การแยกสาร

หนังสอื เรียนรายวชิ าพ้ืนฐาน วทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี ชน้ั ประถมศึกษาปที ่ี ๖ เลม่ ๑ ตามมาตรฐานการเรยี นรู้และตัวชีว้ ดั กล่มุ สาระการเรียนรู้วทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี (ฉบับปรับปรงุ พ.ศ. ๒๕๖๐) ตามหลักสูตรแกนกลางการศกึ ษาข้ันพืน้ ฐาน พุทธศักราช ๒๕๕๑ ผ้เู รียบเรยี ง ปรชั ญพงศ์ ยาศรี จรี าพัสฐ์ สแี จ่ม ผูต้ รวจ รศ.ดร.ปรีชา ภูวไพรศิริศาล สทุ ิน แกน่ นาคำ� ศุจกิ า งามสอาด บรรณาธิการ วรรณวิศา สดุ มาตร พนั ธกานต์ อณุ หภทั รฐิตกิ ุล พมิ พ์คร้งั ที่ ๑ : ๒๕๖๓ จ�ำนวน ๓๐,๐๐๐ เล่ม ISBN : 978-616-8172-16-2 จัดพิมพ์และจ�ำหน่ายโดย บริษัทเลริ น์ เอ็ดดเู คชั่น จำ� กัด 254 อาคารวทิ ยกติ ติ์ ชนั้ 13 ถนนพระราม 1 แขวงปทุมวัน เขตปทมุ วัน กรุงเทพฯ 10330 โทรศัพท์ : 0-2251-6842-4 โทรสาร : 0-2251-6841 Email : www.learneducation.co.th สงวนลิขสิทธต์ิ ามพระราชบญั ญัตลิ ขิ สทิ ธิ์ (ฉบบั เพิม่ เติม) พ.ศ. ๒๕๕๘



คำ� นำ� หนังสือเรียนรายวิชาพ้ืนฐานวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ช้ันประถมศึกษาปีท่ี ๖ เล่ม ๑ ได้ เรียบเรียงเนื้อหาสาระให้มีความสอดคล้องตามมาตรฐานการเรียนรู้และตัวชี้วัด กลุ่มสาระการเรียนรู้ วิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี (ฉบับปรบั ปรงุ พ.ศ. ๒๕๖๐) ตามหลักสูตรแกนกลางการศึกษาขั้นพนื้ ฐาน พุทธศักราช ๒๕๕๑ ส�ำหรับให้สถานศึกษาใช้ประกอบการเรียนการสอนและใช้เป็นแนวทางในการ ออกแบบกจิ กรรมการเรยี นรูใ้ หแ้ ก่ผเู้ รยี น เพอื่ นำ� ไปสกู่ ระบวนการคดิ วเิ คราะห์ สงั เคราะห์ และประยกุ ต์ ใชใ้ นชวี ติ ประจำ� วนั โดยหนงั สอื เลม่ นมี้ ีการจัดเรียงลำ� ดบั หนว่ ยการเรยี นรทู้ เี่ กย่ี วขอ้ งเชอื่ มโยงเปน็ ไปใน ทศิ ทางเดยี วกนั และลำ� ดบั เนอ้ื หามคี วามตอ่ เนอื่ ง เรียงจากง่ายไปยาก ซึ่งประกอบด้วยส่วนของเน้ือหา แบบฝึกหัด กจิ กรรมการเรยี นรู้ มีการวดั ผลและประเมนิ ผล เพื่อพัฒนาผู้เรยี นให้เกิดการเรียนรู้ การคดิ แกป้ ญั หา เสริมสร้างทกั ษะและกระบวนการทางวิทยาศาสตรไ์ ดเ้ ปน็ อยา่ งดี คณะผู้จัดท�ำหวังเป็นอย่างย่ิงว่าหนังสือเล่มน้ีจะเป็นประโยชน์ต่อการเรียนการสอน และเป็น ส่วนส�ำคัญในการพัฒนาเยาวชนให้มีความรู้ความสามารถทางวิทยาศาสตร์ท่ีสอดคล้องกับยุคปัจจุบัน ขอขอบคุณคณะครู ตลอดจนหน่วยงานและบุคลากรทุกท่านที่มีส่วนในการจัดท�ำหนังสือเล่มน้ีไว้ ณ โอกาสน้ี หากมีข้อบกพร่องหรือข้อเสนอแนะประการใด ทางคณะผู้จัดท�ำยินดีน้อมรับค�ำติชม เพ่ือนำ� มาปรับปรุงและพัฒนาให้มีความสมบูรณ์มากขน้ึ คณะผูจ้ ดั ท�ำ

คำ� ชีแ้ จงการใช้หนงั สอื หนงั สอื เรยี นรายวชิ าพืน้ ฐานวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยเี ล่มนไี้ ด้รบั การออกแบบมาให้แต่ละหนว่ ย การเรยี นรมู้ สี ว่ นประกอบตา่ ง ๆ ทท่ี ำ�ใหน้ กั เรยี นมคี วามรู้ ความเขา้ ใจ และความคดิ อา่ นดา้ นวทิ ยาศาสตร์ ทดี่ ีและชดั เจนมากขึน้ จากเนื้อหาหลกั ซ่ึงสามารถแยกอธบิ ายได้ ดงั นี้ ทดสอบความพรอ้ ม ควรระวงั แบบทดสอบวัดความรู้พน้ื ฐานท่ีจำ� เป็น เพ่ือ อธบิ ายสงิ่ ทมี่ ีโอกาสพลาดบ่อย ประเมนิ ความพร้อมก่อนเขา้ สหู่ น่วยการเรียนรู้ หรือขนั้ ตอนทคี่ วรระวงั สาระสำ� คญั นา่ รกู้ ระทสู้ ำ� คัญ สรปุ แนวทางการใหน้ ิยาม สมบัติ ทฤษฎี สจั พจน์ ความรู้เสริมหรอื เกรด็ ความรูต้ า่ ง ๆ และขน้ั ตอนวิธีการต่าง ๆ หรือสรปุ เนือ้ หา ทเี่ ก่ียวข้องกบั หนว่ ยการเรยี นรู้ ของหนว่ ยการเรียนรู้ สรปุ ความรู้ ทบทวนตัวเอง สรุปองคค์ วามรู้ของหน่วยการเรียนรู้ ประเมินความรู้ทีไ่ ด้รับในหน่วยการเรียนรู้

ค�ำ ถามประลองยทุ ธ์ แบบฝึกทักษะ แบบฝึกหดั ทีม่ ลี กั ษณะใกล้เคยี ง แบบฝึกหัดทแ่ี ทรกระหวา่ งเน้อื หา การทดสอบทางการศกึ ษาระดบั เพ่อื ทดสอบความรู้ ความเขา้ ใจเนอื้ หา ชาตขิ ้ันพน้ื ฐาน (O-NET) ท่ีเรยี นและช่วยเน้นประเด็นส�ำคญั วริทอบยตาศวั าสตร์ กิจกรรมทา้ ยหน่วยการเรียนรู้ เกม/กิจกรรมที่ส่งเสรมิ ใหน้ ักเรยี นน�ำ เรอ่ื งราวเกยี่ วกบั วทิ ยาศาสตรซ์ ง่ึ สามารถพบ ได้ในชีวิตประจ�ำวันเเละเก่ียวข้องกับเน้ือหา องค์ประกอบที่ไดเ้ รยี นรจู้ ากใน ในหน่วยการเรียนรู้ โดยสามารถน�ำความรู้ หน่วยการเรียนรมู้ าใชใ้ นการทำ� กจิ กรรม จากหน่วยการเรียนรไู้ ปประยุกตใ์ ช้ได้ หรอื แกป้ ญั หาและสะเตม็ การทดลอง แบบทดสอบทา้ ยหน่วยการเรียนรู้ แบบทดสอบความรหู้ ลังเรียน การทดลองหรอื กจิ กรรมการเรยี นรู้ เพอ่ื ใหผ้ เู้ รียนประเมนิ ว่าสว่ นใดท่ีทำ� ไดด้ ี และสว่ นใดทยี่ ังต้องพฒั นา

สารบญั 1. การแยกสาร 3. ระบบย่อยอาหารของมนษุ ย์ แผนผงั มโนทศั น์ แผนผังมโนทศั น์ 1. ระบบยอ่ ยอาหารของมนษุ ย์ 79 1. การแยกสารผสม 3 1.1 การยอ่ ยอาหาร 81 1.1 แยกของแขง็ ออกจากสารผสม 5 1.2 อวยั วะของระบบยอ่ ยอาหาร 84 1.2 แยกของเหลวออกจากสารผสม 17 1.3 การท�ำงานของระบบย่อยอาหาร 86 2. การแยกสารผสมเน้ือเดียว 21 1.4 แนวทางการดูแลรักษาระบบย่อยอาหาร 103 2.1 การแยกของแข็งหรือของเหลวทลี่ ะลาย วิทยาศาสตร์รอบตวั 109 ในของเหลวเป็นสารละลาย 23 กิจกรรมท้ายหน่วยการเรยี นรู้ 110 วทิ ยาศาสตรร์ อบตัว 30 แบบทดสอบท้ายหน่วยการเรยี นรู้ 111 กจิ กรรมทา้ ยหนว่ ยการเรียนร ู้ 32 ค�ำถามประลองยุทธ ์ 112 แบบทดสอบทา้ ยหนว่ ยการเรยี นร้ ู 33 ค�ำถามประลองยุทธ ์ 34 แหลง่ อ้างองิ บรรณานกุ รม 2. อาหารและสารอาหาร แผนผังมโนทัศน์ 39 1. อาหารและสารอาหาร 42 1.1 สารอาหารทใ่ี ห้พลังงาน 51 1.2 สารอาหารทีไ่ ม่ใหพ้ ลงั งาน 2. ปริมาณพลงั งานและสารอาหารท่ี 59 เหมาะสมกับเพศและวยั 2.1 สัดส่วนสารอาหารทีเ่ หมาะสม 61 กับเพศและวยั 64 70 2.2 การรับประทานอาหารให้ถกู หลัก 71 73 โภชนาการ 74 วิทยาศาสตร์รอบตัว กิจกรรมทา้ ยหน่วยการเรยี นร ู้ แบบทดสอบทา้ ยหนว่ ยการเรยี นร ู้ ค�ำถามประลองยุทธ ์

หน่วยการเรยี นรทู้ ี่ 1 การแยกสาร การแยกสารเป็นเร่ืองท่ีเก่ียวข้องกับการใช้ชีวิตประจ�ำวันของเรา อยูเ่ สมอ ไมว่ ่าจะเปน็ การประกอบอาหาร การท�ำความสะอาด ฯลฯ เพื่อให้ได้สารที่ต้องการหรือแยกสารปนเปื้อนออกไป

แผนผงั มโนทัศน์ การแยกสาร 1. การแยกสารผสม 1.1 แยกของแข็งออกจากสารผสม 1.2 แยกของเหลวออกจากสารผสม 2. การแยกสารผสมเนอื้ เดียว 2.1 การแยกของแข็งหรือของเหลว ทล่ี ะลายในของเหลวเปน็ สารละลาย ตวั ช้ีวดั ว 2.1 ป.6/1 อธิบายและเปรียบเทียบการแยกสารผสมโดยการหยิบออก การร่อน การใช้ แม่เหล็กดูด การรินออก การกรอง และการตกตะกอน โดยใช้หลักฐาน เชงิ ประจักษ์ รวมทั้งระบุวธิ ีแก้ปัญหาในชวี ติ ประจ�ำวนั เก่ียวกบั การแยกสาร

1. การแยกสารผสม 1.1 แยกของแข็งออกจากสารผสม 1.2 แยกของเหลวออกจากสารผสม สารตา่ ง ๆ ทอ่ี ยรู่ อบตวั เรามกั เปน็ สารผสมทปี่ ระกอบดว้ ยสาร ตงั้ แต่ 2 ชนดิ ข้นึ ไป เช่น ข้าวจากโรงสีมขี ้าวสารผสมข้าวเปลือกและ ส่ิงปนเปื้อนตา่ ง ๆ ซ่งึ เราจะตอ้ งแยกเอาเฉพาะเมลด็ ข้าวสาร แมแ้ ต่ น้�ำท่ีเราด่ืมก็เป็นสารผสม มนุษย์จึงได้สร้างสรรค์อุปกรณ์ส�ำหรับ ท�ำให้น้�ำมีความบริสุทธิ์มากขึ้น เพ่ือความปลอดภัยต่อการอุปโภค และบริโภค การแยกข้าวสารออกจากขา้ วเปลอื ก หรอื แยกเอาส่ิงปนเป้อื น ออกจากน้ำ� ท�ำได้อย่างไรบ้างนะครับ จุดประสงค์การเรยี นรู้ ค�ำส�ำคัญ • เข้าใจและสามารถอธิบายหลกั การ • การแยกสาร การแยกสารผสมเนอื้ ผสมด้วยวธิ กี าร • สถานะของสาร หยิบออก การรอ่ น การใช้แม่เหลก็ ดูด • สารแมเ่ หล็ก การกรอง และการตกตะกอนได้ • กรอง • สามารถบอกและเชื่อมโยงวิธีการแยกสาร กบั การแกป้ ัญหาในชวี ติ ประจ�ำวนั ได้

4 การแยกสาร ทดสอบความพรอ้ ม จงตอบคำ� ถามต่อไปนี้ ลงในสมดุ 1. จงยกตวั อย่างสารในแต่ละสถานะมาอยา่ งละ 2 ตัวอยา่ ง 2. สารทกุ ชนิดมีความสามารถในการละลายน�้ำเหมือนกันหรอื ไม่ ใหอ้ ธบิ ายจากตัวอยา่ งของสารตอ่ ไปนี้ ไดแ้ ก่ หินปนู นำ�้ ตาลทราย น้ำ� มันพืช และกรวด 3. ลูกเหม็น ลกู แก้ว และลวดเย็บกระดาษ สารใดท่แี ม่เหลก็ สามารถดูดตดิ ได้ 4. สารเนือ้ ผสมมีลักษณะอย่างไร จงอธบิ ายและยกตวั อย่างประกอบ 5. ก�ำหนดสารผสมใหด้ งั นี้ ก. น�ำ้ มันผสมนำ�้ ข. กรวดผสมทราย สารกลมุ่ ก. และ ข. เหมือนหรอื แตกต่างกนั อย่างไร

การแยกสาร 5 สารผสมเนื้อผสมสามารถพิจารณาความแตกต่างได้จากลักษณะทางกายภาพท่ี แตกตา่ งกนั เชน่ มสี ีและขนาดแตกต่างกนั มีสถานะตา่ งกัน ไมล่ ะลายรวมเป็นเนือ้ เดียวกนั จงึ สามารถทำ� การแยกสารเหล่านอ้ี อกได้หลายวธิ ี 1.1 แยกของแขง็ ออกจากสารผสม สารเน้ือผสมมากมาย เชน่ ขา้ วเปลอื กผสมข้าวสารในด้านเกษตรกรรม กรวดผสม ทราย ในอุตสาหกรรมก่อสร้าง สารเหล่านล้ี ้วนแต่เป็นสารผสมทีม่ ขี องแข็งปนอยู่ทง้ั สิ้น วธิ ี การแยกใหเ้ หมาะสมจะตอ้ งพจิ ารณาถงึ สมบตั ิและปรมิ าณของสารองค์ประกอบ 1) การหยิบออก เป็นการแยกสารผสมที่เป็นของแข็งขนาดใหญ่และมีลักษณะ แตกตา่ งกันชัดเจน เช่น ขนาดตา่ งกัน สตี ่างกนั รูปร่างต่างกนั ตัวอย่างการแยกสารด้วยวธิ ี การหยิบออก เชน่ การเลือกหยิบถั่วท่ีตอ้ งการรบั ประทานออกจากถั่วผสมหลายชนดิ การ หยิบลกู บอลสสี ้มออกจากกองลกู บอลสีต่าง ๆ การหยบิ มดหรือเศษฝุ่นผงออกจากน้ำ� รปู ท่ี 1.1 ตัวอยา่ งสารทแ่ี ยกได้โดยวธิ กี ารหยบิ ออก แลว้ ถ้าของแขง็ ท่ผี สมอยู่ในสารผสมมีขนาดเลก็ และ มีปริมาณมากจนหยิบออกไมไ่ หว จะท�ำอย่างไรกันนะ

6 การแยกสาร 2) การร่อน เป็นการแยกสารผสมท่ีเป็นของแข็งซ่ึงมีขนาดแตกต่างกัน แต่ ของแขง็ น้นั มขี นาดเล็กหรือมีปรมิ าณมากจนยากต่อการหยบิ ออก เชน่ การร่อนหินกบั ดิน หรือทรายโดยใช้ตะแกรงร่อนหรือเคร่ืองร่อนที่ใช้พลังงานไฟฟ้าในการเขย่า ดังรูปที่ 1.2 (A) หรือการร่อนแป้งส�ำหรับท�ำขนมโดยใช้ตะแกรงร่อนแป้ง ดังรูปท่ี 1.2 (B) เพื่อให้ได้ เนื้อแป้งละเอียดสม�ำ่ เสมอกนั เมื่อนำ� ไปทำ� ขนมจึงได้เนื้อขนมท่ีมีคณุ ภาพดี (A) การร่อนคดั ขนาดของแขง็ (B) การรอ่ นแป้งทำ� ขนม รปู ที่ 1.2 ตัวอยา่ งการแยกสารโดยวิธกี ารรอ่ น

การแยกสาร 7 นา่ รกู้ ระท้สู ำ� คัญ รอ่ นแบบไทย ใช้ไดด้ ี การฝัดข้าวเป็นการท�ำความสะอาดข้าวภายหลังการ ต�ำข้าวหรือสีข้าวโดยใช้อุปกรณ์เพ่ือคัดข้าวเปลือก ปลายข้าว หรือสารต่าง ๆ ที่ปนเปื้อนออก ท�ำให้ได้ เมล็ดข้าว (ข้าวสาร) ทสี่ วยเตม็ เมล็ดและสะอาด ตกั ข้าวท่ผี า่ นการต�ำแลว้ ใส่ใน “กระด้ง” ถอื ขอบปาก กระด้งด้วยมือท้ังสองข้าง แล้วร่อนและโยนข้าวขึ้นไป บนอากาศเป็นจังหวะ เปลือกข้าวจะค่อย ๆ กระเด็น ออกไปจากกระด้งตามแรงโน้มถ่วงของโลก และแกลบ [1] กจ็ ะปลวิ ออกไปจากกระดง้ ดว้ ยการเคลอ่ื นตวั ของอากาศ รอบ ๆ กระดง้ ในกระด้งก็จะเหลือเพยี ง “ขา้ วสารผสมปลายข้าว” [2] หลังจากนั้นเทข้าวสารและปลายข้าวลง “เหิง” (เคร่ืองสานคล้ายกระด้ง แต่มีตาห่างกว่ากระด้ง) เพอื่ รอ่ นปลายขา้ วออกจากขา้ วสาร ปลายขา้ ว น้ี เรยี กวา่ “ขา้ วเปย๋ี น”

8 การแยกสาร การรอ่ น คดั ของแขง็ ผสมขนาดตา่ ง ๆ ผา่ นรูวสั ดสุ �ำหรับร่อน ของแขง็ ทมี่ ีขนาด อนุภาคใหญ่กวา่ รขู อง ตะแกรงร่อนจะตดิ ด้านบน ของแขง็ ท่ีมีขนาดอนุภาค เล็กกว่ารขู องตะแกรงร่อน จะผา่ นรลู งไปดา้ นล่าง

การแยกสาร 9 3) การใชแ้ ม่เหล็กดดู เปน็ การแยกสารผสมทมี่ ีสารหนึง่ เป็นสารซง่ึ แม่เหล็กสามารถ ดดู ได้ เชน่ เหล็ก นิกเกลิ โคบอลต์ เป็นตน้ ตวั อย่างการแยกสารโดยใชแ้ ม่เหล็กดดู เช่น การ แยกผงตะไบเหล็กที่ผสมอยู่กับผงก�ำมะถัน ดังรูปที่ 1.3 หรือการแยกเศษเหล็กออกจาก กองขยะอ่นื โดยใชแ้ มเ่ หลก็ ไฟฟ้า รูปที่ 1.3 ตวั อย่างการแยกสารโดยวธิ กี ารใชแ้ ม่เหล็กดูด 4) การระเหิด เป็นการแยกสารผสมท่ีมีของแข็งซึ่งสามารถระเหิดได้ที่ความดัน ปกติ กล่าวคือเปล่ียนสถานะจากของแข็งเป็นไอซึ่งเป็นสถานะแก๊สโดยไม่ผ่านสถานะการ เปน็ ของเหลว ของแข็งประเภทนี้ เชน่ ลกู เหมน็ การบูร พมิ เสน หรอื ไอโอดนี ออกจากสารท่ี ไม่สามารถระเหิดได้ ตัวอย่างการแยกสารด้วยวิธีการระเหิด เช่น การแยกผงการบูรออก จากเกลือแกง หรอื การแยกเศษลูกเหมน็ ออกจากนำ�้ ตาลทราย โดยการแยกจะมีการอนุ่ ให้ ความรอ้ นช่วยใหข้ องแข็งระเหิดแยกผา่ นขึ้นไปในภาชนะเก็บแกส๊ ไดเ้ ร็วข้นึ ดังรปู ท่ี 1.4 (A) ลูกเหมน็ (B) การบรู รปู ที่ 1.4 ตัวอย่างสารทรี่ ะเหดิ ได้

10 การแยกสาร ไอของของแขง็ ระเหดิ แยกผา่ นรู กระดาษแขง็ ขึ้นมาในภาชนะเก็บแกส๊ สารเน้อื ผสมบรรจุ ในถ้วยกระเบอ้ื ง หรอื ภาชนะส�ำหรับ ให้ความรอ้ น การระเหดิ อาจมกี ารให้ ความรอ้ นเพ่อื ชว่ ยในการระเหดิ รูปที่ 1.5 อปุ กรณส์ �ำหรับการแยกสารโดยวิธีการระเหิด พมิ เสนเป็นสารที่ไมล่ ะลายน้�ำ ส่วนเกลอื แกงเป็นสารท่ีละลายนำ้� ได้ สารเนือ้ ผสมระหวา่ งพิมเสนกับเกลือแกง ถ้าไมแ่ ยกด้วยการระเหิด จะมีวธิ กี ารอ่ืนในการแยกไดห้ รือไม่

การแยกสาร 11 สารเน้ือผสม 5) การกรอง เป็นการแยกสารผสมท่มี ีของแข็งซงึ่ ไมล่ ะลาย ในของเหลวนนั้ โดยรินสารเนอ้ื ผสมผ่านวัสดกุ รอง เชน่ กระดาษ- กรอง ซงึ่ เมอื่ รนิ สารผา่ นกระดาษกรอง ของเหลวทม่ี ขี นาดอนภุ าค กรกะรดอางษ เล็กกว่ารูของกระดาษกรองจะไหลผ่านลงไปในภาชนะรองรับ ได้ ส่วนของแข็งที่ไม่ละลายในของเหลวและมีขนาดอนุภาคใหญ่ กรวยแกว้ กว่ารูของกระดาษกรองจะติดอยู่บนกระดาษกรอง ดังรูปท่ี 1.6 ในชวี ติ ประจำ� วนั เราใชก้ ารกรองแยกสารมากมาย เชน่ กรองนำ้� กะทิ ที่คั้นจากกากมะพร้าวด้วยกระชอน ดังรูปที่ 1.7 (A) การกรอง ภาชนะรองรับ แยกกากกาแฟกบั นำ�้ กาแฟในเครอื่ งชงกาแฟ ดงั รปู ที่ 1.7 (B) หรอื รูปที่ 1.6 การกรองสารเน้อื แมแ้ ตก่ ารกรองน้�ำดว้ ยเคร่อื งกรองน้�ำให้ได้น�้ำสะอาดขึน้ ผสมผา่ นกระดาษกรอง (A) คน้ั น�้ำกะทผิ ่านกระชอน (B) อุปกรณ์กรองในเครื่องชงกาแฟ รปู ที่ 1.7 ตวั อย่างการแยกสารโดยวิธีการกรอง

12 การแยกสาร 6) การตกตะกอน เป็นการแยกสารผสมที่เป็นของแข็งซ่ึงแขวนลอยอยู่ในของ เหลว เช่น น�้ำคลอง เม่ือวางต้ังไว้ตะกอนจะตกลงไปอยู่ด้านล่างของภาชนะตามแรง โน้มถ่วงของโลก การตกตะกอนจะสามารถเกิดได้เร็วข้ึนโดยการใช้สารเคมี เช่น สารส้ม (alum) ซง่ึ เป็นผลึกใสไม่มสี ีหรือผลึกสขี าวท่ีมธี าตอุ ะลมู ิเนียมและซลั เฟตเปน็ สว่ นประกอบ หลกั โดยการนำ� สารส้มมาละลายนำ�้ จะไดส้ ารท่ีมปี ระจุไฟฟ้า ซึง่ ดึงดดู อนภุ าคของของแขง็ ท่ีกระจายตัวอยู่ในน้�ำมารวมตัวกันจนมีขนาดใหญ่และมีน�้ำหนักมากข้ึน และเกิดการ ตกตะกอนลงสูก่ ้นภาชนะ จงึ ทำ� ใหน้ �้ำขนุ่ ใสได้ 1. น�้ำขนุ่ 2. แกวง่ สารส้มในน้�ำขนุ่ 3. ตั้งทิง้ ไว้ให้ตกตะกอน รูปที่ 1.8 ตัวอย่างการตกตะกอนของน�ำ้ ขุ่นภายหลังการแกวง่ ด้วยสารสม้ และตัง้ ทงิ้ ไว้

การแยกสาร 13 การตกตะกอน การกรอง การรินออก กระบวนการเกิดต่อเน่ืองกันได้ การตกตะกอน การรินออก ใชใ้ นกรณแี ยก ตะกอนเบาตกลงตามแรงโน้มถ่วงโลก ของแข็งกบั ของเหลว อาจใช้สารเคมีช่วยตกตะกอน โดยไมผ่ ่านวสั ดกุ รอง เชน่ รนิ น�ำ้ ซาวขา้ ว ออกจากขา้ วสาร การกรอง ใช้ในกรณีแยกของแข็งออกจากของเหลวผ่าน วสั ดุกรอง เชน่ กรองของเหลวออกจากตะกอนดนิ ตา่ ง ๆ

14 การแยกสาร การทดลอง การทดลองท่ี 1.1 : การแยกสารด้วยวิธีการกรอง จุดประสงค์ ศกึ ษากระบวนการแยกสารดว้ ยวิธีการกรอง วัสดุอปุ กรณแ์ ละสารเคมี 1. บกี เกอรข์ นาด 100 มิลลลิ ติ ร จำ� นวน 3 ใบ 2. กระดาษกรอง จำ� นวน 3 แผน่ 3. กรวยกรอง จ�ำนวน 1 อนั 4. แท่งแก้วคนสาร จ�ำนวน 1 แทง่ 5. ขวดรูปกรวย (ภาชนะรองรบั ) จ�ำนวน 3 ใบ 6. สารตัวอยา่ ง 3 ชนดิ ไดแ้ ก่ น้�ำเกลือ น้ำ� คลอง นำ้� แป้งมันส�ำปะหลงั ชนิดละ 50 มิลลิลติ ร วธิ กี ารทดลอง 1. นำ� สารตวั อยา่ งทน่ี กั เรยี นเตรยี มมา 3 ชนดิ ใสล่ งในบกี เกอรข์ นาด 100 มลิ ลลิ ติ ร ทง้ั 3 ใบ สงั เกตลกั ษณะของสารทเ่ี ตรยี มมาและบนั ทกึ ผลการทดลอง 2. พับกระดาษกรองแบบจีบ ใสล่ งในกรวยกรองทว่ี างลงบนขวดรูปกรวย 3. ท�ำการกรองสารตัวอย่างทลี ะชนดิ โดยรินสารผ่านแท่งแกว้ คนสารลงบนกระดาษ กรองท่ีอยู่ในกรวยกรอง โดยไมร่ นิ ลงบนบรเิ วณตรงกลางและไมร่ ินให้ลน้ กระดาษกรองส่วนบน 4. กรองสารตวั อยา่ งจนหมด สงั เกตสารทผ่ี า่ นกระดาษกรองลงไปในภาชนะรองรบั และกระดาษกรองบนกรวยกรอง และบนั ทกึ ผลการทดลอง 5. ล้างแทง่ แก้วและกรวยกรอง จากนั้นเปลี่ยนกระดาษกรอง แล้วทำ� การกรอง สารตวั อย่างทเ่ี หลอื เช่นเดยี วกบั ข้อ 2. ถงึ ขอ้ 4.

การแยกสาร 15 ตารางบนั ทึกผลการทดลอง ผลการสงั เกต สารตัวอย่าง ลกั ษณะของสาร ลักษณะของสารหลังการกรอง ก่อนการกรอง บนกระดาษกรอง ในภาชนะรองรบั นำ�้ เกลือ ตวั อย่างตารางบนั ทกึ ผลการทดลอง น�้ำคลอง นำ�้ แปง้ มนั ส�ำปะหลัง คำ� ถามทา้ ยการทดลอง 1. สารตวั อยา่ งท่ีนำ� มา มีสารใดบา้ งที่สามารถกรองไดแ้ ละไมไ่ ดด้ ว้ ยกระดาษกรอง เพราะเหตุใด 2. สารท่ีสามารถผา่ นกระดาษกรองไดม้ ีลักษณะและสถานะอย่างไร 3. ถ้าไมม่ ีกระดาษกรองนักเรยี นคดิ ว่าจะใช้วัสดุใดกรองแทนไดบ้ ้าง อย่างไร

16 การแยกสาร แบบฝกึ ทักษะ 1.1 จงตอบค�ำถามตอ่ ไปน้ี ลงในสมุด 1. จงบอกความหมายของการแยกสาร 2. จงบอกความแตกต่างระหวา่ งการหยบิ ออกและการรอ่ น พรอ้ มยกตวั อยา่ งประกอบ การอธิบาย 3. จงบอกความแตกตา่ งระหว่างการรอ่ นและการกรอง พรอ้ มยกตัวอย่างประกอบ การอธิบาย 4. ก�ำหนดขอ้ มลู ของของแข็งแตล่ ะชนดิ ให้ดงั นี้ สาร การละลายนำ�้ สมบตั ิแมเ่ หล็ก สมบตั ิการระเหดิ ระเหิดไม่ได้ A ละลายไดด้ ี ไมเ่ ป็นสารแมเ่ หลก็ ระเหิดไมไ่ ด้ ระเหิดได้ B ไมล่ ะลาย เป็นสารแม่เหลก็ C ละลายไดด้ ี ไมเ่ ป็นสารแมเ่ หล็ก จงบอกวธิ กี ารแยกสารเนื้อผสมในแต่ละข้อตอ่ ไปน้ี 4.1 สารผสมระหว่างสาร A และสาร B 4.2 สารผสมระหว่างสาร A และสาร C 4.3 สารผสมระหว่างสาร A สาร B และสาร C 5. ของแข็งทรงกลม 4 ชนิด ได้แก่ W, X, Y และ Z มีขนาดเส้นผา่ นศูนยก์ ลางเทา่ กบั 2, 3, 5 และ 7 เซนตเิ มตร ตามลำ� ดบั ถา้ มีตะแกรงร่อนทมี่ ขี นาดเส้นผา่ นศูนย์กลาง ของรูตะแกรงเท่ากับ 6 เซนติเมตร จะสามารถแยกของแข็งชนิดใดออกจากของแข็ง อื่นได้มากที่สดุ

การแยกสาร 17 1.2 แยกของเหลวออกจากสารผสม กรณีทมี่ ีสารผสมเปน็ ของเหลวตั้งแต่ 2 ชนดิ ข้ึนไปทีไ่ มล่ ะลายรวมเป็นเนอ้ื เดียวกัน เช่น นำ�้ กับน้ำ� มัน สามารถแยกออกจากกันโดยการใชก้ รวยแยก กรวยแยก เปน็ อปุ กรณท์ ม่ี ีรูปร่างคลา้ ยกรวยทบ่ี รเิ วณปลายเป็นทรงเรียวยาว แตม่ ี ก๊อกสำ� หรับไขของเหลวใหผ้ า่ นไปได้ ดังรูปท่ี 1.9 บรรจขุ องเหลวผสมลงดา้ นบน ของกรวยแยก ของเหลวส่วนบน มีความหนาแนน่ น้อยกว่า ของเหลวสว่ นลา่ ง มีความหนาแนน่ มากกว่า รูปท่ี 1.9 ตัวอยา่ งการแยกสารโดยใชก้ รวยแยก ก๊อก เปิด-ปิด ส�ำหรับไขเปิดให้ของเหลวส่วนล่าง ไหลแยกลงมาก่อนในภาชนะรองรับ จนกระทั่งของเหลวส่วนล่างใกล้หมด แล้วใหค้ อ่ ย ๆ ไขกอ๊ กปิด แลว้ เปลีย่ น ภาชนะรองรบั ของเหลวสว่ นบนทเ่ี หลอื ต่อไป

18 การแยกสาร แบบฝกึ ทักษะ 1.2 จงตอบคำ� ถามตอ่ ไปนี้ ลงในสมดุ 1. การแยกของเหลวผสมด้วยกรวยแยกอาศยั สมบัตทิ างกายภาพท่แี ตกต่างกนั ของสารอย่างไร 2. สารผสมที่ประกอบด้วยของเหลว 2 ชนดิ โดยของเหลวแต่ละชนดิ ไมล่ ะลาย เข้าดว้ ยกัน และของเหลวชนิดแรกมีความหนาแน่นมากกวา่ ของเหลวชนิดทีส่ อง ของเหลวชนิดใดจะแยกออกจากกรวยแยกลงไปในภาชนะรองรับได้กอ่ น 3. สารผสมใดต่อไปนแี้ ยกโดยการใช้กรวยแยก 3.1 น�ำ้ มนั หอมระเหยกบั น้ำ� 3.2 นำ้� สม้ สายชกู ับนำ้� 3.3 นำ�้ เกลอื กับนำ้� มันพชื 3.4 นำ�้ กับแอลกอฮอล์ 3.5 กลีเซอรอลกับไบโอดเี ซล

การแยกสารผสม แยกของแข็งสจารุปกความรู้ สาร ของแขง็ หรอื สารท่ตี อ้ งการแยกมีขนาด มีของแขง็ ทีเ่ ปลย่ี นสถานะจากของแข็ง และปริมาณเหมาะสมตอ่ การหยิบออก เป็นแก๊สได้โดยตรง ใชก้ ารระเหดิ ใชม้ อื หรอื อุปกรณ์ช่วยหยิบออก ของแขง็ ทต่ี อ้ งการแยก โดยการอ่นุ ใหค้ วามร้อนแยกออกไป มขี นาดเล็กและปรมิ าณมากยากต่อการ รินของเหลวออกจาก หยบิ ออก ใชต้ ะแกรงร่อน ของแขง็ โดยใชก้ ารรนิ ออก คัดขนาดผ่านรูตะแกรงร่อน สารท่ีต้องการแยกเปน็ สารแม่เหลก็ แยกของแข็งท่ีไม่ละลายในของเหลว ใชแ้ ม่เหล็กดดู แยกออกไป ของแขง็ ขนาดเล็ก กระจายตวั ในของเหลว ของแข็งที่ไมล่ ะลายในของเหลว ใชก้ ารตกตะกอน ใชก้ ารกรองผา่ นวสั ดุกรอง ทางกายภาพ : ปล่อยตกตามแรงโน้มถ่วงของโลก โดยของแข็งขนาดอนุภาคใหญก่ ว่ารู ทางเคมี : ใชส้ ารเคมีช่วยให้ตะกอนเบารวมตัว วัสดุกรองจะไม่สามารถผา่ นได้ และมนี ้�ำหนกั มากขึน้ ท�ำให้ตกตะกอนได้เรว็ ขน้ึ สว่ นของเหลวสามารถผ่านลงไปได้ กของเหลวจาก ของเหลวท่ีมี ความหนาแน่นนอ้ ย สารผสม ของเหลวที่มี ความหนาแน่นมาก ของเหลวแตล่ ะชนิดมีสมบัตกิ ารละลายต่างกัน ในกรณที ่ีของเหลว ไมล่ ะลายเป็นเนอื้ เดยี วกันสามารถใชก้ รวยแยก จะแยกของเหลว ส่วนล่างทม่ี ีความหนาแน่นมากกว่าออกมากอ่ น

ทบทวนตัวเอง จงอา่ นบทความหรือข้อความท่กี ำ� หนดให้ แลว้ ตอบค�ำถาม ลงในสมดุ คำ� ถามที่ 1 ในระหวา่ งงานลกู หมแู สดงมายากลใหค้ นในบา้ นดู โดยทำ� ใหช้ อ้ นหรอื โลหะลอยตดิ มอื ขนึ้ มาไดจ้ งึ เรยี กเสยี งฮอื ฮาและรอยยมิ้ จากทกุ คนเปน็ อยา่ งมาก หลงั จากงานทกุ อยา่ งจบลง ลูกหมูเก็บจานชามต่าง ๆ ไปล้าง แต่พบว่าน�้ำประปาขุ่นมากจึงน�ำผ้าขาวบางมากรองน้�ำ ปรากฏว่าน้�ำที่กรองได้ยังไม่ใสมากพอ และยังมีลักษณะเป็นตะกอนเล็ก ๆ ลอยอยู่ในน้�ำ คุณแมจ่ ึงไปหยิบก้อนสารส้มมาใหแ้ กวง่ ในน�ำ้ พอแกว่งไปสักพกั น�ำ้ กเ็ ริม่ ใสข้ึน และตะกอน ขนาดเลก็ ๆ ไดต้ กลงกน้ ภาชนะเปน็ จำ� นวนมาก แลว้ ลกู หมกู ค็ อ่ ย ๆ รนิ เอานำ้� สว่ นใสดา้ นบน ไปใช้ จากบทความท่กี ำ� หนดใหเ้ กย่ี วข้องกบั วธิ ีการแยกสารอย่างไรบ้าง และนักเรยี นคดิ ว่า เพราะเหตใุ ดตอนที่ใชผ้ ้าขาวบางมากรองนำ้� ขุ่นแล้วยังพบวา่ มตี ะกอนเบาเหลืออยู่ คำ� ถามที่ 2 จงพจิ ารณาข้อความที่ก�ำหนดให้ แล้วตอบว่า “ถูกต้อง” หรอื “ไมถ่ กู ตอ้ ง” ส่งิ ทีเ่ กิดขน้ึ ถกู ต้อง ไม่ถกู ต้อง 1. การหยบิ ออกคอื การใช้มอื ของผู้ทดลองทำ� การแยกสาร ท่ีต้องการเทา่ นนั้ 2. หลงั จากทท่ี ำ� การตกตะกอนแล้วสามารถแยกตะกอน ับน ึทกลงในส ุมด ออกจากของเหลวไดด้ ้วยวิธกี ารกรอง 3. ไอโอดีนและดา่ งทบั ทิมท่ผี สมกนั อย่มู ีสีมว่ งเหมือนกัน สามารถแยกออกจากกนั ได้ดว้ ยวิธกี ารระเหดิ

2. การแยกสารผสมเน้อื เดยี ว 2.1 การแยกของแขง็ หรือของเหลวทลี่ ะลาย ในของเหลวเปน็ สารละลาย สารท่ีเรามองเห็นเป็นเนื้อเดียวอาจประกอบไปด้วยสาร หลายชนิด อย่างน้�ำเกลอื ในการทำ� นาเกลอื น�้ำสม้ สายชกู ล่นั หรือ แม้แต่น้�ำมันเช้ือเพลิงท่ีใช้กับรถยนต์ ทั้งหมดนี้ล้วนเป็นสารละลาย ท่ีผา่ นกระบวนการการแยกสารเพอ่ื นำ� มาใช้ประโยชนท์ ัง้ สิ้น จะทราบไดอ้ ย่างไรว่าสารเนอ้ื เดยี วท่ีเหน็ เปน็ สารละลาย จุดประสงคก์ ารเรียนรู้ ค�ำสำ� คญั • เขา้ ใจและสามารถอธบิ ายหลกั การ • สารละลาย การแยกสารผสมเน้อื เดยี วหรือสารละลาย • จุดเดือด ดว้ ยวธิ ีการระเหยแหง้ และการกล่ันธรรมดา • การระเหย • สามารถบอกและเชื่อมโยงวิธกี ารแยกสาร • การกลน่ั กบั การแกป้ ัญหาในชวี ติ ประจ�ำวันได้

22 การแยกสาร ทดสอบความพร้อม จงตอบคำ� ถามต่อไปน้ี ลงในสมดุ 1. สารผสมทเ่ี ปน็ สารเน้ือเดียวคือสารประเภทใด 2. น�ำ้ เกลือมีสารชนดิ ใดเปน็ ตวั ละลายและตัวท�ำละลาย ตามลำ� ดับ 3. น�้ำมีจดุ เดือดกอี่ งศาเซลเซียสที่ความดนั ปกติ 4. การระเหยเป็นกระบวนการการเปล่ยี นสถานะของสารอยา่ งไร 5. การควบแน่นเปน็ กระบวนการการเปล่ียนสถานะของสารอยา่ งไร

การแยกสาร 23 สารผสมที่มีของแข็งหรือของเหลวซ่ึงละลายได้ในตัวท�ำละลายจนเป็นสารเน้ือ เดียว หรือเราอาจเรียกสารผสมเน้ือเดียวว่า “สารละลาย” ไม่สามารถใช้การหยิบออก การร่อน การกรอง หรอื การรินออกได้ จึงมกี ารอาศยั ความร้อนช่วยในการแยกสาร 2.1 การแยกของแขง็ หรือของเหลวทล่ี ะลายในของเหลวเป็นสารละลาย สารละลายที่มีของแขง็ ละลายเป็นเน้ือเดียวในของเหลว เชน่ นำ้� เกลอื หรอื น้ำ� ทะเล ที่มีเกลือแกงหรือโซเดียมคลอไรด์เป็นองค์ประกอบ สามารถแยกเอาเกลือแกงออกมา ใช้ประโยชน์ได้หลายวิธี ซึ่งวิธีท่ีง่ายและน�ำมาใช้กันอย่างกว้างขวาง คือ การระเหยแห้ง และการตกผลึก คราบของแข็ง สขี าว จานหลมุ โลหะ ความร้อน รปู ท่ี 1.10 ตวั อยา่ งการแยกสารโดยการระเหยแหง้ น้�ำเกลอื บนจานหลมุ โลหะท่ีมี การใหค้ วามร้อนเพอ่ื ระเหยนำ้� 1) การระเหยแห้ง เป็นการแยกสารเน้ือเดียวท่ีเป็นสารละลายโดยการแยกเอา ของแข็งที่ละลายอยู่ในสารละลายซึ่งมีตัวท�ำละลายท่ีมีจุดเดือดต่�ำ เมื่อให้ความร้อนตัวท�ำ ละลายจะระเหยแยกออกไป ท�ำให้ได้ตัวละลายท่ีต้องการ เช่น น้�ำเชื่อม (แยกเอาน้�ำตาล ทราย) นำ�้ เกลอื (แยกเอาเกลอื แกง) ซงึ่ วธิ กี ารนเี้ ปน็ ขนั้ ตอนหนงึ่ ของการทำ� นาเกลอื เพอื่ ผลติ เกลือสมุทรสำ� หรับใช้ปรุงอาหารมาอยา่ งยาวนาน การทำ� นาเกลือไม่ได้อาศัยแคก่ ารระเหยแหง้ อย่างเดยี วนะครบั เดก็ ๆ แต่ยงั เกย่ี วข้องกับการตกผลกึ และค�ำนึงถงึ เร่ืองความถว่ งจำ� เพาะอีกด้วย

24 การแยกสาร 2) การตกผลึก เปน็ การแยกสารที่เปน็ ของแข็งซึง่ ละลาย (A) ผลกึ สารสม้ อยู่ในสารละลาย โดยการใหค้ วามรอ้ นเพอื่ ระเหยตวั ทำ� ละลายออก (B) ผลกึ เกลือแกง ไปบางส่วนจนเกิดสารละลายอ่ิมตัว เมื่อสารเย็นลงจะท�ำให้เกิด การตกผลกึ ของของแขง็ ทมี่ รี ปู รา่ งเปน็ ทรงเรขาคณติ ของสารนนั้ ๆ ออกมา ท้ังยังมีความบริสุทธิ์มากย่ิงข้ึนอีกด้วย เช่น การตกผลึก ของเกลอื แกงจากนำ้� เกลอื อมิ่ ตวั ภายหลงั จากการตกผลกึ แลว้ จะมี ผลึกท่ีเป็นของแข็งรวมอยู่กับสารละลายที่เป็นของเหลว เราจึง สามารถแยกผลึกออกไดโ้ ดยการหยบิ ออกหรือการกรอง (C) ผลกึ จุนสี รูปที่ 1.12 ผลกึ ของจนุ สีท่แี ยกออกมาเปน็ สฟี ้าสดภายหลัง รูปท่ี 1.11 แบบจ�ำลอง สารละลายอิม่ ตัว ผลกึ รปู ทรงตา่ ง ๆ สารละลายอมิ่ ตวั คอื สารทมี่ ตี วั ละลายอยมู่ ากจน น่ารกู้ ระทู้สำ� คญั ไม่สามารถละลายได้อกี ณ อณุ หภมู ิหนงึ่ เชน่ การ เลี้ยงผลึกสารส้ม เม่ือให้ความร้อนสารส้มจะละลาย ได้ในตัวท�ำละลาย จนถึงอุณหภูมิหนึ่งที่เมื่อเติม สารส้มเพิ่มเข้าไปแล้วจะไม่สามารถละลายต่อไปได้ อกี แสดงวา่ สารละลายเกดิ การอม่ิ ตวั และเมอ่ื วางทงิ้ ไวใ้ หอ้ ณุ หภมู ลิ ดลง จะเกดิ ผลกึ สารสม้ แยกตวั ออกมา จากสารละลายทอ่ี ่มิ ตัวนัน้

การแยกสาร 25 3) การกลั่น สารละลายท่ีมีของแข็งหรือของเหลวละลายในตัวท�ำละลายท่ีเป็น ของเหลว เช่น สารละลายแอลกอฮอล์ท่ีมีเอทานอลผสมกับน�้ำ หากน�ำไประเหยแห้งทั้ง เอทานอลที่มจี ุดเดอื ด 78 องศาเซลเซยี ส และนำ้� ที่มจี ดุ เดือด 100 องศาเซลเซยี ส จะระเหย ไปในเวลาใกล้เคียงกันจนหมดไม่เหลือสารใด เนื่องจากของเหลวท้ังสองชนิดมีจุดเดือดต�่ำ และใกล้เคียงกันมาก จึงต้องใช้การกลั่นล�ำดับส่วนด้วยการให้ความร้อน ท�ำให้สารท่ีมี จุดเดือดต่�ำกว่าเปลี่ยนสถานะจากของเหลวเป็นไอเพ่ือแยกออกจากของเหลวที่มีจุดเดือด สูง แล้วควบแน่นออกมาเป็นของเหลว ซ่ึงการแยกน�้ำมันดบิ หรอื แกส๊ ธรรมชาตเิ พื่อนำ� มาใช้ ประโยชน์ตา่ ง ๆ มากมายก็อาศยั หลกั การกลนั่ ลำ� ดับส่วนเชน่ กัน รูปที่ 1.13 โรงกลัน่ นำ�้ มันดิบ จะมีการอปุ กรณท์ ีส่ �ำคัญคือหอกลนั่ ลำ� ดบั สว่ นทม่ี ีความสงู มาก เพอื่ แยกสารองคป์ ระกอบซ่งึ มีจุดเดอื ดใกลเ้ คียงกันได้ นอกจากการกล่ันล�ำดับส่วนแล้วยังมีอีกวิธีคือ การกล่ันแบบธรรมดา ซึ่งจะใช้ แยกสารผสมที่มีจุดเดือดแตกต่างกันมากกว่า 80 องศาเซลเซียส อย่างการกล่ันน�้ำเกลือ ซ่ึงเกลือแกงมีจุดเดือดสูงประมาณ 1,400 องศาเซลเซียส ในขณะที่น�้ำมีจุดเดือดต่�ำเพียง 100 องศาเซลเซยี ส การกลัน่ ธรรมดาก็สามารถแยกนำ้� บรสิ ทุ ธ์ิออกจากนำ�้ เกลอื ได้

26 การแยกสาร การระเหยแห้ง การกลั่น น�ำ้ ระเหยเปน็ ไอน้ำ� แยกออกจากน�้ำเกลอื น้�ำเกลือ การระเหยแหง้ การกล่นั ตัวท�ำละลายทม่ี ี แยกสารละลาย ตวั ทำ� ละลายทม่ี ี จุดเดือดต�่ำระเหยไป โดยใช้ความรอ้ น จดุ เดือดต�่ำจะเดอื ด เหลอื ตัวละลายทีม่ ี สารใดจดุ เดอื ด เปน็ ไอแลว้ ควบแน่น ต่ำ� กวา่ จะกลาย เปน็ ของเหลว จดุ เดอื ดสงู เป็นของแข็ง แยกออกไปจาก เปน็ ไอแยก ตวั ละลายทม่ี จี ดุ เดอื ดสูง ออกมาก่อน เทอร์มอมเิ ตอร์ ทางน�้ำออก สารละลายทีจ่ ะกล่ัน เครอ่ื งควบแนน่ (สารผสม) ทางน้ำ� เข้า สารที่กลนั่ ได้

การแยกสาร 27 แบบฝกึ ทกั ษะ 1.3 จงตอบคำ� ถามตอ่ ไปนี้ ลงในสมุด 1. สารผสมชนดิ หนงึ่ มีนำ้� เปน็ องค์ประกอบ โดยสารองค์ประกอบอีกชนดิ เปน็ ของแข็งที่มี จุดเดอื ดสูงกว่าน้ำ� ถ้าทำ� การระเหยแหง้ แล้วจะเหลือสารชนดิ ใดอยู่บนภาชนะ 2. สารผสมชนิดหนึง่ ประกอบดว้ ยของเหลว 2 ชนิดทมี่ ีจุดเดือดใกลเ้ คยี งกัน สารผสมนค้ี วรแยกด้วยวธิ ีการระเหยแหง้ หรอื ไม่ เพราะเหตใุ ด 3. สารละลายสีฟา้ ชนดิ หนง่ึ มนี ำ้� เปน็ ตัวท�ำละลาย หากท�ำการระเหยแห้งแลว้ สารที่เหลือควรจะมลี ักษณะอย่างไร 4. การระเหยแหง้ และการกล่นั เป็นวธิ ีการแยกสารท่เี หมือนหรอื แตกต่างกนั อยา่ งไร 5. สารผสมที่กำ� หนดให้ต่อไปนี้แยกได้ดว้ ยวิธีการระเหยแห้งหรอื การกลน่ั 5.1 การท�ำน้�ำตาลปกึ 5.2 การแยกน�ำ้ จืดจากน�้ำทะเล 5.3 การผลิตน�ำ้ สม้ สายชู 5.4 การท�ำเอทานอลให้บรสิ ุทธมิ์ ากขึ้นหลงั การหมัก 5.5 การตากผา้ ให้แห้ง

การแยกสารผสมเน้ือเดยี ว สรปุ ความรู้ การระเหยแหง้ ใชค้ วามร้อนระเหยตวั ทำ� ละลายท่มี ีจุดเดอื ดต�่ำออกจากสารละลาย สารละลาย = ตัวละลาย + ตัวทำ� ละลาย (สารผสมเนอื้ เดียว) (จุดเดอื ดสูง) (จดุ เดอื ดตำ่� ) การตกผลกึ กลายเปน็ ไอแยกออกไป แยกผลกึ ของแขง็ บรสิ ทุ ธิ์ออกจากสารละลายอ่มิ ตัว โดยสารประเภททลี่ ะลายได้ดีเม่อื อุณหภูมิสูงข้ึน เมื่อทำ� การลดอุณหภมู ิหลงั สารละลายอม่ิ ตวั จะเกิดการตกผลกึ สารละลายอ่ิมตวั ลดอณุ หภูมิ ตกผลึกเป็นของแขง็ บรสิ ุทธิ์ การกลน่ั ใชค้ วามรอ้ นระเหยตัวท�ำละลายทม่ี จี ุดเดือดต�่ำออกจากสารละลาย สารละลาย = ตวั ละลาย + ตัวท�ำละลาย (สารผสมเน้อื เดียว) (จุดเดอื ดสงู ) (จดุ เดอื ดต่�ำ) กลายเปน็ ไอ ควบแนแ่นล้วกลับมา

ทบทวนตัวเอง คำ� ถามที่ 1 จงพิจารณาขอ้ ความทีก่ ำ� หนดให้ แล้วตอบว่า “ถกู ตอ้ ง” หรือ “ไมถ่ กู ต้อง” ข้อความ ถกู ตอ้ ง ไมถ่ กู ต้อง 1. การระเหยแหง้ เปน็ การท�ำให้ตวั ละลายท่ีมีจดุ เดือดต�่ำ ับน ึทกลงในส ุมด กลายเปน็ ไอเพื่อแยกตวั ออกไป 2. การระเหยแห้งจะท�ำให้ตัวท�ำละลายระเหยไป ส่วนการกลั่น จะทำ� ให้ตัวทำ� ละลายควบแน่นแยกกลับมา 3. การตกผลกึ จะไดข้ องแขง็ แยกออกมาจากสารละลายอิ่มตัว 4. การกลนั่ เป็นการแยกของเหลวผสมโดยอาศยั ความแตกตา่ ง กันของจุดเดอื ดของสาร 5. สารทีม่ ีจุดเดอื ดใกลเ้ คียงกันสามารถกล่นั ธรรมดาได้ คำ� ถามท่ี 2 การแยกสารด้วยวิธีการต่าง ๆ ในชีวิตประจ�ำวันหรือในอุตสาหกรรม จะแยกเพื่อให้ได้ สารบริสุทธิ์ส�ำหรับน�ำไปใช้งานหรือใช้ประโยชน์ใช่หรือไม่ จงสืบค้นข้อมูลและยกตัวอย่าง ประกอบการอธิบาย ลงในสมดุ

วิทยาศาสตร์ กาเรกทลำ�อื นสามเทุ กรลือ รอบตวั การท�ำนาเกลืออาศัยหลกั การทางวิทยาศาสตรท์ ่ีส�ำคญั ที่ต้องค�ำนงึ ถงึ คือ ความถว่ งจ�ำเพาะ (ถ.พ.) ของนำ�้ เกลอื ซึ่งเปน็ คา่ ความหนาแน่นของน�้ำเกลอื เทียบกบั ความหนาแน่นของน้ำ� คลองส่งน�้ำ จนมีความถ่วงจ�ำเพาะ 1.08 แลว้ ปล่อยเข้าสู่นาเชือ้ โคลซนากตสมตั เวศ์ทษ่ตี ในบกต้�ำไมระ้ะกซเอหานกยพืช น้�ำระเหย

ขั้นตอนแรกเร่ิมจากปล่อยน้�ำทะเลเข้าสู่พื้นที่ราบท่ีเตรียมไว้ในนาวังหรือวังขังน้�ำ ซง่ึ จะมีการตกตะกอนสง่ิ สกปรกต่าง ๆ จากน้ันระบายน้�ำเข้าสนู่ าตาก ตากให้น�ำ้ ระเหยไป จนมี ถ.พ. 1.08 แลว้ ปลอ่ ยนำ�้ เขา้ สูน่ าเชือ้ ในระดับถดั ไป น้ำ� จะระเหยไปท�ำใหม้ คี วามเค็ม เพม่ิ ข้ึนและเมอ่ื มี ถ.พ. 1.2 จะเกิดการตกผลึกของยปิ ซัม (CaSO4) ออกมากอ่ นซึ่งถือเป็น ผลพลอยได้ หลงั จากนน้ั ปลอ่ ยนำ้� ทะเลเขา้ นาสดุ ทา้ ยคอื นาปลง ทงิ้ ไว้ 1-2 วนั จะเกดิ การตกผลกึ ของเกลือแกงหรือโซเดียมคลอไรด์ (NaCl) นั่นเอง แล้วประมาณวันท่ี 10 ก็ตีแผ่นเกลือ ให้โกยเกลือมากองรวมกันก่อนน�ำไปเก็บในยุ้งเกลือ ตากเกลือเพื่อระเหยน้�ำจนแห้ง แล้ว รอจำ� หน่ายต่อไป จนมคี วามถ่วงจ�ำเพาะ 1.2 ยิปซัม (CaSO4) จะตกผลึก เกลอื แกง (NaCl) จะตกผลึก นำ�้ ระเหย น้�ำระเหย

32 การแยกสาร กจิ กรรมท้ายหน่วยการเรยี นรู้ เครื่องกรองน�ำ้ อย่างงา่ ย ใหน้ ักเรยี นแบ่งกลมุ่ ประดิษฐ์ชดุ กรองน�้ำท่ีสามารถกรองไดส้ ะอาดและรวดเร็วจากอปุ กรณ์ท่ี หาได้งา่ ย โดยใชค้ วามรูท้ างวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี วศิ วกรรมศาสตร์ และคณิตศาสตร์ Science Technology ค--วอกคาหนครโมวขรดภุอดั รรนือยงขาเู้ทาวรจคดนาดียสัะ้าสางใงดไนาดหวลมสุรบอทิญ�ำ่ส�ำทนนดยาหไ่ี่มสุภบัมลารีขาศาาล่ไบั นมสครงากาถ้กาไไสรปดดรผรตอถใ้มอจ่ารหงกนนงปี ์สญรไถราปอะก่ึงมงไขสวาดอนิทา่ร้นวถาธภุัสดภิ ดาเาลคุพก็ การใช้เทคโนโลยีช่วยในการออกแบบ อปุ กรณ์ฺ และเกบ็ ขอ้ มลู ของการทดสอบ การกรองกับไส้กรองรูปแบบต่าง ๆ รวมถงึ เลอื กใชโ้ ปรแกรมในการนำ� เสนอ งานไดอ้ ย่างมปี ระสิทธภิ าพ กระบวนการทางวศิ วกรรมศาสตร์ กกแครกรลอำ�อาะนงรงเรวใกเปูชณม็บแ้คอื่ ขขบสณน้อลบาติมบัตดศูลชา่ขาเงน้ัปอสวงๆรตสัอียรดปุบ์ กุกเรทรอณียงบท์หอเ่ีรหัตอื มรเคาารกะอ่ืสางรม - ออกแบบเคร่ืองกรองส�ำหรับ บรรจุวสั ดุที่เปน็ ไสก้ รอง Mathematics - ออกแบบสว่ นตอ่ และภาชนะส�ำหรบั เก็บน้�ำใสรวมถงึ อุปกรณ์ตรวจวดั คา่ ความขุ่นของน้ำ� และวาลว์ สำ� หรบั ดึงน้�ำ ออกมาตรวจสอบคณุ ภาพ Engineering

การแยกสาร 33 แบบทดสอบทา้ ยหนว่ ยการเรยี นรู้ จงตอบคำ� ถามต่อไปนี้ ลงในสมดุ 1. การแยกสารจะได้สารบริสุทธ์ิเสมอหรือไม่ อยา่ งไร 2. จงยกตวั อย่างการแยกสารในชวี ิตประจำ� วนั พรอ้ มอธบิ ายวธิ ีการแยกสารน้นั ๆ 3. การแยกสารวธิ ใี ดมีการใชค้ วามรอ้ น เพราะเหตุใด 4. จงบอกความแตกตา่ งระหวา่ งวธิ กี ารแยกสารต่อไปนี้ 4.1 การหยิบออกและการร่อน 4.2 การร่อนและการกรอง 4.3 การระเหดิ และการใชแ้ ม่เหล็กดูด 4.4 การตกผลกึ และการตกตะกอน 4.5 การระเหยแห้งและการกลัน่ 5. จงบอกวิธกี ารแยกสารผสมในแตล่ ะขอ้ ต่อไปนี้ พร้อมอธบิ ายประกอบ 5.1 ผลกึ จนุ สใี นสารละลายคอปเปอร์(II)ซลั เฟต 5.2 น้�ำตาลกบั นำ�้ ในน้�ำเช่อื ม 5.3 ทรายกับกรวด 5.4 พิมเสนกับเกลอื แกง 5.5 ลกู ชน้ิ ในก๋วยเต๋ยี ว 5.6 เศษเหลก็ จากกองขยะ 5.7 เครอ่ื งพะโล้กบั น้ำ� พะโล้ 5.8 เมด็ ส้มในน�ำ้ ส้ม 5.9 นำ้� ซาวขา้ วกบั เมลด็ ขา้ ว 5.10 แกส๊ ตา่ ง ๆ ในแก๊สธรรมชาติ

34 การแยกสาร ค�ำ ถามประลองยทุ ธ์ จงตอบคำ� ถามตอ่ ไปน้ี ลงในสมดุ 1. จากขอ้ มลู ทกี่ ำ� หนดให้ สารในขอ้ ใดเมอื่ เกดิ การผสมหรอื รวมตวั กบั สารอนื่ สามารถแยก ได้ด้วยวิธกี ารระเหิด 1.1 ลูกเหมน็ 1.2 เกลอื 1.3 ควันรถ 1.4 พมิ เสน 1.5 นำ�้ กล่นั 1.6 น้�ำแขง็ 1.7 ผงชูรส 1.8 ด่างทับทมิ 1.9 ควนั ไฟ 1.10 น้ำ� หอม 1.11 นำ�้ ตาลทราย 1.12 การบูร 2. ตารางแสดงสมบัติบางประการของสารชนดิ ตา่ ง ๆ สาร ลักษณะเนือ้ สาร สี การดูดด้วยแม่เหลก็ A ผงละเอียด ด�ำ ดูด B ผงละเอียด ขาว ไมด่ ูด C ก้อนขนาด 0.5 cm ดำ� ดดู D กอ้ นขนาด 0.5 cm ใส ไม่มีสี ไมด่ ดู ถ้าทำ� การแยกสาร A, B, C และ D ทผ่ี สมกนั อยโู่ ดยการรอ่ นด้วยตะแกรงทมี่ ีรขู นาด 0.3 cm และนำ� สารที่ติดอยบู่ นตะแกรงไปดดู ด้วยแม่เหล็ก สารท่ีถกู แม่เหล็กดูดไว้ คอื สารใด

การแยกสาร 35 3. เครอ่ื งแยกเหรยี ญมขี นาดของชอ่ งคัดเหรียญทต่ี า่ งกนั ท�ำให้เหรยี ญที่มีขนาดไม่เท่ากนั ไหลลงไปในช่องทม่ี ขี นาดตา่ งกันตามขนาดของเหรียญดงั รปู การแยกเหรียญดงั กล่าวใช้หลักการเหมือนกบั การแยกสารวิธีใดระหวา่ งการกรองกับ การใชก้ รวยแยก เพราะเหตุใด 4. นำ� สารผสมท่ีประกอบด้วยเกลอื ปน่ ผงเหลก็ และทรายละเอยี ด ซึง่ อยู่ในบีกเกอร์ A ไปแยกตามข้ันตอนตอ่ ไปน้ี ก. นำ� แมเ่ หล็กมาดดู สารผสมที่อยใู่ นบกี เกอร์ A ข. เติมน�้ำลงในบีกเกอร์ A แล้วคนสารให้ผสมกัน จากนั้นน�ำไปกรองดว้ ย กระดาษกรองจะไดข้ องเหลวอยใู่ นบกี เกอร์ B ค. นำ� ของเหลวท่ีอยใู่ นบีกเกอร์ B ไปให้ความรอ้ น ข้อความแต่ละข้อตอ่ ไปน้กี ล่าวถกู ตอ้ งหรอื ไม่ อย่างไร ข้อความ 4.1 เมอ่ื แยกสารผสมตามขนั้ ตอน ก-ค สารท่เี หลืออยใู่ นบกี เกอร์ B คอื เกลอื แกง 4.2 ถา้ ท�ำการทดลองในขน้ั ตอน ก-ข แล้ว จะสามารถแยกของแขง็ ทั้งหมดออกจาก ของเหลวทอ่ี ย่ใู นบีกเกอร์ B ได้ 4.3 ถ้าไมไ่ ดใ้ ชว้ ิธีการในข้นั ตอน ก สารละลายทไ่ี ดห้ ลงั การกรองจะมีผงเหล็ก ผสมอยดู่ ว้ ย

36 การแยกสาร 5. ข้อมลู แสดงขนาดของสารและสมบัติการละลายนำ้� ของสาร 3 ชนดิ เป็นดังน้ี สาร ขนาดของสาร (มิลลเิ มตร) การละลายนำ�้ W 2.5 ไมล่ ะลาย X 7.0 ละลาย Y 6.3 ไม่ละลาย ครูใหน้ ักเรียนแยกสารเนื้อผสมท่มี สี าร W X Y และน้�ำผสมอยู่ โดยทดลองตามล�ำดบั ดงั น้ี 1. น�ำสารเนื้อผสมทีม่ สี าร W X Y และน�้ำผสมอยไู่ ปกรองด้วยกระดาษกรอง 2. นำ� สารละลายทก่ี รองได้จากข้อ 1 ไประเหยแห้ง 3. น�ำสารส่วนทีค่ า้ งอยบู่ นกระดาษกรองไปลา้ งด้วยน�้ำ 3 รอบ แล้วผึง่ แดดใหแ้ ห้ง จากนั้นนำ� ไปร่อนด้วยตะแกรงท่ีมีรขู นาด 5 มิลลเิ มตร จากการทดลอง สารชนิดใดสามารถแยกออกมาจากสารเนื้อผสมได้