ปฏิกิริยามากกว่า 1 ปฏิกิริยาต่อเนื่องกัน 

                ลักษณะของปฏิกิริยาประเภทนี้คือมีปฏิกิริยาตั้งแต่ 2 ปฏิกิริยาขึ้นไป  โดยการเกิดขึ้นของปฏิกิริยาต้องเป็นไปตามลำดับ  คือต้องให้ปฏิกิริยาขั้นแรกเกิดขึ้นก่อน 
จากนั้นต้องใช้ผลิตภัณฑ์จากปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นก่อนเป็นสารตั้งต้นของปฏิกิริยาขั้นต่อไป  และต่อไปจนกว่าจะถึงปฏิกิริยาขั้นสุดท้าย  เช่น  การเผาไหม้ของซัลเฟอร์ทำให้เกิดก๊าซ  SO₂ 
 ผสมอยู่ในบรรยากาศ  เมื่อฝนตก  ก๊าซ  SO₂  ก็จะละลายรวมตัวกับน้ำฝน  กลายเป็นกรดซัลฟูรัส (H₂SO₃)  น้ำฝนจึงมีสมบัติเป็นฝนกรด   มีขั้นตอนดังนี้

                ขั้นที่ 1  การเผาไหม้ของซัลเฟอร์  เกิด SO₂

                                S + O₂  →  SO₂

                ขั้นที่ 2  SO₂  ละลายในน้ำฝน  กลายเป็นกรด H₂SO₃  (กรดซัลฟูรัส) ละลายรวมอยู่ในน้ำฝน

                                H₂O + SO₂  →  H₂SO₃

                การคำนวณเกี่ยวกับปริมาณสารจากสมการประเภทนี้  ต้องดุลสมการย่อยทุกสมการเช่นเดียวกับการดุลสมการเคมีที่ผ่านมาแล้ว  จากนั้นให้สังเกตว่า  ผลิตภัณฑ์จากปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นก่อน 
ที่นำมาใช้เป็นสารตั้งต้นของปฏิกิริยาขั้นต่อไปนั้นมีจำนวนโมลเท่ากันหรือไม่    ถ้าเท่ากันแสดงว่าปฏิกิริยาทั้งชุดเป็นปฏิกิริยาที่ได้รับการดุลอย่างต่อเนื่องกันแล้ว  มีผลให้มาการทั้งชุดเสมือนหนึ่ง
เป็นสมการเดียวกัน  เช่น 

                สังเกตจำนวนโมลของ  SO₂  ที่เกิดขึ้นในสมการ  I.  มีจำนวน  1  โมล  และเมื่อนำมาใช้ในสมการ  II.  ก็มีจำนวน  1  โมลเช่นกัน   ลักษณะนี้แสดงว่าสมการดุลแบบต่อเนื่องแล้ว 
มีผลให้สมการทั้งชุดเสมือนเป็นสมการเดียวกัน  จึงสามารถคำนวณเปรียบเทียบปริมาณสารข้ามสมการกันได้  เช่น

-      ถ้าใช้  S  จำนวน  1  โมล  (สมการ I.) จะได้ผลิตภัณฑ์  H₂SO₃  จำนวน  1  โมลเช่นกัน  (สมการ  II.)  

-      ถ้ามี  H₂SO₃  เกิดขึ้น  1  โมล (สมการ  II.)  จะต้องใช้   O₂  จำนวน  1  โมลเช่นกัน (สมการ I.)

                นอกจากนั้นแล้วเราสามารถรวมสมการทั้งหมดเข้าด้วยกันให้เหลือเป็นสาการเดียวก็ได้  เช่น

                           I. +  II. ;       S + O₂ +H₂O + SO₂  →  SO₂  +  H₂SO₄

                สมการรวม    ;       S + O₂ +H₂O            →               H₂SO₄

              เมื่อพิจารณาจากสมการรวม  การเปรียบเทียบปริมาณสารต่าง ๆ  ที่ทำปฏิกิริยากันและที่ได้จากปฏิกิริยาจะเห็นได้ชัดเจนกว่าขณะที่สมการยังแยกกันอยู่   เช่น

-     ถ้าใช้  S  จำนวน  1  โมล  จะได้ผลิตภัณฑ์  H₂SO₃  จำนวน  1  โมลเช่นกัน 

-      ถ้ามี  H₂SO₃  เกิดขึ้น  1  โมล จะต้อง  O₂  จำนวน  1  โมลเช่นกัน

 ตัวอย่าง  สิ่งที่ใช้ทำดอกไม้ไฟคือดินปืนซึ่งมีซัลเฟอร์เป็นส่วนประกอบที่สำคัญชนิดหนึ่ง  สมมติว่าดอกไม้ไฟ  1  ชุด  มีซัลเฟอร์เป็นส่วนประกอบอยู่  320  กรัม  อยากทราบว่า
ถ้าจุดดอกไม้ไฟชุดดังกล่าวนี้  จะมีโอกาสทำให้เกิดกรดซัลฟูรัสได้อย่างมากที่สุดกี่กรัม  (H=1  O=16  S=32)

 วิธีทำ  ก่อนอื่นต้องดุลสมการย่อยและดุลสมการต่อเนื่องให้ถูกต้องเสียก่อน  จากนั้นจึงพิจารณาว่าสิ่งที่กำหนดให้กับสิ่งที่ต้องการทราบอยู่ ณ ส่วนใดของสมการ

• การคำนวณปริมาณสารจากสมการเคมีทำได้หลายวิธี  ขึ้นอยู่กับทักษะของแต่ละคน  วิธีคิดดังที่แสดงเป็นตัวอย่างนี้เป็นวิธีที่ใช้กันทั่ว ๆ  เมื่อเข้าใจดีแล้วจะใช้วิธีอื่น ๆ ได้อีก
• ขั้นแรกจะเปลี่ยนซัลเฟอร์  320  กรัม  ให้เป็นจำนวนโมลเสียก่อน  เมื่อทราบจำนวนโมลของซัลเฟอร์ที่ใช้ก็จะทราบจำนวนโมลของ  H₂SO₃  ที่ได้  จากนั้นเปลี่ยนจำนวนโมลของ H₂SO₃  ให้เป็นน้ำหนัก  ก็จะได้คำตอบ

            ถ้ามี  S  หนัก  32  กรัม  คิดเป็น                    1             โมล

            ถ้ามี  S  หนัก  320  กรัม  คิดเป็น             =  10.0     โมล

จากสมการ  จำนวนโมลของ  H₂SO₃  ที่ได้            =   จำนวนโมลของ  S  ที่ใช้

                                                                  =  10.0     โมล

เปลี่ยนจำนวนโมลของ  H₂SO₃  ให้เป็นน้ำหนัก

ถ้ามี  H₂SO₃  จำนวน  1  โมล  มีน้ำหนัก                      =   82       กรัม

ถ้ามี  H₂SO₃  จำนวน  10  โมล  มีน้ำหนัก                    =   82 x 10 = 820    กรัม

*ฉะนั้นการจุดดอกไม้ไฟ  1  ชุด  ซึ่งมีซัลเฟอร์เป็นส่วนประกอบ  320  กรัม  จะมีโอกาสทำให้เกิดกรดซัลฟูรัสได้สูงสุด  820  กรัม  ตอบ

แต่ถ้าผลิตภัณฑ์จากปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นก่อน  ที่นำมาใช้เป็นสารตั้งต้นในปฏิกิริยาขั้นต่อไปยังมีจำนวนโมลไม่เท่ากัน  แสดงว่าสมการทั้งชุดยังไม่ได้รับการดุลอย่างต่อเนื่อง 
ยังคิดคำนวณเปรียบเทียบปริมาณสารข้ามสมการกันไม่ได้  ต้องดุลสมการให้ต่อเนื่องเสียก่อนโดยใช้ตัวเลขที่เหมาะสมคูณสมการเหล่านั้น  เพื่อให้จำนวนโมลของสารดังกล่าวเท่ากัน   
การดุลสมการต่อเนื่องมีผลให้สมการย่อยทั้งหมดเสมือนหนึ่งเป็นสมการเดียวกัน  ทำให้เปรียบเทียบปริมาณสารที่อยู่ต่างสมการกันได้โดยตรง    หรือจะนำมาเขียนรวมเป็นสมการเดียวก็ได้ 
เช่น  การผลิต  KMnO₄  ประกอบด้วยปฏิกิริยา  2  ขั้น  คือ 

                จะเห็นได้ว่า  2K₂MnO₄ จากสมการที่  I เมื่อนำมาใช้เป็นสารตั้งต้นในสมการที่ II  กลายเป็น  3K₂MnO₄  กรณีนี้จำนวนโมลไม่เท่ากันแสดงว่าสมการยังไม่ดุลแบบต่อเนื่ง 
จึงต้องดุลสมการแบบต่อเนื่อง  โดยใช้ตัวเลขที่เหมาะสมคูณแต่ละสมการเพื่อทำให้จำนวนโมลของ   K₂MnO₄  เท่ากันทั้ง 2 สมการ  ซึ่งจะมีผลให้จำนวน

โมลของสารอื่น ๆ เปลี่ยนไปด้วย  ดังนี้

                คูณสมการ I  ด้วย  3  คูณสมการ  II ด้วย  2

I.   3(2MnO₂ +  4KOH  +  O₂  →  2K₂MnO₄  +  2H₂O)

     6MnO₂ +  8KOH  +  3O₂  →  6K₂MnO₄  +  6H₂O

II  2(3K₂MnO₄  +  4CO₂  +  2H₂O  →  2KMnO₄  +  4KHCO₃  +  MnO₂)

     6K₂MnO₄  +  8CO₂  +  4H₂O  → 4KMnO₄  +  8KHCO₃  +  2MnO₂

สมการที่ดุลแบบต่อเนื่องแล้วเป็นดังนี้

สมการย่อยทั้ง 2 สมการนี้เสมือนหนึ่งเป็นสมการเดียวกัน  คำนวณเปรียบเทียบปริมาณสารทุกชนิดข้ามสมการกันได้  เช่น  ถ้าต้องการ  KMnO₄  จำนวน 4 โมล  จะต้องใช้  MnO₂ 6 โมล

หรือจะนำสมการ  I. + II.  เพื่อให้เป็นสมการเดียวกันก็ได้  ดังนี้

                                             6MnO₂ + 8KOH + 3O₂ + 6K₂MnO₄ + 8CO₂ + 4H₂O  →   6K₂MnO₄ +  6H₂O + 4KMnO₄ + 8KHCO₃ + 2MnO₂

แบบฝึกหัด

1.  ปฏิกิริยาในการเตรียม KMnO₄  เป็นดังนี้

                I.  2MnO₂ +  4KOH  +  O₂  →  2K₂MnO₄  +  2H₂O

                II  3K₂MnO₄  +  4CO₂  +  2H₂O  →  2KMnO₄  +  4KHCO₃  +  MnO₂

      ถ้าเริ่มต้นมี  MnO₂  174  กรัม  จะเตรียม  KMnO₄ ได้มากที่สุดกี่กรัม  (K = 39  Mn = 55 O = 16)

                1.  210.67                                2.  316.00                3.  348.00                4.  425.00

2.   ในการหาปริมาณออกซิเจนในน้ำมีปฏิกิริยาเกิดขึ้นดังนี้

                I.   Mn(OH)₂  +  O₂  →  2MnO₂  +  2H₂O

                II.  2MnO₂  + 4I^-  + 8H⁺  →  2Mn²⁺  +  2I₂  + H₂O

                III.  2I₂  +  4S₂O₃^2-  →  2S₄O₆^2- + 4I^-

                เมื่อนำน้ำตัวอย่างที่ผ่านขั้นตอนที่ I  และ  II จำนวน  1,000  cm³  มาทำปฏิกิริยากับสารละลายโซเดียมไทโอซัลเฟต (Na₂S₂O₃) ความเข้มข้น 0.005โมล/ลิตร (ปฏิกิริยาที่ III) 
พบว่าต้อใช้สารละลายโซเดียมไทโอซัลเฟต  30  cm³  ปริมาณของออกซิเจนในน้ำเป็นกี่  mg/dm³

                1.  1.2                      2.  2.4                      3.  3.6                      4.  5.0

3.  ในการผลิตโลหะไททาเนียมจาก TiO₂  ทำได้โดยการผสม  TiO₂  กับผงถ่านและแก๊ส   Cl₂  แล้วเผาให้ร้อนจัด  ปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นเป็นดังสมการ

                I.  TiO₂  + Cl₂  + C  →  TiCl₄  +  CO₂

                II.  TiCl₄  + H₂  →  Ti  +  HCl

                ถ้าใช้  TiO₂  2.4  กรัม  จะต้องใช้แก๊สไฮโดรเจนกี่ลิตรที่  STP  (Ti = 48  Cl=35.5)

                1.  0.672                                  2.  1.344                                  3.  5.376                                  4.  53.76

4.  ในการถลุงแร่คาลโคไพไรต์ (CuFeS₂)  มีปฏิกิริยาเกิดขึ้นดังนี้

                I.  2CuFeS₂  +  4O₂  →  Cu₂S  +  2FeO  +  3SO₂

                II.  2Cu₂S  +  3O₂  →  2Cu₂O  +  2SO₂

III.  2Cu₂O  +  Cu₂S  →  6Cu  +  SO₂

อยากทราบว่าเมื่อถลุงทองแดงได้  1  กิโลกรัม  จะมีแก๊ส  SO₂  ซึ่งเป็นแก๊สพิษเกิดขึ้นกี่กรัม

(Cu = 63.5  Fe = 56  O = 16  S = 32)

1.  1007.87                              2.  1511.81                              3.  2015.75                              4.  6400.00

5.  (Ent.42 มี.ค.  อัตนัย) ในการทำลายแก๊ส  SO₂  โดยออกซิไดซ์เป็น  SO₃  แล้วละลายน้ำ  จะได้กรด  H ₂ SO₄  ถ้าได้กรด  H₂SO₄  1.96  กิโลกรัม  จะต้องใช้ก๊าซออกซิเจน
อย่างน้อยที่สุดกี่  dm³  ที่  STP 

        I.   SO₂ + O₂  →  SO₃

        II.  SO₃  +  H₂O  →  H₂SO₄

6.  (Ent.42 มี.ค.  อัตนัย) ในอุตสาหกรรมถลุงแร่ดีบุก  โดยผสมแร่ดีบุกกับถ่านโค้ก  ( C )  แล้วเผาให้ร้อนจัดในเตาถลุงที่มี  O₂  อยู่จำกัด  ทำให้เกิดแก๊ส  CO  จากนั้นแก๊ส  CO
จึงไปทำปฏิกิริยากับแร่ดีบุกดังสมการ

                I.   2C  +   O₂  →  2CO

                II.  SnO₂  +  2CO  →  Sn  + 2CO₂ 

        ถ้าในการถลุงครั้งหนึ่ง   ผสมถ่านโคกกับแร่ดีบุกในอัตราส่วน  1:5  โดยมวล  จงหาว่าเมื่อผลิตโลหะดีบุกได้  119  kg  จะมีถ่านโค้กเหลืออยู่กี่กิโลกรัม

7.  (คัดเลือกเคมีโอลิมปิค 2543)  เมื่อเผา  Fe₂O₃  กับผงถ่านในบรรยากาศของก๊าซออกซิเจนจะได้  Fe  กับก๊าซ  CO₂  ดังสมการเคมีที่ยังไม่ได้ดุล  ถ้าเผา  Fe₂O₃   80  kg
 กับผงถ่าน  12  kg  จะได้  Fe  กี่กิโลกรัม

                I.   C(s)  +  O₂(g)  →  CO(g)

                II.  CO(g)  +  Fe₂O₃(g)  →  Fe(s)  + CO₂(g)

                1.  92                       2.  54                       3.  37                       4.  28

8.  (คัดเลือกเคมีโอลิมปิค 2544)  การเตรียม  KClO₄  สามารถทำได้ดังปฏิกิริยาต่อไปนี้

                I.    Cl₂  +  KOH  →  KCl  +  KClO  +  H₂O

                II.   3KClO  →  2KCl  +  KClO₃

                III.  4KClO₃    →  3KClO₄  +  KCl 

                จะต้องใช้  Cl₂  จำนวนกร่กรัมเพื่อเตรียม   KClO₄  จำนวน  200  กรัม

                1.  205                     2.  322                     3.  409                     4.  512

9.  (Ent.47  มี.ค.)  ในการเตรียมน้ำยาฟอกขาว  (NaOCl)  เข้มข้น  2.0  โมล/ลิตร  โดยผ่านแก๊สคลอรีนที่ได้จากปฏิกิริยาระหว่าง  KMnO₄ กับ  HCl  ลงในสารละลาย  
NaOH  100  cm³  ปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นเป็นดังนี้

                I.   2KMnO₄  +  16HCl  →  2KCl  +  2MnCl₂  +  H₂O  +  Cl₂

                II.  Cl₂  +  NaOH  →  NaOCl  +  NaCl  +  H₂O  (สมการยังไม่ดุล)

                จะต้องใช้  KMnO₄  หนักกี่กรัม

                1.  6.3                      2.  12.7                    3.  79.0                    4.  126.4

10.  (PAT.2 ต.ค. 51)  กำหนดปฏิกิริยาต่าง ๆ ดังนี้

                2Al  +  2NaOH  2H₂O  →  2NaAlO₂  +  3H₂    ……………….(1)

                NH₄NO₃  →  N₂O  +  2H₂O ……………………….(2)

                H₂  +  N₂O  →  H₂O  +  N₂  …………………(3)

                เมื่อใช้  Al  จำนวน  0.90  กรัม  ทำปฏิกิริยากับ  NaOH  จำนวนมากเกินพอ  ปรากฏว่าได้  H₂  จำนวนหนึ่งซึ่งทำปฏิกิริยาพอดีกับ  N₂O  ที่เกิดจากการสลายตัวของ 
NH₄NO₃  มวลของ  NH₄NO₃  ที่ใช้เป็นกี่กรัม   (Al=27  Na=23  O=16  N=14  H=1)

                1.  0.45                    2.  1.40                    3.  2.70                    4.  4.00

11.  (A-Net  49  อัตนัย )  เมื่อเผาแร่  AX₂  ในบรรยากาศออกซิเจนและไฮโดรเจนตามลำดับ ได้โลหะ A ดังสมการ  (สมการยังไม่ดุล) 

                AX₂  +  O₂  →  AO₃  +  XO₂

                AO₃  +  H₂ →  A  +  H₂O

        ถ้ากระบวนการเผาแร่ดังกล่าวใช้  AX₂  1600  กรัม  แก๊สออกซิเจน  120  กรัม  จะได้โลหะ  A  มากที่สุดกี่กรัม  (มวลอะตอมของ  X = 32    A  =  96)

Size : 6.64 KBs Upload : 2013-08-08 06:18:17

ติชม กำลังแสดงหน้า 1/0 << 1 >>

ต้องการให้คะแนนบทความนี้่ ? 0 คะแนนโหวด สร้างโดย : K-Me สถานะ : ผู้ใช้ทั่วไป วิทยาศาสตร์