Download pdf - F2 c trkrab6a7fjx9olvgbdkwxdrnxtguivid2apietcu8sasdbhauogp67q2fe9z

ส่วนที่ 1 (O NET) .........โดย อ.กรกฤช ศรีวิชัย .....................................หน้า 2-53

ส่วนที่ 2 (PAT 2) ..........โดย ผศ.ดร.โรจน์ฤทธิ์ โรจนธเนศ....................หน้า 54-96

ส่วนที่ 3 (PAT 2) ..........โดย อ.กฤตน์ ชื่นเป็นนิจ..................................หน้า 97-151 ส่วนที่ 4 ชุดเก็งข้อสอบ ..........................................................................หน้า 152-176

วิทยาศาสตร เคมี (2) ________________________________ โครงการแบรนดซัมเมอรแคมป ปท่ี 25

สารชีวโมเลกุล สารชีวโมเลกุล คือ สารท่ีมีธาตุคารบอนและไฮโดรเจนเปนองคประกอบหลัก มีโมเลกุลขนาดใหญและ พบในสิ่งมีชีวิตเทานั้น ไดแก 1. ไขมันและน้ํามัน (C H O) 2. คารโบไฮเดรต (C H O) 3. โปรตีน (C H O N) 4. กรดนิวคลีอิก (C H O N P) ในสิ่งมีชีวิตทุกชนิดจะมีหนวยเล็กท่ีสุด เรียกวา เซลล ซ่ึงประกอบดวย • นิวเคลียสและเยื่อหุมเซลล ประกอบดวย โปรตีนและไขมัน • ไซโทพลาซึม เปนของเหลวที่อยูภายในเซลล ประกอบดวย โปรตีน ไขมัน และคารโบไฮเดรต ในรางกายคน รอยละ 50 ของน้ําหนักแหง คือ โปรตีน ในพืช มีผนังเซลล ประกอบดวย เซลลูโลส ซ่ึงเปนสารประเภทคารโบไฮเดรต 1. ไขมันและน้ํามัน มีหนาท่ีดังนี้ • ปองกันการสูญเสียน้ํา ทําใหผิวหนังชุมช้ืน • ปองกันการสูญเสียความรอน ชวยใหรางกายอบอุน • ปองกันการกระแทกตออวัยวะภายใน • ชวยทําใหผมและเล็บมีสุขภาพดี • ชวยละลายวิตามิน A, D, E และ K

โครงการแบรนดซัมเมอรแคมป ปท่ี 25 ________________________________ วิทยาศาสตร เคมี (3)

• รางกายไดรับสารอาหารไมเพียงพอ โดยไขมัน 1 กรัม จะใหพลังงาน 9 กิโลแคลอรี ไขมันเปนสารประกอบที่เรียกวา ไตรกลีเซอไรด (Triglycerides) ซ่ึงเกิดจากการรวมตัวทางเคมีของกรดไขมัน (Fatty Acids) 3 โมเลกุล กับกลีเซอรอล (Glycerol) 1 โมเลกุล

+CH OH

กลีเซอรอล

O

กรดไขมัน

2CH

CH

2CH OH

2CH OH

O CO

O CO

2CH O CO

+ O3H2∆

CO

H O 1R

CH O 2ROCH O 3R

1R

2R

3Rไขมันและน้ํามัน

ตัวเรงปฏิกิริยา,

โครงสรางของกรดไขมัน ประกอบดวย • สวนท่ีมีธาตุคารบอนตอกันเปนสายยาวดวยพันธะเดี่ยวหรือพันธะคู • สวนท่ีเปนหมูคารบอกซิล (-COOH) มีสมบัติเปนกรด กรดไขมันในธรรมชาติ มี 40 ชนิด แบงออกเปน 2 ประเภท

กรดไขมัน อ่ิมตัว ไมอ่ิมตัว ช่ือ สูตร

จุดหลอมเหลว สถานะ

พันธะระหวางคารบอน ความวองไวในการ

เกิดปฏิกิริยา ชนิดท่ีพบมากท่ีสุด

ลงทายดวย - อิก CnH2n+1COOH (H มากกวา)

สูงกวา 25°C ของแข็ง

(ไขมันสัตว/น้ํามันมะพราว) เดี่ยว

นอย

กรดสเตียริก

ลงทายดวย - เลอิก มีไดหลายสูตร (H นอยกวา)

ต่ํากวา 25°C ของเหลว (น้ํามันพืช)

คู

มาก กรดโอเลอิก


ตารางตัวอยางกรดไขมันบางชนิด

กรดไขมัน สูตรโครงสราง จํานวน พันธะคู

จํานวนอะตอม ของคารบอน

จุดหลอมเหลว (องศาเซลเซียส)

แหลงที่พบ

กรดไขมันอ่ิมตัว ลอริก CH3(CH2)10COOH 0 12 43 มะพราวไมริสติก CH3(CH2)12COOH 0 14 54 ลูกจันทร-

เทศ ปาลมิติก CH3(CH2)14COOH 0 16 62 ปาลม สเตียริก CH3(CH2)16COOH 0 18 69 ไขมันสัตว

กรดไขมันไมอ่ิมตัว ปาลมิโตเลอิก CH3(CH2)5CH CH

(CH2)7COOH 1 16 0 เนย

โอเลอิก CH3(CH2)7CH CH (CH2)7COOH

1 18 13 มะกอก, ขาวโพด

ไลโนเลอิก CH3(CH2)4(CHCH2)2 (CH2)6COOH

2 18 -9 ถ่ัวเหลือง, ทานตะวัน

ไลโนเลนิก CH3CH2(CH CH CH2)3(CH2)6COOH

3 18 -11 ขาวโพด

ขอมูลจาก General, Organic & Biological Chemistry ; Karen C Timberlake (ค.ศ. 2002) กรดไขมันไมอิ่มตัว จะทําปฏิกิริยากับแกสออกซิเจนในอากาศ จะเกิดสารใหมท่ีมีกลิ่นเหม็นหืน แสดงวา น้ํามันพืชจะเหม็นหืนไดงายกวาน้ํามันสัตว แตน้ํามันพืชมีวิตามิน E ซ่ึงเปนสารยับยั้งการเกิดปฏิกิริยานี้ แตมีไมมากพอ ดังน้ัน ในการผลิตน้ํามันพืช จึงตองเติมวิตามิน E เพ่ิมเขาไป การผลิตเนยเทียมหรือมาการีน ทําไดโดย การเติมไฮโดรเจนลงในน้ํามันพืช ซ่ึงเปนกรดไขมันไมอิ่มตัวท่ีความดันสูงและมีตัวเรงปฏิกิริยา เชน แพลทินัม ทําใหเปลี่ยนเปนกรดไขมันอิ่มตัว ซ่ึงมีสถานะเปนของแข็ง เรียกวา ปฏิกิริยาไฮโดรจิเนชัน (Hydrogenation) กรดไขมันท่ีจําเปน (Essential Fatty Acid) คือ กรดไขมันท่ีมีพันธะคูระหวางอะตอมคารบอนตั้งแต 2 ตําแหนงขึ้นไป ซ่ึงรางกายสังเคราะหเองไมได เชน กรดไลโนเลอิกและกรดไลโนเลนิก (พบมากในเมล็ด ดอกคําฝอย → เมล็ดดอกทานตะวัน → ขาวโพด) ทารกท่ีขาดกรดไขมันท่ีจําเปนจะทําใหเกิดโรคผิวหนังอักเสบ ลอกหลุด เปนสาเหตุทําใหติดเช้ืองายและแผลหายชา


ไขมันในเลือด (คอเลสเทอรอล) - เปนสารเบ้ืองตนในการสรางฮอรโมนเพศ น้ําดี และสารสเตอรอลใตผิวหนัง ท่ีสามารถเปลี่ยนเปนวิตามิน D ได เมื่อไดรับแสงแดด - เปนฉนวนของเสนประสาท ซ่ึงรางกายสรางไดเอง แตไมเพียงพอ พบมากในไขแดง เครื่องในสัตว และอาหารทะเล แตถามีมากเกินไปจะเกาะตามผนังหลอดเลือด ซ่ึงอาจทําใหเกิดการอุดตันของหลอดเลือด เกิดเปนโรคหัวใจขาดเลือด หรือถาเปนหลอดเลือดในสมอง อาจทําใหเปนอัมพาตได การใชประโยชนจากไขมัน • การผลิตสบู จากปฏิกิริยาสะปอนนิฟเคชัน (Saponification) ไดจากการตมไขมันกับเบสแก (โซเดียม-ไฮดรอกไซด / NaOH)

+CH

กลีเซอรอล

O

ดาง

2CH

CH

2CH

2CH

OH CO

OH CO

2CH OH

∆

CO

O 1R

CO 2ROCO 3R

1R

2R

3Rไขมันและนํ้ามัน

3NaOH +

+Na -O

+Na -O

+Na -O CO

สบู

- ถาใชน้ํามันจากพืชและสัตวผสมกัน จะไดสบูท่ีมีเนื้อนุมนวลนาใช - สบูผสมลาโนลิน จะชวยรักษาความชุมช้ืนของผิวหนัง • ไข (wax) ในพืช จะเคลือบผิวผลไม ใบไม และกาน - เพ่ือปองกันการสูญเสียน้ํา - ปองกันการทําลายจากเช้ือราและศัตรูพืช ในสัตว จะเคลือบผิวหนังและขน - ไขคารนูบาจากตนปาลมบราซิล และขี้ผ้ึงจากรังผ้ึง ใชเคลือบผิวเฟอรนิเจอร รถยนต - ไขโจโจบาจากเมล็ดโจโจบา ใชทําเทียนไขและลิปสติก - ไขลาโนลินจากขนสัตว ใชผสมในสบูและครีมทาผิว เพ่ือสรางความชุมช้ืนแกผิวพรรณ


2. โปรตีน โปรตีน เปนสารประกอบที่มีขนาดใหญมากและโครงสรางซับซอน ซ่ึงเปนองคประกอบหลักในรางกาย ตั้งแตเสนผมจรดปลายเล็บเทา - ชวยเสริมสรางการเจริญเติบโตและซอมแซมเนื้อเยื่อ - ชวยในการรักษาสมดุลน้ําและสมดุลกรด - เบส - เปนสวนประกอบของเอนไซม ฮอรโมน เลือด และภูมิคุมกัน - เปนสารอาหารท่ีใหพลังงาน โดย โปรตีน 1 กรัม ใหพลังงาน 4 กิโลแคลอรี หนวยยอยของโปรตีน คือ กรดอะมิโน (Amino Acid) ซ่ึงประกอบดวย

NH2 CHR

OHOC

• หมูคารบอกซิล (-COOH) มีสมบัติเปนกรด • หมูอะมิโน (-NH2) มีสมบัติเปนเบส กรดอะมิโน มีท้ังหมด 20 ชนิด แบงเปน • กรดอะมิโนท่ีจําเปน มี 8 ชนิด ซ่ึงเปนกรดอะมิโนท่ีรางกายสังเคราะหเองไมได ตองกินจากอาหารเขาไป ดังนี้ ไอโซลิวซีน เวลีน ทริปโตเฟน เฟนิลอะลานีน ทริโอนีน เมไทโอนีน ไลซีน ลิวซีน สําหรับเด็กทารก ตองการกรดอะมิโน เพ่ิมอีก 2 ชนิด คือ อะจีนีน และฮีสติดีน • กรดอะมิโนท่ีไมจําเปน มี 12 ชนิด ซ่ึงเปนกรดอะมิโนท่ีรางกายสังเคราะหไดเอง โปรตีน เกิดจากกรดอะมิโนจํานวนมากกวา 50 หนวย มาเช่ือมตอกันดวยพันธะเพปไทด (Peptide Bond) ซ่ึงเปนพันธะที่เช่ือมระหวางหมูคารบอกซิลของกรดอะมิโนโมเลกุลหนึ่งกับหมูอะมิโนของกรดอะมิโนอีกโมเลกุลหนึ่ง

CHNH2 C OHO

+R

CHNH2 C OHO

R′

OH2- CHNH2 C NO

+R

CH OH2C OHO

R′

H

พันธะเพปไทด โปรตีนในธรรมชาติมีมากมายหลายลานชนิด มีหนาท่ีการทํางานเฉพาะเจาะจง เนื่องจาก - ความแตกตางของชนิดของกรดอะมิโน - ลําดับการเรียงตัวของกรดอะมิโน - สัดสวนการรวมตัวของกรดอะมิโน หมายเหตุ : การแปลงสภาพโปรตีน (Denaturation of Protein) คือ กระบวนการท่ีทําใหโครงสรางทาง

กายภาพของโปรตีนถูกทําลายจนเปลี่ยนสภาพไป เชน เกิดการแข็งตัว ตกตะกอน ไมละลายน้ํา ซ่ึงมีสาเหตุดังนี้


- เมื่อไดรับความรอน เชน เนื้อไกท่ีผานการทอดจนกรอบ - เมื่อไดรับสารละลายกรด-เบส เชน การท่ีผิวหนังโดนกรด - เมื่อไดรับไอออนของโลหะหนัก เชน การกินไขขาวดิบเพ่ือชวยแกพิษจากการกินยาฆาแมลง โปรตีนในรางกายมีมากกวาแสนชนิด โดยแบงเปน • โครงสรางเปนกอน เชน ฮีโมโกลบิน ซ่ึงเปนโปรตีนท่ีพบในเซลลเม็ดเลือดแดง • โครงสรางเปนเกลียว 3 เสนพันกัน เชน เคราติน เปนโปรตีนท่ีพบในเล็บ ผม ขน คุณคาของโปรตีน เมื่อรับประทานโปรตีนเขาไปในรางกาย เอนไซมเพปซินในกระเพาะอาหารจะยอยสลายโปรตีนใหเล็กลง โดยการทําลายพันธะเพปไทด จนไดเปนกรดอะมิโน ซ่ึงเปนโมเลกุลท่ีมีขนาดเล็กท่ีรางกายสามารถดูดซึมผานผนังลําไสเล็กได เพ่ือเขาสูกระแสเลือดแลวนําไปใชประโยชน • โปรตีนคุณภาพสูง คือ อาหารโปรตีนท่ีมีกรดอะมิโนท่ีจําเปนครบถวนและยอยสลายไดงาย ไดแก โปรตีนจากสัตว เชน เนื้อสัตว นม ไข • โปรตีนเกษตร คือ อาหารโปรตีนท่ีไดจากพืช ซ่ึงจะมีกรดอะมิโนท่ีจําเปนไมครบถวน เชน ถ่ัวเหลือง ขาดเมโทโอนีนและทริปโตเฟน ขาวสาลี ขาวเจา ขาดไลซีน • คุณคาทางชีววิทยา หมายถึง คุณภาพของอาหารโปรตีนท่ีสามารถนํามาใชสรางเปนเนื้อเยื่อได เชน ไข มีคุณคาทางชีววิทยา 100% แสดงวา ถาเรารับประทานไขเขาไปรางกายสามารถนําไปสรางเปนเนื้อเยื่อไดหมด รางกายของคนแตละวัย จึงตองการโปรตีนในปริมาณท่ีแตกตางกัน เชน เด็กออน (ชวงอายุ 3-12 เดือน) มีความตองการโปรตีนสูงสุด (ประมาณ 2 เทาของน้ําหนักตัว) รองลงมา คือ เด็กอายุ 1–6 ป / 7-12 ป และ 13-20 ป ตามลําดับ หญิงมีครรภและหญิงใหนมบุตร ตองการโปรตีนมากกวาหญิงปกติ หากไดรับโปรตีนไมเพียงพอจะเกิดภาวะขาดโปรตีน มีอาการพุงโรกนปอด กลามเน้ือลีบ เจริญเติบโตชา น้ําหนักไมไดเกณฑ ผมแหงแดงและขาดงาย มีอาการบวมน้ํา ภูมิคุมกันต่ํา ออนลา เซ่ืองซึม ฉุนเฉียว โกรธงาย หมายเหตุ : ผลิตภัณฑจากเน้ือสัตวท่ีมีการเติมโซเดียมไนไตรต เพ่ือถนอมอาหารและทําใหมีสีสวย เมื่อโดน

ความรอนจะเปลี่ยนแปลงเปนสารไนโตรซามีน ซ่ึงเปนสารกอมะเร็ง 3. คารโบไฮเดรต คารโบโฮเดรต ไดจากการสังเคราะหแสงของพืช - เปนสวนประกอบของเยื่อหุมเซลลของสิ่งมีชีวิตและกระดองสัตว - เปนแหลงพลังงานหลักของรางกายสิ่งมีชีวิต โดยคารโบไฮเดรต 1 กรัม จะใหพลังงาน 4 กิโลแคลอรี - มีสูตรท่ัวไปเปน (CH2O)n และมีช่ือเรียกอีกอยางวา แซ็กคาไรด แบง 3 ประเภท ดังนี้


3.1 มอนอแซ็กคาไรด (น้ําตาลโมเลกุลเดี่ยว) แบงเปน • น้ําตาลท่ีมีจํานวนคารบอน 5 อะตอม มีสูตรเปน C5H10O5 เรียกวา ไรโบส • น้ําตาลท่ีมีจํานวนคารบอน 6 อะตอม มีสูตรเปน C6H12O6 แตมีโครงสรางตางกัน จึงมีสมบัติตางกัน เชน - กลูโคส เปนน้ําตาลโมเลกุลเล็กท่ีสุดท่ีรางกายสามารถดูดซึมและนําไปใชไดทันที - ฟรุกโทส (ฟรักโทส) เปนน้ําตาลท่ีมีรสหวานที่สุด (หวานกวาน้ําตาลทราย 2 เทา) - กาแลกโทส เปนน้ําตาลท่ีมีในน้ํานม (คน 7%, วัว 5%) หมายเหตุ : - เซลลสมองและกลามเนื้อ ตองใชพลังงานจากน้ําตาลกลูโคส ดังน้ัน ถารางกายมีน้ําตาลกลูโคสในเลือดต่ํากวาปกติ คือ ต่ํากวา 90-110 มิลลิกรัมตอเลือด 100 ลูกบาศกเซนติเมตร ทําใหเกิดอาการวิงเวียน ออนเพลีย และอาจเปนลม หมดสติ - ผูปวยท่ีไมสามารถรับประทานอาหารตามปกติไดหรือผูปวยกอนและหลังผาตัด จะไดรับน้ําเกลือผสมสารละลายน้ําตาลกลูโคส 0.6-0.9% เขาทางเสนเลือด เพ่ือใหผูปวยนําไปใชใหเกิดเปนพลังงานทันที - น้ําตาลกลูโคสและฟรักโทส เมื่อนํามาหมักกับยีสตหรือแบคทีเรีย จะเกิดการยอยสลายเปลี่ยนเปน เอทิลแอลกอออล 3.2 ไดแซ็กคาไรด (น้ําตาลโมเลกุลคู) เกิดจากนํ้าตาลโมเลกุลเดี่ยว 2 โมเลกุล มาเช่ือมตอกันดวยพันธะเคมี • กลูโคส + กลูโคส = น้ําตาลมอลโทส พบในขาว เมล็ดพืช ใชในการทําเบียร อาหารทารก • กลูโคส + ฟรุกโทส = น้ําตาลซูโครส หรือน้ําตาลทราย พบมากในออย • กลูโคส + กาแลกโทส = น้ําตาลแลกโทส พบมากในน้ํานม หมายเหตุ : แซ็กคารินหรือขัณฑสกร เปนสารใหความหวาน 300 เทาของน้ําตาลทราย แตทําใหเกิดมะเร็งใน

สัตวทดลอง 3.3 พอลิแซ็กคาไรด (น้ําตาลโมเลกุลใหญ) : เปนคารโบไฮเดรตที่ประกอบดวย น้ําตาลกลูโคสจํานวนมากมาเชื่อมตอกัน แบงเปน 3 ชนิด • แปงเกิดจากกลูโคสหลายพันโมเลกุลมาตอเช่ือมกัน โดยมีโครงสรางแบบสายยาวและแบบกิ่ง พบมากในพืชประเภทเมล็ดและหัว (ขาวเจา 75%, ขาวโพด 50%) - ละลายน้ําไดเล็กนอย - รางกายยอยสลายไดดวยเอนไซมท่ีมีในน้ําลาย (อะไมเลส) และน้ํายอยในกระเพาะอาหาร - เมื่อแปงถูกความรอนจะสลายเปนเด็กซตริน มีรสหวานเล็กนอย เหนียวแบบกาว • เซลลูโลสเกิดจากกลูโคส ประมาณ 50,000 โมเลกุล มาเช่ือมตอกันแบบสายยาว แตละสายเรียงขนานกันและมีแรงยึดเหนี่ยวระหวางสาย ทําใหมีลักษณะเปนเสนใย พบในตนไมหรือลําตนพืช ประมาณ 50% - ไมละลายน้ํา - รางกายคนไมสามารถยอยสลายได แตในกระเพาะของวัว ควาย มาและสัตวกีบจะมีแบคทีเรีย ท่ีสามารถยอยสลายเซลลูโลสใหเปนกลูโคสได


- ชวยกระตุนใหลําไสใหญเคลื่อนไหว บางชนิดดูดซับน้ําไดดี จึงทําใหอุจจาระออนนุม จึงขับถายไดงาย ทองไมผูก ลดการเกิดโรคริดสีดวงทวาร ผนังลําไสโปงพอง มะเร็งลําไสใหญ - ชวยดูดซับกลูโคสและคอเลสเทอรอล ไมใหถูกดูดซึมเขาสูผนังลําไส • ไกลโคเจน เกิดจากกลูโคสจํานวนเปนแสนถึงลานโมเลกุลมาตอกัน มีโครงสรางแบบกิ่ง พบเฉพาะในคนและสัตว ท่ีตับและกลามเนื้อ เมื่อแปงยอยสลายจนไดกลูโคสและจะถูกดูดซึมท่ีลําไสเล็ก เพ่ือนําไปใชสลายเปนพลังงาน อีกสวนหนึ่งจะถูกลําเลียงไปเก็บไวท่ีตับ เพ่ือนําไปใชในการรักษาระดับกลูโคสในเลือดและสงไปเลี้ยงสมอง สวนท่ีเหลือจะถูกเก็บสะสมไวในรูปของไกลโคเจนไวท่ีตับและกลามเนื้อ เมื่อรางกายขาดแคลนพลังงาน ไกลโคเจนที่สะสมไวจะถูกนํามาสลายเปนกลูโคส โดยทําปฏิกิริยากับ กาซออกซิเจนท่ีหายใจเขาไป ทําใหไดพลังงานออกมา เรียกวา ปฏิกิริยาการหายใจระดับเซลล ฮอรโมนอินซูลิน ทําหนาท่ีปรับกลูโคสในเลือดใหอยูในระดับปกติ คือ ถามีกลูโคสในเลือดมาก ฮอรโมนอินซูลินจะกระตุนใหกลูโคสเปลี่ยนเปนไกลโคเจน ดังนั้น ถารางกายขาดฮอรโมนอินซูลินก็จะไมเกิดการสรางไกลโคเจน ทําใหระดับกลูโคสในเลือดมีปริมาณเพ่ิมขึ้น สวนท่ีเกินจะถูกขับออกมาทางปสสาวะ ซ่ึงก็คือ อาการของโรคเบาหวาน กรณีท่ีผูปวยเปนโรคเบาหวานรุนแรง แพทยจะใชการฉีดฮอรโมนอินซูลินเขาท่ีใตผิวหนัง เพ่ือกระตุนใหรางกายไดนํากลูโคสสวนเกินไปใช หมายเหตุ : แอสปารแทมหรือน้ําตาลเทียม เปนสารใหความหวาน 160 เทาของน้ําตาลทราย สําหรับผูตองการ

ลดความอวนและผูตองการควบคุมปริมาณน้ําตาล เมื่อรางกายตองการพลังงาน จะเกิดการสลายคารโบไฮเดรตเปนพลังงานในอันดับแรก หากพลังงานยังไมเพียงพอรางกายจะสลายไขมัน และโปรตีน ตามลําดับ ดังนั้น ถาตองการลดความอวน จึงควรงดอาหารประเภทคารโบไฮเดรต เชน แปงและน้ําตาล เพ่ือใหรางกายสลายไขมัน การทดสอบอาหาร • โปรตีน สามารถทําปฏิกิริยากับสารละลายคอปเปอร (II) ซัลเฟต ในสภาพที่เปนเบส (โซเดียมไฮดรอกไซด) จะใหสารท่ีมีสีมวงหรือชมพู • น้ําตาลโมเลกุลเดี่ยว สามารถทําปฏิกิริยากับสารละลายเบเนดิกต (สีฟา) จะไดตะกอนสีแดงอิฐ • แปง สามารถทําปฏิกิริยากับสารละลายไอโอดีน (สีน้ําตาล) จะไดสารท่ีมีสีน้ําเงิน • แปง เมื่อเติมกรดลงไป จะยอยสลายกลายเปนน้ําตาลโมเลกุลเดี่ยว สามารถทําปฏิกิริยากับสารละลายเบเนดิกต จะไดตะกอนสีแดงอิฐ 4. กรดนิวคลีอิก แบงเปน 2 ชนิด คือ - กรดดีออกซีไรโบนิวคลีอิก (Deoxyribonucleic Acid : DNA) พบในนิวเคลียสของเซลล ทําหนาท่ี เปนสารพันธุกรรม - กรดไรโบนิวคลีอิก (Ribonucleic Acid : RNA) พบในนิวเคลียสและไซโทพลาซึมของเซลล ทําหนาท่ี ในการสังเคราะหโปรตีนภายในเซลล

วิทยาศาสตร เคมี (10) _______________________________ โครงการแบรนดซัมเมอรแคมป ปท่ี 25

DNA และ RNA เปนสารชีวโมเลกุลท่ีโมเลกุลขนาดใหญมาก ประกอบดวย หนวยยอย เรียกวา นิวคลีโอไทด แบงเปน 3 สวน คือ 1. โมเลกุลน้ําตาลไรโบส 2. ไนโตรเจน - เบส 3. หมูฟอสเฟต DNA ประกอบดวย นิวคลีโอไทด ตั้งแตแสนถึงหลายลานหนวยมาเช่ือมตอกันดวยพันธะเคมี เกิดเปนสายยาว 2 สายพันกันเปนเกลียว โดยเกาะกันดวยคูของไนโตรเจนเบสที่เฉพาะเจาะจง คือ อะดีนีน (A) กับไทมีน (T) กวานีน (G) กับไซโตซีน (C) สวน RNA จะประกอบดวย นิวคลีโอไทดมาเช่ือมตอกันเพียงแค 1 สาย โดยมีไนโตรเจนเบส คือ อะดีนีน (A) กวานีน (G) ไซโตซีน (C) และยูราซิล (U)

โครงการแบรนดซัมเมอรแคมป ปท่ี 25 _______________________________ วิทยาศาสตร เคมี (11)

ตัวอยางขอสอบ O-NET เรื่อง สารชีวโมเลกุล จากตารางขางลางนี้ ใชตอบคําถามขอ 1-2

กรดไขมัน สูตรโครงสรางอยางงาย จุดหลอมเหลว (°C)A CH3 (CH2)14 COOH 63 B CH3 (CH2)16 COOH 70 C CH3 (CH2)7 CH CH (CH2)7 COOH 13 D CH3 (CH2)4 CH CH CH2 CH CH (CH2)7 COOH -9

1. ขอใดไมใชขอสรุปท่ีไดจากตารางขอมูลนี้ 1) กรดไขมัน A และ B เปนของแข็งท่ีอุณหภูมิหอง 2) ในน้ํามันสัตวมีกรดไขมัน A และ B มากกวากรดไขมัน C และ D 3) กรดไขมัน C และ D เกิดกลิ่นเหม็นหืนยาก 4) กรดไขมันท่ีมีจํานวนพันธะคูมากกวาจะมีจุดหลอมเหลวนอยกวา หากมีจํานวนคารบอนเทากัน 2. กรดไขมันใดเปนกรดไขมันจําเปน ซ่ึงรางกายสังเคราะหไมได 1) A 2) B 3) C 4) D 3. ขอใดผิดเก่ียวกับอินซูลิน 1) เปนโปรตีน 2) เปนฮอรโมน 3) ใชฉีดใหผูปวยโรคเบาหวานบางชนิด 4) กระตุนใหไกลโคเจนเปลี่ยนเปนกลูโคส 4. เซลลูโลสและแปงเหมือนกันอยางไร 1) เปนแหลงพลังงานใหรางกาย 2) ชวยกระตุนใหลําไสใหญเคลื่อนไหว 3) ชนิดของมอนอแซ็กคาไรดท่ีเปนองคประกอบ 4) พันธะเคมีระหวางมอนอแซ็กคาไรดท่ีเปนองคประกอบ 5. สารในขอใดใหสีมวงหรือชมพูท้ังหมด เมื่อนํามาทําปฏิกิริยากับสารละลายคอปเปอร (II) ซัลเฟตในสภาพที่เปนเบส 1) ขาวสวย กลูโคส มันฝรั่ง 2) น้ํามันพืช ไขดาว ขนมปง 3) ไขดาว เนื้อหมู นมถ่ัวเหลือง 4) ขนมปง นมถ่ัวเหลือง ปลา 6. กรดไขมันชนิดใดตองใชไอโอดีนมากที่สุดในการทําปฏิกิริยา 1) กรดโอเลอิก 2) กรดลอริก 3) กรดไลโนเลนิก 4) กรดไลโนเลอิก


7. คอเลสเทอรอลเปนสารเบ้ืองตนของสารชีวโมเลกุลใด 1) ไลทิน 2) เคราทิน 3) เอสโทรเจน 4) อิมมูโนโกลบูลิน 8. ธัญพืชใดมีคุณคาทางชีววิทยาของโปรตีนสูงสุด 1) ถ่ัวลิสง 2) ขาวเจา 3) ขาวสาลี 4) ขาวโพด 9. อะไมเลสเปนเอนไซมหลักท่ีใชในอุตสาหกรรมประเภทใด 1) เครื่องสําอาง 2) เบียร 3) ไอศกรีม 4) สิ่งทอ 10. ไนโตรเจนเบสชนิดใดพบในกรดไรโบนิวคลีอิกเทาน้ัน 1) ไทมีน 2) ยูราซิล 3) กวานิน 4) ไซโตซีน 11. สวนใดพบอยูดานในสุดของเกลียวดีเอ็นเอ 1) หมูฟอสเฟต 2) หมูคารบอกซิเลต 3) ไนโตรเจนเบส 4) น้ําตาลเพนโตส 12. สารใดมีชนิดของน้ําตาลท่ีเปนองคประกอบหลากหลายมากที่สุด 1) เซลลูโลส 2) ซูโครส 3) มอลโทส 4) ไกลโคเจน 13. เมื่อรางกายตองการพลังงานจะสลายสารชีวโมเลกุลชนิดใดเปนอันดับแรก 1) คารโบไฮเดรต 2) ไขมัน 3) โปรตีน 4) กรดนิวคลีอิก

เฉลย 1. 3) 2. 4) 3. 4) 4. 3) 5. 3) 6. 3) 7. 3) 8. 1) 9. 2) 10. 2) 11. 3) 12. 2) 13. 1) 1. เฉลย 3) กรดไขมัน C และ D เกิดกลิ่นเหม็นหืนยาก กรดไขมัน C และ D มีพันธะคู แสดงวา เปนกรดไขมันชนิดไมอิ่มตัว จะสามารถทําปฎิกิริยากับ

แกสออกซิเจนไดงาย ทําใหเกิดกลิ่นเหม็นหืนไดงาย 2. เฉลย 4) D กรดไขมันจําเปน คือ กรดไขมันท่ีมีพันธะคูตั้งแต 2 พันธะขึ้นไป ซ่ึงรางกายจะสรางเองไมได

ถารางกายขาดจะทําใหผิวแหง แตก แผลหายยาก เชน กรดไลโนเลอิกและกรดไลโนเลนิก


3. เฉลย 4) กระตุนใหไกลโคเจนเปลี่ยนเปนกลูโคส อินซูลิน เปนฮอรโมนที่ชวยกระตุนใหน้ําตาลกลูโคสในเลือดเปลี่ยนเปนไกลโคเจน ทําใหระดับ

น้ําตาลในเลือดลดลง ดังน้ันถาขาดฮอรโมนอินซูลินจะทําใหเปนโรคเบาหวาน ฮอรโมนทุกชนิดเปนสารประเภทโปรตีน

4. เฉลย 3) ชนิดของมอนอแซ็กคาไรดท่ีเปนองคประกอบ แปงและเซลลูโลส เกิดจากกลูโคสจํานวนมากมารวมกัน โดยแปงเปนแหลงพลังงานใหรางกาย

สวนเซลลูโลสรางกายคนยอยสลายไมได แตจะชวยกระตุนใหลําไสใหญเคลื่อนไหว มีประโยชนตอระบบขับถาย 5. เฉลย 3) ไขดาว เนื้อหมู นมถั่วเหลือง สารท่ีใหสีมวงหรือชมพูท้ังหมด เมื่อนํามาทําปฏิกิริยากับสารละลายคอปเปอร (II) ซัลเฟตในสภาพที่

เปนเบส คือ โปรตีน 6. เฉลย 3) กรดไลโนเลนิก กรดไขมันท่ีสามารถทําปฏิกิริยากับไอโอดีนไดมากท่ีสุด ตองเปนกรดไขมันชนิดไมอิ่มตัว ซ่ึงกรด

ไลโนเลนิกเปนกรดไขมันไมอิ่มตัวท่ีสุด เนื่องจากมีพันธะคูมากท่ีสุดและจุดหลอมเหลวต่ําท่ีสุด 7. เฉลย 3) เอสโทรเจน คอเลสเทอรอลหรือไขมันในเลือด เปนสารเบ้ืองตนในการผลิตฮอรโมนเพศ ซ่ึงเอสโทรเจนเปน

ฮอรโมนเพศหญิง 8. เฉลย 1) ถ่ัวลิสง คุณคาทางชีววิทยา คือ คุณภาพของอาหารประเภทโปรตีนท่ีใชในการสรางเน้ือเยื่อ โปรตีนจากถั่ว

เปนโปรตีนเกษตรท่ีมีคุณภาพท่ีสุด 9. เฉลย 2) เบียร อะไมเลส เปนเอนไซมยอยแปงใหเปนน้ําตาล เพ่ือใชในการหมักใหเปนเอทิลแอลกอฮอล ใชใน

อุตสาหกรรมผลิตเบียร 10. เฉลย 2) ยูราซิล

ไนโตรเจนเบส ท่ีพบในกรดไรโบนิวคลีอิก หรือ RNA ท่ีแตกตางจากจาก DNA คือ ยูราซิล เพราะใน DNA จะเปนชนิดไทมีน

11. เฉลย 3) ไนโตรเจนเบส DNA ประกอบดวย พอลินิวคลีโอไทด 2 สายพันเปนเกลียววนขวา โดยดานในสุดจะเกาะกันดวย

คูไนโตรเจนเบสที่เหมาะสม 12. เฉลย 2) ซูโครส ซูโครส ประกอบดวย น้ําตาล 2 ชนิด คือ กลูโคสและฟรุกโทส สวนมอลโทส เซลลูโลสและไกลโคเจน

จะเกิดจากน้ําตาลกลูโคสเทานั้น 13. เฉลย 1) คารโบไฮเดรต คารโบไฮเดรต เปนแหลงพลังงานหลักของสิ่งมีชีวิต ซ่ึงรางกายจะสลายนํามาใชเปนอันดับแรก

เชน คน จะไดพลังงานหลักมาจากการกินขาว (แปง)


ปโตรเลียม ปโตรเลียมเกิดจากซากพืชซากสัตวท่ีตายทับถมอยูใตทรายและโคลนตม ภายใตทะเลเปนเวลานานจนในท่ีสุดถูกยอยสลายเกิดเปนธาตุคารบอนและไฮโดรเจน เมื่อถูกทับถมอยูใตเปลือกโลกที่มีความดันและอุณหภูมิสูง จะรวมตัวกันเปนสารประกอบไฮโดรคารบอนหลายชนิดปะปนกัน โดยแบงเปน - ไฮโดรคารบอนที่มีสถานะเปนของเหลว คือ น้ํามันดิบหรือน้ํามันปโตรเลียม - ไฮโดรคารบอนที่มีสถานะเปนแกส คือ แกสธรรมชาติ ปโตรเลียมถูกกักเก็บภายใตพ้ืนโลกในชั้นหินดินดานท่ีโกงตัวขึ้นเปนรูปกระทะคว่ํา ท่ีระดับความลึกประมาณ 1 - 3 กิโลเมตรจากผิวโลก ซ่ึงประกอบดวย

หินช้ันบน เปนหินทึบ ท่ีชวยปองกันการระเหยของปโตรเลียม หินช้ันลาง เปนหินท่ีมีรูพรุน ท่ีชวยในการอุมน้ํามัน การสํารวจปโตรเลียมเบ้ืองตน คือ การศึกษาลักษณะของหินใตโลกท่ีสามารถมีสมบัติกักเก็บปโตรเลียม โดยใชเครื่องมือตรวจสอบทางธรณีวิทยา เชน เครื่องมือวัดความเร็วของคลื่นไหวสะเทือน ประเทศไทยพบแหลงน้ํามันดิบครั้งแรกท่ี อําเภอฝาง จังหวัดเชียงใหม (พ.ศ. 2464) ตอมาพบที่อําเภอ ลานกระบือ จังหวัดกําแพงเพชร เรียกวา แหลงสิริกิติ์ ซ่ึงสามารถกลั่นน้ํามันไดประมาณ 20,000 บาเรลตอวัน


2.1 ผลิตภัณฑจากการกล่ันน้ํามันปโตรเลียม สวนใหญมีสีดําหรือสีน้ําตาล มีสมบัติแตกตางกันตามแหลงท่ีพบ ประกอบดวยคารบอน รอยละ 85-90, ไฮโดรเจน รอยละ 10-15, กํามะถัน รอยละ 0.001-7 และออกซิเจน รอยละ 0.001-5 นอกนั้นเปนไนโตรเจนและโลหะอื่นๆ การกลั่นน้ํามันปโตรเลียม เรียกวา การกล่ันลําดับสวน มีหลักการท่ัวไป คือ • ใหความรอนแกน้ํามันดิบ จนมีอุณหภูมิสูงประมาณ 350-400°C • ฉีดน้ํามันดิบเขาทางดานลางของหอกลั่น ซ่ึงจะมีอุณหภูมิสูงสุด และจะมีอุณหภูมิลดลงเรื่อยๆ ตามความสูงของหอกลั่น • สารประกอบไฮโดรคารบอนตางๆ จะระเหยลอยขึ้นดานบนและกลั่นตัวเปนของเหลวในแตละชวงของหอกลั่น ไดผลิตภัณฑตางๆ ดังนี้ - ดานบนสุดของหอกลั่น จะไดสารท่ีมีสถานะเปนแกสออกมา ซ่ึงจะมีจุดเดือดต่ํา และมีปริมาณคารบอนนอย เรียงตามลําดับ คือ แกสมีเทน (CH4) แกสอีเทน (C2H6) แกสโพรเพน (C3H8) แกสบิวเทน (C4H10) - ตรงกลางของหอกลั่น จะไดสารท่ีมีสถานะเปนของเหลว เรียงตามลําดับ คือ น้ํามันเบนซิน น้ํามันกาด น้ํามันดีเซล น้ํามันหลอลื่น น้ํามันเตา - ดานลางของหอกลั่น จะไดสารท่ีมีสถานะเปนของแข็ง ซ่ึงมีจุดเดือดสูง และมีปริมาณคารบอนมาก เรียงตามลําดับ คือ ไข ยางมะตอย 2.2 แกสธรรมชาติ ประเทศไทยพบในบริเวณอาวไทย ในป พ.ศ. 2516 และมีปริมาณมากพอในเชิงพาณิชย นอกจากนี้ ยังพบท่ีอําเภอน้ําพอง จังหวัดขอนแกน ในป พ.ศ. 2524 สวนใหญประกอบดวย สารไฮโดรคารบอนที่มีคารบอน 1 อะตอม เรียกวา แกสมีเทน ซ่ึงพบประมาณรอยละ 80-95 นอกนั้นเปนสารไฮโดรคารบอนที่มีคารบอน 2-5 อะตอม การนํามาใชประโยชนตองขุดเจาะขึ้นมา ซ่ึงจะมีท้ังของเหลวและกาซผสมกัน จึงตองแยกออกจากกันกอน แลวสงแกสไปกําจัดสารเจือปน เชน ปรอท CO2 และน้ํา จากน้ันผานแกสเขาสูหอกลั่นเพ่ือแยกเปนแกสชนิดตางๆ


แผนที่การคนพบปโตรเลียมในประเทศไทย

พ้ืนที่การใชแกส แหลงผลิตแกส แหลงน้ํามันดิบ ทอสงแกส


2.3 สารประกอบไฮโดรคารบอน คือ สารท่ีประกอบดวยธาตุ C และ H เทาน้ัน - เปนสารที่ไมละลายน้ํา - เกิดปฏิกิริยาการเผาไหมไดดี แบงเปน • สารไฮโดรคารบอนอิ่มตัว คือ มีพันธะระหวางคารบอนเปนพันธะเดี่ยวท้ังหมด มีสูตรเปน CnH2n+2 (เมื่อ n คือ จํานวนอะตอมคารบอน) • สารไฮโดรคารบอนไมอิ่มตัว คือ มีพันธะระหวางคารบอนเปนพันธะคู (CnH2n) หรือพันธะสาม (CnH2n-2) สารประกอบไฮโดรคารบอนที่ไดจากการกลั่นปโตรเลียมและแกสธรรมชาติ สวนใหญเปนประเภทอิ่มตัว หมายเหตุ : ปฏิกิริยาเผาไหม หมายถึง ปฏิกิริยาระหวางสารไฮโดรคารบอนกับแกสออกซิเจน แบงเปน - การเผาไหมสมบูรณ คือ การเผาไหมท่ีเกิดเมื่อมีแกสออกซิเจนเพียงพอ จะไดแกสคารบอนไดออกไซด และน้ําออกมา โดยไมมีเถาถาน แกสพิษ หรือฝุนละอองเกิดขึ้น มีสูตรท่ัวไป คือ CXHY + (X + Y/4 )O2 XCO2 + Y/2(H2O) + พลังงาน เชน แกสมีเทน จะเกิดการเผาไหมท่ีสมบูรณ จึงจัดเปนพลังงานสะอาด เพราะไมทําใหเกิดมลภาวะตอสิ่งแวดลอม - การเผาไหมไมสมบูรณ คือ การเผาไหมท่ีเกิดขึ้นเมื่อมีแกสออกซิเจนนอย ทําใหเกิดแกสคารบอนมอนอกไซดเพ่ิมขึ้นมา ซ่ึงเปนอันตรายตอระบบหายใจ ถาไดรับมากเกินไปอาจเสียชีวิต เพราะแกสคารบอนมอนอกไซดจะไปจับกับฮีโมโกลบินในเม็ดเลือดแดง ทําใหเลือดลําเลียงออกซิเจนไปสูเซลลไดนอยลง และรับแกสคารบอนไดออกไซดจากเซลลมายังปอดไดนอยลง ในกรณีไฟไหม จะมีแกสคารบอนไดออกไซด เขมาและแกสพิษเกิดขึ้น เมื่อเราหายใจเขาไปจะสงผลใหรางกายขาดออกซิเจน จึงควรปองกันโดยการใชผาชุบน้ําเปยกปดจมูกและปาก และทําตัวใหต่ําแลวออกจากบริเวณนั้นโดยเร็ว 2.4 เชื้อเพลิงในชีวิตประจําวัน - แกสมีเทน ใชเปนเช้ือเพลิงสําหรับผลิตกระแสไฟฟา ใชในรถปรับอากาศเครื่องยนตยูโร -2 เพ่ือลดมลพิษจากไอเสีย และใชในยานพาหนะตางๆ เรียกวา แกสธรรมชาติสําหรับยานพาหนะ (NGV หรือ Natural Gas Vehicle) - แกสหุงตม ประกอบดวย แกสโพรเพน (C3H8) และแกสบิวเทน (C4H10) ท่ีถูกอัดดวยความดันสูง จนทําใหมีสถานะเปนของเหลว เรียกวา แกสปโตรเลียมเหลว หรือ LPG (Liquid Petroleum Gas) - น้ํามันเบนซิน เปนของผสมระหวางไอโซออกเทน (C8H18) และเฮปเทน (C7H16) เปนเช้ือเพลิงท่ีเหมาะกับเครื่องยนตแกสโซลีน เพราะมีสวนผสมของไอโซออกเทนสูง เลขออกเทน (Octane Number) เปนตัวเลขบอกคุณภาพของน้ํามันเบนซิน โดยกําหนดให : ไอโซออกเทนบริสุทธ์ิ มีประสิทธิภาพการเผาไหมดี ทําใหเครื่องยนตเดินเรียบ เปนเลขออกเทน 100 : นอรมอลเฮปเทนบริสุทธ์ิ มีประสิทธิภาพการเผาไหมไมดี ทําใหเครื่องยนตเกิดการกระตุก เปนเลขออกเทน 0 ตัวอยาง เชน น้ํามันเบนซินท่ีมีเลขออกเทน 95 หมายถึง น้ํามันเบนซินท่ีมีประสิทธิภาพการเผาไหมเหมือนกับของผสมท่ีมีอัตราสวนของไอโซออกเทน 95 สวน และเฮปเทน 5 สวน


แตน้ํามันท่ีกลั่นไดมีเลขออกเทนต่ํากวา 75 จึงตองมีการเติมสารเพ่ือเพ่ิมเลขออกเทน เชน • สารเตตระเมทิลเลดหรือเตตระเอทิลเลด แตเมื่อเผาไหมจะมีไอตะกั่วออกมา จึงมีการหามใชสารน้ีในปจจุบัน • เมทิลเทอรเชียรีบิวทิลอีเทอร (MTBE) ปจจุบันใชสารน้ี จึงเรียกวา น้ํามันไรสารตะกั่ว - น้ํามันดีเซลหมุนเร็ว เปนเช้ือเพลิงสําหรับเครื่องยนตดีเซล บอกคุณภาพโดยใชเลขซีเทน โดยเปรียบเทียบกับ : ซีเทนบริสุทธ์ิ มีประสิทธิภาพการเผาไหมดี เปนเลขซีเทน 100 : แอลฟาเมทิลแนฟทาลีนบริสุทธ์ิ มีประสิทธิภาพการเผาไหมไมดี เปนเลขซีเทน 0 - เช้ือเพลิงฟอสซิล ไดแก ปโตรเลียม แกสธรรมชาติ และถานหิน ปจจุบันมีปริมาณลดลง โดยมีการประเมินวา ปโตรเลียมจะมีใชไดอีก 50 ป สวนถานหินจะมีใชไดอีก 80-90 ป แตเช้ือเพลิงฟอสซิลกอใหเกิดมลภาวะทางอากาศมาก - พลังงานทดแทน มีสิ่งท่ีตองคํานึงถึง 2 ประการ คือ • ควรเปนพลังงานสะอาด ไมทําลายสิ่งแวดลอม หรือมีผลนอยมาก • เปนพลังงานท่ีใชไดอยางย่ังยืน หรือสามารถนํากลับมาใชใหมได เชน พลังงานแสงอาทิตย โดยพลังงานความรอนเพียง 1% ท่ีสองบนประเทศไทยสามารถนํามาแปลงเปนพลังงานไฟฟาไดเทียบเทากับการใชน้ํามันดิบ 5-7 ลานตันตอป การผลิตเอทานอลจากผลผลิตทางการเกษตร เพ่ือนํามาผสมกับน้ํามันเบนซิน ในอัตราสวน 1 : 9 เรียกวา แกสโซฮอล จะมีประสิทธิภาพใกลเคียงกับน้ํามันเบนซิน 95

ผลิตภัณฑที่ไดจากการกล่ันปโตรเลียม สมบัติ และการใชประโยชน ผลิตภัณฑที่ได จุดเดือด (OC) สถานะ จํานวน C การใชประโยชน แกสปโตรเลียม < 30 แกส 1-4 ทําสารเคมี วัสดุสังเคราะหเช้ือเพลิง

แกสหุงตม แนฟทาเบา 30–110 ของเหลว 5–7 น้ํามันเบนซิน ตัวทําละลาย แนฟทาหนัก 65–170 ของเหลว 6–12 น้ํามันเบนซิน แนฟทาหนัก น้ํามันกาด 170–250 ของเหลว 10–14 น้ํามันกาด เช้ือเพลิงเครื่องยนตไอพน

และตะเกียง น้ํามันดีเซล 250–340 ของเหลว 14–19 เช้ือเพลิงเครื่องยนตดีเซล น้ํามันหลอลื่น > 350 ของเหลว 19–35 น้ํามันหลอลื่น น้ํามันเครื่อง น้ํามันเตา > 400 ของเหลว 35-40 เช้ือเพลิงเครื่องจักร

ไข > 400 ก่ึงแข็งก่ึงเหลว 40-50 ใชทําเทียนไข เครื่องสําอาง ยาขัดมัน ผลิตผงซักฟอก

ยางมะตอย > 400 ของแข็งหนืด > 50 ยางมะตอย เปนของแข็งท่ีออนตัวและเหนียวหนืดเมื่อถูกความรอน ใชเปนวัสดุกันซึม


ตัวอยางขอสอบ O-NET เรื่อง ปโตรเลียม 1. ขอใดถูกตองเก่ียวการกลั่นน้ํามันปโตรเลียม 1) สารท่ีมีจํานวนคารบอนนอยๆ จะออกมาดานลางของหอกลั่น 2) โรงกลั่นน้ํามันสวนใหญในประเทศไทย มักอยูใกลแหลงนํ้ามันดิบ 3) ใชแยกสารไฮโดรคารบอนตั้งแต 1 ไปจนถึงมากกวา 50 อะตอม 4) เปนการใหความรอนแกน้ํามันดิบ 150-200°C แลวจึงฉีดเขาหอกลั่นท่ีมีอุณหภูมิลดหลั่นกัน 2. กระทรวงพลังงานสงเสริมการใชแกสธรรมชาติสําหรับรถยนต (เอ็นจีวี) แทนน้ํามันเบนซินโดยเฉพาะกับรถแท็กซ่ี

แกสธรรมชาติท่ีใชเปนเช้ือเพลิงในรถยนตคือแกสอะไร 1) โพรเพน 2) บิวเทน 3) มีเทน 4) อีเทน 3. ขอใดผิดเก่ียวกับแกสหุงตม 1) ไดจากการกลั่นปโตรเลียม 2) ไดจากการแยกแกสธรรมชาติ 3) ขายในรูปของเหลวบรรจุถังเหล็ก 4) เปนของผสมระหวางโพรเพนและมีเทน 4. ขอใดไมถูกตองเก่ียวกับปฏิกิริยาการเผาไหมท่ีสมบูรณ 1) ใหแกสคารบอนมอนอกไซดและน้ํา 2) ไมมีเถาหรือฝุนละอองเกิดขึ้น 3) ตองมีปริมาณแกสออกซิเจนท่ีเพียงพอ 4) เปนปฏิกิริยาระหวางสารไฮโดรคารบอนกับออกซิเจน 5. ขอใดผิด 1) การผลิตไบโอดีเซลใชปฏิกิริยาการเตรียมเอสเทอร 2) แกสโซฮอลเปนน้ํามันเช้ือเพลิงท่ีมีสวนผสมของเอทานอล 3) เมล็ดสบูดําเปนสวนของพืชท่ีนํามาเตรียมเปนแกสโซฮอลได 4) ไบโอดีเซลเปนน้ํามันเช้ือเพลิงท่ีผลิตจากน้ํามันพืชหรือไขมันสัตว 6. ขอใดกลาวถึงเลขออกเทนไมถูกตอง 1) เปนตัวแสดงคุณภาพของน้ํามันดีเซลและเบนซิน 2) น้ํามันไรสารตะกั่วมีการเติมเมทิลเทอรเชียรีบิวทิลอีเทอร เพ่ือเพ่ิมเลขออกเทน 3) สารเตตระเมทิลเลดชวยเพ่ิมเลขออกเทน แตการเผาไหมจะใหไอของตะกั่ว 4) น้ํามันท่ีมีเลขออกเทน 95 มีประสิทธิภาพการเผาไหมเหมือนกับของผสมท่ีมีไอโซออกเทน 95% และ

นอรมอลเฮปเทน 5%


7. จากปฏิกิริยา C6H12O6 2C2H5OH + 2CO2 ขอใดผิด 1) เปนปฏิกิริยาการหมัก 2) สวนใหญใชแบคทีเรียเปนเปนตัวเรงปฏิกิริยา 3) ไดผลผลิตเปนขาวหมัก ไวน หรือ สุราแช 4) ผลผลิตใชเปนสวนผสมในการเตรียมแกสโซฮอล 8. น้ํามันชนิดใดมีจุดเดือดตํ่าที่สุด 1) น้ํามันกาด 2) น้ํามันเบนซิน 3) น้ํามันดีเซล 4) น้ํามันหลอลื่น 9. สารใดเปนตัวประกอบของแกสหุงตม 1) มีเทน 2) อีเทน 3) เพนเทน 4) บิวเทน 10. น้ํามันเบนซินท่ีมีเลขออกเทนเปน 75 มีประสิทธิภาพการเผาไหมเหมือนของผสมของไอโซออกเทน 75 สวน

กับสารใดอีก 25 สวน 1) เอทานอล 2) เฮปเทน 3) ซีเทน 4) เมทิลเทอรเชียรีบิวทิลอีเทอร 11. องคประกอบหลักของแกสธรรมชาติคือแกสอะไร 1) มีเทน 2) อีเทน 3) โพรเพน 4) บิวเทน

เฉลย 1. 3) 2. 3) 3. 4) 4. 1) 5. 3) 6. 1) 7. 2) 8. 2) 9. 4) 10. 2) 11. 1) 1. เฉลย 3) ใชแยกสารไฮโดรคารบอนตั้งแต 1 ไปจนถึงมากกวา 50 อะตอม การกลั่นน้ํามันปโตรเลียม เรียกวา การกลั่นลําดับสวน โดยเปนการใหความรอนแกน้ํามันดิบ

350-400°C แลวจึงฉีดเขาหอกลั่นท่ีมีอุณหภูมิลดหลั่นกัน สารท่ีมีจํานวนคารบอนนอยๆ จะออกมาดานบนของหอกลั่น

โรงกลั่นน้ํามันสวนใหญในประเทศไทย มักอยูใกลแหลงแกสธรรมชาติ เนื่องจากประเทศไทยมีแหลงแกสธรรมชาติท่ีใหปริมาณแกสมากกวาปริมาณน้ํามันจากแหลงนํ้ามัน เชน โรงกลั่นน้ํามันมาบตาพุด จังหวัดระยอง โรงกลั่นน้ํามันขนอม จังหวัดนครศรีธรรมราช ซ่ึงอยูใกลแหลงแกสบงกช กลางอาวไทย

2. เฉลย 3) มีเทน แกสมีเทน (CH4) ใชเปนแกสธรรมชาติสําหรับรถยนต (เอ็นจีวี) แทนน้ํามันเบนซิน


3. เฉลย 4) เปนของผสมระหวางโพรเพนและมีเทน แกสหุงตม เปนของผสมระหวางโพรเพนและบิวเทน 4. เฉลย 1) ใหแกสคารบอนมอนอกไซดและน้ํา ปฏิกิริยาการเผาไหมท่ีสมบูรณ เปนปฏิกิริยาระหวางสารไฮโดรคารบอนกับออกซิเจน โดยมีปริมาณ

แกสออกซิเจนท่ีเพียงพอ ใหแกสคารบอนไดออกไซดและน้ํา โดยไมมีเถาถานหรือฝุนละอองเกิดขึ้น 5. เฉลย 3) เมล็ดสบูดําเปนสวนของพืชท่ีนํามาเตรียมเปนแกสโซฮอลได เมล็ดสบูดําเปนสวนของพืชท่ีนํามาเตรียมเปนไบโอดีเซล 6. เฉลย 1) เปนตัวแสดงคุณภาพของน้ํามันดีเซลและเบนซิน เลขออกเทน เปนตัวเลขแสดงคุณภาพของน้ํามันเบนซิน เลขซีเทน เปนตัวเลขแสดงคุณภาพของน้ํามันดีเซล 7. เฉลย 2) สวนใหญใชแบคทีเรียเปนตัวเรงปฏิกิริยา จากสมการ เปนปฏิกิริยาการหมักนํ้าตาล สวนใหญจะใชยีสตเปนตัวเรงปฏิกิริยา แลวจะไดเอทานอล

ใชในการทําเบียร สุราและเปนสวนผสมของแกสโซฮอล 8. เฉลย 2) น้ํามันเบนซิน น้ํามันท่ีมีจุดเดือดต่ํา จะกลั่นตัวออกมากอน เรียงตามลําดับดังนี้ น้ํามันเบนซิน น้ํามันกาด น้ํามัน

ดีเซล น้ํามันหลอลื่น น้ํามันเตา 9. เฉลย 4) บิวเทน แกสหุงตมหรือ LPG เกิดจากการผสมระหวางแกสโพรเพนกับแกสบิวเทน 10. เฉลย 2) เฮปเทน น้ํามันเบนซิน เปนของผสมระหวางไอโซออกเทนกับเฮปเทน 11. เฉลย 1) มีเทน แกสธรรมชาติจะมีองคประกอบหลัก คือ แกสมีเทน รอยละ 80-95


พอลิเมอร พอลิเมอร คือ สารประกอบที่มีโมเลกุลขนาดใหญ ซ่ึงเกิดจากสารท่ีมีโมเลกุลขนาดเล็กจํานวนมากตอยึดตอกันดวยพันธะเคมี ซ่ึงเรียกสารขนาดเล็กวา มอนอเมอร : ถามอนอเมอรเปนสารชนิดเดียวกัน เรียกวา โฮโมพอลิเมอร เชน แปง เซลลูโลส ยางพารา : ถามอนอเมอรเปนสารตางชนิดกัน เรียกวา โค-พอลิเมอรหรือพอลิเมอรรวม เชน โปรตีน กรดนิวคลีอิก พอลิเมอร แบงเปน 2 ประเภท คือ - พอลิเมอรธรรมชาติ คือ พอลิเมอรท่ีเกิดขึ้นเองตามธรรมชาติ เชน แปง เซลลูโลส โปรตีน กรดนิวคลีอิก ยางพารา - พอลิเมอรสังเคราะห คือ พอลิเมอรท่ีเกิดจากการนํามอนอเมอรมาทําปฏิกิริยาเคมี ภายใตสภาวะที่เหมาะสมจนเกิดเปนสารที่มีขนาดใหญ เชน เสนใยสังเคราะห ยางสังเคราะห พลาสติก โดยกระบวนการสังเคราะหพอลิเมอร เรียกวา ปฏิกิริยาพอลิเมอไรเซชัน (Polymerization) สารมอนอเมอรสวนใหญเปนไฮโดรคารบอนไมอิ่มตัว ซ่ึงเปนผลพลอยไดจากการกลั่นปโตรเลียมและ การแยกแกสธรรมชาติ เชน - เอทิลีน เปนมอนอเมอรท่ีมีขนาดเล็กท่ีสุด ไดมาจากการแยกแกสธรรมชาติ ซ่ึงเมื่อรวมตัวกันไดเปน พอลิเอทิลีน เปนพอลิเมอรท่ีแข็ง เหนียวและไมทําปฏิกิริยากับสารเคมี นํามาหลอมและขึ้นรูปใหมได เชน ถุง สายยาง ฟลม ของเลน - เมื่อนําเอทิลีนมาทําปฏิกิริยากับฟลูออรีน จะไดเตตระฟลูออโรเอทิลีน ซ่ึงรวมตัวเกิดเปนพอลิเมอร คือ พอลิเตตระฟลูออโรเอทิลีน หรือเรียกวา เทฟลอน ใชเคลือบภาชนะหุงตม ชวยปองกันไมใหอาหารติดภาชนะ - เมื่อนําเอทิลีนมาทําปฏิกิริยากับแกสคลอรีน จะไดไวนิลคลอไรด ซ่ึงรวมตัวกันเกิดเปนพอลิเมอร คือ พอลิไวนิลคลอไรด (Polyvinyl Chloride) หรือเรียกวา PVC ใชทําทอน้ํา ฉนวนหุมสายไฟ กระดาษติดผนัง และภาชนะบรรจุสารเคมี 3.1 พลาสติก สมบัติพิเศษ คือ แข็งแรงแตน้ําหนักเบา ทนทานตอน้ํา อากาศและสารเคมี เปนฉนวนไฟฟาและความรอนท่ีดี นําไปขึ้นรูปทรงตางๆ ได โดยแบงเปน 2 ประเภท • เทอรมอพลาสติก (Thermoplastic) คือ พลาสติกท่ีมีโครงสรางแบบโซตรงหรือโซก่ิง มีสมบัติดังน้ี - เมื่อไดรับความรอนจะออนตัว แตถาลดอุณหภูมิจะกลับมาแข็งตัวเชนเดิม - ยืดหยุน และโคงงอได - สามารถเปลี่ยนรูปรางกลับไปมาไดหรือนํากลับมาใชใหมได - สมบัติไมมีการเปลี่ยนแปลง เชน พอลิเอทิลีน พอลิโพรพิลีน พอลิสไตรีน พอลิเตตระฟลูออโรเอทิลีน พอลิไวนิลคลอไรด


• เทอรมอเซต (Thermoset) คือ พลาสติกท่ีมีโครงสรางแบบตาขาย มีสมบัติดังนี้ - เมื่อไดรับความรอนจะไมออนตัว แตจะเกิดการแตกหัก - มีความแข็งแรงมาก - ไมสามารถเปลี่ยนรูปรางไดหรือนํากลับมาใชใหมไมได - สมบัติมีการเปลี่ยนแปลง เชน เบคะไลท ใชทําดามจับกระทะ ดามจับเตารีด และปลั๊กไฟฟา พอลิยูเรียฟอรมาลดีไฮด ใชทําเตาเสียบไฟฟา และแผนฟอรไมกาปูโตะ อิพอกซี ใชทํากาว

ตารางแสดงสมบัติบางประการของพลาสติก

สมบัติบางประการ ชนิดของพลาสติก

ประเภทของพลาสติก สภาพการไหมไฟ ขอสังเกตอ่ืน

ตัวอยางการนําไปใชประโยชน

พอลิเอทิลีน เทอรมอ-พลาสติก

เปลวไฟสีน้ําเงินขอบเหลือง กลิ่นเหมือนพาราฟน เปลวไฟไมดับเอง

เล็บขีดเปนรอย ไมละลายในสารละลายท่ัวไป ลอยน้ํา

ถุง ภาชนะ ฟลมถาย- ภ า พ ข อ ง เ ล น เ ด็ กดอกไมพลาสติก

พอลิโพรพิลีน เทอรมอ-พลาสติก

เปลวไฟสีน้ําเงินขอบเหลือง ควันขาว กลิ่นเหมือนพาราฟน

ขีดดวยเล็บไมเปนรอย ไมแตก

โตะ เกาอี้ เชือก พรม บ ร ร จุ ภั ณ ฑ อ า ห า ร ช้ินสวนรถยนต

พอลิสไตรีน เทอรมอ-พลาสติก

เ ป ล ว ไ ฟ สี เ ห ลื อ ง เขมามาก กลิ่นเหมือนแกสจุดตะเกียง

เปราะ ละลายไดในคารบอนเตตระคลอไรด และโทลูอีนลอยน้ํา

โฟม อุปกรณไฟฟา เลนส ของเลนเด็ก อุปกรณกีฬา เครื่องมือสื่อสาร

พอลิไวนิล- คลอไรด

เทอรมอ-พลาสติก

ติดไฟยาก เปลวสีเหลือง ขอบเขียว ควันขาว กลิ่นกรดเกลือ

ออนตัวไดคลายยาง ลอยน้ํา

กระดาษติดผนัง ภาชนะบรรจุสารเคมี รองเทา กระเบื้องปูพ้ืน ฉนวนหุมสายไฟ ทอพีวีซี

ไนลอน เทอรมอ-พลาสติก

เปลวไฟสีน้ําเงินขอบเหลือง กลิ่นคลายเขาสัตวติดไฟ

เหนียว ยืดหยุน ไมแตก จมน้ํา

เครื่องนุงหม ถุงนอง-สตรี พรม อวน แห

พอลิยูเรียฟอรมาลดีไฮด

พลาสติก-เทอรมอเซต

ติดไฟยาก เปลวไฟสีเหลืองออนขอบฟาแกมเขียว กลิ่นคลายแอมโมเนีย

แตกราว จมน้ํา เตาเสียบไฟฟา วัสดุเชิงวิศวกรรม


สมบัติบางประการ ชนิดของพลาสติก

ประเภทของพลาสติก สภาพการไหมไฟ ขอสังเกตอ่ืน

ตัวอยางการนําไปใชประโยชน

อีพอกซี พลาสติก-เทอรมอเซต

ติดไฟงาย เปลวสีเหลือง ควันดํา กลิ่นคลายขาวค่ัว

ไ ม ล ะ ลาย ใ นส าร -ไฮโดรคารบอนและน้ํา

กาว สี สารเคลือบผิว หนาวัตถุ

เทอรมอ-พลาสติก

ติดไฟยาก เปลวสีเหลือง ควันกลิ่นฉุน

ออนตัว ยืดหยุน เสนใยผา

พอลิเอสเทอร พลาสติก-เทอรมอเซต

ติดไฟยาก เปลวสีเหลือง ควันดํา กลิ่นฉุน

เปราะ หรือแข็งเหนียว ตัวถังรถยนต ตัวถังเรือ ใชบุภายในเครื่องบิน

การลดปญหาในการกําจัดพลาสติก เชน - พลาสติกท่ียอยสลายทางชีวภาพ (Biodegradable) คือ พลาสติกท่ีสามารถยอยสลายไดเองตามธรรมชาติหรือจุลินทรีย - พลาสติกท่ีแปรรูปเพ่ือใชใหม (Recycle) คือ พลาสติกท่ีใชแลวสามารถนํากลับไปผานขั้นตอนการผลิต แลวสามารถนํากลับมาใชใหมได สัญลักษณแยกประเภทของพลาสติกรีไซเคิล

พอลิเอทิลีน เทเรฟทาเลต (Polyethylene Terephthalate)

พอลิเอทิลีน ท่ีมีความหนาแนนสูง (High-Density Polyethylene)

พอลิไวนิลคลอไรด (Polyvinyl Chloride)

พอลิเอทิลีน ท่ีมีความหนาแนนต่ํา (Low-Density Polyethylene)

พอลิโพรพิลีน (Polypropylene)


พอลิสไตรีน (Polystyrene)

อื่นๆ

3.2 ยาง แบงเปน • ยางธรรมชาติ เกิดจากมอนอเมอร ท่ีเรียกวา ไอโซพรีน จํานวน 1,500 ถึง 150,000 หนวย มารวมตัวกันทางเคมีเปนพอลิเมอร เรียกวา พอลิไอโซพรีน

2CH CH C

3CHn2 ) CH(

มีสมบัติดังนี้ - มีโครงสรางโมเลกุลขดมวนเปนวงและบิดเปนเกลียว รูปรางไมแนนอน - มีแรงดึงดูดระหวางโซของพอลิเมอรสูง จึงทําใหยางยืดหยุน - ทนตอแรงดึง ทนตอการขัดถู - เปนฉนวนไฟฟาท่ีดี - ทนน้ํา น้ํามันพืชและสัตว แตไมทนน้ํามันเบนซินและตัวทําละลายอินทรีย - เมื่อไดรับความเย็นจะแข็งและเปราะ แตเมื่อไดรับความรอนจะออนตัวและเหนียว การปรับปรุงคุณภาพยางธรรมชาติ ทําไดโดยนํายางมาคลุกกับกํามะถันและใหความรอนสูง จะทําใหไดยางท่ีมีความคงตัวท่ีอุณหภูมิตางๆ ทนตอแสง ความรอน และตัวทําละลายไดดี • ยางสังเคราะห (ยางเทียม) เชน : ยาง IR (Isoprene Rubber) - มีโครงสรางเหมือนยางธรรมชาติ - จุดเดน คือ มีสิ่งเจือปนนอย คุณภาพสม่ําเสมอทั้งกอน มีสีขาว - ใชทําจุกนมยางและอุปกรณการแพทย : ยาง SBR (Styrene - Butadiene Rubber) - เกิดจากมอนอเมอรของสไตรีนและบิวทาไอดีน มารวมกันเปนพอลิเมอร - ทนทานตอการขัดถูมาก แตทนตอแรงดึงต่ํา - ใชทําพ้ืนรองเทา สายยาง สายพาน


3.3 เสนใย

เสนใย

เสนใยธรรมชาติ

เสนใยกึง่สังเคราะห

เสนใยสังเคราะห

เซลลูโลส โปรตนี ใยหิน เรยอน พอลิเอส-เทอร

พอลิเอ-ไมด

พอลิอะคร-ิโลไนไตรท อ่ืนๆ

3.3.1 เสนใยธรรมชาติ แบงเปน • เสนใยจากพืช เปนสารประเภทเซลลูโลส มีมอนอเมอร คือ กลูโคส เชน ฝาย นุน ปอ ปาน มะพราว • เสนใยจากสัตว เปนสารประเภทโปรตีน มีมอนอเมอร คือ กรดอะมิโน เชน ไหม ผม ขนสัตวตางๆ • เสนใยจากแรธาตุ เชน แรใยหิน มีสมบัติเปนฉนวนความรอนและฉนวนไฟฟา ใชทําชุดดับเพลิง มานเวที แตถาสูดดมเขาไปมีโอกาสเปนมะเร็งท่ีปอด 3.3.2 เสนใยสังเคราะห มีการผลิตได 2 วิธี ดังนี้ • เกิดจาก การนําเสนใยธรรมชาติมาแปรรูปเปนพอลิเมอรท่ีมีสมบัติตางจากเดิม เชน การนําฝาย (เซลลูโลส) มาละลายในสารละลายแอมโมเนีย แลวนํามาทําปฏิกิริยากับสารคอปเปอร (II) คารบอเนต จะเกิดสารใหม คือ คิวพรัมโมเนียมเรยอน มีลักษณะของเหลว เหนียวเมื่อนํามาอัดผานรูเล็กๆ ท่ีจุมในสารละลายกรดซัลฟวริกจะไดเสนใยที่ยาว นํามายอมสี และปนใหเปนเสนท่ีมีความยาวตามตองการ • เกิดจาก ปฏิกิริยารวมตัวระหวางมอนอเมอร 2 ชนิดท่ีไมมีพันธะคูระหวางคารบอน แตมีหมูอื่นซ่ึงไวตอปฏิกิริยา - หมูคารบอกซิล (-CO2H) - หมูอะมิโน (-NH2) - หมูไฮดรอกซิล (-OH) เชน ไนลอน 66 พอลิเอสเทอร อะคลิโลไนไตรท เสนใยสังเคราะห มีสมบัติท่ีตางจากเสนใยธรรมชาติ ดังนี้ - ไมดูดน้ํา ซักงาย แหงเร็ว - ทนเช้ือราและจุลินทรีย - ทนตอสารเคมี - ไมยับงาย หมายเหตุ : พอลิเมอร ท่ีผลิตจากมอนอเมอรท่ีเปนสารประกอบไฮโดรคารบอน แบงเปน - ไฮโดรคารบอนที่เปนสารอินทรีย เชน พลาสติก ยางสังเคราะห เสนใย - ไฮโดรคารบอนที่เปนสารอนินทรีย เชน ซิลิคอนไดออกไซด (SiO2)


เมื่อนํา SiO2 มาทําปฏิกิริยากับสารอัลคิลคลอไรด (RCl) จะไดมอนอเมอรท่ีนํามาผลิตพอลิเมอรท่ีเรียกวา ซิลิโคน ซิลิโคนมีหลายชนิดขึ้นอยูกับมอนอเมอรตั้งตน มีลักษณะคลายยาง แตทนตอความรอนและสารเคมีไดดีกวา ไมเปยกน้ํา เปนฉนวนไฟฟา และไมทําปฏิกิริยากับรางกายมนุษย จึงนิยมใชทําอวัยวะเทียม ทําแบบหลอผลิตภัณฑ ใชประสานกระจกกันน้ํา

ตัวอยางขอสอบ O-NET เรื่อง พอลิเมอร 1. มอนอเมอรของพอลิเมอร A-B-A-B-A-B-A- คืออะไร 1) A 2) B 3) A-B 4) A-B-A 2. ขอใดจับคูมอนอเมอร : พอลิเมอร ไมถูกตอง 1) กรดอะมิโน : โปรตีน 2) ฟรักโทส : เซลลูโลส 3) ไอโซปรีน : ยางธรรมชาติ 4) เตตระฟลูออโรเอทิลีน : เทฟรอน 3. ขอใดไมใชพอลิเมอรท่ีสําคัญในสิ่งมีชีวิต 1) แปง 2) ดีเอ็นเอ 3) เซลลูโลส 4) คอเลสเทอรอล 4. การดูแลรักษาสิ่งแวดลอมในขอใดไมควรทํา 1) ฤดีวรรณคัดแยกประเภทขยะกอนท้ิง 2) มารศรีใชถุงผาไปจายตลาดแทนการใชถุงพลาสติก 3) เกตุวดีนิยมซ้ือขนมที่หอดวยใบตองมากกวาบรรจุในถาดโฟม 4) สุดสงวนนําขวดพลาสติกใสบรรจุน้ําดื่มมาใชใสน้ําอีกหลายๆ ครั้ง 5. ขอใดไมใชขอดีของเสื้อผาท่ีทําจากเสนใยสังเคราะห 1) ยับยาก 2) ซักงายแหงเร็ว 3) อากาศผานไดดี 4) ทนตอเช้ือราและจุลินทรียอื่นๆ 6. ผลิตภัณฑชนิดใดท่ีผลิตจากพลาสติกประเภทที่แตกตางจากชนิดอื่น 1) โฟม 2) กาว 3) อวน 4) ฟลมถายภาพ


7. พลาสติกชนิดใดมีความเปราะมากที่สุด 1) พอลิสไตรีน 2) พอลิไวนิลคลอไรด 3) พอลิเอสเทอร 4) พอลิเอทิลีน 8. พอลิเมอรชนิดใดมีองคประกอบหลักแตกตางจากขออื่น 1) เทฟลอน 2) ซิลิโคน 3) เรยอน 4) พลาสติก 9. ขอใดไมถูกตอง 1) พลาสติกชนิดเทอรโมพลาสติกสามารถนํามาแปรรูปใชใหมได 2) ยางธรรมชาติ ยืดหยุน แตไมทนความรอน 3) ยาง IR มีคุณภาพสม่ําเสมอ จึงใชทําจุกนมยาง 4) เสนใยไหม เปนพอลิเมอรประเภทเซลลูโลส 10. ขอใดไมใชพอลิเมอรธรรมชาติ 1) กรดนิวคลีอีก 2) พอลิไอโซปรีน 3) พอลิเอทิลีน 4) พอลิแซ็คคาไรด

เฉลย 1. 3) 2. 2) 3. 4) 4. 4) 5. 3) 6. 2) 7. 1) 8. 2) 9. 4) 10. 3) 1. เฉลย 3) A-B มอนอเมอร คือ องคประกอบที่มีขนาดเล็ก 2. เฉลย 2) ฟรักโทส : เซลลูโลส เซลลูโลส มีมอนอเมอร คือ กลูโคส 3. เฉลย 4) คอเลสเทอรอล พอลิเมอร คือ สารท่ีมีขนาดใหญ ซ่ึงเกิดจากสารขนาดเล็ก (มอนอเมอร) จํานวนมากมาย

มารวมกันทางเคมี คอเลสเทอรอลเปนไขมัน เกิดจากการรวมตัวของกรดไขมัน 3 โมเลกุลและกลีเซอรอล 1 โมเลกุล

จึงไมใชพอลิเมอร 4. เฉลย 4) สุดสงวนนําขวดพลาสติกใสบรรจุน้ําดื่มมาใชใสน้ําอีกหลายๆ ครั้ง ขวดพลาสติกใสบรรจุน้ําดื่มมาใชใสน้ําอีกหลายๆ ครั้ง อาจทําใหเกิดสารปนเปอนและไมไดผาน

การฆาเช้ือโรคทุกครั้ง


5. เฉลย 3) อากาศผานไดดี เสนใยสังเคราะห มีขนาดเล็ก เมื่อนํามาทอเปนผืนจะทําใหเสนใยชิดกันไดมาก ซ่ึงจะทําใหอากาศ

ผานไดยาก 6. เฉลย 2) กาว กาวหรืออิพอกซี เปนพลาสติกประเภทเทอรโมเซต ท่ีมีความแข็งแรง ทนตอความรอน และไม

สามารถเปลี่ยนรูปรางกลับไปมาได 7. เฉลย 1) พอลิสไตรีน พอลิสไตรีน ใชทําโฟม จึงมีความเปราะมากที่สุด พอลิไวนิลคลอไรด หรือ PVC ใชทําทอน้ํา พอลิเอสเทอร ใชทําเสนใย ตัวถังรถ พอลิเอทิลีน ใชทําถุงพลาสติก ขวดน้ํา สายยาง 8. เฉลย 2) ซิลิโคน ซิลิโคน เปนพอลิเมอรท่ีมีองคประกอบหลักเปนสารอนินทรีย ประกอบดวยธาตุซิลิคอน จึงไม

วองไวและทําปฏิกิริยากับรางกายมนุษย 9. เฉลย 4) เสนใยไหม เปนพอลิเมอรประเภทเซลลูโลส เสนใยไหม เปนเสนใยจากสัตว เปนพอลิเมอรประเภทโปรตีน 10. เฉลย 3) พอลิเอทิลีน พอลิเอทิลีน เปนพอลิเมอรสังเคระห ประเภทพลาสติก ท่ีมาจากการสังเคราะหจากมอนอเมอร

คือ เอทิลีน ซ่ึงไดมาจากแกสธรรมชาติ


ปฏิกิริยาเคมี ปฏิกิริยาเคมี เกิดจากสารเขาทําปฏิกิริยากัน ท่ีเรียกวา สารเริ่มตน ซ่ึงจะมีการเปลี่ยนแปลงเกิดขึ้น คือ มีการแตกสลายพันธะเดิม และสรางพันธะใหม ทําใหเกิดสารชนิดใหม เรียกวา ผลิตภัณฑ ซ่ึงจะมีสมบัติตางจากสารเริ่มตน แบงเปน - ปฏิกิริยาคายความรอน (Exothermic Reaction) คือ ปฏิกิริยาท่ีเกิดขึ้นแลวใหพลังงานความรอนออกมามากกวาพลังงานท่ีไดรับเขาไป ทําใหสิ่งแวดลอมมีอุณหภูมิสูงขึ้น - ปฏิกิริยาดูดความรอน (Endothermic Reaction) คือ ปฏิกิริยาท่ีเกิดขึ้นแลวดูดพลังงานความรอนจากสิ่งแวดลอมเขาไป แลวทําใหสิ่งแวดลอมมีอุณหภูมิลดลง 4.1 ปฏิกิริยาเคมีในชีวิตประจําวัน - ปฏิกิริยาการเผาไหมของถานหินและน้ํามันดิบ จะมีกํามะถัน (S) ปนอยูดวย ดังนั้นในขณะกลั่นจะเกิดการเผาไหมทําปฏิกิริยารวมตัวกับแกสออกซิเจน ไดเปนแกสซัลเฟอรไดออกไซด (SO2) ซ่ึงสามารถเกิดปฏิกิริยากับแกสออกซิเจนตอไป ไดแกสซัลเฟอรไตรออกไซด (SO3) เมื่อ SO3 ถูกความช้ืนจะทําปฏิกิริยากับน้ํา เกิดเปนกรดกํามะถันหรือกรดซัลฟวริก (H2SO4) และ ถามีปริมาณมากพอ เมื่อฝนตกจะชะลงมาพรอมกับฝน เรียกวา ฝนกรด S + O2 SO2

SO2 + 1/2 O2 SO3 SO3 + H2O H2SO4

- การเผาไหมเช้ือเพลิงในเครื่องยนต จะเกิดแกสไนโตรเจนไดออกไซด (NO2) ซ่ึงเมื่อถูกแสงแดด จะสลายตัวไดแกสไนโตรเจนมอนอกไซด (NO) และอะตอมอิสระของออกซิเจน (O) ซ่ึงจะสามารถรวมตัวกับ แกส O2 แลวไดเปนโอโซน (O3) NO2 NO + O O + O2 O3

แกส SO3, NO2 และ O3 ในวันท่ีมีความกดอากาศสูงจะลอยในระดับต่ํา เกิดเปนหมอกควัน เรียกวา Smog (มาจากคําวา Smoke + Fog) และถามีมากทําใหบดบังในการมองเห็น แกส NO2 และ O3 ทําใหเกิดการระคายเคืองตาและทางเดินหายใจ แกส NO2 สามารถรวมตัวกับน้ํา เกิดกรดไนตริก (HNO3) และกรดไนตรัส (HNO2) กลายเปนฝนกรดได - ปฏิกิริยาการเกิดสนิมเหล็ก เกิดจากเหล็กทําปฏิกิริยากับแกสออกซิเจนกลายเปนสนิมเหล็ก (Fe2O3) 2Fe + 3O2 Fe2O3

- ปฏิกิริยาการสลายตัวของโซเดียมไฮโดรเจนคารบอเนต (NaHCO3 / ผงฟู) ดวยความรอนจะได แกส CO2 และ H2O 2NaHCO3 Na2CO3 + CO2 + H2O : ใชเปนสวนผสมของขนม เชน ขนมเคก ขนมถวยฟู ขนมสาลี่ เพราะ ผงฟู เมื่อไดรับความรอน จะทําใหเกิด CO2 แทรกตัวออกมา ทําใหเกิดเปนโพรงอากาศในขนม ขนมจึงพองและฟูขึ้น


: ใชในการดับไฟปา โดยใชการโปรยผงฟูลงมาเหนือไฟปา CO2 ท่ีเกิดขึ้นเปนแกสท่ีหนักกวาอากาศ จึงปกคลุมไมใหเช้ือเพลิงไดรับแกสออกซิเจน จึงชวยลดการลุกไหม

- สารไฮโดรเจนเปอรออกไซด (H2O2) ท่ีใชฟอกสีผมและฆาเช้ือโรค แตเมื่อไดรับแสงและความรอน จะสลายตัวเปนน้ํา และ O2 ดังนั้น จึงตองเก็บไวในท่ีมืดและเย็นหรือในภาชนะสีน้ําตาล H2O2 H2O + O2

- ปฏิกิริยาในแบตเตอรี่ชนิดตางๆ เชน : แบตเตอรี่ในรถยนต เปนปฏิกิริยาระหวางแผนตะกั่ว (Pb) ทําหนาท่ีเปนขั้วบวก และตะกั่วไดออกไซด (PbO2) ทําหนาท่ีเปนขั้วลบกับกรดซัลฟวริก (H2SO4) เขมขน 30-38% โดยน้ําหนัก

: แบตเตอรี่ปรอท มีขนาดเล็ก เบา ใชในเครื่องมืออิเล็กทรอนิกส มีสังกะสี (Zn) เปนขั้วบวก และปรอทออกไซด (HgO) เปนขั้วลบ ในสารผสมระหวางโพแทสเซียมไฮดรอกไซด (KOH) กับสังกะสีไฮดรอกไซด (Zn(OH)2) และน้ํา

- ปฏิกิริยาการสลายตัวของหินปูน (CaCO3) ดวยความรอน ไดแกส CO2 และปูนขาว (CaO) ใชในการผลิตปูนซีเมนต CaCO3 CO2 + CaO


- ปฏิกิริยาระหวางหินปูนกับกรดไนตริก / กรดซัลฟวริก เกิดเปนแคลเซียมซัลเฟต (CaSO4) หรือแคลเซียมไนเตรต (Ca(NO3)2) และแกส CO2 ซ่ึงเปนสาเหตุท่ีทําใหเกิดการสึกกรอนของสิ่งกอสรางท่ีทําจากหินปูนหรือหินออน และการเกิดหินงอกหินยอยในถ้ํา CaCO3 + H2SO4 CaSO4 + CO2 + H2O CaCO3 + 2HNO3 Ca(NO3)2 + CO2 + H2O

4.2 อัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี 4.2.1 การวัดอัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี วัดจาก ปริมาณของสารเริ่มตนท่ีลดลง ใน 1 หนวยเวลา หรือปริมาณของผลิตภัณฑท่ีเพ่ิมขึ้น ใน 1 หนวยเวลา 4.2.2 ปจจัยที่มีผลตออัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี 1. ความเขมขนของสารเริ่มตน (เขมขนมาก > เขมขนนอย) สารท่ีมีความเขมขนมาก จะมีจํานวนอนุภาคของสารมากกวา จึงเกิดการสัมผัสกันไดมากกวาสารท่ีมีจํานวนอนุภาคของสารนอยกวา จึงทําใหเกิดปฎิกิริยาเคมีไดเร็วมากกวาสารท่ีมีความเขมขนนอย 2. พ้ืนที่ผิวสัมผัสของสารที่เขาทําปฏิกิริยา (ผง > กอน) สารท่ีเปนผงเล็กๆ จะเปนการเพ่ิมพ้ืนท่ีผิวสัมผัสของของแข็งใหสัมผัสกับของเหลวไดมากขึ้น จึงเกิด ปฏิกิริยาเคมีไดเร็วกวาสารท่ีเปนกอนใหญ เชน ในการรับประทานอาหาร ควรเคี้ยวอาหารใหละเอียด เพ่ือทําใหสัมผัสกับกรดและเอนไซมในกระเพาะ-อาหารไดมากขึ้น จึงเกิดปฏิกิริยากันไดเร็วขึ้น อาหารจึงยอยงาย ปองกันการจุกเสียด ทองอืด ทองเฟอ 3. อุณหภูมิ (รอน > เย็น) การเพ่ิมอุณหภูมิ ทําใหสารเคลื่อนที่ไดเร็วขึ้น จึงเกิดการสัมผัสกันมากขึ้น ทําใหเกิดปฏิกิริยาไดเร็วขึ้น เชน ถารางกายมีอุณหภูมิสูงขึ้น 1 องศาเซลเซียส เนื้อเยื่อจะตองการแกสออกซิเจนเพ่ิมขึ้น 13% ทําใหอัตราการเตนของชีพจรและการหายใจเพิ่มขึ้น การนําผลไมมาบมในภาชนะปดและปกคลุมดวยผา จะทําใหผลไมสุกไดเร็วกวาวางไวท่ีอุณหภูมิปกติ เพราะ ท่ีอุณหภูมิสูง เอนไซมท่ีอยูในผลไมจะทํางานไดเร็วขึ้น การเก็บผลไมไวในท่ีเย็น จะทําใหผลไมคงความสดและอยูไดนาน เพราะชวยลดการทํางานของเอนไซมและแบคทีเรียใหชาลง


4. ตัวเรงปฏิกิริยา (Catalyst) คือ สารท่ีเติมเพ่ิมเขาไปในปฏิกิริยา แลวทําใหปฏิกิริยาเกิดไดเร็วขึ้น และเมื่อปฏิกิริยาสิ้นสุดลง ปริมาณและสมบัติของตัวเรงปฏิกิริยาจะยังคงเหมือนเดิม เชน เอนไซมตางๆ 5. ธรรมชาติของสาร สารแตละชนิดจะมีสมบัติเฉพาะตัว จึงเกิดปฏิกิริยาเคมี ดวยอัตราเร็วท่ีแตกตางกัน เชน โลหะแมกนีเซียม + กรดไฮโดรคลอริก เกิดปฏิกิริยาเร็วมาก โลหะสังกะสี + กรดไฮโดรคลอริก เกิดปฏิกิริยาชา โลหะทองแดง + กรดไฮโดรคลอริก ไมเกิดปฏิกิริยา หรือ โซเดียม ทําปฏิกิริยากับน้ําอยางรวดเร็วมาก แมกนีเซียม ทําปฏิกิริยากับน้ําไดชามากๆ

ตัวอยางขอสอบ O-NET เรื่อง ปฏิกิริยาเคมี 1. ขอใดไมใชวิธีการวัดอัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี Zn + 2HCl Cu ZnCl2 + H2 1) อัตราการเกิดแกสไฮโดรเจนใน 1 หนวยเวลา 2) อัตราการหายไปของโลหะสังกะสีใน 1 หนวยเวลา 3) อัตราการหายไปของโลหะทองแดงใน 1 หนวยเวลา 4) ความเขมขนของกรดไฮโดรคลอริกท่ีลดลงใน 1 หนวยเวลา 2. ขอใดไมถูกตองเก่ียวกับโซเดียมไฮโดรเจนคารบอเนต 1) สลายตัวดวยความรอนใหแกสคารบอนไดออกไซด 2) ใชในการทําอาหาร ใหขนมพองหรือฟูขึ้น 3) ใชในการดับไฟไหมปา 4) ใชในการฆาเช้ือโรค 3. ขอใดมีการเปลี่ยนแปลงทางเคมี 1) น้ําแข็งละลายกลายเปนน้ํา 2) แทงแกวงอเมื่อไดรับความรอน 3) อากาศรอนพวยพุงจากหมอน้ํารถยนต 4) เมื่อบีบมะนาวลงในน้ําชา ทําใหสีเปลี่ยน


กราฟขางลางนี้ ใชตอบคําถามขอ 4-5

40

12

เวลา (วินาท)ี

ความเขมขนของสาร A (mol/dm3)

8

8

1620

4. การเกิดปฏิกิริยาเคมี มีการวัดความเขมขนของสาร A ท่ีเปลี่ยนแปลงกับเวลา ไดผลดังกราฟ สาร A คืออะไร 1) สารเริ่มตน 2) ผลิตภัณฑ 3) สารตัวกลาง 4) ตัวเรงปฏิกิริยา 5. อัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมีของปฏิกิริยานี้เปนกี่ mol/dm3 sec 1) 0.4 2) 0.5 3) 2 4) 2.5 6. ฝนกรดเปนผลเสียจากการใชถานหินท่ีมีเปอรเซ็นตของธาตุใดสูง 1) H 2) O 3) S 4) C 7. ขอใดถูกตองมากที่สุด 1) สารเขมขนมากจะเกิดปฎิกิริยาชากวาสารท่ีมีการเจือจางดวยน้ํา 2) สารเริ่มตนท่ีเปนกอนใหญจะเกิดปฏิกิริยาไดเร็วกวาสารเริ่มตนท่ีเปนผงละเอียด 3) การทดลองที่ทําท่ีอุณหภูมิสูงจะเกิดปฏิกิริยาไดเร็วกวาท่ีอุณหภูมิต่ํากวา 4) ปฎิกิริยาท่ีมีการเติมตัวเรงปฏิกิริยาจะไมมีผลตออัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี 8. ขอใดมีผลทําใหอัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมีเกิดไดชาลง 1) ผลไมท่ีเก็บไวในท่ีมีอุณหภูมิสูง 2) การเค้ียวขาวใหละเอียดกอนกลืน 3) การใชแทงแกวคนสารละลาย 4) การเติมน้ําลงในสารละลายอีกเทาตัว 9. แกสใดไมเกี่ยวของกับการเกิดหมอกควัน 1) ไฮโดรเจนเปอรออกไซด 2) ซัลเฟอรไตรออกไซด 3) ไนโตรเจนไดออกไซด 4) โอโซน 10. เหตุใดกอนทานยาบางชนิดตองมีการเค้ียวใหละเอียดกอนกลืน 1) ยาบางชนิดจะละลายไดดีในน้ําลาย 2) เพ่ือใหยาเกิดการยอยสลายอยางชาๆ 3) เปนการเพ่ิมพ้ืนท่ีผิวสัมผัสใหยาละลายไดดีขึ้น 4) ยาบางชนิดมีฤทธ์ิเปนกรด จึงตองเคี้ยวใหละเอียดเพ่ือปองกันรสขม


เฉลย 1. 3) 2. 4) 3. 4) 4. 2) 5. 4) 6. 3) 7. 3) 8. 4) 9. 1) 10. 3) 1. เฉลย 3) อัตราการหายไปของโลหะทองแดงใน 1 หนวยเวลา อัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี วัดไดจาก ปริมาณสารเริ่มตนท่ีลดลงใน 1 หนวยเวลา หรือปริมาณ

ผลิตภัณฑท่ีเพ่ิมขึ้นใน 1 หนวยเวลา โลหะทองแดง เขียนไวบนลูกศร แสดงวาทําหนาท่ีเปนตัวเรงปฏิกิริยาเคมี จึงไมสามารถนํามาวัด

อัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมีได เนื่องจากตัวเรงปฏิกิริยาเคมี เมื่อสิ้นสุดปฏิกิริยาจะไมมีการเปลี่ยนแปลง 2. เฉลย 4) ใชในการฆาเช้ือโรค โซเดียมไฮโดรเจนคารบอเนต (NaHCO3) หรือผงฟู จะสลายตัวดวยความรอนใหแกสคารบอน-

ไดออกไซด ใชในการทําอาหาร ใหขนมพองหรือฟูขึ้นและใชในการดับไฟไหมปา 3. เฉลย 4) เมื่อบีบมะนาวลงในน้ําชา ทําใหสีเปลี่ยน การเปลี่ยนแปลงทางเคมี คือ การเปลี่ยนแปลงจากสารเริ่มตนเปลี่ยนเปนสารใหม โดยสังเกตไดจาก

การเกิดสีท่ีเปลี่ยนแปลงไป หรือการเกิดฟองแกสเกิดขึ้น 4. เฉลย 2) ผลิตภัณฑ สาร A มีความเขมขนเพ่ิมขึ้นเรื่อยๆ เมื่อเวลาผานไป แสดงวา A คือ ผลิตภัณฑ เพราะในการ

เกิดปฏิกิริยา เมื่อเวลาผานไป สารเริ่มตนจะเขาทําปฏิกิริยากัน ทําใหมีปริมาณลดลง เนื่องจากมีการเปลี่ยนเปนสารใหมหรือผลิตภัณฑ ซ่ึงจะมีปริมาณเพ่ิมขึ้น

5. เฉลย 4) 2.5 อัตราการเกิดปฏิกิริยา = ปริมาณสารท่ีเปลี่ยนแปลง / เวลาที่เปลี่ยนแปลง = 20 / 8 = 2.5 6. เฉลย 3) S ถานหิน จะมีธาตุกํามะถันหรือซัลเฟอร (S) ซ่ึงเมื่อเผาไหมจะทําใหเกิดแกสซัลเฟอรไดออกไซด

และแกสซัลเฟอรไตรออกไซด ตามลําดับ ซ่ึงจะเปนสาเหตุท่ีทําใหเกิดฝนกรด 7. เฉลย 3) การทดลองที่ทําท่ีอุณหภูมิสูงจะเกิดปฏิกิริยาไดเร็วกวาท่ีอุณหภูมิต่ํากวา 1) ผิด สารท่ีมีความเขมขนมากจะเกิดไดเร็วกวาสารท่ีเขมขนนอย 2) ผิด สารเริ่มตนท่ีเปนผงละเอียดจะเกิดปฏิกิริยาไดเร็วกวาสารเริ่มตนท่ีเปนกอนใหญ 4) ผิด การเติมตัวเรงปฏิกิริยาจะทําใหอัตราการเกิดปฏิกิริยาสูงขึ้น 8. เฉลย 4) การเติมน้ําลงในสารละลายอีกเทาตัว การเติมนํ้า ทําใหสารละลายมีความเจือจางหรือมีความเขมขนลดลง อัตราการเกิดปฏิกิริยาจะชาลง 9. เฉลย 1) ไฮโดรเจนเปอรออกไซด สารไฮโดรเจนเปอรออกไซด เปนสารที่ใชฟอกสีผมและฆาเช้ือโรค 10. เฉลย 3) เปนการเพ่ิมพ้ืนท่ีผิวสัมผัสใหยาละลายไดดีขึ้น การเค้ียวเปนการทําใหยามีขนาดเล็กลง เปนการเพ่ิมพ้ืนท่ีผิวสัมผัส


โครงสรางของอะตอมและตารางธาตุ โครงสรางของอะตอมและตารางธาตุ 5.1 โครงสรางอะตอม ธาตุ คือ สารบริสุทธ์ิ ท่ีประกอบดวย อะตอมชนิดเดียว อะตอม เปนหนวยเล็กท่ีสุดของธาตุท่ีสามารถแสดงสมบัติของธาตุนั้นๆ ได ประกอบดวย - นิวเคลียส ซ่ึงมีอนุภาคโปรตอนและนิวตรอน - อนุภาคอิเล็กตรอน วิ่งรอบๆ นิวเคลียส และมีจํานวนเทากับอนุภาคโปรตอน แบบจําลองชนิดโครงสรางลายเสน เปนแบบจําลองโครงสรางอะตอมที่แสดงวงโคจรของอิเล็กตรอนรอบนิวเคลียสเปนวงกลม

n = 1n = 2n = 3n = 4n = 5n = 6n = 7

+

แบบจําลองชนิดกลุมหมอกอิเล็กตรอน เปนแบบจําลองที่แสดงตําแหนงและโอกาสที่อิเล็กตรอนเคลื่อนท่ีผานตําแหนงตางๆ รอบนิวเคลียส โดยบริเวณใกลๆ นิวเคลียสเปนบริเวณท่ีมีความหนาแนนของจุดมาก แสดงวา มีอิเล็กตรอนเคลื่อนที่ผานไปบอยครั้งมากหรือมีโอกาสที่จะพบอิเล็กตรอนบริเวณนั้นสูง แตย่ิงหางนิวเคลียสโอกาสที่จะพบอิเล็กตรอนจะนอยลง และอิเล็กตรอนสามารถเคลื่อนท่ีไปไดไมมีขอบเขตจํากัด


5.1.1 สัญลักษณนิวเคลียร ประกอบดวย - สัญลักษณของธาตุ - เลขอะตอม แทน จํานวนโปรตอนหรือจํานวนอิเล็กตรอน - เลขมวล แทน จํานวนโปรตอนรวมกับจํานวนนิวตรอน

สัญลักษณของธาตุ

AZ Xเลขมวล

เลขอะตอม เชน aN23

11 หมายถึง ธาตุโซเดียม มีเลขมวล = 23 มีเลขอะตอม = 11 แสดงวา มีจํานวนโปรตอน = 11 อนุภาค มีจํานวนอิเล็กตรอน = 11 อนุภาค มีจํานวนนิวตรอน = 12 อนุภาค ไอโซโทป หมายถึง ธาตุชนิดเดียวกันท่ีมีเลขอะตอมเหมือนกัน แตเลขมวลตางกัน ซ่ึงจัดเปนธาตุชนิดเดียวกัน ท่ีมีสมบัติทางเคมีเหมือนกัน แตมีสมบัติทางกายภาพบางประการตางกัน เชน H1

1 H21 H3

1 หมายเหตุ : ธาตุชนิดเดียวกัน จะมีโปรตอนเทากัน : อะตอมของธาตุตางๆ เปนกลางทางไฟฟา : เลขอะตอม เปนตัวบงช้ีสมบัติเฉพาะตัวของธาตุ 5.1.2 การจัดตัวของอิเล็กตรอนในอะตอม แรงยึดเหนี่ยวระหวางนิวเคลียสกับอิเล็กตรอน คือ แรงดึงดูดระหวางประจุบวกของโปรตอนในนิวเคลียสกับประจุลบของอิเล็กตรอนที่โคจรอยูรอบๆ นิวเคลียส - อิเล็กตรอนที่อยูใกลนิวเคลียส จะไดรับแรงยึดเหนี่ยวมากกวาอิเล็กตรอนที่อยูไกล - วงโคจรท่ีอยูใกลนิวเคลียสท่ีสุด จะมีจํานวนอิเล็กตรอนนอยสุดและมีพลังงานนอยสุด เรียกวา ระดับพลังงานท่ี 1 (n = 1) - จํานวนอิเล็กตรอนมากสุดท่ีมีไดในระดับพลังงาน เทากับ 2n2 (n = ระดับพลังงาน) - อิเล็กตรอนที่อยูในระดับพลังงานช้ันนอกสุด เรียกวา เวเลนซอิเล็กตรอน 5.2 ตารางธาตุ ในป พ.ศ. 2412 ดิมิทรี อิวาโนวิช เมนเดเลเอฟ นักเคมีชาวรัสเซีย เปนคนแรกที่เสนอ การจัดเรียงธาตุตางๆ ในรูปของตารางธาตุ โดยจัดเรียงตามนํ้าหนักอะตอม ซ่ึงพบวาธาตุจะมีสมบัติซํ้ากันเปนชวงๆ ในตอนแรก ตารางธาตุของเมนเดเลเอฟยังไมสมบูรณ เพราะมีธาตุบางชนิดท่ียังไมรูจักหรือยังไมพบ แตก็ไดคาดการณวาจะตองมีธาตุท่ีมีสมบัติเชนนี้อยู ณ ตําแหนงน้ันๆ และเวนท่ีในตารางธาตุไว


ปจจุบันตารางธาตุจัดเรียงตามเลขอะตอม ตามการคนพบของเฮนรี กวิน เจฟฟรีส โมสลีย ไดธาตุท่ีรูจักท้ังหมด 115 ธาตุ ซ่ึงเปนธาตุท่ีพบในธรรมชาติ 90 ธาตุ นอกนั้นมนุษยสังเคราะหขึ้นมา ดังน้ี ตารางธาตุ แบงเปน 16 หมู 18 แถว ดังน้ี ธาตุหมู A เรียกวา Representative มี 8 หมู 8 แถว - หมู 1A และ 2A มีสมบัติเปนโลหะ หมู 1 ไดแก ลิเทียม โซเดียม โพแทสเซียม รูบีเดียม ซีเซียม ฟรานเซียม หมู 2 ไดแก เบริลเลียม แมกนีเซียม แคลเซียม สตรอนเซียม แบเรียม เรเดียม - หมู 3A ถึง 6A มีท้ังธาตุก่ึงโลหะ (Al, Si) และอโลหะ (C N O) หมู 3 เชน โบรอน อะลูมิเนียม หมู 4 เชน คารบอน ซิลิคอน หมู 5 เชน ไนโตรเจน ฟอสฟอรัส หมู 6 เชน ออกซิเจน ซัลเฟอร - หมู 7A และ 8A มีสมบัติเปนอโลหะ หมู 7 ไดแก ฟลูออรีน คลอรีน โบรมีน ไอโอดีน แอสทาทีน หมู 8 ไดแก ฮีเลียม นีออน อารกอน คริปตอน ซีนอน เรดอน ธาตุหมู B เรียกวา Transition มี 8 หมู 10 แถว อยูตรงกลางของตารางธาตุ มีสมบัติทางกายภาพเหมือนโลหะหมู 1A และ 2A แตมีสมบัติทางเคมีแตกตางกัน เชน สแกนเดียม ไทเทเนียม วาเนเดียม โครเมียม แมงกานีส เหล็ก โคบอลต นิกเกิล ทองแดง สังกะสี เวเลนซอิเล็กตรอนของธาตุในหมู 1A - 8A จะมีคาตรงกับตัวเลขของหมู จํานวนธาตุท่ีมีในแตละคาบจะมีคาเทากับจํานวนอิเล็กตรอนมากที่สุดท่ีมีไดในแตละระดับพลังงาน


ตารางธาตุในปจจุบัน


ตัวอยางขอสอบ O-NET เรื่อง โครงสรางอะตอม 1. จากสัญลักษณนิวเคลียรของธาตุโพแทสเซียม K39

19 ขอใดผิด 1) มีเลขมวลเทากับ 39 2) มีจํานวนโปรตอนเทากับ 19 3) มีจํานวนนิวตรอนเทากับ 20 4) มีจํานวนอิเล็กตรอนเทากับ 20 2. อะตอมของธาตุโบรอนที่มีสัญลักษณนิวเคลียร B11

5 มีการจัดอิเล็กตรอนตามระดับพลังงานอยางไร 1) 2, 3 2) 2, 4 3) 2, 4, 5 4) 2, 8, 1 3. ธาตุใดมีจํานวนเวเลนซอิเล็กตรอนมากที่สุด 1) F19

9 2) aN2311

3) S3216 4) aC40

20 4. ขอใดไมใชโลหะแทรนซิซัน 1) Mn (Manganese) 2) Mg (Magnesium) 3) Mo (Molybdenum) 4) Md (Mendelevium) 5. ธาตุท่ีมีเลขอะตอมใดมีสมบัตแิตกตางจากพวกมากที่สุด 1) 12 2) 20 3) 36 4) 56 6. ธาตุท่ีมีเลขอะตอมตอไปนี้ มีสิ่งใดเหมือนกัน 1 9 19 37 55 1) มีจํานวนอนุภาคมูลฐานเทากัน 2) มีระดับพลังงานเทากัน 3) มีเวเลนซอิเล็กตรอนเทากัน 4) มีเลขมวลเทากัน 7. ขอใดเปนไอโซโทปกับ aN23

11 1) eN23

10 2) aN2411

3) N1411 4) Mg23

12 8. ขอใดคือธาตุท่ีเปนโลหะ 1) โซเดียม 2) ออกซิเจน 3) คลอรีน 4) ฮีเลียม 9. ขอใดไมถูกตองเก่ียวกับตารางธาตุ 1) ตารางธาตุในปจจุบันเรียงลําดับตามเลขอะตอม 2) เลขมวล แสดงน้ําหนักของอะตอม 3) เลขอะตอม แสดงจํานวนโปรตอนซึ่งจะมีคาเทากับจํานวนนิวตรอน 4) จํานวนโปรตอนเปนเอกลักษณของธาตุ


10. ขอใดไมถูกตองเก่ียวกับสัญลักษณนิวเคลียร 1) A10

5 มีจํานวนโปรตอนเทากับ B115

2) C126 มีจํานวนอิเล็กตรอนเทากับ D13

6 3) E14

7 มีจํานวนนิวตรอนเทากับ F158

4) G168 มีนํ้าหนักเทากับ H17

8 11. ธาตุในขอใดมีจํานวนนิวตรอนมากที่สุด 1) aN23

11 2) aC4020

3) aN3817 4) K39

19

เฉลย 1. 4) 2. 1) 3. 1) 4. 2) 5. 3) 6. 3) 7. 2) 8. 1) 9. 3) 10. 4) 11. 3) 1. เฉลย 4) มีจํานวนอิเล็กตรอนเทากับ 20 เลขดานบน คือ เลขมวล จะแสดงจํานวนโปรตอนรวมกับจํานวนนิวตรอน เลขดานลาง คือ เลขอะตอม จะแสดงจํานวนโปรตอนหรือจํานวนอิเล็กตรอน ดังน้ัน จํานวนอิเล็กตรอน เทากับ 19 2. เฉลย 1) 2, 3 จากสัญลักษณนิวเคลียร เลขดานบน คือ เลขมวล แสดงจํานวนโปรตอนรวมกับจํานวนนิวตรอน เลขดานลาง คือ เลขอะตอม แสดงจํานวนโปรตอนหรือจํานวนอิเล็กตรอน B11

5 เลขมวล = 11 เลขอะตอม = 5 แสดงวา จํานวนโปรตอน = 5 จํานวนอิเล็กตรอน = 5 (การจัดเรียงอิเล็กตรอนเปน 2, 3) จํานวนนิวตรอน = 6


3. เฉลย 1) F199

เลขอะตอม แสดงจํานวนอิเล็กตรอน การจัดเรียงอิเล็กตรอน คือ 2, 8, 8/18, 8/18/32, ... , นอยกวาหรือเทากับ 8 (เวเลนซอิเล็กตรอน) เวเลนซอิเล็กตรอน คือ อิเล็กตรอนวงนอกสุด ซ่ึงจะมีคาเทากับหมูของธาตุ 1) เลขอะตอม 9 มีการจัดเรียงอิเล็กตรอนเปน 2, 7 2) เลขอะตอม 11 มีการจัดเรียงอิเล็กตรอนเปน 2, 8, 1 3) เลขอะตอม 16 มีการจัดเรียงอิเล็กตรอนเปน 2, 8, 6 4) เลขอะตอม 20 มีการจัดเรียงอิเล็กตรอนเปน 2, 8, 8, 2 4. เฉลย 2) Mg (Magnesium) Mg คือ แมกนีเซียม เปนธาตุหมูท่ี 2 5. เฉลย 3) 36 1) เลขอะตอม 12 มีการจัดเรียงอิเล็กตรอนเปน 2, 8, 2 (เวเลนซอิเล็กตรอน เปน 2) 2) เลขอะตอม 20 มีการจัดเรียงอิเล็กตรอนเปน 2, 8, 8, 2 (เวเลนซอิเล็กตรอน เปน 2) 3) เลขอะตอม 36 มีการจัดเรียงอิเล็กตรอนเปน 2, 8, 18, 8 (เวเลนซอิเล็กตรอน เปน 8) 4) เลขอะตอม 56 มีการจัดเรียงอิเล็กตรอนเปน 2, 8, 18, 18, 8, 2 (เวเลนซอิเล็กตรอน เปน 2) 6. เฉลย 3) มีเวเลนซอิเล็กตรอนเทากัน เลขอะตอม คือ จํานวนอิเล็กตรอน เมื่อจัดอิเล็กตรอนจะมีอิเล็กตรอนวงนอกสุดหรือเวเลนซ-

อิเล็กตรอนเทากัน 7. เฉลย 2) aN24

11 ไอโซโทป หมายถึง ธาตุชนิดเดียวกันท่ีเลขอะตอมเทากัน แตมีเลขมวลตางกัน 8. เฉลย 1) โซเดียม โซเดียม เปนโลหะหมู 1 มีสมบัติเปนโลหะ 9. เฉลย 3) เลขอะตอม แสดงจํานวนโปรตอนซึ่งจะมีคาเทากับจํานวนนิวตรอน เลขอะตอม แสดงจํานวนโปรตอน ซ่ึงจะมีคาเทากับจํานวนอิเล็กตรอน 10. เฉลย 4) G16

8 มีนํ้าหนักเทากับ H178

นํ้าหนัก หรือเลขมวล คือ เลขท่ีอยูดานบนของสัญลักษณนิวเคลียร เพราะฉะนั้น G มีเลขมวล = 16 จะตองเบากวา ธาตุ H ซ่ึงมีเลขมวล = 17 11. เฉลย 3) aN38

17 จํานวนนิวตรอน หาไดจาก เลขมวล - เลขอะตอม


ธาตุและสารประกอบ ธาตุและสารประกอบ 6.1 พันธะเคม ีคือ แรงยึดเหนี่ยวระหวางอะตอมสองอะตอมใหอยูรวมกัน โดยแบงเปน - พันธะไอออนิก เกิดจากการใหและรับอิเล็กตรอนระหวางอะตอมของโลหะกับอโลหะ หรือ เกิดจากแรงดึงดูดระหวางประจุไฟฟาตางชนิดกัน (โลหะ : ไอออน +, อโลหะ : ไอออน -) เชน NaCl (เกลือแกง) CaO (ปูนขาว) - พันธะโคเวเลนต เกิดจากการใชเวเลนซอิเล็กตรอนรวมกันระหวางอะตอมของอโลหะกับอโลหะ เชน H2, Cl2, CO2, CH4 6.2 ธาตุหมู 1A และ 2A • เปนโลหะ มีสถานะเปนของแข็ง • มีจุดเดือด / จุดหลอมเหลวสูงมาก • นําไฟฟาได เมื่อหลอมเหลว ธาตุหมู 1A - เปนโลหะเนื้อออน ใชมีดตัดได - มีเวเลนซอิเล็กตรอนเปน 1 จึงเสียอิเล็กตรอน 1 ตัวไดงาย ทําใหมีประจุเปน +1 เชน Na+ - มีความวองไวสูงมาก จึงไมพบเปนธาตุอิสระในธรรมชาติ แตพบในรูปของสารประกอบไอออนิก - ลุกไหมในอากาศไดอยางรวดเร็ว - เกิดปฏิกิริยากับน้ําหรือไอน้ํารวดเร็วและรุนแรง ไดแกสไฮโดรเจนและความรอน - เกิดปฏิกิริยากับแกสออกซิเจน ไดออกไซดของโลหะซึ่งละลายน้ํา มีสมบัติเปนเบส ตัวอยาง : NaCl (เกลือแกง / โซเดียมคลอไรด) มีมากในน้ําทะเล NaOH (โซดาไฟ / โซเดียมไฮดรอกไซด) ใชลางทอ ทําสบู อุตสาหกรรมกระดาษ NaHCO3 (ผงฟู / โซเดียมไฮโดรเจนคารบอเนต) ใชทําขนม Na2SiO4 (โซเดียมซิลิเกต) ใชทําแกว KNO3 (ดินประสิว / โพแทสเซียมไนเตรต) ทําใหเน้ือสัตวมีสีสด ใชทําระเบิด ธาตุหมู 2A - มีความแข็งและความหนาแนนมากกวาหมู 1A - มีเวเลนซอิเล็กตรอนเปน 2 จึงเสีย 2 อิเล็กตรอนไดงาย ทําใหมีประจุเปน +2 เชน Mg2+ - มีความวองไวตอปฏิกิริยาเคมีมากแตนอยกวาหมู 1A - ไมเกิดปฏิกิริยากับน้ําหรือไอน้ํา ท่ีอุณหภูมิหองปกติ - ออกไซดของโลหะหมู 2A ละลายน้ํา ไดสารละลายที่เปนเบส


6.3 ธาตุหมู 7A (Halogen) • เปนอโลหะ ไมพบเปนอะตอมอิสระ แตอยูเปนโมเลกุลท่ีประกอบดวย 2 อะตอม ยึดเหนี่ยวกันดวยพันธะโคเวเลนต เชน F2, Cl2, Br2, I2 • มีเวเลนซอิเล็กตรอนเปน 7 จึงสามารถรับอิเล็กตรอนไดอีก 1 อนุภาคเปน 8 อนุภาค ซ่ึงครบตามจํานวนอิเล็กตรอนมากท่ีสุดท่ีมีไดในระดับพลังงาน เมื่อรับอิเล็กตรอนมาอีก 1 ตัว จึงกลายเปนไอออนที่มีประจุเปน -1 เชน F- • มีความวองไวตอปฏิกิริยาเคมีมาก • เกิดสารประกอบกับโลหะหมู 1A และ 2A ไดสารประกอบไอออนิก ท่ีเรียกวา โลหะเฮไลด ตัวอยาง : คลอรีน (Cl) - ใชฆาเช้ือโรค อาจใชในรูปแกสคลอรีน (Cl2) หรือแคลเซียมไฮโปคลอไรด (CaOCl) - ใชเปนสารฟอกจางสี - ทําปฏิกิริยากับแกสแอมโมเนีย จะเกิดสารไฮดราซีน (N2H2) ใชเปนเช้ือเพลิงในจรวด : ฟลูออรีน (F) ใชผสมในยาสีฟน ในรูปฟลูออไรดชวยปองกันฟนผุ : ไอโอดีน (I) ปองกันโรคคอพอก จึงมีการเติมโพแทสเซียมไอโอไดดลงในเกลืออนามัย 6.4 ธาตุหมู 8A • เปนอโลหะ มีสถานะเปนแกส อยูเปนอะตอมอิสระได • มีเวเลนซอิเล็กตรอนเปน 8 จึงมีความเสถียรมาก • ไมวองไวในการเกิดปฏิกิริยาเคมี จึงเรียกธาตุหมูน้ีวา แกสเฉื่อย (Inert Gas) ยกเวน คริปตอน (Kr) ซีนอน (Xe) และเรดอน (Rn) สามารถทําปฏิกิริยากับฟลูออรีน และออกซิเจนได ตัวอยาง : ฮีเลียม (He) ใชบรรจุในบอลลูน / เรือเหาะ ใชผสมกับแกสออกซิเจน เพ่ือดํานํ้าลึก : นีออน (Ne) ใชบรรจุหลอดไฟใหสีสมแดง : ซีนอน (Xe) ใชบรรจุหลอดไฟใหสีมวง / นํ้าเงิน : คริปตอน (Kr) ใชบรรจุหลอดไฟใหสีเขียว 6.5 โลหะแทรนซิชัน เชน สแกนเดียม ไทเทเนียม วาเนเดียม โครเมียม แมงกานีส เหล็ก โคบอลต นิกเกิล ทองแดง สังกะสี - เปนโลหะ - มีสมบัติทางกายภาพเหมือนโลหะหมู 1A และ 2A แตมีสมบัติทางเคมีแตกตางกัน - เกิดสารประกอบไอออนิกท่ีเปนสมบัติพิเศษ เรียกวา สารประกอบเชิงซอน มีสีสดใสเฉพาะตัว เชน ดางทับทิม (KMnO4) สีชมพูอมมวง จุนสี (CuSO4) สีฟา โพแทสเซียมไดโครเมต (K2Cr2O7) สีสม โพแทสเซียมเฟอรโรไซยาไนด (K4Fe (CN)6) สีเหลือง นิกเกิลซัลเฟต (NiSO4 ⋅ 6H2O) สีเหลือง


6.6 ธาตุกึ่งโลหะ คือ ธาตุท่ีมีสมบัติบางประการคลายโลหะและสมบัติบางประการคลายอโลหะ เชน อะลูมิเนียม (Al) - มีสีเทาเงิน - มีความหนาแนนต่ํา จึงทําใหนํ้าหนักเบาแตแข็งแรง - นําไฟฟาและความรอนดี - พบมากในธรรมชาติ อยูในรูปของสารประกอบ เชน

• บอกไซด (Al2O3 ⋅ 2H2O) : ใชเปนวัตถุดิบในการทําโลหะอะลูมิเนียม : เปนสวนประกอบของอุปกรณไฟฟา เครื่องครัว : ใชนําเปนแผนบางๆ สําหรับหออาหาร : ใชผสมกับโลหะอื่นๆ ในการทําเครื่องบิน รถไฟ รถยนต เรือ

• คอรันดัม หรืออะลูมิเนียมออกไซด (Al2O3) : นําไปทําเปนอัญมณีท่ีมีสีตางๆ ตามชนิดของโลหะแทรนซิชันท่ีเจือปน เชน ถามีโลหะโครเมียมจะใหสีแดง เรียกวา ทับทิม ถามีไทเทเนียมและเหล็กจะใหสีนํ้าเงิน เรียกวา ไพลิน

• สารสม (Al(SO4)2 ⋅ 12H2O) : ใชในการทํานํ้าประปาหรือกวนน้ําท่ีขุน ใหตกตะกอนเปนน้ําใส ซิลิคอน (Si) - เปนผลึกสีเทาเงิน - อะตอมยึดตอกันดวยพันธะโคเวเลนต ในรูปโครงผลึกรางตาขาย เปนโครงราง 3 มิติ มีลักษณะคลายเพชร - เปนสารกึ่งตัวนํา ใชทําแผงวงจรไฟฟาและอุปกรณไฟฟา - พบมากในธรรมชาติ อยูในรูปของสารประกอบที่เรียกวา ซิลิกา หรือซิลิคอนไดออกไซด (SiO2) ซ่ึงคือ ทราย ใชในการทําแกว 6.7 ธาตุกัมมันตรังสี คือ ไอโซโทปของธาตุท่ีมีจํานวนนิวตรอนตางจากจํานวนโปรตอนมากๆ ทําใหไมเสถียร จึงสลายตัวเอง โดยการปลดปลอยรังสีออกมา ทําใหเกิดเปนธาตุใหมท่ีเสถียรกวา รังสีท่ีแผออกมาอาจเปน รังสีแอลฟา บีตา หรือแกมมา โดยขึ้นอยูกับไอโซโทปแตละชนิด เครื่องมือสําหรับตรวจหาแหลงและวัดปริมาณของรังสี เรียกวา ไกเกอรมูลเลอรเคานเตอร อัตราการแผรังสีเปนสมบัติเฉพาะตัวและมีคาคงท่ี ไมขึ้นกับปจจัยภายนอกใดๆ ท้ังสิ้น ไมวาจะเปนปริมาณสารตั้งตน อุณหภูมิ หรือความดัน 6.7.1 คร่ึงชีวิตของธาตุกัมมันตรังสี : หมายถึง ระยะเวลาที่ธาตุกัมมันตรังสีสลายตัวจนเหลือครึ่งหนึ่งของปริมาณเดิม


6.7.2 ประโยชนของธาตุกัมมันตรังสี ดานการแพทย : ไอโอดีน -131 ใชตรวจสอบความผิดปกติของตอมไทรอยด : โซเดียม -24 ใชตรวจระบบการไหลเวียนของเลือด : โคบอลต -60 และเรเดียม -226 ใชรักษาโรคมะเร็ง ดานเกษตรกรรม : ใชปรับปรุงพันธุพืช เชน การนําเมล็ดพืชมาอาบรังสีนิวตรอน : รังสีแกมมาจากโคบอลต -60 ใชถนอมอาหาร / ทําลายแบคทีเรียได ดานอุตสาหกรรม : ใชวัดความหนาของวัตถุ : ใชตรวจหารอยรั่วของทอสงนํ้ามัน : ใชเปลี่ยนแปลงสีอัญมณี ใหสวยงามขึ้น เปนการเพ่ิมคุณคาของอัญมณี ดานพลังงาน : ยูเรเนียม -238 และพลูโทเนียม -239 ใช เปนวัตถุดิบในเครื่อง

ปฏิกรณปรมาณูเพ่ือผลิตกระแสไฟฟา ดานธรณีวิทยา : คารบอน -14 ใชหาอายุของวัตถุโบราณท่ีมีธาตุคารบอนเปนองคประกอบ

เชน โครงกระดูกมนุษยและสัตว ไม เครื่องปนดินเผา

ตัวอยางขอสอบ O-NET เรื่อง ธาตุและสารประกอบ 1. ขอใดไมใชสารประกอบไอออนิก 1) CaO 2) NaCl 3) CH4 4) KNO3 2. ขอใดผิด 1) ซิลิคอนเปนสารกึ่งตัวนําท่ีใชทําอุปกรณไฟฟา 2) ทรายเปนสารประกอบของซิลิคอนที่ใชทําแกว 3) บอกไซดเปนสารประกอบออกไซดของโบรอน 4) สารสมท่ีใชแกวงใหนํ้าใสเปนสารประกอบของอะลูมิเนียม 3. หากท้ิงโคบอลต -60 จํานวน 1 กรัมไว เมื่อเวลาผานไป 15.9 ป จะเหลืออยูก่ีกรัม (โคบอลต -60 มีครึ่งชีวิต

เทากับ 5.3 ป) 1) 0.5 2) 0.25 3) 0.33 4) 0.125 4. หาก A เปนธาตุในหมู 1A และ B เปนธาตุในหมู 7A ขอใดผิด 1) มักพบอโลหะ B ในรูป B2

2) พบออกไซดของ A ในรูป AO 3) เกิดสารประกอบไอออนิก AB ได 4) ไมควรใหโลหะ A สัมผัสน้ําเน่ืองจากเกิดปฏิกิริยารุนแรง


5. ขอใดผิดเก่ียวกับธาตุหมู 8A 1) เฉื่อยตอปฏิกิริยา 2) พบในรูปอะตอมอิสระ 3) มีเวเลนซอิเล็กตรอนเทากับ 8 4) มีสถานะเปนของเหลวหรือแกส พิจารณาขอมูลในตารางนี้ แลวตอบคําถามขอ 6-7

He Li Be B C N O F Ne (1) (2) (3) (4) (5)

6. แรงระหวางธาตุหมายเลข (1) กับ (4) นาจะเปนแบบใด 1) พันธะโคเวเลนต 2) พันธะไฮโดรเจน 3) พันธะไอออนิก 4) แรงแวนเดอรวาลล 7. ขอใดผิด 1) ธาตุหมายเลข (3) จัดเปนก่ึงโลหะ 2) ธาตุหมายเลข (5) เกิดปฏิกิริยาไดยาก 3) ธาตุหมายเลข (1) มีจุดเดือดสูง 4) ธาตุหมายเลข (4) อยูเปนอะตอมอิสระ 8. ธาตุในขอใดสามารถทําปฏิกิริยากับน้ําอยางรุนแรง 1) โซเดียม 2) แมกนีเซียม 3) คลอรีน 4) ฮีเลียม 9. ขอใดคือโลหะเฮไลด 1) MgO 2) KNO3

3) NaCl 4) CaSO4 10. ขอใดไมถูกตอง 1) บอกไซดเปนสารประกอบใชในการหออาหาร 2) คอรัมดัมท่ีมีธาตุโครเมียมจะเปนอัญมณีท่ีมีสีแดง 3) สารสมเปนสารประกอบของซิลิคอน 4) ซิลิกาหรือซิลิคอนไดออกไซดใชทําแกว


เฉลย 1. 3) 2. 3) 3. 4) 4. 2) 5. 4) 6. 3) 7. 4) 8. 1) 9. 3) 10. 3) 1. เฉลย 3) CH4 สารประกอบไอออนิก คือ สารท่ีประกอบดวยโลหะและอโลหะ โลหะ ไดแก หมู 1 Li Na K Rb Cs Fr หมู 2 Be Mg Ca Sr Ba Ra 3) C เปนธาตุหมู 4 H เปนธาตุหมู 7 เปนอโลหะทั้งคู 2. เฉลย 3) บอกไซดเปนสารประกอบออกไซดของโบรอน บอกไซดเปนสารประกอบออกไซดของอะลูมิเนียม 3. เฉลย 4) 0.125 ครึ่งชีวิต คือ ระยะเวลาที่ทําใหธาตุมีปริมาณลดลงเหลือครึ่งหนึ่ง โคบอลต -60 มีครึ่งชีวิต เทากับ 5.3 ป แสดงวา เมื่อเวลาผานไป 15.9 ป โคบอลต -60 มี 3 ครึ่งชีวิต 1 กรัม 0.50 กรัม 0.25 กรัม 0.125 กรัม 4. เฉลย 2) พบออกไซดของ A ในรูป AO ออกไซดของ A คือ ธาตุ A สรางพันธะกับธาตุออกซิเจน จะมีสูตรเปน A2O เน่ืองจาก A

เปนธาตุหมู 1 จะมีประจุเปน +1 และธาตุออกซิเจน เปนธาตุหมู 6 จะมีประจุเปน -2 ดังน้ัน เมื่อสราง พันธะกัน จึงตองประกอบดวย A 2 อะตอม และ O 1 อะตอม

5. เฉลย 4) มีสถานะเปนของเหลวหรือแกส ธาตุหมู 8 เปนแกสเฉื่อย 6. เฉลย 3) พันธะไอออนิก ธาตุหมายเลข 1 อยูหมูท่ี 1 เปนโลหะ ธาตุหมายเลข 4 อยูหมูท่ี 7 เปนอโลหะ ดังน้ัน พันธะระหวางโลหะกับอโลหะ คือ พันธะไอออนิก 7. เฉลย 4) ธาตุหมายเลข (4) อยูเปนอะตอมอิสระ ธาตุหมายเลข (4) เปนธาตุหมูท่ี 7 1 โมเลกุล มี 2 อะตอม 8. เฉลย 1) โซเดียม ธาตุหมู 1 สามารถทําปฏิกิริยากับน้ําอยางรุนแรงท่ีสุด 9. เฉลย 3) NaCl โลหะเฮไลด คือ สารประกอบระหวางธาตุโลหะกับธาตุหมูท่ี 7 10. เฉลย 3) สารสมเปนสารประกอบของซิลิคอน สารสม เปนสารประกอบของธาตุอะลูมิเนียม คือ อะลูมิเนียมซัลเฟต


เก็งขอสอบ O-NET ป 2557 เรื่อง สารและการเปลี่ยนแปลง (เคมี) 1. ขอใดไมใชสารชีวโมเลกุล 1) โปรตีน 2) คารโบไฮเดรต 3) ไขมัน 4) เกลือแร พิจารณาตารางตอไปนี้ แลวตอบคําถามขอ 2-3

กรดไขมัน สูตรโครงสรางอยางงาย จุดหลอมเหลว (°C)

A CH3 ( CH2)14 COOH 63 B CH3 ( CH2)16 COOH 70 C CH3 ( CH2)7 CH CH ( CH2)7 COOH 13 D CH3 (CH2)4 CH CH CH2 CH CH (CH2)7 COOH -9

2. กรดไขมันใดเปนกรดไขมันอิ่มตัวท่ีรวมตัวกับคอเลสเทอรอล ทําใหเกิดหลอดเลือดอุดตันได 1) A 2) D 3) A และ B 4) C และ D 3. หากนํากรดไขมันท้ังสี่มีความเขมขน 1 mol/l ปริมาตร 10 cm3 มาอุนใหรอนและหยดทิงเจอรไอโอดีนทีละหยด

จนกระท่ังสีของทิงเจอรไอโอดีนไมหายไป สารละลายกรดไขมันใดจะใชจํานวนหยดของทิงเจอรไอโอดีนมากที่สุด 1) A 2) B 3) C 4) D 4. ขอไดถูกตอง 1) สบูผลิตการปฏิกิริยาไฮโดรจิเนชันของไขมันและน้ํามันกับเบสแก 2) คอเลสเทอรอลเปนสารเบ้ืองตนของการสรางวิตามินดี หากผิวหนังไดรับแสงอาทิตย 3) กรดไขมันอิ่มตัวจากการสลายตัวของน้ํามันเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันไดสารท่ีมีกลิ่นเหม็นหืน 4) กรดไขมันจําเปน ซ่ึงรางกายสามารถสังเคราะหได 5. ขอใดเปนน้ําตาลโมเลกุลเดี่ยว 1) ซูโครส 2) มอลโทส 3) กาแลกโทส 4) ไมมีขอถูก 6. ขอใดไมใชหนาท่ีของโปรตีนในรางกายมนุษย 1) เรงปฏิกิริยา 2) เปนแหลงพลังงานหลักของรางกาย 3) ลําเลียงแกสออกซิเจนและสารอาหาร 4) เปนโครงสรางและใหความแข็งแรงของเนื้อเยื่อ


7.

ชนิดของสารอาหาร สารละลายไอโอดีน สารละลายเบเนดิกตสารละลาย NaOH ผสมกับ CuSO4

A B C D

สีนํ้าเงิน สีนํ้าตาลอมเหลือง

สีนํ้าเงิน สีนํ้าตาลอมเหลือง

ตะกอนสีแดงอิฐ สีฟา สีฟา

ตะกอนสีแดงอิฐ

สีฟา สีมวง สีฟา สีฟา

ถานักเรียนตองดูแลคนไขท่ีมีระดับน้ําตาลในเลือดสูงกวา 110 mg ตอเลือด 100 cm3 และมีความดันสูง

นักเรียนไมควรใหอาหารชนิดใดกับคนไข 1) A เทาน้ัน 2) B เทาน้ัน 3) D เทาน้ัน 4) A และ D 8. พิจารณาขอความตอไปนี้ ขอใดถูกตอง ก. แกสโซฮอลเปนสารผสมระหวางเมทานอลและน้ํามันเบนซิน ข. แกสหุงตม หรือ LPG เปนแกสผสมระหวางโพรเพนและบิวเทน ค. แกสธรรมชาติจัดเปนพลังงานสะอาดเพราะสามารถเกิดการเผาไหมไดสมบูรณ 1) ก. และ ข. เทาน้ัน 2) ก. และ ค. เทาน้ัน 3) ข. และ ค. เทาน้ัน 4) ท้ัง ก., ข. และ ค. 9. ขอใดจับคูมอนอเมอร : พอลิเมอร ไมถูกตอง 1) กรดอะมิโน : โปรตีน 2) ฟรักโทส : แปง 3) ไอโซพรีน : ยางธรรมชาติ 4) เตตระฟลูออโรเอทิลีน : เทฟรอน 10. ขอใดเปนสมบัติท่ีนิยมใชในการจําแนกประเภทของพลาสติก 1) ความหนาแนน 2) ลักษณะการติดไฟ 3) การหลอมขึ้นรูปใหม 4) การละลายในสารอินทรีย 11. ขวดใสบรรจุนํ้าดื่มทําจากพลาสติกประเภทใด 1) พอลิเอทิลีน 2) พอลิสไตรีน 3) พอลิเตตระฟลูออโรเอทิลีน 4) พอลิไวนิลคลอไรด 12. ฝนกรดเปนผลเสียจากการใชถานหินท่ีมีเปอรเซ็นตของธาตุใดสูง 1) H 2) O 3) S 4) C


13. เมื่อนําช้ินสังกะสีใสสารละลายกรดไฮโดรคลอริก วิธีทําใหปฏิกิริยาเกิดเร็วขึ้นโดยไมเพ่ิมปริมาณสังกะสีและ

กรดตอไปนี้ ขอใดถูกตอง ก. ใชแทงแกวคนใหท่ัว ข. ใหผงสังกะสีนํ้าหนักเทากันแทนชิ้นสังกะสี ค. ใหความรอน ง. เติมนํ้ากลั่นลงไปเทาตัว 1) ก., ข. และ ค. เทาน้ัน 2) ข., ค. และ ง. เทาน้ัน 3) ก., ค. และ ง. เทาน้ัน 4) ก., ข., ค. และ ง. 14. ธาตุ X ซ่ึงมีสัญลักษณนิวเคลียรเปน X85

37 มีการจัดเรียงอิเล็กตรอนตามระดับพลังงานอยางไร 1) 2, 8, 18, 9 2) 2, 8, 18, 8, 1 3) 2, 8, 18, 18, 2 4) 2, 8, 18, 32, 18, 7 15. ขอใดไมใชโลหะแทรนซิชัน 1) ทองแดง (Cu) 2) แคลเซียม (Ca) 3) โครเมียม (Cr) 4) โคบอลต (Co)

เฉลย 1. 4) 2. 3) 3. 4) 4. 2) 5. 3) 6. 2) 7. 4) 8. 3) 9. 2) 10. 3) 11. 1) 12. 3) 13. 1) 14. 2) 15. 2) 1. เฉลย 4) เกลือแร สารชีวโมเลกุล จะประกอบดวยธาตุคารบอนและธาตุไฮโดรเจนเปนองคประกอบหลักมี 4 ชนิด

คือ โปรตีน ไขมัน คารโบไฮเดรต และกรดนิวคลีอิก 2. เฉลย 3) A และ B กรดไขมัน A และ B เปนกรดไขมันอิ่มตัว เพราะในโมเลกุลมีเฉพาะพันธะเดี่ยว และมีจุดหลอมเหลว

มากกวา 25°C ซ่ึงจะมีสถานะเปนของแข็ง สามารถรวมตัวกับคอเลสเทอรอลและทําใหเกิดการอุดตัน ในหลอดเลือด

3. เฉลย 4) D กรดไขมัน D เปนกรดไขมันไมอิ่มตัวมากท่ีสุด เพราะมีพันธะคูมากท่ีสุดและมีจุดหลอมเหลวต่ําท่ีสุด

จึงสามารถทําปฏิกิริยากับทิงเจอรไอโอดีน โดยใชจํานวนหยดมากที่สุด


4. เฉลย 2) คอเลสเทอรอลเปนสารเบ้ืองตนของการสรางวิตามินดี หากผิวหนังไดรับแสงอาทิตย สบู เกิดจากปฏิกิริยาสะปอนนิฟเคชัน การเหม็นหืน เกิดจากกรดไขมันไมอิ่มตัวทําปฏิกิริยากับแกสออกซิเจน กรดไขมันท่ีจําเปนตองมีพันธะคูตั้งแต 2 ตําแหนงขึ้นไป ซ่ึงรางกายสังเคราะหไมได 5. เฉลย 3) กาแลกโทส นํ้าตาลโมเลกุลเดี่ยว ไดแก กลูโคส ฟรักโทส กาแลกโทส 6. เฉลย 2) เปนแหลงพลังงานหลักของรางกาย แหลงพลังงานหลักของรางกาย คือ คารโบไฮเดรต ไดแก แปงและน้ําตาล โปรตีน เปนสวนประกอบของเนื้อเยื่อ ฮอรโมน เอนไซม (เรงปฏิกิริยา) เลือด (ลําเลียงแกส-

ออกซิเจนและสารอาหาร) และภูมิคุมกัน 7. เฉลย 4) A และ D สารละลายไอโอดีน ใชทดสอบแปง จะไดสีนํ้าเงิน สารละลายเบเนดิกต ใชทดสอบน้ําตาล จะไดตะกอนสีแดงอิฐ สารละลาย CuSO4 ใน NaOH ใชทดสอบโปรตีน จะไดสีมวง ดังน้ัน คนไขคนนี้มีระดับน้ําตาลในเลือดสูง จึงควรงดน้ําตาล 8. เฉลย 3) ข. และ ค. เทาน้ัน แกสโซฮอลเปนสารผสมระหวางเอทานอลกับน้ํามันเบนซิน ในอัตราสวน 1 : 9 9. เฉลย 2) ฟรักโทส : แปง มอนอเมอร คือ สารท่ีเปนหนวยยอย ซ่ึงเมื่อรวมตัวกันทางเคมีมากขึ้นๆ จะกลายเปนสารท่ีมีขนาดใหญ

เรียกวา พอลิเมอร ดังน้ัน มอนอเมอรของแปง คือ กลูโคส 10. เฉลย 3) การหลอมขึ้นรูปใหม พลาสติก แบงเปน 2 ประเภท - เทอรมอพลาสติก เปนพลาสติกท่ีหลอมได และสามารถเปลี่ยนรูปรางกลับไปมาได - เทอรมอเซต เปนพลาสติกท่ีหลอมไมได จึงไมสามารถเปลี่ยนรูปรางกลับไปมาได 11. เฉลย 1) พอลิเอทิลีน พอลิสไตรีน ใชทําโฟม พอลิเตตระฟลูออโรเอทิลีนหรือเทฟรอน เปนสารเคลือบกระทะ พอลิไวนิลคลอไรดหรือ PVC ใชทําทอน้ํา กระดาษติดผนังหรือ Wallpaper 12. เฉลย 3) S ในถานหินจะมีกํามะถัน ซ่ึงเมื่อเกิดการเผาไหมจะทําปฏิกิริยากับแกสออกซิเจน เกิดเปนแกสซัลเฟอร-

ไดออกไซด และเมื่อแกสนี้ไปทําปฏิกิริยากับน้ําจะเกิดเปนกรดกํามะถันหรือกรดซัลฟวริก ซ่ึงเปนสาเหตุของการเกิดฝนกรด


13. เฉลย 1) ก., ข. และ ค. เทาน้ัน วิธีทําใหปฏิกิริยาเกิดไดเร็วหรือชา มี 5 ปจจัย ดังน้ี 1. ความเขมขนของสารตั้งตน (เขมขน > เจือจาง) 2. พ้ืนท่ีผิวสัมผัสของสารตั้งตน (ผง > กอนใหญ) 3. อุณหภูมิ (รอน > เย็น) 4. การเติมตัวเรงปฏิกิริยาเคมี 5. ธรรมชาติของสาร 14. เฉลย 2) 2, 8, 18, 8, 1 ในสัญลักษณนิวเคลียร เลขดานลาง คือ เลขอะตอม จะแสดงจํานวนอิเล็กตรอน ดังน้ัน ธาตุ X มี 37 อิเล็กตรอน มีการจัดเรียงอิเล็กตรอนเปน 2, 8, 18, 8, 1 15. เฉลย 2) แคลเซียม (Ca) แคลเซียม (Ca) เปนธาตุหมู 2 โลหะแทรนซิชัน ไดแก Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn


พันธะเคมี พันธะเคมีสามารถแบงได 3 ชนิด ตามลักษณะการกระจายตัวของอิเล็กตรอนระหวางธาตุคูรวมพันธะ ซ่ึงเปนผลมาจากคา Electronegativity

Covalent Ionic Metallic

EN EN EN

สูง สูง ต่ํา สูง ต่ํา ต่ํา

+ − + +


พันธะโคเวเลนต การเขียนสูตรโครงสรางโมเลกุลโคเวเลนต : Rojrit’s Method 1. วางธาตุท่ีมีคา EN ต่ําท่ีสุดเปนอะตอมกลาง (ยกเวน H) / วางธาตุท่ีมีคา EN สูงกวาเปนอะตอมลอมรอบ 2. สรางพันธะและวางอิเล็กตรอนคูโดดเดี่ยวใหอะตอมลอมรอบเสถียรท่ีสุด คือ มีอิเล็กตรอนครบ 8 3. ถามีอิเล็กตรอนในระบบเหลือ ใหบรรจุไวท่ีอะตอมกลางทั้งหมด 4. จัดโครงสรางใหเสถียรขึ้นโดย : ถาอะตอมกลางมีอิเล็กตรอนไมครบ 8 จะไมเสถียร - โคออดิเนตอิเล็กตรอนคูโดดเดี่ยวจากอะตอมลอมรอบไปสรางพันธะใหอะตอมกลางมีอิเล็กตรอนครบ ถาอะตอมกลางในระดับพลังงาน L มีอิเล็กตรอนเกิน 8 - ดึงอิเล็กตรอนคูรวมพันธะออกไปไวท่ีอะตอมลอมรอบ จนกวาอะตอมกลางจะมีอิเล็กตรอนตามกฎ 8

ประจุลบควรอยูกับธาตุท่ีมีคา EN สูง และประจุบวกควรอยูกับธาตุท่ีมีคา EN ต่ํา ควรมีการกระจายประจุใหมากท่ีสุดเทาท่ีจะเปนไปได

ตัวอยางที่ 1 SO2 (Valence Electron : 6 + 2(6) = 18) 1. วางธาตุท่ีมีคา EN ต่ําท่ีสุดเปนอะตอมกลาง / วางธาตุท่ีมีคา EN สูงกวาเปนอะตอมลอมรอบ

2. สรางพันธะและวางอิเล็กตรอนคูโดดเดี่ยวใหอะตอมลอมรอบเสถียรท่ีสุด คือ มีอิเล็กตรอนครบ 8

3. ถามีอิเล็กตรอนในระบบเหลือ ใหบรรจุไวท่ีอะตอมกลางทั้งหมด

S OO

S OO

S OO


ตัวอยางที่ 2 CO (Valence Electron : 4 + 6 = 10) 1. วางธาตุท่ีมีคา EN ต่ําท่ีสุดเปนอะตอมกลาง / วางธาตุท่ีมีคา EN สูงกวาเปนอะตอมลอมรอบ



4. ถาอะตอมกลางมีอิเล็กตรอนไมครบ 8 จะไมเสถียร - โคออดิเนตอิเล็กตรอนคูโดดเดี่ยวจากอะตอมลอมรอบไปสรางพันธะใหอะตอมกลางมีอิเล็กตรอนครบ

C O

C O

C O

C O C O


ตัวอยางที่ 3 O3 (Valence Electron : 3(6) = 18) 1. วางธาตุท่ีมีคา EN ต่ําท่ีสุดเปนอะตอมกลาง / วางธาตุท่ีมีคา EN สูงกวาเปนอะตอมลอมรอบ



4. ถาอะตอมกลางในระดับพลังงาน L มีอิเล็กตรอนเกิน 8 - ดึงอิเล็กตรอนคูรวมพันธะออกไปไวท่ีอะตอมลอมรอบ จนกวาอะตอมกลางจะมีอิเล็กตรอนตามกฎ 8

O O O

O O O

O O O

O O O O O O


ตัวอยางที่ 4 -24SO (Valence Electron : 6 + 4(6) + 2 = 32)

1. วางธาตุท่ีมีคา EN ต่ําท่ีสุดเปนอะตอมกลาง / วางธาตุท่ีมีคา EN สูงกวาเปนอะตอมลอมรอบ


3. ประจุลบควรอยูกับธาตุท่ีมีคา EN สูง และประจุบวกควรอยูกับธาตุท่ีมีคา EN ต่ํา

S OO

O

O

S OO

O

O

2−

S OO

O

O

S OO

O

O

2−

1−1−


Valence Shell Electron Pairs Repulsion (VSEPR)

e- Groups Geometrical Structure e-

Groups Geometrical Structure

2

Linear

Trigonal Bipyramidal

Trigonal Planar

Seesaw

3

Bend (V)

T

Tetrahedral

5

Linear

Pyramidal

Octahedral 4

Bend (V)

Square Pyramidal

6

Square Planar


สภาพมีข้ัว ขั้วของพันธะ เปนผลจาก ∆EN ของอะตอมคูรวมพันธะ ขั้วของโมเลกุล ผลรวม Vector ของขั้วพันธะ แรงระหวางโมเลกุล 1. London Dispersion Force ไฟฟาสถิตอันเกิดจากการกระจายตัวของอิเล็กตรอนในโมเลกุลแบบสุม 2. Dipole-Dipole Interaction ไฟฟาสถิตเกิดจากการกระจายตัวของอิเล็กตรอนในโมเลกุลดวยคา EN ของอะตอมองคประกอบ 3. Dipole-Induced Dipole Interaction การเหน่ียวนําโมเลกุลท่ีไมมีขั้วดวยสนามไฟฟาจากโมเลกุลท่ีมีขั้ว 4. Hydrogen Bond เกิดเมื่อ a. มี H ท่ีขาดอิเล็กตรอน เน่ืองจากสรางพันธะอยูกับธาตุ EN สูง b. มีอิเล็กตรอนคูโดดเดี่ยวท่ีหนาแนนของธาตุคาบ 2 (F, O และ N) พันธะโลหะ เมื่ออะตอมคูรวมพันธะตางมีคา EN นอยมาก อิเล็กตรอนจะสามารถเคลื่อนท่ีไปบนอะตอมตางๆ ในกอนโลหะได โดยอะตอมของโลหะจะถูกยึดใหเรียงชิดติดกันมากท่ีสุด (Closest Packing) ชั้น A ชั้น B ชั้น C


พันธะไอออนิก เมื่ออะตอมคูรวมพันธะมีคา EN แตกตางกันมาก จนกระท่ังทําใหการกระจายตัวของอิเล็กตรอนเกิดขั้วทางไฟฟามากพอที่จะเกิดเปนไฟฟาสถิต (Electrostatic Force) เกาะยึดระหวางอะตอมตอเนื่องกันไปเปนผลึกสามมิติแลวจะเรียกพันธะเหลาน้ีวา พันธะไอออนิก โครงสรางของผลึกจะเกิดจากการท่ีอะตอมท่ีมีประจุตางกัน ยึดเหนี่ยวกันจนชิดติดกันมากท่ีสุด ดังตัวอยางผลึกไอออนิก NaCl ดังรูปตอไปนี้ Born-Fajans-Haber Cycle เปนการเขียนแผนภาพเพื่อแสดงคาพลังงานโครงรางผลึก (Lattice Energy) หรือพลังงานพันธะของ ผลึกไอออนิก ซ่ึงไดจากการคํานวณจากคาพลังงานอื่นๆ เพ่ือเปลี่ยนรูปจากธาตุองคประกอบในสภาวะปกติไปเปนผลึกไอออนิก โดยแผนภาพนี้ไมไดเปนการแสดงกลไกการเกิดปฏิกิริยาแตอยางใด เพียงแตเปนแผนภาพที่แสดงการนําคาพลังงานท่ีทราบคาแลวมาคํานวณหาคาพลังงานโครงรางผลึกเทาน้ัน เชน

NaCl(s)

Na(g) + Cl(g) Na+(g) + Cl(g) + e-

Na(s) + 1/2 Cl2(g)

Na(s) + Cl(g)

Na+(g) + Cl-(g)


ความสามารถในการละลาย ความสามารถในการละลายของผลึกไอออนิก จะเก่ียวของกับพลังงาน 2 คาหลัก คือ พลังงานพันธะระหวางไอออน หรือพลังงานโครงรางผลึก (Lattice Energy : U) และแรงยึดเหนี่ยวไอออน-ไดโพล หรือพลังงานไฮเดรชัน (Hydration Energy : H) เน่ืองจากพลังงานท้ัง 2 ชนิดน้ีมีคามากกวาแรงยึดเหนี่ยวระหวางโมเลกุลของน้ํามาก จึงไมตองนําพลังงานจากแรงยึดเหนี่ยวของน้ํามาคิด

+ U - H

U = H Isothermic

U < H Exothermic (ละลายแบบคายความรอน)

U > H Endothermic (ละลายแบบดูดความรอน)

U >>> H ไมสามารถละลายได

อุณหภูมิในการละลาย (°C)

ความ

สามา

รถในกา

รละล

าย

U = H


แบบฝกหัด 1. ธาตุ X มีเลขอะตอม 53 จงพิจารณาขอความตอไปนี้ ก. X รวมตัวกับโลหะปรอทแลวจะมีสูตรเคมีเปน Hg2X2 ข. X เมื่อเปนไอออนจะมีโครงสรางอิเล็กตรอนเปน 2 8 18 18 8 ค. X เมื่อเปนไอออนจะมีรัศมีไอออนเล็กกวาไอออนของธาตุท่ีมีโครงสรางอิเล็กตรอนเปน 2 8 18 18 8 1 ขอใดถูกตอง * 1) ก. และ ข. 2) ข. และ ค. 3) ก. และ ค. 4) ข 2. สูตรโครงสรางของโมเลกุลขอใดไมถูกตอง

1) O O O 2) O Xe O * 3) HO SO

OOH

4) Cl N

O

ClCl

3. โมเลกุลในขอใดมีโครงสรางเหมือนกันท้ังหมด 1) CO2 SO2 CS2 2) NH3 PH3 SO3 * 3) CO2 N2 -

3N 4) CCl4 -24SO XeF4

4. โมเลกุลในขอใดเปนโมเลกุลมีขั้วท้ังหมด หรือไมมีขั้วท้ังหมด 1) HI CS2 O2 * 2) N2 PCl5 CCl4 3) N2 NH3 SO3 4) O2 SO2 CO2 5. การเกิดพันธะไฮโดรเจนระหวางกรดอินทรียชนิดหนึ่งกับน้ํา

C CH CO

O H O HHa

b

c

d

มุมระหวางพันธะในขอใดท่ีมีขนาดตางจากขออื่น 1) a 2) b 3) c * 4) d 6. ปจจัยสําคัญที่สุดท่ีทําใหจุดเดือดของ HI สูงกวา HBr คือขอใด 1) พลังงานพันธะที่แตกตางกัน 2) มวลโมเลกุลท่ีแตกตางกัน * 3) ขนาดโมเลกุลท่ีแตกตางกัน 4) เกิดพันธะไฮโดรเจนไดแตกตางกัน


ปริมาณสารสัมพันธ มวลของอะตอม และหนวยมวลอะตอม กําหนดให

C126 มีมวลเทากับ 012.& amu (Atomic Mass Unit)

1 amu มีคาเทากับ 1.66054 × 10-24 กรัม

ดังน้ันจะไดวา เมื่อ 1.66054 × 10-24 กรัม มีคาเทากับ 1.00000 amu

C126 1 อะตอม หนัก 19.92648 × 10-24 กรัม มีคาเทากับ 12.00000 amu

หรือ 12.00000 × 1.66054 × 10-24 กรัม ถาตองการความแมนยําของตัวเลขดวยทศนิยมตําแหนงเดียว เราจะสามารถประมาณคาไดดังตอไปนี้

XAZ 1 อะตอม จะมีนํ้าหนักเทากับ A.0 amu หรือ A.0 × (1.66 × 10-24) กรัม

เน่ืองจากธาตุแตละชนิดมีหลายไอโซโทป (Isotope) แตละไอโซโทปมีปริมาณไมเทากันในธรรมชาติ กําหนดให

∑{(มวลอะตอมของแตละไอโซโทป) × (รอยละของแตละไอโซโทป)} มวลอะตอมเฉลี่ยของธาตุ XZ = 100%

กําหนดให

6.02214 × 1023 = 1 mole เรียกตัวเลข 6.02214 × 1023 วาเลขอาโวกาโดร (Avogadro Number)


เพราะฉะนั้น มวลอะตอมเฉลี่ยของ ZX = A

1 อะตอม = A × (1.66 × 10-24) กรัม = A amu

1 โมลอะตอม = 6.02 × 1023 อะตอม = A กรัม

× มวลอะตอม จํานวนอะตอม (โมลอะตอม) ÷ มวลอะตอม

นํ้าหนัก (กรัม)

การคํานวณปริมาณสารสัมพันธของปฏิกิริยาเคมี

อัตราสวนโดยโมเลกุล× มวลโมเลกุล

อัตราสวนโดยนํ้าหนัก

Zn1

× 65.412

× 36.461

× 136.311

× 2.02

65.41 72.92 136.31 2.02

นํ้าหนักรวม (กรัม) 138.33 = 138.33

+ 2HCl +2ZnCl 2H

เพราะฉะนั้น

กฎสัดสวนคงท่ี : อัตราสวนของสารที่เขารวมในปฏิกิริยา เปนอัตราสวนคงท่ี กฎทรงมวล : มวลกอนและหลังปฏิกิริยาจะตองเทากัน


สารละลาย ความเขมขนของสารละลาย

ความเขมขน (Concentration) = ปริมาณของตัวละลาย (Solute)

ปริมาณของสารละลาย (Solution)

หนวยของปริมาณสาร 1. นํ้าหนักเปนกรัม : ใชท่ัวไป ท้ังของแข็ง แกส และสสารท่ีไมระบุสถานะ 2. ปริมาตรเปนลูกบาศกเซนติเมตร หรือมิลลิลิตร : ใชกับของเหลวเทาน้ัน หนวยความเขมขนท่ีนิยมใช

percent = ปริมาณของตัวละลาย (Solute)

ปริมาณของสารละลาย (Solution) × 100

ppm = ปริมาณของตัวละลาย (Solute)

ปริมาณของสารละลาย (Solution) × 106

โมลาร = ปริมาณของตัวละลาย (โมล) ปริมาณของสารละลาย (ลิตร)


แบบฝกหัด 1. ธาตุ X จํานวน 10 อะตอม มีมวลเปน 5 เทาของธาตุคารบอน จํานวน 4 อะตอม มวลอะตอมของธาตุ X

มีคาเทาใด * 1) 24 2) 32 3) 35 4) 40 2. จากการวิเคราะหผลึกของสารประกอบชนิดหนึ่งซ่ึงมีสูตรเปน Na2XH20O14 พบวาผลึกน้ี 1.5 กรัม มีธาตุ X

รอยละ 15.2 โดยมวล มวลอะตอมของธาตุ X เปนเทาใด 1) 45.0 * 2) 52.0 3) 59.1 4) 62.6 3. นําผงซักฟอกชนิดหนึ่งหนัก 0.620 กรัม มาเผาจนรอนแดงเพ่ือทําลายสารอินทรีย แลวนํามาเติมกรด HCl

ท่ีรอนจํานวนมากเกินพอ เพ่ือเปลี่ยนธาตุฟอสฟอรัสใหเปนกรด H3PO4 ซ่ึงสามารถทําปฏิกิริยากับสารละลายผสม Mg2+ และ +

4NH เพ่ือใหตกตะกอน MgNH4PO4 ⋅ 6H2O เมื่อนําตะกอนไปเผาจะเหลือของแข็ง Mg2P2O7 หนัก 0.222 กรัม ธาตุฟอสฟอรัสในผงซักฟอกชนิดน้ีมีปริมาณรอยละเทาใด

1) 5 * 2) 10 3) 15 4) 20 4. เมื่อเผา MgCO3(s) จะได MgO(s) และ CO2(g) จากการนําสารผสมระหวาง MgCO3(s) และ MgO(s)

จํานวน 16.00 กรัม มาเผาจนเกิดปฏิกิริยาสมบูรณ ปรากฏวาเหลือของแข็งหนัก 11.60 กรัม มวลของ MgCO3(s) ในสารผสมมีก่ีกรัม

1) 4.4 2) 5.9 3) 7.6 * 4) 8.4 5. มีสารละลายกรด HCl เขมขน 0.40 โมลาร จํานวน 500 มิลลิลิตร และสารละลายกรด HCl เขมขน 0.10

โมลาร จํานวน 500 มิลลิลิตร ตองการเตรียมสารละลายกรด HCl เขมขน 0.20 โมลาร จํานวน 500 มิลลิลิตร วิธีเตรียมตอไปนี้ขอใดถูกตอง

1) ใชสารละลายกรด HCl เขมขน 0.40 โมลาร จํานวน 200 มิลลิลิตร ผสมกับสารละลายกรด HCl เขมขน 0.10 โมลาร จํานวน 300 มิลลิลิตร

2) ใชสารละลายกรด HCl เขมขน 0.40 โมลาร จํานวน 300 มิลลิลิตร ผสมกับสารละลายกรด HCl เขมขน 0.10 โมลาร จํานวน 200 มิลลิลิตร

* 3) ใชสารละลายกรด HCl เขมขน 0.40 โมลาร จํานวน 200 มิลลิลิตร ผสมกับสารละลายกรด HCl เขมขน 0.10 โมลาร จํานวน 200 มิลลิลิตร แลวเติมนํ้า 100 มิลลิลิตร

4) ใชสารละลายกรด HCl เขมขน 0.40 โมลาร จํานวน 200 มิลลิลิตร ผสมกับสารละลายกรด HCl เขมขน 0.10 โมลาร จํานวน 100 มิลลิลิตร แลวเติมนํ้า 200 มิลลิลิตร


อัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี ทฤษฎีการชน (Collision Theory) โมเลกุลแตละโมเลกุลไมไดมีพลังงานเทากัน และที่อุณหภูมิตางกันโมเลกุลก็มีพลังงานแตกตางกันไป สามารถเขียนเปนแผนภูมิแสดงความสัมพันธระหวางพลังงานของโมเลกุล และจํานวนโมเลกุลไดดังน้ี

จํานวนโมเลกุล

พลังงาน

อุณหภูมิตํ่าอุณหภูมิสูง

โมเลกุลท่ีจะเกิดปฏิกิริยาได ตองมีพลังงานอยางนอยคาหนึ่งซ่ึงจะมากพอท่ีจะทําใหพันธะเกิดการสลาย และสรางใหมได เรียกพลังงานนี้วา พลังงานกระตุน (Activation Energy) และยังจะตองชนกันไดอยางถูกทิศทางดวย เรียกวา การชนกันอยางมีประสิทธิภาพ (Effective Collision) ปฏิกิริยาจะเกิดไดเร็วหรือชา จึงขึ้นอยูกับจํานวนครั้งของการชนที่เปนการชนอยางมีประสิทธิภาพ ปจจัยที่มีอิทธิพลตออัตราเร็วในการเกิดปฏิกิริยา 1. ปจจัยดานพลังงาน 1.1 อุณหภูมิ ถาอุณหภูมิสูงพลังงานของโมเลกุลจะสูงไปดวย ทําใหปฏิกิริยาเกิดไดเร็วขึ้น 2. ปจจัยดานจํานวนการชนอยางมีประสิทธิภาพ 2.1 ความเขมขน สารละลายความเขมขนสูง ทําใหโอกาสการชนกันของโมเลกุลเพ่ิมสูงขึ้น 2.2 ความดัน แกสความดันสูงมีผลเชนเดียวกับความเขมขน เพราะ P = c(RT) 2.3 พ้ืนท่ีผิว ของแข็งพ้ืนท่ีผิวมากจะมีโอกาสการชนไดมากขึ้นตามไปดวย 2.4 การคน ทําใหสารต้ังตนลอยเขามาชนกันไดเร็วขึ้นกวาการแพรของสารดวยตัวเอง 3. ปจจัยอื่นๆ 3.1 ตัวเรงปฏิกิริยา เรงใหปฏิกิริยาเกิดไดเร็วขึ้น ซ่ึงมีกลไกการเรงปฏิกิริยาแตกตางกันไป 3.2 ตัวหนวงปฏิกิริยา หนวงใหปฏิกิริยาเกิดไดเร็วขึ้น ซ่ึงมีกลไกการหนวงปฏิกิริยาแตกตางกันไป 3.3 ธรรมชาติของปฏิกิริยานั้นๆ เอง ซ่ึงบางปฏิกิริยาเกิดไดเร็ว บางปฏิกิริยาเกิดไดชา


กลไกการเกิดปฏิกิริยาเคมี (Chemical Reaction Mechanism) 1. ปฏิกิริยาข้ันตอนเดียว (Concerted Reaction) เปนปฏิกิริยาท่ีเกิดจากการชนกันของสารตั้งตนท้ังหมดในคราวเดียว แลวเกิดการเปลี่ยนแปลงไปเปนผลิตภัณฑทันที มีกระบวนการในการเกิดปฏิกิริยาซ่ึงสัมพันธกับพลังงาน ดังน้ี


การดําเนินไปของปฏิกิริยา

T.S.

R∆E

aEP

2. ปฏิกิริยาหลายข้ันตอน (Stepwise Reaction) เปนปฏิกิริยาท่ีเกิดจากการชนกันของสารตั้งตนหลายขั้นตอน แลวเกิดการเปลี่ยนแปลงไปเปนสารผลิตภัณฑระหวางปฏิกิริยาหลายชนิด จนกระท่ังในท่ีสุดไดสารผลิตภัณฑออกมา มีกระบวนการในการเกิดปฏิกิริยาซ่ึงสัมพันธกับพลังงาน ดังน้ี



T.S.2

R∆E

P

Int

T.S.11Ea

2Ea

R : สารต้ังตน P : ผลิตภัณฑ T.S. : สภาวะแทรนซิชัน (Transition State) ซ่ึงสารเชิงซอนท่ี

สภาวะนี้ เรียกวา สารเชิงซอนท่ีถูกกระตุน (Activated Complex)

Ea : พลังงานกระตุน (Activation Energy) ∆E : พลังงานของปฏิกิริยา = EP - ER

R : สารต้ังตน P : ผลิตภัณฑ Int : สารมัธยันต (Intermediate) หรือผลิตภัณฑระหวางปฏิกิริยา T.S.1 : สภาวะแทรนซิชันท่ี 1 T.S.2 : สภาวะแทรนซิชันท่ี 2 Ea 1 : พลังงานกระตุนขั้นท่ี 1 Ea 2 : พลังงานกระตุนขั้นท่ี 2 ∆E : พลังงานของปฏิกิริยา = EP - ER


การคํานวณอัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี aA + bB cC + dD อัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี

Rate = -t]A[

a1∆

∆ = -

t]B[

b1∆

∆ =

t]C[

c1∆

∆ =

t]D[

d1∆

∆

Rate = k[A]x[B]y

เมื่อ k คือ คาคงท่ีอัตราการเกิดปฏิกิริยา ณ อุณหภูมิคงท่ีคาหนึ่ง


แบบฝกหัด 1. พิจารณากราฟตอไปนี้

กราฟแสดงพลังงานกับการดําเนินไปของปฏิกิริยา



C + D

A + B

III

X

ขอใดถูกตอง 1) การดําเนินไปของปฏิกิริยาตามเสนทางที่ I ดูดความรอนมากกวาเสนทางที่ II 2) คาคงท่ีอัตราการเกิดปฏิกิริยาของท้ังสองเสนทางมีคาเทากัน * 3) พลังงานกอกัมมันตของปฏิกิริยาไปขางหนาตามเสนทางที่ II สูงกวาพลังงานกอกัมมันตของปฏิกิริยา

ยอนกลับ 4) สาร X ทําใหปฏิกิริยาระหวางสาร A และสาร B เกิดไดเร็วขึ้น 2. ปฏิกิริยาระหวาง A และ B สามารถใหผลิตภัณฑ 2 ชนิด คือ C และ D โดยแตละปฏิกิริยามีคา Ea และ

พลังงานในการเกิดปฏิกิริยาดังน้ี ปฏิกิริยาท่ี 1 : A + B C Ea = 200 kJ ∆H = +100 kJ ปฏิกิริยาท่ี 2 : A + B D Ea = 400 kJ ∆H = -100 kJ ขอสรุปท่ีถูกตองที่สุดเก่ียวกับปฏิกิริยาระหวาง A และ B คือขอใด 1) เมื่อเพ่ิมอุณหภูมิ ปฏิกิริยาท่ี 1 จะมีอัตราการเกิดปฏิกิริยาลดลง 2) เมื่อเพ่ิมอุณหภูมิ ปฏิกิริยาท่ี 2 จะมีอัตราการเกิดปฏิกิริยาลดลง 3) ปฏิกิริยายอนกลับของปฏิกิริยาท่ี 1 มีพลังงานกระตุนสูงกวาปฏิกิริยายอนกลับของปฏิกิริยาท่ี 2 * 4) ปฏิกิริยายอนกลับของปฏิกิริยาท่ี 2 มีพลังงานกระตุนสูงกวาปฏิกิริยายอนกลับของปฏิกิริยาท่ี 1 3. ยอยโลหะ Zn หนัก 1.3 กรัม ดวยสารละลายกรด HCl เขมขน 0.5 โมลาร ปริมาตร 40 มิลลิลิตร จะเกิด

H2 ดวยอัตราเร็วเริ่มตน 2.24 มิลลิลิตรตอนาที ท่ี STP อัตราการลดลงของ HCl เทากับก่ีโมลารตอนาที 1) 2 × 10-4 2) 2 × 10-3 * 3) 5 × 10-3 4) 5 × 10-2


4. สมการ ปฏิกิริยาระหวางสาร A และ สาร B A + 2B 3C + 4D

สาร A จํานวน 1 โมล ทําปฏิกิริยากับสาร B จํานวน 2 โมล ในสารละลายปริมาตร 1 ลิตร เมื่อเวลาผานไป 10 วินาที เกิดสาร C ขึ้น 3 โมล ขอใดไมถูกตอง

1) อัตราการสลายตัวเฉลี่ยของสาร A ในชวง 10 วินาทีแรกเทากับ 0.1 โมลตอวินาที * 2) อัตราการสลายตัวเฉลี่ยของสาร B ในชวง 10 วินาทีแรกเทากับ 2.0 โมลตอวินาที 3) อัตราการเกิดสาร C ในชวง 10 วินาทีแรกเทากับ 0.3 โมลตอวินาที 4) อัตราการเกิดสาร C จํานวน 1 โมล เทากับอัตราการสลายตัวของสาร B จํานวน 0.67 โมล 5. ถาเริ่มจากความเขมขนของ A และ B ตางๆ กัน จะเกิด C ท่ี 1 นาทีดังสมการ

A + 2B 2C

ความเขมขน (โมลาร) A (เริ่มตน) B (เริ่มตน) C (ที่ 1 นาที)

0.10 0.10 0.04 0.10 0.20 0.04 0.20 0.20 0.08

ถาตองการทําลายสาร B เขมขน 1.00 โมลารใหหมดภายใน 1 นาที ดวยการทําปฏิกิริยากับสาร A จะตอง

ใสสาร A ลงไปใหมีความเขมขนเริ่มตนขั้นต่ําก่ีโมลาร 1) 0.50 2) 2.50 * 3) 5.00 4) 10.0


กรด-เบส ทฤษฎีกรด-เบส 1. ทฤษฎีกรด-เบสของอารเรเนียส (Arrhenius) กรด : สารท่ีแตกตัวให H+ ในน้ํา เบส : สารท่ีแตกตัวให OH- ในน้ํา ตัวอยางเชน

กรด : HCl(g) OH2 H+(aq) + Cl-(aq)

เบส : NaOH(s) OH2 Na+(aq) + OH-(aq) ปฏิกิริยาระหวางกรดและเบส HCl + NaOH NaCl + H2O กรด เบส 2. ทฤษฎีกรด-เบสของเบรินสเตด-ลาวรี Brønsted-Lowry กรด : สารท่ีทําปฏิกิริยาโดยการจาย H+ ใหกับเบส เบส : สารท่ีทําปฏิกิริยาโดยการรับ H+ มาจากกรด ตัวอยางเชน

ปฏิกิริยา : HCl + H

H HN H

HH HN+ + Cl-

กรด เบส 3. ทฤษฎีกรด-เบสของลิวอิส Lewis กรด : สารท่ีทําปฏิกิริยาโดยการรับอิเล็กตรอนคูโดดเดี่ยวมาจากเบส เบส : สารท่ีทําปฏิกิริยาโดยการจายอิเล็กตรอนคูโดดเดี่ยวใหกับกรด ตัวอยางเชน

ปฏิกิริยา : F

F BF

+ H

HNH

H

HHN+

FF B

F-

กรด เบส


ความแรงของกรด-เบส

แก (Strong Acid) HA H+ + A-

กรด ออน

(Weak Acid) HA H+ + A-

แก (Strong Base) BOH B+ + OH-

เบส ออน

(Weak Base) BOH B+ + OH-

กรดไฮโดรท่ีมีขนาดใหญจะเปนกรดแก เพราะแตกตัวได A- ท่ีเสถียร กรดออกซีท่ีมีออกซิเจนมากจะเปนกรดแก เพราะแตกตัวแลว Resonance ไดมาก คือ มีพันธะ A O มาก

ความแรงของกรด : แก

ออน

กรดไฮโดร : HI HBr HCl H2Te HF H2S

กรดออกซี : HClO4 HClO3 HIO3 HClO2 H2CO3 HClO สวนความแรงของเบสนั้นแอลคาไลเบส ซ่ึงคือเกลือของโลหะหมู 1 และ 2 ท่ีละลายน้ําแลวแตกตัวหมด

ยอมเปนเบสแก แตเบสอินทรียจะเปนเบสออน คูกรด-เบส

HA(aq) + H2O(l) H3O+(aq) + A-(aq)

H2O(l) + B(aq) BH+(aq) + OH-(aq)

กรด เบส กรด เบส คูกรดเบส คูกรดเบส


การแตกตัวและคาคงที่การแตกตัวของน้ํา H2O(l) H+(aq) + OH-(aq) 2H2O(l) H3O+(aq) + OH-(aq) Kw = [H+][OH-] = [H3O+][OH-] คาคงที่การแตกตัวของกรดออนและเบสออน HA(aq) H+(aq) + A-(aq) BOH(aq) B+(aq) + OH-(aq)

Ka = [HA]]][A[H -+ = [HA]

]][AO[H3-+

Kb = [BOH]]][OH[B -+

คา pH และ pOH ของสารละลาย กําหนดให p เปน Operator ทางคณิตศาสตร โดยท่ี pX = -log (X) ดังน้ันจึงหาคาตางๆ ออกมาไดดังตอไปนี้

-log (Ka) = pKa -log (Kb) = pKb -log (Kw) = pKw = 14 -log [H+] = pH -log [OH-] = pOH

H2O(l) H+(aq) + OH-(aq)

อัตราสวนโดยโมเลกุล 1 1 1 ความเขมขนเริ่มตน (M) ไมคิด 0 0 ความเขมขนท่ีเปลี่ยนไป ไมคิด +a +a ความเขมขนท่ีสมดุล ไมคิด a a

จากสมการคา Kw จะไดวา 10-14 = a2 ดังน้ัน จะหาคา a ไดวา a = 10-7


ในสารละลายกรด H2O(l) H+(aq) + OH-(aq)

ความเขมขนท่ีสมดุล ไมคิด > 10-7 < 10-7 -log (ความเขมขน) < 7 > 7 ∴ pH < 7 ∴ pOH > 7

ในสารละลายเบส

H2O(l) H+(aq) + OH-(aq)

ความเขมขนท่ีสมดุล ไมคิด < 10-7 > 10-7 -log (ความเขมขน) > 7 < 7 ∴ pH > 7 ∴ pOH < 7

จากสมการคา Kw จะไดวา 10-14 = [H+][OH-] -log (-14) = -log [H+][OH-] 14 = {-log [H+]} + {-log [OH-]} 14 = pH + pOH กรดออนท่ีมีคาคงท่ีการแตกตัว Ka มีความเขมขน C จะมี คา pH = -log CKa รอยละการแตกตัว = 100 × C

Ka


ปฏิกิริยาระหวางกรด-เบส HA + BOH B+A- + H2O กรด เบส เกลือ นํ้า

ความแรงของกรด ความแรงของเบส ความเปนกรด-เบสของเกลือ กรดแก เบสแก กลาง กรดแก เบสออน กรดออน กรดออน เบสแก เบสออน กรดออน เบสออน กลาง (Ka = Kb)

กรด (Ka > Kb) เบส (Ka < Kb)

ปฏิกิริยา Hydrolysis ของเกลือ คาคงที่ปฏิกิริยา Hydrolysis

A-(aq) + H2O(l) OH-(aq) + HA(aq)

H2O(l) + B+(aq) BOH(aq) + H+(aq)

คูเบส คูกรด คูเบส คูกรด คูกรดเบส คูกรดเบส

KH(A-) = ][A

][HA][OH-

-

KH(B+) = ][B

][BOH][H+

+

KH(A-) = aw

KK และ KH(B+) =

bw

KK


Buffer สําหรับระบบ กรด-เบส

Buffer คือ สารละลายผสม HA / A- หรือ สารละลายผสม BOH / B+ pH = -log

× b

a K

Indicator สําหรับระบบ กรด-เบส HIn(aq) H+(aq) + In-(aq)

KIn = [HIn]]][In[H -+

การแสดงสีของ Indicator

อัตราสวนความเขมขน สีที่แสดง

][In[HIn]

- > 10 สีของ HIn

][In[HIn]

- < 10 สีของ In-

][In[HIn]

- ≈ 10 สีผสม

ชวงการเปลี่ยนสีของ Indicator สําหรับระบบ กรด-เบส pH range = pKIn ± 1 สีผสมท่ีไดจาก Indicator ในรูปคูกรดและคูเบสสีตางๆ กัน จะไดออกมาดังวงจรสีท่ีแสดงดังน้ี

แดง

น้ําเงิน

เหลืองมวง

เขียว

สม


แบบฝกหัด 1. ขอใดไมใชปฏิกิริยาระหวางกรด-เบส 1) NaH + H2O NaOH + H2 * 2) Na + H2O NaOH + H2 3) Co2+ + H2O [Co(H2O)6]2- 4) มีคําตอบมากกวา 1 ขอ 2. สารละลายกรด HCl เขมขนรอยละ 0.10 โดยมวล มีความหนาแนน 1.10 กรัมตอมิลลิลิตร จํานวน 100 มิลลิลิตร

มีคา pH เปนเทาใด * 1) 1.52 2) 2.48 3) 3.52 4) 4.48 3. สารละลายกรดออน HA เขมขน 0.1 โมลาร มีคา pH 3.0 ถานําสารละลายกรดออนดังกลาว 100 มิลลิลิตร

เติมนํ้า 900 มิลลิลิตร จะไดสารละลายเจือจางท่ีมีคา pH เทาใด 1) 2.5 * 2) 3.5 3) 4.0 4) 4.5 4. มีสารละลายกรด 2 ชนิดผสมกันอยูคือกรด H2SO4 เขมขน 0.1 โมลาร ปริมาตร 60 มิลลิลิตร และกรด

HCl เขมขน 0.2 โมลาร ปริมาตร 50 มิลลิลิตร จะตองเติมสารละลายเบส NaOH ท่ีมีความเขมขน 0.4 โมลาร จํานวนเทาใดจึงจะทําปฏิกิริยาพอดีกับกรดผสมท้ังหมดนั้น

1) 40 มิลลิลิตร 2) 45 มิลลิลิตร 3) 50 มิลลิลิตร * 4) 55 มิลลิลิตร 5. ปฏิกิริยาในขอท่ีเมื่อเกิดปฏิกิริยาสมบูรณ จะไดเกลือซ่ึงเมื่อเกิดไฮโดรลิซิสแลวไดสารละลายมีฤทธ์ิเปนกรด 1) 0.50 โมลาร HCN ปริมาตร 200 มิลลิลิตร + 0.50 โมลาร NH3 ปริมาตร 200 มิลลิลิตร 2) 0.20 โมลาร HCl ปริมาตร 200 มิลลิลิตร + 0.10 โมลาร NaOH ปริมาตร 400 มิลลิลิตร * 3) 0.40 โมลาร HNO3 ปริมาตร 100 มิลลิลิตร + 0.10 โมลาร NH3 ปริมาตร 400 มิลลิลิตร 4) 0.10 โมลาร CH3COOH ปริมาตร 200 มิลลิลิตร + 0.20 โมลาร NaOH ปริมาตร 100 มิลลิลิตร 6. เมื่อนําสารละลายกรด HCl เขมขน 0.30 โมลาร ผสมกับสารละลายเบส NH3 เขมขน 0.20 โมลาร

ท่ีมีปริมาตรตางๆ ดังตาราง ตารางปริมาตรสารละลาย HCl และ NH3 ที่ใชผสมกัน 4 คร้ัง

ปริมาตรสารละลาย (มิลลิลิตร) ขอ HCl เขมขน 0.30 โมลาร NH3 เขมขน 0.20 โมลาร ก. 200.00 300.00 ข. 200.00 100.00 ค. 200.00 200.00 ง. 100.00 200.00

หลังจากเกิดปฏิกิริยาสมบูรณแลว ขอใดไดเปนสารละลายบัฟเฟอร 1) ขอ ก. 2) ขอ ข. 3) ขอ ค. * 4) ขอ ง.


7. HCN เปนกรดออน มีคา Ka = 5.0 × 10-10 สารละลายกรด HCN จํานวน 0.005 โมล ในน้ํา 500 มิลลิลิตร มีการแตกตัวเปนไอออนและเกิดสมดุลของกรดออนดังสมการ

HCN(aq) + H2O(l) H3O+(aq) + CN-(aq) ในขณะที่กําลังสมดุล เติมเกลือ KCN ลงไป 0.005 โมล จะไดสารละลายมีคา pH เทาใด 1) 6.8 2) 7.2 3) 8.5 * 4) 9.3 8. เมื่อเติมครีซอลเรด (Cresol Red) ลงในสารละลายเบส NH3 เขมขน 0.20 โมลาร จะไดสารละลายสีใด

กําหนดให ครีซอลเรดมีชวงการเปลี่ยนสีระหวางสีเหลือง-สีแดง ท่ีคา pH 7.2-8.8 NH3 มีคา Kb = 2.0 × 10-5 1) สีเหลือง 2) สีสม * 3) สีแดง 4) ไมมีสี 9. กรดออนชนิดหนึ่งมีคาคงท่ีการแตกตัวเทากับ 10-6 และมีความเขมขนประมาณ 0.02 โมลาร เมื่อนํามา

ไทเทรตดวยสารละลาย NaOH ท่ีมีความเขมขนเทากัน ควรจะเลือกใชอินดิเคเตอรท่ีมีคา pKI ประมาณเทาใด

1) 6 2) 8 3) 9 * 4) 10


ไฟฟาเคมี ปฏิกิริยาเคมีบางประเภทจะมีการถายเทอิเล็กตรอนระหวางสารตั้งตนท่ีเขาทําปฏิกิริยากัน โดยมีอะตอมท่ีจายอิเล็กตรอนออกมา และมีอะตอมท่ีเสียอิเล็กตรอนไป ทําใหมีการเปลี่ยนแปลงเลขออกซิเดชันของอะตอมเหลาน้ันเกิดขึ้น การถายเทอิเล็กตรอนดังกลาวจะเกิดขึ้นไดสมบูรณจะตองมีการให และรับอิเล็กตรอนไปใน จํานวนท่ีเทากันดวย ไมใหมีอิเล็กตรอนอิสระเหลืออยูในระบบ โดยการถายเทอิเล็กตรอนระหวางอะตอมดังกลาวน้ัน เกิดขึ้นไดดวยความสามารถในการรับและจายอิเล็กตรอนที่แตกตางกัน ตัวอยางเชน รูปที่ 1.1 Cu2+ รับอิเล็กตรอนจาก Zn ได รูปที่ 1.2 Zn2+ รับอิเล็กตรอนจาก Cu ไมได

สมการที่ 1 Zn0(s) 2e- + Zn2+(aq) สมการที่ 2 Cu2+(aq) + 2e- Cu0(s)

สมการรวม Cu2+(aq) + Zn(s) Cu(s) + Zn2+(aq)

Zn เกิดปฏิกิริยาออกซิเดชัน โดยมี Cu2+ เปนตัวออกซิไดซ (Oxidising Agent) หรือ Cu2+ เกิดปฏิกิริยารีดักชัน โดยมี Zn เปนตัวรีดิวซ (Reducing Agent) Zn เปนตัวรีดิวซท่ีแรงกวา Cu และ Cu2+ เปนตัวออกซิไดซท่ีแรงกวา Zn2+


การสมดุลสมการรีดอกซ 1. แยกพิจารณาทีละครึ่งปฏิกิริยารีดักชัน หรือออกซิเดชัน 2. สมดุลเฉพาะจํานวนอะตอมที่เกิดปฏิกิริยารีดักชัน หรือออกซิเดชัน 3. สมดุลจํานวนอิเล็กตรอนของเฉพาะอะตอมที่เกิดปฏิกิริยารีดักชัน หรือออกซิเดชัน โดยการเติม

อิเล็กตรอนไวทางดานขวาหรือซายของสมการ 4. รวมสองครึ่งปฏิกิริยาเขาดวยกัน โดยสมดุลใหอิเล็กตรอนที่จายออกและรับเขาเทากัน มีจํานวน

อิเล็กตรอนอิสระเปนศูนย 5. สมดุลอะตอมที่เหลืออยู ท่ีไมไดเกิดปฏิกิริยารีดอกซ เพ่ือใหงายตอความเขาใจมากขึ้น จะยกตัวอยางการสมดุลสมการรีดอกซโดยแสดงวิธีการสมดุลสมการ โดยละเอียดจากโจทยตัวอยางตอไปนี้ ตัวอยางที่ 1 สมดุลสมการตอไปนี้ใหถูกตอง

HNO3 + I2 HIO3 + NO2 + H2O วิธีทํา 1. แยกพิจารณาทีละครึ่งปฏิกิริยารีดักชัน หรือออกซิเดชัน จากการพิจารณาคาเลขออกซิเดชันจะไดสมการออกซิเดชันและสมการรีดักชันดังตอไปนี้ 0 +5 สมการออกซิเดชัน I2 HIO3 +5 +4 สมการรีดักชัน HNO3 NO2 2. สมดุลเฉพาะจํานวนอะตอมที่เกิดปฏิกิริยารีดักชัน หรือออกซิเดชัน 0 +5 สมการออกซิเดชัน I2 2HIO3 +5 +4 สมการรีดักชัน HNO3 NO2


3. สมดุลจํานวนอิเล็กตรอนของเฉพาะอะตอมที่เกิดปฏิกิริยารีดักชัน หรือออกซิเดชัน โดยการเติมอิเล็กตรอนไวทางดานขวาหรือซายของสมการ 0 +5 สมการออกซิเดชัน I2 2HIO3 + 10e- +5 +4 สมการรีดักชัน e- + HNO3 NO2 4. รวมสองครึ่งปฏิกิริยาเขาดวยกัน โดยสมดุลใหอิเล็กตรอนที่จายออกและรับเขาเทากัน มีจํานวนอิเล็กตรอนอิสระเปนศูนย สมการออกซิเดชัน I2 2HIO3 + 10e- (× 1) สมการรีดักชัน e- + HNO3 NO2 (× 10) สมการรีดอกซ 10HNO3 + I2 2HIO3 + 10NO2 + H2O 5. สมดุลอะตอมที่เหลืออยู ท่ีไมไดเกิดปฏิกิริยารีดอกซ สมการรวม 10HNO3 + I2 2HIO3 + 10NO2 + 4H2O ____________________________________________________________________________________ บางครั้งปฏิกิริยารีดอกซท่ีเกิดข้ึนนั้นเกิดในสารละลายที่อยูในสภาวะกรด หรือเบส ทําใหตองคํานึงถึง กรด H+ และเบส OH- ดวย ซ่ึงบางครั้งอาจจะมีความจําเปนท่ีจะตองเติม H+ หรือ OH- หรือ H2O ลงในสมการ 1. แยกพิจารณาทีละครึ่งปฏิกิริยารีดักชัน หรือออกซิเดชัน 2. สมดุลเฉพาะจํานวนอะตอมที่เกิดปฏิกิริยารีดักชัน หรือออกซิเดชัน 3. สมดุลจํานวนอิเล็กตรอนของเฉพาะอะตอมที่เกิดปฏิกิริยารีดักชัน หรือออกซิเดชัน โดยการเติม

อิเล็กตรอนไวทางดานขวาหรือซายของสมการ 4. รวมสองครึ่งปฏิกิริยาเขาดวยกัน โดยสมดุลใหอิเล็กตรอนที่จายออกและรับเขาเทากัน มีจํานวน

อิเล็กตรอนอิสระเปนศูนย 5. สมดุลประจุของสมการรวมใหดานผลิตภัณฑและสารตั้งตนมีคาเทากัน โดยเติม H+ หรือ OH- ลงไป

สุดแทแตวาเปนปฏิกิริยาในสภาวะกรด หรือเบส 6. สมดุลอะตอมที่เหลืออยู ท่ีไมไดเกิดปฏิกิริยารีดอกซ ซ่ึงสามารถเติม H2O เขาชวยสมดุลได


ตัวอยางที่ 2 สมดุลสมการตอไปนี้ใหถูกตอง (ปฏิกิริยานี้เกิดในสภาวะกรด)

Fe2+ + Cr2 -27O Fe3+ + Cr3+

วิธีทํา 1. แยกพิจารณาทีละครึ่งปฏิกิริยารีดักชัน หรือออกซิเดชัน จากการพิจารณาคาเลขออกซิเดชันจะไดสมการออกซิเดชันและสมการรีดักชันดังตอไปนี้ +2 +3 สมการออกซิเดชัน Fe2+ Fe3+ +6 +3

สมการรีดักชัน Cr2 -27O Cr3+

2. สมดุลเฉพาะจํานวนอะตอมที่เกิดปฏิกิริยารีดักชัน หรือออกซิเดชัน +2 +3 สมการออกซิเดชัน Fe2+ Fe3+ +6 +3

สมการรีดักชัน Cr2 -27O 2Cr3+

3. สมดุลจํานวนอิเล็กตรอนของเฉพาะอะตอมที่เกิดปฏิกิริยารีดักชัน หรือออกซิเดชัน โดยการเติมอิเล็กตรอนไวทางดานขวาหรือซายของสมการ +2 +3 สมการออกซิเดชัน Fe2+ Fe3+ + e- +6 +3

สมการรีดักชัน 6e- + Cr2 -27O 2Cr3+

4. รวมสองครึ่งปฏิกิริยาเขาดวยกัน โดยสมดุลใหอิเล็กตรอนที่จายออกและรับเขาเทากัน มีจํานวนอิเล็กตรอนอิสระเปนศูนย สมการออกซิเดชัน Fe2+ Fe3+ + e- (× 6) สมการรีดักชัน 6e- + Cr2 -2

7O 2Cr3+ (× 1) สมการรีดอกซ 6Fe2+ + Cr2 -2

7O 6Fe3+ + 2Cr3+


5. สมดุลประจุของสมการรวมใหดานผลิตภัณฑและสารตั้งตนมีคาเทากัน โดยเติม H+ หรือ OH- ลงไปสุดแทแตวาเปนปฏิกิริยาในสภาวะกรด หรือเบส สมการรีดอกซ 6Fe2+ + Cr2O7 6Fe3+ + 2Cr3+ ประจุรวม 10+ 24+ สมดุลดวย H+ 6Fe2+ + Cr2O7 + 14H+ 6Fe3+ + 2Cr3+ 6. สมดุลอะตอมที่เหลืออยู ท่ีไมไดเกิดปฏิกิริยารีดอกซ ซ่ึงสามารถเติม H2O เขาชวยสมดุลได สมการรวม 6Fe2+ + Cr2 -2

7O + 14H+ 6Fe3+ + 2Cr3+ + 7H2O ____________________________________________________________________________________ สมดุลสมการตอไปนี้ใหสมบูรณ 1. As4 + HNO3 HAsO3 + NO + H2O 2. Na2C2O4 + NaMnO4 + NaOH Na2CO3 + MnO2 + H2O 3. Zn + HNO3 Zn(NO3)2 + NH4NO3 + H2O 4. KIO3 + KI + CH3CO2H CH3CO2K + H2O + I2 5. Cl2 + Mn(OH)2 Cl- + MnO2 (ในสารละลายเบส) 6. H2SO3 + -

4MnO -24SO + Mn2+ (ในสารละลายกรด)

7. P4 สลายตัวในสารละลายเบสไดผลิตภัณฑเปน PH3 และ H2

-2PO

2-

2-


เซลลกัลวานิก เน่ืองจากปฏิกิริยาไฟฟาเคมีน้ันเปนปฏิกิริยาท่ีมีการถายเทอิเล็กตรอนระหวางสาร ดังน้ันทําใหเราสามารถดึงเอาอิเล็กตรอนที่เคลื่อนท่ีไปมานั้นออกมาใชได สามารถสรางเปนเซลลกําเนิดไฟฟาไดดวย เซลลไฟฟาสังกะส-ีทองแดง ปฏิกิริยาออกซิเดชัน Zn0(s) 2e- + Zn2+(aq) ปฏิกิริยารีดักชัน Cu2+(aq) + 2e- Cu0(s) ปฏิกิริยารวม Cu2+(aq) + Zn(s) Cu(s) + Zn2+(aq)

รูปที่ 2 ปฏิกิริยาท่ีเกิดข้ึนและการเคลื่อนท่ีของสารภายในเซลลกําเนิดไฟฟาจากสังกะสีและทองแดง

ความตางศักยไฟฟา

รูปที่ 3 ศักยไฟฟาของเซลลสังกะสีและทองแดง

เมื่อทําการทดลองที่ 25°C โดยใหความเขมขนของสารละลาย Zn2+ และ Cu2+ เทากับ 1 โมลตอลิตร โวลตมิเตอรจะบอกใหทราบวา Cu เปนขั้วไฟฟาบวก และ Zn เปนขั้วไฟฟาลบ โดยมีคาความตางศักยไฟฟาท่ีวัดออกมาไดเทากับ 1.10 โวลต ปฏิกิริยาออกซิเดชัน Zn ไปเปน Zn2+ เกิดไดดีกวาปฏิกิริยาออกซิเดชัน Cu ไปเปน Cu2+ อยู 1.10 โวลต หรือกลาวไดวาศักยไฟฟาออกซิเดชันของ Zn ไปเปน Zn2+ มีคามากกวาของ Cu ไปเปน Cu2+ อยู 1.10 โวลต ปฏิกิริยารีดักชัน Cu2+ ไปเปน Cu เกิดไดดีกวาปฏิกิริยารีดักชัน Zn2+ ไปเปน Zn อยู 1.10 โวลต หรือกลาวไดวาศักยไฟฟารีดักชันของ Cu2+ ไปเปน Cu มีคามากกวาของ Zn2+ ไปเปน Zn อยู 1.10 โวลต


กําหนดให ท่ีสภาวะมาตรฐาน หรือ 25°C ท่ีความเขมขนของสารละลาย 1 โมลตอลิตร และความดันของแกส 1 บรรยากาศ

ศักยไฟฟาออกซิเดชันมาตรฐาน (Standard Oxidation Potential) เขียนแทนดวยสัญลักษณ ooxE

ศักยไฟฟารีดักชันมาตรฐาน (Standard Reduction Potential) เขียนแทนดวยสัญลักษณ oredE

จะไดวา o

oxE (A → B) = - oredE (B → A)

o

cellE = oredE (Cathode) - o

redE (Anode) o

cellE = ooxE (Anode) - o

oxE (Cathode) o

cellE = ooxE (Anode) + o

redE (Cathode)

เซลลอิเล็กโทรไลซิส

รูปที่ 4 ปฏิกิริยาระหวางสังกะสีและทองแดงที่ถูกเรงดวยแรงเคลื่อนไฟฟาภายนอก

แอโนด คือ ขั้วท่ีเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชัน แคโทด คือ ขั้วท่ีเกิดปฏิกิริยารีดักชัน แตระบุขั้วบวก-ลบตามข้ัวท่ีตออยูกับแหลงกําเนิดไฟฟาท่ีใชขับเคลื่อนปฏิกิริยา ตองอาศัยแรงเคลื่อนไฟฟาภายนอกที่มากกวา 1.10 โวลตเพ่ือเอาชนะแรงเคลื่อนไฟฟาเดิม


การเคลือบผิวโลหะดวยไฟฟา

รูปที่ 5 การเคลือบผิวโลหะดวยปฏิกิริยาอิเล็กโทรไลติก

ในท่ีน้ีโลหะที่ตองการจะใชเคลือบจะถูกนํามาเปนขั้วบวกโดยตอกับขั้วบวกของแหลงกําเนิดไฟฟาดวย เพ่ือใหมีการเติมความเขมขนของโลหะนั้นเขาสูสารละลายตลอดเวลา และวัสดุท่ีจะถูกเคลือบจะนํามาตอกับขั้วลบ เพ่ือใหไอออนบวกเขามาเกาะท่ีผิวได การแยกน้ําดวยไฟฟา

รูปที่ 6 การแยกน้ําดวยไฟฟาโดยมีเกลือไอออนิกชวยนําไฟฟา

จากรูปท่ี 6 แสดงใหเห็นวา ท่ีขั้วลบจะมีนํ้าและไอออนบวกแพรเขาหา เพ่ือรับอิเล็กตรอนจากขั้วไฟฟาและเกิดปฏิกิริยารีดักชัน (เปนขั้วแคโทด) สวนท่ีขั้วบวกจะมีไอออนลบและน้ําแพรเขาหา เพ่ือจายอิเล็กตรอนเขาสูขั้วไฟฟา และเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชัน (เปนขั้วแอโนด)


ปฏิกิริยาของน้ําที่เกิดข้ึนที่ข้ัวแคโทด

ปฏิกิริยารีดักชัน o(red)E (โวลต)

2H2O + 2e- 2H2(g) + 2OH- -0.83 ปฏิกิริยาของน้ําที่เกิดข้ึนที่ข้ัวแอโนด

ปฏิกิริยาออกซิเดชัน o(ox)E (โวลต)

2H2O O2 + 4H+ + 4e- -1.23

2H2O H2O2 + 2H+ + 2e- -1.77 ดังน้ันปฏิกิริยาออกซิเดชันของน้ําท่ีจะเกิดข้ึนจริงท่ีขั้วแอโนด คือ ปฏิกิริยาท่ีมีคา o

(ox)E มากกวา คือ -1.23 โวลต

ปฏิกิริยารวม o(cell)E (โวลต)

6H2O O2 + 4H+ + 4OH- + 2H2

6H2O O2 + 4H2O + 2H2

2H2O O2 + 2H2

-2.06

สวนเกลือไอออนิกท่ีจะใชน้ัน ไอออนบวกจะตองรับอิเล็กตรอนแยกวานํ้า น่ันคือ มีคา o

(red)E นอยกวานํ้าหรือนอยกวา -0.83 โวลต สวนไอออนลบจะตองจายอิเล็กตรอนดีกวานํ้า น่ันคือ มีคา o

(ox)E นอยกวานํ้าหรือนอยกวา -1.23 โวลต


แบบฝกหัด 1. คาศักยไฟฟาครึ่งเซลลมาตรฐานมีดังน้ี Fe3+(aq) + 3e- Fe(s) E° = -0.44 V Sn2+(aq) + 2e- Sn(s) E° = -0.14 V Fe2+(aq) + 2e- Fe(s) E° = -0.04 V Sn4+(aq) + 2e- Sn2+(aq) E° = +0.15 V การกระทําในขอใดไมสงผลใหเกิดปฏิกิริยารีดอกซ 1) จุมโลหะ Fe ลงในสารละลาย Sn2+ 2) จุมโลหะ Fe ลงในสารละลาย Sn4+ * 3) จุมโลหะ Sn ลงในสารละลาย Fe2+ 4) จุมโลหะ Sn ลงในสารละลาย Fe3+ 2. คาศักยไฟฟาครึ่งเซลลมาตรฐานมีดังน้ี Ni2+(aq) + 2e- Ni(s) E° = -0.25 V O2(g) + 2H+(aq) + 2e- H2O2(aq) E° = +0.68 V Ag+(aq) + e- Ag(s) E° = +0.80 V การสลายตัวของ H2O2 ไปเปน O2 เกิดขึ้นเองไดเมื่อใด 1) เมื่อสัมผัสกับโลหะ Ag 2) เมื่อสัมผัสกับโลหะ Ni * 3) เมื่อสัมผัสกับสารละลาย Ag+ 4) เมื่อสัมผัสกับสารละลาย Ni2+ 3. คาศักยไฟฟาครึ่งเซลลมาตรฐานมีดังน้ี X+(aq) + e- X(s) E° = -0.10 V Y2+(aq) + 2e- Y(s) E° = +0.50 V และจากสมการ Ecell = o

cellE - n0.060 log Q

โดยท่ี n คือ จํานวนอิเล็กตรอนที่ถายโอนในเซลลไฟฟาเคมี และ Q คือ อัตราสวนความเขมขนของสารผลิตภัณฑตอสารตั้งตน ตามหลักการของคาคงท่ีสมดุล คา Q ท่ีถูกตองท่ีทําใหเซลลน้ีมีคา Ecell เทากับ +0.54 V คือขอใด 1) Q = [X+]/[Y2+] = 10 2) Q = [X+]2/[Y2+] = 10 3) Q = [X+]/[Y2+] = 100 *4) Q = [X+]2/[Y2+] = 100


ปโตรเคมี ปโตรเลียมนั้นเกิดข้ึนมาจากการทับถมกันของซากสิ่งมีชีวิต กดทับกันจนจมลงสูเบ้ืองลางลึกลงไปทุกที เน่ืองจากไมมีจุลินทรียท่ีอาศัยในสวนลึกท่ีมีแรงดันสูงของโลก ซากสัตวท่ีทับถมกันจึงไมสามารถเกิดการยอยสลายไดเหมือนบนบก แตจะกลายไปเปนปโตรเลียม หรือน้ํามัน และแกสธรรมชาติขึ้นแทน องคประกอบหลักจะเปนสารประกอบประเภทไฮโดรคารบอนซึ่งจะมีมากมายนับพันชนิดผสมกันอยู การกลั่นนํ้ามัน

จุดเดือด (องศาเซลเซียส) ขนาดโมเลกุล (จํานวนคารบอน) การนําไปใช นอยกวา 30 1-4 แกสธรรมชาติ

30-60 5-7 ปโตรเลียมอีเทอร (ตัวทําละลาย) 60-180 5-10 นํ้ามันเบนซิน 180-250 10-12 นํ้ามันกาด 250-350 13-18 นํ้ามันดีเซล และน้ํามันเตา

มากกวา 300 มากกวา 18 นํ้ามันหลอลื่น มากกวา 300 มากกวา 21 ไขพาราฟน (สําหรับเทียนไข) มากกวา 300 มากกวา 38 ยางมะตอย

Octane Number แสดงความสามารถในการตานทานการชิงจุดระเบิดกอนเวลาที่กําหนดในเครื่องยนตเบนซิน อีกนัยหนึ่ง คือ ตัวเลขแสดงความตานทานการน็อคของน้ํามันเช้ือเพลิงในเครื่องยนตเบนซิน โดยกําหนดใหสารประกอบ iso-octane และ n-heptane มีเลขออกเทนเปน 100 และ 0 ตามลําดับ เชน นํ้ามันท่ีมีเลขออกเทน 95 จะหมายถึง นํ้ามันท่ีความสามารถในการตานทานการน็อคเทากับน้ํามันเช้ือเพลิงมาตรฐานท่ีมีสวนประกอบของ iso-octane 95% โดยปริมาตร และ n-heptane 5% โดยปริมาตร iso-octane n-heptane

3CHCCH3 2CH CH

3CH

3CH 3CH CH3 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH3


Cetane Number เปนสมบัติของน้ํามันดีเซล เหมือนกับเลขออกเทน แตใชสารมาตรฐานแตกตางกัน คือ กําหนดใหสารประกอบ Cetane และ α-methylnaphthalene มีเลขซีเทนเปน 100 และ 0 ตามลําดับ Cetane α-methylnaphthalene

CH3 (CH2)14 CH3

3CH

CC

C CC

C

C CC

CH H

H

HH

H

H

แกสโซฮอล (Gasohol) ผลิตจากการนําแอลกอฮอลบริสุทธ์ิ 99.5% มาผสมกับน้ํามันเบนซินออกเทน 91 ประเทศไทยใชแกสโซฮอลโดยผสมเอทานอล 10% (นํ้ามัน E10) อีกหลายประเทศที่ใชแกสโซฮอลในอัตราสวนผสมอื่น เชน นํ้ามัน E15 (เอทานอล 15% และน้ํามันเบนซิน 85%) E85 (เอทานอล 85% และน้ํามันเบนซิน 15%) และ E100 (เอทานอล บริสุทธ์ิซ่ึงตองมีนํ้าไมเกิน 4%) จากงานวิจัยพบวา สามารถเติมนํ้ามันท่ีผสมเอทานอลไมเกิน 15% ในเครื่องยนตตามทองตลาดได แตถานํ้ามันมีสวนผสมของเอทานอลมากกวา 15% จะตองมีการปรับสภาพของเครื่องยนต ไบโอดีเซล (Biodiesel) ไบโอดีเซล คือ นํ้ามันเช้ือเพลิงท่ีผลิตมาจากน้ํามันพืชหรือไขมันสัตว บางชนิดตองผานกระบวนการ ทรานสเอสเทอริฟเคชัน (Transesterification) ทําใหเกิดผลิตภัณฑซ่ึงมีคุณสมบัติใกลเคียงกับน้ํามันดีเซล ดังสมการ

CH2 O CO

O CO

O CO

OH3CH3NaOH+HC

CH2

R

R

R

∆

CH2 OH

OH

HC

CH2

OH COH3+ CO

R


พอลิเมอร พอลิเมอรมาจากคําวา poly แปลวา มาก และคําวา meros ซ่ึงแปลวา หนวย เปนโมเลกุลขนาดใหญ ท่ีเกิดจากการรวมตัวกันของโมเลกุลเล็กๆ ท่ีเรียกวา มอนอเมอร (Monomer) แบงออกเปน แบงตามการสังเคราะห 1. พอลิเมอรธรรมชาติ 2. พอลิเมอรสังเคราะห แบงตามสถานะ 1. พอลิเมอรของเหลว : มีขนาดโมเลกุลไมใหญมาก แรงระหวางโมเลกุลนอย 2. ยาง : เปนของแข็งแตยืดหยุนไดดี 3. พลาสติก 3.1 เทอรมอพลาสติก : สามารถหลอมเหลวไดเมื่อไดรับความรอน นํามารีไซเคิลได 3.2 เทอรมอเซ็ตติงพลาสติก : ไมสามารถหลอมเหลวได มักมีโครงสรางแบบรางแห 4. ไฟเบอร : ขึ้นรูปเปนเสนใยได นําไปทอเปนผืน แบงตามโครงสราง 1. พอลิเมอรแบบเสน : ถาโมเลกุลขนาดใหญพอจะเปนของแข็ง 2. พอลิเมอรแบบกิ่ง : เปนของแข็งท่ีแรงระหวางโมเลกุลนอย สามารถดึงใหยืดออกไดงาย 3. พอลิเมอรแบบรางแห : มีความแข็งแรงสูงและทนความรอนไดดีโดยไมหลอมเหลว แบงตามมอนอเมอร 1. โฮโมพอลิเมอร : เกิดจากมอนอเมอรชนิดเดียว 2. โคพอลิเมอร : เกิดจากมอนอเมอรตั้งแต 2 ชนิดขึ้นไป 2.1 โคพอลิเมอรแบบสับหวาง 2.2 โคพอลิเมอรแบบบล็อก 2.3 โคพอลิเมอรแบบสุม แบงตามปฏิกิริยาพอลิเมอไรเซชัน 1. พอลิเมอรแบบเติม : เกิดจากปฏิกิริยาการเติมมอนอเมอรเปนแอลคีน 2. พอลิเมอรแบบควบแนน : เกิดจากปฏิกิริยาควบแนนของหมูฟงกชันตางๆ


พอลิเมอรแบบเติม เกิดจากปฏิกิริยาการเติมของสารประกอบที่มี C C อยางนอย 1 ตําแหนง แบงออกไดคราวๆ เปน 2 แบบดังน้ี (โดยแบบที่ 2 จะไดพอลิเมอรท่ีมีลักษณะยืดหยุนไดเหมือนยาง) พอลิเมอรแบบควบแนน เกิดจากปฏิกิริยาควบแนนของหมูฟงกชันตางๆ สามารถแบงออกไดเปนประเภทยอยตามพันธะที่เช่ือมตอกันระหวางหนวยซํ้าแตละหนวย เชน พอลิเอสเทอร

H2O +

+ H2O +

พอลิเอไมด

H2O +

+ H2O +

X X X X

n

X

n

X X X

X OHO

HO

AO

HO OH

OHO B OH

X OO

X OO

X OO

n

AO

O

O

B OA

O

O

O

B OA

O

O

O

B On

X NH2O

HO

AO

HO OH

O

XHN

OX

HN

OX N

H

O

n

AO

HN

O

B NHA

O

HN

O

B NHA

O

HN

O

B NHn

H2N B NH2


แบบฝกหัด 1. หลักการกลั่นลําดับสวนสําหรับแยกน้ํามันปโตรเลียมขอใดไมถูกตอง 1) เปนการแยกน้ํามันปโตรเลียมท่ีมีองคประกอบหลายชนิดตามจุดเดือดท่ีแตกตางกัน * 2) เปนการทําสารผสมใหเปนสารบริสุทธ์ิ นําไปใชงานตางๆ เชน เปนน้ํามันเช้ือเพลิง 3) หอกลั่นท่ีมีความสูงมากก็เพ่ือชวยเพ่ิมประสิทธิภาพในการกลั่นแยก 4) ท่ีช้ันบนของหอกลั่นสารท่ีแยกออกมาจะมีจุดเดือดต่ํา 2. ผลิตภัณฑท่ีไดจากการกลั่นปโตรเลียมและแกสธรรมชาติ เมื่อนํามาใชเปนเช้ือเพลิงจะกอใหเกิดมลภาวะตอ

สิ่งแวดลอมเรียงจากนอยไปมากไดตามขอใด * 1) CNG LPG ดีเซล 2) CNG เบนซิน LPG 3) ดีเซล LPG เบนซิน 4) นํ้ามันกาด ดีเซล เบนซิน 3. สารชนิดใดนาจะแยกออกมาจากหอกลั่นน้ํามันท่ีช้ันสูงกวาขออื่น

1) H3C CH

HCH

HCH

HCH3 2) 2CH

CCH2CH2 2CH

2H

3) H3C CH

HCH

HC

3CH

3CH3CH * 4) H3C C HC2

4. Polymer ขอใดแข็งที่สุดถามี Repeating Unit เทากัน 1) PE 2) PP * 3) PS 4) PTFE 5. จากสมการ

OO

A B + C ขอใดไมถูกตอง เมื่อกําหนดให B มีนํ้าหนักโมเลกุลมากกวา C 1) กระบวนการพอลิเมอไรเซชันท่ีเกิดข้ึนเปนปฏิกิริยาการเติม 2) สาร A เปนพอลิเมอรแบบเสนตรง * 3) สาร B และ C ไมเปนพอลิเมอร 4) สาร C มีฤทธ์ิเปนกรด

H

พอลิเมอไรเซชัน H3O+ / ∆


6. พอลิเมอรขนาดโมเลกุลใกลเคียงกันท่ีมีโครงสรางในขอใดนาจะมีจุดหลอมเหลวสูงที่สุด

1) nO

OO O * 2)

O

O

n

H

HN N

3) n

4) n

7. โครงสรางของเมลามีน และฟอรมาลดีไฮดเปนดังน้ี

เมลามีน

N N

N

NH2

H2N NH2

HO

Hฟอรมาลดีไฮด

ในอุตสาหกรรมพลาสติกท่ีนําเมลามีนมาทําปฏิกิริยาควบแนนกับฟอรมาลดีไฮด จะไดผลิตภัณฑพอลิเมอรท่ีมีโครงสรางแบบใด

1) เสนตรง 2) ขดเปนวง 3) ขดเปนเกลียว * 4) รางแห 8. สารประกอบ 3 ชนิดท่ีสามารถนํามาใชเปนสารตั้งตนสําหรับปฏิกิริยาพอลิเมอไรเซชันมีโครงสรางดังภาพ

O

ACl

OCl

HO

OH

B H2N

NH2

C พอลิเมอรท่ีมีความเหนียวทนทานมากที่สุด เตรียมไดจากสารตั้งตนในขอใด 1) A + B เพราะมีขั้วมากท่ีสุด * 2) A + C เพราะมีพันธะไฮโดรเจน 3) B + C เพราะโมเลกุลเรียงชิดกันแนน 4) A + B + C เพราะเปนแบบรางแห


โครงสรางอะตอมและตารางธาตุ โครงสรางอะตอม แบบจําลองอะตอมแบบตางๆ

ดอลตัน ทอมสัน รัทเทอรฟอรด โบร

รายละเอียดเกี่ยวกับแบบจําลองอะตอมที่นาสนใจ แบบจําลองอะตอมของดอลตัน - สสารท้ังหลายเกิดขึ้นจากอะตอม - อะตอมไมสามารถสรางขึ้นใหม หรือถูกทําลายลงได - อะตอมของธาตุชนิดเดียวกันจะมีลักษณะเหมือนกัน และมีลักษณะตางกันในธาตุตางชนิดกัน - ปฏิกิริยาเคมีเกิดขึ้นโดยการจัดเรียงตัวกันใหมของอะตอม - สารประกอบเกิดขึ้นจากการรวมตัวกันของอะตอมของธาตุองคประกอบ - แบบจําลองอะตอมของดอลตันเปนเพียงแนวคิด โดยไมมีการทดลองยืนยันหลักคิดของตนเอง


แบบจําลองอะตอมของทอมสัน - ทอมสันนําหลอดรังสีแคโทดมาปรับปรุงแลวคนพบ รังสีแคโทด หรืออิเล็กตรอน - ทอมสันสามารถหาคาประจุตอมวลของรังสีแคโทดซ่ึงเปนคาคงท่ีเทากับ 1.76 × 108 c/g - มิลลิแกนใชการทดลองหยดน้ํามันเพ่ือหาคาประจุของอิเล็กตรอน (1.6 × 10-19 c) และนําคาประจุท่ีไดไปคํานวณหามวลของอิเล็กตรอนได (9.1 × 10-27 g) โดยใชคาประจุตอมวลของอิเล็กตรอนของทอมสัน - แบบจําลองอะตอมของทอมสันเปนรูปแบบ Plum Pudding Model ซ่ึงอธิบายวาอะตอมประกอบดวยกลุมประจุลบที่ฝงอยูในเน้ืออะตอมที่มีกลุมประจุบวก - รังสีบวก (รังสีแอโนด) ท่ีถูกคนพบโดยโกลดชไตนกอนหนาการทดลองของทอมสัน ไมใชโปรตอน แตเปนไอออนบวกที่เกิดจากการท่ีอะตอมถูกพลังงานไฟฟาทําใหแตกออกเปนอิเล็กตรอน (รังสีแคโทด) และไอออนบวก ยกเวนในกรณีท่ีใชแกสดานในหลอดรังสีแคโทดเปนแกสไฮโดรเจน ซ่ึงจะทําใหรังสีบวกท่ีไดเปนโปรตอน (H+) แบบจําลองอะตอมของรัทเทอรฟอรด - การทดลองของรัทเทอรฟอรด คือ การทดลองยิงรังสีแอลฟาใสแผนทองคําบาง ซ่ึงสิ่งท่ีรัทเทอรฟอรดคาดการณแตแรก คือ รังสีท้ังหมดนาจะทะลุผานแผนทองคําบางไปทั้งหมด แตผลการทดลองกลับไมเปนไปตามนั้นเพราะมีรังสีแอลฟาบางสวนท่ีเบ่ียงเบนทิศทางและสะทอนกลับได - การทดลองของรัทเทอรฟอรดทําใหพบวา อะตอมประกอบไปดวย 2 สวน ไดแก สวนท่ีมีความหนาแนนสูงมาก (นิวเคลียส) และสวนท่ีเปนท่ีวาง (พ้ืนท่ีของอิเล็กตรอน) โดยสวนท่ีเปนท่ีวางจะกินพ้ืนท่ีขนาดกวางกวา - แบบจําลองอะตอมของรัทเทอรฟอรดเปนลักษณะท่ีประจุบวกอัดรวมตัวกันแนนอยูตรงกลาง (นิวเคลียส) และมีอิเล็กตรอนโคจรอยูบริเวณท่ีวางรอบนิวเคลียส - รัทเทอรฟอรดเปนผูคนพบโปรตอนจากการทดลองยิงรังสีแอลฟาใสแกสไนโตรเจน แลวตรวจพบประจุบวก ซ่ึงก็คือ โปรตอน (H+) แบบจําลองอะตอมของโบร - โบรทําการทดลองผานการตรวจสอบสเปกตรัมของแกสไฮโดรเจน ซ่ึงเปนผลใหคาตัวเลขท่ีไดจากการทดลองท้ังหมดเปนของธาตุไฮโดรเจน - โบรอาศัยความรูเรื่องความสัมพันธระหวางพลังงาน ความถี่ ความยาวคลื่นจากสมการของแพลงค ดังนี้ E = hν E = λ

hc

- โบรอธิบายเพิ่มเติมเก่ียวกับการเกิดเสนสเปกตรัม โดยการท่ีอิเล็กตรอนถูกกระตุนจากสภาวะพื้นไปสภาวะกระตุน หลังจากนั้นจะพยายามกลับลงท่ีสภาวะพื้นอีกครั้งดวยการคายพลังงานในรูปของแสง


- โบรอธิบายเกี่ยวกับระยะหางระหวางระดับพลังงาน โดยการใชไฮโดรเจนเปนรูปแบบหลัก ซ่ึงทําใหเราพบวา ระยะหางระหวางระดับพลังงานจะมีคานอยลงไปเรื่อยๆ ดังรูป

Energy Excited States

Ground State - จากการทดลองของโบร ทําใหเกิดการตรวจสอบชนิดของสารโดยการดูสีเปลวไฟ และสเปกตรัมของสารประกอบได โดยสามารถใชไดดีกับกลุมธาตุท่ีเปนโลหะ (เนื่องจากใหเสนสเปกตรัมในชวงแสงท่ีมองเห็นได) - แบบจําลองอะตอมของโบรมีลักษณะเปนใกลเคียงกับแบบจําลองอะตอมของทอมสันเพียงแตเพ่ิมสวนอธิบายการโคจรของอิเล็กตรอนที่มีลักษณะเปนช้ันๆ คลายกับระบบสุริยะจักรวาล สัญลักษณนิวเคลียร สัญลักษณนิวเคลียร คือ สัญลักษณท่ีใชบอกชนิดของธาตุ ตลอดจนจํานวนอนุภาคมูลฐานท้ังหมดของธาตุนั้นๆ โดยจะประกอบดวยสวนสําคัญ 2 สวน ไดแก เลขมวล

เลขอะตอม

สัญลักษณของธาตุAZ X

1. เลขอะตอม (Atomic Number, Z) คือ ตัวเลขท่ีแสดงจํานวนโปรตอนในนิวเคลียส เปนตัวบงช้ีชนิดและสมบัติเฉพาะตัวของธาตุนั้นๆ 2. เลขมวล (Mass Number, A) คือ ตัวเลขท่ีแสดงผลรวมของจํานวนโปรตอน และนิวตรอนในนิวเคลียส ไอโซโทป (Isotope) คือ อะตอมของธาตุเดียวกันท่ีมีเลขมวลตางกันหรืออนุภาคท่ีมีจํานวนโปรตอนเทากัน ซ่ึงอนุภาคท่ีเปนไอโซโทปกันจะมีสมบัติทางเคมีคลายคลึงกัน แตสมบัติทางกายภาพบางประการตางกัน โดยธาตุหนึ่งๆ อาจมีไดหลายไอโซโทป ไอโซบาร (Isobar) คือ อะตอมของธาตุตางชนิดกันท่ีมีเลขมวลเทากัน ไอโซโทน (Isotone) คือ อะตอมของธาตุตางชนิดกันท่ีมีจํานวนนิวตรอนเทากัน ไอโซอิเล็กทรอนิก (Isoelectronic) คือ อะตอมหรือไอออนของสารที่มีจํานวนอิเล็กตรอนเทากัน ไอออน คือ อนุภาคท่ีเกิดการสูญเสียเสถียรภาพทางไฟฟา ทําใหเกิดธาตุท่ีมีประจุไฟฟา เพราะมีจํานวนอิเล็กตรอนไมเทากับจํานวนโปรตอน โดยถาหากวาจํานวนอิเล็กตรอนมากกวาจํานวนโปรตอน เรียกวา “ไอออนลบ” และถาหากวามีจํานวนอิเล็กตรอนนอยกวาจํานวนโปรตอน เรียกวา “ไอออนบวก”

วิทยาศาสตร เคมี (100) ______________________________ โครงการแบรนดซัมเมอรแคมป ปท่ี 25

การจัดเรียงอิเล็กตรอน การจัดเรียงอิเล็กตรอน เปนกระบวนการที่ใชในการแบงกลุมของอิเล็กตรอนโดยใชสภาวะและบริเวณท่ีอิเล็กตรอนแตละตัวอยู เพ่ือบอกตําแหนงของธาตุในตารางธาตุ อีกท้ังยังสามารถอธิบายพฤติกรรมบางอยางไดจากการจัดเรียงอิเล็กตรอน โดยทั่วไปเราสามารถแบงการจัดเรียงอิเล็กตรอนไดเปน 2 วิธี ไดแก 1. การจัดเรียงอิเล็กตรอนในระดับพลังงานหลัก (Core Shell Electron Configuration) 2. การจัดเรียงอิเล็กตรอนในระดับพลังงานยอย (Subshell Electron Configuration) การจัดเรียงอิเล็กตรอนในระดับพลังงานหลัก เปนกระบวนการจัดเรียงอิเล็กตรอนที่คอนขางสะดวก เหมาะสําหรับการบอกตําแหนงในตารางธาตุเทานั้น ไมสามารถอธิบายรายละเอียดของพฤติกรรมตางๆ ของอะตอมไดชัดเจนเหมือนกับการจัดเรียงอิเล็กตรอนในระดับพลังงานยอย ซ่ึงการจัดเรียงอิเล็กตรอนในระดับพลังงานหลักจะใหขอมูลเพียง 2 ชนิด ดังนี้ 1. ระดับพลังงาน 2. จํานวนอิเล็กตรอนในระดับพลังงานนั้นๆ มีวิธีการดังตอไปนี้ 1. หาจํานวนอิเล็กตรอนที่สามารถจุไดในระดับพลังงานตางๆ โดย จํานวนอิเล็กตรอนที่สามารถจุไดในระดับพลังงาน = 2n2 โดย n = ระดับพลังงานท่ี n ดังนั้น ท่ีระดับพลังงาน n = 1 สามารถจุอิเล็กตรอนได = 2 × 12 = 2 ท่ีระดับพลังงาน n = 2 สามารถจุอิเล็กตรอนได = 8 ท่ีระดับพลังงาน n = 3 สามารถจุอิเล็กตรอนได = 18 ท่ีระดับพลังงาน n = 4 สามารถจุอิเล็กตรอนได = 32 2. อิเล็กตรอนในระดับพลังงานช้ันนอกสุด เรียกวา เวเลนซอิเล็กตรอน มีไดไมเกิน 8 อนุภาค (ตามเลขหมู) 3. จํานวนระดับพลังงานบอกเลขที่คาบ (ธาตุในแนวนอน) จํานวนเวเลนซอิเล็กตรอนบอกเลขที่หมู (ธาตุในแนวตั้ง) ไดเฉพาะธาตุพวกเรพรีเซนเตตีฟ (ธาตุพวก A) สวนธาตุแทรนซิชันในคาบที่ 4 สวนใหญมีจํานวนเวเลนซ-อิเล็กตรอนเปน 2 ยกเวนบางธาตุท่ีเปน 1 (Cr และ Cu) และอิเล็กตรอนในระดับพลังงานรองสุดทายเปน 9 ถึง 18 การจัดเรียงอิเล็กตรอนในระดับพลังงานยอย การจัดเรียงอิเล็กตรอนในรูปแบบนี้จะมีการบอกรายละเอียดของอิเล็กตรอนอยู 3 สวนหลัก ไดแก 1. ระดับพลังงาน 2. ออรบิทัล 3. จํานวนอิเล็กตรอนที่อยูในระดับพลังงานและออรบิทัลนั้นๆ

ออรบิทัล

1s2จํานวนอิเล็กตรอน

ระดับพลังงาน

โครงการแบรนดซัมเมอรแคมป ปท่ี 25 ______________________________ วิทยาศาสตร เคมี (101)

โดยความแตกตางระหวางการจัดเรียงอิเล็กตรอนในระดับพลังงานหลักและในระดับพลังงานยอย คือ “ออรบิทัล (Orbital)” ซ่ึงหมายถึง บริเวณท่ีมีโอกาสพบอิเล็กตรอน ซ่ึงออรบิทัลจะพบไดหลายลักษณะเปนรูปทรงตางๆ ตามระดับพลังงานของอิเล็กตรอน ซ่ึงเปนพลังงานจลนท่ีเกิดจากการเคลื่อนท่ีของอิเล็กตรอนรอบนิวเคลียสและการหมุนรอบตัวเองของอิเล็กตรอน โดยแตละออรบิทัลมีรูปแบบเปนดังน้ี ระดับพลังงานยอย s บรรจุอิเล็กตรอนได 2 อิเล็กตรอน ใหเสน spectrum เสนบางเล็ก (sharp) ระดับพลังงานยอย p บรรจุอิเล็กตรอนได 6 อิเล็กตรอน ใหเสน spectrum เสนหนาชัด (principal) ระดับพลังงานยอย d บรรจุอิเล็กตรอนได 10 อิเล็กตรอน ใหเสน spectrum สวางกระจาย (diffuse) ระดับพลังงานยอย f บรรจุอิเล็กตรอนได 14 อิเล็กตรอน ใหเสน spectrum สวางกระจาย (diffuse) ระดับพลังงานยอย g บรรจุอิเล็กตรอนได 18 อิเล็กตรอน ใหเสน spectrum สวางกระจาย (diffuse) ทั้งนี้ ในการจัดเรียงธาตุท่ีมีเลขอะตอมสูงมากๆ (เลขอะตอมมากกวา 120) อาจจะพบ g-orbital และ h-orbital เนื่องจากการท่ีระดับพลังงานมีคาไมเทากันและมีการเรียงท่ีซอนกันในออรบิทัลตางๆ ทําใหอิเล็กตรอนนั้นจะตองถูกบรรจุอยูในระดับพลังงานและออรบิทัลท่ีมีพลังงานต่ําท่ีสุดกอนเพ่ือความเสถียร ดังน้ันการจัดเรียงอิเล็กตรอนสามารถทําไดโดยจัดตามลําดับตอไปนี้

เรียงลําดับพลังงานจากนอยไปหามากตามลูกศรนี้1s

2s

3s

4s

5s

2p

3p

4p

5p

3d

4d

5d

4f

5f 5g

หรือเรียงลําดับไดตามน้ี : 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p, 5s, 4d, 5p, 6s, 4f, 5d, 6p, 7s, ... การจัดเรียงอิเล็กตรอนในระดับพลังงานยอยจะมีประโยชนมากในการศึกษาวิชาเคมีในระดับสูง เพราะสามารถนําการจัดเรียงอิเล็กตรอนรูปแบบนี้ไปใชอธิบายปรากฏการณตางๆ ของอะตอมไดโดยสามารถนําไปสรางแผนภาพออรบิทัล (Orbital Diagram) เพ่ือขยายภาพพฤติกรรมของอิเล็กตรอนที่ชัดเจนมากขึ้น ขอควรระวังในการสรางแผนภาพออรบิทัล

1.

2.


ความสัมพันธระหวางตารางธาตุและการจัดเรียงอิเล็กตรอนในระดับพลังงานยอย H 1s1

He 1s2

Li 2s1

Be 2s2

B 2p1

C 2p2

N 2p3

O 2p4

F 2p5

Ne 2p6

3s

ตารางธาตุ ความสัมพันธระหวางตําแหนงและการจัดเรียงอิเล็กตรอนในระดับพลังงานยอย (แสดงเฉพาะโครงสรางอิเล็กตรอนออรบิทัลสุดทายที่สามารถบงช้ีถึงตําแหนงได) 3p

4s Sc 3d1

Ti 3d2

V 3d3

Cr 3d4

Mn 3d5

Fe 3d6

Co 3d7

Ni 3d8

Cu 3d9

Zn 3d10 4p

5s 4d 5p

6s 5d 6p

7s 6d 7p

La 4f1

Ce 4f2

Pr 4f3

Nd 4f4

Pm 4f5

Sm 4f6

Eu 4f7

Gd 4f8

Tb 4f9

Dy 4f10

Ho 4f11

Er 4f12

Tm 4f13

Yb 4f14

5f ตารางธาตุ แนวโนมคุณสมบัติทั่วไปของธาตุในตารางธาตุ โดยทั่วไปจะแบงคุณสมบัติท่ีนาสนใจของธาตุตางๆ ออกเปน 5 คุณสมบัติ ไดแก 1. ขนาดอะตอม และขนาดไอออน คือ ระยะระหวางจุดศูนยกลางของอะตอมกับผิวของอะตอม ซ่ึงก็คืออิเล็กตรอนวงนอกสุด ถาแรงยึดเหนี่ยวระหวางกันมากจะทําใหอิเล็กตรอนอยูใกลนิวเคลียส อะตอมจะมีขนาดเล็กปจจัยท่ีมีผลตอขนาดอะตอม ไดแก 1.1 ระดับพลังงานช้ันนอกสุด : ถาอยูระดับพลังงานสูงก็จะมีขนาดใหญ 1.2 จํานวนโปรตอน : ถามีมากก็จะดึงอิเล็กตรอนใหเขาใกลนิวเคลียส อะตอมจะมีขนาดเล็ก 1.3 จํานวนอิเล็กตรอน : ถามีมากก็กระจายตัวรอบอะตอมไกลขึ้น อะตอมจะมีขนาดใหญ 2. คาพลังงานไอออไนเซชัน (Ionization Energy) : IE พลังงานไอออไนเซชัน คือ พลังงานปริมาณนอยสุดท่ีทําใหอิเล็กตรอนหลุดออกจากอะตอมในสถานะแกส โดยทําใหธาตุเปลี่ยนแปลงเปนไอออนบวก ถาอิเล็กตรอนตัวแรกหลุดเรียกพลังงานไอออไนเซชันลําดับท่ีหนึ่ง (IE1) พลังงานท่ีทําใหอิเล็กตรอนในลําดับตอๆ มาหลุดมีคาเปน IE2, IE3, ... ตามลําดับ เชน B(g) B+(g) + e- IE1 = 807 kJ/mol B+(g) B2+(g) + e- IE2 = 2433 kJ/mol จะพบวาในธาตุชนิดเดียวกัน IE1 < IE2 < IE3 < ... < IEn


***ขอควรระวัง*** ธาตุในหมู 2A และหมู 5A มีการจัดเรียงอิเล็กตรอนในระดับพลังงานยอยออรบิทัลสุดทายเปน ns2 และ np3 ตามลําดับ ซ่ึงรูปแบบดังกลาวทําใหธาตุหมู 2A มีลักษณะเปน Full-Fill Orbital และของหมู 5A เปน Half-Fill Orbital ซ่ึงทําใหธาตุนั้นมีความเสถียรมากเปนพิเศษจึงทําใหคาพลังงานไอออไนเซชันลําดับท่ี 1 ของธาตุใน 2 หมูนี้มีลักษณะมากกวาท่ีควรจะเปนตามแนวโนม แตกรณีดังกลาวจะมีผลนอยลงสําหรับธาตุท่ีอยูในคาบสูง เนื่องจากประเด็นเรื่องการบดบังของอิเล็กตรอน ดังกราฟ

Li Be B C N O F NeRnAtPoBiPbTiBaCs

0.00.51.01.52.02.5

I.E. (

MJ/m

ole)

3. คาสัมพรรคภาพอิเล็กตรอน (Electron Affinity) : EA สัมพรรคภาพอิเล็กตรอน คือ พลังงานท่ีเปลี่ยนแปลงไปเมื่ออะตอมของธาตุในสถานะแกสไดรับอิเล็กตรอน 1 อนุภาคแลวกลายเปนไอออนลบในสถานะแกส พลังงานนี้มักจะอยูในรูปคายพลังงานเพ่ือสราง แรงยึดเหนี่ยวระหวางนิวเคลียสของอะตอมกับอิเล็กตรอนตัวใหม เชน Cl2(g) + 2e- 2Cl-(g) EA = -349 kJ/mol ท้ังนี้ธาตุท่ีมีคา EA สูง หมายความวา ธาตุนั้นรับอิเล็กตรอนไดดีและเกิดเปนไอออนลบที่เสถียร (ย่ิงลบมากยิ่งเสถียร) แตถาคา EA เปนบวกแสดงวาธาตุนั้นจะเปนไอออนลบที่ไมเสถียรและเกิดการรับอิเล็กตรอนไดไมดี ***ขอควรระวัง*** คลายกับกรณีของพลังงานไอออไนเซชันลําดับท่ี 1 4. คาอิเล็กโทรเนกาติวิตี (Electronegativity) : EN อิเล็กโทรเนกาติวิตี คือ คาท่ีแสดงถึงความสามารถของอะตอมของธาตุในการดึงดูดอิเล็กตรอนของอะตอมของธาตุอื่นขณะสรางพันธะเพื่อรวมเปนสารประกอบ คา EN ของธาตุไมมีหนวยเนื่องจากเปนคาท่ีเกิดจากการเปรียบเทียบ โดยคาอิเล็กโทรเนกาติวิตีของธาตุหนึ่งๆ จะมีความสัมพันธกับคาไอออไนเซชันและคาสัมพรรคภาพอิเล็กตรอนดวย ซ่ึงการหาอิเล็กโทรเนกาติวิตีนั้นจะตองใชตัวแปรสําคัญในการเปรียบเทียบ คือ พลังงานพันธะ ท่ีเกิดขึ้นระหวางธาตุท่ีตองการกับธาตุท่ีมี EN สูงท่ีสุดในตารางธาตุอยางฟลูออรีน (F) ดังน้ัน หากธาตุใด ไมสามารถสรางพันธะกับฟลูออรีนได ก็จะไมสามารถหาคา EN ได


5. ความเปนโลหะ และความเปนอโลหะ ความเปนโลหะ คือ มีความวองไวในการจายอิเล็กตรอน (ตัวรีดิวซ) ดังน้ันความวองไวจะขึ้นกับความเปนโลหะของธาตุนั้นๆ โดยยิ่งธาตุท่ีเปนโลหะมาก ก็จะสามารถจายอิเล็กตรอนไดดี ความเปนโลหะเพิ่มขึ้นจาก บนลงลางในหมูเดียวกันและลดลงจากซายไปขวาในคาบเดียวกัน โดยสังเกตไดจากคาพลังงานไอออไนเซชัน ย่ิงมีคานอย ย่ิงจายอิเล็กตรอนไดงาย และยิ่งมีความเปนโลหะมาก ความเปนอโลหะ คือ มีความวองไวในการรับอิเล็กตรอน (ตัวออกซิไดซ) ดังน้ันความวองไวจะขึ้นกับความเปนอโลหะของธาตุนั้นๆ โดยยิ่งธาตุท่ีเปนอโลหะมาก ก็จะสามารถรับอิเล็กตรอนไดดี ความเปนอโลหะเพ่ิมขึ้นจากลางขึ้นบนในหมูเดียวกันและเพ่ิมขึ้นจากซายไปขวาในคาบเดียวกัน โดยสังเกตไดจากคาสัมพรรคภาพ-อิเล็กตรอนยิ่งมีคามาก (เปนลบมาก) ย่ิงรับอิเล็กตรอนไดดี และยิ่งมีความเปนอโลหะมาก เพิ่มเติม สําหรับหมูท่ี 8A ความวองไวในการทําปฏิกิริยาจะเพ่ิมขึ้นจากบนลงลาง (ไมเหมือนอโลหะหมูอื่นๆ) เนื่องจากระดับพลังงานท่ีเพ่ิมมากขึ้นทําใหอิเล็กตรอนที่ช้ันนอกสุดอยูหางจากนิวเคลียสเพ่ิมมากขึ้น จึงทําใหเกิดการสรางพันธะโคเวเลนตกับธาตุท่ีมีอิเล็กโทรเนกาติวิตีสูงๆ เชน O หรือ F ได สรุปแนวโนมคุณสมบัติที่นาสนใจทั้ง 5 ไดดังน้ี

ทิศทางหัวลูกศร แสดงถึงทิศทางการเพ่ิมขึน้

ขนาดอะตอม / ความเปนโลหะ

ลหะความเปนอโ/EN,EA,IE1

ขนาดอะตอม /ความเปนโลหะ

/EN,EA,IE1ความเปนอโลหะ

ตัวอยาง จากขอมูลตอไปนี้ ก. จํานวนออรบิทัลของธาตุ 19K มีอิเล็กตรอนบรรจุเทากับ 10 ออรบิทัล ข. การจัดเรียงอิเล็กตรอนชั้นนอกของไอออน Fe3+ คือ 3d3 4s2 ค. ธาตุ A มีเลขอะตอม 38 และธาตุ B มีเลขอะตอม 17 เมื่อทําปฏิกิริยากันจะไดสารประกอบ

ไอออนิกท่ีมีสูตรเปน AB2 ง. เลขออกซิเดชันของไนโตเจนในสารประกอบ NCl3 และ N2O3 มีคาไมเทากัน ขอใดถูก 1) ก. และ ค. 2) ก. และ ง. 3) ข. และ ง. 4) ก., ข., ค. และ ง. เฉลย 1) ก. และ ค.


ตัวอยาง กราฟความสัมพันธระหวางธาตุในคาบที่สอง

80007000600050004000300020001000

0 3 4 5 6 7 8 9 10เลขอะตอม

กิโลจูลตอโมล

แกน Y นาจะแสดงถึงคาใด 1) EN 2) EA 3) IE1 4) IE2 เฉลย 4) IE2 ตัวอยาง ขอความตอไปนี้ ขอใดไมถูกตอง 1) ออรบิทัลชนิด d จะเริ่มมีในระดับพลังงาน n = 3 2) ระดับพลังงานยอย f ในระดับพลังงาน n = 3 มีจํานวน 7 ออรบิทัล 3) ในระดับพลังงาน n = 3 มีจํานวนออรบิทัลท้ังหมด 9 ออรบิทัล 4) ในระดับพลังงาน n = 4 มีจํานวนระดับพลังงานยอยอยู 4 ระดับ เฉลย 2) ระดับพลังงานยอย f ในระดับพลังงาน n = 3 มีจํานวน 7 ออรบิทัล ตัวอยาง เมื่อพิจารณาจากการจัดเรียงอิเล็กตรอน ไอออนที่นาจะมีความเสถียรมากที่สุด คือชนิดใด 1) H+ 2) He+ 3) He2+ 4) Li+ เฉลย 4) Li+ ตัวอยาง ขอใดเปนการจัดเรียงอิเล็กตรอนที่สภาวะพื้นของ Fe(II) (Z = 26) 1) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d4 2) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s0 3d6 3) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1 3d5

4) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5 4s2 3d5 เฉลย 2) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s0 3d6


สมบัติของธาตุตามตารางธาตุ

ตารางเปรียบเทียบคุณสมบัติทั่วไปทั้งทางกายภาพและคุณสมบัติทั่วไปทางเคมีของโลหะและอโลหะ คุณสมบัติทางกายภาพ

สมบัติของธาตุ โลหะ อโลหะ สถานะ ของแข็ง ยกเวน Hg Ga Cs Fr มีท้ัง 3 สถานะ การนําไฟฟา นําไฟฟาไดดี ไมนํา ยกเวนแกรไฟต ฟอสฟอรัสดําจุดหลอมเหลว สูง ยกเวน ปรอท ต่ํา ยกเวนคารบอน ความหนาแนน มีท้ังสูงและต่ํา ต่ํา ยกเวนคารบอน (เพชร)

คุณสมบัติทางเคมี สมบัติของธาตุ โลหะ อโลหะ

เมื่อมีการรวมตัว (ท่ัวไป) ตัวจายอิเล็กตรอน (Reduce) ตัวรับอิเล็กตรอน (Oxidize) สารประกอบคลอไรด กลาง กรด สารประกอบออกไซด เบส กรด

ยกเวน Be, B และ Al ซ่ึงถือเปนสารที่ใหสมบัติเปนกรดหรือเบสก็ได (เปนกลางไมได) เรียกวา Amphoteric

ตารางแสดงสมบัติเพิ่มเติมของสารประกอบออกไซด สารประกอบออกไซดของธาตุคาบที่ 2

สารประกอบ Li2O BeO B2O3 CO2 N2O5 O2 OF2จุดหลอมเหลว (°C) 1570 2507 450-510 -56.6 30 -219 -224ความเปนกรด-เบสของสารละลาย เบส กรด-เบส กรด กรด กรด กลาง กรด

สารประกอบออกไซดของธาตุคาบที่ 3 สารประกอบ Na2O MgO Al2O3 SiO2 P2O5 SO2 Ci2Oจุดหลอมเหลว (°C) 1130 2850 2070 1600-1725 340 -72 -120ความเปนกรด-เบสของสารละลาย เบส เบส กรด-เบส กรด กรด กรด กรด


ตารางแสดงสมบัติเพิ่มเติมของสารประกอบคลอไรด สารประกอบคลอไรดของธาตุคาบที่ 2

สารประกอบ LiCl BeCl2 BCl3 CCl4 NCl3 Cl2O ClFจุดหลอมเหลว (°C) 610 400 -107 -23 -40 -120 -155ความเปนกรด-เบสของสารละลาย กลาง กรด กรด - - กรด กรด

สารประกอบคลอไรดของธาตุคาบที่ 3 สารประกอบ NaCl MgCl2 AlCl3 SiCl4 PCl3 SCl2 Cl2 จุดหลอมเหลว (°C) 800 714 194 (5 atm) -70 -94 -120 -101ความเปนกรด-เบสของสารละลาย กลาง กลาง กรด - - กรด กรด เคมีนิวเคลียร ธาตุกัมมันตรังสี คือ ธาตุท่ีมีสมบัติในการแผกัมมันตภาพรังสีซ่ึงอาจเปลี่ยนเปนธาตุอื่นไดโดยเปลี่ยนจํานวนอนุภาคในนิวเคลียส เชน จํานวนโปรตอนและนิวตรอน โดยมีปจจัยสําคัญท่ีทําใหอะตอมปลดปลอยกัมมันตรังสีออกมาก็คือ เสถียรภาพของนิวเคลียส ปจจัยที่ทําใหเปนธาตุกัมมันตรังสี 1. นิวเคลียสมีขนาดใหญเกินไป (เลขอะตอมมากกวา 83) (ปรับเสถียรภาพโดยการคายแอลฟา) 2. อัตราสวน n/p มากเกินไป (ปรับเสถียรภาพโดยการคายอนุภาคเบตาออกมา) 3. อัตราสวน n/p นอยเกินไป (ปรับเสถียรภาพโดยการคายอนุภาคโพซิตรอนออกมาหรือรับเบตา) 4. พลังงานมากเกินไป (ปรับเสถียรภาพโดยการคายแกมมา) จากปจจัยดังกลาวจะทําใหนิวเคลียสไมเสถียรและปลดปลอยกัมมันตภาพรังสีออกมา โดยกัมมันภาพตรังสีท่ีถูกปลดปลอยออกมา ไดแก อนุภาค ดังนี้

ชื่ออนุภาค สัญลักษณ สัญลักษณที่ใชใน สมการนิวเคลียร คุณสมบัติทั่วไป

1. โปรตอน p H11 -

2. นิวตรอน n n10 -

3. เบตา β- e01- มีลักษณะเปนอนุภาค คือ เปนอิเล็กตรอนที่ออกจากนิวเคลียส

ความเร็วสูง อํานาจเจาะทะลุมากกวาอนุภาคแอลฟา 4. โพซิตรอน β+ e0

1+ คุณสมบัติท่ัวไปคลายกับเบตา แตมีประจุเปนบวก

5. แอลฟา α He42 มีลักษณะเปนอนุภาคท่ีมีประจุไฟฟาบวก มีอํานาจเจาะทะลุนอย

6. แกมมา γ γ00 เปนพลังงานท่ีเปนคลื่นแมเหล็กไฟฟามีอํานาจเจาะทะลุมาก

มีความยาวคลื่นสั้น


“โดยทั่วไป ธาตุที่มีเลขอะตอมตั้งแต 83 ข้ึนไปถึงถือวาเปนธาตุกัมมันตรังสีและธาตุกัมมันตรังสีที่มีเลขอะตอมตั้งแต 93 ข้ึนไปเกิดข้ึนจากการสังเคราะหทั้งหมด” สมการนิวเคลียร (Nuclear Equation) คือ สมการท่ีแสดงปฏิกิริยานิวเคลียร สมการตองดุลท้ังเลขมวลและเลขอะตอมทั้งดานซายและดานขวาของสมการเคมีใหเทากัน กลาวคือ ผลบวกของเลขมวลและเลขอะตอมของสารตั้งตนเทากับของผลิตภัณฑ ตัวอยาง สมการการสลายตัวของธาตุกัมมันตรังสี Th232

90 Pb20882 + 6 He4

2 + 4 e01-

ตัวอยาง สมการการเกิดปฏิกิริยานิวเคลียร U235

92 + n10 Ba141

56 + Kr9236 + 2 n1

0 ปฏิกิริยานิวเคลียร คือ ปฏิกิริยาท่ีเกิดขึ้นจากการเปลี่ยนแปลงภายในนิวเคลียสของอะตอมแลวไดนิวเคลียสของอะตอมใหมเกิดขึ้น ซ่ึงจะทําใหเกิดการคายพลังงานมหาศาล แบงออกไดเปน 2 ประเภท คือ 1. Fission Reaction (ปฏิกิริยาฟชชัน) เปนปฏิกิริยานิวเคลียรของนิวเคลียสของธาตุหนัก ซ่ึงเกิดจากการยิงอนุภาคนิวตรอนเขาไปยังนิวเคลียสของธาตุหนักแลวทําใหนิวเคลียสของธาตุนั้นแตกออกเปนสองสวน ท่ีมีขนาดประมาณครึ่งหนึ่งของนิวเคลียสเดิม พรอมท้ังปลดปลอยนิวตรอนออกมาอีก 2-3 อนุภาค เพ่ือเขาไปชนนิวเคลียสอื่นๆ อีก ทําใหเกิดเปนปฏิกิริยาลูกโซท่ีใหพลังงานสูง เชน การทําระเบิดปรมาณู ในการเกิดปฏิกิริยานี้จําเปนจะตองมีมวลของสารท่ีเพียงพอตอการเกิดปฏิกิริยาลูกโซ ซ่ึงเราเรียกมวลคาน้ันวา “มวลวิกฤติ” (Critical Mass)

Kr-92

U-235

U-235

U-235

Ba-141

Ba-141

Ba-141

Kr-92

Kr-92

n

n

n

n

n

nn

n

n

แผนภาพการเกิดปฏิกิริยาฟชชัน


2. Fusion Reaction (ปฏิกิริยาฟวชัน) เปนปฏิกิริยานิวเคลียรท่ีเกิดจากแกนของอะตอมเบาหลอมรวมกันเขาเปนแกนอะตอมที่หนัก แลวคายพลังงานมหาศาลออกมา โดยมีความเปนพิษตอสิ่งแวดลอมนอยกวาปฏิกิริยาฟชชันแตใหพลังงานมากกวาปฏิกิริยาฟชชัน ซ่ึงเช่ือวาปฏิกิริยาฟวชันเปนปฏิกิริยาท่ีเกิดขึ้นภายในดวงอาทิตย ตัวอยางการใชประโยชนจากปฏิกิริยานี้ คือ การทําระเบิดไฮโดรเจน ในการเกิดปฏิกิริยานี้จําเปนจะตองมีอุณหภูมิของสารท่ีเพียงพอตอการเกิดการหลอมนิวเคลียส ซ่ึงเราเรียกอุณหภูมิคานั้นวา “อุณหภูมิวิกฤติ” (Critical Ignition)

E

+ +

D D

Proton

Neutron

He3 N

แผนภาพการเกิดปฏิกิริยาฟวชัน

ครึ่งชีวิต (Half Life) ครึ่งชีวิต คือ ระยะเวลาที่ธาตุกัมมันตรังสีเปลี่ยนแปลงปริมาณไปจากเดิมโดยจะลดลงครึ่งหนึ่งในชวงเวลานั้นๆ ใชสัญลักษณ t1/2 เชน 222Ra มีครึ่งชีวิต 40 วัน หมายถึง เมื่อเวลาผานไป 40 วัน Ra 1 กรัม จะเหลือ Ra เพียง 0.5 กรัมนั่นเอง โดยมีสูตรท่ีใชในการคํานวณ ดังตอไปนี้ เมื่อ Nt = ปริมาณท่ีเหลือ T = เวลาทั้งหมดท่ีใช N0 = ปริมาณท่ีเริ่มตน t1/2 = ครึ่งชีวิตของธาตุใดๆ n = จํานวนครั้งท่ีเกิดการสลายตัว ตัวอยาง ธาตุกัมมันตรังสี Pb-210 มีคาครึ่งชีวิต 20 ป ในป พ.ศ. 2500 นาย ก ไดนําตัวอยางของช้ินสวน ซากส่ิงมีชีวิตท่ีมี Pb-210 มาวิเคราะหหาปริมาณรังสีได 400 Bq/kg และไดทําการบันทึกไว ตอมานาย ข ไดทําการวิเคราะหปริมาณรังสีจากซากสิ่งมีชีวิตนี้อีกครั้งพบวาได 6.25 Bq/kg อยากทราบวา นาย ข ทําการวิเคราะหในป พ.ศ. ใด 1) พ.ศ. 2600 2) พ.ศ. 2601 3) พ.ศ. 2620 4) พ.ศ. 2621 เฉลย 3) พ.ศ. 2620

Nt = N0/2n n = T/t1/2


ตัวอยาง แผนภาพการสลายตัวของ U-238

เลขอะตอม80 84 88

U238

Pa234Th234

U234

Th230

Ra226

Rn222

Po218

Pb206Po210

Pb210Tl210

Pb214

Bi210

Po214Bi214

ปฏิกิริยาการสลายตัวของ U-238 จะเกิดอยางตอเนื่องใหรังสีแอลฟาและเบตาเปลี่ยนผานธาตุกัมมันตรังสีหลายชนิดกวาจะไดเปนนิวเคลียส Pb-206 ท่ีเสถียร โดยแกนนอนแสดงถึงเลขอะตอม แกนตั้งของแผนภาพนี้สัมพันธกับขอมูลใด 1) เลขมวล 2) จํานวนนิวตรอน 3) ผลตางจํานวนนิวตรอนและโปรตอน 4) มีคําตอบถูกมากกวา 1 ขอ เฉลย 2) จํานวนนิวตรอน ตัวอยาง Co-60 เปนสารกัมมันตรังสีท่ีปลอยอนุภาคเบตา มีครึ่งชีวิตเทากับ 5.3 ป เมื่อเวลาผานไป 26.5 ปอัตราสวนของ Co-60 ท่ีเหลืออยูจะเปนเทาใดเมื่อเทียบกับเวลาเริ่มตน 1) 1/5 2) 1/8 3) 1/16 4) 1/32 เฉลย 4) 1/32


ตัวอยาง ไอโซโทปหนึ่งของ 90Th เปนธาตุกัมมันตรังสี สลายตัวตอเนื่องไดรวม 10 ขั้นตอน สุดทายจะได Pb208

82 เปนผลิตภัณฑท่ีเสถียร ถาแตละขั้นอนุกรมของการสลายตัวดังกลาวปลอยอนุภาค α42 และ β0

1- ชนิดใดชนิดหนึ่งเทานั้น ธาตุ Th ดังกลาวเปนไอโซโทปที่มีเลขมวลเทาใด 1) 224 2) 228 3) 230 4) 232 เฉลย 4) 232 ตัวอยาง กระบวนการสลายตัวของ Th232

90 จนไดผลิตภัณฑสุดทายเปน Pb20882 จะมีอนุภาคเบตาเกิดขึ้นกี่อนุภาค

1) 2 2) 4 3) 6 4) 8 เฉลย 2) 4


ของแข็ง ของเหลว และแกส แกส เปนสถานะที่มีปริมาตรและรูปรางท่ีไมแนนอนขึ้นกับภาชนะที่บรรจุ โดยอนุภาคของแกสมีแรงยึดเหนี่ยวกันนอยมาก ทําใหอนุภาคของแกสสามารถเกิดการแพรและฟุงกระจายไดเปนอยางดี ประเภทของแกส เพ่ือความสะดวกในการศึกษาเรื่องแกส เราไดแบงแกสออกเปน 2 ประเภทดวยกัน ไดแก 1. แกสจริง (Real Gas) เปนแกสท่ีมีอยูจริง มีพฤติกรรมและสมบัติตางๆ เบ่ียงเบนออกจากกฎของแกสและทฤษฎีจลนของแกส อยางไรก็ตามท่ีสภาวะอุณหภูมิสูง ความดันตํ่า แกสจริงจะมีสมบัติและพฤติกรรมใกลเคียงกับแกสในอุดมคติ 2. แกสในอุดมคติหรือแกสสมบูรณแบบ (Ideal Gas) เปนแกสสมมติตามทฤษฎีท่ีไมวาจะอยูสภาวะแบบใดก็ตาม จะมีสมบัติหรือพฤติกรรมเปนไปตามกฎตางๆ ของแกสในอุดมคติ และยังมีสมบัติเปนไปตามทฤษฎีจลนของแกสครบทุกขออีกดวย ทฤษฎีจลนของแกส เปนทฤษฎีท่ีใชอธิบายสมบัติทางกายภาพของแกสในอุดมคติ ซ่ึงมีสาระสําคัญดังน้ี 1. แกสประกอบดวยอนุภาคจํานวนมากท่ีมีขนาดเล็กมาก จนถือไดวาอนุภาคแกสไมมีปริมาตรเมื่อเทียบกับขนาดภาชนะที่บรรจุ ซ่ึงจะถือวามีมวลแตไมมีปริมาตร 2. โมเลกุลของแกสอยูหางกันมากทําใหแรงดึงดูดและแรงผลักระหวางโมเลกุลนอยมาก จนถือไดวาไมมีแรงกระทําตอกัน (ไมมีแรงยึดเหนี่ยวระหวางโมเลกุล) 3. โมเลกุลของแกสเคลื่อนที่อยางรวดเร็วในแนวเสนตรง เปนอิสระดวยอัตราเร็วคงท่ี (แตวาไมจําเปนตองเทากันในแตละโมเลกุล) และไมเปนระเบียบจนกระทั่งชนกับโมเลกุลอื่นหรือชนกับผนังของภาชนะจึงจะเปลี่ยนทิศทางและอัตราเร็ว 4. โมเลกุลของแกสท่ีชนกันเองหรือชนกับผนังภาชนะจะเกิดการชนแบบยืดหยุน โดยถายโอนพลังงานใหแกกันได แตพลังงานรวมของระบบมีคาคงท่ี 5. ณ อุณหภูมิเดียวกันโมเลกุลของแกสแตละโมเลกุลเคลื่อนท่ีดวยความเร็วไมเทากัน แตจะมีพลังงานจลนเฉลี่ยเทากัน โดยที่พลังงานจลนเฉลี่ยของแกสจะแปรผันตรงกับอุณหภูมิ (เคลวิน)


ความสัมพันธของปริมาตร ความดัน และอุณหภูมิของแกส จากคุณสมบัติและทฤษฎีจลนของแกส ทําใหการศึกษาเก่ียวกับแกสจะตองคํานึงถึงตัวแปรเก่ียวของท่ีสําคัญตอไปนี้ - จํานวนโมลของแกส (n) - ปริมาตร (V) - ความดัน (P) - อุณหภูมิ (T) กฎของบอยล “เมื่ออุณหภูมิและมวลของแกสคงท่ี ความดันของแกสจะแปรผกผันกับปริมาตร” P α V

1 กฎของชารล “เมื่อความดันและมวลของแกสคงท่ี ปริมาตรของแกสแปรผันตรงกับอุณหภูมิ” V α T กฎของเกยลุสแซค “เมื่อปริมาตรและมวลของแกสคงท่ี ความดันของแกสแปรผันตรงกับอุณหภูมิ” P α T กฎของอาโวกาโดร “เมื่อความดันและอุณหภูมิของแกสคงท่ี ปริมาตรของแกสแปรผันตรงกับจํานวนโมล” V α n จากกฎตางๆ ทําใหเราสามารถสรางสมการท่ีรวบรวมตัวแปรตางๆ ของแกสได โดยเราเรียกสมการนี้วา สมการแกสสมบูรณ ดังนี้ PV = nRT โดยสมการนี้มีการบังคับหนวยตามคาคงท่ีของแกส (คา R) ดังตอไปนี้ R = คาคงท่ีมีคาเทากับ 0.0821 L ⋅ atm ⋅ K-1 ⋅ mol-1 P = ความดัน (atm) n = จํานวนโมล (mol) V = ปริมาตร (L) T = อุณหภูมิ (K)


การหาคาความหนาแนน D = RT

PM ให D = ความหนาแนนของแกสมีหนวยเปน กรัมตอลิตร (g/L) M = นํ้าหนักโมเลกุลของสาร การหาคาความเขมขนของแกส C = RT

P ให C = ความเขมขนของสารมีหนวยเปน โมลตอลิตร (mol/L) กฎความดันยอยของดอลตัน “ความดันรวมของแกสผสมจะมีคาเทากับผลรวมของความดันท่ีแกสแตละชนิดทําใหเกิดขึ้น” PT = P1 + P2 + P3 + ... จากกฎความดันยอยของดอลตันทําใหเราทราบถึงความสัมพันธระหวางความดันของระบบและความดันยอยของแกสแตละชนิดในระบบที่มีอุณหภูมิคงท่ี ซ่ึงสามารถสรุปเปนสมการไดดังน้ี PรวมVรวม = P1V1 + P2V2 + P3V3 + ... กฎการแพรผานของเกรแฮม การแพร หมายถึง การเคลื่อนท่ีของโมเลกุลจากบริเวณท่ีมีความเขมขนมากไปหาบริเวณท่ีมีความเขมขนนอย การแพรในลักษณะนี้สามารถพบไดในชีวิตประจําวัน เชน การไดกลิ่น เปนตน กฎการแพรผานของเกรแฮม มีใจความสําคัญอยูวา “ท่ีอุณหภูมิและความดันเดียวกัน อัตราการแพรผานของแกสเปนสัดสวนผกผันกับรากท่ีสองของความหนาแนนของแกส” เราสามารถสรุปเปนสมการท่ีจะนําไปใชได ดังน้ี

21rr =

12

dd =

12

MM

เมื่อ r = อัตราการแพรของแกส d = ความหนาแนนของแกส M = มวลโมเลกุลของแกส


การคํานวณปริมาณสัมพันธของแกส การคํานวณปริมาณสัมพันธของแกส คือ การคํานวณปริมาณสารสัมพันธของสารในกรณีท่ีแกสนั้นสามารถทําปฏิกิริยาเคมีกันได แลวเกิดเปนสารตัวใหม ซ่ึงตัวแกสนั้นจะมีความซับซอนในการคํานวณมากกวาสารในสถานะอื่นๆ เน่ืองจากตัวแกสนั้นมีตัวแปรท่ีมีอิทธิพลตอจํานวนโมลของแกส โดยเราสามารถทําการคํานวณไดโดยใชขั้นตอนการพิจารณา ดังน้ี 1. พิจารณาการทําปฏิกิริยาของสาร เขียนสมการเคมีพรอมท้ังดุลสมการเคมีใหเรียบรอย 2. พิจารณาการเปลี่ยนสภาวะของแกส เชน ความดัน ปริมาตร หรืออุณหภูมิ 3. คํานวณหาความสัมพันธของการเปลี่ยนสภาวะที่สงผลกระทบตอจํานวนโมล 4. พิจารณาปริมาณสารเริ่มตน เปลี่ยนแปลง และที่เหลือ 5. รวบรวมขอมูลท้ังหมด พรอมตอบปญหาในสิ่งท่ีโจทยตองการ ตัวอยาง แกสชนิดหนึ่งหนัก 1.0 กรัม ท่ี 12 องศาเซลเซียส ความดัน 1 บรรยากาศ มีปริมาตร 2.0 ลิตร ถาแกสชนิดน้ี หนัก 2.0 กรัม ท่ี 69 องศาเซลเซียส ความดัน 608 มิลลิเมตรของปรอท จะมีปริมาตรเปนกี่ลิตร 1) 3.0 2) 6.0 3) 7.9 4) 14.4 เฉลย 2) 6.0 ตัวอยาง เมื่อปลอยใหแกสอุดมคติในมาโนมิเตอรขยายตัวท่ีอุณหภูมิ -10 องศาเซลเซียส จนมีปริมาตรสุดทายเปน 1 ลิตร และทําใหความสูงของปรอทในมาโนมิเตอรตางกัน 60 มิลลิเมตร ดังรูป

Gas60 mm

760 mmHg

จํานวนโมลของแกสเปนเทาใด 1) 3.35 × 10-3 2) 4.82 × 10-2 3) 3.66 × 10-3 4) 5.00 × 10-2 เฉลย 4) 5.00 × 10-2


ตัวอยาง ถังแกสใบหนึ่งบรรจุ O2 ไวท่ี 20 บรรยากาศ 300 เคลวิน เมื่อเปลี่ยนไปบรรจุ SO2 แทนท่ีอุณหภูมิและความดันเดียวกัน พบวาถังน้ีมีนํ้าหนักเพ่ิมขึ้น 4 กิโลกรัม ถังใบนี้มีปริมาตรบรรจุประมาณกี่ลิตร (กําหนดใหคาคงท่ีของแกส = 0.082 atm ⋅ L ⋅ mol-1 ⋅ K-1) 1) 0.154 2) 0.769 3) 76.875 4) 153.750 เฉลย 4) 153.750 ตัวอยาง ภาชนะสองใบตอเช่ือมถึงกันใบแรกมีขนาด 2 ลิตร บรรจุแกส N2 ไว 3 บรรยากาศ ใบท่ีสองขนาด 3 ลิตร บรรจุแกส O2 ไว 5 บรรยากาศ ท่ีอุณหภูมิคงท่ี เมื่อเปดวาลวท่ีก้ันระหวางภาชนะทั้งสอง จะเกิดปฏิกิริยากันจนสมบูรณไดผลิตภัณฑเปนออกไซดชนิดหนึ่งของไนโตรเจน มีความดันเทากับ 1.2 บรรยากาศ โดยไมมีสารต้ังตนใดเหลืออยู สูตรออกไซดท่ีเกิดขึ้นคือขอใด 1) NO2 2) NO3 3) N3O4 4) N2O5 เฉลย 4) N2O5 ตัวอยาง ความสัมพันธระหวางนํ้าหนักโมเลกุลและตัวแปรขอใดของแกสท่ีมีความสัมพันธเปนสมการเสนตรง 1) ความดัน 2) ปริมาตร 3) อัตราเร็วการแพร 4) ความหนาแนน เฉลย 4) ความหนาแนน


สมดุลเคมี การเปลี่ยนแปลงที่ทําใหเกิดสมดุล การเปลี่ยนแปลงที่เกิดในระบบที่อาจทําใหเกิดสมดุลท่ีพบโดยทั่วไปมี 3 อยาง ดังน้ี 1. การเปลี่ยนสถานะ 2. การละลาย 3. การเกิดปฏิกิริยาเคมี 1. สมดุลของการเปลี่ยนสถานะ เชน การเปลี่ยนสถานะของไอโอดีน (I2) จะมีการระเหิดและการตกผลึกเกิดขึ้นพรอมๆ กัน ดังสมการ I2(s) I2(g) สีมวงเขม สีมวงแดง 2. สมดุลของการละลาย เกิดในสารละลายที่อิ่มตัว หรือสารท่ีละลายไดยาก จะมีการละลายและการตกผลึกเกิดขึ้นพรอมๆ กันดังสมการ C12H22O11(s) C12H22O11(aq) 3. สมดุลของการเกิดปฏิกิริยาเคมี เกิดกับปฏิกิริยาท่ีผันกลับได ซ่ึงโดยท่ัวไปมีคุณสมบัติดังน้ี 1. เกิดในระบบปด 2. อัตราการเกิดปฏิกิริยาไปขางหนาเทากับอัตราการเกิดปฏิกิริยายอนกลับ 3. สมบัติของระบบจะตองคงท่ี 4. เปนสมดุลไดนามิก 5. สารทุกตัวในระบบตองอยูครบ ไมวาปฏิกิริยาจะเกิดนานเพียงใดก็ตาม 6. ระบบสามารถเขาสูสมดุลไดจากการเกิดปฏิกิริยาไปขางหนาหรือยอนกลับก็ได 7. ท่ีภาวะสมดุล ความเขมขนของสารทุกตัวในระบบจะตองคงท่ี แตไมจําเปนตองเทากัน คาคงที่สมดุล กําหนดสมการทั่วไปดังน้ี aA + bB cC + dD คาคงท่ีสมดุล คือ อัตราสวนระหวางผลคูณความเขมขนของผลิตภัณฑกับผลคูณความเขมขนของสารตั้งตน เมื่อความเขมขนของแตละสารมีเลขยกกําลังเทากับเลขสัมประสิทธ์ิแสดงจํานวนโมลของสารนั้นในสมการเคมีท่ีสมดุลแลว ดังสมการ

Kc = badc

[B][A][D][C]

*** คา K ขึ้นอยูกับอุณหภูมิ ทุกครั้งท่ีบอกคา K ตองบอกอุณหภูมิดวย เมื่ออุณหภูมิเปลี่ยนไป คา K จะเปลี่ยนไป


ในกรณีท่ีสารในปฏิกิริยามีแกสเขามาเก่ียวของ เราสามารถเขียนคาคงท่ีสมดุลในรูปความดัน (Kp) ไดดังน้ี

Kp = bB

aA

dD

cCPPPP

ความสัมพันธระหวาง Kp กับ Kc จากกฎของแกสสมบูรณ PV = nRT ; P = (n/V)RT Kp = Kc(RT)∆n เม่ือ ∆n คือ ผลตางของโมลผลิตภัณฑรวมกับโมลสารตั้งตนรวม จากสมการเคมีท่ีดุลแลว R คือ คาคงท่ีของแกสอุดมคติ (0.0821 L ⋅ atm ⋅ mol-1 ⋅ K-1) T คือ อุณหภูมิในหนวยเคลวิน สมดุลของการละลาย ยกตัวอยาง เชน AgCl(s) Ag+(aq) + Cl-(aq) Ksp = [Ag+][Cl-] คาคงที่สมดุลเชิงคณิตศาสตร 1. การนําสมการมาบวกกัน ใหนําคาคงท่ีสมดุลมาคูณกัน 2. การกลับสมการ ใหนําคาคงท่ีสมดุลกลับเศษเปนสวนและกลับสวนเปนเศษ 3. การนําคาคงท่ีคูณท้ังสมการ ใหนําคาคงท่ีน้ันไปยกกําลังคาคงท่ีสมดุล คาคงที่สมดุลกับการดําเนินของปฏิกิริยา คาคงท่ีสมดุลบอกใหทราบถึงทิศทางการดําเนินเขาสูภาวะสมดุลได เน่ืองจากคาคงท่ีสมดุลของปฏิกิริยาเปนอัตราสวนระหวางความเขมขนของผลิตภัณฑกับความเขมขนของสารตั้งตน ณ ภาวะสมดุลท่ีอุณหภูมิหนึ่ง 1. ถาคาคงท่ีสมดุลมีคามากแสดงวามีผลิตภัณฑเกิดขึ้นมาก น่ันคือกอนถึงภาวะสมดุลปฏิกิริยาดําเนินไปขางหนามากกวาปฏิกิริยายอนกลับ 2. คาคงท่ีสมดุลมีคานอยแสดงวามีผลิตภัณฑเกิดขึ้นนอยหรือปฏิกิริยาดําเนินไปขางหนาไดนอยกอนถึงภาวะสมดุล 3. คาคงท่ีสมดุลมากกวา 1 แสดงวาปฏิกิริยานั้นมีผลิตภัณฑมากกวาสารตั้งตน แตถามีคาคงท่ีสมดุลนอยกวา 1 แสดงวามีผลิตภัณฑนอยกวาสารตั้งตน ***คาคงท่ีสมดุลจึงบอกใหทราบแตเพียงวา ณ ภาวะสมดุลมีผลิตภัณฑหรือสารตั้งตนอยูในระบบมากนอยกวากันเพียงใด แตไมไดบอกวาปฏิกิริยาเคมีใดเกิดขึ้นเร็วหรือชา*** ผลหารของปฏิกิริยา (Reaction Quotient, Qc) ใชสําหรับทํานายหาทิศทางการเคลื่อนท่ีของสมดุลในกรณีท่ีใสท้ังสารตั้งตนสารผลิตภัณฑ โดยหาไดจากการแทนคาความเขมขนเริ่มตนของสารตั้งตนและผลิตภัณฑในสมการคาคงท่ีสมดุล (Kc) เพ่ือหาวาปฏิกิริยาจะเขาสูสมดุลในทิศทางใด เราตองเปรียบเทียบคาของ Qc และ Kc โดยแบงเปน 3 กรณีดังน้ี • Qc > Kc ปฏิกิริยาดําเนินไปทางซายเพ่ือเขาสูสมดุล • Qc = Kc ระบบอยูในสมดุล • Qc < Kc ปฏิกิริยาดําเนินไปทางขวาเพื่อเขาสูสมดุล


การรบกวนสมดุล หลักของเลอชาเตอลิเอ (Le Chatelier’s Principle) กลาววา “เมื่อระบบอยูในสมดุลถาสภาวะของระบบเปลี่ยนไประบบจะมีการกระทําไปในทิศทางตรงกันขามเพ่ือท่ีจะทําใหภาวะสมดุลกลับคืน” องคประกอบที่มีผลตอสมดุลเคมี สิ่งท่ีทําใหสมดุลของระบบเปลี่ยนแปลง คือ 1. ความเขมขน เมื่อมีการเพ่ิมหรือลดความเขมขนของสาร ระบบจะทําในสิ่งท่ีตรงกันขามกับการรบกวนโดยระบบจะเลื่อนเปลี่ยนทิศทางของสมดุลเพ่ือปรับเขาสูสมดุลใหม 2. อุณหภูมิ การเพ่ิมหรือลดอุณหภูมิ จะสงผลตอทิศทางของปฏิกิริยา โดยแบงการพิจารณาไดสองกรณี กรณีที่ 1 ปฏิกิริยาดูดพลังงาน A + B + energy C + D A + B C + D ; ∆H = +57.1 kJ การเพ่ิมอุณหภูมิจะทําใหสมดุลเลื่อนมาทางดานขวา สวนการลดอุณหภูมิจะทําใหสมดุลเลื่อนมาทางดานซาย กรณีที่ 2 ปฏิกิริยาคายพลังงาน A + B C + D + energy A + B C + D ; ∆H = -34.2 kJ การเพ่ิมอุณหภูมิจะทําใหสมดุลเลื่อนมาทางดานซาย สวนการลดอุณหภูมิจะทําใหสมดุลเลื่อนมาทางดานขวา 3. ความดัน การปรับเพ่ิมและลดความดันจะมีผลกับสารที่มีสถานะเปนแกสเทาน้ัน ซ่ึงการเพ่ิมความดันโดยการลดปริมาตรของระบบ จะทําใหระบบปรับเขาสูสมดุลใหมโดยการเล่ือนไปหาดานท่ีมีความดันนอย หรือดานท่ีจํานวนโมล ของสารนอย สวนการลดความดันโดยการเพ่ิมปริมาตร จะทําใหระบบรับเขาสูสมดุลใหมโดยการเล่ือนไปหาดานท่ีมีความดันนอย หรือดานท่ีมีจํานวนโมลมาก สวนปฏิกิริยาท่ีมีจํานวนโมลท้ังสองดานท่ีเทากัน ความดันจะไมมีผลตอระบบนั้น


ตัวอยาง พิจารณาการสลายตัวของโอโซนโดยอะตอมคลอรีนมีกลไกการเกิดปฏิกิริยา 2 ขั้น ดังน้ี ปฏิกิริยาขั้นท่ี 1 : O3 + Cl O2 + OCl Keq = a ปฏิกิริยาขั้นท่ี 2 : O3 + OCl 2O2 + Cl Keq = b ปฏิกิริยารวม : 2O3 3O2 Keq = c C มีคาเทาใด 1) ab 2) a + b 3) a/b 4) 1/ab เฉลย 1) ab ตัวอยาง ภาชนะปดใบหนึ่งบรรจุของแข็ง N2O5 ไว 108 กรัม เมื่อเกิดการสลายตัวท่ีอุณหภูมิคงท่ีจะไดแกส NO2 และ O2 ขึ้น ถาภาชนะนี้มีขนาด 1 ลิตร จะพบวาท่ีสมดุล N2O5 จะสลายตัวไปรอยละ 50 ดังน้ันคาคงท่ีปฏิกิริยาการสลายตัวน้ีเทากับเทาใด 1) 0.25 2) 1.00 3) 4.00 4) 8.00 เฉลย 1) 0.25 ตัวอยาง ถาปฏิกิริยาการสลายตัวของ N2O4(g) ในภาชนะปดปริมาตรคงท่ี ไดเปน NO2(g) เปนปฏิกิริยา ดูดความรอน เมื่อเพ่ิมอุณหภูมิใหกับระบบจะเกิดเหตุการณตามขอใด 1) ความเขมขนของ NO2 เพ่ิมขึ้น, คา Keq เพ่ิมขึ้น 2) ความเขมขนของ NO2 เพ่ิมขึ้น, คา Keq ลดลง 3) ความเขมขนของ NO2 ลดลง, คา Keq เพ่ิมขึ้น 4) ความเขมขนของ NO2 ลดลง, คา Keq ลดลง เฉลย 1) ความเขมขนของ NO2 เพ่ิมขึ้น, คา Keq เพ่ิมขึ้น ตัวอยาง ปฏิกิริยาในขอใดมีคา Kc เทากับ Kp 1) N2(g) + H2(g) NH3(g) 2) CaCO3(s) CaO(s) + CO2(g) 3) H2(g) + F2(g) HF(g) 4) O3(g) O2(g) เฉลย 3) H2(g) + F2(g) HF(g) ตัวอยาง ขอใดกลาวถูกตองเก่ียวกับสมดุลเคมี 1) คาคงท่ีสมดุลจะมีคามากขึ้น เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้นเสมอ 2) ปฏิกิริยาท่ีจะมีสมดุลได ตองเปนปฏิกิริยาในระบบปดเทาน้ัน 3) ถาคาคงท่ีสมดุลมากกวา 1 แสดงวามีปริมาณผลิตภัณฑท่ีเกิดขึ้นมากกวาสารตั้งตนท่ีเหลืออยูเสมอ 4) มีคําตอบถูกมากกวา 1 ขอ เฉลย 2) ปฏิกิริยาท่ีจะมีสมดุลได ตองเปนปฏิกิริยาในระบบปดเทาน้ัน


เคมีอินทรีย เคมีอินทรียเปนวิชาท่ีศึกษาเก่ียวกับสมบัติทางกายภาพและสมบัติทางเคมีของสารประกอบคารบอน ซ่ึงเปนองคประกอบหลักของสิ่งมีชีวิตท่ัวไป ซ่ึงอาจเรียกไดวา “สารอินทรีย” ท้ังน้ีสารประกอบคารบอนทุกชนิดไมไดถูกจัดเปนสารอินทรียท้ังหมด โดยกลุมของสารประกอบคารบอนที่ไมใชสารอินทรีย ไดแก 1. ธาตุคารบอน เชน เพชร, แกรไฟต, C60 เปนตน 2. สารประกอบโลหะคารไบด (Metal Carbide) เชน Ca2C, Mg2C เปนตน 3. สารประกอบออกไซดของคารบอน เชน CO, CO2 เปนตน 4. สารประกอบกรดคารบอนิกและเกลือ (Carbonic Acid, Bicarbonate Salt, Carbonate Salt) เชน H2CO3, NaHCO3, CaCO3 เปนตน 5. สารประกอบเกลือ Cyanide, Cyanate และ Thiocyanate เชน KCN, NaOCN, NH4SCN เปนตน โครงสรางทั่วไปของสารประกอบอินทรีย โดยทั่วไปโครงสรางของสารประกอบอินทรียจะมีองคประกอบหลักเปน C และ H สรางพันธะตอเช่ือมกันเปนสายยาว และอาจจะมีอะตอมของธาตุอื่นๆ (Hetero Atom) เขามาสรางพันธะอยูดวย ซ่ึงอาจจะวาดโครงสรางคราวๆ ไดดังน้ี

ResidueGroup

XC CH C CH

H

H

H

H

H

H

HFunctional

Group Residue Group : เปนดานท่ีมีเฉพาะ C และ H จึงเปนดานท่ีมีขั้วนอย และเฉื่อยตอการเกิดปฏิกิริยาเคมี Functional Group : เปนดานท่ีมีขั้ว และวองไวตอการเกิดปฏิกิริยาเคมีมากกวา


ประเภทของสารประกอบอินทรีย ประเภทของสารประกอบอินทรีย โครงสรางท่ัวไป ช่ือของ Functional Group1. Hydrocarbon 1.1. Alkane R H - 1.2 Alkene R R - 1.3 Alkyne R R - 1.4 อนุพันธของ Benzene R C6H5 aryl group 2. Alcohol R OH hydroxyl group 3. Ether R O R oxy group 4. Amine R NH2 amino group 5. Carboxylic acid R COOH carboxylic group 6. Ester R COO R oxycarbonyl group 7. Amide R CONH2 amide group 8. Aldehyde R CHO formyl group 9. Ketone R CO R carbonyl group 10. Alkyl Halides R X (เมื่อ X คือ F, Cl, Br, I)

Isomerism ไอโซเมอริซึม (Isomerism) หมายถึง ปรากฏการณท่ีสารประกอบมีสูตรโมเลกุลเหมือนกัน แตมีโครงสรางไมเหมือนกัน ทําใหมีคุณสมบัติท้ังทางเคมีและทางกายภาพที่แตกตางกัน เราเรียกสารท่ีมีปรากฏการณไอโซเมอริซึมวา “ไอโซเมอร” (Isomer) สิ่งสําคัญท่ีจะตองใชเพ่ือตรวจสอบความเปนไอโซเมอรของสารประกอบคารบอน 1. สูตรโมเลกุลเหมือนกันหรือไม 2. สูตรโครงสรางเหมือนกันหรือไม

DIFFERENT = สารประกอบมีสูตรโมเลกุลตางกันและมีโครงสรางตางกัน (สารตางชนิดกัน)

ISOMER = สารประกอบที่มีสูตรโมเลกุลเหมือนกัน แตมีโครงสรางตางกัน (สารเปนไอโซเมอรกัน)

SAME = สารประกอบมีสูตรโมเลกุลเหมือนกันและมีโครงสรางเหมือนกัน (สารชนิดเดียวกัน)


โดยจะยกตัวอยางจากโมเลกุล C5H12O โดยจะแสดงโครงสรางบางโครงสรางท่ีเปนไอโซเมอรกันไดดังตอไปนี้

Functional Isomer : มี Functional Group แตกตางกัน

OH O

Positional Isomer : มีตําแหนงของ Functional Group แตกตางกัน

OH OH

Skeleton Isomer : มี Residue Group แตกตางกัน

OH

OH การหาจํานวนไอโซเมอรท้ังหมดสามารถเริ่มตนโดยการพิจารณาจากสูตรโมเลกุลวาสารตัวน้ันนาจะมีพันธะคูหรือพันธะสาม หรือลักษณะโครงสรางท่ีเปนวงหรือไม ซ่ึงการพิจารณาสิ่งเหลาน้ีสามารถทําไดโดยการหาจํานวนคูของไฮโดรเจนที่หายไปหรือท่ีเราเรียกวา คา Double Bond Equivalent (DBE) หรือคา Degree of Unsatturation ซ่ึงคํานวณไดจากสมการตอไปนี้ DBE = C - 2

H - 2X + 2

N + 1

โดย C = จํานวนอะตอมของคารบอนในสารประกอบ H = จํานวนอะตอมของไฮโดรเจนในสารประกอบ X = จํานวนอะตอมของธาตุฮาโลเจน (ธาตุหมูท่ี 7A หรือหมูท่ี 17) ในสารประกอบ N = จํานวนอะตอมของไนโตรเจนในสารประกอบ หมายเหต ุเราจะไมคิดอะตอม O (ออกซิเจน) ในสมการการคํานวณคา DBE แตจะตองคิดเผ่ือโครงสรางแบบตางๆ เน่ืองจากอะตอม O ในโมเลกุลสามารถเกิดพันธะคูหรือพันธะเดี่ยวก็ได “โดยสรุปความหมายของ 1 DBE จะมีคาเทากับการมีพันธะคู 1 คู หรือ วงปด 1 วง เพิ่มข้ึนมาในโครงสราง” เมื่อไดรูปแบบโครงสรางท่ีควรจะเปน จากน้ันเราจะทําการเขียนโครงสรางท่ีเปนไปไดท้ังหมดของโมเลกุลน้ันออกมาโดยนับจํานวนอะตอมทั้งหมดแลวดูรูปแบบการตอกันของแตละอะตอม เพ่ือสรางไอโซเมอรท่ีเปนไปไดท้ังหมดของสูตรโมเลกุลนั้นออกมา ซ่ึงวิธีน้ีเรียกวา “การหักแลวจับตอ” การเปรียบเทียบสมบัติทางกายภาพของสารประกอบอินทรีย สมบัติทางกายภาพโดยทั่วไป หมายถึง สถานะ จุดเดือด จุดหลอมเหลว และความสามารถในการละลายเปนตน ซ่ึงสมบัติตางๆ ดังกลาว ลวนเปนผลมาจากแรงยึดเหนี่ยวระหวางโมเลกุลท้ังสิ้น ดังน้ันสารประกอบอินทรียจึงสามารถจัดแบงประเภทได 3 ประเภทตามแรงยึดเหนี่ยวระหวางโมเลกุล และเรียงลําดับจากแรงยึดเหนี่ยวระหวางโมเลกุลมากไปนอยของโมเลกุลท่ีมีขนาดเทาๆ กัน ไดดังตอไปนี้ 1. กลุมท่ีสามารถเกิดพันธะไฮโดรเจนระหวางโมเลกุลได : amide > carboxylic > alcohol > amine 2. กลุมท่ีเปนโมเลกุลมีขั้วสูง เกิดแรงระหวางขั้วยึดเหนี่ยวกัน : ketone > aldehyde > ester > ether 3. กลุมท่ีมีขั้วต่ํา หรือไมมีขั้ว ยึดเหนี่ยวกันดวยแรงลอนดอน : alkyne > alkane > alkene


โดยคราวๆ แลวจุดเดือดจากทุกกลุมสารจากมากไปนอย เมื่อมีขนาดโมเลกุลใกลเคียงกัน จะสามารถเรียงไดดังน้ี amide > carboxylic acid > alcohol > ketone > amine > aldehyde > ester > alkyne > ether > alkane > alkene สวนความสามารถในการละลายน้ําน้ัน สารในกลุมท่ี 1 และ 2 สามารถละลายน้ําไดดีเมื่อมีขนาดโมเลกุลเล็ก และความสามารถในการละลายน้ําจะคอยๆ ลดลงไปเมื่อขนาดของโมเลกุลใหญขึ้นเรื่อยๆ โมเลกุลท่ีเปนกิ่งจะมีแรงยึดเหนี่ยวระหวางโมเลกุลต่ํากวาโมเลกุลท่ีเปนเสนตรง เพราะการอัดตัวกันเปนไปไดยากกวา จึงเปนผลใหโมเลกุลท่ีมีก่ิงมาก ละลายน้ําไดงายขึ้น และมีจุดเดือด จุดหลอมเหลวต่ําลง

เพ่ือความสะดวกในการศึกษาเราจะแบงเน้ือหาของบทเรียนนี้ออกเปน 2 สวนหลักๆ คือ 1. สารประกอบไฮโดรคารบอน (Hydrocarbon Compounds) 2. สารประกอบอินทรีย (Organic Compounds) 1. สารประกอบไฮโดรคารบอน (Hydrocarbon Compounds) 1.1 ความหมายและสิ่งที่จําเปนตองรูเกี่ยวกับสารประกอบไฮโดรคารบอน สารประกอบไฮโดรคารบอน หมายถึง สารประกอบที่ประกอบดวยธาตุเพียง 2 ชนิด คือ คารบอนและไฮโดรเจน ซ่ึงสารประกอบดังกลาวถือเปนสวนประกอบที่สําคัญของสารอินทรียในสวนท่ีเปน Residue Group นอกจากนี้เรายังพบสารประกอบไฮโดรคารบอนไดท่ัวไปในอุตสาหกรรมปโตรเลียม 1.2 ประเภทของสารประกอบไฮโดรคารบอน โดยใชลักษณะของโครงสรางและการทําปฏิกิริยาเปนเกณฑ

สารประกอบไฮโดรคารบอน(Hydrocarbon Compounds)

อะลิฟาติกไฮโดรคารบอน(Aliphatic Hydrocarbon)

อะโรแมติกไฮโดรคารบอน(Aromatic Hydrocarbon)

แอลคีนและไซโคลแอลคีน(Alkene & Cycloalkene)

แอลไคนและไซโคลแอลไคน(Alkyne & Cycloalkyne)

แอลเคนและไซโคลแอลเคน(Alkane & Cycloalkane)


คุณสมบัติของสารประกอบไฮโดรคารบอน แบงไดตามตารางดังตอไปนี้ ชนิดของ สาร

สูตร ทั่วไป

โครงสราง ทั่วไป

การ เรียกชื่อ

การ เผาไหม ปฏิกิริยาเคมี

Alkane CnH2n+2

C H and

C C bonds

-ane

Cycloalkane CnH2n Alkane วงปด Cyclo--ane

ไมมีเขมา

สามารถฟอกสีโบรมีนไดในที่สวางโดยเกิดปฏิกิริยา การแทนที่ไดกรดเปนผลิตภัณฑ

แสง+H C C HH

H

H

H2Br +H C C Br

H

H

H

HHBr(g)

Alkene CnH2n C C

-ene

Cycloalkene CnH2n-2 Alkene วงปด Cyclo--ene

มีเขมาเล็กนอย

1. สามารถฟอกสีโบรมีนไดทั้งในที่สวางและที่มืด โดยเกิดปฏิกิริยาการเติม

CH

HC

H

H+ 2Br Br C C Br

H

H

H

H 2. สามารถฟอกสี KMnO4 โดยเกิดปฏิกิริยา ออกซิเดชัน

3HCC

H

HC

H+ O 4H MnO2K 24 +

H C CH

OH

H3HC

OH+ 2KOH MnO2 2 +

Alkyne CnH2n-2 C C -yne

Cycloalkyne - Alkyne วงปด Cyclo--yne

มีเขมา

1. สามารถฟอกสีโบรมีนไดทั้งในที่สวางและที่มืด โดยเกิดปฏิกิริยาการเติม

H+H C C H 22Br H C CBr Br

Br Br

2. สามารถฟอกสี KMnO4 โดยเกิดปฏิกิริยา ออกซิเดชันโดยจะไดตะกอนสีน้ําตาลของ MnO2 คลายกับกรณีของ Alkene

Aromatic Ar-

- มีเขมามาก

สามารถเกิดปฏิกิริยาแทนที่ได แตตองมีตัวเรงปฏิกิริยาและสภาวะที่เหมาะสม เชน

H

H H

H

H H

Cat.

42SOH+

H

H H

H HOH 2+

HSO3HSO3

หมายเหตุ สูตรท่ัวไปของสารประกอบแอลคีน ไซโคลแอลคีน เปนสูตรท่ีคิดท่ีจํานวนพันธะคู 1 พันธะ สวนแอลไคนและไซโคลแอลไคน จะเปนสูตรท่ีคิดท่ีพันธะสาม 1 พันธะ


ปฏิกิริยาการเผาไหมของสารประกอบไฮโดรคารบอน สามารถเกิดปฏิกิริยาการเผาไหมท่ีสมบูรณ โดยมีสมการท่ัวไป ดังน้ี CxHy + (x + y/4)O2 xCO2 + y/2H2O สวนการเผาไหมไมสมบูรณ (Incomplete Combustion) : เมื่อปฏิกิริยาการเผาไหมท่ีเกิดไมสมบูรณ จะเหลือเขมา และควันดํา ซ่ึงก็คือ C เอาไว และมี CO ปนออกมาดวย ซ่ึงการเผาไหมท่ีไมสมบูรณน้ันเกิดไดจาก 1. สารอินทรียท่ีมี C C หรือ C C หรือวงเบนซีน ซ่ึงเปนพันธะที่แข็งแรง จะทําใหไมสามารถสลายพันธะระหวางคารบอนทั้งหมดได จึงเหลือเปนเขมา 2. ปริมาณ O2 นอยเกินไป เชน การเผาในภาชนะปดท่ีมี O2 เปนจํานวนจํากัด 3. สารอินทรียท่ีมีขนาดโมเลกุลใหญมาก ซ่ึงทําให O2 เขาแทรกทําปฏิกิริยาไดยาก จึงเกิดการเผาไหมท่ี ไมสมบูรณไดเชนกัน ดังนั้น : เราสามารถเปรียบเทียบปริมาณเขมาไดดวยอัตราสวน C : H ในโมเลกุลนั้นโดยถา C : H มากสารนั้นจะมีเขมามาก 2. สารประกอบอินทรีย (Organic Compounds) สารอินทรีย หมายถึง สารประกอบของคารบอนที่เกิดจากสิ่งมีชีวิตหรือเกิดจากการสังเคราะหของมนุษย ซ่ึงจะมีธาตุตางๆ นอกเหนือจากไฮโดรเจนและคารบอน โดยสวนใหญจะมีออกซิเจนและไนโตรเจน หรือธาตุอื่นอยูดวย

ประเภทสาร ลักษณะ หมูฟงกชัน การเรียกชื่อ คุณสมบัติ/ปฏิกิริยาเคมี/ประโยชน

แอลกอฮอล (Alcohols)

ไฮดรอกซี (Hydroxyl) R OH

ลงทายดวย - ol

1. มีจุดเดือดสูงกวาสารประกอบไฮโดรคารบอน ท่ัวไป เพราะ โมเลกุลสามารถเกิดพันธะไฮโดรเจนได 2. สามารถเปนกรดทางทฤษฎีไดโดยการทําปฏิกิริยา กับ โลหะ โซเดียม (Na) แตไมสามารถ เปลี่ยนสีของกระดาษลิตมัส

2ROH + 2Na 2RO-Na+ + H2(g)

กรดอินทรีย (Carboxylic

Acid)

คารบอกซิล (Carboxyl) R COOH

ลงทายดวย - oic acid

1. จุดเดือดสูงกวาแอลกอฮอล เพราะสามารถเกิด พันธะ ไฮโดรเจนไดมากกวา 2. มีฤทธ์ิเปนกรด เปลี่ยนสีกระดาษลิตมัสได 3. สามารถทําปฏิกิริยากับ Na และ NaHCO3 ดังสมการ

2R C OHO

++ 2Na 2R CO

+NaO- (g)H2

3NaHCOR C OHO

++ R CO

+NaO- (g)OC 2 + OH24. สามารถทําปฏิกิริยากับแอลกอฮอลไดเอสเทอร (Esterification)

R C OHO

++ R CO

OH2R′OH OR′+H


ประเภทสาร ลักษณะ หมูฟงกชัน การเรียกชื่อ คุณสมบัติ/ปฏิกิริยาเคมี/ประโยชน

เอสเทอร (Ester)

ออกซีคารบอกซิล (Oxycarboxyl) R COO R′

อานช่ือแอลกอฮอลลงทายดวย alkyl แลวตามดวยช่ือกรด ลงทายดวย - oate

1. เอสเทอรเปนสารท่ีมีกลิ่นหอม สามารถสังเคราะหไดโดย นํากรดอินทรียมาทําปฏิกิริยากับแอลกอฮอล โดยมีกรด เปนตัวเรงปฏิกิริยา 2. เอสเทอรสามารถเกิดปฏิกิริยาไฮโดรไลซิสโดยมี กรด หรือเบส เปนตัวเรงปฏิกิริยา ไดแอลกอฮอล และกรด อินทรียกลับมา

R CO

++ R CO

OH+HOR′ R′OH

อีเทอร (Ether)

ออกซี (Oxy)

R O R′

อานช่ือ alkoxy (ดาน C นอย) แลวลงทายดวย alkoxy

(ดาน C มาก)

จุดเดือดสูงกวาสารประกอบไฮโดรคารบอน แตไมมากเทากับแอลกอฮอล ละลายน้ําไดเล็กนอย นิยมนํามาใชเปนตัวทําละลาย

แอลดีไฮด (Aldehyde)

คารบอกซาลดีไฮด (Carboxaldehyde)

R CO H

อานเหมือน alkane

แตตัด e ออกแลวเติม - al

1. สามารถทําปฏิกิริยากับสารละลายเบเนดิกต ไดตะกอนสีนํ้าตาลแดงของ Cu2O 2. ละลายน้ําไดเล็กนอย นิยมใชเปนตัวทําละลาย และสารที่มีกลิ่นเฉพาะตัว

คีโตน (Ketone)

คารบอนิล (Carbonyl) R CO R′


แตตัด e ออกแลวเติม - one

นิยมใชเปนตัวทําละลาย และทั้งแอลดีไฮดและคีโตนมีจุดเดือดมากกวาสารประกอบไฮโดรคารบอนทั่วไป แตไมมากกวาแอลกอฮอล เพราะไมมีพันธะไฮโดรเจน

เอมีน (Amine)

อะมิโน (Amino) R NH2


แตตัด e ออกแลวเติม -

amine

1. จุดเดือดสูงกวาไฮโดรคารบอนทั่วไป เพราะมี พันธะไฮโดรเจน 2. มีฤทธ์ิเปนเบส (เปลี่ยนกระดาษลิตมัสจากสีแดงเปน สีนํ้าเงิน)

R NH2 + HCl R +3NH Cl-

3. การเกิดเอไมด

R C OHO

++ R CO

OH22NHR′ NHR′

เอไมด (Amide)

เอไมด (Amide) R CONR′R″


แตตัด e ออกแลวเติม -

amide

1. จุดเดือดสูงเน่ืองจากมีพันธะไฮโดรเจน 2. สามารถเกิดปฏิกิริยาไฮโดรไลซิส โดยมีกรดหรือเบส เปนตัวเรงปฏิกิริยา ไดกรดอินทรียและเอมีน 3. สารประกอบเอไมดและเอมีนสามารถละลายน้ํา ไดเล็กนอย 4. สารประกอบเอไมดมีฤทธ์ิเปนกลาง เน่ืองจากมีโครงสรางท่ี สามารถเกิดเรโซแนนซได


ตัวอยาง โอเซลทามิเวียร (Oseltamivir) เปนยาตานเช้ือหวัด Influenza A มีสูตรโมเลกุลเปน C16H28N2O4 และมีโครงสราง ดังน้ี

OHN

O O

ONH2

ยาโอเซลทามิเวียรน้ีเปน Prodrug คือ เปนสารประกอบที่ยังไมไดออกฤทธิ์เปนยา แตเมื่อเขาสูรางกายแลวจะถูกทําปฏิกิริยาจนไดสารท่ีออกฤทธิ์เปนยาออกมาในภายหลัง โดยยานี้จะเกิดปฏิกิริยาไฮโดรไลซิส ทําใหไดยาท่ีมีนํ้าหนักโมเลกุลลดลง 28 หนวย ปฏิกิริยาไฮโดรไลซิสดังกลาวเกิดขึ้นท่ีหมูฟงกชันใดของโมเลกุล 1) อีเทอร 2) เอมีน 3) เอสเทอร 4) เอไมด เฉลย 3) เอสเทอร ตัวอยาง สารประกอบในขอใดตอไปนี้ท่ีมีจํานวนไอโซเมอรท่ีเปนสารอะโรมาติกตางจากขออื่น

1) 2)

ClBr

3)

BrBr 4)

BrBr

Br

เฉลย 1)

ตัวอยาง ในการทดสอบเพื่อจําแนกสารประกอบอินทรียท่ีมีหมูฟงกชันท่ีแตกตางกัน ขอใดถูกตอง 1) แอลกอฮอล และอีเทอร ทดสอบดวยสารละลาย NaHCO3 2) แอลเคน และแอลคีน ทดสอบดวยสารละลาย KMnO4 3) กรดอินทรีย และกรดไขมัน ทดสอบดวยโลหะ Na 4) มีคําตอบถูกมากกวา 1 ขอ เฉลย 2) แอลเคน และแอลคีน ทดสอบดวยสารละลาย KMnO4


ตัวอยาง ยาลดไขพาราเซตามอล และน้ํามันระกํามีโครงสรางดังตอไปนี้

OH

O

O

OHONH

พาราเซตามอล น้ํามันระกํา ยาท้ังสองชนิดจะทําปฏิกิริยากับสารใดไดแตกตางกัน 1) Na 2) Litmus 3) NaHCO3 4) ใหผลเหมือนกันทุกขอ เฉลย 4) ใหผลเหมือนกันทุกขอ ตัวอยาง ตารางผลการทดสอบสารอินทรีย

สารที่ใชทดสอบ สารอินทรีย

น้ํา NaHCO3 Na NaOH (ตม) Br2 ใน CCl4 (ในที่มืด)A ไมละลาย ไมเกิด CO2 ไมเกิด H2 ไมเกิดปฏิกิริยา Br2 สีจางลง B ละลาย เกิด CO2 เกิด H2 เกิดปฏิกิริยา ไมเปลี่ยน C ละลาย ไมเกิด CO2 เกิด H2 ไมเกิดปฏิกิริยา ไมเปลี่ยน D ละลาย ไมเกิด CO2 ไมเกิด H2 เกิดปฏิกิริยา ไมเปลี่ยน

ขอใดระบุช่ือสารไดสอดคลองกับผลการทดลอง

A B C D 1) Cyclohexane Propanoic Acid Ethanol Methyl Ethanoate 2) Cyclohexane Propanol Ethane Propene 3) Hexanoic Acid Propane Ethanoic Acid Propanol 4) Hexanol Propene Ethyl Acetate Propanoic Acid

เฉลย 1) A = Cyclohexane, B = Propanoic Acid, C = Ethanol และ D = Methyl Ethanoate


สารชีวโมเลกุล สารชีวโมเลกุล คือ สารอินทรียโมเลกุลใหญท่ีสามารถพบไดในรางกายของสิ่งมีชีวิต ซ่ึงจะประกอบดวยธาตุหลัก ไดแก C H O และในกรณีท่ีเปนโปรตีนและกรดนิวคลีอิกจะมีธาตุไนโตรเจนเปนองคประกอบ โดยเราสามารถแบงการศึกษาออกเปนสาร 4 จําพวกดวยกัน ไดแก โปรตีน คารโบไฮเดรต ไขมัน และกรดนิวคลีอิก โดยบทบาทและประโยชนของสารชีวโมเลกุลมีดังตอไปนี้ 1. ใชในการเจริญเติบโต 2. ถายทอดลักษณะทางพันธุกรรม 3. ชวยใหผิวหนังชุมช้ืน สุขภาพผมและเล็บดี 4. เปนสวนหนึ่งในการรักษาสมดุลของน้ําและกรด-เบส 5. สลายใหพลังงาน 6. เปนสวนประกอบของฮอรโมน เอนไซม และระบบภูมิคุมกัน โปรตีน (Protein) โปรตีนถือวาเปนสารชีวโมเลกุลท่ีรางกายของคนเรามีมากกวาสารชีวโมเลกุลอื่นๆ (50% ของน้ําหนักแหงของคนเราประกอบดวยโปรตีน) 1. โปรตีนประกอบดวย C H O N เปนธาตุองคประกอบหลัก นอกจากนี้อาจจะมี S, P, Fe, Zn และ Cu เปนองคประกอบดวย 2. เราสามารถจัดโปรตีนเปนสารประเภทพอลิเมอรไดเน่ืองจากโปรตีนมี Monomer เปนกรดอะมิโน ซ่ึงถาหากวา กรดอะมิโนท่ีนํามาประกอบเปนโปรตีนนั้นเปนกรดอะมิโนชนิดเดียวกัน จะจัดวาเปนโฮโมพอลิเมอร แตถาหากวา กรดอะมิโนท่ีนํามาตอกันเปนโปรตีนประกอบไปดวยอะมิโนท่ีตางชนิดกันจะจัดเปนโคพอลิเมอร 3. โปรตีนมีหนวยยอยท่ีเรียกวา กรดอะมิโน (Amino Acid) ซ่ึงโปรตีนเกิดจากกรดอะมิโนจํานวนมากกวา 50 หนวยมาเช่ือมกันดวยพันธะระหวางโมเลกุลของกรดอะมิโนท่ีเรียกวา พันธะเพปไทด (Peptide Bond) 4. โครงสรางท่ัวไปของกรดอะมิโน ประกอบไปดวย 3 สวนท่ีสําคัญ ไดแก 1. หมู carboxyl (COOH) 2. หมูอะมิโน (NH2) 3. ไฮโดรคารบอนที่เรียกวา Side Chain (R) 5. เราสามารถแบงกรดอะมิโนจํานวน 22 ชนิดท่ีรางกายเราไดจากการยอยโปรตีนออกเปน 2 ประเภทตามเกณฑการใชประโยชน ไดแก - กรดอะมิโนท่ีไมจําเปนตอรางกาย คือ กรดอะมิโนท่ีรางกายมนุษยสามารถสังเคราะหขึ้นมาเองได - กรดอะมิโนท่ีจําเปนตอรางกาย คือ กรดอะมิโนท่ีรางกายมนุษยไมสามารถสังเคราะหขึ้นมาเองได มีท้ังหมด 8 ชนิด ไดแก ไลซีน ทรีโอนีน ไอโซลิวซีน ลิวซีน ทริปโตเฟน วาลีน เมไทโอนีน ฟนิลอะลานีน สําหรับเด็กทารกตองการอารจีนีน และฮีสทิดีนเพ่ิมเติม

CHNH2 C OHR

O

หมูคารบอกซิลหมูอะมิโน


6. กรดอะมิโนแตละชนิดสามารถทําปฏิกิริยารวมตัวกันแบบควบแนนโดยมีผลิตภัณฑขางเคียงเปนน้ํา ดังสมการ

O+C C OH

H

1RNH2

OC C OHH

2RNH2

OC CH

1RNH2 N C

HC OH + OH2

O2RH

ท้ังน้ีการรวมกันของกรดอะมิโนอาจเกิดไดหลายโมเลกุล กอใหเกิดรูปแบบที่มากมายของโปรตีน 7. การเรียกช่ือสารประกอบเพปไทดน้ัน ใหเรียกช่ือตามจํานวนของกรดอะมิโนท่ีประกอบกัน

จํานวนกรดอะมิโน จํานวนพันธะเพปไทด ชื่อสาร 2 1 ไดเพปไทด 3 2 ไตรเพปไทด 4 3 เตตระเพปไทด

ตั้งแต 10-50 9-49 พอลิเพปไทด มากกวา 50 มากกวา 49 โปรตีน

8. สารประกอบเพปไทดน้ันสามารถเกิดปฏิกิริยาไฮโดรไลซิสโดยมีความรอนและกรดหรือเบสเปนตัวเรงปฏิกิริยาจะไดเปนกรดอะมิโนองคประกอบของตัวเองกลับมา 9. โมเลกุลของโปรตีนอาจประกอบดวยพอลิเพปไทด 1 สาย หรือมากกวา 1 สายก็ได นอกจากนั้นสาย พอลิเพปไทดอาจมีการเปลี่ยนไปเปนโครงสรางตางๆ ไดอีกหลายแบบทําใหสามารถแบงโปรตีนตามโครงสรางท่ีตางกันเปน 4 ระดับ ดังน้ี 1. โครงสรางปฐมภูมิ (Primary Structure) เปนโครงสรางในระดับท่ีงายท่ีสุด เปนการแสดงการเรียงลําดับของกรดอะมิโนท่ีเช่ือมตอกันเปนสายยาวในโมเลกุลโปรตีน การเรียงลําดับของกรดอะมิโนในโปรตีน แตละชนิดจะมีความแตกตางกันและมีความจําเพาะเจาะจง การเขียนลําดับกรดอะมิโนสลับกันก็ทําใหไดความหมายท่ีผิดเพ้ียนไป ในการเขียนการเรียงลําดับกรดอะมิโนตามหลักสากล จะเขียนแทนเพปไทดดวยระบบสามตัวอักษรของกรดอะมิโนชนิดน้ัน จากปลายเอ็น (N-terminal) ไปปลายซี (C-terminal) เพ่ือปองกันความสับสน 2. โครงสรางทุติยภูมิ (Secondary Structure) เปนโครงสรางท่ีเกิดจากการขดหรือมวนหรือพับตัวของโครงสรางปฐมภูมิ เน่ืองมาจากการเกิดพันธะไฮโดรเจนระหวางหมูคารบอนิล (C O) ของกรดอะมิโนตัวหนึ่งกับหมูอะมิโน (N H) ของกรดอะมิโนอีกตัวหนึ่งในระยะถัดไป 4 หนวยในสายเพปไทดเดียวกัน เกิดโครงสรางในลักษณะบิดเปนเกลียวเหมือนขดสปริง ซ่ึงเรียกวา เกลียวแอลฟา (α-Helix) ถาพันธะไฮโดรเจนเกิดจากหมูคารบอนิล (C O) ของกรดอะมิโนตัวหนึ่งกับหมูอะมิโน (N H) ของกรดอะมิโนอีกตัวหนึ่งระหวางสายเพปไทดท่ีอยูติดกันหรือใกลกันจะเกิดโครงสรางท่ีมีลักษณะเปนแผนพับงอ ซ่ึงเรียกวา แผนเบตา (β-Sheet) ซ่ึงสามารถเกิดซอนทับกันไปมาไดเหมือนจีบกระโปรงโดยสามารถเกิดได 2 ลักษณะ คือ เกิดพันธะไฮโดรเจนระหวางสายเพปไทดท่ีหันดานปลายเอ็นไปทางเดียวกัน เรียกวา พาราเลล (Parallel) กับการเกิดพันธะไฮโดรเจนระหวางสายเพปไทดท่ีหันปลายเอ็นไปทางตรงขามกัน เรียกวา แอนตี้พาราเลล (Anti Parallel)


3. โครงสรางตติยภูมิ (Tertiary Structure) เปนโครงสรางท่ีเกิดจากโครงสรางทุติยภูมิเกิดการมวนเขาหากันและไขวกันโดยมีแรงยึดเหนี่ยวหลายชนิด เกิดเปนรูปรางตางท่ีมีความจําเพาะในโปรตีนแตละชนิด โดยแรงยึดเหนี่ยวสําคัญท่ีพบ เชน พันธะไฮโดรเจน แรงระหวางประจุ พันธะไดซัลไฟด แรงลอนดอน แรงไดโพลไดโพล ซ่ึงแรงเหลาน้ีจะยึดเหนี่ยวกันทําใหโครงสรางตติยภูมิอยูตัวได 4. โครงสรางจตุรภูมิ (Quaternary Structure) เปนโครงสรางของโปรตีนขนาดใหญท่ีมีความซับซอนมาก เกิดจากการรวมตัวของโครงสรางตติยภูมิหนวยยอยชนิดเดียวกันหรือตางชนิดกัน โดยอาศัยแรงยึดเหนี่ยวเหมือนกับท่ีพบในโครงสรางตติยภูมิ และอาจจะมีโมเลกุลหรืออะตอมอื่นๆ อยูในโครงสรางดวย เชน ในโปรตีนฮีโมโกลบินท่ีมีรูปรางเปนทรงกลมประกอบดวยเพปไทดหนวยยอย 4 หนวยและมีอะตอมเหล็กเปนองคประกอบ หรือโปรตีนคอลลาเจนที่มีรูปรางเปนเกลียวเสนตรงขนาดใหญ ซ่ึงเกิดจากเกลียวแอลฟา 3 เกลียวมามวนพันกัน เปนตน สวนการแบงโปรตีนตามลักษณะการจัดตัวในโครงสราง 3 มิติ สามารถแบงออกเปน โปรตีนทรงกลม (Globular Protein) โปรตีนเหลาน้ีเกิดจากการขดตัวและอัดแนน (Coil) จนเปนกอนกลม สามารถละลายน้ําไดดี สวนใหญทําหนาท่ีเก่ียวกับกระบวนการตางๆ ท่ีเกิดขึ้นภายในเซลล ตัวอยางเชน เอนไซม ฮอรโมนอินซูลิน ฮีโมโกลบิน โกลบูลิน เปนตน โปรตีนเสนใย (Fibrous Protein) โปรตีนเหลาน้ีเกิดจากการพันกันของสายพอลิเพปไทดในลักษณะเปนสายยาวคลายเสนใย ละลายน้ําไดนอย หรือไมละลายน้ํา มีความแข็งแรง เหนียวและมีความยืดหยุนสูง สวนใหญทําหนาท่ีเปนโครงสรางในเนื้อเยื่อ เสนผม เล็บ กลามเน้ือ กีบสัตว ตัวอยางเชน คอลลาเจนในเนื้อเยื่อ ไฟโบรอิน ในเสนไหม มีโครงสรางเปนแผนเบตาแบบแอนติพาราเลล การเรียงลําดับของกรดอะมิโนในพอลิเพปไทดของไฟโบรอิน ประกอบดวยกรดอะมิโน 6 หนวยเรียงลําดับเปนหนวยซํ้า คือ ไกลซีน-ซีรีน-ไกลซีน-อะลานีน-ไกลซีน-อะลานีน (GSGAGA) คอลลาเจนในกลามเน้ือ อิลาสตินในเสนเอ็น เคราตินในเสนผม เปนตน 10. การทดสอบโปรตีนใชสารละลายไบยูเร็ต (Biuret) ซ่ึงเปน CuSO4 ใน NaOH หรือในเบสจะไดตะกอนสีมวงปนน้ําเงิน ซ่ึงเกิดเปนสารเชิงซอนท่ีเรียกวา “ไบยูเร็ต” - ปฏิกิริยานี้จะเกิดขึ้นก็ตอเมื่อสารตัวอยางน้ันประกอบไปดวยพันธะเพปไทดตั้งแต 2 พันธะขึ้นไป - การทดสอบนี้เราอาจเรียกอีกช่ือหนึ่งวา การทดสอบไบยูเร็ต

O

2OH

O

OO

OH2HN NH

NHHN+2Cu


11. เมื่อนําโปรตีนมาตมจะทําใหโปรตีนสูญเสียสมรรถภาพทางชีวภาพ คือ จะทําลายโครงสรางท่ีซับซอนของโปรตีนออกไป ทําใหความสามารถในการเรงปฏิกิริยาของเอนไซมเสื่อมลง หรือถาหากนําโปรตีนมาเติม กรด เบส เอทานอล หรือ Pb(NO3)2 จะทําใหโปรตีนเกิดการตกตะกอน ดังน้ันโดยสรุปการเปลี่ยนสภาพของโปรตีน ประกอบไปดวยปจจัยตางๆ ดังตอไปนี้ - ความรอน - ความเปนกรด-เบส - โลหะหนักบางชนิด - ตัวทําละลายอินทรีย คารโบไฮเดรต (Carbohydrate) 1. คารโบไฮเดรตประกอบดวยธาตุหลัก ไดแก C H O เปนสารประกอบประเภทพอลิแอลดีไฮด หรือ พอลิไฮดรอกซีคีโตนเปนสวนประกอบของเยื่อหุมเซลลของสิ่งมีชีวิตและกระดองของสัตวบางชนิด เชน ปูและหอยทาก เปนตน นอกจากนี้คารโบไฮเดรตยังถือเปนสารใหพลังงานท่ีมีความสําคัญมากท่ีสุดในรางกายของสิ่งมีชีวิตอีกดวย 2. เราสามารถแบงคารโบไฮเดรตออกเปน 3 ประเภท ไดแก • มอนอแซ็กคาไรด (Monosaccharides) • โอลิโกแซ็กคาไรด (Oligosaccharides) • พอลิแซ็กคาไรด (Polysaccharides) มอนอแซ็กคาไรด (Monosaccharides) คือ นํ้าตาลโมเลกุลเดี่ยวมีสูตรท่ัวไปเปน (CH2O)n ไดแก นํ้าตาลท่ีมีคารบอน 5 อะตอม เชน ไรโบส (C5H10O5) นํ้าตาลท่ีมีจํานวนคารบอน 6 อะตอม เชน กลูโคส กาแล็กโทส และฟรักโทสมีสูตรโมเลกุลเหมือนกัน (C6H12O6) แตสูตรโครงสรางตางกันจึงมีสมบัติตางกัน เรายังสามารถแบงนํ้าตาลโมเลกุลเดี่ยวตามหมูฟงกชัน ดังน้ี น้ําตาลอัลโดส (Aldoses) เปนน้ําตาลท่ีมีหมูคารบอกซาลดีไฮดซ่ึงสามารถทําปฏิกิริยากับสารละลายเบเนดิกตไดตะกอนสีแดงอิฐ เชน กลูโคส กาแล็กโทส และไรโบส เปนตน น้ําตาลคีโตส (Ketoses) เปนน้ําตาลท่ีมีหมูคารบอนิลซ่ึงสามารถทําปฏิกิริยากับสารละลายเบเนดิกต ไดตะกอนสีแดงอิฐไดเชนกัน ไดแก ฟรักโทส เปนตน ท้ังน้ีนํ้าตาลโมเลกุลเดี่ยวยังสามารถแบงออกไดอีกเปนชนิดยอยๆ โดยอาศัยหลักเกณฑตามจํานวนคารบอนในโมเลกุลก็ได ไดแก 1. นํ้าตาลไตรโอส (Triose Sugar คือ นํ้าตาลท่ีมี 3 คารบอน : จัดเปนน้ําตาลท่ีมีขนาดเล็กท่ีสุด) 2. นํ้าตาลเทโทรส (Tetrose Sugar คือ นํ้าตาลท่ีมี 4 คารบอน) 3. นํ้าตาลเพนโทส (Pentose Sugar คือ นํ้าตาลท่ีมี 5 คารบอน) 4. นํ้าตาลเฮกโซส (Hexose Sugar คือ นํ้าตาลท่ีมี 6 คารบอน) 5. นํ้าตาลเฮปโทส (Heptose Sugar คือ นํ้าตาลท่ีมี 7 คารบอน : เปนน้ําตาลในธรรมชาติขนาดใหญท่ีสุด) ดังน้ัน ถาเปนน้ําตาลท่ีมีหมูฟงกชันเปนแอลดีไฮดและมีจํานวนคารบอนเทากับ 6 อะตอม ก็จะเรียกวาเปนน้ําตาลในกลุมแอลโดเฮกโซส (Aldohexose Sugar) เปนตน


การทดสอบน้ําตาลโดยการใชสารละลายเบเนดิกต สารละลายเบเนดิกตเปนสารละลายที่ประกอบดวยคอปเปอร (II) ซัลเฟต โซเดียมคารบอเนต และโซเดียม- ซีเตรต ปกติเปนสารละลายที่มีสีฟา แตเมื่อทําปฏิกิริยาจะใหเปนตะกอนสีแดงอิฐ สามารถเกิดปฏิกิริยารีดอกซไดกับสารที่มีหมูฟงกชันเปนแอลดีไฮด / แอลฟาไฮดรอกซีคีโตน / มอนอแซ็กคาไรดและไดแซ็กคาไรดท่ัวไป ยกเวน ซูโครส สมการเคมีแสดงปฎิกิริยากับสารละลายเบเนดิกต

OR C H + +22Cu + -5OH

สารละลายเบเนดิกตมอนอแซ็กคาไรดและไดแซ็กคาไรดทั่วไป ยกเวนซูโครส

∆ ตะกอนสีแดงอิฐ

OR C + O2Cu2 + O3H2

-O

โอลิโกแซ็กคาไรด (Oligosaccharides) เปนสารท่ีเกิดจากนํ้าตาลโมเลกุลเดี่ยว 2-10 โมเลกุลมารวมตัวกัน โดยการเชื่อมดังกลาวนั้นจะเปนการเชื่อมแบบ C O C หรือเรียกวาพันธะไกลโคซิดิก (Glycosidic) ไดแก ไดแซ็กคาไรด (Disaccharides) หรือน้ําตาลโมเลกุลคู จะเกิดจากนํ้าตาลโมเลกุลเดี่ยว 2 โมเลกุล มารวมตัวกันโดยกําจัดนํ้าออกไป 1 โมเลกุล เชน ซูโครส (C12H22O11) เกิดจากกลูโคสรวมตัวกับฟรักโทส

กลูโคส + OH2ฟรักโทส ซูโครส (นํ้าตาลทราย)

CHOH2CHOH2

HOHO HOOHOHHO

HO กรด

OHCH2

CHOH2HO

HO OH

HOHO

OHCH2

OHCH2

+O O

OOO

ไตรแซ็กคาไรด (Trisaccharides) เปนน้ําตาลท่ีประกอบดวยน้ําตาลโมเลกุลเดี่ยว 3 โมเลกุล โดยน้ําตาลไตรแซ็กคาไรดท่ีพบบอยในธรรมชาติ คือ ราฟฟโนส (Raffinose) ซ่ึงประกอบดวยฟรักโทส + กลูโคส + กาแล็กโทส พบในน้ําตาลจากหัวบีทและพืชช้ันสูงชนิดอื่นๆ อีกหลายชนิด เปนตน พอลิแซ็กคาไรด (Polysaccharides) เกิดจากนํ้าตาลโมเลกุลเดี่ยวหลายโมเลกุลมาเช่ือมตอกันเปนสายยาว เชน แปง เซลลูโลส ไกลโคเจน ซ่ึงทําใหพอลิแซ็กคาไรดเปนสารคารโบไฮเดรตท่ีมีโครงสรางซับซอนมากท่ีสุด nGlucose Polysaccharide nC6H12O6 (C6H10O5)n + nH2O


เราสามารถแบงการศึกษาพอลิแซ็กคาไรด ออกเปน 3 ชนิด ดังนี้ 1. แปง (Starch) เปนคารโบไฮเดรตท่ีสะสมอยูในพืช พบท้ังใบ ลําตน ราก ผล และเมล็ด มีลักษณะเปนผงสีขาว ไมละลายน้ํา ประกอบดวยพอลิแซ็กคาไรด 2 ชนิด คือ 1.1 อะไมโลส (Amylose) ซ่ึงเปนกลูโคสท่ีตอเปนโซยาวและขดเปนเกลียว (Helix)

O

OHCH2

OHOH

OH300-600

OHOHOH O

OHOH

OHCH2OHCH2OOO

OO

Amylose

1.2 อะไมโลเพกติน (Amylopectin) ซ่ึงเปนกลูโคสท่ีตอโซก่ิง

OH

HOHO

OO

OOH

HOHO

OO

OHO

HOO

O

OH

HO

OHO

O Amylopectin

โดยทั่วไปแปงจะประกอบดวยอะไมโลส 20% และเปนอะไมโลเพกติน 80% การทดสอบแปง เราสามารถทําการทดสอบแปงไดโดยการใชสารละลายไอโอดีนซ่ึงจะใหสารประกอบเชิงซอนท่ีมีสีนํ้าเงิน ดังน้ี

O

OH

OH

OHO

Amylosehelice with theglucose-monomerunit :


2. ไกลโคเจน (Glycogen) เปนคารโบไฮเดรตท่ีอยูในสัตว ประกอบดวยกลูโคสท่ีตอกันแบบโซยาวและมีก่ิง ซ่ึงมักจะถูกสะสมในตับของคนและสัตวและใชเปนแหลงพลังงานสํารองและมีหนาท่ีปรับระดับกลูโคสเลือดใหคงท่ี ไกลโคเจนมีลักษณะเปนผงสีขาว ไมละลายน้ํา เมื่อนําไปทําปฏิกิริยากับสารละลายไอโอดีนจะใหสารสีแดงเขม โครงสรางของไกลโคเจนเปน ดังนี้

O

OHCH2

OH

OH

OHOHHO O

OHOH

OHCH2OHCH2OOO

OO O

O

2CH

OH

OH

OHOHO

OHOH

OHCH2OHCH2OOO

OO OOO OOH

OH

OHO

OH

OHCH2OO

O O

OHCH2

3. เซลลูโลส (Cellulose) เปนคารโบไฮเดรตท่ีประกอบดวยกลูโคสจํานวนมากมายมาตอกันเปนโซยาว ไมมีก่ิงและเกิดพันธะระหวางกันเปนเบตากลูโคส ซ่ึงจะแตกตางจากแปงและไกลโคเจนที่เปนแอลฟากลูโคส เซลลูโลสเปนสวนประกอบของผนังเซลลของพืช มักจะพบในพืช เชน เน้ือไม ฝาย สําลี เซลลูโลสไมละลายน้ํา ไมทําปฏิกิริยากับสารละลายไอโอดีน และสารละลายเบเนดิกต นอกจากนี้รางกายของมนุษยยังไมสามารถยอยเซลลูโลสไดเน่ืองจากไมมีเอนไซมท่ีเหมาะสม โครงสรางของเซลลูโลสเปน ดังนี้


ลิพิด (Lipids) 1. ลิพิด ประกอบดวยธาตุหลัก คือ C H O นอกจากนี้ยังอาจประกอบดวย N และ P ลิพิดไมละลายน้ํา ซ่ึงโดยสวนใหญลิพิดเปนสารประกอบเอสเทอรท่ีเกิดจากกรดไขมันกับกลีเซอรอล ประเภทของลิพิด ลิพิดอาจแบงไดเปน 3 ประเภท คือ 1. ลิพิดอยางงายหรือลิพิดธรรมดา (Simple Lipid) ซ่ึงไดแก ไขมัน (Fat) นํ้ามัน (Oil) และไข (Wax) 2. ลิพิดเชิงประกอบ (Compound Lipid) หมายถึง ลิพิดอยางงายท่ีมีองคประกอบอื่นรวมอยูดวย เชน ฟอสโฟลิพิด ประกอบดวยลิพิดอยางงายและหมูฟอสเฟต ไกลโคลิพิด ประกอบดวยลิพิดอยางงายและคารโบไฮเดรต ลิโพโปรตีน ประกอบดวยลิพิดอยางงายและโปรตีน 3. ลิพิดเบ็ดเตล็ด (Miscellaneous Lipid) หมายถึง สารอื่นๆ ท่ีมีสมบัติคลายกับลิพิด แตไมเปนสารประกอบ ประเภทเอสเทอรของกรดไขมันกับกลีเซอรอล ไมทําปฏิกิริยากับสารละลายเบส สารเหลาน้ี ไดแก สเตอรอยด วิตามินท่ีละลายไดในน้ํามัน และสารประกอบประเภทเทอรพีน 2. ไขมันและน้ํามัน จัดเปนลิพิดประเภทหนึ่ง ซ่ึงเกิดจากการรวมกันระหวางกรดไขมัน 3 โมเลกุล (อาจจะเปนกรดไขมันตางชนิดกันก็ได) กับกลีเซอรอล 1 โมเลกุล เรียกสารประเภทนี้วา ไตรกลีเซอไรด (Triglyceride) โดยที่สามารถแสดงเปนสมการได ดังน้ี

OHOH

OHCH2HCCH2

+ C R3HOO

CH2

HC

CH2

+O C

O

R

C

O

O

O

C RO

O23H

กลีเซอรอล กรดไขมัน ไตรกลีเซอไรด น้ํา

R

หากมองโดยทั่วไปจะเห็นวาสมการการเกิดไตรกลีเซอไรดน้ันคลายกับสมการเอสเทอริฟเคชันในเรื่องเคมีอินทรีย 3. ไขมัน (Fats) และน้ํามัน (Oils) มีความแตกตางกันตรงท่ีความเสถียรท่ีอุณหภูมิหอง โดยที่อุณหภูมิหองไขมันจะมีสถานะเปนของแข็ง ในขณะที่นํ้ามันจะมีสถานะเปนของเหลว สาเหตุท่ีทําใหสาร 2 ชนิดน้ีมีความแตกตางกัน เน่ืองมาจากที่สวนประกอบของไตรกลีเซอไรดท้ัง 2 แบบนี้ประกอบดวยกรดไขมันท่ีตางชนิดกัน 4. กรดไขมัน (Fatty Acid) คือ กรดอินทรียชนิดหนึ่งท่ีมีสูตรท่ัวไป คือ R COOH แตเน่ืองจากหมู R มีขนาดใหญมาก (มี C ตั้งแต 11 อะตอมขึ้นไป) ซ่ึงเราสามารถแบงกรดไขมันออกเปน 2 ชนิด คือ a. กรดไขมันอ่ิมตัว เกิดจากการท่ี Side Chain (หมู R) ของกรดไขมันนั้นประกอบดวยพันธะเดี่ยวท้ังหมด ซ่ึงมีสูตรท่ัวไป ดังน้ี CnH2n+1COOH โดยกรดไขมันอิ่มตัวท่ีมีมากท่ีสุด ไดแก กรดสเตียริก (C17H35COOH)

OHO

Lauric Acid


b. กรดไขมันไมอ่ิมตัว เกิดจากการท่ีหมู R ของกรดไขมันนั้นประกอบดวยพันธะคูหรือพันธะสามในโมเลกุล ซ่ึงจะทําใหเราไมสามารถหาสูตรท่ัวไปของกรดไขมันไมอิ่มตัวไดและไมเขาสูตรท่ัวไปของกรดไขมันอิ่มตัว ดังน้ันเราสามารถเช็คความอิ่มตัวของกรดไขมันไดจากสูตรท่ัวไปของกรดไขมันอิ่มตัว โดยกรดไขมันท่ีไมอิ่มตัวท่ีมีมากท่ีสุด คือ กรดโอเลอิก (C17H33COOH)

HOO

trans-Oleic Acid

HOO

cis-Oleic Acid

จากขอมูลความอิ่มตัวของกรดไขมัน ทําใหเราสามารถสรุปได ดังน้ี I. กรดไขมันจะมีจุดหลอมเหลวเพิ่มขึ้น เมื่อมวลโมเลกุลเพ่ิมขึ้น II. กรดไขมันอิ่มตัวจะมีจุดหลอมเหลวมากกวากรดไขมันไมอิ่มตัว III. เมื่อหมู R ของกรดไขมันมีพันธะคูเพ่ิมขึ้น จุดหลอมเหลวจะลดลง 5. ไข (Waxes) เปนสารประกอบเอสเทอรท่ีเกิดจากกรดไขมันทําปฏิกิริยากับแอลกอฮอลโมเลกุลใหญ (C ตั้งแต 24-36 อะตอม) มักจะมีสถานะเปนของแข็ง เชน ขี้ผ้ึง ไขคานูบา ไขวาฬ เปนตน โดยสวนใหญเราจะนําไขมาใชทําเปนสารเคลือบผิวเพ่ือปองกันน้ํา เชน เทียนไข เครื่องสําอาง 6. คุณสมบัติและปฏิกิริยาตางๆ ของไขมัน สรุปไดดังน้ี • เราสามารถทดสอบความอิ่มตัวของกรดไขมันไดโดยการใชนํ้าโบรมีน (Br2) ซ่ึงสามารถทําไดโดยการนับหยดปริมาณโบรมีนท่ีใชในฟอกสี (หยดจนกระทั่งไมฟอกสีแลวบันทึกจํานวนหยด) โดยถาย่ิงใชจํานวนหยดโบรมีนมาก กรดไขมันนั้นก็จะยิ่งไมอิ่มตัวมาก ถาใชโบรมีนนอยก็แสดงวากรดไขมันมีความอิ่มตัว เปลืองโบรมีนนอย → กินนอย → อิ่มมาก เปลืองโบรมีนมาก → กินมาก → ไมอิ่ม


• เมื่อเก็บไวนานจะเกิดการเหม็นหืน (Rancidity) ซ่ึงถาดูจากโครงสรางพวกไขมันหรือน้ํามันจากพืชจะเหม็นหืนดีกวาจากสัตว แตสภาพเปนจริงจากพืชจะเหม็นหืนนอยกวาสัตว เน่ืองจากมีพวกสารกันหืน (Antioxidant) เชน Vitamin C และ E นอกจากนี้ยังมีสารกันหืนท่ีไดจากการสังเคราะห เชน Butylated Hydroxyanisole (BHA), Butylated Hydroxytoluene (BHT)

O

OH

O

OHBHA

OH

BHT • ปฏิกิริยาการเหม็นหืนมี 2 แบบ 1. เกิดผานปฏิกิริยา Hydrolysis ซ่ึงเกิดจากนํ้าในไขมันจะเกิดจากไฮโดรไลซไดกรดไขมันและ กลีเซอรอลที่มีกลิ่น ซ่ึงจะเกิดไดจะตองมีแบคทีเรียเปนตัวเรงปฏิกิริยา 2. เกิดผานปฏิกิริยา Oxidation ซ่ึงเกิดจาก O2 ในอากาศจะออกซิไดซตรงตําแหนงพันธะคูและ มีความรอนเรงปฏิกิริยาจะไดพวกแอลดีไฮดท่ีมีกลิ่น • การทดสอบไขมันทําไดโดยการนําไขมันไปถูกับกระดาษ ถากระดาษน้ันโปรงแสง แสดงวาเปนไขมัน • การทําเนยเทียม คือ กระบวนการการนํานํ้ามันมาทําปฏิกิริยาไฮโดรจิเนชัน (เติมไฮโดรเจนเขาไป) โดยจะตองตัวเรงปฏิกิริยาท่ีเหมาะสม เชน โลหะ Pt หรือ Ni ทําใหไดโมเลกุลท่ีอิ่มตัว และมีผลทําใหมี จุดหลอมเหลวเพิ่มขึ้นดวย สบู (Soap) ปฏิกิริยาการเกิดสบู เรียกวา ปฏิกิริยาสะปอนนิฟเคชัน (Sponification) ซ่ึงเปนปฏิกิริยาท่ีเกิดจากการนําสบูไปตมกับสารละลายเบสจะไดเกลือของกรดไขมัน โดยมีสมการท่ัวไปคลายกับสมการไฮโดรไลซิสของเอสเทอรเมื่อใชตัวเรงปฏิกิริยาเปนเบส ดังน้ี

O3NaOH/H2heat

O

O

O

RO

R

R

O

OO

3RONa

+O

O

H

H

OH

ไขมัน + สารละลายเบส → เกลือของกรดไขมัน (สบู) + กลีเซอรอล

สบูเปนสารลดแรงตึงผิวชนิดหนึ่งโดยสบูท่ีไดจากเกลือโซเดียมจะมีความแข็งมากกวาสบูท่ีไดจาก เกลือโพแทสเซียม นอกจากนี้สบูท่ีทําจากไขมันสัตวจะมีความแข็งมากกวาสบูท่ีทําจากพืช

O NaO

ภาพโครงสรางของสบู


การละลายน้ําและการทํางานของสบู เน่ืองจากโครงสรางของสบูจะประกอบไปดวย 2 สวน น้ันก็คือ สวนท่ีเปน Side Chain ขนาดใหญท่ีเปนสวนท่ีไมมีขั้ว และสวนท่ีเปน COO-Na+ ท่ีเปนสวนท่ีมีขั้ว ดังน้ันทําใหเวลาที่เราถูสบู สบูจะใชหลักการละลาย Like Dissolve Like ท่ีจะหันขางท่ีไมมีขั้วน้ันเขาสูสิ่งสกปรกและไขมันตามรางกายของเรา และหันดานท่ีมีขั้วออก จากน้ันเมื่อเราราดนํ้าจะทําใหสวนท่ีมีขั้วน้ันถูกนํ้าชะลางออกไปและดึงเอาสิ่งสกปรกนั้นตามออกไปดวย กลาวคือ สบูทําหนาท่ีเปนตัวประสานระหวางไขมันกับน้ําน่ันเอง (ปกตินํ้ากับน้ํามันจะไมละลายเปนเนื้อเดียวกัน) โดยชวงท่ีเกิดการจัดเรียงตัวของโมเลกุลในน้ํา เรียกวา ไมเซลล (Micelle)

ปญหาของสบู คือ สบูไมสามารถทํางานไดดีเมื่อใชในน้ํากระดางซ่ึงเปนน้ําท่ีมีปริมาณแคลเซียมไอออนและแมกนีเซียมไอออน ซ่ึงไอออน 2 ชนิดน้ีจะเขาไปรวมตัวกับสบูเกิดเปนเกลือแคลเซียมและเกลือแมกนีเซียม ของกรดไขมันแทน ซ่ึงสารใหมน้ีท่ีเกิดขึ้นจะเปนไคลสบู ซ่ึงทําใหสิ้นเปลืองสบูเปนจํานวนมาก เน่ืองจากการละลายน้ําของสบูลดลงอยางมาก ดังน้ันเพ่ือแกปญหาดังกลาวนักวิทยาศาสตรจึงไดสังเคราะหผงซักฟอก (Detergent) ขึ้นมาใชแทนสบู ผงซักฟอก (Detergent) เปนสารซักลางท่ีผลิตขึ้นมาใชแทนสบู ซ่ึงเปนเกลือโซเดียมซัลโฟเนตของไฮโดรคารบอน มีสูตรท่ัวไปเปน R- -

3SO Na+ ผงซักฟอกมีขอดีเหนือสบู คือ สามารถทํางานไดดี แมในน้ํากระดางท่ีมีไอออน Ca2+, Fe2+, Fe3+ และ Mg2+ ถาหมูแอลคิลเปนเสนตรง (LAS : Linear Alkyl Benzene Sulfonate) จะถูกยอยดวยจุลินทรียไดดี เกิดมลพิษนอย แตถาหมูแอลคิลเปนโซก่ิง (ABS : Alkyl Benzene Sulfonate) จุลินทรียจะยอยไดยาก โดยโครงสรางของผงซักฟอกแตละแบบมีดังตอไปนี้

SO

O

+NaO-

โครงสรางของผงซักฟอกประเภทโซเดียมแอลคิลซัลโฟเนต


SO

O

+NaO-

โครงสรางของผงซักฟอกประเภท LAS

SO

O

+NaO-

โครงสรางของผงซักฟอกประเภท ABS

นอกจากนี้องคประกอบอื่นของผงซักฟอก อาจมีสวนประกอบดังน้ี • บิลเดอร (Builder) : Na5P3O10 (โซเดียมไตรโพลีฟอสเฟต) มีหนาท่ีทําใหนํ้าท่ีเปนเบสเกิดการชําระลางไดดีขึ้น โดยจะเขาไปลดความกระดางของนํ้า แตมีขอเสีย คือ เน่ืองจากประกอบดวยสารประกอบฟอสเฟตจะเปนอาหารท่ีดีของพืชทําใหพืชนํ้าเจริญเติบโตไดเร็วเปนปญหาตอสิ่งแวดลอม • อิมัลซิฟายเออร (Emulsifier) : Cellulose-OCH2

-2CO Na+ มีหนาท่ีปองกันไมใหผงซักฟอกตกตะกอน

• สารฟอกขาว (Bleach) : NaOCl, Ca(OCl)2 มีหนาท่ีทําใหเสื้อผาขาวขึ้น เพราะเขาไปปองกันการเปลี่ยนแปลงของโมเลกุลสีเมื่อถูกแสงแดด • สารปองกันสนิม (Corrosion Inhibitor) : Na2Si3O7 มีหนาท่ีปองกันไมใหโลหะในเสื้อผา เชน กระดุม ซิปนั้นเกิดสนิม โดยจะเคลือบฟลมบางๆ ไว กรดนิวคลีอิก (Nucleic Acid) กรดนิวคลีอิกเปนสารที่มีโมเลกุลขนาดใหญ เปนพอลิเมอรท่ีพบบนโครโมโซมในนิวเคลียสของเซลล มีสมบัติเปนกรด และมีหนาท่ีควบคุมการสังเคราะหโปรตีนซ่ึงนําไปสูการถายทอดทางพันธุกรรมจากรุนพอแมไปสูรุนลูก แบงออกไดเปน 2 ชนิด คือ 1. กรดดีออกซีไรโบนิวคลีอิก (Deoxyribonucleic Acid) : DNA สวนใหญพบในนิวเคลียสของเซลลท่ัวไป ทําหนาท่ีเปนสารพันธุกรรม 2. กรดไรโบนิวคลีอิก (Ribonucleic Acid) : RNA สวนใหญพบในไซโทพลาซึมและนิวเคลียส เกิดจากการสังเคราะหของ DNA ทําหนาท่ีสรางโปรตีนภายในเซลล


โครงสรางของนิวคลีโอไทด DNA และ RNA เน่ืองจาก DNA และ RNA เปนสารอินทรียท่ีมีโมเลกุลใหญและซับซอนมาก โดยเกิดจากการท่ีหนวยยอยๆมาเรียงตอกัน เราเรียกหนวยยอยๆ ดังกลาววา นิวคลีโอไทด (Nucleotide) ซ่ึงประกอบดวยสวนยอยๆ 3 สวน ดังน้ี

2CHAdenine unit

Deoxyribose unitPhosphate unit OH H

OHH

H H

OP

-O

-OO

2NHN

N N

N

ภาพโครงสรางของนิวคลีโอไทด

1. นํ้าตาลไรโบส (ใน RNA) และน้ําตาลดีออกซีไรโบส (ใน DNA) ตามลําดับ

OH OH

OHHO

H HO

HH

OH

OHHO

H HO

HHH

2. เบสที่มีไนโตรเจนเปนองคประกอบหรือ Nitrogenous base (N-base) ซ่ึงแบงออกเปน 2 กลุม คือ a. เบสพิริมิดีน (Pyrimidine Base) ไดแก Cytosine (C), Thymine (T), Uracil (U) b. เบสพิวรีน (Purine Base) ไดแก Adenine (A), Guanine (G) 3. กรด H3PO4 หรือ H แตกตัวออกหมดเปนหมูฟอสเฟต ความแตกตางระหวาง DNA และ RNA คือ นํ้าตาลท่ีไมเหมือนกันและยังมี N-base ท่ีตางกัน โดยใน DNA จะมี Thymine (T) ในขณะที่ใน RNA จะมี Uracil (U) ตัวอยาง สารประกอบชีวโมเลกุลชนิดท่ีมีคุณสมบัติเปนบัฟเฟอรสําหรับกรด-เบสคือขอใด 1) กรดไขมัน 2) กรดอะมิโน 3) นํ้าตาลโมเลกุลเดี่ยว 4) คอเลสเทอรอล เฉลย 2) กรดอะมิโน


ตัวอยาง ถานํากรดอะมิโนสองชนิด คือ ไกลซีนและอะลานีน ชนิดละ 1 โมล มาตมรวมกันโดยมีกรดเปนตัวเรงปฏิกิริยา จะไดผลิตภัณฑเฉพาะที่เปนสารประกอบไดเพปไทดท้ังสิ้นกี่ชนิด

O

OHNH2

O

OHNH2

ไกลซีน (Gly) อะลานีน (Ala) 1) 1 ชนิด 2) 2 ชนิด 3) 3 ชนิด 4) 4 ชนิด เฉลย 4) 4 ชนิด ตัวอยาง เมื่อกลูโคสทําปฏิกิริยากับสารละลายเบเนดิกตแลว เกิดตะกอน Cu2O กลูโคสเกิดปฏิกิริยาแบบใด 1) ปฏิกิริยาควบแนน 2) ปฏิกิริยาการเติม 3) ปฏิกิริยารีดักชัน 4) ปฏิกิริยาออกซิเดชัน เฉลย 4) ปฏิกิริยาออกซิเดชัน ตัวอยาง หากนําสบูซ่ึงมีโครงสรางดังตอไปนี้มาเติมสารตางๆ ลงไป สารในขอใดท่ีเกิดปฏิกิริยากับสบูแลวไดตะกอนของกรดไขมันอิ่มตัวกลับคืนมา

O+NaO-

1) HCl(aq) 2) กลีเซอรอล 3) เอทานอล 4) นํ้ากระดาง เฉลย 1) HCl(aq) ตัวอยาง สารใดใชทดสอบความแตกตางระหวางอะไมโลสและอะไมเลส ก. สารละลายเบเนดิกต ข. สารละลายไอโอดีน ค. สารละลายนินไฮดริน ง. สารละลายคอปเปอรซัลเฟต 1) ก. และ ค. 2) ก. และ ง. 3) ข. และ ค. 4) ข. และ ง. เฉลย 4) ข. และ ง.


ตัวอยางขอสอบ 1. พิจารณาขอความตอไปนี้ ก. ไอออนของธาตุทรานซิชันในคาบที่ 4 จะเริ่มเสียอิเล็กตรอนตัวแรกท่ีออรบิทัล 4s ข. ในระดับพลังงานท่ี 4 จะมีระดับพลังงานยอยท่ีเปนไปไดท้ังหมด 4 ระดับพลังงาน ได s p d และ f ค. ระดับพลังงานยอย f ประกอบดวย 7 ออรบิทัล สามารถจุอิเล็กตรอนไดท้ังหมด 14 อิเล็กตรอน ขอใดถูกตอง 1) ก. และ ข. 2) ก. และ ค. 3) ข. และ ค. 4) ก., ข. และ ค. 2. จากการทดลองเรื่องหลอดรังสีแคโทดของทอมสัน ขอใดไมถูกตอง 1) อิเล็กตรอนเคลื่อนท่ีอยูรอบนิวเคลียสเปนช้ันๆ คลายระบบสุริยะจักรวาล 2) คาประจุตอมวลของรังสีแคโทดคงท่ีเสมอ 3) รังสีแคโทด คือ รังสีท่ีวิ่งออกจากขั้วแคโทดไปยังขั้วแอโนด 4) รังสีแคโทดมีประจุเปนลบ ภายหลังเปลี่ยนช่ือเปนอิเล็กตรอน 3. ขอใดถูกตองเก่ียวกับธาตุท่ีอยูหมูเดียวกัน 1) ขนาดเพ่ิมขึ้นจากบนลงลาง เพราะธาตุมีจํานวนโปรตอนเพิ่มขึ้น 2) คาไอออไนเซชันลําดับท่ี 2 (IE2) ลดลงจากบนลงลาง เพราะขนาดของไอออนใหญขึ้น 3) ความเปนโลหะเพิ่มขึ้นจากบนลงลางเพราะคาไอออไนเซชันลําดับท่ี 1 (IE1) เพ่ิมขึ้น 4) มีขอถูกมากกวา 1 ขอ 4. จากการวิเคราะหซากไมโบราณชนิดหนึ่ง พบวามี C-14 อยู 1.875 กรัม ในปริมาณของไมท่ีนํามาตรวจสอบ

ท่ีเทากัน ไมชนิดน้ีเมื่อมีชีวิตพบวาจะมี C-14 อยู 15 กรัม จงหาอายุของซากไมโบราณ (กําหนดใหครึ่งชีวิตของ C-14 เทากับ 5730 ป)

1) 2865 ป 2) 5730 ป 3) 11460 ป 4) 17190 ป 5. การสลายตัวของไอโซโทปกัมมันตรังสี Ra223

88 ไปเปน Pb20782 ประกอบไปดวยกี่ขั้นตอน (กําหนดใหในแตละ

ขั้นตอนของการสลายตัวจะไดผลิตภัณฑอนุภาคแอลฟาหรืออนุภาคเบตาเทาน้ัน) 1) 4 ขั้นตอน 2) 6 ขั้นตอน 3) 8 ขั้นตอน 4) 10 ขั้นตอน


6. จากสมการ A2 + B2 AB2 (สมการยังไมไดดุล) ถาท่ีอุณหภูมิ 25°C ระบบสมดุลประกอบดวย A2 5 โมล, B2 5 โมล และ AB2 5 โมล ในภาชนะขนาด

2 ลิตร หากเราทําการเติม A2 ลงไปเพ่ิมอีก 2 โมล ท่ีอุณหภูมิคงท่ี จงหาคาคงท่ีสมดุล 1) 0.2 2) 0.4 3) 1.0 4) 2.5 7. พิจารณาระบบสมดุลและการรบกวนตอไปนี้

SO2 + O2 SO3 + พลังงาน (สมการยังไมไดดุล) ก. เพ่ิมความดันยอยของ SO2 ข. เพ่ิมอุณหภูมิของระบบ ค. เพ่ิมความดันของระบบ ง. ลดความเขมขนของ SO3 การรบกวนสมดุลในขอใดใหทิศทางการปรับสมดุลท่ีเหมือนกัน 1) ก. และ ข. 2) ก., ข. และ ค. 3) ก., ค. และ ง. 4) ก., ข., ค. และ ง. 8. จากสมการ N2 + H2 NH3 (สมการยังไมไดดุล) ในระบบที่มีอุณหภูมิ 300 K ถาเริ่มตนโดยมี NH3 เขมขน 2.0 โมลตอลิตร และ NH3 มีรอยละการสลายตัว

เทากับ 25 จงหาคา Kp ของสมการขางตน (กําหนดให R = 0.082 L ⋅ atm ⋅ mol-1 ⋅ K-1) 1) 0.023 2) 0.59 3) 9.79 4) 14.22 9. ถังแกสขนาด 10 ลิตร บรรจุแกส N2 ไว 1 บรรยากาศ และถังแกสอีกใบหนึ่งขนาด 8 ลิตร บรรจุแกส O2

ไว 1 บรรยากาศเชนกัน หากทําการถายแกสท้ังหมดจากถังท้ังสองดังกลาวมารวมกันไวท่ีถังใหมขนาด 2 ลิตร จะทําใหเกิดปฏิกิริยาเคมีกัน เมื่อปฏิกิริยาสิ้นสุดลง พบวาเกิด NO เปนผลิตภัณฑเพียงชนิดเดียว จงหา ความดันรวมของระบบหลังจากปฏิกิริยาสิ้นสุด

1) 2 บรรยากาศ 2) 5 บรรยากาศ 3) 9 บรรยากาศ 4) 10 บรรยากาศ 10. แกสอุดมคติท้ังสามชนิด ไดแก NH3, O2 และ CO2 จงพิจารณาขอความตอไปนี้ (กําหนดน้ําหนักอะตอม H = 1, C = 12, N = 14 และ O = 16) ก. ท่ีอุณหภูมิคงท่ี ลําดับการแพรเปน CO2 > O2 > NH3 ข. ท่ีอุณหภูมิและความดันคงท่ี ลําดับความหนาแนนเปน CO2 > O2 > NH3 ค. ท่ีอุณหภูมิ ความดันและน้ําหนักแกสคงท่ี ลําดับปริมาตรเปน CO2 > O2 > NH3 จากขอความดังกลาวมีขอท่ีไมถูกตองท้ังหมดก่ีขอ 1) 1 ขอ 2) 2 ขอ 3) 3 ขอ 4) ไมมีขอใดถูก


11. สารอินทรียท่ีมีสูตรโมเลกุลเปน C4H8O จะมีโครงสรางท่ีมีวงเปนองคประกอบทั้งสิ้นก่ีไอโซเมอร 1) 9 2) 10 3) 11 4) 12 12. พิจาณาขอความตอไปนี้ ก. สารละลายดางทับทิมสามารถออกซิไดซสารประกอบแอลคีนไดเปนตะกอนเบาสีดํา ข. สาร 1-บิวทีน สามารถทําปฏิกิริยากับ HCl ไดผลิตภัณฑ 2 ชนิด ท่ีเปนไอโซเมอรกัน ขอใดถูกตอง 1) ก. เทาน้ัน 2) ข. เทาน้ัน 3) ก. และ ข. ถูก 4) ก. และ ข. ผิด 13. พิจารณาโครงสรางและรีเอเจนทตอไปนี้

HO

O

ก. โลหะโซเดียม ข. สารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด ค. นํ้าโบรมีน ง. สารละลายเบเนดิกต โครงสรางของสารดังกลาวสามารถทําปฏิกิริยากับรีเอเจนทในขอใดไดบาง 1) ก. และ ข. 2) ข. และ ค. 3) ค. และ ง. 4) ก. และ ง. 14. ปฏิกิริยาท่ีทําใหนํ้าตาลโมเลกุลเดียวรวมตัวกันเองเพ่ือเกิดไปเปนแปงหรือไกลโคเจน จัดเปนปฏิกิริยาชนิดใด 1) ปฏิกิริยาควบแนน 2) ปฏิกิริยาการเติม 3) ปฏิกิริยารีดอกซ 4) ปฏิกิริยาสะเทิน 15. สารประกอบเพปไทดชนิดหนึ่งมีสูตรอยางยอเปนดังน้ี Ala - Glu - Phe - Lys ขอใดถูกตอง 1) เราสามารถปรับโครงสรางของสารใหเปนวงได โดยการกําจัดนํ้าเพ่ิมออกมาจากปฏิกิริยาเทากับ 1 โมเลกุล 2) สามารถอานช่ือสารประกอบนี้ไดเปนสารประกอบไตรเพปไทด 3) เมื่อนําสารนี้ไปไฮโดรไลซิสอยางสมบูรณ แลวนําไปทดสอบไบยูเร็ต จะไดสารเชิงซอนสีมวง 4) มีขอถูกมากกวา 1 ขอ


เฉลย 1. 4) 2. 1) 3. 2) 4. 4) 5. 2) 6. 2) 7. 3) 8. 1) 9. 3) 10. 2) 11. 3) 12. 3) 13. 3) 14. 1) 15. 1) 1. เฉลย 4) ก. ข. และ ค. พิจารณาขอความในแตละขอได ดังนี้ ก. ถูก เพราะการเสียอิเล็กตรอนจะตองเริ่มเสียจากอิเล็กตรอนที่อยูวงนอกที่สุดกอน กรณีของ

ธาตุทรานซิชันในคาบที่ 4 ก็คือ 4s นั่นเอง ข. ถูก เพราะระดับพลังงานท่ี 4 จะมีระดับพลังงานยอยที่เปนไปได 4 ระดับ ไดแก s, p, d และ

f ดังแผนภาพอาฟบาว ดังนี้ 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f ค. ถูก เพราะระดับพลังงานยอย f ประกอบไปดวย 7 ออรบิทัล ซ่ึงในแตละออรบิทัลจุอิเล็กตรอนได

2 อิเล็กตรอน ดังนั้น ระดับพลังงานยอย f จะจุอิเล็กตรอนไดท้ังสิ้น 14 อิเล็กตรอน 2. เฉลย 1) อิเล็กตรอนเคลื่อนท่ีอยูรอบนิวเคลียสเปนช้ันๆ คลายระบบสุริยะจักรวาล เปนขอเท็จจริงท่ีไดจากการทดลองดูเสนสเปกตรัมไฮโดรเจนของบอร ไมใชขอเท็จจริงท่ีไดจาก

งานทดลองหลอดรังสีแคโทดของทอมสัน 3. เฉลย 2) คาไอออไนเซชันลําดับท่ี 2 ลดลงจากบนลงลาง เพราะขนาดของไอออนใหญขึ้น กรณีธาตุอยูในหมูเดียวกัน พิจารณาขอความในแตละตัวเลือกได ดังนี้ 1) ผิด เพราะขนาดท่ีเพ่ิมขึ้นจากบนลงลางเปนผลมาจากการมีระดับพลังงานท่ีเพ่ิมขึ้น 2) ถูก เนื่องจากขนาดไอออนจากบนลงลางท่ีขนาดใหญขึ้นมีใหคา IE2 ลดลงจากบนลงลาง 3) ผิด เพราะความเปนโลหะเพิ่มขึ้นจากบนลงลางเพราะมีคา IE1 ท่ีนอยลง สงผลใหสารจาย

อิเล็กตรอนไดงายขึ้น 4) ผิด เพราะมีขอท่ีถูกเพียงขอเดียว 4. เฉลย 4) 17190 ป หากเปรียบเทียบจากปริมาณท่ีเทากันของไมชนิดนี้ตอนยังมีชีวิตพบวามี C-14 อยู 15 กรัม

ดังนั้นเราสามารถเขียนแผนภาพการสลายตัวไดดังนี้ 15 7.5 3.75 1.875

ซ่ึงเทากับวาเกิดการสลายตัวไปแลวท้ังสิ้น 3 ครั้ง ดังน้ันซากไมโบราณชนิดนี้จะมีอายุเทากับ 3 × 5730 = 17190 ป


5. เฉลย 2) 6 ขั้นตอน จากการสลายตัวของ Ra-223 จนไปเปน Pb-207 จะสามารถเขียนสมการนิวเคลียรไดเปนดังน้ี

Ra22388 Pb207

82 + 4 He42 + 2 e0

1- จะเห็นไดวา จะไดอนุภาคแอลฟา 4 อนุภาคและอนุภาคเบตา 2 อนุภาคออกมา ซ่ึงทําใหทราบวา

กระบวนการการสลายตัวของ Ra-223 น้ีจะประกอบขึ้นดวยท้ังหมด 2 + 4 = 6 ขั้นตอน 6. เฉลย 2) 0.4 เน่ืองจากระบบอยูในภาชนะขนาด 2 ลิตร ดังน้ันสามารถหาความเขมขนของสารท้ังสามชนิดจะมี

คาดังน้ี ระบบภาชนะขนาด 2 ลิตร ประกอบดวย A2 5 โมล ดังน้ัน ระบบภาชนะขนาด 1 ลิตร ประกอบดวย A2 2.5 โมล ดังน้ัน A2 จะมีความเขมขนเทากับ 2.5 โมลตอลิตร ทําดวยวิธีการเดียวกัน B2 จะมีความเขมขนเทากับ 2.5 โมลตอลิตร และ AB2 จะมีความเขมขนเทากับ 2.5 โมลตอลิตร เบ้ืองตน จะตองทราบกอนวาการรบกวนสมดุลท่ีเกิดขึ้นในขอนี้ คือ การเติม A2 ลงไปเพ่ิมจะไม

ทําใหคาคงท่ีสมดุลเปลี่ยนแปลง เพราะคาคงท่ีจะเปลี่ยนแปลงเมื่อมีการเปลี่ยนอุณหภูมิของระบบเทาน้ัน ทําใหขอนี้สามารถคํานวณคาคงท่ีจากสมดุลครั้งแรกไดเลย จากสมการ A2 + 2B2 2AB2

K = 222

22

]][B[A][AB

แทนคาจากโจทย = 22

2.52.52.5×

เพราะฉะนั้น K = 0.4 7. เฉลย 3) ก., ค. และ ง. การรบกวนสมดุลในแตละขอใหทิศทางการปรับสมดุลเปนดังน้ี ก. เมื่อเพ่ิมความดันยอยของ SO2 จะทําใหสมดุลเลื่อนไปทางดานขวา ข. เพ่ิมอุณหภูมิของระบบจะทําใหสมดุลเลื่อนไปทางดานซาย ค. เพ่ิมความดันของระบบ จะทําใหสมดุลเลื่อนไปทางดานขวา ง. ลดความเขมขนของ SO3 จะทําใหสมดุลเลื่อนไปทางดานขวา ดังน้ัน การรบกวนสมดุลขางตนในขอ ก., ค. และ ง. จะใหทิศทางการปรับสมดุลท่ีเหมือนกัน


8. เฉลย 1) 0.035 เริ่มตนดวยการดุลสมการได ดังน้ี N2 + 3H2 2NH3 จากโจทย ถาปริมาณเริ่มตนของ NH3 กับ 2 M แตสารมีรอยละของการสลายตัวเทา 25 ดังน้ัน

ปริมาณ NH3 ท่ีสลายตัวไปมีคาเทากับ 10025 × 2 = 0.5 M สวนปริมาณท่ีเกิดขึ้นของ N2 และ H2 คิดได

ดังน้ี จากสมการที่ดุลแลว NH3 2 โมล สลายตัวจะได N2 1 โมล ดังน้ัน NH3 0.25 โมล สลายตัวจะได N2 0.25 โมล และจากสมการท่ีดุลแลว NH3 2 โมล สลายตัวจะได H2 3 โมล ดังน้ัน NH3 0.25 โมล สลายตัวจะได H2 0.75 โมล จากขอมูลดังกลาวเราสามารถสรางเปนแผนภาพ เริ่มตน-เปลี่ยนแปลง-สมดุลไดดังน้ี N2 + 3H2 2NH3 เริ่มตน 0 0 2 M เปลี่ยนแปลง 0.25 M 0.75 M 0.5 M สมดุล 0.25 M 0.75 M 1.5 M

ดังน้ัน เราสามารถหาคา Kc ไดจากสมการ Kc = 322

23

]][H[N][NH

แทนคา = 32

5][0.25][0.7[1.5]

= 21.33 หาคา Kp ไดจากสมการ Kp = Kc(RT)∆n แทนคา = 21.33 × (0.082 × 300)-2 เพราะฉะนั้นจะไดคา Kp = 0.035 9. เฉลย 3) 9 บรรยากาศ เริ่มตนพิจารณาความดันหลังจากการนําไปถายลงในถังแกสใบใหมไดโดยใชสมการดังน้ี จาก PV = nRT ในระบบที่อุณหภูมิและจํานวนโมล (กอนการทําปฏิกิริยาเคมี) คงท่ีจะไดเปน P1V1 = P2V2

ดังน้ัน ความดันหลังนําไปถายลงแกสใหมจะได P2 = 211

VVP

กรณีถังแกส N2 จะไดความดันใหมเปน PN2 = 2101×

= 5 atm กรณีถังแกส O2 จะไดความดันใหมเปน PO2 = 2

81×

= 4 atm


จากน้ัน นําความดันใหมของแกสท้ังสองท่ีไดไปวางในสมการ ดังน้ี N2 + O2 2NO เริ่มตน 5 atm 4 atm 0 เปลี่ยนแปลง 4 atm 4 atm 8 atm คงเหลือ 1 atm 0 8 atm เพราะฉะนั้น ความดันรวมหลังจากปฏิกิริยาสิ้นสุดมีคาเทากับ 1 + 8 = 9 บรรยากาศ 10. เฉลย 2) 2 ขอ เมื่อนําแกสท้ังสามชนิดมาคํานวณหาน้ําหนักโมเลกุลจะได NH3 = 17, O2 = 32 และ CO2 = 44 พิจารณาขอมูลในแตละขอได ดังน้ี ก. ผิด เน่ืองจากอัตราการแพรแปรผกผันกับน้ําหนักโมเลกุล ดังน้ันสารท่ีนํ้าหนักโมเลกุลมากท่ีสุด

จะตองแพรไดชาท่ีสุด ลําดับการแพรท่ีถูกตองควรเปน NH3 > O2 > CO2 ข. ถูก เพราะท่ีอุณหภูมิและความดันคงท่ี นํ้าหนักโมเลกุลจะแปรผันตรงกับความหนาแนน ค. ผิด เพราะท่ีอุณหภูมิ ความดันและน้ําหนักแกสคงท่ี นํ้าหนักโมเลกุลจะแปรผกผันกับจํานวนโมล

และปริมาตร ดังน้ันสารท่ีนํ้าหนักโมเลกุลมาก จะมีจํานวนโมลนอย และจะมีปริมาตรนอยดวยเชนกัน ดังน้ันลําดับของปริมาตรสามารถเรียงไดเปน NH3 > O2 > CO2

11. เฉลย 3) 11 โครงสรางท่ีเปนไปไดท้ังหมด 11 แบบ ไดแก

OHOH

HO

OH

O

O O O O OO

12. เฉลย 3) ก. และ ข. ถูก พิจาณาขอความแตละขอไดดังน้ี ก. ถูก เพราะสารละลายดางทับทิมจะถูกเปลี่ยนจาก Mn7+ (จาก KMnO4) ไปเปน Mn4+

(MnO2 ตะกอนเบาสีดํา) ซ่ึงเปนปฏิกิริยารีดักชัน ซ่ึงทําใหเรารูวา KMnO4 เปนตัวออกซิไดซในปฏิกิริยา ข. ถูก เพราะสาร 1-บิวทีนเกิดปฏิกิริยากับ HCl ไดดังสมการ (สมการไมไดดุล)

HCl Cl

+ Cl

ซ่ึงจะเห็นไดวาสารผลิตภัณฑท้ังสองเปนไอโซเมอรกัน ซ่ึงเกิดจากการเขาตําแหนงของ H กับ Cl

ท่ีสลับดานของพันธะคูกัน


13. เฉลย 3) ค. และ ง. จากโครงสรางของสารประกอบดังกลาวสามารถเกิดปฏิกิริยากับน้ําโบรมีนไดบริเวณพันธะคูท่ีอยู

ในวงแรก และอีกปฏิกิริยาหน่ึงสามารถเกิดไดกับสารละลายเบเนดิกตบริเวณท่ีเปนหมูแอลดีไฮดดานบนสุดของโครงสราง

14. เฉลย 1) ปฏิกิริยาควบแนน ปฏิกิริยาการรวมตัวของน้ําตาลโมเลกุลเดี่ยวกับจัดเปนปฏิกิริยาการรวมตัวแบบควบแนน โดยจะ

ไดนํ้าเปนผลิตภัณฑขางเคียงออกมาจากปฏิกิริยาดวย 15. เฉลย 1) เราสามารถปรับโครงสรางของสารใหเปนวงได โดยการกําจัดนํ้าเพ่ิมออกมาจากปฏิกิริยาเทากับ

1 โมเลกุล พิจารณาขอความในแตละขอได ดังน้ี 1) ถูก เพราะการทําใหโครงสรางของสารประกอบเพปไทดดังกลาวใหเปนวง ทําไดโดยการท่ีใหดาน

Ala และ Lys มาทําปฏิกิริยาควบแนนกัน ซ่ึงจะทําใหไดเปนวงสี่เหลี่ยม ซ่ึงจากกระบวนการดังกลาวจะตอง มีนํ้า 1 โมเลกุลหลุดเพ่ิมออกมา

2) ผิด เพราะช่ือท่ีถูกตองของสารประกอบนี้จะตองเปนสารประกอบเตเตระเพปไทด 3) ผิด เพราะถานําสารประกอบนี้มาไฮโดรไลซิสอยางสมบูรณจะไดเปนกรดอะมิโนองคประกอบทั้ง

4 ชนิด ไดแก Ala, Glu, Phe และ Lys ซ่ึงไมสามารถเกิดปฏิกิริยากับการทดสอบไบยูเร็ตได 4) ผิด เพราะมีขอท่ีถูกเพียงขอเดียว


เก็งขอสอบ

ชุดที่ 1 1. สารชีวโมเลกุล ประกอบดวยธาตุใดเปนองคประกอบหลัก 1) C, H 2) C, O 3) H, O 4) N, O 2. ขอใดไมใชหนาท่ีของไขมัน 1) ปองกันการสูญเสียน้ํา 2) ปองกันการสูญเสียความรอน 3) ชวยละลายวิตามิน A D E K 4) 1 กรัมใหพลังงาน 4 กิโลแคลอรี 3. นํ้ามันชนิดหนึ่งเมื่อตั้งท้ิงไวจะเปนของแข็ง ขอใดไมถูกตอง 1) เปนไขมันสัตว 2) มีองคประกอบหลักเปนกรดไขมันอิ่มตัว 3) มีพันธะระหวางคารบอนเปนพันธะเดี่ยว 4) เกิดกลิ่นเหม็นหืนงาย 4. ปฏิกิริยาในขอใดคือการผลิตสบู 1) ไฮโดรจิเนช่ัน 2) สะปอนนิฟเคช่ัน 3) เตตระเมทิลเลด 4) เมทิลเทอรเชียรีบิวทิลอีเทอร 5. ขอใดไมใชโปรตีน 1) เอนไซม 2) ฮอรโมน 3) ภูมิคุมกัน 4) เดร็กซตริน 6. อาหารชนิดใดใหกรดอะมิโนท่ีจําเปนไมครบถวน 1) ถ่ัวเหลือง 2) เน้ือสัตว 3) นม 4) ไข 7. ขอใดไมใชนํ้าตาลโมเลกุลคู 1) มอลโทส 2) ฟรักโทส 3) แลกโทส 4) ซูโครส


8. ขาวหมูทอด ประกอบดวย ขาว 100 กรัม หมู 20 กรัม นํ้ามันพืช 30 กรัม จะใหพลังงานรวมกี่กิโลแคลอรี 1) 550 2) 650 3) 750 4) 850 9. ขอใดจับคูไมถูกตอง 1) ไขมัน : กรดไขมัน 2) โปรตีน : กรดอะมิโน 3) แปง : แลกโทส 4) กรดนิวคลีอิก : นิวคลีโอไทด 10. ถาระดับนิวคลีโอไทดของ DNA บนสายหนึ่งมีลําดับไนโตรเจนเบสเปน ATGCT ลําดับนิวคลีโอไทดในอีก

สายจะมีลําดับไนโตรเจนเบสเปนอยางไร 1) ATGCT 2) TACGA 3) TATAC 4) GCTAG 11. ขอใดเรียงลําดับการกลั่นลําดับสวนน้ํามันจากจุดเดือดตํ่าไปสูง ไดถูกตอง 1) นํ้ามันเบนซิน นํ้ามันกาด แกสหุงตม ยางมะตอย 2) นํ้ามันดีเซล นํ้ามันเบนซิน นํ้ามันกาด แกสหุงตม 3) ยางมะตอย นํ้ามันหลอลื่น นํ้ามันเบนซิน นํ้ามันดีเซล 4) แกสหุงตม นํ้ามันเบนซิน นํ้ามันกาด นํ้ามันดีเซล 12. ขอใดไมถูกตองเก่ียวกับการเผาไหมท่ีสมบูรณ 1) เกิดเมื่อมีแกสออกซิเจนนอย 2) ไดแกส CO2 และ H2O 3) ไมมีเถาถาน แกสพิษ เขมา 4) เกิดขึ้นกับแกสธรรมชาติ 13. ในการทดสอบอาหารเชาชุดหนึ่ง ไดผลดังน้ี วิธีการทดสอบ ผลที่สังเกตได ก. เติมสารละลายไอโอดีน สารละลายสีนํ้าเงิน ข. เติมสารละลายเบเนดิกต สารละลายสีฟา ไมมีตะกอน ค. เติมสารละลาย NaOH และ CuSO4 สารละลายสีมวง ง. แตะบนกระดาษ โปรงแสง อาหารท่ีนํามาทดสอบ นาจะเปนอาหารชุดใดตอไปนี้ 1) มันทอด + นํ้าอัดลม 2) สลัดผลไม + นมเปรี้ยว 3) มันฝรั่งบด + นํ้าผลไม 4) ขนมปงทาเนย + นมถ่ัวเหลือง


14. ขอใดผิด 1) เลขออกเทน เปนตัวเลขบอกคุณภาพน้ํามันเบนซิน 2) ไอโซออกเทน ทําใหเครื่องยนตเดินเรียบ มีเลขออกเทน 100 3) เฮปเทน ทําใหเครื่องกระตุก มีเลขออกเทน 0 4) นํ้ามันไรสารตะกั่ว มีการเติมสารเตตระเมทิลเลด เพ่ือเพ่ิมเลขออกเทน 15. ขอใดไมใชพอลิเมอร 1) กรดนิวคลีอิก 2) แปง 3) ยางพารา 4) ซูโครส 16. ขอใดไมใชสมบัติของเทอรโมพลาสติก 1) เมื่อไดรับความรอนจะออนตัว 2) ยืดหยุน โคงงอได 3) สามารถเปลี่ยนรูปรางกลับไปมาได 4) สมบัติมีการเปลี่ยนแปลงได 17. ขอใดเปนพลาสติกแบบเทอรมอเซต 1) ไนลอน 2) อีพอกซี 3) พอลิเอทิลีน 4) พอลิสไตรีน 18. ขอใดผิด 1) ยางธรรมชาติเปนพอลิเมอรของไอโซปรีน 2) ยางเทียม Isoprene Rubber นิยมนํามาทําจุกนมยาง 3) การเติมเหล็กเปนการปรับปรุงคุณภาพยางใหทนตอตัวทําละลายและอุณหภูมิ 4) ซิลิโคนทนตอความรอนและสารเคมี ไมเปยกน้ําและไมมีปฏิกิริยากับรางกายมนุษย 19. สารในขอใดมีอัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมีสูงที่สุด 1) มีความเขมขนมาก เปนกอนใหญ มีอุณหภูมิต่ํา 2) มีความเขมขนมาก เปนผงละเอียด มีอุณหภูมิสูง 3) มีความเขมขนนอย เปนกอนใหญ มีอุณหภูมิสูง 4) มีความเขมขนนอย เปนผงละเอียด มีอุณหภูมิต่ํา 20. สัญลักษณนิวเคลียร aN23

11 ขอใดไมถูกตอง 1) โปรตอน 11 ตัว 2) นิวตรอน 12 ตัว 3) เลขมวล 23 4) มีไอโซโทปเปน aN23

12


21. สารประกอบในขอใดเปนพันธะโคเวเลนต 1) NaCl 2) KF 3) CaO 4) CO2 22. ขอใดเปนโลหะเฮไลด 1) NaCl 2) CH4 3) H2O 4) CO2 23. NGV ท่ีใชในรถยนตมีสวนประกอบหลักคือแกสชนิดใด 1) มีเทน 2) อีเทน 3) โพรเพน 4) บิวเทน 24. ธาตุไอโอดีน-131 มีครึ่งชีวิต 5.3 ป ถาท้ิงธาตุไอโอดีน-131 จํานวน 10 กรัม เมื่อเวลาผานไป 15.9 ป

จะเหลือธาตุไอโอดีน-131 ก่ีกรัม 1) 5 2) 2.5 3) 1.25 4) 0.625 25. ไขขาว เน้ือไก และหอยนางรมในขอตอไปนี้ ขอใดท่ีโปรตีนไมถูกทําลายหรือแปลงสภาพ 1) ไขขาวดิบท่ีคนไขกลืนเขาไปเพ่ือขจัดยาพิษ 2) เนื้อท่ีแชไวในตูเย็นเพ่ือแกงใสบาตร 3) ไกท่ีทอดจนเหลืองกรอบจะทําใหปลอดภัยจากไขหวัดนก 4) หอยนางรมบีบมะนาวเปนอาหารโปรดของมนัส 26. คารบอนเปนธาตุท่ีเปนองคประกอบสําคัญของสิ่งมีชีวิต สัญลักษณนิวเคลียร C12

6 แสดงวานิวเคลียสของคารบอนนี้มีอนุภาคตามขอใด

1) โปรตอน 12 ตัว นิวตรอน 6 ตัว 2) โปรตอน 6 ตัว อิเล็กตรอน 6 ตัว 3) โปรตอน 6 ตัว นิวตรอน 12 ตัว 4) โปรตอน 6 ตัว นิวตรอน 6 ตัว 27. ธาตุท่ีมีเลขอะตอมตอไปนี้ มีสิ่งใดเหมือนกัน 1 3 11 19 37 1) เปนอโลหะเหมือนกัน 2) มีจํานวนนิวตรอนเทากัน 3) อยูในระดับพลังงานเดียวกัน 4) มีเวเลนซอิเล็กตรอนเทากัน


28. พิจารณาขอความตอไปนี้ ก. LPG เปนแกสหุงตมและสามารถปรับใชแทนน้ํามันเบนซินได ข. เลขออกเทนใชบอกคุณภาพน้ํามันเบนซิน สวนเลขซีเทนใชบอกคุณภาพของน้ํามันดีเซล ค. แกสโซฮอลเปนเช้ือเพลิงท่ีไดจากการผสมเมทานอล (แอลกอฮอลชนิดหนึ่ง) กับน้ํามันเบนซินใน

อัตราสวน 1 : 9 ง. MTBE เปนสารท่ีเติมลงในน้ํามันเบนซินเพ่ือเพ่ิมเลขออกเทนและเรียกวานํ้ามันไรสารตะกั่ว ขอใดถูกตอง 1) ก. และ ข. เทาน้ัน 2) ค. และ ง. 3) ก., ข. และ ค. 4) ก., ข. และ ง. 29. ขอใดจัดประเภทของพลาสติกไดถูกตอง

เทอรมอพลาสติก พลาสติกเทอรมอเซต 1) โฟม เกาอี้พลาสติก 2) ถุงพลาสติก ดอกไมพลาสติก 3) กระดาษปดผนัง เตาเสียบไฟฟา 4) ดามจับเตารีด ฟลมถายรูป 30. ขอใดเปนกิจกรรมหรือผลิตภัณฑท่ีเก่ียวของกับปฏิกิริยาเคมีท้ังหมด 1) การสังเคราะหดวยแสงของพืช กลิ่นหอมที่เกิดจากยาดับกลิ่น 2) การเกิดหินงอก หินยอย การเผากระดาษ 3) การจุดพลุดอกไมไฟ เมฆรวมตัวกลายเปนฝน 4) การเกิดสนิมเหล็ก การสูบลมยางลอรถยนต 31. ประชาชนท่ีอาศัยอยูใกลโรงงานอุตสาหกรรมไมควรเก็บน้ําฝนไวเพ่ือบริโภคเพราะเหตุใด 1) มีฝุนละอองมากไมเหมาะกับการบริโภค 2) มีตะกอนมากใชบริโภคอาจเกิดโรคนิ่ว 3) มีกรดคารบอนิกและกรดไฮโดรคลอริกปนอยู 4) มีกรดกํามะถันและกรดไนตริกปนอยู 32. ขอใดเปนการจัดตัวของอิเล็กตรอนในอะตอมที่มีเลขมวลเทากับ 40 และมีจํานวนนิวตรอนเทากับ 21 1) 2, 8, 9 2) 2, 8, 8, 1 3) 2, 8, 18, 8, 4 4) 2, 8, 9, 2


33. มีคําแนะนําใหรับประทานผักบุง และเตาหูอยางนอยสัปดาหละ 1 ครั้ง ถาอาหารกลางวันมื้อหนึ่งรับประทานขาวกับผักคะนาผัดนํ้ามัน และแกงจืดเตาหูหมูสับ อาหารมื้อนี้จะไดรับสารชีวโมเลกุลประเภทใหพลังงานกี่ชนิด อะไรบาง 1) 2 ชนิด โปรตีน และคารโบไฮเดรต

2) 3 ชนิด ไขมัน โปรตีน และคารโบไฮเดรต 3) 4 ชนิด ไขมัน โปรตีน กรดนิวคลีอิก และเซลลูโลส 4) 4 ชนิด ไขมัน โปรตีน คารโบไฮเดรต และกรดนิวคลีอิก 34. จากการทดลองน้ํามัน 4 ชนิด ปริมาณเทากันกับสารละลายทิงเจอรไอโอดีน ไดผลดังน้ี

ชนิดของน้ํามัน จํานวนหยดของทิงเจอรไอโอดีน A 15 B 18 C 30 D 47

จากขอมูลขางตน จงพิจารณาวา การบริโภคน้ํามันชนิดใดมีโอกาสเปนโรคหัวใจขาดเลือดมากที่สุด 1) A 2) B 3) C 4) D 35. พิจารณาขอความตอไปนี้ ก. การฉีดอินซูลินเขาสูรางกายเปนการเพ่ิมปริมาณกลูโคสในเสนเลือด ข. อินซูลินมีหนาท่ีเพ่ิมประสิทธิภาพการเปลี่ยนกลูโคสเปนไกลโคเจน ค. คนท่ีเปนเบาหวานแสดงวารางกายมีอินซูลินมากเกินไป ง. คนท่ีเปนเบาหวานควรลดอาหารประเภทแปงและน้ําตาล ขอใดถูกตอง 1) ก. และ ข. 2) ข. และ ง. 3) ค. และ ง. 4) ข. และ ค.


ชุดที่ 2 36. ขอใดมีจํานวนพันธะรอบอะตอมกลางนอยที่สุด 1) N2O 2) NOCl 3) +

2NO 4) -3N

37. ธาตุเทลลูเรียม (Te) เปนธาตุท่ีอยูหมูเดียวกับออกซิเจน สารประกอบของเทลลูเรียมมีสูตรเคมีเปน [TeF4]n โดย n คือ ประจุของสารประกอบ

สารประกอบสามชนิดของธาตุเทลลูเรียมมีรูปรางเปนทรงสี่หนา ทรงสี่หนาบิดเบ้ียว และทรงสี่เหลี่ยมแบนราบ ควรมีคา n เปนเทาใด ตามลําดับ

1) n = 1+ 2+ และ 2- 2) n = 1+ 2- และ 2+ 3) n = 2+ 0 และ 2- 4) n = 2- 0 และ 2+ 38. ฟอสฟอรัสทําปฏิกิริยากับโบรมีนไดสารประกอบ PBrx ซ่ึงเปนโมเลกุลท่ีไมมีขั้ว คาของ x และโครงสรางของ

สารประกอบขอใดถูกตอง 1) x = 3 และมีโครงสรางแบบพีระมิดฐานสามเหลี่ยม 2) x = 3 และมีโครงสรางแบบสามเหลี่ยมแบนราบ 3) x = 5 และมีโครงสรางแบบพีระมิดคูฐานสามเหลี่ยม 4) x = 5 และมีโครงสรางแบบพีระมิดฐานสี่เหลี่ยม 39. ขอใดถูกตอง 1) แรงแวนเดอรวาลสมีช่ือเรียกอีกอยางหนึ่งวา แรงลอนดอน 2) แรงลอนดอนขึ้นอยูกับมวลของสารเพราะเปนแรงดึงดูดระหวางมวล 3) โมเลกุลท่ีมีขั้วจะไมใชแรงลอนดอนในการยึดเหนี่ยวกัน 4) เมื่อ HCl ละลายในน้ําจะสามารถเกิดพันธะไฮโดรเจนกับน้ําได 40. การสังเคราะห BaBr2 จาก Ba และ Br2 เปนปฏิกิริยาคายความรอน 764 กิโลจูลตอโมล การละลายของ

BaBr2 ในน้ําจะเกิดการคายความรอน 1550 กิโลจูลตอโมล กําหนดให พลังงานการระเหิดของ Ba = 1950 กิโลจูลตอโมล คา IE1 ของ Ba = 503 กิโลจูลตอโมล คา IE2 ของ Ba = 965 กิโลจูลตอโมล พลังงานพันธะของ Br2 = 193 กิโลจูลตอโมล คา EA ของ Br = 325 กิโลจูลตอโมล พลังงานไฮเดรชันของ BaBr2 มีคาก่ีกิโลจูลตอโมล 1) 647 2) 2175 3) 3747 4) 5275


41. สารประกอบอินทรียชนิดหนึ่ง มีคารบอน ออกซิเจน และไฮโดรเจน เปนองคประกอบอยูรอยละ 64.3, 28.6 และ 7.1 ตามลําดับ มีอัตราเร็วการแพรในสถานะแกสเปนครึ่งหนึ่งของอัตราเร็วการแพรของแกสไนโตรเจนท่ีอุณหภูมิ และความดันเดียวกัน สารอินทรียดังกลาวมีสูตรโมเลกุลตามขอใด

1) CH2O 2) C3H4O 3) C5H7O2 4) C6H8O2 42. สารประกอบชนิดหนึ่งประกอบดวยธาตุ S, O และ Cl เทาน้ัน เมื่อนําสารประกอบนี้ 0.238 g ละลายในน้ํา

จะเกิดปฏิกิริยาไดเปนกรด HCl และ H2SO4 เมื่อนําสารละลายทั้งหมดมาเติม BaCl2(aq) จํานวนมากเกินพอ ปรากฏวาไดตะกอนขาว 0.466 g หลังจากกรองตะกอนออกจนหมดแลวเติม AgNO3(aq) จํานวนมากเกินพอลงไป จะไดตะกอนขาวอีกชนิดหนึ่ง 0.574 g สูตรเอ็มพิริคัลของสารประกอบนี้คือขอใด

1) SOCl2 2) SO2Cl 3) SO2Cl2 4) SOCl3 43. กําหนดปฏิกิริยาตางๆ ดังน้ี 2Al + 2NaOH + 2H2O 2NaAlO2 + 3H2 ...1) NH4NO3 N2O + 2H2O ...2) H2 + N2O H2O + N2 ...3) เมื่อใช Al จํานวน 0.90 กรัม ทําปฏิกิริยากับ NaOH จํานวนมากเกินพอ ปรากฏวาได H2 จํานวนหนึ่งซ่ึงทํา

ปฏิกิริยาพอดีกับ N2O ท่ีเกิดจากการสลายตัวของ NH4NO3 มวลของ NH4NO3 ท่ีใชเปนก่ีกรัม 1) 0.45 2) 1.4 3) 2.7 4) 4.0 44. โอเซลทามิเวียร (Oseltamivir) เปนยาตานเช้ือหวัด Influenza A มีสูตรโมเลกุลเปน C16H28N2O4 และ

มีโครงสรางดังน้ี

H2N

O

O

O OHN

แตโดยปรกติจะผลิตขายในรูปสารประกอบเกลือ เชน ยาทามิฟลู (Tamiflu) ซ่ึงเปนเกลือกับกรดฟอสฟอริก

โดยมีสูตรโมเลกุลเปน C16H31N2PO8 1 โดสของยาโอเซลทามิเวียร คือ 75 มิลลิกรัม ดังน้ันคนไขจะตองการรับประทานยาทามิฟลูก่ีมิลลิกรัม

1) 57.1 2) 84.8 3) 98.6 4) 129


45. ยาโอเซลทามิเวียรหรือทามิฟลูน้ีเปน Prodrug คือ เปนสารประกอบที่ยังไมไดออกฤทธิ์เปนยา แตเมื่อเขาสูรางกายแลวจะถูกทําปฏิกิริยาจนไดสารท่ีออกฤทธ์ิเปนยาออกมาในภายหลัง โดยยานี้จะเกิดปฏิกิริยาไฮโดรไลซิส ท่ีพันธะเอสเทอร เมื่อไฮโดรไลซิสแลวนํ้าหนักโมเลกุลจะลดลงกี่หนวย

1) 28 2) 29 3) 45 4) 46 46. มีสารละลาย NaOH 500 cm3 ไมทราบความเขมขน เมื่อแบงสารละลาย NaOH น้ีมา 100 cm3 เติมนํ้า

ลงไป 300 cm3 ปรากฏวาไดสารละลายเขมขน 0.1 mol/dm3 ถานําสารละลาย NaOH ท่ีเหลือท้ังหมด ซ่ึงไมทราบความเขมขนนี้ มาเติมนํ้าลงไป 400 cm3 จะไดสารละลายเขมขนก่ีโมลตอลูกบาศกเดซิเมตร

1) 0.2 2) 0.3 3) 0.4 4) 0.5 47. สารละลายเกลือ NaCl เขมขน 0.500 โมแลล ในน้ํามีจุดเยือกแข็งเทากับ -1.674 องศาเซลเซียส

ถาคาคงท่ีการลดลงของจุดเยือกแข็งของน้ําเทากับ 1.86 องศาเซลเซียสตอโมแลล สารละลาย NaCl แตกตัวไดรอยละเทาใด

1) 45.0 2) 55.6 3) 80.0 4) 90.0 48. กราฟแสดงพลังงานกับการดําเนินไปของปฏิกิริยาท่ีผันกลับได แบบมีตัวเรงปฏิกิริยาและไมมีตัวเรงปฏิกิริยา



C + D

A + B

III

X

ก. ตัวเรงปฏิกิริยาทําใหปฏิกิริยายอนกลับเกิดไดเร็วขึ้น ข. กลไกการเกิดปฏิกิริยาแบบมีตัวเรงปฏิกิริยาและไมมีตัวเรงปฏิกิริยาเหมือนกัน ค. ท้ังแบบมีตัวเรงปฏิกิริยาและแบบไมมีตัวเรงปฏิกิริยา จะเกิดการดูดความรอนเทากัน ขอความใดถูกตอง 1) ก. และ ข. 2) ก. และ ค. 3) ข. และ ค. 4) ค.


49. กราฟพลังงานของปฏิกิริยา A(g) + B(g) C(g) พลังงาน (จูล)

การดําเนินไปของปฏิกิริยาA + B

X

C

ขอใดไมถูกตอง 1) พลังงานกระตุนท่ีสูงสุด คือ ปฏิกิริยาไปขางหนาในขั้นท่ีสอง 2) พลังงานกระตุนท่ีต่ําท่ีสุด คือ ปฏิกิริยายอนกลับในขั้นท่ีสอง 3) เมื่อเพ่ิมอุณหภูมิ อัตราเร็วของท้ังปฏิกิริยาไปขางหนาและปฏิกิริยายอนกลับจะเพ่ิมขึ้นท้ังคู 4) เมื่อเพ่ิมความดันของระบบ โดยการเติม He ลงไป จะไมมีการเปลี่ยนแปลงภาวะสมดุล 50. พิจารณาตารางตอไปนี้

ตารางแสดงความเขมขนของสารจากปฏิกิริยา A + 2B 2C

ความเขมขน (โมลาร) A (เริ่มตน) B (เริ่มตน) C (ที่ 1 นาที)

0.10 0.10 0.02 0.20 0.10 0.80 0.10 0.20 0.02

ถาตองการใหปฏิกิริยาสิ้นสุดท่ี 1 นาที โดยไมเหลือสารตั้งตนอยูเลย จะตองใชความเขมขนเริ่มตนของ A

และ B เทากับก่ีโมลาร ตามลําดับ 1) 1.00 และ 2.00 2) 1.50 และ 3.00 3) 2.00 และ 4.00 4) ขอมูลไมพอ 51. ขอใดไมใชปฏิกิริยาระหวางกรด-เบส 1) การผุกรอนของรูปปนหินปูนโดยฝนกรด 2) การทดสอบกรดอินทรียดวยโซเดียม 3) การทดสอบโปรตีนดวยสารละลาย Cu2+

4) ตอบไดมากกวา 1 ขอ


52. เรียงลําดับความเปนกรด-เบสของสารอินทรียตอไปนี้ จากความเปนกรดมากที่สุดไปยังความเปนเบสมากที่สุด

O

AHO

O

BNaO+ -

S

CHO

O O

S

D

O O

NaO+ -

1) A > C > D > B 2) A > D > C > B 3) C > A > B > D 4) D > C > B > A 53. กรดไฮโดรฟลูออริกเขมขน 2.0 มิลลิกรัมตอ 100 มิลลิลิตร มีคา pOH ตามขอใด 1) นอยกวาคา pOH ของโซเดียมคลอไรด 0.001 โมลาร 2) เทากับคา pH ของโซเดียมไฮดรอกไซด 0.001 โมลาร 3) เทากับคา pH ของโซเดียมไฮดรอกไซด 0.01 โมลาร 4) นอยกวาคา pOH ของกรดเกลือ 0.01 โมลาร 54. ตารางการเปล่ียนสีของอินดิเคเตอร 4 ชนิด ในชวงคา pH ตางๆ และในกรด 2 ชนิด ท่ีมีความเขมขนเทากัน

การเปลี่ยนสีของอินดิเคเตอร ในชวงคา pH ตางๆ

การเปลี่ยนสีของอินดิเคเตอร ในสารละลายกรด อินดิเคเตอร

คา pH การเปลี่ยนสี HA HB ฟนอลเรด 6.7-8.3 เหลือง-แดง เหลือง เหลือง เมทิลเรด 4.4-6.0 แดง-เหลือง เหลือง สม

โบรโมไทมอลบล ู 6.0-7.6 เหลือง-นํ้าเงิน เขียว เหลือง อะโซลิมิน 5.0-8.0 แดง-นํ้าเงิน มวง มวง

ถาเปรียบเทียบคา pH ของสารละลายกรดและเกลือของกรดตอไปนี้ท่ีความเขมขนเทากัน ขอใดถูกตอง 1) HB > HA 2) NaA > NaB 3) NaB < HA 4) NaA < HB


55. อินดิเคเตอรท่ีมีคา pKI เทากับ 8.5 ไมเหมาะกับการไทเทรตระหวางกรด-เบสคูใด 1) กรดแก และเบสแก 2) กรดออน และเบสแก 3) กรดแก และเบสออน 4) เบสแก และเกลือของเบสออน 56. ในการไทเทรตระหวางสารละลายกรด HCN เขมขน 0.2 mol/dm3 ปริมาตร 25 cm3 กับสารละลายเบส

NaOH เขมขน 0.1 mol/dm3 โดยการเติมสารละลาย NaOH ลงในสารละลาย HCN ดังตาราง

จุดที่ ปริมาตรของ HCN (cm3) ปริมาตรของ NaOH (cm3)1 25 20 2 25 25 3 25 40 4 25 50 5 25 60

ขอสรุปตอไปนี้ ขอใดถูกตอง 1) จุดท่ี 2 เปนจุดท่ีกรดและเบสทําปฏิกิริยากันแลวเหลือ HCN เขมขน 0.1 mol/dm3 2) จุดท่ี 3 เปนจุดท่ีกรดและเบสทําปฏิกิริยากันแลวไดสารละลายเปนบัฟเฟอร 3) จุดท่ี 4 เปนจุดท่ีกรดและเบสทําปฏิกิริยาพอดีกัน ไดเปนเกลือซ่ึงเกิดไฮโดรลิซิสแลวไดสารละลายที่มีคา

pH นอยกวา 7 4) จุดท่ี 5 เปนจุดท่ีกรดและเบสทําปฏิกิริยาพอดีกัน ไดสารละลายที่มีคา pH มากกวา 7 57. ขอใดเรียงลําดับเลขออกซิเดชันของคลอรีนในสารเคมีตอไปนี้จากนอยไปมากไดถูกตอง 1) Cl2O7 < Cl2O2 < Cl2 < MgCl2 2) MgCl2 < Cl2 < Cl2O2 < Cl2O7 3) Cl2O7 < Cl2 < Cl2O2 < MgCl2 4) MgCl2 < Cl2O2 < Cl2 < Cl2O7 58. ธาตุไนโตรเจนสองอะตอมในสารประกอบใดที่มีคาเลขออกซิเดชันเทากัน 1) N2O 2) N2O4 3) NH4NO3 4) ถูกทุกขอ 59. ผลรวมของสัมประสิทธ์ิ หนา KIO3 และ KI ของสมการตอไปนี้ เมื่อดุลสมการแลวเปนเทาใด

KIO3 + KI + CH3CO2H CH3CO2K + H2O + I2 1) 2 2) 4 3) 6 4) 8


60. พิจารณาสมการและคาศักยไฟฟาของปฏิกิริยาตอไปนี้ G+(aq) + e- G(s) E° = +0.45 V J+(aq) + e- J(s) E° = +0.27 V L3+(aq) + e- L2+(aq) E° = -0.35 V M2+(aq) + e- M+(aq) E° = -0.45 V ครึ่งเซลลขอใด เมื่อนํามาตอกับขั้วไฮโดรเจนมาตรฐานแลวจะใหคาพลังงานนอยที่สุด 1) G(s) | G+ (1 M) 2) J(s) | JNO3 (1 M) 3) Pt(s) | L3+ (1 M), L2+ (1 M) 4) Pt(s) | MCl (1 M), MCl2 (1 M) 61. พิจารณาสมการและคาศักยไฟฟาของปฏิกิริยาตอไปนี้ R4+(aq) + 2e- R3+(aq) E° = +0.30 V R4+(aq) + O2-(aq) + 2e- RO(s) E° = +0.20 V T2O(aq) + H2O(l) + 2e- T2(g) + 2OH-(aq) E° = -0.10 V R3+(aq) + 3e- R(s) E° = -0.30 V XCl3(aq) + 3e- X(s) + 3Cl-(aq) E° = -0.40 V ขอใดถูกตอง 1) ความสามารถในการออกซิไดซของ R4+ > H2O > R3+ > XCl3 2) Pt | T2 (1 atm) | NaOH (1 M), T2O (1.1 M) | | R(OH)4 (1 M), R(OH)3 (1 M) | Pt มีคาศักยไฟฟาของ

เซลลใกลเคียงกับ 400 มิลลิโวลต 3) เมื่อจุมโลหะ R ลงในสารละลายผสมของ T2O และ XCl3 จะเกิดฟองแกสขึ้นกอน แลวจึงมีสารมา

เคลือบท่ีโลหะ R 4) เมื่อจุมโลหะ R ลงในสารละลายผสมของ T2O และ XCl3 มีสารมาเคลือบท่ีโลหะ R กอนแลวจึงเกิด

ฟองแกสขึ้น


62. จากคา E° ของครึ่งปฏิกิริยาตอไปนี้

ปฏิกิริยารีดักชัน ศักยไฟฟา (โวลต) 2H2O + 2e- H2 + 2OH- -0.83 2H+ + 2e- H2 0.00 O2 + 2H2O + 4e- 4OH- +0.40 Br2 + 2e- 2Br- +1.09 O2 + 4H+ + 4e- 2H2O +1.23

ปฏิกิริยาอิเล็กโทรลิซิสของสารละลาย HBr เขมขน 1 mol/dm3 ใหผลตามขอใด 1) ผลิตภัณฑท่ีเกิดท่ีขั้วแอโนด คือ O2 2) ผลิตภัณฑท่ีเกิดท่ีขั้วแคโทด คือ Br2 3) ศักยไฟฟาภายนอกที่ทําใหเกิดปฏิกิริยาเทากับ 1.09 โวลต 4) คา pH ของสารละลายจะคอยๆ เพ่ิมขึ้น 63. ไบโอดีเซลท่ีใชกันมากในประเทศไทย สามารถเตรียมไดโดยการตมนํ้ามันปาลมกับเมทานอล หรือเอทานอล

โดยมีตัวเรงปฏิกิริยาชวย เมื่อตมสารในขอใดกับสารละลาย NaOH แลวไมไดสบู 1) ไบโอดีเซล 2) นํ้ามันปาลม 3) กรดไขมัน 4) กลีเซอรอล 64. จากขอ 63 ไบโอดีเซลท่ีไดมีความสามารถในการเผาไหมดีกวานํ้ามันปาลมซ่ึงเปนสารตั้งตนดวยเหตุใด 1) นํ้าหนักโมเลกุลต่ํากวา 2) ขนาดโมเลกุลเล็กกวา 3) เกิดจากการเติมนํ้าเขามาในโมเลกุล 4) ถูกทุกขอ 65. เช้ือเพลิงปโตรเลียมขอใดเผาไหมไดดีที่สุดในสภาวะปฏิกิริยาเดียวกัน 1) iso-octane บริสุทธ์ิ เพราะมีคาเลขออกเทนเทากับ 100 2) อะเซทิลีน (C2H2) เพราะมีสถานะเปนแกส ใชในการใหความรอนเช่ือมโลหะไดดี 3) แกสธรรมชาติอัด (CNG) เพราะมีขนาดโมเลกุลเล็ก 4) ไมสามารถเทียบกันได เพราะเปนเช้ือเพลิงคนละประเภท 66. การกระทําใดท่ีไมสามารถเพ่ิมความสามารถในการเผาไหมของน้ํามันปโตรเลียมได 1) ตัดโมเลกุลใหเล็กลง 2) isomerise ใหเปนก่ิง 3) เพ่ิมพันธะคูหรือสามลงในโมเลกุล 4) เพ่ิมสารท่ีชวยเพ่ิมคาความดันไอ


67. พิจารณาสารตั้งตนสองชนิดท่ีมีนํ้าหนักโมเลกุลตางกันตอไปนี้

Cl

OO

Cl HO OH นํ้าหนักโมเลกุล = 203 นํ้าหนักโมเลกุล = 62 ขอใดไมถูกตองเก่ียวกับผลิตภัณฑท่ีไดจากปฏิกิริยาระหวางสารสองชนิดน้ี 1) ผลิตภัณฑชนิดหนึ่งมีนํ้าหนักโมเลกุลมากกวา 265 2) ผลิตภัณฑชนิดหนึ่งเปนเอสเทอร 3) ผลิตภัณฑชนิดหนึ่งเปนกรดอินทรีย 4) ผลิตภัณฑเกิดมาจากปฏิกิริยาควบแนน 68. ไดเมทิโคน (Dimethicone) เปนพอลิเมอรในกลุมซิลิโคน สามารถเตรียมไดจากปฏิกิริยาระหวาง Si(CH3)2Cl2

กับ H2O จะมีโครงสรางของหนวยซํ้าตามสูตรขอใด 1) Si(CH3)2 2) Si(CH3)2O 3) OSi(CH3)2O 4) Si(Cl)2O 69. ขอใดไมถูกตองเก่ียวกับสารประกอบเพปไทด 1) ไดเพปไทด คือ สารท่ีมีจํานวนกรดอะมิโน 2 หนวย 2) ถามีกรดอะมิโน N หนวย จะตองมีจํานวนพันธะเพปไทด N-1 พันธะเสมอ 3) เปนพอลิเมอรแบบควบแนน 4) พอลิเพปไทดเปนไดท้ังพอลิเมอรแบบเสนตรง แบบกิ่ง และแบบวง 70. ขอใดกลาวถูกตองเก่ียวกับสมบัติของพอลิเมอร 1) HDPE และ LDPE มีสมบัติท่ีแตกตางกัน เพราะมอนอเมอรท่ีใชมีโครงสรางตางกัน 2) พอลิเมอรท่ีถูก Cross Link แลวจะมีจุดหลอมเหลวสูงขึ้น 3) กํามะถันจัดเปนสารสําคัญในการทําการเช่ือมขวางใหพลาสติกมีความเหนียวมากขึ้น 4) การลดปญหามลภาวะจากขยะ Thermosetting Plastic ทําไดโดยการนํามาหลอมขึ้นรูปใหม


ชุดที่ 3 71. ขอใดคือการจัดเรียงอิเล็กตรอนที่ถูกตองของทังสเตน (II) ไอออน (74W2+) 1) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d4 2) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d2 3) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f12 5d4 4) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 4f14 5d4 72. จากการทดลองหาประจุของอิเล็กตรอนของมิลลิแกนโดยใชวิธีหยดน้ํามัน ซ่ึงในแตละการทดลองจะมีจํานวน

อิเล็กตรอนถูกจับดวยหยดน้ํามันไมเทากัน ถามิลลิแกนทําการทดลองทั้งหมด 50 ครั้ง วิธีการจัดการตัวเลขวิธีใดท่ีเหมาะสมที่สุดในการสรุปคาของประจุอิเล็กตรอน

1) คาเฉลี่ยเลขคณิต 2) คาเฉลี่ยถวงนํ้าหนัก 3) คา ห.ร.ม. (หารรวมมาก) 4) คา ค.ร.น. (คูณรวมนอย) 73. ธาตุชนิดหนึ่งเมื่อจัดเรียงอิเล็กตรอนในระดับพลังงานยอยแลวลงทายดวยออรบิทัล 5p5 ธาตุดังกลาวควรมี

คุณสมบัติตามน้ีทุกขอ ยกเวนขอใด 1) ธาตุน้ีอยูในคาบที่ 5 หมูท่ี 17 ของตารางธาตุ 2) ธาตุน้ีเปนของแข็งท่ีอุณหภูมิหองสามารถเกิดการระเหิดได 3) ธาตุน้ีมีความวองไวในการจายอิเล็กตรอนสูง เน่ืองจากมีคาพลังงานไอออไนเซชันลําดับท่ี 1 ต่ํา 4) ธาตุน้ีเมื่ออยูในธรรมชาติจะเปนธาตุท่ีมีอะตอมคูคลายกับ Cl2 74. สารในขอใดมีรูปรางเปนสามเหลี่ยมแบนราบและรูปตัวที ตามลําดับ 1) BF3 และ PH3 2) NF3 และ -

3SCl 3) SO3 และ IF3 4) COCl2 และ PCl3 75. แมบานในหองปฏิบัติการนําสารละลายที่นักเรียนใชเหลือ 2 ชนิด มาผสมกันเพ่ือนําไปเททิ้งแตปรากฏวา

มีตะกอนพรอมกับกลิ่นเหม็นเกิดขึ้น สารท้ังสองชนิดนาจะเปนสารละลายในขอใด 1) (NH4)2CO3 และ Ca(OH)2 2) AgNO3 และ NaCl 3) MgSO4 และ Cu(NO3)2 4) Li(PO4)3 และ NH4Cl


76. ขอใดเรียงลําดับจุดเดือดของสารไดถูกตอง 1) CH3OH < HCl < SiO2 < Hg 2) SiO2 < CH3OH < HCl < Hg 3) HCl < CH3OH < Hg < SiO2 4) CH3OH < HCl < Hg < SiO2 77. สารประกอบ 2 ชนิดมีลักษณะเปนของเหลวใสไมมีสีเหมือนกัน และมีจุดเดือดเทากัน วิธีการท่ีดีท่ีสุดในการ

พิสูจนวาสารท้ัง 2 ชนิดน้ีเปนสารเดียวกันคือวิธีการในขอใด 1) นํามาผสมกันแลวหาจุดเดือด 2) นํามาผสมกันแลวนําไปทําโครมาโทกราฟ 3) นําผสมกันแลวนําไประเหยแหง 4) ไมสามารถพิสูจนได เน่ืองจากสารทั้ง 2 เปนสารชนิดเดียวกันแนนอน 78. การทดลองในขอใดสงผลใหรัทเทอรฟอรดคนพบโปรตอน 1) การยิง Be9

4 ดวยอนุภาคแอลฟาไดผลิตภัณฑเปน C126

2) การยิง C126 ดวยอนุภาคแอลฟาไดผลิตภัณฑเปน N16

7 3) การยิง Au197

79 ดวยอนุภาคแอลฟาไดผลิตภัณฑเปน Hg20080

4) การยิง N147 ดวยอนุภาคแอลฟาไดผลิตภัณฑเปน O17

8 79. โรงพยาบาลแหงหนึ่งใชไอโซโทปกัมมันตรังสีของ I-131 เพ่ือใชศึกษาความผิดปกติของตอมไทรอยด ซ่ึงจาก

ขอมูลการใชพบวา ถามีระดับความเขมขนของ I-131 ลดต่ําลงกวารอยละ 87.5 จะตองทําการเปลี่ยน ชุดความเขมขนของ I-131 ใหม ถาโรงพยาบาลแหงน้ีเริ่มใชชุดความเขมขนใหม วันท่ี 1 กันยายน พ.ศ. 2554 โรงพยาบาลจะตองเปลี่ยนชุดความเขมขนของ I-131 ใหมอีกทีในวันท่ีเทาใด (กําหนดครึ่งชีวิตของ I-131 เทากับ 8 วัน)

1) 16 กันยายน พ.ศ. 2554 2) 16 ตุลาคม พ.ศ. 2554 3) 24 กันยายน พ.ศ. 2554 4) 24 ตุลาคม พ.ศ. 2554 80. แกส Y2 จํานวน 6 โมเลกุล มีมวลเปน 10 เทาของ C-12 5 อะตอม ดังน้ัน Y มีมวลอะตอมสัมพัทธเทาใด 1) 25 2) 50 3) 75 4) 100


81. เมื่อนํากาแล็กโทส (C6H12O6) จํานวนหนึ่งมาละลายในตัวทําละลายเมทานอล 400 g ปรากฏวาทําให เมทานอลมีจุดเดือดเปน 67.035°C จงคํานวณหาปริมาณของกาแล็กโทสในสารละลายดังกลาว (กําหนดมวลอะตอม C = 12, H = 1, O = 16, Kb ของเมทานอลเทากับ 0.83°C/m และเมทานอลบริสุทธ์ิมี จุดเดือดเทากับ 64.96°C)

1) 125 g 2) 180 g 3) 285 g 4) 540 g 82. ออกไซดชนิดหนึ่งประกอบดวยแมงกานีส (Mn) = 63.22% และออกซิเจน (O) = 36.78% พิจารณาขอความตอไปนี้ (กําหนดมวลอะตอม Mn = 55 และ O = 16) ก. สูตรโมเลกุลของออกไซดชนิดน้ี คือ MnO2 ข. เลขออกซิเดชันของ Mn ในสารประกอบนี้เทากับ +4 ขอใดถูกตอง 1) ก. เทาน้ัน 2) ข. เทาน้ัน 3) ก. และ ข. ถูก 4) ก. และ ข. ผิด 83. จากสมการ CaCO3 ∆ CaO + CO2 ถานําของผสมระหวาง CaCO3(s) กับ CaO(s) จํานวน 20 กรัม

มาเผาจนเกิดปฏิกิริยาสมบูรณ พบวาเหลือของแข็งหนัก 12.96 กรัม จงหารอยละโดยมวลของ CaCO3 ในของผสม

1) 20 2) 40 3) 60 4) 80 84. แกส X มีความหนาแนนก่ีกรัมตอลิตรท่ีสภาวะมาตรฐาน (STP) เมื่อแกส X แพรไดเร็วกวาแกส B ท่ีมี

นํ้าหนักโมเลกุล 160 อยู 4 เทา (กําหนดให คาคงท่ีของแกส (R) = 0.08 L ⋅ atm/mol ⋅ K) 1) 0.046 2) 0.18 3) 0.46 4) 1.8


85. จากกราฟ

T

1P

2P

TV

T

3P

4P

V

พิจารณาขอสรุปตอไปนี้ ก. P1 > P2 ข. P3 < P4 ค. P1 > P3 ขอใดถูกตอง 1) ก. และ ข. 2) ข. และ ค. 3) เฉพาะ ข. 4) เฉพาะ ค. 86. ถังแกสใบหนึ่งบรรจุแกส NO2 อยูจํานวนหนึ่ง เมื่อเพ่ิมอุณหภูมิเปน 2 เทาของเดิมทําให NO2 สวนสลาย

กลายเปนแกส N2O4 วัดความดันสุดทายไดเปน 24 atm ถารอยละการสลายตัวของ NO2 มีคาเทากับ 80 จะหาปริมาณเริ่มตนของ NO2 กอนท่ีจะมีการเพ่ิมอุณหภูมิในหนวย atm

1) 5 atm 2) 10 atm 3) 20 atm 4) 40 atm 87. เมื่อนําแคลเซียมคารบอเนต 80 g ทําปฏิกิริยากับกรดเกลือ 2.5 M 0.1 L เมื่อเวลาผานไป 40 s พบวา

นํ้าหนักของระบบหายไป 0.44 g อัตราการลดลงของกรดเกลือเปนก่ีโมลารตอวินาที (Ca = 40, C = 12, O = 16, H = 1, Cl = 35.5)

1) 2.5 × 10-4 2) 5.0 × 10-4

3) 2.5 × 10-3 4) 5.0 × 10-3

กําหนดให V = ปริมาตร (L) P = ความดัน (atm)


88. กําหนดพลังงานกับการดําเนินไปของปฏิกิริยาหน่ึงเปนดังน้ี ปริกิริยาแตละขั้น ไดแก 1. A + B → C 2. C + D → E 3. A + E → D + F + G ขอใดกลาวไมถูกตอง 1) ปฏิกิริยารวมท่ีเกิดขึ้น คือ 2A + B → F + G 2) สาร A, D และ E คือ สารมัธยันตร 3) ปฏิกิริยานี้เปนปฏิกิริยาคายความรอน 4) ขั้นกําหนดอัตรา คือ ขั้นท่ี 1 เน่ืองจากเปนขั้นท่ีเกิดชาท่ีสุด 89. กําหนดปฏิกิริยา A(g) + B(g) 2C(g) + D(g) ท่ีอุณหภูมิ 227°C หากเริ่มตนนํา A และ B ท่ีมี

ความเขมขน 0.1 M พบวาท่ีสมดุลเกิด C 0.1 M จงหาคา Kp ของปฏิกิริยา (กําหนดคา R = 0.0821 L ⋅ atm ⋅ mol-1 ⋅ K-1)

1) 0.2 2) 2 3) 8.21 4) 82.1 90. หากนํา PbSO4 0.303 กรัม มาละลายน้ําจนมีปริมาตรเปน 500 มิลลิลิตร สารละลายที่ไดจะเปนอยางไร

(กําหนด คา Ksp ของสมดุลการละลายของ PbSO4 = 1.44 × 10-8 มวลอะตอม Pb = 207, S = 32, O = 16)

1) สารละลายใสและยังไมอิ่มตัวสามารถละลายเพิ่มไดอีก 2) สารละลายใสและอิ่มตัวพอดี 3) สารละลายอิ่มตัวและมีตะกอนของ PbSO4 บางสวนเหลืออยู 4) ไมสามารถละลายไดเพราะ PbSO4 เปนสารท่ีไมละลายน้ํา 91. ปฏิกิริยาในขอใดท่ีลดความดันและเพ่ิมอุณหภูมิแลวปฏิกิริยาดําเนินไปทางขวามากขึ้น 1) HgS(s) + O2(g) Hg(g) + SO2(g) ∆H = -178 kJ 2) N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) ∆H = -92.6 kJ 3) 3O2(g) 2O3(g) ∆H = 284 kJ 4) N2F4(g) 2NF2(g) ∆H = 38.5 kJ 92. สารละลายเบสออน BOH เขมขน 0.1 M มี pH = 10 ถานําสารละลายนี้มา 10 cm3 และเติมนํ้าลงไปอีก

30 cm3 จะไดสารละลายเจือจางท่ีมี pH เทาใด (log 5 = 0.7) 1) 8.70 2) 9.70 3) 10.30 4) 10.70




93. เกลือในขอใดเมื่อนํามาละลายน้ําจะไดสารละลายที่เปนกรดท้ังหมด 1) CH3COONa, KNO2, NaCN 2) CH3CH2NH3Cl, NH4NO3, NH4Cl 3) NaCN, NH4Cl, HCOOK 4) NH4NO2, KNO2, CH3COONH4 94. นักวิทยาศาสตรทําการไทเทรตสารละลายกรดออน HA ความเขมขน 0.4 mol/dm3 ปริมาตร 25 cm3

กับสารละลาย NaOH ความเขมขน 0.4 mol/dm3 พบวาหลังจากท่ีเติมเบสลงไปปริมาตร 15 cm3 วัดคา pH ของสารละลายได 4.2 จากขอมูลนี้ คา Ka ของกรด HA เปนเทาใด (กําหนดให log 2 = 0.301 และ log 3 = 0.477)

1) 1 × 10-3 2) 1 × 10-3.5 3) 1 × 10-4 4) 1 × 10-4.5 95. สารละลายผสมในขอใดเปนบัฟเฟอร 1) CH3COOH 0.1 M 10 mL + NaOH 0.05 M 30 mL 2) NaOH 0.05 M 100 mL + CH3COOH 0.2 M 25 mL 3) NH3 0.1 M 100 mL + HCl 0.05 M 50 mL 4) HCl 0.05 M 100 mL + NH3 0.1 M 50 mL 96. จากสมการรีดอกซดังตอไปนี้

NO + MnO2 + H+ -3NO + Mn2+ + H2O

เมื่อดุลสมการแลว พิจารณาขอใดถูกตอง 1) เกิดการถายเท e- ท้ังหมด 5 โมล 2) ตองใช NO อยางนอย 10 กรัม เพ่ือใหเกิด H2O 9 กรัม 3) อัตราสวนโดยโมลของ MnO2 : NO เปน 3 : 2 4) สัมประสิทธ์ิหนา H+ คือ 2 97. นําภาชนะที่ทําจากโลหะบริสุทธ์ิ ชนิดตางๆ มาบรรจุสารละลาย ดังตาราง

โลหะ สารละลาย ผลการทดลอง A D2+ ภาชนะ A ผุกรอน C B2+ ไมเกิดการเปลี่ยนแปลง A B2+ ไมเกิดการเปลี่ยนแปลง C D2+ ภาชนะ C ผุกรอน

จากการทดลอง ขอใดกลาวถูกตอง 1) เรียงลําดับความแรงในการออกซิไดซจากมากไปนอยคือ D2+ > A2+ > C2+ > B2+ ตามลําดับ 2) ภาชนะที่ทนการผุกรอนไดดีท่ีสุด คือ ภาชนะ B 3) หากบรรจุสารละลาย A2+ ลงในภาชนะ C จะไมเกิดการเปลี่ยนแปลง 4) หากบรรจุสารละลาย D2+ ลงในภาชนะ B จะทําใหภาชนะ B ผุกรอน


98. กําหนดปฏิกิริยารีดักชันมาตรฐาน พรอมศักยไฟฟารีดักชันมาตรฐานดังน้ี Cu2+ + 2e- Cu E° = 0.34 V Sn4+ + 2e- Sn2+ E° = 0.15 V 2H+ + 2e- H2 E° = 0.00 V Pb2+ + 2e- Pb E° = -0.13 V Ni2+ + 2e- Ni E° = -0.26 V Cd2+ + 2e- Cd E° = -0.40 V Fe2+ + 2e- Fe E° = -0.45 V Zn2+ + 2e- Zn E° = -0.76 V จงพิจารณาขอความตอไปนี้ I. Cd / Cd2+ // Pb2+ / Pb o

cellE = 0.27 V II. Zn / Zn2+ // Fe2+ / Fe มีคา o

cellE ต่ํากวาของ Pt / Sn4+ / Sn2+ // Cu2+ / Cu III. จะเกิดฟองแกส H2 เมื่อ Ni อยูในสารละลาย H+ IV. Fe / Fe2+ // Cd2+ / Cd ใหคา o

cellE ต่ําท่ีสุด ขอใดกลาวถูกตอง 1) I. และ III. 2) II., III. และ IV. 3) I., III. และ IV. 4) II. และ IV. 99. โครงสรางท่ีเปนไปไดท้ังหมดของสารประกอบที่มีสูตรโมเลกุลเปน C3H6O ท่ีสามารถทําปฏิกิริยากับโลหะ

Na ไดมีก่ีโครงสราง 1) 9 โครงสราง 2) 6 โครงสราง 3) 4 โครงสราง 4) 3 โครงสราง 100. โมเลกุลใดตอไปนี้มีความดันไอตํ่าที่สุด

1) OH

Br 2) O Br

3) O Br 4) O

Br


101. สารใดตอไปนี้ท่ีจะไมเกิดปฏิกิริยาใดๆ เมื่อนําไปตมกับสารละลายกรด HCl 1) 2NH

2) OO

3) 4) ไมมีขอใดถูก

102. กําหนดมอนอเมอร CH3CH2CH C(CH3)2 จะเกิดปฏิกิริยาพอลิเมอไรเซชันแบบใดและไดผลิตภัณฑเปน

พอลิเมอรในขอใด ตามลําดับ

1) แบบเติม n

2) แบบเติม

n

3) แบบควบแนน n

4) แบบควบแนน

n

103. ขอใดกลาวไมถูกตองเก่ียวกับพอลิเมอร พอลิสไตรีนบิวทาไดอีน n

1) เปนยางธรรมชาติท่ีมีคุณสมบัติยืดหยุนดีเปนพิเศษ 2) เปนพอลิเมอรแบบเสน

3) เกิดจากมอนอเมอร และ

4) เกิดผานปฏิกิริยาพอลิเมอไรเซชันแบบเติม


104. พิจารณาโครงสรางและขอความตอไปนี้

HN C HN

O

CH C

O

HN

CH2 2CH

S 3CH

CH

CH2

C

O

HN C

HC OH

OCH3CHCH3

2CH

C

OH

O

CH

C

OCH2

HN

ก. สารประกอบเพปไทดน้ีประกอบดวยกรดอะมิโนท้ังหมด 5 ชนิดท่ีแตกตางกัน ข. สารประกอบนี้สามารถเกิดปฏิกิริยากับการทดสอบไบยูเร็ตไดสารเชิงซอนสีมวง ค. สารประกอบนี้ประกอบดวยพันธะเพปไทด 4 พันธะ อาจเรียกช่ือท่ัวไปไดเปนสารประกอบเพนตะเพปไทด จากขอความขางตน มีขอท่ีถูกตองท้ังหมดก่ีขอ 1) 1 ขอ 2) 2 ขอ 3) 3 ขอ 4) ไมมีขอใดถูก 105. จากโครงสรางวงเปดของกลูโคส ดังรูป

OHCH2

H C OHO

HO C H

H C OH

H C OH

H

ช่ือท่ัวไปของกลูโคส คือขอใด 1) แอลโดเพนโทส (Aldopentose) 2) คีโตเพนโทส (Ketopentose) 3) แอลโดเฮกโซส (Aldohexose) 4) คีโตเฮกโซส (Ketohexose)


เฉลย ชุดท่ี 1 1. 1) 2. 4) 3. 4) 4. 2) 5. 4) 6. 1) 7. 2) 8. 3) 9. 3) 10. 2) 11. 4) 12. 1) 13. 4) 14. 4) 15. 4) 16. 4) 17. 2) 18. 3) 19. 2) 20. 4) 21. 4) 22. 1) 23. 1) 24. 3) 25. 2) 26. 4) 27. 4) 28. 4) 29. 3) 30. 2) 31. 4) 32. 1) 33. 2) 34. 1) 35. 2) ชุดท่ี 2 36. 2) 37. 3) 38. 3) 39. 4) 40. 4) 41. 4) 42. 1) 43. 4) 44. 3) 45. 1) 46. 1) 47. 3) 48. 2) 49. 1) 50. 1) 51. 2) 52. 3) 53. 4) 54. 2) 55. 3) 56. 2) 57. 2) 58. 2) 59. 3) 60. 2) 61. 2) 62. 3) 63. 4) 64. 2) 65. 3) 66. 3) 67. 3) 68. 2) 69. 2) 70. 2) ชุดท่ี 3 71. 4) 72. 3) 73. 3) 74. 3) 75. 1) 76. 3) 77. 2) 78. 4) 79. 3) 80. 2) 81. 2) 82. 2) 83. 4) 84. 3) 85. 3) 86. 3) 87. 4) 88. 2) 89. 3) 90. 3) 91. 4) 92. 2) 93. 2) 94. 3) 95. 3) 96. 3) 97. 4) 98. 3) 99. 3) 100. 1) 101. 4) 102. 1) 103. 1) 104. 3) 105. 1)