ใบความรู้+ใบงานการแยกสาร

เอกสารประกอบการเรียนและใบงาน เรื่อง การแยกสาร วิชาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ระดับชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 2 ชื่ อ.......................................... ชั้น ม.2/.............เลขที่............

6 หน่วยการเรยี นรู้ที่ 7 การแยกสาร วิทยาศาสตร์ 4 ว 22102 ระดับชน้ั มธั ยมศึกษาปีที่ 2 สาระสาคัญ/แนวความคิดหลัก ในชวี ติ ประจาวันนักเรยี นพบว่า สารสว่ นใหญอ่ ยูร่ วมกนั ในรูปของสารผสม ซง่ึ อาจเป็นสารเน้ือเดยี วหรือ สารเนือ้ ผสม ถา้ ต้องการแยกสารผสมให้ไดส้ ารเพียงชนิดเดียวเพอ่ื นมาใช้ประโยชน์ อาจทาไดโ้ ดยอาศัยสมบตั ิ เฉพาะตวั ของสารนน้ั เชน่ การแยกสารเน้ือผสมท่มี ีลักษณะหรอื ขนาดแตกตา่ งกนั อาจทาได้โดยการหยิบออกหรือ การรอ่ นด้วยตะแกรง การแยกโลหะออกจากสารเน้อื ผสมโดยการใช้แม่เหล็กดูด สว่ นสารเน้ือเดียว เช่น นา้ เกลอื อาจใช้วิธรี ะเหยแห้ง เพื่อให้ไดเ้ กลือมาใช้ประโยชน์ สารบางชนิดอาจแยกโดยการสกดั ด้วยตัวทาละลาย ซึ่งเป็น วิธีการจาแนกสารท่ีอาศยั หลกั การเกี่ยวกับการละลายของสาร เนื่องจากสารแตล่ ะชนดิ จะละลายได้ไม่เท่ากันในตวั ทาละลายทต่ี ่างกัน สาหรับสารที่มีจดุ เดือดต่า ระเหยกลายเปน็ ไอไดง้ า่ ยและไมล่ ะลายน้า สามารถแยกได้โดยใชไ้ อน้า สารผสมบางชนิดท่เี ปน็ ของเหลวกับของเหลว หรือของแข็งกบั ของเหลว ที่มจี ุดเดือดต่างกนั มากๆ สามารถแยกออก จากกันได้โดยการกล่นั ส่วนสารผสมทีป่ ระกอบด้วยสารชนิดตา่ งๆ ทเ่ี คลื่อนท่ีไปบนตัวดูดซับได้ตา่ งกัน และละลาย ในตวั ทาละลายที่เปน็ ตัวพาได้ไม่เทา่ กัน อาจใช้หลักการทางโครมาโทกราฟีแยกสารออกจากกันได้ โดยสารใน ชวี ติ ประจาวันสามารถจาแนกได้ ดงั รปู ภาพที่ 1 สารและการจาแนกสาร โดยการแยกสารผสมดว้ ยวธิ ีการตา่ งๆ จนสารเพียงชนิดเดียวหรือที่เรียกวา่ “สารบรสิ ทุ ธิ์” สารบริสุทธ์ิ แบ่งเป็น 2 ประเภท คือ ธาตุและสารประกอบ ธาตุ คอื สารบรสิ ุทธิ์ท่ปี ระกอบด้วยอะตอมของธาตุทเ่ี ป็น องค์ประกอบเพียงชนิดเดียว เชน่ แก๊สออกซิเจน (O2) แก๊สนีออน (Ne) ทองคา (Au) เงิน (Ag) ทองแดง (Cu) ส่วนสารประกอบเปน็ สารบรสิ ุทธ์ทิ ี่ประกอบด้วยอะตอมของธาตุมากกวา่ 1 ชนิด เชน่ น้า (H2O) เกลอื แกง (NaCl) เปน็ ตน้

7 กระบวนการแยกสาร (Purification Methods) 1) การแยกสาร คือ การทาให้องคป์ ระกอบของสารละลายแยกตวั ออกจากกันกลบั มาเป็นสารบริสทุ ธ์ิ อีกครัง้ 2) การแยกสารละลายใดๆ อาจทาไดห้ ลายวิธี แตส่ ่ิงทต่ี ้องคานึงถงึ คือ “ต้องเลือกวิธที ่ีงา่ ยและ เหมาะสมท่ีสดุ ” โดยกระบวนการแยกสารสามารถแบ่งได้ 2 กลุ่มใหญๆ่ คือ 1. การแยกสารเน้ือผสม ในการแยกสารเนอื้ ผสมต้องวเิ คราะหส์ มบัติทางกายภาพของสารเน้ือผสม ได้แก่ ความสามารถใน การละลายน้า การเป็นสารแม่เหล็ก การระเหดิ ขนาด ความนาแนน่ และสี นามาเป็นเกณฑ์กาหนดวธิ ีแยกสาร ออกจากกนั เชน่ การกรอง การระเหิด การใช้แมเ่ หล็กดูด การใชก้ รวยแยก การหยบิ ออก การสกัดดว้ ยตัวทาละลาย 2. การแยกสารเนือ้ เดยี ว สารเนอ้ื เดยี วทีพ่ บเหน็ โดยท่ัวไปอาจประกอบด้วยสารเพยี งชนดิ เดยี วหรือหลายชนิดกไ็ ด้ การแยกสารเน้ือ เดียวที่มอี งค์ประกอบของสารต้งั แต่ 2 ชนดิ ข้นึ ไปออกจากกัน โดยการใชส้ มบตั ทิ างกายภาพของสารแต่ละชนิดได้ ด้วยวิธีการตา่ งๆ เชน่ การระเหย การตกผลกึ การกลั่น การกลัน่ แบบธรรมดา การกลัน่ ลาดับส่วน และ โครมาโทกราฟี กระบวนการแยกสารในระดบั ชน้ั มัธยมศึกษาปที ี่ 2 ประกอบด้วย 8 วธิ กี าร ดังน้ี 1. การกรอง (filtration) : ใชแ้ ยกของผสมท่เี กิดจาก ของแข็ง+ของแข็ง ท่มี ีขนาดอนภุ าคตา่ งกันมาก หรือ ของแข็ง+ของเหลว ซึ่งของแขง็ ไม่ละลายในของเหลว เชน่ ทราย+นา้ , ผงเหลก็ +น้า , เม็ดทรายท่มี ีขนาดไม่เท่ากัน , คดั กรองขนาดของผลไม้ 2. การตกผลึก (crystallization) : ใช้แยกสารละลายท่ีเกิดจาก ของแข็ง+ของเหลว และของแข็งละลายอยู่ จนอิ่มตัว เช่น การทานาเกลอื , การตกผลึกของสารละลายจุนสี , การตกผลกึ สารส้ม 3. การกลนั่ แบบธรรมดา (distillation) : ใช้แยกสารละลายท่ีเกดิ จาก ของแข็ง+ของเหลว และเป็นเนือ้ เดยี วกนั เชน่ เกลือ+นา้ , น้าตาล+น้า , ไอโอดีน+คารบ์ อนไดซัลไฟด์ , นา้ ทะเล , โพแทสเซยี มไอโอไดด์+นา้ ฯลฯ 4. การกล่นั แยกลาดบั ส่วน (fractional distillation) : ใชแ้ ยกสารละลายท่ีเกดิ จาก ของเหลว+ของเหลว และ เป็นเนอ้ื เดียว เช่น การกลนั่ น้ามนั ดิบ , น้าหอม , น้าสม้ สายชู , นา้ +แอลกอฮอล์ , น้า+เอกเซน 5. การสกัดโดยการกลัน่ ดว้ ยไอนา้ (steam distillation) : ใช้แยกสารทีม่ ีจุดเดือดต่าและไมล่ ะลายน้าออกจาก ของผสม เช่น การสกัดน้ามนั หอมระเหยออกจากพชื เชน่ มะกรดู , ตะไคร้ , มะนาว , สม้ , ใบเตย , มะลิ 6. การสกัดดว้ ยตัวทาละลาย (solvent extraction) : ใช้แยกของผสมท่มี ีความสามารถในการละลายไม่เทา่ กนั เช่น ทราย+น้าตาล ใชน้ า้ เป็นตัวสกัด , ผงกามะถนั +ผงทราย ใช้ CS2 เป็นตัวสกัด 7. การแยกสารโดยวธิ ีโครมาโทกราฟี (chromatography) : ใช้แยกของผสมทีม่ ปี ริมาณนอ้ ยมากๆ (ไม่ถงึ 1 ml กส็ ามารถแยกได้) เช่น การทาโครมาโทกราฟีกระดาษของหยดหมกึ

8 8. การแยกสารโดยวิธีอย่างง่าย เชน่ การระเหย การใช้กรวยแยก การระเหดิ วิธหี ยบิ ออก และการใชแ้ ม่เหลก็ ดูด การใช้กรวยแยก : ใช้แยกของผสมท่ีเกิดจาก ของเหลว+ของเหลว ซึ่งแยกชนั้ จากกันอยา่ งชัดเจน เชน่ นา้ +น้ามัน , อะซโิ ตน+น้า เรื่องที่ 1 การกรอง (filtration) 1.1 หลกั การ การกรอง (filtration) : เปน็ วธิ ีการแยกสารผสมทีม่ ีสมบัติการละลายในตวั ทาลาย และมขี นาดอนุภาค ของสารต่างกนั โดยของผสม ของแขง็ +ของเหลว เกดิ ได้ 2 กรณี คือ สารละลายและสารแขวนลอย ถา้ อยใู่ นรปู สารละลาย การแยกสารสามารถทาได้โดยการกลั่นตามหวั ข้อท่ผี า่ นมา แตถ่ ้าของแขง็ ไม่ละลายในของเหลว จะเกิด เป็นสารแขวนลอย ซ่ึงการแยกสารแขวนลอยสามารถทาได้ด้วยวธิ กี ารกรอง 1.2 ความเหมาะสม : ใชแ้ ยกของผสมท่ีอยู่ในรปู ของสารแขวนลอย โดยของแข็งจะไมส่ ามารถผา่ นกระดาษกรอง ไปได้ 1.3 เงอื่ นไข : นกั เรยี นต้องทราบเองวา่ ของแขง็ ทนี่ ามาผสมกับของเหลวนัน้ สามารถละลายเปน็ เนอ้ื เดียวกันได้ หรือไม่ ถา้ ละลายใช้การกลน่ั ถา้ ไม่ละลายใชก้ ารกรอง สบู อากาศออก ใสข่ องผสมท่ี จากภาพด้านซา้ ย : แสดงเคร่ืองมือท่ใี ช้ ตอ้ งการกรอง สาหรบั การกรองของผสมที่อยใู่ นรูป ของเหลวทผ่ี ่าน สารแขวนลอย สารทเ่ี ป็นของเหลว จะ กระดาษกรอง กระดาษกรอง สามารถไหลผ่านรูพรุนของกระดาษกรองที่ ลงมาได้ มีขนาดเส้นผา่ นศนู ย์กลางรพู รุนที่ 10-4 เซนติเมตร ลงไปอย่ใู นขวดรปู ชมพู่ด้านล่าง ได้ สว่ นสารท่ีเปน็ ของแขง็ จะไม่สามารถ ผ่านรูพรนุ ของกระดาษกรองได้ และจะติด ค้างอยู่บนกระดาษกรอง ภาพท่ี 2 เครอ่ื งทไ่ี ด้สาหรบั การกรอง 1.4 สารซึง่ ไม่ละลายน้า (ใช้สาหรบั ทาโจทย)์ 1. สารประกอบที่ละลายน้า - สารประกอบของธาตหุ มู่ IA ทกุ ตัว เช่น NaCl , LiOH , KF , Na2SO4 - สารประกอบของ NH4+ ทุกตวั เช่น NH4Cl , (NH4)2SO4 , NH4OH - สารประกอบของ NO3- ทุกตัว เชน่ LiNO3 , Ca(NO3)2 , AgHO3 - สารประกอบของ ClO- , ClO2- , ClO3- , ClO4- ทกุ ตัว เชน่ KClO , LiClO2 , Mg(ClO3)2 - สารประกอบของ CH3COO- ทุกตัว เช่น CH3COONa , CH3COOAg

9 - สารประกอบของธาตุหมู่ VIIA ไดแ้ ก่ F- , Cl- , Br-, I- โดยปกตลิ ะลายนา้ ยกเวน้ เม่ือรวมกับ Ag+ , Cu2+ , Hg2+ , Pb2+ ไม่ละลาย (ยกเวน้ AgF ละลาย ตอ้ งจาดว้ ย) - สารประกอบของ SO42- โดยปกติละลายน้า ยกเว้นรวมกับ Pb2+ , Ag+ , Hg2+ , Ca2+ , Sr2+ , Ba2+ , Ra2+ ไม่ละลาย 2. สารประกอบทไ่ี มล่ ะลายน้า (ยกเว้นเม่ือรวมกับ IA , NH4+) - สารประกอบของ O2- , S2- ทุกตวั เชน่ MgO , CaS , Al2O3 - สารประกอบของ CO32- , PO43- , CrO42- ทกุ ตวั เชน่ CaCO3 , Mg3(PO4)2 ในการแยกของผสมระหวา่ งเกลอื กบั ลกู เหมน็ เราใช้นา้ ละลายเกลอื แกง ส่วนลกู เหมน็ ไม่สามารถละลายใน นา้ ไดจ้ ึงปนอยู่ในสารละลายเกลือแกง ทาให้สารละลายมลี ักษณะขุ่น เม่ือนาไปกรองด้วยกระดาษกรอง ลูกเหมน็ ซึ่ง ไมล่ ะลายนา้ ในนา้ และมขี นาดของอนภุ าคใหญ่กวา่ รเู ลก็ ๆ ของกระดาษกรองจงึ ค้างอยบู่ นกระดาษกรอง ส่วน เกลอื แกงละลายน้าไดแ้ ละมีขนาดของอนภุ าคเล็กกวา่ รูเลก็ ๆ ของกระดาษกรอง จึงผ่านกระดาษกรองลงสู่ภาชนะ รองรบั ถา้ ต้องการเกลือแกงต้องนาสารละลายไประเหยแห้งจนไดเ้ กลือแกงในภาชนะ ลูกเหม็น เป็นของแข็งสีขาว ไมล่ ะลายน้า มีชอื่ วทิ ยาศาสตร์วา่ “แนฟทาลีน” มสี ูตร C10H8 ใชส้ าหรบั ปอ้ งกัน แมลงสาบไม่ใหม้ ารบกวน ใสไ่ วใ้ นตูเ้ ส้ือผ้าหรอื กล่องที่เก็บกระดาษ นอกจากน้ยี งั ใชด้ ับกล่ินในห้องนา้ ซ่งึ อาจใสส่ ที าให้มีสีตา่ งๆ เรอ่ื งที่ 2 การตกผลกึ (crystallization) 2.1 หลักการ การตกผลกึ (crystallization) : เปน็ การแยกตัวละลายออกจากสารละลายอ่ิมตัวท่ีอุณหภมู สิ งู เมอ่ื อณุ หภูมิลดลงความสามารถในการละลายจะลดลง โดยตวั ละลายท่ีมอี ยู่มากเกินพอจะแยกตัวออกจาก สารละลายเปน็ ของแข็งท่ีมรี ูปทรงเลขาคณติ เรยี กว่า ผลึก (crystal) เมอื่ เกิดการตกผลึก ในภาชนะจะประกอบ ไปดว้ ยสารละลายอิ่มตวั และผลกึ โดยของผสมทเี่ กิดจาก ของแข็ง+ของเหลว ซ่ึงของแข็งละลายในของเหลวได้ อาจจะใช้วธิ กี ารเผาจนแหง้ (การกลั่นธรรมดา) ในการแยกสารกไ็ ด้ หรืออาจจะใชว้ ิธีการตกผลึกได้ ซึง่ การตกผลกึ คือ การทาใหต้ ัวถกู ละลาย (ของแขง็ ) ที่ละลายในของเหลว อ่ิมตวั ทีอ่ ุณหภูมิสงู และค่อยๆ ลดอุณหภูมิลง ทาให้ของแขง็ ทีล่ ะลายเกิน ความสามารถในการละลายนนั้ ตกผลกึ ออกมาเปน็ ของแข็งรูปทรงเรขาคณิต 2.2 ความเหมาะสม ใช้แยกของผสมของแข็งละลายในของเหลว ซึง่ โดยทัว่ ไปการตกผลึกไม่คอ่ ยจะนามาใช้แยกสารเท่าไหร่ ภาพที่ 3 แสดงลักษณะผลึกท่ีสมบูรณข์ องสารบางชนิด

10 2.3 คาศพั ทเ์ ก่ยี วกบั การตกผลึก 1) ความสามารถในการละลาย (Solubility) คือ ความสามารถของของแขง็ ทส่ี ามารถละลายไดส้ งู สดุ ในของเหลวชนิดหนึ่งๆ ที่อุณหภมู ิคงทคี่ ่าหน่ึง มีหนว่ ยเป็น g/L เชน่ ของแข็ง A ละลายในน้า 1 ลิตร ได้ 300 g ท่ีอุณหภมู ิห้อง ดงั นน้ั ของเหลว A มคี วามสามารถในการละลาย 300 g/L 2) สารละลายไม่อ่ิมตัว (Unsaturated Solution) คือ สารละลายทมี่ ตี ัวถูกละลาย ละลายอยนู่ ้อยกวา่ ค่าความสามารถในการละลายของของแข็งในของเหลวน้นั ที่อุณหภมู ิที่กาหนด 3) สารละลายอิ่มตัว (Saturated Solution) คือ สารละลายทม่ี ตี ัวถูกละลาย ละลายอยเู่ ตม็ ความสามารถในการละลายของของแขง็ ในของเหลวน้ัน ที่อุณหภมู ทิ ่ีกาหนด 4) สารละลายอ่ิมตัวยิ่งยวด (Supersaturated Solution) คือ สารละลายที่มีตวั ถกู ละลาย ละลายอยู่ มากกว่าความสามารถในการละลายของของแข็งในของเหลวนัน้ ทอ่ี ณุ หภูมิท่กี าหนด โดยไม่มีการตกผลึกออกมา 2.4 ความสามารถในการละลายข้ึนอยู่กับอณุ หภมู ิของสารละลาย แบง่ ออกเปน็ 2 กรณี คือ 1) การละลายแบบดูดความร้อน หมายถึง กระบวนการละลายทีต่ ้องอาศัยความร้อนช่วยในการละลาย อุณหภูมิของสิ่งแวดล้อมจะต่าลงเม่ือเกดิ การละลาย และเม่ือให้ความร้อนแกร่ ะบบ จะละลายได้ดี 2) การละลายแบบคายความรอ้ น หมายถึง กระบวนการละลายท่ีคายความร้อนเม่ือเกิดการละลาย อณุ หภูมขิ องส่ิงแวดล้อมจะสงู ข้นึ เกดิ การละลาย และเมอ่ื ให้ความร้อนแกร่ ะบบจะละลายไดน้ ้อยลง ภาพที่ 4 แสดงอุณหภูมิกบั การเกดิ ปฏกิ ิรยิ าเคมี

11 ใบงานที่ 1 เร่อื ง การกรอง (filtration) และการตกผลึก (filtration) ตอนท่ี 1 คาช้ีแจง ใหน้ กั เรียนใช้ความรู้ท่เี รยี นมาตอบคาถาม 1. อธบิ ายหลักการของการกรอง 2. อธิบายหลกั การของการตกผลึก 3. ใหน้ กั เรยี นยกตัวอยา่ งสารในชีวติ ประจาวัน ทใ่ี ช้วธิ ีการแยกดว้ ยการกรอง 4. ใหน้ กั เรียนยกตัวอย่างสารในชวี ิตประจาวัน ที่ใชว้ ธิ ีการแยกด้วยการตกผลึก 5. จงอธิบายลักษณะของสารที่ใช้ในการกรอง ตอนท่ี 2 คาชี้แจง ใหน้ ักเรยี นใชค้ วามรู้ท่เี รยี นมาตอบคาถามต่อไปน้ี สาร สูตรเคมี ปรมิ าณสารทล่ี ะลายได้ (g) ในนา้ 100 กรัม ทอ่ี ุณหภมู ิ (๐C) 20 ๐C 60 ๐C 100 ๐C เกลอื แกง จุนสี NaCl 36.0 37.3 39.8 โพแทสเซยี มไนเตรต CuSO4 77.0 91.2 107.2 KNO3 31.6 110.0 246.0 ตารางที่ 1 แสดงความสามารถในการละลายของสารบางชนดิ จากตารางใหน้ กั เรียนอธิบายการแยกสารโดยการตกผลกึ ถา้ นาของเหลวทม่ี ีเกลอื แกง 20 กรมั จุนสี 90 กรัม ไปละลายในน้า 100 กรมั ที่อุณหภมู ิ 100 องศาเซลเซียส ของผสมน้จี ะ................................................. แต่เม่อื ลดอุณหภูมิลงเหลอื 20 องศาเซลเซียส จุนสีจะ............................ ........................................................................................................................................................................................ ส่วนเกลือแกง 20 กรัม จะ.......................................................................................... เน่อื งจากน้า 100 กรัม ท่ีอณุ หภมู ิ 20 องศาเซลเซยี ส เกลือแกงละลายได้ถึง 36 กรมั ดงั นั้นจงึ ไมต่ กผลกึ

12 เรือ่ งท่ี 3 การกลั่นแบบธรรมดา (Distillation) 3.1 หลกั การ การกลั่นแบบธรรมดา (distillation) : เป็นวธิ ีการที่ทาให้สารบรสิ ทุ ธอิ์ ีกวิธีหน่ึง จะแยกของเหลวออกจาก สารละลายซึง่ ตัวละลายที่มีจุดเดอื ดสงู กวา่ ตวั ทาละลายมาก เมอ่ื ให้ความร้อนแกส่ ารละลายทเ่ี ป็น ของเหลว+ของแขง็ ทาให้สารละลายอณุ หภูมิสงู ข้ึนเรอื่ ยๆ สารที่เป็นของเหลวท่ีมีจดุ เดือดตา่ กวา่ จะกลายเป็นไอ และเขา้ สู่เครอ่ื งควบแนน่ แยกออกมาก่อนสารทเ่ี ปน็ ของแขง็ ซึ่งมีจดุ เดือดสงู กว่ามาก 3.2 ความเหมาะสม : สารละลายต้องเกิดจากองคป์ ระกอบทม่ี ีจดุ เดือดตา่ งกนั มากๆ อย่างน้อย 20 ๐C ข้นึ ไป ยงิ่ จดุ เดอื ดขององค์ประกอบต่างกันมากเทา่ ไหร่ ก็จะสามารถแยกออกจากกันไดด้ ีข้ึนเท่านน้ั ตัวอย่าง ของผสมของเหลวเนอื้ เดยี ว ประกอบด้วยสาร X และ Y โดยที่ X มี จุดเดือด 100 ๐C , สาร Y มีจุดเดอื ด 55 ๐C เมอื่ นาของเหลวน้ีไปให้ความร้อนโดย การกลน่ั คาถาม สารใดท่แี ยกออกมาก่อน ตอบ สาร Y จะกลายเปน็ ไอแยกตัว ออกมาก่อน เพราะมีจดุ เดือดตา่ กว่า ภาพท่ี 5 การกลน่ั แบบธรรม (distillation) 3.3 ความร้เู พม่ิ เตมิ : 1) ของเหลวต้องมีความดนั ไอเสมอ และความดันไอจะเพิ่มข้นึ ตามอุณหภมู ิท่ีสงู ข้ึน จนถึงอุณหภมู ิค่าหนง่ึ ความดันไอของสารจะเทา่ กับความดันบรรยากาศ อุณหภูมิจดุ นั้น เรยี กว่า “จดุ เดือด” 2) ข้อสรุปเก่ียวกับความดันไอและจุดเดอื ด 2.1 สารท่มี ีจดุ เดือดสงู จะมีความดนั ไอต่า และ สารท่ีมีจุดเดือดตา่ จะมคี วามดันไอสูง 2.2 ความดนั ไอของสารแปรผันตามอุณหภมู ิ และแปรผกผันกับจดุ เดือด 2.3 อุณหภมู ทิ ี่ทาใหค้ วามดันไอเหนอื ของเหลวเป็นศูนย์ เรียกว่า จดุ เยือกแข็ง ภาพท่ี 6 แสดงความดันไอกบั จุดเดอื ด โดยความดนั ไอ แปรผนั ตรงกบั อณุ หภมู ิของสาร แตแ่ ปรผกผนั กับจดุ เดือด

13 เร่ืองท่ี 4 การกล่นั แยกลาดับสว่ น (fractional distillation) 4.1 หลกั การ การกลนั่ แยกลาดบั ส่วน (fractional distillation) : สารละลายทมี่ ีจุดเดือดต่างกนั ประมาณ 2-20 ๐C เม่ือกลั่นธรรมดาจะพบว่าไม่สามารถแยกสารให้บรสิ ุทธิไ์ ด้ เพราะจุดเดือดใกลก้ นั เกนิ ไป จึงตอ้ งใช้การกลั่นลาดบั ส่วน โดยการใช้คอลัมน์แก้วทาหนา้ ทก่ี ัน้ สารให้ระเหยออกไปไดช้ ้าลง ทาให้สารแยกออกจากกันไดด้ ีขึน้ 4.2 ความเหมาะสม ใชแ้ ยกสารละลายท่ีเกดิ จาก ของเหลว+ของเหลว และองคป์ ระกอบมจี ุดเดอื ดต่างกนั เลก็ นอ้ ย ตวั อยา่ ง ของผสมของเหลวเนอ้ื เดียว ประกอบด้วยสาร X , Y และ Z โดยสาร X มีจุดเดอื ด 60 ๐C , สาร Y มีจุดเดือด 55 ๐C และสาร Z มีจดุ เดือด 65 ๐C คาถาม เม่อื นาของเหลวน้ีไปให้ความร้อนโดย การกลั่น สารใดท่ีกลายเปน็ ไอแยก ออกมาก่อนตามลาดับ ตอบ ลาดบั การแยกออกมา คือ 1. สาร Y 2. สาร X 3. สาร Z ภาพที่ 7 ชุดอุปกรณ์ในการกลัน่ ลาดับส่วน 4.3 ความร้เู พ่มิ เติม : การกลัน่ รูปแบบอืน่ ๆ 1) การกล่ันด้วยไอนา้ (Steam Distillation) หรอื “การสกัดด้วยไอนา้ ” : ใชแ้ ยกสารท่ีไม่ละลายน้าและ ระเหยงา่ ยออกมาจากสารละลาย โดยการใช้ไอนา้ เป็นตัวพาสารออกมา (อธบิ ายข้อถัดไป) 2) การกลัน่ โดยการลดความดัน (Vacuum Distillation) : ใช้แยกสารทีม่ จี ุดเดอื ดสูงมากๆ และต้องการ กลน่ั ท่ีอุณหภูมิตา่ กวา่ จุดเดือด โดยทัว่ ไปจะทาการลดความดันของเหนือของเหลวลดลงเหลือ 20-30 mmHg ทาให้ ของเหลวสามารถเดือดได้ท่ีอุณหภมู ิ 50 – 60 ๐C นยิ มใชใ้ นระดับอตุ สาหกรรมท่ีต้องการเปลี่ยนสถานะของสารที่มี จดุ เดอื ดสงู เพราะการลดความดันใช้ทนุ น้อยกวา่ การให้พลังงานความร้อน 3) การกล่ันโดยการลดอุณหภูมิ : ใช้สาหรบั แยกแก๊สผสมท่มี ีจดุ เดือดตา่ งกนั เม่อื ทาการลดอุณหภมู ขิ อง แกส๊ ผสมลงเรื่อยๆ แก๊สท่มี จี ดุ เดือดสงู จะแยกเปน็ ของเหลวออกมากอ่ นเรยี งตามลาดบั ทอ่ี ณุ หภูมหิ ้อง ดังน้ัน ของเหลว A มคี วามสามารถในการละลาย 300 g/L

14 4.4 การกลน่ั ลาดบั สว่ นน้ามันปโิ ตรเลยี ม 1. ปโิ ตรเลียม คอื สารละลายที่เกิดจากสารประกอบไฮโดรคารบ์ อนมากกวา่ 100 ชนิดรวมกันอยู่ สารไฮโดรคารบ์ อนเหล่านมี้ จี ุดเดือดใกล้เคยี งกันมาก จึงต้องอาศัยการกลน่ั ลาดบั สว่ น โดยสารทม่ี มี วลโมเลกุล นอ้ ยกว่าจะระเหยและแยกตัวออกมาก่อน (มีจุดเดือดต่ากว่า) 2. ผลติ ภณั ฑท์ ี่ไดจ้ ากการกล่ันนา้ มนั ปโิ ตรเลียม ยงั คงเปน็ สารละลาย **ไม่เปน็ สารบริสุทธิ์ 3. ผลิตภัณฑ์ที่ไดจ้ ากการกล่นั ปิโตรเลียม เรยี งลาดับดังน้ี “ก๊าซหุงตุ้ม (มีเทน)” “กา๊ ซโซลีน (น้ามันเบนซิน)” “แนฟทาหนัก” “นา้ มันกา๊ ด” “นา้ มนั ดีเซล” “นา้ มนั หล่อลื่น” “บทิ ูเมน” “พาราฟิน” “นา้ มนั เตา” “ยางมะตอย” 4. แผนภาพแสดงขนั้ ตอนการกล่นั นา้ มนั ดิบ ภาพท่ี 8 แสดงขนั้ ตอนการกลน่ั ลาดับส่วนน้ามนั ปิโตรเลยี ม

15 ใบงานที่ 2 เรอื่ ง การกลั่นแบบธรรมดา (Distillation) และการกล่ันแยกลาดบั ส่วน (fractional distillation) ตอนท่ี 1 คาช้ีแจง ให้นักเรียนใช้ความรู้ที่เรยี นมาตอบคาถาม 1. อธิบายหลักการของการกลน่ั แบบธรรมดา (Distillation) 2. อธบิ ายหลกั การของการกลัน่ แยกลาดับส่วน (fractional distillation) 3. ใหน้ ักเรยี นยกตัวอยา่ งสารในชวี ิตประจาวัน ทใ่ี ช้วิธกี ารแยกด้วยการกลั่นแบบธรรมดา 4. ให้นักเรยี นยกตัวอย่างสารในชีวิตประจาวนั ทใี่ ช้วิธีการแยกสารด้วยการกลน่ั ลาดับส่วน ตอนท่ี 2 คาชีแ้ จง ให้นกั เรยี นใช้ความรูท้ ่ีเรยี นมาตอบคาถามความแตกต่างการกล่ันแบบธรรมดาและ การกล่นั ลาดบั สว่ น ความแตกตา่ ง การกลั่นแบบธรรมดา (Distillation) การกลนั่ แยกลาดบั สว่ น (fractional distillation) หลักการ จุดเดือด ลักษณะการ แยกของสาร

16 เร่อื งท่ี 5 การสกดั โดยการกล่ันด้วยไอน้า (Steam distillation) 5.1 หลกั การ การสกดั โดยการกลัน่ ดว้ ยไอนา้ (Steam distillation) : นยิ มใช้สกัดนา้ มนั หอมระเหยออกจากสว่ นต่างๆ ของพืช เช่น จากกาบใบตะไครห้ อม ดอกกุหลาบ ผวิ มะกรดู ใบยคู าลปิ ตสั สารทตี่ ้องการแยกตอ้ งไม่ละลายน้าและ ระเหยไดง้ ่าย ถ้ามีจุดเดอื ดต่้าจะแยกได้ดีกว่าสารทม่ี ีจดุ เดือดสงู โดยการสกดั ดว้ ยไอน้า คือ การกลนั่ ด้วยไอนา้ นน่ั เอง ใชส้ า้ หรบั แยกสารท่ไี ม่ละลายนา้ และระเหยงา่ ยออก จากสารละลาย การสกัดด้วยไอนา้ เหมาะสา้ หรบั สกัดนา้ มนั หอมระเหยออกจากพชื 5.2 ความเหมาะสม : สารท่ีตอ้ งการสกัดดว้ ยวิธารนีต้ ้องมีคณุ สมบัติ 3 ประการ คือ 1) ไมล่ ะลายนา้ หรือแยกชน้ั กับน้า (เปน็ สารไม่มีขวั้ ) 2) จุดเดอื ดต่้ากว่าน้า (ยิ่งต้่าย่ิงด)ี และระเหยง่าย 3) ไม่ท้าปฏกิ ริ ยิ ากับน้า และแยกออกจากนา้ ไดโ้ ดยง่าย (โดยปกติจะแยกออกได้โดยใชก้ รวยแยก จากภาพ จะเผาให้ความรอ้ น จนน้าเดอื ดเกิด ไอนา้ ไอน้าจะลอยผา่ นจุดเช่ือมต่อเข้าสู่ หลอดทดลอง ซึง่ ใสส่ ารท่ีต้องการสกดั ด้วย ไอน้าเอาไว้ ไอน้าที่ลอยเข้ามามีอุณหภมู ิ 100 ๐C จะท้าใหน้ า้ มันหอมระเหยจากพชื ซง่ึ มีจดุ ต่า้ กวา่ ประมาณ 60-70 ๐C เดอื ดตาม ไอน้า และลอยผา่ นท่อ เขา้ สู่เครื่องควบแน่น พรอ้ มกนั หลงั จากควบแน่นแล้ว จะได้ ของเหลวแยกเปน็ 2 ชน้ั ชั้นของน้าเปลา่ และ น้ามนั หอมระเหย สามารถแยกกนั ได้ โดยใช้ กรวยแยก ภาพที่ 9 การสกัดโดยการกลนั่ ด้วยไอนา้ เร่ืองท่ี 6 การสกดั ด้วยตัวทา้ ละลาย (solvent extraction) 6.1 หลักการ การสกัดด้วยตัวทา้ ละลาย (solvent extraction) : เปน็ การแยกของผสมของแข็งปนกับของแข็ง และ ของแข็งผสมมีขนาดใกลเ้ คียงกนั ไมส่ ามารถกรองได้ การสกดั ด้วยตัวท้าละลายจึงเปน็ ทางเลือกหนึง่ โดยอาศัย หลกั การความสามารถในการละลายของของแข็งในของเหลวชนิดหนึ่ง ของแข็งท่ลี ะลายได้ดจี ะละลายไปกบั ของเหลว สว่ นของแขง็ ที่ไม่ละลายก็สามารถกรองออกจากของเหลวได้โดยง่าย 6.2 ความเหมาะสม ต้องเลอื กตัวทา้ ละลายท่เี หมาะสม สามารถละลายสารทีต่ ้องการได้มากและละลายสารที่ไม่ตอ้ งการไดน้ ้อย ที่สดุ สารทีต่ อ้ งการและตัวทา้ ละลายต้องไม่ท้าปฏกิ ริ ิยากนั และแยกออกจากกันโดยงา่ ย

17 6.3 หลกั การในการเลือกตัวทา้ ละลายที่เหมาะสม : การแยกสารโดยวิธสี กดั ด้วยตัวท้าละลายเป็นการแยกสารท่ีตอ้ งการออกจากส่วนตา่ งๆ ของพืชหรือจาก ของแขง็ ผสมต้องเลือกตัวทา้ ละลายท่เี หมาะสมในการสกดั สารท่ีตอ้ งการ หลกั ในการเลอื กตวั ท้าละลายท่เี หมาะสม มีดังนี 1. ต้องละลายสารท่ตี ้องการสกัดไดด้ ี 2. ไม่ทา้ ปฏกิ ริ ิยากบั สารทีต่ ้องการสกดั 3. ถา้ ตอ้ งการแยกสี ตัวทา้ ละลายจะต้องไม่มสี ี ถา้ ต้องการแยกกลน่ิ ตัวท้าละลายตอ้ งไม่มกี ลนิ่ 4. ไมม่ พี ิษ มจี ดุ เดือดต่า้ และแยกตวั ออกจากสารทีต่ ้องการสกัดได้งา่ ย การสกัดด้วยตัวทา้ ละลายเป็นวิธที ี่ใชก้ ันอยา่ งกว้างขวางในอุตสาหกรรม เชน่ การสกดั นา้ มันพชื เพ่ือใช้ ประกอบอาหาร โดยน้าวตั ถุดิบมาจากเมลด็ ของพชื ชนดิ ตา่ งๆ ได้แก่ เมลด็ ทานตะวนั ถั่วเหลอื ง ปาล์ม ถว่ั ลสิ ง ขา้ วโพด เมลด็ บวั งา และรา้ ข้าว ในการสกดั น้ามนั พืชนิยมใช้เฮกเซนเป็นตวั ท้าลาย เฮกเซน มีสูตรทางเคมี คือ C6H14 เปน็ ของเหลวใส ไมม่ ีสี มีจุดเดอื ด 69 องศาเซลเซยี ส ไอของเฮกเซนเป็น อนั ตรายต่อระบบหายใน ใบงานที่ 3 เรอื่ ง การสกัดโดยการกลนั่ ด้วยไอนา้ และการสกัดด้วยตัวท้าละลาย ตอนที่ 1 ค้าชแี จง ให้นกั เรยี นใชค้ วามรู้ทเี่ รยี นมาตอบคา้ ถาม 1. อธบิ ายหลักการของการสกดั โดยการกลัน่ ด้วยไอนา้ (Steam distillation) 2. อธิบายหลกั การของการสกดั ด้วยตวั ทา้ ละลาย (solvent distillation) 3. ใหน้ ักเรียนยกตัวอย่างในชีวิตประจ้าวัน ทีใ่ ช้วธิ ีการแยกสารโดยการกล่ันด้วยไอนา้ 4. ประโยชนข์ องการสกดั ด้วยตวั ท้าละลาย

18 ตอนท่ี 2 คา้ ชแี จง จากภาพให้นักเรยี นใช้ความรู้ที่เรียนมาบอกหมายเลขทเ่ี ป็นส่วนประกอบของอปุ กรณ์การกล่ันแยก สารและอธิบายวธิ ีการกล่ันแยกสาร หมายเลข 1 คือ ........................................................................................................................................... หมายเลข 2 คอื ........................................................................................................................................... หมายเลข 3 คือ ........................................................................................................................................... หมายเลข 4 คอื ........................................................................................................................................... การแยกสารดงั กลา่ ว คือ......................................................................... เปน็ วธิ กี ารแยกสารโดย ............................................................................................................................................................................... ............................................................................................................................. .................................................. ............................................................................................................................. .................................................. ............................................................................................................................................................................... ............................................................................................................................. .................................................. ตอนที่ 3 คา้ ชีแจง ให้นกั เรยี นอธิบายการสกดั นา้ มันพชื โดยใชเ้ ฮกเซนเปน็ ตวั ท้าละลาย ............................................................................ ............................................................................ ............................................................................ ............................................................................ ............................................................................ ............................................................................ ............................................................................ ............................................................................ ............................................................................ ............................................................................ ............................................................................ ............................................................................ ............................................................................ ..

19 เรื่องท่ี 7 การแยกสารโดยวธิ ีโครมาโทกราฟี (Chromatography) 7.1 หลกั การ การแยกสารโดยวธิ โี ครมาโทรกราฟี (Chromatography) : เปน็ วิธีการแยกสารทีม่ ปี ริมาณนอ้ ย เพ่อื ให้ ไดส้ ารบริสุทธิ์ โดยสารตา่ งๆ ท่มี ีความสามารถในการละลายและความสามารถในการดูดซับ ในตัวทาละลายและ ตวั ดูดซับได้ไม่เท่ากนั เม่ือนาสารละลายซึง่ เป็นของเหลว มาทดสอบการละลายและการดดู ซบั ผลทีไ่ ด้คือ 1. สารทล่ี ะลายในตัวทาละลายไดด้ ี และถกู ดดู ซับด้วยตัวดดู ซบั ได้น้อย จะเคล่ือนที่ได้ไกลกวา่ 2. สารทีล่ ะลายในตวั ทาละลายได้ไมด่ ี และถูกดูดซับดว้ ยตัวดดู ซบั ได้มาก จะเคลอ่ื นทีไ่ ด้ใกล้กวา่ 7.2 ความเหมาะสม : ใชเ้ มื่อต้องการแยกของผสมท่ีมีปริมาณนอ้ ยๆ (เพียง 0.01 ml ก็ทาได้) ภาพท่ี 10 โครมาโทกราฟีกระดาษ 7.3 สรุปเกีย่ วกับข้อดี – ข้อเสียของโครมาโทกราฟีกระดาษ : ขอ้ ดี 1. ใชท้ ดสอบสารปรมิ าณน้อยมากๆ เพยี งแค่ 1 หยดกส็ ามารถทดสอบได้ 2. ใชท้ ดสอบสารที่ไมม่ สี ีได้ 3. ใชไ้ ดท้ ัง้ คุณภาพวิเคราะห์ (จานวนสาร) และปรมิ าณวิเคราะห์ (เปอร์เซ็นต์องค์ประกอบ) ข้อจากดั 1. ของผสมท่ีต้องการแยกต้องมีความสามารถในการละลายในตวั ทาละลาย และถูกดูดซับด้วย ตัวดูดซบั ไดต้ ่างกนั มากๆ 7.4 การทดลองและผลการทดลองโครมาโทกราฟี A จากการทดลองไดผ้ ลดังน้ี B 1. ตัวดดู ซบั ได้แก่ กระดาษ และลาดบั การถกู ดูดซบั A > B > C 2. ตวั ทาละลาย ได้แก่ นา้ และลาดับการถูกละลาย C > B > A C 3. การทดลองเกิดสารสี 3 จุด หมายความว่า “สารละลาย Unknown X Unknown X ประกอบดว้ ยสารบรสิ ุทธิ์อยา่ งน้อย 3 ชนิด” 4. หากสารเคลือ่ นท่ีได้เท่ากันการแก้ไข คือ เปลย่ี นตัวทาละลายหรอื ตัวดูดซับ หรอื อาจจะเปลี่ยนทง้ั คกู่ ็ได้ ภาพที่ 11 ผลการทดลองโครมาโทกราฟี

20 7.5 การคานวณ Rate of Flow (Rf) : หมายถึง การหาอัตราส่วนระหว่างระยะทางท่ตี ัวถกู ละลายเคลื่อนท่ีไปบน ตัวดูดซับต่อ ระยะทางท่ีตวั ทาละลายเคลอ่ื นทีไ่ ปบนตัวดดู ซับ หมายเหตุ 1. ค่า Rf มคี า่ สูงสุดเทา่ กบั 1 2. คา่ Rf ไมม่ ีหนว่ ย เพราะหน่วยตดั กนั หมด 7.6 ตวั อย่างการหาค่า Rf : ในการทาโครมาโทรกราฟีแบบกระดาษสาร X , Y และ Z ในตัวทาละลายได้ผลดงั นี้ สาร ระยะทางทสี่ ารเคล่ือนที่ใน Rf ระยะทางทส่ี ารเคลอ่ื นท่ีใน Rf ตวั ทาละลาย A (A) ตัวทาละลาย B (B) X 7.5 0.75 15.0 0.75 Y 6.0 0.60 14.0 0.70 Z 3.0 0.30 6.0 0.30 ตารางที่ 2 การหาค่า Rf ในสารต่างๆ ตัวทาลาย A เคลื่อนที่ 10 Cm และ ตัวทาละลาย B เคลอ่ื นท่ี 20 Cm 1. ควรใช้ตัวทาละลายใดในการแยก X กับ Y ออกจากกัน ตอบ ตัวทาละลาย A เพราะมคี ่า Rf หา่ งกันมากกว่า 2. ควรใชต้ ัวทาละลายใดในการแยก X กับ Z ออกจากกัน ตอบ ใช้ไดเ้ หมือนกนั เพราะค่า Rf ห่างเท่ากัน 3. ตัวทาละลาย A หรือ B แยกสาร Y+Z ไดด้ กี ว่ากนั ตอบ ตวั ทาละลาย B เพราะคา่ Rf ห่างกันมากกวา่ 7.7 ขอ้ สรุปเกยี่ วกับค่า Rf 1. คา่ Rf หาได้จาก ระยะทางทีส่ ารเคลื่อนที่ หารด้วย ระยะทางทตี่ ัวทาละลายเคล่ือน 2. คา่ Rf เปน็ ค่าที่บอก ความสามารถในการละลายและถูกดูดซบั ของตวั ทาละลายและตัวดูดซับคหู่ น่งึ 3. ค่า Rf นาไปวิเคราะห์หาชนิดของสารได้ 4. สารทมี่ คี ่า Rf เทา่ กนั ในตัวทาละลายและตัวดดู ซับเดียวกันแสดงว่า มีแนวโนม้ เปน็ สารเดยี วกนั ใบงานท่ี 4 เรื่อง การแยกสารโดยวิธีโครมาโทกราฟี (Chromatography) ตอนที่ 1 คาช้แี จง ให้นักเรยี นใชค้ วามร้ทู ่ีเรียนมาตอบคาถาม 1. อธิบายหลักการของการแยกสารโดยวิธีโครมาโทกราฟี (Chromatography)

21 2. ใหน้ กั เรยี นยกตัวอยา่ งในชวี ิตประจาวัน ท่ีใชว้ ธิ ีการแยกสารโดยวิธีโครมาโทกราฟี 3. ใหน้ กั เรียนยกตัวอยา่ งในชีวติ ประจาวัน ทีใ่ ชว้ ธิ ีการแยกสารโดยการสกัดดว้ ยตัวทาละลาย 4. ใหบ้ อกประโยชน์ของโครมาโทกราฟี (Chromatography) 5. ลกั ษณะของสารท่ีมีค่า Rf มาก และมีคา่ Rf นอ้ ย แสดงวา่ มีสมบัติ มีค่า Rf มาก 1. มีคา่ Rf นอ้ ย 1. 2. 2. 3. 3. 6. โครมาโทกราฟี (Chromatography) นอกจากใช้แยกสารที่มสี ไี ดแ้ ล้ว โครมาโทกราฟียังสามารถใช้ แยกสารท่ไี ม่มสี ีไดอ้ ีกดว้ ย โดยวิธีโครมาโทกราฟมี ีหลายประเภท ให้ยกตวั อย่างมาอย่างน้อย 3 ประเภท 7. วธิ ีการแยกสารโดยโครมาโทกราฟี (Chromatography) จะวเิ คราะห์สารวา่ เป็นชนิดเดยี วกัน หรือไม่ มีหลักการอยา่ งไร 8. บอกคณุ สมบัตเิ ก่ียวกับค่า Rf 9. ค่า Rf ของสารหาได้จาก

22 ตอนท่ี 2 คาชี้แจง ให้นกั เรียนใช้ความรู้ทีเ่ รยี นมาตอบคาถามต่อไปนี้ จากข้อมูล เม่ือนาสาร A และสาร B มาวเิ คราะห์โดยวธิ ีโครมาโทกราฟี โดยใช้ตวั ทาละลายดงั ข้อมูล สาร สีที่แยกได้ ระยะทางท่ีแยกไดใ้ นตัวทาละลาย (cm) yz A แดง P 9.0 B แดง 5.0 Q นา้ เงิน 8.0 10.0 เมอื่ ตวั ทาละลาย y เคลอื่ นท่ี ได้ระยะทาง 10 cm เมอ่ื ตวั ทาละลาย z เคล่อื นท่ี ไดร้ ะยะทาง 15 cm 1. สาร A และสาร B เปน็ สารบริสุทธ์ิหรอื ไม่ เพราะเหตุใด ........................................................................................................................................................................... ......... ......................................................................................................................... ........................................................... ............................................................................................................................. ....................................................... ............................................................................................................................................ ........................................ .......................................................................................... .......................................................................................... ............................................................................................................................. ....................................................... ............................................................................................................................. ....................................................... 2. ถา้ สีแดงในสาร A เป็นชนิดเดยี วกบั สีแดงในสาร B จงหาค่าของ P และ Q ............................................................................................................................. ....................................................... ...................................................................................................................................... .............................................. .................................................................................... ................................................................................................ ............................................................................................................................. ....................................................... ............................................................................................................................. ....................................................... .................................................................................................................................................................................. .. ............................................................................................................................. ....................................................... ............................................................................................................................. ....................................................... ..................................................................................................................................... ............................................... .................................................................................................................................................................................... ............................................................................................................................. ....................................................... 3. ในการแยกสาร B ออกจากกนั ควรใชต้ วั ทาละลายชนดิ ใดดีกว่ากันระหวา่ งตวั ทาละลาย y และ z ............................................................................................................................. ....................................................... ............................................................................................................................. ....................................................... .................................................................................................................................................................................... ............................................................................................................................. ....................................................... ............................................................................................................................. ....................................................... .................................................................................................................................................................. .................. ................................................................................................................ ....................................................................

23 เรื่องท่ี 8 การแยกสารโดยวิธอี ยา่ งง่าย การแยกสารโดยวธิ ีอย่างง่าย : เปน็ วิธีการแยกสารออกจากสารผสมเพื่อใหไ้ ดส้ ารบริสทุ ธ์ิ นอกเหนือจากท่ี ได้กลา่ วมาแล้วนัน้ ยงั มอี ีกหลายวิธี ไดแ้ ก่ 8.1 การระเหย การระเหย : สารละลายท่ปี ระกอบดว้ ยของแข็งทรี่ ะเหยยากและตัวทาละลายระเหยงา่ ย สามารถแยกของ ผสมนีอ้ อกจากกนั ไดด้ ว้ ยความร้อน เมื่อสารละลายไดร้ บั ความร้อน ตวั ทาละลายจะระเหยออกไปเหลือของแข็งท่ีไม่ ระเหยอย่ทู ภ่ี าชนะ เชน่ นา้ ตาลกับน้า , เกลือกับน้า ฯลฯ 8.2 การใชก้ รวยแยก ภาพที่ 12 ลักษณะของการระเหย การใช้กรวยแยก : วิธนี ใ้ี ชแ้ ยกของเหลวทไ่ี มร่ วมเป็น เน้ือเดียวกัน ของเหลวทมี่ ีความหนาแนน่ นอ้ ยกว่าจะอยู่ชัน้ บน สว่ นของเหลวทม่ี คี วามหนาแน่นมากกวา่ จะอยชู่ ้ันล่าง เมือ่ ต้องการแยกของเหลวก็เปิดกอ๊ กให้ของเหลวชั้นล่างไหลลง มาในภาชนะทรี่ องรับ เช่น นา้ กับน้ามนั ฯลฯ ภาพท่ี 13 ลกั ษณะการใชก้ รวยแยก ภาพที่ 13 ลกั ษณะการระเหดิ 8.3 การระเหิด การระเหิด : วธิ ีนเ้ี หมาะสาหรับใชแ้ ยกของแขง็ ซ่งึ เปล่ียนสถานะเปน็ แกส๊ ไดด้ ้วยความรอ้ น โดยไมผ่ ่าน ขั้นตอนการเป็นของเหลว จงึ ใช้แยกของผสมซงึ่ สารหน่ึงเปน็ สารที่ระเหิดได้ ออกจากสารทไี่ มร่ ะเหดิ เชน่ ลูกเหมน็ กบั เกลือแกง ฯลฯ

24 8.4 วธิ ีหยิบออก วธิ หี ยบิ ออก : ถ้าของแข็งผสมกันอยู่มลี ักษณะเป็นก้อนโต ก็ใช้วธิ ีเลือกหยิบออทลี ะช้ินได้ เช่น ตะปกู บั เศษไม้ , ใยนุ่นกับเมล็ดนุน่ ฯลฯ ภาพท่ี 14 ลักษณะถั่วทจ่ี ะแยกโดยการหยบิ ออก 8.5 การใช้แมเ่ หลก็ ดดู การใช้แม่เหลก็ ดูด : วิธีน้ใี ช้แยกสาร แมเ่ หล็กออกจาก สารท่ีไมใ่ ช่สารแมเ่ หล็ก เช่น ผงเหล็กกับผงถ่าน , เหล็กผสมกับกามะถนั ฯลฯ ภาพท่ี 15 การแยกสารโดยใช้แม่เหล็ก ใบงานที่ 5 เรื่อง การแยกสารแบบต่างๆ ตอนท่ี 1 คาช้แี จง ใหน้ ักเรยี นใช้ความร้ทู เ่ี รียนมาตอบคาถามของผสมตอ่ ไปน้ี ใช้วธิ กี ารใดในการแยกสาร 1. น้า + CuSO4 ใชว้ ธิ .ี ........................................ 9. ผงตะไบเหล็ก+ผงเกลือ ใช้วธิ ี............................................ 2. น้า + AgCl ใช้วิธ.ี ....................................... 10. ผงกามะถัน+ผงแนฟทาลนี ใช้วธิ .ี ................................... 3. นา้ + Ca(NO3)2 ใช้วิธี........................................ 11. อากาศ ใชว้ ธิ ี............................................ 4. น้า + NH4NO3 ใช้วิธ.ี ....................................... 12. น้ามนั ในผวิ มะกรูด ใช้วธิ .ี ........................................... 5. น้าหมกึ 1 หยด ใชว้ ิธ.ี ....................................... 13. คดั ขนาดผลสม้ ในไร่ ใชว้ ธิ .ี ........................................... 6. หินปนู + เกลอื แกง ใชว้ ธิ .ี ....................................... 14. กลน่ิ ดอกมะลิ ใชว้ ธิ .ี .......................................... 7. ลูกเหม็น + เกลือแกง ใชว้ ิธี.................................... 15. ผงฝุ่นในนา้ เชอื่ ม ใช้วธิ .ี ......................................... 8. น้าทะเล ใชว้ ธิ .ี ...................................... 16. น้าเกลอื เข้มขน้ ใชว้ ิธ.ี .......................................... ตอนท่ี 2 คาชแ้ี จง ให้นักเรียนใช้ความรูท้ ีเ่ รยี นมาอธิบายหลกั การแยกสารและยกตัวอย่างสาร วิธีการแยก ตวั อย่าง 1. หยิบออกจากกัน : ...................................................... ....................................................................................... ......................................................................................... ....................................................................................... 2. ใช้แม่เหล็กดดู : .......................................................... ....................................................................................... ......................................................................................... .......................................................................................

25 วธิ ีการแยก ตวั อยา่ ง 3. การสกดั ด้วยตัวทาละลาย : ........................................ ....................................................................................... ......................................................................................... ....................................................................................... 4. การระเหดิ : ............................................................... ....................................................................................... ......................................................................................... ....................................................................................... 5. การกลนั่ : ................................................................... ....................................................................................... ....................................................................................... .. ....................................................................................... 6. การระเหย : ............................................................... ....................................................................................... ......................................................................................... ....................................................................................... 7. การตกผลกึ : .............................................................. ....................................................................................... ......................................................................................... ....................................................................................... 8. การใช้กรวยแยก : ....................................................... ....................................................................................... ......................................................................................... ....................................................................................... 9. โครมาโทกราฟี : .......................................................... ....................................................................................... ......................................................................................... ....................................................................................... 10. การควบแนน่ : ......................................................... ....................................................................................... ......................................................................................... ....................................................................................... ตอนท่ี 3 คาชแ้ี จง ใหน้ กั เรยี นเสนอวิธกี ารแยกสารต่อไปนี้ 1. แนฟทาลนี กบั เกลอื แกง ใช้วิธี...................................................................................................................................... ............................................................................................................................. ............................................................ 2. ผงเหล็กกับผงคารบ์ อน ใช้วธิ ี............................................................................................................................. ........... ....................................................................................... .................................................................................................. 3. นา้ เช่อื ม ใช้วิธี.............................................................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................ 4. เทยี นไขกับนา้ ตาล ใช้วธิ ี............................................................................................................................................... ............................................................................................................................. ............................................................ 5. AgCl กบั NaCl ใชว้ ธิ .ี ..................................................................................................................... ............................ ............................................................................................................................................................. ............................ 6. น้ามนั หอมระเหยจากดอกมะลิ ใชว้ ิธ.ี ......................................................................................................................... ............................................................................................................................. ............................................................ 7. สารท่ีมสี ตี า่ งๆ จากมะเขือเทศ ใชว้ ธิ .ี ........................................................................................................................... .......................................................................................................... ............................................................................... 8. ข้าวเปลอื กกบั ขา้ วสาร ใช้วิธ.ี ....................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... .................................................... 9. CO2 กบั H2 ใช้วิธี......................................................................................................................................................... ............................................................................................................................. ............................................................

26 10. ทรายกับเกลือ ใช้วธิ .ี .................................................................................................................................................. ....................................................................................................................................................................................... .. 11. ทรายและผงตะไบเหล็ก ใชว้ ธิ ี................................................................................................................................... ............................................................................................................................. ............................................................ 12. ตะปปู นกบั ทราย ใชว้ ิธี.............................................................................................................................................. ............................................................................................................................ ............................................................. 13. กากมะพรา้ วกับน้ากะทิ ใช้วธิ ี................................................................................................................................... ........................................................................................................................................................... .............................. 14. แยกสใี นน้าหมึกปากกา ใชว้ ิธ.ี .................................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................ 15. นา้ มันถัว่ เหลืองในเมล็ดถ่ัวเหลอื ง ใชว้ ิธ.ี ................................................................................................................... ..................................................................................................... .................................................................................... 16. นา้ ผสมแอลกอฮอล์ ใชว้ ิธี.......................................................................................................................................... .................................................................................................................................. ....................................................... 17. นา้ มนั ชนิดตา่ งๆ และแก๊สธรรมชาติ ใช้วิธ.ี ............................................................................................................... ............................................................................................................................. ............................................................ 18. ลกู เหม็นปนกบั การบรู ใชว้ ิธ.ี ................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................................................... 19. นา้ มนั หอมระเหยในกลีบดอกไม้ ใชว้ ิธ.ี ...................................................................................................................... ............................................................................................................................. ............................................................ ตอนท่ี 4 คาชแี้ จง ให้นักเรียนสรุปการแยกสารต่อไปน้ี วิธีการแยก ลกั ษณะสาร หลกั การ ใชก้ ระดาษกรอง/ผา้ บาง ฯลฯ 1. การกรอง ของแขง็ ผสมอยูใ่ นของเหลว ให้ของเหลวไมผ่ ่านและกนั ของแข็งไว้ โดยไมล่ ะลาย 2. การสกดั ด้วยตัวทาละลาย 3. การกลน่ั ลาดบั สว่ น 4. การกลน่ั แบธรรมดา 5. การตกผลึก

27 แบบทดสอบผลสัมฤทธท์ิ างการเรยี นรปู้ ระจาหน่วยการเรยี นรู้ เรือ่ ง การแยกสาร คาชีแ้ จง : คิดวเิ คราะห์ แลว้ ตอบคาถามต่อไปนใี้ ห้ถูกตอ้ ง ขอ้ 1. นา้ เชือ่ มมีเศษผงลกั ษณะเป็นช้นิ เลก็ ๆ ปนอยู่ ทาให้นา้ เชือ่ มขนุ่ เล็กนอ้ ย ถา้ ตอ้ งการทาให้น้าเชื่อมใสข้นึ ทาไดโ้ ดย.......................................................................................................................................................... ขอ้ 2. สารละลายทม่ี ขี องเหลว ก จุดเดอื ด 95 องศาเซลเซยี ส ละลายอย่กู บั ของเหลว ข มจี ดุ เดือด 135 องศาเซลเซยี ส จะแยกสาร ก และสาร ข ออกจากกันได้ด้วยวิธี..................................................................... เพราะ........................................................................................................................ .......................................... ข้อ 3. โทลูอีนและสารละลายคอปเปอร์ (II) ซัลเฟต เป็นของเหลวท่ีไม่รวมเป็นเนื้อเดียวกัน ถ้าต้องการแยก โทลูอีนและ คอปเปอร์ (II) ซัลเฟตออกจากกันให้ได้สารบริสุทธ์ิ จะต้องใช้วิธีแยกสารด้วย.......................... เนื่องจาก........................................................................................................................................................ ขอ้ 4. ถ้าตอ้ งการแยกผงคาร์บอนออกจากสารละลายเกลือแกงทาไดโ้ ดย.................................... ไดส้ ารเน้ือผสม คือ ผงถ่านในสารละลายน้าเกลือ จากนน้ั นาไป..................................แยกผงถา่ นออกจากสารละลายนา้ เกลือแล้ว จงึ นานา้ เกลือไป...........................................ได้ผงเกลือ ขอ้ 5. การแยกสารท่มี กี ล่นิ หอมออกจากใบยคู าลิปตัส ใชว้ ธิ ีการ............................................................ เรยี กสาร มกี ลน่ิ ที่แยกได้ว่า ...................................................................... จดั เปน็ นา้ มนั หอมระเหยชนิดหนึ่ง ขอ้ 6. การสกดั สอี อกจากดอกกระเจย๊ี บเพ่ือใชท้ าสารทดสอบความเป็นกรด-เบส ควรใช้........................................... เอทานอลเปน็ ตวั ทาละลาย ข้อ 7. หลกั การเลอื กใชต้ ัวทาละลายในการสกัดสารมีดงั นี้ 1. ................................................................................................................................................................... 2. ................................................................................................................................................................... 3. ................................................................................................................................................................... 4. ................................................................................................................................................................... ขอ้ 8. โครมาโทกราฟเี ป็นการแยกสารผสมโดยอาศัยสมบตั ิ...................................................................................... ............................................................................................................................................................................ ข้อ 9. ขอ้ ดขี องวธิ กี ารแยกสารโดยวิธีโครมาโทกราฟี คอื ............................................................................................ ....................................................................................................................................................................... ..... ขอ้ 10. การทดลองโครมาโทกราฟีทกี่ ระดาษ เพื่อแยกสขี องหมกึ ดาชนดิ หนึ่ง ไดผ้ ลการทดลองดังนี้ หมึกดาเปน็ ของผสมของส่วนประกอบชนดิ ...................................................................................................

28 ขอ้ 11. ถา้ มกี ารบรู ปนอยูก่ นั หนิ ปนู ควรใชว้ ิธกี ารแยก คือ...................................................................................... .... ข้อ 12. ถา้ มีดตกลงไปในบอ่ น้าจะนามดี ขึ้นมาไดโ้ ดยการ............................................................................................ ....................................................................................................................................................................................... ข้อ 13. การแยกผงตะไบเหล็ก ผงกามะถัน และนา้ ตาล จะแยกสารท้ัง 3 ชนิดออกจากกันโดยอาศัยสมบัติท่ี แตกต่างกัน ซ่ึงอาจมีวิธีการแตกต่างกันข้ึนอยกู่ บั ความเหมาะสม เชน่ วิธที ี่ 1 .......................................................................................................................................... ... ........................................................................................................................................................... ........................................................................................................................................................... วิธที ี่ 2 ............................................................................................................................................. ........................................................................................................................................................... ........................................................................................................................................ ................... ขอ้ 14. สารท่ีสกดั จากสว่ นของพืชโดยวิธีการกลัน่ ดว้ ยไอน้า เรียกวา่ .......................................................................... ขอ้ 15. เม่อื นาส่วนของพืชมาสกัดนา้ มันหอมระเหยควรเลือกสว่ นของพืชให้เหมาะสม ดังน้ี - มะกรดู มะนาว และส้ม ใช้..................................................................... - ยูคาลิปตัส กะเพรา และโหระพา ใช้....................................................... - ตะไคร้ ใช้ .............................................................................................. ข้อ 16. การสกัดน้ามันหอมระเหยออกจากใบสะระแหน่ สารทกี่ ลนั่ ได้จะมีลักษณะเป็น.............................................. ......................................................................................................................... ซึ่งสามารถแยกนา้ มันหอมระเหยได้ โดยใช้........................................................................................................................................................................... ข้อ 17. การสกัดจากกระชายแดง ผู้ทดลองเลือกตัวทาละลาย A เป็นสารท่ีใช้ในการสกัดแทนน้า ดังนั้น ตวั ทาละลาย A ควรมีสมบัติ......................................................................................................................................... ขอ้ 18. การสกดั น้ามันพชื จากเมล็ดนุ่นนยิ มใชเ้ ฮกเซน เมื่อสกดั แล้วจาเปน็ ต้องนาสารละลายไปกล่นั แยกเอกเซนและสารอนื่ ท่ตี กค้างจนได้................................................. เนือ่ งจากเฮกเซน............................................

29 แหลง่ เรยี นรู้ 1. หนังสอื ประกอบการคน้ คว้า ประดบั นาคแก้ว และคณะ. หนงั สอื เรียนรายวิชาพืน้ ฐานวิทยาศาสตร์ ม.2. กรุงเทพฯ : สานักพิมพ์แม็ค จากดั , 2553. ยพุ า วรยศ และคณะ. หนงั สือเรยี น รายวิชาวทิ ยาศาสตรพ์ ื้นฐาน. กรุงเทพฯ : บริษทั อักษรเจริญทศั น์ อจท. จากัด, 2555. สง่ เสริมการสอนวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี, สถาบนั . กระทรวงศึกษาธิการ. คูม่ อื ครูรายวชิ าพ้นื ฐาน วทิ ยาศาสตร์ 3-4. กรงุ เทพฯ : องค์การค้าครุ ุสภา, 2554 สง่ เสรมิ การสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลย,ี สถาบนั . กระทรวงศึกษาธกิ าร. หนังสอื เรียนพ้นื ฐานชวี วิทยา สาหรบั นักเรียนท่ีเน้นวิทยาศาสตร์ ชน้ั มธั ยมศึกษาปีท่ี 4-6. พิมพค์ รั้งท่ี 2, กรงุ เทพฯ : องค์การค้าคุรสุ ภา, 2553. 2. อนิ เตอรเ์ น็ต (Internet) 1. http://weerasak.net/image/JJ.gif 2. www.dekmaihiso.web44.net/Neurons_I.html 3. www.student.nu.ac.th/u46410023/ 4. www.kruseksan.com