2.โมล

เอกสารประกอบการเรียน วิชาเคมี รหัสวิชา ว30222 บทที่1 I โมลและมวลสูตร 9 โดย...ครูศศิธร เต็มสิริโชติ 2. โมล การบอกปริมาณสิ่งของในชีวิตประจำวัน อาจบอกเป็นหน่วยมวล เช่น กรัม กิโลกรัม หรือหน่วย ปริมาตร เช่น ลูกบาศก์เซนติเมตร นอกจากนี้ถ้าสิ่งของมีจำนวนมาก มีลักษณะเหมือน ๆ กัน และสามารถนับ จำนวนชิ้นได้ อาจบอกเป็นหน่วยโหล เช่น ดินสอ 1 โหล เท่ากับ 12 แท่ง การบอกปริมาณสารเคมีก็เช่นกัน อาจบอกเป็นหน่วยมวล หน่วยปริมาตร หรือหน่วยแสดงอนุภาค ของสาร แต่เนื่องจากสารประกอบด้วยอนุภาคที่มีขนาดเล็กและมีจำนวนมาก เช่น น้ำตาลทราย 1 เกล็ด (ประมาณ 0.0001 กรัม) มี C12H22O11 1.0 x 1017 โมเลกุล น้ำ 1 กรัม มีH2O 3.3 x 1022 โมเลกุล จะเห็น ได้ว่าการบอกปริมาณสารด้วยจำนวนอนุภาคต้องใช้เลขยกกำลังจำนวนมาก นักเคมีจึงกำหนดหน่วยแสดง จำนวนอนุภาคของสารเป็นหน่วยใหญ่ ซึ่งสัมพันธ์กับปริมาณสารที่วัดได้ในชีวิตประจำวัน โดยให้ชื่อว่า โมล (mole) หน่วยงาน International Union of Pure and Applied Chemistry หรือ IUPAC ได้กำหนดว่า สาร 1 โมล มีจำนวนอนุภาคเท่ากับ 6.02214076 x 1023 อนุภาค และเรียกจำนวนอนุภาคนี้ว่า เลขอาโวกาโดร (Avogadro’ number) หรือ ค่าคงตัวอาโวกาโดร (Avogadro’ constant) เพื่อความสะดวกในการคำนวณจึงใช้ตัวเลข 6.02 x 1023 อนุภาค แทนค่าคงตัวอาโวกาโดร โดยอนุภาคของสารอาจเป็นอะตอม โมเลกุล ไอออน หรืออื่น ๆ ขึ้นอยู่กับประเภทของสาร ดังตัวอย่างใน ตาราง 1.2 ตาราง 1.2 จำนวนอนุภาคของสารบางชนิดปริมาณ 1 โมล สาร จำนวนโมล จำนวนอนุภาค คริปทอน (Kr) 1 6.02 x 1023 อะตอม น้ำ (H2O) 1 H2O 6.02 x 1023 โมเลกุล H 2 x 6.02 x 1023 อะตอม O 6.02 x 10 23 อะตอม โซเดียมซัลเฟต (Na2SO4 ) 1 Na+ 2 x 6.02 x 1023 ไอออน SO4 2- 6.02 x 1023 ไอออน จากข้อมูลในตาราง 1.2 พบว่าในกรณีของธาตุที่เป็นโลหะหรือแก๊สเฉื่อย อนุภาคของสารจะหมายถึง อะตอม ส่วนสารประกอบโคเวเลนต์อนุภาคของสารโคเวเลนต์ส่วนใหญ่จะเป็นโมเลกุล สำหรับสารไอออนิก ซึ่งประกอบด้วยไอออนบวกกับไอออนลบรวมรวมกันเป็นโครงผลึกชนิดของอนุภาคของสารประเภทนี้ จึงหมายถึงไอออน เนื่องจากอนุภาคของสารประกอบปรากฏอยู่ในหลายลักษณะดังได้กล่าวแล้ว ดังนั้น การบอกปริมาณสารเป็นโมลจึงควรระบุชนิดของอนุภาคให้ชัดเจน

เอกสารประกอบการเรียน วิชาเคมี รหัสวิชา ว30222 บทที่1 I โมลและมวลสูตร 10 โดย...ครูศศิธร เต็มสิริโชติ สารที่อยู่ในสภาพอะตอม โมเลกุล และไอออน ปริมาณโมลของสารจะเรียกว่า โมลอะตอม โมลโมเลกุล และโมลไอออน ตามลำดับ แต่โดยทั่วไปนิยมใช้คำว่าโมลเพียงอย่างเดียว เช่น K 1 โมลอะตอม K 1 โมล H2O 1 โมลโมเลกุล H2O 1 โมล Na+ 1 โมลไอออน Na+ 1 โมล ตรวจสอบความเข้าใจ 1. แอมโมเนีย (NH3 ) 1 โมล ประกอบด้วยไนโตรเจน (N) ............. โมล ..................................อะตอม และไฮโดรเจน (H) ............. โมล ..................................อะตอม 2. น้ำ (H2O) 0.5 โมล ประกอบด้วยไฮโดรเจน (H) ............. โมล ..................................อะตอม และออกซิเจน (O) ............. โมล ..................................อะตอม 3. แคลเซียมฟอตเฟต ((Ca3 (PO4 )2 ) 2 โมล ประกอบด้วยแคลเซียมไอออน (Ca2+) ............. โมล ................................ ไอออน และฟอตเฟตไอออน (PO4 3- ) ............. โมล ................................ ไอออน เนื่องจากหน่วยโมล เป็นการบอกจำนวนอนุภาคของสาร ดังนั้น สาร 1 โมล จึงอาจมีมวลและปริมาตร ไม่เท่ากัน ขึ้นอยู่กับชนิดของสาร ดังรูป 1.1 รูป 1.1 ตัวอย่างสารบางชนิดปริมาณ 1 โมล ที่มา : หนังสือเรียนรายวิชาเพิ่มเติม เคมี เล่ม 2 ของสสวท.กระทรวงศึกษาธิการ. (2561) สรุปได้ว่า... สารใด ๆ 1 โมล มีจำนวนเท่ากับ ................................. อนุภาค และเรียกจำนวนนี้ว่า........................................ และอนุภาคดังกล่าว อาจหมายถึง .................................................................................................................................

เอกสารประกอบการเรียน วิชาเคมี รหัสวิชา ว30222 บทที่1 I โมลและมวลสูตร 11 โดย...ครูศศิธร เต็มสิริโชติ การใช้แฟคเตอร์เปลี่ยนหน่วย การบอกปริมาณสารเคมี โดยทั่วไปจะมีส่วนประกอบ 2 ส่วน คือ ตัวเลขและหน่วยที่ใช้วัด เพื่อสื่อ ความหมายให้เข้าใจตรงกัน เช่น คาร์บอน-12 1 โมล หน่วยในที่นี้คือโมล แต่เนื่องจากโมลมีความสัมพันธ์กับ หน่วยอื่น ๆ อีกคือ จำนวนอนุภาคหรือมวลเป็นกรัม จึงสามารถเปลี่ยนแปลงตัวเลขและหน่วยโดยไม่ทำให้ ปริมาณเดิมเปลี่ยนแปลงไปได้ เราทราบแล้วว่าคาร์บอน-12 1 โมล มีจำนวนอนุภาค 6.02 x 1023 อนุภาค จึงเขียนแสดงได้ดังนี้ 12C 1 mol = 12C 6.02 x 1023 particle เมื่อใช้ 12C 1 โมล หารทั้งสองด้านจะได้เป็นดังนี้ 1 = C 12 1 mol C 12 1 mol = C 12 6.02 x 1023 particle C 12 1 mol หรือถ้าใช้ 12C 6.02 x 1023 อนุภาค หารทั้งสองด้านจะได้เป็นดังนี้ C 12 1 mol C 12 6.02 x 1023 particle = C 12 6.02 x 1023 particle C 12 6.02 x 1023 particle = 1 ในทางคณิตศาสตร์เมื่อคูณปริมาณด้วย “1” จะทำให้ปริมาณเดิมไม่เปลี่ยนแปลง และอัตราส่วน ที่เหลือทั้งสองคือ 12C 6.02 x 1023 อนุภาค / 12C 1 โมล และ 12C 1 โมล / 12C 6.02 x 1023 อนุภาค ก็มีค่าเท่ากับ 1 เนื่องจากทั้งเศษและส่วนเป็นปริมาณเท่ากัน เมื่อนำแต่ละอัตราส่วนไปคูณกับปริมาณที่มีหน่วย เหมือนกันกับส่วน จะทำให้ได้หน่วยใหม่แต่ปริมาณไม่เปลี่ยนแปลง จึงเรียกแต่ละอัตราส่วนนี้ว่าแฟคเตอร์ เปลี่ยนหน่วย แฟคเตอร์เปลี่ยนหน่วยใช้ประโยชน์สำหรับแปลงหน่วยของปริมาณที่วัดจาก หน่วยหนึ่งไปเป็น สาร 1 โมล มีจำนวนอนุภาคเท่ากับ 6.02 x 1023 อนุภาค การคำนวณหาจำนวนโมล และจำนวนอนุภาค จากความสัมพันธ์ระหว่าง จำนวนโมลกับอนุภาค

เอกสารประกอบการเรียน วิชาเคมี รหัสวิชา ว30222 บทที่1 I โมลและมวลสูตร 12 โดย...ครูศศิธร เต็มสิริโชติ หน่วยอื่นโดยปริมาณไม่เปลี่ยนแปลง สำหรับแฟคเตอร์เปลี่ยนหน่วยในตัวอย่างนี้ ใช้แปลงหน่วยโมลเป็น อนุภาค หรืออนุภาคเป็นโมล ตามลำดับ จากความสัมพันธ์ที่ว่า สาร 1 โมล มีจำนวนอนุภาคเท่ากับ 6.02 x 1023 อนุภาค ความสัมพันธ์ดังกล่าว เขียนในรูปแฟคเตอร์เปลี่ยนหน่วยได้ดังนี้ สาร 1 mol 6.02 × 1023 particle หรือ 6.02 × 1023 particle สาร 1 mol (paticle (อนุภาค) หมายถึง อะตอม (atom) โมเลกุล (molecule) หรือไอออน (ion)) นำแฟคเตอร์เปลี่ยนหน่วยที่มีความสัมพันธ์ดังกล่าวไปใช้เปลี่ยนหน่วย ดังนี้ ➢ เปลี่ยนหน่วยจาก อนุภาค โมล ใช้แฟคเตอร์เปลี่ยนหน่วยคือ สาร 1 mol 6.02 × 1023particle ➢ เปลี่ยนหน่วยจาก โมล อนุภาค ใช้แฟคเตอร์เปลี่ยนหน่วยคือ 6.02 × 1023particle สาร 1 mol แหล่งที่มาของข้อมูล : สสวท. กระทรวงศึกษาธิการ. (2554). หนังสือเรียนรายวิชาเพิ่มเติม เคมีเล่ม 2. หน้า 10 – 12 สสวท. กระทรวงศึกษาธิการ. (2561). หนังสือเรียนรายวิชาเพิ่มเติม เคมีเล่ม 2. หน้า 10 - 11 ตัวอย่างที่ 1 จงคำนวณหาจำนวนโมลของกำมะถัน (S) จำนวน 3.01 x 1022 อะตอม

เอกสารประกอบการเรียน วิชาเคมี รหัสวิชา ว30222 บทที่1 I โมลและมวลสูตร 13 โดย...ครูศศิธร เต็มสิริโชติ ตัวอย่างที่ 2 จงหาจำนวนอนุภาคของน้ำ (H2O) จำนวน 0.25 โมล วิธีทำ ตัวอย่างที่ 3 จงหาจำนวนอนุภาคของโซเดียมไอออน (Na+ ) จำนวน 0.5 โมล วิธีทำ

เอกสารประกอบการเรียน วิชาเคมี รหัสวิชา ว30222 บทที่1 I โมลและมวลสูตร 14 โดย...ครูศศิธร เต็มสิริโชติ แบบฝึกหัดที่ 1.3 1. ให้นักเรียนเขียนตอบลงในช่องว่างให้ถูกต้องและสมบูรณ์ 1) ปริมาณสาร 1 โมล หมายถึง ..................................................................................................... …………………………………………………………………………………………………………………………….……. 2) เลขอาโวกาโดร คือ จำนวนที่มีค่าเท่ากับ ................................................................................. 3) H 1 โมล มีจำนวนอนุภาค เท่ากับ 6.02 x 1023 ................... 4) N 2 โมล มีจำนวนอนุภาค เท่ากับ .......... x 6.02 x 1023 อะตอม 5) H2 1 โมล มีจำนวนอนุภาค เท่ากับ 6.02 x 1023 ................... 6) N2O 2.5 โมล มีจำนวนอนุภาค เท่ากับ .......... x 6.02 x 1023 ไอออน 7) K+ 1 โมล มีจำนวนอนุภาค เท่ากับ ……….....………......................... 8) SO4 2- 0.5 โมล มีจำนวนอนุภาค เท่ากับ ……….....………......................... 9) CO2 1 โมล ประกอบด้วย C 1 โมล และ O ............. โมล 10) Al2O3 0.5 โมล ประกอบด้วย Al 0.5 x 2 โมล และ O ……….…….. โมล 2. จงคำนวณหาจำนวนโมลของสารต่อไปนี้ 2.1 ฮีเลียม (He) 6.02 x 1022 อะตอม 2.2 แก๊สแอมโมเนีย (NH3 ) 3.01 x 1022 โมเลกุล 2.3 โพแทสเซียมไอออน (K + ) 100 ไอออน 3. จงคำนวณหาจำนวนอนุภาคของสารต่อไปนี้ 3.1 อาร์กอน (Ar) 3.00 โมล 3.2 ไนเทรตไอออน (NO3 - ) 1 x 10-5 โมล 3.3 น้ำ 5.00 โมล