net) 1 (o · pdf file · 2014-11-04สารชีวโมเลกุล 1. ......

สวนท 1 (O NET) .........โดย ผศ.ดร.พชณตา ธรรมยงคกจ ...............................หนา 2-37 สวนท 2 (PAT 2)...........โดย อ.บวแกว รตนกมท ...............................................หนา 38-108 สวนท 3 (PAT 2)...........โดย อ.กฤตน ชนเปนนจ ...............................................หนา 109-160

วทยาศาสตร เคม (2) ___________________________________ โครงการแบรนดซมเมอรแคมป 2012

สารชวโมเลกล 1. คารโบไฮเดรต 1. Monosaccharide (CnH2nOn) เชน กลโคส ฟรกโตส กาแลกโตส 2. Disaccharide : Monosaccharide 2 โมเลกล มารวมตวกน สามารถถกไฮโดรลซสได Monosaccharide 2 โมเลกล เชน C12H22O11 มซโครส มอลโตส แลคโตส การทดสอบกบสารละลายเบเนดกต (สารละลายผสมระหวาง CuSO4, Na2CO3 และโซเดยมซเตรต เปน Cu2+/OH- มสนาเงน)

O

R C H + 2Cu2+ + 5OH- ∆ O

R C -O + 2Cu2O + 3H2O มอนอแซกคาไรต และ สารละลายเบเนดกต ตะกอนสแดงอฐ ไดแซกคาไรตทวไป ยกเวนซโครส 3. Polysaccaride : เชน แปง ไกลโคเจน เซลลโลส เกดการไฮโดรลซสได Monosaccharide ทเปนกลโคสจานวนมาก ใหผลบวกกบการทดสอบดวยนาแปง ไดเปนสารประกอบเชงซอนสนาเงน

โครงการแบรนดซมเมอรแคมป 2012____________________________________วทยาศาสตร เคม (3)

2. กรดอะมโนและโปรตน พนธะเพปไทด คอ พนธะโคเวเลนตทเกดขนระหวาง C อะตอมในหมคารบอกซลของกรดอะมโนโมเลกลหนงยดกบ N อะตอม ในหมอะมโน ( NH2) ของกรดอะมโนอกโมเลกลหนง

... H N C C OH

1RH N C C OH

H O 2RH OH N C C OH

3RH O...

H H H(กรดอะมโน)

... N C C

1RH O 2R

H N C CH O

H

3R N C CH O

H... (สารประกอบเพปไทด)

พนธะเพปไทด สารทประกอบดวยกรดอะมโน 2 โมเลกล เรยกวา ไดเพปไทด สารทประกอบดวยกรดอะมโน 3 โมเลกล เรยกวา ไตรเพปไทด สารทประกอบดวยกรดอะมโนตงแต 100 โมเลกลขนไป เรยกวา พอลเพปไทด และเรยกพอลเพปไทดนวา โปรตน เอนไซมและโปรตนบางชนดเมอไดรบความรอน หรอเปลยนคา pH หรอเตมตวทาลายอนทรยบางชนด จะทาใหเปลยนโครงสรางจบเปนกอนตกตะกอน (Denature) การทดสอบโปรตนหรอสารทมพนธะเพปไทด 2 พนธะขนไปสามารถทาไดโดยใชสารละลายไบยเรต (สารละลายผสมระหวาง CuSO4 กบ NaOH) ซงมสฟา ผลบวกทได คอ ตะกอนสมวง/นาเงน 3. ไขมนและนามน ลปด : ไดจากเนอเยอพชและสตว ละลายในตวทาละลายอนทรย เปนโมเลกลโคเวเลนตไมมขว จงไมละลายนา เชน ไตรกลเซอไรด (ไขมน, นามน) Wax ฟอสฟอลปด สเตอรอยด เปนตน กรดไขมน : ถาเปนหมแอลคลทมแตพนธะเดยว กรดไขมนอมตว (สตร CnH2n+1COOH) ถาเปนหมแอลคลทมพนธะค กรดไขมนไมอมตว (สตร CnHmCOOH, m < 2n + 1)

nH2O

RCO

OH


กรดไขมนอมตวมจดเดอดและจดเยอกแขงสงกวากรดไขมนไมอมตว ทมมวลโมเลกลใกลเคยงกน เนองจากโมเลกลของกรดไขมนอมตวเปนสายตรงทาใหสามารถจดเรยงโมเลกลไดเปนระเบยบ ดงนน ไขมนซงเปนของแขงและพบในสตว ประกอบดวยกรดไขมนอมตวมากกวากรดไขมนไมอมตว สวนนามนซงเปนของเหลวและมกพบในพชประกอบดวยกรดไขมนไมอมตวมากกวากรดไขมนอมตว ปฏกรยา 1. การเกดกลนเหมนหน เกดจากปฏกรยาไฮโดรไลซสกบนาโดยมจลนทรยเปนตวเรงปฏกรยา หรอปฏกรยาออกซเดชนกบอากาศทาใหไดสารประกอบอนทรยทมกลนเหมนหน วธการปองกน คอ การเกบในททแหง หรอเตมสารกนเหมนหน (Antioxidiant) เชน วตามน E วตามน C สาร BHT 2. Saponification :

(ไขมน)

HC OOCROOCR CH2

OOCR CH2

+ 3NaOH

(กลเซอรอล)

HC OHOH CH2

+OH CH2

+Na3RCOO-

สบ

หมคารบอกซเลต (มขว)

R +NaCO2-

หมไฮโดรคารบอน (ไมมขว)

สบ

หมซลโฟเนต (มขว)

R +NaSO3-

หมไฮโดรคารบอน (ไมมขว)

ผงซกฟอก

จลนทรยในนาสามารถยอยสลายเฉพาะสารประกอบซลโฟเนตทมหม R เปนหมอลคลสายยาว 3. ไฮโดรจเนชน : การเตรยมเนยเทยม (Magarine)

นามน + H2/ตวเรงปฏกรยา ไขมน 4. แฮโลจเนชน : สงเกตการฟอกสสารละลาย I2 ใชทดสอบปรมาณของกรดไขมนไมอมตว


แบบทดฝกหด 1. พจารณาผลการทดลองตอไปน

สาร การทดลอง ผลทได X ตมกบ HCl แลวทาใหเปนกลางดวย NaOH

และเตมสารละลายเบเนดกต ตะกอนสแดงอฐ

Y เตมสารละลาย NaOH ตามดวย CuSO4 เปลยนเปนสนาเงนมวง Z ตมกบ HCl กลนคลายนาสมสายช

X, Y และ Z นาจะเปนสารใด ตามลาดบ 1) ไขขาว นาตาลทราย เอทลอะซเตต 2) นาตาลทราย ไขขาว เอทลอะซเตต 3) ไขขาว เอทลอะซเตต นาตาลทราย 4) เอทลอะซเตต ไขขาว นาตาลทราย 2. ถาไขมน 92.1 g ทาปฏกรยาพอดกบสารละลาย NaOH 12.0 g ไขมนนมมวลโมเลกลเทาใด 1) 461 2) 702 3) 307 4) 921 3. ผงซกฟอกทดควรมลกษณะดงขอใด 1) มสารทาใหเกดฟอง ตกตะกอนกบ Ca2+ และ Mg2+ ยอยสลายงายดวยจลนทรย 2) มสารลดความตงของนา มสารทาใหเกดฟอง มสารฟอกจาง 3) มเกลอทเปนอาหารของพชนา มสารทาใหเกดฟอง ไมตกตะกอนกบ Ca2+ และ Mg2+ 4) ไมตกตะกอนกบ Ca2+ และ Mg2+ ยอยสลายงายดวยจลนทรย มสารลดความตงผวของนา 4. พจารณา ก, ข และ ค บนลกศรของปฏกรยาตอไปน โปรตน ก กรดอะมโน กลโคส + ฟรกโทส ข ซโครส + นา ไขมนหรอนามน ค กรดไขมน + กลเซอรอล ขอใดกลาวถกตอง

ก ข ค 1) ปฏกรยาการรวมตว ปฏกรยาไฮโดรลซส ปฏกรยาไฮโดรลซส 2) ปฏกรยาไฮโดรลซส ปฏกรยาการรวมตว ปฏกรยาไฮโดรลซส 3) ปฏกรยาไฮโดรลซส ปฏกรยาไฮโดรลซส ปฏกรยาการรวมตว 4) ปฏกรยาไฮโดรลซส ปฏกรยาการรวมตว ปฏกรยาการรวมตว


5. องคประกอบของนามนและไขมนจากแหลงตางๆ เปนดงน (หนวยเปนรอยละโดยมวล)

ไขมน กรดไมรสตก กรดปาลมตก กรดสเตยรก กรดโอเลอก กรดไลโนเลอก นามนมะกอก นามนขาวโพด นามนถวเหลอง

นามนหม นามนมะพราว*

1 1 1 1 18

5 10 6 25 8

5 4 2 15 2

80 35 20 50 6

7 46 50 6 1

(*องคประกอบสวนทเหลอ คอ กรดลอรก (50 เปอรเซนต)) ขอใดผด 1) นามนมะกอกมองคประกอบสวนใหญเปนไขมนไมอมตว 2) นามนขาวโพดเหมนหนไดยากกวานามนหม เพราะมวตามน E ปองกนการเหมนหนอย 3) นามนถวเหลองมจดแขงสงกวานามนมะพราว 4) นามนขาวโพดจะทาปฏกรยากบโบรมนไดมากกวานามนมะกอกในนาหนกเทากน 6. สารในขอใดมพนธะเพปไทดมากทสด

1) 22 NH CNH CNH CNH C NHO O O O

2) 322 CHCHNH CCH NH C CH NHO O

3CH 3CH

3) 222 NH C CHNH CCH NHO O

3CH

4) COH CHNH CCH NH C CHNH CCH NH 222

O O

3CH 3CH

O O


ปโตรเลยม เชอเพลงซากดกดาบรรพ (Fossil Fuel) หมายถง เชอเพลงทไดจากการหมกทบถมกนของสารอนทรยทงจากพชและสตวเปนระยะเวลายาวนาน ในภาวะทมอณหภมและความดนสง และออกซเจนจากด จนมการเปลยนแปลงโครงสรางเปนเชอเพลงทนามาใชใหเกดพลงงานตางๆ เชอเพลงซากดกดาบรรพ ม 3 ประเภท ดงน 1. ถานหน 2. หนนามน 3. ปโตรเลยม 1. ถานหน (Coal) เปนหนตะกอนทกาเนดมาจากซากพช ลกษณะแขงแตเปราะ มสนาตาลถงดา มทงชนดผวมนและผวดาน องคประกอบหลกในถานหน คอ ธาตคารบอน และธาตอนๆ เชน ไฮโดรเจน ออกซเจน ไนโตรเจน และกามะถน การเกดและประเภทของถานหน

ทาเชอเพลง ผลตกระแสไฟฟา ถลงโลหะ ทาเชอเพลงพลงงานสง

(นอย) ปรมาณคารบอนองคประกอบ (มาก)


2. หนนามน (Oil Shale) หนนามนใชเปนแหลงพลงงานไดเชนเดยวกบถานหน ผลตภณฑทไดประกอบดวยนามนกาด นามนตะเกยง พาราฟน นามนเชอเพลง นามนหลอลน ไข แนฟทา และผลตภณฑทเปนผลพลอยไดอนๆ เชน แอมโมเนยม-ซลเฟต สวนประกอบของหนนามน ม 2 ประเภท ดงน 1. สารประกอบอนนทรย ไดแก กลมแรซลเกต กลมแรคารบอเนต แรซลไฟด และแรฟอสเฟต 2. สารประกอบอนทรย ประกอบดวยบทเมน และเคอโรเจน บทเมนละลายไดในเบนซน เฮกเซน และ ตวทาละลายอนทรยอนๆ จงแยกออกจากหนนามนไดงาย สวนเคอโรเจนไมละลายในตวทาละลาย หนนามนทมสารอนทรยละลายอยในปรมาณสงจดเปนหนนามนคณภาพด แตถามสารอนนทรยปนอยมาก จะเปนหนนามนคณภาพตา 3. ปโตรเลยม (Petroleum) นามนดบ มลกษณะขนเหนยว จนถงหนดคลายยางมะตอย มสเหลอง เขยว นาตาลจนถงดา มความหนาแนนสง แกสธรรมชาต (Natural Gas) มองคประกอบหลก คอ สารประกอบไฮโดรคารบอนทมคารบอนในโมเลกล 1-5 อะตอม แกสธรรมชาตทใชในยานพาหนะทเปนทรจกกนด ไดแก - NGV (Natural Gas Vehicle) มเทน, อเทน - LPG (Liquid Petroleum Gas) โพรเพน, บวเทน การสารวจปโตรเลยม การสารวจปโตรเลยมทาไดหลายวธ และมขนตอนตางๆ ดงน 1. การสารวจทางธรณวทยา (Geology) โดยทาแผนทภาพถายทางอากาศ 2. สารวจทางธรณวทยาพนผว โดยการเกบตวอยางหนไปศกษา 3. การสารวจทางธรณฟสกส (Geophysics) ไดแก การวดความเขมสนามแมเหลกโลก การวดคาความโนมถวงของโลก และการวดคาความไหวสะเทอน (Seismic Wave) 4. การเจาะสารวจ จะบอกใหทราบถงความยากงายของการขดเจาะเพอนาปโตรเลยมมาใช และบอกใหทราบวาสงทกกเกบอยเปนแกสธรรมชาตหรอนามนดบ และมปรมาณมากนอยเพยงใด


การกลนนามนดบ นามนดบเปนของผสมของสารประกอบไฮโดรคารบอนหลายชนด ทงแอลเคน ไซโคลแอลเคน นา และสารประกอบอนๆ การกลนนามนดบจงใชการกลนลาดบสวน ซงมขนตอนดงน

เชอเพลงแกสหงตม (LPG) C1-C4

ทาสารเคม วสดสงเคราะห

C5-C7

ตวทาละลาย แนฟทาเบา

เครองยนตไอพนและตะเกยง C10-C19

นามนกาด เชอเพลง

เครองยนตดเซลC14-C19

นามนดเซล เชอเพลง

C19-C35

นามนหลอลน

ควบแนน

อณหภม 320-385°C

นามนดบ

< 30°C

30-110°C

250-340°C

170-250°C

65-170°C

> 350°C

> 500°C

นามนเบนซน แนฟทาหนก C6-C12

ไข นามนเตา และยางมะตอย C > C35

ชวงอณหภม ประโยชน

การปรบปรงคณภาพนามน 1. กระบวนการแตกสลาย (Cracking Process) เปนกระบวนการทาใหสารประกอบไฮโดรคารบอนโมเลกลใหญแตกออกเปนโมเลกลเลกลง โดยใชความรอนสงประมาณ 500°C และมตวเรงปฏกรยาทเหมาะสม

C10H20 ตวเรงปฏกรยา

500°C C8H16 + C2H6 2. กระบวนการรฟอรมมง (Reforming Process) เปนกระบวนการเปลยนสารประกอบไฮโดรคารบอนโซตรงใหเปนไอโซเมอรแบบโซกง หรอการเปลยนสารประกอบไฮโดรคารบอนแบบวงใหเปนสารอะโรมาตก โดยใชความรอนสงและมตวเรงปฏกรยา

CH3 CH2 CH2 CH2 CH2 CH3 ตวเรงปฏกรยาความรอน CH3CH CH 3CH

3CH

3CH

วทยาศาสตร เคม (10) __________________________________ โครงการแบรนดซมเมอรแคมป 2012

3. กระบวนการแอลคเลชน (Alkylation Process) เปนกระบวนการรวมสารประกอบแอลเคนและ แอลคนโซกงทมมวลโมเลกลตา เกดเปนโมเลกลสารประกอบแอลเคนทมโครงสรางเปนแบบโซกงทมโมเลกลใหญขน

42SOHC3CH 32 CH CH + 3CH

3CHCH

3CHCH3CH

3CHC2CH

3CH3CH

3CH

2, 2, 4-ไตรเมทล-เพนเทน (ไอโซออกเทน) 4. กระบวนการโอลโกเมอไรเซชน (Oligomerization Process) เปนกระบวนการรวมสารประกอบแอลคนโมเลกลเลกเขาดวยกน โดยใชความรอนหรอตวเรงปฏกรยา เกดเปนสารประกอบไฮโดรคารบอนทมจานวนอะตอมคารบอนเพมขน และมพนธะคเหลออยในผลตภณฑ

CH3 CH CH2 + CH3 CH3CH

CH CH CH3 ตวเรงปฏกรยา CH3 CH

3CHCH2 CH

3CHCH CH CH3

เลขออกเทน (Octane Number) การกาหนดคณภาพนามนเบนซนกาหนดเปนเลขออกเทน ใชไอโซเมอรของออกเทนทมชอสามญวา ไอโซออกเทน (iso-octane) เปนเชอเพลงทเหมาะกบเครองยนตทใชนามนเบนซน เพราะชวยปองกนการชง จดระเบด ทาใหเครองยนตเดนเรยบ สารประกอบไฮโดรคารบอนทไมเหมาะเปนเชอเพลง คอ เฮปเทน ชนดโซตรง เพราะทาใหเครองยนตเกดการชงจดระเบดไดงาย

C3CH3CH

2CH3CH

CH3CH

3CH CH3 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH3

2, 2, 4-ไตรเมทล-เพนทน เฮปเทนโซตรง ไอโซออกเทน (เลขออกเทน 100) เลขออกเทน 0

กาหนดเลขออกเทนดงน นามนเบนซนทมสมบตในการเผาไหมเหมอนกบไอโซออกเทน มเลขออกเทน 100 นามนเบนซนทมสมบตในการเผาไหมเหมอนกบเฮปเทน มเลขออกเทน 0 ดงนน นามนเบนซนทมเลขออกเทน 95 จะ “มสมบตในการเผาไหมเชนเดยวกบ” เชอเพลงทเกดจากการผสมไอโซออกเทนรอยละ 95 และเฮปเทนรอยละ 5 โดยมวล

โพรพน 4-เมทล-2-เพนทน 4, 6-ไดเมทล-2-เฮปทน

โครงการแบรนดซมเมอรแคมป 2012___________________________________วทยาศาสตร เคม (11)

สารเพมคาออกเทน การเพมคาออกเทนในอดดทาโดยการเตมสารบางชนดลงไปในนามน เชน เตตระเมทลเลด หรอเตตระ-เอทลเลด แตสารทงสองชนดเมอเกดการเผาไหมจะเกดไอของสารประกอบของตะกวสบรรยากาศ ในป พ.ศ. 2539 ไดเปลยนมาใชเคมอน เชน เมทลเทอรเทยรบวทลอเทอร (MTBE) เอทานอล หรอเมทานอล และเรยกนามนเบนซนชนดนวา นามนไรสารตะกว (ULG : Unlead Gasoline)

23CHCH23CHCH

Pb32CHCH32CHCH

CH3 Pb 3CH

CH3 3CH

C3CH3CH

3CH3CHO

เตตระเอทลเลด เตตระเมทลเลด เมทลเทอรเทยรบวทลอเทอร (MTBE) เลขซเทน (Cetane Number) การกาหนดคณภาพของนามนดเซล (Diesel) ทใชกบเครองยนตดเซลใชเลขซเทน โดยกาหนดใหซเทน (C16H34) มเลขซเทน 100 และแอลฟาเมทลแนฟทาลน (C11H10) มเลขซเทน 0 ซงการแปลความหมายของเลขซเทนเปนดงน นามนดเซลทมสมบตในการเผาไหมเหมอนกบซเทน มเลขซเทน 100 นามนดเซลทมสมบตในการเผาไหมเหมอนกบแอลฟาเมทลแนฟทาลน มเลขซเทน 0

CH3 (CH2)14 CH3

3CH

ซเทน (เลขซเทน 100) แอลฟาเมทลแนฟทาลน (เลขซเทน 0) ดโซฮอล (Diesohol) เปนนามนเชอเพลงทไดจากการผสมนามนดเซลกบเอทานอลชนดทมความบรสทธ 99.5% ขนไป แตถาใชเอทานอลชนดทมความบรสทธ 95% จะตองผสมสารเคมประเภทอมลซฟายเออรลงไปดวย เพอทาใหเอทานอลกบนามนดเซลผสมเขากนโดยไมแยกชน


ไบโอดเซล (Biodiesel) ในความหมายสากลเปนเอสเทอรทผลตจากนามนพชหรอนามนสตวโดยผานกระบวนการทางเคมทเรยกวา Transesterification คอ การนานามนพชหรอนามนสตวไปทาปฏกรยากบแอลกอฮอลโดยมกรดหรอเบสเปนตวเรงปฏกรยา จะไดเอสเทอรกบกลเซอรอลเปนผลพลอยได ไบโอดเซลทไดมชอเรยกตามชนดของแอลกอฮอล ถาเปนเมทลแอลกอฮอลจะเรยกวา เมทลเอสเทอร ถาเปนเอทลแอลกอฮอล จะเรยกวา เอทลเอสเทอร

กลเซอรอล

2CH O CO

O CO

2CH O CO 33CH OH

2CH OH

OHCH

2CH OH

+

เมทานอลไตรกลเซอไรด

CH 3R CO

3CHO

เมทลเอสเทอร

+

R

R

R

แกสธรรมชาตและแกสปโตรเลยมเหลว แกสธรรมชาตและแกสปโตรเลยมเหลว (Liquefied Petroleum Gas : LPG) เปนแกสทไมมกลน จงมการเตมสารเมอรแคปแทน (Mercaptan) เชน เมทลเมอรแคปแทน (CH3 SH) หรอเอทลเมอรแคปแทน (C2H5 SH) ซงมกลนเหมนเพอชวยเตอนใหทราบเมอมแกสรว ประเทศไทยมโรงแยกแกส ทตาบลมาบตาพด จงหวดระยอง และทอาเภอขนอม จงหวดนครศรธรรมราช แกสทแยกไดเปนแกสหงตม (โพรเพน + บวเทน) สวนมเทนจะสงไปตามทอไปยงโรงไฟฟา และโรงงานตางๆ เพอใชเปนเชอเพลง และใชในการผลตปยเคม สวนอเทนและโพรเพนใชเปนสารตงตนในอตสาหกรรมผลตพลาสตกและเสนใย สารประกอบไฮโดรคารบอน (Hydrocarbon Compounds) ในปโตรเลยมและแกสธรรมชาต สารประกอบไฮโดรคารบอนเปนสารทม C และ H เปนองคประกอบ เชน CH4, C2H6, C2H4 แตโดยทวไปสารประกอบไฮโดรคารบอนอาจม O, N, S, F, Cl, Br, I ฯลฯ เปนองคประกอบรวม สมบตของสารประกอบไฮโดรคารบอน ไมละลายนา ยกเวน Alcohol และ Acid ทจานวน C ≤ 4 ความหนาแนนนอยกวานา เกดปฏกรยาเผาไหมกบแกสออกซเจน (หรอ ตดไฟได) ไดผลตภณฑเปนแกสคารบอนไดออกไซดและไอนา สาหรบสารประกอบไฮโดรคารบอนชนดอมตว (สตรโมเลกล คอ CnH2n+2) การเผาไหมจะเกดอยางสมบรณและไมเกดเขมาถามออกซเจนเพยงพอ เชน

2 C6H14(g) + 19 O2(g) 12 CO2(g) + 14 H2O(g)


สารประกอบไฮโดรคารบอนทไมอมตวหรอทมพนธะคหรอพนธะสามระหวางอะตอมคารบอน (มจานวน H นอยกวา 2n+2) จะตองใชพลงงานมากเพอสลายพนธะเดมกอนสรางพนธะใหมกบแกสออกซเจนเกดเปน CO2 ถาพลงงานทใชในการเผาไหมไมเพยงพอทจะสลายพนธะคหรอพนธะสามไดอยางสมบรณ จะทาใหมคารบอนทยงไมเกดปฏกรยาเหลออยในรปของเขมา สรปปฏกรยา

ปฏกรยา สาร ฟอกจางส Br2

ทสวาง ฟอกจางส Br2

ทมด ฟอกจางส KMnO4 เขมา (ตดไฟ)

Alkane (CnH2n+2) Alkene (CnH2n)

Alkyne (CnH2n-2) Aromatic

ไมมเขมา เขมา

เขมามาก เขมามากๆๆๆ


แบบทดฝกหด 7. สาหรบผลตภณฑทไดจากการกลนลาดบสวนนามนปโตรเลยม เมอเรยงลาดบจดเดอดจากตาไปสงขอใดถก 1) แกสหงตม นามนเบนซน นามนดเซล นามนกาด 2) แกสหงตม นามนเบนซน นามนกาด นามนดเซล 3) แกสหงตม นามนกาด นามนดเซล นามนเบนซน 4) นามนดเซล นามนกาด นามนเบนซน แกสหงตม 8. ขอความใดไมถกตองเกยวกบนามนทมเลขออกเทน 95 1) ไดจากการปรบปรงนามนทมเลขออกเทนตาโดยการเตมสารเพมเลขออกเทน เชน MTBE 2) ทาใหเครองยนตเดนเรยบกวานามนทมเลขออกเทน 91 3) ประกอบดวยไอโซออกเทน 95 สวน และเฮปเทน 5 สวนโดยมวล 4) ใชไดกบเครองยนตแบบแกสโซลน 9. นกเรยนคนหนงนานามน 3 ชนด ทมเลขออกเทนตางๆ มาผสมกนตามจานวนดงน

นามน เลขออกเทน จานวน (ลตร) X Y Z

100 90 80

10 15 20

นามนผสมทไดมเลขออกเทนเทาใด 1) 83 2) 87 3) 91 4) 95 10. กระบวนการปรบปรงคณภาพนามนกระบวนการใดทไมมการเปลยนแปลงจานวนคารบอนในโมเลกลของ

สารประกอบไฮโดรคารบอน 1) แอลคลเลชน 2) รฟอรมมง 3) โอลโอเมอไรเซชน 4) แตกสลาย


พอลเมอร (Polymer) พอลเมอร เปนสารทมมวลโมเลกลสง เกดจากโมเลกลพนฐานทเรยกวา มอนอเมอร (Monomer) จานวนมากเชอมตอกนดวยพนธะโคเวเลนต ประเภทของพอลเมอร 1. แบงตามการเกด พอลเมอรธรรมชาต เชน โปรตน แปง เซลลโลส ยางธรรมชาต พอลเมอรสงเคราะห เชน พลาสตก ไนลอน ดาครอน และลไซต 2. แบงตามโครงสราง พอลเมอรแบบเสน : เกดจากมอนอเมอรสรางพนธะตอกนเปน

สายยาว โซพอลเมอรเรยงชดกนมากกวาโครงสรางแบบอนๆ จงมความหนาแนน และจดหลอมเหลวสง มลกษณะแขง ขนเหนยวกวาโครงสรางอนๆ เชน PVC, PS, PE, PP เปนตน

พอลเมอรแบบกง : เกดจากการมการแตกกงกานสาขาจากโซหลก ซงทาใหโซพอลเมอรไมสามารถจดเรยงใหชดกนไดมาก จงมความหนาแนนและจดหลอมเหลวตา ยดหยนได ความเหนยวตา โครงสรางเปลยนรปไดงายเมออณหภมเพมขน เชน พอลเอทลนชนดความหนาแนนตา ไกลโคเจน เปนตน

พอลเมอรแบบรางแห : เกดจากมอนอเมอรตอเชอมกนเปนรางแห พอลเมอรชนดนมความแขงแกรง และเปราะหกงาย พอลเมอรแบบรางแหมจดหลอมเหลวสง เมอขนรปแลวไมสามารถหลอมหรอเปลยนรปรางได เชน เบกาไลต เมลามนใชทาถวยชาม เปนตน

3. แบงตามปฏกรยาการเกด ปฏกรยาพอลเมอไรเซชนแบบควบแนน (Condensation Polymerization Reaction) : เกดจากมอนอเมอรทมหมฟงกชนมากกวา 1 หม ทาปฏกรยากนเกดเปนพอลเมอร และไดสารโมเลกลขนาดเลกเปน ผลพลอยได เชน นา แกสไฮโดรเจนคลอไรด แอมโมเนย หรอเอทานอล เชน ปฏกรยาระหวางกรดอะดปกกบ เฮกซะเมทลนไดเอมน ไดพอลเมอรทมชอสามญวา ไนลอน 6, 6


NnH2 62 )(CH 2NH + nHO CO

42 )(CH CO

OH

NH 62 )(CH NH CO

42 )(CH CO

nไนลอน 6, 6

เฮกซะเมทลนไดเอมน กรดอะดปก

+ O2nH2

หรอ

NH Cn

+ O2nH22CH 2CH 2CH 2CH 2CH 2CH NHO

C 2CH 2CH 2CH 2CHO

หมเอไมด

6C จากเฮกซะเมทลนไดเอมน

6C จากกรดอะดปก

ปฏกรยาพอลเมอไรเซชนแบบเตม (Addition Polymerization Reaction) : เกดจากโมเลกลของมอนอเมอรทมพนธะคระหวางคารบอนอะตอม เชน เอทลน โพรพลน ไวนลคลอไรด และสไตรน ทาปฏกรยาตอกนตรงบรเวณพนธะคไดผลตภณฑเปนพอลเมอรโดยไมมสารโมเลกลเลกเกดขน เชน ปฏกรยาพอลเมอไรเซชนของ ไวนลคลอไรดเปนพอลไวนลคลอไรด ดงน

CHClCH2

CH

HCCl

Hไวนลคลอไรด พอลไวนลคลอไรด

n

4. แบงตามชนดของมอนอเมอรองคประกอบ โฮโมพอลเมอร (Homopolymer) : เกดจากมอนอเมอรชนดเดยวกน เชน พอลไวนลคลอไรด (ดงตวอยางขางตน) แปง เซลลโลส เปนตน โคพอลเมอรหรอพอลเมอรรวม (Copolymer) : เกดจากมอนอเมอรตางชนดกน เชน ไนลอน 6, 6 (ดงตวอยางขางตน) โปรตนซงเกดจากกรดอะมโนหลายชนด พอลเอสเทอร เปนตน


5. แบงตามลกษณะทางกายภาพ พลาสตก : แบงไดเปน 2 ประเภท เมอใชการเปลยนแปลงของพลาสตกเมอไดรบความรอนเปนเกณฑ ดงน - เทอรมอพลาสตก (Thermoplastic) เปนพลาสตกทออนตวเมอไดรบความรอน และเมออณหภมลดลงจะแขงตว ถาใหความรอนอกกจะออนตว และสามารถทาใหกลบเปนรปรางเดมหรอเปลยนรปรางได โดยสมบตของพลาสตกไมเปลยนแปลง จงสามารถนากลบมาใชใหมได พอลเมอรแบบนมโครงสรางแบบเสนหรอโซกง มการเชอมตอระหวางโซพอลเมอรนอยมาก เชน พอลเอทลน พอลโพรพลน พอสไตรน เปนตน - เทอรมอเซตตงพลาสตก (Thermosetting Plastic) เปนพลาสตกทขนรปดวยการผานความรอน หรอแรงดนแลวจะไมสามารถนากลบมาขนรปใหมไดอก เพราะมการเชอมตอระหวางโซโมเลกลแบบรางแห สามารถทนความรอนไดสง แตถาทาใหมอณหภมสงมากจะแตกและไหมเปนเถา เชน พอลฟนอลฟอรมาลดไฮด พอลเมลามนฟอรมาลดไฮด และพอลยรเทน เปนตน เสนใย : มโครงสรางโมเลกลเหมาะสมตอการรดและการปนเปนเสนดาย ซงมทงในธรรมชาตและทสงเคราะหขนมา - เสนใยธรรมชาต (Natural Fiber) ไดแก เซลลโลส ซงไดจากสวนตางๆ ของพช ไดแก เสนใยหมเมลดฝาย นน ใยมะพราว เสนใยจากเปลอกไม เชน ลนน ปอ กญชา เสนใยจากใบ เชน สบปะรด ศรนารายณ สวนเสนใยทไดจากสตวเปนเสนใยโปรตน เชน ขนแกะ ขนแพะ และเสนใยจากรงไหม เสนใยเหลานมสมบตทวไปคลายโปรตนอนๆ คอ เมอเปยกนาจะมความเหนยวและความแขงแรงลดลง ถาถกแสงแดดเปนเวลานานจะสลายตวหรอกรอบ - เสนใยกงสงเคราะห (Semi-Synthetic Fiber) เปนเสนใยทสงเคราะหมาจากเซลลโลส เพอปรบปรงคณภาพของเสนใยใหเหมาะสมกบการใชงานมากขน เชน เซลลโลสอะซเตต เรยอน เซลลโลสซานเทต - เสนใยสงเคราะห (Synthetic Fiber) เปนเสนใยทไดจากพอลเมอรสงเคราะห เสนใยสงเคราะหบางชนดมสมบตดกวาเสนใยธรรมชาต เชน มความทนทานตอจลนทรย เชอรา แบคทเรย ไมยบงาย ไมดดนา ทนทานตอสารเคม ซกงาย แหงเรว ตวอยางเสนใยทนามาใชประโยชนอยางแพรหลาย เชน ไนลอน และโอรอน (พอลอะครโลไนไตรด) ยาง : - ยางธรรมชาต ถกนามาใชในการผลตสงของหลายชนด เชน ถงมอแพทย กระเปานารอน ยางยด ถงยางอนามย เบาหลอตกตา ฟองนาสาหรบทาทนอนและหมอน เปนตน โครงสรางทางเคมของเนอยางธรรมชาตประกอบดวยมอนอเมอรไอโซพรน (Isoprene) ทเชอมตอกนอยในชวง 1500 ถง 15000 หนวย มสตรดงน

2CHCCCH3

2CHH n

ยางพารา (ซส-พอลไอโซพรน)


สตรเคมของไอโซพรน คอ C5H8 มสตรโครงสรางดงน

CH3CC 2CH

HCH2

ไอโซพรน

นอกจากยางพาราแลวยงมพชบางชนดทใหนายางได เชน ตนยางกตตา ตนยางพาราทา และตนยางชคเคล ซงเคยใชทาสวนผสมในหมากฝรง ยางจากพชทง 3 ชนดนเปนพอลไอโซพรนเชนเดยวกบยางพารา แตมโครงสรางตางกนดงน

CC 2CHH2CH

CH3

n ยางกตตา (ทราน-พอลไอโซพรน)

วลคาไนเซชน เปนกระบวนการปรบปรงคณภาพยาง โดยใหยางทาปฏกรยากบกามะถนในปรมาณเหมาะสม ทอณหภมสงกวาจดหลอมเหลวของกามะถน ทาใหเกดพนธะโคเวเลนตของกามะถนเชอมตอระหวางโซพอลไอโซพรนในบางตาแหนง ซงทาใหยางมสภาพคงตวภายใตแรงกระทา ทนตอความรอน แสง และละลายในตวทาละลายยากขน ปฏกรยาทเกดขนเปนดงน

CH2CH C 2CH3CH

n

CH2CH C 2CH

3CH n

+ 8S

CH2CH C3CHCH

S

CHCH2CH C

3CH

+ S x)H (8 2-

n กอนวลคาไนเซชน หลงวลคาไนเซชน - x = จานวนอะตอมของ S ซงจะเปนเทาใดกได - สมการไมไดดล เนองจากพนธะซลไฟดเกดแบบสม การเตมซลกา ซลเกต และผงถาน ยงชวยเพมความแขงแกรงใหยางทนาไปใชผลตยางของ ยานยนต โดยเฉพาะอยางยงผงถานจะชวยปองกนการสกกรอนและถกทาลายดวยแสงแดดไดด - ยางสงเคราะห เชน พอลบวทาไดอน มสตรโครงสรางพอลเมอร คอ ( CH2 CH CH CH2 )n

nCH2 CH CH2 ภาวะทเหมาะสม

( CH2 CH CH CH2 )n

Butadiene Polybutadiene


พอลคลอโรพรนซงเปนพอลเมอรมชอทางการคาวา นโอพรน มสตรโครงสราง คอ C2CH CH 2CH

n

Cl

นโอพรน ยางเอสบอารหรอยางสไตรน-บวทาไดอน เปนโคพอลเมอรทไดจากปฏกรยาระหวาง สไตรนกบบวทาไดอน ถามสไตรนมากเรยกวาพลาสตกสไตรน-บวทาไดอน ถามบวทาไดอน มากเรยกวายางสไตรน-บวทาไดอน ใชเปนสวนผสมในการผลตยางรถยนต มสมบตทนทานตอการขดถ และเกดปฏกรยากบออกซเจนไดยากกวา ยางธรรมชาต แตมความยดหยนนอย

nCH2 CH CH CH2 + n CH CH2 ภาวะทเหมาะสม

( CH2 CH CH CH2 CH CH2 )n

แบบทดฝกหด 11. ขอใดทมขอมลสอดคลองตามลาดบหวขอตอไปน

เสนใยธรรมชาต เสนใยสงเคราะห ยางพารา เทอรมอพลาสตก 1) ขนแกะ พอลเอไมด ยางพอลบวทาไดอน พอลยรเทน 2) ปอ พอลเอสเทอร ยางพอลไอโซพรน พอลเอทลน 3) ใยสบปะรด ไนลอน ยางพอลคลอโรพรน เมลามน 4) เสนใยไหม เรยอน ยางสไตรน-บวทาไดอน พอลสไตรน 12. A เปนมอนอเมอรทใชเตรยมยางสงเคราะห ซงไมคอยทนไฟและสลายตวงาย เมอปรบปรง A ใหมจะได

มอนอเมอร B ซงใชเตรยมยางสงเคราะหททนไฟ ทนตอนามน และสลายตวยาก B อาจเปนสารในขอใด 1) H3C CH CH CH3 2) 32 CHCH CH CH

3CH

3) H2C CH CH CH2 4) 22 CH CCH CHCl


13. พอลเมอรในตารางขางลางน ไดจากมอนอเมอรตางๆ และแสดงการนาไปใชเปนผลตภณฑสาเรจรป

พอลเมอร มอนอเมอร สตรมอนอเมอร ผลตภณฑ ก. ยางพารา ไอโซพรน 22 CH CCH CH

Clยางรถ ฟองนา

ข. พวซ ไวนลคลอไรด 2CHCH Cl

สายยาง ทอนา

ค. ใยไหม กรดอะมโน RCH(NH2)COOH ผา ดาย ง. พอลโพรพลน โพรพลน CH2 CHCH3 ขวด กระสอบ

ขอมลในขอใดถกตอง 1) ก., ข. และ ค. 2) ก., ค. และ ง. 3) ข., ค. และ ง. 4) ก., ข. และ ง. 14. พจารณาขอความตอไปน ก. การใหความรอนกบเอทลน โดยมตวเรงปฏกรยา ข. การหยดสารละลายกรดซลฟวรกลงไปในสารผสมของยเรยกบฟอรมาลดไฮด ค. การเตมกามะถนลงไปในนายาง ง. การเตมสารละลายโซเดยมไฮดรอกไซดลงในนาแปง ขอใดเปนการทาใหเกดพอลเมอร 1) ก. และ ข. 2) ก. และ ง. 3) ข., ค. และ ง. 4) ก., ค. และ ง. 15. พจารณาขอมลตอไปน ก. พอลเอทลนเปนเทอรมอเซตทโมเลกลมการเชอมโยงเปนรางแห ไมสามารถนามาหลอมใหมได ข. ภาชนะเมลามนสามารถนามารไซเคลหรอหลอมใชใหมได เพอลดมลภาวะ ค. พลาสตกทมโครงสรางโมเลกลเปนโซตรงจะออนตวเมอไดรบความรอน และแขงตวเมอลดอณหภมลง

เรยกวา เทอรมอพลาสตก ง. เทฟลอนทใชเคลอบภาชนะหงตมนนเปนเทอรมอเซต เนองจากทนความรอนดมาก และไมหลอมเหลว ขอใดผด 1) ก. และ ข. 2) ก., ข. และ ง. 3) ก., ค. และ ง. 4) ก., ข., ค. และ ง.


ปฏกรยาเคม การเกดปฏกรยาสามารถเขยนแทนดวยสมการเคมดงตอไปน R1(s) + R2(l) P1(g) + P2(aq)

R สารตงตน สสาร P ผลตภณฑ (s) = solid ของแขง (l) = liquid ของเหลว (g) = gas แกส

สถานะ

(aq) = aqueous สารละลายทมนาเปนตวทาละลาย ∆ เผาดวยเปลวไฟ X °C ควบคมอณหภมท X °C X mm(Hg) ควบคมความดนท X มลลเมตรของปรอท UV ทาปฏกรยาภายใตแสง UV ))) กระตนดวยคลนเสยงความถสง

สภาวะของปฏกรยา

X (cat) ใช X เปนตวเรงปฏกรยา และเมอพจารณาถงการเปลยนแปลงเชงพลงงานในปฏกรยา จะสามารถจาแนกปฏกรยาไดเปน 2 ประเภท ดงน 1. ปฏกรยาดดความรอน (Endothermic Reaction) - ตองการความรอนในการเกดปฏกรยา : A + B + ความรอน → C + D - เมอทาปฏกรยาทอณหภมหอง ภาชนะททาปฏกรยาจะเยนลง 2. ปฏกรยาคายความรอน (Exothermic Reacton) - ใหความรอนหลงจากปฏกรยา : A + B → C + D + พลงงาน - เมอทาปฏกรยาทอณหภมหอง ภาชนะททาปฏกรยาจะรอนขน ทฤษฎการชน ( Collision Theory ) การเกดปฏกรยานน เปนผลมาจากการชนกนของโมเลกลทมพลงงานมากพอ และมทศทางการชนทถกตอง ซงเมอมองคประกอบดงนแลว อะตอมกจะเกดการเรยงตวกนใหม มการสลายพนธะเดม และสรางพนธะใหมขนมาแทนท โดยโมเลกลทจะเกดปฏกรยาได ตองมพลงงานอยางนอยคาหนงซงจะมากพอทจะทาใหพนธะเกดการสลาย และสรางใหมได เรยกพลงงานนวา พลงงานกระตน หรอพลงงานกอกมมนต (Activation Energy) และยงจะตองชนกนไดอยางถกทศทางดวย เรยกวา การชนกนอยางมประสทธภาพ (Effective Collision) ดงรปทเปรยบเทยบใหดตอไปน


รปแสดงการชนทถกทศทาง รปแสดงการชนททศทางไมเหมาะสม

ดงนนปฏกรยาจะเกดไดเรวหรอชา จงตองขนอยกบพลงงานของโมเลกลและจานวนครงของการชนทเปนการชนอยางมประสทธภาพ ถาพลงงานของโมเลกลมคาสง และจานวนครงของการชนทมประสทธภาพตอ 1 หนวยเวลาสงขน ปฏกรยากยอมจะเกดไดเรวขนเสมอ อตราการเกดปฏกรยาเคม ปจจยทมอทธพลตออตราเรวในการเกดปฏกรยา 1. ปจจยดานพลงงาน อณหภม ถาอณหภมสงพลงงานของโมเลกลจะสงไปดวย ทาใหปฏกรยาเกดไดเรวขน 2. ปจจยดานจานวนการชนอยางมประสทธภาพ 2.1 ความเขมขน สารละลายความเขมขนสง ทาใหโอกาสการชนกนของโมเลกลเพมสงขน 2.2 ความดน แกสความดนสงมผลเชนเดยวกบความเขมขน เพราะ P = c(RT) 2.3 พนทผว ของแขงพนทผวมากจะมโอกาสการชนไดมากขนตามไปดวย 2.4 การคน ทาใหสารตงตนลอยเขามาชนกนไดเรวขนกวาการแพรของสารดวยตวเอง 3. ปจจยอนๆ 3.1 ตวเรงปฏกรยา เรงใหปฏกรยาเกดไดเรวขน ซงมกลไกการเรงปฏกรยาแตกตางกนไป 3.2 ตวหนวงปฏกรยา หนวงใหปฏกรยาเกดไดเรวขน ซงมกลไกการหนวงปฏกรยาแตกตางกนไป 3.3 ธรรมชาตของปฏกรยานนๆ เอง ซงบางปฏกรยาเกดไดเรว บางปฏกรยาเกดไดชา การคานวณอตราการเกดปฏกรยาเคม สาหรบปฏกรยา

aA + bB cC + dD อตราเรวในการเกดปฏกรยาเคมกคอ การคานวณหาอตราเรวในการลดลงของสารตงตน หรออตราเรวในการเพมขนของผลตภณฑ แตดวยสมประสทธทแตกตางกน จงทาใหอตราเรวของการเกดผลตภณฑแตละชนด และอตราเรวในการลดลงของสารตงตนแตละชนดไมเทากน จงคานวณคาอตราเรวในการเกดปฏกรยาไดวา อตราการเกดปฏกรยาเคม = - t

[A]a1∆∆ = - t

[B]b1∆∆ = t

[C]c1∆∆ = t

[D]d1∆∆


แบบทดฝกหด พจารณาขอมลน แลวตอบคาถามขอ 16-18

ปฏกรยา 2H2O2(aq) + B(s) 2H2O(l) + O2(g) + B(s)

ความเขมขนเมอเรมตน / mol ⋅ dm-3 การทดลอง H2O2 B

อตราการเกด O2 mol ⋅ dm-3 ⋅ s-1

1 2 3

2 × 10-3 4 × 10-3 2 × 10-3

1 × 10-3 1 × 10-3

0

0.24 × 10-3 0.48 × 10-3 1.00 × 10-6

16. ขอมลจากการทดลองทาใหสรปไดวาอตราการเกดปฏกรยาขางตนขนอยกบความเขมขนของสารดงขอใด 1) ความเขมขนของ H2O2 เทานน 2) ความเขมขนของ H2O2 และ B 3) ความเขมขนของ O2 ทเกดขน 4) ไมสามารถสรปไดจากขอมลทมอย 17. อตราการสลายตวของ H2O2 ในการทดลองท 1 เปนเทาใด 1) 0.12 × 10-3 mol ⋅ dm-3 ⋅ s-1

2) 0.48 × 10-3 mol ⋅ dm-3 ⋅ s-1 3) 0.24 × 10-3 mol ⋅ dm-3 ⋅ s-1

4) 0.96 × 10-3 mol ⋅ dm-3 ⋅ s-1 18. ขอสรปใดถกตองเกยวกบสาร B 1) อตราการเกด O2 แปรผนโดยตรงกบความเขมขนของสาร B 2) ปฏกรยาไมสามารถดาเนนไดอยางสมบรณถาไมมสาร B 3) สาร B ทาใหปฏกรยาสามารถเกดผานขนตอนทมพลงงานกระตนทตาลง 4) หนาทของสาร B คอทาใหโมเลกล H2O2 มการชนกนมากขน


19. พจารณาปฏกรยาระหวางยเรยในนาตอไปน

NH2C(O)NH2(aq) + H2O(l) 2NH3(g) + 2CO2(g) เมอปฏกรยามการเปลยนตวแปรดงน ก. อณหภมเพมขน ข. ใชนาปรมาณมากขน ค. ความดนเพมขน ง. เตมยรเอส ปฏกรยาจะเกดเรวขนในกรณใด 1) ก. และ ง. 2) ค. และ ง. 3) ก. และ ค. 4) ข. และ ง.


โครงสรางของอะตอมและตารางธาต ทฤษฎแบบจาลองอะตอมทใชอธบายโครงสรางของอะตอมไดถกพฒนามาเปนลาดบ ดงแสดง แบบจาลองอะตอมแบบตางๆ

Dalton Rutherford Bohr กลมหมอกอเลกตรอน

หนงในแบบจาลองทนยมถกนามาใช คอ โครงสรางของนล บอหร (Niel Bohr) ซงอธบายไววาอะตอมมรปรางเปนทรงกลม ตรงกลางเปนนวเคลยสซงมนวตรอนและโปรตอนอาศยอยรอบนวเคลยสมอเลกตรอนวงวนโดยมระดบชนของพลงงานทแตกตางกน ดงแสดง

แตละธาตมความเฉพาะเจาะจงสาหรบแตละธาตอนเนองมาจากความแตกตางของจานวนนวตรอน โปรตอน และอเลกตรอนน โดยถกเขยนออกมาในรปสญลกษณธาต สญลกษณธาต X = ชอยอธาต Z = เลขอะตอม (Atomic Number) มคาเทากบจานวนโปรตอน (p) A = เลขมวล (Mass Number) มคาเทากบจานวนโปรตอน (p) + จานวนนวตรอน (n) n± = ประจ (Charge) มคาเทากบจานวนโปรตอน (p) - จานวนอเลกตรอน (e)

±nA

ZX


บางครงในตารางธาต เราจะเหนสญลกษณธาตในรปแบบทแตกตางออกไป แตตวเลขทกากบอยกยงคงมความหมายเดม เชน

การจดเรยงอเลกตรอน อเลกตรอนอาศยอยในสงทเรยกวา “ออรบทล” ทมระดบพลงงานแตกตางกน ชนดของออรบทล โดยท 1 ออรบทล บรรจได 2e- ออรบทลสามารถแบงออกไดเปนหลายชนด ซงไดแก ชนด s ม 1 ออรบทล ดงนน บรรจไดมากทสด 2e- ชนด p ม 3 ออรบทล ดงนน บรรจไดมากทสด 6e- ชนด d ม 5 ออรบทล ดงนน บรรจไดมากทสด 10e- ชนด f ม 7 ออรบทล ดงนน บรรจไดมากทสด 14e- การจดเรยงอเลกตรอนสามารถถกเขยนไดในหลายรปแบบ ไดแก 1. อยางละเอยด 1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p6, … 2. อยางยอ [Ne] 3s2, 3p6, … 3. อยางออรบทลไดอะแกรม 4. อยางงาย 2, 8, 18, 18, ... การเขยนในสามรปแบบแรก อาศยการเรยงระดบพลงงานของแตละออรบทลจากนอยไปมาก ตามแนวลกศรในรปตอไปน ในขณะทการแสดงการจดเรยงอเลกตรอนแบบทส แสดงจานวนอเลกตอนในแตละระดบชนพลงงาน (จานวนอเลกตรอนในชน n เดยวกน)

1s 2s 2p


หลกการจดเรยงอเลกตรอนอยางงาย 1. อเลกตรอนจะบรรจอยในระดบพลงงานทตาทสดกอนเสมอ 2. ระดบพลงงานสดทาย (Valence) มอเลกตรอนเทาไรกไดแตจะตองไมเกน 8 3. ระดบพลงงานอนๆ ตองมอเลกตรอนเปนจานวน 2, 8, 18 หรอ 32 อเลกตรอน โดยจะตองเปนตวเลขทมากทสดทเปนไปได

ตวอยางการจดเรยงอเลกตรอนในอะตอมของธาตบางชนด

ชอธาต ชอยอธาต เลขอะตอม การจดอเลกตรอนในอะตอม ตามระดบพลงงาน

เวเลนซ อเลกตรอน

ลเทยม Li 3 โบรอน B 5

แมกนเซยม Mg 12 โปแทสเซยม K 19 อารเซนก As 33 ทน (ดบก) Sn 50 ซเซยม Cs 55 เรดอน Rn 86

การจดเรยงอเลกตรอนจะทาใหเราทราบถงจานวนอเลกตรอนทอยในระดบพลงงานชนสดทาย ซงมผลตอสมบตทางกายภาพและทางเคมของธาตนนๆ ไอโซโทป (Isotope) หมายถง อะตอมของธาตชนดเดยวกน (มจานวนโปรตอนหรอเลขอะตอมเทากน) แตจานวนนวตรอนตางกน (หรอมมวลตางกน) ยกตวอยางเชน ไอโซโทปของคารบอน

สญลกษณธาต เลขมวล จานวน p จานวน n (= เลขมวล - จานวน p) จานวน e-

C126 C13

6 C14

6

ไอโซโทน (Isotone) หมายถง ธาตตางชนดกนทมจานวนนวตรอนเทากน แตมจานวนโปรตอน (เลขอะตอม) ไมเทากน ซงทาใหเลขมวลไมเทากนไปดวย เชน

สญลกษณนวเคลยร เลขมวล จานวน p จานวน n จานวน e-

O188 F19

9


ไอโซบาร (Isobar) หมายถง ธาตตางชนดกนทมเลขมวลเทากน แตมจานวนโปรตอน (เลขอะตอม) ไมเทากน ซงทาใหจานวนนวตรอนไมเทากนไปดวย เชน


P3015

Si3014

ไอโซอเลกทรอนก (Isoelectronic) หมายถง ธาตตางชนดกนทมจานวนอเลกตรอนเทากน เชน


N147

+O168

ตารางธาต จานวนเวเลนซอเลกตรอนของธาตในหม 1A-8A จะตรงกบหมายเลขหมของธาตนนๆ ธาตในแตละหม ถกจดกลมดงรปตอไปน


แบบทดฝกหด 20. ขอใดถกเกยวกบจานวนอนภาคใน U235

92 1) มจานวนโปรตอนเทากบ 92 2) มจานวนนวตรอนเทากบ 235 3) มจานวนอเลกตรอนเทากบ 143 4) มจานวนโปรตอนเทากบ 143 21. อะตอมคใดเปนไอโซโทปกน 1) Aa

x , Aay 2) Aa

x , Abx

3) Aax , Bb

y 4) Aax , Ba

y 22. อนภาคในขอใดมจานวนอเลกตรอนและจานวนโปรตอนมากทสด 1) -222

10 A 2) -32011B

3) -23515 C 4) -429

12 D 23. พจารณาสญลกษณและเลขอะตอมของธาตตอไปน

28A 17B 53C 39D 56E ขอใดจดธาตเหลานในกลมทถกตอง

ธาตแอลคาไลนเอรท ธาตแฮโลเจน ธาตแทรนซชน 1) E, A B C, D 2) A B, C D, E 3) E B, C A, D 4) E, A B, C D


ธาตและสารประกอบ H He1 2

Li Be B C N O F Ne3 4 5 6 7 8 9 10

Na Mg Al Si P S Cl Ar11 12 13 14 15 16 17 18

K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36

Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54

Cs Ba Lu Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn55 56 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86

Fr Ra Lr Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Uub Uut Uuq Uup Uuh Uuo87 88 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 118 La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70

Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102

แนวโนมของสมบตบางประการในตารางธาต ขนาดอะตอม 1. คาบเดยวกน : โปรตอนนอย (หมนอย) → แรงดงดดอเลกตรอนเขาใกลนวเคลยสมนอย → ขนาดใหญ 2. หมเดยวกน : คาบมากขน → จานวนระดบพลงงานมากขน → ขนาดใหญ

แนวโนมของความเปนโลหะ/ความวองไวการเกดปฏกรยาของโลหะ และเปนเหมอนกบแนวโนมของขนาดอะตอม

ใหญทสด = Fr เลกทสด = He


ความเปนโลหะ และความเปนอโลหะ ความเปนโลหะขนกบความสามารถในการปลอยอเลกตรอนออกไป ธาตพยายามจดเรยงอเลกตรอนใหเปนเหมอนกาซเฉอย ดงนนสาหรบธาตในคาบเดยวกน - ธาตในหมทางซายจงอยากเสยอเลกตรอนไปมากกวาทจะรบมา → โลหะ - ธาตในหมทางขวาจงอยากรบอเลกตรอนมามากกวาทจะเสยไป → อโลหะ เมอจานวนระดบพลงงานเพมมากขน นวเคลยสจะมแรงดงดดอเลกตรอนวงนอกสดนอย ดงนน สาหรบธาตในหมเดยวกน (หม 3A-7A) - ธาตในคาบดานบนเสยอเลกตรอนไปไดยาก → อโลหะ - ธาตในคาบดานลางจงอยากเสยอเลกตรอนไปไดงาย → โลหะ ธาตทอยตดเสนขนบนได จะมสมบตเปนกงโลหะ พนธะเคม เรยงลาดบตามความแขงแรงจากมากไปนอยไดดงน พนธะโลหะ ระหวางไอออนบวกกบทะเลอเลกตรอน (โลหะ + โลหะ) นาไฟฟา นาความรอน และมนวาว เนองจากอเลกตรอนอสระเคลอนทได ตเปนแผนหรอรดเปนเสนได เพราะเกดการเลอนไถลของระนาบไอออนบวก m.p. + b.p. สงมากๆ (สถานะของแขง ยกเวนปรอท) พนธะไอออนก ระหวางไอออนบวกกบไอออนลบ (โลหะ + อโลหะ) นาไฟฟา นาความรอนไดเมอหลอมเหลวหรอละลายนา แขง แตเปราะ m.p. + b.p. สง (สถานะของแขง)

Li F Li+ F-


พนธะโคเวเลนต ระหวางอะตอม โดยการใชอเลกตรอนรวมกน (อโลหะ + อโลหะ) จานวนพนธะ ∝ ความแขงแรง ∝ ธะความยาวพนBond

1

ไมนาไฟฟา ไมนาความรอน m.p. + b.p. พจารณาจากแรงยดเหนยวภายนอกโมเลกล (สถานะมไดทงของแขง ของเหลว แกส) โครงรางตาขาย เชน C (Graphite, Diamond), SiO2 (ทราย, แกว) ธาตกมมนตรงส อะตอมใดของธาตกมมนตรงสจะไมเสถยร และสลายตวไปไดเองในธรรมชาต เกดเปนไอโซโทปใหม ถายงไมเสถยรกจะสลายตวตอไปอก จนไดไอโซโทปมความเสถยรมากพอ การสลายตวจะหยด ครงชวต อตราการสลายตวของธาตกมมนตรงส จะไมขนอยกบสภาพแวดลอม แตละไอโซโทปจะสลายตวดวยอตราเรวทแตกตางกน แตจะคอยๆ ชาลงเรอยๆ เมอมปรมาณของไอโซโทปนนๆ ลดลง ธรรมชาตของการสลายตวของธาตกมมนตภาพรงสจงถกอธบายโดย “ครงชวต” ซงกคอ เวลาทธาตสลายตวไปครงหนงของปรมาณตงตน ดงแสดง

เวลา (ชวโมง)T 2T 3T 4T 5T 6T 7T

12.525.050.0

100.0รอยละ

T หรอ t1/2 = ครงชวต

F F2


ตวอยางคาครงชวตของไอโซโทปบางชนด ไอโซโทป ครงชวต ไอโซโทป ครงชวต Uuo-294 Ag-110 Fr-223 At-210 Cu-64 Hg-197

1.29 × 10-3 24 22 8.3

12.8 65

s s m h h h

I-131 Ag-111 Zn-65 C-14 U-238 Th-232

3 7.5 245

5700 4.5 × 109

1.4 × 1010

d d d y y y

s = วนาท m = นาท h = ชวโมง d = วน y = ป

ตวอยางแผนภมการสลายตวของธาตกมมนตรงส C-14 มครงชวต 5700 ป ระยะเวลา (ป) 0 นาหนก (กรม) 8.00

∴ C-14 หนก 8 กรม สลายตวไป 5 ครงชวต จะเหลออย ______ กรม ใชเวลารวม ______ ป สรปสมบตของธาตและสารประกอบ 1. การละลายนา 1.1 สารประกอบไอออนกทละลายนาได - หม 1 - +

4NH - -

3NO - -

3ClO - -

4ClO - CH3COO- - หม 7 ยกเวน Ag+, Pb2+, Hg2+ 1.2 สารประกอบไอออนกทไมละลายนา - โลหะ กบ OH-, O2-, S2- ยกเวน หม 1, หม 2 (Ca, Sr, Ba, Ra) - โลหะทรานซชน กบ OH-, ประจ 2-, 3- ยกเวน CuSO4, CdSO4 - หม 2 กบ -2

3CO , -24SO , -3

4PO ยกเวน MgSO4


1.3 ความเปนกรด-เบสของสารละลาย - สารประกอบคลอไรด - โลหะ มฤทธเปนกลาง ยกเวน Be, หม 3, ทรานซชน เปนกรด - อโลหะ มฤทธเปนกรด ยกเวน CCl4, NCl3 ไมละลายนา - สารประกอบออกไซด - โลหะ มฤทธเปนเบส ยกเวน BeO, Al2O3 ไมละลายนา - อโลหะ มฤทธเปนกรด ยกเวน SiO2 ไมละลายนา - สารประกอบซลไฟด - โลหะ มฤทธเปนเบส - อโลหะ มฤทธเปนกรด 2. ปฏกรยาทควรร 2.1 การเผาไหม CxHy + (x + 4

y ) O2 xCO2 + 4y H2O

2.2 MgCO3 MgO + CO2 CaCO3 CaO + CO2 2.3 โลหะ + กรด (H+) H2(g) 2.4 -2

3CO หรอ -3HCO + กรด (H+) CO2(g)

2.5 กรด + เบส เกลอ + นา 3. ส

สเปลวไฟ สสารประกอบ (โลหะทรานซชน) สแกส สของหลอดไฟ

เมอบรรจแกส Na - เหลอง Ba - เขยวออน Cu - เขยว Sr - แดง Ca - แดงอฐ K - มวง

Cu+ เขยว Cu2+ ฟา Fe2+ เขยว Fe3+ สม Cr2+ ฟา Cr3+ เขยว Cr6+ เหลองสม Mn2+ นาตาล Mn3+ ดา Mn6+ เขยว Mn7+ มวง

F2 - เหลองจาง (ไมมส) Cl2 - เขยวจาง (ไมมส) Br2 - สม นาตาล I2 - มวง

H2 - มวง Ne - แดง Hg - เขยว


แบบทดฝกหด 24. ให X เปนธาตทมเลขอะตอม 8 ธาต X จะเกดพนธะชนดใดกบธาตตอไปน 1) พนธะไอออนกกบ 17A 2) พนธะไอออนกกบ 56B 3) พนธะโคเวเลนตกบ 13C 4) พนธะโคเวเลนตกบ 20D 25. สมบตของธาตไฮโดรเจนในขอใดบางทไมเหมาะกบการจดธาตนไวในหมเดยวกบโลหะแอลคาไล ก. จานวนเวเลนตอเลกตรอน ข. ชนดของสารประกอบและพนธะ ค. จดหลอมเหลวและจดเดอด ง. พลงงานไอออไนเซชน 1) ก. และ ง. 2) ข. และ ค. 3) ข., ค. และ ง. 4) ก., ข., ค. และ ง. 26. สารประกอบคลอไรดของธาต A มสตร ACl2 และมสฟาอมเขยว เมอนามาละลายนาแลวเตมสารละลาย

แอมโมเนยจะเกดตะกอนสฟาของ A(OH)2 ซงเมอเตมสารละลายแอมโมเนยมากขน ตะกอนจะละลายใหสารละลายสนาเงนเขม A ควรอยตาแหนงใดในตารางธาต

1) คาบ 3 หม IIA 2) คาบ 3 หม IIIA 3) คาบ 4 หม IB 4) คาบ 4 หม IIIB 27. ออกไซดของธาต X และ Y มสมบตบางประการดงน

ออกไซด จดหลอมเหลว ความเปนกรด–เบสของสารละลายในนา XO2 Y2O

ตากวา 0°C สงกวา 1000°C

กรด เบส

ธาตในขอใดมโอกาสทจะเปน X และ Y ตามลาดบ 1) C และ Cl 2) C และ Na 3) S และ Cl 4) S และ Be 28. ถาทงไอโซโทปกมมนตรงสชนดหนง 20.0 กรม ไวนาน 28 วน ปรากฏวามไอโซโทปนนเหลออย 1.25 กรม

ครงชวตของไอโซโทปนมคาเทาใด 1) 28 วน 2) 20 วน 3) 12 วน 4) 7 วน


ผชวยศาสตราจารย ดร. พชณตา ธรรมยงคกจ ภาควชาเคม คณะวทยาศาสตร จฬาลงกรณมหาวทยาลย การศกษา พ.ศ. 2541 วทยาศาสตรบณฑต (เกยรนยมอนดบหนง) คณะวทยาศาสตร จฬาลงกรณมหาวทยาลย พ.ศ. 2545 ปรญญาเอก (Dr.rer.nat.), Eberhard Karls Universität Tübingen, ประเทศเยอรมน ประสบการณวจย 10/2548-ปจจบน อาจารยประจาภาควชาเคม คณะวทยาศาสตร จฬาลงกรณมหาวทยาลย 01/2552-12/2553 นกวจยทนรางวล Marie Curie International Incoming Research Fellowship,

ดแลโครงการวจยรวมกบ Linz Institute for Organic Solar Cells (LIOS), Institute of Physical Chemistry, Johannes Kepler University Linz, ประเทศออสเตรย

04/2545-07/2548 นกวจย Postdoc (Postdoctoral researcher) ในกลมวจยของ Prof. Jonathan S. Lindsey, Department of Chemistry, North Carolina State University, Raleigh, North Carolina, ประเทศสหรฐอเมรกา

04/2542-02/2545 ผชวยวจย (ในฐานะนกเรยนทน German Academic Exchange Service หรอ DAAD) ท Institute of Organic Chemistry, Eberhard-Karls-Universität Tübingen, Tübingen, ประเทศเยอรมน

05/2540-07/2541 ผชวยวจย, ภาควชาเคม คณะวทยาศาสตร จฬาลงกรณมหาวทยาลย 03/2540-05/2540 นสตฝกงาน, การปโตรเลยมแหงประเทศไทย (บรษท ปตท จากด (มหาชน) ใน

ปจจบน)


ประสบการณสอน วชา “Chemistry for Engineering”, International School of Engineering, คณะวศวกรรมศาสตร

จฬาลงกรณมหาวทยลย วชา “เคมอนทรยสงเคราะหขนสง”, ภาควชาเคม คณะวทยาศาสตร จฬาลงกรณมหาวทยาลย วชา “เคมอนทรยสงเคราะห”, ภาควชาเคม คณะวทยาศาสตร จฬาลงกรณมหาวทยาลย วชา “เคมอนทรย I”, ภาควชาเคม คณะวทยาศาสตร จฬาลงกรณมหาวทยาลย วชา “เรองคดเฉพาะทางเคมอนทรย 4: พนฐานและวสดอนทรยสาหรบการประยกตทางอเลกทรอนกสเชงแสง” วชาปฏบตการเคมและเคมอนทรยอนๆ สาหรบหลากหลายคณะในจฬาลงกรณมหาวทยาลย วทยากรรบเชญในมหาวทยาลยตางๆ ทงในและตางประเทศ Brand Summer Camp ป 2550 รางวลและทนรางวล พ.ศ. 2540 ทนศษยกนกฏ จาก สานกงานพฒนาวทยาศาสตรและเทคโนโลยแหงชาต

(สวทช.) พ.ศ. 2541 รางวลนสตทไดคะแนนรวมวชาสาขาเคมอนทรยสงทสดในรน ภาควชาเคม

คณะวทยาศาสตร จฬาลงกรณมหาวทยาลย พ.ศ. 2542-พ.ศ. 2545 ทน German Academic Exchange Service (DAAD) จากประเทศเยอรมน พ.ศ. 2552-พ.ศ. 2553 ทนรางวล Marie Curie International Incoming Fellowship จาก

คณะกรรมาธการยโรป พ.ศ. 2552 ทนสนบสนนการเขารวมประชม (Young Chemist Award) จาก 42nd

IUPAC Congress และตาแหนง Young Observer ในการประชม 45th

IUPAC General Assembly ณ เมอง Glasgow สหราชอาณาจกร งานวจยทสนใจ สารประกอบอนทรยสาหรบการประยกตใชในเซลลสรยะชนดอนทรยและตวเรงปฏกรยาเคมไฟฟาเชงแสง

การออกแบบและสงเคราะห


พนธะเคม การทาใหสารในธรรมชาตเปลยนสถานะจะตองใชพลงงาน ซงมากหรอนอยขนกบชนดของสาร และการสลายโมเลกลใหเปนอะตอมตองใชพลงงาน แสดงใหเหนวามแรงยดเหนยวระหวางอนภาคของสาร พนธะเคม คอ แรงยดเหนยวระหวางอะตอมในกอนโลหะ ในโมเลกล หรอระหวางไอออนในสารประกอบ ไอออนก พนธะไอออนก คอ แรงดงดดระหวางไอออนบวกและไอออนลบ ซงมประจไฟฟาตางชนดกน เกดเปนสารประกอบไอออนก ซงจดเรยงตวเปนโครงผลกทมรปรางแนนอน ประกอบดวยไอออนบวกและไอออนลบตอเนองสลบกนไปทงสามมต โครงสรางของผลกจะขนกบสดสวนของจานวนประจ และขนาดของไอออน NaCl จะม Na+ และ Cl- เรยงสลบกนไป Na+ แตละไอออนจะถกลอมรอบดวย Cl- 6 ไอออน และ Cl- แตละไอออนจะถกลอมรอบดวย Na+ 6 ไอออน จงมอตราสวนอยางตาของ Na+ กบ Cl- เปน 1 : 1 CaF2 พบวา Ca2+ แตละไอออนจะถกลอมรอบดวย F- 8 ไอออน และ F- แตละไอออนจะถกลอมรอบดวย Ca2+ 4 ไอออน จงมอตราสวนอยางตาของ Ca2+ กบ F- เปน 1 : 2

IA IIA IIIA IVA VA VIA VIIA

Li+ H+ H- N3- O2- F-

Na+ Mg2+ Al3+ P3- S2- Cl-K+ Ca2+ Ga3+ As3- Se2- Br-

Rb+ Sr2+ In3+ Sn2+

Sn4+ Sb3- Te2- l-

Cs+ Ba2+

โลหะแทรนซชนอาจเกดไอออนมากกวา 1 ชนด เชน Cr2+ Cr3+ Mn2+ Mn3+ Fe2+ Fe3+ Co2+ Co3+ Cu+ Cu2+ Tl3+ Pb2+

Pb4+ Bi3+

ไอออนบวกและไอออนลบของธาตบางธาตในตารางธาต


เนองจากโครงสรางของสารประกอบไอออนกมไอออนบวกและไอออนลบอยตอเนองกนไปทงสามมต โดยไมแยกเปนโมเลกล จงจดเปนสารประกอบทไมมสตรโมเลกล และใชสตรเอมพรคลแสดงอตราสวนอยางตาของจานวนไอออนทเปนองคประกอบแทนสตรโมเลกล การเกดปฏกรยาระหวางโลหะโซเดยมกบแกสคลอรนเกดเปนโซเดยมคลอไรดอาจเขยนแผนภาพแสดงการเปลยนแปลงพลงงานไดดงน (วฏจกรบอรน-ฮารเบอร)

kJ 496H3 =∆

kJ 411NaCl(s)H ][f =∆

พลงงาน

สดทาย

เรมตน

1 kJ107 H1 =∆(g)Cl21 Na(s) 2+

kJ 122 H2 =∆(g)Cl21 Na(g) 2+

Na(g) + Cl(g)

3

-eCl(g)(g)Na +++

kJ349 H4 =∆4(g)Cl(g)Na -

++

kJ787 H5 =∆5

NaCl(s)

2

+

+

+

-

-

-

แผนภาพแสดงการเปลยนแปลงพลงงานในการเกดโซเดยมคลอไรด 1 โมล

ตวอยางท 1 สมการการเกดสารประกอบ CaBr2 Ca(s) + Br2(l) CaBr2(s) ขนตอนใดทไมอยในแผนภาพแสดงการเปลยนแปลงพลงงาน ก. Br2(l) 2Br(g) ข. Ca2+(g) + 2Br-(g) CaBr2(s) ค. Ca(g) + Br2(g) Ca(g) + Br2(g) ง. Ca(g) + 2Br(g) Ca2+(g) + 2Br(g) + 2e- 1) ก. และ ข. 2) ข. และ ค. * 3) ก. และ ค. 4) ง. ตวอยางท 2 พจารณาปฏกรยา Ca(s) + 2

1 O2(g) CaO(s)

พลงงานในขอใดไมเกยวของกบปฏกรยาน 1) พลงงานแลตทซ 2) พลงงานการระเหดของ Ca * 3) พลงงานไอออไนเซชนของธาตออกซเจน 4) พลงงานการสลายพนธะของธาตออกซเจน


ตวอยางท 3 พจารณาปฏกรยาการเกดสารประกอบตอไปน Na(s) + 2

1 X2(g) NaX(s) เมอ X = 17Cl หรอ 35Br หรอ 53I จากขอมลขางตน ขอใดถก 1) จดหลอมเหลวของ NaCl < NaBr < NaI 2) ถา X เปน 53I พบวาพลงงานทคายออกมาจากปฏกรยามคาสงสด * 3) พลงงานแลตทซของ NaX จะขนกบแรงดงดดระหวาง Na+(g) และ X-(g) 4) พลงงานทคายออกมาจากปฏกรยาขนอยกบพลงงานไอออไนเซชนลาดบท 1 ของโลหะโซเดยมเปนสาคญ วธคด Na+(g) + X-(g) NaX(s) + พลงงานโครงผลกหรอพลงงานแลตทซ สมบตของสารประกอบไอออนก เมอทบผลกของสารไอออนกจะเกดการเลอนไถลของไอออนไปตามระนาบผลก เปนผลใหไอออนชนดเดยวกนเลอนไปอยตรงกน จงเกดแรงผลกระหวางไอออนทาใหผลกแตกออก ดงนนสารไอออนกจงเปราะ และแตกไดงาย ตวอยางท 4 ผลกไอออนกแตกหกเมอมแรงเขาไปกระทาเพราะเหตใด * 1) ประจชนดเดยวกนผลกกน 2) อเลกตรอนหลดออกจากผลก 3) จานวนประจบวกและลบไมเทากน 4) อเลกตรอนเคลอนทเรวขน เนองจากมพลงงานจลนมากขน ตวอยางท 5 ธาต X เมอเกดสารประกอบไอออนกกบธาตออกซเจนพบวาไดสารทมสตรเคมเปน XO2 โดยออกซเจนในสารประกอบนมการจดอเลกตรอนเปน 1s2 2s2 2p5 ขอใดถก 1) X เปนอโลหะ 2) X เปนธาตในคาบ 2 * 3) X เปนธาตทอยหมเดยวกบธาตทมเลขอะตอม 88 4) X เปนธาตทมคาอเลกโทรเนกาตวตมากทสดในตารางธาต สารประกอบไอออนกทเปนผลกของแขง ไอออนทเปนองคประกอบจะยดเหนยวกนอยางแขงแรง ไมสามารถเคลอนทไดจงทาใหไมนาไฟฟา แตในสภาพหลอมเหลวหรอละลายอยในนาจะนาไฟฟาได สารประกอบสวนใหญละลายในนา แตบางชนดละลายไดนอยหรอไมละลาย เมอละลายในนาจะมการสลายพนธะระหวางไอออนบวกกบไอออนลบ และเกดแรงยดเหนยวระหวางไอออนกบโมเลกลของนา ตวอยางท 6 ขอใดไมใชสมการทอยในวฏจกรพลงงานการละลายนาของ NaNO3(s) 1) NaNO3(s) Na+(g) + -

3NO (g) 2) Na+(g) Na+(aq) 3) -

3NO (g) -3NO (aq)

* 4) NaNO3(g) Na+(g) + -3NO (g)


เมอผสมสารละลายของสารประกอบไอออนกบางค ไอออนอสระจะทาปฏกรยากนเกดเปนสารประกอบไอออนก ชนดอน ตวอยางท 7 การผสมสารละลายในขอใดมปฏกรยาเกดขน และสามารถเขยนสมการไอออนกสทธไดทงค

สารละลายผสม I สารละลายผสม II 1) NaCl กบ AgNO3 Kl กบ Na2CO3 2) Ca(OH)2 กบ Pb(NO3)2 Li2SO4 กบ MgCl2 3) BaCl2 กบ Na2SO4 NH4CN กบ Na2HPO4

*4) AgNO3 กบ KBr Mg กบ HCl ตวอยางท 8 นกเรยนคนหนงทาการวเคราะหสารตวอยาง A, B และ C ซงเปนสารประกอบไอออนก โดยนามาทดสอบกบสารละลาย AgNO3, Na2SO4, Na2CO3 และ Na2HPO4 ซงเปนสารละลายใสไมมส และสารละลาย Cl2 ใน CCl4 และ Br2 ใน CCl4 ซงเปนสารละลายใสไมมสและมสสม ตามลาดบ สงเกตการเปลยนแปลงและบนทกผล ไดผลดงตาราง

ผลการทดสอบเมอผสมกบสารละลาย สาร ตวอยาง AgNO3 Na2SO4 Na2CO3 Na2HPO4 Cl2 ใน CCl4 Br2 ใน CCl4

A เกดตะกอน ไมมตะกอน เกดตะกอน เกดตะกอน สชมพแกมมวง สชมพแกมมวงB เกดตะกอน เกดตะกอน เกดตะกอน เกดตะกอน สสม สสม C ไมมตะกอน เกดตะกอน เกดตะกอน เกดตะกอน ไมมส สสม

จากผลการทดสอบสารตวอยาง A, B และ C ควรเปนสารในขอใด

A B C 1) MgBr2 CaO SrCl2 2) NH4Cl BaCl2 Ca(NO3)23) MgCl2 Sr(NO3)2 (NH4)2S

*4) MgI2 CaBr2 Ba(NO3)2 พนธะโคเวเลนตเกดจากอะตอมตงแต 2 อะตอม ใชอเลกตรอนรวมกนเปนค โดยทวไปอะตอมจะรวมกนดวยอตราสวนททาใหอะตอมมเวเลนซอเลกตรอนครบ 8 ตามกฎออกเตต ซงกฎออกเตตใชทานายอตราสวน จานวนอะตอมของธาตองคประกอบทรวมกนเปนสารโคเวเลนต และชนดของพนธะโคเวเลนต


การรวมตวของไฮโดรเจนสองอะตอมเปนโมเลกลมการเปลยนแปลงพลงงาน ดงรป

74 pm*

พลงงานศกย (kJ/mol)

H

ระยะระหวางอะตอมของไฮโดรเจน (pm)

H

HH

436

kJ/m

ol

กราฟแสดงการเปลยนแปลงพลงงานในการเกดโมเลกลไฮโดรเจน

ตวอยางท 9 ปฏกรยาใดตอไปนเกดขนไมไดอยางแนนอน 1) ClF + F2 ClF3 2) PF3 + F2 PF5 3) SF2 + F2 SF4 * 4) SiF4 + F2 SiF6 ตวอยางท 10 สมการขอใดไมถกตอง (กาหนดเลขอะตอม Ca = 20, N = 7, H = 1, O = 8, C = 6, Ba = 56, S = 16) * 1) Ca(s) + 2H2O(l) Ca2+(aq) + 2OH-(aq) + 2H+(aq) 2) NH3(g) + H2O(l) +

4NH (aq) + OH-(aq) 3) C3H8(g) + 5O2(g)

พลงงาน 3CO2(g) + 4H2O(g) 4) Ba(NO3)2(aq) + H2SO4(aq) BaSO4(s) + 2H+(aq) + -

32NO (aq) ตวอยางท 11 กาหนดให X เปนธาตในหม VA และ Y เปนธาตในหม VIIA พลงงานพนธะของ X2(g) และ Y2(g) เทากบ 960 และ 240 kJ/mol ตามลาดบ เมอ X2(g) ทาปฏกรยากบ Y2(g) ในสองสภาวะไดผลตภณฑ XY3 และ X2Y4 ซงเปนสารโคเวเลนตทมแตพนธะเดยวในโมเลกลเทานน ดงสมการ (ก) และ (ข) (สมการยงไมไดดล) (ก) X2(g) + Y2(g) XY3(g) (ข) X2(g) + Y2(g) X2Y4(g) ปฏกรยา (ก) และ (ข) ทใหผลตภณฑ 1 mol จะคายพลงงานเทากบ 600 และ 1540 kJ ตามลาดบ พลงงานพนธะ X - X และ X - Y ในผลตภณฑมคาก kJ/mol

พลงงานพนธะ X - X (kJ/mol) พลงงานพนธะ X - Y (kJ/mol)1) 320 665 2) 340 600

*3) 1060 480 4) 1460 380


ตารางรปรางโมเลกลโคเวเลนต

สตร จานวน อเลกตรอน

จานวน อเลกตรอน ครวมพนธะ

จานวน อเลกตรอน คโดดเดยว

รปราง ตวอยาง

AB2 2 2 0 Linear HgCl2, BeCl2(g), CO2, HCN

AB3 3 3 0 Trigonal planar

BF3, BCl3, BH3, SO3

AB2 3 2 1 Bent SnCl2, SO2,

-2NO

AB4 4 4 0 Tetrahedral

CH4, SiCl4, POCl3

AB3 4 3 1 Trigonal pyramidal

NH3, PF3

AB2 4 2 2 Bent

H2O, +

2ICl , OF2, BrO2, SCl2

AB5 5 5 0 Trigonal bipyramidal

PF5, PCl5, SbF5,

-23FIO

AB4 5 4 1 Distorted tetrahedral

SF4,

+4IF

AB3 5 3 2 T-shape

CIF3, BrF3

AB2 5 2 3 Linear

-3I , -

2ICl , XeF2


สตร จานวน อเลกตรอน

จานวน อเลกตรอน ครวมพนธะ

จานวน อเลกตรอน คโดดเดยว

รปราง ตวอยาง

AB6 6 6 0 Octahedral SF6,

-6PF

AB5 6 5 1 Square pyramidal

IF5, BrF5, XeOF4

AB4 6 4 2 Square planar

XeF4,

-4BrF

ตวอยางท 12 สตรของกรดอะมโนชนดหนงเขยนได ดงน

CH

HCH

NCO

cb

aHH

H OH

มมระหวางพนธะ a, b และ c ควรเปนขอใด (หนวยองศา)

a b c 1) 106 109 90

*2) 106 109 120 3) 120 90 90 4) 120 90 120

วธคด รปรางโมเลกลโคเวเลนต มมระหวางพนธะ เสนตรง 180° สามเหลยมแบนราบ 120° ทรงสหนา 109.5° พระมดฐานสามเหลยม เลกกวา 109.5° ตวอยางท 13 การเกดพนธะไฮโดรเจนระหวางกรดอนทรยชนดหนงกบนา

OC C O H O

HH

c

dCHa

b มมระหวางพนธะในขอใดทมขนาดตางจากขออน 1) a 2) b 3) c * 4) d


ตวอยางท 14 มมพนธะในสารประกอบขอใด เมอรวมกนในทกสารประกอบแลวมคานอยทสด (กาหนดเลขอะตอม Be = 4, F = 9, C = 6, O = 8, H = 1, S = 16, Cl = 17, Xe = 54) 1) BeF2, CO2 * 2) H2F+, BeCl2 3) BeH2, O3 4) SO2, XeF2 ตวอยางท 15 โมเลกลหรอไอออนในขอใดทมรปรางแตกตางจากขออน 1) -

3I 2) SCN- * 3) XeO2 4) XeF2 ตวอยางท 16 สารประกอบโคเวเลนตขอใดมรปรางเหมอนกนทงหมด 1) CCl4

+4NH XeF4 2) BF3 NH3 PCl3

3) BrF5 PCl5 IF5 * 4) H2O SO2 O3 ตวอยางท 17 สารประกอบหรอไอออนในขอใดทมรปรางเหมอนกนและมมมพนธะเทากนทงหมด (กาหนดเลขอะตอม Be = 4, Br = 35, H = 1, O = 8, C = 6, Cl = 17, S = 16, N = 7) 1) BeBr2 และ H2O * 2) CCl4 และ

-24SO

3) +4NH และ CH3Cl 4) CO2 และ H2S

ตวอยางท 18 สารประกอบใดตอไปนมโครงสรางแตกตางจากขออน * 1) NF3 2) SO3 3) -

3NO 4) B(C6F5)3 ตวอยางท 19 กาหนดให A, D, E, G, J, X, Y และ Z เปนธาตทอยในคาบท 2-5 ของตารางธาต ดงน คาบ 2 A X Y 3 D 4 E G J Z 5

ขอใดเปนสมบตของธาตหรอสารประกอบทเกดจากธาตในตารางธาตทกาหนด 1) E, G และ J เปนธาตแทรนซชนทมเลขออกซเดชนหลายคา 2) พนธะในโมเลกลทเกดจาก X กบ Y ยาวกวาพนธะในโมเลกลทเกดจาก Y กบ Z 3) สารประกอบ AY และสารประกอบ DZ ไมละลายนา เพราะมแรงยดเหนยวระหวางอะตอมทแขงแรง * 4) มมระหวางพนธะของโมเลกลทเปนไปตามกฎออกเตตทเกดจาก X และ Z ใหญกวาทเกดจาก Y และ Z วธคด สารประกอบทเกดจากอโลหะหม 5 และหม 7 มรปรางเปนพระมดฐานสามเหลยม มอเลกตรอนคโดดเดยวตรงอะตอมกลาง 1 ค สารประกอบทเกดจากอโลหะหม 6 และหม 7 มรปรางเปนมมงอ มอเลกตรอนคโดดเดยวตรงอะตอมกลาง 2 ค


ตวอยางท 20 การเรยงลาดบความยาวพนธะทเกดจากอะตอมทตางกนในโมเลกล ขอใดแตกตางจากขออน * 1) NH3 H2O 2) CO CO2 3) C2H2 C2H4 4) CCl4 CBr4 วธคด

N

HH H

O

H H

C O

O C O

C CH H

C CH HH H

พนธะโคเวเลนต 1. พนธะโคเวเลนตไมมขว (Non-polar covalent bond) คอ พนธะโคเวเลนตระหวางอะตอมทมคาอเลก- โทรเนกาตวตเทากน ดงนนอเลกตรอนครวมพนธะจะถกนวเคลยสทงสองดงดดดวยแรงเทาๆ กน 2. พนธะโคเวเลนตมขว (Polar covalent bond) คอ พนธะโคเวเลนตระหวางอะตอมทมคาอเลกโทรเนกาตวตตางกน อเลกตรอนครวมพนธะจะอยใกลอะตอมทมอเลกโทรเนกาตวตสงกวาอะตอมนจะแสดงอานาจไฟฟาเปนลบ การแสดงขวของพนธะโคเวเลนต ใชสญลกษณ δ- และ δ+ (อานวา เดลตาลบ และเดลตาบวก ตามลาดบ) δ+ δ- ไฮโดรเจนคลอไรด แสดงขวของพนธะ H - Cl ผลตางของอเลกโทรเนกาตวตระหวางอะตอมมาก ขวของพนธะโคเวเลนตจะมอานาจไฟฟาสงกวาหรอมสภาพขวแรงกวาผลตางของอเลกโทรเนกาตวตระหวางอะตอมนอย โมเลกลโคเวเลนต (Covalent molecule) 1. โมเลกลไมมขว (Non-polar molecule) คอ โมเลกลโคเวเลนตทอะตอมกลางใชเวเลนซอเลกตรอนทงหมดสรางพนธะกบอะตอมของธาตเพยงชนดเดยว เชน N2, BeCl2, SiH4, PCl5, SF6 เปนตน 2. โมเลกลมขว (Polar molecule) คอ โมเลกลโคเวเลนตทอะตอมกลางใชเวเลนซอเลกตรอนทงหมดสรางพนธะกบอะตอมของธาตตางชนดกน หรอโมเลกลทอะตอมกลางมอเลกตรอนคโดดเดยว เชน H2O, PCl3 เปนตน Boiling point (°C) Boiling point (°C)

-60-40-20

020406080

100120

SH2

TeH2

SeH2

OH2

20 40 60 80100 120 -160-140-120-100-80-60-40-20

020

4CH

3AsH

4SiH

20 40 60 80100 120

HF

3PHHCl

3NH 3SbHHI

4SnH

4GeHHBr

Molecular weight Molecular weight

กราฟแสดงจดเดอดของสารประกอบไฮไดรด หม IV A ถง VII A


ตวอยางท 21 ขอใดมสภาพขวเหมอนกนทงหมด 1) CHCl3 H2O CS2 * 2) CCl4 CO2 BF3 3) PCl5 SO2 BeCl2 4) NH3 HCl CO2 ตวอยางท 22 โมเลกลของสารอนทรยชนดหนงไมมขว จดเดอดเทากบ 77°C เมอนามาผสมกบนา ขอใดถก 1) ละลายรวมเปนเนอเดยวกน 2) สารอนทรยแยกชนอยดานบน 3) สารอนทรยแยกชนอยดานลาง * 4) แยกชนแตไมสามารถระบชนได ตวอยางท 23 กาหนดสารประกอบฟลออไรดตอไปน (a) AaFb (b) BcFd (c) CeFf (d) DgFh ถาเลขอะตอมของ A = 1, B = 7, C = 8, D = 15, F = 9 และ a, b, c, d, e, f, g, h เปนเลขจานวนเตมบวก การเรยงลาดบแรงยดเหนยวระหวางโมเลกล ขอใดถก * 1) (a) > (d) > (b) > (c) 2) (a) > (d) > (c) > (b) 3) (d) > (b) > (a) > (c) 4) (d) > (c) > (b) > (a) วธคด โมเลกลโคเวเลนตทมแรงยดเหนยวระหวางโมเลกลเปนพนธะไฮโดรเจน ไดแก H2O HF NH3 กรดอนทรย แอลกอฮอล เปนตน ตวอยางท 24 พนธะเคมในสารตอไปนขอใดถก

พนธะ ไอออนก โคเวเลนต โคออรดเนตโคเวเลนต ไฮโดรเจนระหวางโมเลกล

1) SiCl4 XeF4 +4NH HF

2) KBr Cl2O PH3 H2S 3) SF6 PCl5 SO2 H2O

*4) MgO BF3 O3 NH3 ตวอยางท 25 การเกดพนธะหรอแรงยดเหนยวระหวางอนภาคภายในผลกตอไปน ก. ผลกแอมโมเนยเกดพนธะไฮโดรเจน ข. ผลกกามะถนเกดแรงดงดดระหวางขว ค. แกรไฟตเกดพนธะโลหะ ง. เพชรเกดพนธะโคเวเลนต จ. ผลก ZnS เกดพนธะไอออนก ฉ. ซลกา (SiO2) เกดพนธะไอออนก ขอใดถก * 1) ก., ง. และ จ. 2) ก., จ. และ ฉ. 3) ข., ค. และ ง. 4) ข., ง. และ ฉ.


ขอมลเรองสมมาตรของโมเลกล ตอบคาถามตวอยางท 26-29 สมมาตรของโมเลกลม 3 ประเภท คอ จดสมมาตร แกนสมมาตร และระนาบสมมาตร จดสมมาตร คอ จดทเมอสะทอนรปรางของโมเลกลผานจดนแลว จะไดรปรางของโมเลกลใหมซอนทบกบตาแหนงเดมพอด ตวอยางเชน

FF XeF

F

มอะตอม Xe เปนจดสมมาตร

แกนสมมาตร คอ แกนทเมอหมนโมเลกลรอบแกนแลวจะไดรปรางของโมเลกลใหมซอนทบกบตาแหนงเดมพอด โดยการหมน 1 รอบอาจจะพบรปรางทซอนทบกบตาแหนงเดมมากกวา 1 ครงกได ตวอยางเชน แกนสมมตทลากผาน S และ O เปนแกนสมมาตรทหมน 1 รอบ

ไดรปทซอนทบกบตาแหนงเดม 3 ครง ระนาบสมมาตร คอ ระนาบทเมอสะทอนรปรางของโมเลกลผานระนาบนแลว จะไดรปรางของโมเลกลใหมซอนทบตาแหนงเดมพอด ตวอยางเชน ระนาบทบรรจอะตอมทงสาม และระนาบทตงฉากกบระนาบนน

เปนระนาบสมมาตรทงค ตวอยางท 26 โมเลกลใดไมมจดสมมาตร

1) O C O * 2) H

H N HH

+

3) 4) มจดสมมาตรทกโมเลกล ตวอยางท 27 โมเลกลใดเมอหมนรอบแกนสมมาตรแลวจะมจานวนครงทรปรางซอนทบกบโมเลกลเดมมากทสด

* 1) Cl Be Cl 2) Cl Cl

ClB

3) ClClCl

ClC 4)

ClCl

ClCl

ClP

Cl ClCl

OS

H HO


ตวอยางท 28 XeF4 มแกนสมมาตรทเมอหมนรอบแกนแลวมรปรางซากบโมเลกลเดม 2 ครง รวมทงสนกแกน 1) 1 2) 2 * 3) 4 4) 8 ตวอยางท 29 โมเลกลคใดทมจานวนระนาบสมมาตรเทากน

* 1) F FS

FF

Fและ

FS 2)

FF

FFF F

S

Fและ

FS

3) FF

F

FS

FF

FF

Fและ

FS 4) ไมมขอถก

พนธะโลหะอธบายสมบตบางประการของโลหะได 1. โลหะนาความรอน และนาไฟฟาได เนองจากเวเลนซอเลกตรอนไมประจาท 2. โลหะมจดหลอมเหลวสง และดงใหขาดออกจากกนไดยาก เพราะเวเลนซอเลกตรอนของอะตอมทงหมดในกอนโลหะ ยดอะตอมไวอยางเหนยวแนน 3. โลหะตเปนแผนบางๆ ได เพราะการตโลหะใหแผออกเปนแผนบางๆ เปนการผลกใหอนภาคเลกๆ เลอนไถลไมหลดออกจากกน เพราะมกลมเวเลนซอเลกตรอนทาหนาทยดอนภาคเหลานไว 4. ผวหนาของโลหะมกเปนเงาวาว สะทอนแสงได เพราะกลมอเลกตรอนเคลอนทไดโดยอสระเมอกระทบกบแสง ซงเปนคลนแมเหลกไฟฟาจะรบและกระจายคลนแสงออกมาทาใหผวของโลหะสะทอนไดด ตวอยางท 30 กาหนดสมบตทางกายภาพของสาร ดงน ก. มจดเดอด จดหลอมเหลวสง ข. มสถานะเปนแกสทอณหภมหอง ค. นาความรอนได ง. นาไฟฟาได จ. ละลายนาได ขอใดเปนสมบตทางกายภาพทสอดคลองกบประเภทสารทกาหนด

ประเภทสาร สมบตทางกายภาพ1) โคเวเลนตไมมขว ข. และ ค. 2) โครงผลกรางตาขาย ก. และ จ. 3) ไอออนก ก., ง. และ จ.

*4) โลหะ ก., ค. และ ง.


ตวอยางท 31 ขอใดผดเกยวกบการนาไฟฟาของสารชนดตางๆ * 1) การนาไฟฟาของสารประกอบไอออนกในสถานะของเหลวเกดจากการถายเทอเลกตรอนจากไอออนบวก

ใหไอออนลบ 2) การนาไฟฟาของโลหะเกดจากการเคลอนทของอเลกตรอนทมพลงงานจลนสง 3) แกรไฟตซงเปนอญรปหนงของคารบอนนาไฟฟาไดเนองจากการเคลอนทของอเลกตรอน 4) สารกงตวนาจะนาไฟฟาไดกตอเมอไดรบพลงงานจานวนหนง แลวทาใหอเลกตรอนเกดการเปลยนระดบ

พลงงาน ตวอยางท 32 รปตอไปน แสดงแบบจาลองโมเลกลสามมตของมเทน (CH4)

ขอใดแสดงรปโครงสรางสามมตของมเทนทไมใชรปทรงสหนา (กาหนดให สญลกษณ แทนพนธะทชออกไปดานหนาของระนาบกระดาษ แทนพนธะทชเขาไปดานหลงของระนาบกระดาษ แทนพนธะทอยในระนาบเดยวกบกระดาษ)

1) C

H

H

H

H

2) HH

C

HH

* 3)

H

HH

H

C 4) C

H

H

HH


ปรมาณสมพนธ โมล หมายถง ปรมาณสารทมจานวนอนภาคเทากบจานวนอะตอมของ C-12 ทมมวล 12 กรม หรอ 6.02 × 1023 อนภาค สาร 1 โมล จะมมวลเปนกรมเทากบมวลอะตอมของธาต หรอมวลโมเลกลของสาร ปรมาตรตอโมลของแกส = 22.4 dm3 ท STP

โมล = มวล (กรม) มวลอะตอมหรอมวลโมเลกล

= 22.4STP ท )(dm ปรมาตร 3

= 23106.02คจานวนอนภา

×

ตวอยางท 1 กาหนดให - ธาต Y 3 อะตอมมมวลเปน 4 เทาของมวลคารบอน -12 - ธาต X ในธรรมชาตม 2 ไอโซโทป คอ 14X และ 15X - ธาต 14X มมวลอะตอม = 14.00 ปรมาณรอยละทพบในธรรมชาต = 99.6 และธาต 15X มมวลอะตอม = 15.00 สารประกอบทมสตรโมเลกล XY ทมจานวนอะตอมเทากบ 6.02 × 1023 อะตอม จะมนาหนกกกรม วธคด มวลของธาต 1 อะตอม = มวลอะตอม × 12

1 มวล C-12 1 อะตอม

มวลของ Y 3 อะตอม = 3 × มวลอะตอมของ Y × 121 มวล C-12 1 อะตอม

3 มวลอะตอมของ Y × 121 = 4

มวลอะตอมของ Y = 16 มวลอะตอมของ X = 100

15(0.4)14(99.6) +

= 10061394.4 + = 14.004

มวลโมเลกล XY = 14 + 16 = 30 วธการเปลยนแปลงคาและหนวยตางๆ โดยใชแฟคเตอรเปลยนหนวย

gXY = 210 6.02 23× โมเลกล XY ×

XYโมเลกล 10 6.02gXY 30

23×

= 15 g ตวอยางท 2 B-10 จานวน 1 อะตอม มนาหนกประมาณกกรม * 1) 1.66 × 10-23 2) 6.02 × 10-23 3) 1.66 × 10-24 4) 6.02 × 10-24


ตวอยางท 3 แกสไนโตรเจนไดออกไซด จานวน 6.02 × 1020 โมเลกล มมวลและปรมาตรท STP เทาใด (N = 14, O = 16) * 1) 0.046 กรม 0.022 ลตร 2) 0.092 กรม 0.045 ลตร 3) 0.460 กรม 0.224 ลตร 4) 0.920 กรม 0.448 ลตร ตวอยางท 4 สารประกอบ Mg3(PO4)2 ทประกอบดวย P เทากบ a อะตอม มมวลกกรม (Mg = 24, P = 31, O = 16) * 1) 2.18 × 10-22 a 2) 4.36 × 10-22 a 3) 131 a 4) 293 a วธคด มวลโมเลกล Mg3(PO4)2 = 262 P 2 โมล ในสารประกอบ Mg3(PO4)2 1 โมล P 2 × 6.02 × 1023 อะตอม ในสารประกอบ Mg3(PO4)2 262 กรม P a อะตอม ในสารประกอบ Mg3(PO4)2 23106.022

a262××

กรม

สารละลาย ความเขมขนของสารละลาย บอกไดหลายวธ ดงน 1. รอยละหรอสวนใน 100 สวน (pph), สวนในลานสวน (ppm), สวนในพนลานสวน (ppb)

รอยละโดยมวลของ A = มวลของ A (หนวยมวล) มวลของสารละลาย (หนวยมวล)

× 100

รอยละโดยปรมาตรของ A = ปรมาตรของ A (หนวยปรมาตร) ปรมาตรของสารละลาย (หนวยปรมาตร)

× 100

รอยละโดยมวล/ปรมาตรของ A = มวลของ A (หนวยมวล) ปรมาตรของสารละลาย (หนวยปรมาตร)

× 100

2. บอกปรมาณตวละลายเปนโมล, ตวทาละลายเปนมวล, ปรมาตร หรอโมล

โมแลลต = โมแลล (m) = (kg)ำละลายมวลของตวท(mol) งตวละลายจานวนโมลขอ

โมลารต = โมลาร (M) = L)หรอ(dmสารละลายปรมาตรของ

(mol) งตวละลายจานวนโมลขอ3

เศษสวนโมลของ A = (mol)ารละลายมของสารในสจานวนโมลรว(mol) A งจานวนโมลขอ

รอยละโดยจานวนโมลของ A = เศษสวนโมลของ A × 100


การเตรยมสารละลาย 1. การเตรยมสารละลายจากสารบรสทธ mol = 1000

MV

มวล = mol × มวลโมเลกล 2. การทาสารละลายเขมขนใหเจอจางลง จานวนโมลของตวละลายกอน และหลงการทาใหเจอจางจะมคาเทาเดม M1V1 = M2V2 ตวอยางท 5 อปกรณในขอใดมความแมนยาในการวดปรมาณสารนอยทสด 1) บวเรตขนาด 50 มลลลตร * 2) ขวดวดปรมาตรขนาด 100 มลลลตร 3) เครองชงสารแบบทศนยม 3 ตาแหนง 4) ปเปตแบบกระเปาะ (Volumetric pipette) ขนาด 25 มลลลตร ตวอยางท 6 การใชปเปตแบบ Graduated pipette (มมาตรวดปรมาตรละเอยด 0.1 มลลลตรอยขางปเปต) ขนาด 10 มลลลตร เพอถายเทสารปรมาตร 5 มลลลตร ควรทาตามขอใดจงจะเหมาะสมทสด 1) ดดสารเขาไปในปเปต 5 มลลลตร แลวปลอยออกจนหมด พนสารทเหลอคางทปลายปเปตออกดวยลกยาง * 2) ดดสารเขาไปในปเปต 10 มลลลตร แลวปลอยออก 5 มลลลตร 3) ดดสารเขาไปในปเปต 5 มลลลตร แลวปลอยออกจนหมด 4) ไมควรใชปเปตน ควรเปลยนไปใชปเปตขนาด 5 มลลลตรแทน ตวอยางท 7 ตองการเตรยมกรดไนตรก (HNO3) ใหมความเขมขน 0.12 โมลาร ปรมาตร 50 มลลลตร ตองใชกรดไนตรกทมความเขมขน 63% โดยมวล ความหนาแนน 1.20 กรม/มลลลตร อยางนอยกมลลลตร (H = 1, N = 14, O = 16) * 1) 0.5 2) 5 3) 10 4) 12 ตวอยางท 8 ตองการเตรยมสารละลายไทเทเนยม ปรมาตร 100 มลลลตร ใหมความเขมขน 10 มลลกรม/ลตร ตองใช TiSO4 กกรม (O = 16, S = 32, Ti = 48) 1) 3 × 10-1 2) 3 × 10-2 * 3) 3 × 10-3 4) 3 × 10-4 ตวอยางท 9 ตองการเตรยมสารละลายกรด H2SO4 0.9 โมลาร ปรมาตร 250 มลลลตร ตองใชกรด H2SO4 ทมความเขมขนรอยละ 98 โดยมวล กมลลลตร กาหนดความหนาแนนของกรด H2SO4 เปน 1.80 กรม/มลลลตร (H = 1, O = 16, S = 32) 1) 6.3 * 2) 12.5 3) 18.0 4) 25.0


ตวอยางท 10 สารละลาย NaBr ความเขมขนรอยละ a โดยมวล มความหนาแนนเทากบ b g/cm3 เมอนาสารละลายน ปรมาตร 50.0 cm3 เจอจางเปน 250.0 cm3 สารละลายทไดมความเขมขนเทาใด (Na = 23, Br = 80) 1) 103

b a × M 2) 103 b a × m * 3) 103

ba2 ×× M 4) 103 b a 2 ×× m

วธคด M1V1 = M2V2 103

ba10 × 50 = M2 × 250

M2 = 103ba2 ×× mol/dm3

ตวอยางท 11 มสารละลายกรด HCl เขมขน 0.40 โมลาร จานวน 500 มลลตร และสารละลายกรด HCl เขมขน 0.10 โมลาร จานวน 500 มลลลตร ตองการเตรยมสารละลายกรด HCl เขมขน 0.20 โมลาร จานวน 500 มลลลตร วธเตรยมตอไปน ขอใดถกตอง 1) ใชสารละลายกรด HCl เขมขน 0.40 โมลาร จานวน 200 มลลลตร ผสมกบสารละลายกรด HCl

เขมขน 0.10 โมลาร จานวน 300 มลลลตร 2) ใชสารละลายกรด HCl เขมขน 0.40 โมลาร จานวน 300 มลลลตร ผสมกบสารละลายกรด HCl

เขมขน 0.10 โมลาร จานวน 200 มลลลตร * 3) ใชสารละลายกรด HCl เขมขน 0.40 โมลาร จานวน 200 มลลลตร ผสมกบสารละลายกรด HCl

เขมขน 0.10 โมลาร จานวน 200 มลลลตร แลวเตมนา 100 มลลลตร 4) ใชสารละลายกรด HCl เขมขน 0.40 โมลาร จานวน 200 มลลลตร ผสมกบสารละลายกรด HCl

เขมขน 0.10 โมลาร จานวน 100 มลลลตร แลวเตมนา 200 มลลลตร วธคด MV = M1V1 + M2V2 0.2 × 500 = (0.4 × 200) + (0.1 × 200) การหาจดเดอดของสารบรสทธ และสารละลาย

เทอรมอมเตอร

แทงแกวคนสาร

หลอดคะปลลาร

หลอดทดลองขนาดเลก

ตวอยางท 12 หากนกเรยนทาตะเกยงแอลกอฮอลทมไฟตดอยหกบนโตะทดลอง นกเรยนควรจะปฏบตอยางไร 1) หานามาดบไฟบนโตะ 2) ชวยกนเปาใหไฟดบ * 3) เอาผาชบนาคลมบรเวณทตดไฟ 4) เปดหนาตางใหอากาศถายเทไดดขน


การหาจดหลอมเหลวของสารบรสทธ และสารละลาย

เทอรมอมเตอร

แทงแกวคนสารหลอดคะปลลาร

สรป ตวละลายจะเปนสารใดกได แตเปนสารทระเหยยาก และไมแตกตวเปนไอออน 1. จดเดอดของสารละลายจะสงกวาจดเดอดของตวทาละลายบรสทธ 2. จดหลอมเหลวหรอจดเยอกแขงของสารละลายจะตากวาจดหลอมเหลวหรอจดเยอกแขงของตวทาละลายบรสทธ 3. สารละลายทมตวทาละลายชนดเดยวกน ถามความเขมขน (mol/kg) เทากน จะมจดเดอดและจดเยอกแขงเทากน 4. สารละลายทมตวทาละลายชนดเดยวกน ความเขมขน (mol/kg) ของสารละลายยงสงจดเดอดจะสงขนดวย แตจดหลอมเหลวหรอจดเยอกแขงจะยงตา ∆Tb = Kbm = Kb ×

21

WMw 1000W××

∆Tf = Kfm = Kf ×

21

WMw 1000W××

∆Tb = ผลตางระหวางจดเดอดของสารละลายกบจดเดอดของตวทาละลายบรสทธ ∆Tf = ผลตางระหวางจดเยอกแขงของตวทาละลายบรสทธกบจดเยอกแขงของสารละลาย m = ความเขมขนของสารละลายเปนโมแลล หรอโมลตอกโลกรม Kb = คาคงทของการเพมของจดเดอด Kf = คาคงทของการลดของจดเยอกแขง W1 = มวลของตวละลาย (กรม) W2 = มวลของตวทาละลาย (กรม) Mw = มวลโมเลกลของตวละลาย


ตวอยางท 13 นาสาร A หนก 1.5 กรม กบสาร B ละลายในเบนซน ปรมาตร 100 cm3 ไดสารละลายทม จดเยอกแขงเทากบ 5.021°C สาร B ทใชหนกกกรม กาหนดให ความหนาแนนของเบนซน = 0.9 g/cm3 จดเยอกแขงของเบนซน = 5.533 °C คา Kf ของเบนซน = 5.12 °C/m มวลโมเลกล A = 300 มวลโมเลกล B = 250 * 1) 1.00 2) 1.25 3) 2.00 4) 2.50 วธคด สาร B ทใชหนก x กรม mol A = 300

1.5 = 0.005

mol B = 250x

∆Tf = Kf × 2

1 WMw 1000W××

5.533 - 5.021 = 5.12 ×

+ 250

x 0.005 × 0.91001000×

สาร B ทใชหนก = 1 กรม ตวอยางท 14 นาสาร 4 ชนด ปรมาณชนดละ 0.001 โมล ผสมกบนา 1 kg พบวาไดสารละลายทมจดเดอดแตกตางกน สารขอใดใหจดเดอดสงทสด 1) NaCl * 2) CaCl2 3) C6H12O6 4) CH3COOH ตวอยางท 15 จากขอมลของสารตอไปน

สาร ความเขมขน (mol/kg) จดเดอด (°C) A - 80.0 B - 75.5

สารละลาย X ใน A 0.5 81.5 สารละลาย Y ใน B 1.5 78.5

สารละลาย X ใน B ความเขมขน 2 mol/kg และสารละลาย Y ใน A ความเขมขน 1 mol/kg จะมจดเดอดตางกนกองศาเซลเซยส (3.5°C) ตวอยางท 16 ถาจดเยอกแขงของแนฟทาลนเทากบ 80.6°C เมอนาสารตวอยาง (XmYn) หนก 0.51 กรม มาละลายในแนฟทาลน 10.2 กรม พบวาสารละลายมจดเยอกแขง 78.9°C สตรโมเลกลของ XmYn คอขอใด (กาหนด Kf ของแนฟทาลน = 6.80°C ⋅ kg/mol และมวลอะตอม X = 100, Y = 50) 1) XY * 2) XY2 3) X2Y 4) XY3


วธคด ∆Tf = Kf × 2

1 WMw 1000W××

80.6 - 78.9 = 6.8 × 10.2Mw 10000.51

××

การคานวณมวลเปนรอยละจากสตร รอยละของ A ในสารประกอบ = ระกอบมวลของสารป

100Aมวลของ ×

ตวอยางท 17 วเคราะหผลกของสารประกอบชนดหนงซงมสตรเปน Na2XH20O14 พบวาผลกน 1.5 กรม มธาต X รอยละ 15.2 โดยมวล มวลอะตอมของธาต X เปนเทาใด (Na = 23, H = 1, O = 16) 1) 45.0 * 2) 52.0 3) 59.1 4) 62.6 วธคด รอยละของ X ในสารประกอบ = ระกอบมวลของสารป

100X มวลของ ×

15.2 = 14(16)20(1)X 2(23)100X

+++×

X = 51.98 ตวอยางท 18 สารประกอบ hexachlorophene หนงโมเลกลม Cl จานวน 6 อะตอม และมรอยละโดยมวลของ Cl เทากบ a สารประกอบ hexachlorophene มมวลโมเลกลเทาใด (Cl = 35.5)

* 1) a100 6 35.5 ×× 2) a

100 6 10 6.02 35.5 23 ××××

3) 100a 6 35.5 ×× 4) 100

a 6 10 6.02 35.5 23 ×××× การคานวณปรมาณสารในปฏกรยาเคม กฎทรงมวล อองตวน-โลรอง ลาววซเอ ทดลองเผาสารในหลอดทปดสนท พบวามวลรวมของสารกอนเกดปฏกรยาเทากบมวลรวมของสารหลงเกดปฏกรยา ระบบปด เปนระบบทไมมการถายเทมวลกบสงแวดลอม

2KI(aq) + Pb(NO3)2(aq) PbI2(s) + 2KNO3(aq) ตะกอนสเหลอง ระบบเปด เปนระบบทมการถายเทมวลกบสงแวดลอม

CaCO3(s) + 2HCl(aq) CaCl2(aq) + H2O(l) + CO2(g) ภาวะของระบบคอสมบตของสารและปจจยทมผลตอสมบตของระบบ กฎสดสวนคงท โจเซฟ เพราสต ศกษาการเตรยมสารประกอบ พบวาสารประกอบชนดหนงเตรยมดวยวธการทแตกตางกน จะมอตราสวนโดยมวลของธาตทรวมกนเปนสารประกอบคงทเสมอ


การศกษาปรมาตรของแกสในปฏกรยาระหวาง O2 กบ NO

กรดไนตรก

ทองแดง

แกสไนโตรเจนมอนอกไซด

การเตรยมแกสไนโตรเจนมอนอกไซด การถายแกสจากหลอดทดลองเขาสกระบอกตวง เมอวดปรมาตรของ O2 และ NO ทเขาทาปฏกรยาพอดกนแลวอตราสวนโดยปรมาตร O2 : NO = 1 : 2 กฎการรวมปรมาตรของแกส หรอเรยกวา กฎของเกย-ลสแซก สรปวา ทอณหภมและความดนคงท อตราสวนระหวางปรมาตรของแกสททาปฏกรยาพอดกบปรมาตรของแกสทเกดขน จะเปนเลขจานวนเตมลงตวนอยๆ กฎของอาโวกาโดร สรปวา ทอณหภมและความดนเดยวกนแกสใดๆ ทมปรมาตรเทากน จะมจานวนโมเลกลเทากน ตวอยางท 19 ถงแกสใบหนงบรรจ O2 ไวท 20 บรรยากาศ 300 เคลวน เมอเปลยนไปบรรจ SO2 แทน ทอณหภมและความดนเดยวกน พบวาถงนมนาหนกเพมขน 4 กโลกรม ถงใบนมปรมาตรบรรจประมาณกลตร (กาหนดใหคาคงทของแกส = 0.082 atm ⋅ L ⋅ mol-1 ⋅ K-1) 1) 0.154 2) 0.769 3) 76.875 * 4) 153.750 ความสมพนธระหวางปรมาณของสารในสมการเคม ผลไดรอยละ = ษฎผลไดตามทฤ

100 ผลไดจรง×

สารกาหนดปรมาณ คอ สารตงตนททาปฏกรยาหมดกอนสารอน ตวอยางท 20 จากปฏกรยาตอไปน

NH3(g) + O2(g) NO(g) + H2O(g) (สมการยงไมไดดล) ถานา NH3 จานวน a กรม ทาปฏกรยากบ O2 จานวน a กรม จะเกด NO กกรม (N = 14, H = 1, O = 16) * 1) 0.75 a 2) a 3) 1.25 a 4) 1.76 a วธคด 4NH3(g) + 5O2(g) 4NO(g) + 6H2O(g) O2 เปนสารกาหนดปรมาณ

2Omol NOmol = 5

4

mol NO = 54 mol O2

มวล NO = 54 mol O2 × 30


ตวอยางท 21 การเผา Ag2CO3 จะไดโลหะเงนบรสทธดงสมการ (Ag = 108) Ag2CO3(s) Ag(s) + CO2(g) + O2(g) ... (สมการยงไมไดดล)

เมอเผา Ag2CO3 อยางสมบรณไดแกสปรมาตร 3.36 dm3 ท STP จะไดโลหะเงนบรสทธกกรม 1) 16.2 * 2) 21.6 3) 32.4 4) 41.1 วธคด 2Ag2CO3(s) 4Ag(s) + 2CO2(g) + O2(g) แกสmol

Agmol = 34

mol Ag = 34 mol แกส

มวล Ag = 34 mol แกส × 108

ตวอยางท 22 ถาตองการทาใหธาต 1 กรม เกดเปนสารประกอบออกไซด โดยเผากบ O2 ธาตใดจะตองใชปรมาณ O2 มากทสด (Na = 23, Mg = 24, K = 39, Ca = 40) 1) Na * 2) Mg 3) K 4) Ca วธคด มวลโมเลกลของ Na2O, MgO, K2O และ CaO = 62, 40, 94, 56 ตามลาดบ ตวอยางท 23 นาตวอยาง 1.0 กรม ทมแคลเซยมเปนองคประกอบ มาทาปฏกรยากบ (NH4)2C2O4 ไดตะกอน CaC2O4 หนก 2.56 กรม ตวอยางมแคลเซยมอยรอยละเทาใด 1) 20 2) 40 3) 60 * 4) 80 วธคด มวลโมเลกล CaC2O4 = 128 CaC2O4 128 g ม Ca 40 g CaC2O4 2.56 g ม Ca 128

2.5640 × = 0.8 g

ตวอยางมแคลเซยมอยรอยละ 1.00.8 × 100 = 80

ตวอยางท 24 สารตวอยาง 10 กรม ม Ba(OH)2 เปนองคประกอบ นามาทาปฏกรยากบกรดดงสมการ

Ba(OH)2(aq) + H2SO4(aq) BaSO4(s) + 2H2O นาตะกอน BaSO4 ไปเผาได BaS หนก 3.38 กรม รอยละของ Ba ในสารตวอยางเทากบเทาใด (Ba = 137, S = 32, O = 16) 1) 2.7 2) 13.7 * 3) 27.4 4) 34.2 วธคด มวลโมเลกล BaS = 137 + 32 = 169 BaS หนก 3.38 กรม ม Ba 169

137 × 3.38 = 2.74 กรม

รอยละของ Ba ในสารตวอยาง 102.74 × 100 = 27.4

444 3444 21

mol3แกส


ตวอยางท 25 เตมเกลอ Zn(OH)2 ลงในสารละลาย HBr เขมขน 0.550 mol/dm3 ปรมาตร 400 cm3 พบวาสารละลายยงเปนกรด เมอนาสารละลายทไดไทเทรตกบสารละลาย NaOH เขมขน 0.500 mol/dm3 พบวาท จดสมมลใชปรมาตรของสารละลาย NaOH เทากบ a cm3 เกลอ Zn(OH)2 ทใชมมวลกกรม (Zn = 65, O = 16, H = 1) 1) 10.89 - a

0.025 * 2) 10.89 - 0.025 a 3) 21.78 - a0.050 4) 21.78 - 0.050 a

วธคด Zn(OH)2 + 2HBr ZnBr2 + 2H2O ...(1) HBr + NaOH NaBr + H2O ...(2) จากปฏกรยา 2 ; mol HBr = mol NaOH = 1000

a 0.5 ×

จากปฏกรยา 1 ; mol HBr ทใชในปฏกรยา = 1000400 0.55 × - 1000

0.5a

mol Zn(OH)2 ทใช =

× 10000.5a 1000400 0.552

1 -

มวล Zn(OH)2 ทใช = mol × มวลโมเลกล ตวอยางท 26 เมอเผา MgCO3(s) จะได MgO(s) และ CO2 (g) จากการนาสารผสมระหวาง MgCO3(s) และ MgO(s) จานวน 16.00 กรม มาเผาจนเกดปฏกรยาสมบรณ ปรากฏวาเหลอของแขงหนก 11.60 กรม มวลของ MgCO3(s) ในสารผสมมกกรม (Mg = 24, C = 12, O = 16) 1) 4.4 2) 5.9 3) 7.6 * 4) 8.4 ตวอยางท 27 นาผงซกฟอกชนดหนงหนก 0.620 กรม มาเผาจนรอนแดงเพอทาลายสารอนทรย แลวนามาเตมกรด HCl ทรอนจานวนมากเกนพอ เพอเปลยนธาตฟอสฟอรสใหเปนกรด H3PO4 ซงสามารถทาปฏกรยากบสารละลายผสม Mg2+ และ +

4NH เพอใหตกตะกอน MgNH4PO4 ⋅ 6H2O เมอนาตะกอนไปเผาจะเหลอของแขง Mg2P2O7 หนก 0.222 กรม ธาตฟอสฟอรสในผงซกฟอกชนดนมปรมาณรอยละเทาใด (Mg = 24, P = 31, O = 16) 1) 5 * 2) 10 3) 15 4) 20 วธคด มวลโมเลกลของ Mg2P2O7 = 222 ตวอยางท 28 ถาตองการเตรยมสารละลาย Zn2+ เขมขน 0.4 โมลาร โดยเตรยมจากการละลายโลหะ Zn หนก 13 กรม ดวยสารละลายกรด HCl ตองละลายโลหะ Zn ลงในสารละลาย HCl ทมความเขมขนและปรมาตรตามขอใด (Zn = 65) 1) 0.4 โมลาร 500 มลลลตร 2) 0.8 โมลาร 1000 มลลลตร * 3) 1.2 โมลาร 500 มลลลตร 4) ไมมขอถก


ตวอยางท 29 เมอเผาแร AX2 ในบรรยากาศออกซเจนและไฮโดรเจน ตามลาดบ ไดโลหะ A ดงสมการ (สมการยงไมดล) AX2 + O2 AO3 + XO2 AO3 + H2 A + H2O ถากระบวนการเผาแรดงกลาวใช AX2 1600 g แกสออกซเจน 560 g และแกสไฮโดรเจน 120 g จะไดโลหะ A มากทสดกกรม (มวลอะตอม X = 32, A = 96) ตอบ 480 g ตวอยางท 30 ภาชนะสองใบตอเชอมถงกน ใบแรกมขนาด 2 ลตร บรรจแกส N2 ไว 3 บรรยากาศ ใบทสองขนาด 3 ลตร บรรจแกส O2 ไว 5 บรรยากาศ ทอณหภมคงท เมอเปดวาลวทกนระหวางภาชนะทงสอง จะเกดปฏกรยากนจนสมบรณไดผลตภณฑเปนออกไซดชนดหนงของไนโตรเจนมความดนเทากบ 1.2 บรรยากาศ โดยไมมสารตงตนใดเหลออย สตรของออกไซดทเกดขนคอขอใด 1) NO2 2) NO3 3) N2O4 * 4) N2O5 ตวอยางท 31 แอสไพรน (C9H8O4) เตรยมไดจากปฏกรยาระหวางกรดซาลซลก (C7H6O3) กบแอซตกแอนไฮไดรด (C4H6O3) ดงสมการ

2 C7H6O3 + C4H6O3 2 C9H8O4 + H2O ตองใชกรดซาลซลกกกรมเพอใหทาปฏกรยาพอดกบแอซตกแอนไฮไดรด 1.02 กรม และไดแอสไพรนกกรม ตามลาดบ (H = 1, C = 12, O = 16) 1) 0.69 และ 0.90 2) 1.38 และ 1.80 * 3) 2.76 และ 3.60 4) 2.76 และ 7.20 วธคด มวลโมเลกลแอซตกแอนไฮไดรด (C4H6O3) = 102 มวลโมเลกลของกรดซาลซลก (C7H6O3) = 138 มวลโมเลกลของแอสไพรน (C9H8O4) = 180 จานวนโมลของแอซตกแอนไฮไดรด = 102

1.02 = 0.01

มวลของกรดซาลซลกทใช = (2 × 0.01) × 138 = 2.76 g มวลของแอสไพรนเกดขน = (2 × 0.01) × 180 = 3.60 g ตวอยางท 32 สาร A 18 กรม เผาไหมในบรรยากาศทมออกซเจนมากเกนพอ พบวาไดแกส X และแกส Y โดยทแกส X เกดปฏกรยากบสารละลาย Ca(OH)2 ไดตะกอนหนก 80.0 กรม ในขณะทแกส Y ถกดดซบดวยซลกาเจล และพบวามวลของซลกาเจลกอนและหลงดดซบเปน 50.0 กรม และ 68.0 กรม ตามลาดบ สาร A คอขอใด (มวลอะตอม Ca = 40, C = 12, H = 1, O = 16) 1) C2H5O2 * 2) C4H10O2 3) C6H15O4 4) C8H20O2


ตวอยางท 33 พจารณาปฏกรยาระหวางฟอสฟอรสกบแกสคลอรน P4 + Cl2(g) D(g) + E(g)

สารผลตภณฑทง 2 ชนด อยในสถานะแกสทสภาวะของการทาปฏกรยา หลงจากเกดปฏกรยาสมบรณ คอยๆ ลดอณหภมลง พบวาผลตภณฑ E ควบแนนออกมากอน มนาหนก 4.17 กรม หลงจากนนผลตภณฑ D ควบแนนออกมามนาหนก 8.25 กรม ผทาการทดลองลดอณหภมจนถง -100°C พบวาไดของเหลวอกชนดหนงมนาหนก 6.00 มลลกรม ในการทาปฏกรยานใช P4 กกรม (มวลอะตอม P = 31, Cl = 35.5) * 1) 2.48 2) 4.96 3) 7.44 4) 9.92 ตวอยางท 34 หยดกรด H2SO4 เขมขนปรมาณมากเกนพอลงไปในผลก NaCl พบวาเกดแกสชนดหนงทมคณสมบตในการกดกรอน เมอผานแกสนลงไปในนา 1.000 dm3 แลวนาสารละลายทได 20.00 cm3 ไปไทเทรตกบสารละลาย Na2CO3 ขน 4.000 × 10-2 M พบวาทจดยตตองใชสารละลาย Na2CO3 25.00 cm3 ปฏกรยาการเกดแกสนตองใช NaCl กกรม (มวลอะตอม Na = 23, Cl = 35.5, H = 1, S = 32, O = 16) 1) 2.925 * 2) 5.850 3) 8.775 4) 11.70 ตวอยางท 35 นกเรยนนากระปองนาอดลมมาขดดวยกระดาษทราย เพอเอาพอลเมอรทเคลอบออก แลวตดใหเปนชนเลกๆ จากนนนาไปชงใหไดนาหนก 0.3375 กรม ใสในบกเกอรเตมสารละลาย KOH ขน 1.400 mol/dm3 ปรมาตร 25.00 cm3 ลงในบกเกอร นาไปใหความรอนจะไดสารแขวนลอยสเทาดา เมอนาไปกรองจะไดสารละลายใส ตงทงไวใหเยน คอยๆ เตมสารละลายกรด H2SO4 ขน 9.000 mol/dm3 ปรมาตร 10.00 cm3 จะไดสารสขาวตกตะกอนออกมา เมอนาไปกรองแลวลางผลกดวยเอทานอลเยน ทงไวใหแหง ถาปฏกรยานเกดขนสมบรณและมสารอนทไมทาปฏกรยากบ KOH เจอปนอย 20% โดยมวล และผลตภณฑสดทายคอสารสม (KAl(SO4)2 ⋅ 12H2O) จะไดสารสมกกรม กาหนดใหมวลอะตอม H = 1, O = 16, Al = 27, S = 32, K = 39 1) 2.580 2) 3.225 * 3) 4.740 4) 5.925


ตารางขอมลการทดลองการตกตะกอนของไอออนโลหะ ตอบคาถามตวอยางท 36-37

ปฏกรยา สงทสงเกตพบ

X+(aq) + Cl-(aq) → XCl(aq) สารละลายใสไมมส

2X+(aq) + O2-(aq) → X2O(s) ตะกอนสขาวขน

Y2+(aq) + 2Cl-(aq) → YCl2(s) สารละลายสฟาขน

Y2+(aq) + O2-(aq) → YO(s) ตะกอนละเอยดสขาว

Z3+(aq) + 3Cl-(aq) → ZCl3(aq) สารละลายใสสสม

2Z3+(aq) + 3O2-(aq) → Z2O3(s) ตะกอนสนาตาล ตวอยางท 36 เมอหยดสารละลายของ Cl- ในสารตวอยางทอาจจะมไอออน X+, Y2+ และ/หรอ Z3+ ไดสารละลายใสสสม ในขณะทเมอหยดสารละลายของ O2- ในสารตวอยางนน ไดตะกอนสนาตาลแดง สารตวอยางนไมมไอออนใด 1) X+ * 2) Y2+ 3) Z3+ 4) X+ และ Y2+ ตวอยางท 37 ขอใดไมถก 1) ตองใชสารละลาย O2- 1 โมลาร ปรมาตร 30 มลลลตร เพอตกตะกอนสนาตาลของ Z3+ จากสาร

ตวอยางปรมาตร 20 มลลลตร Z3+ มความเขมขนเรมตน 1 โมลาร 2) สารละลาย Z3+ เปนสารละลายใสสสม * 3) สารละลาย Y2+ เปนสารละลายสฟา 4) ขอ 2) และ 3)


อตราการเกดปฏกรยาเคม อตราการเกดปฏกรยาเคม คอ ปรมาณของสารตงตนหรอผลตภณฑทเปลยนแปลงขณะปฏกรยาดาเนนไปในหนงหนวยเวลา

อตราการเกดปฏกรยาเคม = ปรมาณสารตงตนทเปลยนแปลงไประยะเวลาทเกดปฏกรยา

= ปรมาณผลตภณฑทเปลยนแปลงไประยะเวลาทเกดปฏกรยา

อตราการเกดปฏกรยาของสารตางๆ เทากบอตราการเปลยนแปลงปรมาณเปนโมลของสารแตละชนดหารดวยสมประสทธจานวนโมลของสารนนๆ 2A + 3B 4C

อตราการเกดปฏกรยา = - 21

∆∆

t[A]

= - 31

∆∆

t[B]

= 41

∆∆

t[C]

ตวอยางท 1 การศกษาอตราการเกดปฏกรยาเคม

2A(aq) B(aq) พบวาการเปลยนแปลงความเขมขนของสาร A เปนฟงกชนของเวลา (t) ในหนวยวนาท ดงสมการ

[A] = 4 - t อตราการเกดปฏกรยา ณ วนาทท 4 มคาเทาใด * 1) 0.125 2) 0.250 3) 0.375 4) 0.500 ตวอยางท 2 การศกษาอตราการเกดปฏกรยาเคม

A(aq) 2B(aq) พบวาการเปลยนแปลงความเขมขนของสาร A เปนฟงกชนของเวลา (t) ในหนวยวนาท ดงสมการ

[A] = 4 - t2 อตราการเกดสาร B ณ วนาทท 1 มคาเทาใด 1) 1 2) 2 * 3) 4 4) 8


ตวอยางท 3 ปฏกรยาการสลายตวของ N2O4 เปนดงสมการ N2O4(g) 2NO2(g) จากขอมลการทดลองตอไปน

ความดน (atm) เวลา (s) N2O4 NO2

0.0 0.050 0.000 20.0 0.033 A 40.0 B 0.050 60.0 0.020 C

A, B และ C มคาเทาใด A B C 1) 0.025 0.028 0.075 * 2) 0.034 0.025 0.060 3) 0.040 0.026 0.060 4) 0.045 0.030 0.075 ปจจยทมผลตออตราการเกดปฏกรยาเคม 1. ความเขมขนของสารตงตน โซเดยมไทโอซลเฟตทาปฏกรยากบกรดไฮโดรคลอรก ดงสมการ Na2S2O3(aq) + 2HCl(aq) 2NaCl(aq) + H2O(l) + SO2(g) + S(s) -2

32OS (aq) + 2H+(aq) H2O(l) + SO2(g) + S(s) อตราการเกดปฏกรยาเฉลย = ปรมาณของกามะถนทเกดขน

ระยะเวลาทเกดปฏกรยา

โดยทวไปการเพมความเขมขนของสารตงตนจะมผลตออตราการเกดปฏกรยาเคม แตมบางปฏกรยาทอตราการเกดปฏกรยาเคมขนกบความเขมขนของสารตงตนชนดใดชนดหนง หรอบางปฏกรยาอตราการเกดปฏกรยาไมขนกบความเขมขนของสารตงตน เชน ปฏกรยาการกาจดแอลกอฮอลออกจากกระแสเลอดในตบ อตราการสลายตวของแอลกอฮอลเปนสารอนจะมคาคงท โดยไมขนกบปรมาณของแอลกอฮอลในเลอด 2. พนทผวของสารตงตน สารตงตนทมพนทผวมากมผลทาใหอนภาคของสารมโอกาสเขาชนกนไดมาก ปฏกรยาจงเกดไดเรวขน 3. อณหภม เมออณหภมสงขน ปฏกรยาเคมจะเกดไดเรวขน

กราฟแสดงการกระจายพลงงานจลนของโมเลกลของแกสทอณหภมตางๆ

พลงงานจลน

จานว

นโมเลก

ลของ

แกส E

12 TT >

1T

2Tบรเวณทแสดงถงจานวนโมเลกลทชนกนแลวมโอกาสเกดปฏกรยาได


4. ตวเรงและตวหนวงปฏกรยาเคม แมงกานส (II) ซลเฟต ทาหนาทเปนตวเรงปฏกรยาระหวางสารละลายกรดออกซาลกกบสารละลายโพแทสเซยมเปอรแมงกาเนต โซเดยมฟลออไรด ทาหนาทเปนตวหนวงปฏกรยาระหวางเปลอกไขกบสารละลายกรดแอซตก กรดไฮโดรคลอรกหรอกลเซอรอลเปนตวหนวงปฏกรยาทาให H2O2 สลายตวชาลง ตวอยางท 4 ขอใดถกตามทฤษฎจลน 1) ทกครงทสารตงตนชนกนในทศทางทเหมาะสม จะเกดสารผลตภณฑ * 2) การสลายตวของสารเชงซอนกมมนตอาจไดสารตงตนหรอสารผลตภณฑ 3) สารเชงซอนกมมนตทเกดขนระหวางปฏกรยามพลงงานตากวาสารตงตนและสารผลตภณฑ 4) การเกดสารเชงซอนกมมนตปฏกรยาจะคายพลงงานออกมาซงเรยกพลงงานนวาพลงงานกอกมมนต ตวอยางท 5 ทาการทดลองวดอตราเรวของการสลายตวของสารตงตนในปฏกรยา

R(s) P(s) จานวน 2 การทดลอง (การทดลอง A และ B) โดยเรมตนจากความเขมขนของสาร R เทากนภายใตความดนเดยวกน ไดผลการทดลองดงทแสดงในกราฟ

การดาเนนไปของปฏกรยา (t)B

A

อตรากา

รเกดป

ฏกรย

า

ขอใดผด * 1) การทดลอง A เกดขนทอณหภมสงกวาการทดลอง B 2) พลงงานกอกมมนตของการทดลอง A สงกวาการทดลอง B 3) มการเตมสารเรงปฏกรยาลงในการทดลอง B 4) มการบดสารตงตน R ในการทดลอง B


กราฟผลของตวเรงปฏกรยาตออตราการเกดปฏกรยาเคม

การดาเนนไปของปฏกรยา

พลงงาน

(E)

Ea2

ผลตภณฑ

สารตงตน

Ea1

กราฟเปรยบเทยบจานวนโมเลกลทมพลงงานสงกวา Ea ในกรณทมและไมมตวเรงปฏกรยา

พลงงานจลน

จานว

นโมเลก

ล

Ea+c

Ea > Ea+c

Ea

กราฟแสดงการเปลยนแปลงพลงงานของปฏกรยาในสถานะแกส ปฏกรยาดดความรอน ปฏกรยาคายความรอน


พลงงาน

(E)

ผลตภณฑ


Ea


พลงงาน

(E)

ผลตภณฑ


Ea

Ea1 = พลงงานกอกมมนตของปฏกรยาท ไมมตวเรงปฏกรยา Ea2 = พลงงานกอกมมนตของปฏกรยาท มตวเรงปฏกรยา

Ea = พลงงานตาสดทจะทาใหเกดปฏกรยา เมอไมมตวเรงปฏกรยา Ea+c = พลงงานตาสดทจะทาใหเกดปฏกรยา เมอมตวเรงปฏกรยา


ตวอยางท 6 จากปฏกรยาตอไปน A + B C + D

พบวาความสมพนธระหวางพลงงานกบการดาเนนไปของปฏกรยาเปนไป ดงรป ขอใดถก *1) ปฏกรยานเปนกระบวนการคายความรอน 2) ผลตภณฑมความเสถยรนอยกวาสารตงตน 3) พลงงานกอกมมนตของปฏกรยามคาเทากบ x + y 4) เมอมการเตมตวเรงลงในปฏกรยาจะทาใหคา y ลดลง ตวอยางท 7 กราฟพลงงานกบการดาเนนไปของปฏกรยา


พลงงาน

A + B

XC + D

III

ขอใดถก 1) การดาเนนไปของปฏกรยาตามเสนทางท I ดดความรอนมากกวาเสนทางท II 2) คาคงทอตราการเกดปฏกรยาของทงสองเสนทางมคาเทากน *3) พลงงานกอกมมนตของปฏกรยาไปขางหนาตามเสนทางท II สงกวาพลงงานกอกมมนตของปฏกรยา

ยอนกลบ 4) สาร X ทาใหปฏกรยาระหวางสาร A และสาร B เกดไดเรวขน


พลงงาน

(E)

A + B

C + D

[A + B ↔ C + D]*

y

x


ขอมลสาหรบตอบคาถามตวอยางท 8-9 การเปลยนแปลงพลงงานของปฏกรยา ก จ แสดงดงแผนภาพตอไปน

การดาเนนไปของปฏกรยา (t)

ข

ก

พลงงาน

(E)

ค

ง

จ

D

CA B

ตวอยางท 8 การอธบายเกยวกบกลไกของปฏกรยาเคมขอใดถก *1) ปฏกรยาขนตอน ค จ เปนปฏกรยาคายความรอนเทากบ B 2) ปฏกรยาขนตอน ก ค เกดขนเรวกวาปฏกรยาขนตอน ค จ 3) เปนปฏกรยา 2 ขนตอน และมการเปลยนแปลงความรอนของปฏกรยาเทากบ B + D 4) เกดสารเชงซอนกมมนตขน 2 ชนด และมความแตกตางของพลงงานเทากบ A - C ตวอยางท 9 การเปลยนแปลงของพลงงานนอยทสดททาใหเกดปฏกรยายอนกลบคอขอใด 1) A 2) C 3) A - (B + C) * 4) A - (B + D) ตวอยางท 10 ยอยโลหะ Zn หนก 1.3 กรม ดวยสารละลายกรด HCl เขมขน 0.5 โมลาร ปรมาตร 40 มลลลตร จะเกด H2 ดวยอตราเรวเรมตน 2.24 มลลลตรตอนาท ท STP อตราการลดลงของ HCl เทากบกโมลารตอนาท 1) 2 × 10-4 2) 2 × 10-3 * 3) 5 × 10-3 4) 5 × 10-2 ตวอยางท 11 สมการปฏกรยาระหวางสาร A และสาร B

A + 2B 3C + 4D สาร A จานวน 1 โมล ทาปฏกรยากบสาร B จานวน 2 โมล ในสารละลายปรมาตร 1 ลตร เมอ

เวลาผานไป 10 วนาท เกดสาร C ขน 3 โมล ขอใดผด 1) อตราการสลายตวเฉลยของสาร A ในชวง 10 วนาทแรกเทากบ 0.1 โมลตอวนาท * 2) อตราการสลายตวเฉลยของสาร B ในชวง 10 วนาทแรกเทากบ 2.0 โมลตอวนาท 3) อตราการเกดสาร C ในชวง 10 วนาทแรกเทากบ 0.3 โมลตอวนาท 4) อตราการเกดสาร C จานวน 1 โมล เทากบอตราการสลายตวของสาร B จานวน 0.67 โมล


ตวอยางท 12 เมอทาปฏกรยาระหวาง HCl เขมขน 0.1 mol/dm3 จานวน 100 cm3 กบกอนแคลเซยม-คารบอเนตทมากเกนพอ หนก x กรม ในขวดรปกรวยเปด และบนทกนาหนกรวมของขวดรปกรวยเปดเปนระยะเวลาหนง ไดผลเปนกราฟหมายเลข 4 ถาทาการทดลองซาอก 3 ครง โดยใช HCl ความเขมขนตางๆ กบแคลเซยมคารบอเนตหนก x กรม ในขวดรปกรวยเปดเดม ดงน ก. HCl เขมขน 0.1 mol/dm3 จานวน 100 cm3 กบผงแคลเซยมคารบอเนต ข. HCl เขมขน 0.1 mol/dm3 จานวน 50 cm3 กบกอนแคลเซยมคารบอเนต ค. HCl เขมขน 0.2 mol/dm3 จานวน 50 cm3 กบกอนแคลเซยมคารบอเนต กราฟใดแสดงปฏกรยาในขอ ก., ข. และ ค. ตามลาดบ ไดถกตอง

*1) กราฟหมายเลข 1, 5 และ 2 2) กราฟหมายเลข 2, 5 และ 1 3) กราฟหมายเลข 2, 1 และ 3 4) กราฟหมายเลข 1, 3 และ 2 ตวอยางท 13 ปฏกรยา A + B E; ∆H = -700 kJ เปนปฏกรยาทเกดขนใน 3 ขนตอน ดงน ขนตอนท 1 A + B 2C; ∆H = -500 kJ, Ea = 1,000 kJ ขนตอนท 2 2C D; ∆H = X kJ, Ea = 500 kJ ขนตอนท 3 D E; ∆H = Y kJ, Ea = 600 kJ พลงงานศกยของสาร A และ B = 1,000 kJ พลงงานศกยของสาร D = 700 kJ คาของ X และ Y เปนกกโลจล ตามลาดบ 1) 200 และ 400 2) -200 และ -400 3) -200 และ 400 * 4) 200 และ -400 ตวอยางท 14 จากการทดลองศกษาปฏกรยา A2(g) + 2B2(g) 2AB2(g) พบวาเมอเวลาผานไป 1 ชวโมง ความเขมขนของสาร B2 ลดลงครงหนง แตเมอทาการทดลองอกครงโดยเพมความเขมขนของสาร A2 เปน 2 เทา ภายใตเงอนไขเดยวกนพบวา เมอเวลาผานไป 1 ชวโมง สาร B2 กยงคงลดไปครงหนงจากปรมาณเรมตนเชนกน พจารณาขอสรปตอไปน ก. สาร A2 เปนสารเชงซอนกมมนตของปฏกรยา ข. สาร B2 จะหมดลงภายในเวลา 2 ชวโมง ค. ไมวาจะเพมสาร A2 เทาไรกตาม อตราการเกดปฏกรยาจะคงเดม ง. อตราการเกดปฏกรยานขนกบความเขมขนของสาร B2 ขอใดถกตอง 1) ก. และ ข. * 2) ค. และ ง. 3) ก. และ ค. 4) ข. และ ง.

นาหนก

เวลา

12

3

4

5

0


ตวอยางท 15 ถาเรมจากความเขมขนของ A และ B ตางๆ กน จะเกด C ท 1 นาท ดงสมการ A + 2B 2C

และตารางความเขมขนของสารทใชในปฏกรยา

ความเขมขน (โมลาร) A (เรมตน) B (เรมตน) C (ท 1 นาท)

0.10 0.10 0.04 0.10 0.20 0.04 0.20 0.20 0.08

ถาตองการทาลายสาร B เขมขน 1.00 โมลาร ใหหมดภายใน 1 นาท ดวยการทาปฏกรยากบสาร A จะตองใสสาร A ลงไปใหมความเขมขนเรมตนขนตากโมลาร 1) 0.50 2) 2.50 * 3) 5.00 4) 10.00 ขอมลตอบคาถามตวอยางท 16-17 พจารณาขอมลการเปลยนแปลงความเขมขนของสารตางๆ ในปฏกรยาเมอเวลาผานไป ดงน

การทดลองท เวลา (นาท)

[A] (M)

[B] (M)

[C] (M)

[D] (M)

1 2

0 2 4 0 2 4

10 8 6 20 16 12

10 7 4 20 14 8

0 2 4 0 4 8

0 4 8 0 8 16

ตวอยางท 16 จากขอมลขางตน สมการปฏกรยาทดลแลวเปนไปตามขอใด 1) A + B → C + D * 2) 2A + 3B → 2C + 4D 3) 3A + 2B → 2C + 4D 4) 3A + 2B → 4C + 2D ตวอยางท 17 ถา [A]t=0 นาท = [B]t=0 นาท = 40 M และ [C]t=0 นาท = [D]t=0 นาท = 10 M หลงจากเกดปฏกรยาแลวกนาทจงจะม [C] = 34 M 1) 2 2) 4 * 3) 6 4) 10


กรด-เบส อเลกโทรไลตแก คอ ตวละลายทแตกตวเปนไอออนไดดมากหรอไดหมด ไดแก กรดแก, เบสแก กรดแก ไดแก HCl, HBr, HI, HNO3, HClO4 และ H2SO4 เบสแก ไดแก LiOH, NaOH, KOH Ca(OH)2, Sr(OH)2 และ Ba(OH)2 ตวอยางท 1 เมอสารละลายกรดแกหกรดมอ ควรทาอยางไรจงเหมาะสมทสด 1) ใชผาชบนาเชดออก * 2) ลางออกดวยนาเปลาปรมาณมากๆ 3) สะเทนฤทธดวยสารละลายเบส แลวจงลางดวยนาเปลาอกครง 4) ใชกระดาษทชชซบกรดออกกอน แลวจงลางออกดวยนาเปลาอกครง อเลกโทรไลตออน คอ ตวละลายทแตกตวเปนไอออนไดบางสวน หรอแตกตวไดนอย โดยสวนใหญคงเปนโมเลกล ไดแก กรดออน, เบสออน ทฤษฎกรด-เบส 1. ทฤษฎกรด-เบสอารเรเนยส กรด คอ สารทละลายนาแลว แตกตวใหไฮโดรเจนไอออน

HCl OH2 H+ + Cl- เบส คอ สารทละลายนาแลวแตกตวใหไฮดรอกไซดไอออน

NaOH OH2 Na+ + OH- 2. ทฤษฎกรด-เบสเบรนสเตด-ลาวร กรด คอ สารทใหโปรตอน และเบส คอ สารทรบโปรตอน 3. ทฤษฎกรด-เบสลวอส กรด คอ สารทรบคอเลกตรอน และเบส คอ สารทใหคอเลกตรอน คกรด-เบส

HA(aq) + B(aq) (aq)A(aq)HB -++

กรด 1 เบส 2 กรด 2 เบส 1


การแตกตวของกรดและเบส กรดแกและเบสแกแตกตวเปนไอออนไดอยางสมบรณ

การคานวณของกรดออน การคานวณของเบสออน

aKC > 103

[H3O+] = C Ka ⋅

% = CKa × 100

bK

C > 103

[OH-] = C Kb ⋅

% = CKb × 100

ตวอยางท 2 ตวแปรคใดของสารละลายกรด ทมความสมพนธเปนกราฟเสนตรง (เมอ C คอ ความเขมขนของสารละลายกรด) * 1) C

1 และ รอยละการแตกตว 2) Ka และ รอยละการแตกตว

3) C1 และ ความเขมขนของ H+ 4) pH และ pKa

ตวอยางท 3 ขอใดเรยงลาดบความแรงของกรดไดถกตอง 1) HClO > HClO2 > HClO3 > HClO4 * 2) HlO4 > HlO3 > HBrO3 > HClO3 3) H2O > H2S > H2Se > H2Te 4) ถกทกขอ ตวอยางท 4 ตารางแสดงคาคงทการแตกตวของกรด

ชอสาร Ka -4HSO 1.2 × 10-2

HNO2 4.5 × 10-4 CH3COOH 1.8 × 10-5

+4NH 6.0 × 10-10

ขอใดเรยงลาดบความแรงของคเบสของสารในตารางไดถกตอง 1) -2

4SO > -2NO > CH3COO- > NH3 * 2) NH3 > CH3COO- > -

2NO > -24SO

3) H2SO4 > -2NO > CH3COO- > +2

5NH 4) +25NH > CH3COO- > -

2NO > H2SO4 ตวอยางท 5 กรดแตกตวครงเดยว 4 ชนด ไดแก A, B, C และ D มความเขมขนเทากน แตกตวให H3O+ เขมขน 1.5 × 10-3, 6.5 × 10-4, 4.0 × 10-5 และ 5.5 × 10-6 โมลาร ตามลาดบ ขอใดเรยงลาดบคา pKa ถกตอง และคเบสของสารใดเปนเบสแรงทสด 1) A > B > C > D และคเบสของ A เปนเบสแรงทสด 2) A > B > C > D และคเบสของ D เปนเบสแรงทสด 3) D > C > B > A และคเบสของ A เปนเบสแรงทสด * 4) D > C > B > A และคเบสของ D เปนเบสแรงทสด


การแตกตวเปนไอออนของนา Kw = [H3O+][OH-] = 1.0 × 10-14 ทอณหภม 25°C pH ของสารละลาย pH = -log [H3O+] [H3O+] = A × 10-B mol/dm3 pH = B - log A pH + pOH = 14 ทอณหภม 25°C ตวอยางท 6 สารละลายกรด HCl เขมขนรอยละ 0.10 โดยมวล มความหนาแนน 1.10 กรม/มลลลตร จานวน 100 มลลลตร ม pH เปนเทาใด (H = 1, Cl = 35.5, log 3 = 0.4771) *1) 1.52 2) 2.48 3) 2.52 4) 3.48 วธคด mol/dm3 = M

dx10

[H3O+] = 36.50.11.110 ××

= 0.03 = 3 × 10-2 mol/dm3 pH = 2 - log 3 ตวอยางท 7 สารละลายกรดออน HA เขมขน 0.1 โมลาร ม pH 3.0 ถานาสารละลายกรดออน HA 100 มลลลตร เตมนา 900 มลลลตร จะไดสารละลายเจอจางทม pH เทาใด 1) 2.5 * 2) 3.5 3) 4.0 4) 4.5 วธคด pH กรดออน HA = 3 [H3O+] = 10-3 mol/dm3 [H3O+] = C Ka ⋅

C = a

23K

]O[H +

M1V1 = M2V2

a

23K

][10- × 100 =

a

23K

]O[H + × (100 + 900)


ตวอยางท 8 H2A เปนกรดออนเขมขน 0.10 โมลาร ม pH เทากบ 4.5 และความเขมขนของ A2- เทากบ 10-12 โมลาร ดงนน คา Ka1 แตกตางจากคา Ka2 กเทา 1) 100,000 * 2) 10,000 3) 1,000 4) 100 ตวอยางท 9 HA เปนกรดออนเขมขน 0.1 โมลาร pH เทากบ 5.0 สาร x เปนกรดออนแตกตวครงเดยวอกชนดหนง มคา Ka เปน 10 เทาของ Ka ของกรด HA สารละลาย x เขมขน 0.01 โมลาร มคา pH เทาใด 1) 3 2) 4 * 3) 5 4) 6 ตวอยางท 10 เมอนาสารละลาย HCl ทม pH = 4 ปรมาตร 400 cm3 ผสมกบสารละลาย HNO3 ทม pH = 2 ปรมาตร 100 cm3 สารละลายผสมทไดมคา pH เทาใด (กาหนด log 2 = 0.301 และ log 3 = 0.477) 1) 2.3 * 2) 2.7 3) 3.0 4) 3.3 วธคด [HCl] = 1 × 10-4 mol/dm3 [HNO3] = 1 × 10-2 mol/dm3 MV = M1V1 + M2V2 M × 500 = (1 × 10-4 × 400) + (1 × 10-2 × 100) ตวอยางท 11 ขอความทเกยวของกบ pH ตอไปน ขอใดผด 1) สารละลายทม OH- 0.002 โมล ในนา 200 cm3 ม pH 12 *2) สารละลายกรดออน (HA) ทม Ka = 1.0 × 10-7 และเขมขน 0.001 mol/dm3 จานวน 1000 cm3

ม pH 6.5 3) สารละลายกรด HCl ทม pH 2.0 จานวน 100 cm3 เมอเตมนาลงไป 900 cm3 จะไดสารละลายทม pH 3.0

4) สารละลายกรด HNO3 0.63 กรม ในนา 100 cm3 ม pH เทากบสารละลายกรด HCl เขมขน 0.1 mol/dm3 จานวน 500 cm3

วธคด [H3O+] = C Ka ⋅ = 37 10 10 1 -- ×× = 10-5 mol/dm3 pH = -log [H3O+] ตวอยางท 12 ขอความทเกยวของกบกรด เบสตอไปน ขอใดผด 1) คเบสของ -

3HSO คอ -23SO และคกรดของ -

3HSO คอ H2SO3 2) ความแรงของกรดเรยงตามลาดบ คอ H3PO4 > -

42POH > -24HPO

*3) คกรดของเบส CH3NH2 (Kb = 4 × 10-4) มความแรงมากกวา C6H5NH2 (Kb = 4 × 10-10) 4) จากปฏกรยา NaHCO3 + Ba(OH)2 BaCO3 + NaOH + H2O แสดงวา NaHCO3 ทาหนาท

เปนกรด วธคด Kw = Ka ⋅ Kb

HA กรดแก


อนดเคเตอรสาหรบกรด-เบส HIn(aq) + H2O(l) H3O+(aq) + In-(aq) รปกรด รปเบส ตวอยางท 13 เมอเตมครซอลเรด (Cresol red) ลงในสารละลายเบส NH3 เขมขน 0.20 โมลาร จะไดสารละลายสอะไร กาหนดให ครซอลเรด มชวงการเปลยนสระหวางสเหลอง-สแดง ท pH 7.2-8.8 NH3 มคา Kb = 2.0 × 10-5, log 5 = 0.699 1) เหลอง 2) สม * 3) แดง 4) ไมมส วธคด [OH-] = C Kb ×

= 0.2102.0 5 ×× - = 2 × 10-3 mol/dm3 [H3O+] = 5 × 10-12 mol/dm3 pH = 12 - log 5 ตวอยางท 14 อนดเคเตอรชนดหนงเปนกรดออนและมสตรเปน HIn สารละลาย HIn ทม pH 4.0 จานวน 20 cm3 ทาปฏกรยาพอดกบสารละลาย NaOH เขมขน 0.01 mol/dm3 จานวน 40 cm3 ถา ชวง pH ของอนดเคเตอรคดไดจากสตร ชวง pH = (pKa - 1) ถง (pKa + 1) และสทเปลยน คอ แดง-เหลอง เมอนาอนดเคเตอรชนดนหยดลงในสารละลายทม pH 5.0 จะไดสอะไร (กาหนดให log 2 = 0.3) 1) เหลอง *2) แดง 3) สม 4) ชมพออน ตวอยางท 15 เมอนาสารละลาย X มาเตมอนดเคเตอรชนดตางๆ ใหผลดงน

อนดเคเตอร การเปลยนส ชวง pH สของสารละลาย X เมทลออเรนจ เมทลเรด ลตมส

โบรโมไทมอลบล ฟนอลเรด

แดง-เหลอง แดง-เหลอง แดง-นาเงน เหลอง-นาเงน เหลอง-แดง

3.1-4.4 4.4-6.2 5.0-8.0 6.0-7.6 6.8-8.4

เหลอง สม แดง เหลอง เหลอง

สารละลาย X ม pH อยในชวงใด 1) 4.4-6.2 * 2) 4.4-5.0 3) 5.0-6.0 4) 6.8-7.6


ปฏกรยาของกรดและเบส ปฏกรยาการสะเทน คอ ปฏกรยาระหวางไฮโดรเนยมไอออนจากกรดกบไฮดรอกไซดไอออนจากเบสเกดเปนนา

H3O+(aq) + OH-(aq) 2H2O(l) ปฏกรยาไฮโดรลซสของเกลอ คอ ปฏกรยาทเกดจากไอออนบวก หรอไอออนลบของเกลอกบนาไดผลตภณฑเปน H3O+ หรอ OH- ในสารละลาย

กรด + เบส ตวอยางเกลอ ความเปนกรด-เบสของสารละลายเกลอ กรดแก + เบสแก NaClO4 KNO3 กลาง กรดแก + เบสออน NH4Cl NH4NO3 กรด กรดออน + เบสแก NaHCO3 K2CO3 เบส

กรดออน + เบสออน NH4NO2 NH4Cl CH3COONH4 NH4CN (NH4)2CO3

Ka > Kb กรด Ka = Kb กลาง Ka < Kb เบส

ตวอยางท 16 เกลอในขอใดละลายนาแลวไดสารละลายทเปนเบสทงหมด * 1) CH3COONa NaCN KNO2 2) NaCl NaCN KNO2 3) NH4Cl CH3COONa CH3COONH4 4) NaCN NH4Cl KNO2 ตวอยางท 17 ขอใดไมใชปฏกรยาระหวางกรด-เบส 1) NaH + H2O NaOH + H2 2) Na + H2O NaOH + H2 3) Co2+ + H2O [Co(H2O)6]2+ * 4) มคาตอบมากกวา 1 ขอ ตวอยางท 18 สารละลายผสมทมความเปนกรดสงทสดคอขอใด 1) 0.10 M NaOH + 0.10 M HCl * 2) 0.10 M KCN + 0.10 M HCl 3) 0.10 M NaOH + 0.10 M HCN 4) 0.10 M KCN + 0.10 M NH4OH ตวอยางท 19 ปฏกรยาในขอใดเมอเกดปฏกรยาสมบรณ จะไดเกลอซงเมอเกดไฮโดรลซสแลวไดสารละลายมฤทธเปนกรด 1) 0.50 โมลาร HCN ปรมาตร 200 มลลลตร + 0.50 โมลาร NH3 ปรมาตร 200 มลลลตร 2) 0.20 โมลาร HCl ปรมาตร 200 มลลลตร + 0.10 โมลาร NaOH ปรมาตร 400 มลลลตร * 3) 0.40 โมลาร HNO3 ปรมาตร 100 มลลลตร + 0.10 โมลาร NH3 ปรมาตร 400 มลลลตร 4) 0.10 โมลาร CH3COOH ปรมาตร 200 มลลลตร + 0.20 โมลาร NaOH ปรมาตร 100 มลลลตร


ตวอยางท 20 ปฏกรยาใดตอไปนไมเกด CO2 1) H2CO3 ∆ 2) NaHCO3 ∆ 3) HCl + CaCO3 * 4) Na2CO3 + CaCl2 การไทเทรตกรด-เบส กรดทาปฏกรยาพอดกบเบส ตรวจสอบไดจาก 1. การนาไฟฟาของสารละลาย เชน H2SO4 + Ba(OH)2 2. การเปลยนสของอนดเคเตอร เชน HCl + NaOH จดสมมล คอ ภาวะทกรดกบเบสทาปฏกรยากนพอด ตวอยางท 21 สารทเหมาะสมกบการเตรยมเปนสารละลายมาตรฐานสาหรบการไทเทรตกรด-เบส ควรมสมบตดงตอไปน ยกเวนขอใด 1) ไมดดความชน 2) มนาหนกโมเลกลสง * 3) เปนกรดหรอเบสแก 4) เสถยร ไมสลายตวงาย ตวอยางท 22 การกระทาในขอใดกอใหเกดความผดพลาดจากการไทเทรตระหวางกรดแก-เบสแกทมความเขมขนชนดละประมาณ 1 โมลารนอยทสด 1) ใสอนดเคเตอรปรมาณมากๆ เพอใหเหนจดยตชดๆ * 2) ชะสารละลายทอาจตดขางขวดรปกรวยลงไปดวยนากลน 3) ใชขวดรปกรวยขนาด 50 มลลลตร เพอไทเทรตสารตวอยาง 20 มลลลตร 4) ปลอยสารมาตรฐานลงจากบวเรตอยางรวดเรวในการไทเทรตครงทสองเนองจากทราบปรมาตรของสาร

มาตรฐานจากการไทเทรตครงแรกแลว ตวอยางท 23 การไทเทรตหาความเขมขนของสารละลายกรดแอซตกปรมาตร 20.00 มลลลตร ดวยสารละลายมาตรฐานโซเดยมไฮดรอกไซดเขมขน 0.500 มลลลตร 2 ครงพบวา ตองใชสารละลายมาตรฐาน 19.95 และ 19.80 มลลลตร ตามลาดบ ความเขมขนของสารละลายกรดแอซตกทคานวณไดมความละเอยดเปนเลขนยสาคญ กตาแหนง 1) 2 * 2) 3 3) 4 4) 5


ขอมลสาหรบตอบคาถามตวอยางท 24-26 การทดลองไทเทรตหาความเขมขนของ Na2S2O3 มวธการตามลาดบดงน 1. ปเปตสารละลายมาตรฐาน KIO3 เขมขน 0.015 โมลาร ปรมาตร 25 มลลลตร ลงในขวดรปกรวย 2. เตมสารละลายกรด H2SO4 และ KI ปรมาณมากเกนพอลงไปผสมกนใหเกดปฏกรยาท 1 3. นาไปไทเทรตดวยสารละลาย Na2S2O3 โดยมนาแปงเปนอนดเคเตอร จะเกดปฏกรยาท 2 ทจดยตจะเหน

สนาเงนของสารประกอบเชงซอนระหวางแปงและ -3I จางหายไปโดยสมบรณ

ปฏกรยาท 1 -3IO + I- -

3I

ปฏกรยาท 2 -232OS + -

3I -264OS + I-

บนทกผลการทดลองไดดงตาราง

ปรมาตรทอานไดจากบวเรต (มลลลตร) การไทเทรตครงท

กอนไทเทรต หลงไทเทรต ปรมาตรทใช (มลลลตร)

1 0.20 12.65 2 12.70 25.25

ตวอยางท 24 ในการไทเทรตแตละครง ควรใชขวดรปกรวยขนาดกมลลลตรจงจะเหมาะสมทสด 1) 50 * 2) 100 3) 250 4) 500 ตวอยางท 25 จากการทดลอง ถาระดบของสารละลายใสไมมสของ

Na2S2O3 ในบวเรตแสดงไดดงภาพ ปรมาตรของสารละลายทอานไดควรมคาเทาไร

1) 9.65 * 2) 9.75 3) 10.25 4) 10.35 ตวอยางท 26 ความเขมขนของสารละลาย Na2S2O3 ทไดจากการทดลองนมคากโมลาร 1) 0.030 2) 0.060 * 3) 0.180 4) 0.240

10.0


ขอมลสาหรบตอบคาถามตวอยางท 27-28 การทดลองหาความเขมขนของ KMnO4 จากความเขมสของสารละลาย โดยมขอมลความสมพนธระหวางความเขมขน และความเขมสของสารละลาย KMnO4 ดงตาราง ตารางความสมพนธระหวางความเขมขน และความเขมของสของสารละลาย KMnO4

ความเขมขน (มลลโมลาร) ความเขมของส0.05 0.200 0.15 0.225 0.25 0.375 0.40 0.600 0.50 0.750 0.75 0.850 1.00 0.900

ทาการทดลองตามวธการดงน นาสารละลาย KMnO4 ทไมทราบคาความเขมขน รวม 3 ตวอยาง ไปวดความเขมสแลวใชคาทได มาเปรยบเทยบกบขอมลในตารางขางตน เพอหาความเขมขนของสารละลายตวอยาง KMnO4 ทงสามตวอยาง พบวาสารละลายตวอยางทงสามนนมคาความเขมของสดงตารางตอไปน

สารตวอยาง ความเขมของสA 0.300 B 0.630 C 0.825

ตวอยางท 27 สารละลาย B มความเขมขนของ KMnO4 เทากบกมลลโมลาร * 1) 0.42 2) 0.45 3) 0.48 4) 0.58 ตวอยางท 28 คาความเขมขนทคานวณไดจากการทดลองของสารตวอยางใดมโอกาสผดพลาดมากทสด 1) A 2) B * 3) C 4) A และ C ตวอยางท 29 สารละลายกรดออน (HA) มความเขมขนเทากบ a โมลาร และมคา Ka เทากบ b ขอใดถก * 1) สารละลายกรดมคา pH เทากบ -log (ab)

2) สารละลายมความเขมขนของ H3O+ เทากบ a 4ab) (b b 2 ++- โมลาร

3) สารละลายมความเขมขนของ OH- เทากบ a10 1.0 14-× โมลาร

4) ถานาสารละลายปรมาตร 25.00 cm3 ไทเทรตกบสารละลาย NaOH เขมขน 0.20 โมลาร พบวาท จดยตจะใชสารละลาย NaOH ปรมาตรเทากบ 250 a cm3


วธคด [H3O+] = C Ka ⋅ = (ab) pH = -log [H3O+] = -log (ab) ตวอยางท 30 เมอนาสารละลายกรด H2SO4 ทาปฏกรยากบสารละลายเบส NaOH โดยเรมตนใชสารละลายกรด H2SO4 ทมปรมาตรตางๆ กน นาปรมาตรของกรด H2SO4 และเบส NaOH ททาปฏกรยาพอดกนมาเขยนกราฟไดดงน ถา NaOH เขมขน 0.1 mol/dm3 กรด

H2SO4 ทใชมความเขมขนก mol/dm3 *1) 0.05 2) 0.1 3) 0.2 4) 0.4

ตวอยางท 31 ตารางผลการไทเทรตระหวางสารละลายตวอยาง Ba(OH)2 ปรมาตร 25.00 มลลลตร กบสารละลายมาตรฐาน HCl เขมขน 0.10 โมลาร มฟนอลฟทาลนเปนอนดเคเตอร

ปรมาตรทอานไดจากบวเรต (มลลลตร)การไทเทรตครงท

กอนไทเทรต หลงไทเทรต 1 1.00 40.95 2 2.00 42.05

ความเขมขนของ Ba(OH)2 เทากบกโมลาร * 1) 0.08 2) 0.13 3) 0.16 4) 0.25 ตวอยางท 32 การไทเทรตนาอดลมปรมาตร 20 มลลลตร ตองใช NaOH 1.0 โมลาร ปรมาตร 5.0 มลลลตร ปฏกรยาระหวางกรดคารบอนกกบ NaOH คอ

H2CO3 + 2NaOH Na2CO3 + 2H2O ความเขมขนของกรดคารบอนกในนาอดลมเทากบกกรมตอลตร 1) 0.78 2) 1.55 * 3) 7.75 4) 15.50

0

)(cmSOH 342

0 5 10 15 20 25

51015202530354045

)NaOH(cm3


ตวอยางท 33 ตวอยางนาสมสายช 2.00 มลลลตร เมอไทเทรตดวยโซเดยมไฮดรอกไซดเขมขน 0.1 M พบวาตองใชโซเดยมไฮดรอกไซด 6.0 มลลลตร ปรมาณกรดแอซตกในตวอยางเทากบกกรมตอลตร * 1) 18 2) 9 3) 5 4) 3 ตวอยางท 34 เตมสารละลาย KOH เขมขน 0.15 mol/dm3 ปรมาตร 80.00 cm3 ลงในสารละลายกรดออน HA ปรมาตร 25.00 cm3 แลวนาสารละลายทไดไปไทเทรตกบสารละลาย HCl เขมขน 0.20 mol/dm3 พบวาทจดยตใชสารละลาย HCl ปรมาตร 22.50 cm3 สารละลายกรดออน HA มความเขมขนกโมลตอลกบาศกเดซเมตร 1) 0.15 2) 0.20 3) 0.25 * 4) 0.30 วธคด KOH + HA KA + H2O KOH + HCl KCl + H2O mol KOH ททาปฏกรยาพอดกบกรดออน HA = 1000

800.15 × - 100022.5 0.2 ×

mol HA ททาปฏกรยาพอด = 0.012 - 0.0045 = 0.0075 สารละลายกรดออน HA มความเขมขน = 0.0075 × 25

1000 = 0.3 M ตวอยางท 35 สารละลาย NH3 ทตองการหาความเขมขน ปรมาตร 25.0 cm3 เมอทาปฏกรยากบสารละลาย HCl เขมขน 0.1 mol/dm3 ทมากเกนพอ ปรมาตร 40.0 cm3 พบวาปรมาณ HCl ทเหลอทาปฏกรยาพอดกบสารละลาย NaOH เขมขน 0.05 mol/dm3 ปรมาตร 20.0 cm3 ความเขมขนของสารละลาย NH3 มคากโมลตอลกบาศกเดซเมตร 1) 0.08 * 2) 0.12 3) 0.26 4) 0.35 ตวอยางท 36 มสารละลายกรด 2 ชนด ผสมกนอย คอ กรด H2SO4 เขมขน 0.1 โมลาร ปรมาตร 60 มลลลตร และกรด HCl เขมขน 0.2 โมลาร ปรมาตร 50 มลลลตร จะตองเตมสารละลายเบส NaOH ทมความเขมขน 0.4 โมลาร จานวนเทาใดจงจะทาปฏกรยาพอดกบกรดผสมทงหมดนน 1) 40 มลลลตร 2) 45 มลลลตร 3) 50 มลลลตร * 4) 55 มลลลตร ตวอยางท 37 ผสมสารละลายกรดไนตรกเขมขน 0.1 mol/dm3 ปรมาตร 200 cm3 กบสารละลาย โซเดยมไฮดรอกไซดเขมขน 0.20 mol/dm3 ปรมาตร 250 cm3 จะตองเตมนาลงในสารละลายผสมอกกลตร จงจะไดสารละลายผสมทม pH = 12 (ตอบ 2.55 dm3) ตวอยางท 38 กรดออนชนดหนงมคาคงทการแตกตวเทากบ 10-6 และมความเขมขนประมาณ 0.02 โมลาร เมอนามาไทเทรตดวยสารละลาย NaOH ทมความเขมขนเทากน ควรจะเลอกใชอนดเคเตอรทมคา pK1 ประมาณเทาใด 1) 6 2) 8 * 3) 9 4) 10 ตวอยางท 39 หยดกรด H2SO4 เขมขนลงไปบนผง CaCO3 พบวาเกดแกส CO2 แลวผานแกสนลงไปในนาปรมาตร 1.0 dm3 คาการละลายของ CO2 ในนามคาเทากบ 1.1 g/dm3 คา pH ของสารละลายนเปนเทาใด (Ka ของ H2CO3 = 4.0 × 10-7, มวลอะตอม H = 1, C = 12, O = 16) 1) 3.0 * 2) 4.0 3) 5.0 4) 6.0


ตวอยางท 40 นาโพแทสเซยมไฮโดรเจนทาเลต (KC8H5O4) 2.04 กรม ละลายในนา 100.00 cm3 นาสารละลายน 25.00 cm3 ไปไทเทรตกบสารละลาย NaOH พบวาทจดยตปรมาตรของสารละลาย NaOH ทใชเปน 20.00 cm3 นาสารละลาย NaOH นไปไทเทรตกบสารละลายกรดแอซตก 25.00 cm3 พบวาทจดยตปรมาตรของสารละลาย NaOH ทใชเปน 20.00 cm3 ระหวางการไทเทรตกรดแอซตกนไดตดตาม pH ของสารละลาย จะตองเตมสารละลาย NaOH เทาใดในหนวย cm3 สารละลายจงม pH เทากบ 4.263 (โพแทสเซยมไฮโดรเจนทาเลตเปนกรดออนทแตกตวได 1 ครงในนา, คา pKa ของกรดแอซตก = 4.74, มวลอะตอม H = 1, C = 12, O = 16, K = 39, log2 = 0.301, log3 = 0.477) * 1) 5.000 2) 10.00 3) 15.00 4) 20.00 สารละลายบฟเฟอร คอ สารละลายผสมทสามารถควบคม pH ของสารละลายใหเกอบคงทไดเมอเตมกรด หรอเบสลงไปเพยงเลกนอย 1. สารละลายของกรดออนกบเกลอของกรดออน เชน CH3COOH + CH3COONa, H3PO4 + NaH2PO4 pH = pKa - log [กรด]

[เกลอ]

2. สารละลายของเบสออนกบเกลอของเบสออน เชน NH3 + NH4Cl pOH = pKb - log [เบส]

[เกลอ]

3. สารละลายเกลอ + เกลอ (ทไอออนเปนคกรด-เบสกน) เชน NaH2PO4 + Na2HPO4, NaHCO3 + Na2CO3 ตวอยางท 41 สารประกอบชวโมเลกล ขอใดมสมบตเปนบฟเฟอรสาหรบกรด-เบส 1) กรดไขมน * 2) กรดอะมโน 3) นาตาลโมเลกลเดยว 4) คอเลสเตอรอล ตวอยางท 42 เมอนาสารละลายกรด HCl เขมขน 0.30 โมลาร ผสมกบสารละลายเบส NH3 เขมขน 0.20 โมลาร ทมปรมาตรตางๆ ผสมกน 4 ครง ดงตาราง ขอใดเปนสารละลายบฟเฟอร ปรมาตรสารละลาย (มลลลตร)

HCl เขมขน 0.30 โมลาร NH3 เขมขน 0.20 โมลาร 1) 200 300 2) 200 100 3) 200 200 * 4) 100 200


ตวอยางท 43 HCN เปนกรดออน มคา Ka = 5.0 × 10-10 สารละลายกรด HCN จานวน 0.005 โมล ในนา 500 มลลลตร มการแตกตวและเกดสมดลของกรดออนดงสมการ

HCN(aq) + H2O(l) H3O+(aq) + CN-(aq) ในขณะทกาลงสมดล เตมเกลอ KCN ลงไป 0.005 โมล จะไดสารละลายม pH เทาใด 1) 6.8 2) 7.2 3) 8.5 * 4) 9.3 ตวอยางท 44 ไทเทรตสารละลายกรดแอซตก (CH3COOH) เขมขน 0.2 โมลาร ปรมาตร 15.00 มลลลตร ดวยสารละลาย NaOH เขมขน 0.1 โมลาร ปรมาตร 20.00 มลลลตร สารละลายผสมทไดคอขอใด (กาหนด Ka ของ CH3COOH ท 25°C = 1.8 × 10-5, log 0.5 = -0.301, log 1.5 = 0.176, log 1.8 = 0.255) 1) สารละลายกรด pH 3.150 2) สารละลายบฟเฟอร pH 4.921 * 3) สารละลายบฟเฟอร pH 5.046 4) สารละลายเบส pH 8.751


ไฟฟาเคม ปฏกรยารดอกซ คอ ปฏกรยาทมการเปลยนแปลงเลขออกซเดชนของสารททาปฏกรยากน การทดลอง การจมโลหะสงกะสลงในสารละลาย CuSO4 ปฏกรยาออกซเดชน

Zn(s) Zn2+(aq) + 2e-

ปฏกรยารดกชน

Cu2+(aq) + 2e- Cu(s)

ปฏกรยารดอกซ Zn(s) + Cu2+(aq) Zn2+(aq) + Cu(s) ตวอยางท 1 ขอใดเปนปฏกรยารดอกซ 1) 2K2CrO4 + 2HCl K2Cr2O7 + 2KCl + H2O *2) 2CuSO4 + 4KCN Cu2(CN)2 + 2K2SO4 + (CN)2 3) [Co(NH3)5Br]SO4 + BaCl2 [Co(NH3)5Br]Cl2 + BaSO4 4) Zn2[Fe(CN)6] + 8NaOH 2Na2ZnO2 + Na4[Fe(CN)6] + 4H2O การดลสมการรดอกซโดยใชเลขออกซเดชน ตวอยางท 2 จากปฏกรยารดอกซตอไปน a CaCr2O7 + b H3PO4 + c AlBr3 d Ca3(PO4)2 + e CrPO4 + f AlPO4 + g H2O + h Br2 ถา a = 3 ในสมการทดลแลว h มคาเทาใด 1) 3 2) 5 3) 7 * 4) 9 ตวอยางท 3 จงหาคา a และ b จากปฏกรยารดอกซตอไปน a Fe2+(aq) + b -

4MnO (aq) + H+(aq) Fe3+(aq) + H2O(l) + Mn2+(aq) 1) 1 และ 5 2) 2 และ 5 * 3) 5 และ 1 4) 5 และ 2 การดลสมการรดอกซโดยใชครงปฏกรยา 1. หาเลขออกซเดชนของธาตทเปลยนไป 2. แยกสมการรดอกซออกเปนครงปฏกรยาออกซเดชนและรดกชน 3. ดลจานวนอะตอมของธาตทเลขออกซเดชนเปลยนและดลเลขออกซเดชนใหเทากน โดยเตมอเลกตรอน

ตวรดวซ ถกออกซไดส

ตวออกซไดส ถกรดวซ


การดลในสารละลายกรด - ดลจานวนอะตอม O โดยการเตม H2O - ดลจานวนอะตอม H โดยการเตม H+ การดลในสารละลายเบส - ดลจานวนประจไฟฟา โดยการเตม OH- - ดลจานวนอะตอม O โดยการเตม H2O ตวอยางท 4 X และ Y เปนธาตสมมต สารประกอบของธาต X และ Y เกดปฏกรยาในสารละลายเบส เขยนสมการไอออนกไดดงน

-4aXO (aq) + -2

3bYO (aq) 2cXO (s) + -24dYO (aq)

เมอดลสมการโดยใชครงปฏกรยาแลว ขอสรปใดผด 1) a + b = 5 2) นาเปนสารตงตนและ OH- เปนผลตภณฑ 3) -

4XO เปนตวออกซไดส และ -23YO เปนตวรดวซ

* 4) จานวนอเลกตรอนทเกยวของเทากบ 5 โมล วธคด -2

3YO + 2OH- -24YO + H2O + 2e-

-4XO + 2H2O + 3e- XO2 + 4OH-

ปฏกรยารวม -42XO + -2

33YO + H2O 22XO (s) + -243YO + 2OH-

เซลลกลวานก

โวลตมเตอร

สะพานเกลอ

ZnSO4 1 mol/dm3

แอโนด แคโทด

Zn(s)

Pt(s)

H2(1 atm)

HCl 1 mol/dm3

0.76 Ve- e-

Zn(s)|Zn2+(aq, 1 mol/dm3)||H+(aq, 1 mol/dm3)|H2(g, 1 atm)|Pt(s)

การตอครงเซลลไฮโดรเจนมาตรฐานกบครงเซลลสงกะสมาตรฐาน การเขยนแผนภาพของเซลลกลวานก Mg(s)|Mg2+(aq, 1 M)||Fe3+(aq, 1 M), Fe2+(aq, 1 M)|Pt(s) ปฏกรยาออกซเดชน ปฏกรยารดกชน o

นอยE oมากE

o

เซลลE = oแคโทดE - o

แอโนดE


ตวอยางท 5 ปฏกรยาทเกดขนในเซลลกลวานกเปนดงน Ni(s) + 2Ag+(aq) Ni2+(aq) + 2Ag(s)

ขอใดถก 1) แผนภาพเซลลกลวานกเขยนไดเปน Ni(s) | Ag+(aq) || Ni2+(aq) | Ag(s) 2) แผนภาพเซลลกลวานกเขยนไดเปน Ag(s) | Ag+(aq) || Ni2+(aq) | Ni(s) 3) Ag(s) สามารถรดวซ Ni2+(aq) ได *4) Ag(s) เปนขวบวก เรยกวา แคโทด วธคด แผนภาพเซลลกลวานก

Ni(s) | Ni2+(aq) || Ag+(aq) | Ag(s) ปฏกรยาออกซเดชน ปฏกรยารดกชน ตวอยางท 6 จากคา E° ของปฏกรยาของเซลลตอไปน เมอ A B C และ D เปนธาตสมมตและ H เปนธาตไฮโดรเจน

เซลลท ปฏกรยาของเซลล E° (V)1 C2+ + 2D2+ → C + 2D3+ -0.912 C2+ + B → C + B2+ -0.483 3B2+ + 2A → 3B + 2A3+ 2.82 4 2A + 6H+ → 2A3+ + 3H2 2.48

เซลลกลวานกทมแผนภาพเซลล A/A3+//D3+, D2+/Pt ม E° ของเซลลกโวลต 1) 1.57 2) 1.91 * 3) 3.25 4) 3.73 คาศกยไฟฟามาตรฐานของครงเซลลนาไปใชประโยชนได ดงน 1. เปรยบเทยบความสามารถในการเปนตวรดวซหรอตวออกซไดส สารทม E° ตา จะเปนตวรดวซทดกวาสารทม E° สงกวา 2. คานวณหาคาศกยไฟฟามาตรฐานของเซลล 3. ทานายวาปฏกรยารดอกซทเขยนแสดงได เกดขนไดจรงหรอไมและทศทางของปฏกรยาดาเนนไปทางใด


ตวอยางท 7 กาหนดคา E° ท 298 K ดงน ปฏกรยาครงเซลลรดกชน E°(V)

A+(aq) + e- → A(s) +0.80 B3+(aq) + e- → B2+(aq) +0.77 C2(s) + 2e- → 2C-(aq) +0.54 D3+(aq) + 3e- → D(s) -0.04 E2+(aq) + 2e- → E(s) -0.13

ขอสรปใดถกตอง 1) เซลลไฟฟาทมคา o

เซลลE สงทสด มแผนภาพเซลล ดงน A(s) / A+(aq, 1 mol/dm3) // E2+(aq, 1 mol/dm3) / E(s) 2) เซลลทมแผนภาพเซลลดงแสดง ใหกระแสไฟฟาได Pt(s) / B2+(aq, 1 mol/dm3), B3+(aq, 1 mol/dm3) // E2+(aq, 1 mol/dm3) / E(s) * 3) ไมควรเกบสารละลายทม D3+ ในภาชนะททาดวยโลหะ E 4) D3+ สามารถออกซไดส C- ใหกลายเปน C2 ได พจารณาสมการและคาศกยไฟฟาของปฏกรยาตอไปน ตอบคาถามตวอยางท 8-9 J2+(aq) + 2e- J(s) E° = +0.20 V K+(aq) + e- K(s) E° = -0.30 V 2L+(aq) + 2e- L2(g) E° = -0.20 V M3+(aq) + e- M2+(aq) E° = +0.10 V ตวอยางท 8 ความสามารถในการรดวซเรยงลาดบจากนอยไปมากคอขอใด 1) K < L2 < M2+ < J * 2) J < M2+ < L2 < K 3) J2+ < M3+ < L+ < K+ 4) ไมมขอใดถก ตวอยางท 9 ขอใดถก เมอจมโลหะ K ลงในสารละลายผสมของ M3+ และ J2+ 1) เกดโลหะ J เกาะทผวของโลหะ K 2) เกดโลหะ J เกาะทผวของโลหะ K กอน แลวเกดไอออน M2+ * 3) เกดโลหะ J เกาะทผวของโลหะ K พรอมเกดไอออน M2+ 4) ไมเกดการเปลยนแปลงใดๆ ตวอยางท 10 จากแผนภาพเซลลไฟฟาตอไปน ซงมแรงเคลอนไฟฟาเทากบ +0.80 V

Pt | H2 (1 atm) | H+(1 M) || Ag+(1 M) | Ag ขอใดระบคาศกยไฟฟารดกชนของสารตงตนไดถกตอง 1) H2 0.80 V 2) Pt -0.80 V * 3) Ag+ 0.80 V 4) Ag -0.80 V


ตวอยางท 11 คาศกยไฟฟาครงเซลลมาตรฐาน Cu2+ + 2e- Cu E° = +0.34 Sn4+ + 2e- Sn2+ E° = +0.15 Fe3+ + 3e- Fe E° = -0.04 Pb2+ + 2e- Pb E° = -0.13 Sn2+ + 2e- Sn E° = -0.14 Fe2+ + 2e- Fe E° = -0.44 กระปองดบกสามารถบรรจสารละลายในขอใดไดโดยไมเกดปฏกรยา 1) Fe3+ * 2) Fe2+ 3) Pb2+ 4) Cu2+ ตวอยางท 12 คาศกยไฟฟาครงเซลลมาตรฐาน 2HClO + 2H+ + 2e Cl2 + 2H2O E° = +1.63 V Pt2+ + 2e- Pt E° = +1.20 V PbSO4 + 2e- Pb + -2

4SO E° = -0.31 V ปฏกรยาขอใดเกดขนเองไมได 1) 2HClO + Pt + 2H+ Cl2 + Pt2+ + 2H2O 2) 2HClO + Pb + -2

4SO + 2H+ Cl2 + PbSO4 + 2H2O * 3) PbSO4 + Pt Pb + Pt2+ + -2

4SO 4) เกดปฏกรยาไดเองทกขอ ตวอยางท 13 คาศกยไฟฟาครงเซลลมาตรฐานมดงน Ni2+(aq) + 2e- Ni(s) E° = -0.25 V O2(g) + 2H+(aq) + 2e- H2O2(s) E° = +0.68 V Ag+(aq) + e- Ag(s) E° = +0.80 V การสลายตวของ H2O2 ไปเปน O2 เกดขนเองไดเมอใด 1) เมอสมผสกบโลหะ Ag 2) เมอสมผสกบโลหะ Ni * 3) เมอสมผสกบสารละลาย Ag+ 4) เมอสมผสกบสารละลาย Ni2+ ตวอยางท 14 คาศกยไฟฟาครงเซลลมาตรฐานมดงน Fe3+(aq) + 3e- Fe(s) E° = -0.44 V Sn2+(aq) + 2e- Sn(s) E° = -0.14 V Fe2+(aq) + 2e- Fe(s) E° = -0.04 V Sn4+(aq) + 2e- Sn2+(aq) E° = +0.15 V การกระทาในขอใดไมสงผลใหเกดปฏกรยารดอกซ 1) จมโลหะ Fe ลงในสารละลาย Sn2+ 2) จมโลหะ Fe ลงในสารละลาย Sn4+ 3) จมโลหะ Sn ลงในสารละลาย Fe2+ * 4) จมโลหะ Sn ลงในสารละลาย Fe3+ วธคด สารทม E° ตา จะเปนตวรดวซ ดกวาสารทม E° สงกวา


ตวอยางท 15 คาศกยไฟฟาครงเซลลมาตรฐานมดงน Zn2+(aq) + 2e- Zn(s) E° = -0.76 V Cu2+(aq) + 2e- Cu(s) E° = +0.34 V Ag+(aq) + e- Ag(s) E° = +0.80 V 2H+(aq) + 2e- H2(g) E° = 0.00 V พจารณาขอความตอไปน ก. ถาใสแผนสงกะสลงในสารละลายกรด HCl เขมขน 1 โมลาร จะมฟองแกสไฮโดรเจนเกดขน ข. ถาใสแผนทองแดงลงในสารละลายกรด HCl เขมขน 1 โมลาร จะมฟองแกสไฮโดรเจนเกดขน ค. ถานาแผนสงกะสใสลงในสารละลาย CuSO4 เขมขน 1 โมลาร สารละลายจะเปลยนจากสฟาเปน

ไมมส และเกดตะกอนของโลหะทองแดง ง. ถานาแผนทองแดงและแผนสงกะสใสลงในสารละลาย AgNO3 เขมขน 1 โมลาร จะเกดตะกอนของ

โลหะทองแดงและโลหะสงกะส ขอใดถกตอง 1) ก., ข. และ ค. * 2) ก. และ ค. 3) ข. และ ค. 4) ค. และ ง. ตวอยางท 16 กาหนดให Pb2+ + 2e- Pb E° = -0.13 V Zn2+ + 2e- Zn E° = -0.76 V เซลลไฟฟาเคมทสรางดงรปตอไปน โวลตมเตอรจะอานคาไดกโวลต

+2Pb

Pb

+2Zn +2Pb +2Zn

สะพานเกลอPbZn

สะพานเกลอZn

V

3mol/dm 1.0 3mol/dm 1.0 3mol/dm1.0 3mol/dm1.0 1) 0.63 2) 0.89 *3) 1.26 4) 1.53 ตวอยางท 17 โลหะผสมชนดหนงประกอบดวยแมกนเซยมอยรอยละ 36 โดยมวลและอะลมเนยมกบทองแดงทไมทราบปรมาณ เมอนาโลหะผสมนหนก 12 กรม เตมกรด HCl ในปรมาณมากเกนพอ พบวาไดแกสไฮโดรเจน 0.96 กรม โลหะผสมนประกอบดวยอะลมเนยมรอยละโดยมวลเทาใด (H = 1, Mg = 24, Al = 27, Cl = 35.5) ขอมลทกาหนดให Cu2+ + 2e- Cu ................... E° = 0.34 V 2H+ + 2e- H2 ................... E° = 0.00 V Al3+ + 3e- Al ................... E° = -1.68 V Mg2+ + 2e- Mg ................... E° = -2.36 V 1) 33.75 *2) 45 3) 64 4) 67.5


ตวอยางท 18 คาศกยไฟฟาครงเซลลมาตรฐานมดงน X+(aq) + e- X(s) E° = -0.10 V Y2+(aq) + 2e- Y(s) E° = +0.50 V จากสมการ Ecell = o

cellE - n0.060 log Q

โดยท n คอ จานวนอเลกตรอนทถายโอนในเซลลไฟฟาเคม Q คอ อตราสวนความเขมขนของสารผลตภณฑตอสารตงตน ตามหลกการของคาคงทสมดล คา Q ทถกตองททาใหเซลลนมคา Eเซลล เทากบ +0.54 V คอขอใด 1) Q = [X+]/[Y2+] = 10 2) Q = [X+]2/[Y2+] = 10 3) Q = [X+]/[Y2+] = 100 *4) Q = [X+]2/[Y2+] = 100 เซลลความเขมขน คอ เซลลกลวานกทมครงเซลลชนดเดยวกน แตความเขมขนของสารละลายอเลกโทรไลตแตกตางกน เชน Cu(s) | Cu2+(aq, 0.1 M) || Cu2+(aq, 1 M) | Cu(s) Pt(s) | H2(g, 1 atm | H+(aq, 1 M) || H+(aq, 1 M) | H2(g, 2 atm) | Pt(s) Pt(s) | H2(g, 1 atm) | H+(aq, 0.1 M) ||H+(aq, 1 M | H2(g, 1 atm) | Pt(s) เซลลอเลกโทรไลต แหลงกาเนดไฟฟากระแสตรง

แอโนด แคโทด(รดกชน)

สารละลายอเลกโทรไลต

e- e--+

H+H2O

(ออกซเดชน) ให e-

รบ e-

สวนประกอบของเซลลอเลกโทรไลต หลกการของเซลลอเลกโทรไลตนาไปใชประโยชนทางอตสาหกรรมได เชน การแยกสารเคมดวยไฟฟา การชบโลหะและการทาโลหะใหบรสทธ การทดลอง การแยกสารละลาย CuSO4 ดวยกระแสไฟฟา ขวแอโนด (ขวไฟฟาทตอกบขวบวกของแบตเตอร) 2

1 -282OS (aq) + e- -2

4SO (aq) ; E° = +2.01 V

21 O2(g) + 2H+(aq) + 2e- H2O(l) ; E° = +1.23 V

ขวแคโทด (ขวไฟฟาทตอกบขวลบของแบตเตอร) Cu2+(aq) + 2e- Cu(s) ; E° = +0.34 V 2H2O(l) + 2e- H2(g) + 2OH-(aq) ; E° = -0.83 V


สรปปฏกรยาทเกดขนในการแยกสารละลาย CuSO4 ดวยกระแสไฟฟา ขวแอโนด H2O(l) 2

1 O2(g) + 2H+(aq) + 2e-

ขวแคโทด Cu2+(aq) + 2e- Cu(s) ปฏกรยารวม 2Cu2+(aq) + 2H2O(l) 2Cu(s) + O2(g) + 4H+(aq) สรปปฏกรยาทเกดขนในการแยกสารละลาย KI ดวยกระแสไฟฟา ขวแอโนด 2I-(aq) I2(s) + 2e- ขวแคโทด 2H2O(l) + 2e- H2(g) + 2OH-(aq) ปฏกรยารวม 2H2O(l) + 2I- (aq) H2(g) + 2OH-(aq) + I2(s) การแยกสารทหลอมเหลวดวยกระแสไฟฟา เมอใหความรอนกบสารไอออนกจนถงจดหลอมเหลว สารจะเกดการหลอมเหลว ทาใหไอออนบวกและไอออนลบทเปนองคประกอบของสารเหลานนมอสระในการเคลอนท และนาไฟฟาได เมอผานกระแสไฟฟาเขาไปจะเกดปฏกรยารดกชนและออกซเดชนทขวไฟฟา การแยกสาร CaCl2 ทหลอมเหลวดวยไฟฟาและปฏกรยาทเกดขนได ดงน แคโทด Ca2+(l) + 2e- Ca(s) แอโนด 2Cl-(l) Cl2(g) + 2e- ปฏกรยารวม Ca2+(l) + 2Cl-(l) Ca(s) + Cl2(g)

แหลงกาเนดไฟฟากระแสตรง e- e-

Cl-(l)

Ca2+(l) แผนภาพแสดงการแยก CaCl2 ทหลอมเหลวดวยกระแสไฟฟา


การชบโลหะดวยกระแสไฟฟา แหลงกาเนดไฟฟากระแสตรง

แอโนด แคโทดตะป

สารละลายZnSO4

แผนสงกะส

e- e-

การชบตะปเหลกดวยสงกะส

หลกการชบโลหะดวยกระแสไฟฟา 1. วตถทตองการชบตอเขากบขวลบของแบตเตอร (แคโทด) 2. โลหะทใชชบตอเขากบขวบวกของแบตเตอร (แอโนด) 3. สารละลายอเลกโทรไลตทใชตองมไอออนของโลหะชนดเดยวกบโลหะทเปนแอโนด 4. ใชไฟฟากระแสตรง ตวอยางท 19 ถาตองการชบโลหะสงกะสดวยทองแดง ตองตอเซลลไฟฟาโดยใชโลหะใดเปนแอโนด โลหะใดเปนแคโทด และสารละลายใดเปนอเลกโทรไลต ตามลาดบ 1) Zn Cu CuSO4 * 2) Cu Zn CuSO4 3) Zn Cu ZnSO4 4) Cu Zn ZnSO4 ตวอยางท 20 ชบสงกะสดวยเงน ตองตอเซลลไฟฟาแบบใด 1) Pt(s)|H2(g)||Ag+(aq)|Ag(s) * 2) Zn(s)|Zn2+(aq)||Ag+(aq)|Ag(s) * 3) Ag(s)|Ag+(aq)||Zn2+(aq)|Zn(s) 4) Ag(s)|Ag+(aq)||H+(aq)|H2(g)|Pt(s)


ธาต และสารประกอบในอตสาหกรรม ตวอยางท 1 พจารณาสงตอไปน ก. หนงอก หนยอย ข. เลอดป เลอดปลาหมก ค. ปย โปรตน ง. แกว เครองบด ธาตทเปนองคประกอบสาคญของสงทพจารณาขางตน ขอใดถก ก. ข. ค. ง. 1) Na Fe P Zn * 2) Ca Cu N Si 3) Na Cu K Fe 4) Ca Fe S Cr

ตวอยางท 2 พจารณาขอความตอไปน ก. เพชรเปนแรรตนชาตทมความแขงทสดและนาไฟฟาไดดกวาทองแดง ข. สารประกอบหลกของแกวครสตลคอ ZrO2 จงทาใหมลกษณะแวววาวคลายเพชร ค. การยางแรทองแดง สงกะส และพลวงจะไดแกส SO2 ซงสามารถกาจดโดย Ca(OH)2 ง. ทบทมมอะลมเนยมออกไซดเปนสารหลกและมสารประกอบของโลหะแทรนซชนเปนสารมลทน ขอใดถกตอง 1) ก. และ ข. 2) ข. และ ค. *3) ค. และ ง. 4) ก. และ ง. วธคด - แกวครสตล เปนแกวทมซลกาประมาณรอยละ 54-65 โดยมวล - ทบทมสยาม และไพลน เปนพลอยในตระกลแรคอรนดม มสวนประกอบหลกเปนอะลมเนยมออกไซด ถามธาตโครเมยม รอยละ 0.1-1.25 โดยมวล เนอพลอยจะมสชมพ จนถงสแดงเขม เรยกวา ทบทม สวนไพลนจะมทงธาตเหลก และธาตไทเทเนยม ปนอยดวย ตวอยางท 3 ในการผลตแกวมสารใดเปนองคประกอบหลกและจะตองเตมสารใดลงไปเพอใหแกวมสมบตทนตอการเปลยนแปลงอณหภมไดด องคประกอบหลก สารทเตม 1) CaO PbO 2) SiO2 NaF * 3) SiO2 B2O3 4) CaO และ Na2O Cr2O3

วธคด แกวโบโรซลเกต มซลกา (SiO2) ปรมาณคอนขางสง มการเตม B2O3 ลงไปเพอทาใหสมประสทธการขยายตว เนองจากความรอนมคาลดลง ทาใหทนตอการเปลยนแปลงอณหภม


ตวอยางท 4 การถลงแรดบก (SnO2) ทาไดโดยนาสนแรดบกทมซลกาเจอปนมาผสมกบถานโคกและหนปน โดยใชนามนเตาหรอกระแสไฟฟาเปนแหลงใหความรอน ถาใสสนแรดบกในปรมาณทเกนพอ เมอเทยบกบปรมาณถานโคกกบหนปน ขอใดไมใชผลตภณฑหลงการถลงแรดบก 1) CaSiO3 2) CaSnO3 3) Ca2SnO4 * 4) Sn(CO3)2 ตวอยางท 5 Ta2O5 และ Nb2O5 สามารถนาไปใชประโยชนในอตสาหกรรมตางๆ ไดโดยตรง แตถาตองการสกดจนไดโลหะ Ta และ Nb ตองทาปฏกรยากบโลหะชนดใด และใชสารใดเปนตวเรงปฏกรยา ตามลาดบ 1) Mg, MgCl2 * 2) Ca, CaCl2 3) Na, NaCl 4) Li, LiCl ตวอยางท 6 ขอใดถก ก. แรทองแดงทสาคญ คอ แรคาลโคไพไรต (CuFeS2) ซงม FeS และ CuS ผสมอย ข. การถลงทองแดงจากแร มการกาจด FeO โดยนาไปเผากบ SiO2 ได FeSiO3 เปนกากตะกอนเหลว

ซงแยกออกมาได ค. โลหะผสมทองแดง นกเกล และสงกะส เรยกวา เงนนกเกล หรอเงนเยอรมน ใชทาเครองใชตางๆ

เชน เครองมอแพทย และอปกรณทนตกรรม 1) ก. และ ข. 2) ข. และ ค. 3) ก. และ ค. * 4) ถกทกขอ ตวอยางท 7 พลอยในตระกลแรคอรนดม เชน ทบทม มเนอพลอยสชมพจนถงสแดงสม เนองจากมธาตชนดใดเปนมลทน 1) เหลก 2) ไทเทเนยม *3) โครเมยม 4) อะลมเนยม


เชอเพลงซากดกดาบรรพและผลตภณฑ เชอเพลงทนามาใชมากทสด 3 ประเภทแรก ไดแก นามน แกสธรรมชาต และถานหน ซงจดเปนเชอเพลงซากดกดาบรรพ หมายถง เชอเพลงทเปลยนสภาพมาจากสงมชวตในยคตางๆ โดยกระบวนการทางธรณวทยา และธรณเคม ไดแก นามน แกสธรรมชาต ถานหน และหนนามน เปนตน ถานหน เปนหนตะกอนทกาเนดมาจากซากพช องคประกอบหลก คอ ธาตคารบอน และธาตอนๆ เชน ไฮโดรเจน ออกซเจน ไนโตรเจน และกามะถน อาจพบปรอท สารหน ซลเนยม โครเมยม นกเกล ทองแดง แคดเมยม ซงเปนสาเหตสาคญกอใหเกดปญหาตอสขภาพและสงแวดลอม การเกดถานหน ซากพชอยใตผวโลกภายใตความรอนและความดนสงจะอยในภาวะทมออกซเจนจากด จงเกดการยอยสลายอยางชาๆ โครงสรางหลกของพชเปนเซลลโลส นา และลกนน เมอถกยอยสลายคารบอนจะเปลยนไปเปนสารอนทรยทมคารบอนตงแตรอยละ 50 โดยมวล หรอมากกวารอยละ 70 โดยปรมาตร ลกนน เปนสารในเนอไม เกดรวมกบเซลลโลสเปนสารเคลอบผนงเซลลของพช เพมความแขงแรงใหแกพช การเผาไหมถานหนแตละชนดทมมวลเทากน จะใหพลงงานความรอนแตกตางกนตามปรมาณคารบอน มลาดบมากไปนอย คอ แอนทราไซต > บทมนส > ซบบทมนส > ลกไนต > พต แหลงถานหนทใหญทสด และมการผลตมากทสด คอ เหมองแมเมาะ จงหวดลาปาง รองลงมา คอ เหมองกระบ จงหวดกระบ การใชถานหนเปนเชอเพลงโดยตรงจะไดผลตภณฑทงในรปแกส ซงเปนออกไซดของธาตทเปนองคประกอบในถานหน และเถาถาน แกสเหลาน ไดแก CO2, CO, NO2 และ SO2 การกาจด SO2 ซงเปนการกาจดหลงการเผาไหม โดยการฉดหรอพนหนปนเขาไปในเตาเผาทมอณหภมสง หนปนจะสลายตวไดแคลเซยมออกไซด เมอทาปฏกรยากบ SO2 จะได CaSO3 เปนวธทลงทนถกกวา และนยมนามาใช หนนามน เปนหนตะกอนเนอละเอยดเรยงตวเปนชนบางๆ มสารประกอบอนทรยทสาคญ คอ เคอโรเจน แทรกอยระหวางชนหนตะกอน เมอนาหนนามนมาสกดดวยความรอน เคอโรเจนจะสลายตวใหนามนหนลกษณะคลายนามนดบ การเกดหนนามน หนนามนเกดจากการสะสม และทบถมตวของซากพชพวกสาหราย และสตวพวกแมลง ปลา และสตวเลกๆ สารอนทรยในซากพช และสตวจะเกดการเปลยนแปลงเกดเปนสารประกอบเคอโรเจน ผสมกบตะกอนดนทรายอดแนนกลายเปนหนนามน หนนามน มสวนประกอบทสาคญ 2 ประเภท คอ สารประกอบอนนทรย และสารประกอบอนทรย (ประกอบดวย บทเมน และเคอโรเจน) ปโตรเลยม เปนสารผสมของสารประกอบไฮโดรคารบอน และสารอนทรย สถานะของเหลว ไดแก นามนดบ สถานะแกส ไดแก แกสธรรมชาต ซงมองคประกอบหลก คอ สารประกอบไฮโดรคารบอนทมคารบอนในโมเลกล 1-5 อะตอม แกสธรรมชาตเหลว ประกอบดวยไฮโดรคารบอนกลมเดยวกบแกสธรรมชาต แตมจานวนอะตอมของคารบอนมากกวา เมออยใตผวโลกทลกมากอณหภมสงจะมสถานะเปนแกส เมอนาขนมาถงระดบผวดนซงมอณหภมตาลง ไฮโดรคารบอนจะกลายสภาพเปนของเหลว


การเกดปโตรเลยม ปโตรเลยมเกดจากการทบถม และสลายตวของอนทรยสารจากพชและสตว ถกอดดวยความดน ความรอนสงรวมทงมออกซเจนจากด จงสลายตวเปลยนสภาพเปนนามนดบ และแกสธรรมชาตแทรกอยระหวางชนหนทมรพรน ดานบนเปนหนตะกอน หรอหนดนดานปดกนไมใหปโตรเลยมไหลลอดออกไปได การสารวจปโตรเลยม 1. การสารวจทางธรณวทยา ทาแผนทภาพถายทางอากาศ การเกบตวอยางหน วเคราะหซากพช ซากสตวในหน ทาใหคาดคะเนไดวาจะมโอกาสพบโครงสรางและชนดของหนทกกเกบปโตรเลยม 2. การสารวจทางธรณฟสกส การวดคาความเขมของสนามแมเหลกโลก บอกใหทราบถงขอบเขต ความหนา ความกวางใหญของแอง และความลกของชนหน การตรวจวดคาความโนมถวงของโลก บอกใหทราบถงชนดของชนหนใตผวโลกในระดบตางๆ ชวยในการกาหนดขอบเขตและรปรางของแองใตผวดน การสารวจดวยการวดคลนไหวสะเทอน บอกใหทราบถงตาแหนง รปราง ลกษณะ และโครงสรางของชนหนใตดน แหลงนามนดบทใหญทสดของไทย ไดแก นามนดบเพชรจากแหลงสรกต กงอาเภอลานกระบอ จงหวดกาแพงเพชร แหลงผลตแกสธรรมชาตทใหญทสดอยในอาวไทย ชอวา แหลงบงกช การกลนนามนดบ นามนดบ ประกอบดวยสารประกอบไฮโดรคารบอน ประเภทแอลเคน และไซโคลแอลเคนเปนสวนใหญ นอกจากนยงมสารประกอบของกามะถน ออกซเจน ไนโตรเจน รวมทงโลหะตางๆ ปนอยดวย การแยกสารในนามนดบใชการกลนลาดบสวน

เชอเพลงแกสหงตม (LPG)C1-C4

ทาสารเคม วสดสงเคราะห

C5-C7 ตวทาละลาย แนฟทาเบา

เครองยนตไอพนและตะเกยงC10-C19

นามนกาด เชอเพลง

เครองยนตดเซล C14-C19

นามนดเซล เชอเพลง

C19-C35 นามนหลอลน

ควบแนน

อณหภม 320-385°C

นามนดบ

< 30°C

30-110°C

250-340°C

170-250°C

65-170°C

> 350°C

> 500°C

นามนเบนซน แนฟทาหนกC6-C12

ไข นามนเตาและยางมะตอยC > C35

กรรมวธในการกลนนามนดบและผลตภณฑ


ปจจบนมความตองการใชนามนเบนซน (C6-C12) และนามนดเซล (C14-C19) ในปรมาณทสงมาก รวมทงผลตภณฑทไดจากการกลนโดยตรงมคณภาพไมเหมาะสมกบความตองการ นกวทยาศาสตรจงหาวธทาสารประกอบไฮโดรคารบอนทมมวลโมเลกลสง และเปนทตองการนอยใหเปนสารทมมวลโมเลกลใกลเคยงกบนามนเบนซนและนามนดเซล และใชเปนสารตงตนในการผลตสารชนดอนๆ ตอไป ซงทาไดหลายวธ ดงน 1. กระบวนการแตกสลาย คอ การทาใหสารประกอบไฮโดรคารบอนโมเลกลใหญแตกออกเปนโมเลกลเลก โดยใชความรอนสงประมาณ 500°C และมตวเรงปฏกรยาทเหมาะสม

C10H22 ตวเรงปฏกรยา

500°C C8H16 + C2H6 2. กระบวนการรฟอรมมง คอ การเปลยนสารประกอบไฮโดรคารบอนแบบโซตรงเปนไอโซเมอรแบบโซกง หรอการเปลยนสารประกอบไฮโดรคารบอนแบบวงใหเปนสารอะโรมาตก โดยใชความรอนสงและตวเรงปฏกรยา

CH3 CH2 CH2 CH2 CH2 CH3 ตวเรงปฏกรยาความรอน CH3CH CH 3CH

3CH

3CH

ตวเรงปฏกรยาความรอน

3CH 3CH

+ 23H 3. กระบวนการแอลคเลชน คอ การรวมสารประกอบของแอลเคนกบแอลคนทมมวลโมเลกลตา โดยมกรดเปนตวเรงปฏกรยา เกดเปนโมเลกลของสารประกอบแอลเคนทมโครงสรางแบบโซกง

42SOHC3CH 32 CH CH + 3CH

3CHCH

3CHCH3CH

3CHC2CH

3CH3CH

3CH 4. กระบวนการโอลโกเมอไรเซซน คอ การรวมสารประกอบของแอลคนโมเลกลเลกเขาดวยกน โดยใชความรอนหรอตวเรงปฏกรยา เกดเปนสารประกอบไฮโดรคารบอนทมจานวนคารบอนเพมขนและมพนธะคเหลออยในผลตภณฑ

C3CH 32 CH CH + 2CH3CH 3CH

ตวเรงปฏกรยา C3CH3CH

2CH3CH

C

3CH2CHC

CH3 CH CH2 + CH3 CH3CH

CH CH CH3 ตวเรงปฏกรยา CH3 CH

3CHCH2 CH

3CHCH CH CH3

นามนเบนซนมองคประกอบสวนใหญเปนสารประกอบไฮโดรคารบอนทในโมเลกลมคารบอน 6-12 อะตอม นามนเบนซนประกอบดวยชนดและไอโซเมอรทตางกนของสารประกอบไฮโดรคารบอน ทาใหเกดการตดไฟและระเบดไมพรอมกน สารประกอบไฮโดรคารบอนทมโครงสรางแบบโซกงหรออะโรมาตก จดเปนนามนเบนซนทม


คณภาพดกวาแบบโซตรง เพราะวาสารประกอบไฮโดรคารบอนทเปนชนดโซตรงตดไฟไดงายกวาและเกดการระเบดเรวกวาจงหวะทควรเปนในกระบอกสบ ทาใหเครองยนตเกดอาการเดนไมเรยบซงเรยกวา การชงจดระเบด ไอโซเมอรของออกเทนทมชอสามญวา ไอโซออกเทน เปนเชอเพลงทเหมาะกบเครองยนตทใชนามนเบนซน เพราะจะชวยปองกนการชงจดระเบดของเครองยนต ทาใหเครองยนตเดนเรยบ การกาหนดคณภาพนามนเบนซนดวยเลขออกเทน นามนเบนซนเลขออกเทน 95 คอ นามนเบนซนทมสมบตในการเผาไหมเชนเดยวกบเชอเพลงทไดจากการผสมไอโซออกเทนรอยละ 95 กบเฮปเทนรอยละ 5 โดยมวล

C3CH3CH

2CH3CH

CH3CH

3CH

ไอโซออกเทน (เลขออกเทน 100)

CH3 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH3

เฮปเทน (เลขออกเทน 0) การเพมคาเลขออกเทนในอดตทาโดยเตมสารเคมบางชนด เชน เตตระเมทลเลด หรอเตตระเอทลเลดลงในนามนเบนซน ปจจบนเปลยนมาใชสารเคม เชน เมทลเทอรเชยรบวทลอเทอร (MTBE), เอทานอล หรอเมทานอล เรยกวา นามนไรสารตะกว

C3CH3CH

3CH3CHO

เมทลเทอรเชยรบวทลอเทอร (MTBE)

ดเซล เปนผลตภณฑนามนทไดจากการกลนลาดบสวน นามนดบ แบงเปน 2 ชนด คอ ดเซลหมนเรวหรอโซลา เหมาะสาหรบเครองยนตความเรวรอบสงกวา 1000 รอบ/นาท และดเซลหมนชาหรอขโล เหมาะสาหรบเครองยนตทใชขบเคลอนเรอเดนทะเลและการผลตกระแสไฟฟา การกาหนดคณภาพของนามนดเซลดวย เลขซเทน โดยกาหนดใหซเทน (C16H34) มเลขซเทน 100 และแอลฟาเมทลแนฟทาลน (C11H10) มเลขซเทน 0

CH3 (CH2)14 CH3 3CH

ซเทน (เลขซเทน 100) แอลฟาเมทลแนฟทาลน (เลขซเทน 0) ดโซฮอล เปนนามนเชอเพลงทไดจากการผสมนามนดเซลกบเอทานอลชนดทมความบรสทธ 99.5% ขนไป แตหากใชเอทานอลชนดทมความบรสทธ 95% จะตองผสมสารเคมประเภทอมลซไฟเออรลงไปดวย เพอทาใหเอทานอลกบนามนดเซลผสมเขากนโดยไมแยกชน

วทยาศาสตร เคม (100) _________________________________ โครงการแบรนดซมเมอรแคมป 2012

ไบโอดเซล เปนเอสเทอรทผลตจากนามนพชหรอนามนสตว โดยผานกระบวนการทางเคมทเรยกวา Transesterification คอ การนานามนพชหรอนามนสตวไปทาปฏกรยากบแอลกอฮอล โดยมกรดหรอเบสเปนตวเรงปฏกรยา จะไดเอสเทอรกบกลเซอรอลเปนผลพลอยได ไบโอดเซลทไดมชอเรยกตามชนดของแอลกอฮอล ถาเปนเมทลแอลกอฮอลจะเรยกวา เมทลเอสเทอร ถาเปนเอทลแอลกอฮอลจะเรยกวา เอทลเอสเทอร

กลเซอรอล

2CH O CO

1R

O CO

2CH O CO 33CH OH

2CH OH

OHCH

2CH OH

+

เมทานอลไตรกลเซอไรด

CH 2R

3R

3R CO

3CHO

เมทลเอสเทอร

+

ปจจบนประเทศไทยใชแกสธรรมชาตเปนพลงงานหลก (มากกวารอยละ 60 ของพลงงานทงหมดทใช) ในการผลตกระแสไฟฟา ตวอยางท 1 ปฏกรยาตอไปนเปนการผลตสารใด

2CH O C 3115HC

CH O C 3115HCO

O

O

2CH O C 3115HC

OH3CH 3+

OH2CH

CH OH

2CH OH

C 3OCHO

3115H3C +

* 1) ไบโอดเซล 2) ดโซฮอล 3) แกสโซฮอล 4) สบ แกสธรรมชาตและแกสธรรมชาตเหลว ประกอบดวย สารประกอบไฮโดรคารบอนชนดตางๆ เชน มเทน อเทน โพรเทน บวเทน เพนเทน กบสารทไมใชไฮโดรคารบอน ไดแก คารบอนไดออกไซด ไฮโดรเจนซลไฟด ไอปรอท และไอนา แกสธรรมชาตทขดเจาะขนมาจากใตพนดนจะมทงสถานะของเหลวและแกสผสมกนอย สวนทเปนของเหลว เรยกวา แกสธรรมชาตเหลว และสวนทเปนแกส เรยกวา แกสธรรมชาต กระบวนการแยกแกสประกอบดวย การแยกสารประกอบทไมใชสารประกอบไฮโดรคารบอน กาจดออกโดยผานกระบวนการ ดงน 1. หนวยกาจดสารปรอท เพอปองกนการผกรอนของทอจากการรวมตวกบปรอท 2. หนวยกาจดแกส H2S และ CO2 เนองจาก H2S มพษและกดกรอน สวน CO2 ทาใหเกดการอดตนของทอ เพราะวาทระบบแยกแกสมอณหภมตามาก การกาจด CO2 ทาโดยใชสารละลาย K2CO3 ผสมตวเรงปฏกรยา 3. หนวยกาจดความชน โดยการกรองผานสารทมรพรนสง เชน ซลกาเจล

โครงการแบรนดซมเมอรแคมป 2012_________________________________ วทยาศาสตร เคม (101)

มเทนเปนเชอเพลงผลตกระแสไฟฟา เปนเชอเพลงในโรงงานอตสาหกรรม แกสธรรมชาตอดใชเปนเชอเพลงในรถยนตและเปนวตถดบในการผลตปยเคม

แกสธรรมชาต

หนวยกาจดสารปรอท

หนวยกาจดH2S และ CO2

หอกลนลาดบสวนเพอแยกองคประกอบของไฮโดรคารบอน

หนวยเปลยนสถานะแกสใหเปนของเหลว

หนวยกาจดความชน

แกสเหลวอเทนโพรเพนอเทนและโพรเพนใชในอตสาหกรรมปโตรเคมแกสปโตรเลยมเหลว (แอลพจ : LPG)ใชเปนเชอเพลงในครวเรอน (แกสหงตม)แกสโซลนธรรมชาต (NGL)ปอนโรงกลนนามนเพอผลตเปนนามนเบนซนอตสาหกรรมผลตตวทาละลาย อตสาหกรรมปโตรเคม

แผนผงการแยกแกสธรรมชาตและการนาไปใชประโยชน ตวอยางท 2 เชอเพลงปโตรเลยมใดเผาไหมไดดทสด ในสภาวะปฏกรยาเดยวกน 1) อะเซทลน (C2H2) เพราะมสถานะเปนแกสใชในการใหความรอนเชอมโลหะไดด 2) iso-octane บรสทธ เพราะมคาเลขออกเทนเทากบ 100 * 3) แกสธรรมชาตอด (CNG) เพราะมนาหนกโมเลกลตา 4) ไมสามารถเทยบกนได เพราะเปนเชอเพลงตางประเทศ อตสาหกรรมปโตรเคมเกดจากการนาสารประกอบไฮโดรคารบอนทไดจากการกลนนามนดบ และจากการแยกแกสธรรมชาตมาใชเปนวตถดบเพอผลตเคมภณฑตางๆ 1. อตสาหกรรมปโตรเคมขนตน เปนการนาสารประกอบไฮโดรคารบอนทไดจากแกสธรรมชาต หรอนามนดบมาผลตเปนมอนอเมอร 2. อตสาหกรรมปโตรเคมขนตอเนอง เปนการนามอนอเมอรมาผลตเปนพอลเมอร ผลตภณฑในขนนอาจอยในรปของพลาสตก


พอลเอทลนใชผลตถงพลาสตกฟลม ภาชนะ ทอนา

อเทน

แกสธรรมชาตหรอนามนดบ

วตถดบผลตภณฑจากอตสาหกรรมปโตรเคมขนตน

ผลตภณฑจากอตสาหกรรม

ปโตรเคมขนตอเนอง

ผลตภณฑทไดและการใชประโยชน

โพรเพน

แนฟทา

เอทลนโพรพลนบวทาไดอนเบนซนสไตรนโทลอนไซลน

พอลเอทลนพอลโพรพลนพอลไวนลคลอไรดพอลสไตรน อนๆ

วตถดบสาหรบเสนใยสงเคราะห เอทลนไกลคอลกรดเทเรฟทาลก อนๆ

ยางสงเคราะหยางสไตรน-บวทาไดอนยางบวทาไดอน อนๆ

วตถดบสาหรบผลตสตวทาละลาย พอลยรเทนอนๆ

สารซกลาง

อนๆ

พอลโพรพลนใชผลตถงพลาสตก เชอกแห อวน ขวด ฉนวนหมสายไฟฟาอนๆพอลไวนลคลอไรดใชผลตทอตางๆ ฟลมวสดปพนพอลสไตรนใชผลตโฟม ตลบเทปตโทรทศนกลองฉนวนความรอน

เครองนงหม

เครองเรอน มาน พรม

เชอก ผาใบ อนๆ

ยางรถยนต สายรด

เชอก ผาใบ อนๆ

สทาวสดอปกรณตางๆ

ผงซกฟอก แชมพ

นายาขดผวโลหะ

ปย สยอม กาว

อตสาหกรรมขนรปพลาสตก

อตสาหกรรมเสนใย

อตสาหกรรมยาง

อตสาหกรรมสและสารเคลอบผว

อตสาหกรรมผงซกฟอก

ขนตอนในอตสาหกรรมปโตรเคมและการใชประโยชน


พอลเมอร เกดจากมอนอเมอรจานวนมากเชอมตอกนดวยพนธะโคเวเลนต 1. โฮโมพอลเมอร ประกอบดวย มอนอเมอรชนดเดยวกน เชน PVC 2. โคพอลเมอร หรอพอลเมอรรวม ประกอบดวย มอนอเมอรตางชนดกนเชอมตอกน เชน ไนลอน 6, 6 ปฏกรยาทมอนอเมอรรวมกนเปนพอลเมอร เรยกวา ปฏกรยาพอลเมอไรเซชน เกดได 2 แบบ 1. ปฏกรยาพอลเมอไรเซชนแบบควบแนน เกดจากมอนอเมอรทมหมฟงกชนมากกวา 1 หมทาปฏกรยากนเกดเปนพอลเมอร และไดสารโมเลกลขนาดเลก เชน นา แกสไฮโดรเจนคลอไรด แอมโมเนยหรอเมทานอลเปน ผลพลอยได

nH2N (CH2)6 NH2 + nHO CO

(CH2)4 CO

OH เฮกซะเมทลนไดเอมน กรดอะดปก

NH CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 NH CO

CH2 CH2 CH2 CH2 CO

n+ 2nH2O

หมเอไมด

คารบอน 6 อะตอม จากเฮกซะเมทลนไดเอมน คารบอน 6 อะตอม จากกรดอะดปก พอลเมอรสงเคราะหทเตรยมจากปฏกรยาพอลเมอไรเซชนแบบควบแนน

มอนอเมอร พอลเมอร ไดเมทลเทเรฟทาเลต + เอทลนไกลคอล พอลเอทลนเทเรฟทาเลต (PET) เฮกซะเมทลนไดเอมน + กรดอะดปก พอลเอไมด (PA) (ไนลอน 6, 6)

บส-ฟนอลเอ + ฟอสจน พอลคารบอเนต (PC) 1, 4-บวเทนไดออล + เฮกซะเมทลนไดไอโซไซยาเนต พอลยรเทน (PU)

ฟนอล + ฟอรมาลดไฮด พอลฟนอลฟอรมาลดไฮด (PF) (เบกาไลต) ยเรย + ฟอรมาลดไฮด พอลยเรยฟอรมาลดไฮด (UF)

เมลามน + ฟอรมาลดไฮด พอลเมลามนฟอรมาลดไฮด (MF)

ตวอยางท 3 สารใดไมเกดปฏกรยาพอลเมอไรเซชนกบ H H

OC

1)

OH

2)

O

NH2 2NH

3)

N N

N

NH2

H2N NH2 * 4) Cl

Cl


ตวอยางท 4 พอลเมอรแลคไทดเปนพอลเมอรทยอยสลายไดตามธรรมชาต มโครงสรางดงรป

O

n

O

OHO O

O

OH

สามารถเตรยมไดจากปฏกรยาพอลเมอไรเซชนของสารใด

* 1) O

O

O

O 2)

ClO

Cl 3) Cl

O

OH 4) ถกทงขอ 2) และ 3)

ตวอยางท 5 ไดเมทโคน (Dimethicone) เปนพอลเมอรในกลมซลโคนมหนวยซาเปน -Si(CH3)2O- สามารถเตรยมไดจากปฏกรยาระหวาง Si(CH3)2Cl2 กบ H2O อตราสวนจานวนโมลของสารตงตน Si(CH3)2Cl2 : H2O ขอใดทเตรยมเปนพอลเมอรไดสายยาวทสด 1) 1 : 100 2) 1 : 2 * 3) 1 : 1 4) 100 : 1 ตวอยางท 6 ไคโตซานเปนพอลเมอร ทมโครงสรางดงน

2NH

OHO

OO

OO

HO

HO

HO HO

HO HO

HO 2NH2NH ขอใดกลาวถกตองเกยวกบการละลายของไคโตซาน 1) ละลายไดดในตวทาละลายอนทรย 2) ละลายไดดในนาทอณหภมตา 3) ละลายไดดในนาเมอ pH สง * 4) ละลายไดดในนาเมอ pH ตา ตวอยางท 7 สารประกอบ 3 ชนดทสามารถนามาใชเปนสารตงตนสาหรบปฏกรยาพอลเมอไรเซซน มโครงสรางดงภาพ

O

ACl

OCl

HO

OH

B H2N

NH2

C พอลเมอรทมความเหนยวทนทานมากทสด เตรยมไดจากสารตงตนในขอใด 1) A + B เพราะมขวมากทสด * 2) A + C เพราะมพนธะไฮโดรเจน 3) B + C เพราะโมเลกลเรยงชดกนแนน 4) A + B + C เพราะเปนแบบรางแห


2. ปฏกรยาพอลเมอไรเซชนแบบเตม เกดจากโมเลกลของมอนอเมอรทมพนธะคระหวางคารบอนอะตอม ทาปฏกรยาตอกนบรเวณพนธะค ไดผลตภณฑเปนพอลเมอรโดยไมมสารโมเลกลเลกๆ เกดขน โครงสรางและสมบตของพอลเมอร 1. พอลเมอรแบบเสน เกดจากมอนอเมอรสรางพนธะโคเวเลนตเปนโซยาว เชน พอลเอทลน, พอลโพรพลน, พอลไวนลคลอไรด, พอลสไตรน, พอลอครโลไนไตรด, ไนลอน 6, 6 และพอลเอทลนเทเรฟทาเลต 2. พอลเมอรแบบกง ในโครงสรางมโซกงอาจเปนชนดโซสน หรอโซยาวแตกออกไปจากโซหลก เชน พอลเอทลนชนดความหนาแนนตา (LDPE) สมบต พอลเมอรชนดนมความยดหยน ความหนาแนนตา จดหลอมเหลวตากวาพอลเมอรแบบเสน 3. พอลเมอรแบบรางแห เกดจากการเชอมโยงระหวางโซพอลเมอรทมโครงสรางแบบเสน หรอแบบกง ตอเนองกนเปนรางแห เชน พอลฟนอลฟอรมาลดไฮด (เบกาไลต), พอลเมลามนฟอรมาลดไฮด (เมลามน) สมบต จดหลอมเหลวสง เมอขนรปแลวไมสามารถหลอมหรอเปลยนแปลงรปรางได ตวอยางท 8 พอลเมอรแบบกงสามารถเตรยมไดจากปฏกรยาระหวางเอทลนและสารใด 1) acetylene 2) butadiene 3) ethylene glycol * 4) hexene ตวอยางท 9 โครงสรางของเมลามน และฟอรมาลดไฮดเปนดงน

เมลามน

N N

N

NH2

H2N NH2

HO

Hฟอรมาลดไฮด

ในอตสาหกรรมพลาสตกทนาเมลามนมาทาปฏกรยาควบแนนกบฟอรมาลดไฮด จะไดผลตภณฑพอลเมอรทมโครงสรางแบบใด

1) เสนตรง 2) ขดเปนวง 3) ขดเปนเกลยว * 4) รางแห ตวอยางท 10 พอลเมอรขนาดโมเลกลใกลเคยงกนทมโครงสรางในขอใดนาจะมจดหลอมเหลวสงทสด

1) nO

OO O * 2)

O

O

n

H

HN N

3) n

4) n


ตวอยางท 11 ซลโคนทมโครงสรางดงรป สามารถสงเคราะหไดจากสารใด

Si

n

3CH

O

CH3

* 1) (CH3)2SiCl2 และ H2O 2) CH3Cl และ SiO2 3) CH3CH2Cl และ SiO2 4) (CH3)2SiCl2 และ SiO2 พลาสตก 1. เทอรมอพลาสตก เปนพลาสตกทออนตวเมอไดรบความรอน และเมออณหภมลดลงจะแขงตว โดยสมบตของพลาสตกไมเปลยนแปลงจงสามารถนากลบมาใชใหมได พลาสตกนมโครงสรางแบบเสนหรอแบบกง มการเชอมตอระหวางโซพอลเมอรนอยมาก 2. พลาสตกเทอรมอเซต ไมสามารถนากลบมาขนรปใหมไดอก เพราะพอลเมอรเปนแบบรางแห ถาทาใหมอณหภมสงมากจะแตกและไหมเปนเถา เชน พอลฟนอลฟอรมาลดไฮด, พอลเมลามนฟอรมาลดไฮด และพอลยรเทน

เสนใย

เสนใยธรรมชาต เสนใยกงสงเคราะห เสนใยสงเคราะห

เซลลโลส ใยหน

โปรตน

เรยอน พอลเอสเทอร พอลอะครโลไนไตรด

พอลเอไมด อนๆ การจาแนกชนดเสนใย

เสนใยธรรมชาต เชน เสนใยเซลลโลสจากสวนตางๆ ของพช ไดแก เสนใยทหมเมลดฝาย นน ใยมะพราว เสนใยจากเปลอกไม เชน ลนน ปอ กญชา เสนใยจากใบ เชน สบปะรด ศรนารายณ เสนใยจากฝายจดเปนเซลลโลสบรสทธทนามาใชประโยชนมากทสดถงรอยละ 50 ของเสนใยทงหมด เสนใยทไดจากสตวซงเปนสารประเภทโปรตน เชน ขนแกะ ขนแพะ และเสนใยจากรงไหม เสนใยเหลานมสมบต คอ เมอเปยกนามความเหนยวและความแขงแรงจะลดลง ถาถกแสงแดดเปนเวลานานๆ จะสลายตวหรอกรอบ เสนใยจากธรรมชาตบางชนด เชน ฝาย เมอนามาทอเปนผาเพอใชงานจะเปนราไดงาย ผาไหมจะหดตวเมอไดรบความรอนและความชน ลนน ปาน ตองผลตดวยมอถาผลตดวยเครองจกรจะไดเสนใยทมคณภาพไมดและมการสญเสยมาก


เสนใยกงสงเคราะห เชน เซลลโลส แอซเตต เตรยมไดจากเซลลโลสทาปฏกรยากบกรดแอซตกเขมขนโดยมกรดซลฟวรกเขมขนเปนตวเรงปฏกรยา การเตรยมเสนใยเรยอน (ควปราโมเนยมเรยอน) Cu2+(aq) + 2OH-(aq) Cu(OH)2(s) คอปเปอร (II) ไฮดรอกไซด Cu(OH)2(aq) + 4NH3 Cu(NH3)4(OH)2(aq) เตตระแอมมนคอปเปอร (II) ไฮดรอกไซด เมอฉดสารละลายเซลลโลสทเกดขน ลงในกรดซลฟวรกจะเกดเปนเสนใยเรยอน สฟาของเสนใยจะจางหายไป เนองจาก Cu2+ ไอออนจะแพรเขาไปอยในสารละลายของกรดซลฟวรก เสนใยทไดนาหนกเบา เหมาะใชทาเสอผาฤดรอน เสนใยสงเคราะห โมเลกลเรยงตวคอนขางเปนระเบยบ เรยงตวตามแนวแกนของเสนใย สมบตมความทนทานตอจลนทรย เชอรา แบคทเรย ไมยบงาย ไมดดนา ทนทานตอสารเคม ซกงาย และแหงเรว เชน ไนลอน และโอรอน (พอลอะครโลไนไตรด) ไนลอน 6, 6 และไนลอน 6, 10 เปนเสนใยพอลเอไมด (ตวเลขหลงชอไนลอนแสดงจานวนอะตอมของคารบอนในมอนอเมอรของเอมน และกรดอนทรย ตามลาดบ) ดาครอน หรอโทราเทโทรอน เปนเสนใยพอลเอสเทอรเปนโคพอลเมอรระหวางเอทลนไกลคอลกบไดเมทล-เทเรฟทาเลต มสมบตทนความรอน แสงแดด ทนสารเคม ซกแลวไมตองรด ยาง โครงสรางทางเคมของเนอยางประกอบดวยมอนอเมอรไอโซพรนทเชอมตอกนอยในชวง 1500 ถง 15000 หนวย

C2CH

C3CH H

2CHC2CH

C3CH H

2CHC2CH

C3CH H

2CH

ยางพารา (ซส-พอลไอโซพรน)

พชบางชนดทใหนายางได เชน ตนยางกตตา ตนยางบาราทาและตนยางชคเคล ใชทาสวนผสมในหมากฝรง ยางจากพชทง 3 ชนดนเปนพอลไอโซพรนเชนเดยวกบยางพารา แตมโครงสรางตางกน ดงน

C2CH

C3CH

H

2CHC3CH

C2CH H

2CHC2CH

C3CH

H

2CH ยางกตตา

สมบตสาคญประการหนงของยาง คอ มความยดหยนสง ซงเกดจากโครงสรางโมเลกลของยางทมลกษณะมวนขดไปมาเปนวงและบดเปนเกลยว มแรงแวนเดอรวาลสยดเหนยวระหวางโซของพอลเมอรเขาไวดวยกน ยางพารามความตานทานแรงดงสง ทนตอการขดถ เปนฉนวนทดมาก ทนนา ทนนามนจากพชและจากสตว แตไมทนตอนามนเบนซนและตวทาละลายอนทรย เมอไดรบความรอนจะเหนยวและออนตว แตจะแขงและเปราะทอณหภมตากวาอณหภมหอง


ชารล กดเยยร คนพบเมอยางทาปฏกรยากบกามะถนในปรมาณเหมาะสมทอณหภมสงกวาจดหลอมเหลวของกามะถน ทาใหยางมสภาพคงตวในอณหภมตางๆ ทนตอความรอน แสง และละลายในตวทาละลายยากขน เรยกกระบวนการนวา วลคาไนเซชน

( 2CH C 2CH3CH

CH 2CH C3CH

CH CH(

( 2CH C 2CH

3CH

CH 2CH C

3CHCH CH(

8S+ xS-n)

-n)

-n)

-n)

Sx)H(8 2-+

ยางกอนการวลคาไนซ ยางหลงการวลคาไนซ ยางทเตมกามะถนในปรมาณทเหมาะสม จะเกดพนธะโคเวเลนตของกามะถนเชอมตอระหวางโซ พอลไอโซพรนในบางตาแหนง เมอไดรบแรงกระทา สายโซจะไมเลอนหลดออกจากกนไดงาย จงทาใหยางมความยดหยนคงรปรางมากขน

x = จานวนอะตอมของ S ซงจะเปนเทาใดกได


โครงสรางอะตอมและตารางธาต สรปแบบจาลองอะตอมแบบตางๆ

Dalton Thomson Rutherford Bohr

สญลกษณนวเคลยร สญลกษณนวเคลยร คอ สญลกษณทใชบอกชนดของธาต ตลอดจนจานวนอนภาคมลฐานทงหมดของธาตนนๆ โดยจะประกอบดวยสวนสาคญ 2 สวน ไดแก มวลอะตอม

เลขอะตอม

สญลกษณธาตAZ X

1. เลขอะตอม (Atomic number, Z) คอ ตวเลขทแสดงจานวนโปรตอนในนวเคลยส เปนตวบงชชนดและสมบตเฉพาะตวของธาตนนๆ 2. เลขมวล (Mass number, A) คอ ตวเลขทแสดงผลรวมของจานวนโปรตอน และนวตรอนในนวเคลยส


ไอโซโทป (Isotope) คอ อะตอมของธาตเดยวกนทมเลขมวลตางกนหรออนภาคทมจานวนโปรตอนเทากน ซงอนภาคทเปนไอโซโทปกนจะมสมบตทางเคมคลายคลงกนแตสมบตทางกายภาพบางประการตางกน โดยธาตหนงๆ อาจมไดหลายไอโซโทป ไอโซบาร (Isobar) คอ อะตอมของธาตตางชนดกนทมเลขมวลเทากน ไอโซโทน (Isotone) คอ อะตอมของธาตตางชนดกนทมจานวนนวตรอนเทากน ไอโซอเลกทรอนก (Isoelectronic) คอ อะตอมหรอไอออนของสารทมจานวนอเลกตรอนเทากน ไอออน คอ อนภาคทเกดการสญเสยเสถยรภาพทางไฟฟา ทาใหเกดธาตทมประจไฟฟา เพราะมจานวนอเลกตรอนไมเทากบจานวนโปรตอน โดยถาหากวาจานวนอเลกตรอนมากกวาจานวนโปรตอน เรยกวา “ไอออนลบ” และถาหากวามจานวนอเลกตรอนนอยกวาจานวนโปรตอน เรยกวา “ไอออนบวก” การจดเรยงอเลกตรอน การจดเรยงอเลกตรอน เปนกระบวนการทใชในการแบงกลมของอเลกตรอนโดยใชสภาวะและบรเวณทอเลกตรอนแตละตวอย เพอบอกตาแหนงของธาตในตารางธาต อกทงยงสามารถอธบายพฤตกรรมบางอยางไดจากการจดเรยงอเลกตรอน โดยทวไปเราสามารถแบงการจดเรยงอเลกตรอนเปนไดเปน 2 วธ ไดแก 1. การจดเรยงอเลกตรอนในระดบพลงงานหลก (Core Shell Electron Configuration) 2. การจดเรยงอเลกตรอนในระดบพลงงานยอย (Subshell Electron Configuration) การจดเรยงอเลกตรอนในระดบพลงงานหลก เปนกระบวนการจดเรยงอเลกตรอนทคอนขางสะดวก เหมาะสาหรบการบอกตาแหนงในตารางธาตเทานน ไมสามารถอธบายรายละเอยดของพฤตกรรมตางๆ ของอะตอมไดชดเจนเหมอนกบการจดเรยงอเลกตรอนในระดบพลงงานยอยซงการจดเรยงอเลกตรอนในระดบพลงงานหลกจะใหขอมลเพยง 2 ชนด ดงน 1. ระดบพลงงาน 2. จานวนอเลกตรอนในระดบพลงงานนนๆ มวธการดงตอไปน 1. หาจานวนอเลกตรอนทสามารถจไดในระดบพลงงานตางๆ โดย จานวนอเลกตรอนทสามารถจไดในระดบพลงงาน = 2n2 โดย n = ระดบพลงงานท n ดงนน ทระดบพลงงาน n = 1 สามารถจอเลกตรอนได = 2 × 12 = 2 ทระดบพลงงาน n = 2 สามารถจอเลกตรอนได = 8 ทระดบพลงงาน n = 3 สามารถจอเลกตรอนได = 18 ทระดบพลงงาน n = 4 สามารถจอเลกตรอนได = 32 2. อเลกตรอนในระดบพลงงานชนนอกสด เรยกวา เวเลนซอเลกตรอน มไดไมเกน 8 อนภาค (ตามเลขหม)


3. ชวงหางระหวางระดบพลงงานเรยงจากนวเคลยสออกไป ดงน

n = 5 n = 7

n = 6n = 1 n = 2 n = 3 n = 4 “จากภาพทาใหเราไดเหนวา ยงอยหางจากนวเคลยสออกไปความแตกตางของระดบพลงงานยงลดลง” 4. จานวนระดบพลงงานบอกเลขทคาบ (ธาตในแนวนอน) จานวนเวเลนซอเลกตรอนบอกเลขทหม (ธาตในแนวตง) ไดเฉพาะธาตพวกเรพรเซนเตตฟ (ธาตพวก A) 5. สวนธาตแทรนซชนในคาบท 4 สวนใหญมจานวนเวเลนซอเลกตรอนเปน 2 ยกเวนบางธาตทเปน 1 (Cr และ Cu) และอเลกตรอนในระดบพลงงานรองสดทายเปน 9 ถง 18 การจดเรยงอเลกตรอนในระดบพลงงานยอย การจดเรยงอเลกตรอนในรปแบบนจะมการบอกรายละเอยดของอเลกตรอนอย 3 สวนหลก ไดแก 1. ระดบพลงงาน 2. ออรบทล 3. จานวนอเลกตรอนทอยในระดบพลงงานและออรบทลนนๆ

ออรบทล

1s2จานวนอเลกตรอน

ระดบพลงงาน

โดยความแตกตางระหวางการจดเรยงอเลกตรอนในระดบพลงงานหลกและในระดบพลงงานยอย คอ “ออรบทล (Orbital)” ซงหมายถงบรเวณทมโอกาสพบอเลกตรอน ซงออรบทลจะพบไดหลายลกษณะเปนรปทรงตางๆ ตามระดบพลงงานของอเลกตรอน ซงเปนพลงงานจลนทเกดจากการเคลอนทของอเลกตรอนรอบนวเคลยสและการหมนรอบตวเองของอเลกตรอน โดยแตละออรบทลมรปแบบเปนดงน ระดบพลงงานยอย s บรรจอเลกตรอนได 2 อเลกตรอน ใหเสน spectrum เสนบางเลก (sharp) ระดบพลงงานยอย p บรรจอเลกตรอนได 6 อเลกตรอน ใหเสน spectrum เสนหนาชด (principal) ระดบพลงงานยอย d บรรจอเลกตรอนได 10 อเลกตรอน ใหเสน spectrum สวางกระจาย (diffuse) ระดบพลงงานยอย f บรรจอเลกตรอนได 14 อเลกตรอน ใหเสน spectrum สวางกระจาย (diffuse) ระดบพลงงานยอย g บรรจอเลกตรอนได 18 อเลกตรอน ใหเสน spectrum สวางกระจาย (diffuse) ทงน ในการจดเรยงธาตทมเลขอะตอมสงมากๆ (เลขอะตอมมากกวา 120) อาจจะพบ g-orbital และ h-orbital


เนองจากการทระดบพลงงานมคาไมเทากนและมการเรยงทซอนกนในออรบทลตางๆ ทาใหอเลกตรอนนนจะตองถกบรรจอยในระดบพลงงานและออรบทลทมพลงงานตาทสดกอนเพอความเสถยร ดงนนการจดเรยงอเลกตรอนสามารถทาไดโดยจดตามลาดบตอไปน

เรยงลาดบพลงงานจากนอยไปหามากตามลกศรน1s

2s

3s

4s

5s

2p

3p

4p

5p

3d

4d

5d

4f

5f 5g

หรอเรยงลาดบไดตามน : 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p, 5s, 4d, 5p, 6s, 4f, 5d, 6p, 7s, ... การจดเรยงอเลกตรอนในระดบพลงงานยอยจะมประโยชนมากในการศกษาวชาเคมในระดบสง เพราะสามารถนาการจดเรยงอเลกตรอนรปแบบนไปใชอธบายปรากฏการณตางๆ ของอะตอมไดโดยสามารถนาไปสรางแผนภาพออรบทล (Orbital Diagram) เพอขยายภาพพฤตกรรมของอเลกตรอนทชดเจนมากขน ขอควรระวงในการสรางแผนภาพออรบทล

1.

2.


ความสมพนธระหวางตารางธาตและการจดเรยงอเลกตรอนในระดบพลงงานยอย H 1s1

He 1s2

Li 2s1

Be 2s2

B 2p1

C 2p2

N 2p3

O 2p4

F 2p5

Ne 2p6

3s

ตารางธาต ความสมพนธระหวางตาแหนงและการจดเรยงอเลกตรอนในระดบพลงงานยอย (แสดงเฉพาะโครงสรางอเลกตรอนออรบทลสดทายทสามารถบงชถงตาแหนงได) 3p

4s Sc 3d1

Ti 3d2

V 3d3

Cr 3d4

Mn 3d5

Fe 3d6

Co 3d7

Ni 3d8

Cu 3d9

Zn 3d10 4p

5s 4d 5p

6s 5d 6p

7s 6d 7p

La 4f1

Ce 4f2

Pr 4f3

Nd 4f4

Pm 4f5

Sm 4f6

Eu 4f7

Gd 4f8

Tb 4f9

Dy 4f10

Ho 4f11

Er 4f12

Tm 4f13

Yb 4f14

5f

ตารางธาต ตารางธาต คอ ตารางการจดหมวดหมของธาตทมมากมายเอาไวอยางเปนระเบยบตามคณสมบตทคลายคลงกนเพอสะดวกตอการใชงานและงายตอการจดจา นอกจากนยงสามารถใชในการทานายหาคณสมบตของธาตกอนการคนพบและการทดลองไดอกดวย

ตารางเปรยบเทยบคณสมบตทวไปทงทางกายภาพและคณสมบตทวไปทางเคมของโลหะและอโลหะ คณสมบตทางกายภาพ

สมบตของธาต โลหะ อโลหะ สถานะ ของแขง ยกเวน Hg Ga Cs Fr มทง 3 สถานะ

การนาไฟฟา นาไฟฟาไดด ไมนา ยกเวนแกรไฟต ฟอสฟอรสดาจดหลอมเหลว สง ยกเวน ปรอท ตา ยกเวนคารบอน ความหนาแนน มทงสงและตา ตา ยกเวนคารบอน (เพชร)

คณสมบตทางเคม สมบตของธาต โลหะ อโลหะ

เมอมการรวมตว (ทวไป) ตวจายอเลกตรอน (Reduce) ตวรบอเลกตรอน (Oxidize) สารประกอบคลอไรด กลาง กรด สารประกอบออกไซด เบส กรด

ยกเวน Be, B และ Al ซงถอเปนสารทใหสมบตเปนกรดหรอเบสกได (เปนกลางไมได) เรยกวา Amphoteric


แนวโนมคณสมบตทวไปของธาตในตารางธาต โดยทวไปจะแบงคณสมบตทนาสนใจของธาตตางๆ ออกเปน 5 คณสมบต ไดแก 1. ขนาดอะตอม และขนาดไอออน 2. คาพลงงานไอออไนเซชน (Ionization Energy): IE 3. คาสมพรรคภาพอเลกตรอน (Electron Affinity): EA 4. คาอเลกโทรเนกาตวต (Electronegativity): EN 5. ความเปนโลหะ และความเปนอโลหะ สรปแนวโนมคณสมบตทนาสนใจทง 5 ไดดงน

ทศทางหวลกศร แสดงถงทศทางการเพมขน

ขนาดอะตอม / ความเปนโลหะ

ลหะความเปนอโ/EN,EA,IE1

ขนาดอะตอม /ความเปนโลหะ

/EN,EA,IE1ความเปนอโลหะ

ขนาดอะตอม และขนาดไอออน คอ ระยะระหวางจดศนยกลางของอะตอมกบผวของอะตอม ซงกคออเลกตรอน

วงนอกสด ถาแรงยดเหนยวระหวางกนมากจะทาใหอเลกตรอนอยใกลนวเคลยส อะตอมจะมขนาดเลก

ปจจยทมผลตอขนาดอะตอม ไดแก 1. ระดบพลงงานชนนอกสด : ถาอยระดบพลงงานสงกจะมขนาดใหญ 2. จานวนโปรตอน : ถามมากกจะดงอเลกตรอนใหเขาใกลนวเคลยส อะตอมจะมขนาดเลก 3. จานวนอเลกตรอน : ถามมากกกระจายตวรอบอะตอมไกลขน อะตอมจะมขนาดใหญ พลงงานไอออไนเซชน (IE) พลงงานไอออไนเซชน คอ พลงงานปรมาณนอยสดททาใหอเลกตรอนหลดออกจากอะตอมในสถานะแกส โดยทาใหธาตเปลยนแปลงเปนไอออนบวก ถาอเลกตรอนตวแรกหลดเรยกพลงงานไอออไนเซชนลาดบทหนง (IE1) พลงงานททาใหอเลกตรอนในลาดบตอๆ มาหลดมคาเปน IE2, IE3, ... ตามลาดบ เชน B(g) B+(g) + e- IE1 = 807 kJ/mol B+(g) B2+(g) + e- IE2 = 2433 kJ/mol จะพบวาในธาตชนดเดยวกน IE1 < IE2 < IE3 < ... < IEn


***ขอควรระวง*** ธาตในหม 2A และหม 5A มการจดเรยงอเลกตรอนในระดบพลงงานยอยออรบทลสดทายเปน ns2 และ np3 ตามลาดบ ซงรปแบบดงกลาวทาใหธาตหม 2A มลกษณะเปน Full-fill orbital และของหม 5A เปน Half-fill orbital ซงทาใหธาตนนมความเสถยรมากเปนพเศษจงทาใหคาพลงงานไอออไนเซชนลาดบท 1 ของธาตใน 2 หมนมลกษณะมากกวาทควรจะเปนตามแนวโนม ดงกราฟ

Li Be B C N O F NeRnAtPoBiPbTiBaCs

0.00.51.01.52.02.5

I.E. (

MJ/m

ole)

สมพรรคภาพอเลกตรอน (EA) สมพรรคภาพอเลกตรอน คอ พลงงานทเปลยนแปลงไปเมออะตอมของธาตในสถานะแกสไดรบอเลกตรอน 1 อนภาคแลวกลายเปนไอออนลบในสถานะแกส พลงงานนมกจะอยในรปคายพลงงานเพอสรางแรงยดเหนยวระหวางนวเคลยสของอะตอมกบอเลกตรอนตวใหม เชน Cl(g) + e- Cl-(g) EA = -349 kJ/mol ทงนธาตทมคา EA สง หมายความวา ธาตนนรบอเลกตรอนไดดและเกดเปนไอออนลบทเสถยร (ยงลบมากยงเสถยร) แตถาคา EA เปนบวกแสดงวาธาตนนจะเปนไอออนลบทไมเสถยรและเกดการรบอเลกตรอนไดไมด ***ขอควรระวง*** คลายกบกรณของพลงงานไอออไนเซชนลาดบท 1 อเลกโทรเนกาตวต (EN) อเลกโทรเนกาตวต คอ คาทแสดงถงความสามารถของอะตอมของธาตในการดงดดอเลกตรอนของอะตอมของธาตอนขณะสรางพนธะเพอรวมเปนสารประกอบ คา EN ของธาตไมมหนวยเนองจากเปนคาทเกดจากการเปรยบเทยบ โดยคาอเลกโทรเนกาตวตของธาตหนงๆ จะมความสมพนธกบคาไอออไนซนและคาสมพรรคภาพอเลกตรอนดวย ซงการหาอเลกโทรเนกาตวตนนจะตองใชตวแปรสาคญในการเปรยบเทยบ คอ พลงงานพนธะทเกดขนระหวางธาตทตองการกบธาตทม EN สงทสดในตารางธาตอยางฟลออรน (F) ดงนน หากธาตใดไมสามารถสรางพนธะกบฟลออรนได กจะไมสามารถหาคา EN ได


ความวองไวในการเกดปฏกรยา ความเปนโลหะ คอ มความวองไวในการจายอเลกตรอน (ตวรดวซ) ดงนนความวองไวจะขนกบความเปนโลหะของธาตนนๆ โดยยงธาตทเปนโลหะมาก กจะสามารถจายอเลกตรอนไดด เพมขนจากบนลงลางในหมเดยวกนและลดลงจากซายไปขวาในคาบเดยวกน โดยสงเกตไดจากคาพลงงานไอออไนเซชน ยงมคานอย ยงจายอเลกตรอนไดงาย และยงมความเปนโลหะมาก ความเปนอโลหะ คอ มความวองไวในการรบอเลกตรอน (ตวออกซไดซ) ดงนนความวองไวจะขนกบความเปนอโลหะของธาตนนๆ โดยยงธาตทเปนอโลหะมาก กจะสามารถรบอเลกตรอนไดด เพมขนจากลางขนบนในหมเดยวกนและเพมขนจากซายไปขวาในคาบเดยวกน โดยสงเกตไดจากคาสมพรรคภาพอเลกตรอน ยงมคามาก (เปนลบมาก) ยงรบอเลกตรอนไดด และยงมความเปนอโลหะมาก เพมเตม สาหรบหมท 8A ความวองไวในการทาปฏกรยาจะเพมขนจากบนลงลาง (ไมเหมอนอโลหะหมอนๆ) เนองจากระดบพลงงานทเพมมากขนทาใหอเลกตรอนทชนนอกสดอยหางจากนวเคลยสเพมมากขน จงทาใหเกดการสรางพนธะโควาเลนตได ตวอยาง อะตอม Ar40

18 และไอออน +34521 Sc มความสมพนธตอกนดงขอใด

1) ไอโซโทป 2) ไอโซโทน 3) ไอโซบาร 4) ไอโซอเลกทรอนก เฉลย 4) ไอโซอเลกทรอนก ตวอยาง จากขอมลตอไปน ก. จานวนออรบทลของธาต 19K มอเลกตรอนบรรจเทากบ 10 ออรบทล ข. การจดเรยงอเลกตรอนชนนอกของไอออน Fe3+ คอ 3d3 4s2 ค. ธาต A มเลขอะตอม 38 และธาต B มเลขอะตอม 17 เมอทาปฏกรยากนจะไดสารประกอบ

ไอออนกทมสตรเปน AB2 ง. เลขออกซเดชนของไนโตเจนในสารประกอบ NCl3 และ N2O3 มคาไมเทากน ขอใดถก 1) ก. และ ค. 2) ก. และ ง. 3) ข. และ ง. 4) ก., ข., ค. และ ง. เฉลย 1) ก. และ ค. ตวอยาง ขอใดเปนการจดเรยงอเลกตรอนทสภาวะพนของ Fe(II) (Z =26) 1) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d4 2) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s0 3d6 3) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1 3d5 4) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5 4s2 3d5 เฉลย 2) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s0 3d6


ตวอยาง กราฟความสมพนธระหวางธาตในคาบทสอง

103 4 5 6 7 8 9เลขอะตอม

0

80007000600050004000300020001000

กโลจ

ลตอโมล

แกน Y นาจะแสดงถงคาใด 1) EN 2) EA 3) IE1 4) IE2 เฉลย 4) IE2 ตวอยาง ธาต X เมอเกดสารประกอบไอออนกกบธาตออกซเจนพบวาไดธาตทมสตรเคมเปน XO2 โดย

ออกซเจนในสารประกอบนมการจดเรยงอเลกตรอนเปน 1s2 2s2 2p5 จากขอมลขางตนขอใดถก 1) X เปนอโลหะ 2) X เปนธาตในคาบ 2 3) X เปนธาตทอยหมเดยวกบธาตทมเลขอะตอม 88 4) X เปนธาตทมอเลกโทรเนกาตวตมากทสดในตารางธาต เฉลย 3) X เปนธาตทอยหมเดยวกบธาตทมเลขอะตอม 88


สมบตของธาตตามตารางธาต เคมนวเคลยร ธาตกมมนตรงส คอ ธาตทมสมบตในการแผกมมนตภาพรงส ธาตพวกนแผกมมนตภาพรงสแลวอาจเปลยนเปนธาตอนได โดยเปลยนจานวนอนภาคในนวเคลยส เชน จานวนโปรตอนและนวตรอน โดยมปจจยสาคญททาใหอะตอมปลดปลอยกมมนตรงสออกมากคอ เสถยรภาพของนวเคลยส ซงการพจารณาเสถยรภาพของนวเคลยสกคอ พจารณาอตราสวนระหวางจานวนนวตรอน และจานวนโปรตอน ถาอตราสวนดงกลาวมคาใกลเคยงกบ 1 เมอมเลขอะตอมเพมขน นวเคลยสนนจะเสถยร (สาหรบธาตขนาดเลก) ดงแสดงในกราฟเสถยรภาพดานลาง

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Z

N

Z = N 1s

20

40

60

80

100

120

140

160s1020

1/2T

เมอ N = จานวนนวตรอน Z = เลขอะตอม (จานวนโปรตอน) T1/2 = ครงชวตของนวเคลยสนนๆ (ถายงมคามาก แสดงวามความสเถยรมาก) ปจจยททาใหเปนธาตกมมนตรงส 1. นวเคลยสมขนาดใหญเกนไป (เลขอะตอมมากกวา 83) (ปรบเสถยรภาพโดยการคายแอลฟา) 2. อตราสวน n/p มากเกนไป (ปรบเสถยรภาพโดยการคายอนภาคเบตาออกมา) 3. อตราสวน n/p นอยเกนไป (ปรบเสถยรภาพโดยการคายอนภาคโพซตรอนออกมาหรอรบเบตา) 4. พลงงานมากเกนไป (ปรบเสถยรภาพโดยการคายแกมมา)


จากปจจยดงกลาวจะทาใหนวเคลยสไมเสถยรและปลดปลอยกมมนตภาพรงสออกมา โดยกมมนภาพตรงสทถกปลดปลอยออกมา ไดแก อนภาค ดงน

ชออนภาค สญลกษณ สญลกษณทใชใน สมการนวเคลยร คณสมบตทวไป

1. โปรตอน p H11 -

2. นวตรอน n n10 -

3. เบตา β- e01- มลกษณะเปนอนภาค คอ เปนอเลกตรอนทออกจากนวเคลยส

ความเรวสง อานาจเจาะทะลมากกวาอนภาคแอลฟา 4. โพซตรอน β+ e0

1+ คณสมบตทวไปคลายกบเบตา แตมประจเปนบวก

5. แอลฟา α He42 มลกษณะเปนอนภาคทมประจไฟฟาบวก มอานาจเจาะทะลนอย

6. แกมมา γ γ00 เปนพลงงานทเปนคลนแมเหลกไฟฟามอานาจเจาะทะลมาก

มความยาวคลนสน “โดยทวไป ธาตทมเลขอะตอมตงแต 83 ขนไปถงถอวาเปนธาตกมมนตรงสและธาตกมมนตรงสทมเลขอะตอมตงแต 93 ขนไปเกดขนจากการสงเคราะหทงหมด” สมการนวเคลยร (Nuclear Equation) คอ สมการทแสดงปฏกรยานวเคลยร สมการตองดลทงเลขมวลและเลขอะตอมทงดานซายและดานขวาของสมการเคมใหเทากน กลาวคอ ผลบวกของเลขมวลและเลขอะตอมของสารตงตนเทากบของผลตภณฑ ตวอยาง สมการการสลายตวของธาตกมมนตรงส Th232

90 Pb20882 + 6 He4

2 + 4 e01-

ตวอยาง สมการการเกดปฏกรยานวเคลยร U235

92 + n10 Ba141

56 + Kr9236 + 2 n1

0 ปฏกรยานวเคลยร คอ ปฏกรยาทเกดขนจากการเปลยนแปลงภายในนวเคลยสของอะตอมแลวไดนวเคลยสของอะตอมใหมเกดขน ซงจะทาใหเกดการคายพลงงานมหาศาล แบงออกไดเปน 2 ประเภท คอ 1. Nuclear Fission (ปฏกรยานวเคลยรฟชชน) เปนปฏกรยานวเคลยรของนวเคลยสของธาตหนก ซงเกดจากการยงอนภาคนวตรอนเขาไปยงนวเคลยสของธาตหนกแลวทาใหนวเคลยสของธาตนนแตกออกเปนสองสวนทมขนาดประมาณครงหนงของนวเคลยสเดม พรอมทงปลดปลอยนวตรอนออกมาอก 2-3 อนภาคเพอเขาไปชนนวเคลยสอนๆ อก ทาใหเกดเปนปฏกรยาลกโซทใหพลงงานสง เชน การทาระเบดปรมาณ ในการเกดปฏกรยานจาเปนจะตองมมวลของสารทเพยงพอตอการเกดปฏกรยาลกโซ ซงเราเรยกมวลคานนวา “มวลวกฤต” (Critical Mass)


Kr-92

U-235

U-235

U-235

Ba-141

Ba-141

Ba-141

Kr-92

Kr-92

n

n

n

n

n

nn

n

n

แผนภาพการเกดปฏกรยาฟชชน

2. Nuclear Fusion (ปฏกรยานวเคลยรฟวชน) เปนปฏกรยานวเคลยรทเกดจากแกนของอะตอมเบาหลอมรวมกนเขาเปนแกนอะตอมทหนก แลวคายพลงงานมหาศาลออกมา โดยมความเปนพษตอสงแวดลอมนอยกวาปฏกรยาฟชชนแตใหพลงงานมากกวาปฏกรยาฟชชน ซงเชอวาปฏกรยานวเคลยรฟวชนเปนปฏกรยาทเกดขนภายในดวงอาทตย ตวอยางการใชประโยชนจากปฏกรยาน คอ การทาระเบดโฮโดรเจน ในการเกดปฏกรยานจาเปนจะตองมอณหภมของสารทเพยงพอตอการเกดการหลอมนวเคลยส ซงเราเรยกอณหภมคานนวา “อณหภมวกฤต” (Critical Ignition)

E

+ +

D D

Proton

Neutron

He3 N.

แผนภาพการเกดปฏกรยาฟวชน

ครงชวต (Half Life) ครงชวต คอ ระยะเวลาทธาตกมมนตรงสเปลยนแปลงปรมาณไปจากเดมโดยจะลดลงครงหนงในชวงเวลานนๆ ใชสญลกษณ t1/2 เชน 222Ra มครงชวต 40 วน หมายถง เมอเวลาผานไป 40 วน Ra 1 กรม จะเหลอ Ra เพยง 0.5 กรมนนเอง โดยมสตรทใชในการคานวณ ดงตอไปน Nt = N0/2n n = T/t1/2


เมอ Nt = ปรมาณทเหลอ T = เวลาทงหมดทใช N0 = ปรมาณทเรมตน t1/2 = ครงชวตของธาตใดๆ n = จานวนครงทเกดการสลายตว ตวอยาง Co-60 เปนสารกมมนตรงสทปลอยอนภาคบตา มครงชวตเทากบ 5.3 ป เมอเวลาผานไป 26.5 ป

อตราสวนของ Co-60 ทเหลออยจะเปนเทาใดเมอเทยบกบเวลาเรมตน 1) 1/5 2) 1/8 3) 1/16 4) 1/32 เฉลย 4) 1/32 ตวอยาง กระบวนการสลายตวของ Th232

90 จะมไอโซโทปกมมนตรงส 6 ตวทจะปลอยอนภาคแอลฟา และมไอโซโทปกมมนตรงส 4 ตวทสลายตวใหอนภาคเบตา ผลตภณฑสดทายของการสลายตวคอขอใด

1) W20474 2) W208

74 3) Pb204

82 4) Pb20882

เฉลย 4) Pb208

82 ตวอยาง ธาตกมมนตรงส Pb-210 มคาครงชวต 20 ป ในป พ.ศ. 2500 นาย ก. ไดนาตวอยางของชนสวนซาก

สงมชวตทม Pb-210 มาวเคราะหหาปรมาณรงสได 400 Bq/kg และไดทาการบนทกไว ตอมานาย ข. ไดทาการวเคราะหปรมาณรงสจากซากสงมชวตนอกครงพบวาได 6.25 Bq/kg อยากทราบวา นาย ข. ทาการวเคราะหในป พ.ศ. ใด

1) 2600 2) 2601 3) 2620 4) 2621 เฉลย 3) 2620


ของแขง ของเหลว และแกส สถานะของสาร สารทกชนดสามารถมสถานะไดทง 3 แบบ ไดแก ของแขง ของเหลว และแกส ความสมพนธระหวางพลงงานและสถานะของสารสามารถสรปเปนแผนภาพได ดงน

ระเหด

แกสของแขงหลอมเหลว

เยอกแขง

ระเหย/เดอด

ควบแนนของเหลว

แขงตว

ดดพลงงาน

คายพลงงาน ของแขง (Solid)

สมบตของแขง 1. ของแขงแตละชนดมรปรางและปรมาตรทแนนอน 2. ของแขงชนดเดยวกนอาจมรปรางไดหลายรปแบบ (อญรป) 3. ของแขงจะมการแพรชากวาแกสและของเหลว 4. โดยทวไปความหนาแนนของของแขงจะมากกวาแกสและของเหลว 5. อณหภมและความดนจะมผลนอยมากเมอเทยบกบปรมาตรทเปลยนไป 6. ของแขงมแรงยดเหนยวระหวางโมเลกลทสง


เราสามารถแบงชนดของของแขงไดเปน 2 ชนดตามรปรางการจดเรยงโมเลกล คอ 1. ของแขงทเปนผลก (Crystalline Solid) เปนของแขงทโมเลกลมตาแหนงทแนนอนและเรยงตวกนอยางเปนระเบยบ โดยมหนวยทเลกทสดของผลกทแสดงลกษณะการเรยงตวของอนภาคไดอยางสมบรณ เรยกวา หนวยเซลล (Unit Cell) ชนดผลกของของแขงสามารถแบงไดดงแสดงในตารางดานลาง

ตารางชนดและสมบตบางประการของของแขงทอยในรปผลก

ชนดของผลก ชนดของ อนภาค ในผลก

ชนดของพนธะหรอ แรงยดเหนยวระหวาง

อนภาค สมบตทวไป ตวอยาง

ผลกโมเลกล

โมเลกล หรอ อะตอม

โมเลกลมขว 1. แรงดงดดระหวางขว 2. พนธะไฮโดรเจน โมเลกลไมมขวหรออะตอม 1. แรงลอนดอน - ออน - เพมขนไดตามขนาดสาร

ออนหรอแขงปานกลางเปราะไมมาก - จดหลอมเหลวตา - ไมนาความรอนและไฟฟา

โมเลกลมขว - นาแขง - แอมโมเนย โมเลกลไมมขว - นาแขงแหง - แนฟทาลน - กามะถน - ไอโอดน

ผลกโคเวเลนต รางตาขาย

อะตอมของธาตอโลหะ

พนธะโคเวเลนต - แขง - จดหลอมเหลวสง - สวนใหญไมนาความรอนและไฟฟา

- แกรไฟต - เพชร - ควอตซ

ผลกโลหะ อะตอมของธาตโลหะ

พนธะโลหะ - แขง - จดหลอมเหลวสง - นาความรอนและไฟฟาไดด

- แมกนเซยม - เหลก - ทองแดง - โซเดยม

ผลกไอออนก ไอออน พนธะไอออนก - แขงเปราะ - จดหลอมเหลวสง - ไมนาความรอนและไฟฟา

- โพแทสเซยม- ไนเตรต - ซลเวอรคลอไรด


2. ของแขงอสญฐาน (Amorphous) เปนของแขงทโมเลกลนนเรยงตวกนอยางไมเปนระเบยบ เชน แกว ยาง พลาสตก ของแขง เปนตน

ภาพแสดงการเปรยบเทยบโครงสรางและการจดเรยงตวภายในโมเลกลของของแขง 2 ชนด

การเปลยนสถานะของของแขง การหลอมเหลว คอ กระบวนการอยางหนงทเกดขนกบของแขงเปลยนสถานะเปนของเหลวทอณหภมหนงวดอณหภมขณะหลอมเหลว อณหภมคงทถาเปนสารบรสทธ เรยกวา จดหลอมเหลว ซงจะมความหมายตรงกนขามกบจดเยอกแขง โดยจดหลอมเหลวปกตของสารจะคดเทยบจากความดนบรรยากาศท 1 atm ปจจยของการหลอมเหลว คอ • ชนดของของแขง (แรงยดเหนยวระหวางโมเลกล) • ความดนบรรยากาศ การระเหด คอ กระบวนการอยางหนงทของแขงเปลยนเปนไอ โดยไมตองเปลยนเปนของเหลวกอน ของแขงทระเหดไดจะเกดขนในสารบางชนดทไมมขวหรอขวนอยมาก เนองจากอนภาคมแรงยดเหนยวกนนอย (แรงลอนดอน) และอนภาคภายในของแขงมการสนตลอดเวลาทาใหมการถายเทพลงงาน ทาใหอนภาคทผวหนาสามารถเอาชนะแรงยดเหนยวได ตวอยางของแขงทเกดการระเหด เชน ลกเหมน (แนฟทาลน) การบร ไอโอดน และนาแขงแหง เปนตน ปจจยของการระเหด คอ • ชนดของของแขง (แรงยดเหนยวระหวางโมเลกล) • อณหภม • ความดนบรรยากาศ • พนทผวของของแขง • อากาศเหนอของแขง


ของเหลว (Liquid)

สมบตของเหลว 1. ของเหลวมปรมาตรคงท แตรปรางไมคงท 2. แรงยดเหนยวระหวางโมเลกลมากกวาแกสแตนอยกวาของแขง 3. การแพรจะชากวาแกส แตเรวกวาของแขง 4. โดยทวไปของเหลวมความหนาแนนมากกวาแกส แตนอยกวาของแขง 5. เมอนามาผสมกน ปรมาตรกอนและหลงอาจเทาหรอไมเทากนกได 6. ปรมาตรจะเปลยนแปลงไปนอยเมออณหภมและความดนเปลยน แรงดงผวและความตงผว แรงดงผว (Tension Force) คอ แรงทดงผวของของเหลวเขามาภายใน เพอทาใหพนทผวของของเหลวเหลอนอยทสด ความตงผว (Surface Tension) คอ งานทตองใชในการยดหรอเพมพนทผวของเหลว 1 หนวยพนท มหนวย J/m2 หรอ N/m หรอเปนสดสวนระหวางแรงตงผวตอ 1 หนวยพนท

ภาพแสดงการเกดแรงตงผว


ปจจยทมตอความตงผวของของเหลว คอ • ชนดของของเหลว (แรงยดเหนยวระหวางโมเลกล) • อณหภม • การเตมสารบางชนดลงในของเหลว ความหนด (Viscosity) ความหนดเปนความสามารถของของไหลทจะตานการไหล ยงมคาความหนดสง ของไหลกจะยงไหลยาก ความหนดของของเหลวจะลดลงเมออณหภมของสารสงขน โดยทวไปของเหลวทมแรงยดเหนยวระหวางโมเลกลสงมกจะมความหนดสงกวาของเหลวทมแรงยดเหนยวระหวางโมเลกลทตากวา การระเหย (Evaporation) การระเหย คอ การทของเหลวเปลยนสถานะกลายเปนไออยางชาๆ ณ อณหภมหนง การระเหยเกดขนเฉพาะผวหนาของของเหลวเทานน นอกจากนนการระเหยยงสามารถเกดไดในทกๆ อณหภม โดยเกดจากการทโมเลกลในของเหลวนนมการเคลอนทตลอดเวลา การเคลอนทดงกลาวทาใหเกดการชนกนระหวางโมเลกล และเกดการถายเทพลงงาน ทาใหบางโมเลกลมพลงงานจลนเพมขน บางโมเลกลมพลงงานจลนลดลง ซงทาใหทผวหนาของของเหลวมพลงงานทเกดจากการสะสมมามากจนสามารถหลดออกจากผวหนาของของเหลวกลายเปนไอออกไปได ปจจยทมผลตอการระเหยของของเหลว คอ • ชนดของสาร (แรงยดเหนยวระหวางโมเลกล) • อณหภม • พนทผวของของเหลว • ความดนบรรยากาศ • การคนหรอการกวน • อากาศเหนอของเหลว ความดนไอกบจดเดอดของของเหลว ความดนไอ (Vapour Pressure) คอ แรงดนไออมตวของของเหลวทมตอพนท 1 ตารางหนวย ซงเกดจากการทโมเลกลของของเหลวนนเกดการชนกนแลวระเหยออกไปกลายเปนไอ และในเวลาเดยวกนไอกชนกนแลวควบแนนกลบมาเปนของเหลว ซงเมอเวลาผานไป อตราทง 2 นจะมคาเทากน เราเรยกปรากฏการณเชนนวา “สมดลไดนามก” และความดนไอทมคาสงสดเรยกวา ความดนไอสมดล หรอเรยกสนๆ ไดวา ความดนไอ ปจจยทมผลตอความดนไอ คอ • ชนดของของเหลว (แรงยดเหนยวระหวางโมเลกล) • อณหภม การเดอด (Boiling) คอ กระบวนการทของเหลวเปลยนสถานะเปนไอทวทงกอนของของเหลวทอณหภมสงถงจดหนง โดยขณะนนความดนไอของของเหลวเทากบความดนบรรยากาศ


จดเดอด (Boiling Point) คอ อณหภมขณะทของเหลวเปลยนสถานะเปนไอทวทงกอนของของเหลว โดยของเหลวขณะนนมความดนไอเทากบความดนบรรยากาศ ซงจดเดอดปกต คอ อณหภมขณะทของเหลวมความดนไอเทากบ 1 บรรยากาศ

ความดนไอของของเหลวจะแปรผกผนกบจดเดอดของของเหลว ปจจยทมผลตอจดเดอดของของเหลว คอ • ชนดของของเหลว (แรงยดเหนยวระหวางอนภาค) • ความดนบรรยากาศ แกส เปนสถานะทมปรมาตรและรปรางทไมแนนอนขนกบภาชนะทบรรจ โดยอนภาคของแกสมแรงยดเหนยวกนนอยมาก ทาใหอนภาคของแกสสามารถเกดการแพรและฟงกระจายไดเปนอยางด ประเภทของแกส เพอความสะดวกในการศกษาเรองแกส เราไดแบงแกสออกเปน 2 ประเภทดวยกน ไดแก 1. แกสจรง (Real Gas) เปนแกสทมอยจรง มพฤตกรรมและสมบตตางๆ เบยงเบนออกจากกฎของแกสและทฤษฎจลนของแกส อยางไรกตามทสภาวะอณหภมสง ความดนตา แกสจรงจะมสมบตและพฤตกรรมใกลเคยงกบแกสในอดมคต 2. แกสในอดมคตหรอแกสสมบรณแบบ (Ideal Gas) เปนแกสสมมตตามทฤษฎทไมวาจะอยสภาวะแบบใดกตาม จะมสมบตหรอพฤตกรรมเปนไปตามกฎตางๆ ของแกสในอดมคต และยงมสมบตเปนไปตามทฤษฎจลนของแกสครบทกขออกดวย ทฤษฎจลนของแกส เปนทฤษฎทใชอธบายสมบตทางกายภาพของแกสในอดมคต ซงมสาระสาคญดงน 1. แกสประกอบดวยอนภาคจานวนมากทมขนาดเลกมาก จนถอไดวาอนภาคแกสไมมปรมาตรเมอเทยบกบขนาดภาชนะทบรรจ ซงจะถอวามมวลแตไมมปรมาตร 2. โมเลกลของแกสอยหางกนมากทาใหแรงดงดดและแรงผลกระหวางโมเลกลนอยมาก จนถอไดวาไมมแรงกระทาตอกน (ไมมแรงยดเหนยวระหวางโมเลกล) 3. โมเลกลของแกสเคลอนทอยางรวดเรวในแนวเสนตรง เปนอสระดวยอตราเรวคงท (แตวาไมจาเปนตองเทากนในแตละโมเลกล) และไมเปนระเบยบจนกระทงชนกบโมเลกลอนหรอชนกบผนงของภาชนะจงจะเปลยนทศทางและอตราเรว 4. โมเลกลของแกสทชนกนเองหรอชนกบผนงภาชนะจะเกดการชนแบบยดหยนโดยถายโอนพลงงานใหแกกนได แตพลงงานรวมของระบบมคาคงท 5. ณ อณหภมเดยวกนโมเลกลของแกสแตละโมเลกลเคลอนทดวยความเรวไมเทากน แตจะมพลงงานจลนเฉลยเทากน โดยทพลงงานจลนเฉลยของแกสจะแปรผนตรงกบอณหภม (เคลวน)


ความสมพนธของปรมาตร ความดน และอณหภมของแกส จากคณสมบตและทฤษฎจลนของแกส ทาใหการศกษาเกยวกบแกสจะตองคานงถงตวแปรเกยวของทสาคญตอไปน - จานวนโมลของแกส (n) - ปรมาตร (V) - ความดน (P) - อณหภม (T) กฎของบอยล “เมออณหภมและมวลของแกสคงท ปรมาตรของแกสจะแปรผกผนกบความดน” P α V

1 กฎของชารล “เมอความดนและมวลของแกสคงท ปรมาตรของแกสแปรผนตรงกบอณหภม” V α T กฎของเกยลสแซค “เมอปรมาตรและมวลของแกสคงท ความดนของแกสแปรผนตรงกบอณหภม” P α V กฎของอาโวกาโดร “เมอความดนและอณหภมของแกสคงท ปรมาตรของแกสแปรผนตรงกบจานวนโมล” V α n จากกฎตางๆ ทาใหเราสามารถสรางสมการทรวบรวมตวแปรตางๆ ของแกสได โดยเราเรยกสมการนวา สมการแกสสมบรณ ดงน PV = nRT โดยสมการนมการบงคบหนวยตามคาคงทของแกส (คา R) ดงตอไปน R = คาคงทมคาเทากบ 0.0821 L ⋅ atm ⋅ K-1 ⋅ mol-1 P = ความดน (atm) n = จานวนโมล (mol) V = ปรมาตร (L) T = อณหภม (K) จากสมการกฎแกสสมบรณ


การหาคาความหนาแนน D = RT

PM ให D = ความหนาแนนของแกสมหนวยเปน กรมตอลตร (g/L) M = นาหนกโมเลกลของสาร การหาคาความเขมขนของแกส C = RT

P ให C = ความเขมขนของสารมหนวยเปน โมลตอลตร (mol/L) กฎความดนยอยของดอลตน “ความดนรวมของแกสผสมจะมคาเทากบผลรวมของความดนทแกสแตละชนดทาใหเกดขน” PT = P1 + P2 + P3 + ... จากกฎความดนยอยของดอลตนทาใหเราทราบถงความสมพนธระหวางความดนของระบบและความดนยอยของแกสแตละชนดในระบบทมอณหภมคงท ซงสามารถสรปเปนสมการไดดงน PรวมVรวม = P1V1 + P2V2 + P3V3 + ... กฎการแพรผานของเกรแฮม การแพร หมายถง การเคลอนทของโมเลกลจากบรเวณทมความเขมขนมากไปหาบรเวณทมความเขมขนนอย การแพรในลกษณะนสามารถพบไดในชวตประจาวน เชน การไดกลน เปนตน กฎการแพรผานของเกรแฮม มใจความสาคญอยวา “ทอณหภมและความดนเดยวกน อตราการแพรผานของแกสเปนสดสวนผกผนกบรากทสองของความหนาแนนของแกส” เราสามารถสรปเปนสมการทจะนาไปใชได ดงน

21rr =

12

dd =

12

MM

เมอ r = อตราเรวของการแพรของแกส d = ความหนาแนนของแกส M = มวลโมเลกลของแกส


ตวอยาง ความสมพนธระหวางนาหนกโมเลกลและตวแปรขอใดของแกสทมความสมพนธเปนสมการเสนตรง 1) ความดน 2) ปรมาตร 3) อตราการแพร 4) ความหนาแนน เฉลย 4) ความหนาแนน ตวอยาง นกเรยนคนหนงนาไดเอทลอเทอร (C2H5OC2H5) 1 หยด ใสในภาชนะทมปรมาตร 1000 มลลลตร

แลวทาใหเปนไอทงหมดทอณหภมคงท 80°C ปรากฏวาวดความดนของไอได 38.0 mmHg ถาใช ไดเอทลอเทอร 3 หยด แตใสในภาชนะ 500 มลลลตร โดยใชอณหภม 80°C เทาเดม จะวดความดนของไอไดกบรรยากาศ

1) 0.05 2) 0.15 3) 0.30 4) 0.45 เฉลย 3) 0.30 ตวอยาง ถงแกสใบหนงบรรจ O2 ไวท 20 บรรยากาศ 300 เคลวน เมอเปลยนไปบรรจ SO2 แทนทอณหภม

เดยวกน พบวาถงนมนาหนกเพมขน 4 กโลกรม ถงใบนมปรมาตรบรรจประมาณกลตร (กาหนดใหคาคงทของแกส = 0.082 atm ⋅ L ⋅ mol-1 ⋅ K-1) 1) 0.154 2) 0.769 3) 76.875 4) 153.750 เฉลย 4) 153.750 ตวอยาง แกส X เคลอนทในหลอดนาแกสอนหนง ไดระยะทาง 30.0 เซนตเมตร ใชเวลา 2.0 วนาท แกส Y

เคลอนทในหลอดนาแกสอนเดยวกนนไดระยะทาง 216 เซนตเมตร ใชเวลา 8.0 วนาท แกส X จานวน 10 โมเลกลหนก 1.34 × 10-21 กรม มวลโมเลกลของแกส Y เทากบเทาใด

1) 14 2) 25 3) 44 4) 260 เฉลย 2) 25


สมดลเคม การเปลยนแปลงททาใหเกดสมดล 1. สมดลของการเปลยนสถานะ เชน การเปลยนสถานะของไอโอดน (I2) จะมการระเหดและการตกผลกเกดขนพรอมๆ กน ดงสมการ I2(s) I2(g) สมวงเขม สมวงแดง 2. สมดลของการละลาย เกดในสารละลายทอมตว หรอสารทละลายไดยาก จะมการละลายและการตกผลกเกดขนพรอมๆ กนดงสมการ C12H22O11(s) C12H22O11(aq) 3. สมดลของการเกดปฏกรยาเคม เกดกบปฏกรยาทผนกลบได ซงโดยทวไปมคณสมบตดงน 1. เกดในระบบปด 2. อตราการเกดปฏกรยาไปขางหนาเทากบอตราการเกดปฏกรยายอนกลบ 3. สมบตของระบบจะตองคงท 4. เปนสมดลไดนามก 5. สารทกตวในระบบตองอยครบ ไมวาปฏกรยาจะเกดนานเพยงใดกตาม 6. ระบบสามารถเขาสสมดลไดจากการเกดปฏกรยาไปขางหนาหรอยอนกลบกได 7. ทภาวะสมดล ความเขมขนของสารทกตวในระบบจะตองคงท แตไมจาเปนตองเทากน กราฟของปฏกรยาทผนกลบได 1. กราฟของอตราการเกดปฏกรยา

อตราการเกดปฏกรยาไปขางหนาอตราการเกดปฏกรยายอนกลบ

เวลา

อตราการเกดปฏกรยา

2. กราฟของปรมาณสารตงตนและสารผลตภณฑ

สารตงตนผลตภณฑ

เวลา

ปรมาณสาร


ผลตภณฑ

เวลา


สารตงตนผลตภณฑ

เวลา



คาคงทสมดล กาหนดสมการทวไปดงน aA + bB cC + dD คาคงทสมดล คอ อตราสวนระหวางผลคณความเขมขนของผลตภณฑกบผลคณความเขมขนของสารตงตน เมอความเขมขนของแตละสารมเลขยกกาลงเทากบเลขสมประสทธแสดงจานวนโมลของสารนนในสมการเคมทสมดลแลว ดงสมการ

Kc = badc

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

*** คา K ขนอยกบอณหภม ทกครงทบอกคา K ตองบอกอณหภมดวย เมออณหภมเปลยนไป คา K จะเปลยนไป ในกรณทสารในปฏกรยามแกสเขามาเกยวของ เราสามารถเขยนคาคงทสมดลในรปความดน (Kp ) ไดดงน

Kp = bB

aA

dD

cCPPPP

ความสมพนธระหวาง Kp กบ Kc จากกฎของแกสสมบรณ PV = nRT ; P = (n/V)RT เมอ n/V คอ จานวนโมลตอปรมาตร หมายถง ความเขมขน ดงนน PA = [A]RT PB = [B]RT PC = [C]RT PD = [D]RT เมอแทนคาความดนลงในสมการ Kp ไดความสมพนธดงน Kp = Kc(RT)∆n สมดลของการละลาย AgCl(s) Ag+(aq) + Cl-(aq) Ksp = [Ag+][Cl-] คาคงทสมดลเชงคณตศาสตร 1. การนาสมการมาบวกกน ใหนาคาคงทสมดลมาคณกน 2. การกลบสมการ ใหนาคาคงทสมดลกลบเศษเปนสวนและกลบสวนเปนเศษ 3. การนาคาคงทคณทงสมการ ใหนาคาคงทนนไปยกกาลงคาคงทสมดล องคประกอบทมผลตอสมดลเคม สงททาใหสมดลของระบบเปลยนแปลง คอ 1. ความเขมขน 2. อณหภม 3. ความดน 4. การเตมแกสเฉอย 5. การเตมตวเรงปฏกรยา


หลกของเลอชาเตอลเอ (Le Chatelier’s Principle) กลาววา “เมอระบบอยในสมดล ถาสภาวะของระบบเปลยนไป ระบบจะมการกระทาไปในทศทางทจะทาใหภาวะสมดลกลบคน” หรอ “เมอมสงทมผลตอสมดล (ความเขมขน อณหภมหรอความดน) มารบกวนระบบทอย ณ ภาวะสมดล จะทาใหสมดลเปลยนไปในทศทางตรงขามกบสงรบกวนนน เพอทจะเกดสมดลใหมตอไป” ซงหลกนมความสาคญตอสมดลเคมเปนอยางมาก ถกนามาใชเสมอเพออธบายการเปลยนแปลงตางๆ ทเกยวกบสมดลเมอไดรบอทธพลบางอยางจากนอกระบบ และชวยในการทานายวาปฏกรยาจะดาเนนไปในทางใด ในกระบวนการอตสาหกรรมหลายชนด ใชหลกนในการเลอกสภาวะทควรปฏบตเพอใหไดผลผลตมากทสด pH กบสภาพการละลาย สภาพการละลายของสารหลายชนดขนอยกบ pH ของสารละลายดวย เชน สมดลการละลายของ Mg(OH)2 ดงสมการ Mg(OH)2(s) Mg2+(aq) + 2OH-(aq) ถาเตม OH- ลงไป (ทาให pH สงขน) สมดลจะเคลอนจากขวาไปซาย และทาให Mg(OH)2 ละลายไดนอยลง ในทางตรงกนขาม การเตม H+ (ทาให pH ลดลง) สมดลจะเคลอนจากซายไปขวา และทาให Mg(OH)2 ละลายไดมากขน ดงนนเบสทไมละลายในนาจะละลายไดในกรด และกรดทไมละลายในนาจะละลายไดในเบส การเปลยนแปลงความเขมขน เมอเพมความเขมขนของตวทาปฏกรยาในขณะทระบบอยในสมดล สมดลจะเลอนไปทางขวา คอ ไดผลปฏกรยามากขน การลดความเขมขนของผลผลตกจะใหผลทานองเดยวกน คอ สมดลจะเลอนไปทางขวา จากสมการ A + B C + D ตวอยาง ถาเพมความเขมขนของ A ตามหลกของเลอชาเตอลเอ สมดลจะปรบตวโดยเปลยนไปในทศทางลดความเขมขนของ A คอ สมดลจะเลอนไปทางขวาหรอเปลยนจากซายไปขวา จงเกดปฏกรยาไปขางหนามากขน และ ณ สมดลใหม ความเขมขนของสาร A จะเพมขนเพราะเราเพมความเขมขนของ A ความเขมขนของสาร B จะลดลง เพราะ B ทาปฏกรยากบ A เพอใหสมดลเลอนไปทางขวา ความเขมขนของสาร C และ D จะเพมขน เมอเทยบกบสมดลเดม หมายเหต 1. ถาเพมความเขมขนของสารใด สารนนจะเพมเสมอ เมอเทยบกบสมดลเดม 2. ถาลดความเขมขนของสารใด สารนนจะลดเสมอ เมอเทยบกบสมดลเดม การเปลยนแปลงอณหภม ผลของอณหภมตอภาวะสมดล แยกพจารณาออกเปน 2 กรณ กรณท 1 : ถาเปนปฏกรยาคายความรอน (หมายถงปฏกรยาไปขางหนาคายความรอน ปฏกรยายอนกลบดดความรอน บอกดวย

สญลกษณ -∆H) A + B C + D + energy A + B C + D ; ∆H = -34.2 kJ


ก) เมอเพมอณหภม (หรอใหความรอนแกระบบ) จะทาใหสมดลเปลยนไปในทศทางลดความรอนของระบบ ตามหลกของเลอชาเตอลเอ โดยปฏกรยาจะเปลยนไปในทศทางดดความรอน คอ สมดลเลอนไปทางซาย หรอเปลยนจากขวาไปซาย และ ณ สมดลใหม ปรมาณของสารตงตนจะเพมขน (A และ B เพม) ปรมาณของสารผลตภณฑลดลง (C และ D ลดลง) สงผลใหคาคงทของสมดลลดลงและอตราเรวของปฏกรยานจะเพมขนเพราะอณหภมเพมสงขน ข) เมอลดอณหภม (หรอการลดความรอนของระบบ) จะทาใหสมดลเปลยนไปในทศทางตรงกนขามกบการเพมอณหภม คอ สมดลเลอนไปทางขวา หรอเปลยนจากซายไปขวา และ ณ สมดลใหม ความเขมขนของ A และ B ลดลง สวนความเขมขนของ C และ D เพมขน สงผลใหคาคงทของสมดลเพมขนและอตราการเกดปฏกรยาลดลงเนองจากอณหภมลดลง กรณท 2 : ถาเปนปฏกรยาดดความรอน (หมายถงปฏกรยาไปขางหนาดดความรอน ปฏกรยายอนกลบคายความรอน บอกดวย

สญลกษณ ∆H) การเปลยนแปลงอณหภมจะเกดตรงขามกบกรณท 1 A + B + energy C + D A + B C + D ; ∆H = 57.1 kJ ก) เมอเพมอณหภม (หรอใหความรอนแกระบบ) จะทาใหสมดลเปลยนไปในทศทางลดความรอนของระบบ ตามหลกของเลอชาเตอลเอ โดยปฏกรยาจะเปลยนไปในทศทางดดความรอน คอ สมดล เลอนไปทางขวา หรอเปลยนจากซายไปขวา และ ณ สมดลใหม ปรมาณของสารผลตภณฑจะเพมขน (C และ D เพม) ปรมาณของสารตงตนลดลง (A และ B ลดลง) สงผลใหคาคงทของสมดลเพมขนและอตราเรวของปฏกรยาน จะเพมขนเพราะอณหภมเพมสงขน ข) เมอลดอณหภม (หรอการลดความรอนของระบบ) จะทาใหสมดลเปลยนไปในทศทางตรงกนขามกบการเพมอณหภม คอ สมดลเลอนไปทางซาย หรอเปลยนจากขวาไปซาย และ ณ สมดลใหม ความเขมขนของ A และ B เพม สวนความเขมขนของ C และ D ลดลง สงผลใหคาคงทของสมดลลดลงและอตราการเกดปฏกรยาลดลงเนองจากอณหภมลดลง ***การเพมอณหภมไมวาเปนปฏกรยาดดหรอคายความรอน อตราการเกดปฏกรยาเคมจะเพมเสมอ***


การเปลยนแปลงความดน ตามปกตการเปลยนแปลงความดนมกไมมผลตอความเขมขนของสารในสถานะควบแนน (เชน ในสารละลาย ทมนาเปนตวทาละลาย) เนองจากของเหลวและของแขง มปรมาตรทคอนขางคงทแตความเขมขนของแกสนนจะมการเปลยนแปลงไปไดมากเมอความดนเปลยนไป การเปลยนแปลงความดนจะมผลตอภาวะสมดลอยางไรนน จะพจารณาเปน 3 กรณ ไดแก กรณท 1 : จานวนโมลของแกสสารตงตนเทากบจานวนโมลของแกสผลตภณฑ กรณนเนองจากจานวนโมลของแกสตงตนเทากบจานวนโมลของแกสผลตภณฑ การเปลยนแปลงความดน จะไมมผลตออตราการเกดปฏกรยาเคม กรณท 2 : จานวนโมลของแกสสารตงตนมากกวาจานวนโมลของแกสผลตภณฑ เมอเพมความดนใหแกระบบ ระบบกจะปรบตวใหเขาสสมดลใหมโดยการลดความดน จาก PV = nRT เมอ n มาก P กมาก และเมอ n นอย P กนอย ดงนนเมอเพมความดนโดยการลดปรมาตร จะทาใหจานวนโมลของสารตอปรมาตรในระบบเพมมากขน ระบบจงพยายามปรบตวโดยเปลยนไปในทศทางลดความดนหรอลดจานวนโมลของสารในระบบตามหลกของเลอชาเตอลเอ ดงนนสมดลจะเปลยนจากซายไปขวา และ ณ สมดลใหม ปรมาณสารตงตนจะลดลง และปรมาณของสารผลตภณฑจะเพมขน เมอเทยบกบสมดลเดม เมอลดความดนของระบบโดยการเพมปรมาตร จะทาใหสมดลเปลยนไปในทศทางตรงขามกบการเพมความดน คอ จานวนโมลของสารตอปรมาตรในระบบนอยลง ระบบจงพยายามปรบตวโดยเปลยนไปในทศทางเพมความดนหรอเพมจานวนโมลของสารในระบบตามหลกของเลอชาเตอลเอ ดงนนสมดลจะเปลยนจากขวาไปซาย และ ณ สมดลใหม ปรมาณสารตงตนจะเพมขนและปรมาณของสารผลตภณฑจะลดลง กรณท 3 : จานวนโมลของแกสสารตงตนนอยกวาจานวนโมลของแกสผลตภณฑ การเพมและลดความดน ไดผลตรงขามกบกรณท 2 การเตมแกสเฉอย การเตมแกสเฉอย (แกสทไมทาปฏกรยากบสารอนๆ) เขาไปในระบบของแกสใดๆ ซงทาปฏกรยากนจนเขาสสภาวะสมดลแลว จะมผลทาใหความดนทงหมดภายในระบบเพมขน แตจะไมทาใหความดนยอยหรอความเขมขนของสารใดสารหนงเปลยนแปลง ความดนทเพมขนจงไมมผลตอตาแหนงของสภาวะสมดล การเตมตวเรงปฏกรยา เราทราบจากการศกษาเรองอตราการเกดปฏกรยาเคมแลววา ตวเรงปฏกรยาจะทาใหพลงงานกระตนของปฏกรยาลดตาลง ปฏกรยาจงเกดไดเรวขน ดงนนตวเรงปฏกรยาจงสงผลตอการเปลยนแปลงอตราการเกดปฏกรยา แตจะไมมผลตอคาคงทของสมดล เพราะการเตมตวเรงปฏกรยาลงไปในปฏกรยา จะชวยใหอตราการเกดปฏกรยาไปขางหนาและอตราการเกดปฏกรยายอนกลบเกดเรวขน ปฏกรยาจงดาเนนเขาสสภาวะสมดลไดเรวขนเทานน แตจะไมมผลตอความเขมขนของสารตางๆ ทสภาวะสมดลเลย คาคงทของสมดลจงยงคงเทาเดม ถาอณหภมคงท


ตวอยาง จากปฏกรยา N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) + 92 kJ การรบกวนสมดลและผลจากการปรบสมดล ขอใดถก

การรบกวนสมดล ทศทางการปรบสมดลปรมาณ NH3 ใน สมดลใหมเมอเทยบ

กบสมดลเดม คาคงทสมดล

1) ลดปรมาตรภาชนะ เกดไปทางซาย ลดลง เปลยนแปลง 2) เพม H2(g) เกดไปทางขวา ลดลง เทาเดม 3) กาจด NH3(g) ออกไป เกดไปทางซาย เพมขน เทาเดม 4) ลดอณหภม เกดไปทางขวา เพมขน เปลยนแปลง เฉลย 4) การรบกวนสมดล = ลดอณหภม, ทศทางการปรบสมดล = เกดไปทางขวา, ปรมาณ NH3 ในสมดล

ใหมเมอเทยบกบสมดลเดม = เพมขน และคาคงทสมดล = เปลยนแปลง ตวอยาง HgS มคา Ksp เทากบ 2 × 10-49 ถาตวอยางนาเสยจากโรงงานอตสาหกรรมมความเขมขนของ

Hg2+ เทากบ 2 × 10-20 โมลาร และความเขมขนของ S2- เทากบ 1 × 10-29 โมลาร ตวอยางนาเสยมสภาวะเปนอยางไร

1) เปนสารละลายเจอจางของเกลอ HgS 2) เปนสารละลายอมตวของเกลอ HgS 3) เกดตะกอนของเกลอ HgS 4) สรปไมได เฉลย 2) เปนสารละลายอมตวของเกลอ HgS ตวอยาง พจารณาสมดลตอไปน A + B C (สมการยงไมดล) จากการทดลองพบวา ความเขมขนทสมดลเปนดงตาราง

ความเขมขนทสมดล (M) การทดลองท

[A] [B] [C] 1 2 3

10.00 10.00 15.00

10.00 22.50 10.00

10.00 15.00 15.00

ทง 3 การทดลองนทาทอณหภมเดยวกน ถาความเขมขนทสมดลของ A = 25.00 M และ B = 40.00

M ความเขมขนทสมดลของสาร C ควรเปนเทาใด 1) 20.00 M 2) 50.00 M 3) 100.0 M 4) 250.0 M เฉลย 2) 50.00 M


เคมอนทรย เคมอนทรยเปนวชาทศกษาเกยวกบสมบตทางกายภาพและสมบตทางเคมของสารประกอบคารบอน ซงเปนองคประกอบหลกของสงมชวตทวไป ซงอาจเรยกไดวา “สารอนทรย” ทงนสารประกอบคารบอนทกชนดไมไดถกจดเปนสารอนทรยทงหมด โดยกลมของสารประกอบคารบอนทไมใชสารอนทรย ไดแก 1. ธาตคารบอน เชน เพชร, แกรไฟต, C60 เปนตน 2. สารประกอบโลหะคารไบด (Metal Carbide) เชน Ca2C, Mg2C เปนตน 3. สารประกอบออกไซดของคารบอน เชน CO, CO2 เปนตน 4. สารประกอบกรดคารบอนกและเกลอ (Carbonic Acid, Bicarbonate Salt, Carbonate Salt) เชน H2CO3, NaHCO3, CaCO3 เปนตน 5. สารประกอบเกลอ Cyanide, Cyanate และ Thiocyanate เชน KCN, NaOCN, NH4SCN เปนตน โครงสรางทวไปของสารประกอบอนทรย โดยทวไปโครงสรางของสารประกอบอนทรยจะมองคประกอบหลกเปน C และ H สรางพนธะตอเชอมกนเปนสายยาว และอาจจะมอะตอมของธาตอนๆ (hetero atom) เขามาสรางพนธะอยดวย ซงอาจจะวาดโครงสรางคราวๆ ไดดงน

residuegroup

XC CH C CH

H

H

H

H

H

H

Hfunctional

group Residue group : เปนดานทมเฉพาะ C และ H จงเปนดานทมขวนอย และเฉอยตอการเกดปฏกรยาเคม Functional group : เปนดานทมขว และวองไวตอการเกดปฏกรยาเคมมากกวา


ประเภทของสารประกอบอนทรย ประเภทของสารประกอบอนทรย โครงสรางทวไป ชอของ functional group1. Hydrocarbon 1.1. Alkane R H - 1.2 Alkene R R - 1.3 Alkyne R R - 1.4 อนพนธของ Benzene R C6H5 aryl group 2. Alcohol R OH hydroxyl group 3. Ether R O R oxy group 4. Amine R NH2 amino group 5. Carboxylic acid R COOH carboxylic group 6. Ester R COO R oxycarbonyl group 7. Amide R CONH2 amide group 8. Aldehyde R CHO formyl group 9. Ketone R CO R carbonyl group 10. Alkyl Halides R X (เมอ X คอ F, Cl, Br, I)

Isomerism ไอโซเมอรซม (Isomerism) หมายถง ปรากฏการณทสารประกอบมสตรโมเลกลเหมอนกน แตมโครงสรางไมเหมอนกน ทาใหมคณสมบตทงทางเคมและทางกายภาพทแตกตางกน เราเรยกสารทมปรากฏการณไอโซเมอรซมวา “ไอโซเมอร” (Isomer) โดยสามารถแบงชนดของไอโซเมอรไดดงตอไปน

Enantiomer(Chiral/Achiral) Diastereomer Functional Isomer Positional Isomer Skeleton Isomer

Geometry Isomer(Cis/Trans)

Isomer

StereoisomerConstitutional

Isomer(Structural Isomer)


สงสาคญทจะตองใชเพอตรวจสอบความเปนไอโซเมอรของสารประกอบคารบอน 1. สตรโมเลกลเหมอนกนหรอไม 2. สตรโครงสรางเหมอนกนหรอไม แตในทนในระดบมธยมศกษาจะสนใจเฉพาะ Constitutional Isomer หรอ ไอโซเมอรเชงโครงสรางเทานน โดยจะยกตวอยางจากโมเลกล C5H12O โดยจะแสดงโครงสรางบางโครงสรางทเปนไอโซเมอรกนไดดงตอไปน

Functional isomer : ม functional group แตกตางกน

OH O

Positional isomer : มตาแหนงของ functional group แตกตางกน

OH OH

Skeleton isomer : ม residue group แตกตางกน

OH

OH การหาจานวนไอโซเมอรทงหมดสามารถเรมตนโดยการพจารณาจากสตรโมเลกลวาสารตวนนนาจะมพนธะคหรอพนธะสาม หรอลกษณะโครงสรางทเปนวงหรอไม ซงการพจารณาสงเหลานสามารถทาไดโดยการหาจานวนคของไฮโดรเจนทหายไปหรอทเราเรยกวา คา Double Bond Equivalent (DBE) หรอคา degree of unsatturation ซงคานวณไดจากสมการตอไปน DBE = C - 2

H - 2X + 2

N + 1

โดย C = จานวนอะตอมของคารบอนในสารประกอบ H = จานวนอะตอมของไฮโดรเจนในสารประกอบ X = จานวนอะตอมของธาตฮาโลเจน (ธาตหมท 7A หรอหมท 17) ในสารประกอบ N = จานวนอะตอมของไนโตรเจนในสารประกอบ หมายเหต เราจะไมคดอะตอม O (ออกซเจน) ในสมการการคานวณคา DBE แตจะตองคดเผอโครงสรางแบบตางๆ เนองจากอะตอม O ในโมเลกลสามารถเกดพนธะคหรอพนธะเดยวกได คา DBE ทไดใชบอกจานวน H หายไป -H ทหายไป 0 ค หรอมจานวน H มากทสดเทาทเปนได จะมโครงสรางเปนสายเปด + พนธะเดยวทงหมด

DIFFERENT = สารประกอบมสตรโมเลกลตางกนและมโครงสรางตางกน (สารตางชนดกน)

ISOMER = สารประกอบทมสตรโมเลกลเหมอนกน แตมโครงสรางตางกน (สารเปนไอโซเมอรกน)

SAME = สารประกอบมสตรโมเลกลเหมอนกนและมโครงสรางเหมอนกน (สารชนดเดยวกน)


-H ทหายไป 1 ค อาจจะมโครงสรางเปน ดงน 1. สายเปด + พนธะค 1 พนธะ 2. วงปด 1 วง พนธะเดยวทงหมด -H ทหายไป 2 ค อาจจะมโครงสรางเปน ดงน 1. สายเปด + พนธะสาม 1 พนธะ 2. สายเปด + พนธะค 2 พนธะ 3. วงปด 2 วง 4. วงปด 1 วง + พนธะค 1 พนธะ “โดยสรปความหมายของ 1 DBE จะมคาเทากบการมพนธะค 1 ค หรอ วงปด 1 วง เพมขนมาในโครงสราง” เมอไดรปแบบโครงสรางทควรจะเปน จากนนเราจะทาการเขยนโครงสรางทเปนไปไดทงหมดของโมเลกลนนออกมาโดยนบจานวนอะตอมทงหมดแลวดรปแบบการตอกนของแตละอะตอม เพอสรางไอโซเมอรทเปนไปไดทงหมดของสตรโมเลกลนนออกมา ซงวธนเรยกวา การหกแลวจบตอ ***ขอควรระวง*** วธการตรวจสอบตวซา !!! • ตรวจสอบไดโดยการทดลองอานชอ หากอานชอแลวไดชอทซากน ถอวาสาร 2 ตวนนเปนสารตวเดยวกน • ทดลองจบโมเลกลหมนไปมาและพลกกลบไปมาอาจไดตวเดม หรอนาสารทงสองมาหมนเพอซอนทบกนกได หากวาสามารถซอนทบกนไดสนทแสดงวาเปนสารชนดเดยวกน การเปรยบเทยบสมบตทางกายภาพของสารประกอบอนทรย สมบตทางกายภาพโดยทวไป หมายถง สถานะ จดเดอด จดหลอมเหลว และ ความสามารถในการละลายเปนตน ซงสมบตตางๆ ดงกลาว ลวนเปนผลมาจากแรงยดเหนยวระหวางโมเลกลทงสน ดงนนสารประกอบอนทรยจงสามารถจดแบงประเภทได 3 ประเภทตามแรงยดเหนยวระหวางโมเลกล และเรยงลาดบจากแรงยดเหนยวระหวางโมเลกลมากไปนอยของโมเลกลทมขนาดเทาๆ กน ไดดงตอไปน 1. กลมทสามารถเกดพนธะไฮโดรเจนระหวางโมเลกลได : amide > carboxylic > alcohol > amine 2. กลมทเปนโมเลกลมขวสง เกดแรงระหวางขวยดเหนยวกน : ketone > aldehyde > ester > ether 3. กลมทมขวตา หรอไมมขว ยดเหนยวกนดวยแรงลอนดอน : alkyne > alkane > alkene โดยคราวๆ แลวจดเดอดจากทกกลมสารจากมากไปนอย เมอมขนาดโมเลกลใกลเคยงกน จะสามารถเรยงไดดงน amide > carboxylic acid > alcohol > ketone > amine > aldehyde > ester > alkyne > ether > alkane > alkene สวนความสามารถในการละลายนานน สารในกลมท 1 และ 2 สามารถละลายนาไดดเมอมขนาดโมเลกลเลก และความสามารถในการละลายนาจะคอยๆ ลดลงไปเมอขนาดของโมเลกลใหญขนเรอยๆ


โมเลกลทเปนกงจะมแรงยดเหนยวระหวางโมเลกลตากวาโมเลกลทเปนเสนตรง เพราะการอดตวกนเปนไปไดยากกวา จงเปนผลใหโมเลกลทมกงมาก ละลายนาไดงายขน และมจดเดอด จดหลอมเหลวตาลง

เพอความสะดวกในการศกษาเราจะแบงเนอหาของบทเรยนนออกเปน 2 สวนหลกๆ คอ 1. สารประกอบไฮโดรคารบอน (Hydrocarbon Compounds) 2. สารประกอบอนทรย (Organic Compounds) 1. สารประกอบไฮโดรคารบอน (Hydrocarbon Compounds) 1.1 ความหมายและสงทจาเปนตองรเกยวกบสารประกอบไฮโดรคารบอน สารประกอบไฮโดรคารบอน หมายถง สารประกอบทประกอบดวยธาตเพยง 2 ชนด คอ คารบอนและไฮโดรเจน ซงสารประกอบดงกลาวถอเปนสวนประกอบทสาคญของสารอนทรยในสวนทเปน Residue group นอกจากนเรายงพบสารประกอบไฮโดรคารบอนไดทวไปในอตสาหกรรมปโตรเลยม 1.2 ประเภทของสารประกอบไฮโดรคารบอน เนองดวยสารประกอบไฮโดรคารบอนนนมมากมาย ทาใหวธการแบงกมวธการแบงทแตกตางกน ดงน วธท 1 แบงประเภทโดยใชชนดของพนธะเปนเกณฑ 1. สารประกอบไฮโดรคารบอนชนดอมตว (Saturated Hydrocarbons) (พนธะ C C เปนพนธะเดยว) ไดแก แอลเคน (Alkanes) และไซโคลแอลเคน (Cycloalkanes) 2. สารประกอบไฮโดรคารบอนชนดไมอมตว (Unsaturated Hydrocarbons) (พนธะ C C มพนธะคหรอสาม) ไดแก แอลคน (Alkenes) ไซโคลแอลคน (Cycloalkenes) แอลไคน (Alkynes) และ อะโรแมตกไฮโดรคารบอน (Aromatic Hydrocarbons) วธท 2 แบงประเภทโดยใชลกษณะของโครงสรางและการทาปฏกรยาเปนเกณฑ

สารประกอบไฮโดรคารบอน(Hydrocarbon Compounds)

อะลฟาตกไฮโดรคารบอน(Aliphatic Hydrocarbon)

อะโรแมตกไฮโดรคารบอน(Aromatic Hydrocarbon)

แอลคนและไซโคลแอลคน(Alkene & Cycloalkene)

แอลไคน(Alkyne Cycloalkyne)

แอลเคนและไซโคลแอลเคน(Alkane & Cycloalkane)


คณสมบตของสารประกอบไฮโดรคารบอน แบงไดตามตารางดงตอไปน ชนดของ สาร

สตร ทวไป

โครงสราง ทวไป

การ เรยกชอ

การ เผาไหม ปฏกรยาเคม

Alkane CnH2n+2

C H and

C C bonds

-ane

Cycloalkane CnH2n Alkane วงปด Cyclo--ane

ไมมเขมา

สามารถฟอกสโบรมนไดในทสวางโดยเกดปฏกรยา การแทนทไดกรดเปนผลตภณฑ

แสง+H C C HH

H

H

H2Br +H C C Br

H

H

H

HHBr(g)

Alkene CnH2n C C

-ene

Cycloalkene CnH2n-2 Alkene วงปด Cyclo--ene

มเขมาเลกนอย

1. สามารถฟอกสโบรมนไดทงในทสวางและทมด โดยเกดปฏกรยาการเตม

CH

HC

H

H+ 2Br Br C C Br

H

H

H

H 2. สามารถฟอกส KMnO4 โดยเกดปฏกรยา ออกซเดชน

3HCC

H

HC

H+ OH MnOK 2442 +

H C CH

OH

H3HC

OH+ 2HOH MnO22 +

Alkyne CnH2n-2 C C -yne

Cycloalkyne - Alkyne วงปด Cyclo--yne

มเขมา

1. สามารถฟอกสโบรมนไดทงในทสวางและทมด โดยเกดปฏกรยาการเตม

H+H C C H 22Br H C CBr Br

Br Br

2. สามารถฟอกส KMnO4 โดยเกดปฏกรยา ออกซเดชนโดยจะไดตะกอนสนาตาลของ MnO2 คลายกบกรณของ Alkene

Aromatic Ar-

- มเขมามาก

สามารถเกดปฏกรยาแทนทได แตตองมตวเรงปฏกรยาและสภาวะทเหมาะสม เชน

H

H H

H

H H

Cat.

42SOH+

H

H H

H HOH 2+

HSO3HSO3

หมายเหต สตรทวไปของสารประกอบแอลคน ไซโคลแอลคน เปนสตรทคดทจานวนพนธะค 1 พนธะ สวนแอลไคนและไซโคลแอลไคน จะเปนสตรทคดทพนธะสาม 1 พนธะ


ปฏกรยาการเผาไหมของสารประกอบไฮโดรคารบอน สามารถเกดปฏกรยาการเผาไหมทสมบรณ โดยมสมการทวไป ดงน CxHy + (x + y/4)O2 xCO2 + y/2H2O สวนการเผาไหมไมสมบรณ (Incomplete combustion) : เมอปฏกรยาการเผาไหมทเกดไมสมบรณ จะเหลอเขมา และควนดา ซงกคอ C เอาไว และม CO ปนออกมาดวย ซงการเผาไหมทไมสมบรณนนเกดไดจาก 1. สารอนทรยทม C C หรอ C C หรอ วงเบนซนซงเปนพนธะทแขงแรง จะทาใหไมสามารถสลายพนธะระหวางคารบอนทงหมดได จงเหลอเปนเขมา 2. ปรมาณ O2 นอยเกนไป เชน การเผาในภาชนะปดทม O2 เปนจานวนจากด 3. สารอนทรยทมขนาดโมเลกลใหญมาก ซงทาให O2 เขาแทรกทาปฏกรยาไดยาก จงเกดการเผาไหมทไมสมบรณไดเชนกน ดงนน : เราสามารถเปรยบเทยบปรมาณเขมาไดดวยอตราสวน C : H ในโมเลกลนนโดยถา C : H มากสารนนจะมเขมามาก 2. สารประกอบอนทรย (Organic Compounds) สารอนทรย หมายถง สารประกอบของคารบอนทเกดจากสงมชวตหรอเกดจากการสงเคราะหของมนษย ซงจะมธาตตางๆ นอกเหนอจากไฮโดรเจนและคารบอน โดยสวนใหญจะมออกซเจนและไนโตรเจน หรอธาตอนอยดวย

ประเภทสาร ลกษณะ หมฟงกชน การเรยกชอ คณสมบต/ปฏกรยาเคม/ประโยชน

แอลกอฮอล (Alcohols)

ไฮดรอกซ (Hydroxyl) R OH

ลงทายดวย - nol

1. มจดเดอดสงกวาสารประกอบไฮโดรคารบอน ทวไป เพราะ โมเลกลสามารถเกดพนธะไฮโดรเจนได 2. สามารถเปนกรดทางทฤษฎไดโดยการทาปฏกรยา กบ โลหะ โซเดยม (Na) แตเปนกรดทออนมากๆ และไม เปลยนสของลตมส

2ROH + 2Na 2RO-Na+ + H2(g)

กรดอนทรย (Carboxylic

acid)

คารบอกซล (Carboxyl) R COOH

ลงทายดวย - oic acid

1. จดเดอดสงกวาแอลกอฮอลเพราะสามารถเกด พนธะ ไฮโดรเจนไดมากกวา 2. มฤทธเปนกรด เปลยนสกระดาษลตมสได 3. สามารถทาปฏกรยากบ Na และ NaHCO3

2R C OHO

++ 2Na 2R CO

+NaO- (g)H2

3NaHCOR C OHO

++ R CO

+NaO- (g)OC 2 + OH24. สามารถทาปฏกรยากบแอลกอฮอลไดเอสเทอร (Esterification)

R C OHO

++ R CO

OH2R′OH OR′+H


ประเภทสาร ลกษณะ หมฟงกชน การเรยกชอ คณสมบต/ปฏกรยาเคม/ประโยชน

เอสเทอร (Ester)

ออกซคารบอกซล (Oxycarboxyl) R COO R′

อานชอแอลกอฮอลลงทายดวย alkyl แลวตามดวยชอกรด ลงทายดวย - oate

1. การสงเคราะหเอสเทอรทาไดโดยนากรดอนทรยมา ทาปฏกรยากบแอลกอฮอล โดยมกรดเปนตวเรง ปฏกรยา 2. เอสเทอรสามารถเกดปฏกรยาไฮโดรไลซสโดยม กรด หรอเบส เปนตวเรงปฏกรยา ไดแอลกอฮอล และกรด อนทรยกลบมา

R CO

++ R CO

OH+HOR′ R′OH

อเทอร (Ether)

ออกซ (Oxy)

R O R′

อานชอ alkoxy (ดาน C นอย) แลวลงทายดวย alkoxy

(ดาน C มาก)

จดเดอดสงกวาสารประกอบไฮโดรคารบอน แตไมมากเทากบแอลกอฮอล ละลายนาไดเลกนอย นยมนามาใชเปนตวทาละลาย

แอลดไฮด (Aldehyde)

คารบอกซาลดไฮด (Carboxaldehyde)

R CO H

อานเหมอน alkane

แตตด e ออกแลวเตม - al

1. สามารถทาปฏกรยากบสารละลายเบเนดกตได ตะกอนสนาตาลแดงของ Cu2O 2. ละลายนาไดเลกนอย นยมใชเปนตวทาละลาย และยาดองศพ

คโตน (Ketone)

คารบอนล (Carbonyl) R CO R′


แตตด e ออกแลวเตม - one

นยมใชเปนตวทาละลาย และทงแอลดไฮดและคโตนมจดเดอดมากกวาสารประกอบไฮโดรคารบอนทวไป แตไมมากกวาแอลกอฮอล เพราะเนองจากไมมพนธะไฮโดรเจน

เอมน (Amine)

อะมโน (Amino) R NH2


แตตด e ออกแลวเตม - amine

1. จดเดอดสงกวาไฮโดรคารบอนทวไปเพราะม พนธะไฮโดรเจน 2. มฤทธเปนเบส (เปลยนกระดาษลตมสจากสแดงเปน สนาเงน)

R NH2 + HCl R +3NH Cl-

3. การเกดเอไมด

R C OHO

++ R CO

OH22NHR′ NHR′

เอไมด (Amide)

เอไมด (Amide) R CONR′R″


แตตด e ออกแลวเตม -

amide

1. จดเดอดสงเนองจากมพนธะไฮโดรเจน 2. สามารถเกดปฏกรยาไฮโดรไลซส โดยมกรดหรอเบส เปนตวเรงปฏกรยา ไดกรดอนทรยและเอมน 3. สารประกอบเอไมดและเอมนสามารถละลายนา ไดเลกนอย 4. สารประกอบเอไมดมฤทธเปนกลาง เนองจากม โครงสรางทสามารถเกดเรโซแนนซได


ตวอยาง เลขออกซเดชนของคารบอนในหมคารบอกซลกในกรด HOOC(CH2)3COOH มคาเทากบเทาใด 1) 1 2) 2 3) 3 4) 4 เฉลย 3) 3 ตวอยาง สารประกอบแอโรมาตกชนดหนงม วงเบนซนเปนองคประกอบอย 1 วง มสตรโมเลกลเปน C7H8O

สารประกอบนมโครงสรางทเปนไปไดทงสนกแบบ 1) 3 แบบ 2) 4 แบบ 3) 5 แบบ 4) 6 แบบ เฉลย 3) 5 แบบ ตวอยาง ในการทดสอบเพอจาแนกสารประกอบอนทรยทมหมฟงกชนทแตกตางกน ขอใดถก 1) แอลกอฮอลและอเทอร ทดสอบดวยสารละลาย NaHCO3 2) แอลเคนและแอลคน ทดสอบดวยสารละลาย KMnO4 3) กรดอนทรยและกรดไขมน ทดสอบดวยโลหะ Na 4) มคาตอบถกมากกวา 1 ขอ เฉลย 2) แอลเคนและแอลคน ทดสอบดวยสารละลาย KMnO4


สารชวโมเลกล สารชวโมเลกล คอ สารอนทรยโมเลกลใหญทสามารถพบไดในรางกายของสงมชวต ซงจะประกอบดวยธาตหลก ไดแก C H O และในกรณทเปนโปรตนและกรดนวคลอกจะมธาตไนโตรเจนเปนองคประกอบ โดยเราสามารถแบงการศกษาออกเปนสาร 4 จาพวกดวยกน ไดแก โปรตน คารโบไฮเดรต ไขมน และกรดนวคลอก โดยบทบาทและประโยชนของสารชวโมเลกลมดงตอไปน 1. ใชในการเจรญเตบโต 2. ถายทอดลกษณะทางพนธกรรม 3. ชวยใหผวหนงชมชน สขภาพผมและเลบด 4. เปนสวนหนงในการรกษาสมดลของนาและกรด-เบส 5. สลายใหพลงงาน 6. เปนสวนประกอบของฮอรโมน เอนไซม และระบบภมคมกน โปรตน (Protein) โปรตนถอวาเปนสารชวโมเลกลทรางกายของคนเรามมากกวาสารชวโมเลกลอนๆ (50% ของนาหนกแหงของคนเราประกอบดวยโปรตน) 1. โปรตนประกอบดวย C H O N เปนธาตองคประกอบหลก นอกจากนอาจจะม S, P, Fe, Zn และ Cu เปนองคประกอบดวย 2. เราสามารถจดโปรตนเปนสารประเภทพอลเมอรไดเนองจากโปรตนม Monomer เปนกรดอะมโน ซงถาหากวา กรดอะมโนทนามาประกอบเปนโปรตนนนเปนกรดอะมโนชนดเดยวกน จะจดวาเปนโฮโมพอลเมอร แตถาหากวา กรดอะมโนทนามาตอกนเปนโปรตนประกอบไปดวยอะมโนทตางชนดกนจะจดเปนโคพอลเมอร 3. โปรตนมหนวยยอยทเรยกวา กรดอะมโน (Amino Acid) ซงโปรตนเกดจากกรดอะมโนจานวนมากกวา 50 หนวยมาเชอมกนดวยพนธะระหวางโมเลกลของกรดอะมโนทเรยกวา พนธะเพปไทด (Peptide Bond) 4. โครงสรางทวไปของกรดอะมโน ประกอบไปดวย 3 สวนทสาคญ ไดแก 1. หม carboxyl (COOH) 2. หมอะมโน (NH2) 3. ไฮโดรคารบอนทเรยกวา side chain (R)

CHNH2 C OHR

O

หมคารบอกซลหมอะมโน


5. เราสามารถแบงกรดอะมโนจานวน 22 ชนดทรางกายเราไดจากการยอยโปรตนออกเปน 2 ประเภทตามเกณฑการใชประโยชน ไดแก - กรดอะมโนทไมจาเปนตอรางกาย คอ กรดอะมโนทรางกายมนษยสามารถสงเคราะหขนมาเองได - กรดอะมโนทจาเปนตอรางกาย คอ กรดอะมโนทรางกายมนษยไมสามารถสงเคราะหขนมาเองได มทงหมด 8 ชนด ไดแก ไลซน ทรโอนน ไอโซลวซน ลวซน ทรปโตเฟน วาลน เมไทโอนน ฟนลอะลานน สาหรบเดกทารกตองการอารจนน และฮสทดนเพมเตม 6. กรดอะมโนแตละชนดสามารถทาปฏกรยารวมตวกนแบบควบแนนโดยมผลตภณฑขางเคยงเปนนา ดงสมการ

O+C C OH

H

1RNH2

OC C OHH

2RNH2

OC CH

1RNH2 N C

HC OH + OH2

O2RH

ทงนการรวมกนของกรดอะมโนอาจเกดไดหลายโมเลกล กอใหเกดรปแบบทมากมายของโปรตน 7. การเรยกชอสารประกอบเพปไทดนน ใหเรยกชอตามจานวนของกรดอะมโนทประกอบกน

จานวนกรดอะมโน จานวนพนธะเพปไทด ชอสาร 2 1 ไดเพปไทด 3 2 ไตรเพปไทด 4 3 เตตระเพปไทด

ตงแต 10-50 9-49 พอลเพปไทด มากกวา 50 มากกวา 49 โปรตน

8. สารประกอบเพปไทดนนสามารถเกดปฏกรยาไฮโดรไลซสโดยมความรอนและกรดหรอเบสเปนตวเรงปฏกรยาจะไดเปนกรดอะมโนองคประกอบของตวเองกลบมา 9. โมเลกลของโปรตนอาจประกอบดวยพอลเพปไทด 1 สาย หรอมากกวา 1 สายกได นอกจากนนสาย พอลเพปไทดอาจมการเปลยนไปเปนโครงสรางตางๆ ไดอกหลายแบบทาใหสามารถแบงโปรตนตามโครงสรางทตางกนเปน 4 ระดบ ดงน 1. โครงสรางปฐมภม (Primary Structure) เปนโครงสรางในระดบทงายทสด เปนการแสดงการเรยงลาดบของกรดอะมโนทเชอมตอกนเปนสายยาวในโมเลกลโปรตน การเรยงลาดบของกรดอะมโนในโปรตน แตละชนดจะมความแตกตางกนและมความจาเพาะเจาะจง การเขยนลาดบกรดอะมโนสลบกนกทาใหไดความหมายทผดเพยนไป ในการเขยนการเรยงลาดบกรดอะมโนตามหลกสากล จะเขยนแทนเพปไทดดวยระบบสามตวอกษรของกรดอะมโนชนดนน จากปลายเอน (N-terminal) ไปปลายซ (C-terminal) เพอปองกนความสบสน


2. โครงสรางทตยภม (Secondary Structure) เปนโครงสรางทเกดจากการขดหรอมวนหรอพบตวของโครงสรางปฐมภม เนองมาจากการเกดพนธะไฮโดรเจนระหวางหมคารบอนล (C O) ของกรดอะมโนตวหนงกบหมอะมโน (N H) ของกรดอะมโนอกตวหนงในระยะถดไป 4 หนวยในสายเพปไทดเดยวกน เกดโครงสรางในลกษณะบดเปนเกลยวเหมอนขดสปรง ซงเรยกวาเกลยวแอลฟา (α-Helix) ถาพนธะไฮโดรเจนเกดจากหมคารบอนล (C O) ของกรดอะมโนตวหนงกบหมอะมโน (N H) ของกรดอะมโนอกตวหนงระหวางสายเพปไทดทอยตดกนหรอใกลกน จะเกดโครงสรางทมลกษณะเปนแผนพบงอซงเรยกวา แผนเบตา (β-Sheet) ซงสามารถเกดซอนทบกนไปมาไดเหมอนจบกระโปรงโดยสามารถเกดได 2 ลกษณะ คอ เกดพนธะไฮโดรเจนระหวางสายเพปไทดทหนดานปลายเอนไปทางเดยวกน เรยกวา พาราเลล (Parallel) กบการเกดพนธะไฮโดรเจนระหวางสายเพปไทดทหนปลายเอนไปทางตรงขามกน เรยกวา แอนตพาราเลล (Anti Parallel) 3. โครงสรางตตยภม (Tertiary Structure) เปนโครงสรางทเกดจากโครงสรางทตยภมเกดการมวนเขาหากนและไขวกนโดยมแรงยดเหนยวหลายชนด เกดเปนรปรางตางทมความจาเพาะในโปรตนแตละชนด โดยแรงยดเหนยวสาคญทพบ เชน พนธะไฮโดรเจน แรงระหวางประจ พนธะไดซลไฟด แรงลอนดอน แรงไดโพลไดโพล ซงแรงเหลานจะยดเหนยวกนทาใหโครงสรางตตยภมอยตวได 4. โครงสรางจตรภม (Quaternary Structure) เปนโครงสรางของโปรตนขนาดใหญทมความซบซอนมาก เกดจากการรวมตวของโครงสรางตตยภมหนวยยอยชนดเดยวกนหรอตางชนดกน โดยอาศยแรงยดเหนยวเหมอนกบทพบในโครงสรางตตยภม และอาจจะมโมเลกลหรออะตอมอนๆ อยในโครงสรางดวย เชน ในโปรตนฮโมโกลบนทมรปรางเปนทรงกลมประกอบดวยเพปไทดหนวยยอย 4 หนวยและมอะตอมเหลกเปนองคประกอบ หรอโปรตนคอลลาเจนทมรปรางเปนเกลยวเสนตรงขนาดใหญ ซงเกดจากเกลยวแอลฟา 3 เกลยวมามวนพนกน เปนตน สวนการแบงโปรตนตามลกษณะการจดตวในโครงสราง 3 มต สามารถแบงออกเปน โปรตนทรงกลม (Globular Protein) โปรตนเหลานเกดจากการขดตวและอดแนน (Coil) จนเปนกอนกลม สามารถละลายนาไดด สวนใหญทาหนาทเกยวกบกระบวนการตางๆ ทเกดขนภายในเซลล ตวอยางเชน เอนไซม ฮอรโมนอนซลน ฮโมโกลบน โกลบลน เปนตน โปรตนเสนใย (Fibrous Protein) โปรตนเหลานเกดจากการพนกนของสายพอลเพปไทดในลกษณะเปนสายยาวคลายเสนใย ละลายนาไดนอย หรอไมละลายนา มความแขงแรง เหนยวและมความยดหยนสง สวนใหญทาหนาทเปนโครงสรางในเนอเยอ เสนผม เลบ กลามเนอ กบสตว ตวอยางเชน คอลลาเจนในเนอเยอ ไฟโบรอน ในเสนไหม มโครงสรางเปนแผนเบตาแบบแอนตพาราเลล การเรยงลาดบของกรดอะมโนในพอลเพปไทดของไฟโบรอน ประกอบดวยกรดอะมโน 6 หนวยเรยงลาดบเปนหนวยซา คอ ไกลซน-ซรน-ไกลซน-อะลานน-ไกลซน-อะลานน (GSGAGA) คอลลาเจนในกลามเนอ อลาสตนในเสนเอน เคราตนในเสนผม เปนตน


10. การทดสอบโปรตนใชสารละลายไบยเรต (Biuret) ซงเปน CuSO4 ใน NaOH หรอในเบสจะไดตะกอนสมวงปนนาเงน ซงเกดเปนสารเชงซอนทเรยกวา “ไบยเรต” - ปฏกรยานจะเกดขนกตอเมอสารตวอยางนนประกอบไปดวยพนธะเพปไทดตงแต 2 พนธะขนไป - การทดสอบนเราอาจเรยกอกชอหนงวา การทดสอบไบยเรต

O

2OH

O

OO

OH2HN NH

NHHN+2Cu

11. เมอนาโปรตนมาตมจะทาใหโปรตนสญเสยสมรรถภาพทางชวภาพ คอ จะทาลายโครงสรางทซบซอนของโปรตนออกไป ทาใหความสามารถในการเรงปฏกรยาของเอนไซมเสอมลง หรอถาหากนาโปรตนมาเตม กรด เบส เอทานอล หรอ Pb(NO3)2 จะทาใหโปรตนเกดการตกตะกอน ดงนนโดยสรปการเปลยนสภาพของโปรตน ประกอบไปดวยปจจยตางๆ ดงตอไปน - ความรอน - ความเปนกรด-เบส - โลหะหนกบางชนด - ตวทาละลายอนทรย คารโบไฮเดรต (Carbohydrate) 1. คารโบไฮเดรตประกอบดวยธาตหลก ไดแก C H O เปนสารประกอบประเภทพอลแอลดไฮด หรอ พอลไฮดรอกซคโตนเปนสวนประกอบของเยอหมเซลลของสงมชวตและกระดองของสตวบางชนด เชน ปและหอยทาก เปนตน นอกจากนคารโบไฮเดรตยงถอเปนสารใหพลงงานทมความสาคญมากทสดในรางกายของสงมชวตอกดวย 2. เราสามารถแบงคารโบไฮเดรตออกเปน 3 ประเภท ไดแก • มอนอแซกคาไรด (Monosaccharides) • โอลโกแซกคาไรด (Oligosaccharides) • พอลแซกคาไรด (Polysaccharides)


มอนอแซกคาไรด (Monosaccharide) คอ นาตาลโมเลกลเดยวมสตรทวไปเปน (CH2O)n ไดแก นาตาลทมคารบอน 5 อะตอม เชน ไรโบส (C5H10O5) นาตาลทมจานวนคารบอน 6 อะตอม เชน กลโคส กาแลกโทส และฟรกโทสมสตรโมเลกลเหมอนกน (C6H12O6) แตสตรโครงสรางตางกนจงมสมบตตางกน เรายงสามารถแบงนาตาลโมเลกลเดยวตามหมฟงกชน ดงน นาตาลอลโดส (Aldoses) เปนนาตาลทมหมคารบอกซาลดไฮดซงสามารถทาปฏกรยากบสารละลายเบเนดกตไดตะกอนสแดงอฐ เชน กลโคส กาแลกโทส และไรโบส เปนตน นาตาลคโตส (Ketoses) เปนนาตาลทมหมคารบอนลซงสามารถทาปฏกรยากบสารละลายเบเนดกต ไดตะกอนสแดงอฐไดเชนกน ไดแก ฟรกโทส เปนตน ทงนนาตาลโมเลกลเดยวยงสามารถแบงออกไดอกเปนชนดยอยๆ โดยอาศยหลกเกณฑตามจานวนคารบอนในโมเลกลกได ไดแก 1. นาตาลไตรโอส (Triose Sugar คอ นาตาลทม 3 คารบอน : จดเปนนาตาลทมขนาดเลกทสด) 2. นาตาลเทโทรส (Tetrose Sugar คอ นาตาลทม 4 คารบอน) 3. นาตาลเพนโทส (Pentose Sugar คอ นาตาลทม 5 คารบอน) 4. นาตาลเฮกโซส (Hexose Sugar คอ นาตาลทม 6 คารบอน) 5. นาตาลเฮปโทส (Heptose Sugar คอ นาตาลทม 7 คารบอน : เปนนาตาลในธรรมชาตขนาดใหญทสด) ดงนน ถาเปนนาตาลทมหมฟงกชนเปนแอลดไฮดและมจานวนคารบอนเทากบ 6 อะตอม กจะเรยกวาเปนนาตาลในกลมแอลโดเฮกโซส (Aldohexose Sugar) เปนตน การทดสอบนาตาลโดยการใชสารละลายเบเนดกต สารละลายเบเนดกตเปนสารละลายทประกอบดวยคอปเปอร (II) ซลเฟต โซเดยมคารบอเนต และโซเดยม- ซเตรต ปกตเปนสารละลายทมฟา แตเมอทาปฏกรยาจะใหเปนตะกอนสแดงอฐ สามารถเกดปฏกรยารดอกซไดกบสารทมหมฟงกชนเปนแอลดไฮด / แอลฟาไฮดรอกซคโตน / มอนอแซกคาไรดและไดแซกคาไรดทวไป ยกเวน ซโครส สมการเคมแสดงปฎกรยากบสารละลายเบเนดกต

OR C H + +22Cu + -5OH

สารละลายเบเนดกตมอนอแซกคาไรดและไดแซกคาไรดทวไป ยกเวนซโครส

∆ ตะกอนสแดงอฐ

OR C + O2Cu2 + O3H2

-O


โอลโกแซกคาไรด (Oligosaccharides) เปนสารทเกดจากนาตาลโมเลกลเดยว 2-10 โมเลกลมารวมตวกน โดยการเชอมดงกลาวนนจะเปนการเชอมแบบ C O C หรอเรยกวาพนธะไกลโคซดก (Glycosidic) ไดแก ไดแซกคาไรด (Disaccharides) หรอนาตาลโมเลกลค จะเกดจากนาตาลโมเลกลเดยว 2 โมเลกล มารวมตวกนโดยกาจดนาออกไป 1 โมเลกล เชน ซโครส (C12H22O11) เกดจากกลโคสรวมตวกบฟรกโทส

กลโคส + OH2ฟรกโทส ซโครส (นาตาลทราย)

CHOH2CHOH2

HOHO HOOHOHHO

HO กรด

OHCH2

CHOH2HO

HO OH

HOHO

OHCH2

OHCH2

+O O

OOO

ไตรแซกคาไรด (Trisaccharide) เปนนาตาลทประกอบดวยนาตาลโมเลกลเดยว 3 โมเลกล โดยนาตาลไตรแซกคาไรดทพบบอยในธรรมชาต คอ ราฟฟโนส (Raffinose) ซงประกอบดวยฟรกโทส + กลโคส + กาแลกโทส พบในนาตาลจากหวบทและพชชนสงชนดอนๆ อกหลายชนด เปนตน พอลแซกคาไรด (Polysaccharides) เกดจากนาตาลโมเลกลเดยวหลายโมเลกลมาเชอมตอกนเปนสายยาว เชน แปง เซลลโลส ไกลโคเจน ซงทาใหพอลแซกคาไรดเปนสารคารโบไฮเดรตทมโครงสรางซบซอนมากทสด nGlucose Polysaccharide nC6H12O6 (C6H10O5)n + nH2O เราสามารถแบงการศกษาพอลแซกคาไรด ออกเปน 3 ชนด ดงน 1. แปง (Starch) เปนคารโบไฮเดรตทสะสมอยในพช พบทงใบ ลาตน ราก ผล และเมลด มลกษณะเปนผงสขาว ไมละลายนา ประกอบดวยพอลแซกคาไรด 2 ชนด คอ 1.1 อะไมโลส (Amylose) ซงเปนกลโคสทตอเปนโซยาวและขดเปนเกลยว (Helix)

O

OHCH2

OHOH

OH300-600

OHOHOH O

OHOH

OHCH2OHCH2OOO

OO

Amylose


1.2 อะไมโลเพกตน (Amylopectin) ซงเปนกลโคสทตอโซกง

OH

HOHO

OO

OOH

HOHO

OO

OHO

HOO

O

OH

HO

OHO

O Amylopectin

โดยทวไปแปงจะประกอบดวยอะไมโลส 20% และเปนอะไมโลเพกตน 80% การทดสอบแปง เราสามารถทาการทดสอบแปงไดโดยการใชสารละลายไอโอดนซงจะใหสารประกอบเชงซอนทมสนาเงน ดงน

O

OH

OH

OHO

Amylosehelice with theglucose-monomerunit :

2. ไกลโคเจน (Glycogen) เปนคารโบไฮเดรตทอยในสตว ประกอบดวยกลโคสทตอกนแบบโซยาวและมกง ซงมกจะถกสะสมในตบของคนและสตวและใชเปนแหลงพลงงานสารองและมหนาทปรบระดบกลโคสเลอดใหคงท ไกลโคเจน มลกษณะเปนผงสขาว ไมละลายนา เมอนาไปทาปฏกรยากบสารละลายไอโอดนจะใหสารสแดงเขม


โครงสรางของไกลโคเจนเปน ดงน

O

OHCH2

OH

OH

OHOHHO O

OHOH

OHCH2OHCH2OOO

OO O

O

2CH

OH

OH

OHOHO

OHOH

OHCH2OHCH2OOO

OO OOO OOH

OH

OHO

OH

OHCH2OO

O O

OHCH2

3. เซลลโลส (Cellulose) เปนคารโบไฮเดรตทประกอบดวยกลโคสจานวนมากมายมาตอกนเปนโซยาวไมมกงและเกดพนธะระหวางกนเปนเบตากลโคส ซงจะแตกตางจากแปงและไกลโคเจนทเปนแอลฟากลโคส เซลลโลสเปนสวนประกอบของผนงเซลลของพช มกจะพบในพช เชน เนอไม ฝาย สาล เซลลโลสไมละลายนา ไมทาปฏกรยากบสารละลายไอโอดน และสารละลายเบเนดกต นอกจากนรางกายของมนษยยงไมสามารถยอยเซลลโลสไดเนองจากไมมเอนไซมทเหมาะสม โครงสรางของเซลลโลสเปน ดงน

ลพด (Lipids) 1. ลพด ประกอบดวยธาตหลก คอ C H O นอกจากนยงอาจประกอบดวย N และ P ลพดไมละลายนา ซงโดยสวนใหญลพดเปนสารประกอบเอสเทอรทเกดจากกรดไขมนกบกลเซอรอล ประเภทของลพด ลพดอาจแบงไดเปน 3 ประเภท คอ 1. ลพดอยางงายหรอลพดธรรมดา (Simple lipid) ซงไดแก ไขมน (Fat) นามน (Oil) และไข (Wax) 2. ลพดเชงประกอบ (Compound lipid) หมายถง ลพดอยางงายทมองคประกอบอนรวมอยดวย เชน ฟอสโฟลพด ประกอบดวยลพดอยางงายและหมฟอสเฟต ไกลโคลพด ประกอบดวยลพดอยางงายและคารโบไฮเดรต ลโพโปรตน ประกอบดวยลพดอยางงายและโปรตน


3. ลพดเบดเตลด (Miscellaneous lipid) หมายถง สารอนๆ ทมสมบตคลายกบลพด แตไมเปนสารประกอบ ประเภทเอสเทอรของกรดไขมนกบกลเซอรอล ไมทาปฏกรยากบสารละลายเบส สารเหลานไดแก สเตอรรอยด วตามนทละลายไดในนามน และสารประกอบประเภทเทอรพน 2. ไขมนและนามน จดเปนลพดประเภทหนง ซงเกดจากการรวมกนระหวางกรดไขมน 3 โมเลกล (อาจจะเปนกรดไขมนตางชนดกนกได) กบกลเซอรอล 1 โมเลกล เรยกสารประเภทนวา ไตรกลเซอไรด (Triglyceride) โดยทสามารถแสดงเปนสมการได ดงน

OHOH

OHCH2HCCH2

+ C R3 HOO

CH2

HC

CH2

+O C

O

R

C

O

O

O

C RO

OH3 2

กลเซอรอล กรดไขมน ไตรกลเซอไรด นา

R

หากมองโดยทวไปจะเหนวาสมการการเกดไตรกลเซอไรดนนคลายกบสมการเอสเทอรฟเคชนในเรองเคมอนทรย 3. ไขมน (Fats) และนามน (Oils) มความแตกตางกนตรงทความเสถยรทอณหภมหอง โดยทอณหภมหองไขมนจะมสถานะเปนของแขง ในขณะทนามนจะมสถานะเปนของเหลว สาเหตททาใหสาร 2 ชนดนมความแตกตางกน เนองมาจากทสวนประกอบของไตรกลเซอไรดทง 2 แบบนประกอบดวยกรดไขมนทตางชนดกน 4. กรดไขมน (Fatty Acid) คอ กรดอนทรยชนดหนงทมสตรทวไป คอ R COOH แตเนองจากหม R มขนาดใหญมาก (ม C ตงแต 11 อะตอมขนไป) ซงเราสามารถแบงกรดไขมนออกเปน 2 ชนด คอ a. กรดไขมนอมตว เกดจากการท Side chain (หม R) ของกรดไขมนนนประกอบดวยพนธะเดยวทงหมด ซงมสตรทวไป ดงน CnH2n+1COOH โดยกรดไขมนอมตวทมมากทสด ไดแก กรดสเตยรก (C17H35COOH)

OHO

Lauric acid


b. กรดไขมนไมอมตว เกดจากการทหม R ของกรดไขมนนนประกอบดวยพนธะคหรอพนธะสามในโมเลกล ซงจะทาใหเราไมสามารถหาสตรทวไปของกรดไขมนไมอมตวไดและไมเขาสตรทวไปของกรดไขมนอมตว ดงนนเราสามารถเชคความอมตวของกรดไขมนไดจากสตรทวไปของกรดไขมนอมตว โดยกรดไขมนทไมอมตวทมมากทสด คอ กรดโอเลอก (C17H33COOH)

HOO

trans-Oleic acid

HOO

cis-Oleic acid

จากขอมลความอมตวของกรดไขมน ทาใหเราสามารถสรปได ดงน I. กรดไขมนจะมจดหลอมเหลวเพมขน เมอมวลโมเลกลเพมขน II. กรดไขมนอมตวจะมจดหลอมเหลวมากกวากรดไขมนไมอมตว III. เมอหม R ของกรดไขมนมพนธะคเพมขน จดหลอมเหลวจะลดลง 5. ไข (Waxes) เปนสารประกอบเอสเทอรทเกดจากกรดไขมนทาปฏกรยากบแอลกอฮอลโมเลกลใหญ (C ตงแต 24-36 อะตอม) มกจะมสถานะเปนของแขง เชน ขผง ไขคานบา ไขวาฬ เปนตน โดยสวนใหญเราจะนาไขมาใชทาเปนสารเคลอบผวเพอปองกนนา เชน เทยนไข เครองสาอาง 6. คณสมบตและปฏกรยาตางๆ ของไขมน สรปไดดงน • เราสามารถทดสอบความอมตวของกรดไขมนไดโดยการใชนาโบรมน (Br2) ซงสามารถทาไดโดยการนบหยดปรมาณโบรมนทใชในฟอกส (หยดจนกระทงไมฟอกสแลวบนทกจานวนหยด) โดยถายงใชจานวนหยดโบรมนมาก กรดไขมนนนกจะยงไมอมตวมาก ถาใชโบรมนนอยกแสดงวากรดไขมนมความอมตว เปลองโบรมนนอย → กนนอย → อมมาก เปลองโบรมนมาก → กนมาก → ไมอม


• เมอเกบไวนานจะเกดการเหมนหน (Rancidity) ซงถาดจากโครงสรางพวกไขมนหรอนามนจากพชจะเหมนหนดกวาจากสตว แตสภาพเปนจรงจากพชจะเหมนหนนอยกวาสตว เนองจากมพวกสารกนหน (Antioxidant) เชน Vitamin C และ E นอกจากนยงมสารกนหนทไดจากการสงเคราะห เชน Butylated Hydroxyanisole (BHA), Butylated Hydroxytoluene (BHT)

O

OH

O

OHBHA

OH

BHT • ปฏกรยาการเหมนหนม 2 แบบ 1. เกดผานปฏกรยา Hydrolysis ซงเกดจากนาในไขมนจะเกดจาก Hydrolyze ไดกรดไขมนและกลเซอรอลทมกลน ซงจะเกดไดจะตองมแบคทเรยเปนตวเรงปฏกรยา 2. เกดผานปฏกรยา Oxidation ซงเกดจาก O2 ในอากาศจะ Oxidize ตรงตาแหนงพนธะคและมความรอนเรงปฏกรยาจะไดพวกแอลดไฮดทมกลน • การทดสอบไขมนทาไดโดยการนาไขมนไปถกบกระดาษ ถากระดาษนนโปรงแสง แสดงวาเปนไขมน • การทาเนยเทยม คอ กระบวนการการนานามนมาทาปฏกรยาไฮโดรจเนชน (เตมไฮโดรเจนเขาไป) โดยจะตองตวเรงปฏกรยาทเหมาะสม เชน โลหะ Pt หรอ Ni ทาใหไดโมเลกลทอมตว และมผลทาใหมจดหลอมเหลวเพมขนดวย สบ (Soap) ปฏกรยาการเกดสบ เรยกวา ปฏกรยาสะปอนนฟเคชน (Sponification) ซงเปนปฏกรยาทเกดจากการนาสบไปตมกบสารละลายเบสจะไดเกลอของกรดไขมน โดยมสมการทวไปคลายกบสมการไฮโดรไลซสของเอสเทอรเมอใชตวเรงปฏกรยาเปนเบส ดงน

ONaOH/H3 2

heat

O

O

O

RO

R

R

O

OO

3 RONa

+O

O

H

H

OH

ไขมน + สารละลายเบส → เกลอของกรดไขมน (สบ) + กลเซอรอล

สบเปนสารลดแรงตงผวชนดหนงโดยสบทไดจากเกลอโซเดยมจะมความแขงมากกวาสบทไดจากเกลอโพแทสเซยม นอกจากนสบททาจากไขมนสตวจะมความแขงมากกวาสบททาจากพช

O NaO

ภาพโครงสรางของสบ


การละลายนาและการทางานของสบ เนองจากโครงสรางของสบจะประกอบไปดวย 2 สวน นนกคอ สวนทเปน Side chain ขนาดใหญทเปนสวนทไมมขว และสวนทเปน COO-Na+ ทเปนสวนทมขว ดงนนทาใหเวลาทเราถสบ สบจะใชหลกการละลาย Like Dissolve Like ทจะหนขางทไมมขวนนเขาสสงสกปรกและไขมนตามรางกายของเรา และหนดานทมขวออก จากนนเมอเราราดนาจะทาใหสวนทมขวนนถกนาชะลางออกไปและดงเอาสงสกปรกนนตามออกไปดวย กลาวคอ สบทาหนาทเปนประสานระหวางไขมนกบนานนเอง (ปกตนากบนามนจะไมละลายเปนเนอเดยวกน) โดยชวงทเกดการจดเรยงตวของโมเลกลในนา เรยกวา ไมเซลล (Micelle)

ปญหาของสบ คอ สบไมสามารถทางานไดดเมอใชในนากระดางซงเปนนาทมปรมาณแคลเซยมไอออนและแมกนเซยมไอออน ซงไอออน 2 ชนดนจะเขาไปรวมตวกบสบเกดเปนเกลอแคลเซยมและเกลอแมกนเซยม ของกรดไขมนแทน ซงสารใหมนทเกดขนจะเปนไคลสบ ซงทาใหสนเปลองสบเปนจานวนมาก เนองจากการละลายนาของสบลดลงอยางมาก ดงนนเพอแกปญหาดงกลาวนกวทยาศาสตรจงไดสงเคราะหผงซกฟอก (Detergent) ขนมาใชแทนสบ ผงซกฟอก (Detergent) เปนสารซกลางทผลตขนมาใชแทนสบ ซงเปนเกลอโซเดยมซลโฟเนตของไฮโดรคารบอน มสตรทวไปเปน R- -

3SO Na+ ผงซกฟอกมขอดเหนอสบ คอ สามารถทางานไดด แมในนากระดางทมไอออน Ca2+, Fe2+, Fe3+ และ Mg2+ ถาหมแอลคลเปนเสนตรง (LAS : Linear Alkyl Benzene Sulfonate) จะถกยอยดวยจลนทรยไดด เกดมลพษนอย แตถาหมแอลคลเปนโซกง (ABS : Alkyl Benzene Sulfonate) จลนทรยจะยอยไดยาก โดยโครงสรางของผงซกฟอกแตละแบบมดงตอไปน

SO

O

+NaO-

โครงสรางของผงซกฟอกประเภทโซเดยมแอลคลซลโฟเนต


SO

O

+NaO-

โครงสรางของผงซกฟอกประเภท LAS

SO

O

+NaO-

โครงสรางของผงซกฟอกประเภท ABS

นอกจากนองคประกอบอนของผงซกฟอก อาจมสวนประกอบดงน • บลเดอร (Builder): Na5P3O10 (โซเดยมไตรโพลฟอสเฟต) มหนาททาใหนาทเปนเบสเกดการชาระลางไดดขน โดยจะเขาไปลดความกระดางของนา แตมขอเสย คอ เนองจากประกอบดวยสารประกอบฟอสเฟตจะเปนอาหารทดของพชทาใหพชนาเจรญเตบโตไดเรวเปนปญหาตอสงแวดลอม • อมลซไฟเออร (Emulsifier): cellulose-OCH2

-2CO Na+ มหนาทปองกนไมใหผงซกฟอกตกตะกอน

• สารฟอกขาว (Bleach): NaOCl, Ca(OCl)2 มหนาททาใหเสอผาขาวขนเพราะเขาไปปองกนการเปลยนแปลงของโมเลกลสเมอถกแสงแดด • สารปองกนสนม (Corrosion Inhibitor): Na2Si3O7 มหนาทปองกนไมใหโลหะในเสอผา เชน กระดม ซปนนเกดสนม โดยจะเคลอบฟลมบางๆ ไว กรดนวคลอก (Nucleic acid) กรดนวคลอกเปนสารทมโมเลกลขนาดใหญ เปนพอลเมอรทพบบนโครโมโซมในนวเคลยสของเซลล มสมบตเปนกรด และมหนาทควบคมการสงเคราะหโปรตนซงนาไปสการถายทอดทางพนธกรรมจากรนพอแมไปส รนลก แบงออกไดเปน 2 ชนด คอ 1. กรดดออกซไรโบนวคลอก (Deoxyribonucleic acid): DNA สวนใหญพบในนวเคลยสของเซลลทวไป ทาหนาทเปนสารพนธกรรม 2. กรดไรโบนวคลอก (Ribonucleic acid): RNA สวนใหญพบในไซโทพลาซมและนวเคลยส เกดจากการสงเคราะหของ DNA ทาหนาทสรางโปรตนภายในเซลล


โครงสรางของนวคลโอไทด DNA และ RNA เนองจาก DNA และ RNA เปนสารอนทรยทมโมเลกลใหญและซบซอนมาก โดยเกดจากการหนวยยอยๆมาเรยงตอกน เราเรยกหนวยยอยๆ ดงกลาววา นวคลโอไทด (Nucleotide) ซงประกอบดวยสวนยอยๆ 3 สวน ดงน

2CHAdenine unit

Deoxyribose unitPhosphate unit OH H

OHH

H H

OP

-O

-OO

2NHN

N N

N

ภาพโครงสรางของนวคลโอไทด

1. นาตาลไรโบส (ใน RNA) และนาตาลดออกซไรโบส (ใน DNA) ตามลาดบ

OH OH

OHHO

H HO

HH

OH

OHHO

H HO

HHH

2. เบสทมไนโตรเจนเปนองคประกอบหรอ Nitrogenous base (N-base) ซงแบงออกเปน 2 กลม คอ a. เบสพรมดน (Pyrimidine base) ไดแก Cytosine (C), Thymine (T), Uracil (U) b. เบสพวรน (Purine base) ไดแก Adenine (A), Guanine (G) 3. กรด H3PO4 หรอ H แตกตวออกหมดเปนหมฟอสเฟต ความแตกตางระหวาง DNA และ RNA คอ นาตาลทไมเหมอนกนและยงม N-base ทตางกน โดยใน DNA จะม Thymine (T) ในขณะทใน RNA จะม Uracil (U)


ตวอยาง โครงสรางสารขางลางน ขอใดถก

O3NH+ C

3CH

HC N

HCH

22 )(CH-COO

OC N

HC2H O

C NH

CH -COO

42 )(CH+3NH

1) มพนธะเพปไทด 3 พนธะ 2) มกรดอะมโน 3 ชนดเปนองคประกอบ 3) มประจสทธเปนบวกเมออยในสารละลายดาง 4) ละลายไดดในตวทาละลายทม pH ประจสทธเปนศนย เฉลย 1) มพนธะเพปไทด 3 พนธะ ตวอยาง เมอกลโคสทาปฏกรยากบสารละลายเบเนดกตแลว เกดตะกอน Cu2O กลโคสเกดปฏกรยาแบบใด 1) ปฏกรยาควบแนน 2) ปฏกรยาการเตม 3) ปฏกรยารดกชน 4) ปฏกรยาออกซเดชน เฉลย 4) ปฏกรยาออกซเดชน ตวอยาง กรดไขมนชนดใด นาจะมจดหลอมเหลวตาทสด

1) OHO

2) OHO

3)

OHO

4) OHO

เฉลย 3)

OHO

net) 1 (o · pdf file · 2014-11-04สารชีวโมเลกุล 1. ......

Documents