โรงเรียนนวมินทราชินูทิศ สตรีวิทยา พุทธมณฑล

K-Me Article

ปริมาณสารสัมพันธ์ ตอนที่ 4 ความเข้มข้นร้อยละ ppm เศษส่วนโมล

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

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 cm³มีน้ำหนัก 1.10 กรัม

สารละลาย 10 cm³มีน้ำหนัก 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

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 C₂H₆O₆ 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 cm³มีน้ำหนัก 1.10 กรัม

สารละลาย 12.5 cm³มีน้ำหนัก 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^-6g) (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

Content's Picture

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

Comment(s)

Current Page(s) 1/0

<<

1

>>

Vote this Content ?

0
Vote(s)

Create by :

K-Me

Status : ผู้ใช้ทั่วไป
วิทยาศาสตร์

โรงเรียนนวมินทราชินูทิศ สตรีวิทยา พุทธมณฑล 70 หมู่ 2 แขวงทวีวัฒนา เขตทวีวัฒนา กรุงเทพฯ 10170 โทรศัพท์ 0 2441 3593 E-Mail:satriwit3@gmail.com	Generated 0.848372 sec.