8 / 62
8
นิตยสาร สสวท.
สถานการณ์ที่ 1
ในการเตรียมคอปเปอร์ (II) ไนเตรต (Cu(NO
3
)
2
)
เพื่อใช้ทำ
�สีย้อมผ้า สามารถเตรียมได้ 3 วิธีดังสมการ
วิธีที่ 1
Cu + 4HNO
3
Cu(NO
3
)
2
+ 2NO
2
+ 2H
2
O
วิธีที่ 2
3Cu + 8HNO
3
3Cu(NO
3
)
2
+ 2NO + 4H
2
O
วิธีที่ 3
2Cu + O
2
2CuO
2Cu(NO
3
)
2
+ 2H
2
O
คำ
�ถาม
การเตรียม Cu(NO
3
)
2
โดยวิธีใดปลอดภัยและก่อให้เกิด
มลพิษต่อสิ่งแวดล้อมน้อยที่สุด
จากสมการในวิธีที่ 1 2 และ 3 จะเห็นว่าเกิด Cu(NO
3
)
2
จำ
�นวน
1 3 และ 2 โมลตามลำ
�ดับ ดังนั้นเพื่อความสะดวกในการพิจารณา
เปรียบเทียบ จึงดุลจำ
�นวนโมลของ Cu(NO
3
)
2
ให้เป็น 6 โมลเท่า
กัน ดังนี้
สมการในวิธีที่ 1 x 6
6Cu + 24HNO
3
6Cu(NO
3
)
2
+ 12NO
2
+ 12H
2
O
สมการในวิธีที่ 2 x 2
6Cu + 16HNO
3
6Cu(NO
3
)
2
+ 4NO + 8H
2
O
สมการในวิธีที่ 3 x 3
6Cu + 3O
2
6CuO
6Cu(NO
3
)
2
+6H
2
O
เมื่อพิจารณาการเตรียม Cu(NO
3
)
2
จำ
�นวน 6 โมลเท่ากัน จากทั้ง 3
วิธี จะเห็นว่าวิธีที่ 1 จะต้องใช้จำ
�นวนโมลของกรดไนตริก (HNO
3
)
มากถึง 24 โมล หรือประมาณ 1,512 กรัม นอกจากนี้ยังก่อให้เกิด
แก๊สไนโตรเจนไดออกไซด์ (NO
2
) 12 โมลหรือประมาณ 552 กรัม
ส่วนวิธีที่ 2 จะปลอดภัยกับผู้ทดลองมากกว่าวิธีที่ 1 เพราะจะใช้
HNO
3
เพียง 16 โมล หรือประมาณ 1,008 กรัม แต่การเตรียมวิธีนี้
จะทำ
�ให้เกิดแก๊สไนโตรเจนมอนอกไซด์ (NO) 4 โมล หรือประมาณ
120 กรัม ส่วนวิธีที่ 3 นั้น เป็นวิธีปลอดภัยต่อผู้ทดลองและเป็นมิตร
กับสิ่งแวดล้อมมากที่สุด เพราะใช้ HNO
3
เพียง 12 โมล หรือ 756 กรัม
และยังไม่ก่อให้เกิดแก๊สพิษ NO
2
และ NO ดังวิธีที่ 1 และ 2 อีกด้วย
สถานการณ์ที่ 2
ในการเตรียมอะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์ Al(OH)
3
เพื่อ
นำ
�ไปใช้ทำ
�ยารักษาโรคกระเพาะอาหารอักเสบ โดยใช้อะลูมิเนียม
(Al) ทำ
�ปฏิกิริยาผ่านกรดซัลฟิวริก (H
2
SO
4
) และโซเดียมไฮดรอกไซด์
(NaOH) สามารถเตรียมได้ 2 วิธี ดังสมการ
วิธีที่ 1
Al
Al
2
(SO
4
)
3
Al(OH)
3
วิธีที่ 2
Al
Na[Al(OH)
4
)
Al(OH)
3
คำ
�ถาม
1. การเตรียม Al(OH)
3
ด้วยวิธีใดที่มีความปลอดภัยและเป็นมิตร
กับสิ่งแวดล้อมมากกว่า
2. มีวิธีเตรียม Al(OH)
3
แบบอื่นที่ปลอดภัยและเกิดมลพิษต่อ
สิ่งแวดล้อมน้อยลงหรือไม่ อย่างไร
จากสถานการณ์ที่กำ
�หนด เมื่อแสดงขั้นตอนและดุลสมการ
การเตรียม Al(OH)
3
ทั้ง 2 วิธี จะได้ดังนี้
วิธีที่ 1
มีขั้นตอนการเตรียมดังสมการ
2Al + 3H
2
SO
4
Al
2
(SO
4
)
3
+ 3H
2
Al
2
(SO
4
)
3
+ 6NaOH
2Al(OH)
3
+ 3Na
2
SO
4
วิธีที่ 2
มีขั้นตอนการเตรียมดังสมการ
2Al + 2NaOH + 6H
2
O
2Na[Al(OH)
4
] + 3H
2
2Na[Al(OH)
4
] + H
2
SO
4
2Al(OH)
3
+Na
2
SO
4
+2H
2
O
เมื่อพิจารณาเปรียบเทียบการเตรียมสารทั้ง 2 วิธี จะพบว่าการเตรียม
Al(OH)
3
จำ
�นวน 2 โมล หรือ 156 กรัม ด้วยวิธีที่ 1 จะต้องใช้ H
2
SO
4
3 โมล หรือประมาณ 294 กรัม และ NaOH 6 โมล หรือประมาณ
240 กรัม นอกจากนี้ยังเกิดกากของเสีย ซึ่งในกรณีนี้คือ Na
2
SO
4
3 โมล หรือประมาณ 426 กรัม แต่ถ้าเตรียมด้วยวิธีที่ 2 จะใช้ H
2
SO
4
เพียง 1 โมล หรือประมาณ 98 กรัม และ NaOH เพียง 2 โมล หรือ
ประมาณ 80 กรัม มีกากของเสีย Na
2
SO
4
1 โมลหรือประมาณ 142
กรัม ดังนั้นจะเห็นได้ว่าการเตรียมสารผลิตภัณฑ์ชนิดเดียวกัน โดยใช้
สารตั้งต้นเหมือนกัน แต่ถ้าขั้นตอนของการเข้าทำ
�ปฏิกิริยาของสาร
ต่างกัน จะใช้สารในปริมาณที่ต่างกัน อันส่งผลต่อความปลอดภัย
ของผู้ทดลองและการปล่อยลดสารพิษออกสู่สิ่งแวดล้อมต่างกันได้
12HNO
3
H
2
SO
4
NaOH
NaOH
H
2
SO
4
4HNO
3