การ คํา น วณ ปริมาณ สาร ที่ เกี่ยวข้อง กับ มวล

สมการเคมีที่ดุลแล้ว บอกความสัมพันธ์เชิงปริมาณของสารตั้งต้น และผลิตภัณฑ์ ทั้งหมดที่เกี่ยวข้องในสมการเคมีที่ดุลแล้วนั้นได้ จากตัวเลขสัมประสิทธิ์ที่อยู่หน้าสูตรเคมีของสารแต่ละชนิด ปริมาณของสารที่เกี่ยวข้อง

ได้แก่

• จำนวนโมล
• จำนวนอนุภาค (จำนวนอะตอม จำนวนโมเลกุล และ จำนวนไอออน)
• มวลของสาร

ดังเช่น ปฏิกิริยาการเผาไหม้ที่สมบูรณ์ของแก๊สมีเทน

เขียนแสดงสมการเคมีที่ดุลได้ดังสมการ (1)

จากสมการ (1) หมายความว่า แก๊สมีเทน 1 โมล ต้องการใช้แก๊สออกซิเจน 2 โมล

ในการทำปฏิกิริยาอย่างสมบูรณ์ คือ ไม่เหลือสารตั้งต้นใดเลย 

และเกิดผลิตภัณฑ์เพียงอย่างเดียวเท่านั้น คือ เกิดน้ำ จำนวน 2 โมล และ แก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ จำนวน 1 โมล

การคำนวณเพื่อเปลี่ยนมวลของสารตั้งต้น ให้เป็นมวลของผลิตภัณฑ์ สามารถทำได้โดยผ่านสมการเคมีที่ดุลแล้ว

ตัวอย่างเช่น

1. เปลี่ยนมวลของสาร A ให้เป็นจำนวนโมลของสาร A โดยใช้ความสัมพันธ์ว่า สาร A 1 โมล จะมีมวลเท่ากับมวลโมเลกุลของสาร A
2. เปลี่ยนจำนวนโมลของสาร A ให้เป็นจำนวนโมลของสาร B โดยใช้สัดส่วนตัวเลขสัมประสิทธิ์หน้าสูตรเคมีของสาร A และ สาร B
3. เปลี่ยนจำนวนโมลของสาร B ให้เป็นมวลของสาร B โดยใช้ความสัมพันธ์ว่า สาร B 1 โมล จะมีมวลเท่ากับมวลโมเลกุลของสาร B

ในทำนองเดียวกัน มวลของผลิตภัณฑ์ ก็สามารถเปลี่ยนให้เป็นมวลของสารตั้งต้น ได้เช่นกัน

วิธีทำ เราต้องเขียนสมการเคมีแสดงปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นให้ถูกต้อง พร้อมสมดุลสมการ ดังแสดงในสมการ (2)

1. เปลี่ยนมวลของน้ำตาลกลูโคส 45.3 กรัม ให้เป็นจำนวนโมลของน้ำตาลกลูโคส โดยคำนวณหามวลโมเลกุลของน้ำตาลกลูโคสก่อนจากมวลอะตอม และจำนวนอะตอมแต่ละชนิดธาตุที่เป็นองค์ประกอบ ในที่นี้น้ำตาลกลูโคสมีจำนวนอะตอมของคาร์บอน 6 โมลอะตอม จำนวนอะตอมไฮโดรเจน 12 โมลอะตอม และ จำนวนอะตอมออกซิเจน 6 โมลอะตอม จะได้น้ำหนักโมเลกุลของน้ำตาลกลูโคส เป็น 180.2 กรัม/โมลโมเลกุล

ดังนั้น 

1. เปลี่ยนจำนวนโมลของกลูโคส ให้เป็นจำนวนโมลของแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ โดยใช้ความสัมพันธ์ของเลขสัมประสิทธิ์หน้าสูตรเคมีของแต่ละสารในสมการที่สมดุลแล้ว จากสมการ (2) พบว่า กลูโคส 1 โมล เปลี่ยนเป็นแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ได้ 6 โมล

1. เปลี่ยนจำนวนโมลของแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ ให้เป็นมวลของแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ โดยคำนวณหามวลโมเลกุลของแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ เช่นเดียวกับวิธีการหามวลโมเลกุลของกลูโคส ได้มวลโมเลกุลของแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ เป็น 44.0 กรัม/โมลโมเลกุล

การคำนวณโดยวิธีการตัดหน่วย อธิบายได้ดังนี้

1. หาจำนวนโมลของกลูโคสจาก กรัมกลูโคส และมวลโมเลกุลกลูโคส ..... ขั้นตอนนี้ ได้หน่วย โมล กลูโคส
2. หาจำนวนโมลของ CO2 จากความสัมพันธ์ของเลขสัมประสิทธิ์ของการดุลสมการเคมีระหว่างกลูโคส กับ CO2 ….. ขั้นตอนนี้ ได้หน่วย โมล CO2
3. คำนวณหามวลของ CO2 หากลำดับขั้นตอนการตัดหน่วยทำได้ถูกต้อง จะคงเหลือหน่วยของจำนวนที่ต้องการหาเท่านั้น

6.3 การคำ�นวณปริมาณสารในปฏิกิริยาเคมี 6.3.1 การคำ�นวณปริมาณสารที่เกี่ยวข้องกับมวล 6.3.2 การคำ�นวณปริมาณสารที่เกี่ยวข้องกับความเข้มข้น 6.3.3 การคำ�นวณปริมาณสารที่เกี่ยวข้องกับปริมาตรของแก๊ส 6.3.4 การคำ�นวณปริมาณสารในปฏิกิริยาเคมีหลายขั้นตอน จุดประสงค์การเรียนรู้ 1. คำ�นวณปริมาณของสารในปฏิกิริยาเคมีที่เกี่ยวข้องกับมวลสาร 2. คำ�นวณปริมาณของสารในปฏิกิริยาเคมีที่เกี่ยวข้องกับความเข้มข้นของสารละลาย 3. คำ�นวณปริมาณของสารในปฏิกิริยาเคมีที่เกี่ยวข้องกับปริมาตรแก๊ส 4. คำ�นวณปริมาณของสารในปฏิกิริยาเคมี โดยใช้ความสัมพันธ์ระหว่างโมล มวล ความเข้มข้น และปริมาตรของแก๊ส 5. คำ�นวณปริมาณของสารในปฏิกิริยาเคมีหลายขั้นตอน ความเข้าใจคลาดเคลื่อนที่อาจเกิดขึ้น แนวการจัดการเรียนรู้ 1. ครูอธิบายความหมายของปริมาณสัมพันธ์ว่าเป็นการศึกษาความสัมพันธ์ระหว่างปริมาณ สารตั้งต้นที่ใช้ไปและปริมาณผลิตภัณฑ์ที่เกิดขึ้นในปฏิกิริยาเคมี ซึ่งพิจารณาได้จากเลขสัมประสิทธิ์ใน สมการเคมี 2. ครูยกตัวอย่างสมการเคมีของปฏิกิริยาระหว่างโลหะโซเดียมกับแก๊สคลอรีน แล้วให้นักเรียน หาอัตราส่วนโดยโมลของโลหะโซเดียมที่ทำ�ปฏิกิริยากับแก๊สคลอรีนและโซเดียมคลอไรด์ที่เกิดขึ้น ซึ่ง ความเข้าใจคลาดเคลื่อน ความเข้าใจที่ถูกต้อง เลขสัมประสิทธิ์ในสมการเคมีแสดงอัตราส่วน โดยโมลของสาร ปฏิกิริยาเคมีที่เป็นแก๊ส ปริมาตรรวมของแก๊สที่ เป็นสารตั้งต้นอาจมีค่าเท่ากับปริมาตรรวมของ แก๊สที่เป็นผลิตภัณฑ์หรือไม่ก็ได้ เลขสัมประสิทธิ์ในสมการเคมีแสดงอัตราส่วน โดยมวลของสาร จึงใช้มวลในการคำ�นวณได้โดย ไม่ต้องเปลี่ยนเป็นโมล ปฏิกิริยาเคมีที่เป็นแก๊ส ปริมาตรรวมของแก๊สที่ เป็นสารตั้งต้นเท่ากับปริมาตรรวมของแก๊สที่ เป็นผลิตภัณฑ์ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี บทที่ 6 | ปริมาณสัมพันธ์ เคมี เล่ม 2 132

Made with FlippingBook

RkJQdWJsaXNoZXIy NzMxODQ4