บทท 1เคมพนฐาน

(Basic Chemistry)

1-1

วทยาศาสตรสาขาหนง ศกษาเกยวกบคณสมบตองคประกอบ ปฏกรยา และ การเปลยนแปลงของสสารรวมถงกระบวนการ หรอ วธการสงเคราะหสาร

1-2

การ มอง และ คด ของนกเคม

มอง ในโลกมหพภาค (Macroscopic world)การเปลยนแปลงของสงทมองเหนได หรอ จบตองได

คด ในโลกจลภาค (Microscopic world)อธบายดวยสงทมองไมเหนดวยตาเปลา ตองชจนตนาการหรอเครองมอทางวทยาศาสตรนสง

4Fe + 3O2 2Fe2O3

1-3

เคมในชวตประจ าวนเคมของถงลมนรภย2NaN3 2Na + 3N2

10Na + 2KNO3 K2O + 5Na2O + N2

K2O + Na2O + SiO2 alkaline silicate (glass)

ของผสมระหวาง NaN3, KNO3, SiO2 ถกจดระเบดดวยประกายไฟฟาเกดการประทตอเนอง เกด N2 ขนเตมถงลมนรภย

1-4

สารเนอเดยว (เอกพนธ) สารเนอผสม (ววธพนธ)

สารละลาย สารบรสทธ

ธาต สารประกอบ

1-5

สงทมมวล และ ตองการทอยแบงได 3 สถานะ

ของแขง : มปรมาตร และ รปรางแนนอนเมออณหภมและความดนเปลยน จะมการเปลยนแปลงปรมาตรนอยมาก

ของเหลว : รปรางเปลยนไปตามภานะบรรจปรมาตรเปลยนแปลงเลกนอยเมออณหภมและความดนเปลยน

แกส : รปรางและปรมาตรไมแนนอนปรมาตรเปลยนแปลงมาก เมออณหภมและความดนเปลยน

เน ดน น า อากาศ

1-6

สารทมเนอเดยวกนตลอด ถาน าสวนหนงสวนใดของสารนไปทดสอบสมบต จะแสดงสมบตเหมอนกนทกประการ

ทองค า น า สารละลายตาง ๆ ฯลฯ

1-7

สารทไมเปนเนอเดยวกน มสวนผสมของเนอสารมากกวา 1 ชนดปนกนอย สามารถแยกองคประกอบของสารเนอผสมไดดวยวธการทางกายภาพ

พรกกบเกลอ ทรายผสมกบกรวด

1-8

ของผสมเนอเดยว ทมองคประกอบมากกวา 2 ชนดขนไป ซงปรมาณขององคประกอบสามารถเปลยนแปลงได

องคประกอบทมปรมาณมากกวา เรยกวา ตวท าละลาย

องคประกอบทมปรมาณนอยกวา เรยกวา ตวถกละลาย

1-9

สารเนอเดยวทมองคประกอบคงตวมจดเดอดและจดหลอมเหลวคงท

1-10

สารบรสทธทไมสามารถแยกใหเปนสารบรสทธทเลกลงไดอกโดยวธทางเคมหรอกายภาพ

ธาต มทงทเกดเองตามธรรมาต และทสงเคราะหขน

1-11

ตารางธาต (Periodic table)

1-12

สารบรสทธทประกอบดวยธาตตงแต 2 ชนดขนไปรวมกนอยดวยอตราสวนคงตว สามารถแยกองคประกอบไดดวยวธการทางเคม

เน น า เปน สารประกอบ H: 11.19% + O: 88.81%

1-13

การเปลยนแปลงทางกายภาพ (physical change)ไมมการเปลยนองคประกอบของสาร เชน

การเปลยนแปลงทางเคม (chemical change)มการเปลยนองคประกอบของสาร เชน

การหลอมของน าแขง การละลายของน าตาลชนน า

การเผาแกสไฮโดรเจน (H2) กบ ออกซเจน (O2)ชหผลตภณฑเปนน า (H2O)

เคมหรอกายภาพ ?

1-14

สมบตทขนและไมขนกบปรมาณ• สมบตทขนกบปรมาณ (extensive property) : เมอน าสสารมากกวาหนงชนมารวมกน เราสามารถน าสมบตทขนกบปรมาณมาบวกกนได

มวล ปรมาตร ความยาว

• สมบตทไมขนกบปรมาณ (intensive property) : เราไมสามารถน าสมบตทไมขนกบปรมาณมาบวกกนไดเมอน าสสารมากกวาหนงชนมารวมกน

ความหนาแนน อณหภม1-15

การวดและหนวย

มวล (Mass)

มวล คอ รปแบบหนงทใชบอกถงปรมาณของสสาร

หนวย SI ของมวล คอ kilogram (kg)

1 kg = 1,000 g = 1 x 103 g

มวลของสสารคงทไมวาจะอยทใด1-16

weight = mass x g

บนดวงจนทร g ~ 0.17 เทาของ g บนโลก

ดงนนสสาร มวล 1 kgจะหนก 1 kg บนโลก

แตจะหนกเพยง 0.17 kg บนดวงจนทร

น าหนก (Weight) คอ แรงโนมถวงทกระท ากบวตถ

1-17

18

ปรมาตร (Volume)หนวย SI ของปรมาตร คอ ลกบาศกเมตร (cubic meter, m3)

1 mL = 1 cm3

1 cm3 = (1 x 10-2 m)3 = 1 x 10-6 m3

1 dm3 = (1 x 10-1 m)3 = 1 x 10-3 m3

1 L = 1,000 mL = 1,000 cm3 = 1 dm3

1-18

1 g/cm3 = 1 g/mL = 1,000 kg/m3

density = massvolume d = m

V

ชนโลหะแพลทนมทมความหนาแนนเปน 21.5 g/cm3 และมปรมาตร 4.49 cm3 จะมมวลเปนเทาไร?

d = mV

m = d x V = 21.5 g/cm3 x 4.49 cm3 = 96.5 g

ความหนาแนน (Density) หนวย SI ของความหนาแนน คอ kg/m3

1-19

อณหภม : เคลวน เซลเซยส และฟาเรนไฮท

K = oC + 273.15273 K = 0 oC 373 K = 100 oC

oF = (1.8 x oC) + 3232 oF = 0 oC

212 oF = 100 oC

1-20

cdcandelaLuminous intensitymolmoleAmount of substanceKkelvinTemperatureAampereCurrentssecondTime

kgkilogramMassmmeterLength

SymbolName of UnitBase Quantity

หนวย SI พนฐาน (International System of Units)

1-21

10-9nNano-10-12pPico-

10-6mMicro-10-3mMilli-10-2cCenti-10-1dDeci-103kKilo-106MMega-109GGiga-1012TTera-

MeaningSymbolPrefix

อกษรน าหนาหนวย SI

1-22

เลขนยส าคญ (Significant figures)

0 1 2 3 4 5

0 1 2 3 4 5

3.7

3.751-23

เลขนยส าคญ (Significant figures)

กลมของตวเลขทแสดงความเทยงตรงของการวด ประกอบดวย ตวเลขทแสดงความแนนอน (certainty) ตวเลขทแสดงความไมแนนอน (uncertainty)

เปนตวเลขตวแรกทอยตอทายตวเลขทมความแนนอน

1-24

456 cm 1. เลขทไมใช 0 ทงหมด เปนเลขนยส าคญ

1.01 cm

2. เลข 0 ระหวางเลขอน เปนเลขนยส าคญเลขนยส าคญ 2 ตวเลขนยส าคญ 3 ตว

3.5 g

2005 kg เลขนยส าคญ 4 ตวเลขนยส าคญ 3 ตว

เลขนยส าคญ

1-25

0.02 g

3. เลข 0 ทางดานซายของเลขอนไมเปนเลขนยส าคญ

เลขนยส าคญ 3 ตว

4. เลข 0 ทางดานขวาของเลขอนและมจดทศนยมเปนเลขนยส าคญ

เลขนยส าคญ 1 ตว0.0026 cm เลขนยส าคญ 2 ตว

0.0200 g30.0 cm เลขนยส าคญ 3 ตว

1-26

5. เลข 0 ทางขวามอของเลขอนทไมมจดทศนยมไมจ าเปนตองเปนเลขนยส าคญ

130 cmเลขนยส าคญ 3, 4 หรอ 5 ตวเลขนยส าคญ 2 หรอ 3 ตว

10,300 g

เลขนยส าคญ 3 ตว 1.03 x 104 gเลขนยส าคญ 4 ตว 1.030 x 104 gเลขนยส าคญ 5 ตว 1.0300 x 104 g

1-27

เลขนยส าคญการบวกและการลบผลลพธตองมจ านวนตวเลขหลงจดทศนยมเทากบจ านวนตวเลขหลงจดทศนยมของตวตงทมตวเลขหลงจดทศนยมนอยทสด

89.3321.1+

90.432 ปดเปน 90.4มเลขหลงจดทศนยม 1 ต าแหนง

3.70-2.91330.7867

มเลขหลงจดทศนยม 2 ต าแหนง

ปดเปน 0.791-28

เลขนยส าคญการคณและการหารผลลพธตองมจ านวนตวเลขนยส าคญเทากบจ านวนตวเลขนยส าคญของตวตงทมเลขนยส าคญนอยทสด

4.51 x 3.6666 = 16.536366 = 16.5

3 sig figs ปดเปน3 sig figs

6.8 ÷ 112.04 = 0.0606926

2 sig figs ปดเปน2 sig figs

= 0.061

1-29

การปดเศษทศนยมมากกวา 5 ปดขนนอยกวา 5 ปดทงเลข 5 พจารณาตวเลขถดไป

- กรณทหลงเลข 5 ไมมตวเลขตอทายถาปดขนแลวเปนเลขค ปดขน

3.575 3.58ถาปดขนแลวเปนเลขค ไมตองปด

7.265 7.26- กรณทหลงเลข 5 มตวเลขอน (ทไมช 0) ตอทายชหปดขน เน 0.2352 0.24

1-30

การบาน

1. สาร B มมวล 20.0 g มความหนาแนน 2.5 g/mL สาร B จะมปรมาตรเทาใด 2. สาร C มมวล 1.00 g มปรมาตร 2.5 mLสาร C จะมความหนาแนนเทาใด 3. ถาวดอณหภมได 50.3 C อยากทราบวาเปนก K4. ถาวดอณหภมได 348.15 K อยากทราบวาเปนก C

1-31

5. ตวเลขนยส าคญตอไปนมจ านวนเลขนยส าคญกตว5.1 0.00250 cm 5.2 30080 g5.3 50.00 mL

6. จงหาผลลพธของเลขนยส าคญตอไปน6.1 30.1205 + 1.816.2 65.123 x 0.36

1-32