ปฏิกิริยาเคมีของแก๊ส คือ ปฏิกิริยาเคมีที่ผลิตภัณฑ์หรือสารตั้งต้นเป็นแก๊ส ปฏิกิริยาเคมีของแก๊สเกิดขึ้นได้หลายรูปแบบ เช่น
- ปฏิกิริยารวมตัว (combination reaction)
- ปฏิกิริยาแตกตัว (decomposition reaction)
- ปฏิกิริยาแทนที่ (displacement reaction)
การคำนวณปริมาณของแก๊ส
ปริมาณของแก๊สสามารถคำนวณได้จากกฎของแก๊สอุดมคติ (ideal gas law) ซึ่งกำหนดความสัมพันธ์ระหว่างความดัน ปริมาตร อุณหภูมิ และจำนวนโมลของแก๊ส ดังนี้
1 | PV = nRT |
โดยที่
- P คือ ความดัน (Pa)
- V คือ ปริมาตร (m3)
- n คือ จำนวนโมล (mol)
- R คือ ค่าคงตัวของแก๊สอุดมคติ (8.314 J/mol·K)
- T คือ อุณหภูมิ (K)
ตัวอย่างการคำนวณปริมาณของแก๊ส
- ปฏิกิริยาระหว่างแก๊สไฮโดรเจนกับแก๊สออกซิเจนเกิดเป็นแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์และน้ำ
1 | 2H2(g) + O2(g) → 2CO2(g) + 2H2O(g) |
สมมติว่าปฏิกิริยานี้เกิดขึ้นที่ความดัน 1 atm และอุณหภูมิ 25 °C ปริมาณของแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ที่เกิดจากแก๊สไฮโดรเจน 2 mol และแก๊สออกซิเจน 1 mol คือ
1 | nCO2 = (2molO2)/2 = 1mol |
ดังนั้น ปริมาตรของแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ที่เกิดจากปฏิกิริยานี้คือ
1 | VCO2 = nCO2 * RT/P |
1 | VCO2 = (1mol) * (8.314 J/mol·K) * (298 K) / (1 atm) |
1 | VCO2 = 5.06 L |
กฎของแก๊สอุดมคติ
กฎของแก๊สอุดมคติ (ideal gas law) กำหนดความสัมพันธ์ระหว่างความดัน ปริมาตร อุณหภูมิ และจำนวนโมลของแก๊ส ดังนี้
1 | PV = nRT |
โดยที่
- P คือ ความดัน (Pa)
- V คือ ปริมาตร (m3)
- n คือ จำนวนโมล (mol)
- R คือ ค่าคงตัวของแก๊สอุดมคติ (8.314 J/mol·K)
- T คือ อุณหภูมิ (K)
ข้อควรระวัง
- กฎของแก๊สอุดมคติใช้ได้กับแก๊สที่อุณหภูมิสูงและความดันต่ำ
- กฎของแก๊สอุดมคติไม่สามารถใช้ได้กับแก๊สที่อุณหภูมิต่ำและความดันสูง เนื่องจากแก๊สเหล่านี้จะมีพฤติกรรมแตกต่างจากแก๊สอุดมคติ
สรุปได้ว่า ปฏิกิริยาเคมีของแก๊ส คือ ปฏิกิริยาเคมีที่ผลิตภัณฑ์หรือสารตั้งต้นเป็นแก๊ส ปริมาณของแก๊สสามารถคำนวณได้จากกฎของแก๊สอุดมคติ