Download to read offline
More Related Content
บทที่ 1 บทนำ
- 1. 1 แผนบริหารการสอนประจาบทที่ 1 หัวข้อเนื้อหาประจาบท การจาแนกสาร สมบัติของธาตุและสารประกอบ การแปลงหน่วย เลขนัยสาคัญ วัตถุประสงค์เชิงพฤติกรรม เมื่อเรียนจบบทที่ 1แล้วให้นักศึกษาสามารถ 1.จาแนกสารได้ 2.อธิบายสมบัติของ ธาตุ และสารประกอบได้ 3.คานวณหน่วยและแปลงหน่วยมาตรฐานได้ 4.คานวณตัวเลขตามหลักการของเลขนัยสาคัญได้ วิธีสอนและกิจกรรมการเรียนการสอนประจาบท วิธีสอนและกิจกรรมการเรียนการสอนประจาบทที่ 1 มี ดังต่อไปนี้ 1.ศึกษาเอกสารประกอบการสอนวิชาเคมี 1 บทที่ 1 2.ฟังบรรยายประกอบเอกสารการสอน โดยใช้เครื่องฉาย ข้ามศีรษะประกอบ 3.อภิปรายเกี่ยวกับสสารเป็นกลุ่ม และเปิดโอกาสซักถาม อาจารย์ 4.ฝึกฝนทักษะการคานวณ โดยให้ศึกษาจากเอกสาร ประกอบการสอน แบบฝึกหัดเพิ่มเติมเป็นรายบุคคลหรือรายกลุ่ม และออกมานาเสนอหน้าชั้นเรียน
- 2. 2 5.ค้นคว้าข้อมูลจากตารา อินเทอร์เน็ต และแหล่งเรียนรู้อื่นๆ ที่เกี่ยวข้องกับเนื้อหาที่เรียนด้วยตนเอง 6.มอบหมายงานให้ทาแบบฝึกหัดท้ายบท สื่อการเรียนการสอน สื่อการเรียนการสอนประจาบทที่ 1 มีดังต่อไปนี้ 1.เอกสารประกอบการสอนวิชาเคมี 1 2.สื่ออิเล็กทรอนิกส์ และเว็บไซต์ต่าง ๆ ที่เกี่ยวข้อง 3.โปรแกรมนาเสนอด้วยคอมพิวเตอร์ ประจาบทที่ 1 และชุด ประกอบในการนาเสนอหรือเครื่องฉายข้ามศีรษะ 4.หนังสือ ตารา หรือเอกสารที่เกี่ยวข้อง การวัดและประเมินผล การวัดและการประเมินผลบทที่ 1 มีดังต่อไปนี้ 1.สังเกตจากการร่วมกิจกรรมของนักศึกษา 2.ผลของการซักถามความเข้าใจในชั้นเรียน 3.ตรวจแบบฝึกหัดท้ายบทและรายงาน 4.ทาแบบทดสอบตามที่กาหนด
- 3. 3 บทที่ 1 บทนา วิชาเคมีเป็นวิชาวิทยาศาสตร์ที่ศึกษาเกี่ยวกับสมบัติ ส่วนประกอบ โครงสร้างของสสารและการเปลี่ยนแปลงของสสาร ตลอดจนพลังงานที่เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงของสารนั้น ๆ ด้วย การศึกษาวิชาเคมียังเน้นความสาคัญของการทดลองที่ เกี่ยวกับกฎ ทฤษฎี และสมมุติฐานต่าง ๆ ทั้งยังมีการศึกษาเพื่อ ค้นหาลักษณะต่าง ๆ ของสสาร เพื่อที่จะอธิบายปรากฏการณ์ที่ เกิดขึ้น และใช้ความรู้ทั้งหมดที่มีอยู่แล้วเกี่ยวกับสสาร เพื่อขยาย ความรอบรู้ให้เพิ่มขึ้นอีก โดยอาศัยการสังเกต การทดลอง เพื่อทา ให้ทฤษฎีต่าง ๆ สมบูรณ์ยิ่งขึ้นหรือตั้งทฤษฎีใหม่เพื่ออธิบายสิ่งที่ เป็นข้อเท็จจริงและเป็นที่ยอมรับ กระบวนการที่มีการเพิ่มเติมหรือ ขยายความรอบรู้ โดยการหาความจริงนี้ เรียกว่า การวิจัย
- 4. 4 การจาแนกสาร เนื่องจากสสารมีจานวนมากมายหลายชนิด จึงยากต่อ การศึกษาและจดจา จึงจาเป็นต้องมีการจาแนกสสารออกเป็น หมวดหมู่โดยอาศัยเกณฑ์ต่าง ๆ ที่เหมาะสม ทั้งนี้เพื่อช่วยให้ สะดวกในการศึกษาและจดจา ถ้าใช้เกณฑ์ต่างกันสสารชนิด เดียวกันอาจถูกจัดให้อยู่ในหมวดหมู่ที่ต่างกันก็ได้ เกณฑ์ที่นิยมใช้ ทั่วไปมักพิจารณาจากลักษณะเนื้อของสสาร เช่น จาแนกตามเนื้อ ของสสารที่มองเห็น แบ่งออกได้เป็น สารเนื้อเดียว สารเนื้อผสม ถ้า จาแนกตามองค์ประกอบทางเคมี สามารถจาแนกออกได้เป็น ธาตุ สารประกอบ และของผสม หรือสารบริสุทธิ์ (ธาตุและสารประกอบ) และสารไม่บริสุทธิ์ (ของผสม) ถ้าจาแนกตามลักษณะมี 3 สถานะ คือ ของแข็ง ของเหลว และแก๊ส เป็นต้น ตัวอย่างการจาแนกสสาร ดังแสดงในภาพที่ 1.1 1. ธาตุและสารประกอบ หน่วยที่เล็กที่สุดที่ประกอบกันเป็นสสาร นั่นคือ ธาตุและ สารประกอบ ซึ่งมีความหมาย ดังนี้ 1.1 ธาตุ เป็นสารบริสุทธิ์ซึ่งประกอบด้วยอะตอมที่ เหมือนกัน ไม่สามารถแยกออกไปเป็นสารอื่นได้อีกด้วยวิธีเคมี ธรรมดา อนุภาคที่เล็กที่สุดของธาตุซึ่งยังคงรักษาสมบัติของธาตุ ไว้ได้ เรียกว่าอะตอม ซึ่งเป็นอนุภาคที่เข้าทาปฏิกิริยาเคมี ธาตุแบ่ง ออกเป็น โลหะ อโลหะ และกึ่งโลหะ 1.2 สารประกอบ เป็นสารบริสุทธิ์และเป็นสารเนื้อเดียว เกิดจากการรวมตัวของธาตุตั้งแต่สองชนิดขึ้นไปด้วยปฏิกิริยาเคมี การรวมตัวของธาตุเกิดเป็นสารประกอบชนิดหนึ่ง ๆ นั้น จะเป็นไป ต า ม ก ฎ สั ด ส่ ว น ค ง ที่ (Law of definite composition of compounds) ตัวอย่างสารประกอบ ได้แก่ H2O NaCl CO2 NaOH เป็นต้น สมบัติของสารประกอบจะแตกต่างไปจากสมบัติ ของธาตุที่เป็นองค์ประกอบโดยสิ้นเชิง สสาร
- 5. 5 สารเนื้อเดียว สารเนื้อผสม สารบริสุทธิ์ สารละลายสารแขวนลอย ธาตุ สารประกอบ โลหะ กึ่งโลหะ อโลหะ ภาพที่ 1.1 แสดงการจาแนกสสาร 2. กฎสัดส่วนคงที่ กฎสัดส่วนคงที่ หมายความว่า ธาตุตั้งแต่สองชนิดขึ้นไปเมื่อ ทาปฏิกิริยารวมตัวกันเกิดเป็นสารประกอบชนิดหนึ่ง อัตราส่วน โดยมวลของธาตุที่เป็นองค์ประกอบนั้นย่อมมีค่าคงที่เสมอ ไม่ว่าจะ เตรียมสารประกอบชนิดนั้นโดยวิธีใดก็ตาม เช่น สารประกอบน้า (H2O) ไม่ว่าจะเกิดขึ้นจากปฏิกิริยาเคมีใด ๆ ก็ตาม อัตราส่วนโดย มวลของธาตุไฮโดรเจนและธาตุออกซิเจนที่เป็นองค์ประกอบของ น้ า จะมีค่าคงที่เป็น 2 : 1 เสมอ 3. สารบริสุทธิ์ สสารที่มีเฟสเดียว มีสมบัติอย่างเดียวกันและมีองค์ประกอบ ที่ แ น่ น อ น อ ย่ า ง เ ดี ย ว กั น มี จุดเดือดจุดหลอมเหลวที่แน่นอน เช่น น้าตาล น้า เกลือแกง เป็น ตัวอย่างของสารบริสุทธิ์ทั้งสิ้น สารบริสุทธิ์อาจเรียกง่าย ๆ ว่า “สาร” แบ่งออกเป็นสารประกอบและธาตุ 4. สารละลาย สารที่เกิดจากสารบริสุทธิ์ตั้งแต่ 2 ชนิด มารวมเป็นสารเนื้อ เดียว เช่น สารละลายไอโอดีนในเอทานอล (ทิงเจอร์ไอโอดีน)
- 6. 6 สารละลายโบมีนในคาร์บอนเตตระคลอไรด์ ฟิวส์ (โลหะผสม ประกอบด้วยบิสมัท(Bi) ร้อยละ 50 ตะกั่ว (Pb) ร้อยละ 25 และ ดีบุก (Sn) ร้อยละ 25 โดยมวล) เหรียญบาท (ส่วนผสมของ ทองแดง 75% และ นิกเกิล 25% โดยมวล) และอากาศ (แก๊สต่าง ๆ เช่น แก๊สออกซิเจน แก๊สไนโตรเจน แก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ เป็นต้น) ผลของสารละลายมีสมบัติเหมือนกันโดยตลอดจานวน องค์ประกอบอาจจะมากขึ้นหรือน้อยลงก็ได้ แต่ยังคงมีของผสม เนื้อเดียวกันของสารองค์ประกอบ 5. สารเนื้อเดียว ส า ร เนื้ อ เดี ย ว ห รื อ ส า ร เอ ก พั น ธ์ (Homogeneous substances) เป็นสารที่มีเนื้อเดียวกันตลอด เช่น ทองคา น้า และ สารละลายต่าง ๆ ถ้านาส่วนใดส่วนหนึ่งของสารนี้ไปทดสอบสมบัติ จะแสดงสมบัติเหมือนกันทุกประการ 6. สารเนื้อผสม ส า ร เนื้ อ ผ ส ม ห รื อ ส า ร วิ วิ ธ พั น ธ์ (Heterogeneous substances) คือสารที่ไม่รวมเป็นเนื้อเดียวกันสนิท เช่น ดินปน ทราย น้าคลอง หินแกรนิต และสมบัติของสารวิวิธพันธ์จะไม่ เหมือนกันตลอด สมบัติของธาตุและสารประกอบ ธาตุและสารประกอบมีจานวนมาก ซึ่งเราอาจจาแนกตาม คุณสมบัติทางเคมี หรือคุณสมบัติทางกายภาพ หรือจัดเป็น หมวดหมู่ อธิเช่น จาแนกตามลักษณะมี 3 สถานะ คือ ของแข็ง ของเหลว และแก๊ส แต่ถ้าตามอนุภาคที่เข้าทาปฏิกิริยาเคมีหรือ โดยกรรมวิธีทางฟิสิกส์นิวเคลียร์ แบ่งออกเป็น โลหะ อโลหะ และ กึ่งโลหะ ได้ดังนี้ 1. ของแข็ง (Solid: s)
- 7. 7 สถานะของแข็ง เช่น กระดาษไม้ เหล็ก ทองคา หิน แก้ว พลาสติก เป็นต้น ของแข็งมีรูปร่างและปริมาตรที่แน่นอน ไม่ สามารถเปลี่ยนแปลงได้ง่าย เนื่องจากอนุภาคของของแข็งจัดเรียง ตัวชิดติดกัน อยู่กันอย่างเบียดชิด และยึดกันอย่างเหนียวแน่น ไม่มี การเคลื่อนที่ แต่มีการสั่นได้อย่างเบา ๆ หรือเคลื่อนไหวได้ เล็กน้อย ไม่สามารถทะลุผ่านได้ และไม่สามารถบีบอัดให้มีขนาด เล็กลงได้ 2. ของเหลว (Liquid: l) สถานะของเหลว เช่น ปรอท น้า น้ามัน แอลกอฮอล์ เป็น ต้น รูปร่างของของเหลวขึ้นอยู่กับภาชนะที่บรรจุเนื่องจากโมเลกุล ยึดเหนี่ยวกันอย่างหลวม ๆ อนุภาคของของเหลวอยู่ห่างกัน มากกว่าของแข็ง จึงสามารถเคลื่อนที่ได้ในระยะใกล้ ๆ และมีแรง ดึงดูดซึ่งกันและกัน และปริมาตรจะคงที่ไม่ว่าจะเปลี่ยนรูปร่างของ ภาชนะที่บรรจุไปอย่างไร สามารถทะลุได้ และสามารถแพร่ได้ 3. แก๊ส (Gas: g) สถานะแก๊ส เช่น อากาศ แก๊สต่าง ๆ เป็นต้น รูปร่างและ ปริมาตรของแก๊สเปลี่ยนแปลงได้ขึ้นอยู่กับภาชนะที่บรรจุ มี ลักษณะฟุ้งกระจายเต็มภาชนที่บรรจุ อยู่อย่างอิสระ เนื่องจาก อนุภาคของแก๊สยึดเหนี่ยวกันน้อยมาก อยู่ห่างกันมาก แรงดึงดูด ระหว่างอนุภาคน้อยมาก สามารถทะลุผ่านได้ง่าย มีพลังงานสูงใน การเคลื่อนที่อย่างรวดเร็วไปได้ทุกทิศทางและตลอดเวลา สามารถ บี บ อั ด ใ ห้ เ ล็ ก ล ง ได้ง่าย 4. การเปลี่ยนแปลงสถานะของสาร สารต่าง ๆ อาจอยู่ในสถานะแก๊ส ของเหลว หรือของแข็งก็ ไ ด้ ขึ้ น อ ยู่ กั บ ช นิ ด ข อ ง ส า ร เ ช่ น ที่อุณหถูมิห้องถ้าเราตั้งแก้วน้าที่มีน้าแข็งใส่อยู่ เมื่อเวลาผ่านไปจะ พบว่าน้าแข็งจะเปลี่ยนสภาพเป็นน้าซึ่งเป็นของเหลว เรียกการ เปลี่ยนแปลงนี้ว่า การเปลี่ยนแปลงสถานะของสาร ซึ่งเป็นการ
- 8. 8 เปลี่ยนแปลงทางกายภาพ การเปลี่ยนแปลงนี้จะไม่เกิดสารใหม่ เพราะองค์ประกอบทางเคมียังเหมือนเดิมคือน้า 4.1 เมื่อของแข็งเปลี่ยนสถานะเป็นของเหลวเนื่องจาก ได้รับความร้อน ทาให้อนุภาคมีพลังงานจลน์ (ได้จากการ เคลื่อนที่) เกิดการเคลื่อนไหวเร็วขึ้น มีการถ่ายเทพลังงานจลน์ให้ กันและกันเมื่อถึงจุดจุดหนึ่งโมเลกุลจะเคลื่อนที่ห่างออกจากกัน แรงยึดเหนี่ยวน้อยลง เรียกว่า การหลอมเหลว (Melting) หรือการ หลอมละลาย อุณหภูมิที่ของแข็งเปลี่ยนเป็นของเหลว เรียกว่า จุด หลอมเหลว (Melting point) 4.2 เมื่อของเหลวเปลี่ยนสถานะเป็นแก๊ส เนื่องจากได้รับ ความร้อน ทาให้อนุภาคมีพลังงานจลน์เพิ่มขึ้น อนุภาคจะห่างกัน เพิ่มมากขึ้นจนไม่มีแรงยึดเหนี่ยวระหว่างกัน เรียกว่า การระเหย หรือการกลายเป็นไอ (Vaporization) อุณ หภูมิที่ของเหลว เปลี่ยนเป็นแก๊สนี้เรียกว่า จุดเดือด (boiling point) 4.3 เมื่อแก๊สเปลี่ยนสถานะเป็นของเหลว เรียกว่า การ ควบแน่น (Condensation) อุณหภูมิที่แก๊สเปลี่ยนเป็นของเหลวนี้ เรียกว่า จุดควบแน่น (Condensation point) 4.4 เมื่อของเหลวเปลี่ยนสถานะเป็นของแข็ง เรียกว่า การ แข็งตัว (Freezing) อุณหภูมิที่ของเหลวเปลี่ยนเป็นของแข็งนี้ เรียกว่า จุดเยือกแข็ง (Freezing point) 4.5 เมื่อของแข็งเปลี่ยนสถานะเป็นแก๊ส โดยไม่มีการ เปลี่ยนเป็นของเหลวก่อน เรียกว่า การระเหิด (Sublimation) เช่น ลูกเหม็น (แนฟทาลีน) น้าแข็งแห้ง (คาร์บอนไดออกไซด์แข็ง) การบูร พิมเสน เป็นต้น 4.6 เมื่อแก๊สเปลี่ยนสถานะเป็นของแข็ง เรียกว่า การระเหิด กลับ ดังนั้นสารต่าง ๆ สามารถเปลี่ยนแปลงจากสถานะหนึ่งไปอีก สถานะหนึ่งได้ ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับชนิดของสาร อุณหภูมิ และความดัน
- 9. 9 ความแตกต่างระหว่างสถานะขึ้นอยู่กับอนุภาคของสารนั้นว่า จะสามารถเคลื่อนที่หรือถูกยึดติดกันได้มากน้อยเพียงใด 5. โลหะ (Metal) มีสถานะเป็นของแข็งที่อุณหภูมิปกติยกเว้นปรอทที่เป็น โลหะแต่อยู่ในสถานะของเหลว โลหะมีผิวเป็นมันวาว มีจุด หลอมเหลวและจุดเดือดสูง (เดือดและหลอมเหลวยาก) นาความ ร้อนและไฟฟ้าได้ดี มีความเหนียวสามารถดึงเป็น เส้น หรือตีเป็น แผ่นได้ และเคาะเสียงดังกังวาน โลหะบางชนิดเป็นสารแม่เหล็ก ตัวอย่างของธาตุโลหะ เช่น เหล็ก ทองแดง สังกะสี เป็นต้น 6. อโลหะ (Nonmetal) มีทั้ง 3 สถานะ คือ ของแข็ง ของเหลว และแก๊ส ที่อุณหภูมิ ปกติ (25 oC) เช่น กามะถันเป็นของแข็งสีเหลือง ธาตุโบรมีนเป็น ของเหลวสีแดง และคลอรีนเป็นแก๊สสีเขียวอ่อน ส่วนใหญ่มีสมบัติ ตรงข้ามกับโลหะ เช่น ผิวไม่เป็นมันวาว มีจุดเดือดหลอมเหลวต่า (เดือดและละลายง่าย) เป็นฉนวนไม่นาไฟฟ้า มีความเปราะ ดึงเป็น เส้นและตีแผ่ไม่ได้ และเคาะไม่มีเสียงดังกังวาน 7. กึ่งโลหะ (Metalloids) สารกึ่งโลหะหรือเรียกอีกอย่างว่า เมตัลลอยด์ ธาตุที่อยู่ใน กลุ่ม กึ่งโลหะ จะมีลักษณะระหว่างโลหะและ อโลหะ เช่น นาไฟฟ้า ได้เล็กน้อย ที่อุณหภูมิปกติ เช่น โบรอนเป็นของแข็งสีดา เปราะ ไม่นาไฟฟ้า จุดเดือดสูงถึง 4,000 องศาเซลเซียส หรือ ธาตุ ซิลิคอน เป็นของแข็งสีมันวาว เปราะ นาไฟฟ้าได้เล็กน้อย มีจุด เดือด 3,265 องศาเซลเซียส เป็นต้น การแปลงหน่วย หน่วยวัดสาหรับการชั่ง ตวง วัด มีหลายหน่วยแล้วแต่ประเทศ นั้น ๆ กาหนดใช้หน่วยใด เช่นอุณหภูมิประเทศไทยเราใช้หน่วย เป็นองศาเซลเซียส (oC) ทางยุโรปจะใช้องศาฟาเรนไฮต์ (oF)
- 10. 10 หรือถ้าทางสากลใช้หน่วยเคลวิน (K) ดังนั้นเพื่อให้เราทราบและ เข้าใจในหน่วยที่เราคุ้นเคยเราจึงต้องทราบถึงหน่วยสากลหรือ หน่วยเอสไอ (International System of Units, SI) สาหรับใช้ใน วงการวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี และแปลงหน่วยเป็นหน่วยที่ใช้ ในประเทศไทยได้ 1. การวัดและหน่วย การวัดคือปฏิบัติการทั้งปวงที่มีวัตถุประสงค์เพื่อการตัดสิน ค่าของปริมาณ ผลลัพธ์ของการวัดจะแบ่งเป็นสองส่วน ส่วนแรก คือ ค่าที่วัดได้พร้อมความไม่แน่นอนของค่าที่วัดได้ และอีกส่วน หนึ่งคือ หน่วยวัด ตัวอย่างเช่น ผลการวัดตุ้มน้าหนักที่มีค่าที่ระบุ 1 kg คือ (1000.001 ± 0.001) g ในที่นี้ 1000.001 คือ ค่าที่วัดได้ ซึ่งค่าที่วัดได้นี้มีความไม่แน่นอน 0.001 และ g คือหน่วยวัด ค่าที่ ได้จากการวัดของตุ้มน้าหนักคือ 1000.001 g พร้อมความแน่นอน ของตุ้มน้าหนักคือ 0.001 g ซึ่งการรายงานผลการวัดอยู่ในรูป (1000.001 ± 0.001) g การวัดเป็นปฏิบัติการทางเทคนิค ที่ต้องปฏิบัติตามวิธีการวัด ที่กาหนดขั้นตอนไว้แล้ว เพื่อการเปรียบเทียบกันระหว่างปริมาณที่ ถูกวัดที่กาหนดขั้นตอนไว้แล้ว เพื่อการเปรียบเทียบกันระหว่าง ปริมาณที่ถูกวัดกับปริมาณมาตรฐาน (Standard) ซึ่งเป็นตัวแทน ของหน่วยวัด ซึ่งหมายถึงเครื่องมือวัดนั่นเอง สาหรับวิธีการวัดและ เครื่องมือวัดที่ใช้ ก็คงจะขึ้นอยู่กับระดับของความถูกต้องของการ วัดที่ต้องการรวมทั้งความรู้ความชานาญในระบบการวัดของผู้ทา การวัดประกอบกัน แต่ไม่ว่าจะใช้วิธีการตลอดจนผู้มีความสามารถ เพียงใดก็ไม่สามารถทาให้เกิดความถูกต้องของการวัดได้ตาม ต้องการ หากเครื่องมือวัดที่ใช้ในกระบวนการวัดไม่ได้รับการสอบ เทียบความถูกต้อง และสอบกลับไปยังมาตรฐานการวัดแห่งชาติที่ รักษาไว้โดยสถาบันมาตรวิทยาแห่งชาติของแต่ละประเทศ
- 11. 11 หน่วย (Unit) คือชื่อที่ใช้กาหนดปริมาณ เดิมใช้กันหลาย ระบบ ปัจจุบันองค์การระหว่างประเทศว่าด้วยมาตรฐาน เสนอให้ ใช้หน่วยระบบเดียวกัน เรียกว่า “ระบบหน่วยระหว่างชาติ” (System International Units) เรียกโดยย่อว่าหน่วย เอสไอ (SI unit) หน่วยฐาน (Base unit) เป็นหน่วยหลักของเอสไอ มี ทั้งหมด 7 หน่วย ดังตารางที่ 1.1 ตารางที่ 1.1 หน่วยหลักของเอสไอ ปริมาณฐาน ชื่อหน่วย สัญลักษณ์ ความยาว (lengh) เมตร (metre) m เวลา (time) วินาที (second) s มวล (mass) กิโลกรัม (kilogram) kg อุณหภูมิ (temperature) เคลวิน(Kelvin) K กระแสไฟฟ้า (Electric current) แอมแปร์ (Ampere) A ปริมาณของสาร (Amount of substance) โมล (Mole) mol ความเข้มของการส่องสว่าง (Luminous intensity) แคนเดลา (candela) cd ที่มา : สุนันทา วิบูลย์จันทร์. 2545: 13. 2. มวล
- 12. 12 องควัตถุทุกชนิดมีมวล หน่วยเป็น กิโลกรัมส่วนน้าหนัก หมายถึง มวล X แรงดึงดูด หน่วยเป็นกิโลกรัม 1,000 กรัม = 1 กิโลกรัม 1.2 กิโลกรัม =ยกตัวอย่างเช่น ส้ม 1,200 g หรือ ส้ม 2,500 กรัม = 2.5 กิโลกรัม 3. ปริมาตร ในวิชาเคมี 1 หน่วยที่ใช้สาหรับปริมาตร คือหน่วย cm3 ( ลู ก บ า ศ ก์ เ ซ น ติ เ ม ต ร ) ml (มิลลิลิตร) l (Litter, ลิตร) และ dm3 (เดซิเมตร) โดย 1,000 cm3 = 1,000 ml = 1 l = 1 dm3 ย ก ตั ว อ ย่ า ง เ ช่ น สารละลาย 250 cm3 = 0.25 l หรือ สารละลาย 1.25 ลิตร = 1,250 ลูกบาศก์เซนติเมตร นอกจากนี้ยังมีการคานวณที่เกี่ยวข้องกับมวลและปริมาตร (Density)นั่นคือ ความหนาแน่น Density = ยกตัวอย่าง ชิ้นโลหะแพลทินัมที่มีความหนาแน่น 21.5 กรัม ต่อลูกบาศก์เซนติเมตร และมีปริมาตร 4.49 ลูกบาศก์เซนติเมตร จะมีมวลเป็นเท่าไหร่ 1.2 kg 1,000 g 1 kg 250 cm3 1 l 1,000 cm3 Mass (m) Volume (V)
- 13. 13 จาก d =m/V จะได้ m = d x V แทนค่า m = 21.5 x 4.49 = 96.5 กรัม 4. อุณหภูมิ องศาเซลเซียส (oC) คือหน่วยที่เราใช้ในประเทศไทย แต่ หน่วย SI ใช้ เคลวิน (K) และต่างประเทศใช้ องศาฟาเรนไฮต์ (oF) เมื่อ K = oC + 273.15 และ oF = 1.8 oC + 32 ยกตัวอย่าง อุณหภูมิห้อง 30 oC K = 30 oC + 273.15 = 303.15 K oF = (1.8 x 30 oC) + 32 = 86 oF เลขนัยสาคัญ เลขนัยสาคัญ (Significant Figure) คือ จานวนหลักของตัว เลขที่แสดงความเที่ยงตรงของปริมาณที่วัดหรือคานวณได้ ดังนั้น ตัวเลขนัยสาคัญจึงประกอบด้วยตัวเลขทุกตัวที่แสดงความแน่นอน (Certainty) รวมกับตัวเลขอีกตัวหนึ่งที่แสดงความไม่แน่นอน (Uncertainty) ซึ่งขึ้นอยู่กับอุปกรณ์ที่เราเลือกใช้ด้วย เช่น การ อ่านปริมาตรของสารละลายจากบิวเรตได้ 10.25 มิลลิเมตร หรือ การชั่งสารชนิดหนึ่งด้วยเครื่องชั่งอย่างละเอียดหนัก 4.346 กรัม ในแต่ละครั้งมีเลขนัยสาคัญ 4 ตัว ซึ่งตัวเลขตัวสุดท้ายเป็นตัว เลขที่อาจแปรเปลี่ยนไม่แน่นอน ฉะนั้นเลขนัยสาคัญจึงใช้ในการ แสดงค่าของความถูกต้องของการวัดในขอบข่ายที่เป็นไปได้
- 14. 14 1. แนวปฏิบัติในการใช้เลขนัยสาคัญ 1.1 ตัวเลขที่ไม่ใช่0 (ศูนย์) เป็นเลขนัยสาคัญ เช่น 845 มีเลขนัยสาคัญ 3 ตัว 2.754 มีเลขนัยสาคัญ 4 ตัว 1.2 เลข 0 (ศูนย์) ที่อยู่ระหว่างตัวเลขถือเป็นเลขนัยสาคัญ เช่น 409 มีเลขนัยสาคัญ 3 ตัว 50,802 มีเลขนัยสาคัญ 5 ตัว 1.3 เลข 0 (ศูนย์) ที่อยู่ทางซ้ายของตัวเลขที่ไม่ใช่ศูนย์ ไม่ ถือเป็นเลขนัยสาคัญ จุดมุ่งหมายก็เพื่อแสดงตาแหน่งของจุด ทศนิยม เช่น 0.03 มีเลขนัยสาคัญ 1 ตัว 0.00006972 มีเลขนัยสาคัญ 4 ตัว 1.4 เมื่อตัวเลขมีค่ามากกว่า 1 เลข 0 (ศูนย์) ที่เขียน ทางขวามือถือเป็นเลขนัยสาคัญ เช่น 2.0 มีเลขนัยสาคัญ 2 ตัว 57.074 มีเลขนัยสาคัญ 5 ตัว 6.080 มีเลขนัยสาคัญ 4 ตัว 1.5 แต่ถ้าตัวเลขมีค่าน้อยกว่า 1 เลข 0 (ศูนย์) ที่อยู่ท้าย ตัวเลขและอยู่ระหว่างตัวเลขถือเป็นเลขนัยสาคัญ เช่น 0.040 มีเลขนัยสาคัญ 2 ตัว 0.2005 มีเลขนัยสาคัญ 4 ตัว 0.000136 มีเลขนัยสาคัญ 3 ตัว 2. ตัวเลขนัยสาคัญกับการคานวณ 2.1 การบวกและการลบ ในการบวกและลบ จะคงเหลือจานวนเลขทศนิยมไว้ให้ เท่ากับจานวนเลข ที่อยู่หลังจุดทศนิยมที่มีจานวนน้อยที่สุด เช่น 20.2 + 3.0 + 0.3 = 23.5
- 15. 15 2.12 + 3.895+ 5.4236 = 11.4386 ในที่นี่ตัวเลขที่มี ตาแหน่งทศนิยมน้อยที่สุดคือ 2 ตาแหน่ง (จาก 2.12) ดังนั้น คาตอบก็คือ 11.44 (การปัดเศษถ้ามีค่ามากกว่า 5 ให้ปัดขึ้น) 2.097 – 0.12 = 1.977 คาตอบคือ 1.98 เพราะ 0.12 มี เลขนัยสาคัญหลังจัดทศนิยมเพียง 2 ตาแหน่ง 2.2 การคูณและการหาร ในการคูณและการหาร ผลลัพธ์ที่ได้จะมีจานวนตัวเลข นัยสาคัญที่น้อยที่สุด ของตัวเลขที่นามาคูณหรือหาร เช่น 21.1 x 0.029 x 83.2 = 50.91008 (0.029 มีเลข นัยสาคัญ 2 ตัว) ดังนั้น คาตอบที่ได้ คือ 51 6.765 ÷ 2.20 = 3.075 คาตอบที่ได้ คือ 3.08 (2.20 มี เลขนัยสาคัญ 3 ตัว) สรุป ในการศึกษาวิชาเคมีที่เป็นวิชาวิทยาศาสตร์บริสุทธิ์แขนงหนึ่ง จาเป็นต้องมีความรู้เกี่ยวกับสสาร การจาแนกสาร โดยอาศัย องค์ประกอบทางกายภาพและทางเคมี คือ ธาตุและสารประกอบ กฎสัดส่วนคงที่ สารบริสุทธิ์ สารละลาย สารเนื้อเดียว และสารเนื้อ ผสม สาหรับสมบัติของธาตุและสารประกอบสามารถจาแนกตาม สถานะหรือตามสมบัติของธาตุ ได้แก่ ของแข็ง ของเหลว แก๊ส โลหะ อโลหะ และ กึ่งโลหะ อีกทั้งยังต้องมีความรู้เกี่ยวกับการ แปลงหน่วยของการชั่ง ตวง วัด และหน่วยสากลที่ใช้ ซึ่ง ประกอบด้วยมวล น้าหนัก ปริมาตร และอุณหภูมิ ซึ่งในการชั่งตวง วัดนี้ เพื่อให้ได้ความแม่นยาและเที่ยงตรง เราต้องเลือกใช้ เครื่องมือหรืออุปกรณ์ที่เหมาะกับงานและให้ได้ความละเอียดที่มาก ที่สุด และเพื่อบอกถึงความแน่นอนนั้นต้องใช้เลขนัยสาคัญในการ ช่วยหรือแสดงถึงการชั่งตวงวัดนั้น ๆ โดยต้องทราบแนวปฏิบัติใน การบอกเลขนัยสาคัญ รวมถึงการคานวณบวก ลบ คูณ หาร เลขนัยสาคัญด้วย
- 16. 16 แบบฝึกหัดท้ายบทที่ 1 1.จาแนกสารพร้อมยกตัวอย่างสารที่พบเห็นในชีวิตประจาวัน 2.จงอธิบายความแตกต่างของ การระเหิดการละลาย และการ ระเหย 3.สาร B มีมวล 20.0 g มีความหนาแน่น 2.5 g/mL สาร B จะมี ปริมาตรเท่าใด (8) 4.สาร C มีมวล 1.00 g มีปริมาตร 2.5 mL สาร C จะมีความ หนาแน่นเท่าใด (0.4) 5.ถ้าวัดอุณหภูมิได้ 50.3 C อยากทราบว่าเป็นกี่ K (323.45) 6.ถ้าวัดอุณหภูมิได้ 348.15 K อยากทราบว่าเป็นกี่ C (75) 7.ตัวเลขนัยสาคัญต่อไปนี้มีจานวนเลขนัยสาคัญกี่ตัว 7.1 0.00250 cm (3) 7.2 30080 g ( 4 หรือ 5) 7.3 50.00 mL (4) 8. จงหาผลลัพธ์ของเลขนัยสาคัญต่อไปนี้ 8.1 30.1205 + 1.81 (31.93) 8.2 65.123 x 0.36 (23) เอกสารอ้างอิง
- 17. 17 ทบวงมหาวิทยาลัย. (2536). เคมี1. เล่มที่ 1. พิมพ์ครั้งที่ 7. กรุงเทพฯ : อักษรเจริญทัศน์. นภดล ไชยคา, พีรวรรณ พันธุมนาวิน และ ลัดดาวัลย์ ผดุงทรัพย์. (2546). เคมี 1. กรุงเทพฯ : ท้อป. พินิติ รตะนานุกูล, นัยนา ชวนเกริกกุล, พรพรรณ อุดมกาญ จนนันท์, วรวรรณ พันธุมนาวิน, สุชาดา จูอนุวัฒนกุล, ธีรยุทธ วิไลวัลย์, นัทธมน คูณแสง และอรพินท์ เจียรถาวร. (2553). เ ค มี . พิมพ์ครั้งที่ 5. กรุงเทพฯ : ด่านสุทธาการพิมพ์. สุนันทา วิบูลย์จันทร์. (2545). เคมี : วิชาแกนทางวิทยาศาสตร์ 1. เล่มที่ 1. กรุงเทพฯ : เพียร์สันเอ็ดดูเคชั่นอินโดไชน่า. Gilbert, R.T. (2009). Chemistry : The science in context. New York : Norton. Kask Uno and David, J.R. (1993). General Chemistry. USA : Wm. C. Brown Communications. Stanitski, L.C., Eubanks, L.P., Middlecamp, C.H. and Stralton, W.J. (2000). Chemistry in Context. 3rd ed. Boston : McGraw Hill.