เวลาเจอคำถาม “สารกำหนดปริมาณ คืออะไร” ให้คิดภาพง่ายๆ แบบทำกับข้าวเลยค่ะ: วัตถุดิบมีหลายอย่าง แต่ถ้าอย่างใดอย่างหนึ่งหมดก่อน เราทำต่อไม่ได้ วัตถุดิบนั้นแหละคือ “สารกำหนดปริมาณ (Limiting reagent/limiting agent)” และมันเป็นตัวตัดสินว่า “ได้ผลิตภัณฑ์สูงสุดเท่าไร” สารกำหนดปริมาณ (Limiting reagent) คือ สารตั้งต้นที่ถูกใช้หมดก่อนในปฏิกิริยา ทำให้ปฏิกิริยาหยุด และกำหนดปริมาณผลิตภัณฑ์ที่เกิดขึ้นจริง ส่วนสารที่เหลือใช้ไม่หมดเรียกว่า “สารส่วนเกิน (Excess reagent)” วิธีหาสารกำหนดปริมาณ (ใช้ได้เกือบทุกโจทย์) ฉันมักให้ทำตามนี้: 1) ดุลสมการให้เรียบร้อยก่อนเสมอ (สำคัญมาก) 2) แปลงปริมาณที่ให้มาเป็น “โมล” (mol) ให้หมด ไม่ว่าจะให้เป็นกรัม ลิตร หรือจำนวนอนุภาค 3) เทียบกับสัมประสิทธิ์ในสมการ โดยทำได้ 2 วิธีที่นิยม - วิธี A: คำนวณ “จำนวนโมลผลิตภัณฑ์” ที่แต่ละสารตั้งต้นสร้างได้ แล้วดูว่าใครให้ได้น้อยสุด คนนั้นคือสารกำหนดปริมาณ - วิธี B: หาค่า n/coeff (โมลหารสัมประสิทธิ์) ค่าน้อยสุดมักเป็นตัวบอกสารกำหนดปริมาณ (ใช้เป็นเช็กเร็วได้) 4) เมื่อรู้สารกำหนดปริมาณแล้ว ให้ใช้ “สารนั้น” ไปคำนวณผลผลิตเชิงทฤษฎี (theoretical yield) 5) ถ้าโจทย์ถามสารส่วนเกินเหลือเท่าไร ค่อยย้อนกลับไปคำนวณโมลที่ถูกใช้ แล้วลบออก ตัวอย่างที่เจอบ่อย: 2H₂ + O₂ → 2H₂O สมมติให้ H₂ = 5 mol และ O₂ = 2 mol - จากสมการ ต้องใช้ H₂:O₂ = 2:1 ถ้า O₂ มี 2 mol จะต้องใช้ H₂ = 4 mol เพื่อทำปฏิกิริยาหมดพอดี แต่เรามี H₂ 5 mol แปลว่า H₂ เหลือ และ O₂ หมดก่อน ดังนั้น O₂ คือสารกำหนดปริมาณ ผลผลิตน้ำ: จาก 1 mol O₂ ได้ 2 mol H₂O ดังนั้น 2 mol O₂ ได้ 4 mol H₂O และ H₂ ที่เหลือ = 5 - 4 = 1 mol ทริกที่ช่วยลดพลาดตอนสอบ (จากประสบการณ์ทำโจทย์กับน้องๆ): - อย่าข้ามขั้น “แปลงเป็นโมล” เพราะหลายคนเทียบอัตราส่วนจากกรัมแล้วหลงทันที - ถ้าโจทย์ให้มากกว่า 2 สารตั้งต้น ให้คำนวณผลิตภัณฑ์จากทุกตัว แล้วเลือกค่าน้อยสุด - เมื่อเจอคำว่า limiting reagent/สารกำหนดปริมาณ ให้เชื่อมกับคำว่า “ผลผลิตสูงสุด” ไว้เลย เพราะข้อสอบชอบถามต่อเนื่อง สรุปสั้นๆ: สารกำหนดปริมาณ = สารที่หมดก่อน = ตัวกำหนดผลผลิตทั้งหมด ถ้าหาให้ถูกตั้งแต่ต้น ข้อผลผลิต/สารเหลือจะทำต่อได้ลื่นมากค่ะ