กรณีศึกษาด้านการวิเคราะห์ข้อมูล ปีที่ 11 ข้อ 1
Thread Content
โพสต์นี้ถูกแก้ไขครั้งสุดท้ายโดย forrestwong เมื่อวันที่ 15 กรกฎาคม 2016 เวลา 12:16 1. สำหรับส่วนผสมของ NaCl และ KCl ในปริมาณ 1 กิโลกรัม เมื่อนำไปประมวลผลด้วย H2SO4 แล้ว จะได้ K2SO4 และ Na2SO4 ในปริมาณ 1.2 กิโลกรัม แล้วอัตราส่วนของน้ำหนักของ NaCl ต่อ KCl ในส่วนผสมเดิมคือเท่าไร? สมการปฏิกิริยาที่ทราบคือ: NaCl + KCl + H2SO4 → 1/2Na2SO4 + 1/2K2SO4 + HClค่าที่เลือกได้คือ (A) 0.2 (B) 2.7 (C) 0.5 (D) 2.1
ไม่ทราบว่าสารใดจะมีปริมาณมากกว่าหรือน้อยกว่ากัน และก็ไม่มีข้อมูลเพิ่มเติมให้ด้วย ถ้าสมมติว่าอัตราส่วนของมวลหลังจากการคำนวณด้วยปริมาณที่มากเกินไปคือ 0.77 และ 0.80 ผลลัพธ์ที่ได้ก็จะไม่ตรงกันเลย. อีกอย่าง คำตอบอ้างอิงนั้นคำนวณโดยไม่ใช้อัตราส่วนเคมีด้วยนะ. เกิดอะไรขึ้น? ขอให้เพื่อนๆ ชาวทะเลมาแสดงความคิดเห็นกันค ขอบคุณค่ะ.
@zhanghp30 @Higee
วิธีแก้: สมมติให้ NaCl มีจำนวนโมลเท่ากับ x mol และ KCl มีจำนวนโมลเท่ากับ y mol โดยมีน้ำหนักโมเลกุลของ NaCl เท่ากับ 58.5 ส่วน KCl มีน้ำหนักโมเลกุลเท่ากับ 74.5 ส่วน Na2SO4 มีน้ำหนักโมเลกุลเท่ากับ 142 และ K2SO4 มีน้ำหนักโมเลกุลเท่ากับ 174 จากหลักการอนุรักษ์ปริมาณของธาตุต่างๆ จะได้สมการดังนี้:
58.5x + 74.5y = 1000
142x/2 + 174y/2 = 12000
จากสมการเหล่านี้จะได้ค่า x = 12 mol และ y = 4 mol นอกจากนี้ยังมีค่า 58.5x/74.5y = 702/298 ≈ 2.356 ดังนั้นคำตอบที่ถูกคือ D
58.5x + 74.5y = 1000
142x/2 + 174y/2 = 12000
จากสมการเหล่านี้จะได้ค่า x = 12 mol และ y = 4 mol นอกจากนี้ยังมีค่า 58.5x/74.5y = 702/298 ≈ 2.356 ดังนั้นคำตอบที่ถูกคือ D
ความหมายก็คือมีกรดซัลฟิวริกมากเกินไป คำตอบที่ให้มานั้นถูกต้องแล้ว
ปัญหาก็คือ คุณจะรู้ได้อย่างไรว่าเป็นการมี NaCl มากเกินไป หรือ KCl มากเกินไปกันแน่.
โพสต์นี้ถูกแก้ไขครั้งสุดท้ายโดย forrestwong เมื่อวันที่ 15 กรกฎาคม 2016 เวลา 17:25 สมการเคมีที่เกิดขึ้นมีดังนี้:
NaCl + KCl + H2SO4 → 1/2Na2SO4 + 1/2K2SO4 + 2HCl
2NaCl + H2SO4 → Na2SO4 + 2HCl
2KCl + H2SO4 → K2SO4 + 2HCl
เมื่อมีสารใดสารหนึ่งมีปริมาณมากเกินไป ก็จะเกิดปฏิกิริยาเคมีตามสมการข้างต้นขึ้น จากนั้นใช้หลักการอนุรักษ์ปริมาณของธาตุ คือ X*58.5 + Y*74.5 = 100 และ X/2*142 + Y/2*174 = 1200 (Y มีค่ามากกว่า X) หรือ X/2*142 + Y/2*174 = 1200 (X มีค่ามากกว่า Y) ผลลัพธ์จากสมการทั้งสองนี้จะเหมือนกัน จากนั้นก็แก้สมการพร้อมกัน ไม่รู้ว่าที่ฉันเขียนมาถูกหรือเปล่า?
NaCl + KCl + H2SO4 → 1/2Na2SO4 + 1/2K2SO4 + 2HCl
2NaCl + H2SO4 → Na2SO4 + 2HCl
2KCl + H2SO4 → K2SO4 + 2HCl
เมื่อมีสารใดสารหนึ่งมีปริมาณมากเกินไป ก็จะเกิดปฏิกิริยาเคมีตามสมการข้างต้นขึ้น จากนั้นใช้หลักการอนุรักษ์ปริมาณของธาตุ คือ X*58.5 + Y*74.5 = 100 และ X/2*142 + Y/2*174 = 1200 (Y มีค่ามากกว่า X) หรือ X/2*142 + Y/2*174 = 1200 (X มีค่ามากกว่า Y) ผลลัพธ์จากสมการทั้งสองนี้จะเหมือนกัน จากนั้นก็แก้สมการพร้อมกัน ไม่รู้ว่าที่ฉันเขียนมาถูกหรือเปล่า?
2NaCl + H2SO4 → Na2SO4 + 2HCl
2KCl + H2SO4 → K2SO4 + 2HCl
ในปฏิกิริยานี้ไม่มีปัญหาเรื่องว่าจะมี NaCl หรือ KCl มากกว่ากันเลย สมการทั้งสองที่คุณเขียนมานั้นแตกต่างจากสมการ NaCl + KCl + H2SO4 → 1/2Na2SO4 + 1/2K2SO4 + 2HCl หรือเปล่า? สมการที่เขียนไว้ก่อนหน้านี้คือ 58.5x + 74.5y = 1000 และ 142x/2 + 174y/2 = 1200 ซึ่งผิดครับ
2KCl + H2SO4 → K2SO4 + 2HCl
ในปฏิกิริยานี้ไม่มีปัญหาเรื่องว่าจะมี NaCl หรือ KCl มากกว่ากันเลย สมการทั้งสองที่คุณเขียนมานั้นแตกต่างจากสมการ NaCl + KCl + H2SO4 → 1/2Na2SO4 + 1/2K2SO4 + 2HCl หรือเปล่า? สมการที่เขียนไว้ก่อนหน้านี้คือ 58.5x + 74.5y = 1000 และ 142x/2 + 174y/2 = 1200 ซึ่งผิดครับ
โจทย์นี้ให้สมการปฏิกิริยาที่ทราบอยู่แล้วมาดังนี้: NaCl + KCl + H2SO4 → 1/2Na2SO4 + 1/2K2SO4 + HCl ซึ่งดูเหมือนจะทำให้เข้าใจผิดมาก เพราะจริงๆ แล้วมันคือสมการปฏิกิริยาสองสมการ แต่กลับถูกเขียนรวมกันไว้ในสมการเดียว ทำให้เข้าใจผิดว่า NaCl กับ KCl มีอัตราส่วน 1:1 ทั้งที่จริงแล้วไม่ใช่เลย
มีเหตุผลสองประการที่ทำให้ไม่สามารถแก้โจทย์นี้ได้ ประการหนึ่งคือการคิดที่ติดอยู่ในทางตัน อีกประการหนึ่งคือไม่มีความรู้เลย หากติดอยู่ในทางตันก็แค่หาทางออกมาก็พอ นี่แหละคือหลักการอนุรักษ์มวล จะมีสารชนิดไหนมากเกินไปหรือไม่ก็ช่างมันเถอะ. 。 。