อากาศมีสถานะเปนแก๊ส เม่ือได้รับ ความหนาแนน ของอากาศท่ี ความร้อนหรือสูญเสียความร้อนปริมาตรของ อณุ หภมู ิตํ่ากับทอี่ ุณหภมู ิสูงมี แก๊สจะเกิดการเปลี่ยนแปลงมาก เม่ืออากาศได้ ความหนาแนนแตกตา งกนั อยา งไร รบั ความรอ้ นปรมิ าตรจะเพม่ิ ข น้ึ แ ละเมอื่ สญู เสยี ความร้อนปริมาตรจะลดลง ถา แกส สญู เสยี ความรอ น ปริมาตรของแกสจะเปนอยางไร จากภาพแสดงให้เห็นว่า เมื่อแก๊สได้รับ บอลลนู ลอยอยไู ดในระดับ ความร้อน อนุภาคของแก๊สจะเคล่ือนท่ีเร็วข้ึน ความสงู ทีแ่ ตกตา งกันไดอ ยางไร ทำาให้แรงที่ชนผนังภายในภาชนะเพิ่มข้ึน ความดันภายในภาชนะจึงเพิ่มขึ้น ดังนั้น ขวดทม่ี ลี กู โปง่ ครอบอยทู่ แี่ ช่ในอา่ งนา้ำ รอ้ นลกู โปง่ จึงมีปริมาตรเพิ่มขึ้น เพราะความดันภายใน ลูกโป่งเพิ่มข้ึนน่ันเอง ส่งผลให้ความหนาแน่น ของแก๊สภายในลกู โปง่ ลดลง ในท าำ นองเดยี วกนั เมอ่ื ข องเหลวไดร้ บั ความรอ้ นอนภุ าคจะสน่ั และเคลอ่ื นทเ่ี กดิ ระยะหา่ งระหวา่ ง อนุภาคทาำ ให้ปรมิ าตรข องเหลวเพ่มิ ข ึน้ ดังเช่นของเหลวในกระเปาะเทอรมอมเิ ตอรมีปรมิ าตรเพมิ่ ขึ้น เมื่อไดร้ บั ความรอ้ น ส่วนของแข็งเม่ือได้รับความร้อน อนุภาคจะเกิดการสั่นทำาให้ ระยะห่างระหว่างอนุภาคจะ เพ่ิมข นึ้ ส่งผลให้ปริมาตรของแข็งเพิม่ ข้นึ เช่นกนั แต่การเปล่ียนแปลงอาจมีน้อยมากจนไม่สามารถ สังเกตได้ ใหยกตัวอยางของแข็งทไ่ี ดรับ ความรอนแลวมปี ริมาตรเพ�มิ ขน้ึ สารตางๆ เมื่อไดรับความรอ น มากข้นึ อยา งตอ เน�องไปเรอ่ื ยๆ จะมีผลอยา งไรกบั สถานะของสาร ภาพ 2.9 รอยต่อของสะพานจะมีชอ่ งว่างไวบา ง สำาหรบั ของแข็งขยายตวั เมื่อไดร ับความรอน บทที่ 2 สารรอบตวั 43
กจิ กรรม 2.2 อุณหภมู ิกับการเปล่ียนสถานะ 1. ãÊ‹¹Òíé ŧ㹺¡Õ à¡ÍÊãËÊŒ Ù§¨Ò¡¡Œ¹ºÕ¡à¡Íû ÃÐÁÒ³ 1 ૹµÔàÁµÃ 2. ãʹ‹ íéÒá¢§ç º´Å§ã¹¹Òíé ¨¹¡Ãзèѧ¹Òéí à¾ÔÁè ÃдѺʧ٠¢¹éÖ ¨Ò¡¡Œ¹º¡Õ à¡Íà 3 ૹµÔàÁµÃ 3. ¨ØÁ‹ à·ÍÃÁ ÍÁàÔ µÍ÷ÕÁè ÊÕ à¡ÅÇ´Ñ ÍØ³ËÀÁÙ äÔ ´Œ 200 Cí ŧ㹺աà¡Íà áÅŒÇÍÒ‹ ¹ÍسËÀÙÁ¢Ô ͧ ¹Òéí ¼ÊÁ¹éíÒá¢§ç ¨Ò¡à·ÍÃÁ ÍÁÔàµÍà º¹Ñ ·Ö¡ÍسËÀÁÙ Ô·èàÕ ÇÅÒ 0 Ç¹Ô Ò·Õ «§èÖ à»¹š àÇÅÒàÃÔÁè µ¹Œ 4. ãËŒ¤ÇÒÁÌ͹᡺‹ Õ¡à¡Íô ÇŒ µÐà¡ÂÕ §áÍÅ¡ÍÎÍžÌÍÁ¡Ñº¨ÑºàÇÅÒáÅк¹Ñ ·Ö¡ÍسËÀÁÙ Ô ·Ø¡æ 30 ÇÔ¹Ò·Õ áÅÇŒ Êѧࡵ¼Å¡ÒÃà»ÅÂÕè ¹á»Å§¢Í§¹éÒí ¼ÊÁ¹íÒé ᢧç 5. àÁèÍ× ¹íéÒà´Í× ´ãËŒµÁŒ µ‹Íä»Í¡Õ 3 ¹Ò·Õ ´ÑºµÐà¡Õ§áÍÅ¡ÍÎÍÅáŌǵÑé§ÍØ»¡Ã³·Ôé§äÇŒãËŒà¹ç 6. à¢ÂÕ ¹¡Ãҿ㹡ÃдÒÉ¡ÃÒ¿ áÊ´§¼Å¢ŒÍÁÙÅã¹ÃÙ»¢Í§á¼¹ÀÁÙ ÔàʹŒ µÒÃÒ§ºÑ¹·Ö¡¼Å¡Ò÷´Åͧ àÇÅÒ (ÇÔ¹Ò·Õ) ÍØ³ËÀÙÁ¢Ô ͧ¹éíÒ ( Cí ) ¡ÒÃà»ÅÂÕè ¹á»Å§ นา้ํ ผสมนา้ํ แขง็ มกี าร เปลยี่ นแปลงอณุ หภูมิ 0 และสถานะอยางไร 30 60 90 120 โดยท วั่ ไปน า้ำ แขง็ ม อี ณุ หภมู ิ0Cำ เมอื่ น า้ำ แขง็ ไดร้ บั ความรอ้ นน าำ้ แขง็ จะเปลย่ี นสถานะเปน ข องเหลว ท่ีอุณหภูมิ0 ำC ขณะที่นำ้าแข็งเปล่ียนสถานะเปนน้ำา อุณหภูมิของน้ำาแข็งและนำ้าจะไม่เปลี่ยนแปลง ซ่งึ สรุปเปนแ ผนภาพได้ด งั นี้ ¹Òíé á¢§ç ¹íéÒ ¹Òíé ÍØ³ËÀÁÙ Ô 0 Cí ÍØ³ËÀÁÙ Ô 0 Cí ÍØ³ËÀÁÙ Ô 20 Cí ภาพ 2.10 แสดงการเปล่ยี นสถานะของนำ้าแข็ง เมื่อไดร บั ความรอ นจนถึงอณุ หภมู ิ 20 Cำ ในขณะท่ีนำ้าแข็งเปล่ียนสถานะเปนนำ้า ¤ÇÒÁÌ͹·è·Õ íÒãËŒ¹éíÒá¢ç§ÁÇÅ 1 ¡ÃÑÁ อุณหภูมิจะคงท่ี ในขณะน้ันยังคงมีการถ่ายโอน à»ÅÂÕè ¹Ê¶Ò¹Ð໹š ¹íÒé â´ÂÍØ³ËÀÁÙ Ô ความร้อนจากตะเกียงแอลกอฮอลสู่น้ำาแข็งตลอด äÁ‹à»ÅÂèÕ ¹á»Å§ ໹š ¤ÇÒÁÃÍŒ ¹á½§ เวลา ความร้อนท่ีใช้ในการเปล่ียนสถานะจากน้ำาแข็ง ¢Í§¡ÒÃËÅÍÁàËÅǢͧ¹éíÒá¢ç§ มวล1หนว่ ยเปนน า้ำ มวล1หน่วยดงั กล่าวนี้ เรยี กว่า «§èÖ ÁÕ¤Ò‹ 80 á¤ÅÍÃµÕ ‹Í¡ÃÑÁ ความรอนแฝงของการหลอมเหลวของนาํ้ 44
เมื่อนำ้าได้รับความร้อนจะมีอุณหภูมิเพ่ิมขึ้น จนกระทั่งเดือด อุณหภูมิของไอนำ้าเดือดและ นาำ้ เดอื ดจะเทา่ กันแสดงวา่ ในขณะท ่ีนำ้าเปลีย่ นสถานะเปนไอนั้นอณุ หภูมจิ ะไม่เปลยี่ นแปลงซง่ึ สรุปเปน แผนภาพได้ดงั น้ี ¹Òéí ¹íÒé à´Í× ´ ä͹éÒí à´Í× ´ ÍØ³ËÀÙÁÔ 20 íC Í³Ø ËÀÁÙ Ô 100 Cí Í³Ø ËÀÁÙ Ô 100 íC ภาพ 2.11 แสดงการเปล่ียนแปลงอณุ หภมู ิและสถานะของน้าำ ท่ี 20 ำC เมอื่ ไดร บั ความรอนจนเดือด ข ณะนาำ้ เดอื ดเปน ไอน้ำาความรอ้ นท ่ีทำาให้ ¤ÇÒÁÌ͹·Õ·è Òí ãËŒ¹íÒé à´×Í´ÁÇÅ 1 ¡ÃÁÑ นำ้าเดือดมวล1 หน่วยเปลี่ยนสถานะเปนไอนำ้า à»ÅÕÂè ¹Ê¶Ò¹Ð໹š ä͹Òíé â´ÂÍ³Ø ËÀÙÁÔ มวล1 หน่วยโดยอุณหภูมิไม่เปล่ียนแปลงนี้ äÁà‹ »ÅÕè¹á»Å§ àÃÂÕ ¡ÇÒ‹ ¤ÇÒÁÌ͹ὧ เรียกว่าความรอนแฝงของการกลายเปนไอของ ¢Í§¡ÒáÅÒÂ໚¹äͧ͢¹éíÒà´×Í´ «è§Ö Á¤Õ Ò‹ นํ้าเดอื ด 540 á¤ÅÍÃյ͋ ¡ÃÑÁ ความร้อนมีผลต่อการเปล่ียนสถานะของ µÒÃÒ§ 2.3 ¨Ø´ËÅÍÁàËÅÇáÅШشà´Í× ´¢Í§ÊÒà สาร เช่น น้ำาแข็งเม่ือได้รับความร้อน นำ้าแข็ง ºÒ§ª¹´Ô ·èÕ¤ÇÒÁ´¹Ñ 1 ºÃÃÂÒ¡ÒÈ อุณหภูมิ0 ำC จะหลอมเหลวกลายเปนน้ำาท่ี อณุ หภูมิ0 ำC อณุ หภมู ขิ ณะเปลีย่ นสถานะจาก ÊÒà ¨´Ø ËÅÍÁàËÅÇ ( Cí ) ¨Ø´à´×Í´ ( íC) ของแข็งกลายเปนของเหลวนี้จะคงที่ เรียก อุณหภูมิท่ีของแข็งกลายเปนของเหลวน้ีว่า ÁàÕ ·¹ (CH4) -183.0 -164.0 จดุ หลอมเหลว แตถ่ า้ นา้ำ ทเ่ี ปน ของเหลวมอี ณุ หภมู ิ àÍ·ÔÅÍÕà·Íà (C2H5OC2H5) -116.2 34.6 0Cำ กลายเปน นา้ำ แขง็ ท่ี 0Cำ อณุ หภมู ทิ ส่ี ารเปลย่ี น àÍ·Ò¹ÍÅ (C2H5OH) -117.3 78.3 สถานะจากของเหลวกลายเปนของแข็งซ่ึงเปน ູ«Ô¹ (C6H6) 5.5 80.1 อณุ หภมู คิ งทน่ี ้ี เราเรยี กวา่ จดุ เยอื กแขง็ สว่ นนา้ำ หาก ¹íéÒ (H2O) 100.0 ไดร้ บั ความรอ้ นมากพอนา้ำ จะเดอื ดท่ี 100Cำ กลาย »ÃÍ· (Hg) 0 357.0 เปน ไอนาำ้ ที่100Cำ เราเรียกอุณหภูมิทขี่ องเหลว âºÃÁ¹Õ (Br2) -39.0 58.93 กลายเปนไอนีว้ า่ จดุ เดอื ด â«à´ÕÂÁ (Na) -8.9 883.1 97.96 จดุ เดือดและจุดหลอมเหลวเปน สมบัติเฉพาะตวั ของสารหรอื ไม บทท่ี 2 สารรอบตัว 45
ตาราง 2.3 มีสารใดบา งมีสถานะเปน ของแข็งท่อี ุณหภมู ิ 25 ํC เพราะเหตใุ ด ถาตอ งการเก็บเอทิลอีเทอรทีเ่ ปนของเหลว โดยใหกลายเปนไอนอ ยที่สดุ ควรจะเก็บไว ท่อี ณุ หภมู ปิ ระมาณเทา ไร เพราะเหตใุ ด จากตาราง2.3 สารแต่ละชนิดมีจุดเดือดและจุดหลอมเหลวต่างกัน ดังน้ันจุดเดือดและ จุดหลอมเหลวของสารจึงเปนสมบัติเฉพาะตัวของสารที่ใช้ระบุชนิดของสารบริสุทธ์ิได้ เช่น หากการ ต รวจสอบสมบตั ขิ องสารชนดิ หน่ึงพบว่าม ีจุดหลอมเหลว5.5Cำ และจดุ เดอื ด80.1Cำ จะสรปุ ไดว้ ่า สารน น้ั เปน เบนซ ิน สารบางชนิดเกิดการเปล่ียนสถานะจากของแข็งกลายเปนแก๊ส หรือเปล่ียนสถานะจากแก๊ส มาเปนข องแข็งได้โดยตรงซง่ึ ไมผ่ า่ นกระบวนการเปล่ยี นไปเปนของเหลวก อ่ นเรียกการเปล่ยี นแปลง ลกั ษณะน ี้ว่าก ารระเหิดเช่นน ้ำาแขง็ แหง้ การบูรพ มิ เสนสารเหลา่ นีม้ สี ถานะเปนของแข็งและระเหดิ กลายเปนไอที่อณุ หภมู หิ อ้ ง ของเหลว ¡ÒÃá¢ç§µÑÇ ¡ÒäǺṋ¹ ¡ÒÃËÅÍÁàËÅÇ ¡ÒáÅÒÂ໹š äÍ ของแขง็ ¡ÒÃÃÐàË´Ô แกส ¡ÒÃÃÐàË´Ô ¡ÅѺ á·¹¡Òôٴ¤ÇÒÁÌ͹ á·¹¡ÒäÒ¤ÇÒÁÌ͹ ภาพ 2.12 ความสมั พนั ธของการเปลย่ี นสถานะของสาร สารเม่อื ได้รับความร้อนจะเกิดการเปลี่ยนแปลงทางกายภาพบางประการเชน่ ลักษณะรปู รา่ ง สถานะความหนาแ นน่ จุดเดอื ดจดุ ห ลอมเหลวเปนต้นแ ตส่ ารน ้นั ยงั คงเปนสารเดิมเช่นน ้ำาแ ขง็ เม่ือได้รบั ความร้อนจะเปล่ียนเปนข องเหลวและกลายเปนไอนาำ้ แตก่ ็ยังคงเปน น ำา้ อยู่ 46
ความรอ้ นม ผี ลต อ่ การเปลย่ี นสถานะข องสารเชน่ เมอื่ ของแขง็ ไดร้ บั ความรอ้ นภายนอกเรยี กวา่ การดูดความรอน ซึ่งความร้อนจะทำาให้อนุภาคของสารเคล่ือนที่ออกห่างจากกันมากข้ึนจนสถานะ ของสารเปลย่ี นไปเปน ข องเหลวและแ กส๊ ในทางกลับกนั ถา้ สารสูญเสียความร้อนใหภ้ ายนอกเรียกว่า การคายความรอ นซ งึ่ ม ผี ลท าำ ใหอ้ นภุ าคข องสารเคลอื่ นทช่ี า้ ลงแ ละด งึ ดดู เขา้ ใกลก้ นั ม ากข น้ึ จนกระทง่ั สถานะข องสารเปลยี่ นจากแ กส๊ เปน ข องเหลวแ ละข องแขง็ ในท ส่ี ุดก ารด ดู ความรอ้ นห รอื คายความร้อน ตอ้ งม ีการถ่ายโอนความร้อนจากทท่ี ่ีมอี ุณหภูมิสงู กว่าไปยงั ท่ที ่ีมีอ ุณหภมู ิตำา่ กวา่ เสมอ จากกจิ กรรม 2.2 ความรอนจากตะเกียงแอลกอฮอลถา ยโอนความรอ น สูน้าํ แข็งไดอ ยา งไร ของแขง็ ของเหลว และแกส มกี ารถา ยโอนความรอนเหมอื นกนั หรือตางกันอยา งไร 2.4 การถา ยโอนความรอ น ในชวี ติ ประจำาวนั ของเราม กี จิ กรรมท่ีเกยี่ วข้องก บั ก ารถ ่ายโอนความรอ้ นมากมายเช่นในข ณะท ี่ ยืนอยู่กลางแดดนักเรียนจะรู้สึกร้อนกว่าเมื่อยืนในร่ม การหุงต้มอาหารเพื่อทำาให้อาหารสุก เปนต้น กิจกรรมต่างๆ เหล่าน้ีต้องมีการถ่ายโอนความร้อนจากที่ที่มีอุณหภูมิสูงกว่าไปสู่ที่ที่มีอุณหภูมิต่ำา กวา่ การถ่ายโอนความรอ้ นมี 3ลกั ษณะไดแ้ ก่การพาความร้อนการนำาความร้อนและการแผร่ ังสี แตล่ ะลกั ษณะมีหลักการอยา่ งไรใหน้ ักเรยี นศึกษาจากกิจกรรมต่อไปนี้ กจิ กรรม 2.3 การพาความรอน 1. ãÊ‹¹éÒí 㹺¡Õ à¡Íà ¢¹Ò´ 250 cm3 »ÃÐÁÒ³ 2/3 ¢Í§º¡Õ à¡Íà à·ÍÃÁÍÁàÔ µÍà 2. ¹Òí à·ÍÃÁ ÍÁÔàµÍ÷ ÁèÕ ÕÊà¡Å 200 Cí ¨Òí ¹Ç¹ 2 Íѹ Íѹ˹§Öè ¹Òíé Ç´Ñ Í³Ø ËÀÙÁԢͧ¹Òéí ·è¡Õ ¹Œ ºÕ¡à¡ÍÃáÅÐÍÕ¡Í¹Ñ Ë¹Öè§Ç´Ñ ÍØ³ËÀÙÁÔ à¡Å´ç ´Ò‹ §·Ñº·ÔÁ ·¼èÕ ÇÔ ¹Òéí ´§Ñ ÀÒ¾ ¤Ò‹ Í³Ø ËÀÁÙ ·Ô ÇèÕ ´Ñ ä´ºŒ ¹Ñ ·¡Ö ໹š Í³Ø ËÀÁÙ ·Ô èÕ 0 Ç¹Ô Ò·Õ 3. Ë‹͹à¡Åç´´Ò‹ §·Ñº·ÁÔ 2 à¡Åç´ Å§ã¹º¡Õ à¡ÍúÃÔàdz ´ŒÒ¹¢ÒŒ §¢Í§ºÕ¡à¡Íà ¨Ø´µÐà¡ÂÕ §áÍÅ¡ÍÎÍÅŠãËŒ¤ÇÒÁÃÍŒ ¹ á¡‹º¡Õ à¡ÍúÃÔàdz㵌à¡Å´ç ´Ò‹ §·ºÑ ·ÁÔ ¾ÃŒÍÁ¡ÑºàÃÁèÔ ¨ºÑ àÇÅÒ 4. º¹Ñ ·Ö¡¤‹ÒÍ³Ø ËÀÙÁ¢Ô ͧ¹éÒí ¨Ò¡à·ÍÃÁÍÁàÔ µÍ÷Ñé§ 2 Í¹Ñ ·Ø¡æ 30 Ç¹Ô Ò·Õ à»š¹àÇÅÒ 5 ¹Ò·Õ áÅÐÊѧࡵ¡Òà à»ÅèÂÕ ¹á»Å§¢Í§à¡Åç´´‹Ò§·Ñº·ÔÁ บทท่ี 2 สารรอบตัว 47
µÒÃÒ§º¹Ñ ·¡Ö ¼Å¡Ò÷´Åͧ àÇÅÒ (Ç¹Ô Ò·Õ) ÍØ³ËÀÙÁԢͧ¹Òéí ( íC) ÍØ³ËÀÙÁ¢Ô ͧ¹íéÒ ( Cí ) ¡ÒÃà»ÅÂèÕ ¹á»Å§ ·Õ¡è ¹Œ ºÕ¡à¡Íà ·èÕ¼ÔǹíéÒ ·ÊèÕ Ñ§à¡µä´Œ 0 30 60 90 120 150 180 อณุ หภูมิของนาํ้ ในบกี เกอรท วี่ ดั ดวยเทอรม อมิเตอรท ง้ั สองมกี ารเปลี่ยนแปลงอยา งไร การกระจายสขี องดางทับทมิ ในนาํ้ มีการเปลยี่ นแปลงอยา งไร เพราะเหตใุ ดจึงเปนเชนนน้ั เมือ่ นา้ำ ไดร้ ับความร้อน นำ้าในบ ริเวณก้นบีกเกอรจะได้รบั ความรอ้ นก ่อนนาำ้ ที่อยู่ดา้ นบนบีกเกอร และอนภุ าคของนา้ำ ท ร่ี อ้ นน จ้ี ะเคลอ่ื นต วั ข น้ึ ม าด า้ นบ นซงึ่ สงั เกตไดจ้ ากการเคลอื่ นทขี่ องสขี องด า่ งท บั ทมิ ที่กน้ บีกเกอรลอยตัวสูงขนึ้ และพ าความรอ้ นขึ้นมาด ้วยจงึ ทาำ ให้เทอ รม อม เิ ตอรอ นั บนอ า่ นอ ุณหภมู ิได้ สูงขนึ้ ในเวลาตอ่ มาเมอ่ื อ นภุ าคข องข องเหลวแ ละแ กส๊ ไดร้ บั ความรอ้ นอนภุ าคข องสารมพี ลงั งานสงู ข น้ึ เกิดการเคลื่อนท่ีเร็วข้ึน และห่างจากกันมากขึ้น ทำาให้ความหนาแน่นของของเหลวและแก๊ส ลดลง อนุภาคที่ได้รับความร้อนน้ีจะลอยตัวขึ้นและพาความร้อนไปด้วย อนุภาคที่อยู่ข้างเคียงจะ เคลื่อนท่ีเข้ามาแทนท่ี การถ่ายโอนพลังงานความร้อนโดยอนุภาคของสารเคล่ือนที่ไปในลักษณะนี้ เรยี กวา่ การพาความรอ น 48
กจิ กรรม 2.4 การนําความรอน 1. Ë´à·Õ¹·Õè¢Íºá¼‹¹ÍÐÅÙÁÔà¹ÕÂÁ Ë´à·ÂÕ ¹ 3-4 Ë´ áµÅ‹ ÐË´ËÒ‹ §à·‹Òæ ¡Ñ¹ การตดิ ตงั้ อปุ กรณ ˹ºÕ Ἃ¹ÍÐÅÙÁàÔ ¹ÕÂÁäÇŒ¡Ñº·Õ¨è ºÑ ËÅÍ´·´Åͧ ´Ñ§ÀÒ¾ 2. ãˤŒ ÇÒÁÃÍŒ ¹·Õè»ÅÒÂá¼¹‹ ÍÐÅÙÁÔà¹ÕÂÁ Êѧࡵ¡ÒÃà»ÅÂèÕ ¹á»Å§¢Í§Ë´à·Õ¹ ºÑ¹·Ö¡¼Å ? หยดเทยี นมกี ารเปลี่ยนแปลงอยา งไร เพราะเหตใุ ด จากก ารท ดลองนกั เรยี นจะพบว่าห ยดเทยี นบนแผน่ อะลูมิเนยี มที่ต ิดอยู่ใกล้เปลวไฟจะต กลงมา กอ่ นตามด ว้ ยห ยดเทยี นท อี่ ยไู่ กลออกไปตามลาำ ดบั แสดงวา่ ม กี ารถา่ ยโอนความรอ้ นผ า่ นแผน่ อะลมู เิ นยี ม จากป ลายด า้ นห นงึ่ ไปสปู่ ลายอ กี ด า้ นห นงึ่ ทงั้ นเี้ พราะอ นภุ าคข องอ ะลมู เิ นยี มท อี่ ยู่ใกลเ้ ปลวไฟเมอ่ื ไดร้ บั ความร้อนอ นภุ าคข องอ ะลมู ิเนียมจะสัน่ ม ากข้นึ และชนกับอนภุ าคท อี่ ยูต่ ิดก นั ทำาใหอ้ นุภาคท ี่อยูต่ ดิ ก ัน นน้ั สัน่ มากข ้นึ ตามไปดว้ ย อนภุ าคเหลา่ น้ีจะสน่ั ตอ่ เน่อ� งกันไป จึงทำาใหค้ วามร้อนถ กู ถา่ ยโอนต อ่ เน�อ่ ง กนั จากปลายดา้ นหนึ่งไปสู่ปลายอ ีกด ้านห นึ่งไดโ้ ดยก ารสนั่ ของอนภุ าค เรียกก ารถา่ ยโอนความร้อนใน ลักษณะน ี้ว่าการนําความรอ น อะลมู ิเนย� ม ทองแดง เหล็ก แกว วสั ดชุ นิดใดมีความสามารถในการ นําความรอนไดด ีกวา กนั มีวิธกี ารตรวจสอบเพ่อื หาคําตอบไดอ ยา งไร เน�่องจากสารแต่ละชนิดมีสมบัติท่ีแตกต่างกัน ดังน้ัน สารแต่ละชนิดย่อมมีความสามารถใน การนาำ ความรอ้ นไดไ้ ม่เทา่ ก นั สารบ างช นดิ สามารถนาำ ความร้อนไดด้ ีเชน่ เงนิ ทองแดงอ ะลูม ิเนียม เหลก็ เปน ต้นบางช นดิ น ำาความร้อนไดน้ ้อยเชน่ พลาสติกไม้ อากาศเปน ต้นวัตถุท่ีนาำ ความรอ้ น ไดน้ อ้ ยเรยี กว่าฉ นวนความรอน การถ่ายโอนความร้อนโดยวิธีการนำาความร้อนและการพาความร้อน อนุภาคของสารทำาหน้าท่ี เปน ต วั สง่ ผ า่ นพ ลงั งานจากบ รเิ วณท มี่ อี ณุ หภมู สิ งู กวา่ ไปยงั บ รเิ วณท ม่ี อี ณุ หภมู ติ าำ่ กวา่ เรยี กอ นภุ าคข อง สารเหลา่ น้ีว่าตวั กลาง บทที่ 2 สารรอบตัว 49
ดวงอาทติ ยอยหู างไกลจากโลกมาก ความรอนจากดวงอาทิตยท าํ ใหส�งิ มีชีวติ บนโลก สามารถดํารงชวี ิตอยไู ด นักเรยี นคิดวา ดวงอาทติ ยถ า ยโอนความรอนมายงั โลกไดอ ยา งไร นักวิทยาศาสตรพบวาในธรรมชาติมีคลื่น áʧ໹š ¤Å×è¹áÁà‹ ËÅç¡ä¿¿Ò‡ ·èÕÁÕ แมเ หลก็ ไฟฟา ดวงอาทติ ยเ ปน แหลง กาํ เนดิ หนงึ� ของ ¤ÇÒÁ¶Õè 㹪Nj § 4.3 x 1014 ¶Ö§ คลนื่ แมเ หลก็ ไฟฟา แสงทดี่ วงอาทติ ยส อ งมายงั โลก 7.5 x 1014 àÎÔõ ¤Åè¹× áÁ‹àËÅ¡ç ä¿¿Ò‡ เปน คลนื่ แมเ หลก็ ไฟฟา คลน่ื แมเ หลก็ ไฟฟา สามารถ ·ÁÕè ¤Õ ÇÒÁ¶èÁÕ Ò¡¡Ç‹Òáʧ 䴌ᡋ เคลอ่ื นทไ่ี ดโ ดยไมต อ งอาศยั ตวั กลาง รงั สอี นิ ฟราเรด Ã§Ñ ÊÍÕ ÑŵÃÒäÇâÍàŵ ÃѧÊÕàÍç¡«à àจากดวงอาทิตย สามารถสงผานชั้นบรรยากาศ ÃѧÊáÕ ¡ÁÁÒ à»¹š µŒ¹ ¤Å¹×è áÁà‹ ËÅç¡ ทหี่ อ หมุ โลกมายงั พน้ื ผวิ โลก ทาํ ใหพ น้ื ผวิ โลกรอ นขน้ึ ä¿¿Ò‡ ·ÕÁè ¤Õ ÇÒÁ¶èÕ¹ŒÍ¡ÇÒ‹ áʧ ä´áŒ ¡‹ เรยี กการถา ยโอนความรอ นลกั ษณะนว้� า การแผร งั สี Ã§Ñ ÊÕÍÔ¹¿ÃÒàô ¤Å¹×è äÁâ¤ÃàÇ¿ ¤Å¹è× ÇÔ·ÂØ ໚¹µ¹Œ กิจกรรม 2.5 การดดู ซับความรอ นของวตั ถุท่ีผวิ มสี ีตา งกัน 1. àµÃÂÕ Áá¼¹‹ âÅËЪ¹Ô´Ë¹è§Ö 2 Ἃ¹ ·èÁÕ Õ¢¹Ò´à·Ò‹ ¡¹Ñ á¼¹‹ ˹èÖ§·ÒÊÕ¢ÒÇ Ê‹Ç¹Í¡Õ á¼¹‹ ˹§Öè ·ÒÊ´Õ Òí áÅеԴà·ÍÃÁÍÁÔàµÍà â´Â¡ÃÐà»ÒТͧà·ÍÃÁ ÍÁÔàµÍÃÍ ÂºÙ‹ ÃÔàdz¡ÅÒ§ Ἃ¹âÅËзéѧÊͧ ´Ñ§ÀÒ¾ 2. ÇҧἋ¹âÅËз§éÑ ÊͧἹ‹ ãËËŒ Ò‹ §¨Ò¡ËÅÍ´ä¿ à»š¹ÃÐÂзҧ෋ҡѹ ¨Ñ´¡ÃÐà»ÒÐà·ÍÃÁ ÍÁÔàµÍà à·ÍÃÁÍÁÔàµÍà ãËÍŒ ‹áÙ ¹Çà´ÕÂǡѺäÊËŒ ÅÍ´ä¿ ´§Ñ ÀÒ¾ ºÑ¹·Ö¡ ÍØ³ËÀÁÙ ¢Ô ͧà·ÍÃÁÍÁàÔ µÍ÷é§Ñ Êͧ 3. à»´ 俹ҹ»ÃÐÁÒ³ 3 -5 ¹Ò·Õ ÊÕ´íÒ ÊÕ¢ÒÇ Ê§Ñ à¡µáÅкѹ·¡Ö Í³Ø ËÀÁÙ ¢Ô ͧà·ÍÃÁ ÍÁÔàµÍ÷ Ñé§Êͧ ? สรปุ ผลการทดลองนไ�้ ดวาอยางไร ËÅÍ´ä¿ จากการทดลอง นักเรียนจะพบวา วัตถุท่ีมีลักษณะและสมบัติแตกตางกัน เมื่อไดรับรังสี อนิ ฟราเรดเทา ๆ กนั จะดดู ซบั ความรอ นไดแ ตกตา งกนั ดว ย ดงั นน้ั การถา ยโอนความรอ นโดยวธิ กี ารแผร งั สี จะสามารถถา ยโอนไดม ากนอ ยเพยี งใดนน้ั ขน้ึ อยกู บั ชนดิ สี ลกั ษณะพน้ื ผวิ และสมบตั ขิ องสาร 50
(ก) (ข) (ค) ภาพดานบน แสดงวธิ ีการทผ่ี เู ลน สง ของจากทห่ี นึง� ไปยงั อีกทห่ี นึง� ซง�ึ หนังสอื เปรยี บเสมือน พลังงานความรอ น และตวั นกั เรยี นเปรยี บเสมือนเปน อนุภาคของสาร วธิ ีใดเปรยี บไดกับการถา ยโอน ความรอ นแบบ การนาํ การพา และการแผรังสี ความรูเร่ืองการนําและการพา ความรอน นาํ มาใชป ระโยชน ในชีวิตประจําวนั ไดอยา งไร อากาศ ่ีทมี ุอณห ูภมิสูง ้ึขน อากาศ ่ีทมีอุณหภู ิม ่ตํา ภาพ 2.13 หอ งทาํ งานที่ตดิ เคร่อื งปรบั อากาศ บทที่ 2 สารรอบตวั 51
2.5 การจดั กลมุ สารตามลักษณะเนือ้ สารและขนาด ของอนภุ าค วัตถุสิ่งของต่างๆ รอบๆ ตัวเราประกอบด้วยสารผสมมากมาย หากพิจารณาสารผสม เหล่านั้นพบว่า สารผสมมีลักษณะเน�้อสารท่ีมองดูแล้วเห็นว่ามีสารอยู่ร่วมกันมากกว่า1 ชนิด เช่น น้ำาในลำาคลอง พริกเกลือจิ้มผลไม้ เปนต้น เรียกสารผสมแบบนี้ว่า สารเน�้อผสม บางชนิดมองดู แลว้ สงั เกตเหน็ เหมอื นกบั ว่ามอี ยูเ่ พียงชนิดเดยี ว เช่น นำ้าเชอื่ ม น า้ำ เกลอื แ ป้งฝ ุ่น นำ้าหอม เปนต้น เรยี กสารผสมแ บบน ี้วา่ ส ารเนอ้� เดยี ว ใหจัดหมวดหมขู องสารตอไปน้ต� ามเกณฑท น่ี กั เรียนกําหนดขน้ึ น้ําโคลน นมสด ฝนุ ละอองในอากาศ หมอก นํ้าหวาน นํา้ สม สายชู ทองเหลือง ฟวส น้าํ แปง เกณฑก ารจำาแนกสารเปนห มวดหมู่ มหี ลายเกณฑเช่นสถานะของสารลกั ษณะของเน้อ� สาร หรือขนาดอนุภาคของสาร เปนต้น การจำาแนกสารโดยใช้เกณฑที่แตกต่างกันก็จะได้หมวดหมู่สารที่ ต่างกันด้วย ในการจำาแนกสารตามขนาดของอนุภาค ต้องหาวัสดุที่เหมาะสมเพ่ือคัดกรองอนุภาคของสาร ตามข นาดทแ่ี ตกต่างก นั ก ารจดั จำาพวกสารตามข นาดอนภุ าคสามารถศ กึ ษาไดจ้ากกิจกรรมต ่อไปนี้ ถา ใชขนาดอนภุ าคของสารเปนเกณฑ จะจาํ แนกสารขา งตนออกไดเปน ก่กี ลมุ อะไรบาง กิจกรรม 2.6 การตรวจสอบขนาดของเนอ้ื สาร 1. Ê§Ñ à¡µÅѡɳТͧ¢Í§àËÅǪ¹´Ô µ‹Ò§æ હ‹ ¹éíÒâ¤Å¹ ¹ÁÊ´ áÅйéíÒËÇÒ¹ ÊáÕ ´§¼ÊÁ¹Òíé ºÑ¹·Ö¡¼Å¡ÒÃÊѧࡵ 2. ầ‹ ¢Í§àËÅÇáµÅ‹ Ъ¹´Ô Í͡໚¹ 2 ÊÇ‹ ¹ ʋǹ˹§èÖ ¹íÒ仡Ãͧ´ÇŒ ¡ÃдÒÉ¡Ãͧ ÊѧࡵáÅк¹Ñ ·¡Ö ¼Å 3. Í¡Õ ÊÇ‹ ¹Ë¹§èÖ ãÊÅ‹ §ã¹ºÕ¡à¡Í÷ ÁÕè Õà«ÅâÅ࿹ÃͧäÇŒ´ŒÒ¹ã¹ ÃǺªÒ¢ͧà«ÅâÅ࿹ ¼Ù¡ãˌ໚¹¶Ø§¼¡Ù »Ò¡¶§Ø ãËጠ¹‹¹ àªç´´ŒÒ¹¹Í¡¶§Ø ãËÊŒ ÐÍÒ´ àµÁÔ ¹íÒé ŧ㹺աà¡Íà ᪋¶Ø§à«ÅâÅ࿹äÇŒ 10 ¹Ò·Õ Ê§Ñ à¡µáÅк¹Ñ ·¡Ö ¼Å ? ของเหลวชนดิ เดียวกันเมอื่ กรองดว ยกระดาษกรองกับถุงเซลโลเฟน ไดผลเหมอื นกันหรอื ตา งกันอยา งไร 52
นา้ำ โคลน นมสด นำ้าแดง ภาพ 2.14 การตรวจสอบขนาดอนภุ าคของสาร จากกิจกรรม2.6 เมื่อกรองนำ้าโคลนด้วยกระดาษกรอง จะพบว่ามีสารตกค้างอยู่บน กระดาษกรอง แสดงว่าสารน้ันมีขนาดใหญ่กว่ารูพรุนของกระดาษกรอง ส่วนนมสดและนำ้าหวานมี องคประกอบท่ีมีขนาดเล็กกว่า จึงสามารถผ่านกระดาษกรองได้ เม่ือใส่ของเหลวลงในถุงเซลโลเฟน แ ลว้ แ ช่ลงในน า้ำ พบว่านมสดไมส่ ามารถผ่านเซลโลเฟนได้ แต่น า้ำ หวานผ่านออกมาได้แ สดงวา่ สาร ท เี่ ปน อ งคป ระกอบในน มสดมขี นาดใหญก่ วา่ รพู รนุ ของเซลโลเฟนแตอ่ งคป ระกอบของนาำ้ ห วานม ขี นาด เล็กกว่ารพู รนุ ของเซลโลเฟน จากผลการทาํ กิจกรรม 2.6 สรุปไดวาสารใด มีองคป ระกอบทีม่ ขี นาดใหญท ี่สดุ และสารใด มีองคประกอบท่มี ขี นาดเลก็ ท่สี ุด กระดาษกรองที่ใช้ในกิจกรรมนี้มีลักษณะแตกต่างจากกระดาษ ทว่ั ไปค อื ม ีรพู รนุ ข นาดป ระมาณ1/10,000cm(10-4cm)กระจายอ ยู่ ตลอดเนอ้� ของกระดาษเมอ่ื เรากรองของเหลวดว้ ยกระดาษกรองถา้ สารท ่ี อยใู่นข องเหลวม ขี นาดเลก็ กวา่ รพู รนุ ของกระดาษกรองข องเหลวจะไหล ผา่ นกระดาษกรองโดยไมเ่ หลอื สารตกคา้ งอยู่ แตถ่ า้ สารท อ่ี ยใู่นข องเหลว มีขนาดใหญ่กว่ารูพรุนของกระดาษกรองก็จะมีสารเหลือตกค้าง อ ยู่บนกระดาษกรอง เซลโลเฟนมีสมบัติเช่นเดียวกับกระดาษกรอง แต่รูพรุนในเซลโลเฟนมีขนาดเล็กกว่ารูพรุนของ กระดาษกรองประมาณ1,000 เท่า คือมีขนาดประมาณ1/10,000,000cm(10-7cm) เม่ือใส่ ข องเหลวลงในถ งุ เซลโลเฟนแลว้ แช่ในนำ้าถ ้าสารมีขนาดเล็กกว่ารพู รนุ ข องเซลโลเฟนสารน ้นั จะผา่ น ออกม าได้ บทที่ 2 สารรอบตวั 53
นา้ํ โคลนจดั เปน สารแขวนลอย ใน สาร แขวนลอย มี ของแข็ง ท่ี มี ขนาดใหญกวา 10-4 cm แพรอ ยูใน ของเหลว ย�ิงมีขนาดใหญมากก็จะ มองเห็นไดชัดเจนและตกตะกอนได งาย แตถาสารที่เปนองคประกอบมี (ก) คารามายด ยาแขวนตะกอน (ข) คารามายดท ่ีตกตะกอน ขนาดเลก็ กจ็ ะกระจายอยใู นของเหลว ภาพ 2.15 (ก) ยาแขวนตะกอนที่เขยาใหตวั ยากระจายไปทว�ั ท้งั ขวด ทาํ ใหของเหลวขนุ (ข) ยาแขวนตะกอนที่ปลอ ยทิ้งไวใหตกตะกอน จากการตรวจสอบสมบตั ขิ องของเหลว พบวา มสี ารผสมบางชนดิ ทผ่ี า นกระดาษกรองไดท ง้ั หมด แตไมผานเซลโลเฟน อธิบายไดวาสารผสมน�้มีสารท่ีมีขนาดอนุภาคเล็กกวา 10-4 cm แตใหญกวา 10-7 cm แพรก ระจายอยู สารผสมน�้จดั เปน คอลลอยด สวนสารผสมทีม่ ีขนาดอนภุ าคเล็กกวา 10-7 cm แพรก ระจายอยู ท่ผี า นทั้งกระดาษกรองและเซลโลเฟนน้ันจดั ใหเ ปนสารละลาย นอกจากคอลลอยดส ามารถตรวจสอบได โดยใชถงุ เซลโลเฟนแลว ยงั สามารถตรวจสอบสมบัตใิ ดของคอลลอยดไ ดอ ีกบา ง ผลจากการศึกษาชวยใหเราทราบวา น้ําโคลนเปนสารแขวนลอย นมสดเปนคอลลอยด สวน นํ้าหวานสีแดงเปนสารละลาย เมื่อฉายแสงผานนํ้าโคลน นมสดผสมนํ้า และนํ้าหวาน พบวานม สดผสมน้ําจะเห็นลําแสงอยางชัดเจน สวนน้ําโคลนจะทึบแสง และน้ําหวานสีแดงจะโปรงใส การ ท่ีเราเห็นลําแสงในนมสดได เน�องจากอนุภาคในนมสดจะทําใหแสงกระเจิงไปทุกทิศทางมองเห็น เปนลําแสง และปรากฏการณท่ีมองเห็นเปนลําแสงในคอลลอยดน�้เรียกวา ปรากฏการณทินดอลล ก. นมสดผสมน้ํา ข. นา้ํ ภาพ 2.17 คอลลอยดบ างชนดิ (ครมี สลัด) ภาพ 2.16 ปรากฏการณท ินดอลล 54
ขนาดของสารทเ่ี ปนองคประกอบในของเหลวมีความสมั พนั ธกบั การ มองเหน็ ลําแสงในของเหลวอยางไร ในชวี ติ ประจําวันเราจะสัมผัสกบั คอลลอยดอ ยเู ปน ประจาํ เชน การทําน้ําสลดั สวนผสมจะมี นํ้า นํา้ มนั และไขแ ดง หากเราใสเฉพาะนา้ํ กับนา้ํ มัน สาร 2 ชนิดน้�มคี วามหนาแนน� ตางกนั จะไมร วมเปน เนอ�้ เดยี วกนั จะแยกชั้นออกอยางชดั เจน แตถ าใสไขแ ดงผสมลงไป ไขแดงจะชวยทาํ ใหนา้ํ และน้ํามนั รวมกนั ได ท้งั นา้ํ นาํ้ มนั และไขแดงท่ีรวมกันเปน เน�้อเดยี วจดั เปนอมิ ัลชนั ซึ�งเปน คอลลอยดช นิดหน�ึง สว นไขแดงท่ชี ว ยใหนํา้ และนํา้ มนั รวมเปนเน�อ้ เดยี วกนั ไดจัดเปน อิมลั ซไิ ฟเออร อกี ตัวอยา งหนึ�งของคอลลอยดท พี่ บเหน็ ประจําคอื ลําแสงท่มี องเห็นจากโคมไฟรถยนต ซึง� เกดิ จากอากาศบริเวณหนารถเต็มไปดวยฝุนละออง เมื่อแสงจากโคมไฟหนารถตกกระทบกับอนุภาคของ ฝุน ละอองขนาดเล็กๆ ท่ีฟงุ กระจายอยูหนา รถ เกดิ การกระเจงิ ของแสง เปน ลําแสงปรากฏใหเห็น เรยี ก คอลลอยดป ระเภทนว�้ า ละอองแข็งลอย ภาพ 2.18 คอลลอยดป ระเภทละอองแข็งลอย สารผสมอีกชนิดหน�ึงที่มีอนุภาคนอยกวา 10-7 cm สังเกตเห็นเน�้อสารกลมกลืนเปน เน�้อเดียวกันที่เรียกวา สารละลาย นั้น สารละลายมีบทบาทสําคัญมากตอการดํารงชีวิต ของสิ�งมีชีวิต จากการศึกษาในเบื้องตนท่ีพบวา สารละลายเปนสารผสมเน�้อเดียว นอกจากสมบัติ ดงั กลา ว สารละลายยงั มสี มบตั อิ ืน่ อีกหรอื ไม นกั เรียนจะไดศ กึ ษารายละเอียดในบทตอ ไป บทที่ 2 สารรอบตวั 55
1. การจดั เรียงอนุภาคของแกส ของเหลว และของแขง็ มลี กั ษณะแตกตางกนั อยางไร 2. อณุ หภูมิ ความหนาแนน และสถานะของสาร มีความสมั พันธก ันอยา งไร 3. อณุ หภมู ิและความรอ นของสาร มคี วามสัมพนั ธกันอยา งไร 4. สถานะของสาร และความรอนแฝง มีความสัมพันธก นั อยางไร 5. การปง ยาง หมู ไก กงุ บนเตายางบาบีควิ มีการสง ผา นความรอนแบบใดบา ง ใหอ ธบิ ายยกเหตุผลประกอบ 6. จงยกตัวอยา งสงิ� ของมา 10 ชนดิ และจําแนกสิง� ของตามเกณฑท ีน่ กั เรียนกําหนดข้นึ เอง อยา งนอ ย 2 เกณฑ และใหเหตุผลวา เหตุใดนกั เรียนจงึ เลอื กใชเ กณฑด งั กลา ว 7. รวบรวมขอมูลเก่ยี วกบั คอลลอยดทีพ่ บในชีวิตประจาํ วันท้ังท่เี ปนของแขง็ ของเหลว และแกส
3บทที่ สารละลาย จดุ ประสงคการเรียนรู ทดลองและอธบิ ายองคประกอบของสารละลาย ทดลองและอธิบายวิธเี ตรียมสารละลายทม่ี ีความเขมขนเปน รอยละ ทดลองและอธบิ ายการเปลี่ยนแปลงสมบัตมิ วลและพลงั งานของสาร เม่อื สารเกิดการละลาย อธบิ ายปจจยั ที่มผี ลตอการละลาย อภปิ รายการนําความรูเกีย่ วกบั สารละลายไปใชประโยชน
สารละลาย เปน ของผสมทีเ่ ปน สารเน้ือเดยี วทีม่ ีขนาดอนภุ าคนอยกวา 10-7 cm มีองคป ระกอบ ของสารต้ังแต 2 ชนิดข้นึ ไปผสมกนั เชน นา้ํ เกลือ มีน้ํากับเกลือผสมกนั น้าํ อัดลม มนี ํา้ น้าํ ตาล สี และแกสคารบอนไดออกไซดผ สมรวมกัน สารละลายมีท้งั ทีม่ สี ถานะเปนของแข็ง ของเหลว และแกส สารละลายทม่ี ีสถานะเปนของเหลวมีองคประกอบเปน ของเหลวเทานั้นหรือไม นักเรยี นศกึ ษา ไดจ ากการทดลองตอไปนี้ กิจกรรม 3.1 องคป ระกอบของสารละลาย 1. Ê§Ñ à¡µÅѡɳТͧ¹íéÒà¡ÅÍ× ¹éíÒËÇÒ¹ ¹íÒé ÍÑ´ÅÁ (ª¹´Ô äÁ¼‹ ÊÁÊ)Õ 2. ¹íҢͧàËÅǷѧé ÊÒÁª¹´Ô ª¹´Ô ÅÐ 1 cm3 ãʋ㹨ҹËÅÁØ âÅËÐ ª¹´Ô ÅÐËÅØÁ ´§Ñ ÀÒ¾ 3. ¹íÒ¨Ò¹ËÅÁØ ä»µÑ駺¹µÐà¡ÂÕ §áÍÅ¡ÍÎÍÅ ´§Ñ ÀÒ¾ 4. ãËŒ¤ÇÒÁÃÍŒ ¹¨¹¢Í§àËÅÇÃÐàËÂáËŒ§ä»ËÁ´ Ê§Ñ à¡µáÅк¹Ñ ·¡Ö ¼Å¡Òà à»ÅÂÕè ¹á»Å§ การตรวจสอบองคป ระกอบของสารเนอื้ เดียว ? ส่งิ ท่ีเหลืออยบู นจานหลุมโลหะแตละหลมุ เหมือนหรือตางกนั อยา งไร ? มสี ารเหลอื อยใู นหลุมทุกหลุมหรอื ไม เพราะเหตใุ ด ? เราจะมวี ธิ ีการตรวจสอบองคป ระกอบของสารละลายเหลาน้ีไดอ ยา งไร สารละลายประกอบดว ยตวั ทาํ ละลายและตวั ละลาย ซง่ึ ตวั ทาํ ละลายเปน องคป ระกอบทมี่ ปี รมิ าณ มากที่สุดในสารละลาย ตวั ทาํ ละลายและตวั ละลายอาจมีสถานะ เปนของแข็ง ของเหลว และแกส เน่ืองจากตัวทำละลายเปน องคประกอบทม่ี ีปริมาณมาก ดงั น้ันสารละลายจงึ มสี ถานะตามตัวทำละลาย สารละลายทม่ี ตี ัวทาํ ละลายเปนของเหลวและตัวละลายเปน ของแข็ง เม่ือใหความรอนจนของเหลว ระเหยกลายเปน ไอหมด เหลอื แตข องแข็งตกคา งอยูบนจานหลมุ วธิ กี ารแยกสารโดยใหความรอนน้ี เรียกวา การระเหยแหง ซ่งึ สามารถใชตรวจสอบสถานะของสารท่ีเปนองคป ระกอบของสารละลายได จากกจิ กรรมนี้ สารละลายนา้ํ เกลอื มีองคป ระกอบ 2 สวน คอื นาํ้ เปน ตวั ทําละลายซึง่ ระเหยไป เกลือ เปน ตวั ละลายซงึ่ ตกคางอยบู นจานหลุมเนื่องจากเกลือเปนของแขง็ ท่มี ีจดุ หลอมเหลวสูง ซึ่งความรอน จากตะเกียงแอลกอฮอลไมเ พยี งพอตอ การหลอมเหลวของเกลือ 58
กจิ กรรม 3.1 น้ําหวานและนํา้ อัดลมเปนสารละลายมีองคป ระกอบ เพยี งสองชนิดหรอื ไม เพราะเหตุใด ในกรณีทน่ี าํ สารตัวอยางมาระเหยแหงบนจานหลมุ โลหะ แลวพบวาไมเ หลอื สารใดๆ จะสรปุ วาสารตัวอยางมอี งคประกอบ เพยี งชนิดเดยี วไดห รอื ไม เพราะเหตใุ ด ถานาํ ดินมาผสมกบั น้าํ จะเปน ของผสมชนดิ ใด เพราะเหตใุ ด น้าํ อดั ลมเปน สารละลายท่ีตวั ละลายมีสถานะเปน แกส และของแข็ง เม่อื นําไประเหย แห้ง ดว ยความรอน แก๊สจะระเหยออกไปกอน จากนน้ั นํ้าจะระเหยตามไป เหลือตะกอนละเอยี ดสีขาว ซงึ่ ระเหยยากตกคา งอยูบนจานหลมุ โลหะ ซง่ึ ถาสงั เกตนาํ้ อัดลมขณะท่ีไดรับความรอ นจะพบวา มีฟองแกส ฟูข้ึนเรว็ กวาสารละลายอ่นื ท่ีนํามาตรวจสอบ ถา สารละลายที่นํามาตรวจสอบประกอบดว ย ตวั ทาํ ละลายทเ่ี ปน นาํ้ และตวั ละลายทกี่ ลายเปน ไอไดง า ยหรอื เปน แกส เชน นา้ํ โซดา เมอื่ นาํ มาระเหยแหง ตัวทาํ ละลายและตวั ละลายก็จะระเหยไปหมดโดยไมเหลือสารตกคางทั้งที่มีตัวละลายอยูในสารละลาย ดวย ดังนั้น วิธีการระเหยแหง จะใชตรวจสอบไดดีกับสารละลายที่ตวั ละลายเปน ของแข็งที่ระเหย ไดยาก แตว ิธีการระเหยแหงไมเ หมาะสมในการตรวจสอบกบั ตวั ละลายทีร่ ะเหยไดงา ย สมบัติของตวั ทาํ ละลายและตัวละลาย มผี ลตอการละลายของสารหรอื ไม อยางไร บทที่ 3 สารละลาย 59
3.1 การละลายของสารในตัวทาํ ละลาย สารละลาย มี มากมาย หลาย ชนิด สารละลาย ที่ เปน ของเหลว ซึ่ง รูจัก กัน ท่ัวไป มักมีนํ้า เปนตัวทาํ ละลาย เชน การละลายของน้ําตาลทรายในน้ํา เมือ่ เตมิ นาํ้ ตาลทรายลงในนาํ้ จะเหน็ นาํ้ ตาลทรายแพรในนํ้า ถา ใชชอนคน น้ําตาลทรายจะละลายไดเร็วขน้ึ เมือ่ นํา้ ตาลทรายละลายหมด ก็จะมองเหน็ ของเหลวใสเปน เน้อื เดยี วไมมีตะกอน มีรสหวาน เรยี กของเหลวใสน้วี า สารละลายน้าํ ตาล ทราย หรือน้าํ เชื่อมในสารละลายนมี้ นี า้ํ ตาลทรายแทรกอยูในนาํ้ จงึ มองไมเ หน็ นาํ้ ตาลทรายอกี ตอไป ตัวละลาย (นํ้าตาลทราย) ตัวทําละลาย (นํา้ ) นํา้ ตาลทรายในนาํ้ นา้ํ ตาลทรายละลายในนาํ้ สารละลายนา้ํ ตาลทราย ภาพ 3.1 ภาพจําลองแสดงการละลายของน้ําตาลทราย ถาเปล่ยี นตวั ทําละลายจากนาํ้ เปนตวั ทําละลายอนื่ การละลายของนํ้าตาลทรายจะเปน อยางไร ใหน ักเรียนคน หาคาํ ตอบ จากการทดลองในกจิ กรรม 3.2 กจิ กรรม 3.2 การละลายของสาร µÍ¹·Õè 1 µÇÑ ÅÐÅÒª¹´Ô à´ÕÂǡѹÅÐÅÒÂã¹µÑÇ·íÒÅÐÅÒµҋ §ª¹´Ô ¡¹Ñ 1. ãÊ‹¹éÒí µÒÅ·ÃÒÂŧã¹ËÅÍ´·´Åͧ¢¹Ò´¡ÅÒ§ 2 ËÅÍ´ ËÅÍ´ÅÐ 1 ªŒÍ¹àºÍà 1 2. àµÔÁ¹íéÒ 5 cm3 ŧã¹ËÅÍ´·´Åͧ·èÕ 1 à¢Â‹Ò Êѧࡵ¡ÒÃÅÐÅÒ¢ͧ¹éíÒµÒÅ·ÃÒ áÅкѹ·¡Ö ¼Å 3. àµÁÔ àÍ·Ò¹ÍÅ 5 cm3 ŧã¹ËÅÍ´·´Åͧ·èÕ 2 à¢Â‹Ò Ê§Ñ à¡µ¡ÒÃÅÐÅÒ¢ͧ¹Òéí µÒÅ·ÃÒ áÅкѹ·Ö¡¼Å ? สารละลายในหลอดที่ 1 และ 2 สารใดเปนตัวทําละลายและสารใดเปนตวั ละลาย ? ลักษณะของสารกอนและหลังการละลายตา งกันหรอื ไม อยา งไร ? ตัวละลายชนิดเดียวกัน ละลายในน้ําและในเอทานอลไดด เี หมอื นกนั หรอื ไม ? ตวั ละลายชนิดเดยี วกนั ละลายในตวั ทาํ ละลายตางชนิดกัน ไดผ ลเหมอื นกนั หรอื ไม 60
µÍ¹·èÕ 2 µÑÇÅÐÅÒµҋ §ª¹´Ô ¡Ñ¹ÅÐÅÒÂã¹µÇÑ ·íÒÅÐÅÒª¹´Ô à´ÕÂǡѹ 1. àµÔÁ¹Òíé ŧã¹ËÅÍ´·´Åͧ¢¹Ò´¡ÅÒ§ 5 ËÅÍ´ ËÅÍ´ÅÐ 5 cm3 2. àµÔÁàÍ·Ò¹ÍÅáÅйíéÒÁѹ¾×ª 1 cm3 ŧã¹ËÅÍ´·èÕ 1 áÅÐ 2 µÒÁÅÒí ´Ñº à¢ÂÒ‹ áÅÐÊѧࡵ ¡ÒÃà»ÅèÕ¹á»Å§ ºÑ¹·Ö¡¼Å 3. àµÁÔ ¹íéÒµÒÅ·ÃÒ ´Ô¹à˹ÂÕ Çº´ÅÐàÍÂÕ ´ áÅФͻà»Íà (II) «ÅÑ à¿µ Í‹ҧÅÐ 1 ªÍŒ ¹ àºÍà 1 ŧã¹ËÅÍ´·Õè 3 4 áÅÐ 5 µÒÁÅíҴѺ à¢ÂÒ‹ áÅÐÊ§Ñ à¡µ¡ÒÃà»ÅÂèÕ ¹á»Å§ ºÑ¹·¡Ö ¼Å ? ตัวละลายตางชนิดกนั ละลายในนาํ้ ไดเหมือนกนั หรือไม อยา งไร ? ถาตอ งการทราบวา สารใดละลายในเอทานอลไดห รอื ไม จะมีวธิ ีตรวจสอบไดอยางไร ? ความรูเก่ียวกบั การละลายของสารในตวั ทาํ ละลายตางๆ นําไปใชป ระโยชนใน ชวี ิตประจําวนั อยา งไร ภาพ 3.2 เชลแลก็ และเฟอรน เิ จอรทที่ าเชลแล็ก จากการทดลองพบวา ตวั ละลายชนดิ เดยี วกนั จะละลายไดไ มเ ทา กนั ในตวั ทาํ ละลายทตี่ า งกนั และ ตัวละลายตางชนิดกนั จะละลายในตวั ทาํ ละลายท่ีเหมือนกนั ไดแตกตา งกนั ดงั นั้นการละลายของสาร ขน้ึ อยูกบั ชนดิ ของตวั ทาํ ละลายและตัวละลาย สารละลายท่ีพบในชวี ิตประจําวนั สวนใหญมีนํ้าเปน ตัวทาํ ละลาย เน่ืองจากนา้ํ เปน ตวั ทาํ ละลายท่ีดี หาไดงา ย ราคาถกู และไมเปน พษิ แตมีสารบางชนดิ ท่ีละลายนาํ้ ไดนอ ยหรือไมละลาย การนําสารมาใชประโยชนในรปู สารละลายจึงตองใชตัวทาํ ละลาย ชนดิ อน่ื ทเ่ี หมาะสมแทน เชน ตอ งนาํ เชลแลก็ ไปละลายในแอลกอฮอลก อ นแลว จงึ นาํ สารละลายเชลแลก็ ไปทาไมห รอื เฟอรน ิเจอร เพอ่ื ใหเกิดความสวยงามและรักษาเนอื้ ไม บทท่ี 3 สารละลาย 61
น อ ก จ า ก น้ี ยั ง มี ส า ร ล ะ ล า ย ท่ี อ ยู ใ น á¡Ê͹è× æ 0.97 ª¹´Ô ¢Í§¡Ò« »ÃÔ ÁÒ³ สถานะแกส เชน อากาศเปนสารละลายท่ีมี ÍÍ¡«Ôਹ ä¹âµÃਹ แกสไนโตรเจน แกส ออกซเิ จน แกสคารบอน- 20.946 ÍÍ¡«Ôਹ (ÃÍŒ ÂÅÐâ´Â»ÃÔÁÒµÃ) ไดออกไซด และ แกสเฉ่ือย เปน องค ประกอบ ÍÒá͹ สารละลายที่มีสถานะของแขง็ เชน ทองเหลือง ä¹âµÃਹ 78.084 ¤Òú͹ä´Í͡䫴 78.084 ที่ใชทําเครื่องใช เปนสารละลายที่เกิดจาก ¹ÍÕ Í¹ 20.946 ทองแดงกับสงั กะสี ดังแสดงในตาราง 3.1 ÎÕàÅÂÕ Á 0.924 Íè×¹æ 0.033 0.00182 0.0052 0.00066 ภาพ 3.3 แผนภมู กิ ราฟวงกลมแสดง องคป ระกอบของอากาศ µÒÃÒ§ 3.1 ¸ÒµØ·àèÕ »š¹Ê‹Ç¹¼ÊÁã¹ÊÒÃÅÐÅÒ·Õè໚¹¢Í§á¢§ç ÊÒÃÅÐÅÒ ʶҹТͧÊÒÃÅÐÅÒ ¸ÒµØ·àèÕ »š¹ÊÇ‹ ¹¼ÊÁ »ÃÐ⪹ ¹âÔ ¤ÃÁ ¢Í§á¢ç§ ¹¡Ô à¡ÔÅ â¤ÃàÁÕÂÁ ·Òí ¢´ÅÇ´¤ÇÒÁÃÍŒ ¹ áÁ¡¹àÕ ÅÕÂÁ ¢Í§á¢ç§ áÁ¡¹àÕ «ÂÕ Á ÍÐÅÁÙ àÔ ¹ÂÕ Á ·íÒªÔé¹ÊÇ‹ ¹ÅíÒµÑÇà¤Ã×èͧºÔ¹ ÊíÒÃÔ ´ ¢Í§á¢§ç ´ºÕ ¡Ø ·Í§á´§ ºÔÊÁ·Ñ ¾Åǧ ·Òí à¤Ã×èͧ»ÃдºÑ áÅе¡áµ§‹ ¹Ò¡ ¢Í§á¢ç§ ·Í§¤Òí ·Í§á´§ à§¹Ô ·íÒà¤Ã×èͧ»ÃдºÑ ·Í§àËÅ×ͧ ¢Í§á¢ç§ ·Í§á´§ Êѧ¡ÐÊÕ ·Òí ÀÒª¹Ðà¤Ã×èͧ㪌 น้ําทะเลเปน สารละลายใชห รอื ไม ถาตวั ละลาย ละลายไดเพยี งบางสว นในตวั ทําละลาย จัดเปน สารละลายหรอื ไม เพราะเหตุใด นกั เรยี นคิดวา อากาศมแี กสใดเปนตัวทําละลาย อากาศในเมืองใหญกบั ในชนบทมีองคป ระกอบเหมือนกนั หรือไม เพราะเหตุใด ถา ตอ งการทําสารละลายนากใหมีองคป ระกอบเหมือนกนั ทกุ ครงั้ จะทาํ อยา งไร การท่ีสารละลายมีปรมิ าณตัวละลาย ÊÒÃÅÐÅÒ A ÊÒÃÅÐÅÒ A ตางกัน ทําใหสารละลายมีความเขมขน 200 cm3 200 cm3 แตกตางกัน สารละลายท่ีเจือจาง จะมี ตวั ละลายนอยกวา สารละลายทเ่ี ขมขน สารละลาย A สารละลาย A เขม ขน เจอื จาง มีตวั ละลายมากกวา การท่ีจะบอกวาสารละลายมีความ มีตัวละลายนอ ย สารละลายเจอื จาง เขมขนเทา ไรนัน้ จะศึกษาในหวั ขอตอไป ภาพ 3.4 สารละลายเจือจางและสารละลายเขม ขน 62
3.2 ความเขม ขน ของสารละลาย นํ้าเช่ือมเปนสารละลายนํ้าตาล ที่มีตัวทําละลายคือนํ้าและตัวละลาย คอื น้ําตาล การทํานาํ้ เชอ่ื ม ถาไมระบุปริมาณน้ําตาลทรายและน้าํ ท่ีใช นํ้าเช่อื ม จะมีความหวานเทากนั หรอื ไม และทาํ อยา งไรจงึ จะเตรียมนา้ํ เชื่อมใหมีความ หวานเทา กันทุกครง้ั นักเรยี นจะไดศกึ ษาวิธีเตรียมสารละลายใหมีความเขม ขนตามที่ตอ งการ ไดจากกจิ กรรมตอไปนี้ กจิ กรรม 3.3 การเตรียมสารละลายทตี่ วั ละลาย เปนของแขง็ และตัวทําละลายเปนของเหลว 1. ãʤ‹ Í»à»Íà (II) «ÑÅ࿵ (¨Ø¹ÊÕ) 5 g ŧ㹺¡Õ à¡Íâ ¹Ò´ 100 cm3 2. àµÔÁ¹Òéí ¡Å¹èÑ 20 cm3 㪌ᷧ‹ á¡ÇŒ ¤¹ãˤŒ Í»à»Íà (II) «ÑÅ࿵ ÅÐÅÒ¨¹ËÁ´ 3. à·ÊÒÃÅÐÅÒÂã¹¢ŒÍ 2 ŧ㹡Ãк͡µÇ§¢¹Ò´ 100 cm3 àµÔÁ¹íéҡŹèÑ ¨íҹǹàÅ硹ŒÍÂŧ㹺¡Õ à¡Íà à¾èÍ× ÅÒŒ §¤Í»à»Íà (II) «ÅÑ à¿µ ·èÕµÔ´Í‹Ù㹺աà¡Íà áŌǹíÒä»à·Å§ã¹¡Ãк͡µÇ§ ·Òí «íéÒ 2- 3 ¤Ãé§Ñ ãËጠ¹‹ã¨ÇÒ‹ äÁÁ‹ ¤Õ Í»à»Íà (II) «ÑÅ࿵àËÅ×ÍÍÂÙ‹ 4. àµÁÔ ¹Òíé ¡Å¹Ñè à¾ÁÔè ŧ㹡Ãк͡µÇ§¨¹ÊÒÃÅÐÅÒ ÁÕ»ÃÔÁҵà 100 cm3 Ê§Ñ à¡µÊ¢Õ Í§ÊÒÃÅÐÅÒ º¹Ñ ·Ö¡¼Å 5. ·íÒ¡Ò÷´Åͧ«Òíé µ§éÑ áµ‹¢ÍŒ 1- 4 ᵋà»ÅÕÂè ¹»ÃÔÁÒ³ ¤Í»à»Íà (II) «ÅÑ à¿µ·èÕ ãªŒà»š¹ 10 g Ê§Ñ à¡µÊբͧÊÒÃÅÐÅÒ ºÑ¹·Ö¡¼Å à»ÃÕºà·Õº¡ºÑ Ê¢Õ Í§ÊÒÃÅÐÅÒ·àÕè µÃÕÂÁ䴌㹤Ãéѧáá ? ในการเตรียมสารละลายครงั้ นี้ สารใดเปน กระบอกตวง ตวั ทําละลาย สารใดเปนตวั ละลาย ? สารละลายทเ่ี ตรียมไดมลี ักษณะเปน อยา งไร เมือ่ เปรียบเทียบกับตวั ทําละลายและตวั ละลาย ? สารละลายทเ่ี ตรียมไดในขอ 4 มีตัวละลายอยู จาํ นวนเทาไร ? สารละลายทีเ่ ตรียมไดใ นขอ 4 และ 5 มี ความเขม ขน ของสารละลายแตกตา งกนั หรอื ไม เพราะเหตุใด บทท่ี 3 สารละลาย 63
การเตรียมสารละลายโดยละลายคอปเปอร (II) ซลั เฟต 5 g ในนาํ้ และเติมน้ําจนสารละลาย มีปรมิ าตรครบ 100 cm3 แสดงวา ในสารละลาย 100 cm3 มีคอปเปอร (II) ซลั เฟตที่เปนตวั ละลาย อยู 5 g น่ันคือสารละลายคอปเปอร (II) ซัลเฟต มีความเขมขน 5 g / 100 cm3 ซ่ึงการบอก ปริมาณตัวละลายที่เปนของแข็งในสารละลาย นิยมบอกเปนอัตราสวนของมวลของตัวละลายตอ ปริมาตรสารละลาย เปน รอ ยละโดยมวลตอ ปริมาตร จึงกลา วไดวา สารละลายคอปเปอร (II) ซัลเฟต มคี วามเขมขน รอ ยละ 5 โดยมวลตอ ปรมิ าตร สารละลายคอปเปอร (II) ซลั เฟต ที่เตรียมโดยละลายคอปเปอร (II) ซัลเฟต 10 g แลวเติมนํ้าใหครบ 100 cm3 มีความเขม ขนเทา ไร และมคี วามเขม ขน เทากบั สารละลาย ทไ่ี ดจ ากการละลายคอปเปอร (II) ซลั เฟต 10 g ในนา้ํ ปรมิ าตร 100 cm3 มคี วามเขมขน เทากันหรือไม เพราะเหตุใด ถาตองการเตรียมสารละลายนํา้ เกลือรอ ยละ 20 โดยมวลตอ ปรมิ าตรเพอ่ื ใชด องไขเคม็ จะมวี ธิ ีเตรียมน้าํ เกลอื นไี้ ดอยางไร นา้ํ ผลไม 100 % มีความหมายอยา งไร และนา้ํ ผลไมบ รรจุกลอง 100 % มีสว นผสมอน่ื ใดอีกหรือไม อยา งไร วิธีการเตรียมสารละลายที่ท้ังตัวละลายและตัวทําละลายเปนของเหลว ใหมีความเขมขน ตามทต่ี องการ ศึกษาไดจ ากกิจกรรมตอไปน้ี กจิ กรรม 3.4 การเตรียมสารละลายที่ตวั ละลาย และตัวทําละลายเปน ของเหลว 1. µÇ§¹íéÒËÇÒ¹ÊáÕ ´§¨íҹǹ 40 cm3 ãÊÅ‹ §ã¹ºÕ¡à¡Íâ ¹Ò´ 100 cm3 2. µÇ§¹éÒí ¡Å¹Ñè 20 cm3 àµÔÁŧä»ã¹ºÕ¡à¡Íâ ŒÍ 1 ãªáŒ ·§‹ á¡ÇŒ ¤¹ãËŒà¢ÒŒ ¡¹Ñ áÅŒÇà·Å§ã¹¡Ãк͡µÇ§¢¹Ò´ 100 cm3 3. µÇ§¹éíÒ¡Åè¹Ñ 10 cm3 ãʋŧ㹺աà¡Íâ ÍŒ 1 à¾Íè× ÅŒÒ§ÊÒÃÅÐÅÒ ·èµÕ ¡¤ÒŒ §ÍÂً㹺աà¡Íà áÅÇŒ à·Å§ã¹¡Ãк͡µÇ§ã¹¢ŒÍ 2 4. ·íÒ«éÒí ¢ÍŒ 3 Í¡Õ 2 ¤Ãé§Ñ à¾è×ͪÐŌҧÊÒÃÅÐÅÒÂ·Õµè ´Ô ÍÂً㹺աà¡ÍÃãËŒËÁ´ 5. àµÁÔ ¹íéÒ¡Åè¹Ñ ŧ㹡Ãк͡µÇ§¨¹ÊÒÃÅÐÅÒ·Ñé§ËÁ´ÁÕ»ÃÔÁҵà 100 cm3 áÅÇŒ à·Å§ã¹º¡Õ à¡Íà 100 cm3 ä´ŒÊÒÃÅÐÅÒ (¡) ࡺç äÇàŒ »ÃÕºà·Õº 6. ·íÒ¡Ò÷´Åͧ«íéÒ¢ŒÍ 1 - 5 ᵋ㪹Œ Òíé ËÇÒ¹ÊÕá´§à¾ÂÕ § 20 cm3 ä´ÊŒ ÒÃÅÐÅÒ (¢) 7. à»ÃÕºà·ÕÂºÊ¢Õ Í§ÊÒÃÅÐÅÒ (¡) ¡ÑºÊÒÃÅÐÅÒ (¢) 64
ตัวละลายในการเตรียมสารละลายนา้ํ หวานสแี ดง สารใดเปน ตวั ทาํ ละลาย สารใดเปนตัวละลาย สารละลาย (ก) และ (ข) มปี ริมาตรกี่ cm3 สารละลายท่ีเตรียมไดใ นขอ 5 และขอ 6 มีตวั ละลาย รอยละเทาไรโดยปรมิ าตรตอ ปรมิ าตร ถา นา้ํ หวานสีแดงที่ใชมีปริมาณนาํ้ ตาล 13 กรัม / 100 cm3 สารละลาย (ก) มีปรมิ าณน้าํ ตาลกก่ี รมั สารละลาย (ข) มคี วามเขมขนรอ ยละโดยมวล ตอ ปรมิ าตรเทาไร สารละลาย (ก) ท่ีเตรียมโดยนาํ น้ําหวานสีแดงจํานวน 40 cm3 มาเตมิ นํ้าจนไดสารละลาย ปริมาตรครบ 100 cm3 แสดงวาในสารละลาย 100 cm3 มีนํ้าหวานสีแดง 40 cm3 น่ันคอื สารละลาย นํา้ หวานสีแดงมีความเขมขน 40 cm3/100 cm3 ปริมาณของตวั ละลายท่ีเปน ของเหลวในสารละลาย นยิ มบอกเปน อตั ราสว นปรมิ าตรของตวั ละลายตอ ปรมิ าตรสารละลายเปน รอ ยละโดยปรมิ าตรตอ ปรมิ าตร หรอื รอ ยละโดยปรมิ าตร จงึ กลา วไดว า สารละลายนา้ํ หวานสแี ดงมคี วามเขม ขน รอ ยละ 40 โดยปรมิ าตร ตอปรมิ าตร หรือ สารละลายมีความเขมขนรอยละ 40 โดยปรมิ าตร สวนสารละลาย (ข) ทีม่ ปี ริมาตร นา้ํ หวานสแี ดงเปน 20 cm3 ในสารละลาย 100 cm3 สารละลาย (ข) มคี วามเขม ขน รอ ยละ 20 โดยปรมิ าตร สารละลายนาํ้ หวานสแี ดงเขมขน รอ ยละ 20 โดยปรมิ าตร ตอปรมิ าตร มีความเขมขน เทากับสารละลายนํา้ หวาน นํา้ แดงทไ่ี ดจ ากน้ําหวานสแี ดง 20 cm3 เตมิ ลงในนาํ้ 100 cm3 หรอื ไม เอทานอล 70% โดยปริมาตรตอปริมาตร จาํ นวน 200 cm3 จะมีเอทานอลก่ี cm3 ถาตองการเตรียมสารละลายนาํ้ หวานสีแดงในอตั ราสวน รอยละ 20 โดยปริมาตร จาํ นวน 20 cm3 จะตองตวง นํ้าหวานสแี ดงจํานวนกี่ cm3 บทท่ี 3 สารละลาย 65
จากกิจกรรม 3.4 เปน การเตรียมสารละลายจากสารละลายที่มีอยูแลว และทราบความเขมขน ของนํ้าหวานสีแดงที่นํามาทดลองวามีความเขมขนรอยละ 13 โดยมวลตอปริมาตร ซ่ึงแสดงวา น้าํ หวานสแี ดง 100 cm3 มนี าํ้ ตาลอยู 13 กรมั ดงั นั้นเม่อื นํานํ้าหวานสีแดงมา 40 cm3 กจ็ ะมปี ริมาณ น้ําตาลอยู 5.2 กรัม จากการทดลองเตรียมสารละลายนาํ้ หวานสีแดงรอ ยละ 40 โดยปรมิ าตร เมอื่ คดิ เปน ความเขมขน ของนํา้ ตาลในสารละลายจะไดวา สารละลายนาํ้ หวานสีแดงมนี ํ้าตาลอยูรอยละ 5.2 โดยมวลตอปริมาตร ถาเรานําสารละลาย (ก) มาเติมน้ํากลั่นจนครบ 1,000 cm3 (1 dm3) สารละลายใหมนจ้ี ะมคี วามเขม ขน 40 สว นในพันสว นโดยปริมาตร และมคี วามเขมขนของนํา้ ตาล 5.2 สวนในพนั สวนโดยมวลตอปริมาตร ถาตองการเตรยี มสารละลายนา้ํ หวานสแี ดงในอตั ราสว น 1 สวนในพันสวน โดยปรมิ าตรจะตอ งทาํ อยางไร ถาตองการเตรียมนาํ้ หวานสแี ดงใหม ีความเขม ขนของนํา้ ตาล 1 สวน ในพันสว นโดยมวลตอ ปรมิ าตรจะตองทําอยางไร นอกจากเตรียมสารละลายใหมีความเขมขนในอัตราสวนรอยละแลว ยังสามารถเตรียม สารละลายใหมีความเขมขนท่ีเจอื จางลงไปไดอีก ซง่ึ มีหนว ยเปน สว นในพนั สวน สารละลายความ เขม ขน 1 สว น ในพนั สว น หมายความวา สารละลาย 1,000 สว น มตี วั ละลายละลายอยู 1 สว น ซงึ่ อาจ ใชเ ปน โดยปรมิ าตรหรอื โดยมวลตอ ปรมิ าตรก็ได และหากตอ งการใหเ จอื จางลงไปอกี มากๆ จะระบคุ วาม เขมขนของสารละลายเปน สวนในลานสวน สารละลายความเขมขน 1 สวนในลานสวนหมายความวา สารละลาย 1,000,000 สว น มตี วั ละลายอยู 1 สว น เชน นา้ํ ดม่ื ทป่ี ลอดภยั ไมค วรมสี ารตะกวั่ และสารหนู ปนเปอนแตห ากมีสารเหลา นปี้ นเปอนอยู ตอ งมีไดไมเกนิ 0.05 มลิ ลกิ รัม ตอนา้ํ บรโิ ภค 1 ลติ ร ความ เขม ขน อตั ราสว นนี้นยิ มใชบอกปรมิ าณแกส พษิ ในอากาศ ปรมิ าณฝนุ ละอองในอากาศ ปรมิ าณเกลอื แกง ในนาํ้ ทใี่ ชเลยี้ งกุง กลุ าดํา เปน ตน 66
ภาพ 3.5 เหรียญท่รี ะลึกแตล ะแบบ สารละลาย ท่ี เปน ของแข็ง นิยม บอก ปริมาณของ มีสวนผสมของโลหะแตกตา งกนั ตวั ทาํ ละลายและตวั ละลายเปน รอ ยละโดยมวลตอ มวลหรอื รอ ยละโดยมวล เนอื่ งจากสามารถชงั่ มวลของของแขง็ ท่ี จะนํามาผสมกันไดงาย เชน เหรียญที่ระลกึ ชนดิ หนง่ึ ทาํ ดว ยโลหะผสมซงึ่ มีทองแดง 75% นกิ เกลิ 25% ตอ มวล หมายความวา ในเหรยี ญหนกั 100 g มที องแดง 75 g ผสม อยกู บั นกิ เกลิ 25 g สว นเหรยี ญอกี ชนดิ หนงึ่ มที องแดง 92% นิกเกลิ 2% และอะลูมิเนียม 6% โดยมวลหมายความวา ในเหรยี ญหนัก 100 g มีทองแดง 92 g ผสมอยูกบั นกิ เกลิ 2 g และอะลมู ิเนียม 6 g เปนตน เหรียญทีร่ ะลึกชนิดหนึ่งทาํ ดวยโลหะผสมของทองแดง 75% กับนกิ เกลิ 25% โดยมวลตอมวล ถา โลหะผสมใชท าํ เหรยี ญท่รี ะลึกนหี้ นกั 150 g จะมปี รมิ าณของทองแดงและนกิ เกิลอยูอ ยางละกก่ี รมั ยกตัวอยา งผลิตภณั ฑอ ปุ โภคและบริโภคท่ีมีการบอกคา ความเขมขน ของตวั ละลายในสารละลายบนฉลากขางบรรจภุ ัณฑ สารละลายและตัวทาํ ละลายในสารละลายมีความสาํ คัญตอ ชีวิตประจาํ วัน อยา งไร ในบาน นา้ํ เปนตัวทาํ ละลายท่ีใชมาก เชน ปรุงอาหาร ทําเครือ่ งดมื่ ลา งจาน ชาํ ระรางกาย ซักเสื้อผา และทาํ ความสะอาดเคร่อื งอุปโภคบรโิ ภค ภาพ 3.6 การใชนํ้าเปนตัวทําละลายในชีวิตประจําวัน 67 บทท่ี 3 สารละลาย
นาํ้ ละลายแรธ าตุและสารอาหารในดนิ เพอ่ื ใหพ ืชสามารถดูดสารละลายนําไปใชได การปลูกพืช โดยไมใ ชด นิ จะผสมสารอาหารทพ่ี ชื ตอ งการอยใู นรปู ของสารละลาย สารเคมกี าํ จดั ศตั รพู ชื กอ นนาํ มาใช เกษตรกรตอ งนาํ มาเจอื จางดว ยนาํ้ ซง่ึ เปน ตวั ทาํ ละลายใหไ ดค วามเขม ขน ตามตอ งการกอ นนาํ ไปฉดี พน เน่ืองจากสารเคมกี าํ จัดศัตรูพชื บางชนิดเปน สารอันตราย ดังน้นั การฉดี พน พึงทาํ ดวยความระมัดระวงั เพราะอาจกอ ใหเ กิดผลกระทบตอ สง่ิ แวดลอมได ยาท่ีมีรสขมไมชวนรบั ประทาน จึงตองเติมนํ้าตาลหรอื น้ําเช่ือมเพมิ่ ลงไปเพื่อปรับรสชาติให นารบั ประทานขึน้ การใหเกลือแรหรอื ธาตุแคลเซยี มแกค นไขก ต็ อ งทําใหเ ปนสารละลาย นอกจากนํ้ายงั มีตวั ทําละลายอืน่ อกี เชน เหลก็ กลา เปน การนาํ เอาคารบ อนมาหลอมละลาย รวมกบั เหลก็ แอลกอฮอลและทินเนอร ใชเปนตวั ทําละลายในอุตสาหกรรม ผลิตสี หมกึ สียอ ม และ สีนํ้ามนั เม่ือนําตัวละลายมาละลายในตวั ทําละลาย อณุ หภูมิของสารละลาย จะเปลีย่ นแปลงไดหรือไม อยา งไร ปลูกพชื ดว ยสารละลาย ยานา้ํ ใชทนิ เนอรละลายสาร เพื่อใช นา้ํ เกลอื สาํ หรับคนไข สําหรับทาเฟอรน ิเจอรใหส วยงาม ภาพ 3.7 ตัวอยา งการใชป ระโยชนในรูปของสารละลาย 68
3.3 พลังงานกับการละลายของสาร จากการตรวจสอบสมบัติและองคประกอบของสารละลาย พบวาสารละลายประกอบดวย ตัวละลายและตัวทําละลาย ในขณะที่สารชนิดหนึ่งเกิดการละลาย จะมีการเปล่ียนแปลงอะไรบาง และเปลีย่ นแปลงอยางไร กิจกรรม 3.5 การละลายของสารบางชนิด 1. ÊѧࡵÅѡɳТͧâ¾á·Êà«ÕÂÁä¹àµÃµ (´¹Ô »ÃÐÊÇÔ ) ºÑ¹·¡Ö ¼Å 2. ãʹ‹ Òéí ¡Å¹èÑ 3 cm3 ã¹ËÅÍ´·´Åͧ¢¹Ò´¡ÅÒ§ Ç´Ñ ÍØ³ËÀÁÙ Ô ºÑ¹·¡Ö ¼Å áÅÇŒ àµÔÁâ¾á·Êà«ÂÕ Áä¹àµÃµ 1 g ã¹¹íéÒ ¤¹ãËàŒ ¢ÒŒ ¡Ñ¹ ÇÑ´ÍØ³ËÀÁÙ Ô º¹Ñ ·Ö¡¼Å 3. ·íÒ¡Ò÷´Åͧ«íéÒ áµà‹ »ÅèÕ¹¨Ò¡â¾á·Êà«ÕÂÁä¹àµÃµà»š¹á¤Åà«ÕÂÁ¤ÅÍäô ? Í³Ø ËÀÁ٠ԢͧÊÒÃÅÐÅÒ·Õàè »ÅÂÕè ¹á»Å§ä»¨Ò¡à´ÁÔ à¾ÃÒÐà˵Øã´ ? ¶ŒÒà»ÅÕÂè ¹»ÃÔÁÒ³µÇÑ ÅÐÅÒÂ ÍØ³ËÀÙÁ¨Ô Ðà»ÅèÕ¹á»Å§ä»ËÃ×ÍäÁ‹ ? ¶ŒÒà»ÅÕ蹪¹´Ô ¢Í§µÑÇÅÐÅÒÂ ÍØ³ËÀÁÙ ·Ô àèÕ »ÅÂèÕ ¹á»Å§ä»àËÁ×͹ËÃ×ÍᵡµÒ‹ §¡Ñ¹ ในขณะท่ีสารเกิดการละลาย ตัวละลายที่เปนของแข็งจะแยกตัวเปนอนุภาคเล็กๆ แลว ยึดเหน่ียวกับอนุภาคของตัวทําละลาย กระบวนการน้ีเก่ียวของกับพลังงาน ถาพลังงานที่ใชทําให ตวั ละลายแยกตวั เปน อนภุ าคเลก็ ๆ มคี า นอ ยกวา พลงั งานทค่ี ายออกมาขณะทตี่ วั ละลายยดึ เหนยี่ วกบั ตวั ทาํ ละลาย แสดงวา การละลายของสารนค้ี ายพลงั งานออกมา สารละลายจะมอี ณุ หภมู สิ งู ขนึ้ จดั เปน การ ละลายประเภทคายความรอ น ดังภาพ 3.8 ในทางกลับกนั ถาพลงั งานท่ีใชทาํ ใหตัวละลายแยกตวั เปน อนุภาคเล็กๆ มีคา มากกวาพลงั งาน ท่ีคายออกมาขณะท่ีตัวละลายยึดเหน่ียวกับตัวทําละลาย แสดงวาการละลายของสารน้ีดูดพลังงาน สารละลายจะมอี ณุ หภมู ติ ่าํ ลง จดั เปน การละลายประเภทดดู ความรอ น ดงั ภาพ 3.9 ÍØ³ËÀÙÁÔʧ٠¢Ö¹é ¹ ÍØ³ËÀÁÙ ÔµíÒè ŧ ¾Åѧ§Ò¹¤ÇÒÁ ŒÃ͹ ÒÁÌ͹ ¾ Ñŧ§Ò¹¤ÇÒÁ ŒÃÍ ¹¤ÇÒÁÌ͹ ¡ÑºÍ¹âÁÀØ àÒŤ¡ÃØÅÇ¢Á͵§ÇѹÓé ¡ÑºÍ¹âÁØÀàÒŤ¡ÃØÅÇ¢Á͵§ÑǹÓé ͹ÀØ Ò¤ ¾Åѧ§Ò¹¤Ç ͹ÀØ Ò¤ ¾Åѧ§Ò ¢Í§¢Í§á¢§ç ¢Í§¢Í§á¢ç§ ᡵÇÑ á¡µÇÑ ภาพ 3.8 การเปลยี่ นแปลงพลังงานขณะเกดิ ภาพ 3.9 การเปลี่ยนแปลงพลังงานขณะเกิด การละลายประเภทคายความรอ น การละลายประเภทดดู ความรอน บทที่ 3 สารละลาย 69
กจิ กรรม 3.5 มีการเปลี่ยนแปลงพลังงานขณะเกดิ การละลาย มีการดดู และคายพลงั งาน ความรอ นระหวา งระบบกับสงิ่ แวดลอม เชน อณุ หภูมนิ ํา้ กอนละลายโพแทสเซยี มไนเตรตเปน 28 Cํ หลังละลายมีอุณหภูมิเปน 22 Cํ แสดงวาพลังงานที่ใชในการแยกโพแทสเซียมไนเตรตเปนอนุภาค เล็กๆ มีคามากกวาพลังงานท่ีคายออกมาจากการยึดเหน่ียวของอนุภาคโพแทสเซียมไนเตรตกับน้ํา เปน การละลายประเภทดดู พลังงานความรอ น โดยระบบทเ่ี ก่ยี วขอ งกบั การละลายนี้ ประกอบ ดวยนา้ํ และโพแทสเซียมไนเตรตท่เี ตมิ ลงไป สวนส่ิงท่นี อกเหนือจากระบบ เชน หลอดทดลอง เทอรม อมิเตอร และสภาพแวดลอ ม เปน ส่งิ แวดลอ ม ถา ระบบมีอุณหภมู ิตํา่ วา สงิ่ แวดลอม ระบบจะดดู ความรอนจาก ส่ิงแวดลอม การละลายน้ีเปนการเปลีย่ นแปลงประเภทดดู ความรอน แตถา เกดิ ตรงขา มการละลายจะ เปน การเปลีย่ นแปลงประเภทคายความรอ น เชน แคลเซียมคลอไรดล ะลายน้ํา Ãкº¤Í× Êè§Ô ·èÕàÃÒµŒÍ§¡ÒÃÈ¡Ö ÉÒ ÊÇ‹ ¹ÊèÔ§·èÕ͹‹Ù Í¡à˹×ÍÃкº àÃÕÂ¡Ç‹Ò ÊÔ§è áÇ´ÅÍŒ Á ถาพลังงานที่ใชไปในขณะทตี่ วั ละลายแยกตวั เปน อนภุ าค มีคา เทากับพลงั งานทคี่ าย ออกมาขณะทตี่ วั ละลายยดึ เหนี่ยวกบั ตัวทําละลาย อุณหภูมิของการละลายจะเปน อยางไร เม่อื เพ่มิ อุณหภูมใิ หร ะบบ สารแตละชนดิ จะละลายไดเพิม่ ข้นึ หรือไม 3.4 ปจจยั ทีม่ ีผลตอการละลาย สารแตละชนดิ ละลายไดดีท่ีอุณหภูมิตา งกันหรือไม และถา อณุ หภมู ิเพมิ่ ขนึ้ จะทาํ ใหการละลาย เพม่ิ ข้นึ หรือไม อยางไร จะศกึ ษาไดจากตัวอยางขอมูลแสดงการละลายของสารบางชนิดที่อุณหภมู ิ ตา งๆ ดงั ในตาราง 3.2 µÒÃÒ§ 3.2 ¡ÒÃÅÐÅÒ¢ͧÊÒúҧª¹´Ô ·èÕÍ³Ø ËÀÁÙ µÔ ‹Ò§æ ª¹´Ô ¢Í§ÊÒà ÊÀÒ¾ÅÐÅÒÂ䴌໹š g ã¹¹éíÒ 100 g ³ Í³Ø ËÀÙÁµÔ Ò‹ §æ â«à´ÕÂÁ¤ÅÍäô 0 Cํ 20 ํC 60 Cํ 100 ํC â«à´ÂÕ Áä¹àµÃµ â¾á·Êà«ÂÕ Áä¹àµÃµ 35.7 36.0 37.3 39.2 ÅÔà·ÂÕ Á¤Òú Í๵ 74.0 87.6 122.0 180.0 á¤Åà«ÕÂÁ¤ÅÍäô 13.9 31.6 106.0 245.0 1.5 1.3 1.0 0.7 60.0 76.0 137.5 - 70
จากตาราง 3.2 ท่อี ุณหภมู ิ 0 Cํ สารแตละชนิดละลายในนํ้า 100 g ไดเทา กนั หรือไม และ ถาเปล่ียนตัวทําละลายจากน้าํ เปนสารอ่นื จะไดผลเหมอื นกันหรอื ไม เมื่ออุณหภมู เิ ปลีย่ นไป สารชนดิ เดยี วกันสามารถละลายในนํา้ 100 g ไดเทากันหรือไม จากขอมูลในตาราง 3.2 โซเดยี มคลอไรดละลายนํา้ ได 35.7 g ที่อณุ หภมู ิ 0 ํC เมอื่ เพิม่ อณุ หภมู ิเปน 60 ํC จะละลายไดมากขึ้นเปน 37.3 g ในขณะที่อุณหภมู ิเดยี วกันท่ี 60 ํC นี้ โซเดยี มไนเตรตละลายไดถึง 122 g ปรมิ าณตัวละลายที่ละลายไดในตวั ทําละลายท่ีอณุ หภมู ิท่ีกําหนด บง บอกความสามารถในการละลายไดของตวั ละลายในตวั ทําละลาย เรยี กวา สภาพละลายได เชน สภาพละลายไดของโซเดียมคลอไรดในน้ํา 100 g ณ อณุ หภูมิ 60 ํC เทากบั 37.3 g สมบตั ิ เกย่ี วกับสภาพละลายได ของสารอาจนาํ มาใชในการแยกสารได เชน ถา เราตอ งการแยกโซเดยี ม ไนเตรต 30 g ที่ผสมอยูกับโพแทสเซยี มไนเตรต 50 g ก็สามารถทาํ ไดโดยนาํ ของผสมไปละลาย ในนาํ้ 100 g ที่อณุ หภมู ิ 60 ํC สารทง้ั สองชนดิ จะละลายไดหมด แตเมอ่ื ลดอณุ หภมู ิลงจนถงึ 20 ํ C จะพบวา มีโพแทสเซียมไนเตรต สวนหนง่ึ เปน ของแข็งแยกตัวออกมา เนือ่ งจากท่ีอณุ หภูมิ 20 ํC โพแทสเซียมไนเตรตละลายในนํ้า 100 g ไดเพียง 31.6 g จึงสามารถกรองแยกโพแทสเซียมไนเตรต สวนทีเ่ ปน ของแขง็ ออกจากสารละลายได ภาพ 3.10 การแยกตวั ของสารจากสารละลาย เม่อื สภาพละลายไดของสารน้ันลดลง การละลายของสารนอกจากขนึ้ กับชนิดของสารแลวยังข้ึนกบั อณุ หภูมิดว ย เชน การละลาย ของโซเดยี มคลอไรด โซเดยี มไนเตรต และโพแทสเซยี มไนเตรต ในตาราง 3.2 เมอื่ อณุ หภมู ิเพม่ิ ขนึ้ สภาพละลายไดของสารจะเพิม่ ขนึ้ แตลิเทียมคารบ อเนตกลบั ลดลง เม่อื อณุ หภมู ิเพมิ่ ขึ้นแสดงวา การละลายของตวั ละลายแตล ะชนิดในตวั ทําละลายมีสภาพละลายไดที่แตกตา งกันและอุณหภมู ิเปน ปจ จัยหน่งึ ทท่ี าํ ใหส ภาพละลายไดของสารเปล่ียนแปลงไป บทท่ี 3 สารละลาย 71
นอกจากอณุ หภูมแิ ลว ยังมปี จจยั อืน่ ที่เก่ยี วของกับการละลายหรือไมและสามารถ ตรวจสอบไดอยา งไร นอกจากสารละลายท่ีตวั ละลายเปนของแขง็ และของเหลว ยังมีสารละลายท่ีตัวละลายเปน แกส นํา้ อัดลมเปน สารละลายท่ีมีนา้ํ เปนตวั ทําละลาย และมนี ้ําตาลกับแกส คารบอนไดออกไซด เปนตวั ละลาย เมื่อสังเกตนาํ้ อัดลมในขวดที่ปด สนิทจะมองเห็นเปนเนื้อเดยี ว แตถาเขยาขวดหรือ เปด ฝาขวดจะเห็นฟองแกสลอยขนึ้ จากของเหลวอยา งรวดเรว็ เพราะเหตใุ ดจงึ เปน เชน นั้น ภาพ 3.11 นา้ํ อัดลมทป่ี ด ฝาขวดสนิท ภาพ 3.12 นํา้ อดั ลมขณะเริม่ เปดฝาขวด แกส ในนํ้าอดั ลมละลายอยูในน้าํ ภายใตความดันสูง เม่ือเปดฝาขวด อากาศท่ีอยูบรเิ วณผวิ หนา ของน้ําอดั ลมจะเคลอื่ นที่ออกจากขวด ทาํ ใหความดนั เหนอื ผิวหนา ของของเหลวลดลงอยางรวดเร็ว คารบ อนไดออกไซดท่ีละลายอยูในนํ้าอัดลมจะแยกออกมาบางสว น เราจงึ เห็นฟองแกสลอยขึน้ จาก นํา้ อดั ลม เม่อื เวลาผา นไป แกสจะแยกออกไปจากนา้ํ อัดลมมากขึ้น นา้ํ อดั ลมทเ่ี ปด ฝาขวดไวน านแลว มรี สชาตติ างจากนาํ้ อดั ลมทีเ่ ปด ฝาขวดใหมๆ อยางไร เพราะเหตุใด อุณหภูมแิ ละความดนั มีผลตอการละลายของแกสหรอื ไม เพราะเหตใุ ด ปจ จยั อะไรบา งท่มี ีผลตอการละลายของแกส ถาแหลง นาํ้ ทีเ่ ปนทีอ่ ยอู าศัยของสตั วน้าํ มอี ณุ หภูมิสูงข้นึ จะสง ผลตอสัตวนา้ํ อยา งไรบา ง หลักการเกย่ี วกบั การละลายของสารสามารถนําไปใชป ระโยชนไดอยา งไรบา ง 72
สารละลายที่มีตวั ละลายอยูนอยเรียกวา สารละลายเจือจาง เม่ือ ¡ÒÃà¡Ô´¼Å¡Ö เตมิ ตวั ละลายลงไปมากขนึ้ จะได สารละลายเขม ขน ซงึ่ เปน สารละลายที่ à¡´Ô ä´Œ 2 ÇÔ¸Õ ¤Í× มตี วั ละลายอยมู าก ถา เตมิ ตวั ละลายลงไปอกี เรอื่ ยๆ ในสารละลายจนตวั 1. ¨Ò¡ÊÒÃÅÐÅÒ ละลายไมส ามารถละลายตอ ไปไดอ กี สารละลายนน้ั เรยี กวา สารละลาย อิ่มตวั เมอื่ ทําใหสารละลายอ่ิมตัวมีอณุ หภมู ิสูงข้นึ ตัวละลายท่ีเปน ÍÁèÔ µÇÑ ของแขง็ สวนใหญจะละลายไดมากขน้ึ เมอ่ื อุณหภมู ิลดลง ตัวละลาย 2. ¨Ò¡¡Òà จะแยกออกมาจากสารละลายในรปู ของของแข็งและตกตะกอนอยูที่กน ภาชนะ ของแขง็ ที่แยกออกมาจากสารละลายน้เี รยี กวา ผลึก ÃÐàËÂáËŒ§ ผลกึ ของสารแตล ะชนดิ จะมลี กั ษณะเฉพาะตวั มรี ปู ทรงเรขาคณติ มีเหลย่ี ม มีมุม ผิวหนา เรยี บ ถาเราเลือกผลกึ เพยี งกอนเดยี วมาผกู ดวย ดา ยเสน เลก็ ๆ แขวนไวใ นสารละลายอมิ่ ตวั จะพบวา ผลกึ มขี นาดใหญข นึ้ เน่ืองจากตวั ละลายแยกออกจากสารละลายอ่มิ ตวั มาเกาะท่ีกอ นผลกึ ที่ผูกไดโ ดยมีรูปแบบการเรียงตวั ท่ีจําเพาะ เชน ผลึกเกลือแกง เปน รูปสี่เหลยี่ มลกู บาศกมีสีขาว ผลกึ สารสม เปน รูปสเ่ี หลี่ยมพีระมิดฐาน สี่เหล่ียม 2 รปู ประกบกนั ดังภาพ ¼ÅÖ¡à¡ÅÍ× á¡§ ¼Å¡Ö ÊÒÃÊÁŒ ภาพ 3.13 ผลกึ เกลอื แกงและผลกึ สารสม การเตรยี มผลกึ ของสารสม จะทาํ ไดอยางไร ในชีวติ ประจําวนั เราใชประโยชนจากผลึกของสารใดบา ง ผลกึ ของสารแตละชนดิ มีรูปราง ลกั ษณะแตกตา งกันอยา งไร ยกตัวอยา งผลึกของสารในธรรมชาตทิ ี่มีประโยชนตอมนษุ ย และอธบิ ายถึงวธิ กี ารนาํ มา ใชป ระโยชนของผลึกของสารเหลาน้ัน บทท่ี 3 สารละลาย 73
1. ถาตวงนํ้าตาลทรายใหม ปี ริมาตร 50 cm3 แลว ละลายลงในน้ําอนุ 200 cm3 ปรมิ าตร ของสารละลายที่ไดมีคา เทาไร เพราะเหตุใด 2. นกั เรียนกลุมหนึ�งทาํ การทดลองละลายนา้ํ ตาลในน้ําโดยใหป รมิ าณของนา้ํ ตาลและนํ้า เปนตัวแปรควบคุมไดผ ลดังน้� น้าํ ตาลทรายผงละลายในนํ้าไดเ ร็วกวา น้าํ ตาลกอ น น้ําตาลทรายละลายไดเร็วข้นึ เม่อื ใชแทง แกวคนสารละลาย นํ้าตาลทรายละลายในนา้ํ รอนไดเรว็ กวาในนํา้ อุน ใหส รุปผลการทดลองจากขอมลู น�้ 3. จงอธิบายวิธกี ารเตรียมสารละลายตอ ไปน�้ 3.1 สารละลายเกลือแกง (NaCl) เขม ขน รอ ยละ 10.5 โดยมวลตอ ปริมาตร จํานวน 200 cm3 3.2 สารละลายแอลกอฮอลเ ขม ขน รอ ยละ 50 โดยปริมาตร จาํ นวน 250 cm3 4. จงระบวุ า สารใดเปน ตวั ละลายและสารใดเปน ตวั ทาํ ละลายในการทาํ เคร่ืองดื่มทเ่ี กดิ จาก 4.1 ผสมกาแฟผง นมสด และน้าํ ตาลทรายในนํ้ารอ น 4.2 ละลายนํ้าผ้ึงและนาํ้ มะนาวในนํ้าอุน 5. จากขอ ความทว่ี า “ปลาชอบอยใู นนา้ํ เยน็ มากกวา นา้ํ อนุ ” นกั เรยี นเหน็ ดว ยหรอื ไม เพราะเหตใุ ด จงอธิบายและยกเหตุผลประกอบ 6. จากกราฟแสดงความสัมพันธของ ÊÀÒ¾ÅÐÅÒÂä Œ´70 สภาพละลายไดกบั อณุ หภูมิ (g/¹éÓ 100 g) 60 â¾á·Êà«ÂÕ Á¤ÅÍäô â¾á·Êà«ÕÂÁä¹àµÃµ50 40 â¾á·Êà«ÕÂÁá¤Å¤ÍÅààëµÕÂÁ«ÑÅà¿â«µà´ÂÕ Á¤ÅÍäô 30 20 10 จงตอบคําถามตอไปน�้ 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Í³Ø ËÀÁÙ Ô ( íC) ก. มาลีบอกสมชายวา ที่อณุ หภูมเิ ดียวกัน โพแทสเซียมไนเตรตละลายไดดีกวา โซเดยี มคลอไรด แตส มชายไมเ หน็ ดว ย มาลแี ละสมชายใครเขา ใจไดถ กู ตอ ง เพราะเหตใุ ด ข. ใหส รุปความสัมพนั ธระหวางความสามารถในการละลายของสารกับอุณหภมู ิ 7. ปจจยั ใดบางทม่ี ีผลตอ การละลายของสารเปน สารละลาย 8. จงใชแผนผงั ความคิดหลัก เขยี นสรปุ สาระสําคญั เรอ่ื ง สารละลาย
4บทท่ี สารละลายกรดและเบส จุดประสงคก ารเรยี นรู ทดลองและอธิบายสมบตั ิความเปนกรดและเบส ของสารละลาย ทดสอบและอธิบายความสมั พนั ธระหวา งคา พเี อช (pH) กับสมบตั คิ วามเปน กรดและเบสของสารละลายโดยใชอ ินดเิ คเตอร สํารวจและอธบิ ายสมบตั ิของสารละลายกรดและสารละลายเบส ทใ่ี ชในชวี ิตประจําวนั อธบิ ายประโยชนของสารละลายกรด และสารละลายเบส
ในชีวิตประจำาวัน นักเรียนได้พบกับสารละลายชนิดต่างๆ มากมาย ไม่ว่าจะเป็นสารละลาย ท มี่ สี ถานะเปน็ ข องแขง็ ข องเหลวและแกส สารละลายท ม่ี สี ถานะเปน็ ข องเหลวน กั เรยี นท ราบแลว้ วา่ สว่ น ใหญม่ นี าำ้ เปน็ ต วั ท าำ ละลายสารละลายแตล่ ะชนดิ อาจม สี มบตั แิ ตกต า่ งกนั บ างช นดิ อาจเปน็ กรดบ างช นดิ เป็นเบส บางชนิดเป็นกลาง นักเรียนเคยมีประสบการณ์เก่ียวกับสารละลายกรดและเบสอย่างไร พจิ ารณาจากข้อตอ่ ไปน้� 1.ด่มื นมเปรีย้ ว 6.รบั ประทานยาแ กท้ อ้ งอ ดื ทอ้ งเฟอ 2.ใชน้ ำ้าส้มสายชูปรงุ อาหาร 7.ใชส้ บู่หรอื แ ชมพู 3.ใช้สารเคมีล้างห้องนำ้า 8.ใชน้ าำ้ ยาเชด็ กระจก 4.ถ กู ม ดก ดั 9.ใชป้ ูนขาวในการปรับปรุงด นิ 5.ป วดเมื่อยก ลา้ มเนอ้� หลัง 10.ใช้นำ้ายาล้างจานห รอื ผ งซ ักฟอก จากออกกำาลังก ายอ ยา่ งหนัก ถ้ามีประสบการณ์มากกว่า5 ข้อ แสดงว่านักเรียนมีประสบการณ์เก่ียวกับสารละลายกรด แ ละสารละลายเบสพ อสมควรน กั เรยี นพ อจะบ อกไดไ้ หมวา่ สารข อ้ ใดเปน็ สารละลายกรดแ ละสารข อ้ ใด เป็นสารละลายเบส กจิ กรรม 4.1 ทดสอบสารละลายกรดและสารละลายเบสในชีวติ ประจําวนั 1. ¹Òí ÊÒÃÅÐÅÒµÑÇÍÂÒ‹ § 䴌ᡋ ¹Áà»ÃÕÂé Ç ¹éíÒÊÁŒ ÊÒª٠กระดาษลิตมัส ÊÒÃà¤ÁÕŌҧËÍŒ §¹éÒí ÂÒÅ´¡Ã´ ¹íéÒʺ‹Ù ¹íéÒÂÒàªç´¡ÃШ¡ ¹éÒí ¡ÅÑ¹è ¹éíÒ»Ù¹ãÊ áÅйíéÒÂÒÅÒŒ §¨Ò¹ µÇÑ Í‹ҧÅÐ 5 Ë´ ãÊÅ‹ §ã¹¶Ò´ËÅÁØ ¾ÅÒʵԡ ËÅÁØ ·èÕ 1-9 µÒÁÅíҴѺ 2. ·íÒ¡Ò÷´ÊͺÊÒÃÅÐÅÒÂ㹢͌ 1 ´ÇŒ ¡ÃдÒÉÅÔµÁÑÊ ÊáÕ ´§áÅÐÊÕ¹íéÒà§Ô¹ ? สารละลายตัวอยางทนี่ าํ มาทดสอบ สารใดมสี มบตั ิเปนกรด สารใดมสี มบตั ิเปนเบส ? นอกจากสารท่ีนํามาทดสอบแลว มีสารละลายชนิดใดอกี บางท่มี สี มบัตเิ ปน กรดและ มีสารละลายใดมสี มบตั เิ ปนเบส ? สารทกุ ชนิดทีน่ ํามาตรวจสอบเปลีย่ นสีของกระดาษลติ มัสหรอื ไม เพราะเหตใุ ด จงอธิบาย ? น้ําสม สายชู เปน สารละลายกรดหรอื สารละลายเบส มรี สเปรย้ี ว ขม หรือฝาด 76
สารละลายกรดมีสมบัติทำาให้กระดาษลิตมัสสีน้ำาเงินเปลี่ยนเป็นสีแดง สารละลายเบสมีสมบัติ ทำาให้กระดาษลิตมัสสีแดงเปล่ียนเป็นสีนำ้าเงิน ส่วนสารละลายที่ไม่เปลี่ยนสีของกระดาษลิตมัสท้ัง สีแดงแ ละสีนาำ้ เงนิ แ สดงวา่ สารละลายนน้ั ไมม่ ีสมบัตเิ ปน็ กรดแ ละไมม่ ีสมบัติเปน็ เบสสารละลายน ้นั มี สมบตั เิ ป็นกลาง àÁ×Íè ÍÍ¡¡Òí Å§Ñ ¡ÒÂÁÒ¡æ à«ÅšŌÒÁà¹éÍ× ¨Ð¼ÅÔµ¡Ã´ áÅ¡µÔ¡ÍÍ¡ÁÒÊÐÊÁäÇŒ ·Õè¡ÅÒŒ Áà¹×éÍ «§èÖ Ã‹Ò§¡ÒÂÁÕ ¡Ãкǹ¡ÒáíҨѴ¡Ã´ áÅ¡µ¡Ô ãËŒËÁ´ä» ᵋËÒ¡ ¡íҨѴäÁ‹·¹Ñ ¡ç¨Ðà¡´Ô ¡ÒÃÊÐÊÁ äÇ·Œ ¡èÕ ÅÒŒ Áà¹é×Íã¹»ÃÁÔ Ò³ÁÒ¡ ¡‹ÍãËŒà¡´Ô ÍÒ¡ÒûǴàÁèÍ× Â ¡ÅÒŒ Áà¹×éÍä´Œ ภาพ 4.1 การออกกําลงั กาย สารละลายกรด-เบส เม่อื สัมผสั กบั โลหะจะเกดิ อะไรขึ้น 4.1 สมบตั ขิ องสารละลายกรดและสารละลายเบส 77 จากประสบการณ์ต่างๆ ที่พบในชีวิต ประจำาวัน ทำาให้ทราบได้ว่าสารละลายกรดมีรส เปรย้ี วสารละลายเบสม รี สขมห รอื ฝ าดสารละลาย กรดแ ละสารละลายเบสบ างช นดิ อาจเปน็ อนั ตราย ได้ ถ้าพลาดพลั้งเข้าปากหรือสัมผัสโดยตรง จากที่กล่าวมาน้ันเป็นสมบัติบางประการของ สารละลายกรดและสารละลายเบส สมบัติอ่ืนๆ มีอีกหรือไม่ ให้นักเรียนศึกษาจากกิจกรรม ต่อไปน �้ บทท่ี 4 สารละลายกรดและเบส
กิจกรรม 4.2 สมบัติบางประการของสารละลายกรดและสารละลายเบส 1. ãÊ‹ÊÒÃÅÐÅÒ¡ôäÎâ´Ã¤ÅÍÃ¡Ô (¡Ã´à¡Å×Í) à¨×ͨҧŧã¹ËÅÍ´·´Åͧ¢¹Ò´¡ÅÒ§ ËÅÍ´·Õè 1 - 4 ¨íҹǹ 4 ËÅÍ´ ËÅÍ´ÅÐ 2 cm3 2. 㪌¡ÃдÒÉÅµÔ ÁÊÑ ÊáÕ ´§áÅÐÊ¹Õ íéÒà§Ô¹µÃǨÊͺ¤ÇÒÁ໚¹¡Ã´áÅÐàºÊ¢Í§ÊÒÃÅÐÅÒ ã¹ËÅÍ´·èÕ 1 ºÑ¹·Ö¡¼Å 3. ãÊà‹ »Å×Í¡ä¢Ë‹ ÃÍ× ËÔ¹»Ù¹ 2-3 ªéÔ¹ ŧã¹ËÅÍ´·´Åͧ·èÕ 2 Êѧࡵ¡ÒÃà»ÅèÕ¹á»Å§ áÅк¹Ñ ·¡Ö ¼Å 4. ãÊ‹Êѧ¡ÐÊ¢Õ ¹Ò´ 0.5 x 0.5 cm2 ŧã¹ËÅÍ´·´ÅͧËÅÍ´·Õè 3 Ê§Ñ à¡µ¡ÒÃà»ÅÂèÕ ¹á»Å§ áÅкѹ·¡Ö ¼Å 5. ãÊ‹ÍÐÅÙÁÔà¹ÂÕ Á¢¹Ò´ 0.5 x 0.5 cm2 ŧã¹ËÅÍ´·´ÅͧËÅÍ´·èÕ 4 Ê§Ñ à¡µ¡Òà à»ÅÕè¹á»Å§áÅкѹ·¡Ö ¼Å 6. ·Òí ¡Ò÷´Êͺ«íÒé ¢ŒÍ 1-5 ᵋà»ÅèÂÕ ¹¨Ò¡ÊÒÃÅÐÅÒ¡ôäÎâ´Ã¤ÅÍÃԡ໹š ÊÒÃÅÐÅÒ â«à´ÂÕ ÁäδÃ͡䫴 (â«´Òä¿) à¨×ͨҧ᷹ ? กรดและเบส มีสมบตั ิเหมือนหรอื ตางกนั อยา งไร ? อธิบายและยกตัวอยางจากผลของปฏกิ ิริยาท่ีเกดิ ขน้ึ จะนําไปใชประโยชนใ น ชวี ติ ประจําวันอยา งไร ? ใหน ําเสนอขอควรระมดั ระวังในการใชส ารละลายกรดและเบส จากการทดลองพบว่าสารละลายกรด ภาพ 4.2 ประติมากรรมทที่ ําจากหนิ ปนู หรอื หินอ่อน ไฮโดรคลอริก (กรดเกลือ) ทำาปฏิกิริยากับ เกดิ การผกุ รอ่ นจากฝนกรด เปลือกไข่หรือหินปูน ทำาให้เกิดฟองแกส คาร์บอนไดออกไซดข์ ึ้นปฏกิ ิริยานเ้� ปน็ ป ฏิกริ ิยา แบบเดียวกับท่ีฝนกรดกัดกร่อนพ้ืนผิววัสดุและ อาคารทสี่ รา้ งด ว้ ยห นิ ปนู ห ินอ ่อนทาำ ใหเ้ กดิ ก าร สึกกร่อน รวมท้ังการท่ีสารทำาความสะอาดท่ีมี สมบตั เิ ปน็ กรดท าำ ป ฏกิ ริ ยิ ากบั ป นู ยาแนวกระเบอ้ื ง หรอื หนิ อ อ่ นแลว้ ท ำาให้เกดิ ก ารสกึ กร่อนกรดทาำ ปฏกิ ิริยาก ับโลหะบ างช นิดเชน่ สังกะสีไดแ้ กส ไฮโดรเจน 78
ลูกโปง สวรรค์ การต รวจสอบสมบัติของสารละลายเบสพ บวา่ เบสเปลยี่ นสกี ระดาษลติ มัสจากสแี ดงเปน็ สนี าำ้ เงนิ และเบสทำาปฏิกิริยากับโลหะอะลูมิเน�ยมได้แกสไฮโดรเจน ปฏิกิริยาน้�ใช้ในการเตรียมแกสไฮโดรเจน บรรจใุนลกู โปงสวรรค์ แกสไฮโดรเจนมีสมบตั ิติดไฟไดง้ ่ายดังนั้นจงึ ต้องระมัดระวังไม่ใหล้ กู โปงสวรรค์ ถกู ค วามรอ้ นหรอื เปลวไฟเพราะจะตดิ ไฟและเกิดอ ันตรายได้ มีสารอน่ื อกี หรอื ไมท่ ี่ใชต้ รวจสอบสมบัติ ความเป็นกรดและเบสของสารละลายตา่ งๆ 4.2 การตรวจสอบความเปนกรดและเบสของสารละลาย การตรวจสอบความเป็นกรดและเบสของสารละลาย นอกจากจะใช้กระดาษลิตมัสในการ ต รวจสอบแ ละนำาผ ลก ารต รวจสอบมาเปน็ เกณฑ์ในการจดั ก ล่มุ สารตามสมบตั คิ วามเปน็ กรดเบสหรอื เป็นกลางแลว้ ยงั มีสารละลายท สี่ ามารถน าำ มาใชใ้นก ารตรวจสอบสมบัติข องกรดแ ละเบสได้ นกั เรียน ศกึ ษาไดจ้ ากกิจกรรมต ่อไปน �้ กจิ กรรม 4.3 อนิ ดเิ คเตอรตรวจสอบความเปนกรดและเบสของสารละลาย 1. Ê¡´Ñ Ê¢Õ Í§´Í¡ÍÞÑ ª¹Ñ ËÃÍ× ¡ÐËÅíèÒ»ÅÊÕ ÕÁ‹Ç§ â´Â㪌¹Òíé ໹š µÑÇ·Òí ÅÐÅÒ 2. ãÊ‹¹íÒé ÊÁŒ ÊÒªÙŧ㹶ҴËÅØÁ¾ÅÒʵ¡Ô 5 ËÅÁØ ËÅÁØ ÅÐ 5 Ë´ ·´Êͺ¤ÇÒÁ໚¹¡Ã´ áÅÐàºÊ´ŒÇ¡ÃдÒÉÅÔµÁÊÑ ºÑ¹·¡Ö ¼Å 3. àµÁÔ ÊÒÃÅÐÅÒºÃÍÁä·ÁÍźÅÙ ¿¹‚ ÍÅ¿ ·ÒÅ¹Õ àÁ·ÅÔ ÍÍàù¨ ¹٠àÔ ÇÍë ÅÑ Í¹Ô ´àÔ ¤àµÍà áÅÐÊÒÃÅÐÅÒÂÊÕ·ÕèʡѴ¨Ò¡¾ª× 㹢͌ 1 ŧã¹ËÅÁØ ·èÕ 1 2 3 4 áÅÐ 5 µÒÁÅíÒ´ºÑ Êѧࡵ¡ÒÃà»ÅÂèÕ ¹á»Å§áÅкѹ·¡Ö ¼Å 4. ·íÒ¡Ò÷´Åͧહ‹ à´ÕÂÇ¡ºÑ ¢ŒÍ 2 áÅÐ 3 ᵋà»ÅèÕ¹¨Ò¡ ¹íéÒÊŒÁÊÒªàÙ »š¹¡Ã´äÎâ´Ã¤ÅÍÃÔ¡ â«à´ÕÂÁäδÃ͡䫴 ÊÒÃÅÐÅÒ¼§¿ÙáÅÐÊÒÃÅÐÅÒ¹íÒé µÒŵÒÁÅíÒ´ºÑ Ê§Ñ à¡µ¡ÒÃà»ÅèÕ¹á»Å§áÅк¹Ñ ·¡Ö ¼Å ดอกอัญชัน บทท่ี 4 สารละลายกรดและเบส 79
? สารชนดิ ใดมีสมบัตเิ ปนกรด เบส หรอื เปน กลาง ? สารละลายใดทสี่ ามารถใชต รวจสอบความเปน กรดและเบสของสารละลายได ? สารมีสที สี่ กัดจากพชื ทดสอบความเปนกรดและเบสของสารละลายไดห รือไม เพราะเหตุใด ? มีสว นของพชื ชนิดใดอกี บา งท่ีสามารถนํามาสกดั สใี ชทดสอบความเปน กรด เปนเบสของสารละลายได ? เปรียบเทยี บการเปล่ยี นสขี องอินดเิ คเตอรแ ตล ะชนดิ ในสารละลายกรด สารละลายเบสและสารละลายท่เี ปน กลางตา งกันอยางไร จากกจิ กรรม4.3พบวา่ ม สี ารห ลายช นดิ ท ใี่ชต้ รวจสอบสมบตั คิ วามเปน็ กรดและเบสข องสารละลาย ได้ เช่นสารละลายบรอ มไทม อลบลูฟ น อลฟ์ ทาลนี เมทลิ เรดเมทิลอ อเรนจ์ ยูนิเวอร์ซ ัลอ ินดเิ คเตอร์ และสารสกัดจากพืชบางชนิด จึงจัดสารเหล่าน�้เป็นอินดิเคเตอร์สำาหรับกรดและเบส เพราะเป็น สารท่ีใช้ตรวจสอบสมบัติของสารละลายกรดและเบสท่ีมีนำ้าเป็นตัวทำาละลาย แต่การตรวจสอบ สามารถบอกได้เพียงว่า สารนั้นเป็นกรดหรือเบสเท่านั้น ไม่สามารถระบุได้ว่าสารละลายชนิดใดเป็น กรดห รือเบสมากกวา่ กันจะม ีวิธรี ะบคุ วามเปน็ กรดเปน็ เบสมากน ้อยไดอ้ ย่างไร กระดาษลิตมสั บรอมไทมอลบลู ภาพ 4.3 อนิ ดเิ คเตอร์ชนิดต่างๆ 4.3 PH ของสารละลายกรดและเบส การระบุระดับความเป็นกรดและเบสของ ¡ÒÃÃкØÃдѺ¤ÇÒÁ໹š ¡Ã´áÅÐàºÊ¢Í§ สารละลายระบเุ ปน็ ค า่ พเี อช(pH)โดยสารละลาย ÊÒÃÅÐÅÒ ÊÒÁÒö㪤Œ ÇÒÁࢌÁ¢Œ¹¢Í§äÎâ´Ãਹ ทม่ี คี า่ pHเทา่ กบั 7เปน็ สารละลายทม่ี สี มบตั เิ ปน็ äÍÍ͹ËÃÍ× äÎâ´Ãà¹ÕÂÁäÍÍ͹ «Ö§è äÎâ´Ãà¹ÂÕ Á กลางสว่ นสารละลายท ม่ี คี า่ pHน อ้ ยกวา่ 7ม สี มบตั ิ äÍÍ͹ à¡Ô´¨Ò¡äÎâ´ÃਹäÍÍ͹·èÕᵡµÑǨҡ เป็นกรดแ ละสารละลายที่มีค่าpHมากกว่า7 ¡Ã´ÃÇÁµÑǡѺ¹Òéí â´ÂÊÒÃÅÐÅÒ·àÕè »¹š ¡Ã´¨Ð มีสมบัติเป็นเบส ซ่ึงมาตราส่วนค่าพีเอชของ Á¤Õ ÇÒÁࢌÁ¢Œ¹¢Í§äÎâ´Ãà¹ÕÂÁäÍÍ͹ÁÒ¡¡Ç‹Ò สารละลายแ สดงดงั ภาพ4.4 ÊÒÃÅÐÅÒ·àèÕ »¹š àºÊ 80
¤‹Ò pH 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 ¢Í§ÊÒÃÅÐÅÒ ໚¹¡Ã´à¾ÁèÔ ¢¹éÖ à»¹š ¡ÅÒ§ ໹š àºÊà¾èÁÔ ¢Ö¹é ภาพ 4.4 แผนภาพแสดงมาตราสวนคา พเี อช็ ของสารละลายกรดและเบส อินดิเคเตอรแตละชนิดในสารละลายกรดและเบสจะเปล่ียนสีที่ pH แตกตางกัน โดยมีชวง การเปลี่ยนสีของอนิ ดิเคเตอรดงั แสดงในตาราง 4.1 µÒÃÒ§ 4.1 ªÇ‹ §¡ÒÃà»ÅÂèÕ ¹Ê¢Õ Í§Í¹Ô ´Ôà¤àµÍúҧª¹Ô´ Í¹Ô ´Ôà¤àµÍà ªÇ‹ § pH ¢Í§ Ê·Õ àèÕ »ÅèÂÕ ¹ ¡ÒÃà»ÅÂèÕ ¹ÊÕ àÁ·ÅÔ ÍÍàù¨ á´§ - àËÅ×ͧ àÁ·ÅÔ àô 3.2 - 4.4 á´§ - àËÅ×ͧ ÅÔµÁÊÑ 4.2 - 6.3 á´§ - ¹Òéí à§Ô¹ ºÃÍÁä·ÁÍźÅÙ 5.0 - 8.0 àËÅÍ× § - ¹Òíé à§¹Ô ¿‚¹ÍÅàô 6.0 - 7.6 àËÅÍ× § - á´§ ¿¹‚ ÍÅ¿ ·ÒÅ¹Õ 6.8 - 8.4 äÁÁ‹ ÕÊÕ - ªÁ¾àÙ ¢ŒÁ 8.3 - 10.0 ขอมูลในตาราง 4.1 แสดงชวงการเปล่ียนสี ซ�ึงสอดคลองกับผลการศึกษาจากกิจกรรม 4.3 เชน สารละลายฟน อลฟ ทาลนี จะไมเ ปล่ยี นสีในสารละลายกรด แตเ ปล่ยี นเปน สีชมพเู ขมในสารละลาย ท่ีเปน เบสมากๆ ในการตรวจสอบสมบัติของสารละลายใสไมมีสี โดยใชฟ น อลฟทาลีนเปน อินดเิ คเตอร มีชว ง pH ของการเปลยี่ นสี 8.3 - 10.0 พบวา สารละลายไมมีสี แสดงวาสารละลายมี pH นอยกวา 8.3 แตถาสารละลายเปลี่ยนเปนสชี มพูออ น แสดงวาสารละลายมีคา pH ระหวา ง 8.3 - 10.0 และถา สารละลายเปนสีชมพเู ขม แสดงวา สารละลายมี pH มากกวา 10.0 เตมิ สารละลายเมทลิ เรดลงในนา้ํ อัดลมท่ใี สไมม สี ี มี pH เทา กับ 3 จะไดสารละลายสีอะไรและถาเปล่ียนอินดเิ คเตอร เปนฟนอลฟทาลีนจะไดส ารละลายสอี ะไร ในกรณ�ตรวจสอบความเปนกรด-เบสของสารละลาย ดวยเมทลิ ออเรนจ พบวา สารละลายเปลีย่ นเปนสสี ม สารละลายมีคา pH อยใู นชวงใด และมสี มบัติเปน กรดหรอื เบส บทท่ี 4 สารละลายกรดและเบส 81
อินดิเคเตอร์แต่ละชนิดมีช่วงของการเปลี่ยนสีตามช่วงของค่าpH คือ จะเปลี่ยนสีท่ีค่าpH ช่วงใดช่วงหน่ึงเท่านั้น ซ่ึงแต่ละชนิดจะมีช่วง pH ของการเปล่ียนสีต่างกัน แต่ยูนิเวอร์ซัล อินด ิเคเตอร์ เปน็ อ ินดิเคเตอร์ทเ่ี ปลย่ี นสีท กุ ค่าข องpH จึงนิยมใช้ยูน เิ วอรซ์ ลั อ นิ ดเิ คเตอร์ ต รวจสอบ ค่าpH ได้ตั้งแต่0-14 ยูนิเวอร์ซัลอินดิเคเตอร์เตรียมได้โดยนำาอินดิเคเตอร์หลายชนิด เช่น เมทิลเรด เมทิลเยลโลว์ ไทมอลบลู บรอมไทมอลบลู มาผสมกันในอัตราส่วนที่เหมาะสม ยนู เิ วอร์ซ ัลอินดิเคเตอร์ทนี่ ยิ มใช้มที ัง้ ในรปู ข องสารละลายและเปน็ กระด าษยูนิเวอรซ์ ัลอนิ ดเิ คเตอร์ ในการตรวจสอบpH ของสารละลายจากสังเกตการเปล่ียนสีของอินดิเคเตอร์แล้ว ยังสามารถ ใช้เคร่ืองมือวัดค่าpH ที่เรียกว่า มาตรความเป็นกรดและเบส ตรวจสอบค่าpH ของสารละลายได้ อีกด้วย กระดาษยนู ิเวอร์ซัลอินดิเคเตอร์ ภาพ 4.5 การเทยี บหาค่า pH กบั สีทฝ่ี าตลับกระดาษยูนิเวอร์ซลั อนิ ดเิ คเตอร์ ภาพ 4.6 ตวั อย่างเครื่องมือวดั คา่ pH สารรอบตัวเรามีสมบัติความเป็นกรด-เบสท่ีแตกต่างกัน ควรศึกษาข้อมูลความรู้ของสารที่ใช้ ในช ีวติ ป ระจาำ วันเพื่อป ระโยชน์ในการอปุ โภคและบริโภคไดอ้ ย่างเหมาะสมและป ลอดภยั ดังภาพ4.7 82
¹íÒé ¡Ã´ ½¹¡Ã´ ¹íéÒºÃÊÔ Ø·¸Ôì ¹Òéí ÂÒ«¡Ñ ¼ÒŒ ¹Òéí ÂÒàª´ç ¡ÃШ¡ ã¹áºµàµÍÃèÕ ¹íéÒÁйÒÇ pH 5 pH 7 pH 9 pH 12 ö¹µ pH 0 pH 2 ÊբͧÊÒÃÅÐÅÒÂàÁ×Íè àµÔÁÊÒÃÅÐÅÒ¹٠àÔ ÇÍëÑÅÍ¹Ô ´àÔ ¤àµÍà 01 234 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 ¡Ã´ pH 3 ¡ÅÒ§ pH 10 àºÊ pH 1 äǹ pH 6 pH 8 â«´Ò»œ§ pH 13 ¹íÒé ÂÍ‹  ¹íéÒ½¹ ÂÒÊÕ¿˜¹ ¢¹Á»§˜ ¹íÒé ÂÒàªç´ ¤ÃÒºàµÒ褯 ÍÒËÒà 㹡ÃÐà¾ÒÐ ภาพ 4.7 แสดงค่า pH ของสารตัวอยา่ งโดยใชส ารละลายยูนิเวอร์ซัลอินดิเคเตอร์ จากภาพ 4.7 สารใดมีสมบตั ิเปน กรด เปนเบส หรอื เปนกลาง จากกิจกรรมที่ผ่านมา นักเรียนได้เรียน ¹íÒé »˜ÊÊÒÇÐÁÕª‹Ç§ pH ¡ÇŒÒ§ ¢Öé¹Í‹١Ѻ รู้การตรวจสอบสมบัติต่างๆ ของกรดและเบส »ÃÁÔ Ò³¹éíÒáÅЪ¹´Ô ¢Í§ÍÒËÒ÷èÕ เช่น การตรวจสอบด้วยกระดาษลิตมัส การ ÃѺ»Ãзҹ ÃÇÁ·éѧ¡Ãкǹ¡Òõҋ §æ ตรวจสอบโดยการนำากรดหรือเบสทำาปฏิกิริยา ã¹ÃÒ‹ §¡Ò´nj  กับสารบางชนิด ในกิจกรรมต่อไปน้� นักเรียน จะได้ศึกษาว่าถ้านำากรดและเบสมาทำาปฏิกิริยา กันจะเกิดการเปลี่ยนแปลงอยา่ งไร บทที่ 4 สารละลายกรดและเบส 83
¹Òíé ¡Ã´ ½¹¡Ã´ ¹éÒí ºÃÊÔ Ø·¸ìÔ ¹Òíé ÂÒ«¡Ñ ¼ŒÒ ¹Òéí ÂÒàª´ç ¡ÃШ¡ ã¹áºµàµÍÃÕè ¹éÒí ÁйÒÇ pH 5 pH 7 pH 9 pH 12 ö¹µ pH 0 pH 2 ÊբͧÊÒÃÅÐÅÒÂàÁè×ÍàµÁÔ ÊÒÃÅÐÅÒÂÂÙ¹àÔ ÇÍë ÅÑ ÍÔ¹´Ôà¤àµÍà 01 234 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 ¡Ã´ pH 3 ¡ÅÒ§ pH 10 àºÊ pH 1 äǹ pH 6 pH 8 â«´Ò»œ§ pH 13 ¹Òíé ÂÍ‹  ¹íÒé ½¹ ÂÒÊÕ¿¹˜ ¢¹Á»§˜ ¹íÒé ÂÒàªç´ ¤ÃÒºàµÒ褯 ÍÒËÒà 㹡ÃÐà¾ÒÐ ภาพ 4.7 แสดงคา pH ของสารตัวอยางโดยใชส ารละลายยนู ิเวอรซัลอินดิเคเตอร จากภาพ 4.7 สารใดมสี มบตั ิเปนกรด เปน เบส หรือเปน กลาง จากกิจกรรมท่ีผานมา นักเรียนไดเรียน ¹éÒí »˜ÊÊÒÇÐÁÕª‹Ç§ pH ¡ÇŒÒ§ ¢Öé¹Í‹١Ѻ รูการตรวจสอบสมบัติตางๆ ของกรดและเบส »ÃÔÁÒ³¹éÒí áÅЪ¹´Ô ¢Í§ÍÒËÒ÷èÕ เชน การตรวจสอบดวยกระดาษลิตมัส การ ÃºÑ »Ãзҹ ÃÇÁ·éѧ¡Ãкǹ¡Òõҋ §æ ตรวจสอบโดยการนํากรดหรือเบสทําปฏิกิริยา ã¹Ã‹Ò§¡Ò´nj  กับสารบางชนิด ในกิจกรรมตอไปน้� นักเรียน จะไดศึกษาวาถานํากรดและเบสมาทําปฏิกิริยา กัน จะเกิดการเปล่ยี นแปลงอยา งไร บทที่ 4 สารละลายกรดและเบส 83
1.กจิ กรรม 4.4 ปฏกิ ิริยาระหวา งสารละลายกรดและเบส 1. àµÔÁÊÒÃÅÐÅÒ¡ôäÎâ´Ã¤ÅÍÃ¡Ô (¡Ã´à¡ÅÍ× ) à¨×ͨҧ 20 Ë´ ã¹ËÅÍ´·´Åͧ¢¹Ò´àÅ¡ç µÃǨÊͺ pH ¢Í§ÊÒÃÅÐÅÒ¡ôà¡Å×Í ´ŒÇ¡ÃдÒÉÂÙ¹àÔ ÇÍëÅÑ Í¹Ô ´àÔ ¤àµÍà º¹Ñ ·¡Ö ¼Å 2. µÃǨÊͺ pH ¢Í§ÊÒÃÅÐÅÒÂâ«à´ÕÂÁäδÃ͡䫴 (â«´Òä¿) à¨×ͨҧ º¹Ñ ·¡Ö ¼ÅàµÁÔ ÊÒÃÅÐÅÒÂâ«à´ÂÕ ÁäδÃ͡䫴 5 Ë´ ŧã¹ÊÒÃÅÐÅÒ¡ôäÎâ´Ã¤ÅÍÃԡ㹢͌ 1 à¢ÂÒ‹ ËÅÍ´ µÃǨÊͺ pH ¢Í§ÊÒÃÅÐÅÒ º¹Ñ ·Ö¡¼Å 3. àµÁÔ ÊÒÃÅÐÅÒÂâ«à´ÕÂÁäδÃ͡䫴Чä»ÍÕ¡¤Ã§Ñé ÅÐ 5 Ë´ ¨¹¤Ãº 25 Ë´ µÃǨÊͺ pH ·¡Ø ¤Ã§Ñé ·àèÕ µÁÔ º¹Ñ ·¡Ö ¼Å ? เพราะเหตใุ ดเม่ือเตมิ สารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด ์ เพม�ิ ลงไปเรือ่ ยๆ สีของยูนิเวอร์ซัลอินดเิ คเตอร์ จงึ เปล่ียนไป ? ขณะทสี่ ารละลายผสมมีสมบัติเปน กลาง ปรมิ าณ ของกรดไฮโดรคลอรกิ และโซเดยี มไฮดรอกไซด์ มีความสมั พนั ธ์กันอยา่ งไร ? ในการทดลองถ้าเติมกรดเกลือลงในโซดาไฟ ผลการทดลองจะเปน อยา่ งไร เม่ือเติมสารละลายเบสลงในสารละลายกรดจะพบว่ามีค่าpH สูงข้ึน แสดงว่าเบสทำาให้ สารละลายม คี วามเปน็ กรดน อ้ ยลงและเมอื่ ป รมิ าณข องกรดเทา่ กบั ป รมิ าณข องเบสสารละลายม สี มบตั ิ เป็นกลาง แต่ถ้าเติมปริมาณเบสให้มากกว่ากรด สารละลายก็จะมีสมบัติเป็นเบสเพ่ิมข้ึน ในทำานอง เดยี วกนั ห ากเติมสารละลายกรดลงในสารละลายเบสก ็ทาำ ใหส้ ารละลายม คี วามเป็นเบสนอ้ ยลงเชน่ ก นั นักเรยี นจะนําความรเู้ รื่องการปรบั สภาพความเปน กรดและเบสของสารดว้ ยการเตมิ สาร ทมี่ ีสมบตั ิตรงกนั ข้ามไปใชป้ ระโยชนอ์ ยา่ งไร 84
4.4 กรดและเบสในชีวิตประจําวนั ในแต่ละวันมีการใช้สารที่มีสมบัติเป็นกรดและเบส หลายชนิด กรดบางชนิดอยู่ในอาหารที่รับ ประทานเช่นกรดซติ ริกใชผ้ สมเครอื่ งดม่ื เพอ่ื ให้มรี สเปรยี้ วเบสบางชนดิ เป็นสารท ำาความสะอาดเช่น สารท าำ ความสะอาดสขุ ภณั ฑ์ สารท ่ที ำาความสะอาดรา่ งกาย น า้ำ ย่อยในกระเพาะอาหารของค นม คี ่าpHอยู่ในช่วง1.6-2.5ซ ึ่งม ีสมบัติเป็นกรดเซลล์ใน กระเพาะอาหารหลงั่ กรดไฮโดรค ลอริกออกม าทาำ ให้ม ี pHในชว่ งดังก ล่าวเพือ่ ใหน้ ำ้าย่อยสามารถย่อย โปรตนี ไดด้ ี แ ตถ่ า้ น าำ้ ยอ่ ยห ลง่ั อ อกม าในช ว่ งท ่ีไมม่ อี าหารอ ยู่ในกระเพาะเนอ่� งจากรบั ป ระทานอาหารไม่ เปน็ เวลาห รอื ในภ าวะท เ่ี กดิ ความเครยี ดกรดท ห่ี ลง่ั ออกม ากจ็ ะท าำ ลายเนอ�้ เยอื่ ในกระเพาะอาหารจนอาจ เกดิ แผลในกระเพาะอาหารทาำ ให้เกิดอาการปวดทอ้ งได้ การด มื่ น าำ้ ม ากๆช ว่ ยใหก้ รดในกระเพาะอาหารเจอื จางลงแ ตเ่ ปน็ วธิ กี ารแ กไ้ ขท ี่ไมถ่ กู ต อ้ งเพราะ เม่ือร่างกายด ดู ซ มึ น้าำ เข้าสรู่ า่ งกายแลว้ ก ็จะยงั มีกรดจำานวนมากอ ยู่ในกระเพาะอาหารด ังน ้ันจงึ ค วรรับ ประทานอาหารให้เป็นเวลาและลดความเครยี ดสามารถแ กไ้ ขได้โดยก ารใช้ยาบ างชนิดเพ่ือลดกรดยา ลดกรดท ่ีจำาหน่ายท่ัวไปมีหลายชนดิ แ ต่ละชนิดมีสมบตั อิ ยา่ งไร สารทีม่ สี มบตั เิ ป็นเบสบางชนิด นา้ํ ย่อยใน กรดที่กัดเน�้อเยอ่ื ใน ใชท้ ําความสะอาดรา่ งกาย กระเพาะอาหาร กระเพาะอาหารจนเกิดแผล บางชนิดใช้ทําความสะอาดสุขภณั ฑ์ มีสภาพเป็นกรด ทาํ ให้เกดิ อาการปวดทอ้ งรุนแรง ภาพ 4.8 กรดและเบสในชีวติ ประจําวัน กจิ กรรม 4.5 ยาลดกรดมสี มบัติอยา งไร 1. ÈÖ¡ÉÒʋǹ¼ÊÁ¢Í§ÂÒÅ´¡Ã´·Ñ駪¹Ô´¹éíÒáÅЪ¹Ô´àÁ´ç ยาลดกรด ¨Ò¡©ÅÒ¡ºÑ¹·Ö¡¼Å 2. ÇÒ§á¼¹áÅÐÍ͡Ẻ¡Ò÷´ÅͧµÃǨÊͺÊÁºµÑ Ô ¢Í§ÂÒÅ´¡Ã´ã¹¡ÒÃÅÐÅÒ¹íÒé ¤ÇÒÁÊÒÁÒö㹡ÒÃÅ´¡Ã´ áÅФ‹Ò pH º¹Ñ ·Ö¡¼ÅáÅйíÒàʹͼšÒ÷íÒ¡¨Ô ¡ÃÃÁ บทที่ 4 สารละลายกรดและเบส 85
แตล่ ะกลมุ่ มวี ธิ ีการตรวจสอบสมบัติของยาลดกรดอยา่ งไร ไดผ้ ลเปน อย่างไร ยาลดกรดแตล่ ะชนิดทาํ ปฏกิ ิริยากบั กรดแตกตา่ งกันหรือไม่ อยา่ งไร ชนิดใดบ้าง ท่ีมฟี องแกส เกิดขน้ึ แกส ทเ่ี กิดข้ึนในการตรวจสอบสมบตั ิของยาลดกรดเปนแกส อะไร จะทดสอบได้อยา่ งไร ยาลดกรดชนิดใดนา่ จะมปี ระสิทธิภาพในการลดกรดไดด้ ที ่สี ดุ มเี หตุผลใดทส่ี นับสนนุ การตัดสินใจของกลุ่มบา้ ง ภาพ 4.9 ยาลดกรดชนิดต่างๆ ยาลดกรดส่วนใหญ่มีสมบัติเป็นเบส และสารในยาลดกรดแต่ละชนิดอาจต่างกัน บางชนิด มีสารที่มีสมบัติเป็นเบสเพียงชนิดเดียว ยาลดกรดบางชนิดได้จากการผสมเบสหลายชนิด ยาลดกรด บางชนิดมีคาร์บอเนตเป็นองค์ประกอบ เม่ือละลายน้ำาและทำาปฏิกิริยากับกรดจะเกิดแกส การ เปลยี่ นแปลงข องสารท ่ีทาำ ใหเ้ กิดสารใหม่น้ี จดั เป็นปฏิกิรยิ าเคมี ยาลดกรดบางชนิดมีสมบัติเป็นยาระบายด้วย ส่วนยาลดกรดท่ีมีแคลเซียมคาร์บอเนตเป็น องค์ประกอบอาจทำาให้เกิดท้องผูกได้ แต่ถ้ามีโซเดียมไฮโดรเจนคาร์บอเนตเป็นองค์ประกอบเมื่อ รับประทานแล้วจะทำาให้เกิดแกสในกระเพาะอาหาร ทำาให้เกิดอาการท้องอืดและความดันโลหิตเพิ่ม สูงข้ึน จึงไม่ควรใช้กับผู้ที่มีความดันโลหิตสูง โดยทั่วไปยาลดกรดสามารถใช้ได้อย่างปลอดภัยหาก ใช้ในปริมาณท่ีเหมาะสม การกินยาลดกรดมากเกินไปอาจทำาให้เกิดสภาวะที่ไม่เหมาะสมต่อการ ทาำ งานของน ้ำาย่อยในกระเพาะอาหารทำาใหเ้กดิ ค วามผดิ ปกตอิ น่ื ๆตามมาได้ ดงั นนั้ การใชย้ าลดกรด ควรไดร้ บั คำาแ นะนำาจากแ พทย์ 86
น อกจากอาหารและยาแ ลว้ ยงั มีสารท เี่ รา ÂÒÅ´¡Ã´¤ÇÃÃºÑ »Ãзҹ ใชใ้ นชวี ติ ป ระจาำ วนั อกี ห ลายชนดิ เชน่ สบู่ สบเู่ หลว ãËàŒ ËÁÒÐÊÁ ËÃ×Íä´ŒÃºÑ ยาสฟี น แ ชมพู สารเหลา่ น ีม้ ีความเปน็ กรด-เบส ¤íÒá¹Ð¹Òí ¨Ò¡á¾·Â อยา่ งไร สารทำาความสะอาดท่ีใช้กับร่างกาย เช่น สบู่สบู่เหลวยาสีฟนแ ชมพู สารเหลา่ น้มี ีสมบัติ เปน็ เบสเมอื่ ท ดสอบก บั กระดาษลติ มสั จะเปลย่ี นสี กระดาษลิตมัสจากแดงเป็นน้าำ เงนิ กิจกรรม 4.6 สารทาํ ความสะอาดท่ีใชกบั รางกาย 1. àÅÍ× ¡ÊÒ÷Òí ¤ÇÒÁÊÐÍÒ´·Õè㪌¡ÑºÃÒ‹ §¡Ò 1 ª¹´Ô ઋ¹ ʺً áªÁ¾Ù ÂÒÊ¿Õ ˜¹ ÃǺÃÇÁ¢ÍŒ ÁÅÙ à¡ÕèÂǡѺʋǹ»ÃСͺ ÃÒ¤ÒáÅТ¹Ò´ºÃÃ¨Ø 2. µÃǨÊͺ¤ÇÒÁ໹š ¡Ã´áÅÐàºÊ¢Í§ÊÒ÷íÒ¤ÇÒÁÊÐÍÒ´ ·èÕàÅÍ× ¡ã¹¢ŒÍ 1 ºÑ¹·Ö¡¼Å 3. ÇÒ§á¼¹µÃǨÊͺ»ÃÐÊÔ·¸ÔÀҾ㹡Ò÷Òí ¤ÇÒÁÊÐÍÒ´ ¢Í§ÊÒà ¡íÒ˹´Ç¸Ô Õ¡ÒõÃǨÊͺ ÇÔ¸¡Õ ÒÃÃǺÃÇÁ¢ŒÍÁÅÙ áÅÐ º¹Ñ ·¡Ö ¼Å ÃÇÁ·éѧÃٻẺ¡ÒùíÒàʹͼšÒõÃǨÊͺ ? จากการรวบรวมข้อมลู สารทาํ ความสะอาดแต่ละชนิด สารเหลา่ น�ม้ สี ่วนประกอบ เหมือนหรือแตกตา่ งกนั ? แตล่ ะกล่มุ เลอื กตรวจสอบสมบตั ใิ ดของสารทาํ ความสะอาด และมีวิธกี าร ตรวจสอบอย่างไร ผลการตรวจสอบเหมอื นหรือแตกต่างกันอยา่ งไร ? สารทําความสะอาดส่วนใหญม่ ีค่า pH เท่าไร บทท่ี 4 สารละลายกรดและเบส 87
สารทำาความสะอาดแต่ละชนิดผลิตขึ้น ภาพ 4.10 สารท่ีใชท้ าํ ความสะอาดรา่ งกาย มาเพอ่ื วัตถุประสงค์แ ตกต ่างก นั เชน่ ใช้แชมพู ทำาความสะอาดเส้นผม ใช้สบู่ทำาความสะอาด ผวิ หนงั บ างค นอาจใชส้ ารท าำ ความสะอาดท ใี่ชก้ บั ผิวหน้าโดยเฉพาะ ใช้ผงซักฟอกซักผ้า ใช้น้ำา ยาลา้ งจานทาำ ความสะอาดภ าชนะสารท าำ ความ สะอาดเหลา่ น มี้ สี มบตั ติ า่ งก นั ไมค่ วรน าำ ม าใชผ้ ดิ วตั ถปุ ระสงค์ เชน่ ไมค่ วรน าำ ผ งซ กั ฟอกไปลา้ งจาน หรือทำาความสะอาดร่างกาย นอกจากนี้ผลกระ ทบต อ่ สงิ่ แวดลอ้ มกเ็ ปน็ ป จ จยั ห นง่ึ ท ต่ี อ้ งค าำ นงึ ถ งึ ด้วยเม่ือจะเลือกซ้ือสารทำาความสะอาดกับ รา่ งกาย สารละลายกรดและเบสท่ีอยู่รอบตัว นอกจากจะเป็นสารที่ใช้ในชีวิตประจำาวันแล้ว สารละลาย กรดที่เกิดจากนำ้าฝนรวมตัวกับแกสบางชนิด ซึ่งส่วนใหญ่เป็นแกสที่ปล่อยสู่บรรยากาศจากโรงงาน อุตสาหกรรมและการเผาไหม้เช้ือเพลิงเกิดเป็น ฝนกรดมีpH ตำ่ากว่า5.6 ซึ่งสารละลายฝนกรดนี้มี ผลกระท บตอ่ สง่ิ ม ีชีวิตทง้ั พ ืชและสัตว์ตลอดจนส่ิงกอ่ สร้าง ให้สบื ค้นขอ้ มูลการเกดิ ฝนกรด และผลกระทบของฝนกรด อภิปรายวธิ ปี อ งกันและ ภาวการณเ์ กิดฝนกรด การใชก้ รดและเบสมีข้อควรระวงั อยา่ งไรบ้าง ในกรณ�ทต่ี อ้ งสัมผัสกับกรดหรือเบสท่กี ัดกรอ่ นอย่างรุนแรงจะมวี ธิ ีปอ งกันอย่างไร แกส๊ จากโรงงานอตุ สาหกรรม (www.natui.com) 88
การใช้สารรอบตัว โดยเฉพาะสารที่มีความสามารถในการกัดกร่อน เช่น สารท่ีมีสมบัติเป็น กรดและสารที่มีสมบัติเป็นเบส ต้องคำานึงถึงสมบัติของสารที่ต้องการใช้งานให้สอดคล้องกับวัตถุ ประสงค์และควรทำาความเข้าใจกับเคร่ืองหมายอันตรายที่แสดงความเป็นอันตรายของสารน้ันด้วย ระเบดิ ให้ออกซิเจน แลว้ ชว่ ยให้ติดไฟ ตดิ ไฟ แกส๊ ภายใต้ความดันสูง กดั กร่อน ระคายเคอื ง เปน็ พิษ มีผลต่อสุขภาพ มผี ลต่อส่งิ แวดล้อม ภาพ 4.11 ตัวอย่างเคร่อื งหมายอนั ตรายแสดงความเปน็ อันตราย ของสารตามระบบสากลขององค์การสหประชาชาติ นอกจากนี้ควรคำานึงถึงผลของการใช้สารที่มีต่อส่ิงมีชีวิตและส่ิงแวดล้อม ควรศึกษาสมบัติ ของสารวิธีใช้สารแ ละการป ้องกันอนั ตรายอ ยา่ งถูกวิธีกอ่ นใช้สารนน้ั ๆเพื่อสขุ ภาพท่ดี ีของสิง่ มีชีวติ และคณุ ภาพที่ดขี องส่งิ แวดลอ้ ม บทท่ี 4 สารละลายกรดและเบส 89
1. ถ้าไมม่ ีอนิ ดิเคเตอรท์ ่ีใชต้ รวจสอบความเปน็ กรดและเบส นักเรียนจะตรวจสอบสารรอบตวั วา่ มีสมบัติเป็นกรด เบส และกลางไดอ้ ย่างไร 2. ถา้ มสี ารละลายกรด เบส และกลาง อย่างละ 1 ชนดิ โดยมลี กั ษณะเดมิ คือใส ไมม่ ีสี เมอื่ ตรวจสอบสมบัตคิ วามเป็นกรดและเบส โดยใช้สารละลายยนู เิ วอรซ์ ัลอนิ ดเิ คเตอร์ และฟีนอลฟ์ ทาลนี สารละลายจะถูกเปลยี่ นเป็นสีอะไร 3. ถ้าต้องการตรวจสอบค่า pH ของดินท่จี ะใช้ปลกู พชื จะมีวิธีทำาอย่างไร และถ้าพบว่าเปน็ ดนิ เปรี้ยว ไมเ่ หมาะสมทจี่ ะปลกู พชื ชนดิ น้ัน จะมีวธิ แี ก้ไขอยา่ งไร 4. นาำ้ ประปาท่ีใช้ในแตล่ ะบา้ นมีค่า pH เท่ากันหรอื ไม่ จะตรวจสอบไดอ้ ย่างไร 5. ในท้องถิน่ มีการใชส้ ารใดบา้ งทีม่ ีสมบัติเป็นกรดหรือเปน็ เบส ใหส้ ืบค้นขอ้ มลู ว่ามกี าร จดั เก็บสาร การใช้ และการกำาจัดอยา่ งถกู วธิ หี รอื ไม่ และจะเสนอแนวทางในการใชแ้ ละ การป้องกันอนั ตรายจากการใชก้ รดและเบสทีม่ ตี ่อประชาชนในทอ้ งถน่ิ ของนกั เรยี นอย่างไร 6. สารทำาความสะอาด เช่น ผงซกั ฟอก นำา้ ยาล้างห้องนำ้า นำ้ายาขดั พ้ืน มสี ารใดเป็น สว่ นประกอบหลกั และนอกจากสว่ นประกอบหลักดงั กล่าวแล้วยงั มกี ารเตมิ สารใดอกี ถ้าให้นกั เรียนตัดสินใจเลอื กซ้ือสารทำาความสะอาดดังกลา่ ว ตอ้ งพจิ ารณาปัจจัยใดบา้ ง 7. สืบคน้ ข้อมูลประโยชนข์ องกรดแอสคอรบ์ กิ (วิตามนิ C) และสารละลายแอมโมเนยี ท่ีใช้ ในชีวิตประจำาวัน 8. จงใชแ้ ผนผังความคดิ หลัก เขียนสรุปสาระสาำ คญั เร่อื ง สารละลายกรดและสารละลายเบส
บรรณานกุ รม วรรณทิพา รอดแรงคา้ และจิต นวนแก้ว. การพัฒนาการคดิ ของนักเรยี นดว้ ยกิจกรรมทักษะ กระบวนการทางวทิ ยาศาสตร.์ กรงุ เทพฯ : สาำ นกั พมิ พเ์ ดอะมาสเตอรก์ รปุ๊ แมเนจเมน้ จาำ กดั , 2542. สถาบันสง่ เสรมิ การสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี. หนงั สอื สาระการเรยี นร้พู น้ื ฐาน สารและสมบัติ ของสาร ชนั้ มัธยมศึกษาปที ี ่ 1. พิมพค์ ร้งั ที ่ 5. กรงุ เทพฯ : โรงพมิ พค์ รุ ุสภาลาดพรา้ ว, 2548. สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี.กระบวนการเรียนรู้ที่เหมาะสมกับเนื้อหา หลักสูตร. กรุงเทพฯ : เอกสารพฒั นาวชิ าชพี ครวู ิทยาศาสตร์, 2552. สาำ นกั งานพฒั นาวทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยแี หง่ ชาต.ิ การสบื คน้ ทางวทิ ยาศาสตร.์ ปทมุ ธาน ี : โครงการ สรา้ งความเขา้ ใจวิทยาศาสตรเ์ ทคโนโลยีและนวตั กรรมแกส่ าธารณชน, 2549. สาำ นกั วชิ าการและมาตรฐานการศกึ ษา สาำ นกั งานคณะกรรมการการศกึ ษาขน้ั พน้ื ฐาน กระทรวงศกึ ษาธกิ าร. ตัวชว้ี ดั และสาระการเรยี นร้แู กนกลางกล่มุ สาระการเรียนรวู้ ทิ ยาศาสตร ์ ตามหลักสูตรแกนกลาง การศึกษาข้ันพืน้ ฐาน พทุ ธศักราช 2551. กรงุ เทพฯ : โรงพมิ พช์ มุ นุมสหกรณก์ ารเกษตรแหง่ ประเทศไทยจาำ กัด, 2551. Cheng, E., Chow, J., Kai, A. and Lai, K. K. Chemistry a Modern View. Teacher’s Book 1. Hongkong : Aristo Educational Press., 2003. Hoong, T. L., Leng, H.P. and Khang, G. N. Interactive Science. Singapore : SNP Papac Pte., 2001. National Research Council. How People Learn. Washington, D. C. : National Academy Press, 2003. National Research Council. How Students Learn Science in the Classroom. Washington, D. C. : National Academy Press, 2005.
Search
Read the Text Version
- 1
- 2
- 3
- 4
- 5
- 6
- 7
- 8
- 9
- 10
- 11
- 12
- 13
- 14
- 15
- 16
- 17
- 18
- 19
- 20
- 21
- 22
- 23
- 24
- 25
- 26
- 27
- 28
- 29
- 30
- 31
- 32
- 33
- 34
- 35
- 36
- 37
- 38
- 39
- 40
- 41
- 42
- 43
- 44
- 45
- 46
- 47
- 48
- 49
- 50
- 51
- 52
- 53
- 54
- 55
- 56
- 57
- 58
- 59
- 60
- 61
- 62
- 63
- 64
- 65
- 66
- 67
- 68
- 69
- 70
- 71
- 72
- 73
- 74
- 75
- 76
- 77
- 78
- 79
- 80
- 81
- 82
- 83
- 84
- 85
- 86
- 87
- 88
- 89
- 90
- 91
- 92
- 93
- 94
- 95
- 96
- 97
- 98
- 99
- 100
- 101
- 102
- 103