8 · Web viewโลหะ A 0.81 กร ม ทำปฏ ก ร ยาพอด ก บออกซ เจน 0.32 กร ม ได สารประกอบออกไซด

8.3 การคำานวณที่เกี่ยวขอ้งกับสตูรและสมการเคมี

นักเรยีนได้เรยีนรูพ้ื้นฐานเกี่ยวกับสตูรและสมการเคมมีาแล้ว ในตอนนี้จะได้เรยีนในราบละเอียดที่เพิม่ขึ้น รวมทัง้ฝึกการคำานวณที่เกี่ยวขอ้งกับสตูรและสมการเคมเีพิม่ขึ้น

8.3.1 การหาสตูรเอมพริคิัลและสตูรโมเลกลุ

ดังที่ทราบแล้ววา่ สตูรเคมนีัน้มทีัง้สตูรเอมพริคิัล ( หรอืเดิมเรยีกวา่ สตูรอยา่งง่าย) สตูรโมเลกลุและสตูร โครงสรา้ง ซึ่งในที่นี้จะกล่าวถึงเฉพาะสตูรโมเลกลุเท่านัน้

ก. การคำานวณสตูรเอมพริคิัล “ ” “เนื่องจากสตูรเอมพริคิัลเป็นสตูรที่แสดง อัตราสว่นของอะตอมของธาตใุนสารประกอบ ซึ่งก็คือ อัตราสว่น

” ของโมลอะตอมของธาตใุนสารประกอบ นัน่เอง เชน่ กรณีสตูรเอมพริคิัลของกรดอะซติิก (C2H4O2) คือ CH2O

CH2O C + 2H + O อัตราสว่นจำานวนอะตอม C : H : O = 1 : 2 : 1

อัตราสว่นจำานวนโมลอะตอม C : H : O = 1 : 2 : 1

สตูรเอมพริคิัลของเอธานอล คือ C2H6OC2H6O 2C + 6H + O

อัตราสว่นจำานวนอะตอม C : H : O = 2 : 6 : 1 อัตราสว่นจำานวนโมลอะตอม C : H : O = 2 : 6 : 1

จะเหน็ได้วา่ อัตราสว่นของจำานวนอะตอมและอัตราสว่นของจำานวนโมลอะตอม มคี่าเท่ากัน ดังนัน้ในการหาสตูร เอมพริคิัลอาจจะพจิารณาจากจำานวนอะตอมหรอื จำานวนโมลอะตอมก็ได ้ แล้วแต่วา่วธิกีารใดจะสะดวกและง่ายกวา่กัน

ปกติโจทยจ์ะกำาหนดปรมิาณขององค์ประกอบใหใ้นเทอมของมวล ซึ่งถ้านำามาคำานวณเป็นจำานวนอะตอมจะยุง่ยากกวา่ การคำานวณเป็นโมลอะตอม ดังนัน้การคำานวณสตูรอยา่งง่ายจงึนิยมทำาผ่านโมลอะตอม

การกำาหนดปรมิาณของธาตทุี่เป็นองค์ประกอบจะกำาหนดมวลของธาตแุต่ละชนิดโดยตรง หรอือาจจะกำาหนด โดยทางอ้อม เชน่ กำาหนดเป็นรอ้ยละโดยมวลหรอืกำาหนดผ่านปฏิกิรยิาเคม ี จากมวลของธาตแุต่ละชนิด จะคำานวณโมล

ได้โดยใชค้วามสมัพนัธด์ังนี้

หรอื จำานวนโมล = มวลอะตอมมวล

n = Mw

ซึ่งเมื่อทราบจำานวนโมล ของธาตทุกุตัวแล้ว นำามาเทียบอัตราสว่นกัน และทำาใหเ้ป็นเลขลงตัวอยา่งตำ่า จะ ได้อัตราสว่น ของจำานวนโมลอะตอม หรอืได้สตูรเอมพริคิัลนัน่เอง

การคำานวณสตูรเอมพริคิัลอาจจะสรุปเป็นหลักการทัว่ๆ ไปได้ดังนี้

บทที่ 8 ปรมิาณสารสมัพนัธ์ 2

- 2 -1. ต้องทราบวา่สารประกอบนัน้มธีาตอุะไรบา้ง2. ธาตแุต่ละชนิดมมีวลเป็นเท่าใด3. คำานวณจำานวนโมลของธาตแุต่ละชนิด

4. นำาจำานวนโมลมาเทียบอัตราสว่นพรอ้มกับทำาใหเ้ป็นเลขลงตัวอยา่งตำ่า จะได้สตูรเอมพริคิัล

การทำาอัตราสว่นของจำานวนโมลอะตอมใหเ้ป็นเลขลงตัวอยา่งตำ่าอาจจะทำาได้ดังนี้

1. ทำาจำานวนโมลของธาตแุต่ละตัวใหเ้ป็นเลขทศนิยม2. นำาจำานวนโมลที่มคี่าน้อยที่สดุในขอ้ 1 หารตลอดอัตราสว่นนัน้ ถ้าได้เป็นเลขลงตัวอยา่งตำ่าจะได้สตูรเอม

พริคิัล

3. ในกรณีที่ทำาขอ้ 2. แล้วยงัได้เป็นเลขไมล่งตัว ถ้าค่าที่ได้ใกล้เคียงกับเลขจำานวนเต็มมาก ใหปั้ดเป็น เลขจำานวนเต็มได ้ แต่ถ้าค่าที่ได้ต่างจากเลขจำานวนเต็มมาก ใหห้าตัวคณูที่เหมาะสมคณูตลอดเพื่อใหไ้ด้เป็นเลขจำานวน

เต็ม หรอืใกล้เคียงกับเลขจำานวนเต็มมากที่สดุ ซึ่งจะได้สตูรเอมพริคิัล

พจิารณาตัวอยา่งเพื่อประกอบความเขา้ใจดังต่อไปนี้

ก. ถ้าโมลของ A : B : C = 126.54 : 1

1.9 : 166.36

ใหห้าสตูรเอมพริคิัลตามขัน้ตอนดังกล่าวคือ

1.ทำาใหเ้ป็นเลขทศนิยม โมลของ A : B : C = 4.55 : 9.1 : 2.29

2. หารตลอดด้วยตัวเลขค่าน้อยที่สดุคือ 2.29 โมลของ A : B : C = 2 : 4 : 1

สตูรเอมพริคิัล คือ A2B4Cข. ถ้าโมลของ A : B : C = 2.93 : 5.02 : 1.01

ใหปั้ดเป็นเลขจำานวนเต็ม

โมล A : B : C = 3 : 5 : 1 สตูรเอมพริคิัล คือ A3B5Cค. ถ้าโมลของ A : B : C = 1.98 : 2.50 : 0.49

กรณีนี้ปัดใหเ้ป็นเลขจำานวนเต็มไมไ่ด้ ใหน้ำาค่าที่น้อยที่สดุหารตลอด

โมล A : B : C = 4.05 : 5.10 : 1.00แล้วจงึปัดใหเ้ป็นเลขจำานวนเต็ม

โมล A : B : C = 4 : 5 : 1 สตูรเอมพริคิัล คือ A4B5Cง. ถ้าโมลของ A : B : C = 1.97 : 0.65 : 4.25

ใหห้ารตลอดด้วย 0.65 (ค่าน้อยที่สดุ) โมล A : B : C = 3.03 : 1.00 : 6.53

เนื่องจากได้อัตราสว่นของเลขที่ไมล่งตัวและปัดใหเ้ป็นจำานวนเต็มไมไ่ด ้ จงึต้องหาตัวคณูที่เหมาะสมมา

คณูตลอด ในที่นี้คณูด้วย 2 โมล A : B : C = 6.06 : 2.00 : 13.06

แล้วจงึปัดใหเ้ป็นเลขจำานวนเต็ม สตูรเอมพริคิัล คือ A6B2C13

ชัน้มธัยมศึกษาปีที่ 5 ภาคเรยีนที่ 1 เคมี ว 032

- 3 - ตัวอยา่งที่ 8.58 โลหะ A 0.81 กรมั ทำาปฏิกิรยิาพอดีกับออกซเิจน 0.32 กรมั ได้สารประกอบออกไซด์

เพยีงชนิเดียว สารที่ได้มอัีตราสว่นจำานวนอะตอมของโลหะ A ต่ออกซเิจนเป็นเท่าใด (O = 16, A=27)วธิทีำา จากสตูร n = M

w

โมลของ A = 2781.0

โมลของ O = 1632.0

โมลของ A : O = 2781.0 : 16

32.0

= 0.03 : 0.02 = 3 : 2

อัตราสว่นของจำานวนโมล ก็คืออัตราสว่นของจำานวนอะตอม อัตราสว่นของจำานวนอะตอม A : O = 3 : 2

ตัวอยา่งท ี่ 8.59 สารบรสิทุธิช์นิดหนึ่งประกอบด้วยธาตไุฮโดรเจน 0.250 กรมั คารบ์อน 1.500 กรมั และคลอรนี 8.875 กรมั จงคำานวณสตูรเอมพริคิัลของสานี้

วธิทีำา โมลของ H = 1250.0

โมลของ C = 12500.1

โมลของ Cl = 5.35875.8

โมลของ C : H : Cl = 1250.0 : 12

500.1 : 5.35875.8

= 0.125 : 0.250 : 0.250= 1 : 2 : 2

อัตราสว่นจำานวนโมล = อัตราสว่นจำานวนอะตอม อัตราสว่นจำานวนอะตอม = 1 : 2 : 2

สตูรเอมพริคิัล คือ CH2Cl2

ตัวอยา่งท ี่ 8.60 เหล็กมมีวลอะตอม 55.8 เหล็กออกไซด์ชนิดหนึ่ง 12.00 กรมั เมื่อนำามาวเิคราะหพ์บ

วา่มอีอกซเิจน 3.315 กรมัจงคำานวณสตูรเอมพริคิัลของเหล็กออกไซด์ชนิดนี้

วธิทีำา เหล็กออกไซด์ 12.00 กรมั มอีอกซเิจน 3.315 กรมั มเีหล็ก = 12.00 - 3.315 = 8.685 กรมั

โมลของ Fe : O = 8.55685.8 : 16

315.3

= 0.156 : 0.207= 3 : 4

สตูรเอมพริคิัลของออกไซด์คือ Fe3O4


- 4 - ตัวอยา่งท ี่ 8.61 สารประกอบไฮโดรคารบ์อนชนิดหนึ่ง 2.7 กรมั จากการวเิคราะหพ์บวา่มคีารบ์อน

85.7% โดยมวล สตูรเอมพริคิัลของไฮโดรคารบ์อนคืออะไร

วธิทีำา สารประกอบมี C = 85.7% โดยมวล มี H = 100 - 85.7 = 14.3 %

หรอืสารประกอบ 100 กรมั มี C 85.7 กรมั และ H 14.3 กรมั (มวลของ ไฮโดรคารบ์อน 2.7 กรมั ไมจ่ำาเป็นต้องนำามาคิก เพราะคิดจาก % ที่กำาหนดใหแ้ล้ว)

โมลของ C : H = 127.85 : 1

3.14

= 7.14 : 14.3= 1 : 2

สตูรเอมพริคิัลคือ CH2

ตัวอยา่งท ี่8.62 สารประกอบชนิดหนึ่ง ประกอบด้วยธาต ุ C, H และ O เท่านัน้ จากการวเิคราะหพ์บวา่

สารประกอบนี้มี C 40.0% , H 6.7 % โดยมวล ที่เหลือเป็นออกซเิจน จงคำานวณสตูรเอมพริิคัลของสารประกอบนี้

วธิทีำา สารประกอบมีC 40.0% , H 6.7 % มี O = 100 - 40.0 - 6.7 = 53.3 %

โมลของ C : H : O = 120.40 : 1

7.6 : 165.53

= 3.33 : 6.7 : 3.34= 1 : 2 : 1

สตูรเอมพริคิัลคือ CH2O

ตัวอยา่งท ี่8.63 สารประกอบ A และสารประกอบ B ต่างก็มธีาตไุนโตรเจนและธาตอุอกซเิจนเป็นองค์ประกอบ เมื่อนำาสารประกอบทัง้สองนี้ไปทำาการวเิคราะหพ์บวา่ 58 กรมัของสารประกอบ A มธีาตไุนโตรเจน 27 กรมั และ

72 กรมั ของสารประกอบ B มธีาตไุนโตรเจน 46 กรมั ถ้าสารประกอบ A คือ NO สารประกอบ B คืออะไร

วธิทีำา โจทยถ์ามสตูรของสารประกอบ B จงึพจิารณาเฉพาะมวลของธาตใุน B มธีาตอุอกซเิจน = 72 - 46 = 26 กรมั

โมลของ N : O= 1446 : 32

26

= 3.29 : 1.63= 2 : 1

สตูรเอมพริคิัลของ B คือ N2O

ตัวอยา่งท ี่ 8.64 สารประกอบ A ประกอบด้วยธาต ุC, H และ O เท่านัน้ เมื่อนำาสาร A 2.95 กรมั เผาในบรรยากาศของก๊าซ O2 จำานวนมากเกินพอ หลังการเผาไหมอ้ยา่งสมบูรณ์ได ้ CO2 และ H2O

6.60 และ 3.15 กรมั ตามลำาดับ สตูรเอมพริคิัลของสาร A คืออะไรวธิทีำา เป็นการหาสตูรเอมพริคิัลเชน่เดียวกัน แต่การกำาหนดปรมิาณของธาตเุป็นการกำาหนดทางอ้อมอาศัยปฏิกิรยิาเคมี


- 5 -A ( C, H,O) 2O CO2 + H2O2.95 กรมั 6.60 กรมั 3.15 กรมั ขัน้แรก ต้องหามวลของ C, H และ O ก่อน

พจิารณาจากสมการ C ในสาร A จะกลายเป็น CO2 และ H ในสาร A จะกลายเป็น H2O โดยอาศัยกฎทรงมวล มวลของ C ในสาร A ยอ่มเท่ากับใน CO2 และมวลของ H ในสาร A ยอ่มเท่ากับใน

H2Oก. คำานวณมวลของ C ใน CO2ข. คำานวณมวลของ H ใน H2Oค. คำานวณมวลของ O โดยนำามวลของ C และ H ลบออกจากมวลของสาร A (มวลของ

O จะคำานวณโดยตรงจาก CO2 และ H2O ไมไ่ด้ เพราะ O2 บางสว่นจะได้จากก๊าซ O2) หลังจากทราบมวลของ C, H และ O แล้วจงึนำาไปคำานวณสตูรอยา่งง่ายในทำานองเดียวกับตัวอยา่

งอ่ืนๆ

หามวลของ C จาก CO 2CO2 C

C โมลCO โมล 2 = 1

1

โมลของ C = โมลของ CO2

C)Mw( = 2CO)

Mw(

12w = 44

60.6

w = มวล C = 1.80 กรมั หามวลของ H จาก H 2O

H2O 2H H โมล

OH โมล 2 = 21

โมลของ H2O = 21 โมลของ H

OH2)Mw( = 2

1 x H)Mw(

1815.3 = 2

1x 1w

w = มวล H = 0.35 กรมั หามวลของ O มวล O = มวล A - มวล C - มวล H

= 2.95 - 1.80 - 0.35 = 0.80 กรมัหาสตูรเอมพริกิัล

โมล C = 1280.1 , โมล H = 1

35.0 , โมล O = 1680.0

โมล C : H : O = 1280.1 : 1

35.0 : 1680.0

= 0.15 : 0.35 : 0.05 ชัน้มธัยมศึกษาปีที่ 5 ภาคเรยีนที่ 1

เคมี ว 032

- 6 -= 3 : 7 : 1

สตูรเอมพริคิัลคือ C3H7O

ตัวอยา่งท ี่ 8.65 จากการวเิคราะหส์ารอินทรยีช์นิดหนึ่งพบวา่ประกอบด้วยธาต ุ C, H, O และ N เมื่อนำา สารตัวอยา่งนี้มา 1.279 กรมั เผาไหมใ้นอากาศจำานวนมาก หลังจากเกิดปฏิกิรยิาสมบูรณ์ได ้ CO2 และ

H2O 1.60 และ 0.77 กรมั ตามลำาดับ เมื่อนำาสารตัวอยา่งมาใหม ่ 1.625 กรมั พบวา่มธีาต ุN 0.216 กรมั จงคำานวณสตูรเอมพริคิัลของสารตัวอยา่งนี้วธิทีำา

มวลของ C หาได้จาก CO2 1.60 กรมั มวลของ H หาได้จาก H2O 0.77 กรมั มวลของ N หาได้จากการวเิคราะหต์ัวอยา่งครัง้ที่ 2 ( ต้องใชม้วล 1.279 กรมัเท่ากัน) มวลของ O หาได้จากที่เหลือ

หามวลของ CX (C,H,O,N) CO2 C โมล C = โมล CO2 C)M

w( = 2CO)Mw(

12w = 44

60.1

w = มวล C = 0.436 กรมั หามวลของ H

X (C,H,O,N) H2O 2H H โมล

OH โมล 2 = 21

โมลของ H2O = 21 โมลของ H

OH2)Mw( = 2

1 x H)Mw(

1877.0 = 2

1x 1w

w = มวล H = 0.086 กรมั หามวลของ N

สารตัวอยา่ง 1.625 กรมัมี N = 0.216 กรมั สารตัวอยา่ง 1.279 กรมัม ี N = 0.216 x 625.1

279.1 = 0.170 กรมั

( มวลของ N ต้องคำานวณจากปรมิาณของสารตัวอยา่งเท่ากับการทดลองครัง้แรก) หามวลของ O มวล O = มวล X - มวล C - มวล H - มวล N

= 1.279 - 0.436 - 0.086 - 0.170 = 0.587 กรมั


- 7 -

หาสตูรเอมพริคิัล

โมล C = 12436.0 , โมล H = 1

086.0 , โมล N = 14170.0 , โมล O =

16587.0

โมล C : H : N : O = 12436.0 : 1

086.0 : 14170.0 : 16

587.0

= 0.036 : 0.086 : 0.012 : 0.036 = 3 : 7 : 1 : 3

สตูรเอมพริคิัลคือ C3H7NO3

ตัวอยา่งที่ 8.66 จากการวเิคราะหส์ารประกอบที่มนีำ้าผลึกชนิดหนึ่งพบวา่ในสารประกอบนี้ 7.15 กรมั มีNa 1.15 กรมั C 0.30 กรมั และ O 5.20 กรมั ที่เหลือเป็น H จงหาสตูรเอมพริคิัลของสารประกอบที่มนีำ้าผลึกนี้วธิทีำา

มวลของ H = มวลของสาร - มวล Na - มวล C - มวล O = 7.15 - 1.15 - 0.30 - 5.20 = 0.50 กรมั

โมล Na = 2315.1 , โมล C = 12

30.0 , โมล O = 1620.5 , โมล H =

15.0

โมล Na : C : O : H = 2315.1 : 12

30.0 : 1620.5 : 1

5.0

= 0.050 : 0.025 : 0.325 : 0.500 = 2 : 1 : 13 : 20

สตูรเอมพริคิัลคือ Na2CO13H20 หรอื Na2CO3.10H2Oการคำานวณสตูรเอมพริคิัลของแร่

การวเิคราะหแ์ร ่ สว่นใหญ่จะทำาในรูปของออกไซด์ของธาต ุ - องค์ประกอบ เชน่ K2O, SiO2, CaO เป็นต้น การหาสตูรเอมพริคิัลของแรก่็คือ การหาอัตราสว่นของจำานวนโมเลกลุของออกไซด์ในแรเ่หล่านัน้นัน่เอง

การคำานวณสตูรเอมพริคิัลของแรท่ำาได้ในทำานองเดียวกับการหาสตูรเอมพริคิัลทัว่ๆ ไป เพยีงแต่สตูรเอมพริิ คัลเป็นการหาอัตราสว่นจำานวนอะตอมหรอื อัตราสว่นของจำานวนโมลอะตอมของธาตอุงค์ประกอบ แต่สตูรเอมพริคิัล

ของแรเ่ป็นการหาอัตราสว่นจำานวนโมเลกลุหรอืจำานวนโมลของออกไซด์ต่างๆ ที่มอียูใ่นแรน่ัน้

ตัวอยา่งท ี่ 8.67 จากการวเิคราะหแ์รช่นิดหนึ่งพบวา่ แรช่นิดน ี้ 12.05 กรมั ประกอบด้วย CaO 2.80 กรมั K2O 2.35 กรมั และ SO3 6.00 กรมั ที่เหลือเป็นนำ้า จงคำานวณสตูรเอมพริคิัลของแรช่นิดนี้

วธิทีำา หามวลของสารแต่ละชนิดก่อน ทำาใหเ้ป็นโมลแล้วจงึนำาไปคำานวณสตูรเอมพริคิัล

มวล H2O = มวลแร่ - มวล CaO - มวล K2O - มวล SO3


- 8 - = 12.05 - 2.80 - 2.35 - 6.00 = 0.90 กรมั

โมล CaO = 5680.2 , โมล K2O = 94

35.2 , โมล SO3 = 8000.6 , และโมล

H2O = 1890.0

โมล CaO : K2O : SO3 : H2O = 5680.2 : 94

35.2 : 8000.6 :

1890.0

= 0.05 : 0.025 : 0.075 : 0.05= 2 : 1 : 3 : 2

สตูรเอมพริคิัลคือ 2CaO.K2O.3SO3 .2H2O

ตัวอยา่งท ี่ 8.68 จงคำานวณสตูรเอมพริคิัลของแรซ่ลิิเกตชนิดหนึ่งซึ่งประกอบด้วย K2O 21.53% Al2O3 23.36 % และ SiO2 55.06% โดยมวลวธิทีำา จากความหมายของ % องค์ประกอบ แสดงวา่แรซ่ลิิเกต 100 กรมั ม ีK2O 21.53

กรมั Al2O3 23.36 กรมัและ SiO2 55.06 กรมั มวลโมเลกลุของ K2O = 94 , Al2O3 = 102 และ SiO2 = 60

โมลของ K2O = 9453.21 , โมล Al2O3 = 102

36.23 , โมล SiO2 = 6006.55

โมล K2O : Al2O3 : SiO2 = 9453.21 : 102

36.23 : 6006.55

= 0.229 : 0.229 : 0.918 = 1 : 1 : 4

สตูรเอมพริคิัล คือ K2O.Al2O3.4SiO2

ข. การคำานวณสตูรโมเลกลุ

สตูรโมเลกลุอาจจะคำานวณได้หลายวธิตีามลักษณะของขอ้มูลที่กำาหนดให ้ เชน่ คำานวณจากสตูรเอมพริกิัล คำานวณจากกฎของก๊าซ เป็นต้น

ก. การคำานวณสตูรโมเลกลุจากสตูรเอมพริกิัล จากที่กล่าวในตอนต้นแล้ววา่ สตูรโมเลกลุและสตูรเอมพริคิัลมคีวามสมัพนัธก์ันตามสมการ

สตูรโมเลกลุ = (สตูรเอมพริคิัล)n เมื่อ n = 1, 2, 3, ….

หมายความวา่ถ้าทราบสตูรอมพริคิัล จะนำาไปคำานวณสตูรโมเลกลุได้ ถ้ามขีอ้มูลเพยีงพอที่จะหาค่า n เชน่ ขอ้มูลจากมวลโมเลกลุ เป็นต้น

โดยทัว่ๆ ไปการคำานวณสตูรโมเลกลุจากสตูรเอมพริคิัลมดีังนี้

1. ต้องคำานวณหาสตูรเอมพริคิัลก่อน

2. สมมติสตูรโมเลกลุ โดยใชค้วามสมัพนัธ์


- 9 - สตูรโมเลกลุ = (สตูรเอมพริคิัล)n

3. คำานวณหาค่า n โดยใชข้อ้มูลจากมวลโมเลกลุ คือ

มวลโมเลกลุ = ผลบวกของมวลอะตอมของธาตทุัง้หมดรวมกัน เมื่อได้ค่า n จะได้สตูรโมเลกลุ

ตัวอยา่งท ี่ 8.69 สารประกอบชนิดหนึ่งเกิดจากการรวมตัวของคารบ์อน 6 กรมั ไฮโดรเจน 1 กรมั และ

ซลัเฟอร์ 8 กรมั ถ้าสารประกอบนัน้มมีวลโมเลกลุเท่ากับ 240 สตูรโมเลกลุของสารประกอบนี้เป็นอยา่งไรก. CH2S ข. C2H2S ค. C4H8S ง.

C8H16S4วธิทีำา หาสตูรเอมพริคิัล

โมล C = 126 , โมล H = 1

1 , โมล S = 328

โมล C : H : S = 126 : 1

1 : 328

= 0.5 : 1.0 : 0.25= 2 : 4 : 1

สตูรเอมพริกิัลคือ C2H4Sหาสตูรโมเลกลุ

สมมติใหส้ตูรโมเลกลุเป็น (C2H4S)n มวลโมเลกลุ = (C2H4S)n = 240

240 = (2C + 4H + S)n240 = (2x12 + 4 x1 + 32)nn = 4

สตูรโมเลกลุ คือ (C2H4S)4 = C8H16S4

ตัวอยา่งท ี่ 8.70 สารประกอบชนิดหนึ่งประกอบด้วยธาตคุารบ์อน 24.3% ธาตไุฮโดรเจน 4.1 % และที่เหลือเป็นธาตคุลอรนี ถ้าสารนี้มมีวลโมเลกลุเท่ากับ 99 จงคำานวณสตูรโมเลกลุของสารนี้

วธิทีำา

มี C = 24.3% , H = 4.1 % มี Cl = 100 - 24.3 - 4.1 = 71.6 %


โมลของ C : H : Cl = 123.24 : 1

1.4 : 5.356.71

= 1 : 2 : 1 สตูรเอมพริคิัล คือ CH2Cl

หาสตูรโมเลกลุ

มวลโมเลกลุ = (CH2Cl)n 99 = (12 + 2x1 + 35.5)n


- 10 - n = 2

สตูรโมเลกลุ = (CH2Cl)2 = C2H4Cl2

ตัวอยา่งท ี่ 8.71 ก๊าซไฮโดรคารบ์อนชนิดหนึ่งประกอบด้วยธาตคุารบ์อน 82.7% และธาตไุฮโดรเจน 17.3% โดยมวล ถ้าก๊าซนี้มคี่าความหนาแน่นเป็น 2.59 กรมั/ ลิตร ที่ STP จงคำานวณสตูรโมเลกลุของก๊าซนี้วธิทีำา


โมลของ C : H = 127.82 : 1

3.17 = 2 : 5

สตูรเอมพริคิัล คือ C2H5หามวลโมเลกลุ

ก๊าซมคีวามหนาแน่น = 2.59 กรมั/ ลิตร ที่ STP ที่ STP ก๊าซ 1 ลิตรหนัก = 2.59 กรมั ที่ STP ก๊าซ 22.4 ลิตรหนัก = 2.59 x 22.4 กรมั

= 58.0 กรมั มวลโมเลกลุของก๊าซ = 58.0


มวลโมเลกลุ = (C2H5)n 58.0 = (12x2 + 5x1)n n = 2

สตูรโมเลกลุ = (C2H5)2 = C4H10

ตัวอยา่งท ี่ 8.73 คลอไรด์ของโลหะ M ประกอบด้วยโลหะ M 45.6% โดยมวลและมมีวลโมเลกลุ 260 กำาหนดใหว้า่ 1 โมเลกลุของคลอไรด์ของโลหะ M มโีลหะ M เพยีง 1 อะตอมเท่านัน้ จงคำานวณสตูร

โมเลกลุของคลอไรด์ของ Mวธิทีำา เนื่องจากคลอไรด์น ี้ 1 โมเลกลุ มธีาต ุ M หนึ่งอะตอม สตูรโมเลกลุจงึเป็น MCln ซึ่งแสดงวา่สตูรโมเลกลุและสตูรเอมพริคิัลเป็นสตูรเดียวกัน

เนื่องจากการหาสตูรเอมพริคิัลต้องทราบมวลอะตอมของ M ดังนัน้จงึต้องสมมติมวลอะตอมของ M ก่อน หลังจากนัน้จงึใชข้อ้มูลจากมวลโมเลกลุคำานวณมวลอะตอมและสตูรโมเลกลุ


ใหม้วลอะตอมของ M = X คลอไรด์ 100 กรมั มี M 45.6 กรมั และ Cl 54.4 กรมั

โมล M = x6.45 และโมล Cl = 5.35

4.54

โมล M : Cl = x6.45 : 5.35

4.54 …………………………. (1)



- 11 - ใหส้ตูรโมเลกลุเป็น MCln

โมล M : Cl = 1 : n…………………………. (2)

จากสมการ (1) = (2) 1 : n = x

6.45 : 5.354.54

จะได้ n1

= 5.354.54/

x6.45 หรอื

n1 = x

6.45 x 4.545.35

x = 29.76n…………………………. (3)

มวลโมเลกลุ MCln = 260 โมล M + nCl = x + 35.5n = 260

………………..(4) แทนค่า x ในสมการ (3) ลงใน (4) จะได้ค่า n และ x ออกมาดังนี้n = 4 ; x = 118

สตูรโมเลกลุ คือ MCl4

ตัวอยา่งที่ 8.74 สารอินทรยีช์นิดหนึ่งมสีตูรเอมพริคิัลเป็น CH2O เมื่อนำาสารชนิดนี้ 1.8 กรมั ละลายใน

เบนซนี 100 กรมั ปรากฏวา่ได้สารละลายที่มจุีดเยอืกแขง็ตำ่ากวา่เบนซนี 0.98 0C ถ้า Kf ของเบนซนี เท่ากับ 4.9 0C จงคำานวณสตูรโมเลกลุของสารนี้

วธิทีำา ขัน้แรกต้องหามวลโมเลกลุของสารอินทรยีก์่อน แล้วจงึนำามาคำานวณสตูรโมเลกลุหามวลโมเลกลุจาก

Tf = Kf x 1

2ww x

2M1000

Kf = 4.9 0C/mol/kgTf = 0.98 0CM2 = ? w1 = มวลของเบนซนี = 100 gw2 = มวลของสาร= 1.8 g

แทนค่า 0.98 = 4.9 x 1008.1 x

2M1000

M2 = 90 มวลโมเลกลุของสาร = 90


ใหส้ตูรโมเลกลุเป็น (CH2O)n มวลโมเลกลุจากสตูร (CH2O)n = 90

(12 + 2x1 + 16)n = 90 ชัน้มธัยมศึกษาปีที่ 5 ภาคเรยีนที่ 1


- 12 - n = 3

สตูรโมเลกลุคือ (CH2O)3 หรอื C3H6O3

ตัวอยา่งท ี่ 8.75 สารอินทรยีช์นิดหนึ่งประกอบด้วยธาต ุ C, H และ O เท่านัน้สารชนิดนี้ละลายได้ในเอธา นอลและไมม่กีารแตกตัวเป็นไอออน เมื่อนำาสารนี้ 7.3 กรมั ละลายในเอธานอล 100 กรมั ปรากฏวา่ได้สารละลาย

มจุีดเดือดเพิม่ขึ้น 0.61 0C จากการวเิคราะหพ์บวา่สารนี้ประกอบด้วย C 49.32% และ H 6.85% โดยมวล จงคำานวณสตูรโมเลกลุวธิทีำา


โมล C: H : O = 1232.49 : 1

85.6 : 166.85 - 49.32 - 100

= 3 : 5 : 2 สตูรเอมพริคิัล คือ C3H5O2

หามวลโมเลกลุ

Tb = Kb x 1

2ww x

2M1000

Kb = 1.22 0C/mol/kgTf = 0.61 0CM2 = ? w1 = มวลของเอธานอล = 100 gw2 = มวลของสาร= 7.3 g

แทนค่า 0.61 = 1.22 x 1003.7 x

2M1000

M2 = 146 มวลโมเลกลุของสาร = 146


ใหส้ตูรโมเลกลุเป็น (C3H5O2)n มวลโมเลกลุจากสตูร (C3H5O2)n = 146

(12x3 + 5x1 + 16x2)n = 146 n = 2

สตูรโมเลกลุคือ (C3H5O2)2 หรอื C6H10O4

การคำานวณสตูรโมเลกลุของก๊าซ

สตูรโมเลกลุนอกจากจะคำานวณจากสตูรเอมพริคิัล ดังที่กล่าวมาแล้ว ในกรณีที่เป็นก๊าซยงัสามารถคำานวณโดยการประยุกต์ใชก้ฎอาโวกาโดร

หลักเกณฑ์ทัว่ๆ ไปสำาหรบัการหาสตูรโมเลกลุของก๊าซ

1. ใชไ้ด้กับกรณีที่สารทกุตัวในปฏิกิรยิาเป็นก๊าซ

2. ต้องทราบปรมิาตรของก๊าซที่ทำาปฏิกิรยิาพอดีกันและปรมิาตรของก๊าซที่เกิดจากปฏิกิรยิา3. ทำาปรมิาตรทัง้หมดใหเ้ป็นเลขลงตัวอยา่งตำ่า4. ใชส้มมติฐานของอาโวกาโดรเปล่ียนปรมิาตรของก๊าซใหเ้ป็นโมเลกลุและเขยีนเป็นสมการ


- 13 -5. เทียบดวูา่ ก๊าซที่โจทยถ์าม 1 โมเลกลุ มอีะไรบา้ง อยา่งละกี่อะตอม จะได้สตูรโมเลกลุ

ตัวอยา่งที่ 8.76 ก๊าซชนิดหนึ่งประกอบด้วยธาตุ C, H, และ O เท่านัน้ ก๊าซชนิดนี้ปรมิาตรเมื่อนำามาเผาจะ

ให้CO2 3 ปรมิาตร ไอนำ้า 4.5 ปรมิาตร และ N2 0.5 ปรมิาตร วดัปรมิาตรที่อุณหภมูแิละความดัน

เดียวกัน ก๊าซนี้จะมสีตูรเอมพริคิัลเป็นอยา่งไร ?วธิทีำา ขัน้แรก ต้องหาสตูรโมเลกลุก่อน แล้วจงึเปล่ียนเป็น สตูรเอมพริคิัล

X + O2 CO2 + H2O + N21V 3 V 4.5 V 0.5 V

เขยีนเป็นสมการ

X + O2 3CO2 + 4.5H2O + 0.5N2X ประกอบด้วยธาตุ C ,H และ N จำานวน C ที่มอียูใ่น X จะกลายเป็น CO2 จนหมด ดัง

นัน้จึงหาจำานวนอะตอมของ C ได้จาก CO2 , H จาก H2O และ N จาก N2

X + O2 3CO2 + 4.5H2O + 0.5N2 3C 9H 1 N

จากจำานวนอะตอมของ C , H และ N ใน CO2 , H2O และ N2 แสดงวา่ 1 โมเลกลุ ของ X ประกอบด้วย C 3 อะตอม , H 9 อะตอม , N 1 อะตอม

สตูรโมเลกลุ คือ C3H9N สตูรเอมพริคิัล คือ C3H9N

ตัวอยา่งท ี่ 8.77 ก๊าซชนิดหนึ่ง 80 cm3 เมื่อนำามาทำาใหส้ลายตัวจนหมด จะได้ก๊าซไฮโดรเจน 120 cm3 และก๊าซไนโตรเจน 40 cm3 ถ้าการวดัปรมิาตรของก๊าซเหล่านี้ทำาที่อุณหภมูแิละความดันเดียวกันทกุ

ครัง้ จงคำานวณสตูรเอมพริคิัลของก๊าซนี้วธิทีำา

ก๊าซ X H2 + N2

80 cm3 120 cm3 40 cm3เปล่ียนเป็นจำานวนโมลและเขยีนเป็นสมการ

1 โมเลกลุ 3/2 โมเลกลุ ฝ โมเลกลุ

X 23H2

+ ฝ N2

หรอื X 3H + 1 N

นัน่คือ X 1 โมเลกลุมี H 3 อะตอม , N = 1 อะตอม สตูรโมเลกลุของ X คือ NH3 สตูรเอมพริคิัลของ X คือ NH3


- 14 - ตัวอยา่งที่ 8.78 ก๊าซไฮโดรคารบ์อนชนิดหนึ่ง 20 cm3 เผารวมกับ O2 จำานวนมากเกินพอ ปรากฏวา่ได้

ก๊าซ CO2 80 cm3 และไอนำ้า 80 cm3 ถ้าการวดัปรมิาตรของก๊าซทำาที่อุณหภมูแิละความดัน

เดียวกันทกุครัง้ จงหาจำานวนอะตอมที่มอียูใ่น 1 โมเลกลุ และมวลโมเลกลุของก๊าซนี้ วธิทีำา ต้องหาสตูรโมเลกลุก่อนจงึจะหาจำานวนอะตอมและมวลโมเลกลุได้

ก๊าซ X + O2 CO2 + H2O20 cm3 80 cm3 80 cm3

หรอื 1 cm3 4 cm3 4 cm3

หรอื 1 โมเลกลุ 4 โมเลกลุ 4 โมเลกลุ X + O2 4 CO2 + 4H2O 1 โมเลกลุ 4 C 8 H

C และ H ในก๊าซ X จะกลายเป็น CO2 และ H2O ดังนัน้จงึหาจำานวนอะตอมของ C จาก

จำานวนโมเลกลุของ CO2 และจำานวนอะตอมของ H จาก H2O1 โมเลกลุของก๊าซ X มี C 4 อะตอม และ H 8 อะตอม

สตูรโมเลกลุ คือ C4H8 มวลโมเลกลุ = (4 x 12) + (8 x1) = 56

จำานวนอะตอมใน 1 โมเลกลุ = 12 อะตอม

8.3.2 การคำานวณหามวลอะตอมเป็นรอ้ยละจากสตูร

สตูรโมเลกลุนอกจากจะใชค้ำานวณมวลโมเลกลุของสารประกอบแล้ว ยงัสามารถนำามาคำานวณหามวลเป็นรอย ละของธาตตุ่างๆ ในสารประกอบได้ โดยทัว่ๆ ไปการคำานวณรอ้ยละของสารประกอบนอกจากจะคำานวณโดยการเทียบบญัญัติไตรยางค์แล้ว ยงัอาจ

จะพจิารณาได้จากสตูร

%A = T

Aww x 100

%A = รอ้ยละของ AwA = มวลของ AwT = มวลของสารทัง้หมด

ในกรณีที่เป็นการคำานวณรอ้ยละของธาตุ สามารถจะนำามาเขยีนใหมเ่ป็น

% ของธาตุA = ของสารมวลโมเลกลุโมล 1 ใน A มวลของ x 100

โดยทัว่ๆ ไปการคำานวณรอ้ยละของธาตคุวรจะทราบสตูรโมเลกลุของสารและมวลอะตอมของธาต ุ เพื่อหามวลของธาตแุละมวลโมเลกลุของสาร

ในกรณีที่โจทยก์ำาหนดสตูรของสารประกอบใหห้รอืกำาหนดขอ้มูลที่จะใชค้ำานวณสตูรโมเลกลุใหจ้ะสามารถนำามา คำานวณรอ้ยละได้โดยตรง แต่ถ้าไมก่ำาหนดสตูรของสารประกอบใหอ้าจจะต้องใชโ้มล หรอืปฏิกิรยิาเคมเีขา้ชว่ย

ตัวอยา่งที่ 8.79 จงคำานวณรอ้ยละโดยมวลของธาตตุ่างๆ ในกรดกำามะถัน

วธิทีำา กรดกำามะถันคือ H2SO4 มมีวลโมเลกลุ 98 ชัน้มธัยมศึกษาปีที่ 5 ภาคเรยีนที่ 1


- 15 - จาก % ของธาตุA = ของสารมวลโมเลกุล

โมล 1 ใน A มวลของ x 100H2SO4 2H + S + 4O1 โมล 2 โมล 1 โมล 4 โมล98 กรมั 2 กรมั 32 กรมั 4x16 กรมั% H = 42SOH มวล

2H มวล x 100 = 982 x 100 = 2.04%

% S = 42SOH มวล

S มวล x 100 = 9832 x 100 = 32.65%

% O = 42SOH มวลO มวล x 100 = 98

16x4 x 100 = 65.31%

ตัวอยา่งที่ 8.80 จงคำานวณรอ้ยละโดยมวลของนำ้าผลึกที่มอียูใ่นผลึกจุนสี

วธิทีำา ผลึกจุนสี มสีตูรเป็น CuSO4.5H2O มมีวลโมเลกลุ 249.5 จาก % ของธาตุA = ของจุนสีมวลโมเลกลุ

โมล 1 ในจุนสี OH มวลของ2 x 100 = O.5HCuSO

โมล 5 OH มวลของ24

2 x 100= 5.249

18x5 x 100 = 36.1% ผลึกจุนสมีนีำ้าผลึก 36.1% โดยมวล

ตัวอยา่งที่ 8.81 สารใดในขอ้ต่อไปนี้ มกีำามะถันเป็นองค์ประกอบในปรมิาณมากที่สดุ

ก. NaHSO3ข. Na2S2O3ค. H2S2O7ง. Fe2(SO4)3

วธิทีำา สารที่จะมี S เป็นองค์ประกอบมากที่สดุ ก็คือสารที่มี % โดยมวลของ S มากที่สดุนัน่เองก. NaHSO3 มวลโมเลกลุ = 104

% S = 4NaHSO มวลS มวล x 100 = 104

32 x 100 = 30.77%

ข. Na2S2O3 มวลโมเลกลุ = 158% S =

322 OSNa มวล2S มวล x 100 = 158

32x2 x 100 = 40.51%

ค. H2S2O7 มวลโมเลกลุ = 178


- 16 -% S = 722 OSH มวล

2S มวล x 100 = 17832x2 x 100 =

35.96%ง. Fe2(SO4)3 มวลโมเลกลุ = 399.7

% S = 342 )(SOFe มวล

3S มวล x 100 = 7.39932x3 x 100 =

24.02%Na2S2O3 มี%S มากที่สดุ หรอืเป็นสารที่มี S เป็นองค์ประกอบมากที่สดุนัน่เอง

ตัวอยา่งท ี่ 8.82 สารประกอบชนิดหนึ่งเป็นก๊าซประกอบด้วยไนโตรเจนและออกซเิจน เมื่อนำาสารประกอบนี้มา 3.24 กรมัทำาใหส้ลายตัวจนหมด ปรากฏวา่ได้ก๊าซ N2 672 cm3 ท ี่ STP ที่เหลือเป็นก๊าซออกซเิจน จงคำานวณรอ้ยละโดยมวลของออกซเิจนในสารประกอบนี้วธิทีำา เป็นการคำานวณรอ้ยละของธาตใุนสารประกอบเชน่เดียวกัน แต่ไมท่ราบสตูรโมเลกลุของสาร

% O = T

Oww x 100

wO = มวลของ OwT = มวลของสารทัง้หมด

โจทยไ์มไ่ด้กำาหนดมวลของออกซเิจนใหโ้ดยตรง แต่กำาหนดผ่านปรมิาตรของ N2 ซึ่งเมื่อทราบมวลของ N2 จะหามวลของ O2 ได้

หามวลของ N2

จาก Mw = 4.22

V

M = 28, V = 672 cm3 = 0.672 dm3

28w = 4.22

672.0

w = 0.84 กรมั มวลของไนโตรเจนในสารประกอบเท่ากับ 0.84 กรมั

หา % ของ O มวลของสาร = 3.24

มวลของ N = 0.84 มวลของ O = 3.24 - 0.84 = 2.40 กรมัwO = 2.40 , wT = 3.24 % O = 24.3

40.2 x 100 = 74.1 มอีอกซเิจนเป็นองค์ประกอบ 74.1 % โดยมวล

ตัวอยา่งท ี่ 8.83 สารละลายของกรดกำามะถันในนำ้าจำานวนหนึ่ง จากการวเิคราะหพ์บวา่มธีาตกุำามะถันรอ้ยละ 12.5 โดยมวล จงคำานวณรอ้ยละโดยมวลของกรดกำามะถันในสารละลายดังกล่าว

วธิทีำา จากโจทย์ สารละลาย 100 กรมั มธีาตุ S 12.5 กรมัH2SO4 S


- 17 - ธาตุ S 32 กรมั (1 โมล) ได้จากกรด H2SO4 = 98 กรมั ( 1 โมล)

ธาตุ S 12.5 กรมั ได้จากกรด H2SO4 = 98 x 325.12 กรมั

= 38.3 กรมั สารละลาย 100 กรมั มี S 12.5 กรมั มีH2SO4 38.3 กรมั

มกีรด H2SO4 38.3 % โดยมวล

8.3.3 ความสมัพนัธร์ะหวา่งปรมิาณของสารในสมการเคมี

สมการเคมทีี่ดลุแล้วจะทำาใหท้ราบความสมัพนัธใ์นเชงิปรมิาณระหวา่งสารต่างๆ ที่ทำาปฏิกิรยิาพอดีกันทัง้ในแง่ ของโมล มวล ปรมิาตรของก๊าซ และจำานวนอนุภาค ทำาใหท้ราบวา่สารตัง้ต้นเท่าใดที่ทำาปฏิกิรยิาพอดีกันและมสีาร

ผลิตภัณฑ์เท่าใดที่เกิดจากปฏิกิรยิา โดยอาศัยความสมัพนัธจ์ากโมล มวล ปรมิาตรของก๊าซ และจำานวนอนุภาค สามารถ ที่จะคำานวณปรมิาณของสารตัวหนึ่งจากตัวอ่ืนๆ ในสมการที่ทราบปรมิาณแล้ว ตัวอยา่งเชน่ ปฏิกิรยิาระหวา่ง

CaCO3 กับHCl ดังนี้

CaCO3 (s) + 2HCl (aq) CaCl2 (aq) + H2O (l) + CO2 (g)

จำานวนโมล 1 2 1 1 1

มวล (g) (40+12+3x16) 2(1+35.5) (40+(2x35.5)) (1x2 + 16) (12+2x16)

โมเลกลุ 6.02x1023 2 x6.02x1023 6.02x1023

6.02x1023 6.02x1023

ปรมิาตร( ที่STP) - - - - 22.4 dm3

จะเหน็ได้วา่ถ้าเริม่ต้นจากโมล จะสามารถเปล่ียนเป็นมวล โมเลกลุ หรอืปรมิาตรได้

โดยทัว่ๆ ไปการคำานวณจากสมการ โจทยอ์าจจะกำาหนดใหเ้พยีง 1 สมการ กำาหนดปรมิาณของสารให ้1 ชนิดหรอืหลายๆ ชนิดก็ได ้ หรอือาจจะกำาหนดใหม้ากกวา่ 1 สมการ ซึ่งการคำานวณแต่ละแบบจะแตกต่างกัน ในที่นี้จะ

แสดงใหด้ทูกุๆ แบบ

ก. การคำานวณที่เกี่ยวขอ้งกับ1 สมการ โดยทัว่ๆ ไปมหีลักการดังนี้

1. เขยีนสมการใหถ้กูต้อง (ทำาสมการใหด้ลุ)2. พจิารณาเฉพาะสารที่โจทยถ์ามและที่กำาหนดให้

3. นำาจำานวนโมล ของสารที่โจทยถ์าม และที่กำาหนดให ้ (จากสมการที่ดลุ) มาเทียบอัตราสว่นกัน เมื่อแทน ค่าโมลตามความเหมาะสม จะคำานวณสิง่ที่ต้องการได้

4. ในกรณีที่ต้องการเทียบบญัญัติไตรยางค ์ ก็พจิารณาเฉพาะตัวที่โจทยถ์ามและที่กำาหนดให ้ เชน่เดียวกัน โดยเริม่ต้นพจิารณาเทียบจำานวนโมล แล้วเปล่ียนไปเป็นสิง่ที่ต้องการ

พจิารณาตัวอยา่งต่อไปนี้


- 18 -

ตัวอยา่งที่ 8.84 เมื่อนำาแมกนีเซยีมไนไตรต์ 10.0 กรมั ทำาปฏิกิรยิากับนำ้าจำานวนมากเกินพอ

ก. จงคำานวณปรมิาตรของก๊าซแอมโมเนียมที่เกิดขึ้นที่ STPข. ในขณะที่ได้ก๊าซแอมโมเนีย 3.0 กรมั จะเหลือแมกนีเซยีมไนไตรต์กี่กรมั

วธิทีำา ขัน้แรกเขยีนสมการใหถ้กูต้องก่อน

แมกนีเซยีมไนไตรต์คือ Mg2N2 มมีวลโมเลกลุ 100Mg2N2 + 6H2O 3Mg(OH)2 + 2 NH3

ก. หาปรมิาตรของ NH3 ในที่นี้จะแสดงใหด้ทูัง้วธิเีทียบบญัญัติไตรยางค์และวธิเีทียบอัตราสว่นของโมล จะเหน็ไดวา่ตัวที่โจทย์

กำาหนดใหค้ือ Mg3N2 10.0 กรมั ตัวที่โจทยถ์ามคือ NH3 กี่ dm3 ที่ STPโดยการเทียบบญัญัติไตรยางค์

พจิารณาเฉพาะ Mg2N3 และ NH3 จากสมการที่ดลุแล้วMg3N2 2NH31 โมล 2 โมล

หรอื 100 กรมั ได้ 2 x 22.4 dm3

เพราะฉะนัน้ 10.0 กรมั ได้ 2 x 22.4 x 1000.10 = 4.48 dm3

จะได้ก๊าซ NH3 4.48 ลิตรที่STPโดยการเทียบอัตราสว่นของโมล

233NMg โมล

NH โมล = 21

โมล NH3 = 2 ( โมล Mg3N2) 4.22

V = 2( Mw )

สำาหรบั NH3 ; V = ? สำาหรบั Mg3N2 ; w = 10.0 กรมั , M = 100

4.22V = 2( 100

0.10 )V = 4.48 dm3

จะได้ก๊าซแอมโมเนีย = 4.48 dm3 ที่ STP

ข. หามวลของ Mg3N2 ที่เหลือ ต้องหาวา่ใช ้ Mg3N2 ไปเท่าใดก่อน โดยคิดจากสมการเคมทีี่ดลุแล้ว แล้วจงึนำามาลบออกจาก

Mg3N2 ที่มอียูเ่ดิม ตัวที่โจทยถ์ามคือ Mg3N2 กี่กรมั ตัวที่โจทยก์ำาหนด คือ NH3 3.0 กรมั

โดยการเทียบบญัญัติไตรยางค์

2 NH3 Mg3N22 โมล 1 โมล


- 19 - หรอื 2 x 17 กรมั จะได้ 100 กรมั

ถ้า 3 กรมั จะได้ 17x2100 x 3.0 = 8.82 กรมั

ใช้ Mg3N2 = 8.82 กรมั เหลือ Mg3N2 = 10.0 - 8.82 = 1.18 กรมั

โดยการเทียบอัตราสว่น

323

NH โมลNMg โมล = 2

1

โมล Mg3N2 = x โมล NH3

(Mw ) 23NMg = x(M

w ) 3NH

100w = ( 17

0.3 )w = 8.82 กรมั

ใช้ Mg3N2 = 8.82 กรมั เหลือ Mg3N2 = 10.0 - 8.82 = 1.18 กรมั

สำาหรบัการคำานวณโดยการเทียบอัตราสว่นโมล อาจจะพจิารณาจากสมการทัว่ๆ ไป ดังนี้

aA + bB cC + dD เมื่อกำาหนดปรมิาณของสารตัวหนึ่งให ้ จะสามารถคำานวณปรมิาณของสารตัวอ่ืนๆ ได้โดยการเทียบอัตราสว่น

โมล เชน่

B โมล Aโมล = b

a หรอื C โมล Aโมล = c

a

C โมลB โมล =

cbbB

หรอื D โมล Aโมล = d

a

เมื่อต้องการแทนค่าโมล ใหพ้จิารณาตามความเหมาะสมวา่จะแทนค่าในเทอมของมวล (w) โมล (n), ปรมิาตร (V) , หรอืจำานวนอนุภาค (N) แล้วแต่โจทยต์้องการ โดยเลือกใชส้ตูรดังนี้

n = 4.22V = M

w = 2310x02.6

N

ตัวอยา่งที่ 8.85 เมื่อนำาเอธานอลมาเผาในก๊าซ O2 จะได้ก๊าซ CO2 และ H2Oก. จงคำานวณมวลของ H2O ที่เกิดขึ้นเมื่อใชเ้อธานอล 0.1 โมล ผ่านใน O2 มากเกินพอข. ถ้าใช้ O2 1.12 dm3 ที่ STP ทำาปฏิกิรยิากับเอธานอลจำานวนมาก จะได้ก๊าซ CO2 กี่

dm3 ที่ STPค. ถ้าใชก้๊าซ CO2 0.88 กรมัจะได้ H2O กี่โมเลกลุง. ถ้าใชเ้อธานอล 2.3 กรมั ต้องใช้ O2 กี่dm3 จงึจะทำาปฏิกิรยิาพอดี

วธิทีำา ปฏิกิรยิาที่เกิดขึ้นเป็นดังนี้


- 20 -C2H5OH + 3O2 2CO2 + 3H2O

ก. หามวลของ H2O จาก C2H5OHจากสมการ

OHHC โมลOH โมล522 = 1

3

โมล H2O = 3 x โมล C2H5OH (M

w ) OH2 = 3 x โมล C2H5OH 18

w = 3 x 0.1w = 5.4 กรมั

ได้ H2O = 5.4 กรมั

ข. หาปรมิาตรของ CO2 จาก O2

22

O โมลCO โมล = 3

2

โมล CO2 = 32x โมล O2

( 4.22V ) 2CO = 3

2 x ( 4.22V ) 2O

4.22V = 3

2 x ( 4.2212.1 )

V = 0.75 dm3 ที่ STP ได้ก๊าซ CO2 = 0.75 dm3 ที่ STP

ค. หาจำานวนโมเลกลุของ H2O จากมวลของ CO2

22

CO โมลOH โมล = 2

3

โมล H2O = 23x โมล CO2

( 2310x02.6

N

) OH2 = ( 23x M

w ) 2CO

2310x02.6

N

= 23x 44

88.0

N = 1.8 x 1022 โมเลกลุ ได้ H2O 1.8 x 1022 โมเลกลุ

ง. หาปรมิาตรของ O2 จาก C2H5OH

252

O โมลOHHC โมล = 3

1

โมล C2H5OH = 31 x โมล O2


- 21 - (M

w ) OHHC 52 = 31 x ( 4.22

V ) 2O

463.2 = 3

1 x ( 4.2212.1 )

V = 3.36 dm3 ที่ STP ได้ก๊าซ O2 = 3.36 dm3 ที่ STP

ตัวอยา่งที่ 8.86 เมื่อเผาโพแทสเซยีมคลอเรต จะได้โพแทสเซยีมคลอไรด์และก๊าซออกซเิจน จะต้องใชโ้พแทสเซยีม

คลอเรตกี่โมล จึงจะสลายตัวใหก้๊าซออกซเิจน 112 cm3 ที่ STPวธิทีำา

23

O โมลKClO โมล = 3

2

โมล KClO3 = 32x โมล O2

= 32 x ( 4.22

V ) 2O

= 32 x ( 4.221000

112 x )

= 3.3 x 10-3 โมล ต้องใช้ KClO3 = 3.3 x 10-3 โมล

ข. สารกำาหนดปรมิาณ (Limiting reagent)

สำาหรบัการคำานวณจากสมการทีมสีาตัง้ต้นตัง้แต่ 2 ชนิดขึ้นไป เชน่

A + B + C + …. X + Y + ….

และโจทยก์ำาหนดปรมิาณของสารตัง้ต้นให ้2 ชนิด การคำานวณจะแตกต่างจากเดิมซึ่งกำาหนดปรมิาณของ สารใหเ้พยีงตัวเดียว ดังนี้

1. ถ้าสารตัง้ต้นหลายตัวที่กำาหนดใหน้ัน้ทำาปฏิกิรยิากันพอดี ภายหลังเกิดปฏิกิรยิาสมบูรณ์จะไมม่สีาร ใดเหลือ ในกรณี นี้การคำานวณปรมิาณของผลิตภัณฑ์ที่เกิดขึ้น จะคิดจากสารตัง้ต้นตัวใดก็ได้

2. ถ้าสารตัง้ต้นหลายตัวที่กำาหนดใหน้ัน้ ทำาปฏิกิรยิาไมพ่อดีกัน มสีารตัวหนึ่งมากวา่สารอีกตัวหนึ่ง หรอืสารตัวหนึ่งมปีรมิาณมากเกินพอ ในกรณีนี้ปฏิกิรยิาจะดำาเนินไปเรื่อยๆ จนกระทัง่สารตัง้ต้นที่มปีรมิาณน้อยถกูใช้

หมดไป หลังจากนัน้ปฏิกิรยิาจะไมเ่กิดขึ้นอีก กล่าวได้วา่หลังจากปฏิกิรยิาสมบูรณ์แล้วสารตัง้ต้นบางตัวใชห้มดไป และ บางตัวยงัเหลืออยู่ ในการคำานวณเกี่ยวกับสมการในกรณีนี้ สารที่ใชห้มดไป จะมคีวามสำาคัญมากกวา่ เพราะใชส้ำาหรบัการ

หาปรมิาณของผลิตภัณฑ์ที่เกิดขึ้น เรยีกสารตัง้ต้นที่ใชห้มดนี้วา่ สารกำาหนดปรมิาณ โดยทัว่ๆ ไป การคำานวณจากสมการที่มสีมการเพยีง 1 สมการ แต่กำาหนดสารตัง้ต้นใหต้ัง้แต ่ 2 ชนิดขึ้นไป

มหีลักเกณฑ์ดังนี้

1. ต้องคำานวณก่อนวา่สารใดใชห้มด

2. นำาสารที่ใชห้มดไปคำานวณสิง่ที่ต้องการ โดยการเทียบอัตราสว่นของโมลในทำานองเดียวกับการคำานวณ จากสมการทัว่ๆ ไป

ตัวอยา่งท ี่ 8.87 เมื่อเผาโลหะเงิน 4.32 กรมั กับผงซลัเฟอร ์0.64 กรมั ธาตใุดเหลือจากปฏิกิรยิาและเหลือกี่กรมั


- 22 -วธิทีำา โจทยข์อ้นี้กำาหนดสารตัง้ต้นให ้2 ชนิด และถามแต่เพยีงวา่สารใดเหลือ และสารใดใชห้มดไป ยงัไมไ่ด้ถามปรมิาณของผลิภัณฑ์

ดังนัน้การคำานวณจงึทำาแต่เพยีงเขยีนสมการใหถ้กูต้องและพจิารณาวา่สารใดเหลือเท่านัน้ปฏิกิรยิาที่เกิดขึ้นคือ

2Ag + S Ag2S ถ้าใช้ S 32 กรมั( 1 โมล) จะต้องใช้ Ag = 2 x 108 กรมั (2 โมล) ถ้าใช้ S 0.64 กรมั จะต้องใช้ Ag = 2 x 108 x 32

64.0 = 4.32 กรมั

ใช้ S 0.64 กรมั จะต้องใช้ Ag 4.32 กรมั ใชห้มดพอดีทัง้ 2 ชนิด

ตัวอยา่งที่ 8.88 จากการวเิคราะหส์ารประกอบ X พบวา่ประกอบด้วยกำามะถัน 40 % โดยนำ้าหนัก(หรอืโดยมวล) ที่เหลือนอกนัน้เป็นออกซเิจน ดังนัน้ถ้าใชก้ำามะถันและออกซเิจนอยา่งละ 10 กรมั มาทำาปฏิกิรยิากันจะได้สาร X อยา่งละกี่กรมัวธิทีำา

เป็นการคำานวณสารที่กำาหนดสารตัง้ต้นให้ 2 ชนิด ขัน้แรกจงึต้องพจิารณาก่อนวา่สารใดใชห้มด จาก

โจทย์ สาร X มีS 40% โดยมวล หมายความวา่สาร X 100 กรมั จะมีS 40 กรมั และมีO2 60 กรมั

ถ้ามี S 40 กรมั จะมี O2 = 60 กรมั เพราะฉะนัน้ถ้ามี S 10 กรมั จะมี O2 = 40

60 x 10 = 15 กรมั จากโจทย์ มี S และ O2 อยา่งละ 10 กรมั แสดงวา่ O2 ใชห้มด นำาไปคำานวณปรมิาณของ O2

ใช้ O2 60 กรมั ได้สาร X = 100 กรมั ถ้าใช้ O2 10 กรมั ได้สาร X = 60

100 x 10 = 16.67 กรมั

ได้สาร X อยา่งมาก 16.67 กรมั

ตัวอยา่งที่ 8.89 เมื่อเผา Zn กับผงกำามะถัน จะได้ ZnS ดังนี้Zn + S ZnS

ถ้านำา Zn มา 6.0 กรมั ทำาปฏิกิรยิากับ S 3.25 กรมั หลังจากเกิดปฏิกิรยิาสมบูรณ์จะได้ ZnS กี่กรมัวธิทีำา ขัน้แรกพจิารณาก่อนวา่ Zn หรอื S ใชห้มดไป หลังจากนัน้จงึนำาสารตัง้ต้นที่ใชห้มดไปคำานวณหา ZnS

คำานวณหาสารที่ใชห้มดไป

ใช้ Zn 65.4 กรมั ( 1 โมล) ต้องใช้ S = 32 กรมั (1 โมล) ถ้าใช้ Zn 6.0 กรมั ต้องใช้ S = 4.65

0.6x32 กรมั = 2.94 กรมั

จากสมการ เมื่อใช้ Zn 6.0 g ต้องใช้ S 2.94 g ชัน้มธัยมศึกษาปีที่ 5 ภาคเรยีนที่ 1


- 23 - จากโจทย์ มี Zn 6.0 g แต่มี S 3.25 g เพราะฉะนัน้เหลือ S แต่ Zn ใชห้มด นำาไปคำานวณหา ZnS

คำานวณหา ZnS จากสมการ ใช้ Zn 65.4 กรมั(1 โมล) ได้ ZnS = 97.4 กรมั ( 1

โมล) ถ้าใช้ Zn 6.0 กรมั ได้ ZnS = 4.65

0.6x4.97 กรมั = 8.94 กรมั

ได้ ZnS 8.94 กรมั

ตัวอยา่งท ี่ 8.90 ก๊าซ CO ทำาปฏิกิรยิากับก๊าซ O2 ได้ผลิตภัณฑ์เป็นก๊าซชนิดเดียวซึ่งก๊าซดังกล่าวทำา

ปฏิกิรยิากับ NaOH ได้ ถ้าใช้CO 13.44 dm3 ที่ STP ทำาปฏิกิรยิากับ O2 10.0 กรมั จะได้ก๊าซผลิตภัณฑ์อยา่งมากที่สดุกี่กรมัวธิทีำา

ปฏิกิรยิาที่เกิดขึ้นคือ 2CO + O2 2CO2คำานวณสารที่ใชห้มด

สมมติให้ CO ใชห้มด2O โมล

CO โมล = 12

โมล CO = 2 x โมล O2

( 4.22V )CO = 2 x (M

w ) 2O

4.2244.13 = 2 x ( 32

w )w = 9.6 กรมั

ถ้าใชก้๊าซ CO 13.44 dm3 ต้องใช้ O2 อยู่ 10.0 กรมั แสดงวา่เหลือ O2 และ CO ใชห้มด นำา CO มาคำานวณ CO2

คำานวณCO2

2O โมลCO โมล = 2

2

โมล CO = โมล CO2

( 4.22V )CO = (M

w ) 2CO

4.22V = 44

w

w = 26.4 กรมั ได้ก๊าซ CO2 26.4 กรมั

ตัวอยา่งที่ 8.91 อะเซทิลีนเกิดการเผาไหมไ้ด้ดังนี้


- 24 -2C2H2 (g) + 5O2 (g) 4CO2 (g) + 2H2O

(l) เมื่อนำา C2H2 1.200 dm3 ท ี่STP ทำาปฏิกิรยิากับ O2 5.0 กรมั ในขณะที่ได้

H2O 0.72 กรมั จะได้ก๊าซ CO2 กี่dm3 ที่ STP เหลือ C2H2 และ O2 เท่าใด วธิทีำา โจทยข์อ้นี้ถึงแมว้า่จะกำาหนดสารตัง้ต้นให ้ 2 ตัวแต่ไมต่้องใชใ้นการคำานวณ CO2 ทัง้นี้เพราะปรมิาณ

ของก๊าซ CO2 ขึ้นอยูก่ับปรมิาณของ H2O ที่เกิดขึ้น ทัง้ C2H2 และ O2 ที่ใชจ้ะมากเกินพอ หาปรมิาตรของ CO2

OH โมลCO โมล

22 = 2

4

โมล CO2 = 2 x โมล H2O ( 4.22

V ) 2CO = 2 x ( Mw ) OH2

4.22V = 2 x ( 18

72.0 )V = 1.792 dm3 ที่ STP

ได้ก๊าซ CO2 = 1.792 dm3 ที่ STP

หาปรมิาตรของ C2H2 และ O2 ที่เหลือ โดยการเทียบกับ H2O ที่เกิดขึ้น

สำาหรบั C2H2

OH โมลHC โมล2

22 = 22

โมล C2H2 = โมล H2O ( 4.22

V ) 22HC = (Mw ) OH2

4.22V = ( 18

72.0 ) ปรมิาตร C2H2 = 0.896 dm3 ที่ STP

เหลือ C2H2 = 1.200 - 0.896 = 0.304 dm3

สำาหรบั O2 :

OH โมลO โมล22 = 2

5

โมล O2 = 25 x โมล H2O

(Mw ) 2O = 2

5 x (Mw ) OH2

32w = 2

5 x ( 1872.0 )

w = 3.2 กรมั ใช้ O2 = 3.2 กรมั

เหลือ O2 = 5.0 - 3.2 = 1.8 กรมั ชัน้มธัยมศึกษาปีที่ 5 ภาคเรยีนที่ 1


- 25 -

ค. การคำานวณที่เกี่ยวขอ้งกับสมการมากกวา่ 1 สมการ

ในกรณีที่ปฏิกิรยิาเคมเีกิดขึ้นต่อเนื่องหลายขัน้ตอน จะมสีมการเกี่ยวขอ้งมากกวา่ 1 สมการ การคำานวณ ปรมิาณของสารจากปฏิกิรยิาที่กล่าวมานี้ยงัคงมลัีกษณะคล้ายกับการคำานวณจากสมการเดียวที่ผ่านมา คือ พจิารณา

เฉพาะตัวที่โจทยถ์ามและที่โจทยก์ำาหนดใหเ้ท่านัน้ นำาจำานวนโมลมาเทียบอัตราสว่นกัน ซึ่งจะทำาใหค้ำานวณสิง่ที่ต้องการได้ ขอ้ที่แตกต่างไปจากการคำานวณจากสมการเดียวคือ ต้องทำาสมการหลายๆ สมการเหล่านี้ใหด้ลุแบบต่อเนื่อง (คือทำาให้

จำานวนโมลของสารที่เป็นตัวเชื่อมระหวา่งสมการเท่ากัน) โดยทัว่ๆ ไปการคำานวณที่เกี่ยวขอ้งกับสมการมากกวา่ 1 สมการ มหีลักเกณฑ์ดังนี้

1. เขยีนสมการแสดงปฏิกิรยิาที่เกิดขึ้นใหถ้กูต้องและดลุ2. ทำาสมการทัง้หมดใหด้ลุแบบต่อเนื่อง โดยทำาจำานวนโมลของตัวเชื่อม ระหวา่งสมการใหเ้ท่ากัน

3. จากสมการที่ดลุแบบต่อเนื่อง ใหน้ำาจำานวนโมลของสารที่โจทยถ์าม และที่กำาหนดใหม้าเทียบอัตราสว่นกัน เมื่อแทนค่าโมลตามความเหมาะสม จะหาสิง่ที่ต้องการได้

การทำาสมการใหด้ลุแบบต่อเนื่อง เมื่อมปีฏิกิรยิาที่เกิดขึ้นต่อเนื่องหลายขัน้ตอน เชน่

สารตัง้ต้น สารผลิตภัณฑ์ (1) สารผลิตภัณฑ์ (1) ผลิตภัณฑ์ (2)

ในกรณีเชน่น ี้ ถ้าสารที่กำาหนดใหแ้ละที่โจทยถ์ามอยูค่นละสมการ การคำานวณควรจะทำาใหด้ลุแบบต่อเนื่องก่อน โดยหาสารซึ่งทำาหน้าที่เป็นตัวเชื่อมระหวา่งสมการ ทัง้นี้สารที่จะเป็นตัวเชื่อมจะต้องมสีว่นเกี่ยวขอ้งกับปฏิกิรยิาทัง้สอง

หรอืเป็นต้นเหตใุหเ้กิดปฏิกิรยิาต่อเนื่องกันไปพจิารณาจากตัวอยา่งต่อไปนี้

ก. สาร A + สาร B สาร Cข. สาร C + สาร P สาร Q

สมมติวา่การเปล่ียนแปลงเกิดขึ้นดังนี้

A + 2B 3C ………………….. (1)2C + 3P 2Q ……………………(2)

สมการทัง้ 2 จะทำาใหด้ลุแบบต่อเนื่องได้ จะต้องอาศัยสาร C เป็นตัวเชื่อม ทัง้นี้เพราะสาร C เป็นต้นเหตทุี่ทำาใหก้ารเปล่ียนแปลงต่อไปอีก

สมการที่ดลุแบบต่อเนื่องจะมจีำานวนโมลของ C เท่ากัน ซึ่งทำาได้ดังนี้

(1) x 2 ; 2A + 4B 6C ………………….. (3)(2) x 3 ; 6C + 9P 6Q ………………… ..(4)

จากสมการที่ (3) และ (4) จะเหน็ได้วา่มี C 6 โมลเท่ากัน เรยีกสมการ (3) และ (4) ซึ่งม ีC หรอืตัวเชื่อมเท่ากันวา่เป็นสมการที่ดลุแบบต่อเนื่อง ซึ่งสามารถนำาไปคำานวณสิง่ที่ต้องการได้


- 26 - “การพจิารณาวา่สารใดจะเป็นตัวเชื่อมระหวา่งสมการ เพื่อใหด้ลุแบบต่อเนื่องต้องยดึหลักวา่ สารที่จะเป็นตัว

” เชื่อม คือสารที่เป็นต้นเหตขุองการเกิดปฏิกิรยิาแบบต่อเนื่องนัน้

ตัวอยา่งที่ 8.92 จากสมการเคมี 2C (s) + O2 (g) 2CO (g)

………………. (1)Fe2O3 (s) + 3CO (g) 2Fe (s) + 3CO2 (g)

…………… (2) จะต้องใชค้ารบ์อนกี่กรมัไปรดีิวซ์ Fe2O3 100 กิโลกรมั

วธิทีำา ทำาสมการใหด้ลุแบบต่อเนื่องก่อน โดยทำา CO ใหเ้ท่ากัน(1) x 3 ; 6C (s) + 3O2 (g) 6CO (g)(2) x 2 ; 2Fe2O3 (s) + 6CO (g) 6Fe (s) + 6CO2

(g) สารที่โจทยถ์ามคือ C กี่กี่โลกรมั

สารที่โจทยก์ำาหนดให้ คือ Fe2O3 100 กิโลกรมัจากสมการที่ดลุแบบต่อเนื่อง

32OFe โมลC โมล = 2

6

โมล C = 3 x โมล Fe2O3

(Mw )C = 3 x ( M

w ) 32OFe

12w = 3 x ( 160

1000x100 )w = 22500 กรมั

ใช้ C = 22500 กรมั หรอื 22.5 กิโลกรมั

ตัวอยา่งที่ 8.93 เมื่อเผา KClO3 จะได้ก๊าซ O2 จำานวนหนึ่งซึ่งก๊าซ O2 จำานวนนี้จะทำาปฏิกิรยิา พอดีกับ S ได้เป็น SO2 5.6 dm3 ที่ STP จงคำานวณมวลของ KClO3 ที่ใช้

วธิทีำา เขยีนสมการแสดงปฏิกิรยิาแต่ละขัน้ตอนก่อน

2KClO3 2KCl + 3O2 ………… (1)S + O2 SO2 …………..(2)

แล้วทำาสมการใหด้ลุแบบต่อเนื่อง โดยทำา O2 ใหเ้ท่ากัน(2) x 3 ; 3S + 3O2 3SO2

…………..(3) จากสมการที่ (1) และ (3) จะได้วา่

23

SO โมลKClO โมล = 3

2

โมล KClO3 = 32x โมล SO2

(Mw ) 3KClO = 3

2 x ( 4.22V ) 2SO


- 27 - 5.122

w = 32 x ( 4.221000

6.5 x )

w = 20.4 กรมั ต้องใช้ KClO3 = 20.4 กรมั

สมการเคมกีับการคำานวณมวลอะตอม-มวลโมเลกลุ

ตัวอยา่งท ี่ 8.94 ธาต ุX เป็นโลหะหมู่ IIIA ในตารางธาตุ เมื่อนำา X จำานวนหนึ่งมาทำาปฏิกิรยิากับกรด HCl จำานวนมากเกินพอจะได้ก๊าซ H2 0.6 กรมั ถ้านำา X จำานวนเท่าเดิมมาทำาปฏิกิรยิากับ O2 จำานวน

มากเกินพอจะได้ X2O3 อยา่งเดียว 10.2 กรมั มวลอะตอมของ X เป็นเท่าใดวธิทีำา ปฏิกิรยิาเกิดขึ้นคือ 2X + 6H+ 2X3+ + 3H2

2H โมล Xโมล = 3

2

โมล X = 32x โมล H2

= 32 x (M

w ) 2H

= 32x 2

6.0

โมล X = 0.2 ………………… โมล (1)

หามวลอะตอมของ X จาก 4X + 3O2 2X2O3

32O Xโมล

Xโมล = 24

โมล X = 2 x โมล X2O3

= 2 x ( Mw ) 32OX

= 32x M

2.10

โมล X = 32x M

2.10 ……………. (2) จากสมการที่ (1) = (2)

0.2 = 32x M

2.10

M = 102 มวลโมเลกลุของ X2O3 = 102

นัน่คือ 2X + 3O = 102X = 27

มวลอะตอมของ X = 27

ตัวอยา่งที่ 8.95 ธาตุ M และ N ทำาปฏิกิรยิากันดังนี้ ชัน้มธัยมศึกษาปีที่ 5 ภาคเรยีนที่ 1


- 28 -4M + 3N2 2M2N3

ถ้าใช ้N2 1.28 กรมั ทำาปฏิกิรยิากับ M จำานวนมากเกินพอจะได้ M2N3 2.72 กรมั และเมื่อนำา N2 9.6 กรมั มาทำาใหก้ลายเป็นไอจะวดัปรมิาตรได้ 6.72 dm3 ท ี่ STP จงคำานวณ

มวลโมเลกลุของ M2N3 และมวลอะตอมของ Mวธิทีำา

ขัน้แรกหามวลโมเลกลุของ N2 ก่อน N2 6.72 dm3 หนัก = 9.6 กรมั

เพราะฉะนัน้ N2 22.4 dm3 หนัก = 9.6 x 72.64.22 = 32 กรมั

มวลโมเลกลุของ N2 = 32 หามวลโมเลกลุของ M2N3

พจิารณาสมการ จะได้

322NM โมล

N โมล = 23

โมล N2 = 23 x โมล M2N3

( Mw ) 2N = 2

3 x (Mw ) 32NM

2828.1 = 2

3 x ( M72.2 )

M = 102 มวลโมเลกลุของ M2N3 = 102

2M + 2N = 1022xM + 2 x 14 = 102

M = 37 มวลอะตอมของ M = 37

สมการเคมกีับการคำานวณที่เกี่ยวกับปรมิาตรของก๊าซ

“ อาศัยการประยุกต์ของสมมติฐานอาโวกาโดร ก๊าซทกุชนิดภายใต้อุณหภมูแิละความดันเดียวกัน ถ้ามปีรมิาตร

เท่ากันยอ่มจะมจีำานวนโมเลกลุ (หรอืโมล) ” เท่ากัน นำามาใชเ้กี่ยวกับการคำานวณสมการเคมไีด้ โดยการเปล่ียนปรมิาตร ใหเ้ป็นโมล หรอืเปล่ียนโมลใหเ้ป็นปรมิาตร กล่าวคือ ก๊าซที่ทำาปฏิกิรยิาพอดีกันและก๊าซที่เกิดจากปฏิกิรยิา เมื่อเขยีน

สมการที่ดลุแสดงปฏิกิรยิาเคมนีัน้ๆ แล้วตัวเลขที่แสดงจำานวนโมล ยอ่มแสดงถึงปรมิาตรของก๊าซนัน้ ๆ ด้วย

ก. จากสมการที่ดลุแล้วสามารถเปล่ียนจำานวนโมลใหเ้ป็นปรมิาตรได้ เชน่

2CO (g) + O2 (g) 2CO2 (g) ชัน้มธัยมศึกษาปีที่ 5 ภาคเรยีนที่ 1


- 29 -2 โมล 1 โมล 2 โมล


ข. ถ้าทราบปรมิาตรของก๊าซที่ทำาปฏิกิรยิาพอดีกันและของก๊าซที่เกิดจากปฏิกิรยิา หลังจากทำาใหเ้ป็นเลข อยา่งตำ่า สามารถเปล่ียนปรมิาตรใหเ้ป็นโมลและเขยีนเป็นสมการเคมทีี่ดลุได้ เชน่

ก๊าซ A 20 cm3 ทำาปฏิกิรยิาพอดีกับก๊าซ B 15 cm3 ได้ก๊าซ C อยา่งเดียว 25 cm3 เขยีนเป็นสมการได้ดังนี้

A + B C 20 cm3 15 cm3 25 cm3


หรอื 4 mol 3 mol 5 mol หรอื 4A + 3B 5C

ตัวอยา่งท ี่ 8.96 ก๊าซผสมชนิดหนึ่งประกอบด้วย H2 20 cm3 CH4 40 cm3 และ CO 10 cm3 ถ้านำาก๊าซผสมทัง้หมดนี้มาทำาปฏิกิรยิาการเผาไหม้ จะต้องใช้ O2 เท่าใดจงึจะทำาปฏิกิรยิา

พอดี ถ้าการวดัปรมิาตรทกุครัง้ ทำาที่อุณหภมูแิละความดันเดียวกัน

วธิทีำา ขัน้แรกเขยีนสมการแสดงปฏิกิรยิาที่เกิดขึ้นใหถ้กูต้อง แล้วคำานวณปรมิาตรของ O2 ที่ต้องใชส้ำาหรบัก๊าซแต่ละตัว

2H2 + O2 2H2O2 cm3 1 cm3

ถ้า 10 cm3 ใช้ 21 x 20 = 10 cm3

CH4 + 2O2 CO2 + 2H2O1 cm3 2 cm3

ถ้า 40 cm3 ใช้ 2 x 40 = 80 cm3

2CO + O2 2CO2 2 cm3 1 cm3

ถ้า 10 cm3 ใช้ 21 x 10 = 5 cm3

ใช้ O2 ทัง้หมด = 10 + 80 + 5 = 95 cm3

สมการเคมกีับการคำานวณสตูรโมเลกลุของก๊าซ

การคำานวณสตูรโมเลกลุของก๊าซ นอกจากจะคำานวณจากสตูรอยา่งง่ายแล้วยงัสามารถนำากฎของอาโวกาโด รมาใชค้ำานวณสตูรได้ด้วย โดยทำาปรมิาตรของก๊าซที่ทำาปฏิกิรยิาพอดีกันและปรมิาตรของก๊าซที่เกิดจากปฏิกิรยิาใหเ้ป็น

เลขลงตัวอยา่งตำ่า แล้วเปล่ียนปรมิาตรใหเ้ป็นจำานวนโมเลกลุที่ทำาปฏิกิรยิาพอดีกัน เมื่อนำาไปเขยีนเป็นสมการเคมแีละทำา สมการใหด้ลุ จะหาสตูรของก๊าซจากสมการที่ดลุได้

หลักการทัว่ๆ ไปในการหาสตูรโมเลกลุของก๊าซ

1. ต้องทราบปรมิาตรของก๊าซที่ทำาปฏิกิรยิาพอดีกันและก๊าซที่เกิดจากปฏิกิรยิา ชัน้มธัยมศึกษาปีที่ 5 ภาคเรยีนที่ 1


- 30 -2. ทำาใหเ้ป็นเลขอยา่งตำ่า3. เปล่ียนปรมิาตรใหเ้ป็นโมเลกลุและเขยีนเป็นสมการเคมี4. ทำาสมการเคมใีหด้ลุ จะได้สตูรโมเลกลุ

ตัวอยา่งท ี่ 8.97 X และ Y เป็นธาตทุี่ม ี 2 และ 3 อะตอมใน 1 โมเลกลุ ตามลำาดับ ก๊าซ X 30 cm3 ทำาปฏิกิรยิาพอดีกับก๊าซ Y 10 cm3 ได้ก๊าซ Z อยา่งเดียว 30 cm3 สตูรโมเลกลุ

ของ Z เป็นอยา่งไรวธิทีำา

X2 + Y3 Z 30 cm3 10 cm3 30 cm3

หรอื 3 cm3 1 cm3 3 cm3เปล่ียนเป็นสมการเคมจีะได้

3X2 + Y3 3Z ทำาสมการใหด้ลุ คือทำาอะตอมของ X และ Y ทางซา้ยและขวาของสมการใหเ้ท่ากัน3X2 + Y3 3X2Y

เพราะฉะนัน้สตูรของ Z คือ X2Y

ตัวอยา่งท ี่ 8.98 ก๊าซชนิดหนึ่ง 50 cm3 รวมกับ O2 100 cm3 ได้คารบ์อนไดออกไซด์ อยา่งเดียว มปีรมิาตร 150 cm3 ก๊าซนี้มมีวลโมเลกลุเท่าใด

วธิทีำา จะหามวลโมเลกลุ ต้องทราบสตูรโมเลกลุก่อน

X + O2 CO250 cm3 100 cm3 150 cm3

หรอื 1 cm3 2 cm3 3 cm3เปล่ียนเป็นสมการเคมี

X + 2O2 3CO2ทำาสมการใหด้ลุ C3O2 + 2O2 3CO2

สตูรของก๊าซนี้คือ C3O2 มวลโมเลกลุก๊าซนี้เท่ากับ 12 x 3 + 16 x 2 = 68

สมการเคมี กับการคำานวณรอ้ยละ

ตัวอยา่งท ี่ 8.99 เมื่อนำาเหรยีญเงินหนัก 5.82 กรมัไปละลายในกรดไนตรกิ แล้วเจมิสารละลายโซเดียมคลอ

ไรด์ลงไป จะได้ตะกอน 7.20 กรมั เหรยีญนัน้มเีงินบรสิทุธิร์อ้ยละเท่าใดวธิทีำา

% Ag = Tww x 100

wT = 5.82 g w = มวลของเงินบรสิทุธิ์ โจทยก์ำาหนดใหผ้่านปฏิกิรยิาเคมี


- 31 -

Ag 3HNO Ag+ Cl AgCl

AgClโมล Agโมล = 1

1

โมล Ag = โมล AgCl ( M

w )Ag = (Mw )AgCl

108w = ( 5.143

20.7 )w = 5.42 g

ในเหรยีญเงิน 5.82 กรมั มเีงิน 5.42 กรมั % Ag = 82.5

42.5 x 100 = 93.1 %

เหรยีญเงินมโีลหะเงิน 93.1 %

ตัวอยา่งท ี่ 8.100 ก๊าซ SO2 เป็นสาเหตหุนึ่งที่ทำาใหอ้ากาศเสยี ถ้านำาถ่านหนิมาหนัก 2 กิโลกรมั และ

ถ่านหนิมไีพไรท์ (FeS2) อยู่2% มาเป็นเชื้อเพลิง เกิดการเผาไหมด้ังสมการ

4FeS2 (s) + 11O2 (g) 2Fe2O3 (s) + 8SO2 (g)

ก๊าซ SO2 จะเกิดขึ้นสูบ่รรยากาศกี่กรมัวธิทีำา ตอนแรกหามวลของ FeS2 จากถ่านหนิก่อน

มีFeS2 2 % = 1002 x 2 x 1000 = 40 กรมั

หามวลของ SO2

22

FeS โมลSO โมล = 4

8

โมล SO2 = โมล FeS2

( Mw ) 2SO = ( M

w ) 2FeS

64w = 2 x ( 8.119

40 )w = 42.7 g

เกิด SO2 = 42.7 กรมัสมการเคมกีับการคำานวณสารละลาย

ตัวอยา่งท ี่ 8.101 จะต้องใชอ้ะลมูเินียมหนักกี่กรมั จงึจะทำาปฏิกิรยิากับ 50 cm3 ของสารละลาย Zn(NO3)2 เขม้ขน้ 0.4 โมล/ ลิตร ปฏิกิรยิาเกิดขึ้นดังนี้


- 32 -2Al + 3Zn(NO3)2 2Al(NO3)2 + 3 Zn

วธิทีำา

23)Zn(NO โมล

Alโมล = 32

โมล Al = 32 x โมล Zn(NO3)2

( Mw )Al = 3

2 x(1000VC ) 23)NO(Zn

27w = 3

2 x ( 10004.0x50 )

w = 0.36 g ต้องใช้ Al หนัก 0.36 กรมั

ตัวอยา่งท ี่ 8.102 ถ้านำา 0.55 dm3 ของ 0.10 mol/dm3 ของสารละลาย

โซเดียมคารบ์อเนตมาเติมลงในสารละลายกรดเกลือ (กรดไฮโดรคลอรกิ) เขม้ขน้ 0.10 mol/dm3

จำานวน 0.2 dm3 จะเกิดปฏิกิรยิาดังนี้

Na2CO3 + 2HCl 2NaCl + H2O + CO2 ได้ก๊าซ CO2 เกิดขึ้นกี่โมล

วธิทีำา พจิารณาก่อนวา่สารใดใชห้มด แล้วจงึนำาสารที่ใชห้มดไปคำานวณจำานวนโมลของ CO2 พจิารณาวา่สารใดใชห้มด

เริม่ต้นมี Na2CO3 = VC = 0.55 x 0.10 = 0.055 โมล

เริม่ต้นมี HCl = 0.2 x 0.10 = 0.02 โมลNa2CO3 + 2HCl 2NaCl + H2O + CO2

เริม่ 0.055 0.02 ใช้ 0.01 0.02

เหลือ 0.045 0 เหลือ Na2CO3 ในขณะที่ใช้ HCl หมด จงึนำาไปคำานวณ CO2

คำานวณCO2 จากสมการ ใช้ HCl 2 โมล ได้ CO2 = 1 โมล

ใช้ HCl 0.02 โมล ได้ CO2 = 21 x 0.02 โมล

= 0.01 โมล จะได้ก๊าซ CO2 0.01 โมล


- 33 -

Datascience Solution @ 1999tel. 045-244194


Documents

8 · Web viewโลหะ A 0.81 กร ม ทำปฏ ก ร ยาพอด ก บออกซ เจน 0.32 กร ม ได สารประกอบออกไซด