โมล
เป็นหน่วยบอกจำนวนอนุภาคของสาร ซึ่งหมายถึงปริมาณของสารที่มีจำนวนอนุภาคเท่ากับจำนวนอะตอมของคาร์บอน-12 ที่มีมวล 12 กรัม เราทราบแล้วว่าคาร์บอน-12 จำนวน 1 อะตอม มีมวล 12.00 * 1.66 * 10-24 กรัมดังนั้น เราสามารถคำนวณหาจำนวนอะตอมของคาร์บอน-12 ที่มีมวล 12 กรัมได้ โดยสมมุติให้คาร์บอน 12 กรัมมีจำนวนอนุภาคเท่ากับ a อะตอม เมื่อเขียนในรูปอัตราส่วนที่เท่ากับอัตราส่วนแรกจะเป็นดังนี้
แสดงว่าคาร์บอน-12 ที่มีมวล 12 กรัม ประกอบด้วยอะตอมของคาร์บอน 6.024096 * 1023 อะตอม จำนวน 6.02 * 1023 นี้เรียกว่า เลขอาโวกาโดร และกำหนดให้สารที่มีจำนวนอนุภาคเท่ากับเลขอาโวกาโดร คิดเป็นปริมาณ 1 โมล ดังนั้น
สาร 1 โมลมี 6.02 * 1023 อนุภาค
สาร 2 โมลมี 2 * 6.02 * 1023 อนุภาค
สาร 0.5 โมลมี 0.5 * 6.02 * 1023 อนุภาค
การบอกปริมาณของสารเป็นโมล จะทำให้ทราบจำนวนอนุภาคของสารนั้นได้ ปริมาณของสารในหน่วยโมลมีความสัมพันธ์กับปริมาณอื่นๆดังนี้
1. จำนวนโมลของสาร
ธาตุใดๆ ที่มีปริมาณ 6.02 * 1023 อะตอมหรือ 1 โมล จะมีมวลเป็นกรัมเท่ากับมวลอะตอมของธาตุนั้นๆ เช่น แมกนีเซียมมีมวลอะตอมเท่ากับ 24.3 ดังนั้นแมกนีเซียม 1 โมลหรือ 6.02 * 1023 อะตอมจะมีมวล 24.3
สารใดๆ 1 โมลหรือ 6.02 * 1023 โมเลกุลจะมีมวลเป็นกรัมเท่ากับมวลโมเลกุลของสารนั้น เช่น คลอรีนมีมวลโมเลกุลเท่ากับ 71 ดั้งนั้นคลอรีน 1 โมลหรือ 6.02 * 1023 โมเลกุลจะมีมวล 32 กรัม
2. ปริมาตรต่อโมลของก๊าซ
ปริมาตรของก๊าซเปลี่ยนแปลงตามอุณหภูมิและความดัน การบอกปริมาตรของก๊าซจึงต้องระบุอุณหภูมิและความดันไว้ด้วย นักวิทยาศาสตร์กำหนดให้อุณหภูมิ 0 องศาเซลเซียส และความดัน 1
บรรยากาศเป็นภาวะมาตรฐาน (Standard Temperature and Pressure) และเรียกย่อว่า STP เช่นก๊าซออกซิเจน 32 กรัม (ปริมาณ 1 โมล) มีปริมาตรเท่ากับ 22.4 ลูกบาศก์เดซิเมตรที่ STP หรือกล่าวอีกนัยหนึ่งว่าปริมาตรต่อโมลของก๊าซออกซิเจนมีค่า 22.4 ลูกบาศก์เดซิเมตรที่ STP
ที่มา : https://web.ku.ac.th/schoolnet/snet5/topic7/mole.html
วันจันทร์ที่ 6 มีนาคม พ.ศ. 2560
วันจันทร์ที่ 16 กุมภาพันธ์ พ.ศ. 2558
การเตรียมสารละลาย
การเตรียมสารละลาย
การเตรียมสารละลาย หมายถึง
การเตรียมสารละลายโดยนำตัวถูกละลายมาเติมตัวทำละลายให้ได้ปริมาตรและความเข้มข้นตามต้องการ
และในการเตรียมต้องทราบ ความเข้มข้นและปริมาตรของสารละลาย
การเตรียมสารละลายจากสารละลายบริสุทธิ์
วิธีการเตรียมสาร
1.
ช่างสารตัวอย่างตามปริมาณที่กำหนดไว้
2. ละลายสารในบีกเกอร์
3. เทสารลงในขวดวัดปริมาตร
4. ล้างบีกเกอร์ด้วยน้ำกลั้นแล้วเทใขวดวัดปริมาตร
5. เขย่าขวดวัดปริมาตรเพื่อให้สารละลายผสมกัน
6. ตั้งขวกปริมาตรเพื่อให้อุณหภูมิของสารละลยลดลง
7. เติมน้ำกลั่นที่ละน้อยจนถึงขีดบอกปริมาตร
8. ส่วนโค้งต่ำสุดของสารละลายอยู่ตรงขีดบอกปรมาตร
9. กลับขวดขึ้นลงให้สารละลายผสมกัน
10. ถ่ายสารละลายที่เตรียมเก็บไว้ในภาชะเก็บสารปิดจุกปิดฉลาดโดยระบุชื่อสาร
สูตรเคมี ความเข้มข้น เละวันที่เตรียมสารแล้วล้างขวดวัดปริมาตรและจุกคว่ำให้แห้ง
ปิดจุกขวดนำไปเก็บในตู้เก็บอุปกรณ์
หลักการ
1. คำนวณหาปริมาณ ( จำนวนโมล ) ของตัวละลายในสารละลายที่ต้องการเตรียม
MV 1,000
2. คำนวณหาปริมาตรของสารละลายที่เข้มข้น
ที่มีจำนวนโมลเท่ากับจำนวนโมลที่คำนวณได้จากข้อ 1 โดยใช้สูตร M1V1 = M2V2
3. ทำสารละลายให้เจือจาง โดยใช้ปิเปตต์ดูดสารละลายเข้มข้นมีปริมาตรเท่ากับปริมาตรที่คำนวณได้
จากข้อ 2
4. เก็บสารละลาย ปิดฉลากให้ชัดเจน
ตัวอย่างที่ 1 จงเตรียมสารละลาย NaOH เข้มข้น 0.2
mol / dm3 จำนวน 40 cm3
วิธีทำ
สารละลาย NaOH 0.2 mol / dm3 หมายถึง
ในสารละลาย 1 dm3 หรือ 1000 Cm3 มีเนื้อNaOH
ละลายอยู่ 0.2 mol หรือ = 0.2 X 40 = 8
ตัวอย่างที่ 2 จงเตรียมสารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์เข้มข้น 6 mol/dm3 จำ นวน
60 cm3
วิธีทำ
สารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์เข้มข้น 6 mol/dm3 หมายความว่า
ในสารละลาย 1,000 cm3 มีเนื้อสาร
NaOH อยู่ = 6 mol
ถ้า สารละลาย 60 cm3 มีเนื้อสาร NaOH อยู่ = 6 × 60 mol = 0.36 mol
1,000
หรือ = 0.36 × 40 กรัม
=14.4 กรัม
(ตัวเลข 40 มาจากนํ้าหนักโมเลกุลของ
NaOH คือ Na = 23, O = 16, H = 1 รวม
40)
นั่นคือ ชั่ง NaOH มา 14.4 กรัม ละลายในนํ้ากลั่นให้ได้ปริมาตร 60 cm3 จะได้สารละลาย
ตัวอย่างที่ 3 จงเตรียมสารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์เข้มข้น 5% โดยนํ้าหนัก จำ นวน 80 cm3
วิธีทำ
สารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์เข้มข้น 5% โดยนํ้าหนัก
หมายความว่า
สารละลาย 100 cm3 มีเนื้อสาร NaOH อยู่ = 5 กรัม
ถ้า สารละลาย 80 cm3 จะมีเนื้อสารอยู่
= 5 × 80 = 4 กรัม
100
นั่นคือ ชั่ง NaOH มา 4 กรัม
(ชั่งในบีกเกอร์หรือกระจกนาฬิกา อย่าชั่งบนกระดาษเพราะเป็นสารที่ดูดความชื้น จะทำ ให้กระดาษเปียก) ละลายในนํ้ากลั่นให้ได้ปริมาตร
80 cm3 จะได้สารละลายตามต้องการ
การเตรียมสารละลายจากสารละลายเข้มข้น
หลักการ
1. คำนาณหาปริมาตรของสารละลายเดิมที่ใช้
2. ทำสารละลายให้เจือจาง
3. เก็บการสารละลาย
การทำสารละลายเข้มข้นให้เจือจางลงจำนวนโมลตัวละลายก่อนและหลังการทำให้เจือจางจะมีค่าเท่าเดิม
ดังนั้น C1V1 = C2V2
C1 - ความเข้มข้นสารละลายก่อนเจือจาง (mol/dm3)
C2 - ความเข้มข้นสารละลายหลังเจือจาง (mol/dm3)
V1 - ปริมาตรสารละลายก่อนเจือจาง (dm3)
V2 - ปริมาตรสารละลายหลังเจือจาง (dm3)
ตัวอย่างที่ 4
คำนวณหาปริมาตรสารละลายเดิมที่จะนำเตรียมสารละลายใหม่ต้องการเตรียมสารละลาย KI เข้มข้น 0.1 mol/dm3 จำนวน 100 cm3 จากสารละลาย
KI เข้มข้น 2.0 mol/dm3
วิธีทำ
C1 = 2.0 mol/dm3
C2 = 0.1 mol/dm3
V1 =
? V2 = 100 cm3
C1V1 = C2V2
(2.0 mol/dm3)
V1 = (0.1 mol/dm3) (100 cm3)
V1 = (0.1 mol/dm3)
(100 cm3)
(2.0 mol/dm3)
V1 = 5 cm3
ตัวอย่างที่ 5 จากสารละลายกรดไฮโดรคลอริกเข้มข้น 14.4 mol/dm3 จงเตรียมสารละลายกรดไฮโดรคลอริกเข้มข้น 6.0 mol/dm3 จำ นวน 60 cm3
วิธีทำ จากสูตร C1V1 = C2V2
เมื่อ C1 = ความเข้มข้นของสารละลายที่มีอยู่
(14.4 mol/dm3)
V1 = ปริมาตรของสารละลายที่มีอยู่ซึ่งต้องตวงมา (cm3)
C2 = ความเข้มข้นของสารละลายที่ต้องการ
(6.0 mol/dm3)
V2 = ปริมาตรของสารละลายที่ต้องการ (60 cm3)
แทนค่าในสูตร 14.4 × V1 = 6.0 × 60
∴ V1 = 6.0 × 60 = 25 cm3
14.4
นั่นคือให้ตวงสารละลายกรดไฮโดรคลอริกเข้มข้น 14.4 mol/dm3 25 cm3
แล้วเทลงในบีกเกอร์ที่มีนํ้ากลั่น 35 cm3 จะได้สารละลายตามต้องการ
ตัวอย่างที่ 6 มีสารละลายกรดแอซีติกเข้มข้น 99% โดยนํ้าหนัก จงเตรียมสารละลายกรดแอซีติก
เเข้มข้น 5% โดยนํ้าหนัก จำ นวน 66 cm3
วิธีทำ จากสูตร C1V1
= C2V2
เมื่อ C1 = ความเข้มข้นของสารละลายที่มีอยู่
(99% โดยนํ้าหนัก)
V1 = ปริมาตรของสารละลายที่มีอยู่ซึ่งต้องตวงมา (cm3)
C2 = ความเข้มข้นของสารละลายที่ต้องการ
(5% โดยนํ้าหนัก)
V2 = ปริมาตรของสารละลายที่ต้องการ
(66 cm3)
แทนค่าในสูตร 99
× V1 = 5 × 80
∴ V1 = 5 × 66 = 3.33 cm3
99
นั่นคือให้ตวงสารละลายกรดมา 3.33 cm3 แล้วเทลงในบีกเกอร์ที่มีนํ้ากลั่น
62.77 cm3 ใช้แท่งแก้วคนสารให้เข้ากัน จะได้สารละลายกรดเข้มข้น 5% โดยนํ้าหนัก
ตามต้องการ
วันอาทิตย์ที่ 15 กุมภาพันธ์ พ.ศ. 2558
การเจือจางของสาร
การเจือจางของสาร
การเจือจางของสารจำนวนโมลตัวถูกละลายที่มีในสารละลายที่เข้มข้นและสารละลายที่เจือจางจะต้องเท่ากัน
การเตรียมสารละลาย
การเตรียมสารละลายโดยทั่วไปมี 3 ลักษณะคือ การนำของแข็งบริสุทธิ์มาละลายในตัวทำละลาย การนำสารละลาย
ที่มีอยู่แล้วมาทำให้เจือจางหรือเข้มข้นขึ้น และการนำสารละลายที่มีความเข้มข้นต่างกันมาผสมกัน ซึ่งวิธีการนี้จะทำให้สารละลายที่ได้มีความเข้มข้นเปลี่ยนไป แต่ในที่นี้จะกล่าวถึงวิธีการเตรียมสารละลายจากของแข็งบริสุทธิ์ และ
สารละลายที่มีอยู่แล้วทำให้เจือจางลง
การเตรียมสารละลายจากสารบริสุทธิ์
การคำนวณเกี่ยวกับความเข้มข้นของสารละลาย ในการเตรียมสารละลายให้มีความเข้มข้นต่างๆ กันนั้น
ขั้นที่ 1 จะต้องคำนวณหาปริมาณตัวละลายที่จะใช้เตรียมสารละลายก่อน
โดยทั่วไปแล้วหน่วยความเข้มข้นของสารละลายที่นิยมใช้ คือ หน่วยโมลต่อลูกบาศก์เดซิเมตร
หรือ โมลต่อลิตร (โมลาร์) ดังนั้นจึงต้องอาศัยความรู้ในเรื่องโมลเข้ามาเกี่ยวข้อง สำหรับการคำนวณ
นั้นสามารถคำนวณได้ 3 วิธี คือ การคำนวณโดยใช้วิธีเทียบบัญญัติไตรยางศ์ การคำนวณโดย
เทียบหน่วย และการคำนวณโดยใช้สูตรต่อไปนี้
ความเข้มข้นในหน่วยโมลาร์ = จำนวนโมลของตัวละลาย X 1000 cm3
ปริมาตรของสารละลาย (1 cm3) 1 dm3
เขียนเป็นสัญลักษณ์ได้ดังนี้ C = n X 1000
V
หรือ n = CV
1000
NOTE n คือ จำนวนโมลของตัวละลาย
C คือ ความเข้มข้น หน่วย mol/dm3
V คือ ปริมาตรของสารละลาย หน่วย cm3
ในการคำนวณการเตรียมสารละลายนิยมใช้สูตร คือ
n = g = N = CV
M 6.02X1023 1000
g = มวลของสารบริสุทธิ์ (ตัวละลาย) หน่วย กรัม
M = มวลโมเลกุลของตัวละลาย หน่วย กรัม/โมล
N = จำนวนโมเลกุลตัวละลาย หน่วย โมเลกุล
ตัวอย่างที่ 1 ถ้าต้องการเตรียมสารละลาย NaCl ให้มีความเข้มข้น 0.1 mol/dm3 ปริมาตร 250 cm3
คำนวณได้ดังนี้
วิธีแฟคเตอร์เปลี่ยนหน่วย
g NaCl = 250
1000
= 1.4625 g
จะต้องชั่ง NaCl จำนวน 1.46 กรัม
วิธีเทียบสัดส่วน
สิ่งที่ต้องทราบ มวลของ NaCl
สิ่งที่กำหนดให้ สารละลาย NaCl เข้มข้น 0.1 mol/dm3 จำนวน 250 cm3
NaCl มีมวลโมเลกุล = 23 + 35.5 = 58.5
สารละลาย NaCl 1000 cm3 = สารละลาย NaCl 250 cm3
มี NaCl 0.1 mol มี NaCl (mol)
NaCl (mol) = NaCl 0.1 mol X สารละลาย NaCl250 cm3
สารละลาย 1000 cm3
= 0.025 mol
= 0.025 X 58.5 = 1.4625 g.
จะต้องชั่ง NaCl จำนวน 1.4625 กรัม ละลายน้ำให้มีปริมาตรเป็น 250 cm3
2. เตรียมตัวละลาย และทำให้เป็นสารละลาย
ชั่งโซเดียมคลอไรด์ให้ได้ 1.4625 กรัม และนำไปใส่ลงในขวดวัดปริมาตรขนาด 250 cm3 โดยใช้กรวยแก้ว หลังจากนั้นเทน้ำกลั่นจำนวนเล็กน้อยลงในขวดวัดปริมาตร และเขย่าขวดเพื่อให้โซเดียมคลอไรด์ละลายจนเป็น
เนื้อเดียวกัน แล้วจึงค่อยเติมน้ำลงไปจนส่วนโค้งต่ำสุดของสารละลายอยู่ตรงขีดบอกปริมาตรที่บริเวณคอขวด
ปิดจุกขวดวัดปริมาตรแล้วกลับขวดขึ้นลงจนสารผสมเป็นเนื้อเดียวกัน ก็จะได้สารละลายที่มีความเข้มข้นและปริมาตรตามต้องการ
3. เก็บสารละลายและทำฉลากระบุรายละเอียดของสารละลาย
หลังจากเตรียมสารละลาย ควรถ่ายสารละลายใส่ภาชนะเก็บสารละลายที่เหมาะสม ปิดฝาภาชนะให้เรียบร้อย
เพื่อป้องกันตัวทำละลายระเหย ทำฉลากโดยระบุ ชื่อสาร สูตรเคมี ความเข้มข้น และวันที่เตรียมสารละลาย
2. การเตรียมสารละลายจากสารละลายเข้มข้น
วิธีนี้เป็นการเตรียมสารละลายจากสารละลายเดิมที่มีอยู่แล้ว ให้เจือจาง (ความเข้มข้นลดลง)ในการที่ความเข้มข้นของสารละลายที่เตรียมขึ้นใหม่จะมีความ ถูกต้องเพียงใด ขึ้นอยู่กับการวัดปริมาตรสาร ดังนั้นอุปกรณ์ที่ใช้วัดปริมาตรต้องมีความเที่ยงตรงสูง เช่น ปิเปตต์ ขวดวัดปริมาตรซึ่งมีความเที่ยงตรงสูงกว่ากระบอกตวงหรือบีกเกอร์
เช่น การเตรียมสารละลายโซเดียมคาร์บอเนต ความเข้มข้น 0.1 mol/dm3 ปริมาตร 250cm3 จากสารละลายโซเดียมคาร์บอเนตเข้มข้น 1โมลาร์ มีวิธีการดังต่อไปนี้
1.คำนวณหาปริมาตรของสารละลายเดิมที่ต้องใช้
วิธีใช้สูตร
สารละลายที่ทำให้เจือจางลงด้วยการเติมน้ำ
สารละลายที่มีการเติมน้ำเพื่อทำให้เจือจางลง โดยที่ปริมาณตัวละลายคงที่ เปลี่ยนเฉพาะปริมาตรของสารละลาย
เพิ่มขึ้นเท่านั้น ซึ่งเป็นผลทำให้ความเข้มข้นของสารละลายลดลงและความเข้มข้นของสารละลายลดลง มากหรือน้อยขึ้นอยู่กับปริมาณน้ำที่เติมลงไป
หลักการคำนวณ
โมลของตัวละลายก่อนเติมน้ำ = โมลของตัวละลายหลังเติมน้ำ
C1V1 = C2V2
1000 1000
จะได้ C1V1 = C2V2
C1 , C2 เป็นความเข้มข้นของสารละลายก่อนเติมน้ำและหลังเติมน้ำตามลำดับมีหน่วย mol/dm3
V1, V2 เป็นปริมาตรของสารละลายก่อนเติมน้ำและหลังเติมน้ำตามลำดับมีหน่วย cm3
C1V1 = C2V2
1 X V1 = 0.1X250
V1 = 25 cm3
วิธีเทียบบัญญัติไตรยางค์
สารละลาย 1000 cm3 มีโซเดียมคาร์บอเนต = 0.1 โมล
สารละลาย 250 cm3 มีโซเดียมคาร์บอเนต = 0.1 X 250
1000
= 0.025 โมล
แสดงว่า สารละลายโซเดียมคาร์บอเนตใหม่ที่ต้องการเตรียมนั้น ต้องใช้โซเดียมคาร์บอเนต 0.025 โมล
สารละลายโซเดียมคาร์บอเนตเดิมเข้มข้น 1 mol/dm3
ดังนั้น มีโซเดียมคาร์บอเนต 1 โมล ในสารละลาย 1,000 cm3
ต้องการเตรียมโซเดียมคาร์บอเนต 0.025 โมล ต้องใช้สารละลาย 1,000 X 0.025
1
= 25 cm3
ดังนั้น ต้องใช้สารละลายโซเดียมคาร์บอเนต 1 mol/dm3 25 cm3
วิธีแฟคเตอร์เปลี่ยนหน่วย
วิธีที่ 1
ขั้นที่ 1 คำนวณหาปริมาณตัวละลาย
mol Na2CO3 = 250 cm3 สารละลาย X 0.1 mol Na2CO3
1000 cm3 สารละลาย
= 0.025 mol
สารละลายที่ต้องการเตรียมมี Na2CO3 0.025 โมล
ขั้นที่ 2 คำนวณหาปริมาตรของสารละลายเดิมที่ต้องนำมาเตรียมสารละลายใหม่
โดยใช้ปริมาณตัวละลายที่คำนวณได้จากขั้นที่ 1
cm3 สารละลาย = 0.025 mol Na2CO3 X 1000 cm3 สารละลาย
1 mol Na2CO3
= 25 cm3
วิธีที่ 2
ทำเป็นขั้นตอนเดียวโดยคูณปริมาณที่กำหนดให้ด้วยแฟคเตอร์เปลี่ยนหน่วยที่สัมพันธ์ต่อเนื่องกัน จะได้ว่า
cm3 สารละลาย = 250 cm3 สารละลาย X 0.1
1000
= 25 cm3
2.ทำสารละลายให้เจือจาง
ปิเปตต์สารโซเดียมคาร์บอเนตเข้มข้น 1 mol/dm3 มา 25 cm3ใส่ลงในขวดวัดปริมาตรขนาด 250 cm3
หลังจากนั้นเติมน้ำกลั่นจนส่วนโค้งต่ำสุดของสารละลายอยู่ตรงกับขีดบอก ปริมาตรที่บริเวณคอขวด ปิดจุกขวดวัดปริมาตรแล้วกลับขวดขึ้นลงเพื่อให้สารผสมเป็นเนื้อเดียวกัน จะได้สารละลายโซเดียมคาร์บอเนตเข้มข้น 0.1 mol/dm3 ปริมาตร 250 cm3 ตามต้องการ
3.เก็บสารละลายและทำฉลากระบุรายละเอียดของสารละลาย
หลังจากเตรียมสารละลาย ควรถ่ายสารละลายใส่ภาชนะเก็บสารละลายที่เหมาะสม ปิดฝาภาชนะให้เรียบร้อยเพื่อป้องกันตัวทำละลายระเหย ทำฉลากโดยระบุ ชื่อสาร สูตรเคมี ความเข้มข้น และวันที่เตรียมสารละลาย
สมัครสมาชิก:
บทความ (Atom)