วิชาเคมีของ ม.4 เทอม 2 จะเป็นการคำนวณ 3 เรื่องพื้นฐาน (คือ โมลและสูตรเคมี สารละลาย และปริมาณสารสัมพันธ์) ก่อน เพื่อที่จะไปต่อยอดเนื้อหาของ ม.5-6 ครูจะเล่าภาพรวมคร่าวๆของแต่ละเรื่องให้น้องอ่านจบได้ใน 5-6 นาที
4. โมลและสูตรเคมี
- โมลและสูตรเคมี บทนี้เป็นพื้นฐานสำคัญของเคมีคำนวณ แบ่งเป็น 2 ส่วน คือ โมล และ สูตรเคมี ตามชื่อบทเลย
โมล คือหน่วยของอะไร? ถ้าเรานำสารมา 1 โมล มันมากน้อยแค่ไหน วัดได้จากอะไร นี่คือสิ่งที่เราจะหาคำตอบได้ในบทนี้ ผ่านการคำนวณปริมาณในหน่วยต่างๆ เช่น มวลเป็นกรัม ปริมาตรเป็นลิตร จำนวนอนุภาค ซึ่งจะเกี่ยวโยงกับ “มวลอะตอม” ของธาตุด้วย (ซึ่งมีหลายแบบคือ มวลอะตอม มวลอะตอมเฉลี่ย มวลอะตอมสัมพัทธ์)
ต่อด้วย สูตรเคมี ที่แบ่งเป็น 2 แบบคือ สูตรโมเลกุล (molecular formula) กับ สูตรอย่างต่ำ (empirical formula) ซึ่งใช้บอกสัดส่วนของธาตุต่างๆ ที่มารวมตัวกันเป็นสารประกอบ (compound) โดยอธิบายผ่านกฎสัดส่วนคงที่ (law of definite proportions)
ครึ่งหลังของบทนี้จะเป็นการคำนวณเกี่ยวกับสูตรของสารต่างๆ แบ่งได้เป็น 3 กรณีใหญ่ๆ คือ
- รู้สูตรของสาร แล้วคำนวณหาร้อยละของแต่ละธาตุที่เป็นองค์ประกอบ
- รู้ร้อยละของแต่ละธาตุ แล้วคำนวณย้อนกลับมาเป็นสูตรของสาร
- เมื่อสูตรของสารมีการเปลี่ยนแปลง (เช่น ได้รับความชื้นเพิ่มเข้ามา หรือมีการสลายตัวทำให้ธาตุบางตัวหลุดออกไป) สัดส่วน % ของทุกธาตุก็จะเปลี่ยนไป (แนวประยุกตร์)
การคำนวณในบทนี้จะใช้รูปแบบสากลคือ unit conversion หรือที่เรียกว่า การแปลงหน่วย หากใครยังไม่มีพื้นฐานการคำนวณแบบนี้ เราก็มีสอนให้ในตอนต้นของบทเรียนด้วย
5. สารละลาย
- สารละลาย จะยังคงเป็นการคำนวณเทียบสัดส่วนของแต่ละสาร คล้ายกับบทที่ผ่านมา โดยแบ่งเป็น 3 หัวข้อคือ หน่วยความเข้มข้น การเตรียมสารละลาย และสมบัติคอลิเกทีฟ
หน่วยความเข้มข้น เป็นการบอกสัดส่วนของตัวถูกละลาย เทียบกับสารละลาย (หรืออาจบอกเทียบกับตัวทำละลาย ในบางกรณี) มีอยู่หลายหน่วย คือ
- ร้อยละโดยมวล (%w) ร้อยละโดยปริมาตร (%v) ร้อยละโดยมวลต่อปริมาตร (%w/v)
- ppm (part per million) และ ppb (part per billion)
- โมลาร์ (molar)
- โมแลล (molal)
- สัดส่วนโมล (mole fraction)
นอกจากคำนวณความเข้มข้นแต่ละหน่วยได้แล้ว สารละลาย 1 อัน สามารถบอกความเข้มข้นได้หลายหน่วยแบบ หน่วยแต่ละแบบจะแปลงไปมาได้ แม้ตัวเลขจะต่างกัน แต่เป็นค่าความเข้มข้นเดียวกันของสารละลายนั้นๆ
การเตรียมสารละลาย จะใช้ความรู้เรื่องหน่วยความเข้มข้นแบบต่างๆ กับความรู้ในบท “โมลและสูตรเคมี” โดยเตรียมได้หลายแบบ
- นำตัวถูกละลายที่เป็นของแข็งมาละลายน้ำจนเป็นสารละลาย
- นำสารละลายที่เข้มข้นมาเจือจาง
- นำสารละลายที่เข้มข้นต่างกันมาผสมกัน
สมบัติคอลิเกทีฟ จะพูดถึงคุณสมบัติที่เปลี่ยนแปลงไปของสารละลาย เช่น น้ำบริสุทธิ์ จะแข็งตัวที่ 0 องศาเซลเซียส และเดือดที่ 100 องศาเซลเซียส แต่เมื่อเราละลายน้ำตาลลงไป สารละลายน้ำตาลนี้จะมีจุดเยือกแข็งต่ำลงกว่า 0 องศาเซลเซียส และมีจุดเดือดเกิน 100 องศาเซลเซียส
ปิดท้ายด้วยโจทย์พลิกแพลง ให้ฝึกวิเคราะห์ ประยุกต์ ตรงกับแนวข้อสอบ A-level ที่ขยับมาทางนี้มากขึ้นเรื่อยๆ เพราะบทนี้เป็นบทที่ถามพลิกแพลงได้เยอะมาก และต่อยอดกับบทอื่นๆ ใน ม.5-6 ได้ เช่น สมดุลเคมี และกรดเบส ซึ่งต้องใช้ค่าความเข้มข้นของสารละลายในการคำนวณแทบจะตลอด
6. ปริมารสารสัมพันธ์
6. ปริมารสารสัมพันธ์ จะพูดถึงการเกิดปฏิกิริยาของสารตั้งต้นเกิดเป็นสารผลิตภัณฑ์ผ่านสมการเคมี เริ่มจากวิธีการดุลสมการเคมี ต่อด้วยรู้ประเภทของปฏิกิริยาเคมี เพื่อให้สามารถเขียนผลิตภัณฑ์ได้เมื่อรู้สารตั้งต้น
บทนี้จะนำความรู้จาก 2 บทก่อนหน้ามาใช้แก้ปัญหาโจทย์หลากหลายรูปแบบ ผ่านกฎทรงมวล (conservation of mass)
- เริ่มจากการคำนวณหาปริมาณสารบางตัวในสมการเคมี
- การหาสารกำหนดปริมาณ (limiting reagent)
- ปริมาณสารในระบบแก๊ส
- ปริมาณสารในระบบสารละลาย
- ร้อยละผลได้ (yield)
- ปฏิกิริยาที่มีหลายสมการ (ปฏิกิริยาต่อเนื่อง ปฏิกิริยาคู่ขนาน ปฏิกิริยาเชิงซ้อน)
- การวิเคราะห์ชนิดสารจากสมการเคมี
- ปริมาณสารในระบบของผสม
ปิดท้ายด้วยโจทย์ให้ฝึกวิเคราะห์ ประยุกต์ จับทางข้อสอบ A-level อีกเช่นกัน บทนี้ไปต่อยอดกับบทอื่นๆ ใน ม.5-6 ได้เช่นกัน อย่างในบทไฟฟ้าเคมี และบทเคมีอินทรีย์ ที่มักจะมีสมการเคมีอยู่ในโจทย์ เป็นอีกบทที่ถามพลิกแพลงได้หลากหลาย แต่เราเตรียมโจทย์ฝึกดักไว้ให้แล้วทุกทาง
น้องสามารถเข้าใจทั้ง 3 เรื่องนี้ (โมลและสูตรเคมี สารละลาย ปริมาณสารสัมพันธ์ พร้อมได้ฝึกโจทย์มากกว่า 500 คำถาม) ในคอร์สเรียนเคมี STEP UP ม.4 เทอม 1 (ความยาวคลิป 16 ช.ม.) ได้ครบทั้งเนื้อหาและโจทย์ โดยใช้เวลาเรียนประมาณ 24-30 ช.ม. เท่านั้น ก็จบทั้งเทอมนี้แล้ว กดสมัครที่นี่