บทที่ 7 แก๊สและสมบัติของแก๊ส

7.1 ความสัมพันธ์ระหว่างปริมาตร ความดนั อณุ หภูมิ และจานวนโมลของแก๊ส

7.1.5 ความสัมพนั ธร์ ะหว่างปรมิ าตร และจานวนโมลของแกส๊
กจิ กรรม 7.4 การทดลองศกึ ษาความสมั พันธ์ระหวา่ งปริมาตรและจานวนโมลของแกส๊
ผลการทดลอง

51

7.1 ความสัมพนั ธร์ ะหว่างปรมิ าตร ความดัน อุณหภมู ิ และจานวนโมลของแกส๊

7.1.5 ความสัมพนั ธร์ ะหว่างปรมิ าตร และจานวนโมลของแก๊ส
กจิ กรรม 7.4 การทดลองศึกษาความสมั พนั ธ์ระหว่างปรมิ าตรและจานวนโมลของแกส๊
อภิปรายผลการทดลอง

52

7.1 ความสัมพันธ์ระหวา่ งปรมิ าตร ความดนั อณุ หภมู ิ และจานวนโมลของแกส๊

7.1.5 ความสมั พนั ธร์ ะหว่างปรมิ าตร และจานวนโมลของแก๊ส
กิจกรรม 7.4 การทดลองศึกษาความสมั พนั ธร์ ะหว่างปรมิ าตรและจานวนโมลของแก๊ส
การคานวณจานวนโมลของแกส๊ CO2 ในลูกโป่งแต่ละหมายเลข

53

7.1 ความสัมพันธ์ระหวา่ งปรมิ าตร ความดนั อณุ หภมู ิ และจานวนโมลของแกส๊

7.1.5 ความสมั พนั ธร์ ะหว่างปรมิ าตร และจานวนโมลของแก๊ส
กิจกรรม 7.4 การทดลองศึกษาความสมั พนั ธร์ ะหว่างปรมิ าตรและจานวนโมลของแก๊ส
การคานวณจานวนโมลของแกส๊ CO2 ในลูกโป่งแต่ละหมายเลข

54

7.1 ความสัมพันธ์ระหวา่ งปริมาตร ความดัน อุณหภมู ิ และจานวนโมลของแก๊ส

7.1.5 ความสมั พนั ธร์ ะหวา่ งปริมาตร และจานวนโมลของแกส๊
กจิ กรรม 7.4 การทดลองศึกษาความสมั พันธ์ระหวา่ งปริมาตรและจานวนโมลของแก๊ส
สรุปผลการทดลอง

55

7.1 ความสมั พันธ์ระหว่างปริมาตร ความดัน อณุ หภมู ิ และจานวนโมลของแกส๊

7.1.5 ความสัมพันธร์ ะหว่างปรมิ าตร และจานวนโมลของแก๊ส
กิจกรรม 7.4 การทดลองศึกษาความสมั พันธร์ ะหว่างปริมาตรและจานวนโมลของแกส๊
คาถามทา้ ยการทดลอง

1. สมการเคมีของปฏกิ ริ ยิ าระหวา่ ง NaHCO3 และ HCl เป็นอย่างไร
2. จานวนโมลของแก๊สท่ีเกิดข้ึนในลูกโปง่ แต่ละหมายเลขเทา่ กนั หรือไม่ ทราบไดอ้ ยา่ งไร
3. ความสมั พันธ์ระหวา่ งปริมาตรและจานวนโมลของแกส๊ เป็นอย่างไร

56

7.1 ความสัมพนั ธ์ระหว่างปรมิ าตร ความดัน อุณหภูมิ และจานวนโมลของแก๊ส

7.1.5 ความสมั พันธร์ ะหว่างปริมาตร และจานวนโมลของแก๊ส
จากกิจกรรม 7.4 จะเห็นวา่ จานวนโมลกับปรมิ าตรของแกส๊ มีความสัมพันธ์กัน โดย อเมเดโอ อาโวกาโดร (Amaedeo

Avogadro) ตงั้ เปน็ กฎ เรยี กวา่ กฎของอาโวกาโดร (Avogardro’s law) ซึ่งกล่าววา่ เมอื่ ความดนั และอุณหภมู ิของแกส๊ คงที่ ปรมิ าตร
(V) จะแปรผนั ตรงกบั จานวนโมล (n) เขียนแทนดว้ ยสมการคณติ ศาสตร์ดงั นี้

57

7.1 ความสัมพนั ธร์ ะหว่างปริมาตร ความดนั อุณหภูมิ และจานวนโมลของแกส๊

7.1.5 ความสัมพันธ์ระหวา่ งปริมาตร และจานวนโมลของแก๊ส
ความสัมพันธ์ตามกฎของอาโวกาโดร อาจเขยี นอยู่ในรปู ท่สี ามารถใชค้ านวณหาปริมาตร หรอื จานวนโมลของแกส๊ ทส่ี อง

สภาวะไดด้ ังนี้

58

7.1 ความสัมพันธ์ระหวา่ งปริมาตร ความดนั อณุ หภมู ิ และจานวนโมลของแก๊ส

7.1.5 ความสมั พนั ธ์ระหว่างปริมาตร และจานวนโมลของแกส๊
ตัวอยา่ ง 9

59

7.1 ความสมั พนั ธ์ระหวา่ งปรมิ าตร ความดนั อณุ หภมู ิ และจานวนโมลของแก๊ส

7.1.5 ความสัมพนั ธ์ระหว่างปริมาตร และจานวนโมลของแก๊ส
ตัวอยา่ ง 10

60

7.1 ความสมั พันธร์ ะหว่างปริมาตร ความดัน อณุ หภูมิ และจานวนโมลของแกส๊

7.1.5 ความสมั พนั ธร์ ะหว่างปรมิ าตร และจานวนโมลของแกส๊
ตรวจสอบความเข้าใจ

61

7.1 ความสมั พันธร์ ะหว่างปริมาตร ความดนั อณุ หภูมิ และจานวนโมลของแก๊ส

แบบฝกึ หดั 7.1

62

7.1 ความสมั พันธร์ ะหว่างปริมาตร ความดนั อณุ หภูมิ และจานวนโมลของแก๊ส

แบบฝกึ หดั 7.1

63

7.1 ความสมั พันธร์ ะหว่างปริมาตร ความดนั อณุ หภูมิ และจานวนโมลของแก๊ส

แบบฝกึ หดั 7.1

64

7.1 ความสมั พันธร์ ะหว่างปริมาตร ความดนั อณุ หภูมิ และจานวนโมลของแก๊ส

แบบฝกึ หดั 7.1

65

7.1 ความสมั พันธร์ ะหว่างปริมาตร ความดนั อณุ หภูมิ และจานวนโมลของแก๊ส

แบบฝกึ หดั 7.1

66

7.1 ความสมั พันธร์ ะหว่างปริมาตร ความดนั อณุ หภูมิ และจานวนโมลของแก๊ส

แบบฝกึ หดั 7.1

67

7.1 ความสมั พันธร์ ะหว่างปริมาตร ความดนั อณุ หภูมิ และจานวนโมลของแก๊ส

แบบฝกึ หดั 7.1

68

7.2 กฎแก๊สอุดมคติ และความดันย่อย

7.2.1 กฎแกส๊ อดุ มคติ
แกส๊ ท่มี สี มบตั เิ ปน็ ไปตามกฎรวมแก๊สและกฎของอาโวกาโดร สามารถพิจารณาความสมั พันธร์ ะหวา่ งปริมาตร (V) ความดัน (P)

อุณหภูมิ (T) ในหน่วยเคลวิน และจานวนโมล (n) ของแกส๊ ได้ดงั น้ี

แกส๊ ใด ๆ ทม่ี สี มบัตเิ ปน็ ไปตามสมการข้างต้น จดั เป็น แกส๊ อุดมคติ (ideal gas) และสมการดังกล่าว เรยี กว่า กฎแกส๊ อดุ มคติ 69

7.2 กฎแกส๊ อุดมคติ และความดันยอ่ ย

7.2.1 กฎแก๊สอดุ มคติ
ชวนคิด

70

7.2 กฎแก๊สอดุ มคติ และความดันย่อย

7.2.1 กฎแกส๊ อดุ มคติ
ตวั อย่าง 11
บรรจุแก๊สออกซเิ จน 0.885 kg ไวใ้ นถงั เหล็กกลา้ ซง่ึ มปี ริมาตร 438 L จงคานวณความดันของแก๊สออกซิเจนในถงั นที้ อี่ ุณหภมู ิ

21˚C

71

7.2 กฎแก๊สอุดมคติ และความดนั ยอ่ ย

7.2.1 กฎแก๊สอุดมคติ
ตัวอย่าง 12
ถงั แก๊สมีเทนปรมิ าตร 3.2x105 ลิตร บรรจุแก๊สท่ีความดัน 150 atm อณุ หภมู ิ 45 ˚C ในถงั แกส๊ นม้ี แี กส๊ มเี ทนอยกู่ กี่ โิ ลกรมั

72

7.2 กฎแก๊สอุดมคติ และความดนั ยอ่ ย

7.2.1 กฎแกส๊ อุดมคติ
ตัวอยา่ ง 13
แกส๊ ออกซิเจน 1 mol ท่ีอุณหภมู ิ 62˚C ความดนั 3.45 atm มคี วามหนาแน่นเทา่ ใด

73

7.2 กฎแก๊สอุดมคติ และความดนั ยอ่ ย

7.2.1 กฎแก๊สอดุ มคติ
ตัวอย่าง 14

74

7.2 กฎแกส๊ อดุ มคติ และความดนั ยอ่ ย

7.2.1 กฎแก๊สอุดมคติ
ตรวจสอบความเขา้ ใจ

75

7.2 กฎแกส๊ อดุ มคติ และความดนั ยอ่ ย

7.2.1 กฎแก๊สอุดมคติ
ตรวจสอบความเขา้ ใจ

76

7.2 กฎแกส๊ อดุ มคติ และความดนั ยอ่ ย

7.2.1 กฎแก๊สอุดมคติ
ตรวจสอบความเขา้ ใจ

77

7.2 กฎแก๊สอดุ มคติ และความดันยอ่ ย

7.2.2 ความดนั ย่อยของแก๊ส
ความดันของแกส๊ ผสมท่ไี ม่ทาปฏิกริ ิยากนั มีค่าเท่ากบั ผลรวมของความดนั ของแกส๊ แต่ละชนดิ ท่เี ปน็ องค์ประกอบ เรยี กความสัมพนั ธ์

น้ีว่า กฎความดนั ย่อยของดอลตัน

78

7.2 กฎแกส๊ อุดมคติ และความดนั ยอ่ ย

7.2.2 ความดันยอ่ ยของแกส๊

79

7.2 กฎแกส๊ อดุ มคติ และความดันย่อย

7.2.2 ความดนั ย่อยของแกส๊

เมือ่ Xi คอื เศษส่วนโมล ของแก๊สแตล่ ะชนดิ มีค่าตั้งแต่ 0 ถึง 1 และผลรวมของเศษสว่ นโมลของแกส๊ ทุกชนิดที่เปน็ องค์ประกอบ 80

มคี ่าเทา่ กับ 1

7.3 ทฤษฎีจลนแ์ ละการแพรข่ องแก๊ส

7.3.1 ทฤษฎีจลน์ของแกส๊

81

7.3 ทฤษฎีจลนแ์ ละการแพรข่ องแก๊ส

7.3.1 ทฤษฎีจลน์ของแกส๊

82

7.3 ทฤษฎีจลนแ์ ละการแพรข่ องแก๊ส

7.3.1 ทฤษฎีจลน์ของแกส๊

83

7.3 ทฤษฎีจลนแ์ ละการแพรข่ องแก๊ส

7.3.1 ทฤษฎีจลน์ของแกส๊

84

7.3 ทฤษฎจี ลนแ์ ละการแพรข่ องแก๊ส

7.3.2 การแพรข่ องแก๊ส

การส่งกลิ่นหอมของดอกไม้ หรือนา้ หอมเกดิ จากสารมีกลิน่ ท่ีอยู่ใน
สถานะแกส๊ เคล่อื นทหี่ รือแพร่ออกมา ซึง่ การแพรข่ องแก๊สจากบริเวณ
หนงึ่ ไปยงั อกี บริเวณหนึง่ เกดิ ข้นึ ไดเ้ นือ่ งจากโมเลกุลของแกส๊ มีพลงั งาน
จลนแ์ ละเคลอ่ื นที่ได้อยา่ งอสิ ระทกุ ทศิ ทางตามทฤษฎีจลน์ของแก๊ส

85

7.3 ทฤษฎีจลนแ์ ละการแพรข่ องแก๊ส

7.3.2 การแพร่ของแก๊ส
กจิ กรรม 7.5 การทดลองการแพร่ของแก๊สแอมโมเนียและแก๊สไฮโดรเจนคลอไรด์

ผลการทดลอง

86

7.3 ทฤษฎีจลนแ์ ละการแพร่ของแก๊ส

7.3.2 การแพร่ของแก๊ส
กิจกรรม 7.5 การทดลองการแพร่ของแก๊สแอมโมเนยี และแก๊สไฮโดรเจนคลอไรด์
อภิปรายผลการทดลอง

87

7.3 ทฤษฎีจลนแ์ ละการแพรข่ องแกส๊ 88

7.3.2 การแพรข่ องแกส๊
กิจกรรม 7.5 การทดลองการแพรข่ องแกส๊ แอมโมเนยี และแกส๊ ไฮโดรเจนคลอไรด์
สรปุ ผลการทดลอง

คาถามทา้ ยการทดลอง
1. เขยี นสมการเคมอี ธบิ ายการเปลีย่ นแปลงท่เี กดิ ข้นึ ในหลอดแก้ว
2. แก๊สใดแพร่ไดเ้ รว็ กวา่ และมคี วามสมั พันธก์ ับมวลตอ่ โมลของแก๊สอย่างไร

7.3 ทฤษฎจี ลนแ์ ละการแพร่ของแกส๊

7.3.2 การแพร่ของแก๊ส

ที่อุณหภูมิและความดันเดียวกัน จานวนโมเลกุลของแก๊สท่ีแพรผ่ ่านตอ่ หนง่ึ หนว่ ยเวลา หรืออัตราการแพรผ่ ่าน
ของแก๊ส (r) แปรผกผันกับรากทีส่ องของมวลตอ่ โมล (M) เรียกวา่ กฎการแพร่ผา่ นของเกรแฮม

ถา้ ต้องการเปรยี บเทยี บอตั ราการแพรผ่ า่ นของแกส๊ 2 ชนดิ ทอี่ ุณหภมู ิและความดนั เดียวกนั จะไดส้ มการดังน้ี

89

7.3 ทฤษฎีจลนแ์ ละการแพร่ของแก๊ส

7.3.2 การแพร่ของแก๊ส

90

7.3 ทฤษฎีจลนแ์ ละการแพร่ของแก๊ส

7.3.2 การแพร่ของแก๊ส

91

7.3 ทฤษฎีจลนแ์ ละการแพร่ของแก๊ส

7.3.2 การแพร่ของแก๊ส

92

7.3 ทฤษฎีจลนแ์ ละการแพร่ของแก๊ส

7.3.2 การแพร่ของแก๊ส

93

7.3 ทฤษฎีจลนแ์ ละการแพร่ของแก๊ส

7.3.2 การแพร่ของแก๊ส

94

7.4 การประยุกต์ใช้ความรเู้ กี่ยวกับแก๊สและสมบัติของแก๊ส

รูขนาดเลก็ บนถ้วยกาแฟ

95

7.4 การประยกุ ตใ์ ช้ความรเู้ ก่ียวกับแกส๊ และสมบตั ขิ องแก๊ส

ป๊อบคอร์นจากเมล็ดข้าวโพด

96

7.4 การประยกุ ต์ใช้ความรู้เกี่ยวกับแก๊สและสมบัติของแก๊ส

การแยกไอโซโทปยเู รเนียม

97