เซเรบอส Brands วิชาเคมี (176 หน้า)

โครงการแบรนดซมเมอรแคมป ปท 26 _____________________________________ วทยาศาสตร เคม (1)

สวนท 1 (O NET).......โดย อ.กรกฤช ศรวชย .....................................หนา 2-51

สวนท 2 (PAT 2)........โดย ผศ.ดร.โรจนฤทธ โรจนธเนศ....................หนา 52-101

สวนท 3 (PAT 2)........โดย อ.กฤตน ชนเปนนจ..................................หนา 102-150 สวนท 4 ชดเกงขอสอบ........................................................................หนา 151-176

วทยาศาสตร เคม (2) ______________________________________ โครงการแบรนดซมเมอรแคมป ปท 26

บทท 1 ธาต และสารประกอบ 1.1 ชนดของธาต ธาต แบงออกเปน โลหะ อโลหะ และกงโลหะ โลหะ - มสถานะเปนของแขงทอณหภมหอง (25°C) ยกเวน ปรอท เปนของเหลว - จดหลอมเหลวและจดเดอดสง - แรงยดเหนยวระหวางอะตอมแขงแรงมาก - นาไฟฟาและนาความรอนไดด - ตแผเปนแผนบางๆ และดงเปนเสนลวดได - บางชนดมความหนาแนนตา เชน แมกนเซยม อะลมเนยม โซเดยม - บางชนดมความหนาแนนสง เชน เหลก ทองแดง ปรอท เงน ทองคา อโลหะ - มทง 3 สถานะทอณหภมหอง (มเพยงโบรมน ทเปนของเหลว) - จดหลอมเหลวและจดเดอดตา - แรงยดเหนยวระหวางโมเลกลนอย - ไมนาไฟฟา ยกเวน แกรไฟต และนาความรอนไมด - มความหนาแนนตา กงโลหะ - มสมบตบางประการคลายโลหะและบางประการคลายอโลหะ เชน โบรอน ซลคอน เจอรเมเนยม อารเซนกหรอสารหน แอนตโมนหรอพลวง


ตารางธาต ในป พ.ศ. 2412 ดมทร อวาโนวช เมนเดเลเอฟ นกเคมชาวรสเซย เปนคนแรกทเสนอการจดเรยงธาตตางๆ ในรปของตารางธาต โดยจดเรยงตามนาหนกอะตอม ซงพบวาธาตจะมสมบตซากนเปนชวงๆ ในตอนแรก ตารางธาตของเมนเดเลเอฟยงไมสมบรณ เพราะมธาตบางชนดทยงไมรจกหรอยงไมพบ แตกไดคาดการณวาจะตองมธาตทมสมบตเชนนอย ณ ตาแหนงนนๆ และเวนทในตารางธาตไว ปจจบนตารางธาตจดเรยงตามลาดบเลขอะตอมหรอจานวนโปรตอน ตามการคนพบของเฮนร กวน เจฟฟรส โมสลย ไดธาตทรจกทงหมด 115 ธาต ซงเปนธาตทพบในธรรมชาต 90 ธาต นอกนนมนษยสงเคราะหขนมา ดงน แบงเปนแนวตง 18 แถว เรยกวา หม (Group) ดงน ธาตหม A หรอธาตสามญ ม 8 หม 8 แถว - หม IA และ IIA มสมบตเปนโลหะ หม IA ไดแก ลเทยม โซเดยม โพแทสเซยม รบเดยม ซเซยม ฟรานเซยม หม IIA ไดแก เบรลเลยม แมกนเซยม แคลเซยม สตรอนเซยม แบเรยม เรเดยม - หม IIIA ถง VIIIA มทงธาตกงโลหะ และอโลหะ หม IIIA เชน โบรอน อะลมเนยม หม IV เชน คารบอน ซลคอน หม VA เชน ไนโตรเจน ฟอสฟอรส หม VIA เชน ออกซเจน ซลเฟอร - หม VIIA และ VIIIA มสมบตเปนอโลหะ หม VIIA ไดแก ฟลออรน คลอรน โบรมน ไอโอดน แอสทาทน หม VIIIA ไดแก ฮเลยม นออน อารกอน ครปทอน ซนอน เรดอน ธาตหม B หรอธาตแทรนซชน ม 8 หม 10 แถว อยตรงกลางของตารางธาต มสมบตทางกายภาพเหมอนโลหะหม IA และ IIA แตมสมบตทางเคมแตกตางกน เชน สแกนเดยม ไทเทเนยม วาเนเดยม โครเมยม แมงกานส เหลก โคบอลต นกเกล ทองแดง สงกะส แบงเปนแนวนอน 7 แถว เรยกวา คาบ (Period) 1.2 แนวโนมความเปนโลหะและอโลหะของธาตในตารางธาต โลหะ ความเปนโลหะจะความสมพนธกบความวองไวในการเกดปฏกรยาของโลหะ (การเสยอเลกตรอน) - ในหมเดยวกน ธาตทอยดานลางจะมความเปนโลหะมากกวาธาตดานบน - ในคาบเดยวกน ธาตทอยดานซายจะมความเปนโลหะมากกวาธาตดานขวา อโลหะ ความเปนอโลหะจะความสมพนธกบความวองไวในการเกดปฏกรยาของอโลหะ (การรบอเลกตรอน) - ในหมเดยวกน ธาตทอยดานบนจะมความเปนอโลหะมากกวาธาตดานลาง - ในคาบเดยวกน ธาตทอยดานขวาจะมความเปนอโลหะมากกวาธาตดานขวา


1.3 อะตอมและโครงสรางอะตอม อะตอม เปนหนวยเลกทสดของธาต ทสามารถแสดงสมบตของธาตนนๆ แบบจาลองอะตอม แบบจาลองของดอลตน อะตอม มลกษณะเปนทรงกลมตนและภายในไมมประจไฟฟา แบบจาลองของทอมสน อะตอม ประกอบดวยเนออะตอมทมประจบวกเรยกวาโปรตอน ซงจะมคาเทากบประจลบ เรยกวา อเลกตรอน โดยจะกระจายอยทวไป แบบจาลองของรทเทอรฟอรด อะตอม ประกอบดวยนวเคลยสทมขนาดเลกอยตรงกลาง มอนภาคโปรตอนและนวตรอน ซงมประจเปนกลางทางไฟฟารอบนวเคลยสเปนทวางและมอเลกตรอนวงรอบๆ นวเคลยส และมจานวนเทากบโปรตอน แบบจาลองของโบร อะตอม มอเลกตรอนเคลอนทเปนวงโคจรรอบนวเคลยสเปนวงกลม คลายวงโคจรของดาวเคราะหรอบดวงอาทตย

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

แบบจาลองแบบกลมหมอก เปนแบบจาลองทแสดงตาแหนงและโอกาสทอเลกตรอนเคลอนทผานตาแหนงตางๆ รอบนวเคลยส โดยบรเวณใกลๆ นวเคลยสเปนบรเวณทมความหนาแนนของจดมาก แสดงวา มอเลกตรอนเคลอนทผานไปบอยครงมาก หรอมโอกาสทจะพบอเลกตรอนบรเวณนนสง แตยงหางนวเคลยส โอกาสทจะพบอเลกตรอนจะนอยลง และอเลกตรอนสามารถเคลอนทไปไดไมมขอบเขตจากด


1.3.1 สญลกษณนวเคลยร ประกอบดวย - สญลกษณของธาต - เลขอะตอม แทนจานวนโปรตอนหรอจานวนอเลกตรอน - เลขมวล แทนจานวนโปรตอนรวมกบจานวนนวตรอน

สญลกษณของธาต

เลขมวล

เลขอะตอม

เชน Na2311 หมายถง

ธาตโซเดยม มเลขมวล = 23 มเลขอะตอม = 11 แสดงวา มจานวนโปรตอน = 11 อนภาค มจานวนอเลกตรอน = 11 อนภาค มจานวนนวตรอน = 12 อนภาค ไอโซโทป หมายถง ธาตชนดเดยวกน ทมเลขอะตอมเหมอนกน แตเลขมวลตางกน ซงจดเปนธาตชนดเดยวกน ทมสมบตทางเคมเหมอนกน แตมสมบตทางกายภาพบางประการตางกน เชน H1

1 H21 H3

1 หมายเหต : ธาตชนดเดยวกน จะมโปรตอนเทากน : อะตอมของธาตตางๆ เปนกลางทางไฟฟา : เลขอะตอม เปนตวบงชสมบตเฉพาะตวของธาต 1.3.2 การจดตวของอเลกตรอนในอะตอม - อเลกตรอนทอยใกลนวเคลยสทสด จะมจานวนอเลกตรอนนอยสดและมพลงงานนอยสด เรยกวา ระดบพลงงานท 1 - จานวนอเลกตรอนมากสดทมไดในระดบพลงงาน เทากบ 2n2 (n = ระดบพลงงาน) - อเลกตรอนทอยในระดบพลงงานชนนอกสด เรยกวา เวเลนซอเลกตรอน - จานวนเวเลนซอเลกตรอน จะมคาเทากบเลขหมของธาต - จานวนระดบพลงงานของอเลกตรอน จะมคาเทากบคาบของธาต ธาตหม 1A และ 2A • เปนโลหะ มสถานะเปนของแขง • มจดเดอด / จดหลอมเหลวสงมาก • นาไฟฟาได เมอหลอมเหลว


ธาตหม 1A - เปนโลหะเนอออน ใชมดตดได - มเวเลนซอเลกตรอนเปน 1 จงถกดงออกงายมาก ทาใหมประจ +1 - มความวองไวสงมาก จงไมพบเปนธาตอสระในธรรมชาต แตพบในรปของสารประกอบไอออนก - ลกไหมในอากาศไดอยางรวดเรว - เกดปฏกรยากบนาหรอไอนารวดเรวและรนแรง ไดแกสไฮโดรเจน - เกดปฏกรยากบแกสออกซเจน ไดออกไซดของโลหะซงละลายนา มสมบตเปนเบส ตวอยาง : NaCl (เกลอแกง / โซเดยมคลอไรด) มมากในนาทะเล NaOH (โซดาไฟ / โซเดยมไฮดรอกไซด) ใชลางทอ สบ กระดาษ NaHCO3 (ผงฟ / โซเดยมไฮโดรเจนคารบอเนต) ใชทาขนม Na2SiO4 (โซเดยมซลเกต) ใชทาแกว KNO3 (ดนประสว / โพแทสเซยมไนเตรต) ทาใหเนอสตวมสสด ใชทาระเบด ธาตหม 2A - มความแขงและความหนาแนนมากกวาหม 1A - มเวเลนซอเลกตรอนเปน 2 จงสญเสยไดงาย ทาใหมประจ +2 - มความวองไวตอปฏกรยาเคมมากแตนอยกวาหม 1A - ไมเกดปฏกรยากบนาหรอไอนา ทอณหภมหองปกต - ออกไซดของโลหะหม 2A ละลายนา ไดสารละลายทเปนเบส ธาตหม 7A (Halogen) • เปนอโลหะ ไมพบเปนอะตอมอสระ แตอยเปนโมเลกลทประกอบดวย 2 อะตอม ยดเหนยวกนดวยพนธะโคเวเลนซ เชน F2 Cl2 Br2 I2 • มเวเลนซอเลกตรอนเปน 7 จงสามารถรบอเลกตรอนไดอก 1 อนภาคเปน 8 อนภาค ซงครบตามจานวนอเลกตรอนมากทสดทมไดในระดบพลงงาน เมอรบอเลกตรอนมาอก 1 ตว จงกลายเปนไอออนทมประจ -1 • มความวองไวตอปฏกรยาเคมมาก • เกดสารประกอบกบโลหะหม 1A และ 2A ไดสารประกอบไอออนก ทเรยกวา โลหะเฮไลด ตวอยาง : คลอรน (Cl) - ใชฆาเชอโรค อาจใชในรปแกสคลอรน (Cl2) หรอแคลเซยมไฮโปคลอไรด (CaOCl) - ใชเปนสารฟอกจางส - ทาปฏกรยากบแกสแอมโมเนย จะเกดสารไฮดราซน (N2H2) ใชเปนเชอเพลงในจรวด : ฟลออรน (F) ใชผสมในยาสฟน ในรปฟลออไรดชวยปองกนฟนผ : ไอโอดน (I) ปองกนโรคคอพอก จงมการเตมโพแทสเซยมไอโอไดดลงในเกลออนามย


ธาตหม 8A • เปนอโลหะ มสถานะเปนแกส อยเปนอะตอมอสระได • มเวเลนซอเลกตรอนเปน 8 จงมความเสถยรมาก • ไมวองไวในการเกดปฏกรยาเคม จงเรยกธาตหมนวา แกสเฉอย (Inert Gas) ยกเวน ครปทอน (Kr) ซนอน (Xe) และเรดอน (Rn) สามารถทาปฏกรยากบฟลออรน และออกซเจนได ตวอยาง : ฮเลยม (He) ใชบรรจบอลลน / เรอเหาะ ใชดานาลก : นออน (Ne) ใชบรรจหลอดไฟใหสสมแดง : ซนอน (Xe) ใชบรรจหลอดไฟใหสมวง / นาเงน : ครปทอน (Kr) ใชบรรจหลอดไฟใหสเขยว 1.4 โลหะแทรนซชน เชน สแกนเดยม ไทเทเนยม วาเนเดยม โครเมยม แมงกานส เหลก โคบอลต นกเกล ทองแดง สงกะส - เปนโลหะ - มสมบตทางกายภาพเหมอนโลหะหม 1A และ 2A แตมสมบตทางเคมแตกตางกน - เกดสารประกอบไอออนกทเปนสมบตพเศษ เรยกวา สารประกอบเชงซอน มสสดใสเฉพาะตว เชน ดางทบทม (KMnO4) สชมพอมมวง จนส (CuSO4) สฟา โพแทสเซยมไดโครเมต (K2Cr2O2) สสม โพแทสเซยมเฟอรโรไซยาไนด (K4Fe (CN)6) สเหลอง นกเกลซลเฟต (NiSO4 ⋅ 6H2O) สเหลอง ธาตกมมนตรงส คอ ไอโซโทปของธาตทมจานวนนวตรอนตางจากจานวนโปรตอนมากๆ ทาใหไมเสถยร จงสลายตวเอง โดยการปลดปลอยรงสออกมา ทาใหเกดเปนธาตใหมทเสถยรกวา รงสทแผออกมาอาจเปน รงสแอลฟา บตา หรอแกมมา โดยขนอยกบไอโซโทปแตละชนด เครองมอสาหรบตรวจหาแหลงและวดปรมาณของรงส เรยกวา ไกเกอรมลเลอรเคานเตอร อตราการแผรงสเปนสมบตเฉพาะตวและมคาคงท ไมขนกบปจจยภายนอกใดๆ ทงสน ไมวาจะเปนปรมาณสารตงตน อณหภม หรอความดน ประโยชนของธาตกมมนตรงส - ดานการแพทย : ไอโอดน - 131 ใชตรวจสอบความผดปกตของตอมไทรอยด : โซเดยม - 24 ใชตรวจระบบการไหลเวยนของเลอด โคบอลต - 60 และเรเดยม - 226 ใชรกษาโรคมะเรง - ดานเกษตรกรรม : ใชปรบปรงพนธพช เชน การนาเมลดพชมาอาบรงสนวตรอน : รงสแกมมาจากโคบอลต - 60 ใชถนอมอาหาร / ทาลายแบคทเรยได


- ดานอตสาหกรรม : ใชวดความหนาของวตถ : ใชตรวจหารอยรวของทอสงนามน : ใชเปลยนแปลงสอญมณ ใหสวยงามขน เปนการเพมคณคาของอญมณ - ดานพลงงาน : ยเรเนยม - 238 และพลโทเนยม - 239 เปนวตถดบในเครองปฏกรณปรมาณเพอผลตกระแสไฟฟา - ดานธรณวทยา : คารบอน - 14 ใชหาอายของวตถโบราณทมธาตคารบอน 1.5 พนธะเคม คอ แรงยดเหนยวระหวางอะตอมหรอไอออนของธาตใหอยรวมกนเปนโครงผลกหรอโมเลกล โดยแบงเปน 1.5.1 พนธะโลหะ เกดจากการทเวเลนซอเลกตรอนทงหมดของอะตอมโลหะหลดออกมาเปนอเลกตรอนอสระ และจะเคลอนทไปทวทงกอนโลหะ และดงดดกบไอออนบวกของโลหะ เพราะมประจไฟฟาตางกน ทาใหเกดสมบตดงน - มความแขงแรงมาก - มจดหลอมเหลวและจดเดอดสง - สวนมากมความหนาแนนสง - นาไฟฟาและนาความรอน - ผวขนเงาและมนวาว - สามารถตแผเปนแผนบางหรอดงเปนเสนได 1.5.2 พนธะไอออนก เกดจากการใหและรบอเลกตรอนระหวางอะตอมของโลหะกบอโลหะ หรอเกดจากแรงดงดดระหวางประจไฟฟาตางชนดกน (โลหะ : ไอออน +, อโลหะ : ไอออน -) เชน NaCl (เกลอแกง) CaO (ปนขาว) มสมบตดงน - มสถานะเปนของแขง เปนโครงผลกขนาดใหญ มรปทรงเรขาคณต - มจดหลอมเหลวและจดเดอดสง - นาไฟฟาไดเมอหลอมเหลว 1.5.3 พนธะโคเวเลนต เกดจากการใชเวเลนซอเลกตรอนรวมกนระหวางอะตอมของอโลหะกบอโลหะ เชน H2 Cl2 CO2 CH4 มสมบตดงน - มทงสามสถานะ คอ ของแขง ของเหลว และแกส - มจดหลอมเหลวและจดเดอดตา - ไมนาไฟฟา


แบบฝกหด 1. จากสญลกษณนวเคลยรของธาตโพแทสเซยม K39

19 ขอใดผด 1) มเลขมวลเทากบ 39 2) มจานวนโปรตอนเทากบ 19 3) มจานวนนวตรอนเทากบ 20 4) มจานวนอเลกตรอนเทากบ 20 2. อะตอมของธาตโบรอนทมสญลกษณนวเคลยร B11

5 มการจดอเลกตรอนตามระดบพลงงานอยางไร 1) 2, 3 2) 2, 4 3) 2, 4, 5 4) 2, 8, 1 3. ธาตใดมจานวนเวเลนซอเลกตรอนมากทสด 1) F19

9 2) Na2311 3) S32

16 4) Ca4020

4. ขอใดไมใชโลหะแทรนซซน 1) Mn (manganese) 2) Mg (magnesium) 3) Mo (molybdenum) 4) Md (mendelevium) 5. ธาตทเลขอะตอมใดมสมบตแตกตางจากพวกมากทสด 1) 12 2) 20 3) 36 4) 56 6. ธาตทมเลขอะตอมตอไปน มสงใดเหมอนกน 1 9 19 37 55 1) มจานวนอนภาคมลฐานเทากน 2) มระดบพลงงานเทากน 3) มเวเลนซอเลกตรอนเทากน 4) มเลขมวลเทากน 7. ขอใดเปนไอโซโทปกบ Na23

11 1) Ne23

10 2) Na2411 3) N14

7 4) Mg2312

8. ขอใดคอธาตทเปนโลหะ 1) โซเดยม 2) ออกซเจน 3) คลอรน 4) ฮเลยม 9. ขอใดไมถกตองเกยวกบตารางธาต 1) ตารางธาตในปจจบนเรยงลาดบตามเลขอะตอม 2) เลขมวล แสดงนาหนกของอะตอม 3) เลขอะตอม แสดงจานวนโปรตอนซงจะมคาเทากบจานวนนวตรอน 4) จานวนโปรตอนเปนเอกลกษณของธาต 10. ขอใดไมถกตองเกยวกบสญลกษณนวเคลยร 1) A10

5 มจานวนโปรตอนเทากบ B115 2) C12

6 มจานวนอเลกตรอนเทากบ D136

3) E147 มจานวนนวตรอนเทากบ F15

8 4) G168 มนาหนกเทากบ H17

8 11. ธาตในขอใดมจานวนนวตรอนมากทสด 1) Na23

11 2) Ca4020 3) Na38

17 4) K3919

วทยาศาสตร เคม (10) _____________________________________ โครงการแบรนดซมเมอรแคมป ปท 26

12. ขอใดไมใชสารประกอบไอออนก 1) CaO 2) NaCl 3) CH4 4) KNO3 13. หากทงโคบอลต -60 จานวน 1 กรมไว เมอเวลาผานไป 15.9 ป จะเหลออยกกรม (โคบอลต -60 ม

ครงชวต เทากบ 5.3 ป) 1) 0.5 2) 0.25 3) 0.33 4) 0.125 14. หาก A เปนธาตในหม IA และ B เปนธาตในหม 7A ขอใดผด 1) มกพบอโลหะ B ในรป B2 2) พบออกไซดของ A ในรป AO 3) เกดสารประกอบไอออนก AB ได 4) ไมควรใหโลหะ A สมผสนาเนองจากเกดปฏกรยารนแรง 15. ขอใดผดเกยวกบธาตหม 8A 1) เฉอยตอปฏกรยา 2) พบในรปอะตอมอสระ 3) มเวเลนซอเลกตรอนเทากบ 8 4) มสถานะเปนของเหลวหรอแกส ขอมลในตารางนใชตอบคาถามขอ 16-17

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

16. แรงระหวางธาต (1) กบ (4) นาจะเปนแบบใด 1) พนธะโคเวเลนต 2) พนธะไฮโดรเจน 3) พนธะไอออนก 4) แรงวนเดอรวาลล 17. ขอใดผด 1) ธาตหมายเลข (3) จดเปนกงโลหะ 2) ธาตหมายเลข (5) เกดปฏกรยาไดยาก 3) ธาตหมายเลข (1) มจดเดอดสง 4) ธาตหมายเลข (4) อยเปนอะตอมอสระ 18. ธาตในขอใดสามารถทาปฏกรยากบนาอยางรนแรง 1) โซเดยม 2) แมกนเซยม 3) คลอรน 4) ฮเลยม 19. ขอใดคอโลหะเฮไลด 1) MgO 2) KNO3 3) NaCl 4) CaSO4

โครงการแบรนดซมเมอรแคมป ปท 26 ____________________________________ วทยาศาสตร เคม (11)

เฉลย 1. 4) 2. 1) 3. 1) 4. 2) 5. 3) 6. 3) 7. 2) 8. 1) 9. 3) 10. 4) 11. 3) 12. 3) 13. 4) 14. 2) 15. 4) 16. 3) 17. 4) 18. 1) 19. 3) 1. เฉลย 4) มจานวนอเลกตรอนเทากบ 20 เลขดานบน คอ เลขมวล จะแสดงจานวนโปรตอนรวมกบนวตรอน เลขดานลาง คอ เลขอะตอม จะแสดงจานวนโปรตอนและอเลกตรอน ดงนน จานวนอเลกตรอน เทากบ 19 2. เฉลย 1) 2, 3 จากสญลกษณนวเคลยร เลขดานบน คอ เลขมวล แสดงจานวนโปรตอนรวมกบนวตรอน เลขดานลาง คอ เลขอะตอม แสดงจานวนโปรตอนและอเลกตรอน B11

5 เลขมวล = 11 เลขอะตอม = 5 แสดงวา จานวนโปรตอน = 5 จานวนอเลกตรอน = 5 (การจดเรยง = 2, 3) จานวนนวตรอน = 6 3. เฉลย 1) F19

9 เลขอะตอม แสดงจานวนอเลกตรอน การจดเรยงอเลกตรอน คอ 2, 8, 8/18, 8/18/32, ..., ไมเกน 8 (เวเลนซอเลกตรอน) เวเลนซอเลกตรอน คอ อเลกตรอนวงนอกสด จะมคาเทากบหมของธาต 1) เลขอะตอม 9 มการจดอเลกตรอนเปน 2, 7 2) เลขอะตอม 11 มการจดอเลกตรอนเปน 2, 8, 1 3) เลขอะตอม 16 มการจดอเลกตรอนเปน 2, 8, 6 4) เลขอะตอม 20 มการจดอเลกตรอนเปน 2, 8, 8, 2 4. เฉลย 2) Mg (magnesium) Mg คอ แมกนเซยม เปนธาตหมท 2 5. เฉลย 3) 36 1) เลขอะตอม 12 มการจดเรยงอเลกตรอนเปน 2, 8, 2 (เวเลนซอเลกตรอน = 2) 2) เลขอะตอม 20 มการจดเรยงอเลกตรอนเปน 2, 8, 8, 2 (เวเลนซอเลกตรอน = 2) 3) เลขอะตอม 36 มการจดเรยงอเลกตรอนเปน 2, 8, 18, 8 (เวเลนซอเลกตรอน = 8) 4) เลขอะตอม 56 มการจดเรยงอเลกตรอนเปน 2, 8, 18, 18, 8, 2 (เวเลนซอเลกตรอน = 2) 6. เฉลย 3) มเวเลนซอเลกตรอนเทากน เลขอะตอม คอ จานวนอเลกตรอน เมอจดอเลกตรอนจะมอเลกตรอนวงนอกสด หรอเวเลนซ-

อเลกตรอนเทากน


7. เฉลย 2) Na2411

ไอโซโทป หมายถง ธาตชนดเดยวกนทมเลขอะตอมเทากน แตมเลขมวลตางกน 8. เฉลย 1) โซเดยม โซเดยม เปนโลหะหม 1 มสมบตเปนโลหะ 9. เฉลย 3) เลขอะตอม แสดงจานวนโปรตอนซงจะมคาเทากบจานวนนวตรอน 10. เฉลย 4) G16

8 มนาหนกเทากบ H178

นาหนก หรอเลขมวล คอ เลขทอยดานบนของสญลกษณนวเคลยร เพราะฉะนน G มเลขมวล = 16 จะตองเบากวาธาต H ซงมเลขมวล = 17 11. เฉลย 3) Na38

17 จานวนนวตรอน หาไดจาก เลขมวล - เลขอะตอม 12. เฉลย 3) CH4 สารประกอบไอออนก คอ สารทประกอบดวยโลหะและอโลหะ โลหะ ไดแก หม 1 Li Na K Rb Cs Fr หม 2 Be Mg Ca Sr Ba Ra ขอ 3) C เปนธาตหม 4, H เปนธาตหม 7 เปนอโลหะทงค 13. เฉลย 4) 0.125 ครงชวต คอ ระยะเวลาททาใหธาตมปรมาณลดลงเหลอครงหนง โคบอลต -60 มครงชวต เทากบ 5.3 ป แสดงวา เมอเวลาผานไป 15.9 ป โคบอลต -60 ม 3 ครงชวต 1 กรม → 0.50 กรม → 0.25 กรม → 0.125 กรม 14. เฉลย 2) พบออกไซดของ A ในรป AO ออกไซดของ A คอ ธาต A สรางพนธะกบธาตออกซเจน จะมสตรเปน A2O เนองจาก A เปน

ธาตหม 1 จะมประจเปน +1 และธาตออกซเจน เปนธาตหม 6 จะมประจเปน -2 ดงนน เมอสรางพนธะกน จงตองประกอบดวย A 2 อะตอม และ O 1 อะตอม

15. เฉลย 4) มสถานะเปนของเหลวหรอแกส ธาตหม 8 เปนแกสเฉอย 16. เฉลย 3) พนธะไอออนก ธาตหมายเลข 1 อยหมท 1 เปนโลหะ ธาตหมายเลข 4 อยหมท 7 เปนอโลหะ ดงนน พนธะระหวางโลหะกบอโลหะ คอ พนธะไอออนก 17. เฉลย 4) ธาตหมายเลข (4) อยเปนอะตอมอสระ ธาตหมายเลข (4) เปนธาตหมท 7 1 โมเลกล ม 2 อะตอม 18. เฉลย 1) โซเดยม ธาตหม 1 สามารถทาปฏกรยากบนาอยางรนแรงทสด 19. เฉลย 3) NaCl โลหะเฮไลด คอ สารประกอบระหวางธาตโลหะกบธาตหมท 7


บทท 2 ปฏ ก ร ยาเคม เกดจากสารเขาทาปฏกรยากน เรยกวา สารเรมตน ซงจะมการเปลยนแปลงเกดขน คอ มการแตกสลายพนธะเดมและสรางพนธะใหม ทาใหเกดสารชนดใหม เรยกวา ผลตภณฑ ซงจะมสมบตตางจากสารเรมตน แบงเปน - ปฏกรยาคายความรอน (Exothermic Reaction) คอ ปฏกรยาทเกดขนแลว ใหพลงงานความรอนออกมามากกวาพลงงานทไดรบเขาไป ทาใหสงแวดลอมมอณหภมสงขน - ปฏกรยาดดความรอน (Endothermic Reaction) คอ ปฏกรยาทเกดขนแลว ดดพลงงานความรอนจากสงแวดลอมเขาไป แลวทาใหสงแวดลอมมอณหภมลดลง 2.1 ปฏกรยาเคมในชวตประจาวนและผลกระทบตอสงแวดลอม - ปฏกรยาการสงเคราะหดวยแสง เกดจากแกสคารบอนไดออกไซดกบนา โดยมแสงและคลอโรฟลลเปนตวเรงปฏกรยา จะไดกลโคสและแกสออกซเจน 6CO2 + 6H2O → C6H12O6 + 6O2 - ปฏกรยาการเผาไหมเชอเพลง • สารประกอบไฮโดรคารบอน จะเกดการเผาไหมทสมบรณ จะไดแกสคารบอนไดออกไซดและไอนาเปนผลตภณฑ เชน แกสหงตม ซงประกอบดวย แกสโพรเพนและแกสบวเทน C3H8 + 5O2 → 3CO2 + 4H2O + พลงงาน 2C4H10 + 13O2 → 8CO2 + 10H2O + พลงงาน เมอมแกสคารบอนไดออกไซดสะสมในปรมาณมาก จะมผลทาใหเกดภาวะโลกรอน แตถาเชอเพลงเกดการเผาไหมไมสมบรณ จะเกดเขมาแกสคารบอนมอนอกไซดและไอนา • เชอเพลงทไดจากซากดกดาบรรพ เชน ถานหนและนามนดบ จะมกามะถน (S) ปนอยดวย ดงนนในขณะกลนจะทาปฏกรยารวมตวกบออกซเจนไดเปนแกสซลเฟอรไดออกไซด (SO2) ซงสามารถเกดปฏกรยากบแกสออกซเจนตอไป ไดแกสซลเฟอรไตรออกไซด (SO3) เมอ SO3 ถกความชนจะทาปฏกรยากบนา เกดเปนกรดกามะถน (H2SO4) และถามปรมาณมาก เมอฝนตกจะชะลงมากบฝน เรยกวา ฝนกรด S + O2 → SO2 2SO2 + O2 → 2SO3 SO3 + H2O → H2SO4 • เชอเพลงทมไนโตรเจนเปนองคประกอบ เมอเผาไหมไนโตรเจนและแกสออกซเจนจะรวมตวเกดแกสไนโตรเจนมอนอกไซด (NO) ซงสามารถรวมกบแกสออกซเจนตอไปอก เกดแกสไนโตรเจนไดออกไซด (NO2) N2 + O2 → 2NO 2NO + O2 → 2NO2


แกส NO2 สามารถรวมตวกบนา เกดกรดไนตรก (HNO3) ตกลงมากลายเปนฝนกรด ฝนกรด ทาใหใบไมฟอกจากส จนสงเคราะหแสงไมได และยงทาใหคา pH ของแหลงนาเปลยนแปลง มผลกระทบตอสตวนา นอกจากนยงกดกรอนสงกอสรางททาจากหนปนหรอแคลเซยมคารบอเนต (CaCO3) และกดกรอนโลหะได แกสททาใหเกดฝนกรดจะเปนอนตรายตอมนษย ทาใหเกดอาการปวดเมอยเรอรง โลหตจาง เปนอนตรายตอปอดและระบบทางเดนหายใจ - ปฏกรยาการเกดสนมเหลก เกดจากเหลกทาปฏกรยากบแกสออกซเจนกลายเปนสนม (Fe2O3) 2Fe + 3O2 → Fe2O3 - ปฏกรยาการสลายตวของโซเดยมไฮโดรเจนคารบอเนตหรอผงฟ (NaHCO3) ดวยความรอนจะไดแกส CO2 และ H2O 2NaHCO3 → Na2CO3 + CO2 + H2O : ใชเปนสวนผสมของขนม เชน เคก ขนมถวยฟ ขนมสาล เพราะ CO2 ซงแทรกตวออกมา ทาใหเกดเปนโพรงอากาศในขนม ขนมจงพองและฟขน : ใชในการดบไฟปา โดยใชการโปรยลงมาเหนอไฟปา CO2 ทเกดขนเปนแกสทหนกกวาอากาศ จงปกคลมไมใหเชอเพลงไดรบแกสออกซเจน จงชวยลดการลกไหม

- ปฎกรยาการสลายตวของไฮโดรเจนเปอรออกไซด (H2O2) ใชฟอกสผมและฆาเชอโรค เมอไดรบแสงและความรอน จะสลายตวใหนา และ O2 ดงนน จงตองเกบไวในทมดและเยนหรอในภาชนะสนาตาล H2O2 → H2O + O2 - ปฏกรยาในแบตเตอรชนดตางๆ เชน : แบตเตอรในรถยนต เปนปฏกรยาระหวางแผนตะกว (Pb) ทาหนาทเปนขวบวก และตะกวไดออกไซด (PbO2) ทาหนาทเปนขวลบ กบกรดซลฟวรก (H2SO4) เขมขน 30-38% โดยนาหนก


: แบตเตอรปรอทมขนาดเลก เบา ใชในเครองมออเลกทรอนกส มสงกะส (Zn) เปนขวบวก และปรอทออกไซด (HgO) เปนขวลบ ในสารผสมระหวางโพแทสเซยมไฮดรอกไซด (KOH) กบสงกะสไฮดรอกไซด (Zn(OH)2) และนา

- ปฏกรยาการสลายตวของหนปน (CaCO3) ดวยความรอน ไดแกส CO2 และปนขาว (CaO) ใชในการผลตปนซเมนต CaCO3 → CO2 + CaO - ปฏกรยาระหวางหนปนกบกรดไนตรก / กรดซลฟวรก เกดเปนแคลเซยมซลเฟต (CaSO4) หรอแคลเซยมไนเตรต (Ca(NO3)2) และแกส CO2 ซงเปนสาเหตททาใหเกดการสกกรอนของสงกอสรางททาจากหนปนหรอหนออน และการเกดหนงอกหนยอย CaCO3 + H2SO4 → CaSO4 + CO2 + H2O CaCO3 + 2HNO3 → Ca(NO3)2 + CO2 + H2O

2.2 อตราการเกดปฏกรยาเคม 2.2.1 การวดอตราการเกดปฏกรยาเคม วดจาก ปรมาณของสารเรมตนทลดลง ใน 1 หนวยเวลา หรอปรมาณของผลตภณฑทเพมขน ใน 1 หนวยเวลา 2.2.2 ปจจยทมผลตออตราการเกดปฏกรยาเคม 1. ความเขมขนของสารเรมตน (เขมขนมาก > เขมขนนอย) สารทมความเขมขนมาก จะมจานวนอนภาคสารมากกวา จงเกดการสมผสกนไดมากกวา จงเกดปฎกรยาเคมไดเรวมากกวาสารทมความเขมขนนอย


2. พนทผวสมผสของสารทเขาทาปฏกรยา (ผง > กอน) สารทเปนผงเลกๆ เปนการเพมพนทสมผสของของแขงใหสมผสกบของเหลวไดมากขน จงเกดปฏกรยาเคมไดเรวกวาสารทเปนกอนใหญ เชน ในการรบประทานอาหารควรเคยวอาหารใหละเอยด เพอทาใหสมผสกบกรดและเอนไซมในกระเพาะอาหารไดมากขน จงเกดปฏกรยากนไดเรวขนอาหารจงยอยงาย ปองกนการจกเสยด ทองอด ทองเฟอ 3. อณหภม (รอน > เยน) การเพมอณหภมทาใหสารเคลอนทไดเรวขน จงเกดการสมผสกนมากขน ทาใหเกดปฏกรยาไดเรวขน เชน ถารางกายมอณหภมสงขน 1 องศาเซลเซยส เนอเยอจะตองการแกสออกซเจนเพมขน 13% ทาใหอตราการเตนของชพจรและการหายใจเพมขน การนาผลไมมาบมในภาชนะปดและปกคลมดวยผา จะทาใหผลไมสกไดเรวกวาวางไวทอณหภมปกต เพราะทอณหภมสง เอนไซมทอยในผลไมจะทางานไดเรวขน การเกบผลไมไวในทเยน จะทาใหผลไมคงความสดและอยไดนาน เพราะชวยลดการทางานของเอนไซมและแบคทเรยใหชาลง 4. ตวเรงปฏกรยา (Catalyst) คอ สารทเพมเขาไปในปฏกรยา แลวทาใหปฏกรยาเกดไดเรวขน และเมอปฏกรยาสนสดลง ปรมาณและสมบตของตวเรงปฏกรยาจะไมเปลยนแปลง ตวหนวงปฏกรยา (Inhibitor) คอ สารทเตมเพมเขาไปแลว ทาใหปฏกรยาเกดชาลง เชน เมอเตมโซเดยมฟลออไรด ลงไปในปฏกรยาระหวางหนปนกบกรด จะทาใหปฏกรยาเกดชาลง ใชในการผลตยาสฟน 5. ธรรมชาตของสาร สารแตละชนดจะมสมบตเฉพาะตว จงเกดปฏกรยาเคมดวยอตราเรวทแตกตางกน เชน โลหะแมกนเซยม + กรดไฮโดรคลอรก → เกดปฏกรยาเรวมาก โลหะสงกะส + กรดไฮโดรคลอรก → เกดปฏกรยาชา โลหะทองแดง + กรดไฮโดรคลอรก → ไมเกดปฏกรยา หรอ โซเดยม ทาปฏกรยากบนา อยางรวดเรวมาก แมกนเซยม ทาปฏกรยากบนา ไดชามากๆ


แบบฝกหด 1. ขอใดไมใชวธการวดอตราการเกดปฏกรยาเคม Zn + 2HCl Cu ZnCl2 + H2 1) อตราการเกดแกสไฮโดรเจนใน 1 หนวยเวลา 2) อตราการหายไปของโลหะสงกะสใน 1 หนวยเวลา 3) อตราการหายไปของโลหะทองแดงใน 1 หนวยเวลา 4) ความเขมขนของกรดไฮโดรคลอรกทลดลงใน 1 หนวยเวลา 2. ขอใดไมถกตองเกยวกบโซเดยมไฮโดรเจนคารบอเนต 1) สลายตวดวยความรอนใหแกสคารบอนไดออกไซด 2) ใชในการทาอาหาร ใหขนมพองหรอฟขน 3) ใชในการดบไฟไหมปา 4) ใชในการฆาเชอโรค 3. ขอใดมการเปลยนแปลงทางเคม 1) นาแขงละลายกลายเปนนา 2) แทงแกวงอเมอไดรบความรอน 3) อากาศรอนพวยพงจากหมอนารถยนต 4) เมอบบมะนาวลงในนาชา ทาใหสเปลยน กราฟขางลางน ใชตอบคาถามขอ 4-5

ความเขมขนของสาร A (mol/dm3)

เวลา (วนาท)8

04

8

12

16

20

4. การเกดปฏกรยาเคม มการวดความเขมขนของสาร A ทเปลยนแปลงกบเวลา ไดผลดงกราฟ สาร A คออะไร 1) สารเรมตน 2) ผลตภณฑ 3) สารตวกลาง 4) ตวเรงปฏกรยา 5. อตราการเกดปฏกรยาเคมของปฏกรยานเปนก mol/dm3 ⋅ sec 1) 0.4 2) 0.5 3) 2 4) 2.5 6. ฝนกรดเปนผลเสยจากการใชถานหนทมเปอรเซนตของธาตใดสง 1) H 2) O 3) S 4) C


7. ขอใดถกตองมากทสด 1) สารเขมขนมากจะเกดปฏกรยาชากวาสารทมการเจอจางดวยนา 2) สารเรมตนทเปนกอนใหญจะเกดปฏกรยาไดเรวกวาสารเรมตนทเปนผงละเอยด 3) การทดลองททาทอณหภมสงจะเกดปฏกรยาไดเรวกวาทอณหภมตากวา 4) ปฏกรยาทมการเตมตวเรงปฏกรยาจะไมมผลตออตราการเกดปฏกรยาเคม 8. ขอใดมผลทาใหอตราการเกดปฏกรยาเคมเกดไดชาลง 1) ผลไมทเกบไวในทมอณหภมสง 2) การเคยวขาวใหละเอยดกอนกลน 3) การใชแทงแกวคนสารละลาย 4) การเตมนาลงในสารละลายอกเทาตว 9. แกสใดไมเกยวของกบการเกดหมอกควน 1) ไฮโดรเจนเปอรออกไซด 2) ซลเฟอรไตรออกไซด 3) ไนโตรเจนไดออกไซด 4) โอโซน 10. ทาไมกอนกนยาบางชนดตองมการเคยวใหละเอยดกอนกลน 1) ยาบางชนดจะละลายไดดในนาลาย 2) เพอใหยาเกดการยอยสลายอยางชาๆ 3) เปนการเพมพนทผวสมผสใหยาละลายไดดขน 4) ยาบางชนดมฤทธเปนกรด จงตองเคยวใหละเอยดเพอปองกนรสขม

เฉลย 1. 3) 2. 4) 3. 4) 4. 2) 5. 4) 6. 3) 7. 3) 8. 4) 9. 1) 10. 3) 1. เฉลย 3) อตราการหายไปของโลหะทองแดงใน 1 หนวยเวลา อตราการเกดปฏกรยาเคม วดไดจากปรมาณสารเรมตนทลดลงใน 1 หนวยเวลา หรอปรมาณ

ผลตภณฑทเพมขนใน 1 หนวยเวลา โลหะทองแดงเขยนไวบนลกศร แสดงวาทาหนาทเปนตวเรงปฏกรยาเคม จงไมสามารถนามา

วดอตราการเกดปฏกรยาเคมได เนองจากตวเรงปฏกรยาเคม เมอสนสดปฏกรยาจะไดกลบคน 2. เฉลย 4) ใชในการฆาเชอโรค โซเดยมไฮโดรเจนคารบอเนต (NaHCO3) หรอผงฟ จะสลายตวดวยความรอนใหแกส

คารบอนไดออกไซด ใชในการทาอาหาร ใหขนมพองหรอฟขนและใชในการดบไฟไหมปา 3. เฉลย 4) เมอบบมะนาวลงในนาชา ทาใหสเปลยน การเปลยนแปลงทางเคม คอ การเปลยนแปลงจากสารเรมตนเปลยนเปนสารใหม โดยสงเกต

ไดจากการเกดสทเปลยนแปลงไป หรอการเกดฟองแกสเกดขน


4. เฉลย 2) ผลตภณฑ สาร A มความเขมขนเพมขนเรอยๆ เมอเวลาผานไป แสดงวา A คอ ผลตภณฑ เพราะในการ

เกดปฏกรยา เมอเวลาผานไป สารเรมตนจะเขาทาปฏกรยากนทาใหมปรมาณลดลง เนองจากมการเปลยนเปนสารใหมหรอผลตภณฑ ซงจะมปรมาณเพมขน

5. เฉลย 4) 2.5

อตราการเกดปฏกรยา = ปรมาณสารทเปลยนแปลงเวลาทเปลยนแปลง

= 820

= 2.5 6. เฉลย 3) S ถานหน จะมธาตกามะถนหรอซลเฟอร (S) ซงเมอเผาไหมจะทาใหเกดแกสซลเฟอรไดออกไซด

และแกสซลเฟอรไตรออกไซด ตามลาดบ ซงจะเปนสาเหตททาใหเกดฝนกรด 7. เฉลย 3) การทดลองททาทอณหภมสงจะเกดปฏกรยาไดเรวกวาทอณหภมตากวา 1) ผด สารทมความเขมขนจะเกดไดเรวกวาสารทเขมขนนอย 2) ผด สารเรมตนทเปนผงละเอยดจะเกดปฏกรยาไดเรวกวาสารเรมตนทเปนกอนใหญ 4) ผด การเตมตวเรงปฏกรยาจะทาใหอตราการเกดปฏกรยาสงขน 8. เฉลย 4) การเตมนาลงในสารละลายอกเทาตว การเตมนา ทาใหสารละลายมความเจอจางหรอมความเขมขนลดลง อตราการเกดปฏกรยาจะชาลง 9. เฉลย 1) ไฮโดรเจนเปอรออกไซด สารไฮโดรเจนเปอรออกไซด เปนสารทใชฟอกสผมและฆาเชอโรค 10. เฉลย 3) เปนการเพมพนทผวสมผสใหยาละลายไดดขน การเคยวเปนการทาใหยามขนาดเลกลง เปนการเพมพนทผวสมผส


บทท 3 สารช วโมเลก ล คอ สารทสงมชวตสามารถนาไปใชในกระบวนการดารงชวตมธาตคารบอน ไฮโดรเจนและออกซเจน เปนองคประกอบหลก มโมเลกลทงขนาดเลกและขนาดใหญ ไดแก 1. ไขมนและนามน (C H O) 2. คารโบไฮเดรต (C H O) 3. โปรตน (C H O N) 4. กรดนวคลอก (C H O N P) 3.1 ไขมน และนามน มหนาทดงน • เปนโครงสรางหลกของเยอหมเซลล • ปองกนการสญเสยนา ทาใหผวหนงชมชน • ปองกนการสญเสยความรอน ชวยใหรางกายอบอน • ปองกนการกระแทกตออวยวะภายใน • ชวยทาใหผมและเลบมสขภาพด • ชวยละลายวตามน A D E K • รางกายสามารถนาไขมนทสะสมใตผวหนงมายอยสลายเพอเปลยนเปนพลงงาน ในกรณทรางกายไดรบสารอาหารไมเพยงพอ โดยไขมน 1 กรม จะใหพลงงาน 9 กโลแคลอร ไขมน เปนสารประกอบทเรยกวา ไตรกลเซอไรด (Triglycerides) ซงเกดจากการรวมตวทางเคมของกรดไขมน (Fatty Acids) 3 โมเลกล กบ กลเซอรอล (Glycerol) 1 โมเลกล ไตรกลเซอไรด ทมสถานะเปนของแขง เรยกวา ไขมน (Fat) แตถามสถานะเปนของเหลว เรยกวา นามน (Oil)

OH2CH

+

O CO

กลเซอรอล กรดไขมน ไตรกลเซอไรด นา

OHCH

OH2CH

H 3R

O CO

H 2R

O CO

H 1R

ตวเรงปฏกรยา, ∆CH

O

O

O CO

3R

CO

2R

CO

1R

+ O3H2

2CH

2CH

โครงสรางของกรดไขมน ประกอบดวย • สวนทมธาตคารบอนตอกนเปนสายยาวดวยพนธะเดยวหรอพนธะค • สวนทเปนหมคารบอกซล ( COOH) มสมบตเปนกรด


กรดไขมนในธรรมชาต แบงออกเปน 2 ประเภท คอ - กรดไขมนอมตว เชน กรดลอรก กรดไมรสตก กรดปาลมมตก กรดสเตยรก - กรดไขมนไมอมตว เชน กรดโอเลอก กรดปาลมมโตเลอก กรดไลโนเลอก กรดไลโนเลนก

กรดไขมน อมตว ไมอมตว

ชอ สตร

จดหลอมเหลว

สถานะ แหลงทพบ

พนธะระหวางคารบอน

ความวองไวในการเกดปฏกรยา ชนดทพบมากทสด

ลงทายดวย - อก CnH2n+1COOH (H มากกวา) สงกวา 25°C ของแขง

ไขมนสตว / นามนมะพราว และปาลม

เดยว นอย

กรดสเตยรก

ลงทายดวย - เลอก มไดหลายสตร (H นอยกวา) ตากวา 25°C ของเหลว นามนพช

ค

มาก กรดโอเลอก

ตารางตวอยางกรดไขมนบางชนด

กรดไขมน สตรโครงสราง จานวนพนธะค

จานวน อะตอม ของ

คารบอน

จด หลอมเหลว

(องศา-เซลเซยส)

แหลงทพบ

ลอรก CH3(CH2)10COOH 0 12 43 มะพราว

ไมรสตก CH3(CH2)12COOH 0 14 54 ลกจนทรเทศ

ปาลมตก CH3(CH2)14COOH 0 16 62 ปาลม

กรดไขมนอมตว

สเตยรก CH3(CH2)16COOH 0 18 69 ไขมนสตว

ปาลมมโตเลอก CH3(CH2)5CH CH(CH2)7COOH 1 16 0 เนย

โอเลอก CH3(CH2)7CH CH(CH2)7COOH 1 18 13 มะกอก, ขาวโพด

ไลโนเลอก CH3(CH2)4(CHCH2)2(CH2)6COOH 2 18 -9 ถวเหลอง, ทานตะวน

กรดไขมน ไมอมตว

ไลโนเลนก CH3CH2(CH CHCH2)3(CH2)6COOH 3 18 -11 ขาวโพด ขอมลจาก General, Organic & Biological Chemistry ; Karen C Timberlake (ค.ศ. 2002)


กรดไขมนไมอมตวจะทาปฏกรยากบแกสออกซเจนในอากาศ เกดสารใหมทมเกดกลนเหมนหน แสดงวา นามนพชจะเหมนหนไดงายกวานามนสตว แตนามนพชมวตามน E ซงเปนสารยบยงการเกดปฏกรยาน แตมไมมากพอ ดงนน ในอตสาหกรรมการผลตนามนพช จงตองเตมวตามน E เพมเขาไป คารโบไฮเดรตหรอโปรตน สามารถเปลยนไปเปนไขมนได การผลตเนยเทยมหรอมาการน ทาไดโดย การเตมไฮโดรเจนลงในนามนพช ซงเปนกรดไขมนไมอมตวทความดนสงและมตวเรงปฏกรยา เชน แพลทนม ทาใหเปลยนเปนกรดไขมนอมตว ซงจะมสถานะเปนของแขงและมจดหลอมเหลวสงขน เรยกวา ปฏกรยาไฮโดรจเนชน (Hydrogenation) กรดไขมนทจาเปน (Essential Fatty Acid) คอ กรดไขมนทมพนธะคระหวางอะตอมคารบอนตงแต 2 ตาแหนงขนไป ซงรางกายสงเคราะหเองไมได เชน กรดไลโนเลอกและกรดไลโนเลนก (พบมากในเมลดดอกคาฝอย > เมลดดอกทานตะวน > ขาวโพด) ทารกทขาดกรดไขมนทจาเปน จะทาใหเกดโรคผวหนงอกเสบ ลอกหลด เปนสาเหตทาใหตดเชองายและแผลหายชา ไขมนในเลอด (คอเลสเทอรอล) - เปนสารเบองตนในการสรางฮอรโมนเพศ นาด และสารสเตอรอลใตผวหนงทสามารถเปลยนเปนวตามน D ได เมอไดรบแสงแดด - เปนฉนวนของเสนประสาท - รางกายสรางไดเองแตไมเพยงพอ พบมากในไขแดง เครองในสตวและอาหารทะเล มสวนประกอบทมาจากกรดไขมนอมตว ซงถามมากเกนไปจะเกาะตามผนงหลอดเลอด ซงอาจทาใหเกดการอดตนของหลอดเลอด เกดเปนโรคความดนโลหตสง หวใจขาดเลอด หรอถาเปนหลอดเลอดในสมอง อาจทาใหเปนอมพาตได การใชประโยชนจากไขมน • การผลตสบ จากปฏกรยาสะปอนนฟเคชน (Saponification) ไดจาก การตมไขมนกบเบสแก (โซเดยมไฮดรอกไซด / NaOH)

ดางไขมนและนามน สบ

CH

O

O

O CO

3R

CO

2R

CO

1R

+ 3NaOH

2CH

2CH

∆ CH

2CH

2CH

OH

OH

OH

+

CO

3R

CO

2R

CO

1R-ONa+

-ONa+

-ONa+

กลเซอรอล - ถาใชนามนจากพชและสตวผสมกน จะไดสบทมเนอนมนวลนาใช - สบผสมลาโนลน จะชวยรกษาความชมชนของผวหนง


• ไข (wax) ในพช จะเคลอบผวผลไม ใบไม และกาน - เพอปองกนการสญเสยนา - ปองกนการทาลายจากเชอราและศตรพช ในสตว จะเคลอบผวหนงและขน - ไขคารนบาจากตนปาลมบราซล และขผงจากรงผงใชเคลอบผวเฟอรนเจอร รถยนต - ไขโจโจบาจากเมลดโจโจบา ใชทาเทยนไขและลปสตก - ไขลาโนลนจากขนสตว ใชผสมในสบและครมทาผวเพอสรางความชมชนแกผวพรรณ 3.2 โปรตน โปรตน เปนสารประกอบทมขนาดใหญมากและโครงสรางซบซอน - เปนองคประกอบหลกในรางกาย เชน กลามเนอ กระดก ผวหนง เลอด เอน อวยวะ เสนผม เลบ - ชวยเสรมสรางการเจรญเตบโตและซอมแซมเนอเยอ - ชวยในรกษาสมดลนาและสมดลกรด-เบส - เปนสวนประกอบของเอนไซม ฮอรโมน เลอด และภมคมกน - เปนสารอาหารทใหพลงงาน โดยโปรตน 1 กรม ใหพลงงาน 4 กโลแคลอร รางกายตองการโปรตน วนละประมาณ 1 กรมตอนาหนกตว 1 กโลกรม - หนวยยอยของโปรตน คอ กรดอะมโน (Amino Acid) ซงประกอบดวย

CH CO

NH2 OHR

• หมคารบอกซล ( COOH) มสมบตเปนกรด • หมอะมโน ( NH2) มสมบตเปนเบส กรดอะมโน มทงหมด 22 ชนด แบงเปน • กรดอะมโนทจาเปน เปนกรดอะมโนทรางกายสงเคราะหเองไมได ตองกนจากอาหารเขาไป ม 8 ชนด ไดแก ไอโซลวซน เวลน ทรปโตเฟน เฟนลอะลานน ทรโอนน เมไทโอนน ไลซน ลวซน สาหรบเดกทารก ตองการกรดอะมโนเพมอก 2 ชนด คอ อารจนน และฮสตดน • กรดอะมโนทไมจาเปน เปนกรดอะมโนทรางกายสงเคราะหไดเอง โปรตน เกดจากกรดอะมโนจานวนมากกวา 50 หนวย มาเชอมตอกนดวยพนธะเพปไทด (Peptide Bond) ซงเปนพนธะระหวางหมคารบอกซลของกรดอะมโนโมเลกลหนงกบหมอะมโนของอกโมเลกลหนง

CH CO

NH2 OHR

+ CH CO

NH2 OHR′

CH CO

NH2R

N CHR′

CO

OH + OH2OH2-

พนธะเพปไทด

H


โปรตนในธรรมชาต มมากมายหลายลานชนด มหนาทการทางานเฉพาะเจาะจง เนองจาก - ความแตกตางของชนดของกรดอะมโน - ลาดบการเรยงตวของกรดอะมโน - สดสวนการรวมตวของกรดอะมโน โดยแบงเปน • โปรตนทมโครงสรางเปนกอน เชน ฮโมโกลบน ซงเปนโปรตนทพบในเซลลเมดเลอดแดง • โปรตนทมโครงสรางเปนเกลยว 3 เสนพนกน เชน เคราตน เปนโปรตนทพบในเลบ ผม ขน คณคาของโปรตน เมอรบประทานโปรตนเขาไปในรางกาย เอนไซมเพปซนในกระเพาะอาหารจะยอยสลายโปรตนใหเลกลง โดยการทาลายพนธะเพปไทดจนไดเปนกรดอะมโน ซงเปนโมเลกลทมขนาดเลกทรางกายสามารถดดซมผาน ผนงลาไสเลกได เพอเขาสกระแสเลอด แลวนาไปใชประโยชน • โปรตนคณภาพสง คอ อาหารโปรตนทมกรดอะมโนทจาเปนครบถวนและยอยสลายไดงาย ไดแก โปรตนจากสตว เชน เนอสตว นม ไข • โปรตนเกษตร คอ อาหารโปรตนทไดจากพช ซงจะมกรดอะมโนทจาเปนไมครบถวน เชน ถวเหลอง จะขาดเมโทโอนนและทรปโตเฟน ขาวสาล ขาวเจา ขาดไลซน • คณคาทางชววทยา หมายถง คณภาพของอาหารโปรตนทสามารถนามาใชสรางเปนเนอเยอได เชน ไข มคณคาทางชววทยา 100% แสดงวา ถาเรารบประทานไขเขาไป รางกายสามารถนาไปสรางเปนเนอเยอไดหมด รางกายของคนแตละวย ตองการโปรตนในปรมาณทแตกตางกน เชน - เดกออน (ชวงอาย 3-12 เดอน) มความตองการโปรตนสงสด (ประมาณ 2 เทาของนาหนกตว) รองลงมา คอ เดกอาย 1-6 ป / 7-12 ป และ 13-20 ป ตามลาดบ - หญงมครรภและหญงใหนมบตร ตองการโปรตนในปรมาณทมากกวาหญงปกตทวไป สารอาหารประเภทโปรตน มความจาเปนตอรางกายและไมสามารถทดแทนไดดวยสารอาหารชนดอนๆ หากไดรบโปรตนไมเพยงพอ จะเกดโรคขาดโปรตน ถาขาดโปรตนอยางรนแรง จะมลกษณะพงโร กนปอด กลามเนอลบ เจรญเตบโตชา นาหนกไมไดเกณฑ ผมแหงแดงและขาดงาย มอาการบวมนา ภมคมกนตา ออนลา เซองซม ฉนเฉยว โกรธงาย การแปลงสภาพโปรตน (Denaturation of Protein) คอ กระบวนการททาใหโครงสรางทางกายภาพของโปรตนถกทาลายจนเปลยนสภาพไป ไมสามารถทางานไดเหมอนเดม เชน เกดการแขงตว ตกตะกอน ไมละลายนา ซงมสาเหตดงน - เมอไดรบความรอน เชน เนอไกทผานการทอดจนกรอบ การตมไข การทาความสะอาดเครองมอแพทย โดยการใชความรอนในหมอนงอดความดนทอณหภม 120°C - เมอไดรบสารละลายกรด-เบส เชน การทผวหนงโดนกรด การบบมะนาวใสในเนอสตว ทาใหเกดตะกอนขนขาว


- เมอไดรบไอออนของโลหะหนก เชน ไอออนของตะกว สารหน ปรอท แคดเมยม จงปฐมพยาบาลเบองตนโดยการกนไขขาวดบหรอนมสด เพอชวยแกพษจากการกนยาฆาแมลง - เมอสมผสกบตวทาละลายบางชนด เชน เอทลแอลกอฮอล จงใชเชดผวหนงผปวย กอนฉดยา เนองจากแอลกอฮอลจะทาใหโปรตนในแบคทเรยแปลงสภาพ เกดการแขงตว ซงเปนการฆาเชอโรค 3.3 คารโบไฮเดรต คารโบโฮเดรต ไดจากการสงเคราะหดวยแสงของพช - เปนสวนประกอบของเยอหมเซลลของสงมชวตและกระดองสตว - เปนแหลงพลงงานหลกของรางกายสงมชวต โดยคารโบไฮเดรต 1 กรม จะใหพลงงาน 4 กโลแคลอร - ใหความอบอนและชวยควบคมอณหภมรางกายใหคงท - เปนอาหารทจาเปนของเซลลและเนอเยอในสมอง - ชวยปองกนกลามเนอ - มสตรทวไปเปน (CH2O)n และมชอเรยกอกอยางวา แซกคาไรด แบง 3 ประเภท ดงน 3.3.1 มอโนแซกคาไรด (นาตาลโมเลกลเดยว) แบงเปน • นาตาลทมจานวนคารบอน 5 อะตอม มสตรโมเลกลเปน C5H10O5 เรยกวา ไรโบส • นาตาลทมจานวนคารบอน 6 อะตอม มสตรโมเลกลเปน C6H12O6 แตมสตรโครงสรางตางกน จงมสมบตตางกน เชน - กลโคส เปนนาตาลโมเลกลเลกทสดทรางกายสามารถดดซมและนาไปใชไดทนท พบในผลไม เชน องน ออย นาผง ขาวและผกตางๆ - ฟรกโตส (ฟรกโทส) เปนนาตาลทมรสหวานทสด (หวานกวานาตาลทราย 2 เทา) พบในผลไม เชน สม แอปเปล นาผง ขาวโพด - กาแลกโทส เปนนาตาลทมในนานม (คน 7% วว 5%) หมายเหต - เซลลสมองและกลามเนอตองใชพลงงานจากนาตาลกลโคส ดงนน ถารางกายมนาตาลกลโคส ในเลอดตากวาปกต คอ ตากวา 90-100 มลลกรมตอเลอด 100 ลกบาศกเซนตเมตร ทาใหเกดอาการวงเวยน ออนเพลย ไมมแรงและถาตามากลงไปอก อาจเปนลมหมดสต - ผปวยทไมสามารถรบประทานอาหารตามปกตไดหรอผปวยกอนและหลงผาตด จะไดรบนาเกลอผสมสารละลายนาตาลกลโคส 0.6-0.9% เขาทางเสนเลอด - นาตาลกลโคสและฟรกโทส เมอนามาหมกกบยสตจะเกดการยอยสลายเปลยนเปนเอทลแอล-กอออลหรอเอทานอล


3.3.2 ไดแซกคาไรด (นาตาลโมเลกลค) • เกดจาก นาตาลโมเลกลเดยว 2 โมเลกล มาเชอมตอกนดวยพนธะเคม พบมากทสด มสตรโมเลกลเปน C12H22O11 - กลโคส + กลโคส = นาตาลมอลโทส พบในขาว เมลดพช ใชในการทาเบยร อาหารทารก - กลโคส + ฟรกโทส = นาตาลซโครส หรอนาตาลทราย พบมากในออย - กลโคส + กาแลกโทส = นาตาลแลกโทส พบมากในนานม หมายเหต : แซกคารนหรอขณฑสกร เปนสารใหความหวาน 300 เทาของนาตาลทราย แตทาใหเกดมะเรงในสตวทดลอง 3.3.3 พอลแซกคาไรด (นาตาลโมเลกลใหญ) เปนคารโบไฮเดรต ทประกอบดวย นาตาลกลโคสจานวนมากมาเชอมตอกนดวยพนธะเคม มลกษณะเปนของแขงสขาว ไมละลายนา ไมมรสหวาน แบงเปน 3 ชนด • แปง เกดจากกลโคสหลายพนโมเลกลมาตอเชอมกน โดยมโครงสรางแบบสายยาว พบมากในพช ประเภทเมลดและหว (ขาวเจา 75% ขาวโพด 50%) - ละลายนาไดเลกนอย - รางกายยอยสลายไดดวยเอนไซมทมในนาลาย (อะไมเลส) และนายอยในกระเพาะอาหาร - เมอแปงถกความรอนจะสลายเปนเดกซตรน มรสหวานเลกนอย เหนยวแบบกาว • เซลลโลส เกดจากกลโคสประมาณ 50,000 โมเลกล มาเชอมตอกนแบบสายยาว แตละสายเรยงขนานกนและมแรงยดเหนยวระหวางสาย ทาใหมลกษณะเปนเสนใย เปนคารโบไฮเดรตทพบมากทสดในธรรมชาตและเปนองคประกอบทสาคญของผนงเซลลในพช พบในตนไมหรอลาตนพช - ไมละลายนา - รางกายคนไมสามารถยอยสลายได แตวว ควาย มา และสตวกบ ในลาไสจะมแบคทเรยและในกระเพาะอาหารมเอนไซมเซลลเลสทสามารถยอยสลายเซลลโลสใหเปนกลโคสได - ชวยกระตนใหลาไสใหญเคลอนไหว บางชนดดดซบนาไดด จงทาใหอจจาระออนนม จงขบถายไดงาย ทองไมผก ลดการเกดโรครดสดวงทวาร ผนงลาไสโปงพอง มะเรงลาไสใหญ - ชวยดดซบกลโคสและคอเลสเทอรอล ไมใหถกดดซมเขาสผนงลาไส • ไกลโคเจน เกดจากกลโคสจานวนเปนแสนถงลานโมเลกลมาตอกน มโครงสรางแบบกงกานสาขา เปนคารโบไฮเดรตทมขนาดใหญทสด โดยสะสมอยในเซลลของสตว พบมากในตบและกลามเนอ เมอแปงยอยสลายจนไดกลโคส และจะถกดดซมทลาไสเลก เพอไปใชสลายเปนพลงงานใหเพยงพอกบความตองการ อกสวนหนงจะถกลาเลยงไปเกบไวทตบ เพอนาไปใชในการรกษาระดบกลโคสในเลอดและสงไปเลยงสมอง สวนทเหลอจะถกเกบสะสมไวในรปของไกลโคเจน ไวทตบและกลามเนอ เมอรางกายขาดแคลนพลงงาน ไกลโคเจนทสะสมไวจะถกนามาสลายเปนกลโคส โดยทาปฏกรยากบแกสออกซเจนทหายใจเขาไป ทาใหไดพลงงานออกมา เรยกวา ปฏกรยาการหายใจระดบเซลล


ฮอรโมนอนซลน ทาหนาทปรบกลโคสในเลอดใหอยในระดบปกต คอ ถามกลโคสในเลอดมาก อนซลนจะกระตนใหกลโคสเปลยนเปนไกลโคเจน เกบสะสมไวทตบและกลามเนอ ดงนน ถารางกายขาดฮอรโมนอนซลน กจะไมเกดการสรางไกลโคเจน ทาใหระดบกลโคสในเลอดมปรมาณเพมขน สวนทเกนจะถกขบออกมาทางปสสาวะ ซงกคอ อาการของโรคเบาหวาน กรณทผปวยเปนโรคเบาหวานรนแรง แพทยจะใชการฉดฮอรโมนอนซลนเขาทใตผวหนง เพอกระตนใหรางกายไดนากลโคสสวนเกนไปใช หมายเหต - ไคตน เปนพอลแซกคาไรด ทพบในเปลอกของแมลง หอย กง ป เปนสารทพบเปนอนดบสองรองจากเซลลโลส นามาใชประโยชนในการผลตผลตภณฑยาและเครองสาอางได - แอสปารแทมหรอนาตาลเทยม เปนสารใหความหวาน 160 เทาของนาตาลทราย สาหรบผตองการลดความอวนและผตองการควบคมนาตาล เมอรางกายตองการพลงงาน จะเกดการสลายคารโบไฮเดรตเปนพลงงานในอนดบแรก หากพลงงานยงไมเพยงพอ รางกายจะสลายไขมน และโปรตน ตามลาดบ ดงนน ถาตองการลดความอวน จงควรงดอาหารประเภทคารโบไฮเดรต เชน แปงและนาตาล เพอใหรายกายสลายไขมน การทดสอบสารชวโมเลกล • โปรตน สามารถทาปฏกรยากบสารละลายคอปเปอร (II) ซลเฟต ในสภาพทเปนเบส (โซเดยมไฮดรอกไซด) จะใหสารทมสมวงหรอชมพ • นาตาลโมเลกลเดยว สามารถทาปฏกรยากบสารละลายเบเนดกต (สฟา) จะไดตะกอนสแดงอฐ • แปง สามารถทาปฏกรยากบสารละลายไอโอดน (สนาตาล) จะไดสารทมสนาเงน • แปง เตมกรดไฮโดรคลอรก สามารถทาปฏกรยากบสารละลายเบเนดกต จะไดตะกอนสแดงอฐ 3.4 กรดนวคลอก เปนสารชวโมเลกลทโมเลกลขนาดใหญมาก แบงเปน 2 ชนด คอ - กรดดออกซไรโบนวคลอก (Deoxyribonucleic acid : DNA) พบในนวเคลยสของเซลล ทาหนาท เปนสารพนธกรรม - กรดไรโบนวคลอก (Ribonucleic acid : RNA) พบในนวเคลยสและไซโทพลาซมของเซลล ทาหนาทในการสงเคราะหโปรตนภายในเซลล DNA และ RNA ประกอบดวยหนวยยอย เรยกวา นวคลโอไทด แบงเปน 3 สวน คอ 1. โมเลกลนาตาลไรโบส 2. ไนโตรเจน - เบส 3. หมฟอสเฟต


DNA ประกอบดวย นวคลโอไทด ตงแตแสนถงหลายลานหนวย มาเชอมตอกนดวยพนธะเคม เกดเปนสายยาว 2 สายพนกนเปนเกลยว โดยเกาะกนดวยคของไนโตรเจนเบสทเฉพาะเจาะจง คอ - อะดนน (A) กบไทมน (T) - กวานน (G) กบไซโตซน (C) RNA ประกอบดวย นวคลโอไทดมาเชอมตอกนเพยง 1 สาย โดยมไนโตรเจนเบส คอ อะดนน (A) กวานน (G) ไซโตซน (C) และยราซล (U)


แบบฝกหด พจารณาตารางตอไปน แลวตอบคาถามขอ 1-2

กรดไขมน สตรโครงสรางอยางงาย จดหลอมเหลว (°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. ขอใดไมใชขอสรปทไดจากตารางขอมลน 1) กรดไขมน A และ B เปนของแขงทอณหภมหอง 2) ในนามนสตวมกรดไขมน A และ B มากกวากรดไขมน C และ D 3) กรดไขมน C และ D เกดกลนเหมนหนยาก 4) กรดไขมนทมจานวนพนธะคมากกวาจะมจดหลอมเหลวนอยกวา หากมจานวนคารบอนเทากน 2. กรดไขมนใดเปนกรดไขมนจาเปน ซงรางกายสงเคราะหไมได 1) A 2) B 3) C 4) D 3. ขอใดผดเกยวกบอนซลน 1) เปนโปรตน 2) เปนฮอรโมน 3) ใชฉดใหผปวยโรคเบาหวานบางชนด 4) กระตนใหไกลโคเจนเปลยนเปนกลโคส 4. เซลลโลสและแปงเหมอนกนอยางไร 1) เปนแหลงพลงงานใหรางกาย 2) ชวยกระตนใหลาไสใหญเคลอนไหว 3) ชนดของมอนอแซกคาไรดทเปนองคประกอบ 4) พนธะเคมระหวางมอนอแซกคาไรดทเปนองคประกอบ 5. สารในขอใดใหสมวงหรอชมพทงหมด เมอนามาทาปฏกรยากบสารละลายคอปเปอร (II) ซลเฟตในสภาพ

ทเปนเบส 1) ขาวสวย กลโคส มนฝรง 2) นามนพช ไขดาว ขนมปง 3) ไขดาว กรดอะมโน นมถวเหลอง 4) ขนมปง นมถวเหลอง ปลา 6. กรดไขมนชนดใดตองใชไอโอดนมากทสดในการทาปฏกรยา 1) กรดโอเลอก 2) กรดลอรก 3) กรดไลโนเลนก 4) กรดไลโนเลอก 7. คอเลสเทอรอลเปนสารเบองตนของสารชวโมเลกลใด 1) ไคทน 2) เคอราทน 3) เอสโทรเจน 4) อมมโนโกลบลน


8. ธญพชใดมคณคาทางชววทยาของโปรตนสงสด 1) ถวลสง 2) ขาวเจา 3) ขาวสาล 4) ขาวโพด 9. อะไมเลสเปนเอนไซมหลกทใชในอตสาหกรรมประเภทใด 1) เครองสาอาง 2) เบยร 3) ไอศกรม 4) สงทอ 10. ไนโตรเจนเบสชนดใดพบในกรดไรโบนวคลอกเทานน 1) ไทมน 2) ยราซล 3) กวานน 4) ไซโตซน 11. สวนใดพบอยดานในสดของเกลยวดเอนเอ 1) หมฟอสเฟต 2) หมคารบอกซเลต 3) ไนโตรเจนเบส 4) นาตาลเพนโตส 12. สารใดมชนดของนาตาลทเปนองคประกอบหลากหลายมากทสด 1) เซลลโลส 2) ซโครส 3) มอลโทส 4) ไกลโคเจน 13. เมอรางกายตองการพลงงานจะสลายสารชวโมเลกลชนดใดเปนอนดบแรก 1) คารโบไฮเดรต 2) ไขมน 3) โปรตน 4) กรดนวคลอก

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) กรดไขมน C และ D เกดกลนเหมนหนยาก กรดไขมน C และ D มพนธะค แสดงวา เปนกรดไขมนชนดไมอมตว จะสามารถทาปฎกรยากบ

แกสออกซเจนไดงาย ทาใหเกดกลนเหมนหนไดงาย 2. เฉลย 4) D กรดไขมนจาเปน คอ กรดไขมนทมพนธะคตงแต 2 พนธะขนไป ซงรางกายจะสรางเองไมได

ถารางกายขาดจะทาใหผวแหง แตก แผลหายยาก เชน กรดไลโนเลอกและกรดไลโนเลนก 3. เฉลย 4) กระตนใหไกลโคเจนเปลยนเปนกลโคส อนซลน เปนฮอรโมนทชวยกระตนใหนาตาลกลโคสในเลอดเปลยนเปนไกลโคเจน ทาใหระดบ

นาตาลในเลอดลดลง ดงนนถาขาดฮอรโมนอนซลน จะทาใหเปนโรคเบาหวาน ฮอรโมนทกชนด เปนสารประเภทโปรตน 4. เฉลย 3) ชนดของมอนอแซกคาไรดทเปนองคประกอบ แปงและเซลลโลส เกดจากกลโคสจานวนมากมารวมกน โดยแปง เปนแหลงพลงงานใหรางกาย

สวนเซลลโลสรางกายคนยอยสลายไมได แตจะชวยกระตนใหลาไสใหญเคลอนไหว มประโยชนตอระบบขบถาย


5. เฉลย 3) ไขดาว กรดอะมโน นมถวเหลอง สารทใหสมวงหรอชมพทงหมด เมอนามาทาปฏกรยากบสารละลายคอปเปอร (II) ซลเฟต

ในสภาพทเปนเบส คอ โปรตน 6. เฉลย 3) กรดไลโนเลนก กรดไขมนทสามารถทาปฏกรยากบไอโอดนไดมากทสด ตองเปนกรดไขมนชนดไมอมตว ซง

กรดไลโนเลนก เปนกรดไขมนไมอมตวทสด เนองจากมพนธะคมากทสดและจดหลอมเหลวตาทสด 7. เฉลย 3) เอสโทรเจน คอเลสเทอรอลหรอไขมนในเลอด เปนสารเบองตนในการผลตฮอรโมนเพศ ซงเอสโทรเจน

เปนฮอรโมนเพศหญง 8. เฉลย 1) ถวลสง คณคาทางชววทยา คอ คณภาพของอาหารประเภทโปรตนทใชในการสรางเนอเยอ โปรตนจากถว

เปนโปรตนเกษตรทมคณภาพทสด 9. เฉลย 2) เบยร อะไมเลส เปนเอนไซมยอยแปงใหเปนนาตาล เพอใชในการหมกใหเปนเอทลแอลกอฮอลใชใน

อตสาหกรรมผลตเบยร 10. เฉลย 2) ยราซล ไนโตรเจนเบส ทพบในกรดไรโบนวคลอกหรอ RNA ทแตกตางจากจาก DNA คอ ยราซล

เพราะใน DNA จะเปนชนดไทมน 11. เฉลย 3) ไนโตรเจนเบส DNA ประกอบดวย พอลนวคลโอไทด 2 สายพนเปนเกลยววนขวา โดยดานในสดจะเกาะกนดวย

คไนโตรเจนเบสทเหมาะสม 12. เฉลย 2) ซโครส ซโครส ประกอบดวย นาตาล 2 ชนด คอ กลโคสและฟรกโทส สวนเซลลโลส มอลโทส และ

ไกลโคเจน จะเกดจากนาตาลกลโคสเทานน 13. เฉลย 1) คารโบไฮเดรต คารโบไฮเดรต เปนแหลงพลงงานหลกของสงมชวต ซงรางกายจะสลายนามาใชเปนอนดบแรก

เชน คน จะไดพลงงานหลกมาจากการรบประทานขาว (แปง)


บทท 4 ป โตรเล ยม 4.1 การเกดและแหลงปโตรเลยม ปโตรเลยม จดเปนเชอเพลงฟอสซลหรอเชอเพลงซากดกดาบรรพ ซากพช ซากสตวทตายทบถมอย ใตทรายและโคลนตมเปนเวลานาน จนในทสดถกยอยสลายเกดเปนธาตคารบอนและไฮโดรเจน เมอถกกดทบอยใตเปลอกโลกทมความดนและอณหภมสงเปนเวลานาน จะรวมตวกนเปนสารประกอบไฮโดรคารบอนหลายชนดปะปนกน - มสถานะเปนของเหลว คอ นามนดบหรอนามนปโตรเลยม - มสถานะเปนแกส คอ แกสธรรมชาต ปโตรเลยมถกกกเกบภายใตพนโลกในชนหนทรายทอยระหวางชนหนดนดานทโกงตวขนเปนรปกระทะควา ทระดบความลกประมาณ 1-3 กโลเมตรจากผวโลก เนองจาก

หนทราย เปนหนทมรพรนจงยอมใหนาและปโตรเลยมซมผานไดงาย ปโตรเลยมจงสามารถแทรกอยในชองวางระหวางเมดทราย หนดนดาน เปนหนทบ จงเปนตวกกเกบและปองกนการระเหยของปโตรเลยม การสารวจปโตรเลยมเบองตน คอ - การสารวจทางธรณวทยา ดวยการทาแผนทภาพถายทางอากาศ - การสารวจธรณพนผว โดยการเกบตวอยางหน ศกษาลกษณะของหน วเคราะหซากพชซากสตวทอยในหน เพอชวยคาดคะเนโอกาสพบโครงสรางและชนดของหนทเอออานวยตอการกกเกบปโตรเลยม โดยใชเครองมอตรวจสอบทางธรณวทยา เชน เครองมอวดความเรวของคลนไหวสะเทอน


- การสารวจดวยการวดคาความโนมถวงของโลก เพอทราบชนดของชนหนใตผวโลก จะชวยกาหนดขอบเขตและโครงสรางของแองใตผวดน - การสารวจดวยการวดคลนไหวสะเทอน จะชวยบอกใหทราบตาแหนง รปราง ลกษณะและโครงสรางของชนหนใตดน - การเจาะสารวจ เพอนามาใชในการตดสนถงความเปนไปไดในเชงเศรษฐกจ ประเทศไทยพบแหลงนามนดบครงแรกท อาเภอฝาง จงหวดเชยงใหม (พ.ศ. 2464) ตอมาพบทอาเภอลานกระบอ จงหวดกาแพงเพชร เรยกวา แหลงสรกต ซงสามารถกลนนามนไดประมาณ 20,000 บาเรลตอวน (1 บารเรล มคาเทากบ 158.987 ลตร)

แผนทการคนพบปโตรเลยมในประเทศไทย


4.2 การกลนนามนดบและผลตภณฑ นามนดบสวนมากมสดาหรอสนาตาล มสมบตแตกตางกนตามแหลงทพบ ประกอบดวยคารบอนรอยละ 85-90, ไฮโดรเจนรอยละ 10-15, กามะถนรอยละ 0.001-7 และออกซเจนรอยละ 0.001-5 นอกนนเปนไนโตรเจนและโลหะอนๆ การกลนนามนปโตรเลยม เรยกวา การกลนลาดบสวน มหลกการ คอ • ใหความรอนแกนามนดบ จนมอณหภมสงประมาณ 350-400°C • ฉดนามนดบเขาทางดานลางของหอกลน ซงจะมอณหภมสงสด และจะมอณหภมลดลงเรอยๆ ตามความสงของหอกลน • สารประกอบไฮโดรคารบอนตางๆ จะระเหยลอยขนดานบนและควบแนนเปนของเหลวในแตละชวงของหอกลน ไดผลตภณฑตางๆ ทมชวงจดเดอดลดหลนลงมา ตามลาดบ ดงน - ดานบนสดของหอกลน จะไดสารทมสถานะเปนแกสออกมา ซงจะมจดเดอดตาและมปรมาณคารบอนนอย เรยงตามลาดบ คอ แกสมเทน (CH4) แกสอเทน (C2H6) แกสโพรเพน (C3H8) แกสบวเทน (C4H10) - ตรงกลางของหอกลน จะไดสารทมสถานะเปนของเหลว เรยงตามลาดบ คอ นามนเบนซน นามนกาด นามนดเซล นามนหลอลน นามนเตา - ดานลางของหอกลน จะไดสารทมสถานะเปนของแขง ซงมจดเดอดสง และมปรมาณคารบอนมาก เรยงตามลาดบ คอ ไข ยางมะตอย

ผลตภณฑทไดจากการกลนปโตรเลยม สมบต และการใชประโยชน

ผลตภณฑทได จดเดอด (°C) สถานะ

จานวน C การใชประโยชน

แกสปโตรเลยม < 30 แกส 1-4 ทาสารเคม เชอเพลงแกสหงตม

แนฟทาเบา 30-110 ของเหลว 5-7 ตวทาละลาย

แนฟทาหนก 65-170 ของเหลว 6-12 นามนเบนซน

นามนกาด 170-250 ของเหลว 10-14 นามนกาด เชอเพลงเครองยนตไอพน

นามนดเซล 250-340 ของเหลว 14-19 เครองยนตดเซล

นามนหลอลน > 350 เหลวขน 19-35 นามนหลอลน

นามนเตา > 400 เหลวหนด 35-40 เชอเพลงเครองจกร

ไข > 400 กงแขงกงเหลว 40-50 ใชทาเทยนไข เครองสาอาง จารบ

ยางมะตอย > 400 กงแขงกงเหลวจนถงแขง > 50 ยางมะตอย


4.3 การแยกแกสธรรมชาตและผลตภณฑ ประเทศไทยพบในบรเวณอาวไทย ในป พ.ศ. 2516 และมปรมาณมากพอในเชงพาณชย นอกจากนยงพบท อาเภอนาพอง จงหวดขอนแกน ในป พ.ศ. 2524 สวนใหญประกอบดวย สารไฮโดรคารบอนทมคารบอน 1 อะตอม เรยกวา แกสมเทน ซงพบประมาณรอยละ 80-95 นอกนนเปนสารไฮโดรคารบอนทมคารบอน 2-5 อะตอม การนามาใชประโยชนตองขดเจาะขนมา ซงมทงของเหลวและแกสผสมกน จงตองแยกออกจากกน แลวสงแกสไปกาจดสารเจอปน เชน ไอปรอท CO2 และนา จากนนผานแกสเขาสหอกลนเพอแยกเปนแกสชนดตางๆ 4.4 สารประกอบไฮโดรคารบอน คอ สารทประกอบดวยธาต C และ H เทานน • เปนสารทไมละลายนา • เกดปฏกรยาการเผาไหมไดด แบงเปน - สารไฮโดรคารบอนอมตว คอ มพนธะระหวางคารบอนเปนพนธะเดยวทงหมด มสตรเปน CnH2n+2 (เมอ n คอ จานวนอะตอมคารบอน) - สารไฮโดรคารบอนไมอมตว คอ มพนธะระหวางคารบอนเปนพนธะค (CnH2n) หรอพนธะสาม (CnH2n-2) สารประกอบไฮโดรคารบอนทไดจากการกลนปโตรเลยมและแกสธรรมชาตสวนใหญเปนประเภทอมตว หมายเหต : ปฏกรยาเผาไหม หมายถง ปฏกรยาระหวางสารไฮโดรคารบอนกบแกสออกซเจน แบงเปน - การเผาไหมสมบรณ คอ การเผาไหมทเกดเมอมแกสออกซเจนเพยงพอ จะไดแกสคารบอนไดออกไซด และนาออกมา โดยไมมเถาถาน แกสพษ หรอฝนละอองเกดขน มสตรทวไป คอ

CXHY + (X + Y/4)O2 → XCO2 + Y/2(H2O) + พลงงาน เชน แกสมเทน จะเกดการเผาไหมทสมบรณจงจดเปนพลงงานสะอาด เพราะไมทาใหเกดมลภาวะตอสงแวดลอม - การเผาไหมไมสมบรณ คอ การเผาไหมทเกดขนเมอมแกสออกซเจนนอย ทาใหเกดแกสคารบอนมอนอกไซดเพมขนมา ซงเปนอนตรายตอระบบหายใจ ถาไดรบมากเกนไปอาจเสยชวต เพราะแกสคารบอนมอนอกไซดจะไปจบกบฮโมโกลบนในเมดเลอด-แดงทาใหเลอดลาเลยงออกซเจนไปสเซลลไดนอยลง และรบแกสคารบอนไดออกไซดจากเซลลมายงปอดไดนอยลง ในกรณไฟไหม จะมแกสคารบอนไดออกไซด เขมาและแกสพษเกดขน เมอเราหายใจเขาไปจะสงผลใหรางกายขาดออกซเจน จงควรปองกนโดยการใชผาชบนาเปยกปดจมกและปาก และทาตวใหตา แลวออกจากบรเวณนนโดยเรว


4.5 เชอเพลงในชวตประจาวน - แกสมเทน เปนเชอเพลงสาหรบผลตกระแสไฟฟาใชในรถยนต เรยกวา แกสธรรมชาตสาหรบยานยนต : NGV ( Natural Gas for Vehicles) หรอแกสธรรมชาตอด : CNG (Compressd Natural Gas) เพอลดมลพษจากไอเสย - แกสหงตม ประกอบดวย แกสโพรเพน (C3H8) และแกสบวเทน (C4H10) ทถกอดดวยความดนสง จนทาใหมสถานะเปนของเหลว หรอเรยกวา LPG (Liquified Petroleum Gas) - นามนเบนซน เปนของผสมระหวางไอโซออกเทน (C8H18) และเฮปเทน (C7H16) เปนเชอเพลง ทเหมาะกบเครองยนตแกสโซลน เพราะมสวนผสมของไอโซออกเทนสง เลขออกเทน (Octane Number) เปนตวเลขบอกคณภาพของนามนเบนซน โดยกาหนดให : ไอโซออกเทนบรสทธ มประสทธภาพการเผาไหมด ทาใหเครองยนตเดนเรยบ เปนเลขออกเทน 100 : นอรมอลเฮปเทนบรสทธ มประสทธภาพการเผาไหมไมด ทาใหเครองยนตเกดการกระตก เปนเลขออกเทน 0 ตวอยางเชน นามนเบนซนทมเลขออกเทน 95 หมายถง นามนเบนซนทมประสทธภาพการเผาไหมเหมอนกบของผสมทมอตราสวนของไอโซออกเทน 95 สวน และเฮปเทน 5 สวน แตนามนทกลนไดมเลขออกเทนตากวา 75 จงตองมการเตมสารเพอเพมเลขออกเทน เชน • สารเตตระเมทลเลดหรอเตตระเอทลเลด แตเมอเผาไหมจะมไอตะกวออกมา จงมการหามใชสารนในปจจบน • เมทลเทอรเชยรบวทลอเทอร (MTBE) ปจจบนใชสารน เรยกวา นามนไรสารตะกว - นามนดเซลหมนเรว เปนเชอเพลงสาหรบเครองยนตดเซล บอกคณภาพโดยใชเลขซเทน โดยเปรยบเทยบกบ : ซเทนบรสทธ มประสทธภาพการเผาไหมด เปนเลขซเทน 100 : แอลฟาเมทลแนฟทาลนบรสทธ มประสทธภาพการเผาไหมไมด เปนเลขซเทน 0 - เชอเพลงฟอสซล ไดแก ปโตรเลยม แกสธรรมชาต และถานหน ปจจบนมปรมาณลดลง โดยมการประเมนวา ปโตรเลยมจะมใชไดอก 50 ป สวนถานหนจะมใชไดอก 80-90 ป แตเชอเพลงฟอสซลกอใหเกดมลภาวะทางอากาศมาก - พลงงานทดแทน มสงทตองคานงถง 2 ประการ คอ • ควรเปนพลงงานสะอาด ไมทาลายสงแวดลอม หรอมผลนอยมาก • เปนพลงงานทใชไดอยางยงยน หรอสามารถนากลบมาใชใหมได เชน พลงงานแสงอาทตย โดยพลงงานความรอนเพยง 1% ทสองบนประเทศไทย สามารถนามาแปลงเปนพลงงานไฟฟา ไดเทยบเทากบการใชนามนดบ 5-7 ลานตนตอป การผลตเอทานอลจากผลผลตทางการเกษตร เพอนามาผสมกบนามนเบนซน ในอตราสวน 1 : 9 เรยกวา แกสโซฮอล จะมประสทธภาพใกลเคยงกบนามนเบนซน 95


แบบฝกหด 1. ขอใดถกเกยวการกลนนามนปโตรเลยม 1) สารทมจานวนคารบอนนอยๆ จะออกมาดานลางของหอกลน 2) โรงกลนนามนสวนใหญในประเทศไทย มกอยใกลแหลงนามนดบ 3) ใชแยกสารไฮโดรคารบอนตงแต 1 ไปจนถงมากกวา 50 อะตอม 4) เปนการใหความรอนแกนามนดบ 150-200°C แลวจงฉดเขาหอกลนทมอณหภมลดหลนกน 2. กระทรวงพลงงานสงเสรมการใชแกสธรรมชาตสาหรบรถยนต (เอนจว) แทนนามนเบนซนโดยเฉพาะกบ

รถแทกซ แกสธรรมชาตทใชเปนเชอเพลงในรถยนตคอแกสอะไร 1) โพรเพน 2) บวเทน 3) มเทน 4) อเทน 3. ขอใดผดเกยวกบแกสหงตม 1) ไดจากการกลนปโตรเลยม 2) ไดจากการแยกแกสธรรมชาต 3) ขายในรปของเหลวบรรจถงเหลก 4) เปนของผสมระหวางโพรเพนและมเทน 4. ขอใดไมถกตองเกยวกบปฏกรยาการเผาไหมทสมบรณ 1) ใหแกสคารบอนมอนอกไซดและนา 2) ไมมเถาหรอฝนละอองเกดขน 3) ตองมปรมาณแกสออกซเจนทเพยงพอ 4) เปนปฏกรยาระหวางสารไฮโดรคารบอนกบออกซเจน 5. ขอใดผด 1) การผลตไบโอดเซลใชปฏกรยาการเตรยมเอสเทอร 2) แกสโซฮอลเปนนามนเชอเพลงทมสวนผสมของเอทานอล 3) เมลดสบดาเปนสวนของพชทนามาเตรยมเปนแกสโซฮอลได 4) ไบโอดเซลเปนนามนเชอเพลงทไดจากนามนพชหรอไขมนสตว 6. ขอใดกลาวถงเลขออกเทนไมถกตอง 1) เปนตวเลขแสดงคณภาพของนามนดเซลและเบนซน 2) นามนไรสารตะกวมการเตมเมทลเทอรเชยรบวทลอเทอร เพอเพมเลขออกเทน 3) สารเตตระเมทลเลดชวยเพมเลขออกเทน แตการเผาไหมจะใหไอของตะกว 4) นามนทมเลขออกเทน 95 มประสทธภาพการเผาไหมเหมอนกบของผสมทมไอโซออกเทน 95% และ

นอรมอลเฮปเทน 5%


7. จากปฏกรยา C6H12O6 2C2H5OH + 2CO2 ขอใดผด 1) เปนปฏกรยาการหมก 2) สวนใหญใชแบคทเรยเปนตวเรงปฏกรยา 3) ไดผลผลตเปนขาวหมก ไวท หรอสราแช 4) ผลผลตใชเปนสวนผสมในการเตรยมแกสโซฮอล 8. นามนชนดใดมจดเดอดตาทสด 1) นามนกาด 2) นามนเบนซน 3) นามนดเซล 4) นามนหลอลน 9. สารใดเปนตวประกอบของแกสหงตม 1) มเทน 2) อเทน 3) เพนเทน 4) บวเทน 10. นามนเบนซนทมเลขออกเทนเปน 75 มประสทธภาพการเผาไหมเหมอนของผสมของไอโซออกเทน 75 สวน

กบสารใดอก 25 สวน 1) เอทานอล 2) เฮปเทน 3) ซเทน 4) เมทลเทอรเชยรบวทลอเทอร 11. องคประกอบหลกของแกสธรรมชาตคอแกสอะไร 1) มเทน 2) อเทน 3) โพรเพน 4) บวเทน


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) ใชแยกสารไฮโดรคารบอนตงแต 1 ไปจนถงมากกวา 50 อะตอม การกลนนามนปโตรเลยม เรยกวา การกลนลาดบสวน โดยเปนการใหความรอนแกนามนดบ

350-400°C แลวจงฉดเขาหอกลนทมอณหภมลดหลนกน สารทมจานวนคารบอนนอยๆ จะออกมาดานบนของหอกลน

โรงกลนนามนสวนใหญในประเทศไทย มกอยใกลแหลงแกส เนองจากประเทศไทยมแหลงแกสทใหปรมาณแกสมากกวาปรมาณนามนจากแหลงนามน เชน โรงกลนมาบตาพด จ.ระยอง โรงกลนขนอม จ.นครศรธรรมราช ซงอยใกลแหลงแกสบงกช กลางอาวไทย

2. เฉลย 3) มเทน แกสมเทน (CH4) ใชเปนแกสธรรมชาตสาหรบรถยนต (เอนจว) แทนนามนเบนซน 3. เฉลย 4) เปนของผสมระหวางโพรเพนและมเทน แกสหงตม เปนของผสมระหวางโพรเพนและบวเทน 4. เฉลย 1) ใหแกสคารบอนมอนอกไซดและนา ปฏกรยาการเผาไหมทสมบรณ เปนปฏกรยาระหวางสารไฮโดรคารบอนกบออกซเจน โดยม

ปรมาณแกสออกซเจนทเพยงพอ ใหแกสคารบอนไดออกไซดและนา โดยไมมเถาหรอฝนละอองเกดขน 5. เฉลย 3) เมลดสบดาเปนสวนของพชทนามาเตรยมเปนแกสโซฮอลได ผด เพราะเมลดสบดาเปนสวนของพชทนามาเตรยมเปนไบโอดเซล 6. เฉลย 1) เปนตวเลขแสดงคณภาพของนามนดเซลและเบนซน เลขออกเทน เปนตวเลขแสดงคณภาพของนามนเบนซน เลขซเทน เปนตวเลขแสดงคณภาพของนามนดเซล 7. เฉลย 2) สวนใหญใชแบคทเรยเปนเปนตวเรงปฏกรยา จากสมการ เปนปฏกรยาการหมกนาตาลดวยยสต ไดเอทานอล 8. เฉลย 2) นามนเบนซน นามนทมจดเดอดตา จะกลนตวออกมากอน เรยงตามลาดบ ดงน นามนเบนซน นามนกาด

นามนดเซล นามนหลอลน นามนเตา 9. เฉลย 4) บวเทน แกสหงตม หรอ LPG เกดจากการผสมระหวางแกสโพรเพนกบแกสบวเทน 10. เฉลย 2) เฮปเทน นามนเบนซน เปนของผสมระหวางไอโซออกเทนกบเฮปเทน 11. เฉลย 1) มเทน แกสธรรมชาตจะมองคประกอบหลก คอ แกสมเทน รอยละ 80-95


บทท 5 พอล เมอร คอ สารประกอบทมโมเลกลขนาดใหญ ทประกอบดวยหนวยยอยซาๆ กน จานวนตงแตหลายพนจนถงหลายลานหนวยเชอมตอกนดวยพนธะเคม ซงเรยกวา มอนอเมอร : ถามอนอเมอรเปนสารชนดเดยวกน เรยกวา โฮโมพอลเมอร เชน แปง เซลลโลส ยางพารา : ถามอนอเมอรเปนสารตางชนดกน เรยกวา โค-พอลเมอร หรอพอลเมอรรวม เชน โปรตน 5.1 พอลเมอรธรรมชาต และพอลเมอรสงเคราะห - พอลเมอรธรรมชาต คอ พอลเมอรทเกดขนเองตามธรรมชาต เชน แปง เซลลโลส โปรตน กรดนวคลอก ยางพารา - พอลเมอรสงเคราะห คอ การนามอนอเมอรมาทาปฏกรยาเคม ภายใตสภาวะทเหมาะสม จนเกดเปนสารทมขนาดใหญ เชน เสนใยสงเคราะห ยางสงเคราะห พลาสตก 5.2 การเกดพอลเมอร กระบวนการเกดพอลเมอร เรยกวา ปฏกรยาพอลเมอไรเซชน (Polymerization) แบงเปน - พอลเมอไรเซชนแบบควบแนน เกดจาก มอนอเมอรรวมตวกนทางเคมในสภาวะทเหมาะสม แลวไดพอลเมอรและสารโมเลกลเลก เชน นาหรอสารอนเกดขนดวย เชน การเกดแปง เกดจากกลโคสจานวนมากมารวมตวกนทางเคม กลโคส + กลโคส + กลโคส + ............................. → แปง + นา นอกจากน ยงมพอลเมอรอนๆ อก เชน เซลลโลส โปรตน ไนลอน - พอลเมอไรเซชนแบบเตม เกดจาก มอนอเมอรรวมตวกนทางเคมในสภาวะทเหมาะสม แลวไดพอลเมอรเพยงอยางเดยว โดยไมมสารอนเกดขนดวย เชน การเกดพอลเอทลน เกดจาก เอทลนจานวนมากมารวมตวกนทางเคม เอทลน + เอทลน + เอทลน + ............................. → พอลเอทลน สารมอนอเมอรสวนใหญเปนไฮโดรคารบอนไมอมตว ซงเปนผลพลอยไดจากการกลนปโตรเลยมและการแยกแกสธรรมชาต เชน - เอทลน เปนมอนอเมอรทมขนาดเลกทสดไดมาจากการแยกแกสธรรมชาต ซงเมอรวมตวกน แบบเตมไดเปนพอลเอทลน เปนพอลเมอรทเปนของแขงสขาว มความเหนยวและไมทาปฏกรยากบสารเคม นามาหลอมแลวขนรปได เชน ถง ขวดใสนา สายยาง ฟลม ของเลน ถาดทานาแขง แผนฟลมหอของ - เมอนาเอทลนมาทาปฏกรยากบฟลออรน จะไดเตตระฟลออโรเอทลน ซงรวมตวกนแบบเตมเกดเปนพอลเมอร คอ พอลเตตระฟลออโรเอทลน หรอเรยกวา เทฟลอน ใชเคลอบภาชนะหงตม ชวยปองกนไมใหอาหารตดภาชนะ - เมอนาเอทลนมาทาปฏกรยากบคลอรน จะไดไวนลคลอไรด ซงรวมตวกนแบบเตมเกดเปนพอลเมอร คอ พอลไวนลคลอไรด (Polyvinyl Chloride) หรอเรยกวา PVC มความทนทานตอกรด-เบส และสารเคมตางๆ ไดด แตเปราะงายเมอถกความรอน ใชทาทอนา ฉนวนหมสายไฟ กระดาษตดผนง และภาชนะบรรจสารเคม


5.3 โครงสรางพอลเมอร แบงไดเปน 3 แบบ 5.3.1 โครงสรางแบบเสน เกดจาก มอนอเมอรเชอมตอกนเปนโซยาว โดยจะเรยงชดกนมากทสด จงมความหนาแนน จดหลอมเหลวสง มลกษณะแขงและขนเหนยวกวาโครงสรางอนๆ เชน พอลไวนลคลอไรด พอลสไตรน พอลเอทลน ชนดความหนาแนนสง 5.3.2 โครงสรางแบบกง เปนโครงสรางทมโซกงแยกจากโซยาว ทาใหไมสามารถจดเรยงชดได จงมความหนาแนน จดหลอมเหลวตากวาโครงสรางแบบเสน มลกษณะยดหยน ความเหนยวตา โครงสรางเปลยนรปไดงายเมออณหภมเพมขน เชน พอลเอทลน ชนดความหนาแนนตา 5.3.3 โครงสรางแบบรางแห เปนโครงสรางทประกอบดวยโซหลกหรอโซกง เชอมโยงกนมลกษณะ คลายตาขาย มลกษณะยดหยน ออนตว แตถามจานวนพนธะมากจะแขง ไมยดหยน เปราะหกงาย เมอขนรปแลวไมสามารถหลอมหรอเปลยนแปลงรปรางกลบไปมาได เมอรบความรอนสงจะแตกหก เชน เบกาไลต เมลามน หมายเหต : กาว เปนพอลเมอร ทมโครงสรางแบบเสน โดยแบงเปน - กาวทเปนของเหลวสขาว ทามาจาก พอลไวนลแอซเตต - กาวทเปนของเหลวใส ทามาจาก พอลไวนลแอลกอฮอล 5.4 ผลตภณฑจากพอลเมอร 5.4.1 พลาสตก สมบตพเศษ คอ แขงแรงแตนาหนกเบา ทนทานตอนา อากาศและสารเคม เปนฉนวนไฟฟาและความรอนทด นาไปขนรปทรงตางๆ ได โดยแบงเปน 2 ประเภท • เทอรมอพลาสตก (Thermoplastic) คอ พลาสตกทมโครงสรางแบบโซตรงหรอโซกง มสมบตดงน - เมอไดรบความรอนจะออนตว แตถาอณหภมลดลงจะกลบมาแขงตวเชนเดม - ยดหยน และโคงงอได - สามารถเปลยนรปรางกลบไปมาไดหรอนากลบมาใชใหมได - สมบตไมมการเปลยนแปลง เชน พอลเอทลน พอลโพรพลน พอลเตตระฟลออโรเอทลน พอลไวนลคลอไรด • เทอรมอเซต (Thermoset) คอ พลาสตกทมโครงสรางแบบรางแห มสมบตดงน - เมอไดรบความรอนจะไมออนตว แตจะเกดการแตกหก - มความแขงแรงมาก - ไมสามารถเปลยนรปรางไดหรอนากลบมาใชใหมไมได - สมบตมการเปลยนแปลง เชน เบกาไลต ใชทาดามจบกระทะ ดามจบเตารด และปลกไฟฟา, พอลยเรยฟอรมาลดไฮด ใชทาเตาเสยบไฟฟา และแผนฟอรไมกา อพอกซ ใชทากาว หมายเหต : โฟม เปนพลาสตก ทมรพรนเหมอนฟองนา มนาหนกเบา แบงเปน - ชนดเทอรโมพลาสตก เชน โฟมพอลสไตรน ใชทากลองนาแขง ใชกนกระแทก ใชทา หมวกนรภย ถาดอาหาร - ชนดเทอรโมเซต เชน โฟมพอลยรเทน ใชทาฉนวน ใชในรถยนต ใชพนเคลอบหลงคา และผนงเพอกนเสยงรบกวน ใชเคลอบสเฟอรนเจอรไม เนองจากทนตอการขดขด ทนตอสารเคมและอากาศ


ตารางแสดงสมบตบางประการของพลาสตก

สมบตบางประการ ชนด ของพลาสตก

ประเภท ของพลาสตก สภาพการไหมไฟ ขอสงเกตอน

ตวอยาง การนาไปใชประโยชน

พอลเอทลน เทอรมอ พลาสตก

เปลวไฟสนาเงนขอบเหลอง กลนเหมอนพาราฟน เปลวไฟไมดบเอง

เลบขดเปนรอย ไมละลายในสารละลายทวไป ลอยนา

ถง ภาชนะ ฟลมถายภาพ ของเลนเดก ดอกไมพลาสตก

พอลโพรพลน เทอรมอ พลาสตก

เปลวไฟสนาเงนขอบเหลอง ควนขาว กลนเหมอนพาราฟน

ขดดวยเลบไมเปนรอย ไมแตก

โตะ เกาอ เชอก พรม บรรจภณฑอาหาร ชนสวนรถยนต

พอลสไตรน เทอรมอ พลาสตก

เปลวไฟสเหลอง เขมามาก กลนเหมอนแกสจดตะเกยง

เปราะ ละลายไดในคารบอน- เตตระคลอไรด และโทลอน ลอยนา

โฟม อปกรณไฟฟา เลนส ของเลนเดก อปกรณกฬา เครองมอสอสาร

พอลไวนลคลอไรด เทอรมอ พลาสตก

ตดไฟยาก เปลวสเหลองขอบเขยว ควนขาว กลนกรดเกลอ

ออนตวไดคลายยาง ลอยนา

กระดาษตดผนง ภาชนะบรรจสารเคม รองเทา กระเบองปพน ฉนวนหมสายไฟ ทอพวซ

ไนลอน เทอรมอ พลาสตก

เปลวไฟสนาเงนขอบเหลอง กลนคลายเขาสตวตดไฟ

เหนยว ยดหยน ไมแตก จมนา

เครองนงหม ถงนองสตร พรม อวน แห

พอลยเรยฟอรมาลดไฮด

พลาสตก เทอรมอเซต

ตดไฟยาก เปลวสเหลองออน ขอบฟาแกมเขยว กลนแอมโมเนย

แตกราว จมนา เตาเสยบไฟฟา วสดเชงวศวกรรม

อพอกซ พลาสตก

เทอรมอเซต ตดไฟงาย เปลวสเหลอง ควนดา กลนคลายขาวคว

ไมละลายในสารไฮโดรคารบอนและนา

กาว ส สารเคลอบผวหนาวตถ

เทอรมอ พลาสตก

ตดไฟยาก เปลวสเหลอง ควนกลนฉน

ออนตว ยดหยน เสนใยผา

พอลเอสเทอร พลาสตก

เทอรมอเซต ตดไฟยาก เปลวสเหลอง ควนดา กลนฉน

เปราะหรอแขง เหนยว ตวถงรถยนต ตวถงเรอ ใชบภายในเครองบน

การลดปญหาในการกาจดพลาสตก เชน - พลาสตกทยอยสลายทางชวภาพ (Biodegradable) คอ พลาสตกทสามารถยอยสลายไดเองตามธรรมชาตหรอจลนทรย - พลาสตกทแปรรปเพอใชใหม (Recycle) คอ พลาสตกทใชแลว สามารถนากลบไปผานขนตอนการผลต แลวสามารถนากลบมาใชใหมได


สญลกษณแยกประเภทของพลาสตกรไซเคล

พอลเอทลน เทเรฟทาเลต (polyethylene terephthalate)

พอลเอทลน ทมความหนาแนนสง (high-density polyethylene)

พอลไวนลคลอไรด (polyvinyl chloride)

พอลเอทลน ทมความหนาแนนตา (low-density polyethylene)

พอลโพรพลน (polypropylene)

พอลสไตรน (polystyrene)

อนๆ

5.4.2 ยาง แบงเปน • ยางธรรมชาต เกดจากมอนอเมอร ทเรยกวา ไอโซปรน (C5H8) จานวน 1,500 ถง 150,000 หนวย มารวมตวกนทางเคมเปนพอลเมอร เรยกวา พอลไอโซปรน มสมบตดงน - มแรงดงดดระหวางโซของพอลเมอรสง จงทาใหยางยดหยน - ทนตอแรงดงทนตอการขดถ - เปนฉนวนไฟฟาทด - ทนนา นามนพชและสตว แตไมทนนามนเบนซนและตวทาละลายอนทรย - เมอไดรบความเยนจะแขงและเปราะ แตเมอไดรบความรอนจะออนตวและเหนยว การปรบปรงคณภาพยางธรรมชาต ทาไดโดย นายางมาคลกกบกามะถนและใหความรอนสง จะทาใหไดยางทมความคงตวทอณหภมตางๆ ทนตอแสง ความรอน และตวทาละลายไดด เรยกวา กระบวนการ วลคาไนเซชน ซงคนพบโดย ชารล กดเยยร


• ยางสงเคราะห (ยางเทยม) เชน : ยาง IR (Isoprene Rubber) - มโครงสรางเหมอนยางธรรมชาต - จดเดน คอ มสงเจอปนนอย คณภาพสมาเสมอทงกอน มสขาว - ใชทาจกนมยางและอปกรณการแพทย : ยาง SBR (Styrene-Butadiene Rubber) - ทนทานตอการขดถมาก แตทนตอแรงดงตา - ใชทาพนรองเทา สายยาง สายพาน ยางปพน 5.4.3 เสนใย แบงเปน 3 ประเภท 1. เสนใยธรรมชาต แบงเปน • เสนใยจากพช เปนสารประเภทเซลลโลส มมอนอเมอร คอ กลโคส เชน ฝาย นน ปอ ปาน มะพราว • เสนใยจากสตว เปนสารประเภทโปรตน มมอนอเมอร คอ กรดอะมโน เชน ไหม ผม ขนสตวตางๆ • เสนใยจากแรธาต เชน แรใยหน มสมบตทนตอการกดกรอนของสารเคม ไมนาไฟฟา ทนความรอนสง จงนยมนามาทาชดดบเพลง กระเบองยาง มานเวท แตใยหนมอนตรายตอระบบหายใจ ซงอาจ ทาใหเกดโรคมะเรง 2. เสนใยกงสงเคราะห เกดจาก เปนการนาเสนใยธรรมชาต มาปรบปรงโครงสรางใหเหมาะสมกบการใชงาน เชน - เสนใยเซลลโลสแอซเตต เตรยมไดจากปฏกรยาระหวางเซลลโลสจากพชกบกรดแอซตก โดยมกรดซลฟวรกเขมขนเปนตวเรงปฏกรยา ใชผลตแผนพลาสตก ทาแผงสวตชและหมสายไฟ - เสนใยควปราโมเนยมเรยอน เตรยมไดจากการนาฝาย (เซลลโลส) มาละลายในสารละลายแอมโมเนย แลวนามาทาปฏกรยากบสารคอปเปอร (II) คารบอเนต จะเกดสารใหม มลกษณะของเหลว เหนยวและขน เมอนามาอดผานรเลกๆ ทจมในสารละลายกรดซลฟวรก จะไดเสนใยทยาว นามายอมส และปนใหเปนเสนทมความยาวตามตองการ 3. เสนใยสงเคราะห เชน ไนลอน โอรอน ดาครอนหรอโทเรเทโทรอน พอลเอสเทอร อะคลโลไนไตรต มสมบตทตางจากเสนใยธรรมชาต ดงน - ไมดดนา ซกงาย แหงเรว - ทนเชอราและจลนทรย - ทนตอสารเคม - ไมยบงาย


เสนใย

เสนใยกงสงเคราะหเสนใยธรรมชาต เสนใยสงเคราะห

เรยอนใยหนโปรตนเซลลโคส

อนๆ

พอลเอสเทอร

พอลเอไมด

พอลอะครโลไนไตรต

หมายเหต : พอลเมอร ทผลตจากมอนอเมอรทเปนสารประกอบไฮโดรคารบอน แบงเปน - ไฮโดรคารบอนทเปนสารอนทรย เชน พลาสตก ยางสงเคราะห เสนใย - ไฮโดรคารบอนทเปนสารอนนทรย เชน ซลคอนไดออกไซด (SiO2) เมอนา SiO2 มาทาปฏกรยากบสารอลคลคลอไรด (RCl) จะไดมอนอเมอร ทนามาผลตพอลเมอร ทเรยกวา ซลโคน ซลโคนมหลายชนด ขนอยกบมอนอเมอรตงตน มลกษณะคลายยาง แตทนตอความรอนและสารเคมไดดกวา ไมเปยกนา เปนฉนวนไฟฟา และไมทาปฏกรยากบรางกายมนษย จงนยมใชทาอวยวะเทยม ทาแบบหลอผลตภณฑ ใชประสานกระจกกนนา


แบบฝกหด 1. มอนอเมอรของพอลเมอร A-B-A-B-A-B-A- คออะไร 1) A 2) B 3) A-B 4) A-B-A 2. ขอใดจบค มอนอเมอร : พอลเมอร ไมถกตอง 1) กรดอะมโน : โปรตน 2) ฟรกโทส : เซลลโลส 3) ไอโซปรน : ยางธรรมชาต 4) เตตระฟลออโรเอทลน : เทฟรอน 3. ขอใดไมใชพอลเมอรทสาคญในสงมชวต 1) แปง 2) ดเอนเอ 3) เซลลโลส 4) คอเลสเทอรอล 4. การดแลรกษาสงแวดลอมในขอใดไมควรทา 1) ฤดวรรณคดแยกประเภทขยะกอนทง 2) มารศรใชถงผาไปจายตลาดแทนการใชถงพลาสตก 3) เกตวดนยมซอขนมทหอดวยใบตองมากกวาบรรจในถาดโฟม 4) สดสงวนนาขวดพลาสตกใสบรรจนาดมมาใชใสนาอกหลายครง 5. ขอใดไมใชขอดของเสอผาททาจากเสนใยสงเคราะห 1) ยบยาก 2) ซกงายแหงเรว 3) อากาศผานไดด 4) ทนตอเชอราและจลนทรยอนๆ 6. ผลตภณฑชนดใดทผลตจากพลาสตกประเภททแตกตางจากชนดอน 1) โฟม 2) กาว 3) อวน 4) ฟลมถายภาพ 7. พลาสตกชนดใดมความเปราะมากทสด 1) พอลสไตรน 2) พอลไวนลคลอไรด 3) พอลเอสเทอร 4) พอลเอทลน 8. พอลเมอรชนดใดมองคประกอบหลกแตกตางจากขออน 1) เทฟลอน 2) ซลโคน 3) เรยอน 4) พลาสตก 9. ขอใดไมถกตอง 1) พลาสตกชนดเทอรมอพลาสตกสามารถนามาแปรรปใชใหมได 2) ยางธรรมชาต ยดหยน แตไมทนความรอน 3) ยาง IR มคณภาพสมาเสมอ จงใชทาจกนมยาง 4) เสนใยไหม เปนพอลเมอรประเภทเซลลโลส 10. ขอใดไมใชพอลเมอรธรรมชาต 1) กรดนวคลอก 2) พอลไอโซพรน 3) พอลเอทลน 4) พอลแซกคาไรด


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 คอ องคประกอบทมขนาดเลกหรอหนวยยอย 2. เฉลย 2) ฟรกโทส : เซลลโลส เซลลโลส มมอนอเมอร คอ กลโคส 3. เฉลย 4) คอเลสเทอรอล พอลเมอร คอ สารทมขนาดใหญ ซงเกดจากสารขนาดเลก (มอนอเมอร) หลายๆ โมเลกลมา

รวมกน คอเลสเทอรอล เปนไขมน เกดจากการรวมตวของกรดไขมน 3 โมเลกลและกลเซอรอล 1 โมเลกล

จงไมใชพอลเมอร 4. เฉลย 4) สดสงวนนาขวดพลาสตกใสบรรจนาดมมาใชใสนาอกหลายครง ขวดพลาสตกใสบรรจนาดมมาใชใสนาอกหลายๆ ครง อาจทาใหเกดสารปนเปอนและไมไดผาน

การฆาเชอโรคทกครง 5. เฉลย 3) อากาศผานไดด เสนใยสงเคราะหมขนาดเลก เมอนามาทอเปนผนจะทาใหเสนใยชดกนไดมาก ซงจะทาใหอากาศ

ผานไดยาก 6. เฉลย 2) กาว กาวหรออพอกซ เปนพลาสตกประเภทเทอรมอเซต ทมความแขงแรง ทนตอความรอน และ

ไมสามารถเปลยนรปรางกลบไปมาได 7. เฉลย 1) พอลสไตรน พอลสไตรน ใชทาโฟม จงมความเปราะมากทสด 2) พอลไวนลคลอไรด หรอ PVC ใชทาทอนา 3) พอลเอสเทอร ใชทาเสนใย ตวถงรถ 4) พอลเอทลน ใชทาถงพลาสตก ขวดนา สายยาง 8. เฉลย 2) ซลโคน ซลโคนเปนพอลเมอรทมองคประกอบหลกเปนสารอนนทรย ประกอบดวยธาตซลคอน จงไมวองไว

และทาปฏกรยากบรางกายมนษย 9. เฉลย 4) เสนใยไหม เปนพอลเมอรประเภทเซลลโลส เสนใยไหม เปนเสนใยจากสตว เปนพอลเมอรประเภทโปรตน 10. เฉลย 3) พอลเอทลน พอลเอทลน เปนพอลเมอรสงเคระห ประเภทพลาสตก ทมาจากการสงเคราะหจากมอนอเมอร

คอ เอทลน ซงไดมาจากแกสธรรมชาต


แนวขอสอบ 1. ธาต X ซงมสญลกษณนวเคลยรเปน X85

37 มการจดเรยงอเลกตรอนตามระดบพลงงานอยางไร 1) 2, 8, 18, 9 2) 2, 8, 18, 8, 1 3) 2, 8, 18, 18, 2 4) 2, 8, 18, 32, 18, 7 2. ขอใดไมใชโลหะแทรนซชน 1) ทองแดง (Cu) 2) แคลเซยม (Ca) 3) โครเมยม (Cr) 4) โคบอลต (Co) 3. สารประกอบในขอใดไมเกดพนธะไอออนก 1) NaCl 2) KF 3) CaO 4) CO2 4. เมอนาชนสงกะสใสสารละลายกรดไฮโดรคลอรก วธทาใหปฏกรยาเกดเรวขนโดยไมเพมปรมาณสงกะสและ

กรดตอไปน ขอใดถกตอง ก. ใชแทงแกวคนใหทว ข. ใหผงสงกะสนาหนกเทากนแทนชนสงกะส ค. ใหความรอน ง. เตมนากลนลงไปเทาตว 1) ก., ข. และ ค. เทานน 2) ข., ค. และ ง. เทานน 3) ก., ค. และ ง. เทานน 4) ก., ข., ค. และ ง. 5. ฝนกรดเปนผลเสยจากการใชถานหนทมเปอรเซนตของธาตใดสง 1) H 2) O 3) S 4) C 6. ขอใดไมใชสารชวโมเลกล 1) โปรตน 2) คารโบไฮเดรต 3) ไขมน 4) วตามน จากตารางนใชตอบคาถามขอ 7-8

กรดไขมน สตรโครงสรางอยางงาย จดหลอมเหลว (°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

7. กรดไขมนใดเปนกรดไขมนอมตว ทรวมตวกบคอเลสเทอรอล ทาใหเกดหลอดเลอดอดตนได 1) A 2) D 3) A และ B 4) C และ D 8. หากนากรดไขมนทงสมความเขมขน 1 mol/l ปรมาตร 10 cm3 มาอนใหรอนและหยดทงเจอรไอโอดน

ทละหยด จนกระทงสของทงเจอรไอโอดนไมหายไป สารละลายกรดไขมนใดจะใชจานวนหยดของทงเจอรไอโอดนมากทสด

1) A 2) B 3) C 4) D


9. ขอใดถกตอง 1) สบผลตการปฏกรยาไฮโดรจเนชนของไขมนและนามนกบเบสแก 2) คอเลสเทอรอลเปนสารเบองตนของการสรางวตามนด หากผวหนงไดรบแสงอาทตย 3) กรดไขมนอมตวจากการสลายตวของนามนเกดปฏกรยาออกซเดชนไดสารทมกลนเหมน 4) กรดไขมนทจาเปน ซงรางกายสามารถสงเคราะหได 10. ขอใดเปนนาตาลโมเลกลค 1) กลโคส 2) ซโครส 3) กาแลกโทส 4) ไมมขอใดถก 11. ขอใดไมใชหนาทของโปรตนในรางกายมนษย 1) เรงปฏกรยา 2) เปนแหลงพลงงานหลกของรางกาย 3) ลาเลยงแกสออกซเจนและสารอาหาร 4) เปนโครงสรางและใหความแขงแรงของเนอเยอ 12. ชนดของสารอาหาร สารละลายไอโอดน สารละลายเบเนดกต สารละลาย NaOH ผสมกบ CuSO4

A B C D

สนาเงน สนาตาลอมเหลอง

สนาเงน สนาตาลอมเหลอง

ตะกอนสแดงอฐ สฟา สฟา

ตะกอนสแดงอฐ

สฟา สมวง สฟา สฟา

ถานกเรยนตองดแลคนไขทมระดบนาตาลในเลอดสงกวา 110 mg ตอเลอด 100 cm3 และมความดนสง

นกเรยนไมควรใหอาหารชนดใดกบคนไข 1) A เทานน 2) B เทานน 3) D เทานน 4) A และ D 13. พจารณาขอความตอไปน ขอใดถกตอง ก. แกสโซฮอลเปนสารผสมระหวางนามนเบนซนและเมทานอล ข. แกสหงตม หรอ LPG เปนแกสผสมระหวางโพรเพนและบวเทน ค. การเผาไหมไดสมบรณ จะไดแกสคารบอนไดออกไซด 1) ก. และ ข. เทานน 2) ก. และ ค. เทานน 3) ข. และ ค. เทานน 4) ทง ก., ข. และ ค. 14. ขอใดจบค มอนอเมอร : พอลเมอร ไมถกตอง 1) กรดอะมโน : โปรตน 2) ฟรกโทส : แปง 3) ไอโซปรน : ยางธรรมชาต 4) เตตระฟลออโรเอทลน : เทฟรอน 15. ขอใดเปนสมบตทนยมใชในการจาแนกประเภทของพลาสตก 1) ความหนาแนน 2) ลกษณะการตดไฟ 3) การหลอมขนรปใหม 4) การละลายในสารอนทรย


เฉลย 1. 2) 2. 2) 3. 4) 4. 1) 5. 3) 6. 4) 7. 3) 8. 4) 9. 2) 10. 2) 11. 2) 12. 4) 13. 3) 14. 2) 15. 3) 1. เฉลย 2) 2, 8, 18, 8, 1 ในสญลกษณนวเคลยร เลขดานลาง คอ เลขอะตอม แสดงจานวนอเลกตรอน ดงนน ธาต X ม 37 อเลกตรอน มการจดเรยงเปน 2, 8, 18, 8, 1 2. เฉลย 2) แคลเซยม (Ca) แคลเซยม (Ca) เปนธาตหม 2 โลหะแทรนซชน ไดแก Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn 3. เฉลย 4) CO2 สารประกอบทจะเกดพนธะไอออนก จะตองเกดจากโลหะกบอโลหะ 4. เฉลย 1) ก., ข. และ ค. เทานน วธทาใหปฏกรยาเกดไดเรวหรอชา ม 5 ปจจย ดงน 1. ความเขมขนของสารตงตน (เขมขน > เจอจาง) 2. พนทผวสมผสของสารตงตน (ผง > กอนใหญ) 3. อณหภม (รอน > เยน) 4. การเตมตวเรงปฏกรยาเคม 5. ธรรมชาตของสาร 5. เฉลย 3) S ในถานหน จะมกามะถน ซงเมอเกดการเผาไหมจะทาปฏกรยากบแกสออกซเจน เกดเปน

แกสซลเฟอรไดออกไซด และเมอแกสนไปทาปฏกรยากบนา จะเกดเปนกรดกามะถนหรอกรดซลฟวรก ซงเปนสาเหตการเกดฝนกรด

6. เฉลย 4) วตามน สารชวโมเลกล จะประกอบดวยธาตคารบอนและธาตไฮโดรเจนเปนองคประกอบหลก ม 4 ชนด

คอ โปรตน ไขมน คารโบไฮเดรต และกรดนวคลอก 7. เฉลย 3) A และ B กรดไขมน A และ B เปนกรดไขมนอมตว เพราะในโมเลกลมเฉพาะพนธะเดยว และม

จดหลอมเหลวมากกวา 25°C ซงจะมสถานะเปนของแขง สามารถรวมตวกบคอเลสเทอรอล ทาใหเกดการอดตนในหลอดเลอด


8. เฉลย 4) D กรดไขมน D เปนกรดไขมนไมอมตวมากทสด เพราะมพนธะคมากทสดและมจดหลอมเหลว

ตาทสด จงสามารถทาปฏกรยากบทงเจอรไอโอดน โดยใชจานวนหยดมากทสด 9. เฉลย 2) คอเลสเทอรอลเปนสารเบองตนของการสรางวตามนด หากผวหนงไดรบแสงอาทตย 1) สบ เกดจาก ปฏกรยาสะปอนนฟเคชน 3) การเหมนหน เกดจาก กรดไขมนไมอมตวทาปฏกรยากบแกสออกซเจน 4) กรดไขมนทจาเปน ตองมพนธะคตงแต 2 ตาแหนงขนไป ซงรางกายสงเคราะหไมได 10. เฉลย 2) ซโครส นาตาลโมเลกลค ไดแก มอลโทส ซโครส แลกโทส 11. เฉลย 2) เปนแหลงพลงงานหลกของรางกาย แหลงพลงงานหลกของรางกาย คอ คารโบไฮเดรต ไดแก แปงและนาตาล โปรตน เปนสวนประกอบของ เนอเยอ ฮอรโมน เอนไซม (เรงปฏกรยา) เลอด (ลาเลยงแกส

ออกซเจนและสารอาหาร) และภมคมกน 12. เฉลย 4) A และ D สารละลายไอโอดน ใชทดสอบแปง จะไดสนาเงน สารละลายเบเนดกต ใชทดสอบนาตาล จะไดตะกอนสแดงอฐ สารละลาย CuSO4 ใน NaOH ใชทดสอบโปรตน จะไดสมวง ดงนน คนไขคนนมระดบนาตาลในเลอดสง จงควรงดนาตาล 13. เฉลย 3) ข. และ ค. เทานน แกสโซฮอลเปนสารผสมระหวางนามนเบนซนกบเอทานอล 14. เฉลย 2) ฟรกโทส : แปง มอนอเมอร คอ สารทเปนหนวยยอย ซงเมอรวมตวกนทางเคมมากขนๆ จะกลายเปนสารทม

ขนาดใหญ เรยกวา พอลเมอร ดงนน มอนอเมอรของแปง คอ กลโคส 15. เฉลย 3) การหลอมขนรปใหม พลาสตก แบงเปน 2 ประเภท - เทอรมอพลาสตก เปนพลาสตกทหลอมได และสามารถเปลยนรปรางกลบไปมาได - เทอรมอเซต เปนพลาสตกทหลอมไมได จงไมสามารถเปลยนรปรางกลบไปมาได


สมด ลเคม ปฏกรยาทผนกลบได (Reversible Reaction) คอ ปฏกรยาทผลตภณฑสามารถเกดปฏกรยายอนกลบ ไปเปนสารตงตนได ทาใหปฏกรยาเกดไดไมสมบรณ แตจะเปนของผสมของสารตงตนและผลตภณฑตลอดเวลา เมอเรมเกดปฏกรยา อตราการเกดปฏกรยาไปขางหนาจะสง สวนผลตภณฑมปรมาณเลกนอยอตราการเกด ปฏกรยายอนกลบมคานอย แตเมอเวลาผานไปในทสดอตราการเกดปฏกรยาไปขางหนา และอตราการเกดปฏกรยายอนกลบจะเทากน ณ จดนจะทาใหความเขมขนของสารผลตภณฑ และสารตงตนคงท เรยกจดนวาจดสมดล

ปฏกรยายอนกลบ

เวลาเวลาทเขาสสมดล

อตรา

การเก

ดปฏก

รยาเค

ม ปฏกรยาไปขางหนา

ทสภาวะสมดล aA + bB cC + dD

Keq = badc

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

Keq = คาคงทสมดล (Equilibrium Constant) เปนคาคงท ณ อณหภมคงทหนงๆ


การคานวณคาคงทสมดล 1. สารละลายใชหนวยเปนโมลาร 2. ของแขง และของเหลวทไมละลายในปฏกรยา ไมมความเขมขน : ไมตองนามาคานวณคาคงทสมดลเคม 3. ตวทาละลายมความเขมขนสงประมาณไดวาคงทตลอดปฏกรยา : เปนคาคงทรวมอยในคา Keq 4. แกสใชความดนแทนไดตามสมการ P = cRT ดงนนจะไดวา Kp = Kc(RT)(b-a) หรอ Kc = Kp(RT)(a-b) ตวอยางการคานวณคาคงทสมดลเคม ตวอยางท 1 ท 25°C หาก I2 และ Cl2 ทาปฏกรยาในภาชนะปดได ICl ดวยคา Kp = 81 ถาเรมตนจาก I2 และ Cl2 อยางละ 0.1 atm จะได ICl ทสภาวะสมดลเทากบเทาไร I2(g) + Cl2(g) 2ICl(g)

ความดนเรมตน (atm) 0.1 0.1 0 ความดนทเปลยนไป -a -a +2a ความดนทสมดล 0.1 - a 0.1 - a 2a

Kp = 2Cl2I

2IClP P

P⋅

จะไดวา 81 = a) (0.1 a) (0.1(2a)2

-- ⋅ ถอดรากทสองทงสมการ 9 = a) (0.1

2a-

a = 0.08 I2(g) + Cl2(g) 2ICl(g)

ความดนทสมดล 0.1 - a 0.1 - a 2a คดเปน 0.02 0.02 0.16

(ตอบ PICl = 0.16 atm) การละลายของตะกอน เกลอไอออนกบางชนดมความสามารถในการละลายนาตามากจงพบวาเกดเปนตะกอนคางอย เมอเกดการละลายและแตกตวออกเปนไอออนบวกและลบแลว ไอออนทงสองชนดกลบมาจบตวกนตกเปนตะกอนใหม AaBb(s) aAb+(aq) + bBa-(aq) ในสภาวะสมดล Ksp = [Ab+]a ⋅ [Ba-]b

เมอ Ksp = คาคงทการละลาย (Solubility Product Constant)


ตวอยางการคานวณเกยวกบการละลายของตะกอน ตวอยางท 1 ท 25°C BaCO3 ม Ksp = 8.1 × 10-9 นา BaCO3 หนก 3.94 มก. ละลายในนา 100 ลบ.ซม.

ในสารละลายจะม Ba2+ อยก ppm (มวลอะตอมเฉลยของ Ba = 137, O = 16 และ C = 12) BaCO3(s) Ba2+(aq) + -2

3CO (aq) ความเขมขนเรมตน (M) ไมคด 0 0 ความเขมขนทเปลยนไป ไมคด +a +a ความเขมขนทสมดล ไมคด a a

จากสมการคา Ksp จะไดวา 8.1 × 10-9 = a2 ดงนนจะหาคา a ไดวา a = 9 × 10-5 สารละลาย 103 ลบ.ซม. ม Ba2+ ละลายอย = 9 × 10-5 โมล สารละลาย 106 ลบ.ซม. ม Ba2+ ละลายอย = 9 × 10-2 โมล Ba2+ จานวน 1 โมล มนาหนก = 137 กรม Ba2+ จานวน 9 × 10-2 โมล มนาหนก = (9 × 10-2 × 137) กรม ดงนนความเขมขนของ Ba2+ เทากบ 12.33 ppm ตวอยางท 2 จากตวอยางท 1 หากนา BaCO3 ดงกลาวไปละลายในสารละลาย Na2CO3 เขมขน 10 mM

ปรมาตร 100 ลบ.ซม. ความเขมขนของ Ba2+ ในสารละลายจะเทากบก ppm จากการละลาย Na2CO3 Na2CO3(s) 2Na+(aq) + -2

3CO (aq) ความเขมขนเรมตน (M) 0.01 0.00 0.00 ความเขมขนทเปลยนไป -0.01 +0.02 +0.01 ความเขมขนสดทาย 0.01 0.02 0.01

-23CO ทไดมานนจะเขาไปรบกวนการละลายของ BaCO3 ดงน

BaCO3(s) Ba2+(aq) + -23CO (aq)

ความเขมขนเรมตน (M) ไมคด 0 0.01 ความเขมขนทเปลยนไป ไมคด +a +a ความเขมขนทสมดล ไมคด a 0.01 + a

เนองจากคา Ksp มคานอยมาก แสดงวาแตกตวไดนอย ทาใหประมาณไดวา (0.01 + a) ≈ 0.01 จะไดวา 8.1 × 10-9 = (0.01)(a) ดงนนจะหาคา a ไดวา a = 8.1 × 10-7 ซง (0.01 + a) ≈ 0.01 จรง สารละลาย 103 ลบ.ซม. ม Ba2+ ละลายอย = 8.1 × 10-7 โมล สารละลาย 106 ลบ.ซม. ม Ba2+ ละลายอย = 8.1 × 10-4 โมล Ba2+ จานวน 8.1 × 10-4 โมล มนาหนก = (8.1 × 10-4 × 137) กรม คดเปนนาหนก = 1.11 กรม


ตวอยางท 3 จากตวอยางท 1 นา Ba(NO3)2 เขมขน 0.2 โมลาร ปรมาตร 50 ลบ.ซม. ผสมสารละลาย Na2CO3 เขมขน 0.4 โมลาร ปรมาตร 50 ลบ.ซม. สารละลายใหมจะม Ba2+ ในสารละลายก nM

การละลายของ Na2CO3 Na2CO3(s) 2Na+(aq) + -2

3CO (aq) ความเขมขนเรมตน (M) 0.4 0.0 0.0 ความเขมขนสดทาย 0.0 0.8 0.4

สารละลาย 103 ลบ.ซม. ม -23CO ละลายอย = 0.4 โมล

สารละลาย 50 ลบ.ซม. ม -23CO ละลายอย = (50 × 0.4) ÷ 1000 โมล

การละลายของ Ba(NO3)2 Ba(NO3)2(s) Ba2+(aq) + -

32NO (aq) ความเขมขนเรมตน (M) 0.2 0.0 0.0 ความเขมขนสดทาย 0.0 0.2 0.4

สารละลาย 103 ลบ.ซม. ม Ba2+ ละลายอย = 0.2 โมล สารละลาย 50 ลบ.ซม. ม Ba2+ ละลายอย = (50 × 0.2) ÷ 1000 โมล = 0.01 โมล เมอผสมสารละลายทงสองเขาดวยกน จะเกดเปนตะกอนของ BaCO3 ตามสมการตอไปน Ba2+(aq) + -2

3CO (aq) BaCO3(s)

ปรมาณเรมตน (โมล) 0.01 0.02 0.00 ปรมาณสดทาย 0.00 0.01 0.01

เนองจากสารละลายผสมมปรมาตร = 50 + 50 = 100 ลบ.ซม. สารละลาย 100 ลบ.ซม. ม -2

3CO เหลออย = 0.01 โมล

ถา สารละลาย 1000 ลบ.ซม. จะม -23CO ละลายอย = 0.1 โมล

-23CO ทไดมานนจะเขาไปรบกวนการละลายของตะกอน BaCO3 ทเกดขนมาดงน

BaCO3(s) Ba2+(aq) + -23CO (aq)

ความเขมขนเรมตน (M) ไมคด 0 0.1 ความเขมขนทสมดล ไมคด a 0.1 + a

เนองจาก Ksp มคานอย ทาใหประมาณไดวา (0.1 + a) ≈ 0.1 จากสมการคา Ksp จะไดวา 8.1 × 10-9 = (0.1)(a) ดงนนจะหาคา a ไดวา a = 8.1 × 10-8 ซง (0.1 + a) ≈ 0.1 จรง ดงนนสารละลายสดทายจะมความเขมขนของ Ba2+ เทากบ 8.1 × 10-8 โมลาร หรอคดเปน 81 nM


การรบกวนสมดลตามหลกของ Le Châtelier สมดลเคมถกรบกวนได แตจะผนตวเองเขาสสภาวะสมดลใหม โดยมคา Keq เทาเดม ถาอณหภมคงท ถาสารละลายไมอยในสภาวะสมดล อตราสวนความเขมขนนจะแทนดวยคา Q

aA + bB cC + dD

ในสภาวะสมดล Keq = badc

[B][A][D][C] นอกสภาวะสมดล Q = ba

dc

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

ถาคา Q > Keq ผลตภณฑมมากไป สารตงตนมนอยไป ปฏกรยายอนกลบเกดเรวไป ปฏกรยาไปขางหนาเกดชาไป

เคลอนไปซายเพอเขาสมดล

ถาคา Q < Keq ผลตภณฑมนอยไป สารตงตนมมากไป ปฏกรยายอนกลบเกดชาไป ปฏกรยาไปขางหนาเกดเรวไป

เคลอนไปขวาเพอเขาสมดล

การรบกวนสมดล คา Q การเคลอนตวเพอเขาสสมดล

เพม [A] และ / หรอ [B] ลด [C] และ / หรอ [D]

Q < Keq aA + bB cC + dD

ลด [A] และ / หรอ [B] เพม [C] และ / หรอ [D]

Q > Keq aA + bB cC + dD

ปฏกรยาดดความรอน rR + Heat pP rR pP : ∆H = + ปฏกรยาคายความรอน rR pP + Heat rR pP : ∆H = -

การรบกวนสมดล ความรอน คา Keq ใหม การเคลอนตวเพอเขาสสมดล

ดดความรอน เพมขน rR pP เพมอณหภม

คายความรอน ลดลง rR pP ดดความรอน ลดลง rR pP

ลดอณหภม คายความรอน เพมขน rR pP


แบบฝกหด 1. ทอณหภม 25°C คงท หาก I2 และ Cl2 ทาปฏกรยารวมตวกนในภาชนะปด จะได ICl ออกมาโดยมคา Kp

ของสมดลเทากบ 81 ดงนน ถาเรมตนจาก I2 และ Cl2 อยางละ 0.1 atm จะไดความดนของ ICl ทสภาวะสมดลเทากบเทาไร

1) 0.08 2) 0.09 * 3) 0.16 4) 0.21 2.

อณหภม (°C)

การละลาย (กรม/นา 100 ลบ.ซม.)

0.00

2.50

5.00

7.50

0 20 40 60 จากกราฟการละลายของเกลอไออนก AB2 ชนดหนงดงแสดงตอไปน คา Ksp ของเกลอ AB2 น ทอณหภม

60°C มคาเทากบเทาไร ถามวลสตรของสารประกอบนเทากบ 250 1) 1 × 10-3 * 2) 4 × 10-3

3) 1 × 10-6 4) 4 × 10-6 3. ถาปฏกรยาการสลายตวของ N2O4(g) ไดเปน NO2(g) เปนปฏกรยาดดความรอน เมอเพมอณหภมใหกบ

ระบบ จะเกดอะไรขน * 1) ความเขมขน NO2 เพมขน, คา Keq เพมขน 2) ความเขมขน NO2 เพมขน, คา Keq ลดลง 3) ความเขมขน NO2 ลดลง, คา Keq เพมขน 4) ความเขมขน NO2 ลดลง, คา Keq ลดลง 4. จากขอ 3 ถาคาคงท Kp ของปฏกรยานทอณหภมคงทคาหนงเทากบ 4 โดยการทาปฏกรยาในภาชนะปด

ขนาด 2 ลตร หากบรรจ N2O4 และ NO2 ลงในภาชนะดวยความดน 1 และ 4 atm ตามลาดบ เมอเขาสสมดล ความดนของ NO2 จะเปนอยางไร

1) เพมขน * 2) ลดลง 3) เทาเดม 4) ขอมลไมพอ


กรด-เบส ทฤษฎกรด-เบสของ Arrhenius เสนอโดย Svante August Arrhenius ชาวสวเดน ในป 1884 ใหนยามกรดและเบสไวดงตอไปนวา กรด : สารทแตกตวให H+ ในนา เบส : สารทแตกตวให OH- ในนา ปฏกรยาระหวางกรดและเบส HCl + NaOH NaCl + H2O กรด เบส ความแรงของกรดและเบส ความแรงของกรดและเบส ขนอยกบความเสถยรของ A- และ B+ ซงขนอยกบความหนาแนนของประจ ถามความหนาแนนประจมากกจะจบตวกบประจตรงขามไดด กรดไฮโดรทมขนาดใหญจะเปนกรดแก เพราะแตกตวได A- ทเสถยร กรดออกซทมออกซเจนมากจะเปนกรดแก เพราะแตกตวแลว Resonance ไดมาก คอ พนธะ A O มาก

ความแรงของกรด : แก ออน

กรดไฮโดร : HI HBr HCl H2Te HF H2S กรดออกซ : HClO4 HClO3 HIO3 HClO2 H2CO3 HClO

คกรดและคเบสของกรดและเบสออน

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

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

คกรด-เบส คกรด-เบส การแตกตวและคาคงทการแตกตวของนา H2O(l) H+(aq) + OH-(aq) 2H2O(l) H3O

+(aq) + OH-(aq)

Kw = [H+][OH-] = [H3O+][OH-]


คาคงทการแตกตวของกรดออนและเบสออน HA(aq) H+(aq) + A-(aq) BOH(aq) B+(aq) + OH-(aq)

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

]][AO[H3-+

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

กาหนดให pX = -logX ดงนนจะไดวา

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

เมอรบกวนสมดลดวย H+ จากกรด หรอ OH- จากเบส เปนผลใหคา pH และ pOH เปลยนไป ดงตอไปน ในสารละลายกรด H2O(l) H+(aq) + OH-(aq) ความเขมขนทสมดล ไมคด > 10-7 < 10-7 -log (ความเขมขน) < 7 > 7 ∴ pH < 7 ∴ pOH > 7 ในสารละลายเบส H2O(l) H+(aq) + OH-(aq) ความเขมขนทสมดล ไมคด < 10-7 > 10-7 -log (ความเขมขน) > 7 < 7 ∴ pH > 7 ∴ pOH < 7

ตวอยางท 1 คา pH และ pOH ของสารละลายกรด NaOH เขมขน 10 โมลาร มคาเทากบเทาไร

NaOH(aq) Na+(aq) + OH-(aq) ความเขมขนเรมตน (M) 10 0 0 ความเขมขนสดทาย 0 10 10

OH- ทไดมานนจะเขาไปรบกวนการแตกตวของ H2O ดงน

H2O(l) H+(aq) + OH-(aq) ความเขมขนเรมตน (M) ไมคด 0 10 ความเขมขนทสมดล ไมคด a 10 + a

เนองจากคา Kw มคานอยมาก แสดงวาแตกตวไดนอย ทาใหประมาณไดวา (10 + a) ≈ 10


จากสมการคา Kw จะไดวา 10-14 = (10)(a) ดงนนจะหาคา a ไดวา a = 10-15 ซง (10 + a) ≈ 10 จรง

H2O(l) H+(aq) + OH-(aq) ความเขมขนทสมดล ไมคด 10-15 10 -log (ความเขมขน) 15 -1 ∴ pH = 15 ∴ pOH = -1

ตวอยางท 2 คา pH และรอยละการแตกตวของกรดออน HA เขมขน C โมลาร มคาเทากบเทาไร

ถาคาคงทการแตกตวของกรดนมคานอยมาก และเทากบ Ka จากการแตกตวของ HA HA(aq) H+(aq) + A-(aq)

ความเขมขนเรมตน (M) C 0 0 ความเขมขนทสมดล C - a a a

เนองจากคา Ka มคานอยมาก แสดงวาแตกตวไดนอย ทาใหประมาณไดวา (C - a) ≈ C Ka = (a)2 ÷ C ดงนนจะหาคา a ไดวา a = CKa HA(aq) H+(aq) + A-(aq)

ความเขมขนทสมดล C CKa CKa กรดออนทมคาคงทการแตกตว Ka มความเขมขน C จะม คา pH = -log CKa

รอยละการแตกตว = 100 × CKa

ตวอยางท 3 สารละลายผสมกรดออน HA เขมขน 1 โมลารกบ HCl เขมขน 0.1 โมลาร จะมคา pH

และคาความเขมขนของ A- ในสารละลายทสมดลมคาเทากบเทาไร ถาคาคงทการแตกตวของกรดนมคาเทากบ 10-6

HCl(aq) H+(aq) + Cl-(aq)

ความเขมขนเรมตน (M) 0.1 0.0 0.0 ความเขมขนทเปลยนไป -0.1 +0.1 +0.1 ความเขมขนสดทาย 0.0 0.1 0.1


HA ถกรบกวนดวย HCl HA(aq) H+(aq) + A-(aq)

ความเขมขนเรมตน (M) 1.0 0.1 0.0

ความเขมขนทสมดล 1.0 - a 0.1 + a a เนองจากคา Ka มคานอยมาก แสดงวาแตกตวไดนอย ทาใหประมาณไดวา (0.1 + a) ≈ 0.1 และ (1.0 - a) ≈ 1.0 10-6 = 0.1a ÷ 1 ดงนนจะหาคา a ไดวา a = 10-5 ซง (0.1 + a) ≈ 0.1 จรง และ (1.0 - a) ≈ 1.0 จรง HA(aq) H+(aq) + A-(aq)

ความเขมขนทสมดล 1.0 0.1 10-5 ดงนน pH = -log(0.1) = 1 ปฏกรยาระหวางกรดและเบส HA + BOH B+A- + H2O กรด เบส เกลอ นา ความเปนกรดและเบสของเกลอเปนผลมาจากการเกดปฏกรยา Hydrolysis ของไอออนบวกและไอออนลบของเกลอ

ความแรงของกรด ความแรงของเบส ความเปนกรด-เบสของเกลอ

กรดแก เบสแก กลาง กรดแก เบสออน กรดออน กรดออน เบสแก เบสออน

กลาง (Ka = Kb)

กรด (Ka > Kb) กรดออน เบสออน เบส (Ka < Kb)

ปฏกรยา Hydrolysis ของเกลอ คาคงทปฏกรยา Hydrolysis

A-(aq) + H2O(l) OH-(aq) + HA(aq) H2O(l) + B+(aq) BOH2 + H+(aq) คเบส คกรด คเบส คกรด


KH(A-) = ][A

][HA][OH-

-

KH(B+) = ][B

][BOH][H+

+

KH(A-) = aw

KK และ KH(B+) =

bw

KK

ตวอยางท 4 pH ของ CH3CO2Na เขมขน 0.5 โมลาร มคาเทากบเทาไร ถา Ka ของ CH3CO2H = 1.8 × 10-5

CH3CO2Na(aq) -23COCH (aq) + Na+(aq)

ความเขมขนเรมตน (M) 0.5 0.0 0.0 ความเขมขนสดทาย 0.0 0.5 0.5

-

23COCH (aq) + H2O(l) CH3CO2H(aq) + OH-(aq)

ความเขมขนเรมตน (M) 0.5 ไมคด 0.0 0.0 ความเขมขนทสมดล 0.5 - a ไมคด a a

เนองจากคา KH มคานอยมาก แสดงวาแตกตวไดนอย ทาใหประมาณไดวา (0.5 - a) ≈ 0.5 จากสมการคา KH = Kw ÷ Ka จะไดวา (10-14) ÷ (1.8 × 10-5) = (a)2 ÷ 0.5 (10-8) ÷�36 = a2 ดงนนจะหาคา a ไดวา a = (1/6) × 10-4 ซง (0.5 - a) ≈ 0.5 จรง

-23COCH (aq) + H2O(l) CH3CO2H(aq) + OH-(aq)

ความเขมขนทสมดล 0.5 ไมคด (1/6) × 10-4 (1/6) × 10-4 -log (ความเขมขน) 4 - log(1/6) ∴ pOH = 3.22 ∴ pH = 10.78

Buffer สาหรบระบบ กรด-เบส คอ สารละลายทสามารถควบคม pH ใหคาคงทได แสดงวาระบบกาจด H+ ทเขามารบกวนไดดวยเบสทอยในระบบ และกาจด OH- ทเขามารบกวนไดดวยกรดทอยในระบบ ดงนน

Buffer คอ สารละลายผสม HA / A- หรอ สารละลายผสม BOH / B+


pH ของ Buffer สาหรบระบบกรด-เบส A(aq) H+(aq) + B(aq)

หาก A เปนกรดออน HA แลว B จะเปนไอออน A- ซงเปนคเบส หาก B เปนเบสออน BOH แลว A จะเปนไอออน B+ ซงเปนคกรด A(aq) H+(aq) + B(aq) ความเขมขนเรมตน (M) a 0.0 b ความเขมขนทสมดล a - c c b + c

เนองจากคา K มคานอยมาก ทาใหประมาณไดวา (a - c) ≈ a และ (b + c) ≈ b K = bc ÷ a ดงนนจะหาคา [H+] ไดวา c = K × b

a A(aq) H+(aq) + B(aq)

ความเขมขนทสมดล a K × ba b

pH = -log

× b

a K ตวอยางท 5 ผสมกรดออน HA เขมขน 2.0 โมลาร กบ NaOH เขมขน 0.4 โมลาร ชนดละ 100 ลบ.ซม.

สารละลายทไดม pH เทาไร ถา Ka ของ HA เทากบ 10-4 (กาหนดให log4 = 0.6) สารละลาย HA 1000 ลบ.ซม. ม HA อย = 2.0 โมล ถา สารละลาย HA 100 ลบ.ซม. จะม HA อย = (2.0 × 100) ÷ 1000 โมล = 0.2 โมล สารละลาย NaOH 1000 ลบ.ซม. ม NaOH อย = 0.4 โมล ถา สารละลาย NaOH 100 ลบ.ซม. จะม NaOH อย = (0.4 × 100) ÷ 1000 โมล = 0.04 โมล

HA(aq) + NaOH(aq) NaA(aq) + H2O(aq)

ปรมาณเรมตน (โมล) 0.20 0.04 0.00 0.00 ปรมาณหลงปฏกรยา 0.16 0.00 0.04 0.04

สารละลายผสม 200 ลบ.ซม. ม HA อย = 0.16 โมล ถา สารละลายผสม 1000 ลบ.ซม. จะม HA อย = (0.16 × 1000) ÷ 200 โมล = 0.8 โมลาร สารละลายผสม 200 ลบ.ซม. ม NaA อย = 0.04 โมล ถา สารละลายผสม 1000 ลบ.ซม. จะม NaA อย = (0.04 × 1000) ÷ 200 โมล = 0.2 โมลาร


NaA(aq) Na+(aq) + A-(aq) ความเขมขนเรมตน (M) 0.2 0.0 0.0 ความเขมขนสดทาย 0.0 0.2 0.2

HA ถกรบกวนดวย A- HA(aq) H+(aq) + A-(aq) ความเขมขนเรมตน (M) 0.8 0.0 0.2 ความเขมขนทสมดล 0.8 - a a 0.2 + a

เนองจากคา Ka มคานอยมาก แสดงวาแตกตวไดนอย ทาใหประมาณไดวา (0.8 - a) ≈ 0.8 และ (0.2 + a) ≈ 0.2 จากสมการคา Ka จะไดวา 10-4 = (0.2)a ÷ (0.8) ดงนนจะหาคา a ไดวา a = 4 × 10-4 ซง (0.8 - a) ≈ 0.8 จรง และ (0.2 + a) ≈ 0.2 จรง HA(aq) H+(aq) + A-(aq) ความเขมขนทสมดล 0.8 4 × 10-4 0.2

ดงนน pH = -log(4 × 10-4) = 4 -log4 = 3.4 Indicator สาหรบระบบกรด-เบส คอ สารละลายทตอบสนองตอความเปนกรด หรอเบสได ซงแสดงวา indicator มฤทธเปนกรดหรอ เบสดวย เพอทาปฏกรยากบ H+ และ OH- ได โดยคกรด-คเบสของ indicator มสทแตกตางกน กาหนดให HIn เปนแทน indicator รปกรด และ In- แทนรปเบส

HIn(aq) H+(aq) + In-(aq)

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

อตราสวนความเขมขน สทแสดง

][In[HIn]

- > 10 สของ HIn

][In[HIn]

- < 10 สของ In-

][In[HIn]

- ≈ 10 สผสม


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

จะแสดงสของ HIn เดนชดเมอ [H+] > 10KIn หรอ เมอใส -log เขาไปจะไดวา pH < pKIN + 1 จะแสดงสของ In- เดนชดเมอ [H+] < 0.1KIn หรอ เมอใส -log เขาไปจะไดวา pH > pKIn + 1 pH range = pKIn ± 1 สผสมทไดจาก Indicator ในรปคกรดและคเบสสตางๆ กน

จะไดออกมาดงวงจรสทแสดงทางดานขวามอน ตวอยางท 6 indicator สาหรบกรด-เบส สามชนดมคา pKIn และสของคกรดและคเบส ดงแสดง

ในตารางดานลาง ถาหยด indicator ตางๆ ลงในสารละลายตอไปน จะไดสอะไรบาง 1. pH = 7.0 2. pH = 9.0 3. pH = 10.8

Indicator pKIn สของคกรด สของคเบส

Methyl orange 3.8 แดง เหลอง Litmus 6.5 แดง นาเงน

Phenolphthalein 9.1 ไมมส บานเยน

นาเงน เหลอง

แดง

เขยว

มวง สม


แบบฝกหด 1. ขอใดถอเปนคกรดของ -2

4HPO 1) H3PO4 * 2) -

42POH 3) -3

4PO 4) ทงขอ 1) และ 2) 2. ขอใดกลาวไดถกตอง 1) คา Kw มคาเทากบ 10-14 เสมอ 2) สารละลาย pH 8 มคา pOH เทากบ 6 เสมอ 3) สารละลายกรดแกทสดจะมคา pH = 0 * 4) pH ของสารละลายขนกบอณหภมดวย 3. สารละลาย NaOH เขมขน 10-8 โมลาร จะมคา pH เทากบเทาไร 1) 8 * 2) 7.02 3) 7 4) 6 4. คา pH ของสารละลายเกลอ NaA เขมขน 0.1 โมลารมคาเทากบเทาไร ถาคา Ka ของกรด HA มคาเทากบ 10-5 1) 3 2) 5 * 3) 9 4) 11 5. สารละลายผสมในขอใด ทมความสามารถในการรกษาระดบ pH ของตนใหคงทไดดทสด 1) CH3COOH กบ CH3COONa ชนดละ 0.1 โมลาร เทผสมกน 2) HCl กบ NaCl ชนดละ 0.1 โมลาร เทผสมกน 3) NH4OH กบ NH4Cl ชนดละ 0.2 โมลาร เทผสมกน * 4) NH4OH 0.5 โมลาร กบ HCl 0.25 โมลาร เทผสมกน 6. indicator สาหรบกรด-เบส สองชนดมคา pKIn และสของคกรดและคเบส ดงแสดงในตารางดานลาง

ถาหยด indicator ผสม ลงในสารละลายทมคา pH เทากบ 8 จะไดสอะไร

Indicator pKIn สของคกรด สของคเบส

Methyl orange 3.8 แดง เหลอง Litmus 6.5 แดง นาเงน

1) แดง 2) เหลอง 3) นาเงน * 4) เขยว


ปฏ ก ร ยาไฟฟ าเคม ปฏกรยาเคมบางประเภทจะมการถายเทอเลกตรอนระหวางสารททาปฏกรยากน มอะตอมทจายอเลกตรอนและอะตอมทเสยอเลกตรอน ทาใหมการเปลยนแปลงเลขออกซเดชนของอะตอมเหลานนเชน

รปท 1 Cu2+ รบอเลกตรอนจาก Zn ได รปท 2 Zn2+ รบอเลกตรอนจาก Cu ไมได Cu2+ รบอเลกตรอนจาก Zn ไดทาใหสนาเงนของ Cu2+ จางลง และเกดโลหะ Cu เคลอบบนผว Zn สวน Zn2+ รบอเลกตรอนจาก Cu ไมไดจงไมเกดปฏกรยา แสดงวา Cu2+ รบอเลกตรอนไดดกวา Zn2+ และ Zn จายอเลกตรอนไดดกวา Cu oxidation Zn0(s) 2e- + Zn2+(aq) reduction Cu2+(aq) + 2e- Cu0(s) redox Cu2+(aq) + Zn(s) Cu(s) + Zn2+(aq) Zn เกดปฏกรยาออกซเดชน โดยม Cu2+ เปนตวออกซไดซ (Oxidising Agent) หรอ Cu2+ เกดปฏกรยารดกชน โดยม Zn เปนตวรดวซ (Reducing Agent) Zn เปนตวรดวซทแรงกวา Cu และ Cu2+ เปนตวออกซไดซทแรงกวา Zn2+ เซลลกลวานก เนองจากปฏกรยาไฟฟาเคมมการถายเทอเลกตรอนระหวางสาร จงสามารถดงอเลกตรอนออกมาใชได เปนเซลลกาเนดไฟฟา ตวอยางเซลลไฟฟาน ใชปฏกรยาในรปท 1 ซงมสมการดงแสดงไวขางตน

ภาพปฏกรยาทเกดขนและการเคลอนทของสารภายในเซลลกาเนดไฟฟาจากสงกะสและทองแดง


จากสมการแสดงวาเมอ Zn จายอเลกตรอนไปจะได Zn2+ ละลายลงมา อเลกตรอนทจายออกเคลอนผานสายไฟไปยงขวไฟฟา Cu ทาให Cu2+ ในสารละลายมารบอเลกตรอนเกดเปน Cu เกาะตดอยบนขว Cu ตอไป โดยจะมสะพานเกลอซงบรรจสารละลายอมตวของ KCl อย เพอรกษาสมดลของประจในสารละลายทงสอง โดยเมอม Zn2+ เพมขน จะม Cl- เขามาสมดล และเมอม Cu2+ ลดลง จะม K+ เขามาแทนท ขวไฟฟาทเกด ปฏกรยารออกซเดชน เปน ขวแอโนด (Anode) ขวไฟฟาทเกด ปฏกรยารรดกชน เปน ขวแคโทด (Cathode) ขวไฟฟาท จายอเลกตรอน เปน ขวไฟฟาลบ ขวไฟฟาท รบอเลกตรอน เปน ขวไฟฟาบวก ดงนน Zn เปนขวทจายอเลกตรอนออกไปดวยปฏกรยาออกซเดชน Zn จงเปน ขวแอโนด และเปน ขวลบ สวน Cu เปนขวทรบอเลกตรอนเขามาดวยปฏกรยารดกชน Cu จงเปน ขวแคโทด และเปน ขวบวก ความตางศกยไฟฟา ท 25°C โดยความเขมขนของ Zn2+ และ Cu2+ เทากบ 1 โมลตอลตร โวลตมเตอรแสดงวา Cu เปนขวบวก และ Zn เปนขวลบ มคาความตางศกยไฟฟาเทากบ 1.10 โวลตแสดงวา Cu2+ รบอเลกตรอนไดดกวา Zn2+ อย 1.10 โวลต และ Zn จายอเลกตรอนไดดกวา Cu อย 1.10 โวลต

ภาพการหาศกยไฟฟาของเซลล

ปฏกรยาออกซเดชน Zn0(s) 2e- + Zn2+(aq)

ปฏกรยาออกซเดชน Cu0(s) 2e- + Cu2+(aq) ปฏกรยาออกซเดชน Zn ไปเปน Zn2+ เกดไดดกวาปฏกรยาออกซเดชน Cu ไปเปน Cu2+ อย 1.10 โวลต หรอกลาวไดวาศกยไฟฟาออกซเดชนของ Zn ไปเปน Zn2+ มคามากกวาของ Cu ไปเปน Cu2+ อย 1.10 โวลต

ปฏกรยารดกชน Zn2+(aq) + 2e- Zn0(s)

ปฏกรยารดกชน Cu2+(aq) + 2e- Cu0(s) ปฏกรยารดกชน Cu2+ ไปเปน Cu เกดไดดกวาปฏกรยารดกชน Zn2+ ไปเปน Zn อย 1.10 โวลต หรอกลาวไดวาศกยไฟฟารดกชนของ Cu2+ ไปเปน Cu มคามากกวาของ Zn2+ ไปเปน Zn อย 1.10 โวลต


กาหนดให ทสภาวะมาตรฐาน หรอ 25°C ทความเขมขนของสารละลาย 1 โมลตอลตร และความดนของแกส 1 บรรยากาศ ศกยไฟฟาออกซเดชนมาตรฐาน (Standard Oxidation Potential) เขยนแทนดวยสญลกษณ o

oxE ศกยไฟฟารดกชนมาตรฐาน (Standard Reduction Potential) เขยนแทนดวยสญลกษณ o

redE ปฏกรยาออกซเดชน A e- + B ปฏกรยารดกชน B + e- A จะไดวา o

oxE (A → B) = - oredE (B → A)

ขวไฟฟาไฮโดรเจนมาตรฐาน กาหนดให

ปฏกรยาออกซเดชน H2(g) 2e- + 2H+(aq) ooxE = 0.00 โวลต

ปฏกรยารดกชน 2H+(aq) + 2e- H2(g) oredE = 0.00 โวลต

เมอมศกยไฟฟามาตรฐานแลว จะวดคาความตางศกยกบขวไฟฟาอนตอไป

ภาพเซลลไฟฟาสงกะส และไฮโดรเจน

จากภาพแสดงวา Zn เกดออกซเดชนปลอยอเลกตรอนไปเปน Zn2+ จงเรยกวา Zn เปนขวแอโนด และ H+ เกดรดกชนรบอเลกตรอนไปเปน H2 จงเรยกวา Pt เปนขวแคโทด Zn0(s) 2e- + Zn2+(aq)

2H+(aq) + 2e- H2(g)


คาศกยไฟฟาออกซเดชนของ Zn ไปเปน Zn2+ จะมคามากกวาของ H2 ไปเปน H+ อย 0.76 โวลต หรอ ศกยไฟฟารดกชนของ H+ ไปเปน H2 จะมคามากกวาของ Zn2+ ไปเปน Zn อย 0.76 โวลต o

cellE = oreE (Cathode) - o

reE (Anode)

ocellE = o

oxE (Anode) - ooxE (Cathode)

ocellE = o

oxE (Anode) + oreE (Cathode)

ดงนน oreE (Zn2+ → Zn) = -0.76 โวลต

ooxE (Zn → Zn2+) = 0.76 โวลต

การเขยนแผนภาพเซลลไฟฟาอยางยอ เปนการเขยนททาใหสอถงเซลลไฟฟาออกมาไดงายๆ โดยมหลกเกณฑในการเขยนตอไปน 1. แยกครงปฏกรยารดกชน และออกซเดชนออกจากกนดวยเครองหมาย || 2. ปฏกรยาออกซเดชนเขยนไวทางดานซายของเครองหมาย || สวนปฏกรยารดกชนเขยนไวทางดานขวาของเครองหมาย || 3. ระหวางสารแตละชนดในวฏภาค (Phase) เดยวกนใหคนดวยเครองหมาย , ระหวางสารแตละชนดในวฏภาค (Phase) เดยวกนใหคนดวยเครองหมาย | 4. สารตงตนของแตละครงปฏกรยาเขยนไวทางซาย ผลตภณฑเขยนไวทางขวา โดยระบความเขมขน ความดน หรอสภาวะตางๆ ลงไปในวงเลบขางทายสารแตละชนด 5. ขวแอโนดเขยนไวรมซายสดของแผนภาพ ขวแคโทดเขยนไวรมขวาสดของแผนภาพ

เขยนแผนภาพแทนเซลลกาเนดไฟฟาจากปฏกรยาระหวาง Zn และ Sn4+ ดงภาพ ไดวา Zn | Zn2+(1.0 M) || Sn4+(1.0 M) , Sn2+(1.0 M) | Pt

ภาพเซลลกาเนดไฟฟาระหวางทองแดงและดบก


เซลลอเลกโตรไลซส ปฏกรยาอเลกโตรไลซสนนขบเคลอนดวยความตางศกยไฟฟาจากแหลงกาเนดไฟฟาภายนอก สามารถเคลอนอเลกตรอนใหถายเทยอนกลบจากทศทางหนงไปยงทศทางตรงกนขามได

ภาพปฏกรยาระหวางสงกะสและทองแดงทเกดยอนกลบดวยการขบเคลอนจากความตางศกยภายนอก

การจะยอนปฏกรยานนสามารถทาไดกตอเมอแรงเคลอนไฟฟาภายนอกจะตองมความตางศกยสงกวาแรงเคลอนไฟฟาในเซลล เชนในกรณของปฏกรยาระหวางสงกะสกบทองแดง ขวแอโนดและแคโทด คอ ขวทเกดปฏกรยาออกซเดชนและรดกชนเชนเดยวกบกลวานก แตการระบขวบวก-ลบจะระบขวตามขวทตออยกบแหลงกาเนดไฟฟาทใชขบเคลอนปฏกรยา โดยขวทตออยกบขวบวกของแหลงกาเนดไฟฟากจะเรยกวาขวบวก และขวทตออยกบขวลบของแหลงกาเนดไฟฟากจะเรยกวาขวลบ เซลลไฟฟาเคมและการนาไปใช การปองกนการผกรอนของเหลก การเกดการผกรอนของเหลกนน เกดจากปฏกรยาออกซเดชนไดออกไซดของเหลก ซงหลดรอนออกเปนผง ทาใหเกดปฏกรยาตอไปไดเรอยๆ จนผกรอนลงทงหมด

ปฏกรยาออกซเดชน ศกยไฟฟา (โวลต)

Fe Fe3+ + 3e- +0.04 Fe Fe2+ + 2e- +0.44

หากตองการไมใหเหลกเกดออกซเดชน จะตองหาโลหะอนมาใหอเลกตรอนกบเหลก แลวออกซเดชนแทน

เหลก โลหะนนจงตองมคา o(ox)E > 0.44 โวลต และเสถยรพอสมควร เชน แมวา Na มศกยออกซเดชนสงถง

2.71 โวลต แตกใชไมไดเพราะเกดปฏกรยากบนาหรอความชนไดเรวมาก

Fe

M ภาพการปองกนการเกดสนมเหลกดวยลวดโลหะ


นอกจากนนอาจใชการเคลอบทบกได โลหะทนยมนามาเคลอบผวมากคอโครเมยม เนองจากออกไซด ของโครเมยมจะไมหลดรอนออกจากผวของโครเมยม แตจะยงคงเคลอบตดอยทผวหนา ทาใหไมเกดการผกรอน และยงมความมนวาวเหมอนโลหะอกดวย

FeM

ภาพการปองกนการเกดสนมเหลกโดยการเคลอบ

การเคลอบผวโลหะดวยไฟฟา การชบโลหะ (Electroplating) จะใชความตางศกยภายนอกบงคบใหไอออนของโลหะทตองการจะใชเคลอบ จบบนผวของวสดทตองการ โดยโลหะทตองการจะใชเคลอบตอเปนขวบวก และวสดทจะถกเคลอบตอเปนขวลบ เพอใหไอออนบวกเขามาเกาะทผวได

ภาพการเคลอบผวโลหะ

การแยกนาดวยไฟฟา ปฏกรยาแยกนาออกเปนไฮโดรเจนและออกซเจนมแรงเคลอนไฟฟาเปนลบ จงตองนาศกยไฟฟาภายนอกมาบงคบใหเกดปฏกรยา และนานาไฟฟาไดนอยมากจงตองเพมการนาไฟฟาดวยเกลอไอออนก แตเกลอนน ตองไมเกดปฏกรยาแทน ทขวลบ (แคโทด) นาและไอออนบวกแพรเขารบอเลกตรอน เกดปฏกรยารดกชนทขวบวก (แอโนด) ไอออนลบ และนาแพรเขาจายอเลกตรอน เกดปฏกรยาออกซเดชน

ภาพการแยกนาดวยไฟฟา

X-

M+

H2O


ปฏกรยารดกชนทแคโทด o(red)E (โวลต)

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

ปฏกรยาออกซเดชนทแอโนด o(ox)E (โวลต)

2H2O O2 + 4H+ + 4e- -1.23 2H2O H2O2 + 2H+ + 2e- -1.77

ปฏกรยาออกซเดชนของนาทเกดตองมคา o

(ox)E มากกวา คอ -1.23 โวลต ปฏกรยารวมจงเปน ปฏกรยารวม o

(cell)E (โวลต)

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

2H2O O2 + 2H2

-2.06

ดงนนปฏกรยานเกดดวยแรงเคลอนไฟฟาภายนอกมากกวา 2.06 โวลต เกดแกสออกซเจนทแอโนด และเกดแกสไฮโดรเจนทแคโทด สวนเกลอไอออนกทใช ไอออนบวกตองรบอเลกตรอนแยกวานา ( o

(red)E < -0.83 V) สวนไอออนลบตองจายอเลกตรอนดกวานา ( o

(ox)E < -1.23 V) การสมดลสมการรดอกซ ขนตอนในการสมดลสมการรดอกซ อาจสามารถเรยบเรยงเปนระเบยบไดโดยคราวๆ ดงทจะกลาวตอไปน 1. แยกพจารณาทละครงปฏกรยารดกชน หรอออกซเดชน 2. สมดลเฉพาะจานวนอะตอมทเกดปฏกรยารดกชน หรอออกซเดชน 3. สมดลจานวนอเลกตรอนเฉพาะอะตอมทเกดปฏกรยารดอกซ โดยเตมอเลกตรอนไวในสมการ 4. รวมสองครงปฏกรยา ใหอเลกตรอนทจายและรบเทากน มจานวนอเลกตรอนอสระเปนศนย 5. สมดลอะตอมทเหลออย ทไมไดเกดปฏกรยารดอกซ ตวอยางท 1 สมดลสมการตอไปนใหถกตอง HNO3 + I2 HIO3 + NO2 + H2O 1. แยกพจารณาทละครงปฏกรยารดกชน หรอออกซเดชน

สมการออกซเดชน I2 HIO3

สมการรดกชน HNO3 NO2 2. สมดลเฉพาะจานวนอะตอมทเกดปฏกรยารดกชน หรอออกซเดชน

สมการออกซเดชน I2 2HIO3

สมการรดกชน HNO3 NO2

0 +5

+5 +4

0 +5

+5 +4


3. สมดลจานวนอเลกตรอนของเฉพาะอะตอมทเกดปฏกรยารดอกซ โดยการเตมอเลกตรอนเขาไปในสมการ

สมการออกซเดชน I2 2HIO3 + 10e-

สมการรดกชน e- + HNO3 NO2 4. รวมสองครงปฏกรยา โดยสมดลใหอเลกตรอนทจายออกและรบเขาเทากน มจานวนอเลกตรอนอสระเปนศนย

สมการออกซเดชน สมการรดกชน

I2 2HIO3 + 10e- e- + HNO3 NO2

(× 1) (× 10)

สมการรดอกซ 10HNO3 + I2 2HIO3 + 10NO2 + H2O 5. สมดลอะตอมทเหลออย ทไมไดเกดปฏกรยารดอกซ

สมการรวม 10HNO3 + I2 2HIO3 + 10NO2 + 4H2O ถาปฏกรยารดอกซเกดในสารละลายกรดหรอเบส จะสามารถเตม H2O, H+ และ OH- ในสมการเพอใหสมดลได ขนตอนจงเพมขนอก 1 ขน 1. แยกพจารณาทละครงปฏกรยารดกชน หรอออกซเดชน 2. สมดลเฉพาะจานวนอะตอมทเกดปฏกรยารดกชน หรอออกซเดชน 3. สมดลจานวนอเลกตรอนเฉพาะอะตอมทเกดปฏกรยารดอกซ โดยเตมอเลกตรอนไวในสมการ 4. รวมสองครงปฏกรยา ใหอเลกตรอนทจายและรบเทากน มจานวนอเลกตรอนอสระเปนศนย 5. เตม H+ หรอ OH- ลงไป เพอสมดลประจของสมการรวมใหเทากน 6. สมดลอะตอมทเหลออย ทไมไดเกดปฏกรยารดอกซ โดยเตม H2O เขาชวยสมดลได

ตวอยางท 2 สมดลสมการตอไปนใหถกตอง (ในสภาวะกรด) Fe2+ + Cr2

-27O Fe3+ + Cr3+

1. แยกพจารณาทละครงปฏกรยารดกชน หรอ ออกซเดชน

สมการออกซเดชน Fe2+ Fe3+

สมการรดกชน Cr2-2

7O Cr3+ 2. สมดลเฉพาะจานวนอะตอมทเกดปฏกรยารดกชน หรอออกซเดชน

สมการออกซเดชน Fe2+ Fe3+

สมการรดกชน Cr2-2

7O Cr3+

0 +5

+5 +4

+2 +3

+6 +3

+2 +3

+6 +3


3. สมดลจานวนอเลกตรอนของเฉพาะอะตอมทเกดปฏกรยารดอกซ โดยการเตมอเลกตรอนเขาไปในสมการ

สมการออกซเดชน Fe2+ Fe3+ + e-

สมการรดกชน 6e- + Cr2-2

7O 2Cr3+ 4. รวมสองครงปฏกรยา โดยสมดลใหอเลกตรอนทจายออกและรบเขาเทากน มจานวนอเลกตรอนอสระเปนศนย

สมการออกซเดชน สมการรดกชน

Fe2+ Fe3+ + e- 6e- + Cr2

-27O 2Cr3+

(× 6) (× 1)

สมการรดอกซ 6Fe2+ + Cr2-2

7O 6Fe3+ + 2Cr3+ 5. เตม H+ หรอ OH- ลงไป เพอสมดลประจของสมการรวมใหเทากน

สมการรดอกซ ประจรวม

6Fe2+ + Cr2-2

7O 6Fe3+ + 2Cr3+ 10+ 24+

สมดลดวย H+ 6Fe2+ + Cr2-2

7O + 14H+ 6Fe3+ + 2Cr3+ 6. สมดลอะตอมทเหลออย ทไมไดเกดปฏกรยารดอกซ โดยเตม H2O เขาชวยสมดลได

สมการรวม 6Fe2+ + Cr2-2

7O + 14H+ 6Fe3+ + 2Cr3+ + 7H2O สมดลสมการตอไปนใหสมบรณ 1. Na2C2O4 + NaMnO4 + NaOH Na2CO3 + MnO2 + H2O 2. As4 + HNO3 HAsO3 + NO + H2O 3. SnCl2 + O2 + HCl H2SnCl6 + H2O 4. NH4Cl + Cl2 NCl3 + HCl 5. Zn + HNO3 Zn(NO3)2 + NH4NO3 + H2O 6. CrCl3 + Na2O2 + NaOH Na2CrO4 + NaCl + H2O

+2 +3

+6 +3


7. KIO3 + KI + CH3CO2H CH3CO2K + H2O + I2 8. AsH3 + KClO3 H3AsO4 + KCl 9. Cl2 + Mn(OH)2 Cl- + MnO2 (ในสารละลายเบส) 10. -

4MnO + CN- MnO2 + -OCN (ในสารละลายเบส) 11. H2SO3 + -

4MnO -24SO + Mn2+ (ในสารละลายกรด)

12. P4 สลายตวในสารละลายเบสไดผลตภณฑเปน PH3 และ H2

-2PO


แบบฝกหด 1. คาศกยไฟฟาครงเซลลมาตรฐานมดงน 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 การกระทาในขอใดไมสงผลใหเกดปฏกรยารดอกซ 1) จมโลหะ Fe ลงในสารละลาย Sn2+

2) จมโลหะ Fe ลงในสารละลาย Sn4+ * 3) จมโลหะ Sn ลงในสารละลาย Fe2+

4) จมโลหะ Sn ลงในสารละลาย Fe3+ 2. คาศกยไฟฟาครงเซลลมาตรฐานมดงน 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 การสลายตวของ H2O2 ไปเปน O2 เกดขนเองไดเมอใด 1) เมอสมผสกบโลหะ Ag 2) เมอสมผสกบโลหะ Ni * 3) เมอสมผสกบสารละลาย Ag+

4) เมอสมผสกบสารละลาย Ni2+ 3. คาศกยไฟฟาครงเซลลมาตรฐานมดงน X+(aq) + e- X(s) E° = -0.10 V Y2+(aq) + 2e- Y(s) E° = +0.50 V และจากสมการ Ecell = o

cellE - n0.060 logQ

โดยท n คอจานวนอเลกตรอนทถายโอนในเซลลไฟฟาเคม และ Q คออตราสวนความเขมขนของสารผลตภณฑตอสารตงตน ตามหลกการของคาคงทสมดล คา Q ทถกตอง ททาใหเซลลนมคา Ecell เทากบ +0.54 V คอขอใด 1) Q = [X+] / [Y2+] = 10 2) Q = [X+]2 / [Y2+] = 10 3) Q = [X+] / [Y2+] = 100 * 4) Q = [X+]2 / [Y2+] = 100


สารประกอบอ นทร ย โครงสรางทวไปของสารประกอบอนทรย

H C C

H

H

C

H

H

C

H

H

H

HX

residue functional group group

ประเภทของสารประกอบอนทรย โครงสรางทวไป ชอของ Functional Group

Hydrocarbon 1.1 Alkane R H - 1.2 Alkene R R - 1.3 Alkyne R R -

1

1.4 อนพนธของ 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 COONH2 Amide Group 8 Aldehyde R CHO Formyl Group 9 Ketone R CO R Carbonyl Group 10 etc.

Isomerism Isomer คอ สารทมสตรโมเลกลเหมอนกน แตมสตรโครงสรางทแตกตางกน ซงจะทาใหสารนนมสมบตทางกายภาพ และทางเคมทแตกตางกนไปดวย สามารถแบงประเภทของ isomer ไดดงตอไปน 1. Stereoisomer 2. Constitutional isomer (structural isomer) Enantiomer Functional isomer Diastereoisomer Positional isomer Skeletal isomer


ในทนจะสนใจเฉพาะ constitutional isomer หรอไอโซเมอรเชงโครงสรางเทานน โดยจะยกตวอยางจากโมเลกล C5H12O โดยจะแสดงโครงสรางบางโครงสรางทเปนไอโซเมอรกนไดดงตอไปน Functional isomer : ม functional group แตกตางกน

OH O

Positional isomer : มตาแหนงของ functional group แตกตางกน

OH

OH Skeletal isomer : ม residue group แตกตางกน

OH OH

สมบตทางกายภาพของสารประกอบอนทรย สมบตทางกายภาพโดยทวไป จะหมายรวมถง สถานะ จดเดอด จดหลอมเหลว และความสามารถในการละลาย เปนตน ซงลวนเปนผลมาจากแรงระหวางโมเลกลทงสน 1. กลมทสามารถเกดพนธะไฮโดรเจนระหวางโมเลกลได : amide > carboxylic > alcohol > amine 2. กลมทเปนโมเลกลมขวสง เกดแรงระหวางขวยดเหนยวกน : ketone > aldehyde > ester > ether 3. กลมทมขวตา หรอไมมขว ยดเหนยวกนดวยแรงลอนดอน : alkyne > alkane > alkene จดเดอดของสารกลมแรกยอมสงทสดและกลมสดทายจะตาทสด สวนการละลายนานนสารในกลมท 1 และ 2 สามารถละลายนาไดดเมอมขนาดโมเลกลเลก และคอยๆ ลดลงไปเมอขนาดของโมเลกลใหญขนเรอยๆ ปฏกรยาเคมสารประกอบอนทรย 1. ปฏกรยาการเผาไหม (Combustion) CxHy + O2 ∆ CO2 + H2O CxHyOz + O2 ∆ CO2 + H2O CxHyNz + O2 ∆ CO2 + H2O + NO2 CxHySz + O2 ∆ CO2 + H2O + SO2 การเผาไหมไมสมบรณจะเหลอเขมาและควนดา (C) ไวและม CO ปนออกมาเกดไดจาก 1. สารอนทรยทม C C หรอ C C หรอ วงเบนซน ซงแขงแรง ทาใหสลายพนธะไดไมหมด 2. ปรมาณ O2 นอยเกนไป เชนการเผาในภาชนะปดทม O2 เปนจานวนจากด 3. สารอนทรยทมขนาดโมเลกลใหญมากระเหยยาก O2 เขาแทรกทาปฏกรยาไดยาก 2. ปฏกรยาการแทนท (Substitution) 2.1 ปฏกรยา halogenation ของ alkane alkane ไมมขวและเฉอยตอปฏกรยา ตองอาศยสาร

ทไมเสถยร วองไวตอปฏกรยา เขามาทาใหเกดปฏกรยา โดย halogenation ของ alkane เปนการแทนทระหวาง H และ halogen โดยตองม UV กระตนใหเกด free radical หรออนภาคทมอเลกตรอนเดยวของ halogen เชน Cl ซงวองไวมาก จงสามารถทาปฏกรยากบ alkane ได

+

UV

ไมเกดปฏกรยา

HCl +Cl

2Cl


2.2 ปฏกรยา halogenation ของ benzene benzene เสถยรมากจาก resonance จงเฉอยตอปฏกรยาตองใชตวเรงปฏกรยาจงเกดปฏกรยาแทนทกบ halogen ได

UV

ไมเกดปฏกรยา

HBr +

ไมเกดปฏกรยาBr

2Br +

3FeBr

3. ปฏกรยาการเตม (Addition) เกดกบพนธะคและพนธะสามซงมอเลกตรอนหนาแนน ถกเตมดวยสารทดงอเลกตรอนไดด

RE

R

เมอ E (Electrophile) คอ 1. ธาตทมคา EN สงมากๆ 2. อนภาคประจบวก เชน กรด (H+) 3.1 ปฏกรยา halogenation ของ alkene และ alkyne

(1 eq)Br Br

(1 eq)

Br Br

Br Br

(excess)

2Br

2Br

2Br

3.2 ปฏกรยา oxidation ของ alkene และ alkyne

HO OH

4KMnOOH2

3.3 ปฏกรยา hydrohalogenation ของ alkene และ alkyne

H

ClHCl(1 eq)

HCl(1 eq)

HH

ClCl

HCl (excess)


ตวอยาง ระบผลตภณฑทงหมด ทไดจากปฏกรยาน

(มากเกนพอ)HBr

3.4 ปฏกรยา hydration ของ alkene และ alkyne

HHO

OH 2) 2

(cocn) SOH 1) 42

3.5 ปฏกรยา hydrogenation ของ alkene และ alkyne

H

HPt หรอ Ni Pt หรอ Ni

HH

HH

2H 2H

4. ปฏกรยา Redox กบโลหะโซเดยม RCOOH + Na RCOONa + H2(g) ROH + Na RONa + H2(g) 5. ปฏกรยาสะเทนระหวางกรด-เบส (Acid-Base Neutralisation) RCOOH(l) + NaHCO3(aq) RCOONa(aq) + H2CO3(aq)

H2O(l) + CO2(g) เมอรวมกบปฏกรยา redox ดวย Na แลวจะสามารถใชในการวเคราะหวาสารอนทรยทสงสยเปน carboxylic acid หรอ alcohol หรอไม ไดดงตาราง

โลหะ Na สารละลาย NaHCO3

สารอนทรยทวไป - - ROH H2(g) -

RCOOH H2(g) CO2(g) 5.1 ปฏกรยาสะเทนของ amine

RNH2(l) + HCl(aq) +3RNH Cl-(aq)

สงเกตการละลายของแอมมนในนาเมอถกทาปฏกรยาดวยกรด จะสามารถใชตรวจสอบหม function นได ตวอยาง สารประกอบอนทรยมสตรโมเลกลเปน CH3ON มสมบตตอไปน 1. ไมทาปฏกรยากบ Na 2. ไมละลายในสารละลาย HCl ดงนน CH3ON จะมโครงสรางเปนอยางไรไดบาง (ตอบ formamide)


6. ปฏกรยาควบแนน และปฏกรยาการแยกออกดวยนา (Condensation-Hydrolysis) 6.1 esterification และ hydrolysis

RO

OH + H OR″ H+ R

OOR″ + HO H

6.2 amidation และ hydrolysis

RO

OH + H NR″H

H+

∆ R

ONR″H

+ HO H 6.3 saponification

RO

OR″ + Na OH RO

OH + ″OR Na

RO

ONa+ H″RO ตวอยาง ระบโครงสรางของผลตภณฑของปฏกรยาตอไปนใหสมบรณ

1.

O

OH

OH + OOH

H+

2. O

HN OH + H2O H+

∆

3. O

NH + H2O H+

∆

4. OOH

+ HN H+

∆

5.

OCl

OCl

+ OH

OH

∆

6. O

OHH2N H+

∆

7. O2CRO2CRO2CR

+ CH3OH NaOH(aq)∆


แบบฝกหด 1. C7H8O มโครงสรางทประกอบดวยวง benzene 1 วง รวมกไอโซเมอร 1) 2 2) 3 3) 4 * 4) 5 2. สารประกอบประเภทใดทนาจะมจดเดอดสงทสด เมอพจารณาจากโครงสรางอมตวทมมวลใกลเคยงกน * 1) เอไมด 2) เอมน 3) แอลดไฮด 4) อเทอร 3. สารชนดใดทสามารถนามาใชทาปฏกรยาบอกความแตกตางระหวางเอมน และเอไมดทมคารบอน 6 ตว

เทากนไดดทสด 1) Na(s) 2) NaHCO3(aq) 3) NaOH(aq) * 4) HCl(aq) 4. ยาพาราเซตามอลมโครงสรางดงแสดงตอไปน การทาปฏกรยา hydrolysis ในการละลายกรด จะได

ผลตภณฑเปนสารใดตอไปน

1) O

H 2)

O

NH2

3) HO

OH

* 4)

H2N

OH

5. พจารณาแผนภาพปฏกรยาตอไปน ระบโครงสรางของสาร A ถง D มาใหสมบรณ

A

OH, H+, ∆

NaB C(cold)

(dark)D1, 2-Dibromo

cyclohexane

HO2Br

4KMnO


สารประกอบช วโมเลก ล คอ สารประกอบอนทรยตามธรรมชาต ทมอยในกระบวนการ metabolism ของสงมชวต แบงออกเปนประเภทหลกๆ ได ดงตอไปน Carbohydrates, Proteins, Nucleic acids, Lipids, อนๆ Carbohydrate คอ สารชวโมเลกลทประกอบขนจาก polyhydroxy aldehyde หรอ polyhydroxy ketone แบงออกเปนประเภทยอยๆ ไดดงน 1. นาตาลโมเลกลเดยว : เปนมอนอเมอรของสารประกอบคารโบไฮเดรตชนดอน 2. นาตาลโมเลกลค : เปนไดเมอรของนาตาลโมเลกลเดยว เกดจากนาตาลชนดเดยวกนหรอตางชนดกน 3. พอลแซกคาไรด : เปนพอลเมอรของนาตาลโมเลกลเดยว เปนโฮโมพอลเมอร หรอโคพอลเมอรกได ทงนนาตาลโมเลกลเดยวแบงออกไดอกเปนชนดยอยๆ ตามหมฟงกชน หรอจานวนคารบอนในโมเลกล 1. นาตาลแอลโดส (aldose sugar : นาตาลทมหมฟงกชนเปนแอลดไฮด) 2. นาตาลคโตส (ketose sugar : นาตาลทมหมฟงกชนเปนคโตน) หรอ 1. นาตาลไตรโอส (triose sugar คอ นาตาลทม 3 คารบอน : จดเปนนาตาลทมขนาดเลกทสด) 2. นาตาลเทโทรส (tetrose sugar คอ นาตาลทม 4 คารบอน) 3. นาตาลเพนโทส (pentose sugar คอ นาตาลทม 5 คารบอน) 4. นาตาลเฮกโซส (hexose sugar คอ นาตาลทม 6 คารบอน) เชน

O

HOH

OH

OH

OHOH

CHOH OH

HO H

H OHH OH

CH2OH

CH2OHO

HO H

H OHH OH

CH2OH

O

OH

OH

OHOH

HO

D-glucose D-fructose


ปฏกรยาเคมของนาตาล 1. Cyclisation (การปดวงนาตาล)

O

RHO

OH

RO

วงจะมขนาด 5 ถง 6 เหลยม

CHOH OH

HO H

H OHH OH

CH2OH

H

OH

OH

H

OCH2OH

HH

HO

OH

H

≅ HOO

HOOH

OHHO

2. การเกดไกลโคไซด (Glycoside Formation)

X CHO

OHCHOOHO

OHO

X

เรยกผลตภณฑทเกดขนวา ไกลโคไซด ซงจะไมสามารถเปดวงกลบไปเปนคารบอนลแบบเดมไดอก นาตาลโมเลกลค หรอพอลแซกคาไรด กจดเปนสารประกอบในกลมไกลโคไซดเชนเดยวกน

O

HO

HO

OH

HOO

OH

HO

O

OH

HO

O

HO

HO

OH

HO

OO

HOOH

OH

OH

α-D-glucopyranosyl-(1→4)-D-glucose α-D-glucopyranosyl-(1↔2)-β-D-fructofuranoside (maltose) (sucrose หรอ saccharose) 3. ออกซเดชน การทดสอบเบเนดกต (Benedict test) และ การทดสอบเฟหลงก (Fehling test)

CHO

R

H OHCOO-

R

H OH

Cu2+ Cu2O

เบส


การทดสอบทอลเลนส (Tollens test)

CHO

R

H OHCOO-

R

H OH

Ag+ Ag

NH3

4. การเกดสารประกอบเชงซอนกบไอโอดน แปงทาปฏกรยากบ I2/KI(aq) เปนสารประกอบเชงซอน โดยสายยาวของคารโบไฮเดรตจะบดเกลยวลอมรอบสาย polyiodide ใหสนาเงนเขม ไมสามารถเกดกบ cellulose ซงมแรงระหวางโมเลกลทแขงแรงได Nucleic acid (Polynucleotide) องคประกอบของ nucleic acid 1. nucleobase

กลม pyrimidine

N

N

N

N

H

NH2

O

Cytosine (C)

N

N

H

H

O

O

Thymine (T)

N

N

H

H

O

O

Uracil (U)

กลม purine

N

NN

NH

N

NN

NH

NH2

Adenine (A)

N

NN

NH

OH

NH2

Guanine (G)

จากโครงสรางจะพบวา nucleobase สามารถสราง hydrogen bond และจบกนไดเปนคๆ

NN

N

N

O

H

NH

H

H

N

ON

NH

RIBOSE

H RIBOSE

NN

N

N

N

RIBOSE

HH O

H NN

O RIBIOSE

G C A T


2. nucleoside HO

H OHH OHH OHCH2OH

HHOH OH

H HO

HO OH

HHOH OH

H HO

HO Nucleobasenucleobase

D-ribose D-ribofuranose ribonucleoside

3. nucleotide

OHP

O

HO

OH +

HHOH OH

H HO

HO Nucleobase

HHOH OH

H HO

O NucleobaseP

O

HO

OH

phosphoric ribonucleoside ribonucleotide 4. polynucleotide (nucleic acid) เปน polyester ทม monomer เปน nucleotide มสองชนด คอ RNA และ DNA

deoxyribonucleic acid(DNA)

HHH

H HO

O

HHH

H HO

O

HHH

H HO

O

HHO H

H HO

O

N

N

NH2

O

N

NH

O

O

N

NN

N

NH2

N

NN

N

OH

NH2

P

P

P

P

HOO

HOO

HOO

O

O

OHO

O

HHOH

H HO

O

HHOH

H HO

O

HHOH

H HO

O

HHO OH

H HO

O

N

N

NH2

O

N

NH

O

O

N

NN

N

NH2

N

NN

N

OH

NH2

P

P

P

P

HOO

HOO

HOO

O

O

OHO

O

ribonucleic acid(RNA)


Protein

เปนพอลเมอรทเกดจากกรดอะมโน H2N OH

R

O

พนธะใน Protein 1. peptide bond

O

OHH2N

R1

+ O

OHH2N

R2

OH2-

O

NH

H2N

R1

OH

O

R2

Peptide Bond

จานวน amino acid ทเปน monomer

2 (dimer)

3 (trimer)

4 (tetramer)

จานวนมาก (polymer)

ชอสารประกอบ peptide dipeptide tripeptide tetrapeptide polypeptide กาหนดใหปลายดาน amino เปนตนสาย เรยกวา N-terminus และปลายดาน carboxylic เปน ปลายสาย เรยกวา C-terminus แลวอานชอ amino acid เรยงกนไป ดงตวอยางตอไปน Gly-Phe-Ala-Asp Gly → Phe → Ala → Asp Glycyl Phenylalanyl Alanyl Aspatic acid 2. disulfide bond

O

OHH2N

SH

OHO

NH2

SS

H2N

OHO

oxidation

reduction

Cystein Cystine

NH2

O

NH

OHN

HN

O

NH2O

HN

O

SS

NHN

O

O

NH2O

NH

O

NHO

NH2

OHO

O

NH

H2NHN

O

O

NH

OH

O

OH

O


3. modified N และ C-terminus

O

OH

HN

ONH

OHN

NH

O

OHN

OOH

OH

OHH2N

NH2

Matrixyl PAL•Lys-Thr-Thr-Lys-Ser

NNH

HN

NH2

O

O

OO

NH2HO

Endomorphin Tyr-Pro-Phe-Phe•NH2 amino acid บางชนดยงเกดปฏกรยาเปนวงในตวเอง เชน glutamic acid ไดเปน pyroglutamic acid (pGlu)

O

OHH2N

HO

O

O

OHHN

O Glu pGlu

O

HN

O

NH

ON

HNN

NH2

O

Thyrotropic hormone releasing factor pGlu-His-Pro•NH2


4. พนธะ coordination กบ metal ion

PN

NH

O

OP Zn

OHH

N

P

NH

ภาพโครงสรางของ carboxy peptidase A ภาพโครงสราง active site ของ carboxy peptidase A โครงสรางของ Protein 1. โครงสรางปฐมภม (primary structure) หมายถง ลาดบของ amino acid ทเรยงกนในสาย peptide จากปลายดาน N- ไปยง C-terminus โดยไมพจารณาการบดตวพบตวใดๆ ในสามมต เชน

O

NH

H2NHN

O

O

NH

OH

O

OH

O

Gly-Phe-Ala-Asp หรอ Gly → Phe → Ala → Asp Glycyl Phenylalanyl Alanyl Aspatic acid

2. โครงสรางทตยภม (secondary structure) คอ hydrogen bond ระหวาง peptide linkage ( CONH ) ทมซาๆ อยางเปนระเบยบในโครงสราง มระยะหางเทาๆ กน ทาใหเกดโครงสรางสามมตทเปนระเบยบขนได โดยม 2 ลกษณะหลก ไดแก α-helix เปนโครงสรางทบดเปนเกลยว จากการ

สราง hydrogen bond ระหวาง amino acid โดยใช CO ของหมท 1 ไปจบกบ NH ของ amino acid ในอก 5 หมถดไป เชนนซาๆ เรอยไป โดยหนหม R ออกไปดานนอก และเนองจาก peptide bond ปรากฏขนซาๆ กนอยางเปนระเบยบ ดงนนโครงสราง α-helix ทไดจงมขนาดเกลยว และความถของเกลยวคงท โดยแตละเกลยวจะยาวเทากบ amino acid จานวน 3.6 หนวย

3.6 amino acids


β-sheet เปนโครงสรางทเรยงตอกนเปนแพจากการพบตวไปมาของสาย peptide เรยงขนานกนเปนระนาบ จากการสราง hydrogen bond ระหวาง amino acid โดยใช CO ของ amino acid หมหนง ไปจบกบ NH ของ amino acid อกหมหนงบนสายทขนานกนไปตลอดแนวความยาว โดยหนหม R ออกไปดานบนและดานลางของระนาบ β-sheet

NN

NN

NN

O

O

O

O

O

OR

R

R

R

R

H

H

H

H

H R

H

NN

NN

NN

O

O

O

O

O

OR

R

R

R

R

H

H

H

H

H R

H

N

NN

NN

N

O

O

O

O

O

OR

R

R

R

R

H

H

H

H

H R

H

NN

NN

NN

O

O

O

O

O

R

R

R

R

R

H

H

H

H

H

H

R

O

3. โครงสรางตตยภม (tertiary structure)

N

NH

O

OZnO

HH N NH

SS

HOO

OH

+H3NO-O

HOH

HOH

H OH

HOH

HO H

HOH

HOH

H OH

HO

H

HO H

OH

HO


4. โครงสรางจตตถภม (quaternary structure) บางครง protein จะปรากฏในลกษณะทเกดจากสาย peptide มากกวา 1 สายมาเกาะรวมอยดวยกน ซงโครงสรางอนเกดมาจาก protein มากกวา 1 สายมาจบตวรวมกนนเรยกวา โครงสรางจตตถภม เชน

haemoglobin HIV-1 protease การเสยสภาพธรรมชาตของ protein (protein denaturisation) การทางานของ protein ขนอยกบรปรางในสามมต เมอโครงสรางเสยไปจะทางานตามปรกตไมได โครงสรางในสามมตของโปรตนเกดจาก non-covalent interaction ทเปลยนแปลงไดงาย เชน 1. การเปลยนแปลงอณหภม ทาใหเกดการเปลยนแปลงอนตรกรยาตางๆ ทวไป 2. การเปลยนแปลง pH มผลตอระบบ hydrogen bond โดยตรง 3. การเปลยนตวทาละลาย เนองจาก peptide ถกสงเคราะหในนาจงมนาพยงโครงสรางเอาไวจานวนมาก 4. การเกดสารเชงซอนกบโลหะ ทาใหสาย peptide ลอมตวรอบโลหะนนๆ ไว 5. การเกดปฏกรยา redox มผลตอหลายพนธะโดยเฉพาะอยางยง disulfide bond 6. การเกดปฏกรยาอนๆ มผลตอหม function บางหมเปนการเฉพาะ ปฏกรยาเคมของสารประกอบ peptide 1. การเกดสารเชงซอนกบ Cu2+ (Biuret Test)

N

N N

NCu

OR

R

O

O

R

H H

H HN

N N

NCu

OR

O R

H H

H H


2. ปฏกรยา hydrolysis (การยอย protein) ปฏกรยา hydrolysis คอ ปฏกรยาทตดพนธะ amide หรอ peptide ออกดวยอาศยการเรงปฏกรยาดวยกรดหรอ enzyme อาจจะตดยอยไดอยางสมบรณจนเปน amino acid หรอตดยอยบางสวน พษของง Bothrops Jararaca เปนสาย nonapeptide ทมฤทธยบยง angiotensin เมอนามาทา partial hydrolysis ดวยกรดแลว พบวาไดสาย peptide สนๆ ออกมามากมาย โดยสาย peptide จานวนหนงม primary structure เปนดงน สายท 1 : Tyr-Trp-Pro สายท 2 : Pro-Pro-Gln สายท 3 : Pro-Gln-Ile สายท 4 : Pro-Arg-Pro สายท 5 : Gln-Ile-Pro สายท 6 : Trp-Pro-Arg ดงนนสาย nonapeptide นมลาดบ amino acid อยางไร Lipid คอ สารประกอบชวโมเลกลทไมใชคารโบไฮเดรต โปรตน กรดนวคลอก และไมละลายนา จงมหลากหลายประเภทยอย เชน กรดไขมน, ไข (wax), ไขมนและนามน (triglyceride), ฟอสโฟลปด, sphingolipid, prostaglandin, terpenoid, polyketide แตในทนจะสนใจเพยงกรดไขมนและ triglyceride เทานน 1. กรดไขมน (fatty acid) คอ กรดคารบอกซลกขนาดใหญทไมละลายนาแบงเปน 1. กรดไขมนอมตว (saturated fatty acid) 2. กรดไขมนไมอมตว (unsaturated fatty acid) 2. ไขมนและนามน (triglyceride) เปนเอสเทอรของกรดไขมน กบ glycerol ไดเปนไตรเอสเทอรแบงเปนสองชนดไดแก 1. ไขมน (fat) : มสถานะเปนของแขง 2. นามน (oil) : มสถานะเปนของเหลว

O

O

O

R

O

R

O

R

O

เชน

O

O

O

O

O

O

tristearin


สมบตทางกายภาพของลปด ขนอยกบโครงสรางของสายแอลคลเปนหลก ดวยผลตอการจดเรยงโมเลกล ถาโครงสรางมพนธะคแบบ cis จะมจดเดอดและจดหลอมเหลวตา เนองจากไมสามารถเรยงตวใหอยชดกนไดดเทากบกรดไขมนแบบอมตว

ชอ โครงสราง จดหลอมเหลว (°C)

1 palmitic acid CH3(CH2)14COOH 63.0 2 palmitoleic acid CH3(CH2)5CH CH(CH2)7COOH -0.1 3 stearic acid CH3(CH2)16COOH 69.6 4 elaidic acid trans CH3(CH2)7CH CH(CH2)7COOH 46.5 5 oleic acid cis CH3(CH2)7CH CH(CH2)7COOH 13.0 6 linoleic acid cis, cis CH3(CH2)4CH CHCH2CH CH(CH2)7COOH -5.0

ปฏกรยาของกรดไขมน ไขมน และนามน 1. แฮโลจเนชน (halogenation) ใชทดสอบความไมอมตวของ triglyceride โดยอาศยปฏกรยาการเตมเกดการฟอกจางสของสารละลาย

I

I2I +

iodine number เทากบ นาหนกของไอโอดนทถกฟอกดวยสารทดสอบปรมาณ 100 กรม 2. ไฮโดรจเนชน (hydrogenation) เปลยน C C ในนามนพช ใหเปนไขมนอมตวทเรยกวา เนยเทยม

+

ตวเรงปฏกรยา2H

3. ออกซเดชน (การหน : rancidification) เกดกบ C C ดวย O2 และความชนในอากาศ อยางชาๆ ผานอนมลอสระเกดเปนกลนหน

O

OH + HOออกซเดชนO

4. ไฮโดรไลซส (hydrolysis)

O

O RO

O RO

O R

+ 3H2O

OH

H+OH

OH

+

OHO R

OR

OR

HO

HO


5. สะปอนนฟเคชน (saponification)

OO R

OO R

OO R

+ 3NaOH(aq)

OH

OH

OH

+

ONaO R

OR

OR

NaO

NaO

ปรมาณของ NaOH เปนมลลกรมตอ triglyceride จานวน 1 กรมเรยกวา saponification number ผลตภณฑเกลอคารบอกซเลตสวนหวเปนไอออนละลายในนาไดด สวนสายไฮโดรคารบอนละลายกบนามนไดด จงใชเปนสารซกลาง และลดแรงตงผว

O

Na+ -O


แบบฝกหด 1. Carbohydrate ชนดใดตอไปนทไมสามารถเกดปฏกรยากบ Benedict ได 1) Glyceraldehyde 2) Lactose * 3) Glycogen 4) ทกขอรวมกน 2. ปฏกรยาระหวาง NaOH(aq) กบสารในขอใด ทไมทาใหเกดผลตภณฑทมสมบตเปนสารลดแรงตงผวได 1) ไขมน 2) กรดไขมน 3) กรด alkylsulfonic * 4) ไมมคาตอบ 3. Octreotide เปนสาย oligopeptide ทมโครงสรางดงแสดงดานลาง สงเคราะหขนเพอใชเปน inhibitor

ของ hormone บางชนด เชน growth hormone, glucagon และ insulin

O

HN

NHOO

NHNH

OHN

O

SS

NH

O

NH

NH

OHO

HOOH

H2N

NH2 จากโครงสรางดงกลาวโมเลกลนเปนโมเลกลประเภทใด และมพนธะ peptide กพนธะ 1) hexapeptide, 5 peptide bonds 2) hexapeptide, 6 peptide bonds * 3) heptapeptide, 6 peptide bonds 4) heptapeptide, 7 peptide bonds 4. การกระทาในขอใดตอไปน ททาลายโครงสรางของ protein โดยท primary structure ไมเสยหาย 1) ตมในสารละลายกรด 2) hydrolysis ดวย pepsin * 3) เตม Biuret reagent ลงไป 4) เตมนาลงไป


ป โตรเคม ปโตรเลยมเกดจากการทบถมกนของซากสงมชวตกลายไปเปนปโตรเลยม หรอนามน และแกสธรรมชาต แบงออกไดหลายประเภทเมอกลนแยกตามจดเดอด

จดเดอด (องศาเซลเซยส) ขนาดโมเลกล (จานวนคารบอน) การนาไปใช

นอยกวา 30 1-4 แกสธรรมชาต 30-60 5-7 ปโตรเลยมอเทอร (ตวทาละลาย) 60-180 5-10 นามนเบนซน 180-250 10-12 นามนกาด 250-350 13-18 นามนดเซล และนามนเตา

มากกวา 300 มากกวา 18 นามนหลอลน มากกวา 300 มากกวา 21 ไขพาราฟน (สาหรบเทยนไข) มากกวา 300 มากกวา 38 ยางมะตอย

Octane Number คอ ตวเลขแสดงความตานทานการนอคของนามนเบนซน นามนทมเลขออกเทน 95 หมายถง นามนทสามารถตานทานการนอคเทากบนามนเชอเพลงมาตรฐานทมสวนประกอบของ iso-octane 95% โดยปรมาตร และ n-heptane 5% โดยปรมาตร

H3C CCH3

CH3

CH2 CCH3

HCH3 CH3 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH3

iso-octane n-heptane Cetane Number เปนสมบตของนามนดเซลเหมอนกบเลขออกเทน แตใชสารมาตรฐานแตกตางกน คอ กาหนดใหสารประกอบ cetane และ α-methylnaphthalene มเลขซเทนเปน 100 และ 0 ตามลาดบ

CH3 (CH2)14 CH3 C

CC

CCC

CCC

CH

H

H

H

H H

H CH3

cetane α-methylnaphthalene


พอล เมอร เปนโมเลกลใหญทเกดจากการรวมตวกนของโมเลกลเลกๆ ทเรยกวา มอนอเมอร (monomer) แบงเปน - แบงตามการสงเคราะห 1. พอลเมอรธรรมชาต 2. พอลเมอรสงเคราะห - แบงตามสถานะ 1. พอลเมอรของเหลว : มขนาดโมเลกลไมใหญมาก แรงระหวางโมเลกลนอย 2. ยาง : เปนของแขงแตยดหยนไดด 3. พลาสตก 3.1 เทอรโมพลาสตก : สามารถหลอมเหลวไดเมอไดรบความรอน นามารไซเคลได 3.2 เทอรโมเซตตงพลาสตก : ไมสามารถหลอมเหลวได มกมโครงสรางแบบรางแห 4. ไฟเบอร : ขนรปเปนเสนใยได นาไปทอเปนผน - แบงตามโครงสราง 1. พอลเมอรแบบเสน : ถาโมเลกลขนาดใหญพอจะเปนของแขง 2. พอลเมอรแบบกง : เปนของแขงทแรงระหวางโมเลกลนอย สามารถดงใหยดออกไดงาย 3. พอลเมอรแบบรางแห : มความแขงแรงสงและทนความรอนไดดโดยไมหลอมเหลว - แบงตามมอนอเมอร 1. โฮโมพอลเมอร : เกดจากมอนอเมอรชนดเดยว 2. โคพอลเมอร : เกดจากมอนอเมอรตงแต 2 ชนดขนไป 2.1 โคพอลเมอรแบบสบหวาง 2.2 โคพอลเมอรแบบบลอค 2.3 โคพอลเมอรแบบสม - แบงตามปฏกรยาพอลเมอไรเซชน 1. พอลเมอรแบบเตม : เกดจากปฏกรยาการเตมมอนอเมอรเปนแอลคน 2. พอลเมอรแบบควบแนน : เกดจากปฏกรยาควบแนนของหมฟงกชนตางๆ


พอลเมอรแบบเตม เกดจากปฏกรยาการเตมของสารประกอบทม C C อยางนอย 1 ตาแหนง แบงออกไดคราวๆ เปน 2 แบบ ดงน (โดยแบบท 2 จะไดพอลเมอรทมลกษณะยดหยนไดเหมอนยาง)

X X X X

n

X

n

X X X

พอลเมอรแบบควบแนน เกดจากปฏกรยาควบแนนของหมฟงกชนตางๆ สามารถแบงออกไดเปนประเภทยอยตามพนธะทเชอมตอกนระหวางหนวยซาแตละหนวย เชน พอลเอสเทอร

X OHO

HO H2O + X O

OX O

OX O

O

n

AO

HO OH

O + HO B OH H2O + A

O

O

O

B OA

O

O

O

B OA

O

O

O

B On

พอลเอไมด

X NH2O

HO H2O + X

HN

OX

HN

OX N

H

O

n

AO

HO OH

O + H2N B NH2 H2O +

A

O

HN

O

B NHA

O

HN

O

B NHA

O

HN

O

B NHn

วทยาศาสตร เคม (100) ____________________________________ โครงการแบรนดซมเมอรแคมป ปท 26

แบบฝกหด 1. หลกการกลนลาดบสวนสาหรบแยกนามนปโตรเลยมขอใดไมถกตอง 1) เปนการแยกนามนปโตรเลยมทมองคประกอบหลายชนดตามจดเดอดทแตกตางกน * 2) เปนการทาสารผสมใหเปนสารบรสทธ นาไปใชงานตางๆ เชน เปนนามนเชอเพลง 3) หอกลนทมความสงมากกเพอชวยเพมประสทธภาพในการกลนแยก 4) ทชนบนของหอกลนสารทแยกออกมาจะมจดเดอดตา 2. ผลตภณฑทไดจากการกลนปโตรเลยมและแกสธรรมชาต เมอนามาใชเปนเชอเพลงจะกอใหเกดมลภาวะตอ

สงแวดลอมเรยงจากนอยไปมากไดตามขอใด * 1) CNG LPG ดเซล 2) CNG เบนซน LPG 3) ดเซล LPG เบนซน 4) นามนกาด ดเซล เบนซน 3. สารชนดใดนาจะแยกออกมาจากหอกลนนามนทชนสงกวาขออน

1)

H3C C C C CH3

H

H

H

H

H

H 2) H3C C C C CH3

H

H

H

H

CH3

CH3

3) H2C CH2

CH2

H2C

H2C

* 4) CHCH2H3C

4. polymer ขอใดแขงทสดถาม repeating unit เทากน 1) PE 2) PP * 3) PS 4) PTFE 5. จากสมการ

O

Oพอลเมอไรเซชน A ∆+ /OH3 B + C

ขอใดไมถกตอง เมอกาหนดให B มนาหนกโมเลกลมากกวา C 1) กระบวนการพอลเมอไรเซชนทเกดขนเปนปฏกรยาการเตม 2) สาร A เปนพอลเมอรแบบเสนตรง * 3) สาร B และ C ไมเปนพอลเมอร 4) สาร C มฤทธเปนกรด

โครงการแบรนดซมเมอรแคมป ปท 26 ___________________________________ วทยาศาสตร เคม (101)

6. พอลเมอรขนาดโมเลกลใกลเคยงกนทมโครงสรางในขอใดนาจะมจดหลอมเหลวสงทสด

1) OO

O

O n

* 2) HN

NH

O

O n

3) n

4) n

7. โครงสรางของเมลามน และฟอรมาลดไฮดเปนดงน

N

N

N

NH2

H2N NH2

O

HH

เมลามน ฟอรมาลดไฮด ในอตสาหกรรมพลาสตกทนาเมลามนมาทาปฏกรยาควบแนนกบฟอรมาลดไฮด จะไดผลตภณฑพอลเมอร

ทมโครงสรางแบบใด 1) เสนตรง 2) ขดเปนวง 3) ขดเปนเกลยว * 4) รางแห 8. สารประกอบ 3 ชนดทสามารถนามาใชเปนสารตงตนสาหรบปฏกรยาพอลเมอไรเซชนมโครงสรางดงภาพ

H2N

NH2HO

OHO

Cl Cl

O

A B C พอลเมอรทมความเหนยวทนทานมากทสด เตรยมไดจากสารตงตนในขอใด 1) A + B เพราะมขวมากทสด * 2) A + C เพราะมพนธะไฮโดรเจน 3) B + C เพราะโมเลกลเรยงชดกนแนน 4) A + B + C เพราะเปนแบบรางแห


โครงสรางอะตอมและตารางธาต

โครงสรางอะตอม แบบจาลองอะตอมแบบตางๆ แบบจาลองอะตอมของดอลตน

ดอลตน

- สสารทงหลายเกดขนจากอะตอม - อะตอมไมสามารถสรางขนใหม หรอถกทาลายลงได - อะตอมของธาตชนดเดยวกนจะมลกษณะเหมอนกน และมลกษณะตางกนในธาตตางชนดกน - ปฏกรยาเคมเกดขนโดยการจดเรยงตวกนใหมของอะตอม - สารประกอบเกดขนจากการรวมตวกนของอะตอมของธาตองคประกอบ - แบบจาลองอะตอมของดอลตนเปนเพยงแนวคด โดยไมมการทดลองยนยนหลกคดของตนเอง


แบบจาลองอะตอมของทอมสน

ทอมสน

- ทอมสนนาหลอดรงสแคโทดมาปรบปรงแลวคนพบรงสแคโทด หรออเลกตรอน - ทอมสนสามารถหาคาประจตอมวลของรงสแคโทดซงเปนคาคงทเทากบ 1.76 × 108 c/g - มลลแกนใชการทดลองหยดนามนเพอหาคาประจของอเลกตรอน (1.6 × 10-19 c) และนาคาประจทไดไปคานวณหามวลของอเลกตรอนได (9.1 × 10-27 g) โดยใชคาประจตอมวลของอเลกตรอนของทอมสน - แบบจาลองอะตอมของทอมสนเปนรปแบบ Plum pudding model ซงอธบายวาอะตอมประกอบดวยกลมประจลบทฝงอยในเนออะตอมทมกลมประจบวก - รงสบวก (รงสแอโนด) ทถกคนพบโดยโกลดชไตนกอนหนาการทดลองของทอมสน ไมใชโปรตอน แตเปนไอออนบวกทเกดจากการทอะตอมถกพลงงานไฟฟาทาใหแตกออกเปนอเลกตรอน (รงสแคโทด) และไอออนบวก ยกเวนในกรณทใชแกสดานในหลอดรงสแคโทดเปนแกสไฮโดรเจน ซงจะทาใหรงสบวกทไดเปนโปรตอน (H+) แบบจาลองอะตอมของรทเทอรฟอรด

รทเทอรฟอรด

- การทดลองของรทเทอรฟอรด คอ การทดลองยงรงสแอลฟาใสแผนทองคาบาง ซงสงทรทเทอรฟอรดคาดการณแตแรก คอ รงสทงหมดนาจะทะลผานแผนทองคาบางไปทงหมด แตผลการทดลองกลบไมเปนไปตามนนเพราะมรงสแอลฟาบางสวนทเบยงเบนทศทางและสะทอนกลบได - การทดลองของรทเทอรฟอรดทาใหพบวา อะตอมประกอบไปดวย 2 สวน ไดแก สวนทมความหนาแนนสงมาก (นวเคลยส) และสวนทเปนทวาง (พนทของอเลกตรอน) โดยสวนทเปนทวางจะกนพนทขนาดกวางกวา - แบบจาลองอะตอมของรทเทอรฟอรดเปนลกษณะทประจบวกอดรวมตวกนแนนอยตรงกลาง (นวเคลยส) และมอเลกตรอนโคจรอยบรเวณทวางรอบนวเคลยส


- รทเทอรฟอรดเปนผคนพบโปรตอนจากการทดลองยงรงสแอลฟาใสแกสไนโตรเจน แลวตรวจพบประจบวก ซงกคอ โปรตอน (H+) และเจมส แชดวก ไดคนพบนวตรอน โดยเขาไดทาการทดลองยงอนภาคแอลฟาไปยงอะตอมของธาตแบรลเลยม (Be-9) แบบจาลองอะตอมของบอร

บอร

- บอรทาการทดลองผานการตรวจสอบสเปกตรมของแกสไฮโดรเจน ซงเปนผลใหคาตวเลขทไดจากการทดลองทงหมดเปนของธาตไฮโดรเจน - บอรอาศยความรเรองความสมพนธระหวาง พลงงาน ความถ ความยาวคลน จากสมการของแพลงค ดงน E = hν E = λ

hc

- บอรอธบายเพมเตมเกยวกบการเกดเสนสเปกตรม โดยการทอเลกตรอนถกกระตนจากสภาวะพนไปสภาวะกระตน หลงจากนนจะพยายามกลบลงทสภาวะพนอกครงดวยการคายพลงงานในรปของแสง - บอรอธบายเกยวกบระยะหางระหวางระดบพลงงาน โดยการใชไฮโดรเจนเปนรปแบบหลก ซงทาใหเราพบวา ระยะหางระหวางระดบพลงงานจะมคานอยลงไปเรอยๆ ดงรป

Energy Excited States

Ground State

- จากการทดลองของบอร ทาใหเกดการตรวจสอบชนดของสารโดยการดสเปลวไฟ และสเปกตรมของสารประกอบได โดยสามารถใชไดดกบกลมธาตทเปนโลหะ (เนองจากใหเสนสเปกตรมในชวงแสงทมองเหนได) - แบบจาลองอะตอมของบอรมลกษณะใกลเคยงกบแบบจาลองอะตอมของรทเทอรฟอรด เพยงแตเพมสวนอธบายการโคจรของอเลกตรอนทมลกษณะเปนชนๆ คลายกบระบบสรยจกรวาล


สญลกษณนวเคลยร สญลกษณนวเคลยร คอ สญลกษณทใชบอกชนดของธาต ตลอดจนจานวนอนภาคมลฐานทงหมดของธาตนนๆ โดยจะประกอบดวยสวนสาคญ 2 สวน ไดแก

เลขมวล

เลขอะตอม

สญลกษณธาตAZ X

1. เลขอะตอม (Atomic Number, Z) คอ ตวเลขทแสดงจานวนโปรตอนในนวเคลยส เปนตวบงชชนดและสมบตเฉพาะตวของธาตนนๆ 2. เลขมวล (Mass Number, A) คอ ตวเลขทแสดงผลรวมของจานวนโปรตอน และนวตรอนในนวเคลยส ไอโซโทป (Isotope) คอ อะตอมของธาตเดยวกนทมเลขมวลตางกนหรออนภาคทมจานวนโปรตอนเทากน ซงอนภาคทเปนไอโซโทปกนจะมสมบตทางเคมคลายคลงกน แตสมบตทางกายภาพบางประการตางกน โดยธาตหนงๆ อาจมไดหลายไอโซโทป ไอโซบาร (Isobar) คอ อะตอมของธาตตางชนดกนทมเลขมวลเทากน ไอโซโทน (Isotone) คอ อะตอมของธาตตางชนดกนทมจานวนนวตรอนเทากน ไอโซอเลกทรอนก (Isoelectronic) คอ อะตอมหรอไอออนของสารทมจานวนอเลกตรอนเทากน ไอออน คอ อนภาคทเกดการสญเสยเสถยรภาพทางไฟฟา ทาใหเกดธาตทมประจไฟฟา เพราะมจานวนอเลกตรอนไมเทากบจานวนโปรตอน โดยถาหากวาจานวนอเลกตรอนมากกวาจานวนโปรตอน เรยกวา “ไอออนลบ” และถาหากวามจานวนอเลกตรอนนอยกวาจานวนโปรตอน เรยกวา “ไอออนบวก” การจดเรยงอเลกตรอน การจดเรยงอเลกตรอน เปนกระบวนการทใชในการแบงกลมของอเลกตรอนโดยใชสภาวะและบรเวณทอเลกตรอนแตละตวอย เพอบอกตาแหนงของธาตในตารางธาต อกทงยงสามารถอธบายพฤตกรรมบางอยางไดจากการจดเรยงอเลกตรอน โดยทวไปเราสามารถแบงการจดเรยงอเลกตรอนไดเปน 2 วธ ไดแก 1. การจดเรยงอเลกตรอนในระดบพลงงานหลก (Core Shell Electron Configuration) 2. การจดเรยงอเลกตรอนในระดบพลงงานยอย (Sub Shell Electron Configuration) การจดเรยงอเลกตรอนในระดบพลงงานหลก เปนกระบวนการจดเรยงอเลกตรอนทคอนขางสะดวก เหมาะสาหรบการบอกตาแหนงในตารางธาตเทานน ไมสามารถอธบายรายละเอยดของพฤตกรรมตางๆ ของอะตอมไดชดเจนเหมอนกบการจดเรยงอเลกตรอนในระดบพลงงานยอย ซงการจดเรยงอเลกตรอนในระดบพลงงานหลกจะใหขอมลเพยง 2 ชนด ดงน 1. ระดบพลงงาน 2. จานวนอเลกตรอนในระดบพลงงานนนๆ


มวธการดงตอไปน 1. หาจานวนอเลกตรอนทสามารถจไดในระดบพลงงานตางๆ โดย จานวนอเลกตรอนทสามารถจไดในระดบพลงงาน = 2n2 โดย n = ระดบพลงงานท n ดงนน ทระดบพลงงาน n = 1 สามารถจอเลกตรอนได = 2 × 12 = 2 ทระดบพลงงาน n = 2 สามารถจอเลกตรอนได = 8 ทระดบพลงงาน n = 3 สามารถจอเลกตรอนได = 18 ทระดบพลงงาน n = 4 สามารถจอเลกตรอนได = 32 2. อเลกตรอนในระดบพลงงานชนนอกสด เรยกวา เวเลนซอเลกตรอน มไดไมเกน 8 อนภาค (ตามเลขหม) 3. จานวนระดบพลงงานบอกเลขทคาบ (ธาตในแนวนอน) จานวนเวเลนซอเลกตรอนบอกเลขทหม (ธาตในแนวตง) ไดเฉพาะธาตพวกเรพรเซนเตตฟ (ธาตพวก A) สวนธาตแทรนซชนในคาบท 4 สวนใหญ มจานวนเวเลนซอเลกตรอนเปน 2 ยกเวนบางธาตทเปน 1 (Cr และ Cu) และอเลกตรอนในระดบพลงงาน รองสดทายเปน 9 ถง 18 การจดเรยงอเลกตรอนในระดบพลงงานยอย การจดเรยงอเลกตรอนในรปแบบนจะมการบอกรายละเอยดของอเลกตรอนอย 3 สวนหลก ไดแก 1. ระดบพลงงาน 2. ออรบทล 3. จานวนอเลกตรอนทอยในระดบพลงงานและออรบทลนนๆ

ระดบพลงงานยอย

1s2จานวนอเลกตรอน

ระดบพลงงานหลก


โดยความแตกตางระหวางการจดเรยงอเลกตรอนในระดบพลงงานหลกและในระดบพลงงานยอย คอ “ออรบทล (Orbital)” ซงหมายถง บรเวณทมโอกาสพบอเลกตรอน ซงออรบทลจะพบไดหลายลกษณะเปนรปทรงตางๆ ตามระดบพลงงานของอเลกตรอน ซงเปนพลงงานจลนทเกดจากการเคลอนทของอเลกตรอนรอบนวเคลยสและการหมนรอบตวเองของอเลกตรอน โดยแตละระดบพลงงานยอยและออรบทลมรปแบบเปนดงน ระดบพลงงานยอย จานวน

ออรบทล ออรบทล จานวนอเลกตรอน

ทบรรจได ลกษณะเสนสเปกตรม

s 1 s 2 เสนบางเลก (sharp) p 3 px, py และ pz 6 เสนหนาชด (principal) d 5 dxy, dxz dyz, d(x2-y2)

และ dz2 10 สวางกระจาย (diffuse)

f 7 - 14 สวางกระจาย (diffuse) g 9 - 18 สวางกระจาย (diffuse)


ทงน ในการจดเรยงธาตทมเลขอะตอมสงมากๆ (เลขอะตอมมากกวา 120) อาจจะพบ g-orbital และ h-orbital เนองจากการทระดบพลงงานมคาไมเทากนและมการเรยงทซอนกนในออรบทลตางๆ ทาใหอเลกตรอนนนจะตองถกบรรจอยในระดบพลงงานและออรบทลทมพลงงานตาทสดกอนเพอความเสถยร ดงนนการจดเรยงอเลกตรอนสามารถทาไดโดยจดตามลาดบตอไปน

เรยงลาดบพลงงานจากนอยไปหามากตามลกศรน

1s

2s

3s

4s

5s

2p

3p

4p

5p

3d

4d

5d

4f

5f 5g

หรอเรยงลาดบไดตามน : 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p, 5s, 4d, 5p, 6s, 4f, 5d, 6p, 7s, ... การจดเรยงอเลกตรอนในระดบพลงงานยอยจะมประโยชนมากในการศกษาวชาเคมในระดบสง เพราะสามารถนาการจดเรยงอเลกตรอนรปแบบนไปใชอธบายปรากฏการณตางๆ ของอะตอมได โดยสามารถนาไปสรางแผนภาพออรบทล (Orbital Diagram) เพอขยายภาพพฤตกรรมของอเลกตรอนทชดเจนมากขน ขอควรระวงในการสรางแผนภาพออรบทล

1.

2.


ความสมพนธระหวางตารางธาตและการจดเรยงอเลกตรอนในระดบพลงงานยอย H 1s1

He 1s2

Li 2s1

Be 2s2

B 2p1

C 2p2

N 2p3

O 2p4

F 2p5

Ne 2p6

3s

ตารางธาต

ความสมพนธระหวางตาแหนงและการจดเรยงอเลกตรอนในระดบพลงงานยอย

(แสดงเฉพาะโครงสรางอเลกตรอนออรบทลสดทายทสามารถบงชถงตาแหนงได) 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 ตารางธาต แนวโนมคณสมบตทวไปของธาตในตารางธาต โดยทวไปจะแบงคณสมบตทนาสนใจของธาตตางๆ ออกเปน 5 คณสมบต ไดแก 1. ขนาดอะตอม และขนาดไอออน คอ ระยะระหวางจดศนยกลางของอะตอมกบผวของอะตอม ซงกคอ อเลกตรอนวงนอกสด ถาแรง ยดเหนยวระหวางกนมาก จะทาใหอเลกตรอนอยใกลนวเคลยส อะตอมจะมขนาดเลก ปจจยทมผลตอขนาดอะตอม ไดแก 1.1 ระดบพลงงานชนนอกสด : ถาอยระดบพลงงานสงกจะมขนาดใหญ 1.2 จานวนโปรตอน : ถามมากกจะดงอเลกตรอนใหเขาใกลนวเคลยส อะตอมจะมขนาดเลก 1.3 จานวนอเลกตรอน : ถามมากกกระจายตวรอบอะตอมไกลขน อะตอมจะมขนาดใหญ 2. คาพลงงานไอออไนเซชน (Ionization Energy : IE) พลงงานไอออไนเซชน คอ พลงงานปรมาณนอยสดททาใหอเลกตรอนหลดออกจากอะตอมในสถานะแกส โดยทาใหธาตเปลยนแปลงเปนไอออนบวก ถาอเลกตรอนตวแรกหลดเรยกพลงงานไอออไนเซชนลาดบทหนง (IE1) พลงงานททาใหอเลกตรอนในลาดบตอๆ มาหลดมคาเปน IE2, IE3, ... ตามลาดบ เชน B(g) B+(g) + e- IE1 = 807 kJ/mol B+(g) B2+(g) + e- IE2 = 2433 kJ/mol จะพบวาในธาตชนดเดยวกน IE1 < IE2 < IE3 < ... < IEn


***ขอควรระวง*** ธาตในหม IIA และหม VA มการจดเรยงอเลกตรอนในระดบพลงงานยอยออรบทลสดทายเปน ns2 และ np3 ตามลาดบ ซงรปแบบดงกลาวทาใหธาตหม IIA มลกษณะเปน Full-fill orbital และของหม VA เปน Half-fill orbital ซงทาใหธาตนนมความเสถยรมากเปนพเศษ จงทาใหคาพลงงานไอออไนเซชนลาดบท 1 ของธาตใน 2 หมนมลกษณะมากกวาทควรจะเปนตามแนวโนม แตกรณดงกลาวจะมผลนอยลงสาหรบธาตทอย ในคาบสง เนองจากประเดนเรองการบดบงของอเลกตรอน ดงกราฟ

Li Be B C N O F NeRnAtPoBiPbTiBaCs

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

I.E. (

MJ/m

ole)

3. คาสมพรรคภาพอเลกตรอน (Electron Affinity : EA) สมพรรคภาพอเลกตรอน คอ พลงงานทเปลยนแปลงไปเมออะตอมของธาตในสถานะแกสไดรบอเลกตรอน 1 อนภาคแลวกลายเปนไอออนลบในสถานะแกส พลงงานนมกจะอยในรปคายพลงงานเพอสรางแรงยดเหนยวระหวางนวเคลยสของอะตอมกบอเลกตรอนตวใหม เชน Cl(g) + e- Cl-(g) EA = -349 kJ/mol ทงนธาตทมคา EA สง หมายความวา ธาตนนรบอเลกตรอนไดดและเกดเปนไอออนลบทเสถยร (ยงลบมากยงเสถยร) แตถาคา EA เปนบวก แสดงวาธาตนนจะเปนไอออนลบทไมเสถยรและเกดการรบอเลกตรอนไดไมด ***ขอควรระวง*** คลายกบกรณของพลงงานไอออไนเซชนลาดบท 1 4. คาอเลกโทรเนกาตวต (Electronegativity : EN) อเลกโทรเนกาตวต คอ คาทแสดงถงความสามารถของอะตอมของธาตในการดงดดอเลกตรอนของอะตอมของธาตอน ขณะสรางพนธะเพอรวมเปนสารประกอบ คา EN ของธาตไมมหนวย เนองจากเปนคาทเกดจากการเปรยบเทยบ โดยคาอเลกโทรเนกาตวตของธาตหนงๆ จะมความสมพนธกบคาไอออไนซนและคาสมพรรค-ภาพอเลกตรอนดวย ซงการหาอเลกโทรเนกาตวตนนจะตองใชตวแปรสาคญในการเปรยบเทยบ คอ พลงงานพนธะทเกดขนระหวางธาตทตองการกบธาตทม EN สงทสดในตารางธาตอยางฟลออรน (F) ดงนน หากธาตใดไมสามารถสรางพนธะกบฟลออรนได กจะไมสามารถหาคา EN ได


5. ความเปนโลหะ และความเปนอโลหะ ความเปนโลหะ คอ มความวองไวในการจายอเลกตรอน (ตวรดวซ) ดงนน ความวองไวจะขนกบความเปนโลหะของธาตนนๆ โดยยงธาตทเปนโลหะมาก กจะสามารถจายอเลกตรอนไดด ความเปนโลหะเพมขนจาก บนลงลางในหมเดยวกนและลดลงจากซายไปขวาในคาบเดยวกน โดยสงเกตไดจากคาพลงงานไอออไนเซชน ยงมคานอย ยงจายอเลกตรอนไดงาย และยงมความเปนโลหะมาก ความเปนอโลหะ คอ มความวองไวในการรบอเลกตรอน (ตวออกซไดซ) ดงนน ความวองไวจะขนกบความเปนอโลหะของธาตนนๆ โดยยงธาตทเปนอโลหะมาก กจะสามารถรบอเลกตรอนไดด ความเปนอโลหะเพมขนจากลางขนบนในหมเดยวกนและเพมขนจากซายไปขวาในคาบเดยวกน โดยสงเกตไดจากคาสมพรรคภาพอเลกตรอนยงมคามาก (เปนลบมาก) ยงรบอเลกตรอนไดด และยงมความเปนอโลหะมาก เพมเตม สาหรบหมท VIIIA ความวองไวในการทาปฏกรยาจะเพมขนจากบนลงลาง (ไมเหมอนอโลหะหมอนๆ) เนองจากระดบพลงงานทเพมมากขน ทาใหอเลกตรอนทชนนอกสดอยหางจากนวเคลยสเพมมากขน จงทาใหเกดการสรางพนธะโคเวเลนตได สรปแนวโนมคณสมบตทนาสนใจทง 5 ไดดงน

ทศทางหวลกศร แสดงถงทศทางการเพมขน

ขนาดอะตอม / ความเปนโลหะ

ลหะความเปนอโ/EN,EA,IE1

ขนาดอะตอม /ความเปนโลหะ

/EN,EA,IE1ความเปนอโลหะ


ตวอยาง อะตอมของไฮโดรเจน 2 โมล ไดรบพลงงาน 2,551 kJ พบวาอเลกตรอนทงหมดเปลยนระดบพลงงานไปท n = 6 หลงจากนนอเลกตรอนคายพลงงาน ไดเสนสเปกตรมในชวงทตามองเหน 4 เสน ดงน

เสนสเปกตรม ความยาวคลน (nm) ปรมาณอเลกตรอนทคายพลงงาน (โมล) สมวง 400 0.025 สนาเงน 420 0.5 สฟา 500 0.025 สแดง 660 0.5

ขอใดถก (h = 6.63 × 10-34 J ⋅ s, c = 3 × 108 m/s) 1) แสงสแดงมความเขมสงสด 2) แสงสนาเงนมความเขมสงสด 3) พลงงานของแสงสฟาทไดออกมาทงหมดมคาตาสด 4) พลงงานของแสงสมวงทไดออกมาทงหมดมคาสงสด เฉลย 3) พลงงานของแสงสฟาทไดออกมาทงหมดมคาตาสด ตวอยาง ขอความตอไปน ขอใดไมถกตอง 1) ออรบทลชนด d จะเรมมในระดบพลงงาน n = 3 2) ระดบพลงงานยอย f ในระดบพลงงาน n = 3 มจานวน 7 ออรบทล 3) ในระดบพลงงาน n = 3 มจานวนออรบทลทงหมด 9 ออรบทล 4) ในระดบพลงงาน n = 4 มจานวนระดบพลงงานยอยอย 4 ระดบ เฉลย 2) ระดบพลงงานยอย f ในระดบพลงงาน n = 3 มจานวน 7 ออรบทล ตวอยาง ขอใดถกทสด 1) ธาตหม 18 ทกชนดไมมคา EN 2) ธาตหม 18 ทกชนดเสถยรแลว จงไมมคา EA และ EN 3) คา IE เปนคาบวก แตคา EA เปนคาลบ 4) ธาตทไมมคา EN คอ ธาตทไมสรางพนธะกบธาตอน เฉลย 4) ธาตทไมมคา EN คอ ธาตทไมสรางพนธะกบธาตอน


ตวอยาง พจารณาการจดเรยงอเลกตรอนของธาตสมมตตอไปน

ธาต การจดเรยงอเลกตรอน

A [Ar] 4s1 D [Ar] 4s2 3d5 E [Ar] 4s2 3d10 4p4 G [Ar] 4s2 3d10 4p5

จากขอมลขางตน ขอใดผด 1) เลขออกซเดชนของ D มคาสงสดเปน +5 2) คาสมพรรคภาพอเลกตรอนของ G > E > A 3) ธาต A เมอเกดสารประกอบกบคารบอนไดสตรเปน A4C 4) ธาต E สามารถเกดสารประกอบไอออนกกบ A ไดสารทมสตรเปน A2E เฉลย 1) เลขออกซเดชนของ D มคาสงสดเปน +5 ตวอยาง เมอพจารณาจากการจดเรยงอเลกตรอน ไอออนทนาจะมความเสถยรมากทสดคอชนดใด 1) H+ 2) He+ 3) He2+ 4) Li+ เฉลย 4) Li+


พนธะเคม พนธะเคม คอ แรงยดเหนยวระหวางอนภาคของสาร เชน ระหวางอะตอมกบอะตอม หรอไอออนกบไอออน เปนตน เราสามารถแบงชนดของพนธะเคมได 3 ชนด คอ พนธะไอออนก พนธะโคเวเลนต และพนธะโลหะ

พนธะโคเวเลนต เปนพนธะทเกดจากการใชเวเลนซอเลกตรอนรวมกนของอะตอม เนองจากแตละอะตอมทเกดพนธะ โคเวเลนตนนมกจะมคา Electronegativity (EN) สง จงทาใหเกดการใชอเลกตรอนรวมกน ตวอยางธาตทรวมกนแลวสรางพนธะโคเวเลนต ไดแก 1. อโลหะกบอโลหะ เชน CH4, HCl, H2O, I2, C6H12O6 เปนตน 2. กงอโลหะกบอโลหะ เชน BCl3, GeCl4, SiCl4 เปนตน 3. โลหะบางชนด เชน Be, Sn กบอโลหะ เชน BeCl2, SnCl4 เปนตน 4. โลหะทรานซชนกบอโลหะในไอออนเชงซอน เชน -

4MnO , -24CrO , +2

43)Cu(NH เปนตน หมายเหต ธาตบางชนดจะเกดสารประกอบโคเวเลนตแบบโครงผลกรางตาขายทมลกษณะและสมบต

ทแตกตางไป ซงจะกลาวถงในหวขอตอไป การเขยนสตรและเรยกชอสารโคเวเลนต 1. การเขยนสตรโมเลกล - เรยงลาดบธาตใหถกตองตามหลกสากลไดดงน B Si C Sb As P N H Te Se S At I Br Cl O F ตามลาดบ - สดสวนการรวมตวไมแนนอน เนองจากอโลหะมเวเลนซอเลกตรอนมาก เมอรวมตวกนสามารถรวมตวกนไดหลายอตราสวน เชน N2O, NO, NO2, N2O3, N2O5 เปนตน 2. การอานชอ - โมเลกลทเกดจากธาต 2 ชนด AxBy A อานชอธาตตามปรกต B อานชอธาต แตเปลยนคาลงทายเปน -ide - บอกจานวนธาตองคประกอบ

จานวน 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 คาอาน mono di tri tetra penta Hexa hepta octa nona deca

หมายเหต - ถาอะตอมหนาทมจานวนเทากบ 1 ไมตองอานเลขหอยไว - สารประกอบไฮโดรเจนไมตองอานเลขหอยทกากบมา


ชนดของพนธะโคเวเลนต ในการเกดสารประกอบโคเวเลนต อะตอมของธาตในโมเลกลโคเวเลนต จะนาเอาเวเลนซอเลกตรอนมาใชรวมกน เพอใหแตละอะตอมมเวเลนซอเลกตรอนเทากบ 8 ซงเปนไปตามกฎออกเตต ซงเราจะเรยกคอเลกตรอนทใชรวมกนนวา อเลกตรอนครวมพนธะ (Shared Pair Electrons) ซงพนธะโคเวเลนต แบงออกได 3 ชนด 1. พนธะเดยว (Single Bond) เกดจากอะตอมใชอเลกตรอนครวมพนธะ 1 ค เชน H2 2. พนธะค (Double Bond) เกดจากอะตอมใชอเลกตรอนครวมพนธะ 2 ค เชน O2 3. พนธะสาม (Triple Bond) เกดจากอะตอมใชอเลกตรอนครวมพนธะ 3 ค เชน N2 สวนคอเลกตรอนบนอะตอมทไมไดเกดการใชรวมกนกบอะตอมอนเรยกวา อเลกตรอนคโดดเดยว (Lone Pair Electrons) ตวอยางเชน

อเลกตรอนครวมพนธะ

อเลกตรอนคโดดเดยวCl Cl

โคออรดเนตโคเวเลนต (Coordinated Covalent) ยงมพนธะอกชนดทใชคอเลกตรอนของอะตอมเพยงอะตอมเดยวมาสรางพนธะ แทนทจะใหอเลกตรอนจากแตละอะตอมรวมกน เราเรยกพนธะเชนนวา พนธะโคออรดเนตโคเวเลนต (Coordinated Covalent Bond) เชน O3 การเขยนสตรโครงสราง - ในการเขยนสตรเราตองหาอะตอมกลางกอน โดยทวไปธาตทมคา EN ตากวามกจะเปนอะตอมกลาง ยกเวนไฮโดรเจน - ทดลองวางตาแหนงอะตอมของธาตตางๆ - เขยนสตรแบบเสน หรอแบบจด โดยเนนใหแตละอะตอมมเวเลนซอเลกตรอนเปน 8 (ถาทาได) - กรณทเปนไอออน ไอออนบวก หมายถง ผลรวมของอเลกตรอนทงหมดจะมการเสยอเลกตรอนไปตามจานวนของไอออนบวก เชน หากเปนไอออน +1 แสดงวา อเลกตรอนรวมทงหมดจะมการสญเสยไป 1 อเลกตรอน ไอออนลบ หมายถง ผลรวมของอเลกตรอนทงหมดจะมการรบอเลกตรอนเพมเขามาตามจานวนของไอออนลบ เชน หากเปนไอออน -2 แสดงวา อเลกตรอนรวมทงหมดจะมการรบเพมเขามา 2 อเลกตรอน ลกษณะของสตรโครงสราง 1. โมเลกลทเปนไปตามกฎออกเตต อะตอมของธาตจะใชคอเลกตรอนรวมกน เพอใหมอเลกตรอน วงนอกสดเปนไปตามกฎออกเตต ซงอะตอมของธาตเหลานนจะมความเสถยรเหมอนอะตอมของธาตหม VIIIA เชน H2O C3H6 S8 เปนตน


2. โมเลกลทไมเปนไปตามกฎออกเตต 2.1 โมเลกลทเกนออกเตต ธาตทจะมอเลกตรอนเกนออกเตตนนจะตองอยตงแตคาบ 3 ลงมาเนองจากธาตทอยคาบดงกลาวจะม d ออรบทลทสามารถรบอเลกตรอนทเกนมาได และธาตทเปนอะตอมกลางจะตองมคาอเลกโทรเนกาตวต (EN) ตากวาอะตอมปลาย เชน PF5 H2SO4 เปนตน 2.2 โมเลกลทไมครบออกเตต - โมเลกลทมเวเลนซอเลกตรอนรอบอะตอมใดอะตอมหนงนอยกวาออกเตต (ไมครบ 8) - บางโมเลกลอาจมอเลกตรอนเดยวซงมความวองไวในการทาปฏกรยา ซงพบในโมเลกลทม ผลรวมเวเลนซอเลกตรอนทกอะตอมในโมเลกลเปนเลขค ความยาวพนธะและพลงงานพนธะ ความยาวพนธะ กคอ ระยะหางระหวาง 2 นวเคลยสของอะตอมทสรางพนธะกน โดยทระยะหางนจะทาใหโมเลกลมความเสถยรมากทสด ซงอะตอมในสารแตละชนดกจะมความยาวพนธะตางๆ กนไป แมวาจะเปนอะตอมชนดเดยวกนกตาม เชน ความยาวพนธะระหวาง C O ในสาร H2CO และ CO2 กจะมคาไมเทากน ดงนน โดยทวไปเราจงใชคาความยาวพนธะเฉลย เราสามารถเรยงลาดบความยาวพนธะไดดงน คอ พนธะเดยว > พนธะค > พนธะสาม พลงงานพนธะ คอ พลงงานทอะตอมใชยดเหนยวกน หรอพลงงานทใชในการทาลายพนธะระหวางอะตอมในสภาวะแกส ซงแมจะเปนอะตอมชนดเดยวกน สารแตละชนดกจะมพลงงานพนธะทไมเทากน ดงนน เราจะใชพลงงานพนธะเฉลยในการคานวณ ซงในอะตอมชนดเดยวกนเราสามารถเรยงลาดบพลงงานพนธะไดดงน คอ พนธะสาม > พนธะค > พนธะเดยว การสลายพนธะและการเกดพนธะ เมออะตอมสองอะตอมเกดพนธะโคเวเลนตจะคายพลงงานออกมา ดงนนหากตองการแยกอะตอมทงสองออกจากกนจะตองใชพลงงานคาหนง ซงพลงงานทใชในการสลายพนธะเรยกวา พลงงานการสลายพนธะ (Bond Dissociation Energy) เปนการดดพลงงาน ซงจะมคาเปนบวก ในทางตรงกนขาม พลงงานทคายออกมาจากการเกดพนธะ จะมคาเปนลบ เราสามารถคานวณหาพลงงานของปฏกรยา (∆H) ได โดยทการเกดปฏกรยาจะตองสลายพนธะเกาของสารตงตนซงจะเกดการดดพลงงานเขาไป และสรางพนธะใหมของผลตภณฑทจะคายพลงงานออกมา ดงนน หากเราทราบชนดและจานวนพนธะทเกยวของในปฏกรยาเราจะสามารถคานวณหาพลงงานของปฏกรยาได ดงนน เมอพจารณาในพลงงานของปฏกรยาเราสามารถแบงปฏกรยาเคมออกเปน 2 ประเภท 1. ปฏกรยาดดพลงงาน (Endothermic Reaction) คอ ปฏกรยาซงใชพลงงานในการสลายพนธะเดมมากกวาพลงงานทคายออกมาเมอเกดพนธะใหม ดงนนจงเปนปฏกรยาทพลงงานถายเทจากสงแวดลอมเขาสระบบ และกาหนดใหการดดพลงงานมเครองหมายของพลงงาน (∆H) เปนบวก 2. ปฏกรยาคายพลงงาน (Exothermic Reaction) คอ ปฏกรยาซงใชพลงงานในการสลายพนธะเดมนอยกวาพลงงานทคายออกมาเมอเกดพนธะใหม ดงนนจงเปนปฏกรยาทพลงงานถายเทจากระบบเขาสสงแวดลอม และกาหนดใหการคายพลงงานมเครองหมายของพลงงาน (∆H) เปนลบ


รปรางของโมเลกล โครงสรางของโมเลกลโคเวเลนตใน 3 มตนน สามารถพจารณาไดจากการผลกกนของอเลกตรอนทมอยรอบๆ อะตอมกลางเปนสาคญ ทฤษฎทใชทานายรปรางของโมเลกลโคเวเลนต คอ ทฤษฎการผลกกนของคอเลกตรอนวงนอกสด (Valence Shell Electron Pair Repulsion : VSEPR) ซงเราสามารถแบงรปรางไดดงน

จานวนค อเลกตรอน

อเลกตรอน คโดดเดยว

โครงสราง ชอ ขนาดของมม ตวอยาง

1 0 X X เสนตรง Linear

180 HCl

2 1 X เสนตรง Linear

180 BeCl2

0 X สามเหลยมแบนราบ Trigonal Planar

120 BF3

3 1 X

มมงอ Bend (V-shape)

< 120 SO2

0 X ทรงเหลยมสหนา Tetrahedron

109.5 CH4

1 X พระมด

Pyramid < 109.5 NH3 4

2 X มมงอ

Bend (V-shape) << 109.5 H2O

0 X

พระมดคฐานสามเหลยม Trigonal Bipyramid

120, 90 PCl5

1 X

ไมกระดก Irregular Tetrahedron

(Seesaw)

< 120, < 90 SF4 5

2 X

รปตวท T-shape

< 90 ClF3

0 X

ทรงเหลยมแปดหนา Octahedron

90 SF6

1 X

พระมดฐานสเหลยม Square Pyramid

90 IF5 6

2 X

สเหลยมแบนราบ Square Planar

90 XeF4


สภาพขวของโมเลกลโคเวเลนต ขวของพนธะนนสามารถพจารณาไดจากความแตกตางของคา EN เชน H H จดเปนพนธะทไมมขว H F จดเปนพนธะทมขว ซงอาศยขวของพนธะนเองเปนตวบงชถงขวของโมเลกล โดยการรวมเวคเตอรของขวตางๆ ทมอยในโมเลกลเขาดวยกน เพอหาเวกเตอรผลลพธทจะบอกถงขวของโมเลกลนน จงตองทราบถงโครงสรางในสามมตของโมเลกลเสยกอน เชน

O C O คารบอนไดออกไซดมขวรวมเปนศนย เพราะขวลบของพนธะชออกไปทางออกซเจนเทาๆ กนใน 2 ทศทางทตรงขามกนพอด

N HHH แอมโมเนยมขวลบชขนตรงๆ ทางดานบน เพราะขวของพนธะมาเสรมกนในแนวแกน z แตในระนาบหกลางกนหมดไป โมเลกลทไมมขว ไดแก 1. โมเลกลของธาตชนดเดยวกน เนองจากมคา EN เทากน เชน H2, O2, S8, P4, N2 เปนตน 2. โมเลกลทประกอบดวยธาต 2 ชนด มจานวนอะตอม 3 อะตอมขนไป อะตอมกลางไมมอเลกตรอนคโดดเดยว รปรางโมเลกลจะเปนลกษณะสมมาตรทาใหสภาพขวหกลางกน เชน CO2, BeH2, CF4, PH5, SCl6 เปนตน 3. สารประกอบไฮโดรคารบอน เชน CH4, C2H6, C6H6 เปนตน โมเลกลทมขว ไดแก 1. โมเลกลทประกอบดวยอะตอมของธาตทตางกน 2 อะตอม เชน HCl, CO, NO เปนตน แรงยดเหนยวระหวางโมเลกลโคเวเลนต โมเลกลโคเวเลนตโดยปกตจะไมเชอมตอกนแบบรางแหอยางพนธะโลหะ หรอไอออนก แตจะมขอบเขตทแนนอน จงตองพจารณาแรงยดเหนยวระหวางโมเลกลดวย ซงจะเปนสวนทใชอธบายสมบตทางกายภาพของโมเลกลโคเวเลนต อนไดแก ความหนาแนน, จดเดอด, จดหลอมเหลว หรอความดนไอ ไดโดยแรงยดเหนยวระหวางโมเลกลนน เกดจากแรงดงดดเนองจากความแตกตางของประจเปนสาคญ แรงตางๆ เหลานน เชน แรงลอนดอน (London force) เปนแรงทเกดจากการดงดดทางไฟฟาของโมเลกลทไมมขว ซงแรงดงดดทางไฟฟานนเกดไดจากการเคลอนทของอเลกตรอนอยางเสยสมดล ทาใหเกดขวขนเลกนอย และขวทเกดขนชวคราวนเอง จะเหนยวนากบโมเลกลขางเคยงใหมแรงยดเหนยวเกดขน ดงนนยงโมเลกลทมขนาดใหญ กจะยงมโอกาสทอเลกตรอนเคลอนทเสยสมดลไดมาก จงอาจกลาวไดวา แรงลอนดอน แปรผนตรงกบขนาดของโมเลกล เชน F2, Cl2, Br2, I2 และ CO2 เปนตน


แรงไดโพล-ไดโพล (Dipole-Dipole Interaction) เปนแรงยดเหนยวทเกดระหวางโมเลกลทมขวสองโมเลกลขนไป เปนแรงดงดดทางไฟฟาทแขงแรงกวาแรงลอนดอน เพราะเปนขวไฟฟาทเกดขนอยางถาวร โมเลกลจะเอาดานทมประจตรงขามกนหนเขาหากน ตามแรงดงดดทางประจ เชน H2O, HCl, H2S และ CO เปนตน

พนธะไฮโดรเจน (Hydrogen Bond) เปนแรงยดเหนยวทมคาสง โดยเกดระหวางไฮโดรเจนกบธาตขนาดเลกทมคา EN สง และมอเลกตรอนคโดดเดยวเหลออย ซงไดแก F, O และ N โดยสารทมแรงยดเหนยวชนดนจะตองมพนธะระหวาง H กบธาต F, O หรอ N ดงกลาวจงจะสามารถเกดแรงยดเหนยวระหวางโมเลกลทเปนพนธะไฮโดรเจนได ซงสาเหตททาใหพนธะไฮโดรเจนเปนแรงยดเหนยวทมคาสง คอ ไฮโดรเจนทขาดอเลกตรอน อนเนองมาจากถกสวนทม EN สงในโมเลกลดงไป จนกระทงไฮโดรเจนนนมสภาพเปนบวกสง และจะตองมธาตทมอเลกตรอนคโดดเดยวเหลอ และมความหนาแนนอเลกตรอนสงพอใหไฮโดรเจนทกาลงขาดอเลกตรอนนน เขามาสรางแรงยดเหนยวดวยได เชน H2O, HF และ NH3 เปนตน สวน HCl นนไมสามารถเกดไดเพราะอเลกตรอนไมหนาแนนพอทจะใหไฮโดรเจนเขามาสรางแรงยดเหนยวได สมบตของสารประกอบโคเวเลนต 1. สถานะ สารประกอบโคเวนตมสถานะเปนไดทง ของแขง ของเหลว และแกส ทงนขนอยกบแรงยดเหนยวระหวางอนภาค โดยทของแขงจะมแรงยดเหนยวระหวางอนภาคมากกวาของเหลวและแกส ตามลาดบ 2. จดเดอด-จดหลอมเหลว โดยทวไปแลวสารประกอบโคเวเลนตสวนมากจะมจดเดอดและจดหลอมเหลวตากวาสารประกอบทเกดจากพนธะอนๆ เนองจากการเดอดและการหลอมเหลวทาลายทแรงยดเหนยวระหวางโมเลกล ไมไดทาลายทพนธะโคเวเลนตนนเอง แตถาเปรยบเทยบสารประกอบโคเวเลนตดวยกนเองพบวา หากมขนาดโมเลกลใกลเคยงกนจดเดอดและจดหลอมเหลวจะเพมตามแรงยดเหนยวระหวางโมเลกลทเพมขน 3. การละลาย โดยปกตนนสารทมแรงยดเหนยวชนดเดยวกนจะสามารถละลายซงกนและกนได ดงนนจงอาจกลาวไดวา โมเลกลทมขวจะละลายกบโมเลกลทมขว และโมเลกลทไมมขวจะละลายกบโมเลกลทไมมขว โดยโมเลกลทไมมขวสวนมากจะไมสามารถเขาไปแทรกตวละลายอยในโมเลกลทมขวได เพราะแรงดงดดระหวางขวหรอแรงไดโพล-ไดโพลนนแขงแรงมากกวามาก 4. การนาไฟฟา โดยทวไปนนสารประกอบโคเวเลนตจะไมนาไฟฟา เนองจากอเลกตรอนไมสามารถเคลอนทไดอยางอสระนนเอง สารโครงผลกรางตาขาย เปนสารประกอบโคเวเลนตทเกดการสรางพนธะตอเนองกนไปเรอยๆ แบบสามมตเกดเปนลกษณะคลายโครงตาขาย ซงสารชนดนจะมจดเดอดและจดหลอมเหลวสงมาก ตวอยางเชน เพชร แกรไฟต


สมบตของสารโครงผลกรางตาขาย 1. ในภาวะปกตมสถานะเปนของแขงทแขงมาก ยกเวนแกรไฟต 2. บางชนดไมนาไฟฟา เชน เพชร บางชนดนาไฟฟาได เชน แกรไฟต 3. มจดเดอดและจดหลอมเหลวสง เนองจากการเดอดหรอการหลอมเหลวตองทาลายพนธะโคเวเลนต ซงเปนพนธะทแขงแรงมาก 4. ไมละลายนา 5. ไมมสตรโมเลกล มแตสตรอยางงาย

พนธะไอออนก พนธะไอออนกเกดจากอะตอมของธาตทมคา EN ตางกนมากๆ เชน อะตอมของโลหะกบอโลหะมารวมตวกน โดยทอะตอมทมคา EN ตาจะเสยอเลกตรอนใหอะตอมทมคา EN สง เกดเปนไอออนบวกขน สวนอะตอมทมคา EN สงรบอเลกตรอนมากจะกลายเปนไอออนลบ ไอออนทมประจตรงกนขามนจะดงดดกนดวยแรงทางไฟฟา (Electrostatic Force) พลงงานกบการเกดสารประกอบไอออนก ในการเกดสารประกอบไอออนกชนดหนงๆ จะเกดผานกระบวนการหลายขนตอน ซงมการเปลยนแปลงพลงงานเกดขน ยกตวอยางเชน การเกดสารประกอบโซเดยมคลอไรด (NaCl) จะมขนตอนดงน 1. โลหะโซเดยมทอยในสภาวะของแขงจะเกดการดดพลงงานเขาไป เพอเปลยนสถานะใหกลายเปน ไอโซเดยม ดวยกระบวนการระเหด เราเรยกพลงงานทใชในการเปลยนสถานะนวา พลงงานของการระเหด (∆HS : Heat of Sublimation) Na(s) Na(g)… ∆Hs = 107.3 kJ/mol 2. แกสคลอรนโดยปกตจะอยในรปของโมเลกล ดงนนกอนทจะเกดปฏกรยากบโซเดยมจะตองแตกออก เปนอะตอมของคลอรนกอน โดยการดดพลงงานเขาไปเทากบพลงงานพนธะ เราเรยกพลงงานทใชวา พลงงานการสลายพนธะ (∆HD : Bond Dissociation Energy) 2

1 Cl2(g) Cl(g)… 21 ∆HD = 122 kJ/mol

3. อะตอมของโซเดยมในสภาวะแกสใหอเลกตรอนกลายเปนโซเดยมไอออน โดยใชพลงงานเทากบพลงงานไอออไนเซชนครงท 1 (IE1 : Ionization Energy) Na(g) Na+(g) + e-… IE1 = 495.8 kJ/mol 4. อะตอมของคลอรนในสภาวะแกสรบอเลกตรอนกลายเปนคลอไรดไอออน โดยคายพลงงานเทากบ สมพรรคภาพอเลกตรอน (EA : Electron Affinity) Cl(g) + e- Cl-(g)… EA = -348.6 kJ/mol 5. โซเดยมไอออนและคลอไรดไอออนรวมตวกนโดยคายพลงงานท เรยกวา พลงงานโครงผลก (∆HL : Lattice Energy) Na+(g) + Cl-(g) NaCl(s)… ∆HL = -787 kJ/mol


พลงงานการเกดสารประกอบไอออนก (∆Hf) จะมคาเทากบผลรวมของการเปลยนแปลงพลงงานขนยอยๆ โดยทกาหนดให ∆H มคาเปนบวกเมอเกดการเปลยนแปลงแบบดดพลงงาน ∆H มคาเปนลบเมอเกดการเปลยนแปลงแบบคายพลงงาน ∆Hf = ∆HS + 2

1 ∆HD + IE1 - EA - ∆HL การเขยนสตร 1. เขยนไอออนบวกไวดานหนาและไอออนลบไวดานหลง 2. ประจรวมระหวางไอออนบวกและไอออนลบของสารประกอบไอออนกจะมคาเปนศนย 3. เขยนแสดงสดสวนการรวมตวอยางตา (สตรเอมพรคล) ของแตละไอออนหอยไวดานลาง เชน NaCl มสดสวน Na+ : Cl- = 1 : 1 (หากสดสวนเปนเลข 1 จะไมแสดงเปนตวเลข) CaCl2 มสดสวน Ca2+ : Cl- = 1 : 2 เปนตน การเรยกชอสารประกอบไอออนก 1. การเรยกชอจะเรยกชอไอออนบวกตามดวยไอออนลบแลวลงทายดวย -ide, -ate หรอ –ite แลวแตชนดของไอออนลบนนๆ 2. โลหะทรานซชนทมประจบวกไดหลายคาใหระบคาประจบวก เปนตวเลขโรมนในวงเลบทายชอโลหะดวย สมบตของสารประกอบไอออนก 1. สถานะ สารประกอบไอออนกเปนผลกของแขงทเปราะเนองจากเมอทาการทบสารประกอบไอออนกจะทาใหไอออนทมประจชนดเดยวกนเลอนมาเจอกนจะเกดแรงผลกขนทาใหผลกแตกออก 2. การนาไฟฟา สารประกอบไอออนกในสภาวะปกตจะไมนาไฟฟาเนองจากแตละไอออนไมสามารถเคลอนทไดอยางอสระ แตจะสามารถนาไฟฟาไดเมอหลอมเหลวหรอละลายนา 3. จดเดอดจดหลอมเหลว สารประกอบไอออนกมจดเดอดและจดหลอมเหลวทสงเนองจากตองสลายพนธะไอออนกซงเปนพนธะทแขงแรงมาก 4. การละลาย สารประกอบไอออนกบางชนดละลายนาได บางชนดไมละลายหรอละลายไดนอย เมอสารประกอบไอออนกละลายนา ไอออนบวกและไอออนลบจะแยกออกจากกน โดยมนามาลอมรอบไอออนทงสอง นาจะหนขวบวกเขาหาไอออนลบ และจะหนขวลบเขาหาไอออนบวก พลงงานกบการละลายนาของสารประกอบไอออนก การละลายของสารประกอบไอออนกจะมพลงงานทเกยวของอย 2 ชนด คอ พลงงานแลตทช และพลงงานไฮเดรชน 1. ในขนแรกโมเลกลของนาจะดงดดกบไอออนในสารประกอบไอออนก โดยจะตองใชพลงงานในการทาลายแรงยดเหนยวระหวางไอออนภายในโครงผลกเทากบพลงงานทไอออนยดเหนยวกน ซงกคอ พลงงานแลตทช นนเอง XY(S) X+(g) + Y-(g) ∆H = +L


2. เมอไอออนหลดออกมานากจะเขาไปลอมรอบไอออนนนไวโดยทจะทาการคายพลงงานออกมา ซงพลงงานทคายออกมา กคอ พลงงานไฮเดรชน X+(g) + Y-(g) X+(aq) + Y-(aq) ∆H = -H เมอพจารณาผลตางของการเปลยนแปลงพลงงานทงสองขนจะไดวา 1. ถาพลงงานแลตทชมากกวาพลงงานไฮเดรชน (L > H) การละลายนาจะเกดการดดพลงงาน ทาใหสารละลายเยนลง 2. ถาพลงงานแลตทชนอยกวาพลงงานไฮเดรชน (L < H) การละลายนาจะเกดการคายพลงงาน ทาใหสารละลายรอนขน 3. ถาพลงงานแลตทชมากกวาพลงงานไฮเดรชนมากๆ (L >> H) จะไมเกดการละลายนา เนองจากไอออนยดเหนยวกนดวยแรงทมากจนนาไมสามารถแยกไอออนออกจากกนได

พนธะโลหะ พนธะโลหะนนเกดขนจากการรวมตวของอะตอมของโลหะหลายๆ อะตอมเขามาอยรวมกน ซงอะตอมของโลหะนนมคา EN ตาจงพยายามทจะปลดปลอยอเลกตรอนออกมา โมเลกลทเกดจากพนธะโลหะไมมขอบเขต ทแนนอน เพราะการเกาะตวกนจะเกดขนโดยตลอดทวทงกอนโลหะนน ทาใหโลหะไมมแรงยดเหนยวระหวางโมเลกล สมบตของโลหะ 1. โลหะสามารถทจะถกดงออกเปนเสน หรอตดใหขาดออกจากกนดวยมดได และยงมสมบตทสามารถเปลยนแปลงรปรางไดจากแรงกระทาภายนอก เชน การต หรอทบ ใหโลหะบดงอ เปลยนรปรางไป โดยไมเกดการแตกออกไดงายเหมอนพนธะอน 2. สามารถนาไฟฟาได เนองจากอเลกตรอนสามารถทจะเคลอนทไดอยางอสระ ไปไดทวทงกอนของโลหะดงนนการใสกระแสไฟฟาลงไป ซงกคอ การใสอเลกตรอนลงไปนนเอง จะสามารถถายเทอเลกตรอนเหลานนไปบนกอนโลหะไดโดยเกดการเคลอนท (Delocalized) ของอเลกตรอน 3. สามารถนาความรอนไดด โดยทอเลกตรอนทอยตรงตาแหนงทมอณหภมสง จะไดรบพลงงานและ เคลอนท จงสามารถถายเทความรอนใหกบสวนอนๆ ได 4. ผวเปนมนวาว เนองจากอเลกตรอนทเคลอนทไดอยางอสระนนจะรบและกระจายแสงออกมา 5. จดเดอดและจดหลอมเหลวสง เนองจากพนธะโลหะเกดจากแรงยดเหนยวระหวางอเลกตรอนอสระทงหมดในกอนโลหะกบไอออนบวก จงมความแขงแรงมาก ตวอยาง สารประกอบโคเวเลนตขอใดมรปรางเหมอนกนทงหมด 1) CCl4

+4NH XeF4 2) BF3 NH3 PCl3

3) BrF5 PCl5 IF5 4) H2O SO2 O3 เฉลย 4) H2O SO2 O3


ตวอยาง การเกดพนธะหรอแรงยดเหนยวระหวางอนภาคภายในผลกตอไปน ก. ผลกแอมโมเนยเกดพนธะไฮโดรเจน ข. ผลกกามะถนเกดแรงดงดดระหวางขว ค. แกรไฟตเกดพนธะโลหะ ง. เพชรเกดพนธะโคเวเลนต จ. ผลก ZnS เกดพนธะไอออนก ฉ. ซลกา (SiO2) เกดพนธะไอออนก ขอใดถก 1) ก., ง. และ จ. 2) ก., จ. และ ฉ. 3) ข., ค. และ ง. 4) ข., ง. และ ฉ. เฉลย 1) ก., ง. และ จ. ตวอยาง ปฏกรยาใดตอไปนเกดขนไมไดอยางแนนอน 1) ClF + F2 ClF3 2) PF3 + F2 PF5 3) SF2 + F2 SF4 4) SiF4 + F2 SiF6 เฉลย 4) SiF4 + F2 SiF6 ตวอยาง XY เปนสารประกอบไอออนก เมอนาสารน 1.00 กรม มาละลายในนา 100 กรม ปรากฏวาอณหภมของสารละลายลดลง 0.30 องศาเซลเซยส กาหนดให นาหนกโมเลกลของ XY = 50 ความจความรอนจาเพาะของนา = 4.2 J/g ⋅ °C พลงงานไฮเดรชนของ XY = -30.0 กโลจลตอโมล พลงงานโครงรางผลกของ XY มคากกโลจลตอโมล 1) 6.3 2) 7.3 3) 30.1 4) 36.3 เฉลย 4) 36.3 ตวอยาง พจารณาปฏกรยา Ca(s) + O2(g) CaO(s) พลงงานในขอใดไมเกยวของกบปฏกรยาน 1) พลงงานแลตทช 2) พลงงานการระเหดของ Ca 3) พลงงานไอออไนเซชนของธาตออกซเจน 4) พลงงานการสลายพนธะของธาตออกซเจน เฉลย 3) พลงงานไอออไนเซชนของธาตออกซเจน


สมบตของธาตตามตารางธาต

ตารางเปรยบเทยบคณสมบตทวไปทงทางกายภาพและคณสมบตทวไปทางเคมของโลหะและอโลหะ คณสมบตทางกายภาพ

สมบตของธาต โลหะ อโลหะ

สถานะ ของแขง ยกเวน Hg Ga Cs Fr มทง 3 สถานะ การนาไฟฟา นาไฟฟาไดด ไมนา ยกเวนแกรไฟต ฟอสฟอรสดา จดหลอมเหลว สง ยกเวนปรอท ตา ยกเวนคารบอน ความหนาแนน มทงสงและตา ตา ยกเวนคารบอน (เพชร)

คณสมบตทางเคม สมบตของธาต โลหะ อโลหะ

เมอมการรวมตว (ทวไป) ตวจายอเลกตรอน (Reduce) ตวรบอเลกตรอน (Oxidize) สารประกอบคลอไรด กลาง กรด สารประกอบออกไซด เบส กรด

ยกเวน Be, B และ Al ซงถอเปนสารทใหสมบตเปนกรดหรอเบสกได (เปนกลางไมได) เรยกวา Amphoteric เคมนวเคลยร ธาตกมมนตรงส คอ ธาตทมสมบตในการแผกมมนตภาพรงสซงอาจเปลยนเปนธาตอนได โดยเปลยนจานวนอนภาคในนวเคลยส เชน จานวนโปรตอนและนวตรอน โดยมปจจยสาคญททาใหอะตอมปลดปลอยกมมนตรงสออกมากคอ เสถยรภาพของนวเคลยส ปจจยททาใหเปนธาตกมมนตรงส 1. นวเคลยสมขนาดใหญเกนไป (เลขอะตอมมากกวา 83) (ปรบเสถยรภาพโดยการคายแอลฟา) 2. อตราสวน n/p มากเกนไป (ปรบเสถยรภาพโดยการคายอนภาคเบตาออกมา) 3. อตราสวน n/p นอยเกนไป (ปรบเสถยรภาพโดยการคายอนภาคโพซตรอนออกมาหรอรบเบตา) 4. พลงงานมากเกนไป (ปรบเสถยรภาพโดยการคายแกมมา)


จากปจจยดงกลาวจะทาใหนวเคลยสไมเสถยรและปลดปลอยกมมนตภาพรงสออกมา โดยกมมนภาพตรงสทถกปลดปลอยออกมา ไดแก อนภาค ดงน

ชออนภาค สญลกษณ สญลกษณทใชในสมการนวเคลยร

คณสมบตทวไป

1. โปรตอน p H11 -

2. นวตรอน n n10 -

3. เบตา β- e01-

มลกษณะเปนอนภาค คอ เปนอเลกตรอนทออกจากนวเคลยส ความเรวสง อานาจเจาะทะลมากกวาอนภาคแอลฟา

4. โพซตรอน β+ e01+ คณสมบตทวไปคลายกบเบตา แตมประจเปนบวก

5. แอลฟา α He42 มลกษณะเปนอนภาคทมประจไฟฟาบวก มอานาจเจาะทะล

นอย

6. แกมมา γ γ00 เปนพลงงานทเปนคลนแมเหลกไฟฟา มอานาจเจาะทะลมาก

มความยาวคลนสน “โดยทวไป ธาตทมเลขอะตอมตงแต 83 ขนไปถอวาเปนธาตกมมนตรงสและธาตกมมนตรงสทม เลขอะตอมตงแต 93 ขนไปเกดขนจากการสงเคราะหทงหมด” สมการนวเคลยร (Nuclear Equation) คอ สมการทแสดงปฏกรยานวเคลยร สมการตองดลทงเลขมวลและเลขอะตอมทงดานซายและดานขวาของสมการเคมใหเทากน กลาวคอ ผลบวกของเลขมวลและเลขอะตอมของสารตงตนเทากบของผลตภณฑ ตวอยาง สมการการสลายตวของธาตกมมนตรงส Th232

90 Pb20882 + 6 He4

2 + 4 e01-

ตวอยาง สมการการเกดปฏกรยานวเคลยร U235

92 + n10 Ba141

56 + Kr9236 + 2 n1

0


ปฏกรยานวเคลยร คอ ปฏกรยาทเกดขนจากการเปลยนแปลงภายในนวเคลยสของอะตอมแลวไดนวเคลยสของอะตอมใหมเกดขน ซงจะทาใหเกดการคายพลงงานมหาศาล แบงออกไดเปน 2 ประเภท คอ 1. ปฏกรยาฟชชน (Fission Reaction) เปนปฏกรยานวเคลยรของนวเคลยสของธาตหนก ซงเกดจากการยงอนภาคนวตรอนเขาไปยงนวเคลยสของธาตหนก แลวทาใหนวเคลยสของธาตนนแตกออกเปนสองสวนทมขนาดประมาณครงหนงของนวเคลยสเดม พรอมทงปลดปลอยนวตรอนออกมาอก 2-3 อนภาค เพอเขาไปชนนวเคลยสอนๆ อก ทาใหเกดเปนปฏกรยาลกโซทใหพลงงานสง เชน การทาระเบดปรมาณ ในการเกดปฏกรยานจาเปนจะตองมมวลของสารทเพยงพอตอการเกดปฏกรยาลกโซ ซงเราเรยกมวลคานนวา “มวลวกฤต” (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

แผนภาพการเกดปฏกรยาฟชชน

2. ปฏกรยาฟวชน (Fusion Reaction) เปนปฏกรยานวเคลยรทเกดจากแกนของอะตอมเบาหลอมรวมกนเขาเปนแกนอะตอมทหนก แลวคายพลงงานมหาศาลออกมา โดยมความเปนพษตอสงแวดลอมนอยกวาปฏกรยาฟชชน แตใหพลงงานมากกวาปฏกรยาฟชชน ซงเชอวาปฏกรยาฟวชนเปนปฏกรยาทเกดขนภายใน ดวงอาทตย ตวอยางการใชประโยชนจากปฏกรยาน คอ การทาระเบดโฮโดรเจน ในการเกดปฏกรยานจาเปนจะตองมอณหภมของสารทเพยงพอตอการเกดการหลอมนวเคลยส ซงเราเรยกอณหภมคานนวา “อณหภมวกฤต” (Critical Ignition)

E

+ +

D D

Proton

Neutron

He3 N

แผนภาพการเกดปฏกรยาฟวชน


ครงชวต (Half Life) ครงชวต คอ ระยะเวลาทธาตกมมนตรงสเปลยนแปลงปรมาณไปจากเดม โดยจะลดลงครงหนงในชวงเวลานนๆ ใชสญลกษณ t1/2 เชน 222Ra มครงชวต 40 วน หมายถง เมอเวลาผานไป 40 วน Ra 1 กรม จะเหลอ Ra เพยง 0.5 กรมนนเอง โดยมสตรทใชในการคานวณ ดงตอไปน เมอ Nt = ปรมาณทเหลอ T = เวลาทงหมดทใช N0 = ปรมาณทเรมตน t1/2 = ครงชวตของธาตใดๆ n = จานวนครงทเกดการสลายตว ตวอยาง ผลรวมของเลขออกซเดชนของธาตแทรนซชนคใดมคาตาทสด 1) [FeSCN]2+ กบ [Ni(NH3)6]Br2 2) [Fe(CN)6]3- กบ [Cu(NH3)4]SO4 3) K4[Ni(CN)4] กบ K3[Fe(CN)6] 4) K4[Fe(CN)6] กบ [CoCl(NH3)5]2+ เฉลย 3) K4[Ni(CN)4] กบ K3[Fe(CN)6] ตวอยาง กระบวนการสลายตวของ Th232

90 จนไดผลตภณฑสดทายเปน Pb20882 จะมอนภาคเบตาเกดขน

กอนภาค 1) 2 2) 4 3) 6 4) 8 เฉลย 2) 4 ตวอยาง สารกมมนตรงสชนดหนงมความสมพนธระหวางปรมาณสารกบเวลา ดงรป

3 6 9 1200

0.25

0.5

0.75

1

1.25

เวลา (ชวโมง)

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


ตวอยาง ถาโรงพยาบาลแหงหนงตองการใชสารนจานวน 10 กรม จะตองใหหองปฏบตการนวเคลยรสงเคราะหสารนปรมาณกกรมจงจะพอดใช ถาการขนสงจากหองปฏบตการไปยงโรงพยาบาลแหงนตองใชเวลา 1 วน 1) 40 2) 80 3) 120 4) 160 เฉลย 4) 160 ตวอยาง ธาตกมมนตรงส Pb-210 มคาครงชวต 20 ป ในป พ.ศ. 2500 นาย ก ไดนาตวอยางของชนสวน ซากสงมชวตทม Pb-210 มาวเคราะหหาปรมาณรงสได 400 Bq/kg และไดทาการบนทกไว ตอมานาย ข ไดทาการวเคราะหปรมาณรงสจากซากสงมชวตนอกครงพบวาได 6.25 Bq/kg อยากทราบวา นาย ข ทาการวเคราะหในป พ.ศ. ใด 1) 2600 2) 2601 3) 2620 4) 2621 เฉลย 3) 2620 ตวอยาง ไอโซโทปหนงของ 90Th เปนธาตกมมนตรงส สลายตวตอเนองไดรวม 10 ขนตอน สดทายจะได

Pb20882 เปนผลตภณฑทเสถยร ถาแตละขนอนกรมของการสลายตวดงกลาวปลอยอนภาค α4

2 และ β01-

ชนดใดชนดหนงเทานน ธาต Th ดงกลาวเปนไอโซโทปทมเลขมวลเทาใด 1) 224 2) 228 3) 230 4) 232 เฉลย 4) 232


ปรมาณสารสมพนธ กาหนดให

C126 มมวลเทากบ 12.000 amu (Atomic Mass Unit)

จากการทดลองพบวา 12C 1 อะตอม หนก 19.92648 × 10-24 กรม ดงนน 12.00000 amu มคาเทากบ 19.92648 × 10-24 กรม 1.00000 amu มคาเทากบ 19.92648 × 10-24 ÷ 12 กรม = 1.66054 × 10-24 กรม เพราะฉะนน

1 amu มคาเทากบ 1.66054 × 10-24 กรม ถาตองการความแมนยาของตวเลขดวยทศนยมตาแหนงเดยว เราจะสามารถประมาณคานาหนกของอะตอมใดๆ จานวน 1 อะตอมในหนวย amu และหนวยกรม ไดดงตอไปน XA

Z 1 อะตอม จะมนาหนกเทากบ A.0 amu หรอ A.0 × (1.66 × 10-24) กรม กาหนดให มวลอะตอมสมพทธของ XA

Z = (มวลของ XAZ 1 อะตอม) ÷ 12

1 (มวลของ C126 1 อะตอม)

(Relative atomic mass) ขอสงเกต มวลอะตอมสมพทธ เปนคาเปรยบเทยบ ดงนนจะไมมหนวย แตมวลของธาต หรอมวลของสาร มหนวยเปนกรม


มวลอะตอมเฉลย เนองจากธาตแตละชนดมหลายไอโซโทป (Isotope) ทาใหอะตอมของธาตทอยในสารประกอบตางๆ มหลายไอโซโทปปะปนกนไป และเนองจากแตละไอโซโทปมปรมาณไมเทากนในธรรมชาต ดงนนเมอจะคานวณจงตองใชคาทไดจากการเฉลยแบบถวงนาหนก เรยกอกอยางวา Average atomic mass หรอ Atomic weight (นาหนกอะตอม)

มวลอะตอมเฉลยของธาต ZX = Σ [(มวลอะตอมสมพทธของแตละไอโซโทป) × (รอยละทพบในธรรมชาต)]

100

มวลโมเลกล เนองจากโมเลกลเกดมาจากอะตอมรวมตวกน เพราะฉะนน มวลโมเลกล = Σ (มวลอะตอม)

มวลโมเลกลเฉลย = Σ (มวลอะตอมเฉลย) หมายเหต มวลอะตอมเฉลยและมวลโมเลกลเฉลย ไมมหนวย เนองจากเปนการเปรยบเทยบกบธาตมาตรฐาน และอาจเรยกอกอยางวา Molecular weight หรอนาหนกโมเลกล โมล ในการบอกจานวนอนภาคนนเรานยมบอกเปนหนวยโมล เพอใหงายตอการใชงาน มากกวาการบอกเปนจานวนอะตอม หรอโมเลกล จากมวลอะตอมเฉลยจะไดขอสงเกตวา 6C มมวลอะตอมเฉลยเทากบ 12.01 แสดงวา 6C 12.01 × (1.66054 × 10-24) กรม มจานวน 1 อะตอม 6C 12.01 กรม มจานวน 1 ÷ (1.66054 × 10-24) อะตอม เทากบ 6.02214 × 1023 อะตอม เทากบ 1 โมลอะตอม เรยกตวเลข 6.02214 × 1023 วาเลขอาโวกาโดร (Avogadro Number, NA) เพราะฉะนน “หนงโมล คอ ปรมาณของสารทมจานวนอนภาคเทากบจานวนอะตอมของคารบอนบรสทธ (12C) 12 กรม” ดงนน สารใดๆ กตาม 1 โมล จะมจานวนอนภาคเทากบ 6.02 × 1023 อนภาค


และจะเหนไดวา สาร 1 โมลจะหนกเทากบมวลโมเลกลเฉลยหรอมวลอะตอมเฉลยของสารนนๆ และสาหรบสารทอยในสภาวะแกสปรมาณ 1 โมลท STP (สภาวะอณหภมและความดนมาตรฐาน คอ 0°C, 1 atm) จะมปรมาตร 22.4 ลตร โดยคานวณมาจากกฎของแกสในอดมคต (PV = nRT) n =

wMg = 2310 6.02

N×

= L 22.4V

สารละลาย สารละลาย คอ ของผสมเนอเดยวทไมบรสทธ เกดจากสารตงแตสองชนดขนไปมารวมกน ประกอบไปดวยตวทาละลาย และตวละลาย ความเขมขนของสารละลาย 1. รอยละโดยนาหนก (%W/W) หมายถง มวลของตวถกละลายทละลายอยในมวลของสารละลาย 100 สวน

%W/W = สารละลายตวละลาย

WW × 100

2. รอยละโดยปรมาตร (%V/V) หมายถง ปรมาตรของตวละลายทละลายอยในปรมาตรของสารละลาย 100 สวน

%V/V = สารละลายตวละลาย

VV × 100

3. รอยละโดยมวลตอปรมาตร (%W/V) หมายถง มวลของตวละลายทละลายอยในปรมาตรของสารละลาย 100 สวน

%W/V = สารละลายตวละลาย

VW × 100

4. โมลารต (Molarity, Molar, M) หมายถง จานวนโมลของตวละลายทละลายอยในสารละลาย 1 ลตร

Molar = (L) Vnสารละลาย

ตวละลาย

5. โมแลลต (Molality, Molal, m) หมายถง จานวนโมลของตวละลายทละลายอยในตวทาละลาย 1 kg

Molal = (kg) Wn

ตวทาละลายตวละลาย

6. สวนในลานสวน (ppm) หมายถง มวลของตวละลายทละลายอยในสารละลาย 1000000 สวน ppm = ะลายมวลของสารล

ะลายมวลของตวล × 106

จานวนอนภาค

โมล

ปรมาตรมวล


การเตรยมสารละลาย การเตรยมสารละลายสามารถทาไดหลายวธดงน 1. คานวณแลวชงนาหนกหรอปรมาตรของตวละลายทแนนอน แลวมาปรบปรมาตรใหไดความเขมขนทตองการ C = V

1000 n×

2. นามาเจอจาง C1 × V1 = C2 × V2 3. นาสารละลายตงแต 2 ความเขมขนขนไปมาผสมกน C1 × V1 = C2 × V2 + C3 × V3 + C4 × V4 + ... สมบตคอลลเกทฟ (Colligative) 1. สารละลายจะมจดเดอดเพมขน จดเยอกแขงตาลง เมอเทยบกบตวทาละลายบรสทธ 2. สมบตคอลลเกทฟไมขนอยกบชนดของตวละลาย แตจะขนกบชนดของตวทาละลายและปรมาณของ ตวละลาย (ความเขมขน) คอ ถาสารละลายมความเขมขนในหนวยโมแลลเทากน (ตวทาละลายชนดเดยวกน) สารละลายนนจะมจดเดอดและจดเยอกแขงเทากน 3. ตวละลายตองเปนสารทระเหยยากและไมแตกตว (ถาตวละลายแตกตวได จะทาใหจดเดอดของสารละลายเพมขนและจดเยอกแขงของสารละลายตาลง แตจะไมเปนไปตามสมบตคอลลเกทฟ เพราะมผลของแรงดงดดทางไฟฟาของไอออน ทาใหไอออนเคลอนทไมเปนอสระ) ∆Tb = Kb × m ∆Tf = Kf × m โดยท ∆Tb คอ จดเดอดทเพมขน ∆Tf คอ จดเยอกแขงทตาลง Kb คอ คาคงทของการเพมขนของจดเดอด Kf คอ คาคงทของการลดลงของจดเยอกแขง m คอ ความเขมขนของสารละลายในหนวย โมแลล (mol/Kg) ระบบกบสงแวดลอม ระบบ คอ สงทเราสนใจ สงแวดลอม คอ สงทนอกเหนอไปจากระบบ เราสามารถแบงระบบออกเปน 3 ชนด ไดแก 1. ระบบเปด คอ ระบบทยอมใหมการแลกเปลยนมวลและพลงงานกบสงแวดลอมได 2. ระบบปด คอ ระบบทยอมใหมการแลกเปลยนพลงงานกบสงแวดลอมได แตไมมการแลกเปลยนมวล 3. ระบบโดดเดยว คอ ระบบทไมยอมใหมการแลกเปลยนมวลและพลงงานกบสงแวดลอมเลย


กฎทรงมวล ในระบบทไมมการถายเทมวลสาร (ระบบปด และระบบแยกตว) มวลของสารทงหมดกอนทาปฏกรยาจะตองเทากบมวลของสารทงหมดหลงทาปฏกรยา กฎสดสวนคงท เมอธาตสองธาตขนไปรวมตวกนเกดเปนสารประกอบ อตราสวนโดยมวลของธาตทเปนองคประกอบจะคงทเสมอ ไมวาจะเตรยมสารประกอบนนกครง หรอเตรยมดวยวธการใดกตาม กฎของเกย-ลสแซก อตราสวนโดยปรมาตรของแกสททาปฏกรยาพอดกน และปรมาตรของแกสทไดจากปฏกรยา ซงวดทอณหภมและความดนเดยวกน จะเปนเลขจานวนเตมลงตวนอยๆ กฎของอาโวกาโดร แกสทมปรมาตรเทากนภายใตอณหภมและความดนเดยวกน จะมจานวนโมเลกลเทากน “จากกฎทงสองแสดงวาทสภาวะภายใตอณหภมและความดนเดยวกน ปรมาตรของแกสและโมลจะสมพนธกนโดยตรง” สตรเคม สตรอยางงาย (สตรเอมพรคล) คอ สตรทแสดงอตราสวนอยางตาระหวางจานวนอะตอมของธาตทเปนองคประกอบ วธการหาสตรอยางงาย (หาสดสวนโดยโมล) 1. ตองรสดสวนโดยนาหนกของธาตแตละชนดในสารประกอบ 2. ถาอะตอมทเราตองการทราบนาหนกเปลยนไปอยในรปของโมเลกลใหใชกฎสดสวนคงทชวย 3. นามาทาใหเปนสดสวนโดยโมล โดยการหารดวยนาหนกอะตอม 4. ทาใหเปนสดสวนอยางงาย (จานวนเตม) : ตวเลขควรมจดทศนยมอยางนอย 2 ตาแหนง : 0.2-0.8 หามปด : ใหเอาเลขทนอยทสดหารตลอดแลวเอาเลขจานวนเตมมาคณจนกระทงปดได สตรโมเลกล คอ สตรทแสดงจานวนอะตอมของธาตองคประกอบทมอยใน 1 โมเลกล วธการหาสตรโมเลกล สตรโมเลกล = (สตรอยางงาย)n เราจะสามารถหาคา n ไดจาก นาหนกโมเลกล = (ผลบวกนาหนกอะตอมทงหมดของสตรอยางงาย) × n


การหานาหนกรอยละของธาต นาหนกรอยละของธาต =

ลกลนาหนกโมเ ธาตนาหนกของ × 100

สมการเคม สมการทแสดงถงการเปลยนแปลงอนเนองมาจากปฏกรยาเคม โดยใชสตรเคมบอกถงสวนประกอบของสารททาปฏกรยากน และสารทเกดจากปฏกรยา ในการเขยนสมการเคมนน ทงสองฝงของสมการจะตองดลกน (อะตอมและประจของธาตตางๆ ทงสองฝงตองเทากน) ซงเปนไปตามกฎทรงมวล “ตวเลขสมประสทธขางหนาจะแสดงความสมพนธระหวางจานวนโมลของสาร แตไมแสดงความสมพนธระหวางมวล” สารกาหนดปรมาณ เมอมการใชสารตงตนมากกวา 1 ชนด ในปฏกรยา อาจเปนไปไดวาสารไมไดทาปฏกรยากนหมดพอด หากมการใสสารหนงมากกวาอกสารหนง กจะมสารหนงทหมดกอน เราเรยกสารทหมดกอนวา สารกาหนดปรมาณ เนองจากพอสารตงตนตวหนงหมด อกตวกจะไมสามารถเกดปฏกรยาตอไปไดปฏกรยาจงหยดอยแคนน รอยละของผลได รอยละของผลได =

มทฤษฎผลทไดตา งผลทไดจร × 100

ผลทไดจรง คอ ปรมาณของสารทไดจากการทดลองจรงๆ ผลทไดตามทฤษฎ คอ ปรมาณของสารทคานวณไดจากสมการเคม ตวอยาง ธาต X จานวน 10 อะตอมมมวลเปน 5 เทาของธาตคารบอน-12 จานวน 4 อะตอม มวลอะตอมของธาต X มคาเทาใด 1) 24 2) 32 3) 35 4) 40 เฉลย 1) 24 ตวอยาง ตองการเตรยมสารละลายกรด H2SO4 0.9 โมลาร ปรมาตร 250 มลลลตร ตองใชกรด H2SO4 ทมความเขมขนรอยละ 98 โดยมวล กมลลลตร (กาหนดความหนาแนนของกรด H2SO4 เปน 1.80 กรม/มลลลตร) 1) 6.3 2) 12.5 3) 18.0 4) 25.0 เฉลย 2) 12.5


ตวอยาง เมอเผา MgCO3(s) จะได MgO(s) และ CO2(g) จากการนาสารผสมระหวาง MgCO3(s) และ MgO(s) จานวน 16.00 กรม มาเผาจนเกดปฏกรยาสมบรณ ปรากฏวาเหลอของแขงหนก 11.60 กรมมวลของ MgCO3(s) ในสารผสมมกกรม 1) 4.4 2) 5.9 3) 7.6 4) 8.4 เฉลย 4) 8.4 ตวอยาง นาสาร 4 ชนดปรมาณชนดละ 0.001 โมล ผสมกบนา 1 กโลกรม พบวาสารละลายทไดมจดเดอดแตกตางกน สารในขอใดใหจดเดอดสงทสด 1) NaCl 2) CaCl2 3) C6H12O6 4) CH3COOH เฉลย 2) CaCl2 ตวอยาง นาผงซกฟอกชนดหนงหนก 0.620 กรม มาเผาจนรอนแดงเพอทาลายสารอนทรยแลวนามาเตมกรด HCl ทรอนจานวนมากเกนพอ เพอเปลยนธาตฟอสฟอรสใหเปนกรด H3PO4 ซงสามารถทาปฏกรยากบสารละลายผสม Mg2+ และ +

4NH เพอใหตกตะกอน MgNH4PO4 ⋅ 6H2O เมอนาตะกอนไปเผาจะเหลอของแขง Mg2P2O7 หนก 0.222 กรม ธาตฟอสฟอรสในผงซกฟอกชนดนมปรมาณรอยละเทาใด 1) 5 2) 10 3) 15 4) 20 เฉลย 2) 10


ของแขง ของเหลว และแกส แกส เปนสถานะทมปรมาตรและรปรางทไมแนนอนขนกบภาชนะทบรรจ โดยอนภาคของแกสมแรงยดเหนยวกนนอยมาก ทาใหอนภาคของแกสสามารถเกดการแพรและฟงกระจายไดเปนอยางด ประเภทของแกส เพอความสะดวกในการศกษาเรองแกส เราไดแบงแกสออกเปน 2 ประเภทดวยกน ไดแก 1. แกสจรง (Real Gas) เปนแกสทมอยจรง มพฤตกรรมและสมบตตางๆ เบยงเบนออกจากกฎของแกสและทฤษฎจลนของแกส อยางไรกตามทสภาวะอณหภมสง ความดนตา แกสจรงจะมสมบตและพฤตกรรมใกลเคยงกบแกสในอดมคต 2. แกสในอดมคตหรอแกสสมบรณแบบ (Ideal Gas) เปนแกสสมมตตามทฤษฎทไมวาจะอยสภาวะแบบใดกตาม จะมสมบตหรอพฤตกรรมเปนไปตามกฎตางๆ ของแกสในอดมคต และยงมสมบตเปนไปตามทฤษฎจลนของแกสครบทกขออกดวย ทฤษฎจลนของแกส เปนทฤษฎทใชอธบายสมบตทางกายภาพของแกสในอดมคต ซงมสาระสาคญดงน 1. แกสประกอบดวยอนภาคจานวนมากทมขนาดเลกมาก จนถอไดวาอนภาคแกสไมมปรมาตรเมอเทยบกบขนาดภาชนะทบรรจ ซงจะถอวามมวลแตไมมปรมาตร 2. โมเลกลของแกสอยหางกนมาก ทาใหแรงดงดดและแรงผลกระหวางโมเลกลนอยมาก จนถอไดวาไมมแรงกระทาตอกน (ไมมแรงยดเหนยวระหวางโมเลกล) 3. โมเลกลของแกสเคลอนทอยางรวดเรวในแนวเสนตรง เปนอสระดวยอตราเรวคงท (แตวาไมจาเปน ตองเทากนในแตละโมเลกล) และไมเปนระเบยบจนกระทงชนกบโมเลกลอนหรอชนกบผนงของภาชนะจงจะเปลยนทศทางและอตราเรว 4. โมเลกลของแกสทชนกนเองหรอชนกบผนงภาชนะ จะเกดการชนแบบยดหยนโดยถายโอนพลงงานใหแกกนได แตพลงงานรวมของระบบมคาคงท 5. ณ อณหภมเดยวกนโมเลกลของแกสแตละโมเลกลเคลอนทดวยความเรวไมเทากน แตจะมพลงงานจลนเฉลยเทากน โดยทพลงงานจลนเฉลยของแกสจะแปรผนตรงกบอณหภม (เคลวน)


ความสมพนธของปรมาตร ความดน และอณหภมของแกส จากคณสมบตและทฤษฎจลนของแกส ทาใหการศกษาเกยวกบแกสจะตองคานงถงตวแปรเกยวของทสาคญตอไปน - จานวนโมลของแกส (n) - ปรมาตร (V) - ความดน (P) - อณหภม (T) กฎของบอยล “เมออณหภมและมวลของแกสคงท ปรมาตรของแกสจะแปรผกผนกบความดน” P ∝ V

1

กฎของชารล “เมอความดนและมวลของแกสคงท ปรมาตรของแกสแปรผนตรงกบอณหภม” V ∝ T กฎของเกย-ลสแซก “เมอปรมาตรและมวลของแกสคงท ความดนของแกสแปรผนตรงกบอณหภม” P ∝ T กฎของอาโวกาโดร “เมอความดนและอณหภมของแกสคงท ปรมาตรของแกสแปรผนตรงกบจานวนโมล” V ∝ n จากกฎตางๆ ทาใหเราสามารถสรางสมการทรวบรวมตวแปรตางๆ ของแกสได โดยเราเรยกสมการนวา สมการแกสสมบรณ ดงน PV = nRT โดยสมการนมการบงคบหนวยตามคาคงทของแกส (คา R) ดงตอไปน R = คาคงทมคาเทากบ 0.0821 L ⋅ atm ⋅ K-1 ⋅ mol-1 P = ความดน (atm) n = จานวนโมล (mol) V = ปรมาตร (L) T = อณหภม (K)


การหาคาความหนาแนน D = RT

PM

ให D = ความหนาแนนของแกสมหนวยเปน กรมตอลตร (g/L) M = นาหนกโมเลกลของสาร การหาคาความเขมขนของแกส C = RT

P

ให C = ความเขมขนของสารมหนวยเปน โมลตอลตร (mol/L) กฎความดนยอยของดอลตน “ความดนรวมของแกสผสมจะมคาเทากบผลรวมของความดนทแกสแตละชนดทาใหเกดขน” PT = P1 + P2 + P3 + ... จากกฎความดนยอยของดอลตนทาใหเราทราบถงความสมพนธระหวางความดนของระบบและความดนยอยของแกสแตละชนดในระบบทมอณหภมคงท ซงสามารถสรปเปนสมการไดดงน PรวมVรวม = P1V1 + P2V2 + P3V3 + ... กฎการแพรผานของเกรแฮม การแพร หมายถง การเคลอนทของโมเลกลจากบรเวณทมความเขมขนมากไปหาบรเวณทมความเขมขนนอย การแพรในลกษณะนสามารถพบไดในชวตประจาวน เชน การไดกลน เปนตน กฎการแพรผานของเกรแฮม มใจความสาคญอยวา “ทอณหภมและความดนเดยวกน อตราการแพรผานของแกสเปนสดสวนผกผนกบรากทสองของความหนาแนนของแกส” เราสามารถสรปเปนสมการทจะนาไปใชได ดงน

21rr =

12

dd =

12

MM

เมอ r = อตราเรวของการแพรของแกส d = ความหนาแนนของแกส M = มวลโมเลกลของแกส


การคานวณปรมาณสมพนธของแกส การคานวณปรมาณสมพนธของแกส คอ การคานวณปรมาณสารสมพนธของสารในกรณทแกสนนสามารถทาปฏกรยาเคมกนได แลวเกดเปนสารตวใหม ซงตวแกสนนจะมความซบซอนในการคานวณมากกวาสารในสถานะอนๆ เนองจากตวแกสนนมตวแปรทมอทธพลตอจานวนโมลของแกส โดยเราสามารถทาการคานวณไดโดยใชขนตอนการพจารณา ดงน 1. พจารณาการทาปฏกรยาของสาร เขยนสมการเคมพรอมทงดลสมการเคมใหเรยบรอย 2. พจารณาการเปลยนสภาวะของแกส เชน ความดน ปรมาตร หรออณหภม 3. คานวณหาความสมพนธของการเปลยนสภาวะทสงผลกระทบตอจานวนโมล 4. พจารณาปรมาณสารเรมตน เปลยนแปลง และทเหลอ 5. รวบรวมขอมลทงหมด พรอมตอบปญหาในสงทโจทยตองการ ตวอยาง แกสชนดหนง หนก 1.0 กรม ท 12 องศาเซลเซยส ความดน 1 บรรยากาศ มปรมาตร 2.0 ลตร ถาแกสชนดน หนก 2.0 กรม ท 69 องศาเซลเซยส ความดน 608 มลลเมตรของปรอท จะมปรมาตรเปนกลตร 1) 3.0 2) 6.0 3) 7.9 4) 14.4 เฉลย 2) 6.0 ตวอยาง แกส X เคลอนทในหลอดนาแกสอนหนงไดระยะทาง 30.0 เซนตเมตรใชเวลา 2.0 วนาท แกส Y เคลอนทในหลอดนาแกสอนเดยวกนนไดระยะทาง 216 เซนตเมตรใชเวลา 8.0 วนาท แกส X จานวน 10 โมเลกลหนก 1.34 × 10-21 กรม มวลโมเลกลของแกส Y เปนเทาใด 1) 25 2) 50 3) 75 4) 90 เฉลย 1) 25 ตวอยาง ภาชนะสองใบตอเชอมถงกนใบแรกมขนาด 2 ลตร บรรจแกส N2 ไว 3 บรรยากาศ ใบทสองขนาด 3 ลตร บรรจแกส O2 ไว 5 บรรยากาศ ทอณหภมคงท เมอเปดวาลวทกนระหวางภาชนะทงสอง จะเกดปฏกรยากนจนสมบรณไดผลตภณฑเปนออกไซดชนดหนงของไนโตรเจน มความดนเทากบ 1.2 บรรยากาศ โดยไมม สารตงตนใดเหลออย สตรออกไซดทเกดขนคอขอใด 1) NO2 2) NO3 3) N3O4 4) N2O5 เฉลย 4) N2O5


ตวอยาง แกส H2 หนก 0.10 กรม บรรจในถงขนาด 400 มลลลตร อณหภม 27 องศาเซลเซยส แกส CO2หนก 0.11 กรม บรรจในถงอกใบหนงขนาด 200 มลลลตร อณหภมเทากน เมอตอทอใหแกสทงสองชนดผสมกนโดยไมเกดปฏกรยาตอกนและหลงการผสมอณหภมไมเปลยนแปลง ความดนรวมของแกสผสมเปนกบรรยากาศ 1) 0.934 2) 1.541 3) 2.152 4) 3.634 เฉลย 3) 2.152 ตวอยาง ความสมพนธระหวางตวแปรกาหนดสภาวะของแกสในขอใดไมเปนเสนตรง เมอกาหนดใหตวแปรอนคงท 1) ความดนและอณหภม 2) ความดนและจานวนโมล 3) ปรมาตรและความดน 4) ปรมาตรและอณหภม เฉลย 3) ปรมาตรและความดน


อตราการเกดปฏกรยา อตราการเกดปฏกรยาเคม =

ยนแปลงเวลาทเปล ปลง เปลยนแปรมาณสารท

จากปฏกรยา aA + bB cC + dD ความสมพนธของอตราการเกดปฏกรยาจะได R = a

1 RA = b1 RB = c

1 RC = d1 RD

ประเภทของอตราการเกดปฏกรยาเคม อตราการเกดปฏกรยาของสารสามารถแยกไดเปน 3 ประเภท ดงน 1. อตราการเกดปฏกรยาเฉลย (ตงแตเรมตนจนสนสดปฏกรยา) 2. อตราการเกดปฏกรยา ณ ชวงเวลาหนง 3. อตราการเกดปฏกรยา ณ ขณะใดขณะหนงหาได 2 วธ - จากความชนทไดจากการเขยนกราฟความสมพนธระหวางความเขมขนกบเวลา - จากการหาอนพนธของสมการ (Differential Equation) ทแสดงการเปลยนแปลงความเขมขนเปนฟงกชนของเวลา แนวคดเกยวกบการเกดปฏกรยาเคม มแนวชนดทใชหลกๆ อย 2 แนวคดดวยกนดงน 1. ทฤษฎเกยวกบการชน ทฤษฎนมหลกการคดสาคญ คอ “ปฏกรยาเคมจะเกดขนไดตอเมออนภาคของสารตงตนจะตองมการเคลอนทชนกนกอน” ซงการชนนนอาจจะเกดปฏกรยาหรอไมเกดกไดทงนขนอยกบปจจยตอไปน - ทศทางการชน จะตองชนดวยทศทางทถกตอง - พลงงานจลนของอนภาคทเคลอนทชนกน คอ พลงงานทเพยงพอทจะทาใหเกดการสลายพนธะเกา แลวสรางพนธะใหมเกดเปนสารผลตภณฑ


พลงงานกอกมมนต (Activation Energy : Ea) ตวอยางเชน H2(g) + O2(g) H2O(g) จากทฤษฎจลน ทอณหภมหนงๆ โมเลกลของแกสจะเคลอนทดวยอตราการเรวทตางกน (ถงแมจะเปนโมเลกลของแกสชนดเดยวกนกตาม) โมเลกลทเคลอนทไดชามพลงงานจลนตา สวนโมเลกลทเคลอนทไดเรวมพลงงานจลนสง หากโมเลกลทมพลงงานจลนสงมาชนกนพลงงานทไดจากการชนกจะสงดวย และถาพลงงานนนสงพอจนทาใหชนกน แลวเกดการสลายพนธะเกาแลวมการสรางพนธะใหมเกดเปนสารใหมขนมา แสดงวาเกดปฏกรยาขน ดงนน พลงงานทนอยทสดทไดจากการชนกนแลวเกดปฏกรยาได เราจะเรยกวา พลงงานกอกมมนตหรอพลงงานกระตน (Ea) คาพลงงานกระตนไมเกยวของกบความรอนของปฏกรยา แตผลตางของพลงงานกระตนของปฏกรยาไปขางหนาและยอนกลบ จะเปนตวบอกพลงงานหรอความรอนของปฏกรยา คาพลงงานกระตนจะเปนตวบอกอตราของปฏกรยา โดยถาพลงงานกระตนสงแสดงวาปฏกรยาเกดไดชา สวนพลงงานกระตนตา แสดงวาปฏกรยาเกดไดเรว 2. ทฤษฎสารเชงซอนทถกกระตน ในระหวางทสารชนกนนน จะเกดสารทมพลงงานสงมากเรยกวา สารเชงซอนกมมนต (Activated Complex) ซงเกดจากการทพนธะเดมระหวางสารตงตนยงไมขาดออกจากกน ในขณะเดยวกนกสรางพนธะใหมอย สภาวะเชนนไมเสถยรเพราะพลงงานจะสงมาก เราเรยกสภาวะนวา สภาวะแทรนซชน (Transition State) ตวอยางเชน

A

A+

B

B

A

A

B

B

A B

A B

Ea

E

t

H2 + O2 H2O


“ผลของคาพลงงานกระตนตออตราการเกดปฏกรยาในปฏกรยาเคมตางๆ จะมคาพลงงานกอกมมนตไมเทากน” พลงงานกบการดาเนนไปของปฏกรยา ในระหวางทสารเกดปฏกรยาจะมการเปลยนแปลงทางพลงงาน ซงเมอเราเขยนกราฟระหวางพลงงานและการดาเนนไปของปฏกรยาจะไดปฏกรยา 2 แบบ ดงน • ปฏกรยาดดพลงงาน หรอปฏกรยาดดความรอน (Endothermic Reaction) หมายถง ปฏกรยาทมการถายเทพลงงานจากสงแวดลอมเขาสระบบ ดงนนในปฏกรยาชนดนสารตงตนจะมพลงงานตากวาผลตภณฑ • ปฏกรยาคายพลงงาน หรอปฏกรยาคายความรอน (Exothermic Reaction) หมายถง ปฏกรยาทมการถายเทพลงงานจากระบบไปสสงแวดลอม ดงนนในปฏกรยาคายพลงงานพลงงานสารทเปนผลตภณฑจะมคาตากวาพลงงานของสารตงตน ตวอยางปฏกรยาดดความรอน ตวอยางปฏกรยาคายความรอน การดาเนนไปของปฏกรยา (t) การดาเนนไปของปฏกรยา (t)

พลงงาน (E)

200

90 50

E

Ea

t

Eac

Er

Ep ∆E


200

125

20


พลงงานกบการเกดปฏกรยาเคมทมกลไกในการเกดหลายขนตอน ปฏกรยาเคมโดยสวนมากไมไดชนกนแคครงเดยวกเกดปฏกรยาได แตตองชนหลายครง เกดเปนปฏกรยาเคมหลายขนตอนขน โดยตอเนองเปนลาดบ เราเรยก กลไกของปฏกรยา (Reaction Mechanism) และในระหวางเกดปฏกรยาในแตละขนจะเกดสารทไมใชผลตภณฑรวมอยดวย และมความไมเสถยร เรยกสารนวา สารมธยนตร (Intermediate) ปจจยทมผลตออตราการเกดปฏกรยาเคม อตราการเกดปฏกรยาเคมสามารถถกควบคมใหมคามากหรอนอยไดโดยปจจย ดงตอไปน 1. ความเขมขนของสารกบอตราการเกดปฏกรยาเคม ในปฏกรยาเคมสวนใหญ อตราการเกดปฏกรยาจะขนอยกบความเขมขนของสารตงตนทเขาทาปฏกรยา ซงสาหรบปฏกรยาทมสารตงตนมากกวาหนงชนด อตราการเกดปฏกรยาอาจขนอยกบความเขมขนของสารใดสารหนง หรอทกสารกได หรออาจไมขนอยกบความเขมขนของสารตงตนเลย โดยในระยะเรมตนของปฏกรยาเคมความเขมขนของสารตงตนและผลตภณฑจะเปลยนแปลงอยางรวดเรว เนองจากมปรมาณของ สารตงตนอยมาก โอกาสทสารตงตนชนกนแลวเกดปฏกรยาเปนผลตภณฑจงมสง จากนนจะคอยๆ ลดลงจนกระทงสารตงตนหมด หรอปรมาณสารทกชนดคงท เมอระบบเขาสสภาวะสมดลถาเปนปฏกรยาทผนกลบได กฎอตราและคาคงทอตรา (Rate Law and Rate Constant) จาก Law of Mass Action ซงเปนกฎทแสดงความสมพนธระหวางการเกดปฏกรยากบความเขมขนของสารตงตน ซงมใจความวา “อตราการเกดปฏกรยาเคมจะเปนสดสวนโดยตรงกบความเขมขนของสารตงตน ทเขาทาปฏกรยา” กาหนดปฏกรยาใหดงน aA + bB cC + dD จากใจความนเองทาใหสามารถเขยนอธบายปฏกรยาขางบน ไดเปน R ∝ [A]n[B]m


การดาเนนไปของปฏกรยา (t)

A + B C + D E


ซงจะไดสมการ กฎอตรา (Rate Law) คอ R = [A]n[B]m โดย R คอ อตราการเกดปฏกรยา [ ] คอ ความเขมขน k คอ คาคงทของอตราการเกดปฏกรยาในปฏกรยาทอณหภมทกาหนด n, m คอ เลขชกาลงความเขมขน อาจจะเปนจานวนเตมบวกหรอลบหรอเศษสวนกได อนดบของปฏกรยา คอ ผลบวกของเลขชกาลงของความเขมขนของสารตงตนในกฎอตรา กรณปฏกรยาเคมบางตวมกลไกหลายขนตอน คาของเลขชกาลงความเขมขน (n, m) อาจจะมคา ไมเทากบตวเลขขางหนาของสารตงตนในสมการเคมขนสดทายทดลแลว ทงน เพราะวาอตราการเกดปฏกรยาเคมขนอยกบกลไกของขนตอนทชาทสด ซงเรยกไดวา ขนกาหนดอตรา หรอ Rate Determining Step *** ดงนน n และ m จงเปนคาทหาไดจากการทดลอง จะเอาตวเลขหนาสารตงตนจากสมการทสมดลแลวของปฏกรยามาใชไมได ยกเวนหากทราบแลววาปฏกรยาเกดขนตอนเดยว หรอทราบกลไกของปฏกรยา 2. พนทผวของสารกบอตราการเกดปฏกรยาเคม

2 cm2 cm

2 cm

1 cm1 cm

1 cm

สารทมพนทผวมากๆ จะยงเพมโอกาสทสารจะชนกนแลวเกดปฏกรยาไดมากกวาสารทมพนทผวนอยๆเมอพนทผวของสารตงตนทเปนของแขงมากปฏกรยาจะเกดเรว เพราะอนภาคของสารตงตนชนกนดวยความถสง ในทางตรงกนขามเมอสารตงตนทเปนของแขงมพนทผวนอยปฏกรยาจะเกดชา เพราะอนภาคของสารตงตนชนกนดวยความถตา โดยทวไปผลของการเพมพนทผวจะมากกวาผลของการเพมความเขมขน


3. อณหภมกบอตราการเกดปฏกรยาเคม

อณหภมตา อณหภมสง เมอเพมอณหภมใหแกระบบของปฏกรยาเคม จะทาใหอตราการเกดปฏกรยาสงขน และในทางตรงกนขาม อตราการเกดปฏกรยาจะลดลงเมอลดอณหภมลง โดยการอธบายผลของอณหภมตออตราการเกดปฏกรยาเคม สามารถอธบายไดดวยทฤษฎจลน คอ เมอเพมอณหภมโมเลกลของแกสจะเคลอนทดวยอตราเรวเฉลยเพมขน สงผลใหพลงงานจลนสงขนและพบวา อตราการเกดปฏกรยาทเพมขนไมไดเปนเพราะโมเลกลมโอกาสชนกนเพมมากขนเทานน แตตองอาศยทฤษฎการกระจายพลงงานทสงพอ เมออณหภมของระบบสงขนจานวนโมเลกลทมพลงงานจลนตามจานวนนอย แตจานวนโมเลกลทมพลงงานเทากบหรอมากกวาพลงงานกอกมมนตจงมจานวนมากขน ปฏกรยาจงเกดเรวขน

2T

1 T>2T

1 T

พลงงานกอกมมนต

พลงงาน

จานวนโมเลกล

4. ตวเรงและตวหนวงปฏกรยาเคม ตวเรงปฏกรยา คอ สารทเตมลงไปเพอทาใหปฏกรยาเกดไดเรวขนหรอเพมขนและเมอสนสดปฏกรยาสารนนกยงคงแสดงสมบตเชนเดม ตวเรงปฏกรยาอาจจะมสวนรวมในปฏกรยานน แตเมอสนสดปฏกรยาตวเรงกจะกลบคนมาอยางเดม โดยทวๆ ไป แบงออกไดเปน 2 ประเภท คอ 4.1 ตวเรงปฏกรยาเนอเดยว หมายถง ตวเรงปฏกรยาทอยในสถานะเดยวกบสารตงตน 4.2 ตวเรงปฏกรยาเนอผสม หมายถง ตวเรงปฏกรยาและสารตงตนอยในสถานะตางกน


ผลของตวเรงปฏกรยาทมตอปฏกรยาเคม ตวเรงปฏกรยาทใสลงไปชวยใหปฏกรยาเกดไดเรวขน เนองจากตวเรงปฏกรยาจะเขาไปชวยใหพลงงานกอกมมนตลดลง ดงนนจะเกดปฏกรยาไดงายขน เพราะเมอพลงงานกอกมมนตลดลงมผลทาใหจานวนอนภาคทมพลงงานสงพอเพมมากขน การชนทเปนผลสาเรจจงมากขน หรออตราการเกดปฏกรยาเพมขน วธการลดพลงงานกอกมมนตของตวเรงปฏกรยา อาจเกดขนโดยวธตอไปน 1. ตวเรงปฏกรยาจะเขารวมกบสารตงตนกลายเปนสารใหม เพอทาใหโมเลกลของสารมความวองไวในการเกดปฏกรยามากขน 2. ตวเรงปฏกรยาทาหนาทดดซบสารตงตนไวทผวในรปทวองไวในการเกดปฏกรยา โดยกรณน สารตงตนมกจะอยในสถานะแกส สวนตวเรงปฏกรยาอยในสถานะของแขง หรอเปนตวเรงปฏกรยาเนอผสมนนเอง 3. ตวเรงปฏกรยาทาหนาทดดซบสารตงตนไวทผว และทาใหสารตงตนมพนธะภายในโมเลกลออนลง โมเลกลของสารตงตนจงสลายตวหรอเกดปฏกรยาไดงายขน (พลงงานกอกมมนตลดลง) จงเกดปฏกรยาไดเรวขน ตวหนวงปฏกรยา ตวหนวงปฏกรยา คอ สารทเตมลงไปแลวทาใหปฏกรยาเกดชาลงหรอลดลงเมอสนสดปฏกรยา สารนนกจะคนมาเหมอนเดม มวลคงท แตสมบตทางกายภาพอาจจะเปลยน เชน ขนาด รปราง ไดแก ปฏกรยาการสลาย H2O2 จะเกดชาถาเตมฟอสเฟต -3

4PO เปนตวหนวงปฏกรยาไมใหเกด H2O และ O2 เรว ดงน H2O2(l) H2O(l) + O2(g) ม -3

4PO เปนตวหนวงปฏกรยาใหเกดชาลง

Ea1

Ea2

∆H




ผลของตวหนวงปฏกรยาทมตอปฏกรยาเคม ตวหนวงปฏกรยาชวยทาใหปฏกรยาเคมเกดชาลง เนองจากจะไปทาใหพลงงานกอกมมนตเพมขน ดงนนอตราการเกดปฏกรยาเคมจงชาลง ดงรป *** ตวเรงปฏกรยาไมมผลตอคาความรอนของปฏกรยา (∆H) ทดดหรอคายออกมา และเมอสนสดปฏกรยาจะตองไดตวเรงปฏกรยา และตวหนวงปฏกรยา คนกลบมา*** 5. ธรรมชาตของสารตงตน สารตางชนดกนจะทาปฏกรยาเคมไดเรวหรอชาตางกน ขนอยกบสมบตของสารแตละชนด ตวอยางเชน โลหะโซเดยมทาปฏกรยากบนาเยนไดเรวมากและเกดปฏกรยารนแรง ในขณะทโลหะแมกนเซยมทาปฏกรยากบนาเยนไดชา แตเกดไดเรวขนเมอใชนารอน ทเปนเชนนเพราะวาโลหะโซเดยมมความวองไวในการเกดปฏกรยาไดดกวาโลหะแมกนเซยม 6. ความดนสาหรบปฏกรยาของแกส ปฏกรยาทมสารตงตนในสถานะแกส เมอเพมความดนโดยการลดปรมาตร ทาใหปฏกรยาเคมเกดไดเรวขน เพราะการเพมความดนโดยการลดปรมาตร ทาใหอนภาคของสารตงตนทอยในสถานะแกสอยชดกนมากขน (มความเขมขนมากขน) จงชนกนดวยความถสงขน ในทางตรงกนขาม ถาลดความดนเพมปรมาตร ทาใหปฏกรยาเคมเกดชาลง เพราะการลดความดนโดยการเพมปรมาตร ทาใหอนภาคของสารตงตนทอยในสถานะแกสอยหางกนมากขน (มความเขมขนลดลง) จงชนกนดวยความถลดลง

Ea1 Ea2 ∆H




ตวอยาง สมการปฏกรยาระหวางสาร A และสาร B A + 2B 3C + 4D

สาร A จานวน 1 โมล ทาปฏกรยากบสาร B จานวน 2 โมล ในสารละลายปรมาตร 1 ลตร เมอเวลาผานไป 10 วนาท เกดสาร C ขน 3 โมล ขอใดไมถก 1) อตราการสลายตวเฉลยของสาร A ในชวง 10 วนาทแรกเทากบ 0.1 โมลตอวนาท 2) อตราการสลายตวเฉลยของสาร B ในชวง 10 วนาทแรกเทากบ 2.0 โมลตอวนาท 3) อตราการเกดสาร C ในชวง 10 วนาทแรกเทากบ 0.3 โมลตอวนาท 4) อตราการเกดสาร C จานวน 1 โมลเทากบอตราการสลายตวของสาร B จานวน 0.67 โมล เฉลย 2) อตราการสลายตวเฉลยของสาร B ในชวง 10 วนาทแรกเทากบ 2.0 โมลตอวนาท ตวอยาง การศกษาอตราการเกดปฏกรยาเคม 2A(aq) B(aq) พบวาการเปลยนแปลงความเขมขนของสาร A เปนฟงกชนของเวลา (t) ในหนวยวนาทดงสมการ

[A] = 4 - t อตราการเกดปฏกรยา ณ วนาทท 4 มคาเทาใด 1) 0.125 2) 0.250 3) 0.375 4) 0.500 เฉลย 1) 0.125 ตวอยาง การเปลยนแปลงพลงงานของปฏกรยา ก จ แสดงดงแผนภาพตอไปน


ก

พลงง

าน (E

)

ข

ค

ง

A BC

จ

D

การเปลยนแปลงของพลงงานนอยทสดททาใหเกดปฏกรยายอนกลบคอขอใด 1) A 2) C 3) A - (B + C) 4) A - (B + D) เฉลย 4) A - (B + D)


ตวอยาง ขอใดถกตามทฤษฎจลน 1) ทกครงทสารตงตนชนกนในทศทางทเหมาะสม จะเกดสารผลตภณฑ 2) การสลายตวของสารเชงซอนกมมนตอาจไดสารตงตนหรอผลตภณฑ 3) สารเชงซอนกมมนตทเกดขนระหวางปฏกรยามพลงงานตากวาสารตงตนและสารผลตภณฑ 4) การเกดสารเชงซอนกมมนตปฏกรยาจะคายพลงงานออกมา ซงเรยกพลงงานนวา พลงงาน

กอกมมนต เฉลย 2) การสลายตวของสารเชงซอนกมมนตอาจไดสารตงตนหรอผลตภณฑ ตวอยาง ทาการทดลองวดอตราเรวของการสลายตวของสารตงตนในปฏกรยา R(s) P(s) จานวน 2 การทดลอง (การทดลอง A และ B) โดยเรมตนจากความเขมขนของสาร R เทากนภายใตความดนเดยวกนไดผลการทดลองดงทแสดงในกราฟ

AB


อตราการเกดปฏกรยา

ขอใดผด 1) การทดลอง A เกดขนทอณหภมสงกวาการทดลอง B 2) พลงงานกอกมมนตของการทดลอง A สงกวาการทดลอง B 3) มการเตมสารเรงปฏกรยาลงในการทดลอง B 4) มการบดสารตงตน R ในการทดลอง B เฉลย 1) การทดลอง A เกดขนทอณหภมสงกวาการทดลอง B


เกงขอสอบ

ชดท 1 1. สารชวโมเลกลประกอบดวยธาตใดเปนองคประกอบหลก 1) C, H 2) C, O 3) H, O 4) N, O 2. ขอใดไมใชหนาทของไขมน 1) ปองกนการสญเสยนา 2) ปองกนการสญเสยความรอน 3) ชวยละลายวตามน A D E K 4) 1 กรม ใหพลงงาน 4 กโลแคลอร 3. นามนชนดหนงเมอตงทงไวจะเปนของแขง ขอใดไมถกตอง 1) เปนไขมนสตว 2) มองคประกอบหลกเปนกรดไขมนอมตว 3) มพนธะระหวางคารบอนเปนพนธะเดยว 4) เกดกลนเหมนหนงาย 4. ปฏกรยาในขอใดคอการผลตสบ 1) ไฮโดรจเนชน 2) สะปอนนฟเคชน 3) เตตระเมทลเลด 4) เมทลเทอรเชยรบวทลอเทอร 5. ขอใดไมใชโปรตน 1) เอนไซม 2) ฮอรโมน 3) ภมคมกน 4) เดกซตรน


6. อาหารชนดใดใหกรดอะมโนทจาเปนไมครบถวน 1) ถวเหลอง 2) เนอสตว 3) นม 4) ไข 7. ขอใดไมใชนาตาลโมเลกลค 1) มอลโทส 2) ฟรกโทส 3) แลกโทส 4) ซโครส 8. ขาวหมทอดประกอบดวย ขาว 100 กรม หม 20 กรม นามนพช 30 กรม จะใหพลงงานรวมกกโลแคลอร 1) 550 2) 650 3) 750 4) 850 9. ขอใดจบคไมถกตอง 1) ไขมน : กรดไขมน 2) โปรตน : กรดอะมโน 3) แปง : แลกโทส 4) กรดนวคลอก : นวคลโอไทด 10. ถาระดบนวคลโอไทดของ DNA บนสายหนงมลาดบไนโตรเจนเบสเปน ATGCT ลาดบนวคลโอไทดในอกสาย

จะมลาดบไนโตรเจนเบสเปนอยางไร 1) ATGCT 2) TACGA 3) TATAC 4) GCTAG 11. ขอใดเรยงลาดบการกลนลาดบสวนนามนจากจดเดอดตาไปสงไดถกตอง 1) เบนซน กาด แกสหงตม ยางมะตอย 2) ดเซล เบนซน กาด แกสหงตม 3) ยางมะตอย หลอลน เบนซน ดเซล 4) แกสหงตม เบนซน กาด ดเซล


12. ขอใดไมถกตองเกยวกบการเผาไหมทสมบรณ 1) เกดเมอมแกสออกซเจนนอย 2) ไดแกส CO2 และ H2O 3) ไมมเถาถาน แกสพษ เขมา 4) เกดขนกบแกสธรรมชาต 13. ในการทดสอบอาหารเชาชดหนง ไดผลดงน

วธการทดสอบ ผลทสงเกตได

ก. เตมสารละลายไอโอดน สารละลายสนาเงน ข. เตมสารละลายเบเนดกต สารละลายสฟา ไมมตะกอน ค. เตมสารละลาย NaOH และ CuSO4 สารละลายสมวง ง. แตะบนกระดาษ โปรงแสง

อาหารทนามาทดสอบ นาจะเปนอาหารชดใดตอไปน 1) มนทอด + นาอดลม 2) สลดผลไม + นมเปรยว 3) มนฝรงบด + นาผลไม 4) ขนมปงทาเนย + นมถวเหลอง 14. ขอใดผด 1) เลขออกเทน เปนตวเลขบอกคณภาพนามนเบนซน 2) ไอโซออกเทน ทาใหเครองยนตเดนเรยบ มเลขออกเทน 100 3) เฮปเทน ทาใหเครองกระตก มเลขออกเทน 0 4) นามนไรสารตะกว มการเตมสารเตตระเมทลเลด เพอเพมเลขออกเทน 15. ขอใดไมใชพอลเมอร 1) กรดนวคลอก 2) แปง 3) ยางพารา 4) ซโครส 16. ขอใดไมใชสมบตของเทอรโมพลาสตก 1) เมอไดรบความรอนจะออนตว 2) ยดหยน โคงงอได 3) สามารถเปลยนรปรางกลบไปมาได 4) สมบตมการเปลยนแปลงได


17. ขอใดเปนพลาสตกแบบเทอรมอเซต 1) ไนลอน 2) อพอกซ 3) พอลเอทลน 4) พอลสไตรน 18. ขอใดผด 1) ยางธรรมชาตเปนพอลเมอรของไอโซปรน 2) ยางเทยม Isoprene Rubber นยมนามาทาจกนมยาง 3) การเตมเหลก เปนการปรบปรงคณภาพยาง ใหทนตอตวทาละลายและอณหภม 4) ซลโคนทนตอความรอนและสารเคม ไมเปยกนาและไมมปฏกรยากบรางกายมนษย 19. สารในขอใดมอตราการเกดปฏกรยาเคมสงทสด 1) มความเขมขนมาก เปนกอนใหญ มอณหภมตา 2) มความเขมขนมาก เปนผงละเอยด มอณหภมสง 3) มความเขมขนนอย เปนกอนใหญ มอณหภมสง 4) มความเขมขนนอย เปนผงละเอยด มอณหภมตา 20. สญลกษณนวเคลยร Na23

11 ขอใดไมถกตอง 1) โปรตอน 11 ตว 2) นวตรอน 12 ตว 3) เลขมวล 23 4) มไอโซโทปเปน Na23

12 21. สารประกอบในขอใดเปนพนธะโคเวเลนซ 1) NaCl 2) KF 3) CaO 4) CO2 22. ขอใดเปนโลหะเฮไลด 1) NaCl 2) CH4 3) H2O 4) CO2


23. NGV ทใชในรถยนตมสวนประกอบหลกคอแกสชนดใด 1) มเทน 2) อเทน 3) โพรเพน 4) บวเทน 24. ธาตไอโอดน-131 มครงชวต 5.3 ป ถาทงธาตไอโอดน-131 จานวน 10 กรม เมอเวลาผานไป 15.9 ป

จะเหลอธาตไอโอดน-131 กกรม 1) 5 2) 2.5 3) 1.25 4) 0.625 25. ไขขาว เนอไก และหอยนางรม ในขอตอไปน ขอใดทโปรตนไมถกทาลายหรอแปลงสภาพ 1) ไขขาวดบทคนไขกลนเขาไปเพอขจดยาพษ 2) เนอทแชไวในตเยนเพอแกงใสบาตร 3) ไกททอดจนเหลองกรอบจะปลอดภยจากไขหวดนก 4) หอยนางรมบบมะนาวเปนอาหารโปรดของมนส 26. คารบอนเปนสวนสาคญของสงมชวต สญลกษณนวเคลยร C12

6 แสดงวานวเคลยสของคารบอนน มอนภาคตามขอใด

1) โปรตอน 12 ตว นวตรอน 6 ตว 2) โปรตอน 6 ตว อเลกตรอน 6 ตว 3) โปรตอน 6 ตว นวตรอน 12 ตว 4) โปรตอน 6 ตว นวตรอน 6 ตว 27. ธาตทมเลขอะตอมตอไปน มสงใดเหมอนกน 1 3 11 19 37 1) เปนอโลหะเหมอนกน 2) มจานวนอนภาคมลฐานเทากน 3) อยในระบบพลงงานเดยวกน 4) มเวเลนซอเลกตรอนเทากน


28. พจารณาขอความตอไปน ก. LPG เปนแกสหงตมและสามารถปรบใชแทนนามนเบนซนได ข. เลขออกเทนใชบอกคณภาพนามนเบนซน สวนเลขซเทนใชบอกคณภาพของนามนดเซล ค. แกสโซฮอลเปนเชอเพลงทไดจากการผสมเมทานอล (แอลกอฮอลชนดหนง) กบนามนเบนซนใน

อตราสวน 1 : 9 ง. MTBE เปนสารทเตมลงในนามนเบนซนเพอเพมประสทธภาพการเผาไหมและเรยกวานามนไรสาร

ตะกว ขอใดถก 1) ก. และ ข. เทานน 2) ค. และ ง. 3) ก., ข. และ ค. 4) ก., ข. และ ง. 29. ขอใดจดประเภทของพลาสตกไดถกตอง

เทอรมอพลาสตก พลาสตกเทอรมอเซต

1) โฟม เกาอพลาสตก 2) ถงพลาสตก ดอกไมพลาสตก 3) กระดาษปดผนง เตาเสยบไฟฟา 4) ดามจบเตารด ฟลมถายภาพ 30. ขอใดเปนกจกรรมหรอผลตภณฑทเกยวของกบปฏกรยาเคมทงหมด 1) การสงเคราะหดวยแสงของพช กลนหอมทเกดจากยาดบกลน 2) การเกดหนงอก หนยอย การเผากระดาษ 3) การจดพลดอกไมไฟ เมฆรวมตวเปนฝน 4) การเกดสนมเหลก การสบลมยางลอรถยนต 31. ประชาชนทอาศยอยใกลโรงงานอตสาหกรรมไมควรเกบนาฝนไวเพอบรโภคเพราะเหตใด 1) มฝนละอองมากไมเหมาะกบการบรโภค 2) มตะกรนมากใชบรโภคอาจเกดโรคนว 3) มกรดคารบอนกและกรดไฮโดรกลอรกปนอย 4) มกรดกามะถนและกรดไนตรกปนอย 32. ขอใดเปนการจดเรยงตวของอเลกตรอนในอะตอมทมเลขมวลเทากบ 40 และมจานวนนวตรอนเทากบ 21 1) 2, 8, 9 2) 2, 8, 8, 1 3) 2, 8, 18, 8, 4 4) 2, 8, 9, 2


33. มคาแนะนาใหรบประทานผกบง และเตาห อยางนอยสปดาหละ 1 ครง ถาอาหารกลางวนมอหนงรบประทานขาวกบผกบงผดนามน และแกงจดเตาหหมสบ อาหารมอนจะไดรบสารชวโมเลกล ประเภทใหพลงงานกชนด อะไรบาง

1) 2 ชนด โปรตน และคารโบไฮเดรต 2) 3 ชนด ไขมน โปรตน และคารโบไฮเดรต 3) 4 ชนด ไขมน โปรตน กรดนวคลอก และเซลลโลส 4) 4 ชนด ไขมน โปรตน คารโบไฮเดรต และกรดนวคลอก 34. จากการทดสอบนามน 4 ชนด ปรมาณเทากน กบทงเจอรไอโอดน ไดผลดงน

ชนดของนามน จานวนหยดของทงเจอรไอโอดน

A 15 B 18 C 30 D 47

จากขอมลขางตน จงพจารณาวา การบรโภคนามนชนดใดมโอกาสเปนโรคหวใจขาดเลอดมากทสด 1) A 2) B 3) C 4) D 35. พจารณาขอความตอไปน ก. การฉดอนซลนเขาสรางกายเพอเพมปรมาณกลโคสในเสนเลอด ข. อนซลนมหนาทเพมประสทธภาพการเปลยนกลโคสเปนไกลโคเจน ค. คนทเปนเบาหวานแสดงวารางกายมอนซลนมากเกนไป ง. คนทเปนเบาหวานควรลดอาหารประเภทแปงและนาตาล ขอใดถกตอง 1) ก. และ ข. 2) ข. และ ง. 3) ค. และ ง. 4) ข. และ ค.


ชดท 2 36. จากกราฟการละลายของเกลอไออนก AB2 ชนดหนงดงแสดงตอไปน คา Ksp ของเกลอ AB2 น ทอณหภม

60°C มคาเทากบเทาไร ถามวลสตรของสารประกอบนเทากบ 250

การละลาย (กรม/นา 100 ลบ.ซม.)

อณหภม (°C)0.000 20 40 60

2.50

5.00

7.50

1) 1 × 10-3

2) 4 × 10-3

3) 1 × 10-6

4) 4 × 10-6 37. ถาปฏกรยาการสลายตวของ N2O4(g) ไดเปน NO2(g) เปนปฏกรยาดดความรอน เมอเพมอณหภมใหกบ

ระบบ จะเกดอะไรขน 1) ความเขมขน NO2 เพมขน, คา Keq เพมขน 2) ความเขมขน NO2 เพมขน, คา Keq ลดลง 3) ความเขมขน NO2 ลดลง, คา Keq เพมขน 4) ความเขมขน NO2 ลดลง, คา Keq ลดลง 38. จากขอ 37 ถาคาคงท Kp ของปฏกรยานทอณหภมคงทคาหนงเทากบ 4 โดยการทาปฏกรยาในภาชนะปด

ขนาด 2 ลตร หากบรรจ N2O4 และ NO2 ลงในภาชนะดวยความดน 1 และ 4 atm ตามลาดบ เมอเขาสสมดล ความดนของ NO2 จะเปนอยางไร

1) เพมขน 2) ลดลง 3) เทาเดม 4) ขอมลไมพอ


39. ขอใดกลาวไดถกตอง 1) คา Kw มคาเทากบ 10-14 เสมอ 2) สารละลาย pH 8 มคา pOH เทากบ 6 เสมอ 3) สารละลายกรดแกทสดจะมคา pH = 0 4) pH ของสารละลายขนกบอณหภมดวย 40. คา pH ของสารละลายเกลอ NaA เขมขน 0.1 โมลารมคาเทากบเทาไร ถาคา Ka ของกรด HA มคา

เทากบ 10-5 1) 3 2) 5 3) 9 4) 11 41. ขอใดไมใชปฏกรยาระหวางกรด-เบส 1) การผกรอนของรปปนหนปนโดยฝนกรด 2) การทดสอบกรดอนทรยดวยโซเดยม 3) การทดสอบโปรตนดวยสารละลาย Cu2+

4) ตอบไดมากกวา 1 ขอ 42. กรดไฮโดรฟลออรกเขมขน 2.0 มลลกรมตอ 100 มลลลตร มคา pOH ตามขอใด 1) นอยกวา pOH ของโซเดยมคลอไรด 0.001 โมลาร 2) เทากบ pH ของโซเดยมไฮดรอกไซด 0.001 โมลาร 3) เทากบ pH ของโซเดยมไฮดรอกไซด 0.01 โมลาร 4) นอยกวา pOH ของกรดเกลอ 0.01 โมลาร 43. ตารางการเปลยนสของอนดเคเตอร 4 ชนด ในชวง pH ตางๆ และในกรด 2 ชนด ทมความเขมขนเทากน

การเปลยนสของอนดเคเตอร ในชวง pH ตางๆ

การเปลยนสของอนดเคเตอร ในสารละลายกรด อนดเคเตอร

pH การเปลยนส HA HB

ฟนอลเรด 6.7-8.3 เหลอง-แดง เหลอง เหลอง เมทลเรด 4.4-6.0 แดง-เหลอง เหลอง สม

โบรโมไทมอลบล 6.0-7.6 เหลอง-นาเงน เขยว เหลอง อะโซลมน 5.0-8.0 แดง-นาเงน มวง มวง

ถาเปรยบเทยบ pH ของสารละลายกรดและเกลอของกรดตอไปนทความเขมขนเทากน ขอใดถกตอง 1) HB > HA 2) NaA > NaB 3) NaB < HA 4) NaA < HB


44. อนดเคเตอรทมคา pKIn เทากบ 8.5 ไมเหมาะกบการไทเทรตระหวางกรด-เบสคใดทสด 1) กรดแก และเบสแก 2) กรดออน และเบสแก 3) กรดออน และเบสออน 4) เบสแก และเกลอของเบสออน 45. ในการไทเทรตระหวางสารละลายกรด HCN เขมขน 0.2 mol/dm3 ปรมาตร 25 cm3 กบสารละลายเบส

NaOH เขมขน 0.1 mol/dm3 โดยการเตมสารละลาย NaOH ลงในสารละลาย HCN ดงตาราง

จดท ปรมาตรของ HCN (cm3) ปรมาตรของ NaOH (cm3)

1 25 20 2 25 25 3 25 40 4 25 50 5 25 60

ขอสรปตอไปน ขอใดถกตอง 1) จดท 2 เปนจดทกรดและเบสทาปฏกรยากนแลวเหลอ HCN เขมขน 0.1 mol/dm3 2) จดท 3 เปนจดทกรดและเบสทาปฏกรยากนแลวไดสารละลายเปนบฟเฟอร 3) จดท 4 เปนจดทกรดและเบสทาปฏกรยาพอดกน ไดเปนเกลอซงเกดไฮโดรลซสแลวไดสารละลายทม

pH < 7 4) จดท 5 เปนจดทกรดและเบสทาปฏกรยาพอดกน ไดสารละลายทม pH > 7 46. ขอใดเรยงลาดบเลขออกซเดชนของคลอรนในสารเคมตอไปนจากนอยไปมากไดถกตอง 1) Cl2O7 < Cl2O2 < Cl2 < MgCl2 2) MgCl2 < Cl2 < Cl2O2 < Cl2O7 3) Cl2O7 < Cl2 < Cl2O2 < MgCl2 4) MgCl2 < Cl2O2 < Cl2 < Cl2O7 47. ธาตไนโตรเจนสองอะตอมในสารประกอบใดทมคาเลขออกซเดชนเทากน 1) N2O 2) N2O4 3) NH4NO3 4) ถกทกขอ


48. ผลรวมของสมประสทธ หนา KIO3 และ KI ของสมการตอไปน เมอดลสมการแลวเปนเทาไร KIO3 + KI + CH3CO2H CH3CO2K + H2O + I2

1) 2 2) 4 3) 6 4) 8 49. พจารณาสมการและคาศกยไฟฟาของปฏกรยาตอไปน 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 ครงเซลลขอใดเมอนามาตอกบขวไฮโดรเจนมาตรฐานแลวจะใหคาพลงงานนอยทสด 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) 50. พจารณาสมการและคาศกยไฟฟาของปฏกรยาตอไปน 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 ขอใดถก 1) ความสามารถในการออกซไดสของ 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 มคาศกยไฟฟาของ

เซลลใกลเคยงกบ 400 มลลโวลต 3) เมอจมโลหะ R ลงในสารละลายผสมของ T2O และ XCl3 จะเกดฟองแกสขนกอนแลวจงมสาร

มาเคลอบทโลหะ R 4) เมอจมโลหะ R ลงในสารละลายผสมของ T2O และ XCl3 มสารมาเคลอบทโลหะ R กอนแลวจงเกด

ฟองแกสขน


51. จากคา E° ของครงปฏกรยาตอไปน

ปฏกรยารดกชน ศกยไฟฟา (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

ปฏกรยาอเลกโทรลซสของสารละลาย HBr เขมขน 1 mol/dm3 ใหผลตามขอใด 1) ผลตภณฑทเกดทขวแอโนด คอ O2 2) ผลตภณฑทเกดทขวแคโทด คอ Br2 3) ศกยไฟฟาภายนอกททาใหเกดปฏกรยาเทากบ 1.09 โวลต 4) pH ของสารละลายจะคอยๆ เพมขน 52. สารประกอบใดตอไปนทไมจดเปนสารประกอบอนทรย

1) HO OH

CO

2) H H

CO

3) HO OH

CO

CO

4) ไมมคาตอบ

53. C7H8O มโครงสรางทประกอบดวยวง benzene 1 วง รวมกไอโซเมอร 1) 2 2) 3 3) 4 4) 5 54. สารประกอบประเภทใดทนาจะมจดเดอดสงทสด เมอพจารณาจากโครงสรางอมตวทมมวลใกลเคยงกน 1) เอไมด 2) เอมน 3) แอลดไฮด 4) อเทอร 55. สารชนดใดทสามารถนามาใชทาปฏกรยาบอกความแตกตางระหวางเอมน และเอไมดทมคารบอน 6 ตว

เทากนไดดทสด 1) Na(s) 2) NaHCO3(aq) 3) NaOH(aq) 4) HCl(aq)


56. 1, 3 cyclopentadiene เมอทาปฏกรยากบ HCl ทมากเกนพอแลว จะไดผลตภณฑกไอโซเมอร 1) 1 2) 2 3) 4 4) ไมเกดปฏกรยา

57. ยาพาราเซตามอลมโครงสรางดงแสดงตอไปน การทาปฏกรยา hydrolysis HN OH

O

ในการละลายกรด จะไดผลตภณฑเปนสารใดตอไปน 1)

H

O

2)

O

2NH

3) HO

OH

4)

OH

NH2

58. Carbohydrate ชนดใดตอไปนทไมสามารถเกดปฏกรยากบ Benedict ได 1) Glyceraldehyde 2) Lactose 3) Glycogen 4) ทกขอรวมกน 59. Octreotide เปนสาย oligopeptide ทมโครงสรางดงแสดงดานลาง สงเคราะหขนเพอใชเปน inhibitor

ของ hormone บางชนด เชน growth hormone, glucagon และ insulin

HO

HO

NH HN

O SS

NH

O

HN

O

NHOO

NH

NHNH

O

O

OH

NH2

2NH

จากโครงสรางดงกลาวโมเลกลนเปนโมเลกลประเภทใด และมพนธะ peptide กพนธะ 1) hexapeptide, 5 peptide bonds 2) hexapeptide, 6 peptide bonds 3) heptapeptide, 6 peptide bonds 4) heptapeptide, 7 peptide bonds


60. การกระทาในขอใดตอไปน ททาลายโครงสรางของ protein โดยท primary structure ไมเสยหาย 1) ตมในสารละลายกรด 2) hydrolysis ดวย pepsin 3) เตม Biuret reagent ลงไป 4) เตมนาลงไป 61. ปฏกรยาระหวาง NaOH(aq) กบสารในขอใดทไมทาใหเกดผลตภณฑทมสมบตเปนสารลดแรงตงผวได 1) ไขมน 2) กรดไขมน 3) กรด alkylsulfonic 4) ไมมคาตอบ 62. ไบโอดเซลทใชกนมากในประเทศไทย สามารถเตรยมไดโดยการตมนามนปาลมกบเมทานอล หรอเอทานอล

โดยมตวเรงปฏกรยาชวย เมอตมสารในขอใดกบสารละลาย NaOH แลวไมไดสบ 1) ไบโอดเซล 2) นามนปาลม 3) กรดไขมน 4) กลเซอรอล 63. จากขอ 62 ไบโอดเซลทไดมความสามารถในการเผาไหมดกวานามนปาลมซงเปนสารตงตนดวยเหตใด 1) นาหนกโมเลกลตากวา 2) ขนาดโมเลกลเลกกวา 3) เกดจากการเตมนาเขามาในโมเลกล 4) ถกทกขอ 64. เชอเพลงปโตรเลยมขอใดเผาไหมไดดทสดในสภาวะปฏกรยาเดยวกน 1) iso-octane บรสทธ เพราะมคาเลขออกเทนเทากบ 100 2) อะเซทลน (C2H2) เพราะมสถานะเปน แกส ใชในการใหความรอนเชอมโลหะไดด 3) แกสธรรมชาตอด (CNG) เพราะมขนาดโมเลกลเลก 4) ไมสามารถเทยบกนได เพราะเปนเชอเพลงคนละประเภท 65. การกระทาใดทไมสามารถเพมความสามารถในการเผาไหมของนามนปโตรเลยมได 1) ตดโมเลกลใหเลกลง 2) isomerise ใหเปนกง 3) เพมพนธะคหรอพนธะสามลงในโมเลกล 4) เพมสารทชวยเพมคาความดนไอ 66. พจารณาสารตงตนสองชนดทมนาหนกโมเลกลตางกนตอไปน

O O

Cl Cl HO OH นาหนกโมเลกล = 203 นาหนกโมเลกล = 62 ขอใดไมถกตองเกยวกบผลตภณฑทไดจากปฏกรยาระหวางสารสองชนดน 1) ผลตภณฑชนดหนงมนาหนกโมเลกลมากกวา 265 2) ผลตภณฑชนดหนงเปนเอสเทอร 3) ผลตภณฑชนดหนงเปนกรดอนทรย 4) ผลตภณฑเกดมาจากปฏกรยาควบแนน


67. ไดเมทโคน (Dimethicone) เปนพอลเมอรในกลมซลโคน สามารถเตรยมไดจากปฏกรยาระหวาง Si(CH3)2Cl2 กบ H2O จะมโครงสรางของหนวยซาตามสตรขอใด

1) Si(CH3)2 2) Si(CH3)2O 3) OSi(CH3)2O 4) Si(Cl)2O 68. ขอใดไมถกตองเกยวกบสารประกอบเพปไทด 1) ไดเพปไทด คอ สารทมจานวนกรดอะมโน 2 หนวย 2) ถามกรดอะมโน N หนวย จะตองมจานวนพนธะเพปไทด N 1 พนธะเสมอ 3) เปนพอลเมอรแบบควบแนน 4) พอลเพปไทดเปนไดทงพอลเมอรแบบเสนตรง แบบกง และแบบวง 69. ขอใดกลาวถกเกยวกบสมบตของพอลเมอร 1) HDPE และ LDPE มสมบตทแตกตางกน เพราะ monomer ทใชมโครงสรางตางกน 2) พอลเมอรทถก cross link แลวจะมจดหลอมเหลวสงขน 3) กามะถนจดเปนสารสาคญในการทาการเชอมขวางใหพลาสตกมความเหนยวมากขน 4) การลดปญหามลภาวะจากขยะ thermosetting plastic ทาไดโดยการนามาหลอมขนรปใหม 70. สมการตอไปน เปนปฏกรยาการเตรยม polyvinyl alcohol สารตงตน (A) ของปฏกรยานคออะไร

A Polymerisation Polymer B (Hydrolysis)

HO

n+ Acetic acid∆+ /OH3

1)

O

O 2)

O

O

3) OH

4)

OH


ชดท 3 71. ธาต Q เมอเปนไอออนจะมเลขออกซเดชนเทากบ -2 ซงมจานวนอเลกตรอนเทากบ 18 ธาต Q ม 2

ไอโซโทป ซงแตละไอโซโทปมจานวนนวตรอนเทากบ 16 และ 17 ตามลาดบ ขอใดคอสญลกษณนวเคลยร ทถกตองของไอโซโทปของธาต Q ทงสอง

1) Q3216 และ Q33

16 2) Q34

18 และ Q3518

3) Q3620 และ Q37

20 4) Q16

8 และ Q178

72. ธาตนกเกล (Ni) ในสารประกอบ Ni2O3 มการจดเรยงอเลกตรอนตามขอใด (กาหนดใหเลขอะตอมของ Ni = 28) 1) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d8

2) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d7 3) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d5

4) ไมมขอใดถก 73. หากพจารณาการเกดสเปกตรมของธาตไฮโดรเจนตามการทดลองของบอรแลวขอใดถกตอง (กาหนดให n = ระดบพลงงาน) 1) สเปกตรมทเกดจาก n = 3 ไป n = 1 มพลงงานสงกวา n = 4 ไป n = 2 2) สเปกตรมทเกดจาก n = 4 ไป n = 5 มความถสงกวา n = 1 ไป n = 2 3) สเปกตรมทเกดจาก n = 2 ไป n = 6 มความยาวคลนสงกวา n = 6 ไป n = 2 4) สเปกตรมทเกดจาก n = 1 ไป n = 5 มความเขมสงกวา n = 2 ไป n = 6 74. พจารณาขอความเกยวกบแนวโนมของตารางธาตตอไปน ก. แกสฮเลยม นออน และอารกอน เปนธาตทไมสามารถหาคาอเลกโทรเนกาตวต (EN) ได ข. คาไอออไนเซชนลาดบท 1 (IE1) ของธาตในคาบเดยวกนมคาเพมจากซายไปขวาเสมอ ค. ขนาดของไอออนของธาตทอยในหมเดยวกนมคาเพมขนจากบนลงลางเสมอ ขอใดถก 1) ทง ก. และ ข. 2) ทง ก. และ ค. 3) ทง ข. และ ค. 4) ทง ก. ข. และ ค.


75. ผลรวมของอนภาคแอลฟาจากอนกรมการสลายตวของ U-236 ไปเปน Pb-206 และ Th-232 ไปเปน Pb-208 มคาเทากบเทาใด ถาการสลายตวของธาตกมมนตรงสทงสอง ในแตละขนจะปลดปลอยอนภาคแอลฟาหรอเบตาเทานน (กาหนดใหเลขอะตอมของ Pb = 82, Th = 90 และ U = 92)

1) 10 2) 12 3) 14 4) 16 76. หนชนดหนงประกอบดวยไอโซโทปกมมนตรงสของธาต Z ไดแก Z-113 และ Z-115 อยางละ 50% จงหา

อตราสวนระหวาง Z-113 ตอ Z-115 เมอเวลาผานไป 48 วน (กาหนดครงชวตของ Z-113 เทากบ 12 วน และครงชวตของ Z-115 เทากบ 48 วน)

1) 0.125 2) 0.25 3) 0.50 4) 0.75 77. ชนดของพนธะของสารประกอบในขอใดแตกตางจากพวก 1) Na กบ Cl ใน NaCl 2) Mg กบ Cl ใน MgCl2 3) Al กบ Cl ใน AlCl3 4) ไมมขอใดถก 78. สารประกอบตอไปนมพนธะโคออรดเนตโคเวเลนตทงหมด ยกเวนขอใด 1) O3 N2O 2) SO2

-3N

3) NOCl3 H3O+

4) HNO3 +4NH

79. ขอใดเรยงลาดบจดเดอดของสารไดถกตอง 1) CH3OH < HCl < SiO2 < Hg 2) SiO2 < CH3OH < HCl < Hg 3) HCl < CH3OH < Hg < SiO2 4) CH3OH < HCl < Hg < SiO2


80. พจารณาการเปลยนแปลงดงน Li+(g) + F-(g) LiF(s) ∆H = -1,005 kJ/mol Li+(g) + F-(g) Li+(aq) + F-(aq) ∆H = -1,019 kJ/mol เมอนา LiF 0.27 กรม มาละลายนาจนหมดจะดดหรอคายพลงงานเทาใด (กาหนดนาหนกอะตอมของ Li = 7, F = 20) 1) ดดพลงงาน 202 kJ 2) ดดพลงงาน 14 kJ 3) คายพลงงาน 20.2 kJ 4) คายพลงงาน 0.14 kJ 81. ณ อณหภมและความดนคงทคาหนง พบวานาบรสทธมอตราการระเหยเทากบ 1.543 โมลตอวนาท

ถามนาบรสทธปรมาตร 5 ลตร จะใชเวลาประมาณกนาทเพอใหนาจานวนนระเหยจนหมด (กาหนดใหความหนาแนนของนาเทากบ 1 กรมตอลกบาศกเซนตเมตร นาหนกอะตอมของ H = 1 และ

O = 16) 1) 3 2) 4 3) 5 4) 6 82. ของผสมระหวาง Mg กบ MgO มนาหนกรวม 10 กรม เมอนาสารชนดนไปเผากบออกซเจนมากเกนพอ

จนเกดปฏกรยาสมบรณ พบวามนาหนกเพมเปน 14 กรม จงหารอยละโดยนาหนกของ Mg ในสารตวอยาง (กาหนดนาหนกอะตอมของ Mg = 24 และ O = 16)

1) 30 2) 45 3) 60 4) 75 83. เมอนาสารประกอบตอไปนชนดละ 0.001 โมล ละลายในนาปรมาตร 500 มลลลตร สารละลายในขอใด

มจดเยอกแขงสงทสด (กาหนดคา Kf ของนาเทากบ 1.86°C/m) 1) NaCl 2) HCOOH 3) C12H22O11 4) CaCl2


84. แกส X2 ปรมาณ 8 กรม มปรมาตร 11.2 dm3 ท STP ดงนน แกส X2 จานวน 1.204 × 1024 โมเลกล จะมมวลเทาใด

1) 16 กรม 2) 32 กรม 3) 64 กรม 4) 128 กรม 85. ถาตองการเตรยมสารละลายกรด HCl เขมขน 0.8 mol/dm3 ปรมาตร 500 ml ตองใชสารละลายกรด HCl

เขมขน 36.5% โดยนาหนกกมลลลตร (กาหนดความหนาแนนของสารละลาย HCl = 1.25 g/cm3 นาหนกอะตอมของ H = 1 และ Cl = 35.5)

1) 24 2) 32 3) 40 4) 48 86. พจารณาขอความตอไปน ก. แกสใดๆ กตามทภาวะมาตรฐาน (STP) จานวน 1 โมล จะมปรมาณเทากบ 22.4 ลตร เสมอ ข. เมอความดนและอณหภมคงท ปรมาตรของแกสจะแปรผนตรงกบจานวนโมลของแกส ค. จากทฤษฎจลนของแกสจะพบวาพลงงานจลนเฉลยของแกสทกชนดเทากนหมดทอณหภมเดยวกน ขอใดถก 1) ก. และ ข. 2) ก. และ ค. 3) ข. และ ค. 4) ก., ข. และ ค. 87. ถาสบแกสออกจากถงแกสใบหนงจนเหลอความดนเพยง 7.6 มลลเมตรปรอท (mmHg) ทอณหภม 27°C

ณ สภาวะดงกลาวจะมจานวนโมเลกลแกสทเหลออยกโมเลกลตอปรมาตร 1 ลกบาศกเซนตเมตร (cm3) (กาหนดคาคงทแกส = 0.08 L ⋅ atm ⋅ mol-1 ⋅ K-1)

1) 1.91 × 1017

2) 1.91 × 1020

3) 2.51 × 1017

4) 2.51 × 1020


88. ถงแกสขนาด 80 ลตรบรรจแกส A2 ทความดน 30 บรรยากาศ เชอมตอกบถงแกสอกใบหนงขนาด 40 ลตร ทบรรจแกส B2 ทความดน 75 บรรยากาศ ดวยทอและวาลวขนาดเลกมาก เมอเปดวาลวเชอมตอทาใหแกส A2 และ B2 ทาปฏกรยากนไดผลตภณฑเปนแกส C ทมความดน 5 บรรยากาศ เพยงชนดเดยวเทานน และหลงจากปฏกรยาสนสดพบวาเหลอแกส A2 จากปฏกรยา 10 บรรยากาศ จงหาสตรโมเลกล ทเปนไปไดของแกส C ถาควบคมอณหภมใหคงทตลอดการทดลอง

1) A4B10 2) A2B5 3) A2B4 4) AB2 89. นาเหลก 56 กรม มาทาปฏกรยากบกรดเกลอ 2 M 500 cm3 เมอเวลาผานไป 10 นาท เกดแกสทม

ปรมาตร 0.41 L ความดน 0.3 atm ทอณหภม 27°C อตราการลดลงของกรดเกลอมกโมลตอนาท (กาหนดคาคงทของแกส = 0.082 L ⋅ atm ⋅ mol-1 ⋅ K-1 นาหนกอะตอมของ Fe = 56, Cl = 35.5 และ H = 1)

1) 0.001 2) 0.005 3) 0.01 4) 0.05 90. ปฏกรยาชนดหนงม 2 ขนตอน ขนท 1 2NO(g) + H2(g) N2(g) + H2O2(g) ...เกดชา ขนท 2 H2O2(g) + H2(g) 2H2O(g) ...เกดเรว วธการในขอใดไมสงผลใหปฏกรยารวมเกดเรวขน 1) เพมความดน 2) เพมอณหภม 3) ลดปรมาตร 4) เพม H2O2 91. จากการทดลองปฏกรยา 2A + B 2C + D ไดผลการทดลองดงน

การทดลอง ความเขมขน A (M) ความเขมขน B (M) อตราการเกด C (M/s) 1 0.05 0.05 1.5 × 10-3 2 0.05 0.10 1.5 × 10-3 3 0.10 0.05 6.0 × 10-3

หากนาสาร A และสาร B ทมความเขมขน 0.5 M มาทาปฏกรยากน อตราการเกดปฏกรยามคา กโมลารตอวนาท

1) 1.5 × 10-1 2) 1.5 × 10-2

3) 7.5 × 10-2 4) 7.5 × 10-3


92. กาหนดปฏกรยา A(g) + B(g) 2C(g) + D(g) ทอณหภม 227°C หากเรมตนนา A และ B ทมความเขมขน 0.1 M พบวาทสมดล เกด C 0.1 M จงหาคา Kp ของปฏกรยา

(กาหนดคา R = 0.0821 L ⋅ atm ⋅ mol-1 ⋅ K-1) 1) 0.2 2) 2 3) 8.21 4) 82.1 93. แผนภาพแสดงความสมพนธระหวางความเขมขนกบเวลาของปฏกรยา

A(g) + B(g) C(g) ∆H < 0

BC

A

เวลา (t)

ความเขมขน

จากภาพเปนการรบกวนสมดลดวยวธใด 1) ลดอณหภม 2) เพมความเขมขนของ A 3) เพมความดน 4) ลดปรมาตร 94. ปฏกรยา Mg(OH)2(s) Mg2+(aq) + 2OH-(aq) การเปลยนแปลง pH ทศทางของปฏกรยา

และปรมาณตะกอนในขอใดถกตอง การเปลยนแปลงคา pH ทศทางของปฏกรยา ปรมาณตะกอน 1) เพมคา pH ขวา มากขน 2) เพมคา pH ซาย นอยลง 3) ลดคา pH ซาย มากขน 4) ลดคา pH ขวา นอยลง


95. ถาตองการเตรยมสารละลายอมตว NaOH จะสามารถเตรยมไดคา pH มากทสดเทาใด (กาหนดคาการละลายนาของ NaOH 120 g / 100 cm3 ท 25°C และ log 3 = 0.48 นาหนกอะตอมของ Na = 23, O = 16 และ H = 1)

1) 12.52 2) 14.00 3) 15.48 4) ไมมขอใดถก 96. จากคาคงทการแตกตวของกรดออนท 25°C ขอใดเรยงลาดบ pH ของสารละลายทมความเขมขนเทากน

ตอไปนจากนอยไปมากไดถกตองทสด ชนดของกรด คาคงทการแตกตว (Ka)

+4NH

CH3COOH HCN HF

5.56 × 10-10 1.80 × 10-5 9.00 × 10-10 6.76 × 10-4

1) HF > CH3COOH > +

4NH > HCN 2) +

4NH > HCN > CH3COOH > HF 3) F- > CH3COO- > CN- > NH3 4) NH3 > CN- > CH3COO- > F- 97. เมอนากรด HCN 0.50 โมล ผสมกบกรด HCl 0.005 โมล ในสารละลายปรมาตรทงหมด 500 ลกบาศก-

เซนตเมตร จากนนหยดอนดเคเตอร Thymol blue ลงไป 2 หยด อยากทราบวาสารละลายสดทายจะมสใด (กาหนดชวงการเปลยนสของ Thymol blue จากสแดง-สเหลอง ทคา pH 1.2-2.8 และคา Ka ของกรด HCN มคาเทากบ 5 × 10-10)

1) สแดง 2) สนาเงน 3) สสม 4) สเหลอง 98. เมอเตมสารละลาย NaOH 0.10 โมลาร ปรมาตร 1 มลลลตร ลงไปในสารละลายผสมในขอใด จะทาให

คา pH เปลยนแปลงนอยทสด 1) สารละลาย HCN 0.1 M ปรมาตร 10 มลลลตร + สารละลาย CH3COOH 0.2 M ปรมาตร 10 มลลลตร 2) สารละลาย CH3COOH 0.2 M ปรมาตร 20 มลลลตร + สารละลาย KOH 0.2 M ปรมาตร 10 มลลลตร 3) สารละลาย NaOH 0.3 M ปรมาตร 20 มลลลตร + สารละลาย HCN 0.2 M ปรมาตร 20 มลลลตร 4) สารละลาย HCl 0.1 M ปรมาตร 10 มลลลตร + สารละลาย HCN 0.2 M ปรมาตร 20 มลลลตร


99. เซลลกลวานกชนดหนงมปฏกรยาเกดขนดงภาพ

Ag Zn

3AgNO 23 )Zn(NO

ขอใดถกตอง 1) แผนภาพเซลล คอ Ag | Ag+ || Zn2+ | Zn 2) Zn เปนตวถกรดวซ 3) 0

ZnE มคาสงกวา 0AgE

4) ปฏกรยารดกชน คอ Ag+(aq) + e- Ag(s) 100. ในการทาโลหะใหบรสทธโดยวธแยกดวยไฟฟาหากโลหะผสมประกอบดวย Cu, Zn, Fe, Au และ Ag

แลวจดอปกรณ ดงรป กาหนดให 0

/Cu2CuE + = +0.34

0/Zn2Zn

E + = -0.76

0/Fe2Fe

E + = -0.44

0/Au2Au

E + = +1.50

0/AgAg

E + = +0.80

ขอใดถกตอง 1) ตะกอนในภาชนะ คอ Zn, Fe, Au และ Ag ทไมไดไปเกาะบนขวแคโทด 2) สารละลายประกอบดวยไอออนบวก Cu2+, -2

4SO , Zn2+ และ Fe2+ 3) ขวลบเกดปฏกรยา Cu Cu2+ + 2e- 4) ขวแอโนด คอ ทองแดงบรสทธ

(aq)CuSO4

โลหะผสม Cu(s)


101.

Hydration

422 SOO/HH a

EsterificationOH ,

O

∆+ , H b + c

หาก c เปนนา สาร b ควรมสตรโครงสรางเปนอยางไร

1) O

O

2) O

O

3) OH

O

4)

O

O

102. สารไฮโดรคารบอนชนดหนงมสตรโมเลกลเปน C6H12 จงหาไอโซเมอรทงหมดทเปนไปไดของสารนท

สามารถฟอกโบรมนไดเฉพาะในททมแสงสวางเทานน 1) 6 แบบ 2) 8 แบบ 3) 10 แบบ 4) 12 แบบ 103. พอลเมอรจากมอนอเมอรในขอใดทสามารถเกดปฏกรยาการเตมกบ Br2 ใน CCl4 ไดในทมด

1) Cl

2) O

OHNH2

3) 4) O

O


104. กาหนดพอลเมอร n

22CHOCHCO

OCO

ขอใดระบมอนอเมอรและชนดของปฏกรยาพอลเมอไรเซชนไดถกตอง มอนอเมอร ชนดปฏกรยาพอลเมอไรเซชน

1) COOHHOOCNH2

2NH แบบเตม

2) COOHHOOCNH2

2NH แบบควบแนน

3)

O

HOOH

O

ClCl แบบเตม

4)

O

HOOH

O

ClCl แบบควบแนน

105. ในระบบทมคา pH สงๆ กรดอะมโนในขอใดทมประจสทธเปนลบมากทสด

1)

O

OH

2NH

2)

O

OH

2NH

O

HO

3)

O

OH

2NH

HO

4)

O

OH

2NH

O

NH2


เฉลย ชดท 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) ชดท 2 36. 2) 37. 1) 38. 2) 39. 4) 40. 3) 41. 2) 42. 4) 43. 2) 44. 3) 45. 2) 46. 2) 47. 2) 48. 3) 49. 2) 50. 2) 51. 3) 52. 4) 53. 4) 54. 1) 55. 4) 56. 2) 57. 4) 58. 3) 59. 3) 60. 3) 61. 4) 62. 4) 63. 2) 64. 3) 65. 3) 66. 3) 67. 2) 68. 2) 69. 2) 70. 2) ชดท 3 71. 1) 72. 2) 73. 1) 74. 2) 75. 3) 76. 1) 77. 3) 78. 2) 79. 3) 80. 4) 81. 1) 82. 3) 83. 3) 84. 2) 85. 2) 86. 4) 87. 3) 88. 1) 89. 1) 90. 4) 91. 3) 92. 3) 93. 1) 94. 4) 95. 3) 96. 3) 97. 1) 98. 2) 99. 4) 100. 2) 101. 1) 102. 4) 103. 1) 104. 4) 105. 2)

Education

เซเรบอส Brands วิชาเคมี (176 หน้า)