เตรียม A-Level เคมีจากโมลและสารละลายสู่ปริมาณสัมพันธ์

ถ้าทำโจทย์แล้วมักหยุดตรงคำว่า “สารใดเหลือ” ลองย้อนดูบรรทัดก่อนหน้า คุณรู้หรือยังว่าสารแต่ละชนิดมีอยู่กี่โมล บางครั้งที่ทำต่อไม่ได้เป็นเพราะยังเทียบกรัมกับมิลลิลิตรอยู่ ทั้งที่สมการเคมีบอกสัดส่วนการทำปฏิกิริยาเป็นโมล การฝึกให้รู้ว่ากำลังเปลี่ยนหน่วยของสารเดิมหรือกำลังเปลี่ยนจากสารชนิดหนึ่งไปหาอีกชนิด จะช่วยแยกจุดที่ต้องแก้ได้

ในโครงสร้างวิชาเคมีของ ทปอ. โมลกับสารละลายอยู่ในกลุ่มทักษะปฏิบัติการและการคำนวณปริมาณของสาร ส่วนปริมาณสัมพันธ์อยู่ในกลุ่มสมการเคมีและการเปลี่ยนแปลงทางเคมี หน้าเดียวกันมีตัวอย่างที่ให้ทั้งความเข้มข้นของสารละลายและมวลของสารที่เติม จึงเหมาะจะใช้ตรวจว่าคุณเชื่อมแต่ละเรื่องเข้าหากันได้แค่ไหน หลังทวนทีละเรื่องแล้วควรกลับมาลองโจทย์ที่ให้ข้อมูลคนละหน่วยในข้อเดียวกัน

เริ่มจากสารที่โจทย์ให้จริง

เมื่อให้มวลของแข็งบริสุทธิ์ ให้เขียนชื่อหรือสูตรของสารกำกับมวล แล้วหารด้วยมวลต่อโมลของสารเดียวกัน หากหน่วยบนกับล่างตัดกันแล้วเหลือโมลก็เดินต่อได้ แต่ถ้าโจทย์บอกมวลของผสมและระบุสัดส่วนองค์ประกอบ ให้หามวลของสารที่สนใจก่อน การใช้มวลของผสมทั้งหมดเป็นตัวตั้งจะทำให้ได้จำนวนโมลสูงเกินไป แม้วิธีหารในขั้นถัดมาจะถูกต้อง

สำหรับสารละลาย อ่านฉลากให้จบก่อนเลือกสูตร ถ้าหน่วยเป็นโมลต่อลิตร ให้คูณความเข้มข้นด้วยปริมาตรของสารละลายหน่วยลิตร สิ่งที่ได้คือโมลของตัวละลายในส่วนที่ตักมา ถ้าเทสารละลายจากขวดลงบีกเกอร์เพียงบางส่วน ให้ใช้ปริมาตรที่เทลงบีกเกอร์ ไม่ใช่ปริมาตรทั้งขวด ลองปิดคำตอบแล้วเขียนกำกับว่า “โมลของตัวละลายในส่วนที่นำไปใช้” หากยังระบุไม่ได้ว่าตัวเลขแทนสารใด ก็ยังไม่ควรนำไปเทียบสมการ

ขีดเส้นแบ่งระหว่างการแปลงหน่วยกับการใช้สมการ

การเปลี่ยนจากกรัมของสังกะสีเป็นโมลของสังกะสียังเป็นการพูดถึงสารเดิม แต่การเปลี่ยนจากโมลของสังกะสีเป็นโมลของกรดที่ต้องใช้ เป็นการข้ามไปอีกสารหนึ่งและต้องอาศัยสมการที่ดุลแล้ว สมมติว่าสังกะสีทำปฏิกิริยากับกรดไฮโดรคลอริกได้สังกะสีคลอไรด์กับแก๊สไฮโดรเจน สังกะสีหนึ่งโมลต้องใช้กรดสองโมลและให้แก๊สไฮโดรเจนหนึ่งโมล หากสารอีกฝั่งมีไม่พอ ปริมาณแก๊สสูงสุดตามทฤษฎีก็ต้องอิงฝั่งที่หมดก่อน

วิธีตรวจโดยไม่เดาว่าสารใดหมดคือเลือกสารตั้งต้นมาหนึ่งชนิด ถ้าชนิดนั้นทำปฏิกิริยาหมด อีกชนิดต้องใช้กี่โมล แล้วเทียบกับที่มี ถ้าของที่มีไม่พอ ให้ย้อนกลับมาคำนวณโดยใช้สารที่มีไม่พอนั้นเป็นตัวตั้ง อย่าเทียบแค่ว่าสารใดมีตัวเลขโมลน้อยกว่า เพราะจำนวนที่ต้องใช้ต่อกันอาจไม่เท่ากัน

ตัวอย่างแผน

ช่วงแรกลองฝึก 15 นาทีด้วยโจทย์สมมติให้สังกะสีบริสุทธิ์ 0.65 กรัม และกำหนดให้มวลต่อโมลเป็น 65 กรัมต่อโมล เมื่อหารจะได้ 0.010 โมล เขียนหน่วยครบแล้วเปลี่ยนไปอ่านสารอีกขวด กรดไฮโดรคลอริกความเข้มข้น 0.50 โมลต่อลิตร ปริมาตร 30 มิลลิลิตร เท่ากับ 0.030 ลิตร เมื่อคูณกันจะได้กรด 0.015 โมล ยังไม่ต้องเทียบกันจนกว่าจะเขียนอัตราส่วนโมลที่ใช้

ช่วงถัดมาลองปิดเฉลยแล้วตัดสินว่าสารใดเป็นตัวกำหนดปริมาณแก๊ส ถ้าสังกะสี 0.010 โมลทำปฏิกิริยาหมด จะต้องใช้กรด 0.020 โมล แต่มีเพียง 0.015 โมล กรดจึงหมดก่อน และถ้าปฏิกิริยาเกิดสมบูรณ์จะได้แก๊สไฮโดรเจน 0.0075 โมล คำตอบนี้ยังเป็นโมลของแก๊ส ถ้าโจทย์หยุดตรงนี้ก็ไม่ต้องแปลงต่อเป็นปริมาตร การได้คำตอบมากกว่า 0.010 โมลในตัวอย่างนี้เป็นสัญญาณให้กลับไปตรวจ เพราะต่อให้กรดมีมากพอ สังกะสีที่มีอยู่ก็ให้แก๊สได้ไม่เกินจำนวนนั้น

เว้นช่วงแล้วทำโจทย์เดิมโดยเปลี่ยนเฉพาะปริมาตรกรดเป็น 60 มิลลิลิตร ก่อนลงมือคำนวณ ให้ทายว่าคราวนี้สังกะสีอาจกลายเป็นตัวกำหนดหรือไม่ เมื่อได้กรด 0.030 โมลและพบว่าใช้เพียง 0.020 โมล ลองอธิบายว่าทำไมเพิ่มกรดเป็นสองเท่าแล้วปริมาณแก๊สจึงไม่ได้เพิ่มเป็นสองเท่า ปิดท้ายด้วยการเลือกโจทย์เคมีจากชุดที่ใช้เรียน แล้วใช้แนวเตรียมสอบ A-Levelช่วยจัดเวลาฝึก แล้วนำวิธีทบทวนข้อสอบที่ทำผิดมาใช้กับบรรทัดแรกที่ผิด จดแยกว่าอ่านหน่วยพลาด เทียบสารผิด หรือเลือกตัวกำหนดผิด เพื่อใช้เลือกโจทย์ครั้งต่อไป