วันศุกร์ที่ 28 พฤษภาคม พ.ศ. 2553

ความสัมพันธ์ของค่าคงที่สมดุล (K) - เคมี chemistry

ค่าคงที่กับการกำหนดทิศทางของปฏิกิริยา


ระบบที่ปฏิกิริยายังไม่อยู่ในสภาวะสมดุล การหาค่าโควเตียนของปฏิกิริยาเพื่อนำมาเปรียบเทียบกับค่า KC สามารถคาดคะเนทิศทางของการเกิดปฏิกิริยาได้ ดังนี้ :

- ถ้า Q > KC ปฏิกิริยาจะดำเนินไปทางซ้าย (ปฏิกิริยาย้อนกลับ)

- ถ้า Q < KC ปฏิกิริยาจะดำเนินไปทางขวา (ปฏิกิริยาไปข้างหน้า)

- ถ้า Q = KC ปฏิกิริยาจะอยู่ในภาวะสมดุล

สมดุลไดนามิก - เคมี chemistry

สภาวะสมดุล

    ในปฏิกิริยาที่ผันกลับได้นั้น เมื่อระบบเข้าสู่สภาวะสมดุล สมบัติของระบบไม่ว่าจะเป็นความเข้มข้น สี หรือความดัน (ถ้าเป็นแก๊ส) จะคงที่เสมอ และ
เรียกสภาวะสมดุลที่ระบบไม่หยุดนิ่ง แต่มีการเกิดปฏิกิริยาไปข้างหน้าและย้อนกลับตลอดเวลานี้ว่า สมดุลไดนามิก

วันอาทิตย์ที่ 23 พฤษภาคม พ.ศ. 2553

ความหมายของอัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี - เคมี chemistry

         อัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี หมายถึง ความเร็วที่ตัวทำปฏิกิริยาเปลี่ยนไปเป็นสารผลิตภัณฑ์ต่อหน่วยเวลา โดยที่หน่วยความเข้มข้นของสารเป็น mol/dm3 ดังนั้นอัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมีจึงมีการเปลี่ยนแปลงความเข้มข้นของสารต่อวินาที ชั่วโมง หรือวัน ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับปฏิกิริยาเกิดเร็วหรือช้าเพียงใด

ความเข้มข้นของสารละลาย - เคมี chemistry

    ความเข้มข้นของสารละลายเป็นการบอกถึงอัตราส่วนปริมาณตัวถูกละลายกับปริมาณตัวทำละลายในสารละลายหนึ่ง ๆ อัตราส่วนดังกล่าวจะมีได้ 2 ลักษณะ คือ
- ปริมาณของตัวถูกละลายในสารละลายทั้งหมด
- ปริมาณของตัวถูกละลายในตัวทำละลายทั้งหมด

ในปัจจุบันหน่วยที่นิยมใช้สำหรับระบุความเข้มข้นของสารละลายมีหลายระบบด้วยกัน
ได้แก่ ร้อยละ เศษส่วนโมล โมลาริตี โมแลลิตี ฯลฯ

1.ร้อยละ (percents) เป็นการระบุปริมาณของตัวถูกละลายในสารละลายทั้งหมด 100

ส่วนแบ่งออกเป็น
ก.ร้อยละโดยมวล (w/w) หมายถึงมวลของตัวถูกละลายต่อมวลของสารละลาย 100หน่วย มักใช้กับตัวถูกละลายที่เป็นของแข็ง

ข.ร้อยละโดยปริมาตร (V/V) หมายถึง ปริมาตรของตัวถูกละลายต่อปริมาตรทั้งหมด

ของสารละลาย100หน่วย มักใช้กับตัวถูกละลายและตัวทำละลายที่เป็นของเหลว

ค.ร้อยละโดยมวลต่อปริมาตร (w/V) หมายถึงมวลของตัวถูกละลายในสารละลายทั้งหมด 100หน่วยปริมาตรหน่วยชนิดนี้มักใช้กับสารละลายที่ตัวถูกละลายเป็นของแข็งละลายในตัวทำ
ละลายที่เป็นของเหลวเช่น สารละลาย10 % NaOHโดยมวลต่อปริมาตร
หมายความว่า ในสารละลายมีปริมาตร100 cm3 มีNaOHละลายอยู่10กรัม
2.โมลาริตี (molarities) เป็นการระบุจำนวนโมลของตัวถูกละลายในสารละลายที่มีปริมาตร

1,000 cm3 (1 dm3) หน่วยความเข้มข้นของระบบนี้จึงเป็นmol dm-3 หรือโมลาร์(molar,M)
เช่น สารละลาย0.10 M HCl หมายความว่า ในสารละลายมีปริมาตร1,000 cm3 มีHClละลายอยู่ 0.10 mol
3.โมแลลิตี (molality) เป็นการระบุความเข้มข้นเป็นจำนวนโมลของตัวถูกละลายในตัวทำละลายที่มีมวล1 kgหรือ1,000กรัม มีหน่วยความเข้มข้นเป็นโมแลล(molal, m)
เช่น0.50 mกลูโคส หมายความว่าสารละลายมีกลูโคส0.50 molละลายในน้ำ1,000กรัม

4.เศษส่วนโมล(mole fraction, x) เป็นการระบุอัตราส่วนจำนวนโมลของสารใด
สารหนึ่งต่อจำนวนโมลรวมของสารทั้งหมดในสารละลาย

5.ปริมาณตัวถูกละลายในสารละลาย1ล้านส่วน(parts per million, ppm) หมายถึง

ปริมาณของตัวถูกละลายในสารละลายล้านส่วน เช่นความกระด้างของน้ำกำหนดจากปริมาณ
CaCO3 มากเกิน120 ppmจึงจัดเป็นน้ำกระด้าง หมายความว่าในน้ำ1 kgที่มีCaCO3 ละลายอยู่เกิน
120mg จัดว่าเป็นน้ำกระด้าง

6.ปริมาณตัวถูกละลายในสารละลายพันล้านส่วน(partsperbillion,ppb)หมายถึง
ปริมาณของตัวถูกละลายในสารละลาย1,000ล้านส่วนเช่นมีการวิเคราะห์พบว่าโดยเฉลี่ยใน
น้ำทะเลมีปริมาณปรอท0.1 ppbหมายความว่า น้ำทะเล1,000 kgจะมีปรอทอยู่ 0.1 mg

การคำนวณหามวลเป็นร้อยละจากสูตร - เคมี chemistry

ผลผลิตที่ได้ในทางปฏิบัติ (actual yield)
    ซึ่งเป็นผลผลิตจริง ซึ่งผลผลิตที่ได้จากการทดลองในห้องปฏิบัติการนั้น ตามปกติจะได้น้อยกว่าทฤษฎี ดังนั้นการรายงานผล จะเปรียบเทียบค่าที่ได้ตามทฤษฎี กับที่ได้จริงในรูปของร้อยละ ซึ่งจะได้ความสัมพันธ์ดังนี้


                     ผลผลิตร้อยละ = ผลผลิตจริง x 100 / ผลผลิตตามทฤษฎี
ซึ่งผลผลิตร้อยละที่ได้จะมีค่าอยู่ระหว่าง 0-100 โดยในการคำนวณหน่วยของผลผลิตจริง และผลผลิตตามทฤษฎี อาจจะอยู่ในรูปของโมล หน่วยน้ำหนัก หรือปริมาตรก็ได้ แต่ต้องเป็นหน่วยเดียวกัน

สูตรอย่างง่าย และสูตรโมเลกุล - เคมี chemistry

การหาองค์ประกอบร้อยละของสารประกอบ

     จากสูตรเคมี เราจะทราบถึงจำนวนอะตอมของแต่ละธาตุที่ประกอบกันขึ้นเป็นสารประกอบ ซึ่งเราสามารถคำนวณได้ว่าแต่ละธาตุมีปริมาณร้อยละเท่าใดของสารประกอบทั้งหมด


องค์ประกอบร้อยละ ( percent composition ) ของสาร คือ ร้อยละโดยมวลของแต่ละธาตุที่อยู่ใน
สารประกอบหาได้จาก


องค์ประกอบร้อยละ = มวลอะตอมของธาตุที่สนใจ x 1 00 /มวลโมเลกุลของสารประกอบ




การคำนวณสูตรเอมพิริคัล และสูตรโมเลกุล
สูตรเอมพิริคัล = น้ำหนักของสาร A : น้ำหนักของสาร B
มวลอะตอมสาร A : มวลอะตอมสาร B

ในการคำนวณสูตรเอมพิริคัลนั้น จำเป็นต้องทราบข้อมูลต่อไปนี้
1.สารนั้นมีธาตุใดเป็นองค์ประกอบ
2.ธาตุเหล่านั้นมีมวลอะตอมเท่าใด
3.ทราบน้ำหนักของธาตุที่เป็นองค์ประกอบแต่ละชนิด
4.คำนวณหาสูตรเอมพิริคัล
5.ทราบมวลโมเลกุล
6.สูตรโมเลกุล

จากนั้น ในขั้นตอนการคำนวณสูตรเอมพิริคัล มีข้อบังคับดังนี้

• ตัวเลขทุกตัวควรมีจุดทศนิยมอย่างน้อย 2 ตำแหน่ง
• การปัดจุดทศนิยม
- 0.1 – 0.2 ปัดทิ้ง
- 0.3 – 0.7 ห้ามปัด
- 0.8 – 0.9 ปัดขึ้น 1

• ให้นำตัวเลขที่น้อยที่สุดหารตลอด
• นำเลขจำนวนเต็มมาคูณจนกระทั่งปัดได้

ในการหาสูตรโมเลกุล เราจำเป็นต้องทราบสูตรเอมพิริคัล และมวลโมเลกุลของสารนั้นก่อน แล้วจึง

ทำการหาค่า n และสูตรโมเลกุล จากความสัมพันธ์

มวลโมเลกุล = ( มวลของสูตรเอมพิริคัล ) x n

สูตรโมเลกุล = ( สูตรเอมพิริคัล ) n

ถ้า n มีค่า 0.5 ขึ้นไป ปัดขึ้น 1
0.5 ลงมา ปัดทิ้ง

มวลอะตอม และมวลโมเลกุล - เคมี chemistry

มวลอะตอมของธาตุ
     เป็นค่าตัวเลขที่ได้จากการเปรียบเทียบระหว่างมวลของธาตุ 1 อะตอม กับ มวลของธาตุ C-12, 1 อะตอม จะไม่มีหน่วย


มวลของธาตุ 1 อะตอม หมายถึง ตัวเลขที่แสดงให้ทราบว่าธาตุนั้น 1 อะตอมจะมีกี่กรัม

มวลของ C-12, 1 อะตอม ( C ในธรรมชาติมีหลายไอโซโทป เช่น C-12, C-13, C-14 ซึ่งแต่ละไอโซโทปมีมวลไม่เท่ากัน) มวลของคาร์บอนที่มีไอโซโทป 12 จำนวน 1 อะตอม มีค่าเท่ากับ 12 x 1.66 x 10 ยกกำลัง -24 กรัม

มวลของ C-12, 1 อะตอม กำหนดให้มีมวล = 12 amn (atomic mass unit)

ดังนั้น 1 amn = 1.66 x 10 ยกกำลัง-24 กรัม


การอธิบายความหมายของมวลอะตอม
1.มวลอะตอมของธาตุแคลเซียม = 40.1 หมายความว่า
1) ธาตุแคลเซียมจำนวน 1 อะตอมเป็น 40.1 เท่าของ หรืออธิบายได้ว่า
2) แคลเซียม 1 อะตอม มีมวล = 40.1 (atomic mass unit) หรือ แปลงให้เป็นกรัมดังนี้
3) แคลเซียม 1 อะตอม มีมวล 40.1 x 1.66 x 10-24 กรัม

2.มวลอะตอมของกำมะถัน = 32 หมายความว่า
ธาตุกำมะถันจำนวน 1 อะตอมมีมวลเป็น 32 เท่าของ
หรือ กำมะถัน 1 อะตอม มีมวล 32 amn
หรือ กำมะถัน 1 อะตอม มีมวล 32 x 1.66 x 10-24 กรัม


มวลโมเลกุล
   โมเลกุล หมายถึง อนุภาคที่เล็กที่สุดของสสาร เกิดจากอะตอมของธาตุต่างๆ มารวมกันทางเคมี เช่น NaCl , HF , HCN , KI , HCl

พวกโมเลกุลของก๊าซเฉื่อย เช่น He, Ne, Ar, Kr, Xe, และRn
1โมเลกุล ประกอบด้วย 1 อะตอม (mono atomic molecule)
มวลโมเลกุลของสารใดๆ เป็นค่าเปรียบเทียบกับมวลของคาร์บอน 1 อะตอม เช่นเดียวกับ มวลอะตอม
เช่น มวลโมเลกุลของ HCl = 36.5 หมายความว่า HCl 1 โมเลกุลมีมวลเป็น 36.5 เท่าของ มวล C-12, 1 อะตอม

การหาโมเลกุลจากมวลอะตอมของธาตุ
หลักการ

1.ต้องทราบ สูตรโมเลกุลของสารประกอบนั้นๆ ว่าสารประกอบด้วยธาตุใดบ้างและอย่างละกี่อะตอม (เขียนสูตรโมเลกุลให้ได้ก่อน)

2.ทราบมวลอะตอมของธาตุที่เป็นสารประกอบนั้น มวลอะตอมทราบได้จากตารางธาตุนั่นเอง

3.ถ้าธาตุที่เป็นองค์ประกอบมีหลายอะตอม ให้ใช้จำนวนอะตอมคูณด้วยมวลอะตอมของธาตุนั้น

4.มวลโมเลกุลหาได้จาก ผลรวมของมวลอะตอมของธาตุที่เป็นองค์ประกอบทั้งหมด

สูตร
มวลโมเลกุล = ผลรวมของมวลอะตอมในสูตร