CHEMISTRY
( GAS )
แกสและสมบตั ขิ องแกส การแพร
คํานาํ
บทเรียนสําเร็จรูปเลมน้ีผูสอนจัดทาํ ข้ึน เพ่ือใชเปนสื่อเสริมประกอบ
การสอนวิชา เคมี2
รหัสวิชา ว30223 กลุมสาระการเรียนรูวิทยาศาสตรเรื่องแกสและ
สมบัติของแกส การแพร ช้ันมัธยมศึกษาปท่ี5
เพื่อเปนคูมือใหนักเรียนไดศึกษาคนควาแสวงหาความรู
ดวยตนเองท้ังในเวลาเรียนและนอกเวลาเรียน ทําใหนักเรียนเกิด
กระบวนการเรียนรูอยางมีประสิทธิภาพ
และนําความรูมาประยุกตใชในชีวิตประจําวัน
บทเรียนสําเร็จรูปเลมนี้เปน เลมที่ผูจัดทาํ ไดศึกษาคนควา รวบรวม
ขอมูล ตลอดจนวิเคราะหผลการเรียนรูและมานําเสนอในรูปแบบของ
บทเรียนสาํ เร็จรูป
ผูจัดทําหวังเปนอยางยิ่งวา บทเรียนสาํ เร็จรูปเลมนี้จะเปนประโยชน
แกครูนักเรียนและผูที่สนใจ
สารบญั หนา
1
เรือ่ ง 2
แกส 5
ทฤษฎีจลนข องแกส
ประเภทของแกส 9
ความสมั พนั ธของปรมิ าตร 10
ความดัน และอณุ หภมู ิ 11
12
กฎของแกส 13
กฎของบอยล 14
กฏของชารล 15
กฎของเกย ลูสเเซก 16
กฎรวมแกส 17
กฎอาโวกาโดร 18
กฎของแกส ในอุดมคติ
กฎความดันยอ ยดอลตนั 20
การแพร
บรรณานกุ รรม
แกส
ประกอบดวยอนุภาคทเ่ี คลอื่ นไหวอยางรวดเรว็
ตลอดเวลา และไมเปน ระบบ แตล ะอนภุ าคอยู
หางกันมาก ซึ่งแกส ทุกชนิดจะมีคุณสมบตั ิบาง
ประการคลายกันทาํ ใหน ํามาซ่งึ การศกึ ษา
ทิศทางการเคลือ่ นไหวของโมเลกุลและแกสเรยี ก
วา
" ทฤษฎจี ลนข องแกส "
1
ทฤษฎจี ลนของแกส
1. แกส มรี ปู รา งเปน ปริมาตรไมแนน อน เปล่ยี นแปลงไปตามภาชนะท่ี
บรรจุ บรรจุในภาชนะใดก็จะมรี ูปรางเปนปริมาตรตามภาชนะนัน้ เชน
ถา บรรจุในภาชนะทรงกลมขนาด 1 ลิตร แกส จะมรี ูปรางเปน ทรงกลมมี
ปรมิ าตร 1 ลติ ร
เพราะแกส็ มแี รงยึดเหนย่ี วระหวางอนุภาค
(โมเลกลุ หรืออะตอม) นอยมาก จึงทาํ ใหอ นุภาคของแกสสามารถ
เคลือ่ นทห่ี รือแพรกระจายเต็มภาชนะท่บี รรจุ
2. ถาใหแกส อยูใ นภาชนะท่เี ปลี่ยนแปลงปริมาตรได ปรมิ าตรของ
แกสจะขน้ึ อยกู บั อณุ หภูมิ ความดันและจํานวนโมล ดังนนั้ เมื่อบอก
ปรมิ าตรของแกสจะตองบอกอณุ หภมู ิ ความดันและจาํ นวนโมลดวย
เชน แกสออกซิเจน 1 โมลมีปริมาตร 22.4 dm3;ท่อี ณุ หภูมิ 0 C
ความดัน 1 บรรยากาศ (STP)
2
ทฤษฎจี ลนข องแกส
3. สารทอี่ ยใู นสถานะแกสมีความหนาแนน นอยกวาเม่ืออยใู น
สถานะของเหลวและของแขง็ มาก เชน ไอนํ้า
มคี วามหนาแนน 0.0006 g/cm3 แตน าํ้ มคี วามแนน ถงึ
0.9584 g/cm3;ท่1ี 00 C
4. แกส สามารถแพรได และแพรไดเร็วเพราะ
แก็สมีแรงยึดเหนี่ยวระหวา งโมเลกุลนอ ยกวาของเหลว
และของแขง็
3
ทฤษฎจี ลนของแกส
5. แกส็ ตางๆ ตัง้ แต 2 ชนดิ ขน้ึ ไปเมอ่ื นํามาใสในภาชนะ
เดียวกัน แกสแตละชนดิ จะแพรผสมกนั
อยา งสมบูรณท กุ สวน นัน้ คอื สวนผสมของแกสเปนสาร
เดยี ว หรอื เปนสารละลาย (Solution)
6. แกส สวนใหญไมม ีสแี ละโปรง ใสเ ชนแกส ออกซเิ จน(O2)
แกส ไฮโดเจน(H2) แกสคารบอนไดออกไซด(CO2)
แตแกส บางชนดิ มีสี เชน แกสไนโตเจนไดออกไซด (NO2)
มีสนี ํา้ ตาลแดง แกสคลอรีน(Cl2) มสี ีเขยี วแกมเหลือง
แกส โอโซน (O3) ท่ีบริสทุ ธม์ิ ีสนี าํ้ เงนิ แก เปนตน
4
ประเภทของแกส
ประเภทของแกส แบงออกได 2 ประเภท
แกส สมบรู ณ ( Ideal gas ) หรอื กาซอดุ มคติ หมายถงึ กาซท่มี ี
สมบัติเปน ไปตามกฎตางๆของกาซ ไมว า ทภี่ าวะใดๆก็ตาม
แกสจรงิ ( Real gas ) หมายถึง กา ซทมี่ อี ยูใ นธรรมชาตทิ ัว่ ๆไป
ซึง่ จะไมเปนไปตามกฎตางๆตามกา ซสมมตทิ ุกประการ
โดยเฉพาะท่อี ณุ หภูมติ ่าํ และความดนั สงู มากๆ
5
ประเภทของแกส
แกสอุดมคติ (Ideal gas)
เปน แกส ท่ไี มม ีอยจู ริง นักวทิ ยาศาสตรกาํ หนดขนึ้ เพื่ออธิบาย
สมบตั ิตา ง ๆ ท่ีเก่ียวกบั แกส โดยใหม ีพฤตกิ รรมเปนไปตามกฎ
ของแกส ไมว าท่ีอณุ หภูมิหรอื ความดนั ใด แกส สมบรู ณเ ปน แกสท่ี
ไมมีแรงยดึ เหนย่ี วระหวา งโมเลกลุ
แบบจําลอง ของแกสอุดมคติ
Note ; เปนแกสท่ีมี
คุณสมบัตติ าม
ทฤษฎจี ลนข องแกส
ทุกประการ
จงึ ไมพ บแกส ชนดิ น้ีอยู
ในธรรมชาติ
แกส เฉอ่ื ย (หม8ู ) มีพฤติกรรมใกลเคยี งกับ
แกสในอดุ มคติ จึงอาจจัดเปน แกสใน
อดุ มคติได
6
ประเภทของแกส
คุณสมบัติของแกสในอดุ มคติ
1.แกสประกอบดวยโมเลกุลจํานวนมาก ทกุ โมเลกลุ มี
ลักษณะเปนกอนกลมทมี่ ขี นาดเทา กัน มีความยดื หยุน
สูง ดังน้ันโมเลกลุ เหลานจี้ ะชนผนังและกระดอนแบบ
ยดื หยุนสมบูรณ
2.ถอื วาปริมาตรรวมของโมเลกลุ ทุกตวั นอ ยมาก เม่อื
เปรียบเทยี บปริมาตรของแกสท้ังภาชนะ จงึ สามารถตดั
ปริมาตรของโมเลกุลท้งิ ไป
3.ไมม แี รงใดๆ กระทําตอโมเลกลุ ไมว า จะเปนแรงผลัก
หรือแรงดึงดูด หรอื แมก ระทง่ั แรงโนม ถว งของโลกท่ี
กระทําตอ โมเลกลุ ดวย
4.การเคล่ือนท่ขี องโมเลกลุ เปนแบบสุม ซ่งึ หมายถงึ วา
โมเลกลุ สามารถเคลื่อนทไี่ ดส ะดวกทกุ ทศิ ทาง
อนุภาคในสถานะแกส (อะตอม โมเลกลุ หรือไอออน) 7
เคลอื่ นทไ่ี ดอ ยา งอิสระภายในสนามแมเ หล็ก
ประเภทของแกส
แกส จรงิ (Real gas)
เปน แกสที่มแี รงยดึ เหนีย่ วระหวางโมเลกลุ มีขนาด
โมเลกลุ สงผลใหมปี รมิ าตรตามไปดวย
Note ; แกส จรงิ จะมี
คณุ สมบัติใกลเคียงกบั
แกส ในอดุ มคติ กต็ อ เมอื่ มี
ความดนั ต่าํ
และมีอุณภมู สิ ูง
8
ความสัมพนั ธของปรมิ าตร
ความสมั พนั ธข องปริมาตร
ความดัน และอุณหภมู ิ
ปริมาตรของแกส (v)
เนอ่ื งจากแกส บรรจุในภาชนะใดกพ็ ุงกระจายเต็มภาชนะ ดัง้ น้นั
ปรมิ าตรของแกส จึงมักหมายถงึ ปริมาตรของภาชนะทบ่ี รรจแุ กส นั้น;
หนว ยของปรมิ าตร หนวยของปรมิ าตร ทนี่ ยิ มใชค อื ลูกบาศกเดซเิ มตร (dm3)
หรอื ลติ ร (litre) หรอื ลกู บาศกเ ซนติเมตร (cm3)
ความดนั (p)
หนวยทใ่ี ชวดั ความดันไดแก บรรยากาศ มิลมเิ มตรปรอท
นวิ ตันตอ ตารางเมตร ปอนดต อตาราง นิว้ บาร ทอร
สําหรับหนว ยเอสไอใชปาสคาล (Pascal)
สัญลักษณ Pa และหนวยตา งๆ มคี วามสมั พันธ ดังนี้
1 บรรยากาศ = 760 มลิ ลิเมตร
= 760 ทอร (Torr)
อุณภูมิ (T)
การวัดอณุ หภมู ขิ องแกส การวดั อณุ หภมู ิมาตราสว นทใี่ ชม หี ลายแบบ คือ
เซลเซียส;เคลวิน ฟาเรนไฮต โรเมอรแ ละแรงกิน แตก ารวดั อุณหภมู ิของแกส สว น
ใหญใช มาตราสวนเคลวิน
9
กฎของแกส
เปน กฎที่ใชส าํ หรบั อธิบายสมบตั ิตา ง ๆ ของแกส
ไดแก ปริมาตร (V) ความดนั
(P) และอณุ หภมู อิ ุณหพลวัต (T) ของแกสนน้ั ๆ
กฎของแกสท่ีเราควรรจู กั
ประกอบดว ยกฎของบอยล กฎของชารล และกฎของเก-ลูซัก
(บางครั้งเขียนวา "กฎของเก-ลัสแซก" หรอื "กฎของเกยลูสแซก")
นักวทิ ยาศาสตรไ ดท ําการศึกษาเก่ยี วกับแกส
และไดต ้ังกฎและทฤษฎขี น้ึ มามากมายเพื่อที่จะอธิบายสมบัติ
10
กฎของบอยล
ตงั้ ชือ่ ตามโรเบริ ต บอยล ไดใ หนยิ ามไวว า
นิยาม ; เม่อื อุณหภูมแิ ละมวลของแกสคงที่
ปรมิ าตรจะแปรผกผันกับความดนั
สูตร Note ;
P1V1 = P2V2 ปรมิ าตรมาก
ความดนั ต่าํ
ปรมิ าตรนอย
ความดันสูง
P เปน ความดนั ของแกส
V เปนปรมิ าตรของแกส
11
กฏของชารล
ต้ังชอ่ื ตาม เซซา- ชารล ไดใ หนิยามไววา
นยิ าม ; เมอ่ื ความดนั และมวลของแกสคงที่
ปรมิ าตรจะแปรผันตรงกับอณุ หภูมิ
สูตร Note ;
v1/T1 = v2/T2 ปริมาตรเพ่ิม
/ ใชเปนสญั ลกั ษณแทนการหาร อณุ หภมู ิเพม่ิ
ปริมาตรลด
อณุ หภมู ลิ ด
V เปน ปรมิ าตรของแกส
T เปน อุณหภมู ิอุณหพลวตั หนว ยเปน เคลวิน
12
กฎของเกย ลสู แซก
ต้งั ช่ือตาม โจเซฟ หลยุ ส เกย ลสู แซก มใี จความสาํ คญั
คลา ยกฎของชารล
นยิ าม ; เมอ่ื ปริมาตรคงที่ ความดันของแกส จะแปรผันตรง
กบั อณุ หภมู อิ ณุ ภูมิ
สูตร Note ;
อณุ หภมู ิเพมิ่
P1/T1 = P2/T2 ความดนั เพิ่ม
/ ใชเปน สัญลักษณแ ทนการหาร อุณหภมู ิลด
ความดนั ลด
P เปน ความดนั ของแกส
T เปนอุณหภมู ิอุณหพลวตั หนวยเปน เคลวิน
13
กฎรวมแกส
เปน การศกึ ษาหาความสัมพนั ธร ะหวาง
ปรมิ าตร(V)
ความดนั (P) และอุณหภูมิ(T) ของแกส
/ ใชเ ปนสญั ลักษณแทนการหาร
สตู ร สตู ร
เมอื่ มวลคงท่ี เมอื่ มวลไมคงท่ี
P1V1/T1 = P2V2/T2 P1V1/n1T1 =
P2V2/n2T2 ....
.... PnVn/Tn PnVn/nnTn
V เปนปรมิ าตรของแกส หนวยเปนลูกบาศกเ มตร
P เปนความดนั ของแกส หนวยเปน ปาสกาล (หรอื พาสคัล)
T เปนอุณหภมู อิ ณุ หพลวัต หนวยเปนเคลวิน
n เปนจาํ นวนโมลของแกส
R เปนคาคงตวั แกส อุดมคติ (ประมาณ 8.3145 จูลตอ (โมล เคลวิน) )
14
กฎอาโวกาโดร
นิยาม ; ทอี่ ณุ หภูมิและความดันคงทข่ี อง
แกส ทม่ี ปี รมิ าตรเทากัน จะมีจํานวนโมเลกุล
เทา กนั
สตู ร Note ;
V1/N1 = V2/N2 ปรมิ าตรแปรผนั
ตรงกับจาํ นวนโมล
V เปนปรมิ าตรของแกส หนว ยเปน ลูกบาศกเ มตร
n เปน จาํ นวนโมลของแกส
15
กฎของแกส ในอดุ มคติ
เปนการนาํ กฎของบอยส ชารล และ
อาโวกาโดร มาศกึ ษารวมกัน
สตู ร Note ; คา R ท่คี วรจํา
PV = NRT 8.314 J mol-1 K-1
0.082 L atm K-1 mol-
1
โมลยกกาํ ลังลบ1
และ คา คงท่ียกกําลงั ลบ1
V เปนปริมาตรของแกส หนวยเปนลกู บาศกเมตร
P เปนความดันของแกส หนวยเปน ปาสกาล (หรือพาสคัล)
T เปน อณุ หภมู ิอุณหพลวตั หนวยเปนเคลวิน
n เปนจาํ นวนโมลของแกส
R เปน คาคงตัวแกส อดุ มคติ แทนไดอ กี อยา งหนง่ึ คอื K
16
กฎความดันยอ ยดอลตัน
นิยาม ; แกส ต้งั แต 2 ชนดิ ขึน้ ไปไมทํา
ปฏิกริ ยิ าตอ กนั ความดันรวม จะเทากบั ผล
รวมของความดนั ยอย
สูตร
PN = P1 + P2 + P3 +.....PN
PI = XI * Pรวม
* ใชเปนสญั ลกั ษณแทนการคณู
P เปนความดนั ของแกส หนวยเปนปาสกาล
(หรือพาสคลั )
Pi คือความดันยอยเฉลี่ย
17
การแพร
การแพร หมายถึงกระบวนการท่แี กส เคล่อื นทจี่ ากบรเิ วณหนึ่งผานรูทีเ่ ลก็ มาก ๆ
ออกสบู รเิ วณอ่นื โดยโมเลกุลไมช นกันเอง
เปน การเคล่ือนทีข่ องโมเลกุลแกส ตงั้ แต 2 ชนดิ ขึ้นไป เขาไปในบรเิ วณหน่ึง ๆ ที่มี
ความเขมขนตา งกันโดยทโี่ มเลกุลกา ซแตล ะชนดิ สามารถสอดแทรกผสมกลืนกนั
หรอื อาจชนกันระหวา งโมเลกุลของแกส ท่เี คลือ่ นท่ีผา นนน้ั ได
เงื่อนไขของการแพรผาน
1.กระบวนการเคลื่อนทภี่ ายใตความดนั จากภาชนะหน่ึงไปสอู ีกภาชนะหน่งึ
2.รูที่ผา นตองมขี นาดเล็ก
3.โมเลกลุ ผานไดท ลี ะนดิ จงึ ไมม โี อกาศชนกนั
เง่ือนไขของการแพร
1.กระบวนการเคลอ่ื นท่ีจากบรเิ วณที่มคี วามเขขนสูงไปยังบริเวณท่ีมี
ความเขมขนตา่ํ
2.รูที่ผานตอ งมขี นาดใหญ
3.โมเลกุลเคล่ือนทผี่ า นพรอมๆกัน จงึ มีโอกาศชนกันมาก
18
การแพร
กฎการแพรข องเกรยแฮม
อตั ราการแพรของแกสข้ึนอยูกับมวลโมเลกุลหรือความ
หนาแนน ของแกส กลาวคือ แกส มีโมเลกลุ นอย ความหนา
แนน อ ย จะแพรไ ดเร็วกวา แกส ทีม่ โี มเลกลุ มาก ความหนา
แนนมาก
นยิ าม ; เมอ่ื อณุ หภมุ ิและความดันคงท่ี อตั ราการแพร
ของแกส ใดๆจะแปรผกผนั กบั รากที่2ของมวลโมเลกุล
หรอื ความหนาแนน ของแกส น้นั
สูตร
19
บรรณานกุ รม
ณปภชั พมิ พดี. / คลังความรSู ciMath, 2560
ความหมายของแกส และสมบตั ิของแกส การแพร
https://www.scimath.org/lesson-
chemistry/item/7173-gas
สืบคนวันท่ี 6 ตลุ าคม 2563
flaticon, 2559
รปู ภาพประกอบเนื้อหา
https://www.flaticon.com/
สืบคน วนั ที่ 10 ตุลาคม 2563
20
สมาชกิ
นายอดศิ กั ดิ์ ฉิมพภิ พ เลขที7่
(ตกแตง รวมเลม )
นายพงศชยั พล ธํารงคป ระดษิ ฐ เลขท่ี9
(ทําคํานาํ ตกแตง)
นางสาวพรพพิ า องั คมาตย เลขท1ี่ 5
(เนื้อหา ตรวจสอบ ตกแตง )
นางสาวศศธิ ร ดีพา เลขท2ี่ 6
(เนอ้ื หา ออกแบบรปู เลม ตกแตง)
ชัน้ มธั ยมศกึ ษาปที่ 5/9