เคมีสัมพันธ์: แนวคิด ประเภท ปัญหาตัวอย่าง

แนวคิดเรื่องปริมาณสัมพันธ์เป็นวิทยาศาสตร์ในวิชาเคมีซึ่งเป็นพื้นฐานสำหรับการคำนวณความสัมพันธ์เชิงปริมาณของสารตั้งต้นและผลิตภัณฑ์ที่เกิดขึ้นในปฏิกิริยาเคมี มันขึ้นอยู่กับสมการของปฏิกิริยาและกฎพื้นฐาน

ลักษณะของปฏิกิริยาปริมาณสัมพันธ์คือไม่มีสารตกค้างจากสารตั้งต้นหรือปฏิกิริยาเนื่องจากถูกใช้จนหมด โดยทั่วไป เนื้อหานี้สอนในชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 10 และมักจะออกมาในการสอบของโรงเรียนต่างๆ นี่คือคำอธิบายแบบเต็ม

วัสดุเคมีปริมาณสัมพันธ์

การศึกษาปริมาณสัมพันธ์หมายถึงต้องเข้าใจสิ่งที่เกี่ยวข้องหลายประการ สิ่งเหล่านี้รวมถึงกฎพื้นฐานของเคมี แนวคิดในวิชาเคมีที่เกี่ยวข้องกันและประเภทของพวกมัน จำเป็นต้องมีคำถามฝึกหัดเพื่อให้ความเข้าใจที่พวกเขามีมากขึ้น

กฎพื้นฐานของเคมีสำหรับปริมาณสัมพันธ์

มีกฎพื้นฐาน 5 ข้อในวิชาเคมีที่จำเป็นต้องรู้เพื่อทำความเข้าใจปริมาณสัมพันธ์ รวมไปถึง:

1. กฎการอนุรักษ์มวล

ในปี ค.ศ. 1789 นักเคมีชื่อ Lavoisier ได้กำหนดกฎการอนุรักษ์มวล สาระสำคัญของกฎการอนุรักษ์มวลคือน้ำหนักรวมของสารจะยังคงเหมือนเดิม ทั้งก่อนและหลังปฏิกิริยาเคมี

เช่น มวลไม้ก่อนเผาด้วยมวลผลจากการเผาไม้ไม่เปลี่ยนแปลง กล่าวอีกนัยหนึ่ง มวลของสารหรือวัตถุที่ครอบครองก่อนและหลังเกิดปฏิกิริยาจะถูกอนุรักษ์ไว้

2. กฎหมายเปรียบเทียบคงที่

Joseph Proust เป็นผู้เชี่ยวชาญที่สร้างกฎสัดส่วนคงที่ในปี 1799 กฎข้อนี้ระบุว่าอัตราส่วนของน้ำหนักรวมของธาตุที่ประกอบเป็นสารประกอบเฉพาะจะไม่เปลี่ยนแปลงหรือคงที่

จากภาพประกอบ อัตราส่วนของมวลของสาร A และสาร B ที่มีอยู่ในสารละลายจะคงที่เสมอและไม่ได้รับผลกระทบจากปริมาตรของสารละลายเลย

3. กฎการเปรียบเทียบพหุคูณ

นอกจากนี้ กฎพื้นฐานของปริมาณสัมพันธ์ที่จำเป็นต้องเข้าใจคือกฎของอัตราส่วนพหุคูณที่ทำโดย John Dalton ในปี 1803 การเปรียบเทียบหลายรายการเป็นส่วนเสริมของกฎการเปรียบเทียบคงที่

กฎของสัดส่วนหลายสัดส่วนระบุว่าเมื่อองค์ประกอบ 2 ตัวรวมกันมากกว่า 2 สารประกอบ น้ำหนักรวมของมันคือ องค์ประกอบที่เป็นส่วนประกอบหนึ่งมีค่าคงที่ จากนั้นน้ำหนักรวมขององค์ประกอบส่วนประกอบอื่น ๆ จะเป็นจำนวนเต็ม เรียบง่าย.

4. กฎของเกย์ ลูซแซก

อีกชื่อหนึ่งของกฎหมายที่ค้นพบโดยโจเซฟ เกย์ ลุสแซกคือกฎหมายว่าด้วยอัตราส่วนของปริมาตร ข้อสรุปที่ได้จากกฎการเปรียบเทียบปริมาตรคืออุณหภูมิและความดันส่งผลต่อการเปลี่ยนแปลงของปริมาตรก๊าซ

5. สมมติฐานของ Avogadro

Amadeo Avogadro เสนอสมมติฐานว่าอนุภาคธาตุสามารถเป็นโมเลกุลและองค์ประกอบเพื่อไม่ให้เป็นอะตอมเสมอไป สิ่งนี้นำไปสู่คำอธิบายเพิ่มเติมเกี่ยวกับปริมาณสัมพันธ์ที่อิง

สมมติฐานของอาโวกาโดรระบุว่าหากอุณหภูมิและความดันมีจำนวนเท่ากัน อัตราส่วนของก๊าซที่มีปริมาตรเท่ากันจะมีจำนวนโมเลกุลเท่ากัน

อ่าน: วัสดุคอลลอยด์

แนวคิดทางเคมีที่ต้องทำความเข้าใจในสารสัมพันธ์

ไม่เพียงแต่กฎพื้นฐานเท่านั้น สิ่งสำคัญอื่นๆ ที่เกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับวัสดุปริมาณสัมพันธ์เป็นแนวคิดในวิชาเคมี อย่างน้อยก็มี 4 แนวคิดที่ต้องทำความเข้าใจ ได้แก่ มวลอะตอมสัมพัทธ์ มวลโมเลกุลสัมพัทธ์ โมลาริตี และแนวคิดเรื่องโมล

1. มวลอะตอมสัมพัทธ์ (Ar)

ในวิชาเคมี คำย่อของมวลอะตอมสัมพัทธ์คือ Ar แนวคิดนี้หมายถึงน้ำหนักอะตอมรวมซึ่งกำหนดโดยเปรียบเทียบกับน้ำหนักรวมของอะตอมมาตรฐาน International Union of Pure and Applied Chemistry ใช้อะตอมของคาร์บอนเป็นมาตรฐานในการกำหนด

อะตอมของคาร์บอนหรือไอโซโทป C-12 ถูกเลือกเพราะมีนิวเคลียสที่เสถียรซึ่งเฉื่อยมากกว่าอะตอมประเภทอื่น เฉื่อยหมายถึงความต้านทานต่อปฏิกิริยาเคมีที่เกิดขึ้น

2. มวลโมเลกุลสัมพัทธ์ (นาย)

นอกจากนี้ยังมีแนวคิดเรื่องมวลโมเลกุลสัมพัทธ์เรียกย่อว่า Mr. แนวคิดของปริมาณสัมพันธ์ Mr คือน้ำหนักรวมของโมเลกุลที่มีการวัดโดยใช้หน่วยมวลอะตอม

จากแนวคิดนี้ โมเลกุลต่างๆ ที่มีสารประกอบเดียวกันมีความเป็นไปได้ที่จะมีความแตกต่างในมวลโมเลกุลเนื่องจากไอโซโทปที่พวกมันมีอยู่นั้นมาจากองค์ประกอบที่แตกต่างกัน

3. แนวคิดโมล

เคมีมีหน่วยบัญชีเพื่อลดความซับซ้อนของกระบวนการคำนวณคือโมล แนวคิดเรื่องโมลขึ้นอยู่กับจำนวนของอโวกาโดรเพื่อแทนจำนวนโมเลกุล อะตอม หรือไอออน ตามแนวคิดนี้ 1 โมลเท่ากับ 6.022 x 10²³ อนุภาคของสาร

มวลของโมลหนึ่งสามารถกล่าวได้ว่าเทียบเท่ากับ Ar และ Mr ในหน่วยกรัม ตัวอย่างเช่น น้ำหนักรวมของมวลโมลาร์ของคาร์บอน 12 กรัม/โมล เท่ากับ Ar ของคาร์บอน 12 amu

4. โมลาริตี

โมลาริตีเป็นแนวคิดในวิชาเคมีที่ระบุจำนวนโมลของตัวถูกละลายในตัวทำละลาย 1 ลิตร กล่าวอีกนัยหนึ่งโมลาริตีหมายถึงความเข้มข้นที่มีอยู่ในปริมาณของตัวถูกละลายต่อหน่วยปริมาตร

อ่าน: สูตรโมลาริตี

ประเภทของสารสัมพันธ์ทางเคมี

โปรดทราบว่ามีปริมาณสัมพันธ์ 3 ประเภท ได้แก่ ปฏิกิริยา ก๊าซและสารประกอบหรือองค์ประกอบ นี่คือคำอธิบายแบบเต็ม:

1. ปริมาณสัมพันธ์ของปฏิกิริยา

คำจำกัดความของปริมาณสัมพันธ์ของปฏิกิริยาเป็นแนวคิดประเภทหนึ่งที่เน้นความสัมพันธ์เชิงปริมาณระหว่างสารที่มีอยู่ในปฏิกิริยาเคมีโดยเฉพาะ แนวคิดนี้ใช้เพื่อปรับสมดุลสมการเคมีที่เกิดขึ้น

จากคำอธิบายนี้ อาจกล่าวได้ว่าสารที่มีส่วนร่วมในปฏิกิริยาเคมีส่งผลต่อความสัมพันธ์เชิงปริมาณระหว่างสารเหล่านี้

2. ปริมาณสัมพันธ์ของแก๊ส

ถัดไป gas stoichiometry หมายถึงแนวคิดของปฏิกิริยาเคมีที่มีก๊าซอยู่ ก๊าซที่ความดัน อุณหภูมิ และปริมาตรหนึ่งถือเป็นก๊าซในอุดมคติ แก๊สประกอบด้วยอนุภาคเพียงชุดเดียวซึ่งมีการเคลื่อนที่แบบสุ่มและไม่มีปฏิกิริยาโต้ตอบ

สมการก๊าซในอุดมคติแสดงโดย P.V = n ร.ท. ในสูตร P คือความดันเป็น atm V คือปริมาตรของแก๊สเป็นลิตร n คือจำนวนโมล T คืออุณหภูมิ 273 K และ R คือแก๊ส 0.082 L atm/mol K

3. สารสัมพันธ์เชิงปริมาณ

คำจำกัดความของปริมาณสัมพันธ์ของสารประกอบหรือองค์ประกอบเป็นแนวคิดที่แสดงความสัมพันธ์เชิงปริมาณของน้ำหนักรวมหรือปริมาณของสารที่องค์ประกอบในสารประกอบเฉพาะมี

แนวคิดนี้มักใช้เพื่ออธิบายน้ำหนักรวมของไฮโดรเจนและไนโตรเจนที่รวมกันเป็นแอมโมเนียเชิงซ้อน

อ่าน: สูตรความหนาแน่น

ตัวอย่างปัญหาและการอภิปรายปริมาณสัมพันธ์

วิธีแก้ปัญหาที่เกี่ยวข้องกับปริมาณสัมพันธ์ ต่อไปนี้เป็นตัวอย่างคำถามและการอภิปรายเพื่อให้เข้าใจได้ง่ายขึ้น:

1. จงหาจำนวนอะตอมที่มีอยู่ใน 2 โมลของ H₂โอ้!

ควรสังเกตว่า H₂O มีอะตอม 2 H และ 1 O อะตอม จากนั้นสารละลายจะกลายเป็น:

2. คำนวณน้ำหนักหรือมวลรวมของ C. 2 โมล₆ชม₁₂อู๋₆ (กลูโคส)! เป็นที่ทราบกันดีอยู่แล้วว่าผลรวมของ Ar C = 12, O = 16 และ H = 1

การแก้ไขปัญหา:

หัวข้อสำคัญอย่างหนึ่งในวิชาเคมีคือปริมาณสัมพันธ์ซึ่งเป็นแนวคิดพื้นฐานของการคำนวณเพื่อหาความสัมพันธ์เชิงปริมาณระหว่างสมการเคมีและสูตร ยังต้องเข้าใจแนวคิดอื่นๆ อีกหลายประการในวิชาเคมีเนื่องจากเกี่ยวข้องกับปริมาณสัมพันธ์