แบบฝึกหัด

1. ในสารละลาย 500 cm³ มี K₂SO₄ ละลายอยู่ 43.5 g จงคำนวณหาความเข้มข้นในหน่วย ร้อยละโดยมวลต่อปริมาตร และโมลาร์

วิธีคิด ร้อยละโดยมวลต่อปริมาตร

ตอบ สารละลายมีความเข้มข้นร้อยละ  8.7

วิธีคิด โมลาร์

โมลาร์ = จำนวนโมลของตัวถูกละลายในสารละลาย 1 ลิตร (หรือ 1000 cm³)

จากโจทย์ สารละลาย 500 cm³ มี K₂SO₄ละลายอยู่ 43.5 g ซึ่งคิดเป็น 

ดังนั้น สารละลาย 1000 cm³มี K₂SO₄ ละลายอยู่ 

ตอบ สารละลายมีความเข้มข้น 0.5 mol/L

______________________________________________________________________________

2.  สารละลาย H₂SO₄ ขวดหนึ่งเขียนติดข้างขวดว่ามีความเข้มข้นร้อยละ 95  และมีความหนาแน่น 1.834 g/cm3

 ถ้าสารละลายนี้มีน้ำเป็นตัวทำละลาย จงหาความเข้มข้นในหน่วยมวลต่อปริมาตร ,โมลาร์, โมแลลและเศษส่วนโมล

วิธีคิด 1 น้ำหนักโมเลกุล H₂SO₄  =  (2 × 1) + 32 + (4 × 16) = 98 , H2O = (2 × 1) + 16 = 18

จากโจทย์ สารละลาย H₂SO₄ เข้มข้นร้อยละ 95 แสดงว่าในสารละลาย 100 g มี H₂SO₄ ละลายอยู่ 95 g

แต่เนื่องจาก %wt/v  = มวลของตัวถูกละลาย (g) ในสารละลาย 100 cm³

 ดังนั้น ต้องเปลี่ยนหน่วยสารละลายเป็นปริมาตร (cm³)  และเทียบกับปริมาตร สารละลาย 100 cm³

ดังนั้น สารละลาย 100 cm³ มี H₂SO⁴ ละลายอยู่ 

ตอบ สารละลายมีความเข้มข้นร้อยละ 174.23

วิธีคิด 2 สารละลาย H₂SO₄ ขวดหนึ่งเขียนติดข้างขวดว่ามีความเข้มข้นร้อยละ 95  และมีความหนาแน่น 1.834 g/cm3

 ถ้าสารละลายนี้มีน้ำเป็นตัวทำละลาย จงหาความเข้มข้นในหน่วยมวลต่อปริมาตร

ดังนั้น สารละลาย 1000 cm³ มี H₂SO₄ ละลายอยู่ 

ตอบ สารละลายมีความเข้มข้น = 17.78 mol/L

วิธีคิด 3 เปลี่ยนร้อยละโดยมวล เป็น molal หรือ mol/kg of solvent

จากโจทย์ สารละลาย H₂SO₄  95 %wt แสดงว่าในสารละลาย 100 g มี H₂SO₄ 95 g และ H2O อยู่ 5 g

แต่เนื่องจาก โมแลล = จำนวนโมลของตัวถูกละลายในตัวท าละลาย 1 kg (หรือ 1000 g)

ดังนั้นดังนั้นต้องเปลี่ยนหน่วยตัวถูกละลายเป็นจ านวน โมลและเทียบกับน้ำ 1000 g

ตอบ สารละลายมีความเข้มข้น = 193.88 mol/kg of H2O

______________________________________________________________________________

ความเข้มข้นของสารละลาย

ความเข้มข้นของสารละลาย (Concentration of solution)

  

          ความเข้มข้นของสารละลาย คือ ค่าที่แสดงสัดส่วนของตัวถูกละลายและตัวทำละลายในสารละลายหน่วยความเข้มข้นของสารละลายมีหลายประเภท โดยสามารถค านวณเปลี่ยนจากหน่วยความเข้มข้นจากหน่วยหนึ่งไปเป็นอีกหน่วยหนึ่งได้โดยการเทียบบัญญัติไตรยางศ์ ในกรณีที่สารละลายไม่ได้ระบุชนิดของตัวทำละลาย ให้นักศึกษาคำนวณโดยคิดว่าตัวทำละลายคือน้ำ (H₂O)

หน่วยความเข้มข้นของสารละลายที่สำคัญมีดังนี้ 

      ร้อยละของตัวถูกละลาย เป็นหน่วยที่แสดงปริมาณของตัวถูกละลายในสารละลาย 100

ส่วน มี 3 แบบ ได้แก่ 

 1)  ร้อยละโดยมวล (มวล / มวล) หมายถึง มวลของตัวถูกละลายในสารละลาย 100 หน่วยมวลเดียวกัน

เช่น น้ำเกลือเข้มข้นร้อยละ 10  หมายถึงในสารละลาย 100 g มีเกลือละลายอยู่ 10 g ร้อยละโดย

มวลสามารถคำนวณได้จาก

2)  ร้อยละโดยปริมาตร (ปริมาตร / ปริมาตร) หมายถึง ปริมาตรของตัวถูกละลายในสารละลาย 100 หน่วยปริมาตรเดียวกัน นิยมใช้กับสารละลายที่มีตัวถูกละลายและตัวทำละลายเป็นของเหลวทั้งคู่ เช่น สารละลายเอทานอลเข้มข้นร้อยละ 20 หมายถึงในสารละลาย 100 cm³ มีเอทานอลละลายอยู่ 20 cm³

 หน่วยร้อยละโดยปริมาตร โดยคำนวณได้จาก

3)  ร้อยละโดยมวลต่อปริมาตร (มวล / ปริมาตร) หมายถึง มวลของตัวถูกละลายเป็นกรัมในสารละลาย

100 cm³  นิยมใช้กับสารละลายที่มีตัวถูกละลายเป็นของแข็งและตัวทำละลายเป็นของเหลว

เช่น น้ำเชื่อมเข้มข้นร้อยละ 15 หมายถึงในสารละลาย 100 cm³ มีน้ำตาลละลายอยู่ 15 g หน่วยร้อยละโดยมวลต่อปริมาตร สามารถคำนวณได้จาก

           โมลาริตี้ (Molarity)  เป็นหน่วยที่แสดงจำนวนโมลของตัวถูกละลายในสารละลาย 1 ลิตร

(หรือสารละลาย 1000 cm³) แทนด้วยสัญลักษณ์ mol/L, mol/dm³, molar หรือ M ก็ได้

โมลาริตี้เป็นหน่วยที่นิยมใช้ทั่วไป สามารถคำนวณได้จาก

         โมแลลิตี้ (Molality)  เป็นหน่วยที่แสดงจำนวนโมลของตัวถูกละลายในตัวทำละลาย 1 กิโลกรัม แทนด้วยสัญลักษณ์ mol/kg, molal หรือ m  ก็ได้

         โมแลลิตี้เป็นหน่วยที่นิยมใช้ในการค านวณสมบัติคอลลิเกตีฟที่เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงจุด

หลอมเหลวและจุดเดือดของสารละลาย สามารถคำนวณได้จาก 

ข้อควรระวัง ในการคำนวณความเข้มข้นในหน่วยโมแลลิตี้ คือโมแลลิตี้เป็นหน่วยที่บอกอัตราส่วน

ของตัวถูกละลายเทียบกับตัวทำละลาย ไม่ใช่เทียบกับสารละลายดังเช่นหน่วยความเข้มข้นอื่น ๆ

         เศษส่วนโมล (Mole fraction)  เป็นหน่วยที่แสดงสัดส่วนจำนวนโมลของสารองค์ประกอบหนึ่งต่อจำนวนโมลรวมของสารทุกชนิดในสารละลาย แทนด้วยสัญลักษณ์ X   เช่น สารละลายชนิดหนึ่งประกอบด้วยสาร A n_A mol , สาร B n_B  mol และสาร C N_C mol จะคำนวณเศษส่วนโมลของสารแต่ละตัว ดังนี้

และผลรวมของเศษส่วนโมลของสารทั้งหมดในสารละลายจะเท่ากับ 1 เสมอ นั่นคือ XA + XB + XC = 1

เศษส่วนโมลยังสามารถรายงานในรูปของโมลเปอร์เซนต์ (Mole percent) จากสมการ

                                                  โมลเปอร์เซนต์ (%) = เศษส่วนโมล x 100 %

ที่มา http://www.ic.kmutnb.ac.th/wpr/LN-6%20Solution.pdf