STOICHIOMETRY

ปริ�มาณสั�มพั�นธ์�อน�ศาสัตริ� เขี�ยวขีจี�กลุ่��มสาระการเร�ยนร� �

วิ�ทยาศาสตร�

ปริ�มาณสั�มพั�นธ์�• มวลสัาริสั�มพั�นธ์�หริ�อความสั�มพั�นธ์�ริะว�างปริ�มาณ

สัาริในปฏิ�กิ�ริ�ยาเคม�

• ใช้#ค$านวณปริ�มาณสัาริในกิาริทำ$าปฏิ�กิ�ริ�ยาหริ�อปริ�มาณสัาริผล�ตภั�ณฑ์�

• ใช้#ว�เคริาะห�สั�ดสั�วนปริ�มาณในกิาริทำ$าปฏิ�กิ�ริ�ยา สัาริใดใช้#หมด / เหล�อ

จุ�ดประสงค์�• อธิ�บายค์วิามหมาย มวิลุ่อะตอมของธิาต� แลุ่ะ มวิลุ่ของธิาต� 1 อะตอมได�

• ค์#านวิณหา มวิลุ่อะตอมของธิาต�แลุ่ะ มวิลุ่ของธิาต� 1 อะตอมได�

มวลอะตอม(Atomic mass)

อ�ตริาสั�วนมวลขีอง O : C ใน CO 4= :3 และ O : C ใน CO2 = 8:3

12

16

12

32

ถ้#าธ์าต�สัองธ์าต�ริวมต�วกิ�นเกิ�ดเป,นสัาริปริะกิอบ อ�ตริาสั�วนโดยมวลหริ�อโดยอะตอมขีองธ์าต�ช้น�ดหน/0งทำ�0ริวมกิ�บธ์าต�อ�กิช้น�ดหน/0ง จีะม� สั�ดสั�วนคงทำ�0 เช้�น O : C ใน

1

1

1

2

อ�ตริาสั�วนโดยมวล O:C

อ�ตริาสั�วนโดย

อะตอม O:C

• กิาริทำ�0ธ์าต�ริวมต�วเป,นสัาริปริะกิอบด#วยอ�ตริาสั�วนโดยมวลทำ�0คงทำ�0 ทำ$าให# ดอลต�น เช้�0อว�าอ�ตริาสั�วนโดยมวลขีองธ์าต�ทำ�0เกิ�ดเป,นสัาริปริะกิอบน�1น ขี/1นอย2�กิ�บมวลขีองธ์าต�แต�ละอะตอม จี/งได#ม�กิาริพัยายามหามวลอะตอมขีองแต�ละธ์าต�

เน�0องจีากิอะตอมม�ขีนาดเล4กิมากิ

ริ�ศม�อะตอม 01.nm

จี/งไม�สัามาริถ้ช้�0งมวลขีองธ์าต�ได#โดยตริง

มวลอะตอม (Atomic mass) ขีองธ์าต� ค�อ มวลขีองอะตอมธ์าต�น�1นๆ ในหน�วย amu ( atomic mass units )

3.1

มวลอะตอม (Atomic mass)

ต�วอย�างมวลขีองธ์าต� 1 อะตอม

•H 1 อะตอม ม�มวล 1x1.66x10-24 g = 1.66 x 10-24 g

•C 1 อะตอม ม�มวล 12x1.66x10-24 g = 1.99 x 10-23 g

•O 1 อะตอม ม�มวล 16x1.66x10-24 g = 2.66 x 10-23 g

•S 1 อะตอม ม�มวล 32x1.66x10-24 g = 531. x 10-23 g

จีะเห4นว�ามวลขีองธ์าต� 1อะตอม

จีะม�ค�าน#อยมากิ

• เพื่&'อค์วิามสะดวิก จุ(งไม�น�ยมใช้� มวล 1 อะตอม แต�ก#าหนดมวลอะตอม (RAM ) ข(+นมาใช้� โดยน$ามวลขีอง ธ์าต� 1 อะตอม ไปเปริ�ยบเทำ�ยบกิ�บค�ามวลมาตริฐาน ด,งน�+

อะตอม 1 ไฮโดรเจุนมวิลุ่ของธิาต�อะตอม 1 A มวิลุ่ของธิาต� A งธิาต�มวิลุ่อะตอมขอ

อะตอม 1 ออกซิ�เจุนมวิลุ่ของธิาต�161

อะตอม 1 A มวิลุ่ของธิาต� A งธิาต�มวิลุ่อะตอมขอ

International Union of Pure and Applied Chemistry

• พั.ศ .2504 IUPAC กิ$าหนดให#ใช้#ธ์าต� 12 C เป,นธ์าต�มาตริฐานในกิาริเปริ�ยบเทำ�ยบ โดยกิ$าหนดให#

•12C 1 อะตอม ม�มวล = 12 amu (atomic mass unit)

1 amu = มวลขีอง 12C 1 อะตอม

1

1

2

12 amu = 12 x 1.66 x 10-24

g

แต� 12C 1 อะตอม ม�มวล 12x1.66x10-24 g

1 amu = ? g

= 1.66 x 10-24 g 1 amu = x 12 x 1.66 x 10-24 g

1

1

2

สร�ป

1 amu = 1.66 x 10-24 g

มาตริฐานในกิาริเทำ�ยบมวลโดยใช้# 12C

อะตอม 1 C12 มวิลุ่ของธิาต�121

อะตอม 1 A มวิลุ่ของธิาต� A งธิาต�มวิลุ่อะตอมขอ

มวลขีองธ์าต� A 1 อะตอม(g) 166

x 10-24 g

=

ธิาต� C 1 อะตอม ม�มวิลุ่ 199. x 10-

23 g แลุ่ะ ธิาต� H 1 อะตอมม�มวิลุ่ 166 x 10-24 g จุงหามวิลุ่อะตอมของธิาต� C แลุ่ะธิาต� H

มวลอะตอมขีองธ์าต� H =

-24

-24

1.66x10 g

1.66x10 g = 1

มวลอะตอมขีองธ์าต� C =

-23

-24

1.99x10 g

1.66x10 g = 12

มวลอะตอมขีองธ์าต� = 24-10x 1.66อะตอม 1 มวิลุ่ของธิาต�

CH

H

H

H

H

H H

H

HH

H

H

C 1 อะตอมม�มวลเป,น 12 เทำ�าขีอง H 1 อะตอม

มวลอะตอม VS มวล 1 อะตอม

ธ์าต�โซเด�ยม ม�มวลอะตอมเทำ�ากิ�บ 23 หมายความว�า ?

โซเด�ยม 1 อะตอม ม�มวลเป,น 23 เทำ�าขีอง

มวลขีอง 12C 1 อะตอม1

1

2

โซเด�ยม 1 อะตอม ม�มวล = 23 amuโซเด�ยม 1อะตอม ม�มวล = 23 x 1.66 x 10-24 g

• ค$านวณหามวลอะตอมเฉล�0ยขีองธ์าต� เม�0อทำริาบมวลอะตอมและปริ�มาณขีองแต�ละไอโซโทำปทำ�0ม�อย2�ในธ์ริริมช้าต�ได#

จุ�ดประสงค์�

โปริตอนน�วตริอนเลขีมวล%ในธ์ริริมช้าต�

6

6

12

00

9 8 .89

2

6

7

13.00

33

5

11.08

6

8

14.00

31

7

2x10-

10

126C

136C

146C

มวลอะตอมเฉล�0ยขีอง 12C = 12.011 amu

Isotope

กิาริค$านวณหามวลอะตอมเฉล�0ย

100

...%%

100

% 21

AAAM avg

ในธ์ริริมช้าต� Li ม� 2 ไอโซโทำป ค�อ

7.42% 6Li (6.015 amu)

92.58% 7Li (7.016 amu)

(7.42 x 6.015) + (92.58x7.016 )100

= 6.941 amu

3.1

มวลอะตอมเฉล�0ยขีอง Li =

มวลอะตอมเฉล�0ย

กิาริหามวลอะตอม เคริ�0อง Mass spectrometer

3.4

+ ++ ++

e/m ต$0า

e/m สั2ง

Mass spectrum

ปริ�มาณความเขี#มจีะแปริผ�นตริงกิ�บจี$านวนไอออนทำ�0ตกิกิริะทำบกิ�บdetector

กิาริใช้#แมสัสัเปกิโทำริม�เตอริ�เพั�0อพั�สั2จีน�แหล�งทำ�0มาขีองทำองค$า

3.4

H2 H2O NH3 CH4

มวลโมเลกิ�ล ( Molecular mass )

จุ�ดประสงค์�

อธ์�บายความหมาย มวลโมเลกิ�ล และมวล

ขีองสัาริ 1 โมเลกิ�ลได# ค$านวณหามวลโมเลกิ�ลขีอง

สัาริและมวลขีอง สัาริ 1 โมเลกิ�ลได#

อธ์�บายความหมาย มวลโมเลกิ�ล และมวล

ขีองสัาริ 1 โมเลกิ�ลได# ค$านวณหามวลโมเลกิ�ลขีอง

สัาริและมวลขีอง สัาริ 1 โมเลกิ�ลได#

กิาริริวมกิล��มกิ�นขีองอะตอมต�1งแต�สัองอะตอมขี/1นไปโดยม�กิาริเริ�ยงต�วทำ�0

แน�นอน และ เช้�0อมกิ�นด#วยพั�นธ์ะเคม� เริ�ยกิว�า

H2 H2O NH3CH4

2.5

โมเลกิ�ล

โมเลกิ�ล

โมเลกิ�ล ( Molecule)

โมเลกิ�ล

ธ์าต�

โมเลกิ�ล

ธ์าต�

โมเลกิ�ลสัาริปริะกิ

อบ

โมเลกิ�ลสัาริปริะกิ

อบ

H2NH3

โมเลกิ�ล ( Molecule)

Diatomic

molecule

Diatomic

molecule

Polyatomic molec

ule

Polyatomic molec

uleH2 , N2 , O2 Br2 ,

HCl , CO

O3 , H2O

NH3 , CH4

มวลโมเลกิ�ล ( Molecular mass )ถ้/งแม#ว�าโมเลกิ�ลจีะเกิ�ดจีากิกิาริริวมกิ�นขีองอะตอม แต�อย�างไริกิ4ตาม โมเลกิ�ลกิ4ย�งม�อน�ภัาคขีนาดเล4กิ

มากิกิาริหามวลโมเลกิ�ลขีองสัาริจี/งใช้#ว�ธ์�กิาริหา มวลโมเลกิ�ล

สั�มพั�ทำธ์�( Relative Molecular mass ) เช้�นเด�ยว

กิ�บกิาริหามวลอะตอม

อะตอม 1 C มวิลุ่ของ121

โมเลุ่ก�ลุ่ 1 มวิลุ่ของสารA ของสารมวิลุ่โมเลุ่ก�ลุ่

12

g 10x 1.66โมเลุ่ก�ลุ่ 1 มวิลุ่ของสาร

A ของสารมวิลุ่โมเลุ่ก�ลุ่24-

มวลโมเลกิ�ล (Relative) Molecular mass

g24-1.66x10g2418x1.66x10ของน#+ามวิลุ่โมเลุ่ก�ลุ่

ต�วอย�าง น$1า 1 โมเลกิ�ล ม�มวลเทำ�ากิ�บ 18 x 1.66 x 10-24 g

จีงหามวลโมเลกิ�ลขีองน$1า

g 10x 1.66โมเลุ่ก�ลุ่ 1 มวิลุ่ของน#+าของน#+ามวิลุ่โมเลุ่ก�ลุ่24-

มวลโมเลกิ�ลขีองน$1า = 18

• กิริณ�ทำ�0ทำริาบสั2ตริโมเลกิ�ลหริ�อสั2ตริสั�ดสั�วนขีองสัาริ สัามาริถ้หามวลโมเลกิ�ลขีองสัาริได#โดยกิาริริวมมวลอะตอม ( RAM ) ในสั2ตริทำ�1งหมดเขี#าด#วยกิ�น

• เช้�น จีงหามวลโมเลกิ�ลขีอง Sucrose ( C12H22O11 )

•C 12 atoms = (12x12.0 amu ) = 144.0 amu

•H 22 atoms = (22x1.0 amu ) = 220 amu

•O 11 atoms = (11x16.0 amu ) = 176.0 amu

•

มวลโมเลกิ�ลจีากิสั2ตริโมเลกิ�ล

= 342

น$1าม�สั2ตริโมเลกิ�ล H2O จีงหามวลโมเลกิ�ลขีองน$1า(กิ$าหนด มวลอะตอมขีอง H = 1.007 amu , O = 15.994 amu)

มวล H 2 อะตอม = 2x1.007 = 2.014 amu มวล O 1 อะตอม = 1x15.994 = 15.994 amu

ฟอสัฟอริ�สัแดง ม�สั2ตริโมเลกิ�ล P4

จีงหามวลโมเลกิ�ลขีองฟอสัฟอริ�สัแดง (กิ$าหนด มวลอะตอม P =

30.97 )มวลโมเลกิ�ล P4 = (จี$านวนอะตอม P) x(มวลอะตอม P) = 4 x 30.97

มวลโมเลกิ�ล P4 = 123.88

มวลโมเลกิ�ล VS มวล 1 โมเลกิ�ล

• ซ2โคริสั ม�มวลโมเลกิ�ล 342 หมายความว�า• ซ2โคริสั 1 โมเลกิ�ล ม�มวลเป,น 342 เทำ�าขีอง

• ซ2โคริสั 1 โมเลกิ�ล ม�มวล = 342 x 1.66 x 10-24 g

• ซ2โคริสั 1 โมเลกิ�ล ม�มวล(ปริ�ยบเทำ�ยบ) = 342

อะตอม 1 C มวิลุ่ของ121 12