ปริมาณสัมพันธ์
มวลอะตอมของธาตุและมวลของธาตุ
1 อะตอม
เนื่องจากอะตอมมีขนาดเล็กมากและมีมวลน้อยมากจนไม่สามารถชั่งได้
ดังนั้นเมื่อต้องการทราบมวลอะตอมของธาตุใดจึงใช้วิธีการเปรียบเทียบ โดยพิจารณาว่าอะตอมของธาตุหนึ่งมีมวลน้อยกว่าหรือมากกว่าอะตอมของอีกธาตุหนึ่งซึ่งเป็นตัวมาตรฐานกี่เท่า มวลของอะตอมที่ได้จากการเปรียบเทียบนี้เรียกว่า มวลอะตอมของธาตุ ดอลตันเสนอให้ใช้ไฮโดรเจนเป็นมาตรฐาน
เพราะไฮโรเจนเป็นธาตุที่เบาที่สุดคือ 1 อะตอมมีมวลประมาณเท่ากับ 1.66 x 10-24 g และกำหนดให้ไฮโดรเจน 1 อะตอมซึ่งมีมวลประมาณ 1.66 x 10-24 g มีมวลเป็น 1 หน่วย หรือ 1 amu
การคำนวณหามวลอะตอมจากปฏิกิริยาเคมีของธาตุ
ถ้าธาตุตั้งแต่ 2
ชนิดขึ้นไปทำปฏิกิริยากันแล้วได้สารประกอบเพียงชนิดเดียว ถ้าทราบมวลของธาตุที่ทำปฏิกิริยาพอดีกัน
และทราบมวลอะตอมของธาตุหนึ่งสามารถคำนวณมวลอะตอมของธาตุอื่นๆได้
กำหนดให้ aA
+ bB + cC ------------ > AaBbCc
ถ้า WA , WB และ WC คือมวลของ A , B และ C ที่ทำปฏิกิริยากันพอดี
MA ,
MB และ MC คือมวลอะตอมของ A , B และ C ตามลำดับ
a , b และ c คือตัวเลขที่แสดงจำนวนอะตอมของ A
, B และ C ที่ทำปฏิกิริยากันเป็นสารประกอบเช่นเมื่อทราบมวลอะตอมของธาตุ B สามารถคำนวณหามวลอะตอมของธาตุอื่นๆได้ดังนี้
ก.
ถ้าทราบมวลอะตอมของธาตุ B คำนวณหามวลอะตอมของธาตุ C โดยใช้สูตรดังนี้
MC x c
WC = ----------------------------
WB MB b
ข.
ถ้าทราบมวลอะตอมของธาตุ B คำนวณหามวลอะตอมของธาตุ A โดยใช้สูตรดังนี้
MA x a
WA = ---------------------------
WB MB b
ข้อควรจำ มวลโมเลกุลเป็นตัวเลขที่ไม่มีหน่วย ส่วนมวลของสาร 1 โมเลกุล มีหน่วยและมีความสัมพันธ์กันดังนี้
มวลของสาร 1 โมเลกุล =
มวลโมเลกุล X 1.66 X 10-24 กรัม
โมลไอออนหรือมวลสูตรของไอออน
ถ้าอนุภาคไอออนคือไอออน จะเรียกว่า โมลไอออน เช่น
แคลเซียมไออน ( Ca2+) 1 ไอออน
มีจำนวนไอออนเท่ากับ 6.02 X 1023 ไอออน( ไอออน หมายถึง อะตอม หรือกลุ่มอะตอมที่มีประจุไฟฟ้าเป็นบวก
หรือ ลบ ถ้ามีประจุบวก เรียก ไอออนบวก เช่น Ca2+ NH+4 ถ้ามีประจุลบ
เรียก ไอออนลบ เช่น SO2-4 ,
O2- เป็นต้น )
โมล
โมล คือ หน่วยของปริมาณสารหน่วยหนึ่งที่มีความหมายเช่นเดียวกับกรัมโมเลกุล
กรัมอะตอมหรือกรัม
ไอออน
มีวิธีหาได้ 4 แบบ ดังต่อไปนี้
จำนวนอนุภาคต่อโมลของสาร
สสารทุกชนิด 1 โมลมีจำนวน 6.023
x 1023 อนุภาค (6.023
x 1023 คือเลขอาโวกาโดร)
อนุภาค คือ อะตอมโมเลกุล ไอออน อิเล็กตรอน เป็นต้น
- ธาตุ เช่น Na 1 โมล มีจำนวน 6.023
x 1023 โมเลกุล หรือ 6.023 x 1023 อะตอม
Na+ 1 โมล มีจำนวน 6.023
x 1023 ไอออน
Cl2 1 โมล มีจำนวน 6.023 x 1023 โมเลกุล หรือ 2
x 6.023 x 1023 อะตอม ( 1 โมเลกุลมี 2 อะตอม),
Cl- 1 โมล มีจำนวน 6.023 x 1023 ไอออน
- สารประกอบ เช่น SO3 1 โมล มีจำนวน 6.023
x 1023 โมเลกุล หรือ 4 x 6.023 x 1023 อะตอม
(SO3 1 โมเลกุลประกอบด้วย H
2 อะตอม S 1 อะตอม และ O 4 อะตอม รวมเป็น 7 อะตอม)
จำนวนโมลกับมวลของสาร
มวลโมเลกุลหรือมวลอะตอม = มวล(กรัม)
ดังนั้น
มวลหรือน้ำหนักของสาร 1 โมล คือมวลโมเลกุลหรือมวลอะตอม ตัวอย่างเช่น O2 1 โมล หนัก 32 กรัม
จงหามวลโมเลกุลของก๊าซออกซิเจน เมื่อกำหนดให้มวลอะตอมของ O
= 16
ดังนั้น
มวลโมเลกุลของก๊าซออกซิเจน = 32
จะเห็นว่ามวลโมเลกุลของก๊าซออกซิเจนมีค่าเท่ากับน้ำหนักของก๊าซออกซิเจน
ปริมาตรต่อโมลของก๊าซ
ก๊าซทุกชนิด 1 โมล มี 22.4 ลูกบาศก์เซนติเมตรที่ STP คือที่อุณหภูมิและความดันมาตรฐาน (ที่ 0 องศาเซลเซียส
1 บรรยากาศ หรือ 273 เคลวิน 760 มิลลิเมตรของปรอท)
ความเข้มข้นของสารละลาย
ความเข้มข้นของสารละลายเป็นการบอกถึงอัตราส่วนปริมาณตัวถูกละลายกับปริมาณตัวทำละลายในสารละลายหนึ่ง
ๆ อัตราส่วนดังกล่าวจะมีได้ 2 ลักษณะ คือ
- ปริมาณของตัวถูกละลายในสารละลายทั้งหมด
- ปริมาณของตัวถูกละลายในตัวทำละลายทั้งหมด
ในปัจจุบันหน่วยที่นิยมใช้สำหรับระบุความเข้มข้นของสารละลายมีหลายระบบด้วยกัน
ได้แก่ ร้อยละ เศษส่วนโมล โมลาริตี โมแลลิตี ฯลฯ
ได้แก่ ร้อยละ เศษส่วนโมล โมลาริตี โมแลลิตี ฯลฯ
2.โมลาริตี (molarities) เป็นการระบุจำนวนโมลของตัวถูกละลายในสารละลายที่มีปริมาตร
1,000 cm3 (1 dm3) หน่วยความเข้มข้นของระบบนี้จึงเป็นmol dm-3 หรือโมลาร์(molar,M)
เช่น สารละลาย0.10 M HCl หมายความว่า ในสารละลายมีปริมาตร1,000 cm3 มีHClละลาย
อยู่ 0.10 mol
1,000 cm3 (1 dm3) หน่วยความเข้มข้นของระบบนี้จึงเป็นmol dm-3 หรือโมลาร์(molar,M)
เช่น สารละลาย0.10 M HCl หมายความว่า ในสารละลายมีปริมาตร1,000 cm3 มีHClละลาย
อยู่ 0.10 mol
3.โมแลลิตี (molality) เป็นการระบุความเข้มข้นเป็นจำนวนโมลของตัวถูกละลายใน
ตัวทำละลายที่มีมวล1 kgหรือ1,000กรัม มีหน่วยความเข้มข้นเป็นโมแลล(molal, m)
เช่น0.50 mกลูโคส หมายความว่าสารละลายมีกลูโคส0.50 molละลายในน้ำ1,000กรัม
ตัวทำละลายที่มีมวล1 kgหรือ1,000กรัม มีหน่วยความเข้มข้นเป็นโมแลล(molal, m)
เช่น0.50 mกลูโคส หมายความว่าสารละลายมีกลูโคส0.50 molละลายในน้ำ1,000กรัม