สารละลาย (Solution)

            สารละลายเป็นสารเนื้อเดียวแต่ไม่ใช่สารบริสุทธิ์  มีสมบัติเป็นของผสมเนื้อเดียว  โดยอัตราส่วนในการผสมเปลี่ยนแปลงได้  โดยสิ่งที่ผสมกันไม่ทำปฏิกิริยากัน
ฉะนั้นสารแต่ละชนิดที่ผสมกันอยู่ในสารละลายจึงยังคงมีสมบัติทางเคมีอย่างเดิม  คือไม่มีสารใหม่เกิดขึ้น  เป็นการเปลี่ยนแปลงทางกายภาพ (physical change)  
แตกต่างจากการเปลี่ยนแปลงทางเคมี (chemical change)  ที่มีสารใหม่เกิดขึ้น  และอัตราส่วนโดยมวลหรือโดยจำนวนโมล ในการทำปฏิกิริยาคงที่ 
(กฎสัดส่วนคงที่) เช่น  ก๊าซ H₂ ติดไฟได้  ขณะที่ก๊าซ  O₂  ช่วยให้ไฟติด  แต่เมื่อทำปฏิกิริยากันกลายเป็น  H₂O  พบว่ามีสมบัติไม่เหมือนเดิมคือไม่ติดไฟ  ไม่ช่วยให้ไฟติดแต่ใช้ดับไฟได้ 

(ชมแอนิเมชันแสดงการเปลี่ยนแปลงทางกายภาพและทางเคมี)

การจำแนกประเภทของสารเป็นดังนี้

                สารละลายประกอบด้วยส่วนสำคัญ  2  ส่วนคือ  ตัวทำละลาย (solvent)  กับตัวละลาย (solute)  สารละลายมีได้ทุกสถานะ  สารละลายที่เป็นของแข็ง  เช่น 
โลหะผสมชนิดต่าง ๆ (ทองเหลือง  นาก  สำริด ทองเค)   
                                                                                         
                                                                                              (คลิ้ก ชมแอนิเมชัน solute &  solvent)

การเปรียบเทียบทองเคกับเปอร์เซนต์ทองจะเปรียบเทียบได้ดังนี้

• ทอง 24เค เทียบเท่ากับ ทอง 100%
• ทอง 18เค เทียบเท่ากับ ทอง 75.00%
• ทอง 14เค เทียบเท่ากับ ทอง 58.33%
• ทอง 10เค เทียบเท่ากับ ทอง 41.67%

สารละลายที่เป็นของเหลว  เป็นชนิดที่พบเห็น  คุ้นเคยและเกี่ยวข้องกับชีวิตประจำวันเป็นอย่างมาก  เช่น  น้ำเกลือ  น้ำหวาน  น้ำปลา  น้ำอัดลม...  นอกจากนั้นยังมีสารละลายที่เป็นก๊าซ 
เช่น  อากาศ  (อากาศเป็นได้ทั้งสารแขวนลอย  คอลลอยด์และสารละลาย  ขึ้นอยู่ที่ว่าจะพิจารณาที่องค์ประกอบส่วนใด) แต่ไม่ว่าจะเป็นสารละลายที่มีสถานะใดก็จะประกอบด้วยตัวทำละลาย
 (solvemt) กับตัวละลาย (solute) เสมอ  โดยทั่วไปให้ถือว่าสารที่มีมากที่สุดในสารละลายเป็นตัวทำละลาย  บางครั้งจะพบว่าในตัวทำละลายเดียวกันอาจมีตัวละลายมากกว่า 1 ชนิดก็ได้ 
เช่น  เติมน้ำตาลและเกลือลงไปในน้ำแก้วเดียวกัน  สารละลายที่เกิดขึ้นก็จะมีทั้งน้ำตาลและเกลือเป็นตัวละลาย

ถ้าเราพิจารณาที่อัตราส่วนของตัวละลายกับตัวทำละลายที่มีอยู่ในสารละลายต่าง ๆ  เราอาจจำแนกประเภทของสารละลายออกเป็น  สารละลายเจือจาง (dilute solution)
คือมีอัตราส่วนของตัวละลายอยู่น้อย  สารละลายเข้มข้น (concentration solution) คือมีอัตราส่วนของตัวละลายอยู่มากขึ้น  สารละลายอิ่มตัว (saturated solution)
 คือสารละลายที่มีตัวละลายมากจนละลายไม่หมด (แต่ไม่หยุดละลาย  ยังคงละลายต่อไปแต่ขณะเดียวกันส่วนที่ละลายไปก่อนมีการตกผลึก  จึงมีทั้งการละลายและการตกผลึกเกิดขึ้นพร้อมกัน 
ถ้าสารละลายยังไม่อิ่มตัวจะไม่เกิดเหตุการณ์นี้) และสารละลายอิ่มตัวยิ่งยวด (super saturated solution)  

                                                                                         

สารละลายอิ่มตัวยิ่งยวดเกิดจากการนำสารละลายอิ่มตัวมาทำให้เกิดการละลายต่อไปอีก  เช่น การละลายของโซเดียมอะซิเตต (CH₃COONa)  เราเตรียมสารละลายอิ่มตัวที่อุณหภูมิต่ำเอาไว้ 
จากนั้นเพิ่มอุณหภูมิให้แก่สารละลาย  ทำให้ CH₃COONa   ละลายต่อไปได้อีกจนกระทั่งอิ่มตัวอีกครั้งหนึ่งที่อุณหภูมิสูง  สารละลายอิ่มตัวที่เกิดขึ้นในครั้งหลังนี้เป็นสารละลายอิ่มตัวยิ่งยวด 
ถ้าอุณหภูมิลดลงจะเกิดการตกผลึกทันที   หรืออีกวิธีหนึ่งเตรียมสารละลาย CH₃COONa อิ่มตัวเอาไว้  จากนั้นใส่ผลึก CH₃COONa  ลงไปอีกเล็กน้อยจะกลายเป็นสารละลายอิ่มตัวยิ่งยวด
แล้วตกผลึกทันทีเช่นกัน 



                                                                            (คลิ้ก ชมวีดีทัศน์แสดงการตกผลึกของสารละลายอิ่มตัวยิ่งยวด)

                                                                                              
                                                                                                   
                                                                                           

ความเข้มข้นของสารละลาย (Concentration) 

หมายถึง  การบอกปริมาณของตัวละลายที่มีอยู่ในสารละลายต่าง ๆ มีวิธีบอกความเข้มข้นของสารละลายได้หลายวิธี  ดังนี้

                1.  ร้อยละ (percent)

1.1  ร้อยละโดยมวล/มวล  หรือร้อยละโดยมวล (percent weight/weight  , %w/w , % by w , percent by mass  , %m/m  , % by mass ) 
คือการบอกน้ำหนักของตัวละลาย  ที่มีอยู่ในสารละลาย  100  หน่วยน้ำหนักที่เป็นหน่วยเดียวกัน  เช่น  C₆H₁₂O₆ หนัก  10  กรัม  ละลายในน้ำ  90  กรัม  ได้สารละลายหนัก 100  กรัม 
สารละลายจะมีความเข้มข้น ร้อยละ  10  โดยมวล  หรือ 10% w/w  หรือ 10% by mass …ดังรูป    

ถ้าทราบความหนาแน่นของสารละลายนี้จะช่วยให้คิดคำนวณเกี่ยวกับสารละลายนี้ได้เพิ่มขึ้น  สมมติว่าสารละลายนี้มีความหนาแน่น 1.10 g/cm³  จงคำนวณหาสิ่งต่อไปนี้

ก.      ถ้านำสารละลายนี้มา  50 cm³ จะมี  C₆H₁₂O₆  ละลายอยู่กี่กรัม

ข.       ถ้าต้องการ C₆H₁₂O₆  1  กรัม  จะต้องนำสารละลายนี้มากี่ cm³

ค.       ถ้านำสารละลายนี้มา  1  dm³ (1,000 cm³)  จะมี C₆H₁₂O₆  ละลายอยู่กี่โมล

วิธีทำ (ก)  * สารละลายนี้มีความหนาแน่น 1.10 g/cm³ 

                สารละลาย  1  cm³  หนัก          1.10    g

                สารละลาย 50 cm³  หนัก          1.10 x 50  =  55.0    g

                 *  สารละลายมีความเข้มข้น  10 % w/w

                สารละลาย 100 g มี C₆H₁₂O₆ ละลายอยู่  10    g

                สารละลาย  55  g มี C₆H₁₂O₆  ละลายอยู่    =  5.50    g  ตอบ

        (ข)  * สารละลายมีความเข้มข้น  10 % w/w

               ถ้าต้องการ C₆H₁₂O₆ 10  กรัม  ต้องนำสารละลายมา    100    กรัม

                ถ้าต้องการ C₆H₁₂O₆ 1  กรัม  ต้องนำสารละลายมา     =  10   กรัม

                * สารละลายนี้มีความหนาแน่น 1.10 g/cm³ 

                สารละลาย 1.10 กรัม  มีปริมาตร     1    cm³

                สารละลาย 10 กรัม  มีปริมาตร      =    9.09   cm³   ตอบ

        (ค)  * สารละลายนี้มีความหนาแน่น 1.10 g/cm³ 

                สารละลาย  1  cm³  หนัก          1.10    g

                สารละลาย  1,000  cm³  หนัก          = 1,100    g

                * สารละลายมีความเข้มข้น  10 % w/w

                สารละลาย 100 g มี C₆H₁₂O₆ ละลายอยู่  10    g

                สารละลาย 1,100 g มี C₆H₁₂O₆ ละลายอยู่      =  110   g

                คิดเป็นจำนวนโมล  ; n =  W/M

                                          n =  110/C₆H₁₂O₆  = 110/180   =  0.61  โมล  ตอบ

1.2         ร้อยละโดยมวล/ปริมาตร (percent  weight/volume , %w/v)  คือการบอกน้ำหนักของตัวละลาย  ที่มีอยู่ในสารละลาย  100  หน่วยปริมาตร
  โดยกำหนดให้ใช้หน่วยของมวลกับปริมาตรที่สัมพันธ์กัน  คือ  กรัม (g) ใช้กับลูกบาศก์เซนติเมตร (cm³)  หรือ  กิโลกรัม (kg) ใช้กับลิตร (l) หรือลูกบาศก์เดซิเมตร (dm³) 
เช่น  C₆H₁₂O₆ หนัก  10  กรัม  ละลายน้ำจนได้สารละลาย  100 cm³  สารละลายจะมีความเข้มข้น  ร้อยละ 10 โดยมวล/ปริมาตร หรือ   10 % w/v  ดังรูป   

ถ้าทราบความหนาแน่นของสารละลายนี้จะช่วยให้คิดคำนวณเกี่ยวกับสารละลายนี้ได้เพิ่มขึ้น  สมมติว่าสารละลายนี้มีความหนาแน่น 1.10 g/cm³  จงคำนวณหาสิ่งต่อไปนี้

ก.  ถ้านำสารละลายนี้มา  50 cm³ จะมี  C₆H₁₂O₆  ละลายอยู่กี่กรัม

ข.  ถ้าต้องการ C₆H₁₂O₆  1  กรัม  จะต้องนำสารละลายนี้มากี่กรัม

ค.  ถ้านำสารละลายนี้มา  1  dm³ (1,000 cm³)  จะมี C₆H₁₂O₆  ละลายอยู่กี่โมล

วิธีทำ (ก) 

                 *  สารละลายมีความเข้มข้น  10 % w/v

                สารละลาย 100 g มี C₆H₁₂O₆ ละลายอยู่  10    g

                สารละลาย  50  g มี C₆H₁₂O₆  ละลายอยู่    =  5.00   g  ตอบ

        (ข)  * สารละลายมีความเข้มข้น  10 % w/w

               ถ้าต้องการ C₆H₁₂O₆ 10  กรัม  ต้องนำสารละลายมา    100    cm³

                ถ้าต้องการ C₆H₁₂O₆ 1  กรัม  ต้องนำสารละลายมา     =  10   cm³

                * สารละลายนี้มีความหนาแน่น 1.10 g/cm³ 

                สารละลาย 1    cm³  มีน้ำหนัก     1.10 กรัม 

                สารละลาย 10 cm³  มีน้ำหนัก     1.10 x 10  =    11.00   กรัม  ตอบ

        (ค)  * สารละลายมีความเข้มข้น  10 % w/v

                สารละลาย 100 cm³ มี C₆H₁₂O₆ ละลายอยู่              10    g

                สารละลาย 1,100 cm³ มี C₆H₁₂O₆ ละลายอยู่      =  110   g

                คิดเป็นจำนวนโมล  ; n = W/M

                                         n = 110/C₆H₁₂O₆  =  110/180    =  0.61  โมล  ตอบ

1.3         ร้อยละโดยปริมาตร/ปริมาตร (percent volume/volume , %v/v)  คือการบอกปริมาตรของตัวละลายที่มีอยู่ในสารละลาย  100  หน่วยปริมาตร 
โดยเป็นหน่วยปริมาตรหน่วยเดียวกัน  เช่น  เอทานอล (C₂H₆O) 10 cm³ + น้ำ  90  cm³  กลายเป็นสารละลาย  100  cm³  สารละลายนี้มีความเข้มข้นร้อยละ 10  โดยปริมาตร/ปริมาตร
 หรือ 10 % v/v  ดังรูป

ถ้าทราบความหนาแน่นของสารละลายนี้จะช่วยให้คิดคำนวณเกี่ยวกับสารละลายนี้ได้เพิ่มขึ้น  สมมติว่าสารละลายนี้มีความหนาแน่น 1.10 g/cm³  จงคำนวณหาสิ่งต่อไปนี้

ก.  ถ้านำสารละลายนี้มา  50 cm³ จะมี  C₂H₆O  ละลายอยู่กี่กรัม (ความหนาแน่นของ C₂H₆O บริสุทธิ์ = 0.8 g/cm³)

ข.  ถ้าต้องการ C₂H₆O  1  กรัม  จะต้องนำสารละลายนี้มากี่กรัม(ความหนาแน่นของ C₂H₆O บริสุทธิ์ = 0.8 g/cm³)

ค.  ถ้านำสารละลายนี้มา  1  dm³ (1,000 cm³)  จะมี C₂H₆O  ละลายอยู่กี่โมล(ความหนาแน่นของ C₂H₆O บริสุทธิ์ = 0.8 g/cm³)

วิธีทำ (ก) 

                 *  สารละลายมีความเข้มข้น  10 % v/v

                สารละลาย 100 cm³มี C₂H₆O ละลายอยู่              10   cm³

                สารละลาย  50  cm³ มี C₂H₆O ₆  ละลายอยู่    =  5.00   cm³   

                *ความหนาแน่นของ C₂H₆O บริสุทธิ์ = 0.8 g/cm³

                C₂H₆O  1  cm³  หนัก                         =  0.8    g

                C₂H₆O  5  cm³  หนัก                         =  0.8 x 5   g

                                                                           =  4.0  g  ตอบ

  (ข)  * ความหนาแน่นของ C₂H₆O บริสุทธิ์ = 0.8 g/cm³

                C₂H₆O  หนัก  0.8 g  มีปริมาตร   =  1.0   cm³

                C₂H₆O  หนัก  1.0 g  มีปริมาตร   =  1.0/0.8  =  1.25   cm³

สารละลายมีความเข้มข้น  10 % v/v

               ถ้าต้องการ C₂H₆O   10  cm³  ต้องนำสารละลายมา    100    cm³

                ถ้าต้องการ C₂H₆O  1.25  cm³   ต้องนำสารละลายมา     =  12.5   cm³

                * สารละลายนี้มีความหนาแน่น 1.10 g/cm³ 

                สารละลาย   1    cm³  มีน้ำหนัก     1.10 กรัม 

                สารละลาย  12.5 cm³  มีน้ำหนัก     12.5  x 10  =    125   กรัม  ตอบ

        (ค)  * สารละลายมีความเข้มข้น  10 % v/v

                สารละลาย 100 cm³ มี C₂H₆O ละลายอยู่  10    cm³

                สารละลาย 1,000 cm³ มี C₂H₆O  ละลายอยู่      =  100   cm³

                * ความหนาแน่นของ C₂H₆O บริสุทธิ์ = 0.8 g/cm³

                ฉะนั้น  C₂H₆O  จำนวน  100  cm³  หนัก  =   100 x 0.8  =  80  g

                คิดเป็นจำนวนโมล  ; n = W/M

                                         n =  80/C₂H₆O  = 80/46   =  1.74  โมล  ตอบ

แบบฝึกหัด 

1.     น้ำกลั่น  0.10  kg  มีน้ำตาลกลูโคส (C₆H₁₂O₆)  ละลายอยู่  13.50  กรัม  สารละลายจะมีความเข้มข้นคิดเป็นร้อยละโดยมวลเท่าไร  (ตอบ  11.90)

2.     น้ำยาฟอกขาวชนิดหนึ่งมีความเข้มข้นของโซเดียมไฮโปคลอไรต์  (NaOCl)  ร้อยละ  3.62  โดยมวล  ถ้าชนิดบรรจุขวดมีน้ำหนัก  2,500  กรัม  จะมี  NaOCl  ละลายอยู่กี่กรัม 
(ตอบ  90.50  กรัม)

3.     แคลเซียมคลอไรด์ (CaCl₂)  16.50  กรัม  ละลายอยู่ในน้ำ  450  กรัม  สารละลายมีความเข้มข้นร้อยละโดยมวลเท่าไร

4.    ไอโอดีน (I₂)  จำนวน  0.065  โมล  ละลายอยู่ใน  CCl₄  หนัก  120  กรัมอยากทราบว่าความเข้มข้นของสารละลาย  คิดเป็นร้อยละเท่าไรโดยมวล (I = 127)

5.    โซดาซักผ้า (Na₂CO₃)  หนัก  18.00  กรัม  นำไปละลายน้ำจนได้สารละลาย  85  cm³  สารละลายจะมีความเข้มข้นเท่าไรเมื่อคิดเป็นร้อยละโดยมวล/ปริมาตร 
(Na=23  O=16  C=12)

6.    น้ำกลั่น  85.00  กรัม  เติมโซดาซักผ้าลงไป  18.00  กรัม  คนจนละลายหมด  สารละลายที่ได้จะมีความเข้มข้นเท่าไรเมื่อคิดเป็นร้อยละโดยมวล/มวล

7.     ถ้ามีโซดาซักผ้าอยู่  5.75  กรัม  จะทำให้เป็นสารละลายที่มีความเข้มข้นร้อยละ  0.75  โดยมวล/ปริมาตร  จะเตรียมสารละลายดังกล่าวได้อย่างมากที่สุดกี่  cm³

8.     แอมโมเนียมไฮโดรเจนคาร์บอเนต (NH₄HCO₃)  หนัก  1.00  กรัม  ทำให้เป็นสารละลาย  25.00  กรัม  อยาก   ทราบว่า  สารละลายมีความเข้มข้นเท่าไร
เมื่อคิดเป็นร้อยละโดยมวล/มวล

9.     น้ำโซดา  คือสารละลายอิ่มตัวของกรดคาร์บอนิก (H₂CO₃)  ชนิดบรรจุขวดขนาดเล็กมีปริมาตร  325  cm³  มีความหนาแน่น  1.05  g/cm³  ถ้าน้ำบริสุทธิ์มีความหนาแน่น 
1.00 g/cm³  อยากทราบว่า  (ให้คิดว่าการที่มี H₂CO₃  ละลายน้ำ  ไม่ทำให้ปริมาตรของน้ำเปลี่ยนแปลง)

                9.1   น้ำโซดา  1  ขวด  มี  H₂CO₃  ละลายอยู่กี่กรัม

                9.2   ความเข้มข้นของสารละลายเป็นเท่าไร  เมื่อคิดเป็นร้อยละโดยมวล/ปริมาตร

9.3         ความเข้มข้นของสารละลายเป็นเท่าไร  เมื่อคิดเป็นร้อยละโดยมวล/มวล

10.   ฉลากข้างขวดของน้ำหวาน Hale’s  แนะนำว่าให้ผสมน้ำหวาน  1  ส่วนต่อน้ำ  4  ส่วน  จะได้น้ำหวานพร้อมดื่มที่มีความเข้มข้นของน้ำตาล  13.00 %  (โดยมวล/ปริมาตร) 
อยากทราบว่าน้ำหวานที่ยังไม่ได้ผสมน้ำจะมีความเข้มข้นเท่าไรในหน่วยเดียวกัน

11.   สุรา  35  ดีกรี  เกิดจากการผสมเอทิลแอลกอฮอล์ (C₂H₅OH หรือ C₂H₆O)  บริสุทธิ์  35.00  cm³  กับน้ำกลั่น  65.00  cm³    นักดื่มสุราจะนำมาผสมกับน้ำโซดาแล้วดื่ม
  ถ้าโดยเฉลี่ยแล้วการดื่มสุราชนิด  35  ดีกรี  1  ขวด  ซึ่งมีปริมาตร  700  cm³  จะผสมกับน้ำโซดาขวดเล็ก , 325  cm³  จำนวน  15  ขวด  อยากทราบว่าเมื่อคิดโดยเฉลี่ยแล้ว 
สุราที่ดื่มจะมีความเข้มข้นเท่าไรเมื่อคิดเป็นร้อยละโดยปริมาตร/ปริมาตร

12.   แคลเซียมซัลเฟต (CaSO₄)  หนัก  15.00  กรัม  ละลายน้ำจนเกิดสารละลาย  240.00  cm³  ถ้าสารละลายนี้มีความหนาแน่น  1.005  g/cm³  อยากทราบว่า  (Ca=40  S=32  O=16)

                12.1  สารละลายมีความเข้มข้นเท่าไรเมื่อคิดเป็นร้อยละโดยมวล/ปริมาตร

                12.2  สารละลายมีความเข้มข้นเท่าไรเมื่อคิดเป็นร้อยละโดยมวล/มวล

                12.3  ถ้าดื่มสารละลายนี้  10.00  cm³  ร่างกายจะได้รับ  Ca²⁺  จำนวนกี่ไอออน

13.   แร่แบไรต์ (Barite , BaSO₄)  หนัก  0.75  กรัม  เมื่อนำไปละลายน้ำจะแตกตัวเป็น  Ba²⁺  กับ  SO₄^2-  ถ้าสารละลายที่ได้มีปริมาตร  78.00  cm³  มีความหนาแน่น  1.025  g/cm³ 
อยากทราบว่า  (Ba=137)

                17.1  ความเข้มข้นของสารละลาย  BaSO₄  เป็นเท่าไร  เมื่อคิดเป็นร้อยละโดยมวล/มวล

                17.2  ความเข้มข้นของสารละลาย  BaSO₄  เป็นเท่าไร  เมื่อคิดเป็นร้อยละโดยมวล/ปริมาตร

14.   น้ำบริสุทธิ์ปริมาตร 105 cm³ ที่ 4 ^oC ซึ่งทำให้อิ่มตัว ด้วยก๊าซ NH₃ จะให้สารละลาย ที่มีความหนาแน่น 0.9 g/cm³ และมีความเข้มข้นของ   NH₃ =  30 % โดยมวล/มวล
จงคำนวณหาปริมาตรของสารละลาย NH₃ ที่ได้( ความหนาแน่นของน้ำ = 1 g/cm³ ) (ENT’36)
         1.  150                    2.  166.67                                3.  147                                     4.  197

15.   สารละลายชนิดหนึ่งเกิดจาก   NaOH  8.00 g. ละลายน้ำ   70.0  g.  อยากทราบว่ามีความเข้มข้นร้อยละเท่าไรโดยมวล/มวล  และถ้าสารละลายนี้มีความหนาแน่น  1.20  g/cm³ 
จะมีความเข้มข้นร้อยละเท่าไรโดยมวล/ปริมาตร  (ตอบ 10.3  และ  12.3)

16.   นำ C₂H₅OH ปริมาตร 50.0 cm³ ผสมกับน้ำจนได้สารละลาย   96.54 cm³ จงคำนวณหาความเข้มข้นของสารละลายนี้ว่าเป็นร้อยละเท่าไรโดยปริมาตร/ปริมาตร (ตอบ 51.8)

17.   จงคำนวณหาน้ำหนัก H₂SO₄ ซึ่งละลายอยู่ในสารละลายที่มีความเข้มข้น 15% โดยมวล  จำนวน 25 g

18.  สารละลายกรด HCl มีความหนาแน่น 1.19 g/cm³ และมีความเข้มข้นของ  HCl  37.2 % โดยมวล จงคำนวณหาว่าถ้านำสารละลายนี้มา 1.00 dm³  จะมี  HCl ละลายอยู่กี่กรัม 
(ตอบ 443 g)

19.  จงหาปริมาตรของสารละลาย  Fe(NO₃)₃    เข้มข้นร้อยละ  15  โดยมวล  ซึ่งมี  Fe(NO₃)₃    ละลายอยู่  30  g  สารละลายมีความหนาแน่น  1.16  g/cm³   (Fe=56  N=14  O=16)

20.  สารละลาย H₂SO₄ เข้มข้นร้อยละ 35 โดยมวล ความหนาแน่น 1.26 g/cm³  อยากทราบว่าในสารละลายนี้ 100 cm³ จะมี H₂SO₄  อยู่กี่กรัม

21.  ต้องชั่งสารละลาย NaCl เข้มข้น 5.0 % โดยมวล กี่กรัม จึงจะได้   NaCl จำนวน 3.2 กรัม  อยู่ในสารละลายนี้ (ตอบ 64 กรัม)

22.   สารละลาย H₂SO₄ เข้มข้น  98 %โดยมวล  มีความหนาแน่น 1.86 g/cm³   ปริมาตรของสารละลายนี้เป็นเท่าใด จึงจะมี  H₂SO₄  ละลายอยู่อยู่ 40.0 กรัม ( ตอบ  22.2 cm³  )

23.  สารละลายกรดไฮโดรคลอริก ความเข้มข้น 37.23 % โดยมวล   มีความหนาแน่น 1.19 g/cm³  จงคำนวณหาน้ำหนักของกรดไฮโดรคลอริกในสารละลายนี้ที่มีปริมาตร 5.00 cm³ 
  (  ตอบ 2.22 g )

                2.  ส่วนในล้านส่วน (part per million , ppm) 

                                เป็นการบอกน้ำหนักของตัวละลายที่มีอยู่ในสารละลาย  1  ล้านหน่วยน้ำหนักที่เป็นหน่วยเดียวกัน  เป็นลักษณะเดียวกับร้อยละโดยมวลแต่มีความละเอียดมากกว่า
  นอกจากนั้นยังมีหน่วยความเข้มข้นในทำนองเดียวกันนี้  เช่น part per billion  หรือ  ppb  (ส่วนในพันล้านส่วน)   เช่น  สารตะกั่ว 10 มิลลิกรัม  ละลายในน้ำ 999,990  มิลลิกรัม 
กลายเป็นสารละลาย 100,000  มิลลิกรัม  สารละลายนี้มีความเข้มข้นของตะกั่ว  10  ppm

                3.  เศษส่วนโมล (mole fraction)

                                เป็นการบอกความเข้มข้นด้วยอัตราส่วนจำนวนโมลของตัวละลาย/จำนวนโมลทั้งหมดในสารละลาย  เช่น  ถ้าเรานำ  C₆H₁₂O₆ จำนวน  18.0   กรัม 
 NaCl 11.7  กรัม  และน้ำ  180.0  กรัม  ละลายรวมกัน 

ดังรูป

                การหาเศษส่วนโมลต้องเริ่มจากการหาจำนวนโมลของสารทุกชนิดที่มีอยู่ในสารละลาย  ทั้งจำนวนโมล ของตัวละลายและจำนวนโมลของตัวทำละลาย  จากตัวอย่างในรูป

• จำนวนโมลของ  H₂O  =     = 18.00  โมล
• จำนวนโมลของ  NaCl  =   =  0.20  โมล
• จำนวนโมลของ  C₆H₁₂O₆  = 18/180  =  0.10  โมล

ขั้นต่อไปให้นำจำนวนโมลของสารทุกชนิดมารวมกัน 
จากตัวอย่างนี้จำนวนโมลรวม  =  18.0 + 0.20 +0.10  =  18.30  โมล

ขั้นต่อไปหาเศษส่วนโมลของแต่ละสารจากสมการ ; 

                เศษส่วนโมลของสาร  =  จำนวนโมลของสาร/จำนวนโมลรวม

• เศษส่วนโมลของ  H₂O  =  18/18.30  =  0.98
• เศษส่วนโมลของ  NaCl  = 0.20/18.30  =  0.012
• เศาส่วนโมลของ  C₆H₁₂O₆  = 0.10/18.30  =  0.0055

* เมื่อนำเศษส่วนโมลของทุกสารมารวมกันจะมีค่า  =  1.00

แบบฝึกหัด 

1.  ดินปืนหนัก  2.50  กรัม  พบว่ามี  Zn²⁺  เป็นส่วนประกอบอยู่  5.4   ความเข้มข้นของ  Zn²⁺  เป็นกี่  ppm (กำหนดให้  1  = 10^-6 g)   (ตอบ  2.20  ppm)

2.  แร่เงิน  1.00  ตัน  มีโลหะเงินเป็นส่วนประกอบอยู่  83.50  กรัม  อยากทราบว่าส่วนประกอบของโลหะเงินคิดเป็นกี่ ppm

3.  น้ำทะเล  1.00  กิโลกรัม  มี  Ca²⁺  ละลายอยู่  0.412  กรัม  ความเข้มข้นของ  Ca²⁺  เป็นกี่  ppm

4.  จงหาเศษส่วนโมล (mole fraction)  ของสารละลายต่อไปนี้

                4.1  CH₃OH  8.50  กรัม  ในน้ำ  224.00  กรัม

                4.2  CH₃OH  65.20  กรัม  ใน  CCl₄  144.00  กรัม

                4.3  phenol , C₆H₅OH  4.50  กรัม  ในน้ำ  855.00  กรัม

                4.4  phenol , C₆H₅OH  44.00  กรัม  ในเอทิลแอลกอฮอล์ , CH₃CH₂OH  550  กรัม

5.  แอมโมเนียมไฮโดรเจนคาร์บอเนต (NH₄HCO₃)  หนัก  1.00  กรัม  ทำให้เป็นสารละลาย  25.00  กรัม  อยากทราบว่าสารละลายมีความเข้มข้นเท่าไรเมื่อคิดเป็น  ppm

6.  น้ำโซดา  คือสารละลายอิ่มตัวของกรดคาร์บอนิก (H₂CO₃)  ชนิดบรรจุขวดขนาดเล็กมีปริมาตร  325  cm³  มีความหนาแน่น  1.05  g/cm³  ถ้าน้ำบริสุทธิ์มีความหนาแน่น  1.00 g/cm³ 
อยากทราบว่าความเข้มข้นของสารละลายเป็นเท่าไร  เมื่อคิดเป็น  ppm

7.  แร่แบไรต์ (Barite , BaSO₄)  หนัก  0.75  กรัม  เมื่อนำไปละลายน้ำจะแตกตัวเป็น  Ba²⁺  กับ  SO₄^2-  ถ้าสารละลายที่ได้มีปริมาตร  78.00  cm³  มีความหนาแน่น  1.025  g/cm³ 
อยากทราบว่า  ความเข้มข้นของ  Ba²⁺  ในสารละลายเป็นกี่  ppm  (Ba=137)

8.  น้ำกระด้างตัวอย่างมี   SO₄^2- และ  HCO₃^-  96 และ 183 ppm ตามลำดับโดยมีไอออนบวกเป็น  Ca²⁺  เท่านั้น   ปริมาณของ Ca²⁺ ในหน่วย ppm มีค่าเท่าใด   
  ( S = 32 , H = 1 , C = 12 , O = 16 )
      1.  100           2.  160                     3.  188                     4.  279

9.   เมื่อนำเนื้อปลาชนิดหนึ่งหนัก 100 กรัม มาวิเคราะห์พบว่ามีปรอท 0.2 ส่วนในล้านส่วนโดยน้ำหนัก เนื้อปลานี้   มีปรอทอยู่กี่อะตอม (Hg = 200.6)
       1.  2.0 x 10^-5                 2.  6.0 x 10¹³                           3.  2.0 x 10¹⁶                           4.  6.0 x 10¹⁶

10.  What is the mole fraction of CH₃CH₂CH₂OH in a solution prepared from 0.932 moles of CH₃CH₂CH₂OH and 2.44 moles of water?  (Atomic weights: C = 12.01, H = 1.008, O = 16.00). (Ans.e) ; (สารละลายที่ประกอบด้วย CH₃CH₂CH₂OH 0.932  โมล  กับน้ำ  2.44  โมล 
เศษส่วนโมลของ  CH₃CH₂CH₂OH  เป็นเท่าไร)
a)   0.241         b)   0.227                 c)   0.258                 d)   0.292                 e)   0.276

11. What is the mole fraction of CH₃CH₂OH in a solution prepared from 1.56 moles of CH₃CH₂OH and 1.55 moles of water? 
(Atomic weights: C = 12.01, H = 1.008, O = 16.00). (Ans.e); (สารละลายที่ประกอบด้วย CH₃CH₂OH 1.56  โมล  กับน้ำ  1.55  โมล 
เศษส่วนโมลของ CH₃CH₂OH  เป็นเท่าไร)
a)   0.460         b)   0.443                 c)   0.412                 d)   0.482                 e)   0.502

12. What is the mole fraction of CsCl in a solution prepared from 0.297 moles of CsCl and 2.78 moles of water?
(Atomic weights: Cs = 132.9, Cl = 35.45, H = 1.008, O = 16.00). (Ans.e); (สารละลายที่ประกอบด้วย CsCl  0.297 โมล  กับน้ำ  2.78  โมล 
เศษส่วนโมลของ CsCl  เป็นเท่าไร)
a)   0.116         b)   0.0861               c) &nb

รูปภาพที่เกี่ยวข้อง

Size : 140.57 KBs Upload : 2013-08-03 06:24:42

ติชม กำลังแสดงหน้า 1/0 << 1 >>

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