6-สารละลาย

30000-1308 วิทยาศาสตรง์ านธรุ กิจและบรกิ าร หน่วยที่ 6 สารละลาย โดย...ครูธญั พร พมุ่ พวง

ความหมายของสารละลาย • สารละลาย (Solution) คอื สารเนือ้ เดยี วประเภทสารไม่บรสิ ุทธิ์ • มจี ุดเดอื ดและจุดหลอมเหลวไม่คงท่ี • เกดิ จากการรวมตวั ของตวั ทาละลายกับตวั ถกู ละลาย

ประเภทของสารละลาย สามารถจาแนกสารละลายตามคุณสมบัตไิ ด้ 4 ประเภท ดงั นี้ 1. จาแนกตามลักษณะการเกดิ แบ่งได้ 2 ชนิด คอื • เกิดจากสถานะเดียวกัน สารละลายชนิดนี้มีสถานะของตัวทา ละลายและตัวถูกละลายลักษณะเดียวกัน สารละลายที่ได้จะมี ลกั ษณะเชน่ เดยี วกบั ตวั ถกู ละลาย ตวั ทาละลาย ตัวถูกละลาย สารละลายทไี่ ด้ ของแข็ง ของแข็ง ทองเหลือง, นาก, ฟิวส์ ของเหลว ของเหลว ไวน,์ เหลา้ , สารละลายกรด-เบส ก๊าซ ก๊าซ อากาศ, ก๊าซหงุ ตม้

• เกิดจากต่างสถานะกัน สารละลายชนิดนี้เกิดจากการรวมตัวกัน ของตัวทาละลายและตวั ถูกละลาย ทมี่ ีสถานะต่างกัน สารละลาย ทไี่ ด้ จะมสี ถานะเชน่ เดยี วกับตวั ทาละลาย ตัวทาละลาย ตวั ถูกละลาย สารละลายทไี่ ด้ นา้ (ของเหลว) นา้ ตาล (ของแข็ง) นา้ เชอ่ื ม ทองคา (ของแข็ง) ปรอท (ของเหลว) นา้ (ของเหลว) คารบ์ อนไดออกไซด์ (ก๊าซ) ทองรูปพรรณ แพลเลเดยี ม (ของแข็ง) ไฮโดรเจน (ก๊าซ) นา้ โซดา ไอของไฮโดรเจนในแพลเลเดียม

2. จาแนกตามความสามารถในการละลาย แบง่ ได้ 2 ชนิด คอื • สารละลายอมิ่ ตวั (Saturated solution) เป็ นสารละลายที่ตัวถูกละลาย ไม่สามารถละลายในตัวทา ละลายไดอ้ กี เมื่อปรมิ าตรของตวั ทาละลายและอุณหภมู คิ งที่ • สารละลายไม่อมิ่ ตวั (Unsaturated solution) เป็ นสารละลายที่ตัวถูกละลาย สามารถละลายในตัวทา ละลายไดอ้ กี เมื่อปรมิ าตรของตวั ทาละลายและอุณหภมู คิ งที่

3. จาแนกตามความสามารถในการนาไฟฟ้า แบ่งได้ 2 ชนิด คอื • สารละลายอเิ ลก็ โตรไลต์ (Electrolyte Solution) เป็ นสารละลายที่มีการแตกตัวเป็ นประจุไฟฟ้ าอยู่ใน สารละลาย มีความสามารถในการนาไฟฟ้า ซงึ่ จาแนกได้ 2 ชนิด คอื - สารละลายทน่ี าไฟฟ้าไดด้ ี - สารละลายทนี่ าไฟฟ้าไดไ้ ม่ดี

• สารละลายนอนอเิ ลก็ โตรไลต์ (Non-Electrolyte) เป็ นสารละลายท่ีไม่มีการแตกตัวเป็ นประจุไฟฟ้าเลย เป็ น เพยี งการแตกตัวของโมเลกุล จากโมเลกุลท่ีมีขนาดใหญ่ไปเป็ น โมเลกุลขนาดเลก็ เทา่ น้ัน สารละลายชนิดนี้ ได้แก่ น้าเช่ือม เหล้า สารละลายกลูโคส สารละลายกลเี ซอรอล เป็ นตน้

4. จาแนกตามขนาดของอนุภาค แบง่ ได้ 3 ชนิด คอื • สารละลายแท้ (True solution) เป็ นสารละลายทม่ี ีขนาดของตวั ทาละลายเลก็ จนมองเหน็ ดว้ ยตาเปลา่ ไม่ได้ เช่น สารละลายกรด-เบส นา้ เชอื่ ม นา้ เกลอื เป็ นตน้

• คอลลอยด์ (Colloid) เป็ นสารละลายที่ขนาดของตัวถูกละลาย ใหญ่กว่า สารละลายแท้ สามารถมองด้วยตาเปล่าเหน็ แตม่ ีลักษณะขุ่นมัว ไม่ใส คอลลอยดแ์ บ่งได้ 4 ประเภท ไดแ้ ก่ 1) โซล (Sol) เป็ นคอลลอยดท์ ่ีเกิดจากอนุภาคของแข็งฟุ้ง กระจายอย่ใู นตวั กลางทเี่ ป็ นของเหลว เชน่ สที า เจลล่ี เจลลาตนิ

2) อิมัลชัน (Emulsion) เป็ นคอลลอยดท์ เ่ี กิดจากอนุภาคของ ของเหลวฟุ้งกระจายอยู่ในของเหลว เชน่ ครมี นา้ นม นา้ สลดั 3) เจล (Gel) เป็ นคอลลอยดท์ เ่ี กิดจากอนุภาคของแข็งเรียง ตวั เป็ นโครงร่างตาข่ายอยใู่ นของเหลว เชน่ เนยแขง็ ชสี ยาสฟี ัน

4) แอโรโซล (Aerosol) เป็ นคอลลอยด์ที่เกิดจากอนุภาค ของแข็งหรือของเหลวฟุ้งกระจายอยู่ในก๊าซ เช่น เมฆ หมอก ควนั สเปรย์

• สารแขวนลอย (Suspension) เป็ นสารละลายที่มีขนาดของตัวถูกละลายใหญ่กว่า สารละลายแทแ้ ละคอลลอยด์ เชน่ โคลน ก้อนหนิ ในนา้

คุณสมบตั ขิ องสารละลาย 1. เป็ นสารเนือ้ เดียวเหมือนกันหมดทุกส่วน จึงทาให้เมื่อมองด้วยตา เปล่า จะไม่สามารถบอกองคป์ ระกอบหรือส่วนผสมของสารละลายได้ 2. สารละลายเกิดจากการรวมตัวกันทางกายภาพเท่านั้น คุณสมบัติของ ตวั ทาละลายและตัวถกู ละลายยงั เหมอื นเดมิ ไม่มกี ารเปลย่ี นแปลง 3. สารละลายมีอัตราส่วนในการรวมตัวกันของตัวทาละลายและตัวถูก ละลายไม่แน่นอน ทาใหค้ ุณสมบตั ขิ องสารละลายเปล่ียนแปลงได้ 4. สารละลายอาจใส ไม่มีสีหรือมีสีก็ได้ ขึน้ อยู่กับคุณสมบัติของตัวทา ละลายและตัวถกู ละลาย ทมี่ ารวมตัวกัน

5. ในสารละลายชนิดหน่ึง อาจมีตัวถกู ละลายได้หลายชนิด ซึ่งตวั ถกู ละลายอาจอยู่ในรูปแบบของประจุไฟฟ้า โมเลกุลหรืออนุภาคก็ ได้ 6. สามารถแยกองคป์ ระกอบของสารละลายออกมาได้ ด้วยวิธีการ ทางฟิ สกิ สอ์ ย่างงา่ ยได้ 7. ในสารละลายแต่ละชนิด สารใดที่มีปริมาณเนือ้ สารมากกว่าสาร อน่ื จัดเป็ นตวั ทาละลาย 8. สารตง้ั ตน้ ใดทม่ี สี ถานะเดยี วกนั กบั สารละลาย หรอื ผลติ ภณั ฑ์ สารตงั้ ตน้ น้ันจดั เป็ นตวั ทาละลาย

ความเข้มขน้ ของสารละลาย การบอกความเข้มข้นของสารละลาย เป็ นการบอกปริมาณ ของตัวถูกละลายในตัวทาละลาย ซ่ึงมีวิธีการบอกหลายหน่วย ไดแ้ ก่ 1. บอกเป็ นเปอร์เซ็นตโ์ ดยมวล เป็ นการบอกปริมาณของตัวถูก ละลายเป็ นกรัม ในสารละลาย 100 กรัม 2. บอกเป็ นเปอรเ์ ซ็นตโ์ ดยปริมาตร เป็ นการบอกปริมาณของตัวถูก ละลายเป็ นลูกบาศก์เซนติเมตร ในสารละลาย 100 ลูกบาศก์ เซนตเิ มตร

3. บอกเป็ นเปอรเ์ ซ็นตโ์ ดยมวลต่อปริมาตร เป็ นการบอกปริมาณของตัว ถกู ละลายเป็ นกรัม ในสารละลาย 100 ลูกบาศกเ์ ซนตเิ มตร 4. บอกเป็ นเปอรเ์ ซ็นตโ์ ดยปริมาตรต่อมวล เป็ นการบอกปริมาณของตัว ถกู ละลายเป็ นลูกบาศกเ์ ซนตเิ มตร ในสารละลาย 100 กรัม 5. บอกเป็ นโมลาริตี้ (Molarrity : M) หรือโมลาร์ (Molar) เป็ นหน่วยความ เข้มข้นทน่ี ิยมใช้มากในหอ้ งปฏบิ ัตกิ ารเคมี เป็ นการบอกปริมาณของ ตัวถกู ละลายเป็ นโมล ในสารละลาย 1 ลติ ร หรือ 1,000 ลูกบาศก์ เซนตเิ มตร

6. บอกเป็ นโมแลลติ ี้ (Molality : m) หรือโมลัล (Molal) เป็ นการบอก ปริมาณของตวั ถกู ละลายเป็ นโมล ในสารละลาย 1 กโิ ลกรัม หรือ 1,000 กรัม 7. บอกเป็ นเศษสว่ นโมล (Mole fraction) เป็ นหน่วยความเข้มข้น ท่ี คดิ จากปริมาณของตวั ถกู ละลายหรือตวั ทาละลาย ในจานวน โมลรวมของสารละลายทงั้ หมด ซงึ่ มีคา่ ไม่เกนิ 1.00

พลังงานในการละลายของสาร 1. พลังงานประเภทดูดความร้อน (Endothermic change) เป็ นการเคลื่อนทข่ี องพลังงานจากสิ่งแวดล้อมเข้าสู่ระบบ ทาให้ ภายในระบบมีพลังงานสูงขึน้ แต่สิ่งแวดล้อมมพี ลังงานลดลง 2. พลังงานประเภทคายความร้อน (Exothermic change) เป็ นการเคลือ่ นทข่ี องพลังงานจากระบบออกสู่สิ่งแวดล้อม ทาให้ ระบบมพี ลังงานลดลง แตส่ ่ิงแวดล้อมมีพลังงานเพมิ่ ขึน้

สารละลายในชวี ติ ประจาวัน 1. สารละลายกรด (Acid) กรดเป็ นสารละลายประเภทหน่ึง เกิดจากการแตกตัวเป็ นประจุ ไฟฟ้ าของตัวทาละลายและตัวถูกละลาย ได้ไฮโดรเจนอิออน (H+) คุณสมบัติ คือ มีรสเปรีย้ ว มีความว่องไวในการทาปฏิกิริยากับโลหะได้ดี และสามารถนาไฟฟ้าได้ สามารถจาแนกกรดตามคุณสมบัตไิ ด้ 3 ประเภท ดงั นี้ • แบ่งตามความเข้มข้น : กรดเข้มข้นและกรดเจอื จาง • แบง่ ตามลักษณะการเกดิ : กรดอนิ ทรียแ์ ละกรดอนินทรยี ์ • แบ่งตามลักษณะการแตกตัว : กรดแกแ่ ละกรดอ่อน

2. สารละลายเบส (Base) เบสเป็ นสารละลายประเภทหน่ึง เกิดจากการแตกตัวเป็ น ประจุไฟฟ้าของตวั ทาละลายและตวั ถกู ละลาย ได้ไฮดรอกไซดอ์ ิออน (OH-) มรี สฝาด ลนื่ มือคลา้ ยสบู่ ทาปฏกิ ริ ยิ ากบั โลหะไดไ้ ม่ดี สามารถ นาไฟฟ้าได้ สามารถจาแนกเบสตามคุณสมบตั ไิ ด้ 2 ประเภท ดงั นี้ • แบง่ ตามความเขม้ ขน้ : เบสเขม้ ข้นและเบสเจอื จาง • แบง่ ตามลกั ษณะการแตกตวั : เบสแกแ่ ละเบสออ่ น

3. สารละลายเกลอื (Salt) เกลอื เป็ นสารประกอบที่ เกดิ จากการทาปฏิกริ ิยากันระหว่าง กรดกับเบส เรียกว่า ปฏิกริ ิยาสะเทนิ ผลจากปฏิกริ ิยานี้ จะได้เกลือ กับน้า ซ่ึงเป็ นผลมาจากการรวมตัวของไฮโดรเจนอิออนจากกรด กับไฮดรอกไซดอ์ ิออนจากเบส และสารละลายทเ่ี กดิ ขนึ้ มีสภาพเป็ น กลาง คุณสมบัตโิ ดยท่วั ไปจะมีรสเคม็ เป็ นผลกึ สีขาว มีจุดเดอื ดและ จุดหลอมเหลวสูง แบ่งประเภทของเกลือตามการเกิดได้ 5 ประเภท คือ เกลือ ปกติ เกลอื กรด เกลอื เบส เกลอื สองเชงิ และเกลอื เชงิ ซอ้ น

4. สารละลายบฟั เฟอร์ (Buffer Solution) ส า ร ล ะ ล า ย บั ฟ เ ฟ อ ร์เ ป็ น ส า ร ล ะ ล า ย ช นิ ด ห นึ่ ง ท่ี มี ความสามารถในการควบคุมค่า pH ของสารละลาย ให้อยู่ในสภาพ เป็ นกลางหรือสภาพสมดุล ถงึ แม้ว่าค่า pH สามารถเปลี่ยนแปลงได้ ง่าย แต่ก็เป็ นการเปลี่ยนแปลงเพียงเล็กน้อย จนถือได้ว่าไม่มีการ เปล่ียนแปลงเกิดขึน้ เลย โดยบัฟเฟอรท์ ุกชนิดจะมีกรดกับเบส เป็ น ตวั ควบคุมคา่ pH ในสารละลายใหค้ งท่ี

ค่า pH (Power of Hydrogen) ค่า pH เป็ นค่าทีว่ ัดได้จากการใช้อินดเิ คเตอรใ์ นการทดสอบ สารละลาย เป็ นค่าท่บี อกถงึ ปริมาณการแตกตัวของธาตุไฮโดรเจน ของสารละลาย ซ่ึงมี 2 ชนิด คือ ไฮโดรเนียมอิออน ทอี่ ยู่ในรูปของ กรด และไฮดรอกไซดอ์ อิ อน ทอ่ี ยู่ในรูปของเบส

อนิ ดเิ คเตอร์ (Indicator) อินดิเคเตอร์ คือ สารเคมีที่ใช้ทดสอบความเป็ นกรด-เบส ของสาร มสี ภาพเป็ นกรดอ่อนหรอื เบสออ่ น