| English | ไทย |
|---|---|
| molecules/ˈmɒlɪkjuːlz/ | โมเลกุล |
| mole/məʊl/ | โมล |
| amount of substance/əˈmaʊnt ɒv ˈsʌbstəns/ | ปริมาณสาร |
| kelvin/ˈkelvɪn/ | เคลวิน |
| Avogadro constant/ˌævəˈɡædrəʊ ˈkɒnstənt/ | ค่าคงที่อาโวกาโดร |
| atoms/ˈætəmz/ | อะตอม |
| monatomic/ˌmɒnəˈtɒmɪk/ | อะตอมเดี่ยว |
| molar mass/ˈməʊlə mæs/ | มวลโมลาร์ |
จำนวนที่ไม่มีใครจินตนาการออกได้
- หว่าน $6.02 \times 10^{23}$ เม็ดทรายทั่วสหราชอาณาจักร ประเทศนี้จะถูกกลบด้วยทรายลึกสิบเมตร นั่นคือจำนวนโมเลกุลน้ำในช้อนโต๊ะหนึ่งช้อน
- เคมีและฟิสิกส์ล้วนต้องนับอนุภาค แต่ไม่มีทดลองใดนับทีละตัวได้ ดังนั้นเราจึงนับเป็นกลุ่ม โดยแต่ละกลุ่มมีจำนวนเท่ากับเลขนี้
- กลุ่มนี้เรียกว่า โมล และเป็นหน่วยพื้นฐาน SI alongside เมตร กิโลกรัม และวินาที
- บทเรียนนี้คือโมลคืออะไร วิธีแปลงระหว่างโมล อนุภาค และมวล รวมถึงคำศัพท์ที่กรรมการสอบยอมรับ
ปริมาณสารและโมล
- ปริมาณสาร เป็น ปริมาณพื้นฐาน ของ SI และมีหน่วยพื้นฐานคือ โมล (mol) ซึ่งเป็นหนึ่งในเจ็ดหน่วย alongside กิโลกรัม เมตร วินาที แอมแปร์ และ เคลวิน
- หนึ่งโมลของสารใดๆ มีจำนวนอนุภาคเท่ากับ ค่าคงที่อาโวกาโดร:
- นิยามหนึ่งคะแนนจากกรรมการ: ค่าคงที่อาโวกาโดรคือจำนวนอะตอมหรือโมเลกุลในหนึ่งโมลของสาร การเพิ่มคำว่า "ใน 0.012 กิโลกรัมของคาร์บอน-12" ยอมรับได้แต่ไม่จำเป็น
จำนวนนับที่แน่นอน ไม่ขึ้นกับชนิดของสาร
หนึ่งโมลของสารประกอบด้วย:
โมลหนึ่งจะ luônมีจำนวนอนุภาคเท่ากับเลขอาวอกาดโร, $N_{\text{A}} = 6.02 \times 10^{23}$
โมลเป็นหนึ่งในหน่วยพื้นฐานของ SI
ใช่ — ปริมาณสาร (โมล) เป็นปริมาณพื้นฐาน alongside กับกิโลกรัม เมตร วินาที แอมแปร์ และเคลวิน
บอกสิ่งที่คุณกำลังนับ
- "อนุภาค" หมายถึงสิ่งที่สารนั้นประกอบขึ้น: อะตอม สำหรับธาตุ อะตอมเดียว เช่น ฮีเลียม, โมเลกุล สำหรับ $\text{O}_2$ หรือ $\text{H}_2\text{O}$
- หนึ่งโมลของก๊าซออกซิเจนมี $6.02 \times 10^{23}$ โมเลกุล ดังนั้นจึงมีอะตอมมากกว่าสองเท่า คำถามที่ถามว่า "โมเลกุล" แต่คำตอบให้จำนวนอะตอม จะคลาดเคลื่อนไปสองเท่า
- สำหรับ $n$ โมล จำนวนอนุภาคคือ:
ปริมาณในห้องแล็บด้านหนึ่ง กับจำนวนนับระดับอะตอมอีกด้านหนึ่ง
ห้องปฏิบัติการนับจำนวนอนุภาคของโมล
จำนวนอนุภาค = n x ค่าคงที่อาวอกาดโร
เปลี่ยนปริมาณสารแล้วดูว่าจำนวนอนุภาคแปรผันโดยตรง
ตัวอย่างมี $3.01 \times 10^{23}$ โมเลกุล จำนวนโมลเท่านี้คือเท่าไหร่?
$n = \dfrac{N}{N_{\text{A}}} = \dfrac{3.01 \times 10^{23}}{6.02 \times 10^{23}} = 0.50\ \text{mol}$.
ในออกซิเจนแก๊ส O2 หนึ่งโมล มีอะตอมทั้งหมดกี่ตัว?
หนึ่งโมลเท่ากับ 6.02 x 10^23 โมเลกุล และแต่ละโมเลกุลของ O2 มีอะตอมสองตัว การระบุว่าเป็นอนุภาคชนิดใดมีค่าเป็นคะแนนแยกต่างหาก
มวลโมลาร์
- มวลโมลาร์ $M_{\text{m}}$ คือมวลของ หนึ่งโมล ของสาร โดยวัดเป็น $\text{kg/mol}$ หรือ $\text{g/mol}$
- มวลของ $n$ โมลคือ $M = n M_{\text{m}}$ ดังนั้นจำนวนโมลในตัวอย่างที่มีมวล $M$ คือ $n = M / M_{\text{m}}$
- มวลของ อนุภาคเดี่ยว หาได้โดยการนำมวลของหนึ่งโมลหารด้วยจำนวนในหนึ่งโมล:
มวลโมลาร์คือมวลของ:
มวลโมลาร์คือมวลต่อโมล; เมื่อหารด้วย $N_{\text{A}}$ จะได้มวลของหนึ่งอนุภาค
มวลของอนุภาคเดียวเท่ากับมวลโมลาร์หารด้วยค่าคงที่ ____
$m_0 = \dfrac{M_{\text{m}}}{N_{\text{A}}}$ — มวลโมลาร์แบ่งด้วย $N_{\text{A}}$ อนุภาคในหนึ่งโมล
ตัวอย่างวิธีทำ: ออกซิเจน ทั้งสองวิธี
- ออกซิเจนมีมวลโมลาร์ $32\ \text{g/mol}$ จงหามวลของโมเลกุลออกซิเจนหนึ่งโมเลกุล และจำนวนโมเลกุลใน $8.0\ \text{g}$ ของออกซิเจน
- มวลของหนึ่งโมเลกุล: คำนวณเป็นกิโลกรัม $m_0 = \dfrac{M_{\text{m}}}{N_{\text{A}}} = \dfrac{0.032}{6.02 \times 10^{23}} = 5.3 \times 10^{-26}\ \text{kg}$
- จำนวนโมล: $n = \dfrac{8.0}{32} = 0.25\ \text{mol}$ จากนั้นได้โมเลกุล $N = n N_{\text{A}} = 0.25 \times 6.02 \times 10^{23} = 1.5 \times 10^{23}$
- เก็บมวลโมลาร์ไว้ใน $\text{kg/mol}$ เสมอเมื่อต้องการคำตอบเป็นกิโลกรัม ตัวคูณ 1000 ที่หลุดมาผิดจังหวะเป็นข้อผิดพลาดที่พบบ่อยที่สุดในหัวข้อนี้
การแปลงสามแบบ
- โมลไปอนุภาค: คูณด้วย $N_{\text{A}}$ อนุภาคไปโมล: หารด้วย $N_{\text{A}}$
- โมลไปมวล: คูณด้วย $M_{\text{m}}$ มวลไปโมล: หารด้วย $M_{\text{m}}$
- มวลไปอนุภาค: ต้องผ่านโมล ไม่มีขั้นตอนเดียวที่ทำได้เลย และการคิดหาสูตรใหม่เองมักเป็นต้นเหตุของความผิดพลาด
- ทุกคำถามในหัวข้อย่อยนี้เป็นการแปลงสี่อย่างนี้หนึ่งหรือสองขั้นตอนติดกัน ให้เขียนสิ่งที่คุณต้องการลงก่อนหยิบเครื่องคิดเลข
ออกซิเจนมีมวลโมลาร์ 32 g/mol มวลของออกซิเจนโมเลกุลหนึ่งโมเลกุลคือเท่าไร ในหน่วย 10^-26 kg?
แปลงเป็นกิโลกรัมก่อน: 0.032 / (6.02 x 10^23) = 5.3 x 10^-26 กก. หากนำ 32 มาหารด้วยค่าคงที่อาโวกาโดร จะได้คำตอบที่ใหญ่เกินจริง 1000 เท่า
ในออกซิเจน 8.0 กรัม (มวลโมลาร์ 32 g/mol) มีจำนวนโมลเท่าไหร่?
n = M / Mm = 8.0 / 32 = 0.25 mol, ซึ่งเท่ากับ 1.5 x 10^23 โมเลกุล ทั้งสองมวลอยู่ในหน่วยกรัมดังนั้นไม่จำเป็นต้องแปลงหน่วย
โมลเชื่อมโยงกับค่าคงที่ก๊าซได้อย่างไร
- โมลคือสะพานเชื่อมระหว่างเวอร์ชัน ต่อโมล และ ต่อโมเลกุล ของสมการก๊าซที่คุณจะได้พบต่อไป
- ค่าคงที่โบลต์ซมันน์ คือค่าคงที่ก๊าซต่อโมเลกุล: $k = R / N_{\text{A}}$ หรือเทียบเท่า $R = N_{\text{A}} k$
- เมื่อโจทย์ถามหา "ความสัมพันธ์ระหว่าง $N_{\text{A}}$, $R$ และ $k$" บรรทัดเดียวนี้คือคำตอบทั้งหมด
จับคู่การแปลงแต่ละแบบกับการกระทำที่ต้องทำ
ทุกคำถามในหัวข้อย่อยนี้คือข้อใดข้อหนึ่งหรือสองข้อจากชุดนี้เรียงกัน ให้ตัดสินใจก่อนหยิบเครื่องคิดเลข
คะแนนที่หลุดหายไป
- ระบุ สิ่งที่คุณนับ หนึ่งโมลของ $\text{O}_2$ มี $6.02 \times 10^{23}$ โมเลกุล และอะตอมมากกว่านั้นสองเท่า
- แปลงกรัมเป็นกิโลกรัม ก่อน หารด้วย $N_{\text{A}}$ มิฉะนั้นมวลอนุภาคจะคลาดเคลื่อนไป 1000 เท่า
- โมลเป็น หน่วยพื้นฐาน และปริมาณสารเป็น ปริมาณพื้นฐาน ไม่ใช่หน่วยที่ได้จากการคำนวณจากอื่น
- มวลไปอนุภาคไม่มีทางลัด: ต้องทำตามลำดับ มวล → โมล → อนุภาค
เขียนความสัมพันธ์ระหว่างค่าคงที่โบลต์ซมัน k ค่าคงที่แก๊สมolar R และค่าคงที่อาวอกาโดร NA ในรูป k = ...
k คือค่าคงที่แก๊สต่อโมเลกุล เหมือนที่ R เป็นค่าคงที่ต่อโมล บรรทัดเดียวเพียงบรรทัดนี้คือคำตอบทั้งหมดเมื่อถามถึงความสัมพันธ์
คุณเข้าใจแล้ว
- ปริมาณสาร เป็นปริมาณพื้นฐานของ SI ที่มีหน่วยพื้นฐานคือ โมล; หนึ่งโมลมี $N_{\text{A}} = 6.02 \times 10^{23}$ อนุภาค
- $N = n N_{\text{A}}$ และ "อนุภาค" อาจเป็นอะตอมหรือโมเลกุลขึ้นอยู่กับสาร ดังนั้นต้องระบุให้ชัดเจน
- มวลโมลาร์ คือมวลของหนึ่งโมล: $M = n M_{\text{m}}$ และอนุภาคหนึ่งตัวมีมวล $M_{\text{m}} / N_{\text{A}}$
- $k = R / N_{\text{A}}$: ค่าคงที่โบลต์ซมันน์คือค่าคงที่ก๊าซต่อโมเลกุล