ปริมาณสัมพันธ์
เมื่อมีปฏิกิริยาเคมีเกิดขึ้น สารที่ใช้ทำปฏิกิริยาหรือสารตั้งต้นจะมีปริมาณลดลง ในขณะเดียวกันสารที่เกิดขึ้นใหม่หรือผลิตภัณฑ์ก็จะมีปริมาณเพิ่มขึ้น ความสัมพันธ์ระหว่างปริมาณสารเหล่านี้ในปฏิกิริยา สามารถใช้ในการคาดคะเนหรือคำนวณปริมาณสารที่ต้องใช้ทำปฏิกิริยาเพื่อให้เกิดผลิตภัณฑ์ตามต้องการ ทำให้ทราบว่าสารใดทำปฏิกิริยาหมดหรือมีสารใดเหลือจากการทำปฏิกิริยา ปริมาณของสารที่จะได้ศึกษาในบทนี้ได้แก่ มวลโมล ปริมาตร ความเข้มข้นของสารละลาย นอกจากนี้จะได้ศึกษาการคำนวณปริมาณสารในสมการเคมี
เมื่อมีปฏิกิริยาเคมีเกิดขึ้น สารที่ใช้ทำปฏิกิริยาหรือสารตั้งต้นจะมีปริมาณลดลง ในขณะเดียวกันสารที่เกิดขึ้นใหม่หรือผลิตภัณฑ์ก็จะมีปริมาณเพิ่มขึ้น ความสัมพันธ์ระหว่างปริมาณสารเหล่านี้ในปฏิกิริยา สามารถใช้ในการคาดคะเนหรือคำนวณปริมาณสารที่ต้องใช้ทำปฏิกิริยาเพื่อให้เกิดผลิตภัณฑ์ตามต้องการ ทำให้ทราบว่าสารใดทำปฏิกิริยาหมดหรือมีสารใดเหลือจากการทำปฏิกิริยา ปริมาณของสารที่จะได้ศึกษาในบทนี้ได้แก่ มวลโมล ปริมาตร ความเข้มข้นของสารละลาย นอกจากนี้จะได้ศึกษาการคำนวณปริมาณสารในสมการเคมี
1. มวลอะตอม
นักวิทยาศาสตร์หลายคน เช่น ดอลลัน เก - ลูซัก ลาวัวซิเอและอาโวกาโดร ให้ความสนใจศึกษามวลอะตอมของธาตุ โดยสังเกตการณ์รวมตัวของธาตุเมื่อเกิดเป็นสารประกอบ พบว่าธาตุเหล่านั้นจะรวมตัวด้วยอัตราส่วนจำนวนอะตอม หรืออัตราส่วนโดยมวลคงที่ สำหรับดอลตัน นั้นเชื่อว่าอะตอมของธาตุต่างชนิดกันมีมวลไม่เท่ากัน จึงได้พยายามหามวลอะตอมของแต่ละธาตุ แต่เนื่องจากอะตอมมีขนาดเล็กมาก (ปัจจุบันพบว่ามีรัศมีอะตอมยาวประมาณ 
เมตรเท่านั้น) อะตอมที่เบาที่สุดคืออะตอมของไฮโดรเจนซึ่งมีมวลประมาณ 
กรัม และอะตอมที่หนักที่สุดมีมวลประมาณ 250 เท่าของมวลนี้ ทำให้ไม่สามารถชั่งมวลของอะตอมโดยตรงได้ ดอลตันจะหามวลอะตอมของธาตุโดยใช้วิธีการเปรียบเทียบว่า อะตอมของธาตุที่ต้องการศึกษามีมวลเป็นกี่เท่าของอะตอมของธาตุที่กำหนดให้เป็นมาตรฐาน
เมตรเท่านั้น) อะตอมที่เบาที่สุดคืออะตอมของไฮโดรเจนซึ่งมีมวลประมาณ กรัม และอะตอมที่หนักที่สุดมีมวลประมาณ 250 เท่าของมวลนี้ ทำให้ไม่สามารถชั่งมวลของอะตอมโดยตรงได้ ดอลตันจะหามวลอะตอมของธาตุโดยใช้วิธีการเปรียบเทียบว่า อะตอมของธาตุที่ต้องการศึกษามีมวลเป็นกี่เท่าของอะตอมของธาตุที่กำหนดให้เป็นมาตรฐาน
ดอลตันเสนอให้ใช้ธาตุไฮโดรเจนซึ่งมีมวลน้อยที่สุดเป็นธาตุมาตรฐานในการเปรียบเทียบหามวลอะตอมของธาตุโดยกำหนดให้ธาตุไฮโดรเจน 1 อะตอมมีมวล 1 หน่วย ตัวเลขที่ได้จากการเปรียบเทียบมวลของธาตุ1อะตอม กับมวลของธาตุมาตรฐาน 1 อะตอม เรียกว่า มวลอะตอมของธาตุ ซึ่งเขียนได้โดยความสัมพันธ์ดังนี้
ต่อมามีผู้เสนอให้ใช้ธาตุออกซิเจนเป็นมาตรฐานแทนธาตุไฮโดรเจนเพราะว่าธาตุออกซิเจนอยู่เป็นอิสระในบรรยากาศและทำปฏิกิริยากับธาตุอื่นๆได้ง่าย แต่ธาตุออกซิเจน 1 อะตอม มีมวลเป็น 16 เท่าของไฮโดรเจน 1 อะตอมจึงเขียนเป็นความสัมพันธ์ได้ดังนี้
.jpg)
เนื่องจากธาตุออกซิเจนมีหลายไอโซโทป คือ 
และ 
และนักเคมีกับนักฟิสิกส์กำหนดมวลอะตอมของออกซิเจนไม่เหมือนกัน โดยนักเคมีใช้มวลอะตอมเฉลี่ยของออกซิเจนทั้ง 3 ไอโซโทป แต่นักฟิสิกส์ใช้มวลอะตอมของ 
เท่านั้น ตั้งแต่ พ.ศ.2504 เป็นต้นมา นักวิทยาศาสตร์จึงตกลงใช้สูตร 
ซึ่งเป็นไอโซโทปหนึ่งของคาร์บอนเป็นมาตรฐานในการเปรียบเทียบมวล โดยกำหนดให้ 
จำนวน 1 อะตอม มีมวล 12 หน่วยมวลอะตอม ดังนั้น 1 หน่วยมวลอะตอมจึงมีค่าเท่ากับ
มวลของ 
จำนวน 1 อะตอม หรือเท่ากับ 
กรัม มวลอะตอมของธาตุเขียนเป็นความสัมพันธ์ได้ดังนี้
และ และนักเคมีกับนักฟิสิกส์กำหนดมวลอะตอมของออกซิเจนไม่เหมือนกัน โดยนักเคมีใช้มวลอะตอมเฉลี่ยของออกซิเจนทั้ง 3 ไอโซโทป แต่นักฟิสิกส์ใช้มวลอะตอมของ เท่านั้น ตั้งแต่ พ.ศ.2504 เป็นต้นมา นักวิทยาศาสตร์จึงตกลงใช้สูตร ซึ่งเป็นไอโซโทปหนึ่งของคาร์บอนเป็นมาตรฐานในการเปรียบเทียบมวล โดยกำหนดให้ จำนวน 1 อะตอม มีมวล 12 หน่วยมวลอะตอม ดังนั้น 1 หน่วยมวลอะตอมจึงมีค่าเท่ากับมวลของ จำนวน 1 อะตอม หรือเท่ากับ กรัม มวลอะตอมของธาตุเขียนเป็นความสัมพันธ์ได้ดังนี้ 
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น