บทที่ 4 ปริมาณสัมพันธ์
ลาวัวซิเยร์ : กฎทรงมวล
เมื่อเคมีสมัยใหม่เริ่มต้นในศริสตศตวรรษที่ 18 นักวิทยาศาสตร์เริ่มที่จะสังเกตปริมาณของสาร จากการทดลองของลาวัวซิเยร์ เพื่อแยกแก๊สออกซิเจนออกมา ในการทดลองของ ลาวัวซิเยร์ มีอุปกรณ์ที่เกี่ยวข้องดังรูป ด้านล่าง โดยที่นำเมอร์คิวรี่(II)ออกไซด์ใส่ลงไปในขวดคอยาวโดยที่คอขวดต่ออยู่กับครอบแก้วรูประฆังมีปริมาตร 40 ลูกบาศก์นิ้วสำหรับเก็บแก๊สที่เผาได้ โดยใช้เตาเผาที่มีถ่าน (charcoal) เป็นเชื้อเพลิง เขาได้ชั่งน้ำหนักของสารเริ่มต้น ก่อนเผาไว้ จากนั้นทำการเผา เมอร์คิวรี่(II)ออกไซด์ เป็นเวลา 12 วัน จะสังเกตได้ว่าระดับน้ำในขวดรูประฆังลดลงแสดงว่าต้องมีแก๊สเกิดขึ้น ทดสอบโดยการจุดเทียนไขได้เปลวไฟที่สว่าง มากกว่าปกติ ส่วนในขวดคอยาวพบว่ามีปรอทเหลว(mercury)
จากการชั่งน้ำหนักของสารตั้งต้นในขวดคอยาว และผลิตภัณฑ์ เขาพบว่ามวลโดยรวมของผลิตภัณฑ์ มีมวลเท่ากับเมอร์คิวรี่(II)ออกไซด์ที่เริ่มต้น เขาจึงสรุปออกมาเป็นกฎทรงมวล ว่า
"มวลของสารก่อนทำปฏิกิริยาจะเท่ากับมวลของสารหลังทำปฏิกิริยา"
ดังนั้น การเผาเมอร์คิวรี่(II)ออกไซด์ (เมอร์คิวริก ออกไซด์)จะให้ผลิตภัณฑ์ออกมา 2 ชนิด ได้แก่ เมอร์คิวรี่ (ปรอทเหลว) และแก๊สออกซิเจน ดังสมการ
2HgO → 2Hg + O2
ตัวอย่างที่1 ในการเกิดโมเลกุลของน้ำจะต้องใช้ ไฮโดรเจน 2 โมล รวมกับ ออกซิเจน 1 โมล จึงได้โมเลกุลของน้ำ 2 โมล ซึ่งจะเป็นอัตราส่วนอย่างนี้ตลอดไป แสดงได้ดังรูปภาพด้านล่าง
2H2 + O2 → 2H2O
โมล
ก่อนที่จะเรียนรู้ว่าโมล คืออะไร เรามาทำความรู้จักกับอะตอม มวลโมเลกุล สูตรโมเลกุล และน้ำหนักโมเลกุลกันเสียก่อนอะตอม
เป็นส่วนที่เล็กที่สุดของธาตุ ที่สามารถแสดงคุณสมบัติของธาตุนั้นๆ ได้ เช่น H , S , Al , Fe เป็นต้น ส่วนธาตุที่มีเลขอะตอมเหมือนกัน แต่มีเลขมวลต่างกันก็จัดเป็นธาตุเดียวกัน มีสมบัติทางเคมีเหมือนกัน แต่มีสมบัติทางกายภาพบางประการต่างกัน เรียกว่า เป็นไอโซโทปกัน
เกิดจากการรวมกันของอะตอม สามารถแบ่งออกได้เป็น
1. โมเลกุลอะตอมเดี่ยว ได้แก่ พวกแก๊สเฉื่อย He, Ne, Ar , Kr , Xe, Rn
2. โมเลกุลอะตอมคู่ เช่น H2 , O2 ,N2 ,HCl , CO , HF
3.โมเลกุลหลายอะตอม P4, S8, H2O, CH4, C6H12O6
อะตอม มีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 10-10 เมตร (1A ํ) อะตอมที่เบาที่สุดหนัก 1.66 x 10-24 กรัม อะตอมที่หนักที่สุดหนัก 250 x 1.66 x 10-24 กรัม
