บูรณาการวิทยาศาสตร์

วชิ า วทิ ยาศาสตรง์ านธุรกจิ และบรกิ าร เรื่อง สารละลาย จดั ทาโดย นายธนาวฒุ ิ รุง่ อนิ ทร์ ปวส.1/3 เลขท่ี 6

เสนอ อาจารย์นฤมล บญุ ส่ง

จุดประสงค์ 1.เพือ่ ให้มีความรู้ความเข้าใจในสารละลาย การละลายของสารขิง ตวั ทาละลาย และปัจจัยท่ีมีผลตอ่ การละลายของสาร 2.เพอื่ อธิบายการเปล่ียนแปลงสมบตั มิ วลและพลงั งานของสารเมอื่ สารเกิดการละลายได้ 3.เพอื่ ใหม้ ีทกั ษะในการวิเคราะหป์ จั จยั ที่มีต่อการละลลาย

เนอ้ื หา 1.ความหมายของสารละลาย 2.องคป์ ระกอบของสารละลาย 3.พลังงานกบั การละลายของสาร 4.ปัจจัยท่ีมีผลต่อการละลาย 5. วธิ ีการแยกสารละลาย

สารละลายคอื อะไร ? สารละลาย คอื สารเน้อื เดียวทไ่ี ม่บริสทุ ธ์ิ เกดิ จากสารตง้ั แต่ 2 ชนิดขึ้นไปมารวมกนั สารละลายแบ่งส่วนประกอบได้ 2 สว่ นคือ •ตวั ทาละลาย : สารทมี่ คี วามสามารถในการทาให้สารอน่ื ๆ ละลายได้ โดยไม่ทาปฏกิ ิริยาเคมี •ตวั ละลาย : สารท่ถี กู ตวั ทาละลายทาใหล้ ะลาย

การละลายของสารในตวั ทาละลาย สารชนิดเดียวกันละลายในตวั ทาละลายตา่ งชนดิ ได้แตกตา่ งกนั คอื 1) สารบางชนิดอาจไมล่ ะลายน้า แต่ละลายในตวั ทาละลายชนิด อื่น เช่น ลกู เหมน็ เชลแลก็ ไม่ละลายน้า แตล่ ะลายในแอลกอฮอล์ 2) สารบางชนิดอาจละลายไดใ้ นตัวทาละลายหลายชนิด เช่น สผี สม อาหารละลายในน้า และละลายในแอลกอฮอล์

ประเภทของสารละลาย สารละลายมีหลายประเภท หากใชเ้ กณฑ์ในการจาแนก จะแบง่ สารละลายออกเป็น 3 กลุม่ ดังนี้ 1. จาแนกตามสถานะของสารละลาย แบ่งเปน็ 3 ประเภท คอื 1.1 ของแขง็ เชน่ เหรียญบาท ทองเหลือง นาก 1.2 ของเหลว เชน่ สารละลายคอปเปอร์ (II) ซัลเฟต นา้ เชื่อม นา้ เกลอื 1.3 แกส๊ เชน่ แกส๊ หุงต้ม อากาศ

2. จาแนกตามปริมาณของตัวละลาย แบง่ เป็น 2 ประเภท คอื 2.1 สารละลายอิม่ ตัว (Saturated solution) คือ สารละลายที่ตวั ละลาย ไม่สามารถละลายในตวั ทาละลายไดเ้ พิ่มขน้ึ อกี เมอ่ื ตวั ทาละลายและอณุ หภูมิ คงที่ ซึ่งอาจเปน็ สารละลายอ่มิ ตวั พอดี หรือสารละลายอ่ิมตวั เหลอื เฟือ ถ้าเพ่ิม ความรอ้ นให้สารละลายอิม่ ตัวเหลอื เฟือละลายได้อีก จะได้สารละลายอ่มิ ตวั ยงิ่ ยวด 2.2 สารละลายไมอ่ ิม่ ตวั (Unsaturated solution) คอื สารละลายทีต่ ัว ละลายยงั สามารถละลายในตัวทาละลายไดอ้ ีก

3. จาแนกตามความเข้มข้น แบ่งเปน็ 2 ประเภท คือ 3.1 สารละลายเขม้ ขน้ คอื สารละลายทป่ี ระกอบด้วยตวั ละลายปริมาณมาก มีตัวทาละลายปริมาณนอ้ ย 3.2 สารละลายเจือจาง คือ สารละลายท่ีประกอบดว้ ย ตัวละลายปริมาณนอ้ ย มีตวั ทาละลายปรมิ าณมาก

คณุ สมบตั ิของสารละลาย 1.การละลาย 2. เกดิ ปฏกิ ิรยิ าดดู หรอื 3. เปน็ สารเน้อื เดียวกนั คายความร้อน 4. จดุ เดอื ด และจดุ 5. ไมเ่ กิดปรากฏการณ์ 6. การตกผลกึ หลอมเหลวไมค่ งท่ี ทินดอลล์

ความเขม้ ข้นของสารละลาย ความเขม้ ขน้ ของสารละลาย หมายถงึ สัดสว่ นของตัวถกู ละลายท่ลี ะลายอยใู่ นสารละลาย แบ่งไดเ้ ปน็ 1. ร้อยละโดยมวลตอ่ มวล (w/w)รอ้ ยละโดยมวลต่อมวล หรอื นา้ หนกั ต่อน้าหนกั หมายถึง สัดสว่ นเปน็ ร้อยละของมวลตวั ถูกละลายตอ่ มวลสารละลาย % w/w = นา้ หนักตวั ถูกละลาย x 100 น้าหนักสารละลาย 2. รอ้ ยละโดยมวลตอ่ ปริมาตร (w/v)ร้อยละโดยมวลต่อปริมาตร หรอื รอ้ ยละโดยน้าหนักต่อปริมาตร หมายถงึ สดั ส่วนเปน็ รอ้ ยละของมวลตวั ถกู ละลายตอ่ ปรมิ าตรสารละลาย % w/v = นา้ หนักตัวถกู ละลาย x 100 ปริมาตรสารละลาย 3. รอ้ ยละโดยปริมาตรต่อปริมาตร (v/v)ร้อยละโดยปริมาตรตอ่ ปริมาตร หมายถึง สัดสว่ นเปน็ ร้อยละของปรมิ าตรตวั ถกู ละลายต่อปรมิ าตร % v/v = ปรมิ าตรตวั ถกู ละลาย x 100 ปรมิ าตรสารละลาย

ปจั จยั ที่มผี ลต่อการละลายของสาร

1.ชนดิ ของสาร ชนดิ ของสารมผี ลต่อการละลาย สารที่มีโมเลกุลใหญ่จะละลายไดช้ ้ากว่าสารทมี่ ีโมเลกุลเล็ก 2. อณุ หภมู ิ อณุ หภมู ิมีผลโดยตรงต่อการละลายของสาร โดยสารสว่ นมาก เม่อื อณุ หภมู เิ พิ่มข้นึ การละลายยอ่ มเพมิ่ ขึ้น แตจ่ ะคงทีท่ รี่ ะดับอณุ หภูมหิ น่งึ ๆ ซึ่งแตกตา่ งกันในแต่ละสาร แต่สารบางชนิดอาจละลายไดน้ อ้ ยลงเม่ือ อณุ หภูมเิ พ่ิมขน้ึ 3. ความดัน ความดนั มผี ลตอ่ การละลายของสารในทางออ้ ม กล่าวคอื ความดันมีผลโดยตรงต่ออุณหภมู ิ คอื ความดนั เพม่ิ ขึ้นจะทาให้อุณหภูมเิ พิ่มขึ้น หากความดนั ลดลง อณุ หภูมจิ ะลดลงเชน่ กนั และความดนั มผี ลตอ่ การ ละลายไดโ้ ดยตรงเชน่ กนั

วธิ กี ารแยก สารละลาย

1. การกลั่น การกลนั่ เปน็ วิธีการแยกตัวทาละลาย และ ตัวถกู ละลายออกจากสารละลายทีม่ สี ถานะ เป็นของเหลว โดยอาศัยหลักการที่ว่า ตัว ทาละลาย และตวั ถกู ละลายในสารละลาย ของเหลวจะมีจดุ เดือดแตกตา่ งกัน

2. การระเหย และการตกผลกึ การระเหย และการตกผลกึ มีหลกั การคลา้ ยกบั การกลัน่ คือ สารในสารละลายมจี ดุ เดอื ดต่างกัน แตก่ ารตกผลกึ จะใชว้ ิธี ให้ความร้อนจนตวั ทาละลายระเหยออกจนหมดหรอื เหลอื นอ้ ยที่สดุ ใหค้ งเหลอื เฉพาะตัวถกู ละลายหรอื ให้ตัวถูก ละลายมคี วามเข้มข้นสงู เกินพอที่จะตกผลึกเปน็ ของแข็ง

3. การสกดั ด้วยตัวทาละลาย การสกดั ดว้ ยตัวทาละลาย เปน็ วิธีท่ีนิยมใช้แยกของแขง็ หรอื ของเหลวออกมาจากสารอน่ื ให้ละลายในตัวทาละลาย เชน่ การสกัดสารสีหรือน้ามันหอมระเหยในสมุนไพรด้วยการตม้ น้าหรือละลายด้วยแอลกอฮอล์ โดยตวั ทาละลายต้อง มคี ุณสมบัติ ดังน้ี – สามารถละลายสารท่ีตอ้ งการสกัดไดด้ ี – ไมล่ ะลายสารอืน่ หรือละลายสารอ่ืนทีไ่ มต่ อ้ งการสกัด – ไม่ทาปฏกิ ิริยากบั สารท่ตี อ้ งการสกดั – สามารถแยกออกจากสารท่ีสกดั ไดง้ ่าย – ไมเ่ ปน็ พษิ และมีราคาถูก

4. โครมาโทกราฟี โครมาโทกราฟี เปน็ เทคนคิ พิเศษที่สามารถแยกตัวถูกละลายท่มี ี หลายชนดิ ออกจากกันได้ ซึ่งเหมาะสาหรับแยกสารผสมทม่ี คี วาม เขม้ ข้นน้อยให้เป็นสารบรสิ ุทธิ์