28.06.2014 Views

เฉลยแบบฝึกหัดเรื่องสารละลาย

เฉลยแบบฝึกหัดเรื่องสารละลาย

เฉลยแบบฝึกหัดเรื่องสารละลาย

SHOW MORE
SHOW LESS

You also want an ePaper? Increase the reach of your titles

YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.

เฉลยแบบฝึ กหัดเรื่องสารละลาย<br />

1. เมื่อสารละลายแนฟทาลีน (C 10 H 8 ) 6.64 กรัม ในเบนซีน (C 6 H 6 ) 80.1 กรัม จะได้สารละลายที่<br />

มีความเข้มข้นร้อยละเท่าใดโดยมวล<br />

ร้อยละโดยมวลของ C 10 H 8 = มวลของตัวถูกละลาย X 100%<br />

มวลของสารละลาย<br />

6.44 g × 100%<br />

= = 7.44%<br />

( 80.1+<br />

6.44)g<br />

2. สารละลายชนิดหนึ่งเตรียมได้โดยผสมเมทานอล (CH 3 OH) 76.3 กรัม กับ โพรพานอล<br />

(C 3 H 7 OH) 94.5 กรัม จงคํานวณเศษส่วนโมลขององค์ประกอบทั ้งสอง<br />

จํานวนโมลของ CH 3 OH<br />

จํานวนโมลของ C 3 H 7 OH<br />

เศษส่วนโมลของ CH 3 OH<br />

เศษส่วนโมลของ C 3 H 7 OH<br />

1mol CH<br />

3OH<br />

= 76.3 g CH<br />

3<br />

OH ×<br />

32 g CH OH<br />

= 2.38 mol CH<br />

3OH<br />

1mol C3H<br />

7OH<br />

= 94.5 g C3 H<br />

7OH<br />

×<br />

60 g C H OH<br />

= 1.58 mol CH<br />

3OH<br />

2.38 mol<br />

=<br />

= 0.60<br />

( 2.38 + 1.58)<br />

mol<br />

1.58 mol<br />

=<br />

= 0.40<br />

2.38 + 1.58 mol<br />

( )<br />

3<br />

3<br />

7<br />

3. จงหาโมแลลิตีของสารละลายที่ประกอบด้วยยูเรีย [( NH ) 2<br />

CO]<br />

โมแลลิตี = จํานวนโมลของตัวถูกละลาย<br />

มวลของตัวทําละลายเป็นกิโลกรัม<br />

7.78 g<br />

=<br />

203 g H<br />

2<br />

7.78 กรัม ในนํ้า 203 กรัม<br />

( NH<br />

2<br />

) CO 1mol ( NH ) CO<br />

2<br />

2 2<br />

1000 g H<br />

2<br />

×<br />

×<br />

2O<br />

60 g ( NH<br />

2<br />

) CO 1kg H<br />

2O<br />

2<br />

( NH ) CO/ 1kg H O = 0.638<br />

= 0.638 mol<br />

2<br />

2<br />

m<br />

2<br />

O


4. จงคํานวณโมลาริตีของสารละลายซูโครส (C 12 H 22 O 11 ) เข้มข้น 1.74 m สารละลายนี้มี<br />

ความหนาแน่น 1.12 g/mL<br />

ในการคํานวณต้องเปลี่ยนมวลของสารละลายให้เป็นปริมาตรของสารละลาย โดย คํานวณ<br />

จากความหนาแน่นของสารละลาย เนื่องจากสารละลายเข้มข้น 1.74 m ประกอบด้วย<br />

ซูโครส 1.74 mol ในนํ ้า 1 kg มวลรวมของสารละลายเท่ากับ<br />

⎛<br />

342 g C12H<br />

22O11<br />

⎞<br />

=<br />

⎜1.74 mol C12 H<br />

22O11<br />

×<br />

+ 1000 g H<br />

2O<br />

1mol C12H<br />

22O<br />

⎟<br />

⎝<br />

11 ⎠<br />

= 1595.08g<br />

จากความหนาแน่นของสารละลาย ( 1.12 g/mL ) คํานวณโมลาริตี<br />

โมลาริตี<br />

1.74 mol C12H<br />

22O11<br />

1.12 g soln 1000 mL soln<br />

=<br />

× ×<br />

1595.08 g soln 1mL soln 1L soln<br />

1.22 mol C12H<br />

22O11<br />

=<br />

= 1.22 M<br />

1L soln<br />

5. จงคํานวณโมแลลิตีของสารละลายเอทานอล (CH 3 CH 2 OH) เข้มข้น 5.86 M ซึ่งมีความหนาแน่น<br />

0.927 g/mL<br />

สารละลายเอทานอล (เข้มข้น 5.86 M ) 1 L มีมวลรวมเท่ากับ<br />

1000 mL soln 0.927 g soln<br />

1 L soln ×<br />

×<br />

= 927 g soln<br />

1L soln 1mL soln<br />

เนื่องจากสารละลายนี ้ประกอบด้วยเอทานอล 5.86 mol ปริมาณของนํ ้าในสารละลายคือ<br />

⎛<br />

46 g CH<br />

3CH<br />

2OH<br />

⎞<br />

927 g soln −<br />

⎜5.86 mol CH CH OH ×<br />

⎟<br />

3 2<br />

⎝<br />

1mol CH<br />

3CH<br />

2OH<br />

⎠<br />

= 657.44 g H<br />

2O<br />

5.86 mol CH<br />

3CH<br />

2OH<br />

1000 g H<br />

2O<br />

โมแลลิตี =<br />

×<br />

657.44 g H O 1kg H O<br />

=<br />

8.91mol CH<br />

1kg H<br />

3<br />

2<br />

CH<br />

2OH<br />

= 8.91m<br />

O<br />

2<br />

6. เอทิลีนไกลคอล [ CH<br />

2<br />

( OH ) CH<br />

2<br />

( OH )]<br />

หรือ EG ใช้เป็ นสารกันเยือกแข็งในหม้อนํ้ารถยนต์ สาร<br />

นี้ละลายในนํ้าได้และระเหยยากพอสมควร (จุดเดือด 197 o C) จงคํานวณจุดเยือกแข็งและจุดเดือด<br />

ของสารละลายที่ประกอบด้วยเอทิลีนไกลคอล 651 กรัม ในนํ้า 2505 กรัม กําหนดเอทิลีนไกล<br />

2


คอลมีมวลต่อโมลเท่ากับ 62.01 กรัม และ K f (H 2 O) และ K b (H 2 O) เท่ากับ 1.86 o C/m และ<br />

0.52 o C/m<br />

จํานวนโมลของเอทิลีนไกลคอลในนํ ้า 1000 g หรือ 1 kg คือ<br />

651g EG 1mol EG 1000 g H<br />

2O<br />

× ×<br />

= 4.19 mol EG<br />

2505 g H O 62.01g EG 1kg H O<br />

2<br />

2<br />

ดังนั ้นโมแลลิตีของสารละลายคือ 4.19 m เพราะฉะนั ้นคํานวณการลดลงจุดเยือกแข็ง<br />

ΔTf = K<br />

f<br />

× m<br />

o<br />

1.86 C<br />

o<br />

= × 4.19 m = 7.79 C<br />

1m<br />

เนื่องจากนํ ้าบริสุทธิ ์เยือกแข็งที่ 0 o C สารละลายจะเยือกแข็งที่ -7.79 o C และคํานวณ<br />

การเพิ่มจุดเดือด<br />

ΔTb = K<br />

b<br />

× m<br />

o<br />

0.52 C<br />

o<br />

= × 4.19 m = 2.18 C<br />

1m<br />

เนื่องจากนํ ้าบริสุทธิ ์เดือดที่ 100 o C ดังนั ้นสารละลายเดือดที่อุณหภูมิ 102.18 o C<br />

7. สารละลายของสารประกอบอินทรีย์ชื่อเมสิทอล ( mesitol ) 0.85 กรัม ในเบนซีน 100.0 กรัม มี<br />

จุดเยือกแข็ง 5.16<br />

o C จงหาโมแลลิตีของสารละลายและมวลต่อโมลของเมสิทอล กําหนด K f<br />

(เบนซีน ) เท่ากับ 5.12 o C/m และจุดเยือกแข็งของเบนซีนเท่า 5.5 o C/m<br />

โมแลลิตี<br />

ΔTf<br />

=<br />

K<br />

f<br />

=<br />

( 5.5 − 5.16)<br />

o<br />

C<br />

o<br />

5.12 C / m<br />

o<br />

0.34 C<br />

=<br />

o<br />

5.12 C / m<br />

= 0.066 m<br />

จํานวนโมลของตัวถูกละลายในตัวทําละลาย 100 กรัม เท่ากับ<br />

0.066 mol mesitol<br />

×<br />

1kg benzene<br />

= 6.6 × 10<br />

−3<br />

mol mesitol<br />

มวลต่อโมลของเมสิทอลเท่ากับ<br />

1kg benzene<br />

1000 g benzene<br />

× 100 g benzene<br />

0.85 g<br />

2<br />

= 1.3×<br />

10 g/mol<br />

3<br />

6.6×<br />

10 mol<br />

=<br />

−<br />

8. นํ้าทะเลมีความดันออสโมติกเฉลี่ยเท่ากับ 30.0 atm ที่ 25 o C จงคํานวณความเข้มข้นเป็ นโมลาร์<br />

ของสารละลายยูเรีย ( NH 2 CONH 2 ) ที่เป็ นไอโซโทนิกกับนํ้าทะเล


สารละลายของยูเรีย ที่เป็นไอโซโทนิกกับนํ ้าทะเลจะต้องมีความดันออสโมติกเท่ากับ 30.0<br />

atm ดังนั ้น<br />

nRT<br />

จาก π = = CRT<br />

V<br />

π<br />

30 atm<br />

C = = RT 0.0821L atm mol<br />

C = 1.23mol / L<br />

−1 −1<br />

( K )( 298K)<br />

= 1.23M<br />

9. สารละลาย MgSO 4 เข้มข้น 0.100 m มีการลดจุดเยือกแข็ง 0.225 o C จงคํานวณแฟกเตอร์<br />

แวนต์ฮอฟฟ์ ของ MgSO 4 ที่ความเข้มข้นนี้<br />

จาก ΔT i K m<br />

f<br />

=<br />

f<br />

o<br />

ΔTf<br />

0.225 C<br />

i = =<br />

o<br />

K × m 1.86 C/m × 0.100 m<br />

f<br />

i = 1.21<br />

10. สารละลายของโพแทสเซียมไอโอไดด์ ( KI ) เข้มข้น 0.010 M มีความดันออสโมติก 0.465<br />

atm ที่ 25 o C จงคํานวณแฟกเตอร์แวนต์ฮอฟฟ์ ของ KIที่ความเข้มข้นนี้<br />

จาก π = i CRT<br />

11. สารละลายสมบูรณ์แบบคืออะไร<br />

π<br />

i =<br />

C × RT<br />

=<br />

0.<br />

465 atm<br />

−1 −1<br />

−1<br />

( 0.010 mol L )( 0.<br />

082 L atm mol K )( 298 K)<br />

= 1.90<br />

สารละลายสมบูรณ์แบบหมายถึง สารละลายที่มีพฤติกรรมเป็ นไปตามกฎของราอูลท์<br />

ลักษณะพิเศษอีกอย่างของสารละลายสมบูรณ์แบบคือมีความร้อนของการละลาย ( Δ H so ln<br />

)<br />

เท่ากับศูนย์<br />

12. สมบัติคอลลิเกทิฟ เป็ นสมบัติของสารละลายที่ขึ้นอยู ่กับจํานวนอนุภาคของตัวถูกละลายใน<br />

สารละลาย แต่ไม่ขึ้นอยู ่กับชนิดของตัวถูกละลาย จงยกตัวอย่างของสมบัติที่จัดว่าเป็ นสมบัติ<br />

คอลลิเกทิฟมา 4 สมบัติ


สมบัติที่จัดว่าเป็นสมบัติคอลลิเกทิฟ ได้แก่ การลดความดันไอ ( vapor-pressure<br />

lowering ) การเพิ่มจุดเดือด ( boiling-point elevation) การลดจุดเยือกแข็ง ( freezing-point<br />

depression ) และ ความดันออสโมติก ( osmotic pressure )<br />

13. โดยทั่วไปสถานะของสารละลายพิจารณาจากสถานะของตัวทําละลาย จงยกตัวอย่างของสารละลาย<br />

ที่มีสถานะเป็ น ของแข็ง ของเหลว แก๊ส มาอย่างน้อยละ 1 ชนิด<br />

- สารละลายที่มีสถานะเป็นของแข็ง ได้แก่ สารละลายที่มีแก๊สหรือของเหลวหรือของแข็ง<br />

เป็นตัวถูกละลายในตัวทําละลายที่มีสถานะเป็นของแข็ง ได้แก่ แก๊ส H 2 ใน Pd , Hg ใน<br />

Ag และ ทองเหลือง<br />

- สารละลายที่มีสถานะเป็นของเหลว ได้แก่ สารละลายที่เป็นแก๊สหรือของเหลวหรือ<br />

ของแข็งเป็นตัวถูกละลายในตัวทําละลายที่มีสถานะเป็นของเหลว ได้แก่ นํ ้าโซดา ( CO 2<br />

ในนํ ้า ), แอลกอฮอล์ในนํ ้า, NaCl ในนํ ้า<br />

- สารละลายที่มีสถานะเป็นแก๊ส ได้แก่ สารละลายที่มีแก๊สหรือของเหลวหรือของแข็ง<br />

เป็นตัวถูกละลายในตัวทําละลายที่มีสถานะเป็นของแก๊ส ได้แก่ อากาศ, อากาศชื ้น( นํ ้าใน<br />

อากาศ), I 2 ( ของแข็ง ) ในอากาศ<br />

14. ในกระบวนการละลาย ประกอบด้วย 3 ขั ้น ขั ้นที่ 1 เป็ นการแยกโมเลกุลของตัวทําละลายออกจาก<br />

กัน ขั ้นที่ 2 เป็ นการแยกโมเลกุลของตัวถูกละลายออกจากกัน ขั ้นที่3 เป็ นการนําโมเลกุลของตัวทํา<br />

ละลายและตัวถูกละลายมารวมกัน จงระบุประเภทของปฏิกิริยาในแต่ละขั ้นว่าปฏิกิริยาดูดหรือคาย<br />

ความร้อน และ ณ เงื่อนไขใดที่ความร้อนของการละลาย ( Δ H so ln<br />

) มีบวก ลบ หรือ ศูนย์<br />

ตามลําดับ<br />

- ในกระบวนการละลายประกอบด้วย 3 ขั ้นตอน<br />

ขั ้นที่ 1 เป็นการแยกโมเลกุลของตัวทําละลายออกจากกัน เป็นปฏิกิริยาดูดความร้อน<br />

โดยเครื่องหมายของ Δ H1<br />

มีเครื่องหมายบวก (+)<br />

ขั ้นที่ 2 เป็นการแยกโมเลกุลของตัวถูกละลายออกจากกัน เป็นปฏิกิริยาดูดความร้อน โดย<br />

เครื่องหมายของ ΔH<br />

2<br />

มีเครื่องหมายบวก (+)<br />

ขั ้นที่3 เป็นการนําโมเลกุลของตัวทําละลายและตัวถูกละลายมารวมกัน เป็นปฏิกิริยาคาย<br />

ความร้อน โดยเครื่องหมายของ ΔH<br />

3มีเครื่องหมายลบ (-)<br />

เพราะฉะนั ้น Δ H so ln<br />

= ΔH1<br />

+ ΔH<br />

2<br />

+ ΔH<br />

3


- เงื่อนไขที่ Δ H so ln<br />

มีค่าบวก คือ Δ H1 + ΔH<br />

2<br />

> ΔH<br />

3<br />

และเป็นสารละลายไม่สมบูรณ์<br />

แบบที่การเกิดสารละลายเป็ นกระบวนการดูดความร้อน โดยที่แรงยึดเหนี่ยวระหว่าง<br />

โมเลกุลตัวถูกละลาย และโมเลกุลตัวทําละลายด้วยกันเองมีค่าสูงกว่าแรงยึดเหนี่ยวระหว่าง<br />

โมเลกุลตัวถูกละลายกับโมเลกุลตัวทําละลาย<br />

- เงื่อนไขที่ Δ H so ln<br />

มีค่าลบ คือ ΔH<br />

3<br />

> ΔH1<br />

+ ΔH<br />

2<br />

และเป็นสารละลายไม่สมบูรณ์<br />

แบบที่การเกิดสารละลายเป็นกระบวนการคายความร้อน โดยที่แรงยึดเหนี่ยวระหว่าง<br />

โมเลกุลตัวถูกละลาย และโมเลกุลตัวทําละลายด้วยกันเองมีค่าน้อยกว่าแรงยึดเหนี่ยวระหว่าง<br />

โมเลกุลตัวถูกละลายกับโมเลกุลตัวทําละลาย<br />

- เงื่อนไขที่ Δ H so ln<br />

มีค่าศูนย์ คือ Δ H1 + ΔH<br />

2<br />

= ΔH<br />

3<br />

และ เป็นสารละลายสมบูรณ์<br />

แบบ โดยที่แรงยึดเหนี่ยวระหว่างโมเลกุลตัวถูกละลาย และโมเลกุลตัวทําละลายด้วยกันเอง<br />

มีค่าเท่ากับแรงยึดเหนี่ยวระหว่างโมเลกุลตัวถูกละลายกับโมเลกุลตัวทําละลาย<br />

15. จงจัดเรียงสารต่อไปนี้ตามลําดับสภาพละลายในนํ้าที่เพิ่มขึ้น : O 2 , KCl, Br 2 , CH 3 OH<br />

-เนื่องจากโมเลกุลนํ ้าเป็นโมเลกุลที่มีขั ้ว ดังนั ้นสภาพการละลายในนํ ้าเพิ่มขึ ้นตามสภาพขั ้ว<br />

ของโมเลกุลของตัวถูกละลาย เนื่องจาก O 2 และ Br 2 เป็นโมเลกุลไม่มีขั ้ว ดังนั ้นแรง<br />

กระทําระหว่างโมเลกุลเป็นแรงแผ่กระจาย หรือ แรงลอนดอน และ แรงลอนดอนเพิ่มขึ ้นเมื่อ<br />

จํานวนอิเล็กตรอนเพิ่มขึ ้น, ขนาดโมเลกุลใหญ่ขึ ้นและมวลโมเลกุลเพิ่มขึ ้น เพราะฉะนั ้น<br />

Br 2 มีแรงลอนดอนสูงกว่า O 2 สําหรับ CH 3 OH เป็นโมเลกุลที่มีขั ้วและสามารถสร้าง<br />

พันธะไฮโดรเจนกับโมเลกุลนํ ้า ดังนั ้นแรงกระทําระหว่างโมเลกุล CH 3 OH กับ H 2 O เป็น<br />

พันธะไฮโดรเจนและแรงไดโพล-ไดโพล และ แรงลอนดอน สําหรับ KClเป็ น<br />

สารประกอบไออนิกเมื่อละลายนํ ้าแตกตัวเป็นไออน K + และ Cl - ดังนั ้นแรงกระทําระหว่าง<br />

ไอออน K + และ Cl - กับ H 2 Oเป็นแรงไอออน-ไดโพล เพราะฉะนั ้นสภาพการละลายนํ ้า<br />

เพิ่มขึ ้นตามสภาพความมีขั ้ว ดังนี ้ Br 2 < O 2 < CH 3 OH < KCl

Hooray! Your file is uploaded and ready to be published.

Saved successfully!

Ooh no, something went wrong!