl แลวทํ าใหสารละลายเปนกลางดวยสารละลาย NaOH เมื่อนํ าสารละลายท่ีไดไปตมกับสารละลายเบเนดิกต ปรากฏวาไดตะกอนสีแดงอิฐขอความใดถูกตองท่ีสุด1) เนือ่งจากมอนอแซกคารไรดทุกชนดิ สามารถทํ าปฏิกิริยากับสารละลายเบเนดิกต ไดตะกอนสีแดงอิฐ สารละลายท่ีไดจากการตมกับสารละลาย HCl จึงนาจะมีมอนอแซกคารไรดอยูดวย

2) เน่ืองจากไดตะกอนสีแดงอิฐเกิดข้ึนสารละลายน้ีไดจากการตมกับสารละลาย HCl ควรมีสารท่ีมีหมูคารบอก-

ซาลดีไฮด ( CO

H) อยูดวย3) การท่ีไดตะกอนสีแดงอฐิซ่ึงเปนคอปเปอร (II) ออกไซดเกิดขึน้ แสดงวาคอปเปอร (I) ไอออนในสารละลายเบเนดกิตถูกออกซิไดสโดยมอนอแซกคารไรดท่ีเกิดขึน้

4) โมโนแซกคารไรดท่ีทํ าใหไดตะกอนสีแดงอิฐ คือกลูโคส ตัวอยางอ่ืนของมอนอแซกคารไรดท่ีเกิดปฏิกิริยาน้ีไดคือฟรักโทส และกาแลกโทส

3. นํ าสาร 4 ชนิด ไปทํ าการทดสอบไดผลดังตารางสาร การเปล่ียนแปลงเม่ือทดสอบกับ

สารละลายเบเนดิกต สารละลาย I2 ใน KI สารละลาย CuSO4 ใน NaOHABCD

ไมเกิดการเปล่ียนแปลงเกิดตะกอนสีแดงอิฐไมเกิดการเปล่ียนแปลงไมเกิดการเปล่ียนแปลง

เกิดสารสีน้ํ าเงินไมเกิดการเปล่ียนแปลงไมเกิดการเปล่ียนแปลงไมเกิดการเปล่ียนแปลง

ไมเกิดการเปล่ียนแปลงไมเกิดการเปล่ียนแปลงเกิดสารสีมวงไมเกิดการเปล่ียนแปลง

สาร A, B, C และ D อาจเปนสารในขอใดสาร A สาร B สาร C สาร D

1)2)3)4)

นํ้ าตาลทรายกลูโคสฟรักโทสนํ้ าแปง

นํ้ าแปงนํ้ าแปงนํ้ าตาลทรายฟรักโทส

สารละลายไขขาวนมถ่ัวเหลืองสารละลายไขขาวนมถ่ัวเหลือง

สํ าลีกระดาษกรองสํ าลี

กระดาษกรอง

เฉลย

1. 4) 2. 2) 3. 4)

BOBBY
Rectangle
Page 108: Chemistry Edit

บทที ่12 ผลิตภัณฑปโตรเคมี

1. ปโตรเลียมปโตรเลียม คือ สารพวกไฮโดรคารบอนและอาจจะพบสารอินทรียท่ีมีธาตุ O, N หรือ S เปนองคประกอบอยูบาง

เล็กนอย เกิดจากการตายทับถมของซากพืชซากสัตวนับเปนเวลาลานๆ ปปโตรเลียม1. กาซธรรมชาติ คือ กาซไฮโดรคารบอนมี CH4 C2H6 C3H8 C4H10 สวนมากจะเปน CH42. น้ํ ามันดิบ คือ สารประกอบไฮโดรคารบอนจํ านวนมากมายปนกัน สารพวกน้ีมีจุดเดือดแตกตางนอย จึงแยกตัว

ดวยวิธีการกล่ันลํ าดับสวนสารไฮโดรคารบอนท่ีแบงไดจากการกล่ันลํ าดับสวนเรียงจากจุดเดือดต่ํ าไปหาสูง ดังน้ีกาซปโตรเลียม (C1-C4), นํ้ ามันเบนซิน, นํ้ ามันกาด, นํ้ ามันดีเซล, นํ้ ามันหลอล่ืน, ไข, นํ้ ามันเตา, บิทูเมนสารประกอบไฮโดรคารบอนท่ีมขีนาดใหญจํ านวน C อะตอมมาก จะมีประโยชนนอย ราคาต่ํ า มาเปล่ียนเปนสารท่ีมี

ขนาดโมเลกุลและมวลโมเลกุลใกลเคียงกับน้ํ ามันเบนซินและน้ํ ามันดีเซล และการปรับปรุงโครงสรางของโมเลกุลใหเปนเช้ือเพลิงท่ีมีคุณภาพดีข้ึน ดังน้ีก. กระบวนการแตกสลาย (Cracking)

แอลเคนขนาดใหญ 400 600 C ความดันตํ่า → °-

มีหรือไมมีตัวเรงปฏิกิริยา แอลเคนโมเลกุลเล็กๆ + แอลคีน + แกส H2

ไดขนาดท่ีใชแทนน้ํ ามัน C2H4เบนซินได C3H6

ข. การรีฟอรมิง (Reforming)

แอลเคนขนาดเล็ก → ตัวเรงปฏิกิริยาภาวะที่เหมาะสม

สารไฮโดรคารบอนท่ีแตกก่ิงกานสาขา

ค. การแอลคิเลชนั (Alkylation)

แอลเคนโมเลกุลเล็กๆ + แอลคีนโมเลกุลเล็กๆ → 20 C

กรดซัลฟวริก (H SO )!

2 4 แอลเคนท่ีโมเลกุลแตกก่ิงกานสาขา

ง. การโอลิโกเมอไรเซชัน (Oligomerization)

แอลคีนโมเลกุลเล็กๆ + แอลคีนโมเลกุลเล็กๆ → ตัวเรงปฏิกิริยา แอลคีนโมเลกุลใหญขึน้

BOBBY
Rectangle
Page 109: Chemistry Edit

สารประกอบไฮโดรคารบอนท่ีจะใชเปนเช้ือเพลิงท่ีดีในรถยนตมีลักษณะ ดังน้ี1. โมเลกุลไดขนาด ท่ีมี C5-C102. โมเลกุลมี C ตอกันแตกก่ิงกานสาขา

2. เลขออกเทนเลขออกเทน (Octane number) คือ คาตัวเลขท่ีแสดงเปนรอยละโดยมวลของไอโซออกเทนในของผสมระหวาง

ไอโซออกเทนและเฮปเทน ซ่ึงเกิดจากการเผาไหมเลขออกเทน เปนตัวเลขท่ีใชบอกคุณภาพของน้ํ ามันเบนซินในรถยนต

ไอโซออกเทน เฮปเทน

CH C CH CH CH3- - 2

CH3-

CH- 33

หรือCH3

(CH ) CCH CH(CH )3 3 2 3 2

CH CH CH CH CH CH CH3 2 2 2 2 2 3หรือ

CH (CH ) CH3 2 5 3

นํ้ ามันเบนซินท่ีมีเลขออกเทน 70 คือ นํ้ ามันเบนซินท่ีมีสมบัติการเผาไหมเชนเดียวกับเช้ือเพลิงท่ีมีไอโซออกเทน รอยละ 70 และเฮปเทนรอยละ 30 โดยมวลปนกันอนึ่ง นํ้ ามันเบนซินในปจจุบันมักจะพบวามีเลขออกเทนต่ํ า เพ่ือปรับปรุงน้ํ ามันใหมีเลขออกเทนสูงข้ึนดวยการเติม

เตตระเอทิลเลด (CH3CH2)4 Pb ยอวา TEL ลงในน้ํ ามันเบนซิน ทํ าใหน้ํ ามันมีเลขออกเทนสูงขึ้น ทํ าใหเกิดสาร Pb เปนสารมลพิษ ปจจุบันใส MTBE (Methyl teriary butyl ether) เพิ่มเลขออกเทนลงในนํ้ ามันเบนซินแทน เพ่ือลดภาวะมลพิษ3. เลขซีเทนเลขซีเทน (Cetane number) คือ คาตัวเลขท่ีแสดงเปนรอยละโดยมวลของซีเทน ในของผสมระหวางซีเทน

(C16H34) และแอลฟาเมทิลแนฟทาลีน (C11H10) ซ่ึงเกิดการเผาไหมหมด

ซีเทน CH3-(CH2)14-CH3 แอลฟาเมทิลแนฟทาลีน CH 3

เลขซีเทนเปนตัวเลขท่ีใชบอกคุณภาพของน้ํ ามันดีเซลนํ้ ามันดีเซลท่ีมีเลขซีเทน 80 คือ นํ้ ามันดีเซลท่ีมีสมบัติการเผาไหมเชนเดียวกับซีเทนรอยละ 80 โดยมวล ในการ

ผสมระหวางซีเทน และแอลฟาเมทิลแนฟทาลีน

BOBBY
Rectangle
Page 110: Chemistry Edit

แบบทดสอบ

จงเลือกคํ าตอบที่ถูกตอง1. การผลิตพอลิสไตรีนโดยเร่ิมตนจากน้ํ ามันดิบ จะขาดกระบวนการใดไมได1) แตกสลาย 2) รีฟอรมิง 3) แอลคิเลชนั 4) โอลิโกเมอไรเซชัน

2. ปฏิกิริยาในขอใดจัดเปนปฏิกิริยาแอลคิเลชัน

1) CH3 C CHCH3

2 + CH3 CHCH

CH3

3 H2SO4 3CH CH CH2 3C CHCH

CH

3

3

3CH

2) CH3 C CHCH3

2 + CH3 C CHCH3

2 ตัวเรงปฏิกิริยา 3CH C CH2 2C CHCH3

3CH

CH3

3)3CH

ตัวเรงปฏิกิริยา 3CH

+ 3H2

4) CH3CH2CH2CH2CH2CH3 ตัวเรงปฏิกิริยา 3CH CH CH CH3

3CH

3CH

เฉลย

1. 2) 2. 1)

4. พอลิเมอร และมอนอเมอรพอลิเมอร (Polymer) คือ สารประกอบท่ีมีโมเลกุลขนาดใหญ และมีมวลโมเลกุลมากประกอบดวยหนวยเล็กๆ

ของสารท่ีอาจจะเหมือนกันหรือตางกันมาเช่ือมตอกันดวยพันธะโคเวเลนตมอนอเมอร (Monomer) คือ หนวยเล็กๆ ของสารในพอลิเมอร

พอลิเมอร แบงตามเกณฑตางๆ ดังน้ีแบงตามการเกิดก. พอลิเมอรธรรมชาติ เปนพอลิเมอรท่ีเกิดข้ึนเองตามธรรมชาติ เชน โปรตีน แปง เซลลูโลส ยางธรรมชาติข. พอลิเมอรสังเคราะห เปนพอลิเมอรท่ีเกิดจากการสังเคราะหเพ่ือใชประโยชนตางๆ เชน พลาสติก ไนลอนดาครอนและลูไซต

BOBBY
Rectangle
Page 111: Chemistry Edit

แบงตามชนิดของมอนอเมอรท่ีเปนองคประกอบก. โฮโมพอลิเมอร เปนพอลิเมอรท่ีประกอบดวยมอนอเมอรชนิดเดียวกัน เชน แปง พอลิเอทิลีน PVC

ข. โคพอลิเมอร เปนพอลิเมอรท่ีประกอบดวยมอนอเมอรตางชนิดกัน เชน โปรตีน พอลิเอสเทอร

โครงสรางของพอลิเมอร

ประเภท โครงสราง ลักษณะ สมบัติ และตัวอยาง1. พอลิเมอร แบบเสน

เปน พอลิเมอรท่ีเกิดจากมอนอเมอรสรางพันธะตอกันเปนสายยาว โซพอลิเมอรเรียงชิดกันมากกวาโครงสรางแบบอ่ืนๆสมบัติ มคีวามหนาแนนและจุดหลอมเหลวสูง มีลักษณะแขง็ ขุน เหนียวกวาโครงสรางอ่ืนๆตัวอยาง PVC, พอลิสไตรีน, พอลิเอทิลีน

2. พอลิเมอร แบบก่ิง

เปน พอลิเมอรท่ีเกิดจากมอนอเมอรยึดกันแตกก่ิงกานสาขา มีท้ังโซส้ันและโซยาว ก่ิงท่ีแตกจากพอลิเมอรของโซหลัก ทํ าใหไมสามารถจัดเรียงโซ พอลิเมอรใหชิดกันไดมากสมบัติ มีความหนาแนนและจุดหลอมเหลวต่ํ า ยืดหยุนไดความเหนียวต่ํ า โครงสรางเปล่ียนรูปไดงายเม่ืออุณหภูมิเพิ่มขึ้นตัวอยาง พอลิเอทิลีนชนิดความหนาแนนต่ํ า

3. พอลิเมอร แบบรางแห

เปน พอลิเมอรที่เกิดจากมอนอเมอรตอเชื่อมกันเปนรางแหสมบัติ มีความแขง็แกรง และเปราะหักงายตัวอยาง เบกาไลต เมลามีนใชทํ าถวยชาม

ปฏิกิริยาพอลิเมอไรเซชนัพอลิเมอไรเซชนั (Polymerization) คือ กระบวนการเกิดสารท่ีมีโมเลกุลขนาดใหญ (พอลิเมอร) จากสารท่ีมี

โมเลกุลเล็ก (มอนอเมอร)ปฏิกิริยาพอลิเมอไรเซชนัก. ปฏิกิริยาพอลิเมอไรเซชันแบบเติม

+ + + + ... ภาวะที่เหมาะสม →

มอนอเมอรทุกหนวยมาตอกันโดยไมมีส่ิงใดหลุดออก → พอลิเมอรแบบเติม

BOBBY
Rectangle
Page 112: Chemistry Edit

ข. ปฏิกิริยาพอลิเมอไรเซชันแบบควบแนน+ + + + ... ภาวะท่ีเหมาะสม + H2O หรือ HCl หรือ NH3มอนอเมอรตางชนิดกันมีหมูฟงกชันตางชนดิกันตอกันเปนโมเลกุลใหญ

→ พอลิเมอรแบบควบแนนและมีโมเลกุลเล็กอ่ืนหลุดออกมาดวย

5. พลาสติกพลาสติก (Plastic) คือ สารท่ีสามารถทํ าใหเปนรูปตางๆ ไดดวยความรอน พลาสติกเปนพอลิเมอรขนาดใหญ มี

มวลโมเลกุลมากสมบัติ เสถียร สลายตัวยาก มีมวลนอย เบา เปนฉนวนความรอนและไฟฟาท่ีดี สวนมากออนตัวและหลอมเหลว

เมื่อไดรับความรอน จึงเปล่ียนเปนรูปตางๆ ไดตามประสงคประเภทพลาสติกก. เทอรมอพลาสติก ไดรับความรอนจะออนตัว และเม่ือเย็นลงจะแข็งตัว สามารถเปล่ียนรูปได พลาสติกรับ

ความรอนจึงเปล่ียนเปนรูปตางๆ ไดตามประสงคข. พลาสติกเทอรมอเซต คงรปูหลังการผานความรอนหรอืแรงดนัเพียงครัง้เดยีว เมือ่เย็นลงจะแขง็มาก ทนความรอน

และความดัน ไมออนตัวและเปล่ียนรูปรางไมได แตถาอุณหภูมิสูงก็จะแตกและไหมเปนข้ีเถาสีดํ า พลาสติกประเภทน้ีโมเลกุลจะเชือ่มโยงกันเปนรางแหจับกันแนน แรงยึดเหน่ียวระหวางโมเลกุลแข็งแรงมาก จึงไมสามารถน ํามาหลอมเหลวไดตัวอยาง เมลามีน พอลิยูรีเทน

แบบทดสอบ

จงเลือกคํ าตอบที่ถูกตอง1. พิจารณาขอความตอไปน้ี

ก. การใหความรอนกับเอทิลีน โดยมีตัวเรงปฏิกิริยาข. การหยดสารละลายกรดซัลฟวริกลงในสารผสมของยูเรียกับฟอรมัลดีไฮดค. การเติมกํ ามะถันลงในน้ํ ายางง. การเติมสารละลายโซเดียมไฮดรอกไซดลงในน้ํ าแปง

ขอใดเปนการทํ าใหเกิดพอลิเมอร1) ก. และ ข. 2) ก. และ ง. 3) ข., ค. และ ง. 4) ก., ค. และ ง.

2. มอนอเมอรในขอใดจะเกิดพอลิเมอไรเซชันแบบควบแนน

ก. NH2 C NH2

O+ H C H

Oข. NH2 CH COOH2

ค. ง. HO CH2 OHOHCH CH2

ขอใดถูกตอง1) ก. 2) ก. และ ข. 3) ค. 4) ก., ข. และ ง.

BOBBY
Rectangle
Page 113: Chemistry Edit

3. กํ าหนดพอลิเมอร มีสูตรดังน้ีก. 2 NH( CO(CH )6 )nข. 2( CH CH )n

ค. 2( CH CH )nCH CH2

ง. 2( O NH )nCH CH2C NH C CH2 CH2 OOO

Oขอใดถูกตอง

พอลิเมอร ชนิด ปฏิกิริยาการเกิด1)2)3)4)

กขคง

โฮโมพอลิเมอรโฮโมพอลิเมอรโคพอลิเมอรโคพอลิเมอร

การควบแนนการควบแนนการเติมการควบแนน

4. ขอความใดตอไปน้ีผิดก. พอลิเอทิลีนเปนเทอรมอเซตท่ีโมเลกุลมีการเช่ือมโยงเปนรางแห ไมสามารถนํ ามาหลอมใหมไดข. ภาชนะเมลามีนสามารถน ํามารีไซเคิลหรือหลอมใชใหมได เพ่ือลดมลภาวะค. พลาสติกท่ีมีโครงสรางโมเลกุลเปนโซตรง จะออนตัวเม่ือไดรับความรอน และแข็งตัวเม่ือลดอุณหภูมิลงเรียกวา เทอรมอพลาสติก

ง. เทฟลอนท่ีใชเคลือบภาชนะหุงตมน้ันเปนเทอรมอเซต เน่ืองจากทนความรอนดีมาก และไมหลอมเหลว1) ก. และ ข. 2) ก., ข. และ ง.3) ก., ค. และ ง. 4) ก., ข., ค. และ ง.

เฉลย

1. -) 2. 4) 3. 1) 4. 1)

6. เสนใยเสนใย (Fibers) คือ พอลิเมอรชนิดหน่ึงท่ีมีโครงสรางของโมเลกุลสามารถนํ ามาทํ าเปนเสนดายเสนใย มี 2 ชนิด คือ

เสนใยธรรมชาติ

เสนใยเซลลูโลส : ลินิน ปอ เสนใยสับปะรดเสนใยโปรตีน : ขนสัตว เชน ขนแกะ ขนแพะเสนใยไหม : เสนใยจากรังไหม

เสนใยสังเคราะห เชน เซลลูโลสแอซีเตด ไนลอน ตาครอน Orlon

BOBBY
Rectangle
Page 114: Chemistry Edit

7. ยางยาง (Rubber) คือ สารท่ีมีสมบัติยืดหยุนได ทํ าใหเปนรูปรางตางๆ ได เปนสารประเภทพอลิเมอรประเภทยางก. ยางธรรมชาติ ไดจากตนยางพารา นํ้ ายางท่ีไดเปนของเหลวสีขาวช่ือพอลิไอโซปริน (CH CH C CH )2

CH22 n

สมบัติ มีความยืดหยุน เพราะโครงสรางโมเลกุลของยางมีลักษณะมวนงอขดไปมาบิดเปนเกลียวได แรงยึดเหน่ียวระหวางโมเลกุลเปนแรงแวนเดอรวาลส สมบัติเปล่ียนงายคือเม่ือรอนจะออนตัวเหนียว แตเย็นจะแขง็และเปราะข. ยางสังเคราะห เปนพอลิเมอรท่ีสังเคราะหข้ึนจากผลิตภัณฑปโตรเลียม เชนพอลิบิวตะไดอีน

nCH2 - CH - CH = CH2 → ภาวะที่เหมาะสม (- CH2- CH = CH- CH2-)nButadiene Polybutadiene

พอลิสไตรีน - บิวตะไดอีน (ยาง SBR)

nCH2=CH-CH=CH2 + nCH=CH2 → ภาวะที่เหมาะสม (-CH2CH=CH-CH2-CH-CH2-)nButadiene Styrene Polystyrenebutadiene

กระบวนการวัลคาไนเซชนั (Vulcanization process) คือ กระบวนการท่ีใชในการเพ่ิมคุณภาพของยางธรรมชาติ(ยางดิบ) ใหมีความยืดหยุนไดดีข้ึน มีความคงตัวสูง ไมสึกกรอนงาย และไมละลายในตัวทํ าละลายอินทรีย สมบัติเหลาน้ีจะยังคงอยูถึงแมวาอุณหภูมิจะเปล่ียนแปลงก็ตาม

ยางธรรมชาติ

S8 , ∆ → ตัวเรงปฏิกิริยา

S--

S--S--

S--

S--

S--S--S--

ยางวัลคาไนซ

BOBBY
Rectangle
Page 115: Chemistry Edit

แบบทดสอบ

จงเลือกคํ าตอบที่ถูกตอง1. ขอความเก่ียวกับยางตอไปน้ี ขอใดผิด1) โคพอลิเมอรเปนพอลิเมอรท่ีประกอบดวยมอนอเมอรต้ังแต 2 ชนิดขึ้นไป2) กัตตาเปอรชา เปนไอโซเมอรของยางธรรมชาติ3) ยางสังเคราะหมีความยืดหยุนดีกวายางธรรมชาติ แตราคาแพงกวา4) ยางท่ีผานกระบวนการวัลคาไนเซชันจะมีความยืดหยุนสูงข้ึน

2. สมยักอนเคยใชยางธรรมชาติกันมาก ตอมามยีางสังเคราะหมาแทน ความตองการยางธรรมชาติก็ลดลง แตปจจุบันน้ีกลับมีแนวโนมตองการยางธรรมชาติเพ่ิมข้ึนเพราะเหตุใด1) ตนทุนการผลิตยางสังเคราะหสูงข้ึน2) คุณภาพของยางสังเคราะหไมดีเทายางธรรมชาติ3) การผลิตยางสังเคราะหกอปญหาทางสภาวะแวดลอม4) การวิจัยทางดานพันธุยางธรรมชาติไดกาวหนาไปมากทํ าใหไดพันธุท่ีมีอายุยืนใหผลผลิตเร็ว และใหปริมาณนํ้ ายางมาก

เฉลย

1. 3) 2. 1)

8. ภาวะมลพิษ1. มลพิษทางอากาศ เกิดจากการกระทํ าของมนุษย ในเมืองใหญเกิดจากการจราจรคับค่ัง และรถติดมาก เมือง

อุตสาหกรรม เกิดจากการเผาไหมของเช้ือเพลิงในเคร่ืองยนตในโรงงานอุตสาหกรรมหรือยานพาหนะ เชน CO CO2 SO2SO3 ออกไซดของ N ฝุนโลหะหนัก ไอของสารอินทรียบางชนิด ไฮโดรคารบอน

การกํ าจัดแกส SO2 ผานลงในสารละลายดาง Ca(OH)2 ดูดท้ิงหรือผานลงไปใน CaO ท่ีตมจนรอนแดงกับไอนํ ้า2. มลพิษทางน้ํ า เกิดจากปโตรเคมีภัณฑ เชน ปุยเคมี ยาปราบศัตรูพืช และผงซักฟอก ประกอบดวยฟอสเฟต

เปนปุยของพืชน้ํ า ทํ าใหพืชนํ ้าเจริญเติบโตกอใหเกิดมลภาวะการตรวจฟอสเฟตในน้ํ า

สาร สารละลายละลายนํ้า ตะกอนสีเหลืองแอมโมเนียมโมลิบเดตHNO ,3 ∆

สารน้ี คือ ฟอสเฟต∴

BOBBY
Rectangle
Page 116: Chemistry Edit

3. มลพิษทางดิน สาเหตุการตัดไมทํ าลายปา ทํ าไรเล่ือนลอย สรางเขื่อน กํ าจัดสารพิษโดยการฝงดิน กํ าจัดขยะมูลฝอย ส่ิงปฏิกูล ปุยเคมี และสารเคมีท่ีใชปราบศัตรูพืช พอลิเมอร เชน พลาสติก สลายยากการกํ าจัดพลาสติกเพ่ือลดปญหามลพิษ เชน ใชจุลินทรียยอยสลายพลาสติกบางชนิดได พลาสติกถูกน้ํ าทํ าลายได

งาย พลาสติกบางชนดิถูกกับแสงแดดสลายได และพลาสติกบางชนิด เผาไหมให CO2 และ H2O พลาสติกบางชนิดผานกระบวนการนํ ากลับมาใชใหมการยอยสลายอินทรียในน้ํ า1. โดยใชแบคทีเรียแอโรบิก ใช O2 ยอยสลายอินทรีย

สารอินทรีย (C, H, O, N, S) แบคทีเรียแอโรบิก

O2 H2O + NO3- + SO4

2- + CO2 + พลังงาน

2. โดยใชแบคทีเรียแอนาโรบิก ไมใช O2 ยอยสลายสารอินทรีย

สารอินทรีย (C, H, O, N, S) แบคทีเรียแอนาโรบิก

NO3- SO4

2-, CH4 + H2S + H2O + CO2 + N2 + พลังงาน

นํ้ ามีกล่ินเหม็นเกิดจาก H2S(g) ทํ าปฏิกิริยากับไอออนของโลหะบางชนดิ เชน Fe+3 เกิดตะกอนสีดํ า Fe2S3 เปนสาเหตุใหเกิดตะกอนสีดํ าและมีกล่ินเหม็นจาก H2S ท่ีเหลือจากปฏิกิริยาการบอกคุณภาพน้ํ าในปริมาณแกส O2 เปนเกณฑ1. DO (Dissolved Oxygen) คือ ปริมาณ O2 ท่ีละลายน้ํ าในการหาปริมาณ O2 ในนํ้ าใชสารเคมีหลายชนิด

ทํ าปฏิกิริยากับ O2 ในนํ ้า เชน MnSO4 NaOH KI H2SO4 และ Na2S2O3สูตรหาปริมาณ O2 (DO) ในนํ ้า

DO (m) = ปริมาตรของสารละลาย8000 [Na S O (mol / dm )]2 2 33

× × Na S O (cm )2 2 33

ปริมาตรของน้ําท่ีใชในการทดลอง(cm )3

หมายเหตุ DO ในนํ ้า ≥ 3 mg/dm3 เปนน้ํ าดี ต่ํ ากวา 3 mg/dm3 เปนน้ํ าเสีย2. BOD (Biochemical Oxygen Demand) คือ ปริมาณ O2 ท่ีจุลินทรียใชในการสลายสารอินทรียในน้ํ านํ้ าท่ีมี BOD ≥ 100 mg/dm3 เปนนํ้ าเสีย และถาน้ํ ามีคา BOD < 100 mg/dm3 เปนนํ้ าดีนํ้ าท่ีมี BOD สูง แสดงวามีสารอินทรียอยูมาก จุลินทรียจึงตองใช O2 มาก เพ่ือสลายสารอินทรียเหลาน้ันนํ้ าท่ีมี BOD ต่ํ า แสดงวามีสารอินทรียอยูนอย จุลินทรียจึงตองใช O2 นอย เพ่ือสลายสารอินทรียเหลาน้ันสํ าหรับในน้ํ าแหลงใดท่ีมีสารประกอบอะโรมาติกไฮโดรคารบอน และไพริดีน จุลินทรียไมสามารถใช O2 สลาย

สารเหลาน้ีได จึงทํ าใหวัดคา BOD นอยกวาท่ีควรจะเปน3. COD (Chemical Oxygen Demand) คอื ปริมาณ O2 ท่ีสารเคมีใชในการทํ าปฏิกิริยากับสารอินทรีย สารเคมี

ท่ีใชเปนตัวออกซิไดสท่ีแรง เชน สารละลาย KMnO4/H+ และ K2Cr2O7/H+ และเน่ืองจากจุลินทรียไมสามารถใช O2สลายอินทรียพวกอะโรมาติกไฮโดรคารบอนและไพรีดีนในน้ํ าได ดังน้ันจึงวัดคา BOD ไดต่ํ ากวา COD

BOBBY
Rectangle
Page 117: Chemistry Edit

สารท่ีมีโลหะหนัก เปนองคประกอบในน้ํ าท่ีจะกอใหเกิดมลภาวะ ไดแกปรอท (Hg) ในรูป HgCl2 Hg(NO3)2 (CH3)2Hg CH3CH2-Hg-CH3 ทํ าใหเกิดโรคมินามะตะ โรงงาน

ท่ีปลอยสารน้ี ไดแก อุตสาหกรรมผลิต NaOH และ Cl2 จากการแยก NaCl ดวยไฟฟา โรงงานผลิตกระดาษ และเย่ือกระดาษ โรงงานผลิตพลาสติก

แคดเมียม (Cd) เกิดจากโรงงานอุตสาหกรรมแบตเตอร่ีแบบเซลลนิแคด ใชผสมโลหะเจือใชผสมสีบางชนิด ใชเคลือบโลหะ บางคร้ังใชผสม Hg อุดฟน

แมงกานีส (Mn) จากโรงงานผลิตถานไฟฉายตะก่ัว (Pb) จากโรงงานแบตเตอร่ีดีบุก (Sn) จากโรงงานกระปอง โรงงานทํ าโลหะบัดกรี

แบบทดสอบ

จงเลือกคํ าตอบที่ถูกตอง1. ขอใดอาจชวยลดจํ านวนผูปวยโรคมะเร็งผิวหนังได1) ลดปริมาณฟอสเฟตในผงซักฟอก2) ลดปริมาณตะก่ัวในน้ํ ามันเบนซิน3) ลดจุดเดือดของนํ้ ามันดีเซล4) ลดการใชสารฟลูออโรคารบอนในการเปนสารขับดันในกระปองสเปรย

2. นํ้ าท้ิงจากโรงงานอุตสาหกรรมท่ีกอใหเกิดผลในขอตอไปน้ี ขอใดไมเอ้ือตอการยังชีพของส่ิงมีชีวิตในน้ํ ามากท่ีสุด1) มีแบคทีเรียมาก 2) มีอุณหภูมิสูง 3) มีออกซิเจนสูง 4) มีโลหะหนัก

3. โลหะหนักมีอันตรายตอสุขภาพและชีวิตมาก จึงตองใชอยางระมัดระวัง ขอใดไมใชหนาท่ีท่ีเจาของโรงงานจํ าเปนตองทํ าเพ่ือลดอันตรายจากโลหะหนัก1) ทํ าใหโรงงานมีระบบการถายเทอากาศท่ีดี2) มีการตรวจสุขภาพคนงานเปนระยะๆ3) จัดหาอุปกรณปองกันอันตรายท่ีเหมาะสมใหคนงาน4) ปรับปรุงประสิทธิภาพของเคร่ืองยนต

4. เก็บตัวอยางน้ํ าจากบอน้ํ าท้ิงจํ านวน a cm3 มาเติม MnSO4 สารละลาย KI ใน NaOH และ H2SO4 เขมขน เขยาใหเขากัน ตวงสารละลายมา b cm3 ไทเทรตกับ Na2S2O3 c mol ⋅ dm-3 จํ านวน d cm3 โดยมีนํ้ าแปงเปนอินดิเคเตอร ถาปฏิกิริยาเปนดังน้ี

2MnSO4 + 4OH- → 2Mn(OH)2 + 2SO42-

2Mn(OH)2 + O2 → 2MnO2 + 2H2O2MnO2 + 4I- + 8H+ → 2Mn2+ + 2I2 + 4H2O2I2 + 4S2O3

2- → 4I- + 2S4O62-

ปริมาณ O2 ในนํ ้าตัวอยางน้ีมีคาใน mg/dm3

1) 8000 bca 2) 8000 cda 3) bc8000a 4) b8000cd

BOBBY
Rectangle
Page 118: Chemistry Edit

5. ขอใดเปนการเลือกปฏิบัติไดเหมาะสมท่ีสุด1) เก็บขวดนํ้ าพลาสติกท่ีไมใชแลวไวใสน้ํ ามันเบนซิน2) ใชถวยชามท่ีผลิตจากพอลิเอทิลีนอุนอาหารในเตาไมโครเวฟ3) ใชภาชนะท่ีเคลือบดวยพอลิเตตระฟลูออโรเอทิลีนในการทอดปลา4) เก็บรวบรวมถวยชามประเภทเมลานีนท่ีชํ ารุดไวเพ่ือนํ ากลับมาใชใหม

6. ขอใดตอไปน้ีไมถูกตอง1) มลพิษทางน้ํ าท่ีเปนสารจํ าพวกฟอตเฟตไดมาจากใชปุยเคมี ยากํ าจัดวัชพืช และผงซักฟอก2) สาร CFC และ DDT เปนสารมลพิษท่ีมีแฮโลเจนเปนองคประกอบ แตสารไดออกซินเปนสารมลพิษ ท่ีไมมีแฮโลเจน

3) แกสคารบอนไดออกไซดมีปริมาณมากท่ีเกิดจากการเผาไหมเช้ือเพลิง เปนสาเหตุหลักของการเกิดปรากฏการณเรือนกระจก

4) โฮโซนเปนแกสท่ีเปนพิษเม่ืออยูในบรรยากาศระดับต่ํ า แตมีประโยชนในการปองกันรังสีอัตราไวโอเลต เมื่ออยูในบรรยากาศระดับสูงๆ

เฉลย

1. 4) 2. 2) 3. 2) 4. -) 5. 3) 6. 2)

####################

BOBBY
Rectangle
Page 119: Chemistry Edit

บทที ่13 สมดุลเคมี

สรุปหลักของสมดุลเคมีที่ส ําคัญมีดังนี้1. สมดุลเคมีจะตองเปนสมดุลแบบสมดุลไดนามิก ซ่ึงมีลักษณะท่ีสํ าคัญดังน้ี

1. เกิดในระบบปด2. จะตองเปนปฏิกิริยาท่ีผันกลับได3. ณ ภาวะสมดุล อัตราการเกิดปฏิกิริยาไปขางหนา เทากับอัตราการเกิดปฏิกิริยายอนกลับ4. ผลของสมดุลแบบไดนามิก คือ ณ ภาวะสมดุลความเขมขนของสารต้ังตนและผลิตภัณฑมีคาคงท่ี5. ณ ภาวะสมดลุของระบบ สมบัติของระบบจะคงท่ี แตระบบท่ีมีสมบัติคงท่ีไมจํ าเปนตองเขาสูภาวะสมดลุเสมอ

2. ตัวอยางปฏิกิริยาท่ีผันกลับไดและเกิดภาวะสมดุลท่ีควรรูก. 2Fe3+ (aq) + 2I-(aq) 2Fe3+ (aq) + I2(aq)

ข. [Co(H O) ]2 62+(aq) + 4Cl-(aq) เพิ่ม Tลด T [CoCl ]4

2-(aq) + 6H2O(l)

สีชมพู สีน้ํ าเงิน

ค. [Cu(H O) ]2 62+(aq) + 4Cl-(aq) เพิ่ม Tลด T [CuCl ]4

2-(aq) + 6H2O(l)

สีน้ํ าเงิน สีเหลือง

BOBBY
Rectangle
Page 120: Chemistry Edit

3. วิธีทดสอบ Fe3+ (aq) ท่ีนิยม คือ

SCN-

2HPO42- H PO (aq)2 4

-

FeSCN (aq)2+สารละลายสีเแดง

Fe (aq)3+

FePO (s)4ตะกอนสีขาว

+

+

Fe(OH) (s)3

เติม NaOH

ตะกอนสีน้ําตาล

(aq)+

วิธีทดสอบ Fe2+(aq)

ตะกอนสีน้ําเงินเขมK [Fe(CN) ](aq)3 6+ KFe[Fe(CN) ](s)6Fe (aq)2+ 3K (aq)++

4.

K [Fe(CN) ](aq)4 6 Cu [Fe(CN) ](s)2 6 4K (aq)+

Mg (aq) + Na HPO (aq) + NH (aq)2+2 4 3 MgNH PO (s) + 2Na (aq)4

+

2Cu (aq)2+วิธีทดสอบ + +คอปเปอรเฮกซะไซยาโนเฟอเรต (II)

แมกนีเซียมแอมโมเนียมฟอสเฟต(ตะกอนสีขาว)

4

5. กราฟแสดงปฏิกิริยาเม่ือเขาสูภาวะสมดุลอาจเกิดไดดังน้ี (เวลาหลังเสนปะจะเขาสูภาวะสมดุล)

time

Concentrations remainconstant - equilibrium isestablished

Concentrationof reactants

conc

entra

tions

Equilibrium achieved(rates are equal)

Rate

K [A]f

K [B]ftime0

Concentrationof products

BOBBY
Rectangle
Page 121: Chemistry Edit

6. กฎของสมดุลเคมี (Law of Chemical equilibrium) กลาววา คาคงท่ีสมดุล (K) ของปฏิกิริยาหน่ึงๆ จะมีคาเทากับผลคูณของความเขมขนท่ีภาวะสมดุลของสารท่ีเปนผลิตภัณฑหารดวย ผลคูณของความเขมขนของสารตั้งตนแตละคายกกํ าลังเทากับจํ านวนโมลของสารท่ีทํ าใหสมการดุล เชน สมการท่ีดุลแลวเปน

aA + bB cC + dD

∴ K = badc

[B][A][D][C]

⋅⋅

ในการเขยีนคา K น้ันสารท่ีเปนของแข็ง และของเหลวบริสุทธ์ิ ปริมาณเปล่ียนความเขมขนไมเปล่ียนกํ าหนดใหมีactivity = 1 เชน (ความเขมขนคงที่ ไมใชความเขมขน = 1)

Al2O3(s) + 3H2(g) 2Al(l) + 3H2O(g)

∴ K = 32

32][H

O][H

Cu(s) + 2Ag+(aq) Cu (aq)2+ + 2Ag(s)

∴ K = 2++2

][Ag][Cu

* คาคงท่ีสมดุล (K)แตไมไดบอกวาปฏิกิริยาเกิดเร็วหรือชา

จะบอกใหทราบวาปฏิกิริยาน้ันแตกตัวไปขางหนาไดมากนอยเพียงใด

K มาก ผลิตภัณฑมากK นอย ผลิตภัณฑนอยอุณหภูมิเปล่ียน K เปล่ียน

7. กฎท่ีนํ ามาใชเก่ียวกับคาคงท่ีสมดุล

1. ถากลับสมการใดคา Kใหม = 1Kเดิม

2. ถาคูณสมการใดดวย n คา Kใหม = nKเดิม

3. ถาหารสมการใดดวย n คา Kใหม = Kเดิมn1 = K n

เดิม

4. ถานํ าสมการยอยมารวมกัน คา K ของสมการรวม = ผลคูณของ K สมการยอย5. ถานํ าสมการยอยมาลบกัน คา K ของสมการท่ีได = ผลหารของ K สมการยอย6. Kp = Kc(RT)∆n ถา ∆n = 0 แลว Kp = Kc

BOBBY
Rectangle
Page 122: Chemistry Edit

8. หลักของเลอชาเตอลิเอ (Le Chatelier's principle)"If a stress is applied to a system at equilibrium, the equilibrium will shift to reduce the stress"เม่ือระบบอยูในภาวะสมดุลถามีการเปล่ียนแปลงใดๆ มารบกวนภาวะสมดุลของระบบ ทํ าใหภาวะสมดุลของ

ระบบเปล่ียนไป ระบบจะปรับตัวใหเขาสูภาวะสมดุลใหมอีกคร้ัง ในการปรับตัวน้ีจะปรับตัวในทิศทางท่ีทํ าใหอิทธิพลท่ีรบกวนลดลงเหลือนอยท่ีสุด

9. ปจจัยท่ีมีผลตอภาวะสมดุลของระบบ คือ ความเขมขน อุณหภูมิ และความดัน, คะตะไลต ไมมีผลตอภาวะสมดุลของระบบแตทํ าใหระบบเขาสูภาวะสมดุลเร็วข้ึน เพราะคะตะไลตจะไปเรงท้ังปฏิกิริยาไปขางหนาและยอนกลับ

10. ถาเพ่ิมความเขมขนของสารเขาไปในระบบท่ีภาวะสมดุลระบบจะปรับใหเขาสูภาวะสมดุลใหม โดยลดความเขมขนของสารนั้น แต ณ ภาวะสมดุลใหม ความเขมขน

ของสารท่ีถูกเพ่ิมข้ึนจะเพ่ิมข้ึนกวาสมดุลเดิมเล็กนอย เชน

I (g)2H (g)2 2HI(g)+

ลดลด เพ่ิม

แต ณ ภาวะสมดุลใหม [H ] จะเพ่ิมข้ึนกวาสมดุลเดิมเล็กนอย2

[H ]2เพ่ิม

11. ถาลดความเขมขนของสารในระบบท่ีภาวะสมดุล ระบบจะปรับใหเขาสูภาวะสมดุลใหม โดยการเพิ่มความเขมขนของสารนั้นแต ณ ภาวะสมดุลใหม ความเขมขนของสารท่ีถูกลดลงจะตองลดลงกวาสมดุลเดิมเล็กนอย เชน

แต ณ ภาวะสมดุลใหม [H ] จะลดลงกวาสมดุลเดิมเล็กนอย2

H2ดึง ออกจาก ระบบท่ีภาวะสมดุล

I (g)2 2HI( )g+

เพ่ิม ลดเพ่ิม

H (g)2

Note สมดุลในสารละลายอ่ิมตัว การเติมของแขง็ลงไปอีก จะไมมีผลตอภาวะสมดุลของระบบ12. กราฟแสดงการเพ่ิม [H2] เขาไปในระบบ H2(g) + I2(g) 2HI(g) ท่ีภาวะสมดุล จะปรับตัวตามหลัก

ของเลอชาเตอลิเอ ดังน้ี

BOBBY
Rectangle
Page 123: Chemistry Edit

!"# $# สมดุลใหมสมดุลเดิม

[H ]2[I ]2

[HI] [HI]

[I ]2

[H ]2ความเขมขน

เวลา

ปรับตามหลักของเลอชาเตอลิเอ

13. ถาเพ่ิมอุณหภูมิเขาไปในระบบท่ีภาวะสมดุล ระบบจะปรับตัวเพ่ือใหเขาสูภาวะสมดลุใหม โดยการลดอุณหภูมิโดยอาศัยปฏิกิริยาดูดความรอน ถาลดอุณหภูมิ ของระบบท่ีภาวะสมดุลระบบจะปรับตัวเพ่ือใหเขาสูภาวะสมดุลใหมโดยการเพ่ิมอุณหภูมิ โดยอาศัยปฏิกิริยาคายความรอน เชน

C D+A B+ คายความรอนดูดความรอน

เพ่ิม T

ลด T

14. ถาปฏิกิริยาไปขางหนาเปนปฏิกิริยาคายความรอน (ปฏิกิริยายอนกลับดูดความรอน)

เพ่ิมอุณหภูมิ (T)ลดอุณหภูมิ (T)

ผลิตภัณฑลดผลิตภัณฑเพ่ิม

KลดK เพิ่ม

K 1T ∝

T

A+B

C+D

การดําเนินไปของปฏิกิริยา

พลังงานK

BOBBY
Rectangle
Page 124: Chemistry Edit

15. ถาปฏิกิริยาไปขางหนาเปนปฏิกิริยาดูดความรอน (ปฏิกิริยายอนกลับคายความรอน)

เพ่ิมอุณหภูมิ (T)ลดอุณหภูมิ (T)

ผลิตภัณฑเพ่ิมผลิตภัณฑลด

K เพิ่มKลด

∴ ∝ K T

K

T P+QR+S

การดําเนินไปของปฏิกิริยา

พลังงาน

Note ถาปฏิกิริยาใด ∆ H = O อุณหภูมิไมมีผลตอภาวะสมดุลของระบบ16. ความดันคิดเฉพาะจํ านวนโมลของกาซ ถาจํ านวนโมลของกาซท้ังหมดทางซายของสมการ = จํ านวนโมลของ

กาซท้ังหมดทางขวาสมการ ความดัน (P) ไมมีผลตอภาวะสมดุลของระบบ แตมีผลตออัตราการเกิดปฏิกิริยาเชน

I (g)2H (g)2

2 mol+ 2HI(g)

2 mol+3Fe(s) 4H O(g)2

4 mol

Fe O (s)3 4 4H (g)2+

4 molxx

17. ถาจํ านวนโมลของกาซท้ังหมดทางซายของสมการ ≠ จํ านวนโมลของกาซท้ังหมดทางขวาของสมการความดันจะมีผลตอภาวะสมดุลของระบบ โดยระบบจะปรับใหเขาสูภาวะสมดุลใหม ตามหลักของเลอชาเตอลิเอ ดังน้ี

(ก) เพ่ิม P : โมลมาก ⇒ โมลนอย(ข) ลด P : โมลมาก ⇐ โมลนอยเชน

H O(l)2 CO (g)2+x 1 mol

เพ่ิม P

H CO (aq)2 30 mol

ลด P

:

:

BOBBY
Rectangle
Page 125: Chemistry Edit

PCl (g)3 Cl (g)2+

2 mol

เพ่ิม P

PCl (g)5

1 mol

ลด P

18. ประโยชนของหลักเลอชาเตอลิเอ คือ ใชในอุตสาหกรรม เชน อุตสาหกรรมการผลิตแอมโมเนีย

N (g)2 3H (g)2+

1 + 3 = 4 molลด T

2NH (g)3

2 mol

เพ่ิม P

:

:

+ 92 kJคายความรอนดูดความรอน

ดังน้ันการผลิตกาซแอมโมเนียในอุตสาหกรรม จะใชวิธีการลดอุณหภูมิ เพ่ิมความดนั ปกติใชอณุหภมู ิ500°Cความดัน 350 บรรยากาศ โดยม ีFe เปนตัวเรงปฏิกิริยา เรียกวา กระบวนการฮาเบอร (Haber's process)

19. โจทยทดสอบเก่ียวกับสมดุลเคมี1. จงพิจารณาปฏิกิริยาผันกลับไดตอไปน้ี A + B 2C + D ท่ีภาวะสมดุลระบบอยูในภาวะแกสประกอบดวย A 3 โมล, B 2 โมล, C 10 โมล และ D 5 โมล เม่ือลดปริมาตรของระบบดวยการเพ่ิมความดัน ทํ าใหสมดุลเปล่ียนไปท่ีสมดุลใหมมี B 4 โมล จงหาจํ านวนโมลของ C ท่ีสมดุลน้ี (ตอบ 6)

2. สมดุล I2(g) + Br2(g) 2IBr(g) มีคาคงท่ีสมดุล K = 256 ท่ี 150°C ถาเริ่มดวย I2 และ Br2ปริมาณเทากันในภาชนะปดสนิทท่ี 150°C ณ สมดุล มี IBr(g) อยู 4.0 mol ⋅ dm-3 จงคํ านวณหาความเขมขนของ I2(g) ท่ีเหลือ ในหนวย mol ⋅ dm-3 (ตอบ 0.25)

3. เม่ือปลอยให 0.5 โมลของ A สลายตัวจนอยูในสมดุลกับ B ในภาชนะขนาด 1.0 dm-3 ท่ี 25°Cตามสมการ A(g) 2B(g) คาคงท่ีสมดุล K ของปฏิกิริยาเทากับ 8 รอยละการสลายตัวของ Aเปนเทาใด (ตอบ 82.8)

4. ปฏิกิริยา A(g) + B(g) C(g) + D(g) ถาท่ีอุณหภูมิ 25°C ปริมาตร 1.0 ลิตร มีกาซ A, B, Cและ D อยู 2, 2, 1 และ 2 โมล ตามลํ าดับ ถารบกวนสมดุลโดยเติมกาซ A ลงไป โดยไมเปล่ียนอุณหภูมิพบวาเม่ือระบบเขาสูสมดุลใหมจะมีกาซ B เหลืออยู 1.5 โมล จงหาวาจะตองเติมกาซ A ลงไปกี่โมล (ตอบ 3.50)

5. ท่ีอุณหภูมิ 90°C ปฏิกิริยาท่ีภาวะสมดุลเปนดังน้ี H2(g) + S(s) H2S(g) K = 6.8 × 10-2

ถา 0.20 โมลของไฮโดรเจนและ 1.0 โมลของกํ ามะถัน ถูกทํ าใหรอนถึง 90°C ในภาชนะ 1.0 ลิตรความดันยอยของ H2S ท่ีภาวะสมดุลเปนเทาใด (ตอบ 0.41 atm)

BOBBY
Rectangle
Page 126: Chemistry Edit

บทที ่14 กรด-เบส

สรุปหลักของกรด-เบสที่ส ําคัญมีดังนี้1. ทฤษฎีกรด-เบสของอารเรเนียสกรด คือ สารท่ีละลายน้ํ า แลวแตกตัวใหไฮโดรเจนไอออน (H+) หรือไฮโดรเนียมไอออน (H3O+)

HCl + H2O H3O+ + Cl-

เบส คือ สารท่ีละลายน้ํ า แลวแตกตัวใหไฮดรอกไซดไอออน (OH-) เชน

NaOH H O2 Na+(aq) + OH- (aq)

สมบัติท่ัวไปของสารละลายกรด (H+ หรือ H3O+ = ไฮโดรเนียมไอออน หรือไฮดรอกโซเนียมไอออน)1. มีรสเปร้ียว2. นํ าไฟฟาได3. เปล่ียนสีกระดาษลิตมัสจากสีน้ํ าเงินเปนสีแดง4. ฟนอลฟทาลีนอยูในสารละลายกรดไมมีสี5. ทํ าปฏิกิริยากับโลหะบางชนิดใหกาซไฮโดรเจน (ติดไฟ)6. ทํ าปฏิกิริยากับคารบอเนต (CO )3

2- หรือไฮโดรเจนคารบอเนต (HCO )3- ไอออนจะได CO2

7. กรดทํ าปฏิกิริยากับเบสจะไดเกลือกับน้ํ า เรียกวา ปฏิกิริยาสะเทิน (คายความรอน)สมบัติท่ัวไปของสารละลายเบส (OH- = ไฮดรอกไซดไอออน)

1. มีรสฝาด2. นํ าไฟฟาได3. เปล่ียนสีกระดาษลิตมัสจากสีแดงเปนสีน้ํ าเงิน4. ฟนอลฟทาลีนอยูในสารละลายเบสมีสีชมพูหรือแดง5. ทํ าปฏิกิริยากับเกลือแอมโมเนียมไดกาซแอมโมเนีย (NH3)6. ทํ าปฏิกิริยากับ Al หรือ Zn จะไดกาซไฮโดรเจน

สารละลายอิเล็กโตรไลต หรือสารอิเล็กโตรไลตเปนสารท่ีหลอมเหลวหรือสารละลายจะนํ าไฟฟาได เน่ืองจากไอออนบวกและไอออนลบเคล่ือนท่ีได สวนสารท่ีไมนํ าไฟฟา เชน นํ้ าบริสุทธ์ิ นํ้ าเชื่อม ยูเรีย และแอลกอฮอล เปนตนจัดเปนสารไมใชอิเล็กโตรไลต (non-electrolyte)

BOBBY
Rectangle
Page 127: Chemistry Edit

2. ทฤษฎีกรด-เบส ของเบรินสเตด-ลาวรีกรด คือ สารท่ีใหโปรตอน (H+) แกสารอ่ืน (Proton donor)เบส คือ สารท่ีรับโปรตอน (H+) จากสารท่ีมีสมบัติเปนกรด (Proton acceptor)

หรือ Acid1H+

Base1 ...(1)

Base2H+

Acid2 ...(2)

Acid1 + Base2 Acid2 + Base1

เรียกวา Protolytic reaction

Acid1 - Base1 เปนคูกรด - เบสกันAcid2 - Base2 เปนคูกรด - เบสกัน

สารตัวเดียวกันเปนไดท้ังกรดและเบส เรียกวา Amphoteric or Amphiprotic substances

HPO (aq)42-

เบส2H PO (aq)2 4

-

กรด2NH (aq)4

+ NH (aq)3+ +กรด1 เบส1

คูเบสของกรด2 คูกรดของเบส2

HCO (aq)3-

กรด1CO (aq)3

2-

เบส1+ H O(l)2 H O3 +

กรด2เบส2

คูกรดของเบส1 คูเบสของกรด1

+

3. ปฏิกิริยาท่ีกรดทํ าปฏิกิริยากับเบสไดเกลือกับน้ํ า เรียกวา ปฏิกิริยาสะเทิน ซ่ึงเปนปฏิกิริยาคายความรอน เชนHCl + NaOH NaCl + H2OH2SO4 + 2KOH K2SO4 + 2H2OHNO3 + NH4OH NH4NO3 + H2O

สมการไอออนิก คือ H O (aq)3+ + OH (aq)- 2H2O(l)

BOBBY
Rectangle
Page 128: Chemistry Edit

ปฏิกิริยาการทดลอง Ba(OH)2(aq) + H2SO4(aq) BaSO4(s) + 2H2O(l) ตะกอนสีขาว

เขียนกราฟไดดังน้ี

การนําไฟฟา

ปริมาตรกรด + เบสจุดสะเทินหลอดไฟดับ

4. การแตกตัวของกรดออน เชนCH3COOH(aq) + H2O(l) CH COO (aq)3

- + H O (aq)3+

ภาวะสมดุล Ci - x x x mol ⋅ dm-3

∴ Ka = [CH COO ][H O ][CH COOH]3 3 +

3

- = [H O ]

[C x]3 + 2

i -

[H3O+] = K (C x)a i - ...(1)

สูตรน้ีใชหา [H3O+] ของกรดออนมอนอโปรติก เมื่อ Ci = ความเขมขนเริ่มตน (initial concentration)สามารถนํ าไปหา pH ได

และ

pH = log[H O ]3+-

รอยละการแตกตัวของเบสออน =[H O ]C 1003 +

i ×

...(2)

...(3)

5. การแตกตัวของเบสออน เชนNH3(aq) + H2O(l) NH (aq)4

+ + OH (aq)-

ภาวะสมดุล Ci - x x x mol ⋅ dm-3

∴ Kb = [NH ][OH ][NH ]4+

3

- = [OH ]

[C x]2

i

--

...(4)

[OH-] = K (C x)b i -

BOBBY
Rectangle
Page 129: Chemistry Edit

สูตรน้ีใชหา [OH-] ของเบสออนมอนอเบสิก สามารถนํ าไปหา pH ได

pOH = -log[OH-]pH + pOH = 14

...(5)

และ รอยละการแตกตัวของเบสออน = [OH ]Ci

- × 100 ...(6)

6. การแตกตัวของน้ํ าบริสุทธ์ิH2O(l) + H2O(l) H O (aq)3

+ + OH (aq)-

∴ Kw = [H3O+][OH-] = 1.0 × 10-14 ท่ี 25°C

คาน้ีจะตองจํ าใหได คา Kw ∝ T (อุณหภูมิท่ีสูงข้ึน คา Kw จะมากขึ้น)7. การแตกตัวของเกลือในน้ํ า

กลางกรดเบสกรดเบสกลาง

กรดแก + เบสแกกรดแก + เบสออนกรดออน + เบสแก

กรดออน + เบสออน

เกลือที่เกิดจาก ละลายนํ้าสารละลายมีสมบัติเปน

(K > K )a b

(K < K )a b

(K = K )a b

8. การไทเทรตกรด-เบส หมายถึง การหาความเขมขนของสารละลายจากสารละลายท่ีเราทราบความเขมขนแลวโดยใชอินดิเคเตอรเปนตัวบอกจุดยุติในการไทเทรต หลักการคํ านวณจะตองเขียนสมการใหถูกตองและทํ าสมการใหดุลแลวจับโมลของกรด และเบส เขาอัตราสวนกัน เชน

aA + bB → cC + dDmol Amol B = ab

b mol A = a mol B

bCAVA = aCBVB

BOBBY
Rectangle
Page 130: Chemistry Edit

9. ในการไทเทรตกรด-เบส จะตองเลือกอินดิเคเตอรท่ีมีชวง pH ใกลเคียงกับ pH ของเกลือที่เกิดขึ้น ณจุดสมมูลของการไทเทรตระหวางสารละลายกรด และสารละลายเบสแตละคูข้ึนอยูกับชนิดของสารละลายกรด และสารละลายเบสท่ีนํ ามาไทเทรต ดังน้ี

1. จุดสมมูลของการไทเทรตระหวางสารละลายกรดแกกับเบสแก ควรมี pH เทากับ 72. จุดสมมูลของการไทเทรตระหวางสารละลายกรดแกกับเบสออน ควรมี pH นอยกวา 73. จุดสมมูลของการไทเทรตระหวางสารละลายกรดออนกับเบสแก ควรมี pH มากกวา 74. จุดสมมูลของการไทเทรตระหวางสารละลายกรดออนกับเบสออน อาจมี pH มาก หรือนอยกวา 7 หรือ

เทากับ 7 ข้ึนอยูกับคา Ka กับ Kb ของกรด และเบสท่ีใช10. ในการไทเทรตระหวางกรดแกกับเบสแก ชวงการเปล่ียน pH จะกวางมาก ดังนั้นจะเลือกอินดิเคเตอรใดๆ ก็

ไดในการไทเทรต เชน ไทเทรตระหวาง HCl กับ NaOH จะไดกราฟดังน้ี

2468

1012

10 20 30 40 50

A

X O Y

Bปริมาตร NaOH (cm3

จุดสมมูล

CK M D

pH

L N0

11. การไทเทรตระหวางกรดออนกับเบสแก เชน CH3COOH กับ NaOH จุดสมมูลมี pH > 7 ชวงการเปล่ียนpH แคบ ดังน้ันจะตองเลือกอินดิเคเตอรท่ีมีชวง pH > 7

2468

1012

10 20 30 40 50 ปริมาตร NaOH (cm 3

จุดสมมูล

pH

NL

A

XC K

M D

BO

0

Y

BOBBY
Rectangle
Page 131: Chemistry Edit

12. การไทเทรตระหวางกรดแก กับเบสออน เชน HCl กับ NH3 จุดสมมูลมี pH < 7 ชวงการเปล่ียน pH แคบดังน้ันจะตองเลือกอินดิเคเตอรท่ีมีชวง pH < 7

2468

1012

10 20 30 40 50 ปริมาตร NaOH (cm 3

จุดสมมูล

pH

MK

DCX

AN L B

Y

0

O

13. สารละลายบัฟเฟอร (Buffer solution) หมายถึง สารละลายท่ีไดจากการผสมระหวางกรดออนกับเกลือของมันหรือเบสออนกับเกลือของมัน สารละลายบัฟเฟอรท่ัวๆ ไป ประกอบดวยสารหรือไอออนท่ีเปนคูกรด-เบสกัน หนาท่ีของสารละลายบัฟเฟอรท่ีสํ าคัญ คือ เปนสารละลายท่ีใชควบคมุความเปนกรด และเบสของสารละลายไวใหคงท่ี หรือเกือบคงท่ีเม่ือเติมกรดแกหรือเบสแก ลงไปจํ านวนเล็กนอย

14. สรุปสูตรท่ีใชคํ านวณเก่ียวกับกรด-เบส1. pH = -log[H3O+] = log[H3O+]-1 = log 1

[H O ]3 +

2. pOH = -log[OH-] = log[OH-]-1 = log 1[OH ]-

3. pH + pOH = 144. Kw = [H3O+][OH-] = 1.0 × 10-14 at 25°C5. [H3O+] = 10-pH ...เปด antilog6. [OH-] = 10-pOH ...เปด antilog7. กรดแก แตกตัว 100% [H3O+] = [HCl]

[H3O+] = 2[H2SO4]8. เบสแก แตกตัว 100% [OH-] = [NaOH]

[OH-] = 2[Ba(OH)2]

9. กรดออน ความเขมขนลดลง รอยละการแตกตัวมากขึน้ เม่ือ K คงท่ีa

[H3O+] = K (C x)a i -

รอยละการแตกตัว = [H O ]C3

+i × 100

BOBBY
Rectangle
Page 132: Chemistry Edit

10. เบสออนความเขมขนลดลง รอยละการแตกตัวมากขึน้ เม่ือ K คงท่ีb

[OH-] = K (C x)b i -

รอยละการแตกตัว = [OH ]Ci

- × 100

11. pH ∝ Kb ∝ 1Ka เมื่อความเขมขนเทากัน

12. Ka × Kb = Kw เมื่อเปนคูกรด-เบสกัน

13. pH = pKI + log [In ][HIn]

-⇒ HIn + H O2

อินดิเคเตอรรูปกรด H O3 + + In-

อินดิเคเตอรรูปเบส14. pH = pKI ± 115. สารละลายบัฟเฟอรกรด pH = pKa + log [Salt]

[Acid]

[Salt][Acid] = K

[H O ]a

3 +

16. สารละลายบัฟเฟอรเบส pOH = pKb + log [Salt][Base]

[Salt][Base] = K

[OH ]b-

17. ไอออนบวกเกิดไฮโดรลิซิส [H3O+] = K (C x)Kw i

b -

18. ไอออนลบเกิดไฮโดรลิซิส [OH-] = K (C x)Kw i

a -

19. ไอออนบวกและไอออนลบเกิดไฮโดรลิซิส [H3O+] = K KKw a

b ×

20. ทํ าสารละลายใหเจือจาง ...C1V1 = C2V221. นํ าสารละลายมาผสมกันโดยไมเกิดปฏิกิริยากัน (CV)หลังผสม = C1V1 + C2V2 + ...22. สูตรเปล่ียนรอยละโดยมวล หรือรอยละโดยปริมาตรเปนโมลตอลิตร = % 10 D

มวลโมเลกุล × = % 10 S

มวลโมเลกุล ×

(D = ความหนาแนน (g/cm3), S = ความถวงจํ าเพาะ)23. สูตรเปล่ียนรอยละโดยมวลตอปริมาตรเปนโมลตอลิตร = % 10

มวลโมเลกุล ×

BOBBY
Rectangle
Page 133: Chemistry Edit

24. ถาความเขมขนของ [H3O+] หรือ [OH-] อยูระหวาง 10-7 ถึง 10-9 ในการหา pH จะตองรวม [H3O+]หรือ [OH-] ของนํ้ า = 1.0 × 10-7 mol ⋅ dm-3 ดวย

25. ถาเกิดปฏิกิริยากันในการคํ านวณหา pH จะตองทํ าดังน้ี1. เขียนสมการใหถูกตองและทํ าสมการใหดุล2. หาจํ านวนโมลของสารที่เขาทํ าปฏิกิริยากัน3. หาจํ านวนโมลของสารท่ีเหลือหรือเกิดในปริมาตรหลังผสม4. หาความเขมขนของ H3O+ หรือ OH- แลว pH หรือ pOH ตามตองการ

15. โจทยการคํ านวณ1. ถาผสมสารละลาย NH3 เขมขน 0.10 mol ⋅ dm-3 ปริมาตร 25 cm3 กับสารละลาย HCl เขมขน

0.15 mol ⋅ dm-3 ปริมาตร 100 cm3 คา pH ของสารละลายเปนเทาใด (ตอบ 1.00)2. สารละลายอ่ิมตัวฟนอล (C6H6O) มีคา pH เทากับ 5 ความสามารถของการละลายของฟนอลเทากับเทาใด (ตอบเปน g/100 cm3, Ka ของฟนอล = 2 × 10-10) (ตอบ 4.70 g/100 cm3)

3. การหาปริมาณกรดแอซิติลซาลิซิลิก (HC9H7O4) ซ่ึงเปนตัวยาระงับปวดในแอสไพริน โดยการไทเทรตดวยสารละลายมาตรฐาน NaOH เขมขน 0.01 mol ⋅ dm-3 พบวาเม่ือละลายแอสไพริน 4 เม็ด ในนํ้ า100 cm3 ตองใช NaOH 20 cm3 แอสไพรินแตละเม็ดมีกรดแอซิติลซาลิซิลิกก่ีมิลลิกรัม(มวลอะตอมของ H = 1, C = 12, O = 16, Na = 23) (ตอบ 9 มิลลิกรัมตอแอสไพริน 1 เม็ด)

4. กรด HA มีคา Ka = 10-8 ความเขมขนรอยละ 30 โดยมวลตอปริมาตร เมื่อนํ ามา 20 cm3 ละลายน้ํ าไดสารละลาย 100 cm3 สารละลายน้ีมี pH = 4 จงหามวลโมเลกุลของกรดน้ี (ตอบ 12.00)

5. จงหา pH ของสารละลายท่ีเกิดจากการผสมสารละลาย 2.00 mol ⋅ dm-3 NaOH จํ านวน 25.00 cm3

ดวยสารละลาย 0.30 mol ⋅ dm-3 HCl จํ านวน 175.00 cm3 (กํ าหนด log 1.25 = 0.10)(ตอบ 1.90)

6. เมื่อนํ าสารละลายอ่ิมตัวโซเดียมคลอไรด จํ านวน 4 dm3 มาแยกดวยไฟฟา เกิดกาซข้ึนท่ีแอโนด0.448 dm3 ท่ี STP จงหาคา pH ของสารละลายขณะน้ัน กํ าหนดให

2H2O(l) + 2e- 2OH-(aq) + H2(g)2Cl-(aq) Cl2(g) + 2e-

(ตอบ 12.00)7. ถาตองการเตรียมสารละลายบัฟเฟอร pH 8 ปริมาตร 40 cm3 จากเบสออน 0.05 mol ⋅ dm-3

ปริมาตร 20 cm3 ผสมกับเกลือของเบสน้ัน 5 กรัม ในสารละลาย 20 cm3 มวลโมเลกุลของเกลือของเบสท่ีใชตองมีคาเทาใด (กํ าหนดให Kb ของเบสออนเทากับ 1.0 × 10-6) (ตอบ 5000)

8. สารละลาย NaOH 0.5 mol ⋅ dm-3 จํ านวนหน่ึงทํ าปฏิกิริยาสะเทินพอดีกับสารละลาย H2SO4 0.2mol ⋅ dm-3 จํ านวน 100 cm3 ถาตองการเตรียมสารละลาย NaOH ท่ีมี pH 10 จากสารละลายNaOH จํ านวนน้ีจะเตรียมสารละลายไดก่ีลูกบาศกเดซิเมตร (ตอบ 400)

BOBBY
Rectangle
Page 134: Chemistry Edit

9. จะตองเติมสารละลาย NaOH เขมขน 0.1 mol/dm3 ลงไปก่ี cm3 ในสารละลาย HNO3 เขมขน0.1 mol ⋅ dm-3 จํ านวน 25 cm3 เพ่ือใหสารละลายมี pH 3 พอดี (ตอบ 24.50 cm3)

10. นํ าสารละลายกรดแก pH 3 ปริมาตร 10 cm3 มาผสมนํ้ าจนกระท่ังมีปริมาตรเปน 890 cm3 แลวเติมเบสแกท่ีมี pH 10 จํ านวน 10 cm3 ลงไป จะไดสารละลายท่ีมีคา pH เทาใด (ตอบ 5)

11. นักเรียนผูหน่ึงวิเคราะหหาปริมาณแอมโมเนียมซัลเฟต ในสารละลายปุยแอมโมเนียมซัลเฟตตัวอยางโดยน ําสารละลายปุยตัวอยางปริมาณ 10 cm3 มาทํ าปฏิกิริยากับสารละลายโซเดียมไฮดรอกไซดท่ีมากเกินพอแลวผานแกสแอมโมเนียท่ีเกิดข้ึนลงในสารละลายกรดไฮโดรคลอริกท่ีมีความเขมขน 0.1mol ⋅ dm-3 ปริมาตร 50 cm3 จากน้ันไทเทรตกรดท่ีเหลือจากปฏิกิริยาดวยสารละลายโซเดียม-ไฮดรอกไซดที่มีความเขมขน 0.1 mol ⋅ dm-3 ซ่ึงตองใช NaOH ปริมาตร 10 cm3 จึงจะทํ าใหสารละลายเปนกลาง จงหาวาสารละลายปุยตัวอยางปรมิาตร 1 dm3 จะมีมวลของแอมโมเนียมซัลเฟตละลายอยูก่ีกรัม (มวลอะตอมของ H = 1, N = 14, O = 16, S = 32, Cl = 35.5) (ตอบ 26.40 g)

12. เมื่อนํ าสารละลาย HCl เขมขน 0.1 mol ⋅ dm-3 ปริมาตร 45 cm3 มาผสมกับสารละลาย NaOHเขมขน 1.0 mol ⋅ dm-3 ปริมาตร x cm3 จะไดสารละลายท่ีมี pH = 12 จงคํ านวณหาคา x(ตอบ 5.00)

13. จงคํ านวณหาความเขมขนเปนรอยละโดยมวลตอปริมาตรของน้ํ าสมสายชูตัวอยาง ซ่ึงตวงน้ํ าสมสายชูตัวอยางมา 1 cm3 แลวเติมน้ํ าลงไปใหครบ 10 cm3 ซ่ึงผลจากการไทเทรตน้ํ าสมสายชูดวยสารละลาย0.1 mol ⋅ dm-3 NaOH โดยใชฟนอลฟทาลีนเปนอินดิเคเตอร ไดผลการทดลองดังน้ี

การทดลองคร้ังท่ี ปริมาตรของน้ํ าสมสายชู (cm3) ปริมาตรของสารละลาย NaOH (cm3)เร่ิมตน ท่ีเหลือ

123

101010

101010

3.23.33.4

(ตอบ 4.02)14. นักเรียนคนหน่ึงทํ าการทดลองหารอยละโดยมวลของแปงในยาลดกรดซ่ึงมีสวนผสมของ MgCO3และแปงดังน้ี1. ชัง่ยาลดกรด 1.00 g บดใหละเอียดละลายในน้ํ ากล่ัน 20 cm3

2. เติมสารละลาย HCl เขมขน 1.00 mol ⋅ dm-3 ปริมาตร 20 cm3 ลงในสารละลายในขอ 1 น ําไปอุน3. กรอง ลางภาชนะดวยน้ํ ากล่ันปริมาณเล็กนอยแลวเทชะบนกระดาษกรอง 2-3 ครั้ง4. ทํ าส่ิงท่ีกรองไดใหมีปริมาตร 100 cm3 ในขวดวัดปริมาตร5. ปเปตสารละลายในขอ 4 มา 10 cm3 ไทเทรตดวยสารละลาย NaOH เขมขน 0.20 mol ⋅ dm-3

ท่ีจุดยุติใชสารละลาย NaOH 5.0 cm3

จงคํ านวณหารอยละโดยมวลของแปงในยาลดกรด (มวลอะตอมของ Mg = 24, C = 12, O = 16,Na = 23, H = 1, Cl = 35.5) (ตอบ 58)

BOBBY
Rectangle
Page 135: Chemistry Edit

บทที ่15 ปฏิกิริยาไฟฟาเคมี

สรุปเนื้อหาที่ส ําคัญเกี่ยวกับปฏิกิริยาไฟฟาเคมีไดดังนี้1. ปฏิกิริยารีดอกซ (Redox reaction) หมายถึง ปฏิกิริยาท่ีมีการเปล่ียนแปลงเลขออกซิเดชัน จะตองประกอบ

ดวยปฏิกิริยาออกซิเดชันและปฏิกิริยารีดักชัน

สารใดเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชัน เลขออกซิเดชันเพิ่มขึ้นใหอิเล็กตรอน

เปนตัวรีดิวซ

ตัวเองถูกออกซิไดซoxidation reducer oxidized

สารใดเกิดปฏิกิริยารีดักชัน เลขออกซิเดชันลดลงรับอิเล็กตรอน

เปนตัวออกซิไดซ

ตัวเองถูกรีดิวซreduction oxidizer reducedหลักจํา

หลักจํา

2KMnO + 16HCl4

เชน

2KCl + 2MnCl + 8H O + 5Cl2 2 2

ปฏิกิริยารีดักชัน

ปฏิกิริยาออกซิเดชัน

+7 +2

-1 0...(1)

2. ปฏิกิริยาไมใชรีดอกซ (Non-redox reaction) หมายถึง ปฏิกิริยาท่ีไมมีการเปล่ียนแปลงเลขออกซิเดชันหรือมีแตปฏิกิริยาออกซิเดชันหรือปฏิกิริยารีดักชันเพียงอยางใดอยางหน่ึง เชน

1. กรด + เบส → เกลือ + นํ้ าH Cl (aq)+ - + Na OH (aq)+ - → Na Cl (aq)+ - + H2O(l)

2. เกลือคารบอเนต + กรด → เกลือ + นํ้ า + CO2CaCO3(s) + 2HCl(aq) → CaCl2(aq) + H2O(l) + CO2(g)

3. เกลือ + เกลือ → เกลือ + เกลือAgNO3(aq) + NaCl(aq) → AgCl(s) + NaNO3(aq)

4. เกลือแอมโมเนียม + เบส → เกลือ + นํ้ า + NH32NH4Cl(aq) + Ca(OH)2(aq) → CaCl2(aq) + 2H2O(l) + 2NH3(g)

BOBBY
Rectangle
Page 136: Chemistry Edit

3. เซลลกัลวานิก (Galvanic cell)เซลลไฟฟาเคมีจํ าแนกไดเปน 2 ประเภทคือ1. เซลลกัลวานิก เปนเซลลไฟฟาเคมีท่ีปฏิกิริยาเคมีทํ าใหเกิดกระแสไฟฟาเปนปฏิกิริยารีดอกซ ปฏิกิริยา

ออกซิเดชันเปนแอโนด (ขั้วลบ) ปฏิกิริยารีดักชันเปนแคโทด (ขั้วบวก)2. เซลลอิเล็กโทรไลต เปนเซลลไฟฟาเคมีท่ีกระแสไฟฟาทํ าใหเกิดปฏิกิริยาเคมี เปนปฏิกิริยารีดอกซ

ปฏิกิริยาออกซิเดชันเปนแอโนด (ขั้วบวก) ปฏิกิริยารีดักชันเปนแคโทด (ขั้วลบ)ตัวอยาง Voltaic or Galvanic Cells

(1) Zn(s) + Cu2+(aq) → Zn2+(aq) + Cu(s) E cell% = 1.10 V

ElectronsElectronsVoltmeterMetallic zinc electrode

(5% agar)

ReductionOxidation

K+

Cl-

CathodeAnode- +

Zn2+ Cu2+

CuSO (aq)4ZnSO (aq)4

Zn Zn + 2e 2+→ - Cu + 2e Cu2+

- →

Salt bridge

K+

Cl-

Metallic copper electrode

แผนภาพเซลล คือ Zn(s)|Zn (aq)2+ ||Cu2+ (aq)|Cu(s)∴ E°cell = E°cathode - E°anode

= E°cu2+|cu - E°Zn|Zn2+

= +0.34 - (-0.76) V= +1.10 V

(2) Cu(s) + 2Ag+(aq) → Cu2+ (aq) + 2Ag(s) E°cell = 0.46 V

BOBBY
Rectangle
Page 137: Chemistry Edit

Voltmeter

(5% agar)Cathode+

e-

Ag + e Ag(s)+

- →Cu(s) Cu + 2e 2+→ -

-Anode

NO3- K+

Salt bridge

Cu(s) Ag(s)Ag+Cu2+

1 M CuSO4 1 M AgNO3

e-

K+ NO3-

แผนภาพเซลล คือ Cu(s) Cu (aq)anode | |2+

& '## (## | |Ag (aq) Ag(s)cathode+

& '## (##

∴ E°cell = E°cathode - E°anode= 0.80 - (+0.34) V= 0.46 V

(3) Zn(s) + 2H+(aq) → Zn2+(aq) + H2(g) ; E°cell = 0.763 V

e- e-

Voltmeter

Cl- K+

H (g)2

Zn +-

Salt bridge

blackPt

HCl(aq)

Reduction, cathodeOxidation, anode

K+

Zn Zn + 2e 2+→ - 2H + 2e H+

2 - →

ZnCl (aq)2

Zn2+

BOBBY
Rectangle
Page 138: Chemistry Edit

แผนภาพเซลล คือ Zn|Zn2+ (1.0 M)|H+ (1.0 M)|H2 (1 atm)|Pt∴ E°cell = E°cathode - E°anode

= 0.00 - (-0.763) V= 0.763 V

(4) H2(g) + Cu2+ (aq) → 2H+(aq) + Cu(s) ; E°cell = 0.337 V

e-e-

Voltmeter

Salt bridge

+-

H 2H + 2e2+

→ - Cu + 2e Cu(s)2+

- →CathodeAnode

K Cl+ -

Cu2+H+

1 M HCl(aq)

Cl- K+

1 M CuSO (aq)4

(1 atm)H (g)2

Pt black Cu(s)

แผนภาพเซลล คือ Pt|H2(g)|H (aq)+ ||Cu (aq)2+ |Cu(s)∴ E°cell = E°cathode - E°anode

= +0.337 - (0.00) V= 0.337 V

BOBBY
Rectangle
Page 139: Chemistry Edit

THE STANDARD HYDROGEN ELECTRODE (SHE)H2

1 atm

Pt black1 M HCl

SHE half-reaction E°°°° (standard electrode potential) H2 → 2H+ + 2e-

2H+ + 2e- → H2

exactly 0.0000 ... V (SHE as anode)exactly 0.0000 ... V (SHE as cathode)

4. เซลลอิเล็กโทรไลต (Electrolytic cell)เม่ือผานกระแสไฟฟาเขาไปในเซลลท่ีประกอบดวยข้ัวไฟฟา 2 ขั้ว จุมอยูในสารละลายอิเล็กโทรไลต จะทํ าให

เกิดปฏิกิริยาเคมีข้ึนภายในเซลล เรียกกระบวนการน้ีวา อิเล็กโทรลิซิส ตัวอยางเชน การแยกน้ํ าดวยกระแสไฟฟา เรียกเซลลไฟฟาเคมีน้ีวา เซลลอิเล็กโทรไลต หลักการของเซลลอิเล็กโทรไลตนํ าไปใชประโยชนในอุตสาหกรรมตางๆ เชน การแยกสารเคมีดวยกระแสไฟฟา การทํ าโลหะใหบริสุทธ์ิ

H (g)2 Na+

H+

SO4

OH-

O (g)2

- +

Storage battery

Pt cathode Pt anode

e- e-

2(2H O + 2e H (g) + 2OH )2 2- -→ 2H O O (g) + 4H + 4e2 2

+→ -

2-

รูปการอิเล็กโทรลิซิสสารละลาย Na2SO4 ให H2(g) ท่ีแคโทด และ O2(g) ท่ีแอโนด

BOBBY
Rectangle
Page 140: Chemistry Edit

หลักการชบุโลหะดวยกระแสไฟฟา1. จัดส่ิงท่ีตองการชุบเปนแคโทด2. ตองการชบุดวยโลหะใด ใชโลหะนั้นเปนแอโนด3. สารละลายอิเล็กโทรไลตตองมีไอออนของโลหะท่ีเปนแอโนด4. ตองใชไฟฟากระแสตรงเพ่ือใหอิเล็กตรอนไหลในทิศทางเดียวตลอดเวลาหลักการชุบโลหะใหไดผิวเรียบและสวยงามข้ึนอยูกับปจจัยตอไปน้ี1. สารละลายอิเล็กโทรไลตตองมีความเขมขนเหมาะสม2. กระแสไฟฟาท่ีใชตองปรบัคาความตางศกัยใหมคีวามเหมาะสมตามชนดิและขนาดของชิน้โลหะท่ีตองการชบุ3. โลหะท่ีใชเปนแอโนดตองบรสุิทธิ์4. ไมควรชุบนานเกินไป

Cu anode

Cathode

Object to be platedsolution

Cu2+

+ -

CuSO4

รูปการชุบกํ าไลดวยทองแดง

5. การทํ าอิเล็กโทรไดอะลิซิสน้ํ าทะเลอิเล็กโทรไดอะลิซิส เปนเซลลไฟฟาเคมีท่ีใชแยกไอออนออกจากสารละลาย โดยใหไอออนเคล่ือนท่ีผานเย่ือ

บางๆ ไปยังข้ัวไฟฟาท่ีมีประจุตรงขาม ทํ าใหสารละลายท่ีอยูระหวางข้ัวไฟฟามีความเขมขนของไอออนลดลง หลักการน้ีสามารถนํ าไปใชแยกโซเดียมไอออนและคลอไรดไอออนออกจากนํ ้าทะเลไดและเปนวิธีการผลิตน้ํ าจืดจากน้ํ าทะเลวิธีหน่ึง (ดังรูป)

BOBBY
Rectangle
Page 141: Chemistry Edit

น้ําเค็ม น้ําจืด น้ําเค็ม

+-

น้ําเค็ม น้ําเค็ม น้ําเค็ม

เย่ือแลกเปล่ียนไอออนบวก

เย่ือแลกเปล่ียนไอออนลบ

M+

A-

6. เซลลเช้ือเพลิง (Fuel cells)เซลลเชื้อเพลิง เซลลแหง และเซลลสะสมไฟฟาแบบตะก่ัวเปนเซลลไฟฟาเคมีชนดิใด มีหลักการเหมือนหรือ

ตางกันอยางไรเซลลเช้ือเพลิง : เปนเซลลกัลวานิกชนิดปฐมภูมิใชสารบางชนิดเปนสารต้ังตนผานเขาไปท่ีแคโทดและแอโนด

ตลอดเวลา เซลลเช้ือเพลิงเปนเซลลท่ีมีประสิทธิภาพสูง และถาเลือกใชเช้ือเพลิงท่ีเหมาะสมจะไมกอใหเกิดมลภาวะตอส่ิงแวดลอม

เซลลแหง : เปนเซลลกัลวานิกชนิดปฐมภูมิท่ีมีอิเล็กโทรไลตเปนของแข็ง ทํ าใหสะดวกในการใชงาน เมื่อใชไปนานๆ ความตางศักยระหวางข้ัวไฟฟาจะลดลงและไมสามารถนํ ากลับมาใชใหมไดอีก

เซลลสะสมไฟฟาแบบตะก่ัว : เปนเซลลกัลวานิกชนิดทุติยภูมิมี Pb เปนแอโนด PbO2 เปนแคโทดและใชสารละลาย H2SO4 เปนอิเล็กโทรไลต ขณะจายไฟท้ัง Pb และ PbO2 จะเปล่ียนเปน PbSO4 สวนสารละลายกรดซัลฟวริกจะเจือจางลง เซลลชนิดน้ีสามารถนํ าไปประจุไฟเพ่ือเปล่ียนผลิตภัณฑกลับมาเปนสารต้ังตนไดโดยใชหลักการเซลลอิเล็กโทรไลต แตตอนจายไฟจะมีหลักการเหมือนเซลลกัลวานิก

H SO2 4solution+

-

Pb(s) Pb (aq) + 2e2+→ -

Pb (aq) + SO (aq) PbSO (s)2+42

4- →

Pb plate

PbO plate2PbO (s) + 4H (aq) + 2e Pb (aq) + 2H O2

+ 2+2

- →Pb (aq) + SO (aq) PbSO (s)2+

42

4- →

Pb + PbO2 + 2[2H+ + SO42-] discharge

charge 2PbSO4(s) + 2H2O

BOBBY
Rectangle
Page 142: Chemistry Edit

เซลลเชื้อเพลิงไฮโดรเจน-ออกซิเจนจะเกิดปฏิกิริยาท่ีอุณหภูมิสูง เมื่อใชเปนเวลานานความเขมขนของสารละลายอิเล็กโทรไลตจะเปล่ียนแปลงหรือไมอยางไรจงอธิบาย

ปฏิกิริยาท่ีแอโนดและแคโทดของเซลลเช้ือเพลิงไฮโดรเจน-ออกซิเจนเปนดังน้ี

Oxygen inletHydrogen inlet

Porous carbon electrodes

e- e-

K+

OH-

H O2

The net reaction is obtained from the two half-reactions :O2 + 2H2O + 4e- → 4OH-

2(H2 + 2OH- → 2H2O + 2e-)(cathode)(anode)

2H2 + O2 → 2H2O (net cell reaction) E°cell = +1.23 V

เน่ืองจากปฏิกิริยาในเซลลเช้ือเพลิงเกิดข้ึนท่ีอุณหภูมิสูง จึงทํ าใหน้ํ าซ่ึงเปนผลิตภัณฑระเหยกลายเปนไอออกมาจากเซลลได ความเขมขนของสารละลายอิเล็กโทรไลต จึงอาจจะเปล่ียนแปลงได

THE NICKEL-CADMIUM (NICAD) CELL(anode)(cathode)

Cd(s) + 2OH-(aq)NiO2(s) + 2H2O(l) + 2e-

→→

Cd(OH)2(s) + 2e-

Ni(OH)2(s) + 2OH-(aq)(overall) Cd(s) + NiO2(s) + 2H2O(l) → Cd(OH)2(s) + Ni(OH)2(s)

BOBBY
Rectangle
Page 143: Chemistry Edit

THE DRY CELL (LECLANCH� CELL)

Paper spacerCase

-

Moist paste of ZnCl and NH Cl2 4

(Reduction, cathode)Layer of MnO2Graphite electrode (+)(inert)Zine (-)

(Oxidation, anode)Zn(s) Zn (aq) + 2e

2+→ -

Metal (zinc) bottom

+

2NH + 2e 2NH + H (g)4+

3 2- →

กาซ NH3 ท่ีเกิดข้ึนจะรวมตัวกับ Zn2+ เกิดเปนเตตระแอมมีนซิงค (II) ไอออน : [Zn(NH3)4]2+ และไดอาควาไดแอมมีนซิงค (II) ไอออน [Zn(NH3)2(H2O)2]2+ ทํ าใหความเขมขนของ Zn2+ เปล่ียนแปลงนอยมากจึงทํ าใหศักยไฟฟาของเซลลคงท่ีอยูเปนเวลานานจนกระท่ังสังกะสีเกิดปฏิกิริยาเกือบหมด โดยท่ัวไปเซลลปฐมภูมิชนิดน้ีมีชศักยไฟฟาประมาณ 1.5 โวลต เม่ือใชไปเปนเวลานานความตางศักยระหวางข้ัวจะลดลง จนในท่ีสุดศักยไฟฟาลดต่ํ าลงจนเกือบเปนศูนยซ่ึงเรียกวา ถานหมด

เซลลแอลคาไลน มีสวนประกอบและหลักการเชนเดียวกับถานไฟฉาย แตใชสารละลาย KOH เปนอิเล็กโทรไลตจึงมีช่ือวาเซลลแอลคาไลน (แอลคาไลนหมายความวามีสมบัติเปนเบส) ปฏิกิริยาท่ีเกิดข้ึนเปนดังน้ี

ท่ีแอโนด : โลหะสังกะสีทํ าปฏิกิริยากับไฮดรอกไซดไอออนใหอิเล็กตรอนดังสมการZn(s) + 2OH-(aq) → ZnO(s) + H2O(l) + 2e-

ท่ีแคโทด : นํ้ าและแมงกานีส (IV) ออกไซดรับอิเล็กตรอนเกิดปฏิกิริยาดังสมการ2MnO2(s) + H2O(l) + 2e- → Mn2O3(s) + 2OH-(aq)

ปฏิกิริยารวม : Zn(s) + 2MnO2(s) → ZnO(s) + Mn2O3(s)

เซลลชนิดน้ีมีศักยไฟฟาเทากับเซลลแหงแตใหกระแสไฟฟาไดนานกวา เน่ืองจากน้ํ าและไฮดรอกไซดไอออนท่ีเกิดข้ึนในปฏิกิริยาหมุนเวียนกลับไปเปนสารต้ังตนของปฏิกิริยาไดอีก

ฝาครอบแอโนดแผนก้ัน

สังกะสี ปลอกโลหะMnO , KOH2

รูปสวนประกอบของเซลลแอลคาไลน

BOBBY
Rectangle
Page 144: Chemistry Edit

เซลลปรอท อาศัยหลักการเดียวกับเซลลแอลคาไลน แตใชเมอรควิรี (II) ออกไซดแทนแมงกานสี (IV) ออกไซดปฏิกิริยาท่ีเกิดข้ึนในเซลลเปนดังน้ี

ท่ีแอโนด : สังกะสีทํ าปฏิกิริยากับไฮดรอกไซดไอออนใหอิเล็กตรอนดังสมการZn(s) + 2OH-(aq) → ZnO(s) + H2O(l) + 2e-

ท่ีแคโทด : เมอรคิวรี (II) ออกไซดและน้ํ ารับอิเล็กตรอนเกิดปฏิกิริยาดังสมการHgO(s) + H2O(l) + 2e- → Hg(l) + 2OH-(aq)

ปฏิกิริยารวม : Zn(s) + HgO(s) → ZnO(s) + Hg(l)

เซลลปรอทใหศักยไฟฟาประมาณ 1.3 โวลต ใหกระแสไฟฟาต่ํ า แตมีขอดีท่ีสามารถใหศักยไฟฟาเกือบคงท่ีตลอดอายุการใชงาน นิยมใชกันมากในเคร่ืองฟงเสียงสํ าหรับคนหูพิการ

สารละลาย KOH ในวัสดุดูดซับสังกะสี

ปลอกโลหะดานในปลอกโลหะดานนอก HgO

แผนกั้น

รูปสวนประกอบของเซลลปรอท

เซลลเงิน มีสวนประกอบเชนเดียวกับเซลลปรอท แตใชซิลเวอรออกไซดแทนเมอรคิวรี (II) ออกไซดปฏิกิริยาท่ีเกิดข้ึนในเซลลเปนดังน้ี

ท่ีแอโนด : Zn(s) + 2OH-(aq) → ZnO(s) + H2O(l) + 2e-

ท่ีแคโทด : Ag2O(s) + H2O(l) + 2e- → 2Ag(s) + 2OH-(aq)

ปฏิกิริยารวม : Zn(s) + Ag2O(s) → ZnO(s) + 2Ag(s)

ฝาครอบแอโนดชองระบายกาซ

สังกะสี

แผนก้ันปลอกโลหะAg O2

รูปสวนประกอบของเซลลเงิน

BOBBY
Rectangle
Page 145: Chemistry Edit

เซลลเงินใหศักยไฟฟาประมาณ 1.5 โวลต มีขนาดเล็กและมีอายุการใชงานไดนานมากแตมีราคาแพง จึงใชกับอุปกรณหรือเคร่ืองใชไฟฟาบางชนิด เชน นาฬิกา เคร่ืองคิดเลข

7. แบตเตอร่ีอิเล็กโทรไลตแขง็สารจํ าพวกพอลิเมอรบางชนิด มีสมบัติยอมใหไอออนผานไดดีแตไมยอมใหอิเล็กตรอนผานไดจึงนํ ามาใชทํ า

เปนอิเล็กโทรไลตท่ีเรียกวา อิเล็กโทรไลตแข็ง และสามารถนํ ามาประกอบกับข้ัวไฟฟาเปนแบตเตอร่ีได โดยมีโลหะลิเทียมเปนแอโนดและไทเทเนียมไดซัลไฟด (TiS2) เปนแคโทด ดังรูป

แคโทด

อิเล็กโทรไลตแข็ง

แอโนด

Li TiS2

TiS + e2- TiS2

-

Li+

Li + e+ -Li

ปฏิกิริยาท่ีเกิดข้ึนเปนดังน้ีท่ีแอโนด : Li(s) → Li+(s) + e-

ท่ีแคโทด : TiS2(s) + e- → TiS (s)2-

ปฏิกิริยารวม : Li(s) + TiS2(s) → Li+(s) + TiS (s)2-

ศักยไฟฟาของเซลลน้ีมีคาประมาณ 2 โวลต เม่ือโลหะลิเทียมใหอิเล็กตรอนแลวจะกลายเปน Li+ ผานอิเล็กโทรไลตแข็งไปยังแคโทดซ่ึงมี TiS2 ทํ าหนาท่ีรับอิเล็กตรอนเกิดเปน TiS2

- จากน้ัน TiS2- จะรวมตัวกับ Li+ เกิด

เปน LiTiS2 อิเล็กโทรไลตแข็งทํ าหนาท่ีเปนฉนวนตออิเล็กตรอน จึงทํ าใหเซลลไฟฟาน้ีสามารถใชงานไดโดยไมเกิดการลัดวงจร

เซลลไฟฟาชนิดน้ีเปนแบบทุติยภูมิ สามารถประจุไฟไดใหมเชนเดียวกับเซลลนิแคดหรือเซลลสะสมไฟฟาแบบตะก่ัว

BOBBY
Rectangle
Page 146: Chemistry Edit

ขอเปรียบเทียบระหวางเซลลกัลวานิกกับเซลลอิเล็กโทรไลต1. สวนประกอบ

เซลลกัลวานิก เซลลอิเล็กโทรไลต

ข้ัว B(แคโทด)

ข้ัว A(แอโนด)

A2+A B2+ B

สะพานไอออน

e- e-e- e-

ข้ัว B(แคโทด)

ข้ัว A(แอโนด)

แบตเตอร่ี

�����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

2. การเกิดปฏิกิริยา

เซลลกัลวานิก เซลลอิเล็กโทรไลต1. ข้ัวท่ีเสียอิเล็กตรอน (ศักยไฟฟาต่ํ า, ขั้ว A) เรียกวา แอโนด2. ข้ัวท่ีรับอิเล็กตรอน (ศักยไฟฟาสูง, ขั้ว B) เกิดปฏิกิริยารีดักชัน เรียกวา แคโทด3. ปฏิกิริยาเคมีที่เกิดขึ้น ทํ าใหเกิดกระแสไฟฟา

1. ข้ัวท่ีตอกับข้ัวบวกของแบตเตอร่ีเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชัน เรียกวา แอโนด2. ข้ัวท่ีตอกับข้ัวลบของแบตเตอร่ีเกิดปฏิกิริยารีดักชัน เรียกวา แคโทด3. ปฏกิิริยาเคมจีะเกิดขึน้ เมือ่ผานกระแสไฟฟาเขาไปในเซลล

BOBBY
Rectangle
Page 147: Chemistry Edit

บทที ่16 ธาตุและสารประกอบในอุตสาหกรรม

สรุปหลักสํ าคัญเร่ืองธาตุและสารประกอบในอุตสาหกรรมมีดังน้ี1. ดีบุก (Sn) ถลุงจากแรแคสซิเทอไรต (SnO2) โดยนํ าสินแรดีบุกมาผสมกับถานโคกและหินปูนในอัตราสวน

20 : 4 : 5 โดยมวล โดยม ีCO ทํ าหนาท่ีเปนตัวรีดิวซ ดังสมการ2C(s) + O2(g) 2CO(g) ...(1)SnO2(s) + 2CO(g) Sn(l) + 2CO2(g) ...(2)

ในสินแรดีบุกจะมี SiO2 ปนอยู กํ าจัดออกไดดังสมการCaCO3(s) CaO(s) + CO2(g)

+ SiO2(s)CaSiO3(l) : แคลเซียมซิลิเกต ...(3)

2. พลวง (Sb) ถลุงจากแรพลวงเงิน (แรสติบไนต : Sb2S3) หรือพลวงทอง (แรสติบิโคไนต : Sb2O3 ⋅ nH2O)ดังสมการ

2Sb2S3(s) + 9O2(g) การยางแรเปล่ียนซัลไฟดเปนออกไซด

2Sb2O3(s) + 6SO2(g) ...(1)

แลวนํ า Sb2O3 : ถานหิน : Na2CO3 อัตราสวน 20 : 4 : 1 โดยมวลใสในเตาถลุงท่ี 800 - 900°Cปฏิกิริยาท่ีเกิดข้ึนเปนดังน้ี

2C(s) + O2(g) 2CO(g) ...(2)Sb2O3(s) + 3CO(g) 2Sb(l) + 3CO2(g) ...(3)

3. สังกะสีและแคดเมียม (Zn และ Cd) สังกะสีถลุงจากแรสฟาเลอไรต (ZnS) ดังสมการ

ZnO(s) + C(s) 1100 CoZn(l) + CO(g) ...(1)

ZnO(s) + CO(g) Zn(l) + CO2(g) ...(2)Zn(s) + CdSO4(aq) ZnSO4(aq) + Cd(s) ...(3)3Zn(s) + Sb2(SO4)3(aq) 3ZnSO4(aq) + 2Sb(s) ...(4)Zn(s) + CuSO4(aq) ZnSO4(aq) + Cu(s) ...(5)

BOBBY
Rectangle
Page 148: Chemistry Edit

4. แทนทาลัมและไนโอเบียม (Ta และ Nb) เกิดอยูรวมกันในสินแรแทนทาไลต-โคลัมไบต (Fe, Mn,(Ta, Nb)2O6) พบมากในตะกรันจากการถลุงแรดีบุกจะตองทํ าใหอยูในรูปสารประกอบออกไซด คือ Ta2O5 และNb2O5 แลวสกัดดังสมการ

Ta2O5(s) + 5Ca(s) CaCl2 2Ta(s) + 5CaO(s) ...(1)

ตะกรัน

Nb2O5(s) + 5Ca(s) CaCl2 2Nb(s) + CaO(s) ...(2)

ตะกรัน5. เซอรโคเนียม (Zr) พบตามแหลงแรดีบุกอยูในรูปของแรเซอรคอน (ZrSiO4) หลักการถลุงเปนดังน้ี

Zr ไมบริสุทธิ์

ZrCl (s)Zr(s)

บริสุทธ์ิสีเทาเงิน

4

500 Co + Cl2

ZrSiO + C 800 - 1000 Co

+ 2MgCl (s)

4

2 2Mg(l)+

6. อุตสาหกรรมเซรามิกส : เซรามิกสมาจากภาษากรีกวา "เครามอส" หมายถึง ผลิตภัณฑจากดินและผานการเผาปจจุบันน้ีเซรามิกส หมายถึง ผลิตภัณฑท่ีทํ าจากวัตถุดิบในธรรมชาติ เชน ดิน หิน ทราย และแรธาตุตางๆ นํ ามาผสมกันทํ าเปนส่ิงประดิษฐแลวเผาเพ่ือเปล่ียนเน้ือวัตถุน้ันใหแข็งและสามารถคงรูปอยูได ขั้นตอนในการผลิต เซรามิกสประกอบดวยการเตรียมวัตถุดิบ การขึน้รูปผลิตภัณฑการตกแตงและอบแหงผลิตภัณฑกอนการเผา การเผาและการเคลือบผิวผลิตภัณฑ ภาชนะเซรามิกสใสอาหารท่ีเปนกรดหรือเบส อาจไดรับตะก่ัวปนมากับอาหารได

7. การผลิตโซเดียมไฮดรอกไซดและกาซคลอรีน โดยการแยกสารละลายโซเดียมคลอไรดดวยกระแสไฟฟามีหลักดังน้ี NaCl(aq) Na+(aq) + Cl-(aq)แอโนด (+) : 2Cl-(aq) Cl2(g) + 2e-

แคโทด (-) : 2H2O(l) + 2e- 2OH-(aq) + H2(g)

ผลิต PVCNaOHผลิตผงชูรส

+ Na+

ปฏิกิริยารวม : 2Cl (aq) + 2H O(l) 2- 2OH (aq)- +H (g) 2 + Cl (g) 2

เผาCuเปลวไฟสีเขียว

คอปเปอร (II) คลอไรด

CuCl2

Note จะตองใชสารละลายอ่ิมตัวของโซเดียมคลอไรดเพ่ือปองกันไมใหน้ํ าเกิดอิเล็กโทรลิซิส

BOBBY
Rectangle
Page 149: Chemistry Edit

8. การผลิตโซเดียมไฮดรอกไซดโดยใชเซลลไดอะแฟรม เปนเซลลอิเล็กโทรไลตประกอบดวยแอโนดทํ าดวยโลหะไทเทเนียม และแคโทดทํ าดวยเหล็กกลาโดยมีไดอะแฟรมทํ าดวยแอสเบสตอส ก้ันอยูตรงกลาง ซ่ึงยอมใหเฉพาะไอออนผานไปไดเทาน้ัน วิธีน้ีจะไดสารละลาย NaOH 10% ปนอยูกับสารละลาย NaCl 15% โดยมวลเมื่อนํ าไประเหยนํ้ าออกบางสวน NaCl อ่ิมตัวและตกผลึกออกมา ในสารละลายจะมี NaOH 50% และมี NaCl ปนอยู 1% โดยมวล

9. การผลิตโซเดียมไฮดรอกไซดโดยใชเซลลปรอท เปนเซลลอิเล็กโทรไลตท่ีภายในเซลลประกอบดวยแอโนดซ่ึงทํ าจากโลหะไทเทเนียมเคลือบออกไซดของธาตุบางชนิดและใชปรอทเปนแคโทด ปฏิกิริยาเปนดังน้ี

แอโนด (+) : 2Cl-(aq) Cl2(g) + 2e-

2NaHg (l)x

2NaOH(aq)

+ 2H O(l)

+ 2xHg(l)2

H (g) +2

จะได NaOH เขมขน รอยละ 50 โดยมว

2Na (aq) + 2e + xHg(l)+

-แคโทด (-) :

10. การผลิตโซเดียมไฮดรอกไซดโดยใชเซลลเย่ือแลกเปล่ียนไอออน เปนเซลลอิเล็กโทรไลตท่ีมีลักษณะคลายเซลลไดอะแฟรม แตตางกันท่ีใชเย่ือแลกเปล่ียนไอออนแทนไดอะแฟรม เย่ือแลกเปล่ียนไอออนมีสมบัติพิเศษคือยอมใหเฉพาะไอออนบวกผานไดเทาน้ัน วิธีนี้จะได NaOH ท่ีมีความบริสุทธ์ิสูงและมีความเขมขนประมาณรอยละ 30-40โดยมวล

11. การผลิตสารฟอกขาว เปนสารประกอบไฮโปคลอไรต เชน NaOCl (โซเดียมไฮโปคลอไรต) หรือ Ca(OCl)2(แคลเซียมไฮโปคลอไรต) ดังสมการ

2KMnO4(s) + 16HCl(aq) 2KCl(aq) + 2MnCl2(aq) + 8H2O(l) + 5Cl2(g)2NaOH(aq) + Cl2(g) NaOCl(aq) + NaCl(aq) + H2O(l)Na2CO3(aq) + Cl2(g) NaOCl(aq) + NaCl(aq) + CO2(g)

2Cl2(g) + 2Ca(OH)2(aq) Ca(OCl) (s)2 + CaCl2(aq) + H2O(l)

สารฟอกขาวใชในอุตสาหกรรมการฟอกยอมเสนดาย เยื่อกระดาษและใชเปนสารฆาเชื้อโรคในนํ้ า เปนตน

BOBBY
Rectangle
Page 150: Chemistry Edit

12. การผลิตโซดาแอช (Na2CO3 : โซเดียมคารบอเนต) นิยมใชกระบวนการโซลเวยหรือโซดาแอมโมเนีย โดยมีหลักท่ัวไปดังน้ี

วัตถุดิบ

CaCO

NaClNH3

NaHCO3เผา Na CO32 + H O + CO2 2

+NH Cl4 ผลพลอยไดใชทําปุย

3

สมการแสดงปฏิกิริยาท่ีเกิดขึน้เปนดังน้ีCaCO3(s) CaO(s) + CO2(g) ...(1)NH3(g) + H2O(l) NH4

+(aq) + OH-(aq) ...(2)CO2(g) + Na+(aq) + Cl-(aq) + NH4

+(aq) + OH-(aq) NaHCO3(s) + NH4+(aq) + Cl-(aq) ...(3)

2NaHCO3(s) ∆ Na2CO3(s) + H2O(g) + CO2(g) ...(4) (โซดาแอช)

วิธีโซลเวยไมตองต้ังโรงงานผลิตกาซแอมโมเนีย ผลิตภัณฑท่ีเกิดข้ึนจากปฏิกิริยาสามารถนํ ากลับมาใชในปฏิกิริยา (2) ไดดังน้ี

CaO(s) + H2O(l) Ca(OH)2(aq)

Ca(OH)2(aq) + 2NH4Cl(aq) CaCl (s)2

เปนสารดูดความช้ืน ผลิตไดมากราคาต

+ 2NH (g) + H O(l)3 2 ...(5)

การผลิตโซดาแอชอาจใชวิธีโดยตรงไดดังน้ีNaOH(aq) + CO2(g) NaHCO3(s) ...(1)

2NaHCO3(s) Na CO (s)2 3 + H2O(g) + CO2(g) ...(2)

อุตสาหกรรมแกว กระจก ผงซักฟอก แกน้ํ ากระดางช่ัวคราวและถาวร

BOBBY
Rectangle
Page 151: Chemistry Edit

13. อุตสาหกรรมปุย ท่ีออกขอสอบคือ ปุยไนโตรเจน ปุยฟอสเฟต และปุยโพแทส

ก. ปุยไนโตรเจน ไดแก ปุยยูเรีย (NH2-OC -NH2) และปุยแอมโมเนียมซัลเฟต : (NH4)2SO4 แผนภาพ

การผลิตเปนดังน้ี

กํามะถันเผา

กํามะถันเหลว

SO2

SO3

+ O

+ O12 2

H S O (โอเลียม)22 7

เขมขน

2 4 H SO เขมขน

2 + H O

2 4(NH ) SO4

3+ NH

ปุยแอมโมเนียมซัลเฟต(ปุยขาวหรือปุยน้ําตาล)

2

อากาศลดอุณหภูมิเพิ่มความดัน

อากาศเหลว

3 NHกระบวนการฮาเบอร

1 โมล

กาซมีเทน

กาซธรรมชาติ

CO + CO + H + กาซอ่ืนๆ2 2

CO + CO2

CO + H22

H2 CO23 โมล

2(NH ) CO : ปุยยูเรีย2

แยกลําดับสวน

N2O2 ไอน้ํา

ละลายน้ํา

+ H SO 2 4

Page 152: Chemistry Edit

ข. ปุยฟอสเฟต ! Ca(H2PO4)2 ผลิตจากหินฟอสเฟต (CaF2 ⋅ 3Ca3(PO4)2) ดังสมการวิธีท่ี 1 2(CaF2 ⋅ 3Ca3(PO4)2) + 5SiO2 + 6Na2CO3

1000-1200 Co 12CaNaPO4 + 4Ca2SiO4 + SiF4 + 6CO2 ...(1)

วิธีท่ี 2 CaF2 ⋅ 3Ca3(PO4)2 + 10H2SO4 6H3PO4 + 10CaSO4 + 2HF ...(1) CaF2 ⋅ 3Ca3(PO4)2 + 14H3PO4 10Ca(H PO )2 4 2 + 2HF ...(2)

วิธีท่ี 3 CaF2 ⋅ 3Ca3(PO4)2 + 7H2SO4 + 3H2O 3Ca(H2PO4)2 ⋅ H2O + 7CaSO4 + 2HF ...(1)

HF เปนพิษกํ าจัดไดดังน้ี

HF + NH NH F (4) 3 4→

HF + NH OH NH F + H O 4 4 2→

H SiF2 6(1) 6HF + SiO 2 → + 2H O 2+ MgO

MgSiF + H O6 2สารฆาแมลง

HF (2) 2HF + Na CO 2NaF + H O + CO 2 3 2 2→

(3) 2HF + CaCO CaF + H O + CO 3 2 2 2→

ค. ปุยโพแทส ! K2SO4 ผลิตไดจากการนํ าแรแลงไบไนต (K2SO4 ⋅ 2MgSO4) มาละลายในน้ํ าอุณหภูมิประมาณ 50°C จนเปนสารละลายอ่ิมตัว แลวเติมสารละลาย KCl ท่ีเขมขนลงไป จะไดผลึกของ K2SO4 แยกออกมาดังสมการ

K2SO4 ⋅ 2MgSO4 + 4KCl 2MgCl2 + 3K SO2 4 ...(1)หรือ KCl + NaNO3 NaCl + KNO3 ...(2)

ปุยโพแทสเซียมไนเตรต14. หลักการทํ านาเกลือ ผลิตจากน้ํ าทะเลเรียกวา เกลือสมุทร แตถาผลิตจากดิน เรียกวา เกลือสินเธาว การผลิต

เกลือสมุทรใชการตกตะกอน การระเหยและการตกผลึก สวนการผลิตเกลือสินเธาวใชการละลาย การกรอง การระเหยและการตกผลึก

BOBBY
Rectangle
Page 153: Chemistry Edit

15. แผนภาพแสดงการทํ าเกลือสมุทร

เติมปูนขาว : Ca(OH) เพ่ือปองกันไมใหMgSO ตกผลึกในนาปลง

24

วังขังน้ํานาตาก

นาเช้ือ

นาปลงตกผลึก CaSO4

ตกผลึก NaCl

ระเหย

ระเหย

ระเหย

ถ.พ. 1.08

ถ.พ. 1.20

ในน้ําเกลือไมบริสุทธ์ิจะมีไอออนตางๆละลายอยู เชนสามารถกําจัดไดดังน้ี

Mg , Ca , SO2+ 2+42

-

Mg2+

Ca2+

SO42-

BaSO (s)4

เกลือมี Mg อยูจะทําใหเกลือช้ืนงาย ราคาตก

2+

เติม NaOHเติม Na CO2 3

เติม BaCl2

CaCO (s)3 Mg(OH) (s)2

16. การผลิตผงชูรส ผงชูรสมีชื่อทางเคมีวา โมโนโซเดียมกลูตาเมต (MSG) มีสูตร C H NNaO5 8 4 หรือHOOC CH CH CH COONa2 2- - - -

NH2

เปนเกลือของกรดอะมิโนกระบวนการผลิตเปนดังน้ี

1. แปงมันสํ าปะหลังหรือโมลาส +H SO2 4 pH 1 3-130 C%

C H O6 12 6(กลูโคส)

2. C6H12O6(aq) + NH2-OC- NH2(ยูเรีย)

เช้ือจุลินทรีย30 ช่ัวโมง

แอมโมเนียมกลูตาเมต

HOOC CH CH CH C ONH2 2 4+- - - - -

O

NH2

3. HOOC-CH2-CH2- CHNH2

OC- - ONH4

+ + HCl HOOC CH CH CH COOH + NH Cl2 2 4- - - -NH2 ทําปุยกรดกลูตามิก

BOBBY
Rectangle
Page 154: Chemistry Edit

4. HOOC CH CH CH COOH + NaOH2 2- - - -NH2

HOOC CH CH CH COONa + H O2 2 2- - - -NH2

ผงชูรส ท่ีไดจะตองใช NaOHเปนสารกําหนดปริมาณ

* ผลพลอยไดในการผลิตผงชูรสคือ NH4Cl (ทํ าปุย)* ในการผลิตผงชรูส เม่ือแยกเอาส่ิงตางๆ ออกหมดแลว นํ้ าท่ีเหลือสามารถนํ าไปทํ าซอสหรือน้ํ าซีอ๊ิวได* ผงชูรสปลอม มีสารท่ีเปนพิษคือ บอแรกซ (Na2B4O7 ⋅ 10H2O) จะเปล่ียนสีกระดาษขม้ินจากสีเหลืองเปน

สีสม(แดง) และโซเดียมเมตาฟอสเฟต (NaPO3) ซ่ึงทดสอบโซเดียมเมตาฟอสเฟตดวยสารละลายแอมโมเนียมโมลิบเดต: (NH4)2MoO4 จะไดตะกอนสีเหลืองของแอมโมเนียมฟอสโฟโมลิบเดต สูตรคือ (NH4)3PO4 ⋅ 12MoO3

BOBBY
Rectangle
BOBBY
Rectangle