เคมี 1 by ครูเล่
ในชีวิตประจ ำวันมีกำรพูดถึงกำรวัดมวลกัน บ่อยครั้งแล้วนักเรียนทรำบหรือไม่ว่ำใน ต ่ ำงประเทศและประเทศไทยใชห ้ น ่ วยอะไร แทนจำกกำรวัดมวล
ถ้ำหำกนักเรียนอ่ำนข่ำวแล้วพบว่ำข่ำวเขียนว่ำ จังหวัดจันทบุรีพบทุเรียนหล่นจำกต้นจำกสำเหตุ พำยุฝนจ ำนวน 1 ตัน จะมีทุเรียนจ ำนวนเท่ำไร”
1000 กิโลกรัม
หำกเป็ นสว ่ นสง ู ประเทศเรำจะเรย ี กเป็ นอะไร
เมตร หรือ เซนติเมตร
แล ้ วถำ ้ หำกเป็ นตำ ่ งประเทศ เรียกส่วนสูงกันว่ำอย่ำงไร
ฟุต
หน ่ วยในระบบเอสไอ
หน ่ วย ำนเอสไอ (SI base units) เป็ นหน ่ วยกำรว ั ดพ ้ น ื ำนของหน ่ วยวด ั อ ่ น ื ท ั ้ งหมดซ ่ ง ึสำมำรถสอบกลบ ั ได ้ (traceability)
ในปี พ.ศ. 2503 ได้มีกำรประชุมร่วมกัน ของนักวิทยำศำสตร์ จำกหลำย ประเทศ เพ ่ื อตกลงใหม ้ ี ระบบกำรวด ั ปร ิ มำณตำ ่ ง
เป็ นระบบมำตร ำนระหวำ ่ งชำต ิ ท ี่ เร ี ยกวำ ่ หน ่ วยระหวำ ่ งชำต ิ (International System of Units หรือ Systeme-International d’ Unites) และก ำหนดให ้ใช้ อ ั กษรย ่ อแทนช ่ื อระบบน ี ้ วำ ่ “SI” หร ื อ หน ่ วยเอสไอ (SI unit) เพ ่ื อใช้ในกำรวด ั ทำงวท ิ ยำศำสตรแ ์ ละเทคโนโลย ี
ตำรำงท ี่ 1.1 หน ่ วย ำนเอสไอ (SI base units) ปริมำณ ช่ื อหน ่ วย ส ั ญล ั กษณ ์ ของหน ่ วย มวล กิโลกรัม(kilogram) kg ควำมยำว เมตร(meter) m เวลำ วินำที(second) s อุณหภูมิ เคลวิน(kelvin) K ปริมำณของสำร โมล(mole) mol กระแสไฟฟำ ้ แอมแปร์(ampere) A ควำมเข้ม แห่งกำรส่องสว่ำง แคนเดลำ(candela) cd
ตำรำง 1.2 ต ั วอย ่ ำงหน ่ วยเอสไออนพ ุ น ั ธ ์ ปริมำณ ช ่ื อหน ่ วย ส ั ญล ั กษณ ์ ของหน ่ วย ปริมำตร ลูกบำศก์เมตร (cubic meter) m3 ควำมเข้มข้น โมลต่อลูกบำศก์เมตร (mol per cubic meter) mol/m3 ควำมหนำแน ่ น กิโลกรัมต่อลูกบำศก์เมตร (kilogram per cubic meter) kg/m3
ตำรำง 1.3 ต ั วอยำ ่ งหน ่ วยนอกระบบเอสไอทใี่ ชใ้ นทำงเคม ี ปริมำณ ช ่ื อหน ่ วย ส ั ญล ั กษณ ์ ของหน ่ วย ค ่ ำท ี่ เทย ี บก ั บหน ่ วย เอสไอ ปริมำตร ลิตร L หรือ l 1 L = 10-3m3 มวล กรัม g 1 g =10-3 kg ดอลตัน Da 1 Da = 1.66× 10-27kg หน ่ วย อะตอม u 1u = 1.66× 10-27kg
ตำรำง 1.3 ต ั วอยำ ่ งหน ่ วยนอกระบบเอสไอทใี่ ชใ้ นทำงเคม ี ปริมำณ ช ่ื อหน ่ วย ส ั ญล ั กษณ ์ ของหน ่ วย ค ่ ำท ี่ เทย ี บก ั บหน ่ วยเอสไอ ควำมดัน บำร์ bar 1 bar = 105 Pa มิลลิเมตรปรอท mmHg 1 mmHg = 133.32 Pa บรรยำกำศ atm 1 atm= 1.013 × 10-5 Pa (1 atm ≈ 1 bar) ควำมยำว อังสตรอม Â 1Â = 10-10m พลังงำน แคลอรี cal 1 cal = 4.2 J อุณหภูมิ องศำเซลเซียส °C °C= K-273
ตรวจสอบควำมเข้ำใจ ลวดแมกน ี เซ ี ยมหนำ 0.1 มิลลิเมตร สำมำรถเขียนแสดงควำมหนำ ให้อยู่ในรูปสัญกรณว ์ ิ ทยำศำสตร ์ในหน ่ วยเอสไอได ้ เป็ นเท ่ ำใด 0.1 mm = 0.1 × 10-3m = 1 × 10-4m
ตรวจสอบควำมเข้ำใจ ปร ิ มำตรน ้ ำท ี่ได ้ จำกปิเปตต์10.00 ลูกบำศก์เซนติเมตร สำมำรถเขียนแสดงปริมำตรให้อยู่ในรูปสัญกรณว ์ ิ ทยำศำสตร ์ ในหน ่ วยเอสไอได ้ เป็ นเท ่ ำใด 1 cm3 = 1 cm × 1 cm × 1 cm = 0.01 m × 0.01 m × 0.01 m = 1 × 10-6m3 ดังนั้น 10.00 cm3 = 10.00 × 10-6m3 = 1.000 × 10-5m
แฟกเตอร ์ เปลย ี่ นหน ่ วย
แฟคเตอร ์ เปล ี่ ยนหน ่ วย (conversion factor) เป็ นอ ั ตรำส่ วนซ ่ึ งได ้ จำกกำรเปร ี ยบเทย ี บ ควำมสม ั พ ั นธข ์ องหน ่ วยทเ ี่ กย ี่ วขอ ้ ง ท ั ้ งทม ี่ ปี รม ิ ำณอยใ ู ่ นมต ิ ิ เด ี ยวกน ั แตม ่ ห ี น ่ วย ต่ำงกันหรือมีปริมำณอยู่ต่ำงมิติกันก็ได้ โดยข ้ อมล ู เช ิ งปรม ิ ำณทง ั ้ หมดทจ ี่ ะน ำมำสม ั พน ั ธก ์ ั น ต ้ องเป็ นข ้ อเทจ ็ จรง ิ
ยกตัวอย่ำง 65.24 mg → g 65.24 ×10-3 g → g จะได้ 65.24×10−3 =6.524×10−2 กรัม 65.24 mg ม ี ค ่ ำเท ่ ำก ั บก ี่ g 7.23 ×103 A ม ี ค ่ ำเทำ ่ กบ ั ก ี่mA 7.23 ×103 A → mA 7.23 ×103 A → 10-3 A จะได้ 7.23×103 10−3 = 7.23×103+3 =7.23×106 mA
13.05 ×10-4 (cm)3 ม ี ค ่ ำเท ่ ำก ั บก ี่(mm) 3 13.05 ×10-4 (cm)3 → (mm) 3 13.05 ×10-4 × (10-2 ) 3 m3 → (10-3 ) 3 m3 13.05×10−4×10−6 10−9 = 13.05×10−10+9 = 13.05× 10−1 (mm) 3 = 1.305 (mm) 3
ว ิ ธ ี กำรเทย ี บหน ่ วย
ว ิ ธ ี กำรเทย ี บหน ่ วย (factor-label method) ม ี ว ิ ธ ี กำรด ั งน ี ้ 1.พ ิ จำรณำหน ่ วยท ี่โจทย ์ ก ำหนดและหน ่ วยท ี่ต ้ องกำร 2.เข ี ยนแฟคเตอร ์ เปล ี่ยนหน ่ วยแล ้ วน ำไปค ู ณก ั บปร ิ มำณและหน ่ วย ท ี่โจทย ์ ก ำหนด จนได ้ หน ่ วยท ี่ต ้ องกำรสร ุ ปได ้ ด ั งน ี ้ ปร ิ มำณและหน ่ วยท ี่ต ้ องกำร = ปร ิ มำณและหน ่ วยท ี่เร่ิ มต ้ นx หน ่ วยท ี่ต ้ องกำร หน ่ วยเร่ิ มต ้ น
ยกตัวอย่ำง สำรละลำยกรดไฮโดรคลอริกมวล 20 กร ั มควำมหนำแน ่ น 1.18 กรัมต่อลูกบำศก์เซนติเมตรมีปริมำตรเท่ำใด วิธีท ำ ปริมำตรของกรดไฮโดรคลอริก = 20 กรัมสำรละลำย × 1 ลูกบำศก์เซนติเมตรสำรละลำย 1.18 กรัมสำรละลำย = 16.95 ลูกบำศก์เซนติเมตรสำรละลำย
ยกตัวอย่ำง