Chem_m6

โครงการแบรนดซัมเมอรแคมป 2004 ______________________________________เคมี (149)

สมดุลเคมี (Chemical Equilibrium)

สรุปเนื้อหาที่สํ าคัญเกี่ยวกับสมดุลเคมี1. สมดุลเคมี จะตองเปนสมดุลแบบไดนามิก หมายถึง เปนสมดุลท่ีระบบไมไดหยุดนิ่ง สารในระบบยังมีการ

เปล่ียนแปลงไปขางหนา และยอนกลับเกิดขึ้นตลอดเวลา สํ าคัญท่ีสุดคือ

“อัตราการเปลี่ยนแปลงไปขางหนา = อัตราการเปลี่ยนแปลงยอนกลับ”

2. ภาวะสมดุล จะเกิดขึ้นไดจะตองเกิดในระบบปด (มวลคงที่ พลังงานถายเทสูส่ิงแวดลอมได) และจะตองเปนปฏิกิริยาท่ีผันกลับได เชน

2Fe3+(aq) + 2I-(aq) 2Fe2+(aq) + I2(aq)(สีเหลือง) (สีเขียว)

[Co(H2O)6]2+(aq) + 4Cl-(aq) ดูดความรอนคายความรอน

[CoCl4]2-(aq) + 6H2O(l)

(สีชมพู) (สีน้ํ าเงิน)Hexaaquocobalt (II) ion Tetrachlorocobaltate (II) ion

[Cu(H2O)6]2+(aq) + 4Cl-(aq) ดูดความรอนคายความรอน

[CuCl4]2-(aq) + 6H2O(l)

(สีน้ํ าเงิน) (สีเหลือง)Hexaaquocupper (II) ion Tetrachlorocuprate (II) ion

เคมี (150) _____________________________________ โครงการแบรนดซัมเมอรแคมป 2004

3. ภาวะสมดุลท่ีสํ าคัญมี 3 ประเภทดังนี้ก. สมดุลระหวางสถานะ เชน

I2(s) การระเหิดการตกผลึก

I2(g)

ณ ภาวะสมดุล อัตราการระเหิด = อัตราการตกผลึก

Hg(l) การระเหยการควบแนน

Hg(g)

H2O(l) H2O(g)

ณ ภาวะสมดุล อัตราการระเหย = อัตราการควบแนนข. สมดุลในสารละลายอิ่มตัว เชน

I2(s) การละลายการตกผลึก

I2(C2H5OH)

ศึกษาโดยการใชสารกัมมันตรังสี 131I

C6H5COOH (s) การละลายการตกผลึก

C6H5COOH (aq)

ณ ภาวะสมดุล อัตราการละลาย = อัตราการตกผลึกค. สมดุลไดนามิกหรือสมดุลในปฏิกิริยาเคมี เชน

Cu(s) + 2Ag+(aq) Cu2+(s) + 2Ag(s) (สีน้ํ า .เงิน)

ณ ภาวะสมดุล อัตราการเกิดปฏิกิริยาไปขางหนา = อัตราการเกิดปฏิกิริยายอนกลับ4. ปฏิกิริยาท่ีผันกลับไมได จะไมเกิดสมดุลในปฏิกิริยาเคมี เชน

2Cu2+(aq) + K4[Fe(CN)6](aq) Cu2[Fe(CN)6](s) + 4K+(aq)Potssium hexacyanoferrate (II) Copper (II) hexacyanoferrate (II)

(ตะกอนสีน้ํ าตาลแดง)Mg2+(aq) + Na2HPO4(aq) + NH3(aq) MgNH4PO4(s) + 2Na+(aq)

แมกนีเซียมแอมโมเนียมฟอสเฟต(ตะกอนสีขาว)

Mg(s) + Cu2+(aq) Mg2+(aq) + Cu(s)(สีน้ํ าเงิน)


Fe3+(aq) + 2HPO42-(aq) FePO4(s) + H2PO4

-(aq)Iron (II) phosphate(ตะกอนสีขาว)

Fe3+(aq) + 3NaOH(aq) Fe(OH)3(s) + 3Na+(aq)Iron (II) hydroxide(ตะกอนสีขาว)

แต Fe3+(aq) + SCN-(aq) FeSCN2+(aq) เปนปฏิกิริยาท่ีผันกลับได(สารละลายสีแดงเขม)

5. ณ ภาวะสมดลุของระบบ สมบัติของระบบจะคงที่ แตระบบทีม่สีมบัติคงท่ีไมจ ําเปนตองเขาสูภาวะสมดุลเสมอผลของสมดุลแบบไดนามิก คือ ณ ภาวะสมดุลความเขมขนของสารต้ังตนและผลิตภัณฑมีคา คงที่ เขียนกราฟไดดังนี้

อัตราก

ารเกิดปฏ

ิกิริยา

ภาวะสมดุล (หลังเวลา t)

t0

อัตราการเกิดปฏิกิริยาไปขางหนา

เวลา

อัตราการเกิดปฏิกิริยายอนกลับ

อัตราการเกิดปฏิกิริยาไปขางหนา = อัตราการเกิดปฏิกิริยายอนกลับ

ความเ

ขมขน

เวลา

ภาวะสมดุล

t

[A][B]

A B

ความเ

ขมขน

เวลา


[B][A]

A B

ความเ

ขมขน

เวลา


t

[A] = [B]

A B

ความเ

ขมขน

เวลา


t

23 Cl + PCl 5PCl

][PCl5

][Cl2][PCl3

การเขาสูภาวะสมดุลอาจเกิดจากสารต้ังตนหรือผลิตภัณฑหรือท้ังสารต้ังตนและผลิตภัณฑก็สามารถเขาสูภาวะสมดุลได


6. การทดสอบสารหรือไอออนท่ีจะตองทราบมีดังนี้

สารหรือไอออน สารที่ใชทดสอบ ผลการทดสอบ สูตรเคมีI-I-I2

Fe2+

Fe3+

Fe3+

Fe3+

Cu2+

Mg2+-2

4SOCl--2

3CO-2

4PO

AgNO3(aq)Pb(NO3)2(aq)

นํ้ าแปงK3[Fe(CN)6](aq)

SCN-(aq)-2

4HPO (aq)OH-(aq)

[Fe(CN) 6]4-(aq)-2

4HPO (aq) + NH3(aq)BaCl2(aq)

AgNO3(aq)เติมกรด

(NH4)2MoO4(aq)

ตะกอนสีเหลืองตะกอนสีเหลือง

ตะกอนหรือสารละลายสีนํ้ าเงินตะกอนสีนํ้ าเงินเขมสารละลายสีแดงเขม

ตะกอนสีขาวตะกอนสีนํ้ าตาล

ตะกอนสีนํ้ าตาลแดงตะกอนสีขาวตะกอนสีขาว

ตะกอนสีขาวละลายไดใน NH3(aq)ไดกาซ CO2ตะกอนสีเหลือง

AgI(s)PbI2(s)-

KFe[Fe(CN)6](s)FeSCN2+(aq)

FePO4(s)Fe(OH)3(s)

Cu2[Fe(CN)6](s)MgNH4PO4(s)

BaSO4(s)AgCl(s)CO2(g)

(NH4)3PO4⋅12MoO3(s)

7. กฎของสมดุลเคมี (Law of Chemical equilibrium) กลาววา คาคงที่สมดุล (K) ของปฏิกิริยาหนึ่งๆ จะมีคาเทากับผลคูณของความเขมขนท่ีภาวะสมดุลของสารที่เปนผลิตภัณฑหารดวย ผลคูณของความเขมขนของสารต้ังตนแตละคายกกํ าลังเทากับจํ านวนโมลของสารที่ทํ าใหสมการดุล เชน สมการท่ีดุลแลวเปน

aA + bB cC + dD

∴ K = badc

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

⋅⋅

ในการเขียนคา K นั้นสารท่ีเปนของแข็งและของเหลวบริสุทธิ์ ปริมาณเปลี่ยนความเขมขนไมเปล่ียน กํ าหนดใหมีactivity = 1 เชน (ความเขมขนคงท่ี ไมใชความเขมขน = 1)

Al2O3(s) + 3H2(g) 2Al(l) + 3H2O(g)

∴ K = 32

32][H

O][H

Cu(s) + 2Ag+(aq) Cu (aq)2+ + 2Ag(s)

∴ K = 2++2

][Ag][Cu


* คาคงท่ีสมดุล (K)

K มาก ผลิตภัณฑมากK นอย ผลิตภัณฑนอยอุณหภูมิเปล่ียน K เปล่ียน

แตไมไดบอกวาปฏิกิริยาเกิดเร็วหรือชาจะบอกใหทราบวาปฏิกิริยาน้ันแตกตัวไปขางหนาไดมากนอยเพียงใด

- (พลังงานกอกัมมันต) จะบอกวาปฏิกิริยาเกิดเร็วหรือชา- สูง ปฏิกิริยาเกิดชา

- ต่ํา ปฏิกิริยาเกิดเร็วaEaE

aE

8. กฎท่ีนํ ามาใชเก่ียวกับคาคงที่สมดุล

1. ถากลับสมการใดคา Kใหม = 1Kเดิม

2. ถาคูณสมการใดดวย n คา Kใหม = nKเดิม

3. ถาหารสมการใดดวย n คา Kใหม = Kเดิมn1 = K n

เดิม

4. ถานํ าสมการยอยมารวมกัน คา K ของสมการรวม = ผลคูณของ K สมการยอย5. ถานํ าสมการยอยมาลบกัน คา K ของสมการที่ได = ผลหารของ K สมการยอย6. Kp = Kc(RT)∆n ถา ∆n = 0 แลว Kp = Kc

9. หลักของเลอชาเตอลิเอ (Le Chatelier's principle)"If a stress is applied to a system at equilibrium, the equilibrium will shift to reduce the stress"เมื่อระบบอยูในภาวะสมดุลถามีการเปลี่ยนแปลงใดๆ มารบกวนภาวะสมดุลของระบบ ทํ าใหภาวะสมดุลของ

ระบบเปลี่ยนไป ระบบจะปรับตัวใหเขาสูภาวะสมดุลใหมอีกครั้ง ในการปรับตัวนี้จะปรับตัวในทิศทางที่ทํ าใหอิทธิพลท่ีรบกวนลดลงเหลือนอยท่ีสุด

10. ปจจัยท่ีมีผลตอภาวะสมดุลของระบบ คือ ความเขมขน อุณหภูมิ และความดัน สวนคะตะไลตไมมีผลตอภาวะสมดุลของระบบแตทํ าใหระบบเขาสูภาวะสมดุลเร็วขึ้น เพราะคะตะไลตจะไปเรงท้ังปฏิกิริยาไปขางหนาและยอนกลับ

11. ถาเพ่ิมความเขมขนของสารเขาไปในระบบที่ภาวะสมดุลระบบจะปรับใหเขาสูภาวะสมดุลใหม โดยลดความเขมขนของสารนั้น แต ณ ภาวะสมดุลใหม ความเขมขน

ของสารท่ีถูกเพ่ิมขึ้นจะเพ่ิมขึ้นกวาสมดุลเดิมเล็กนอย เชน


I (g)2H (g)2 2HI(g)+

ลดลด เพ่ิม

แต ณ ภาวะสมดุลใหม [H ] จะเพ่ิมข้ึนกวาสมดุลเดิมเล็กนอย2

[H ]2เพ่ิม

12. ถาลดความเขมขนของสารในระบบที่ภาวะสมดุล ระบบจะปรับใหเขาสูภาวะสมดุลใหม โดยการเพ่ิมความเขมขนของสารนั้น แต ณ ภาวะสมดุลใหม ความเขมขนของสารท่ีถูกลดลงจะตองลดลงกวาสมดุลเดิมเล็กนอย เชน

แต ณ ภาวะสมดุลใหม [H ] จะลดลงกวาสมดุลเดิมเล็กนอย2

H2ดึง ออกจากระบบทีภ่าวะสมดุล

I (g)2 2HI( )g+

เพ่ิม ลดเพ่ิม

H (g)2

Note : สมดุลในสารละลายอิ่มตัว การเติมของแข็งลงไปอีก จะไมมีผลตอภาวะสมดุลของระบบ

13. กราฟแสดงการเพิ่ม [H2] เขาไปในระบบ H2(g) + I2(g) 2HI(g) ท่ีภาวะสมดุล จะปรับตัวตามหลักของเลอชาเตอลิเอ ดังนี้

674 84 สมดุลใหมสมดุลเดิม

[H ]2[I ]2

[HI] [HI]

[I ]2

[H ]2ความเขมขน

เวลา

ปรับตามหลักของเลอชาเตอลิเอ

14. ถาเพ่ิมอุณหภูมิเขาไปในระบบที่ภาวะสมดุล ระบบจะปรบัตัวเพ่ือใหเขาสูภาวะสมดลุใหม โดยการลดอุณหภูมิโดยอาศัยปฏิกิริยาดูดความรอน ถาลดอุณหภูมิของระบบที่ภาวะสมดุล ระบบจะปรับตัวเพ่ือใหเขาสูภาวะสมดุลใหมโดยการเพ่ิมอุณหภูมิ โดยอาศัยปฏิกิริยาคายความรอน เชน


C D+A B+ คายความรอนดูดความรอน

เพ่ิม T

ลด T

15. ถาปฏิกิริยาไปขางหนาเปนปฏิกิริยาคายความรอน (ปฏิกิริยายอนกลับดูดความรอน)

เพ่ิมอุณหภูมิ (T)ลดอุณหภูมิ (T)

ผลิตภัณฑลดผลิตภัณฑเพ่ิม

K ลดK เพิ่ม

KT1 K ∝

T

พลังงาน

การดําเนินไปของปฏิกิริยา

A + BC + D

tE

rE

pE

aE′

rp E E E -=∆

aE

16. ถาปฏิกิริยาไปขางหนาเปนปฏิกิริยาดูดความรอน (ปฏิกิริยายอนกลับคายความรอน)

เพ่ิมอุณหภูมิ (T)ลดอุณหภูมิ (T)

ผลิตภัณฑเพ่ิมผลิตภัณฑลด

Kเพิ่มK ลด

KT K ∝

T

พลังงาน

การดําเนินไปของปฏิกิริยา

P + QR + S

tE

rE

pEaE′

rp E E E -=∆

aE

Note : ถาปฏิกิริยา ∆H = 0 อุณหภูมิไมมีผลตอภาวะสมดุลของระบบ

17. ความดันคิดเฉพาะจํ านวนโมลของกาซ ถาจํ านวนโมลของกาซท้ังหมดทางซายของสมการ = จํ านวนโมลของกาซท้ังหมดทางขวาสมการ ความดัน (P) ไมมีผลตอภาวะสมดุลของระบบ แตมีผลตออัตราการเกิดปฏิกิริยา เชน


H (g) + I (g) 2HI(g)2 2

(g)4H + (s)OFe O(g)4H + 3Fe(s) 2432

2 mol 2 mol

4 molx 4 molx

18. ถาจํ านวนโมลของกาซท้ังหมดทางซายของสมการ ≠ จํ านวนโมลของกาซท้ังหมดทางขวาของสมการความดันจะมีผลตอภาวะสมดุลของระบบ โดยระบบจะปรับใหเขาสูภาวะสมดุลใหม ตามหลักของเลอชาเตอลิเอ ดังนี้

(ก) เพ่ิม P : โมลมาก โมลนอย(ข) ลด P : โมลมาก โมลนอยเชน

H O(l)2 CO (g)2+x 1 mol

เพ่ิม P

H CO (aq)2 30 mol

ลด P

:

:

PCl (g)3 Cl (g)2+

2 mol

เพ่ิม P

PCl (g)5

1 mol

ลด P

19. ประโยชนของหลักเลอชาเตอลิเอ คือ ใชในอุตสาหกรรม เชน อุตสาหกรรมการผลิตแอมโมเนีย

N (g)2 3H (g)2+

1 + 3 = 4 molลด T

2NH (g)3

2 mol

เพ่ิม P

:

:

+ 92 kJคายความรอนดูดความรอน

ดังนั้นการผลิตกาซแอมโมเนียในอุตสาหกรรมจะใชวิธีการลดอุณหภูมิ เพ่ิมความดนั ปกติใชอณุหภมู ิ 500°Cความดัน 350 บรรยากาศ โดยมี Fe เปนตัวเรงปฏิกิริยา เรียกวา กระบวนการฮาเบอร (Haber's process)


20. หลักการคํ านวณเก่ียวกับสมดุลเคมี1. เขียนสมการใหถูกตองและทํ าสมการใหดุล2. หาความเขมขนของแตละสารท่ีภาวะสมดุล ถาหาคา K จะตองทํ าเปนโมลตอลิตร มีวิธีการหาอยู 3 วิธี

2.1 ถาโจทยบอกปริมาณสารมาใหไมครบทุกสาร ใหต้ัง 3 ขอก. โมลเริ่มตน (โจทย)ข. โมลเปลี่ยน (สมการ)- เกิด (+)- หาย (-)

ค. โมลสมดุล (ก + ข)2.2 ถาโจทยบอกปริมาณสารมาใหครบทุกสาร ใหต้ัง 4 ขอ

ก. สมดุลเดิม (โจทย)ข. เติม (+) หรือดึงออก (-)ค. หลักของเลอชาเตอลิเอ (สมการ)ง. สมดุลใหม (ก + ข + ค)

2.3 ถาโจทยบอกขอ 2.1 + 2.2 ใหต้ัง 6 ขอก. โมลเริ่มตน (โจทย)ข. โมลเปลี่ยน (สมการ)ค. สมดุลเดิม (ก + ข)ง. เติม (+) หรือดึงออก (-) (โจทย)จ. หลักของเลอชาเตอลิเอ (สมการ)ฉ. สมดุลใหม (ค + ง + จ)

3. เขียนคาคงที่สมดุล (K) จากขอ (1) แลวแทนความเขมขนท่ีภาวะสมดุลจากขอ (2)4. แกสมการหาส่ิงท่ีโจทยตองการโดยใชวิธี

4.1 ถอดกรณฑสอง เชน x2 = 9 ∴ x = 34.2 แยกองคประกอบ เชน 4x2 - 9x + 2 = 0 ⇒ (4x - 1)(x - 2) = 0 ∴ x = 0.25 หรือ 2

แลวพิจารณาคาท่ีเปนไปได4.3 ทํ าสมการใหอยูในรูป ax2 + bx + c = 0

∴ x = 2a4ac b b 2 -- ±

แลวพิจารณาคาท่ีเปนไปได

เกิด (+)หายไป (-)


แบบทดสอบ

1. คาคงที่สมดุลของปฏิกิริยา H2(g) + I2(g) 2HI(g) มีคา 55.17 ท่ีอุณหภูมิหนึ่ง ถาเติม H2(g) และ I2(g) อยางละ 1.00 mol ลงในขวดขนาด 0.50 dm3 ความเขมขนของ H2 และ HI ท่ีภาวะสมดุลจะเปนก่ีโมลตอลูกบาศกเดซิเมตรวิธีคิด H2(g) + I2(g) 2HI(g)

1. โมลเริ่ม .......... .......... .......... mol⋅dm-32. โมลเปลี่ยน .......... .......... .......... mol⋅dm-33. โมลสมดุล .......... .......... .......... mol⋅dm-3

จากสมการ K = ]][I[H[HI]

22

2

2. แกส A และ B เปนไอโซเมอรกันและเมื่อแกสท้ังสองอยูในภาวะสมดุลจะมีปริมาณของ B เปน 2.5 เทาของ A ถาท่ีภาวะสมดลุดงักลาว ความเขมขนของ B ในภาชนะจุ 1.0 dm3 เทากับ 1.25 mol⋅dm-3 เมื่อเติม A ลงไป 1.5 mol ความเขมขนของ A ท่ีสมดุลใหมจะมีคาเปนก่ีโมลตอลูกบาศกเดซิเมตรวิธีคิด A B

1. สมดุลเดิม .......... .......... mol⋅dm-32. เติม .......... .......... mol⋅dm-33. หลักของเอ .......... .......... mol⋅dm-34. สมดุลใหม .......... .......... mol⋅dm-3

Kใหม = Kเดิม = [A][B]


3. แกส H2 ทํ าปฏิกิริยากับแกส I2 ไดแกส HI เปนผลิตภัณฑ ถาเริ่มตนดวยแกส H2 6 โมล และแกส I2 6 โมล ในภาชนะขนาด 2 dm3 ท่ีสมดลุ พบวามแีกส I2 เหลืออยู 2 โมล ถารบกวนสมดลุนีโ้ดยการเติม HI ลงไป 12 โมล ท่ีสมดุลใหมจะมีปริมาณ HI ก่ีโมลวิธีคิด H2(g) + I2(g) 2HI(g)

1. โมลเริ่ม .......... .......... .......... mol⋅dm-32. โมลเปล่ียน .......... .......... .......... mol⋅dm-33. สมดุลเดิม .......... .......... .......... mol⋅dm-34. เติม .......... .......... .......... mol⋅dm-35. หลักของเอ .......... .......... .......... mol⋅dm-36. สมดุลใหม .......... .......... .......... mol⋅dm-3

Kใหม = Kเดิม = ]][I[H[HI]

22

2

4. คาคงที่สมดุลของปฏิกิริยา 2HI H2 + I2 มีคา 2.0 × 10-2 คาคงที่สมดุลของปฏิกิริยา HI 2

1 H2 + 21 I2 มีคาเทาใด

1) 1.0 × 10-2 2) 2.0 × 10-2 3) 1.0 × 10-1 4) 1.4 × 10-15. ปฏิกิริยา X เปนปฏิกิริยาดูดพลังงาน สวนปฏิกิริยา Y เปนปฏิกิริยาคายพลังงาน ถาเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิของ

การทดลองจะมีผลตออัตราการเกิดปฏิกิริยา (R) และคาคงที่สมดุล (K) ดังขอใด

ปฏิกิริยา อุณหภูมิ R K1)2)3)4)

X(ดูด)X(ดูด)Y(คาย)Y(คาย)

เพ่ิมขึ้นลดลงเพ่ิมขึ้นลดลง

มากขึ้นลดลงลดลงมากขึ้น

มากขึ้นมากขึ้นมากขึ้นลดลง


6. กํ าหนดให x + 3y 2z มีคา K1 = a2y x + z มีคา K2 = b

ถาตองการใหมีคา K3 = 2ba สมการเคมีท่ีถูกตองจะเปนตามขอใด

1) 2x + y z 2) 3x y3) 7y x + 4z 4) 5y 3z

7. เมื่อปลอยให 0.5 mol ของ A สลายตัวจนอยูในสมดุลกับ B ในภาชนะ 1.0 dm3 ท่ี 25°C ตามสมการ A(g) 2B(g) ถาคาคงที่สมดุลของปฏิกิริยาเทากับ 8 รอยละการสลายตัวของ A เปนเทาใดวิธีคิด A(g) 2B(g)

1. โมลเริ่ม .......... .......... mol⋅dm-32. โมลเปล่ียน .......... .......... mol⋅dm-33. โมลสมดุล .......... .......... mol⋅dm-3

จากสมการ K = [A][B]2

8. จากปฏิกิริยาตอไปนี้

ก. 2CO2(g) 2CO(g) + O2(g)ข. 2NO2(g) 2NO(g) + O2(g)ค. 2SO3(g) 2SO2(g) + O2(g)

เมื่อสลายสารต้ังตน 12 g ในภาชนะขนาด 2 dm3 ท่ีอุณหภูมิหนึ่ง เมื่อระบบเขาสูสมดุล พบวามีออกซิเจน 1.12dm3 ท่ี STPการเรียงลํ าดับคาคงที่สมดุลของแตละปฏิกิริยา ขอใดถูก1) ก < ข < ค 2) ข < ค < ก 3) ค < ก < ข 4) ค < ข < ก

9. จงพิจารณาปฏกิิรยิา N2O4(g) + 58.0 kJ 2NO2(g) มกีารเปลีย่นแปลงใดบางท่ีทํ าใหสมดลุเล่ือนไปทางขวา

ก. เติม N2O4 ข. ลด N2O4ค. ลด NO2 ง. เพ่ิมความดันโดยการเติม N2(g)จ. เพ่ิมปริมาตร ฉ. ลดอุณหภูมิ

1) ก., ค. และ ง. 2) ก., ค. และ จ. 3) ค., จ. และ ฉ. 4) ข., ค. และ จ.


10. กํ าหนดให NO2(g) νh NO(g) + O(g) K1 = 6.8 × 10-49O3(g) + NO(g) NO2(g) + O2(g) K2 = 5.8 × 10-34

คาคงที่สมดุลของปฏิกิริยาตอไปนี้มีคาเทาใดO2(g) + O(g) O3(g)

1) 2.6 × 1081 2) 8.7 × 1014 3) 1.2 × 10-15 4) 3.9 × 10-8211. ปฏิกิริยาระหวางแกสคารบอนมอนอกไซดกับไฮโดรเจนเปนดังสมการ

CO(g) + 3H2(g) CH4(g) + H2O(g)บรรจุแกส CO 1.00 mol และแกส H2 3.00 mol ลงในภาชนะขนาด 10.00 dm3 ท่ีอุณหภูมิหนึ่ง เมื่อระบบเขาสูภาวะสมดลุ พบวามนีํ ้าเกิดขึ้น 7.2 g จงหาวาท่ีภาวะสมดลุมจี ํานวนโมลของ CO, H2, CH4 และ H2O รวมกันท้ังหมดเทาใด (มวลอะตอมของ H = 1, C = 12, O = 16)วิธีคิด CO(g) + 3H2(g) CH4(g) + H2O(g)

1. โมลเริ่มตน .......... .......... .......... .......... mol2. โมลเปล่ียน .......... .......... .......... .......... mol3. โมลสมดุล .......... .......... .......... .......... mol

12. กํ าหนดขอมูลใหดังนี้

เกลือ KspAgCl 1.0 × 10-10

Ag2CO3 6.3 × 10-12Ag3PO4 2.0 × 10-21

การละลายของเกลือขอใดถูก1) Ag2CO3 > AgCl > Ag3PO4 2) Ag3PO4 > Ag2CO3 > AgCl3) AgCl > Ag2CO3 > Ag3PO4 4) Ag2CO3 > Ag3PO4 > AgCl

13. ปฏิกิริยาท่ีภาวะสมดุลในขอใด เมื่อลดความดันแลวปฏิกิริยาจะเล่ือนไปทางซาย1) HCl(g) + H2O(l) H3O+(aq) + Cl-(aq)2) 2HI(g) H2(g) + I2 (g)3) NH4Cl(s) NH3(g) + HCl(g)4) BiOCl(s) + 2H+(aq) + 2Cl-(aq) BiCl3(aq) + H2O(l)


14. ปฏิกิริยาตอไปนี้อยูท่ีภาวะสมดุล2XY(g) X2(g) + 2Y(s) ; ∆H > O

การเปลี่ยนความดันและอุณหภูมิอยางไร จึงจะทํ าใหไดผลิตภัณฑเพ่ิมขึ้น

อุณหภูมิ ความดัน1)2)3)4)

เพ่ิมเพ่ิมลดลด

เพ่ิมลดเพ่ิมลด

15. กํ าหนดปฏิกิริยาท่ีภาวะสมดุลใหดังนี้Zn2+(aq) + H2S(aq) ZnS(s) + 2H+(aq)

ถาตองการซิงคซัลไฟดมากๆ ควรทํ าดังนี้

ก. เติม Zn2+ มากๆ ลงไปในระบบข. เพ่ิม pH ของระบบค. ละลาย H2S(g) มากๆ ลงในระบบ

ขอใดถูกตอง1) ก. และ ข. เทานั้น 2) ก. และ ค. เทานั้น 3) ข. และ ค. เทานั้น 4) ก., ข. และ ค.

16. กํ าหนดปฏิกิริยาท่ีภาวะสมดุลใหดังนี้

[Cu(H2O)4]2+(aq) + 4Cl-(aq) [CuCl4]2-(aq) + 4H2O(l)(สีน้ํ าเงิน) (สีเหลือง)

ถาตองการทํ าใหสารละลายเปนสีนํ้ าเงินอีก ควรทํ าดังนี้ก. เติมนํ้ า ข. เติมสารละลายซิลเวอรไนเตรต ค. เติมสารละลายโซเดียมคลอไรด

ขอใดถูกตอง1) ค. เทานั้น 2) ก. และ ข. เทานั้น 3) ก. และ ค. เทานั้น 4) ข. และ ค. เทานั้น

17. ในปฏิกิริยาท่ีผันกลับไดตอไปนี้ H2(g) + I2(g) 2HI(g) ถาเริ่มตนปฏิกิริยาดวย H2 2 โมล และ I2 1 โมล เมื่อปฏิกิริยาเขาสูสภาวะสมดุลจะมี HI เกิดขึ้นก่ีโมล1) 1 2) 2 3) นอยกวา 2 4) มากกวา 2 แตนอยกวา 4

18. ถากรด H2Y มคีาคงทีส่มดลุเปน Ka1 = 1.5 × 10-6 และ Ka2 = 1.5 × 10-12 ในสารละลายกรดนี้มีไอออนใดอยูมากนอยกวากัน ใหเรียงลํ าดับจากมากไปหานอย1) HY-, Y2-, H3O+ 2) Y2-, H3O+, HY-3) H3O+, HY-, Y2- 4) H3O+, Y2-, HY-


19. คาคงที่สมดุลของปฏิกิริยาCaCO3(s) CaO(s) + CO2(g)

มีคาเทากับ 0.022 mol⋅dm-3 ท่ี 252°C ถาปริมาตรของระบบลดลงเปนครึ่งหนึ่งของปริมาตรเดิม ความเขมขนของ CO2(g) จะเทากับขอใด (mol⋅dm-3)1) 0.022 2) 0.044 3) 0.011 4) 0.148

20. สมดุล I2(g) + Br2(g) 2IBr(g) มีคาคงที่สมดุล (K) = 256 ท่ี 150°C ถาเริ่มตนดวย I2 และ Br2 ปริมาณเทากันในภาชนะปดสนิทท่ี 150°C ณ สมดุลมี IBr(g) อยู 4.0 mol⋅dm-3 จงคํ านวณหาความเขมขนของ I2(g) ท่ีเหลือในหนวย mol⋅dm-31) 0.15 2) 0.25 3) 0.30 4) 0.50

เฉลย

1. 3.16 2. 0.93 3. 16 4. 4) 5. 1) 6. 2) 7. 82.80 8. 1) 9. 2) 10. 1)11. 3.20 12. 1) 13. 1) 14. 1) 15. 4) 16. 2) 17. 3) 18. 3) 19. 1) 20. 2)


กรด-เบส (Acid-Base)

สรุปเนื้อหาที่สํ าคัญเกี่ยวกับกรด-เบส1. ทฤษฎีกรด-เบส ของอารเรเนียส

กรด คือ สารท่ีละลายนํ้ าแลวแตกตัวให H+ หรือ H3O+

HCl + H2O H3O+ + -Clอนุมูลกรด

H2SO4 + 2H2O 2H3O+ + -24SO

CH3COOH + H2O CH3COO- + +OH3 เปนกรดเปล่ียนสีกระดาษลิตมัสจากสีนํ้ าเงินเปนสีแดง แตฟนอลฟทาลีนในกรดไมมีสี

เบส คือ สารท่ีละลายนํ้ าแลวแตกตัวให OH-

NaOH OH2 (aq)OH (aq)Na -+

+

อนุมูลเบส

Ca(OH) 2OH2 Ca2+(aq) + 2OH- (aq)

NH4OH OH2 )aq(OH (aq)NH4-

++

เปนเบสเปลี่ยนสีกระดาษลิตมัสจากสีแดงเปนสีนํ้ าเงินและฟนอลฟทาลีนในเบสจะมีสีชมพูหรือสีแดง2. สารละลายอิเล็กโตรไลตหรือสารอิเล็กโตรไลต เปนสารท่ีหลอมเหลวหรือสารละลายจะนํ าไฟฟาได เนื่องจาก

ไอออนบวกและไอออนลบเคลื่อนท่ีได สวนสารท่ีไมนํ าไฟฟา เชน นํ้ าบริสุทธิ์ นํ้ าเชื่อม ยูเรีย และแอลกอฮอล เปนตนจัดเปนสารไมใชอิเล็กโตรไลต

3. ทฤษฎีกรด-เบส ของเบรินสเตด-ลาวรีกรด คือ สารท่ีใหโปรตอน (H+) แกสารอื่น (Proton donor)เบส คือ สารท่ีรับโปรตอน (H+) จากสารท่ีมีสมบัติเปนกรด (Proton acceptor)

หรือ Acid1H+

Base1 ...(1)

Base2H+

Acid2 ...(2)

Acid1 + Base2 Acid2 + Base1

เรียกวาปฏิกิริยา Protolytic reaction


Acid1 - Base1 เปนคูกรด-เบสกันAcid2 - Base2 เปนคูกรด-เบสกัน

สารตัวเดียวกันเปนไดท้ังกรดและเบส เรียกวา Amphoteric or Amphiprotic substances

HPO (aq)42-

เบส 2H PO (aq)2 4

-

กรด2NH (aq)4

+ NH (aq)3+ +กรด1 เบส1

คูเบสของกรด2 คูกรดของเบส 2

HCO (aq)3-

กรด1CO (aq)3

2-

เบส 1+ H O(l)2 H O3 +

กรด2เบส2

คูกรดของเบส1 คูเบสของกรด1

+

4. ปฏิกิริยาท่ีกรดทํ าปฏิกิริยากับเบสไดเกลือกับนํ้ า เรียกวา ปฏิกิริยาสะเทิน ซ่ึงเปนปฏิกิริยาคายความรอน เชนHCl + NaOH NaCl + H2OH2SO4 + 2KOH K2SO4 + 2H2OHNO3 + NH4OH NH4NO3 + H2O

สมการไอออนิก คือ H O (aq)3+ + OH (aq)- 2H2O(l)

ปฏิกิริยาการทดลอง Ba(OH)2(aq) + H2SO4(aq) BaSO4(s) + 2H2O(l) (ตะกอนสีขาว)

เขียนกราฟไดดังนี้

การนําไ

ฟฟา

จดุสะเทนิหลอดไ

ฟดบั

หลอดไฟจะหรี่ลงหลอดไฟจะสวางขึ้น

ปริมาตรกรด + เบส


5. การแตกตัวของกรดออน เชนCH3COOH(aq) + H2O(l) CH3COO-(aq) + H3O+(aq)

ภาวะสมดุล Ci – x x x mol⋅dm-3

∴ Ka = COOH][CH]O][HCOO[CH

333 +-

= x] [C]O[H

i

23-+

[H3O+] = x) (CK ia - ...(1)

สูตรนี้ใชหา [H3O+] ของกรดออนมอนอโปรติก เมื่อ Ci = ความเขมขนเริ่มตน (initial concentration) สามารถนํ าไปหา pH ได

...(2)และ ...(3)

6. การแตกตัวของเบสออน เชนNH3(aq) + H2O(l) +

4NH (aq) + OH-(aq)ภาวะสมดุล Ci - x x x mol⋅dm-3

∴ Kb = ][NH]][OH[NH

34 -+

= x] [C][OH

i

2--

...(4)

[OH-] = x) (CK ib -

สูตรนี้ใชหา [OH-] ของเบสออนมอนอเบสิก สามารถนํ าไปหา pH ได

pOH = -log[OH-] ...(5)pH + pOH = 14

และ รอยละการแตกตัวของเบสออน = [OH ]Ci-

× 100 = iib

C x) (CK -

× 100 ...(6)

7. การแตกตัวของนํ้ าบริสุทธ์ิH2O(l) + H2O(l) H O (aq)3

+ + OH (aq)-

∴ Kw = [H3O+][OH-] = 1.0 × 10-14 ท่ี 25°C

คานี้จะตองจํ าใหได คา Kw ∝ T (อุณหภูมิท่ีสูงขึ้น คา Kw จะมากขึ้น)

pH = log[H O ]3+-

รอยละการแตกตัวของเบสออน = 100 C x) (CK

100 C]O[H

iia i

+3 ×× =-


8. การแตกตัวของเกลือในนํ้ า

เกลือท่ีเกิดจาก ละลายนํ้ าสารละลายมีสมบัติเปนกรดแก + เบสแกกรดแก + เบสออนกรดออน + เบสแก

กลาง กรด เบส

9. การไทเทรตกรด-เบส หมายถึง การหาความเขมขนของสารละลายจากสารละลายที่เราทราบความเขมขนแลวโดยใชอินดิเคเตอรเปนตัวบอกจุดยุติในการไทเทรต หลักการคํ านวณจะตองเขียนสมการใหถูกตองและทํ าสมการใหดุลแลวจับโมลของกรดและเบส เขาอัตราสวนกัน เชน

aA + bB cC + dDmol Amol B = ab

b mol A = a mol B

bCAVA = aCBVB

10. ในการไทเทรตกรด-เบส จะตองเลือกอินดิเคเตอรท่ีมีชวง pH ใกลเคียงกับ pH ของเกลือท่ีเกิดขึ้น ณจุดสมมูลของการไทเทรตระหวางสารละลายกรด และสารละลายเบสแตละคูขึ้นอยูกับชนิดของสารละลายกรด และสารละลายเบสที่นํ ามาไทเทรต ดังนี้

1. จุดสมมูลของการไทเทรตระหวางสารละลายกรดแกกับเบสแก ควรมี pH เทากับ 72. จุดสมมูลของการไทเทรตระหวางสารละลายกรดแกกับเบสออน ควรมี pH นอยกวา 73. จุดสมมูลของการไทเทรตระหวางสารละลายกรดออนกับเบสแก ควรมี pH มากกวา 74. จุดสมมูลของการไทเทรตระหวางสารละลายกรดออนกับเบสออน อาจมี pH มาก หรือนอยกวา 7 หรือ

เทากับ 7 ขึ้นอยูกับคา Ka กับ Kb ของกรด และเบสท่ีใช11. ในการไทเทรตระหวางกรดแกกับเบสแก ชวงการเปลี่ยน pH จะกวางมาก ดังนั้นจะเลือกอินดิเคเตอรใดๆ ก็

ไดในการไทเทรต เชน ไทเทรตระหวาง HCl กับ NaOH จะไดกราฟดังนี้

กรดเบสกลาง

กรดออน + เบสออน(K > K )a b

(K < K )a b

(K = K )a b


2468

1012

10 20 30 40 50

A

X O Y

Bปริมาตร NaOH (cm )3

จุดสมมูล

CK M D

pH

L N0

หรือ 7

pH

จุดสะเทินPH = 7

)HCl(cm ปริมาตร 3

12. การไทเทรตระหวางกรดออนกับเบสแก เชน CH3COOH กับ NaOH จุดสมมูลมี pH > 7 ชวงการเปลี่ยนpH แคบ ดังนั้นจะตองเลือกอินดิเคเตอรท่ีมีชวง pH > 7

2468

1012

10 20 30 40 50 ปริมาตร NaOH (cm )3


pH

NL

A

XC K

M D

BO

0

Y

หรือ 7

pH

จุดสะเทิน7 pH >

)COOH(cmCH ปริมาตร 33

13. การไทเทรตระหวางกรดแกกับเบสออน เชน HCl กับ NH3 จุดสมมูลมี pH < 7 ชวงการเปลี่ยน pH แคบดังนั้นจะตองเลือกอินดิเคเตอรท่ีมีชวง pH < 7

2468

1012

10 20 30 40 50 ปริมาตร HCl (cm )3


pH

MK

DCX

AN L B

Y

0

O หรือ 7

pH

จุดสะเทิน

)(cmNH ปริมาตร 33

7 pH <


14. สารละลายบัฟเฟอร (Buffer solution) หมายถึง สารละลายทีไ่ดจากการผสมระหวางกรดออนกับเกลือของมันหรือเบสออนกับเกลือของมัน สารละลายบัฟเฟอรท่ัวๆ ไป ประกอบดวยสารหรือไอออนท่ีเปนคูกรด-เบสกัน หนาท่ีของสารละลายบัฟเฟอรท่ีสํ าคัญ คือ เปนสารละลายทีใ่ชควบคมุความเปนกรดและเบสของสารละลายไวใหคงท่ี หรือเกือบคงที่เมื่อเติมกรดแกหรือเบสแก ลงไปจํ านวนเล็กนอย เชน

สารละลายบัฟเฟอรกรด CH3COOH + CH3COONaHCOOH + HCOOK HF + NaFH2CO3 + KHCO3 หรือ K2CO3H2

-4PO + H3PO4

-3HCO + -2

3COสารละลายบัฟเฟอรเบส NH4OH + (NH4)2SO4

NH4OH + NH4ClNH3 + +

4NHC2H5NH2 + +

352 NHHC15. สรุปสูตรที่ใชคํ านวณเก่ียวกับกรด-เบส

1. pH = -log[H3O+] = log[H3O+]-1 = log 1[H O ]3 +

2. pOH = -log[OH-] = log[OH-]-1 = log 1[OH ]-

3. pH + pOH = 144. Kw = [H3O+][OH-] = 1.0 × 10-14 at 25°C5. [H3O+] = 10-pH ...เปด antilog6. [OH-] = 10-pOH ...เปด antilog7. กรดแก แตกตัว 100% [H3O+] = [HCl]

[H3O+] = 2[H2SO4]8. เบสแก แตกตัว 100% [OH-] = [NaOH]

[OH-] = 2[Ba(OH)2]

9. กรดออน ความเขมขนลดลง รอยละการแตกตัวมากขึ้น เมื่อ Ka คงท่ี

[H3O+] = K (C x)a i -

รอยละการแตกตัว = [H O ]C3

+i × 100


10. เบสออนความเขมขนลดลง รอยละการแตกตัวมากขึ้น เมื่อ Kb คงท่ี

[OH-] = K (C x)b i -

รอยละการแตกตัว = [OH ]Ci-

× 100

11. pH ∝ Kb ∝ 1Ka เมื่อความเขมขนเทากัน

12. Ka × Kb = Kw เมื่อเปนคูกรด-เบสกัน

13. pH = pKI + log [In ][HIn]-

⇒ HIn + H O2อินดิเคเตอรรูปกรด

H O3 + + In-

อินดิเคเตอรรูปเบส14. pH = pKI ± 115. สารละลายบัฟเฟอรกรด pH = pKa + log [Salt]

[Acid]

[Salt][Acid] = K

[H O ]a

3 +

16. สารละลายบัฟเฟอรเบส pOH = pKb + log [Salt][Base]

[Salt][Base] = K

[OH ]b-

17. ไอออนบวกเกิดไฮโดรลิซิส [H3O+] = K (C x)Kw i

b -

18. ไอออนลบเกิดไฮโดรลิซิส [OH-] = K (C x)Kw i

a -

19. ไอออนบวกและไอออนลบเกิดไฮโดรลิซิส [H3O+] = K KKw a

b ×

20. ทํ าสารละลายใหเจือจาง ...C1V1 = C2V221. นํ าสารละลายมาผสมกันโดยไมเกิดปฏิกิริยากัน (CV)หลังผสม = C1V1 + C2V2 + ...22. สูตรเปลี่ยนรอยละโดยมวล หรือรอยละโดยปริมาตรเปนโมลตอลิตร = % 10 D

มวลโมเลกุล × = % 10 S

มวลโมเลกุล ×

(D = ความหนาแนน (g/cm3), S = ความถวงจํ าเพาะ)23. สูตรเปลี่ยนรอยละโดยมวลตอปริมาตรเปนโมลตอลิตร = % 10

มวลโมเลกุล ×

24. ถาความเขมขนของ [H3O+] หรือ [OH-] อยูระหวาง 10-7 ถึง 10-9 ในการหา pH จะตองรวม [H3O+]หรือ [OH-] ของนํ้ า = 1.0 × 10-7 mol ⋅ dm-3 ดวย


25. ถาเกิดปฏิกิริยากันในการคํ า.นวณหา pH จะตองทํ าดังนี้1. เขียนสมการใหถูกตองและทํ าสมการใหดุล2. หาจํ านวนโมลของสารที่เขาทํ าปฏิกิริยากัน3. หาจํ านวนโมลของสารที่เหลือหรือเกิดในปริมาตรหลังผสม4. หาความเขมขนของ H3O+ หรือ OH- แลวหา pH หรือ pOH ตามตองการ


1. เมื่อนํ าสารละลาย A, B, C และ D ความเขมขนเทากันไปทดสอบการเปลี่ยนสีกระดาษลิตมัสและความสามารถในการนํ าไฟฟาไดขอมูล ดังนี้

สารละลาย สีกระดาษลิตมัส ความสวางของหลอดไฟABCD

ไมเปล่ียนสีแดง-นํ้ าเงินนํ้ าเงิน-แดงไมเปล่ียนสี

สวางมากสวางเล็กนอยสวางมากไมสวางเลย

สารละลาย A, B, C และ D ในขอใดเปนไปได

A B C D1)2)3)4)

MgCl2NaClKNO3

Na2CO3

NH4OHNaOH

CH3COOHNH4Cl

H2SO4C2H5OH

KOHH2S

C12H22O11H2O

NH4CNCH3OH

2. กรดซัลฟวริกทํ าปฏิกิริยากับกรดไพโรซัลฟวริก ดังสมการ

H2SO4(aq) + H2S2O7(aq) H3S +4O (aq) + HS2

-7O (aq)

โมเลกุลและไอออนคูใดในปฏิกิริยาท่ีทํ าหนาท่ีเปนกรด1) H2SO4 และ H3SO4

+ 2) H2SO4 และ H2S2O73) H2S2O7 และ HS2O7

- 4) H2S2O7 และ H3SO4+


3. กํ าหนดคาคงที่สมดุลการแตกตัวของกรดและเบสใหดังนี้

ก. HNO2 Ka = 4.5 × 10-4ข. C6H5COOH Ka = 6.5 × 10-5ค. NH(CH3)2 Kb = 7.4 × 10-4ง. N2H4 Kb = 9.8 × 10-7

สํ าหรับสารละลายที่มีความเขมขนเทากัน ขอใดถูก1) สารละลาย ง. จะมี pH มากท่ีสุด2) การแตกตัวของสารละลาย ก. มากกวาสารละลาย ข. ประมาณ 10 เทา3) สารละลาย ค. และสารละลาย ง. จะเปลี่ยนสีกระดาษลิตมัสจากนํ้ าเงินเปนแดง4) สารละลาย ก. ผสมกับสารละลาย ง. ในปริมาตรท่ีเทากัน สารละลายที่เกิดจากการผสมจะมี pH < 7

4. สารละลาย HCl เขมขน 0.25 mol ⋅ dm-3 ปรมิาตร 20 cm3 ทํ าปฏกิิรยิากับสารละลาย NaOH เขมขน 0.20 mol⋅dm-3 ปริมาตร 30 cm3 เมื่อเกิดปฏิกิริยาอยางสมบูรณแลวสารละลายที่ไดจะมี pH อยูในชวงใด1) 3-4 2) 7 3) 9-10 4) 11-12

5. ถาใชสารละลายตอไปนี้มีความเขมขนและปริมาตรเทากัน เมื่อผสมกันคูใดไดสารละลายบัฟเฟอรท่ีมี pH > 71) NaOH และ HCOOH 2) NH3 และ NH4Cl3) Mg(OH)2 และ HNO3 4) CH3COONa และ CH3COOH

6. กํ าหนดให

สารละลาย ความเขมขน (mol ⋅ dm-3) ปริมาตร (cm3) รอยละการแตกตัวของกรดHAHBHCHD

1 × 10-31 × 10-21 × 10-1

1

2050100250

80504030

ขอใดถูก1) NaOH 0.04 โมล ทํ าปฏิกิริยาพอดีกับสารละลาย HC2) สารละลาย HB มีปริมาณ H+ นอยกวาในสารละลาย HC3) สารละลาย HA มี pH = 34) กรด HD เปนกรดออนท่ีสุด


7. พิจารณาสีของสารละลาย X เมื่อเติมอินดิเคเตอรชนิดตางๆ ตอไปนี้

อินดิเคเตอร ชวง pH ท่ีเปลี่ยนสี สีท่ีเปลี่ยน สีของสารละลาย Xโบรโมฟนอลบลูไทมอลบลูเมทิลออเรนจเมทิลเรด

3-4.6

3.2-4.44.2-6.3

เหลือง-นํ้ าเงิน

แดง-เหลืองแดง-เหลือง

เขียวอมนํ้ าเงิน

สมเหลืองสมแดง

สารละลาย X ควรมี pH อยูในชวงใด1) 3-6.3 2) 3.2-4.6 3) 4.2-44 4) 4.2–4.6

8. กํ าหนดสารละลายบัฟเฟอร A และ B ดังแสดงในตาราง

สารละลายบัฟเฟอร องคประกอบAB

H3PO4/ NaH2PO4NaH2PO4/Na2HPO4

ก. เมื่อเติม HCl ปริมาณเล็กนอยลงใน A, H+ จาก HCl จะทํ าปฏิกิริยากับ -42POH

ข. เมื่อเติม NaOH ปริมาณเล็กนอยลงใน B, OH- จาก NaOH จะทํ าปฏิกิริยากับ -42POH

ค. คูเบสของสารละลายบัฟเฟอร A และ B คือ -42POH และ -2

4HPO ตามลํ าดับง. คูเบสของสารละลายบัฟเฟอร A และ B คือ H3PO4 และ -

42POH ตามลํ าดับ

ขอสรุปท่ีถูกคือขอใด1) ก. และ ค. เทานั้น 2) ข. และ ง. เทานั้น 3) ก., ข. และ ค. 4) ก., ข. และ ง.

9. เมื่อสะเทินสารละลาย Ba(OH)2 เขมขน 0.45 mol ⋅ dm-3 ปริมาตร 40.0 cm3 อยางสมบูรณ ตองใชสารละลายกรด H3PO4 20.0 cm3 กรด H3PO4 ท่ีใชมีความเขมขนก่ีโมลตอลูกบาศกเดซิเมตร1) 0.60 2) 0.90 3) 1.20 4) 1.35

10. สารละลายขอใดมีคา pH สูงสุด1) 0.01 M H2SO4 2) 0.02 M CH3COOH 3) 0.1 M HNO3 4) 1 M HCl

11. ปฏิกิริยาในขอใด สารท่ีพิมพตัวหนาทํ าหนาท่ีเปนกรด1) OH-(aq) + H+(aq) H2O(l)2) +4NH (aq) + OH-(aq) NH3(g) + H2O(l)3) CH2 = CH2(g) + H2(g) CH3CH3(g)4) CH3COO-(aq) + H2O(l) CH3COOH(aq) + OH-(aq)


12. เมื่อผสม 0.2 M Ba(OH)2 จํ านวน 40 cm3 กับ 0.1 M Na2CO3 จํ านวน 80 cm3 ปฏิกิริยาเกิดขึ้นตามสมการBa(OH)2(aq) + Na2CO3(aq) BaCO3(s) + 2NaOH(aq)

ผลของสารละลายเปนดังนี้

ก. มีแบเรียมไฮดรอกไซดอยูในสารละลายข. สารละลายเปนดางค. สารละลายมีคารบอเนตไอออนง. สารละลายนํ าไฟฟาได

ขอสรุปใดถูกตอง1) ง. เทานั้น 2) ก. และ ค. เทานั้น 3) ข. และ ง. เทานั้น 4) ก., ข., ค. และ ง.

13. โซเดียมไฮดรอกไซดทํ าปฏิกิริยากับกรดไนตริกเปนตามสมการHNO3(aq) + NaOH(aq) NaNO3(aq) + H2O(l)

เมื่อผสม 1.0 M HNO3 จํ านวน 20 cm3 กับ 0.5 M NaOH จํ านวน 30 cm3 สรุปไดดังนี้

ก. pH ของสารละลายผสมมากกวา 7ข. ถานํ าสารละลายผสมนี้ไประเหยแหง ท้ังโซเดียมไฮดรอกไซดและโซเดียมไนเตรทจะตกผลึกค. ปฏิกิริยานี้จัดเปนปฏิกิริยาสะเทิน

ขอสรุปใดถูกตอง1) ค. เทานั้น 2) ก. และ ข. เทานั้น 3) ข. และ ค. เทานั้น 4) ก., ข. และ ค.

14. ปฏิกิริยาระหวางเปอรแมงกาเนตไอออนกับไอออรน (II) ไอออน เปนดังนี้-4MnO (aq) + 5Fe2+(aq) + 8H+(aq) Mn2+(aq) + 5Fe3+(aq) + 4H2O(l)

การเปลี่ยนแปลงความเขมขนของเปอรแมงกาเนตไอออนเปนดังนี้

0

][MnO4-

เวลา

ระหวางการดํ าเนินไปของปฏิกิริยาสรุปไดดังนี้ก. ความเขมของสีของสารละลายจะลดลงข. การนํ า.ไฟฟาของสารละลายจะลดลงค. ความดันจะลดลงง. อัตราการเกิดปฏิกิริยาลดลง

ขอสรุปใดถูกตอง1) ก. และ ข. เทานั้น 2) ก. และ ง. เทานั้น 3) ค. และ ง. เทานั้น 4) ก., ข. และ ง. เทานั้น


15. กํ าหนดกราฟใหดังนี้

2468

101214

volume of acid added

pH

เปนกราฟการไทเทรตตามขอใด1) กรดแกกับดางแก 2) กรดแกกับดางออน 3) กรดออนกับดางแก 4) กรดออนกับดางออน

16. จากกราฟขอ 15 pH ท่ีจุดยุติการไทเทรตมีคาเทาใด1) 0 2) 2 3) 7 4) 12

17. The following table gives the pH ranges of four indicators)

Indicators pH rangemethyl orangemethyl redlitmusphenolphthalein

3.0 - 4.44.4 - 6.46.0 - 8.08.2 - 10.0

2468

101214

volume of alkali added

pH

จากกราฟการไทเทรตขางบน ควรเลือกใชอินดิเคเตอรก. methyl orange ข. methyl redค. litmus ง. phenolphthalein

ขอใดถูกตอง1) ก. และ ข. เทานั้น 2) ข. และ ค. เทานั้น 3) ค. และ ง. เทานั้น 4) ข., ค. และ ง. เทานั้น


18. จะตองเติมสารละลาย 2 M NaOH ก่ี cm3 ลงในสารละลาย NaOH ท่ีมี pH = 11 จํ านวน 200 cm3 จึงทํ าใหสารละลายใหมท่ีไดมี pH = 131) 5.13 cm3 2) 6.45 cm3 3) 10.42 cm3 4) 14.43 cm3

19. เมื่อนํ าสารละลาย HCl เขมขน 0.1 mol ⋅ dm-3 ปริมาตร 45 cm3 มาผสมกับสารละลาย NaOH เขมขน 1.0mol ⋅ dm-3 ปริมาตร x cm3 จะไดสารละลายที่มี pH = 12 จงคํ านวณหาคา x1) 5.00 cm3 2) 10.00 cm3 3) 15.00 cm3 4) 20.00 cm3

20. นํ้ าสมสายชูตัวอยางมีกรดแอซีติกอยูรอยละ 4.8 โดยมวลตอปริมาตรในการไทเทรตนํ้ าสมสายชูกับสารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด พบวานํ้ าสมสายชู 10 cm3 ทํ าปฏิกิริยาพอดีกับสารละลาย NaOH 20 cm3 จงหาความเขมขนของสารละลาย NaOH ในหนวยรอยละโดยมวลตอปริมาตร1) 1.0 2) 1.6 3) 2.0 4) 2.4

เฉลย

1. 1) 2. 4) 3. 4) 4. 4) 5. 2) 6. 2) 7. 3) 8. 3) 9. 1) 10. 2)11. 2) 12. 3) 13. 1) 14. 4) 15. 1) 16. 3) 17. 4) 18. 3) 19. 1) 20. 2)


ปฏิกิริยาไฟฟาเคมี (Electrochemistry)

สรุปเนื้อหาที่สํ าคัญเกี่ยวกับปฏิกิริยาไฟฟาเคมีไดดังนี้1. ปฏิกิริยารีดอกซ (Redox reaction) หมายถึง ปฏิกิริยาท่ีมีการเปลี่ยนแปลงเลขออกซิเดชัน จะตองประกอบ

ดวยปฏิกิริยาออกซิเดชันและปฏิกิริยารีดักชัน

สารใดเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชัน เลขออกซิเดชันเพิ่มขึ้นใหอิเล็กตรอน

เปนตัวรีดิวซ

ตัวเองถูกออกซิไดซoxidation reducer oxidized

สารใดเกิดปฏิกิริยารีดักชัน เลขออกซิเดชันลดลงรับอิเล็กตรอน

เปนตัวออกซิไดซ

ตัวเองถูกรีดิวซreduction oxidizer reducedหลักจํา

หลักจํา

2KMnO + 16HCl4

เชน

2KCl + 2MnCl + 8H O + 5Cl2 2 2

ปฏิกิริยารีดักชัน

ปฏิกิริยาออกซิเดชัน

+7 +2

-1 0...(1)

2. ปฏิกิริยาไมใชรีดอกซ (Non-redox reaction) หมายถึง ปฏิกิริยาท่ีไมมีการเปลี่ยนแปลงเลขออกซิเดชันหรือมีแตปฏิกิริยาออกซิเดชันหรือปฏิกิริยารีดักชันเพียงอยางใดอยางหนึ่ง เชน

1. กรด + เบส → เกลือ + นํ้ าH Cl (aq)+ - + Na OH (aq)+ - → Na Cl (aq)+ - + H2O(l)

2. เกลือคารบอเนต + กรด → เกลือ + นํ้ า + CO2CaCO3(s) + 2HCl(aq) → CaCl2(aq) + H2O(l) + CO2(g)

3. เกลือ + เกลือ → เกลือ + เกลือAgNO3(aq) + NaCl(aq) → AgCl(s) + NaNO3(aq)

4. เกลือแอมโมเนียม + เบส → เกลือ + นํ้ า + NH32NH4Cl(aq) + Ca(OH)2(aq) → CaCl2(aq) + 2H2O(l) + 2NH3(g)


3. หลักการทํ าสมการรีดอกซใหดุลโดยใชเลขออกซิเดชัน1. หาเลขออกซิเดชันท่ีเพ่ิมขึ้นของตัวรีดิวซและเลขออกซิเดชันท่ีลดลงของตัวออกซิไดส2. ทํ าเลขออกซิเดชันท่ีเพ่ิมขึ้นและลดลงใหเทากันโดยเขียนเลขออกซิเดชันท่ีเพ่ิมขึ้นไวหนาตัวออกซิไดสและ

เลขออกซิเดชันท่ีลดลงไวหนาตัวรีดิวซ นั่นคือ ทํ าจํ านวนอิเล็กตรอนท่ีใหและรับใหเทากัน3. ดุลจํ านวนอะตอมของธาตุแตละธาตุและประจุของไอออนทางซายและขวาของสมการใหเทากัน4. ถาเลขสัมประสิทธิ์แสดงจํ านวนโมลของสารทอนใหเปนสัดสวนอยางต่ํ าไดก็ใหทอนเปนเลขลงตัวอยางต่ํ า

ดวยตัวอยาง จงทํ าสมการรีดอกซตอไปนี้ใหดุล

1.

2+223

2+ 5+3

0 2NO + O4H + )(NOCu3 8HNO + Cu3

Oxidation

2 3Reduction

2.

2 5+

31 0

2 O3H + NaClO + 5NaCl 6NaOH + 3Cl-

Oxidation

5 1

Reduction

0Cl

05Cl

จะเห็นวา Cl2 เปนไดท้ังตัวออกซิไดสและตัวรีดิวซ เรียกปฏิกิริยารีดอกซนี้วา Disproportionationreaction

3.

1

+5+

32 02

5+

3 5Cl + 6H + 6IO O3H + 3I + 5ClO----

Oxidation6 5

Reduction

53

2 ×10

ดังนั้นจํ านวนอิเล็กตรอนท่ีเก่ียวของตอ 1 โมเลกุลของสารตั้งตนในครึ่งปฏิกิริยาออกซิเดชัน = 3I2= 6I = 6 × 5 = 30 ตอ 3I2= 3

30 = 10 ตอ 1 โมเลกุล I2


4.

2

16+24

1+ 3

3 O5H + 3Cl + 2CrO 4OH + 3ClO + 2Cr(OH)

-----

+

Oxidation

3 2

Reduction

5.

2343242

0242

1 6+722 O7H )(SOCr + SO4K + 3Br SO7H 6KBr + OCrK ++

+-

Oxidation

6 1

Reduction

2 ×3

4. ขอเปรียบเทียบระหวางเซลลกัลวานิกกับเซลลอิเล็กโทรไลต1. สวนประกอบ

เซลลกัลวานิก เซลลอิเล็กโทรไลต

ข้ัว B(แคโทด)

ข้ัว A(แอโนด)

A2+A B2+ B

สะพานไอออน

e- e-e- e-

ข้ัว B(แคโทด)

ข้ัว A(แอโนด)

แบตเตอร่ี

��


2. การเกิดปฏิกิริยา

เซลลกัลวานิก เซลลอิเล็กโทรไลต1. ขั้วท่ีเสียอิเล็กตรอน (ศักยไฟฟาต่ํ า, ขั้ว A) เรียกวา แอโนด2. ขั้วท่ีรับอิเล็กตรอน (ศักยไฟฟาสูง, ขั้ว B) เกิดปฏิกิริยารีดักชัน เรียกวา แคโทด3. ปฏิกิริยาเคมีท่ีเกิดขึ้น ทํ าใหเกิดกระแสไฟฟา

1. ขั้วท่ีตอกับขั้วบวกของแบตเตอรี่เกิดปฏิกิริยาออกซิเดชัน เรียกวา แอโนด2. ขั้วท่ีตอกับขั้วลบของแบตเตอรี่เกิดปฏิกิริยารีดักชัน เรียกวา แคโทด3. ปฏกิิรยิาเคมจีะเกิดขึน้ เมือ่ผานกระแสไฟฟาเขาไปในเซลล

5. เซลลกัลวานิก (Galvanic cell)เซลลไฟฟาเคมีจํ าแนกไดเปน 2 ประเภท คือ1. เซลลกัลวานิก เปนเซลลไฟฟาเคมีท่ีปฏิกิริยาเคมีทํ าใหเกิดกระแสไฟฟาเปนปฏิกิริยารีดอกซ ปฏิกิริยา

ออกซิเดชันเปนแอโนด (ขั้วลบ) ปฏิกิริยารีดักชันเปนแคโทด (ขั้วบวก)2. เซลลอิเล็กโทรไลต เปนเซลลไฟฟาเคมีท่ีกระแสไฟฟาทํ าใหเกิดปฏิกิริยาเคมี เปนปฏิกิริยารีดอกซ

ปฏิกิริยาออกซิเดชันเปนแอโนด (ขั้วบวก) ปฏิกิริยารีดักชันเปนแคโทด (ขั้วลบ)ตัวอยาง Voltaic or Galvanic Cells

(1) Zn(s) + Cu2+(aq) → Zn2+(aq) + Cu(s) ; E cello = 1.10 V

ElectronsElectronsVoltmeterMetallic zinc electrode

(5% agar)

ReductionOxidation

K+

Cl-

CathodeAnode- +

Zn2+ Cu2+

CuSO (aq)4ZnSO (aq)4

Zn Zn + 2e 2+→ - Cu + 2e Cu2+

- →

Salt bridge

K+

Cl-

Metallic copper electrode

แผนภาพเซลล คือ Zn(s)|Zn (aq)2+ ||Cu2+ (aq)|Cu(s)


∴ E°cell = E°cathode - E°anode= E°cu2+|cu - E°Zn|Zn2+

= +0.34 - (-0.76) V= +1.10 V

(2) Cu(s) + 2Ag+(aq) Cu2+ (aq) + 2Ag(s) ; E°cell = 0.46 V

Voltmeter

(5% agar)Cathode+

e-

Ag + e Ag(s)+

- →Cu(s) Cu + 2e 2+→ -

-Anode

NO3- K+

Salt bridge

Cu(s) Ag(s)Ag+Cu2+

1 M CuSO4 1 M AgNO3

e-

K+ NO3-

แผนภาพเซลล คือ Cu(s) Cu (aq)anode | |2+

1 244 344 | |Ag (aq) Ag(s)cathode+

1 244 344

∴ E°cell = E°cathode - E°anode= 0.80 - (+0.34) V= 0.46 V

(3) Zn(s) + 2H+(aq) Zn2+(aq) + H2(g) ; E°cell = 0.763 V


e- e-

Voltmeter

Cl- K+

H (g)2

Zn +-

Salt bridge

blackPt

HCl(aq)

Reduction, cathodeOxidation, anode

K+

Zn Zn + 2e 2+→ - 2H + 2e H+

2 - →

ZnCl (aq)2

Zn2+

แผนภาพเซลล คือ Zn|Zn2+ (1.0 M)||H+ (1.0 M)|H2 (1 atm)|Pt∴ E°cell = E°cathode - E°anode

= 0.00 - (-0.763) V= 0.763 V

(4) H2(g) + Cu2+ (aq) 2H+(aq) + Cu(s) ; E°cell = 0.337 V

e-e-

Voltmeter

Salt bridge

+-

H 2H + 2e2+

→ - Cu + 2e Cu(s)2+

- →CathodeAnode

K Cl+ -

Cu2+H+

1 M HCl(aq)

Cl- K+

1 M CuSO (aq)4

(1 atm)H (g)2

Pt black Cu(s)


แผนภาพเซลล คือ Pt|H2(g)|H (aq)+ ||Cu (aq)2+ |Cu(s)∴ E°cell = E°cathode - E°anode

= +0.337 - (0.00) V= 0.337 V

THE STANDARD HYDROGEN ELECTRODE (SHE)H2

1 atm

Pt black1 M HCl

SHE half-reaction E° (standard electrode potential) H2 → 2H+ + 2e-

2H+ + 2e- → H2

exactly 0.0000 ... V (SHE as anode)exactly 0.0000 ... V (SHE as cathode)

6. เซลลอิเล็กโทรไลต (Electrolytic cell)เมื่อผานกระแสไฟฟาเขาไปในเซลลท่ีประกอบดวยขั้วไฟฟา 2 ขั้ว จุมอยูในสารละลายอิเล็กโทรไลต จะทํ าให

เกิดปฏิกิริยาเคมีขึ้นภายในเซลล เรียกกระบวนการนี้วา อิเล็กโทรลิซิส ตัวอยางเชน การแยกนํ้ าดวยกระแสไฟฟา เรียกเซลลไฟฟาเคมีนี้วา เซลลอิเล็กโทรไลต หลักการของเซลลอิเล็กโทรไลตนํ าไปใชประโยชนในอุตสาหกรรมตางๆ เชน การแยกสารเคมีดวยกระแสไฟฟา การทํ าโลหะใหบริสุทธิ์


H (g)2 Na+

H+

SO4

OH-

O (g)2

- +

Storage battery

Pt cathode Pt anode

e- e-

2(2H O + 2e H (g) + 2OH )2 2- -→ 2H O O (g) + 4H + 4e2 2

+→ -

2-

รูปการอิเล็กโทรลิซิสสารละลาย Na2SO4 ให H2(g) ท่ีแคโทด และ O2(g) ท่ีแอโนดหลักการชุบโลหะดวยกระแสไฟฟา1. จัดส่ิงท่ีตองการชุบเปนแคโทด2. ตองการชุบดวยโลหะใด ใชโลหะนั้นเปนแอโนด3. สารละลายอิเล็กโทรไลตตองมีไอออนของโลหะที่เปนแอโนด4. ตองใชไฟฟากระแสตรงเพ่ือใหอิเล็กตรอนไหลในทิศทางเดียวตลอดเวลาหลักการชุบโลหะใหไดผิวเรียบและสวยงามขึ้นอยูกับปจจัยตอไปนี้1. สารละลายอิเล็กโทรไลตตองมีความเขมขนเหมาะสม2. กระแสไฟฟาท่ีใชตองปรบัคาความตางศกัยใหมคีวามเหมาะสมตามชนดิและขนาดของชิน้โลหะทีต่องการชบุ3. โลหะทีใ่ชเปนแอโนดตองบรสุิทธิ์4. ไมควรชุบนานเกินไป

Cu anode

Cathode

Object to be platedsolution

Cu2+

+ -

CuSO4

รูปการชุบกํ าไลดวยทองแดง


7. การทํ าอิเล็กโทรไดอะลิซิสน้ํ าทะเลอิเล็กโทรไดอะลิซิส เปนเซลลไฟฟาเคมีท่ีใชแยกไอออนออกจากสารละลาย โดยใหไอออนเคล่ือนท่ีผานเย่ือ

บางๆ ไปยังขั้วไฟฟาท่ีมีประจุตรงขาม ทํ าใหสารละลายที่อยูระหวางขั้วไฟฟามีความเขมขนของไอออนลดลง หลักการนี้สามารถนํ าไปใชแยกโซเดียมไอออนและคลอไรดไอออนออกจากนํ้ าทะเลไดและเปนวิธีการผลิตนํ้ าจืดจากนํ้ าทะเลวิธีหนึ่ง (ดังรูป)

น้ําเค็ม น้ําจืด น้ําเค็ม

+-

น้ําเค็ม น้ําเค็ม น้ําเค็ม

เย่ือแลกเปล่ียนไอออนบวก

เย่ือแลกเปล่ียนไอออนลบ

M+

A-

8. เซลลเชื้อเพลิง (Fuel cells)เซลลเชื้อเพลิง เซลลแหง และเซลลสะสมไฟฟาแบบตะกั่วเปนเซลลไฟฟาเคมีชนิดใด มีหลักการเหมือนหรือ

ตางกันอยางไรเซลลเชื้อเพลิง : เปนเซลลกัลวานิกชนิดปฐมภูมิใชสารบางชนิดเปนสารต้ังตนผานเขาไปที่แคโทดและแอโนด

ตลอดเวลา เซลลเชื้อเพลิงเปนเซลลท่ีมีประสิทธิภาพสูง และถาเลือกใชเชื้อเพลิงท่ีเหมาะสมจะไมกอใหเกิดมลภาวะตอส่ิงแวดลอม

เซลลแหง : เปนเซลลกัลวานิกชนิดปฐมภูมิท่ีมีอิเล็กโทรไลตเปนของแข็ง ทํ าใหสะดวกในการใชงาน เมื่อใชไปนานๆ ความตางศักยระหวางขั้วไฟฟาจะลดลงและไมสามารถนํ ากลับมาใชใหมไดอีก

เซลลสะสมไฟฟาแบบตะกั่ว : เปนเซลลกัลวานิกชนิดทุติยภูมิมี Pb เปนแอโนด PbO2 เปนแคโทดและใชสารละลาย H2SO4 เปนอิเล็กโทรไลต ขณะจายไฟท้ัง Pb และ PbO2 จะเปลีย่นเปน PbSO4 สวนสารละลายกรดซัลฟวริกจะเจือจางลง เซลลชนิดนี้สามารถนํ าไปประจุไฟเพ่ือเปลี่ยนผลิตภัณฑกลับมาเปนสารต้ังตนไดโดยใชหลักการเซลลอิเล็กโทรไลต แตตอนจายไฟจะมีหลักการเหมือนเซลลกัลวานิก

H SO2 4solution+

-

Pb(s) Pb (aq) + 2e2+→ -

Pb (aq) + SO (aq) PbSO (s)2+42

4- →

Pb plate

PbO plate2PbO (s) + 4H (aq) + 2e Pb (aq) + 2H O2

+ 2+2

- →Pb (aq) + SO (aq) PbSO (s)2+

42

4- →

(ตะกอนสีขาว)


Pb + PbO2 + 2[2H+ + SO42-] discharge

charge 2PbSO4(s) + 2H2O

เซลลเชื้อเพลิงไฮโดรเจน-ออกซิเจนจะเกิดปฏิกิริยาท่ีอุณหภูมิสูง เมื่อใชเปนเวลานานความเขมขนของสารละลายอิเล็กโทรไลตจะเปลี่ยนแปลงหรือไมอยางไรจงอธิบาย

ปฏิกิริยาท่ีแอโนดและแคโทดของเซลลเชื้อเพลิงไฮโดรเจน-ออกซิเจนเปนดังนี้

Oxygen inletHydrogen inlet

Porous carbon electrodes

e- e-

K+

OH-H O2

The net reaction is obtained from the two half-reactions :O2 + 2H2O + 4e- 4OH- 2(H2 + 2OH- 2H2O + 2e-)

(cathode)(anode)

2H2 + O2 2H2O (net cell reaction) E°cell = +1.23 V

เนื่องจากปฏิกิริยาในเซลลเชื้อเพลิงเกิดขึ้นท่ีอุณหภูมิสูง จึงทํ าใหนํ้ าซ่ึงเปนผลิตภัณฑระเหยกลายเปนไอออกมาจากเซลลได ความเขมขนของสารละลายอิเล็กโทรไลต จึงอาจจะเปลี่ยนแปลงได

THE NICKEL-CADMIUM (NICAD) CELL(anode)(cathode)

Cd(s) + 2OH-(aq)NiO2(s) + 2H2O(l) + 2e-

Cd(OH)2(s) + 2e-Ni(OH)2(s) + 2OH-(aq)

(overall) Cd(s) + NiO2(s) + 2H2O(l) Cd(OH)2(s) + Ni(OH)2(s)

ถานไฟฉาย เปนเซลลปฐมภูมิท่ีไดดัดแปลงใหมีขนาดเล็กจึงสะดวกในการนํ าไปใช เพราะไมไดใชของเหลวเปนอิเล็กโทรไลต เซลลประเภทนี้เรียกอีกอยางหนึ่งวา “เซลลแหง” หรือ “เซลลเลอคลังเซ”


เมื่อตอถานไฟฉายใหครบวงจร จะเกิดการเปลี่ยนแปลงภายในเซลลดังนี้แอโนด (-) : Zn(s) Zn2+(aq) + 2e-

(สังกะสี)+

แคโทด (+) : +42NH (aq) + 2MnO2(s) + 2e- Mn2O3(s) + 2NH3(g) +H2O(l)

(คารบอน)

ปฏิกิริยารีดอกซZn(s) + +

42NH (aq) + 2MnO2(s) Mn2O3(s) + 2NH3(g) + H2O(l)

THE DRY CELL (LECLANCHE CELL)

Paper spacerCase

-

Moist paste of ZnCl and NH Cl2 4

(Reduction, cathode)Layer of MnO2Graphite electrode (+)(inert)Zine (-)

(Oxidation, anode)Zn(s) Zn (aq) + 2e

2+→ -

Metal (zinc) bottom

+

2NH + 2e 2NH + H (g)4+

3 2-→

กาซ NH3 ท่ีเกิดขึ้นจะรวมตัวกับ Zn2+ เกิดเปนเตตระแอมมีนซิงค (II) ไอออน : [Zn(NH3)4]2+ และไดอาควาไดแอมมีนซิงค (II) ไอออน [Zn(NH3)2(H2O)2]2+ ทํ าใหความเขมขนของ Zn2+ เปล่ียนแปลงนอยมากจึงทํ าใหศักยไฟฟาของเซลลคงท่ีอยูเปนเวลานานจนกระทั่งสังกะสีเกิดปฏิกิริยาเกือบหมด โดยท่ัวไปเซลลปฐมภูมิชนิดนี้มีศักยไฟฟาประมาณ 1.5 โวลต เมื่อใชไปเปนเวลานานความตางศักยระหวางขั้วจะลดลง จนในที่สุดศักยไฟฟาลดต่ํ าลงจนเกือบเปนศูนยซ่ึงเรียกวา ถานหมด

เซลลแอลคาไลน มีสวนประกอบและหลักการเชนเดียวกับถานไฟฉาย แตใชสารละลาย KOH เปนอิเล็กโทรไลตจึงมีชื่อวาเซลลแอลคาไลน (แอลคาไลนหมายความวามีสมบัติเปนเบส) ปฏิกิริยาท่ีเกิดขึ้นเปนดังนี้

ท่ีแอโนด : โลหะสังกะสีทํ าปฏิกิริยากับไฮดรอกไซดไอออนใหอิเล็กตรอนดังสมการZn(s) + 2OH-(aq) ZnO(s) + H2O(l) + 2e-

ท่ีแคโทด : นํ้ าและแมงกานีส (IV) ออกไซดรับอิเล็กตรอนเกิดปฏิกิริยาดังสมการ2MnO2(s) + H2O(l) + 2e- Mn2O3(s) + 2OH-(aq)

ปฏิกิริยารวม : Zn(s) + 2MnO2(s) ZnO(s) + Mn2O3(s)


เซลลชนิดนี้มีศักยไฟฟาเทากับเซลลแหงแตใหกระแสไฟฟาไดนานกวา เนื่องจากนํ้ าและไฮดรอกไซดไอออนท่ีเกิดขึ้นในปฏิกิริยาหมุนเวียนกลับไปเปนสารต้ังตนของปฏิกิริยาไดอีก

ฝาครอบแอโนดแผนกั้น

สังกะสี ปลอกโลหะMnO , KOH2

รูปสวนประกอบของเซลลแอลคาไลน

เซลลปรอท อาศัยหลักการเดยีวกับเซลลแอลคาไลน แตใชเมอรควิร ี(II) ออกไซดแทนแมงกานสี (IV) ออกไซดปฏิกิริยาท่ีเกิดขึ้นในเซลลเปนดังนี้

ท่ีแอโนด : สังกะสีทํ าปฏิกิริยากับไฮดรอกไซดไอออนใหอิเล็กตรอนดังสมการZn(s) + 2OH-(aq) ZnO(s) + H2O(l) + 2e-

ท่ีแคโทด : เมอรคิวรี (II) ออกไซดและนํ้ ารับอิเล็กตรอนเกิดปฏิกิริยาดังสมการHgO(s) + H2O(l) + 2e- Hg(l) + 2OH-(aq)

ปฏิกิริยารวม : Zn(s) + HgO(s) ZnO(s) + Hg(l)

เซลลปรอทใหศักยไฟฟาประมาณ 1.3 โวลต ใหกระแสไฟฟาต่ํ า แตมีขอดีท่ีสามารถใหศักยไฟฟาเกือบคงที่ตลอดอายุการใชงาน นิยมใชกันมากในเครื่องฟงเสียงสํ าหรับคนหูพิการ

สารละลาย KOH ในวัสดุดูดซับสังกะสี

ปลอกโลหะดานในปลอกโลหะดานนอก HgO

แผนกั้น

รูปสวนประกอบของเซลลปรอท

เซลลเงิน มีสวนประกอบเชนเดียวกับเซลลปรอท แตใชซิลเวอรออกไซดแทนเมอรคิวรี (II) ออกไซดปฏิกิริยาท่ีเกิดขึ้นในเซลลเปนดังนี้


ท่ีแอโนด : Zn(s) + 2OH-(aq) ZnO(s) + H2O(l) + 2e-

ท่ีแคโทด : Ag2O(s) + H2O(l) + 2e- 2Ag(s) + 2OH-(aq)

ปฏิกิริยารวม : Zn(s) + Ag2O(s) ZnO(s) + 2Ag(s)

ฝาครอบแอโนดชองระบายกาซ

สังกะสี

แผนกั้นปลอกโลหะAg O2

รูปสวนประกอบของเซลลเงิน

เซลลเงินใหศักยไฟฟาประมาณ 1.5 โวลต มีขนาดเล็กและมีอายุการใชงานไดนานมากแตมีราคาแพง จึงใชกับอุปกรณหรือเครื่องใชไฟฟาบางชนิด เชน นาฬิกา เครื่องคิดเลข

9. แบตเตอรี่อิเล็กโทรไลตแข็งสารจํ าพวกพอลิเมอรบางชนิด มีสมบัติยอมใหไอออนผานไดดีแตไมยอมใหอิเล็กตรอนผานไดจึงนํ ามาใชทํ า

เปนอิเล็กโทรไลตท่ีเรียกวา อิเล็กโทรไลตแข็ง และสามารถนํ ามาประกอบกับขั้วไฟฟาเปนแบตเตอรี่ได โดยมีโลหะลิเทียมเปนแอโนดและไทเทเนียมไดซัลไฟด (TiS2) เปนแคโทด ดังรูป

แคโทด

อิเล็กโทรไลตแข็ง

แอโนด

Li TiS2

TiS + e2- TiS2

-

Li+

Li + e+ -Li

ปฏิกิริยาท่ีเกิดขึ้นเปนดังนี้ท่ีแอโนด : Li(s) Li+(s) + e-

ท่ีแคโทด : TiS2(s) + e- TiS (s)2-

ปฏิกิริยารวม : Li(s) + TiS2(s) Li+(s) + TiS (s)2-


ศักยไฟฟาของเซลลนี้มีคาประมาณ 2 โวลต เมื่อโลหะลิเทียมใหอิเล็กตรอนแลวจะกลายเปน Li+ ผานอิเล็กโทรไลตแข็งไปยังแคโทดซ่ึงมี TiS2 ทํ าหนาท่ีรับอิเล็กตรอนเกิดเปน TiS2

- จากนั้น TiS2- จะรวมตัวกับ Li+ เกิด

เปน LiTiS2 อิเล็กโทรไลตแข็งทํ าหนาท่ีเปนฉนวนตออิเล็กตรอน จึงทํ าใหเซลลไฟฟานี้สามารถใชงานไดโดยไมเกิดการลัดวงจร

เซลลไฟฟาชนิดนี้เปนแบบทุติยภูมิ สามารถประจุไฟไดใหมเชนเดียวกับเซลลนิแคดหรือเซลลสะสมไฟฟาแบบตะกั่ว

10. ตารางสรุปเซลลถานไฟฉาย เซลลแอลคาไลน เซลลปรอทและเซลลเงิน เปนดังนี้

สวนประกอบ

ชนิดของเซลลแอโนด แคโทด อิเล็กโทรไลต o

เซลลE การเปลี่ยนแปลงอิเล็กตรอน

เซลลถานไฟฉายเซลลแอลคาไลนเซลลปรอทเซลลเงิน

ZnZnZnZn

C, +4NH , MnO2

C และ MnO2HgOAg2O

H2O, NH4Cl, ZnCl2สารละลาย KOHสารละลาย KOHสารละลาย KOH

1.501.501.301.50

2222


1. ปฏิกิริยาใดตอไปนี้เปนปฏิกิริยารีดอกซ1) CO2(s) CO2(g)2) CS2(l) + 3Cl2(g) CCl4(l) + S2Cl2(l)3) CH3COOH(l) + C2H5OH(l) CH3COOC2H5(l) + H2O(l)4) CaCO3(s) CaO(s) + CO2(g)

2. พิจารณาปฏิกิริยาตอไปนี้aKIO3 + bKI + cH2SO4 dKI3 + eK2SO4 + fH2O

ขอใดผิด1) 3a + 4c = 4e + f 2) c = e = f 3) a + b = 3d 4) a + b = d + e

3. กํ าหนดคาศักยไฟฟามาตรฐานของครึ่งเซลลรีดักชันตอไปนี้

ปฏิกิริยาครึ่งเซลล E°(V) Cl2(g) + 2e- 2Cl-(aq)

O2(g) + 4H+(aq) + 4e- 2H2O(l) Ag+(aq) + e- Ag(s)

I2(s) + 2e- 2I-(aq)

+1.36+1.23+0.80+0.54


ปฏิกิริยาใดบางท่ีสามารถเกิดไดก. Cl2(g) + 2I- 2Cl-(aq) + I2ข. 2Ag(s) + I2(s) 2AgI(aq)ค. 2Ag(s) + Cl2(g) 2AgCl(aq)ง. O2(g) + 4HCl(aq) 2Cl2(g) + 2H2O

1) ก. และ ค. เทานั้น 2) ข. และ ค. เทานั้น 3) ก., ข. และ ค. 4) ข., ค. และ ง.4. ปฏิกิริยาในขอใดเกิดขึ้นเองได

1) 2Ag(s) + Cu2+(aq) Cu(s) + 2Ag+(aq)2) Fe(s) + Zn2+(aq) Fe2+(aq) + Zn(s)3) 2Al(s) + 3Mg2+(aq) 2Al3+(aq) + 3Mg(s)4) 2Al(s) + 3Zn2+(aq) 2Al3+(aq) + 3Zn(s)

5. พิจารณาเซลลไฟฟาท่ีประกอบดวยขั้วไฟฟาตอไปนี้ก. Fe/Fe2+ (1 M) และ Ni/Ni2+ (1 M)ข. Pb/Pb2+ (1 M) และ Pt/Cl2 (1 atm)/Cl-(1 M)ค. Zn/Zn2+ (1 M) และ Pt/O2 (1 atm)/H2O

กํ าหนดคา E° ดังนี้

ปฏิกิริยา E° (V) Fe2+(aq) + 2e- Fe(s)

Ni2+(aq) + 2e- Ni(s) Pb2+(aq) + 2e- Pb(s)

Cl2(g) + 2e- 2Cl-(aq)Zn2+(aq) + 2e- Zn(s)

21 O2(g) + 2H+(aq) + 2e- H2O(l)

-0.44-0.25-0.13+1.36-0.76+1.23

เซลลไฟฟาใดมีปฏิกิริยาเกิดขึ้นได และการเรียงลํ าดับคา oเซลลE ขอใดถูก

เซลลไฟฟา ลํ าดับคา oเซลลE

1)2)3)4)

ก. และ ข.ข. และ ค.ก., ข. และ ค.ก., ข. และ ค.

ข > ก > คค > ข > กค > ข > กข > ก > ค

6. เลขออกซิเดชันของ P, S และ Zr ในสารประกอบ 3 ชนิดตอไปนี้เปนเทาใดตามลํ าดับNaNH4HPO4

⋅ 4H2O Na2S2O3 ⋅ 5H2O ZrCl2O ⋅ 8H2O1) +3, +4, +2 2) +5, +2, +4 3) +3, +2, +4 4) +5, +4, +2


7. โลหะ X สามารถแทนท่ีตะกั่วในสารละลายเลด (II) ไนเตรตไดแตไมสามารถแทนท่ีแมกนีเซียมในสารละลายแมกนีเซียมซัลเฟต ขอใดเรียงตัวรีดิวซท่ีเพ่ิมขึ้นไดถูกตอง1) Pb < X < Mg 2) X < Pb < Mg3) Mg < X < Pb 4) Mg < Pb < X

8. กํ าหนดรูปใหดังนี้

Acurrent

metal X

solution

Pb

34NONH

ถาตองการใหกระแสไฟฟาไหลจากโลหะ X ไปยัง Pb มากท่ีสุด โลหะ X ควรเปนขอใด1) Ag 2) Cu 3) Mg 4) Zn

9. กํ าหนดรูปใหดังนี้

Platinumelectrode

XPlatinumelectrode

Y

solution containingneutral litmus

3KNO

จะมีการเปลี่ยนแปลงขอใดเกิดขึ้น เมื่อผานกระแสไฟฟาลงในสารละลายโพแทสเซียมไนเตรตตลอดเวลา1) จะเกิดสีนํ้ าเงินรอบๆ อิเล็กโตรด Y2) สารละลายจะมีความเขมขนมากขึ้น3) ไนเตรทไอออนจะถูกออกซิไดสท่ีอิเล็กโตรด X4) โพแทสเซียมไอออนจะเกิดท่ีอิเล็กโตรด Y


10. ตะปูเหล็กพันดวยโลหะตางๆ อยูในบีกเกอร 4 ใบ บีกเกอรแตละใบบรรจุนํ้ ากล่ันผสมโพแทสเซียมเฮกซะไซยา-โนเฟอเรต (III) ดังรูป

ก.Mg

nail

ข.Zn

nail

ค.Sn

nail

ง.Pb

nail

บีกเกอรในขอใดท่ีปรากฏสีนํ้ าเงิน1) ค. เทานั้น 2) ก. และ ข. เทานั้น 3) ค. และ ง. เทานั้น 4) ก., ข., ค. และ ง.

11. กํ าหนดปฏิกิริยาและคา E° ใหดังนี้

ปฏิกิริยา E° (volts) Cu2+(aq) + 2e- Cu(s) Ag+(aq) + e- Ag(s) Cl2(g) + 2e- 2Cl-(aq) 2H+(aq) + -

3NO (aq) + e- NO2(g) + H2O 2H+(aq) + 2e- H2(g) H2SO3(aq) + 4H+(aq) 4e- S(s) + 3H2O4H+(aq) + -2

4SO (aq) + 2e- H2SO3(aq) + H2O

+0.337+0.771+1.36+0.800.00+0.45+0.17

ขอใดถูกตอง1) จุมโลหะเงินลงในกรด HCl จะเกิดแกส H2 อยางรวดเร็ว2) จุมโลหะทองแดงลงในกรด HNO3 จะเกิดแกส NO2 สีนํ้ าตาลแดง3) จุมโลหะทองแดงลงในกรด H2SO4 จะเกิด H2SO3 ในสารละลาย4) จุมโลหะเงินลงในกรด H2SO3 จะเกิดแกส SO2

12. จากผลการทดลองจุมแผนโลหะลงในสารละลายตอไปนี้

โลหะ สารละลาย ผลการทดลองPbNiPb

Ni2+Cd2+

Ag+

ไมเกิดการเปลี่ยนแปลงไมเกิดการเปลี่ยนแปลงเกิดการเปลี่ยนแปลง


และเมื่อจุม Pb ลงในกรด HCl พบวาเกิดแกส H2 ขึ้น โลหะในขอใดตอไปนี้สามารถเกิดปฏิกิริยากับ HCl ไดผลเชนเดียวกับ Pb แนนอน1) Ag และ Ni 2) Ag และ Cd 3) Cd และ Ni 4) Cd เทานั้น

13. นักเรียนคนหนึ่งไดทํ าการศึกษาศักยไฟฟาของครึ่งเซลลท่ีทํ าดวยโลหะ B, C, D และ E โดยนํ าไปตอกับครึ่งเซลลมาตรฐาน A(s)/A2+(aq) ซ่ึงทํ าหนาท่ีเปนแคโทด ไดผลการทดลองดังตาราง

ครึ่งเซลลท่ีนํ ามาตอ oเซลลE (V)

B(s)/B2+(aq)C(s)/C2+(aq)D(s)/D2+(aq)E(s)/E2+(aq)

+0.25+1.50-0.70-1.50

และพบวาถานํ าครึ่งเซลลมาตรฐาน A(s)/A2+(aq) ไปตอกับครึ่งเซลลมาตรฐานไฮโดรเจน (ใหเปนแคโทด) จะไดศักยไฟฟาของเซลลเทากับ -1.0 V คาศักยไฟฟามาตรฐานของครึ่งเซลลรีดักชัน ขอใดถูก (หนวยเปนโวลต)

B(s)/B2+(aq) C(s)/C2+(aq) D(s)/D2+(aq) E(s)/E2+(aq)1)2)3)4)

-1.25+1.25-0.75+0.75

-2.50+2.50+0.50-0.50

-0.30+0.30-1.70+1.70

+0.50-0.50-2.50+2.50

14. โลหะเจือท่ีใชเปนชิ้นสวนเครื่องบินประกอบดวย Al รอยละ 94.5 และ Cu รอยละ 5.5 โดยมวล ถานํ าชิ้นสวนโลหะเจือนี้หนัก 2.0 กรัม มาทํ าปฏิกิริยากับสารละลาย HCl มากเกินพอ ปฏิกิริยาเกิดขึ้นดังสมการ

Al(s) + HCl(aq) AlCl3(aq) + H2(g)แกสไฮโดรเจนที่เกิดขึ้นหนักก่ีกรัมกํ าหนด คาศักยไฟฟามาตรฐานที่ 25°C ใหดังนี้

Al3+(aq) + 3e- Al(s) ; E° = -1.66 โวลตCu2+(aq) + 2e- Cu(s) ; E° = + 0.34 โวลต

(มวลอะตอมของ H = 1, Al = 27, Cl = 35.5, Cu = 63.5)1) 0.21 กรัม 2) 0.50 กรัม 3) 1.89 กรัม 4) 2.50 กรัม

15. กํ าหนดครึ่งปฏิกิริยาตอไปนี้

ครึ่งปฏิกิริยา E° (V)-3NO (aq) + 4H+(aq) + 3e- NO(g) + 2H2O

Cl2(g) + 2e- 2Cl-(aq) 2H+(aq) + e- H2(g)

+0.96+1.360.00


นํ าโลหะ X, Y และ Z มาทดสอบกับกรด HNO3 และ HCl ใหผลดังตารางโลหะ HNO3 (1 M) HCl (1 M)XYZ

เกิดแกส NOเกิดแกส NOไมเกิดปฏิกิริยา

เกิดแกส H2ไมเกิดปฏิกิริยาไมเกิดปฏิกิริยา

ขอใดลํ าดับความแรงของการเปนตัวรีดิวซ ของโลหะไดถูกตอง1) X > Y > Z 2) Y > Z > X 3) Z > Y > X 4) X > Z > Y

16. จากผลการทดลองจุมแผนโลหะลงในสารละลายตอไปนี้โลหะ สารละลาย ผลการทดลองPbNiPb

Ni2+Cd2+

Ag+

ไมเกิดการเปลี่ยนแปลงไมเกิดการเปลี่ยนแปลงเกิดการเปลี่ยนแปลง

ขอความตอไปนี้ขอใดถูก

ก. เมื่อจุม Pb ลงในสารละลาย Cd2+ จะไดโลหะ Cd เกาะบนแทง Pbข. Ag เปนตัวรีดิวซท่ีดีกวา Cdค. ในเซลลไฟฟา Ni(s)|Ni2+(aq)||Ag+(aq)|Ag(s) เข็มของโวลตมิเตอรจะเบนไปทางขั้ว Ag

1) ก. เทานั้น 2) ก. และ ข. เทานั้น 3) ค. เทานั้น 4) ก., ข. และ ค.17. กํ าหนดครึ่งปฏิกิริยาและ E° ใหดังนี้

ครึ่งปฏิกิริยา E° (V) A2+(aq) + 2e- A(s) B+(aq) + e- B(s) C3+(aq) + 3e- C(s) D2+(aq) + 2e- D(s)

-2.70-1.70+1.50+1.75

พิจารณาแผนภาพเซลลตอไปนี้

เซลลท่ี 1 A(s)|A2+(aq)||B+(aq)|B(s)เซลลท่ี 2 C(s)|C3+(aq)||B+(aq)|B(s)เซลลท่ี 3 D(s)|D2+(aq)||C3+(aq)|C(s)เซลลท่ี 4 A(s)|A2+(aq)||D2+(aq)|D(s)

เซลลใดจะมีอิเล็กตรอนเคล่ือนท่ีจากแอโนดไปยังแคโทด1) เซลลท่ี 1 และเซลลท่ี 2 2) เซลลท่ี 2 และเซลลท่ี 33) เซลลท่ี 3 และเซลลท่ี 4 3) เซลลท่ี 1 และเซลลท่ี 4


18. เมื่อจุมโลหะลงในสารละลายไดผลตามตาราง

โลหะ สารละลาย (1 M) ผลการทดลองPbAlAlCu

CuSO4CuSO4

Pb(NO3)2AgNO3

สีของสารละลายจางลงสีของสารละลายจางลงมีโลหะเกาะที่ผิว Alมีโลหะเกาะที่ผิว Cu

การเรียงลํ าดับความสามารถในการเปนตัวออกซิไดสของไอออนของโลหะจากมากไปหานอย ขอใดถูก1) Pb2+ > Al3+ > Cu2+ > Ag+ 2) Cu2+ > Pb2+ > Ag+ > Al3+3) Ag+ > Cu2+ > Pb2+ > Al3+ 4) Al3+ > Pb2+ > Cu2+ > Ag+

19. กํ าหนดแผนภาพเซลลไฟฟาเคมีใหดังนี้A(s)|A+(aq)||B+(aq)|B(s)C(s)|C+(aq)||D+(aq)|D(s)E(s)|E+(aq)||F+(aq)|F(s)

การเก็บสารละลายของไอออนในโลหะที่ใชทํ าภาชนะ ขอใดถูกตองโลหะที่ใชทํ าภาชนะ ไอออนในสารละลาย โลหะที่ใชทํ าภาชนะ ไอออนในสารละลาย

1)2)3)4)

ABCD

B+

A+

D+

C+

EDFE

F+

C+

E+

F+

20. เมื่อจุมโลหะ A, B และ C ลงในสารละลายที่มีไอออนท้ัง 3 ชนิด ไดผลดังตารางโลหะที่จุม ไอออนในสารละลาย มวลของโลหะที่จุม

ABC

B+

C+

A+

เพ่ิมขึ้นไมเปล่ียนแปลงไมเปล่ียนแปลง

การเรียงลํ าดับคา E° ขอใดถูกตอง1) A > B > C 2) C > B > A 3) B > A > C 4) B > C > A

เฉลย

1. 2) 2. 4) 3. 1) 4. 4) 5. 3) 6. 2) 7. 1) 8. 1) 9. 2) 10. 3)11. 2) 12. 3) 13. 4) 14. 1) 15. 1) 16. 3) 17. 4) 18. 3) 19. 2) 20. 4)


ธาตุและสารประกอบในอุตสาหกรรม

สรุปหลักสํ าคัญเรื่องธาตุและสารประกอบในอุตสาหกรรมมีดังนี้1. ดีบุก (Sn) ถลุงจากแรแคสซิเทอไรต (SnO2) โดยนํ าสินแรดีบุกมาผสมกับถานโคกและหินปูนในอัตราสวน

20 : 4 : 5 โดยมวล โดยมี CO ทํ าหนาท่ีเปนตัวรีดิวซ ดังสมการC(s) + O2(g) CO2(g) ...(1)C(s) + CO2(g) 2CO(g) ...(2)SnO2(s) + 2CO(g) Sn(l) + 2CO2(g) ...(3)

ในสินแรดีบุกจะมี SiO2 ปนอยู กํ าจัดออกไดดังสมการCaCO3(s) CaO(s) + CO2(g)

+ SiO2(l)CaSiO3(l) : แคลเซียมซิลิเกต (ตะกรัน) ...(4)

2. พลวง (Sb) ถลุงจากแรพลวงเงิน (แรสติบไนต : Sb2S3) หรือพลวงทอง (แรสติบิโคไนต : Sb2O4 ⋅ nH2O)ดังสมการ

2Sb2S3(s) + 9O2(g) การยางแรเปลี่ยนซัลไฟดเปนออกไซด

2Sb2O3(s) + 6SO2(g) ...(1)

แลวนํ า Sb2O3 : ถานหิน : Na2CO3 อัตราสวน 20 : 4 : 1 โดยมวล ใสในเตาถลุงท่ี 800 - 900°C ปฏิกิริยาท่ีเกิดขึ้นเปนดังนี้

2C(s) + O2(g) 2CO(g) ...(2)Sb2O3(s) + 3CO(g) 2Sb(s) + 3CO2(g) ...(3)

3. สังกะสีและแคดเมียม (Zn และ Cd) สังกะสีถลุงจากแรสฟาเลอไรต (ZnS) พบมากท่ีสุดในโลก หรือแรเฮมิ-มอรไฟต (Zn4(Si2O7)(OH)2(H2O)) หรือแรสมิทซอไนต (ZnCO3) และแรซิงไคต (ZnO) ดังสมการ

2ZnS(s) + 3O2(g) 2ZnO(s) + 2SO2(g) ...(1) ZnCO3(s) ZnO(s) + CO2(g) ...(2)

ZnO(s) + C(s) 1100 CoZn(s) + CO(g) ...(3)

ZnO(s) + CO(g) Zn(s) + CO2(g) ...(4)Zn(s) + CdSO4(aq) ZnSO4(aq) + Cd(s) ...(5)3Zn(s) + Sb2(SO4)3(aq) 3ZnSO4(aq) + 2Sb(s) ...(6)Zn(s) + CuSO4(aq) ZnSO4(aq) + Cu(s) ...(7)

4. แทนทาลมัและไนโอเบยีม (Ta และ Nb) เกิดอยูรวมกันในสินแรแทนทาไลต-โคลัมไบต [Fe, Mn (Ta, Nb)2O6]พบมากในตะกรันจากการถลุงแรดีบุกจะตองทํ าใหอยูในรูปสารประกอบออกไซด คือ Ta2O5 และ Nb2O5 แลวสกัดดังสมการ


Ta2O5(s) + 5Ca(s) CaCl2 2Ta(s) + 5CaO(s) ...(1)

(ตะกรัน)

Nb2O5(s) + 5Ca(s) CaCl2 2Nb(s) + CaO(s) ...(2)

(ตะกรัน)แทนทาลัมใชทํ าอุปกรณอิเล็กทรอนิกส สวนไนโอเบียมเปนสวนผสมในเหล็กกลาและ Ta2O5 และ Nb2O5 ยัง

ใชทํ าเลนส5. เซอรโคเนียม (Zr) พบตามแหลงแรดีบุกอยูในรูปของแรเซอรคอน (ZrSiO4) หลักการถลุงเปนดังนี้

Zr ไมบริสุทธิ์

ZrCl (s)Zr(s)

บริสุทธ์ิสีเทาเงิน

4

500 Co + Cl2

ZrSiO + C 800 - 1000 Co

+ 2MgCl (s)

4

2 2Mg(l) +

(เซอรโคเนียมซิลิเกต)

(เซอรโคเนียมซิลิเกต) (โซเดียมเซอรโคเนียมซิลิเกต)

Partially Stabilired Zirconia (PSZ)(ใชในอุตสาหกรรมเซรามกิส)

หรือ 1000°C

5%กรอง

เผา 90°C

32SiONa ทราย→3NaZrSiOONa ZrSiO 24 +

รอน 4224 SONa )Zr(SO +

4Zr(OH)2ZrO32OY เติม เขมขน NH ลางดวยทาํใหเปนก

3

เจือจาง SOH 42

6. อุตสาหกรรมเซรามิกส : เซรามกิสมาจากภาษากรกีวา "เครามอส" หมายถึง ผลิตภัณฑจากดินและผานการเผาปจจุบันนี้เซรามิกส หมายถึง ผลิตภัณฑท่ีทํ าจากวัตถุดิบในธรรมชาติ เชน ดิน หิน ทราย และแรธาตุตางๆ นํ ามาผสมกันทํ าเปนส่ิงประดิษฐแลวเผาเพ่ือเปลี่ยนเน้ือวัตถุนั้นใหแข็งและสามารถคงรูปอยูได ขั้นตอนในการผลิตเซรามิกสประกอบดวย การเตรียมวัตถุดิบ การขึ้นรูปผลิตภัณฑ การตกแตง และอบแหงผลิตภัณฑกอนการเผา การเผาและการเคลือบผิวผลิตภัณฑ ภาชนะเซรามิกสใสอาหารท่ีเปนกรดหรือเบสอาจไดรับตะกั่วปนมากับอาหารได

7. การผลิตโซเดียมไฮดรอกไซดและกาซคลอรีน โดยการแยกสารละลายโซเดียมคลอไรดดวยกระแสไฟฟามีหลักดังนี้ NaCl(aq) Na+(aq) + Cl-(aq)

แอโนด (+) : 2Cl-(aq) Cl2(g) + 2e-แคโทด (-) : 2H2O(l) + 2e- 2OH-(aq) + H2(g)


ผลิต PVCNaOHผลิตผงชูรส

+ Na+

ปฏิกิริยารวม : 2Cl (aq) + 2H O(l) 2- 2OH (aq)- + H (g) 2 + Cl (g) 2

เผาCuเปลวไฟสีเขียว

คอปเปอร (II) คลอไรด

CuCl2

โซดาแผดเผาหรือโซดาไฟ

Note : จะตองใชสารละลายอิ่มตัวของโซเดียมคลอไรดเพ่ือปองกันไมใหนํ้ าเกิดอิเล็กโทรลิซิส8. การผลิตโซเดียมไฮดรอกไซดโดยใชเซลลไดอะแฟรม เปนเซลลอิเล็กโทรไลตประกอบดวยแอโนดทํ าดวย

โลหะไทเทเนียม และแคโทดทํ าดวยเหล็กกลาโดยมีไดอะแฟรมทํ าดวยแอสเบสตอสกั้นอยูตรงกลาง ซ่ึงยอมใหเฉพาะไอออนผานไปไดเทานั้น วิธีนี้จะไดสารละลาย NaOH 10% ปนอยูกับสารละลาย NaCl 15% โดยมวล เมื่อนํ าไประเหยนํ้ าออกบางสวน NaCl อิ่มตัวและตกผลึกออกมา ในสารละลายจะมี NaOH 50% และมี NaCl ปนอยู 1% โดยมวล

9. การผลิตโซเดียมไฮดรอกไซดโดยใชเซลลปรอท เปนเซลลอิเล็กโทรไลตท่ีภายในเซลลประกอบดวยแอโนดซ่ึงทํ าจากโลหะไทเทเนียมเคลือบออกไซดของธาตุบางชนิดและใชปรอทเปนแคโทด ปฏิกิริยาเปนดังนี้

แอโนด (+) : 2Cl-(aq) Cl2(g) + 2e-

2NaHg (l)x

2NaOH(aq)

+ 2H O(l)

+ 2xHg(l)2

H (g) +2

จะได NaOH เขมขนรอยละ 50 โดยมวล

2Na (aq) + 2e + xHg(l)+

-แคโทด (-) :

10. การผลิตโซเดียมไฮดรอกไซดโดยใชเซลลเย่ือแลกเปลี่ยนไอออน เปนเซลลอิเล็กโทรไลตท่ีมีลักษณะคลายเซลลไดอะแฟรม แตตางกันท่ีใชเย่ือแลกเปลี่ยนไอออนแทนไดอะแฟรม เย่ือแลกเปลี่ยนไอออนมีสมบัติพิเศษ คือ ยอมใหเฉพาะไอออนบวกผานไดเทานั้น วิธีนี้จะได NaOH ท่ีมีความบริสุทธิ์สูง และมีความเขมขนประมาณรอยละ 30-40โดยมวล

11. การผลิตสารฟอกขาว เปนสารประกอบไฮโปคลอไรต เชน NaOCl (โซเดียมไฮโปคลอไรต) หรือ Ca(OCl)2(แคลเซียมไฮโปคลอไรต) ดังสมการ

2KMnO4(s) + 16HCl(aq) 2KCl(aq) + 2MnCl2(aq) + 8H2O(l) + 5Cl2(g)2NaOH(aq) + Cl2(g) NaOCl(aq) + NaCl(aq) + H2O(l)Na2CO3(aq) + Cl2(g) NaOCl(aq) + NaCl(aq) + CO2(g)2Cl2(g) + 2Ca(OH)2(aq) Ca(OCl) (s)2 + CaCl2(aq) + H2O(l)

สารฟอกขาวใชในอุตสาหกรรมการฟอกยอมเสนดาย เย่ือกระดาษและใชเปนสารฆาเชื้อโรคในนํ้ า เปนตน


ปฏิกิริยาระหวางสารละลายซิลเวอรไนเตรตกับ NaOH และ NaOCl เปนดังนี้2AgNO3(aq) + 2NaOH(aq) Ag2O(s) + 2NaNO3(aq) + H2O(l)

(ตะกอนสีนํ้ าตาล)2AgNO3(aq) + 2NaOCl(aq) 2AgCl(s) + 2NaNO3(aq) + O2(g)

(ตะกอนสีขาว)12. การผลิตโซดาแอช (Na2CO3 : โซเดยีมคารบอเนต) นยิมใชในกระบวนการโซลเวย หรอืวธิแีอมโมเนยี-โซดา

โดยมีหลักท่ัวไปดังนี้

วัตถุดิบ

CaCO

NaClNH3

NaHCO3เผา Na CO32 + H O + CO2 2

+NH Cl4 ผลพลอยไดใชทําปุย

3

สมการแสดงปฏิกิริยาท่ีเกิดขึ้นเปนดังนี้CaCO3(s) CaO(s) + CO2(g) ...(1)NH3(g) + H2O(l) NH4

+(aq) + OH-(aq) ...(2)CO2(g) + Na+(aq) + Cl-(aq) + NH4

+(aq) + OH-(aq) NaHCO3(s) + NH4+(aq) + Cl-(aq) ...(3)

2NaHCO3(s) ∆ Na2CO3(s) + ...(4) (โซดาแอช)

วิธีโซลเวยไมตองต้ังโรงงานผลิตกาซแอมโมเนีย ผลิตภัณฑท่ีเกิดขึ้นจากปฏิกิริยาสามารถนํ ากลับมาใชในปฏิกิริยา (2) ไดดังนี้

CaO(s) + H2O(l) Ca(OH)2(aq)Ca(OH)2(aq) + 2NH4Cl(aq) CaCl (s)2

เปนสารดูดความช้ืน ผลิตไดมากราคาตก

+ 2NH (g) + H O(l)3 2 ...(5)

การผลิตโซดาแอชอาจใชวิธีโดยตรงไดดังนี้NaOH(aq) + CO2(g) NaHCO3(s) ...(1)

2NaHCO3(s) Na CO (s)2 3 + H2O(g) + CO2(g) ...(2)

ใชในอุตสาหกรรมแกว กระจก ผงซักฟอก แกนํ้ ากระดางชั่วคราวและถาวร

O(g)H2 (g)CO + 2

น้ําท้ิงมีอุณหภูมิสูงประมาณ 75°C


13. อุตสาหกรรมปุย ท่ีออกขอสอบ คือ ปุยไนโตรเจน ปุยฟอสเฟต และปุยโพแทส

ก. ปุยไนโตรเจน ไดแก ปุยยูเรีย (NH2-OC -NH2) และปุยแอมโมเนียมซัลเฟต : (NH4)2SO4 แผนภาพ

การผลิตเปนดังนี้

กํามะถันเผา

กํามะถันเหลว

SO2

SO3

+ O

+ O12 2

H S O (โอเลียม)22 7

เขมขน

2 4 H SO เขมขน

2 + H O

2 4(NH ) SO4

3+ NH

ปุยแอมโมเนยีมซัลเฟต(ปุยขาวหรอืปุยน้ําตาล)

2

อากาศลดอุณหภูมิเพ่ิมความดัน

อากาศเหลว

3 NHกระบวนการฮาเบอร

1 โมล

กาซมีเทน

กาซธรรมชาติ

CO + CO + กาซอ่ืนๆ2

CO + CO2

CO + H 22

H2 CO23 โมล

2(NH ) CO : ปุยยูเรีย2

แยกลําดับสวน

N2O2

ไอนํ้า

ละลายนํ้า

+ H SO 2 4

ข. ปุยฟอสเฟต Ca(H2PO4)2 ผลิตจากหินฟอสเฟต (CaF2 ⋅ 3Ca3(PO4)2) ดังสมการวิธีท่ี 1 2(CaF2 ⋅ 3Ca3(PO4)2) + 5SiO2 + 6Na2CO3 1000 - 1200 Co 12CaNaPO4 + 4Ca2SiO4 + SiF4 + 6CO2...(1)วิธีท่ี 2 CaF2 ⋅ 3Ca3(PO4)2 + 10H2SO4 6H3PO4 + 10CaSO4 + 2HF ...(1) CaF2 ⋅ 3Ca3(PO4)2 + 14H3PO4 10Ca(H PO )2 4 2 + 2HF ...(2)

วิธีท่ี 3 CaF2 ⋅ 3Ca3(PO4)2 + 7H2SO4 + 3H2O 3Ca(H2PO4)2 ⋅ H2O + 7CaSO4 + 2HF ...(1)


HF เปนพิษกํ าจัดไดดังนี้

FNH NH + HF 43 →

HF + NH OH NH F + H O 4 4 2→

H SiF2 6(1) 6HF + SiO 2 → + 2H O 2+ MgO

MgSiF + H O6 2สารฆาแมลง

HF (2) 2HF + Na CO 2NaF + H O + CO 2 3 2 2→

(3) 2HF + CaCO CaF + H O + CO 3 2 2 2→

(4)

ค. ปุยโพแทส K2SO4 ผลิตไดจากการนํ าแรแลงไบไนต (K2SO4 ⋅ 2MgSO4) มาละลายในนํ้ าอุณหภูมิประมาณ 50°C จนเปนสารละลายอิ่มตัว แลวเติมสารละลาย KCl ท่ีเขมขนลงไป จะไดผลึกของ K2SO4 แยกออกมาดังสมการ

K2SO4 ⋅ 2MgSO4 + 4KCl 2MgCl2 + 3K SO2 4 ...(1)หรือ KCl + NaNO3 NaCl + KNO3 ...(2)

ปุยโพแทสเซียมไนเตรต14. หลักการทํ านาเกลือ ผลิตจากนํ้ าทะเลเรียกวา เกลือสมุทร แตถาผลิตจากดิน เรียกวา เกลือสินเธาว การผลิต

เกลือสมุทรใชการตกตะกอน การระเหยและการตกผลึก สวนการผลิตเกลือสินเธาวใชการละลาย การกรอง การระเหยและการตกผลึก

15. แผนภาพแสดงการทํ าเกลือสมุทร

เติมปูนขาว : Ca(OH) เพ่ือปองกันไมใหMgSO ตกผลึกในนาปลง

24

วังขังน้ํานาตาก

นาเชื้อ

นาปลงตกผลึก CaSO4

ตกผลึก NaCl

ระเหย

ระเหย

ระเหย

ถ.พ. 1.08

ถ.พ. 1.20

ในน้ําเกลือไมบริสุทธ์ิจะมีไอออนตางๆละลายอยู เชนสามารถกําจัดไดดังน้ี

Mg , Ca , SO2+ 2+42

-

Mg2+

Ca2+

SO42-

BaSO (s)4

เกลือมี Mg อยูจะทําใหเกลือช้ืนงาย ราคาตก

2+

เติม NaOHเติม Na CO2 3

เติม BaCl2

CaCO (s)3 Mg(OH) (s)2


16. การผลิตผงชูรส ผงชูรสมีชื่อทางเคมีวา โมโนโซเดียมกลูตาเมต (MSG) มีสูตร C H NNaO5 8 4 หรือCOONaCHCHCHHOOC 22 ----

NH2

เปนเกลือของกรดอะมิโนกระบวนการผลิตเปนดังนี้

1. แปงมันสํ าปะหลังหรือโมลาส +H SO2 4 pH 1 3-130 Co

C H O6 12 6(กลูโคส)

2. C6H12O6(aq) + NH2

OC NH2(ยูเรีย)

เชื้อจุลินทรีย30 ชั่วโมง

HOOC CH CH CH C ONH2 2 4+- - - - -

O

NH2(แอมโมเนียมกลูตาเมต)

3. HOOC CH2 CH2 CHNH2

OC- ONH4

++HCl HOOC CH CH CH COOH + NH Cl2 2 4- - - -NH2 ทําปุย(กรดกลูตามิก)

4. HOOC CH CH CH COOH + NaOH2 2- - - -NH2

HOOC CH CH CH COONa + H O2 2 2- - - -NH2

ผงชูรสท่ีไดจะตองใช NaOHเปนสารกําหนดปริมาณ

ดังนั้นวัตถุดิบในการผลิดโซดาแอช คือ1. แปงมันสํ าปะหลังหรือโมลาส2. H2SO43. ยูเรีย4. HCl5. NaOH* ผลพลอยไดในการผลิตผงชูรสคือ NH4Cl (ทํ าปุย)* ในการผลิตผงชูรสเมื่อแยกเอาส่ิงตางๆ ออกหมดแลว นํ้ าท่ีเหลือสามารถนํ าไปทํ าซอสหรือนํ้ าซีอิ๊วได* ผงชูรสปลอมมีสารท่ีเปนพิษ คือ บอแรกซ (Na2B4O7 ⋅ 10H2O) จะเปลี่ยนสีกระดาษขมิ้นจากสีเหลืองเปน

สีสม(แดง) และโซเดียมเมตาฟอสเฟต (NaPO3) ซ่ึงทดสอบโซเดียมเมตาฟอสเฟตดวยสารละลายแอมโมเนียมโมลิบเดต: (NH4)2MoO4 จะไดตะกอนสีเหลืองของแอมโมเนียมฟอสโฟโมลิบเดต สูตรคือ (NH4)3PO4 ⋅ 12MoO3



1. การถลุงแรในขอใดท่ีมีลํ าดับขั้นตอนการถลุงดังตอไปนี้

ก. ยางแรข. รีดิวซแรท่ียางแลวดวย CO ในเตาถลุงค. โซเดยีมคารบอเนตรวมตัวกับสารปนเปอนตางๆ ในเตาถลงุกลายเปนกากตะกอนลอยอยูบนผวิโลหะเหลวง. ไขโลหะเหลวออกจากเตาลงเบาเหล็กเพ่ือหลอเปนแทง

1) แรสฟาเลอไรต 2) แรแคสซิเตอไรต 3) แรสติบไนต 4) แรเซอรคอน 2. การใชภาชนะเซรามิกสใสอาหารท่ีเปนกรดหรือเบส กรดและเบสจะละลายสารที่เคลือบติดปนมากับอาหารได

สารดังกลาวเปนสารในขอใด1) เซอรโคเนียมไดออกไซด 2) สังกะสี3) ตะก่ัว 4) แคดเมียม

3. กระบวนการผลิตผงชูรสจากแปงมันสํ าปะหลัง เปนดังนี้

แปงมันสํ าปะหลัง + H2SO4 130 Co นํ้ าตาลกลูโคสนํ้ าตาลกลูโคส + ยูเรีย แอมโมเนียมกลูตาเมตแอมโมเนียมกลูตาเมต + HCl กรดกลูตามิก + NH4Clกรดกลูตามิก + NaOH โมโนโซเดียมกลูตาเมต + H2O

(ผงชูรส)

ถาตองการโมโนโซเดียมกลูตาเมตจะตองใชสารใดเปนสารกํ าหนดปริมาณ1) กรดกลูตามิก 2) NaOH 3) HCl 4) แปงมันสํ าปะหลัง

4. โซดาแอชเปนสารเคมีมีสูตรเปนอยางไร และเมื่อผลิตโซดาแอชดวยวิธีโซลเวย จะตองใชกาซใดในการผลิต1) NaHCO3 และใชกาซ NH3 2) NaHCO3 และใชกาซ CO3) Na2CO3 และใชกาซ NH3 4) Na2CO3 และใชกาซ CO

5. ถา H2SO4 ราคาลดลงกวาปจจุบัน 50% ราคาปุยชนิดใดจะมีตนทุนการผลิตท่ีลดลง1) ปุยฟอสเฟต ปุยยูเรีย 2) ปุยยูเรีย ปุยแอมโมเนียมซัลเฟต3) ปุยแอมโมเนียมซัลเฟต ปุยโพแทส 4) ปุยฟอสเฟต ปุยแอมโมเนียมซัลเฟต


ขอมูลตอไปนี้ใชตอบคํ าถามขอ 6-7กํ าหนดลักษณะรูปเซลลการเตรียม NaOH จากสารละลาย NaCl ท่ีอิ่มตัวและบริสุทธิ์

��

��ไทเทเนียมเคลือบดวยออกไซด

สารละลายอ่ิมตัว NaClปรอท

จุกยาง

ตะปูเหล็ก

กาซ

��

6. ขอใดท่ีไมใชหนาท่ีของปรอท1) ชวยรวมกับผลิตภัณฑเปนอะมัลกัม2) ชวยใหสามารถแยกผลิตภัณฑบางชนิดออกจากเซลลไดงาย3) ชวยเปนตัวเรงปฏิกิริยาการเตรียม NaOH4) ชวยปองกันมิใหผลิตภัณฑทํ าปฏิกิริยากับกาซ Cl2

7. ถาใชโลหะแพลทินัม (Pt) เปนขั้วไฟฟาแทนปรอท และตะปูเหล็ก ผลท่ีเกิดขึ้นควรเปนอยางไร1) ปฏิกิริยาจะเกิดขึ้นเหมือนเดิม แตจะไมมี NaOH เกิดขึ้นเลย2) ผลิตภัณฑบางชนิดท่ีเกิดขึ้นท่ีแคโทด จะทํ า.ปฏิกิริยากับนํ้ าทันที ยกเวนกาซ3) ทํ าใหเกิดกาซ Cl2 ขั้นท่ีแอโนด และเกิดกาซ O2 ท่ีแคโทด4) ทํ าใหเกิดกาซ Cl2 และ H2 ขึ้นท่ีแคโทดและแอโนดตามลํ าดับ

8. ขอใดเปนความจริงของการผลิตโซเดียมดรอกไซดในระดับอุตสาหกรรม1) กาซไฮโดรเจนที่ผลิตไดจากเซลลไดอะแฟรม สามารถนํ าไปใชทํ ากรดไฮโดรคลอริก สวนสารละลายโซเดียม-

ไฮดรอกไซดสามารถนํ าไปใชในอุตสาหกรรมผลิตเรยอง2) กาซคลอรีนท่ีผลิตไดจากเซลลปรอทสามารถนํ าเอาไปใชฆาเชื้อโรคในกระบวนการทํ านํ้ าประปา สวนสารละลาย

โซเดียมไฮดรอกไซด สามารถนํ าไปใชในอุตสาหกรรมผลิตโมโนโซเดียมกลูตาเมต และใชเปนผงชูรสตอไป3) เฉพาะเซลลเย่ือแลกเปลี่ยนไอออนเทานั้น ท่ีมีกาซคลอรีนและกาซไฮโดรเจนเกิดขึ้น4) โซเดียมไฮดรอกไซดท่ีไดจากเซลลเย่ือแลกเปลี่ยนไอออน จะมีความเขมขนสูงกวาท่ีไดจากเซลลไดอะแฟรม

แตจะนอยกวาท่ีไดจากเซลลปรอท


9. ขอใดผิด1) การถลุงแรเปนกระบวนการรีดักชัน2) การถลุงแรทํ าโดยใชสารเคมีหรือไฟฟา3) การถลุงแรมีสวนทํ าใหเกิดปรากฏการณเรือนกระจก4) การถลุงแรเปนกระบวนการที่เปล่ียนสารประกอบอื่นใหอยูในรูปออกไซด

10. ในการผลิต NaOH จาก NaCl(aq) โดยใชไฟฟาในระดับอุตสาหกรรม ถาใชปรอทเปนแคโทด จะมีขอดีอยางไร1) ชวยใหเกิด Cl2 ท่ีขั้วบวกมากขึ้น 2) ชวยปองกันกาซ Cl2 ละลายนํ้ า3) ชวยแยก Na ออกจากสารละลาย NaCl 4) ชวยใหกาซ H2 เกิดขึ้นท่ีขั้วลบมากขึ้น

11. ตัวรีดิวซท่ีใชในการถลุงดีบุกคือขอใด1) C 2) Mg 3) Zn 4) Zr

12. เกลือ NaCl ท่ีมีเกลือแมกเนเซียมปนอยูมากเปนมลทิน จะมีคุณภาพต่ํ า และราคาตกเพราะเหตุใด1) แมกเนเซียมไอออนดูดนํ้ าไดงายเกิดเปน Mg(OH)2 ทํ าใหเกลือชื้น2) ทํ าใหเกลือมีสีดํ าคล้ํ า และมีผลึกขนาดใหญ3) แมกเนเซียมซัลเฟตดูดนํ้ าไดงายเกิดเปน MgSO2 ⋅ 7H2O ทํ าใหเกลือชื้น4) แมกเนเซียมไอออนเปนคะตะไลตให NaCl ดูดนํ้ าเกิดเปน NaOH ไดงายขึ้น

13. NaOH, BaCl2 และ Na2CO3 ท่ีโรงงานอุตสาหกรรมใชเพ่ือทํ าใหสารละลาย NaCl บริสุทธิ์จะชวยขจัดสารทุกตัวในขอใดตอไปนี้1) Mg2+, Ba2+, H+ 2) Ca2+, Ba2+, SO4

2-

3) Mg2+, SO42-, Ca2+ 4) Mg2+, CO3

2-, Ba2+

14. จากการเก็บตัวอยางผงชูรสในตลาด นักเรียนไดทํ าการตรวจหาตามวิธีการท่ีไดทํ าในหองปฏิบัติการไดผลยอๆดังตอไปนี้

ผลการตรวจหาตัวอยาง กระดาษขมิ้น สารละลาย

AgNO3

สารละลายแอมโมเนียมโมลิบเดต สารละลายเบเนดิกต

กขคง

สีเหลืองคงเดิมเปล่ียนเปนสีสมสีเหลืองคงเดิมสีเหลืองคงเดิม

ไดตะกอนขาวไมมีตะกอนไมมีตะกอนไมมีตะกอน

ไมมีตะกอนไมมีตะกอน

ไดตะกอนสีเหลืองไมมีตะกอน

ไมมีตะกอนไมมีตะกอนไมมีตะกอน

ตะกอนสีแดงอิฐ

ขอสรุปผลการทดลองขอใดถูกตอง1) ตัวอยาง ก และ ข เปนผงชูรสแท2) ตัวอยาง ค และ ง เปนผงชูรสแท3) ตัวอยาง ก เปนผงชูรสเทียมท่ีมีบอแรกซผสมอยู4) ทุกตัวอยางเปนผงชูรสเทียม


15. ขอใดกลาวไดถูกตอง1) แทนทาลัมเปนธาตุก่ึงโลหะสีเทา ใชทํ าอุปกรณคอมพิวเตอร2) แทนทาลัมและไนโอเบียมสามารถละลายไดใน MIBK3) ในการสกัดแทนทาลัม สกัดโดยใชสารละลายกรด4) แทนทาลัมเปนสวนผสมในเหล็กกลาใชผลิตทอสงกาซ

16. แรโลหะในธรรมชาติสวนใหญอยูในรูปออกไซด ดังตาราง

โลหะ ชื่อแร สูตร เปอรเซ็นตออกซิเจนโดยนํ้ าหนักAl บอกไซต Al2O3 ⋅ 2H2O aCu คิวไพรต CubO 11.20

คา a และ b มีคาเทาใด

a b1)2)3)4)

34.834.858.058.0

1212

17. อุตสาหกรรมในขอใดไมไดกอใหเกิดมลพิษหรือผลกระทบตามที่ระบุ1) อุตสาหกรรมการผลิตโซเดียมไฮดรอกไซดมีการแพรกระจายของดินเค็ม2) อุตสาหกรรมการผลิตสังกะสี มีกากแรท่ีมีแคดเมียม3) อุตสาหกรรมการผลิตแทนทาลัมจะเหลือกากท่ีเปนสารกัมมันตรังสี4) อุตสาหกรรมการผลิตเซรามิกสมีสารปรอทรั่วไหลลงสูแหลงนํ้ า

18. สารใดใชกํ าจัด HF แลวไดผลิตภัณฑ สามารถนํ ามาใชผลิตสารฆาแมลงได1) SiO2 2) Na2CO3 3) NH3 4) CaCO3

19. ธาตุใดใชทํ าอุปกรณอิเล็กทรอนิกสในเครื่องคอมพิวเตอร เครื่องมือส่ือสาร เครื่องสงสัญญาณเตือนภัย เครื่องต้ังเวลา ใชทํ าโลหะผสมสํ าหรับทํ าเครื่องบิน จรวด ขีปนาวุธ อุปกรณเตาปรมาณู และออกไซดของธาตุนี้ใชทํ าเลนส1) เซอรโคเนียม 2) สังกะสี 3) พลวง 4) แทนทาลัม

20. ขอใดไมใชเหตุผลท่ีนิยมใชเกลือสินเธาวในอุตสาหกรรมมากกวาเกลือสมุทร1) ผลิตไดปริมาณมาก2) มีความบริสุทธิ์สูงกวาเนื่องจากมีสารเจือปนนอย3) มีคุณภาพดีกวาเพราะไมมีสารดูดความชื้นหรือมีนอย4) ในการผลิตเกลือสินเธาวไมกอใหเกิดปญหาตอส่ิงแวดลอม


21. เก่ียวกับผงชูรสซ่ึงมีชื่อทางเคมีวา โมโนโซเดียมกลูตาเมต ขอใดผิด1) เมื่อนํ าผงชูรสบริสุทธิ์มาละลายนํ้ า จะไดสารละลายที่มีสมบัติเปนกรด2) ผลพลอยไดจากการผลิตผงชูรสคือแอมโมเนียมคลอไรด ใชทํ าปุยได3) กรดเบสที่เก่ียวของในกระบวนการผลิตผงชูรสคือ NaOH, HCl และ H2SO44) เมื่อทดสอบตัวอยางผงชูรสดวยสารละลายเบเนดิกต พบวาเกิดตะกอนสีแดงอิฐ แสดงวาเปนผงชูรสปลอม

หรือมีสารอื่นเจือปน22. จงเลือกขอท่ีเมื่อเติมลงในชองวางจะไดตารางขอมูลท่ีถูกตองและสมบูรณท่ีสุด

ธาตุ ชื่อแร ประโยชนพลวง (ก) ตัวพิมพโลหะ(ข) (ค) ชุบโลหะ โลหะผสม

เซอรโคเนียม เซอรคอน (ง)

(ก) (ข) (ค) (ง)1)2)3)4)

สติบไนตเฮมิมอรไฟตสติบิโคไนตสติบไนต

สังกะสีดีบุกสังกะสี

แทนทาลัม

สฟาเลอไรตแคสสิเทอไรตเฮมิมอรไฟตตะกรันดีบุก

เซรามิกสทนไฟอุปกรณอิเล็กทรอนิกส

เซลลสุริยะชิ้นสวนเครื่องยนตไอพนและจรวด

เฉลย

1. 3) 2. 3) 3. 2) 4. 3) 5. 4) 6. 3) 7. 2) 8. 4) 9. 4) 10. 3)11. 1) 12. 3) 13. 3) 14. 4) 15. 2) 16. 4) 17. 4) 18. 1) 19. 4) 20. 4)21. 1) 22. 1)

Chem_m6

Documents

platinum electrode

2h

h2

so2

2e

redox reaction

i2

2epb2