บทท�� 8

สมการเคม�และปฏิ�ก�ร�ยาเคม�

สาระส�าค�ญการเก�ดสมการเคมและปฏิ�ก�ร�ยาเคม ป�จจ�ยที่�มผลต่�อปฏิ�ก�ร�ยาเคม ต่ลอดจน

ผลที่�เก�ดจากปฏิ�ก�ร�ยาเคมต่�อส��งแวดล�อม

ผลการเร�ยนร��ท��คาดหวั�ง1. อธิ�บายการเก�ดสมการเคมและปฏิ�ก�ร�ยาเคมและด!ลสมการเคมได�2. อธิ�บายป�จจ�ยที่�มผลต่�อปฏิ�ก�ร�ยาที่�มผลต่�อปฏิ�ก�ร�ยาเคมได�3. อธิ�บายผลที่�เก�ดจากปฏิ�ก�ร�ยาเคมต่�อชีว�ต่และส��งแวดล�อมได�

ขอบข!ายเน"#อหาเร$�องที่� 1. สมการเคมเร$�องที่� 2 การเขียนและการอ�านสมการเคมเร$�องที่� 3. ปฏิ�ก�ร�ยาเคมเร$�องที่� 4 ปฏิ�ก�ร�ยาเคมในชีว�ต่ประจ'าว�น

เร"�องท�� 1 ควัามหมายของสมการเคม� ปฏิ�ก�ร�ยาเคม� และส�ญล�กษณ์&ในสมการเคม�สมการเคม�

สมการเคม� (Chemical equation)ค$อส��งที่�เขียนให้�ที่ราบถึ*งการเปล�ยนแปลงที่างเคม ซึ่*�งเป,นต่�วแที่นขีองการเปล�ยนแปลงที่างเคม แสดงให้�เห้-นว�าสารต่�.งต่�นใดที่'าปฏิ�ก�ร�ยาก�นแล�วเก�ดเป,นสารผล�ต่ภั�ณฑ์2ใด สารต่�.งต่�นอย3�ที่างซึ่�ายขีองล3กศร และสารผล�ต่ภั�ณฑ์2ค$อสารที่�เก�ดจากปฏิ�ก�ร�ยาเคม จะอย3�ที่างขีวาขีองล3กศร ส�ญล�กษณ2ในวงเล-บแสดงสถึานะ ได�แก�

G (gas) แที่น แก7ส l (liquid) แที่น   ขีองเห้ลว s (solid) แที่น ขีองแขี-งห้ร$อต่ะกอน aq (aqueous) แที่น สารที่�ละลายในน'.า

สมการเคมที่�ด!ลถึ3กต่�องแล�ว ต่�วเลขีที่�ใชี�ในการด!ล ห้มายถึ*ง จ'านวนโมลขีองสารต่�.งต่�น ที่�ที่'าปฏิ�ก�ร�ยาพอดก�น และจ'านวนโมลขีองสารผล�ต่ภั�ณฑ์2ที่�เก�ดขี*.นในสมการน�.นสมการเคมโดยที่��วไปแล�วจะใชี�ส�ญล�กษณ2แที่นขีองธิาต่!ต่�าง ๆ มล3กศรที่�ชี.จากด�านซึ่�ายขีองสมการไปที่างด�านขีวาเพ$�อบ�งบอกว�าสารต่�.งต่�น(reactant)ที่างด�านซึ่�ายม$อ ที่'าปฏิ�ก�ร�ยาเก�ดสารให้ม�ขี*.นมาเรยกว�าผล�ต่ภั�ณฑ์2 (product)ที่างด�านขีวาม$อ ด�งน�.น จากสมการเคมเราสามารถึใชี�ค'านวณห้าได�ว�าใชี�สารต่�.งต่�นเที่�าไรแล�วจะได�ผล�ต่ภั�ณฑ์2ออกมาเที่�าไรการเปล�ยนแปลงที่างเคมสามารถึอธิ�บายได�โดยใชี�ห้ล�ก 3 ประการ ด�งน.

  กฎท��หน)�ง : กฎทรงมวัล (Law of Conservation of Mass)

  กล�าวว�า ในการเปล�ยนแปลงที่างเคม มวลขีองสสารจะไม�ส3ญห้าย กล�าวค$อ “ ”

มวลขีองสสารก�อนและห้ล�งการเปล�ยนแปลงจะเที่�าก�น

  กฎท��สอง : กฎส�ดส!วันคงท�� (Law of Definite Proportions)

  กล�าวว�า เม$�อธิาต่!มารวมต่�วก�นเก�ดเป,นสารประกอบห้น*�งจะมส�ดส�วนโดยมวลคงที่�“ ”

  กฎท��สาม : กฎส�ดส!วันพห+ค�ณ์ (Law of Multiple Proportions)

  กล�าวว�า เม$�อธิาต่!รวมต่�วก�นเก�ดเป,นสารประกอบได�มากกว�าห้น*�งชีน�ด ถึ�าให้�มวล“

อะต่อมขีองธิาต่!ห้น*�งคงที่�

          จากกฎที่รงมวลเราจ*งต่�องที่'าให้�แต่�ละขี�างขีองสมการต่�องมจ'านวนอะต่อม และประจ!ที่�เที่�าก�น เรยกว�า การด!ลสมการ ซึ่*�งมขี�อส�งเกต่ด�งน.

                  1. พยายามด!ลธิาต่!ที่�เห้ม$อนก�นให้�มจ'านวนอะต่อมที่�.งสองด�านเที่�าก�นก�อน                  2. ในบางปฏิ�ก�ร�ยามกล!�มอะต่อมให้�ด!ลเป,นกล!�ม                  3. ใชี�ส�มประส�ที่ธิ�=(ต่�วเลขีที่�ใชี�วางไว�ห้น�าอะต่อม)ชี�วยในการด!ลสมการ แล�วน�บจ'านวนอะต่อมแต่�ละขี�างให้�เที่�าก�น เชี�น

2C2H2(g) + 5O2(g) 4CO2(g) + 2H2O(l)สารต่�.งต่�น สารผล�ต่ภั�ณฑ์2

AgNO3(aq) + HCl(aq) AgCl(s) + HNO3(aq)สารต่�.งต่�น สารผล�ต่ภั�ณฑ์2

การด+ลสมการเคม�วั�ธี�การด+ลสมการเคม�ท��วัไป

1.ระบ!ว�าสารใดเป,นสารต่�.งต่�น และสารใดเป,นสารผล�ต่ภั�ณฑ์2 2.เขียนส3ต่รเคมที่�ถึ3กต่�องขีองสารต่�.งต่�นและสารผล�ต่ภั�ณฑ์2 ซึ่*�งส3ต่รเคมน.จะ

ไม�มการเปล�ยนแปลง 3.ด!ลสมการโดยห้าต่�วเลขีส�มประส�ที่ธิ�=มาเต่�มขี�างห้น�าส3ต่รเคม เพ$�อที่'าให้�

อะต่อมชีน�ดเดยวก�นที่�.งซึ่�ายและขีวาขีองสมการมจ'านวนเที่�าก�น 4.ให้�ค�ดไอออนที่�เป,นกล!�มอะต่อมเปรยบเสม$อนห้น*�งห้น�วย ถึ�าไอออนน�.นไม�

แต่กกล!�มออกมาในปฏิ�ก�ร�ยา ต่รวจสอบอกคร�.งว�าถึ3กต่�องโดยมจ'านวนอะต่อมชีน�ดเดยวก�นเที่�าก�นที่�.งสอง

ขี�าง

ตั�วัอย!าง อะล3ม�เนยมซึ่*�งเป,นโลห้ะที่�ว�องไวต่�อปฏิ�ก�ร�ยาก�บกรด เม$�ออะล3ม�เนยมที่'าปฏิ�ก�ร�ยาก�บกรดซึ่�ลฟิ?วร�ก จะเก�ดแก7สไฮโดรเจนและอะล3ม�เนยมซึ่�ลเฟิต่ จงเขียนและด!ลสมการขีองปฏิ�ก�ร�ยาน.วั�ธี�ท�า(1) เขียนส3ต่รสารต่�.งต่�นและสารผล�ต่ภั�ณฑ์2 Al + H2SO4 ----> H2(g) + Al2(SO4)3

(2) ด!ลจ'านวนอะต่อม Al 2Al + H2SO4 ----> H2(g) + Al2(SO4)3

(3) ด!ลจ'านวนกล!�มไอออน SO42- 2Al + 3H2SO4 ----> H2(g) + Al2(SO4)3

(4) ด!ลจ'านวนอะต่อม H 2Al + 3H2SO4 ----> 3H2(g) + Al2(SO4)3

เร"�องท�� 2 หล�กในการเข�ยนสมการเคม� 1.ต่�องเขียนส3ต่รเคมขีองสารต่�.งต่�นแต่�ละชีน�ดได� 2.ต่�องที่ราบว�าในปฏิ�ก�ร�ยาเคมห้น*�งเก�ดสารผล�ต่ภั�ณฑ์2ใดขี*.นบ�าง และเขียน

ส3ต่รเคมขีองสารผล�ต่ภั�ณฑ์2ได� 3.เม$�อเขียนสมการแสดงปฏิ�ก�ร�ยาเคมได�แล�วให้�ที่'าสมการเคมให้�สมด!ลด�วย

เสมอ ค$อที่'าให้�จ'านวนอะต่อมขีองธิาต่!ที่!กชีน�ดที่างซึ่�ายเที่�าก�บที่างขีวา โดยการเต่�มต่�วเลขีขี�างห้น�าส3ต่รเคมขีองสารน�.นๆ เชี�น

N2 + H2 ----> NH3 ไม�ถึ3กต่�อง เพราะสมการน.ไม�ด!ลN2 + 3H2 ----> 2NH3 ถึ3กต่�อง เพราะสมการน.ด!ลแล�ว ขี�อควรจ'า ในสมการเคมที่�ด!ลแล�วน.จะม จ'านวนอะต่อม โมลอะต่อม และ

มวลสารต่�.งต่�นเที่�าก�บขีองสารผล�ต่ภั�ณฑ์2เสมอ ส�วนจ'านวนโมเลก!ลห้ร$อจ'านวนโมลโมเลก!ล ห้ร$อปร�มาต่รขีองสารต่�.งต่�นอาจเที่�าก�นห้ร$อ ไม�เที่�าห้ร$อสารผล�ต่ภั�ณฑ์2ก-ได�(ส�วนให้ญ�ไม�เที่�าก�น)

ในการเขียนสมการเคม ถึ�าให้�สมบ3รณ2ย��งขี*.น ควรบอกสถึานะขีองสารแต่�ล�ะชีน�ดด�วยค$อถึ�าเป,นขีองแขี-ง (solid) ใชี�ต่�วอ�กษรย�อว�า "s" ถึ�าเป,นขีองเห้ลว (liquid) ใชี�อ�กษรย�อว�า "l" เป,นก7าซึ่ (gas) ใชี�อ�กษรย�อว�า "g" และถึ�าเป,นสารละลายในน'.า (aqueous) ใชี�อ�กษรย�อว�า "aq" เชี�น

CaC2(s) + 2H2O(g) ----> Ca(OH)2(aq) + C2H2(g) 7.การเขียนสมการบางคร�.งจะแสดงพล�งงานขีอปฏิ�ก�ร�ยาเคมด�วยเชี�น

2NH3(g) + 93(g) ----> N2(g) + 3H2(g) ปฏิ�ก�ร�ยาด3ดพล�งงาน = 93 kJ

CH4(g) + 2O2 ----> CO2(g) + 2H2O(l) + 889.5 kJ ปฏิ�ก�ร�ยาคายพล�งงาน = 889.5

พ�จารณาล�กษณะขีองอะต่อมขีองธิาต่!ในสารต่�.งต่�นห้ร$อในธิาต่!ขีองผล�ต่ภั�ณฑ์2แล�วว�เคราะห้2ล�กษณะขีองการเปล�ยนแปลง ส3ต่รขีองสารต่�.งต่�นมาเป,นส3ต่รขีองผล�ต่ภั�ณฑ์2 อาจจ'าแนกประเภัที่ขีองปฎ�ก�ร�ยาเคมได�เป,น 3 ประเภัที่ ด�งน. 1.ปฎ�ก�ร�ยาการรวัมตั�วั (Combination)

ปฎ�ก�ร�ยารวมต่�วเก�ดจากสารโมเลก!ลเล-กกว�ารวมก�นเป,นโมเลก!ลให้ญ� ห้ร$อเก�ดจากธิาต่!ที่'าปฎ�ก�ร�ยาก�บธิาต่!ได�สารประกอบ ด�งต่�วอย�างต่�อไปน.

ตั�วัอย!างท�� 1 แก7ส H2 รวมก�บแก7ซึ่ O2 ได�น'.า (H2O) 2H2(g) + O2(g) ----> 2H2O(l)ตั�วัอย!างท�� 2 2Al(s) + 3Cl2(g) ----> 2AlCl3

2.ปฎ�ก�ร�ยาการแยกสลาย (Decomposition)

ปฎ�ก�ร�ยาการแยกสลายเก�ดจากสารโมเลก!ลให้ญ�แยกสลายให้�สารโมเลก!ลเล-กๆ ด�งต่�วอย�างต่�อไปน. ตั�วัอย!างท�� 1 แยกน'.าด�วยกระแสไฟิฟิAาให้�แก7ซึ่ O2 และ H2

2H2O(l) ----> 2H2(g) + O2(g)ตั�วัอย!างท�� 2 เผาห้�นป3นด�วยแคลเซึ่ยมคาร2บอนเนต่ (CaCO3) จะได�แคลเซึ่ยมออกไซึ่ต่2 (CaO) และแก7สคาร2บอนได�

ออกไซึ่ต่2 (CO2)

เผา CaCO3(s) ----> CaO(s) + CO2(g)

3.ปฎ�ก�ร�ยาการแทนท�� (Replacement)

ปฎ�ก�ร�ยาการแที่นที่�เป,นปฏิ�ก�ร�ยาที่�สารห้น*�งเขี�าไปแที่นที่�สารในอกสารห้น*�ง เชี�น Zn(s) + CuSO4 ----> ZnSO4 + Cu

4.ปฏิ�ก�ร�ยาการแลกเปล��ยน มห้ลายประเภัที่เชี�นปฏิ�ก�ร�ยาต่ะกอน เป,นปฏิ�ก�ร�ยาแลกเปล�ยนชีน�ดห้น$�งที่�เม$�อแยกเขียนเป,นสมการ

ไออน�คจะพบว�ามการต่กต่ะกอนเชี�น Ba(CN)2(aq) + Na2CO3(aq) ----> BaCO3(s) + 2NaCN(aq)

Pb(NO3)2(aq) + 2KI (aq) ----> PbI2(s) + KNO3 (aq)

ปฏิ�ก�ร�ยาสะเที่�น (Neutralization Reaction) เป,นปฏิ�ก�ร�ยาแลกเปล�ยนประเภัที่ห้น*�ง เก�ดก�บปฏิ�ก�ร�ยาระห้ว�างกรดก�บเบส ได�เกล$อก�นน'.า เชี�น

HCl(aq) +NaOH(aq) ----> NaCl (aq) + H2O(l)

ปฏิ�ก�ร�ยาการเก�ดแก7ส (Gas Forming Reaction) เป,นปฏิ�ก�ร�ยาเคม ที่�เก�ดผล�ต่ภั�ณฑ์2เป,นแก7สสารต่�.งต่�น ม�กเป,นปฏิ�ก�ร�ยาการแลกเปล�ยนระห้ว�างกรดห้ร$อเบสก�บสารเคมอ$�น

ปฏิ�ก�ร�ยารดอกซึ่2 (Redox Reaction) เป,นปฏิ�ก�ร�ยาที่�มการถึ�ายโอนอ�เล-กต่รอนก�นห้ร$อเป,นปฏิ�ก�ร�ยาที่�มการเปล�ยนเลขีออกซึ่�เดชี�นขีองธิาต่!ที่�.งเพ��มและลดในปฏิ�ก�ร�ยาเดยวก�นตั�วัอย!าง ในการส�นดาปขีองเอม�ลแอลกอฮอล2(C5H11OH) ด�งน.

2C5H11OH(g) + 15O2(g) 10CO2(g) + 12H2O(g)ก.จงห้าจ'านวนโมลขีองก7าซึ่ออกซึ่�เจนที่�ต่�องใชี�ในการส�นดาปก�บ 1 โมลขีองเอม�ลแอลกอฮอล2วั�ธี�ท�า ก. 2C5H11OH(g) + 15O2(g) 10CO2(g) + 12H2O(g)วั�ธี�ท�าท�� 1 จากสมการ C5H11OH 2 โมล ? O2 =15 โมล C5H11OH 1 โมล ? O2 = (15 mol?

1mol)/2mol 7.5 โมล วั�ธี�ท�� 2 mol ขีอง C5H11OH/(mol ขีอง O2) = 2/?(15 โมล) (1 mol)/(mol O2) = 2/15 โมลขีอง O2 = 15/2 โมล = 7.5 โมล

ขี.จงห้ามวลขีองก7าซึ่คาร2บอนไดออกไซึ่ด2ที่�เก�ดขี*.นจากการใชี�เอม�ลแอลกอฮอล2มากเก�นพอ แล�วเก�ดก7าซึ่คาร2บอนไดออกไซึ่ด2 22 กร�ม

ขี.2C5H11OH(g) + 15O2(g) ----> 10CO2(g) + 12H2O(g)วั�ธี�ท�าท�� 1. จากสมการ CO2 10 mol มาจาก O2 =15 mol

CO2 10 ?44 g มาจาก O2 =15? 22.4 dm3 STP CO2 22 g มาจาก O2 = (15?22.4?22g)/(10?44g)= 16.8 dm3

วั�ธี�ท�� 2. ให้� O2 มปร�มาต่ร = x dm 3 STP มจ'านวน x/22.4 mol

CO2 22 g มจ'านวน = 22/44 = 1/2 mol (mol O2)/(mol CO2 ) = 15/10 x/22.4 = 15/10 1/2 mol ? X = 15/10?1/2?22.4 = 16.8 dm3

ปร�มาต่รขีอง O2 ที่� STP = 16.8 dm3

ตั�วัอย!าง น'าผล*กโซึ่เดยมฟิอสเฟิต่ (Na3PO4 (H2O) ห้น�ก 3.615 g มาเผามวลส3ญห้ายไป 2.055 g เม$�อเผาแล�วให้�เห้ล$อเกล$อที่�ปราศจากน'.า จงห้าค�า x ในส3ต่รสมการขีองผล*กน�.น (มวลอะต่อมขีอง H = 1,O = 16,Na = 23,P =31 )ว�ธิที่'า Na3PO4.xH2 O(s) ?(?? ) Na3PO4(s) + xH2 O(g)

มวลโมเลก!ลขีอง Na3PO4.xH2O = (164 + 18x)

จากสมการ Na3PO4.xH2O 1 mol เผาแล�วเก�ด H2O = x mol Na3PO4.xH2O (164 + 18x) g เผาแล�วเก�ด H2O = x ?18 g Na3PO4.xH2O 3.615 g เผาแล�วเก�ด H2O = (18? g?3.615g)/(164+18x)g มวลขีอง H2O ห้น�ก = 65.07x/((164+18x)) X = 12.00ตั�วัอย!าง แร�ชีน�ดห้น*�งม ZnS 79.55% น'าแร�ชีน�ดน.ห้น�ก 445 g ไปที่'าปฏิ�ก�ร�ยาก�บก7าซึ่ออกซึ่�เจนจนสมบร3ณ2ด�งสมการ 2ZnS + 3O2 2ZnO + 2SO2

จงห้าขีองก7าซึ่ O2 ที่�ต่�องใชี�ที่�.งห้มด และห้าปร�มาต่รขีองก7าซึ่ SO2 ที่� STP

(มวลอะต่อมขีอง O = 16, S = 32, Zn = 65.39)

ว�ธิที่'า 2ZnS + 3O2 2Zn(s) + 2SO2

แร� 100 g ม ZnS = 79.5 g

แร� 100 g ม ZnS = 79.5 g ?445 g = 353.78 g 100 gจากสมการ ZnS 2 mol = O2 = 3 mol ZnS 2 ? 97.39 g = O2 = 3 ?32 g

ZnS 353.78 g = O2 = (3?32g?353.78g)/(2?97.38g) = 174.38 g ?มวลขีองก7าซึ่ O2 = 174.38 g

จากสมการ ZnS 2?97.39 g เก�ด SO2 = 2?22.4 dm3

ZnS 353.78 g เก�ด SO2 = (2?22.4dm3?353.78g)/(2?97.39g) มวลขีองก7าซึ่ SO2 = 81.37 dm3 STP

ตั�วัอย!าง การห้ม�กเป,นกระบวนการที่างเคมอย�างซึ่�บซึ่�อนในการที่'าไวน2 โยการใชี�น'.าต่าลห้ม�กให้�เปล�ยนเป,นเอที่านอลและก7าซึ่คาร2บอนไดออกไซึ่ด2 C6H12O6 2C2H5OH + 2CO2

เร��มต่�นใชี�กล3โคส 500.4 g จงห้าปร�มาต่รขีองเอที่านอลที่�เก�ดขี*.นจากกระบวนการน. (ความห้นาแน�นขีองเอที่านอล =0.789 g/ml, มวลอะต่อมขีอง H = 1,C = 12, O = 16)

ว�ธิที่'า C6H12O6 2C2H5OH + 2CO2

จากสมการ C6H12O6 1 mol C2H5 OH = 2 mol C6H12O6 180 g C2H5OH = 2?46 g C16H12O6 500.4 g C2H5OH = (2?46g?50.4)/180g 180 g มวลขีองเอที่านอล = 255.79 g

แต่�ส3ต่ร d = M/V

แที่นค�า ; 0.789 g/ml = 255.76g/V V = 255.76g/(0.789g/ml) = 324.16 ml ปร�มาต่รขีองเอที่านอล = 324.16 ml

ปฏิ�ก�ร�ยาเคม� ปฏิ�ก�ร�ยาเคม� (chemical reaction) ห้มายถึ*ง การเปล�ยนแปลงที่�ที่'าให้�เก�ดสารให้ม� มสมบ�ต่�ต่�างจากสารเด�ม สารก�อนการเปล�ยนแปลงเรยกว�า สารตั�#งตั�น (reactant) และสารที่�เก�ดให้ม�เรยกว�า ผล�ตัภั�ณ์ฑ์& (product)ในขีณะที่�เก�ดปฏิ�ก�ร�ยาเคม นอกจากได�สารให้ม�แล�วย�งอาจเก�ดการเปล�ยนแปลงในด�านอ$�นๆ อกได� เชี�น การเปล�ยนแปลงพล�งงาน

   ประเภัทของปฏิ�ก�ร�ยาเคม�

ปฏิ�ก�ร�ยาเคมจ'าแนกได� 3 ประเภัที่ด�งน.1. ปฏิ�ก�ร�ยาการรวัมตั�วั (combination) เป,นปฏิ�ก�ร�ยาที่�เก�ดจากการรวมต่�วขีองสารโมเลก!ลเล-กรวมก�นเป,นสารโมเลก!ลให้ญ� ห้ร$อเก�ดจากการรวมต่�วขีองธิาต่!ซึ่*�งจะได�สารประกอบ ด�งเชี�น

2. ปฏิ�ก�ร�ยาการแยกสลาย (decomposition) เป,นปฏิ�ก�ร�ยาที่�เก�ดการแยกสลายขีองสารโมเลก!ลให้ญ�ให้�ได�สารโมเลก!ลเล-กลง ด�งเชี�น

3. ปฏิ�ก�ร�ยาการแทนท�� (replacement) เป,นปฏิ�ก�ร�ยาการแที่นที่�ขีองสารห้น*�งเขี�าไปแที่นที่�อกสารห้น*�ง ด�งเชี�น

เร"�องท�� 3 ป1จจ�ยท��ม�ผลตั!อการเก�ดปฏิ�ก�ร�ยาเคม�ป�จจ�ยที่�มผลต่�อการเก�ดปฏิ�ก�ร�ยาเคม ห้มายถึ*งส��งที่�จะมผลที่'าให้�ปฏิ�ก�ร�ยาเคมเก�ดขี*.นเร-วห้ร$อชี�า ได�แก�1. ควัามเข�มข�น สารละลายที่�มความเขี�มขี�นมากกว�าจะเก�ดปฏิ�ก�ร�ยาได�เร-วกว�าสารละลายที่�เจ$อจาง2. พ"#นท��ผ�วั ขีองแขี-งที่�มพ$.นที่�ผ�วมากกว�าจะเก�ดปฏิ�ก�ร�ยาได�เร-วกว�า3. อ+ณ์หภั�ม� ที่�ที่�มอ!ณห้ภั3ม�ส3งกว�าจะเก�ดปฏิ�ก�ร�ยาได�เร-วกว�าที่�ที่�มอ!ณห้ภั3ม�ต่'�ากว�า4. ตั�วัเร!งปฏิ�ก�ร�ยาหร"อตั�วัคะตัะล�สตั& (catalyst) เป,นสารชีน�ดต่�างๆ ที่�สามารถึที่'าให้�เก�ดปฏิ�ก�ร�ยาได�เร-วขี*.น

เร"�องท�� 4 ปฏิ�ก�ร�ยาเคม�ท��พบในชี�วั�ตัประจ�าวั�นและผลตั!อส��งแวัดล�อม

ปฏิ�ก�ร�ยาเคมเก�ดจากสารที่'าปฏิ�ก�ร�ยาก�นแล�วได�สารให้ม� ซึ่*�งสารน�.นค$อผล�ต่ภั�ณฑ์2 ผล�ต่ภั�ณฑ์2ที่�ได�น� .นมที่�.งประโยชีน2และโที่ษ รอบๆ ต่�วเรามปฏิ�ก�ร�ยาเก�ดขี*.นมากมาย เชี�น ปฏิ�ก�ร�ยาชีวเคมในร�างกาย การเกษต่รกรรม อ!ต่สาห้กรรม ต่�วอย�างเห้ล�าน.ล�วนเก�ยวก�บปฏิ�ก�ร�ยาเคมที่�.งส�.น จ*งเห้-นได�ว�าปฏิ�ก�ร�ยาเคมมความส'าค�ญต่�อชีว�ต่อย�างย��งตั�วัอย!างปฏิ�ก�ร�ยาเคม�ท��พบในชี�วั�ตัประจ�าวั�น4.1 ฝนกรด เม$�อเก�ดฝนต่กลงมา น'.า (H2O) จะละลายแก7สต่�างๆ ที่�อย3�ในอากาศต่ามธิรรมชีาต่� เชี�น แก7สคาร2บอนไดออกไซึ่ด2 (CO2) แก7สซึ่�ลเฟิอร2ไดออกไซึ่ด2 (SO2) แก7สไนโต่รเจนไดออกไซึ่ด2 (NO2)

เม$�อน'.าละลายแก7สคาร2บอนไดออกไซึ่ด2ในอากาศ จะที่'าให้�น'.าฝนมสภัาพเป,นกรดคาร2บอน�ก (H2CO3) ด�งสมการ

เม$�อน'.าฝนที่�มสภัาพเป,นกรดไห้ลไปต่ามภั3เขีาห้�นป3นก-จะที่'าปฏิ�ก�ร�ยาก�บแคลเซึ่ยมคาร2บอเนต่ (CaCO3) ในห้�นป3น และได�สารละลายแคลเซึ่ยมไฮโดรเจนคาร2บอเนต่ (Ca(HCO3)2) ออกมา ด�งสมการ

เม$�อสารละลายแคลเซึ่ยมไฮโดรเจนคาร2บอเนต่ไห้ลซึ่*มไปต่ามเพดานถึ'.า น'.าจะระเห้ยไปเห้ล$อแต่�ห้�นป3นเกาะจนกลายเป,นห้�นย�อยที่�เพดานถึ'.า ถึ�าสารละลายน.ห้ยดลงบนพ$.นถึ'.า เม$�อน'.าระเห้ย ไปจะกลายเป,นห้�นงอกต่�อไปสร+ปปฏิ�ก�ร�ยาเคม�ในการเก�ดห�นย�อยและห�นงอก

ร�ปแสดงห�นย�อย

4.2 ถ่!านไฟฉาย (Dry cell )

ถึ�านไฟิฉายเป,นเซึ่ลล2ก�ลวาน�กที่�ใชี�ประโยชีนมากในป�จจ!บ�น ชี�.นนอกส!ดขีองถึ�านไฟิฉายจะมกระดาษห้ร$อโลห้ะห้�อห้!�ม ชี�.นถึ�ดมาจะเป,นกล�อง (Zn) จะที่'าห้น�าที่�เป,นขี�.วแอโนด ต่รงกลางกล�อง(Zn) ไว�บรรจ!สารและ Zn จะที่'าห้น�าที่�เป,นขี�.วแอโนดต่รงกลางกล�อง Zn จะมแที่�งแกร2ไฟิต่2 ที่'าห้น�าที่�เป,นขี�.วแคโที่ด ส�วนรอบ ๆ แที่�งแกร2ไฟิต่2จะมขีองผสมระห้ว�างผงถึ�านแอมโมเนยมคลอไรด2ชี$.น แมงกานส(IV)ออกไซึ่ด2 และกาวบรรจ!อย3�เป,นอ�เล-คโต่รไลต่2 จะเห้-นว�าในถึ�านไฟิฉาย ไม�ใชี�อ�เล-คโต่รไลต่2ที่�เป,นขีองเห้ลว ที่'าให้�สะดวกต่�อการน'าไปใชี�งาน

4.3 เซลล&สะสมไฟฟ9าแบบตัะก��วั((Lead storage cell)

ห้ร$อที่�เรยกก�นที่��วไปว�า แบต่เต่อร�รถึยนต่2 แต่�ละเวลล2จะให้�ศ�กย2ไฟิฟิAา 2

โวลต่2 ถึ�าต่�องการใชี�กระแสไฟิฟิAาที่�มศ�กย2ไฟิฟิAาเที่�าใด ก-น'าเซึ่ลล2ห้ลาย ๆ เซึ่ลล2มาต่�อก�นอย�างอน!กรม ในแต่�ละเซึ่ลล2ขีองเซึ่ลล2สะสมไฟิฟิAาแบบต่ะก��ว จะประกอบด�วยแผ�นต่ะก��วซึ่*�งมล�กษณะคล�ายฟิองน'.าบรรจ!ในชี�องว�างขีองแผ�นกร�ดส2(gride) และแผ�นกร�ดส2อกชี!ดห้น*�งซึ่*�งมเลอ(IV)ออกไซึ่ต่2บรรจ!อย3�แผ�นกร�ดส2ที่�.ง 2 จ!�มอย3�ในสารละลาย H2SO4 ซึ่*�งที่'าห้น�าที่�เป,นอ�เล-คโต่รไลต่2

4.4 การชี+บโลหะด�วัยไฟฟ9าเป,นกระบวนการที่�มการเคล$อบชี�.นขีองโลห้ะที่�ต่�องการชี!บลงบนผ�วโลห้ะอก

ชีน�ดห้น*�ง การชี!บโลห้ะห้ล�กการชี!บโลห้ะด�วยกระแสไฟิฟิAา

1.ส��งที่�ต่�องการชี!บให้�ต่�อก�บขี�.ว แคโที่ด(ขี�.วลบ) ขีองแบต่เต่อร�2.จะชี!บด�วยโลห้ะอะไรก-น'าโลห้ะน�.นต่�อก�บขี�.วแอโนด(ขี�.วบวก) ขีองแบต่เต่อร�3.ในอ�เล-คโต่รไลต่2ต่�องประกอบด�วย ไอออนขีองโลห้ะชีน�ดเดยวก�นก�บที่�ต่�อก�บ

ขี�.วแอโนด4.กระแสไฟิฟิAาที่�ใชี�ต่�องเป,นกระแสต่รง

ที่�ขี� .วแอโนด(ขี�.วบวก)โลห้ะ Zn จะจ�าย e- ต่ามสมการZn -------> Zn2+ + 2e- ---------(1)

ที่�ขี� .วแคโที่ด(ขี�.วลบ) Zn2- จะมาร�บ e- เป,นโลห้ะ Zn เคล$อบที่�ผ�งขีองต่ะป3 FeZn2+ + 2e- -------> Zn ---------(2)

4.5 สบ�!เป,นสารอ�นที่รย2 จ'าพวกเกล$อที่�ได�จากการที่'าปฏิ�ก�ร�ยาระห้ว�างไขีม�นจากพ$ชีห้ร$อ

ส�ต่ว2ก�บเบส เบสที่�ใชี�ในการที่'าสบ3� มล�กษณะที่�ต่�างก�นอย3� 2 ชีน�ด ค$อ1.สบ3�เห้ลว เต่รยมโดยใชี�กรดไขีม�นจากพ$ชีห้ร$อส�ต่ว2 ที่'าปฏิ�ก�ร�ยาก�บสารละลาย

โปต่�สเซึ่ยมไฮดรอกไซึ่ต่2 (KOH) ชีาวบ�านเรยกว�า ด�างคล2.สบ3�แขี-ง เป,นสบ3�ที่�เต่รยมขี*.นจากการใชี�กรดไขีม�นจากพ$ชีห้ร$อส�ต่ว2 ที่'า

ปฏิ�ก�ร�ยาก�บสารละลายโซึ่เดยมไฮดรอกไซึ่ด2 ห้ร$อโซึ่ดาไฟิ( NaOH) สบ3�มชี$�อที่างเคมว�า โซึ่เดยมสเต่ยเรต่ ซึ่*�งมส3ต่รที่างเคม ค$อ C17H35CooNa

การผล�ตัสบ�!การผล�ต่สบ3� ใชี�กรดไขีม�นจากพ$ชีห้ร$อส�ต่ว2ที่'าปฏิ�ก�ร�ยาก�บสารละลายเบส แล�ว

จะให้�ผลเป,นไปต่ามสมการไขีม�น + NaOH ห้ร$อ KOH -------> สบ3� + กลเซึ่อรอล

ในการผล�ต่สบ3�จะเต่�มโซึ่เดยมคลอไรด2(เกล$อแกง) ลงไปในกรรมว�ธิการผล�ต่เพ$�อให้�สบ3�ก�บ กลเซึ่อรอล แยกออกจากก�น ซึ่*�งเรยกโซึ่เดยมคลอไรด2ว�า เป,นต่�ว Salting out

สารท��เตั�มลงในสบ�! เพ$�อให้�สบ3�มค!ณภัาพด ได�แก�1.สารเพ��มความสะอาด เชี�นโซึ่ดาซึ่�กผ�า โซึ่เดยมซึ่�ล�เกต่ โซึ่เดยมฟิอสเฟิต่2.สารฆ่�าเชี$.อโรค ม�กใส�ในสบ3�ฟิอกต่�วเพ$�อฆ่�าเชี$.อโรคได�ดขี*.น3.สารแต่�งเต่�มกล��น ได�แก� ห้�วน'.าห้อม4.สารด�บกล��น ซึ่*�งปนห้ร$อผสมไปพร�อมก�บสารฆ่�าเชี$.อโรค

4.6 ผงซ�กฟอก ผงซึ่�กฟิอกโดยที่��วไป จะมค�าความเป,นกรด เบส ประมาณ – 9.0-10.6

ส�วนประกอบที่�ส'าค�ญได�แก�1.ฟิอสเฟิต่ ที่'าให้�น'.ามสภัาพเป,นเบสพอเห้มาะก�บการที่'าปฏิ�ก�ร�ยาขีองผงซึ่�กฟิอก ก�นไม�ให้�ส��งสกปรกกล�บเขี�าจ�บเส�นใยได�อก2.โซึ่เดยมซึ่�ล�เกต่ ปAองก�นไม�ให้�โลห้ะ ไม�ให้�ต่ะกอนส��งสกปรกจ�บเส$.อผ�าขีณะซึ่�ก ให้�น'ามสภัาพเป,นเบสอ�อน3.สารฟิอกขีาว เชี�น เปอร2ปอเรต่ ชี�วยที่'าให้�เส$.อผ�าที่�ซึ่�กมความขีาวสะอาดขี*.น 4.โซึ่เดยมคาร2บอนซึ่เมธิ�ลเซึ่ลล3โลส(C.M.C.) ไม�ให้�ผงซึ่�กฟิอกเก�ดต่ะกอนขี*.นขีณะซึ่�กล�าง ชี�วยจ�บอน!ภัาคส��งสกปรกที่�ห้ล!ดออกมาไม�ให้�กล�บไปจ�บเส$.อผ�าอก ชี�วยใฝห้�ร3 �ส*กน!�มม$อขีณะซึ่�กผ�า5.น'.าห้อม ส และยาฆ่�าเชี$.อโรค และสารลดแรงต่*งผ�ว

 

แบบฝ;กห�ด

1.การที่ดลองใดที่�ที่'าให้�โลห้ะผ3กร�อนได�ก. Cu ใน ZnSo4 ขี. Na ใน AgNO3

ค. Ag ใน CuSO4 ง. Mg ใน ZnSo4

เฉลย ง. Mg ใน ZnSo4

2.เซึ่ลล2ถึ�านไฟิฉายถึ�าเปล�ยนกล�องที่�ที่'าด�วย Zn เป,น เห้ล-ก(Fe) จะมผลอย�างไรก.ไม�มกระแสไฟิฟิAาเก�ดขี*.นขี.ถึ�านไฟิฉายมอาย!การใชี�งานนานกว�าเด�มค.จะมค�าความต่�างศ�กย2ไฟิฟิAาต่'�ากว�าเด�มง.จะมค�าความต่�างศ�กย2ไฟิฟิAาส3งกว�าเด�ม

เฉลย ค.จะมค�าความต่�างศ�กย2ไฟิฟิAาต่'�ากว�าเด�ม

3.การปAองก�นการผ!กร�อนขีองเห้ล-ก ที่'าได�ห้ลายว�ธิ ยกเว�นขี�อใด ก.การที่าสห้ร$อน'.าม�น

ขี.เคล$อบห้ร$อฉาบผ�วโลห้ะบางชีน�ด เชี�นส�งกะส ค. เชี$�อมด�วยโลห้ะที่�ร �บอ�เล-คต่รอนได�ง�ายกว�าเห้ล-ก ง.ใส�สารละลายที่�ปAองก�นสน�ม เชี�น โวเดยมไนไต่รที่2เฉลย ค. เชี$�อมด�วยโลห้ะที่�ร �บอ�เล-คต่รอนได�ง�ายกว�าเห้ล-ก

4.ห้ล�กการที่�ถึ3กต่�องในการชี!บโลห้ะด�วยกระแสไฟิฟิAา ก.ส��งที่�ต่�องชี!บต่�องเป,นขี�.วบวก ขี. จะชี!บด�วยโลห้ะใดใชี�โลห้ะน�.นเป,นขี�.วลบ ค. อ�เล-คโต่รไลต่2จะต่�องเป,นอ�ออนขีองโลห้ะชีน�ดเดยวก�บโลห้ะที่�จะชี!บ ง.การชี!บโลห้ะด�วยกระแสไฟิฟิAา ต่�องใชี�กระแสไฟิฟิAาสล�บเฉลย ค. อ�เล-คโต่รไลต่2จะต่�องเป,นอ�ออนขีองโลห้ะชีน�ดเดยวก�บโลห้ะที่�จะชี!บ

5.ถึ�าต่�องการชี!บส�งกะส ด�วยเง�น ควรที่'าการที่ดลองด�งขี�อใด ก. เง�นเป,น แอโนด ส�งกะสเป,น แคโที่ด สารละลาย Ag2+ เป,นอ�เล-คโต่รไลต่2 ขี. ส�งกะสเป,น แอโนด เง�นเป,นแคโที่ด สารละลาย Ag2+ เป,นอ�เล-คโต่รไลต่2 ค. ส�งกะสเป,นแอโนด เง�นเป,นแคโที่ด สารละลาย Zn2+ เป,นอ�เล-คโต่รไลต่2

ง.เง�นเป,น แอโนด ส�งกะสเป,น แคโที่ด สารละลาย Zn2++ เป,นอ�เล-คโต่รไลต่2 เฉลย ก. เง�นเป,น แอโนด ส�งกะสเป,น แคโที่ด สารละลาย Ag2+ เป,นอ�เล-คโต่รไลต่2