วิทยาศาสตร์ พว31001 ม.ปลาย

144 การจดั เรยี งธาตลุ งในตารางธาตุ เม่อื ทราบการจัดเรยี งอเิ ลก็ ตรอนของธาตุตา งๆ แลว จะเห็นวา สามารถจดั กลุมธาตไุ ดงายขึ้น โดยธาตทุ ่ีมี ระดับพลังงานเทากัน กจ็ ะถูกจดั อยูในคาบเดียวกัน สวนธาตทุ ่ีมจี ํานวนอิเลก็ ตรอนในระดบั พลังงาน นอกสดุ เทากนั กจ็ ะถกู จดั อยใู นหมเู ดยี วกัน ดงั ภาพ ภาพการจดั เรยี งธาตุลงในตารางธาตุ ประเภทของธาตใุ นตารางธาตุ ธาตุโลหะ (metal) โลหะทรานซิชันเปนตนฉบับของโลหะ ธาตุโลหะเปนธาตุที่มีสถานะเปนของแข็ง ( ยกเวน ปรอท ทเี่ ปนของเหลว) มีผวิ ทม่ี ันวาว นาํ ความรอ น และไฟฟา ไดด ี มจี ดุ เดือดและจดุ หลอมเหลว สูง ( ชว งอณุ หภมู ิระหวา งจดุ หลอมเหลวกบั จุดเดือดจะตา งกนั มาก) ไดแ ก โซเดยี ม (Na) เหลก็ (Fe) แคลเซียม (Ca) ปรอท (Hg) อะลมู เิ นยี ม (Al) แมกนเี ซยี ม (Mg) สังกะสี (Zn) ดบี ุก (Sn) เปน ตน ธาตุอโลหะ ( Non metal ) มีไดทั้งสามสถานะ สมบัติสวนใหญจะตรงขามกับอโลหะ เชน ผิวไมมนั วาว ไมน าํ ไฟฟา ไมน าํ ความรอ น จดุ เดือดและจดุ หลอมเหลวตํ่า เปน ตน ไดแ ก คารบอน( C ) ฟอสฟอรสั (P) กาํ มะถัน (S) โบรมนี (Br) ออกซเิ จน (O 2) คลอรนี (Cl 2) ฟลอู อรนี (F 2) เปน ตน ธาตกุ ่งึ โลหะ (metalloid) เปนธาตุกึ่งตัวนาํ คอื มันจะสามารถนําไฟฟาไดเฉพาะในภาวะหนึ่ง เทา นน้ั ธาตกุ ง่ึ โลหะเหลา น้จี ะอยูบ รเิ วณเสน ขั้นบันได ไดแก โบรอน (B) ซิลคิ อน ( Si) เปน ตน ธาตกุ ัมมนั ตภาพรงั สี เปน ธาตุทม่ี สี วนประกอบของ นวิ ตรอน กบั โปรตอน ไมเ หมาะสม (>1.5) ธาตทุ ่ี 83ขน้ึ ไปเปน ธาตุกัมมันตภาพรังสที กุ ไอโซโทปมีครง่ึ ชวี ิต

145 สมบัตขิ องธาตุในแตละหมู สมบตั ิของธาตุตามตารางธาตุ ธาตหุ มู I A หรือโลหะอัลคาไล (alkaline metal) โลหะอัลคาไล ไดแก ลเิ ทียม โซเดียม โพแทสเซียม รูบิเดียม ซีเซียม และแฟรนเซียม มสี มบตั ิดงั น้ี คอื เปน โลหะออ น ใชม ดี ตดั ได เปนหมูโลหะมีความวองไวตอการเกิดปฏิกิริยามากที่สุด สามารถทําปฏิกิริยากับออกซิเจนในอากาศ จงึ ตองเก็บไวในน้ํามนั ออกไซดและไฮดรอกไซดของโลหะอัลคาไลละลายน้ําไดสารละลายเบสแก เมอ่ื เปนไอออน จะมีประจุบวก มจี ดุ เดือดและจดุ หลอมเหลวตาํ่ มีความหนาแนนต่ําเมื่อเทียบกับโลหะอื่นๆ มเี วเลนซอ ิเลก็ ตรอน = 1 ธาตหุ มู II A หรือโลหะอลั คาไลนเอิรธ (alkaline earth) โลหะอลั คาไลนเอิรธ ไดแ ก เบริลเลียม แมกนีเซียม แคลเซยี ม สตรอนเชียม แบเรียม เรเดยี ม มีสมบัติ ดงั น้ี คือ มีความวองไวตอการเกิดปฏิกิริยามาก แตน อ ยกวา โลหะอลั คาไล ทําปฏิกิริยากับน้ําไดสารละลายเบส สารประกอบโลหะอัลคาไลนเ อิรธพบมากในธรรมชาติ โลหะอลั คาไลนเ อิรธมีความวอ งไวแตยังนอยกวา โลหะอลั คาไล โลหะอลั คาไลนเ อิรธ มเี วเลนซอ เิ ลก็ ตรอน = 2 ธาตุหมู III - ธาตุหมู III ไดแ ก B Al Ga In Tl มีสมบตั ดิ ังน้ี คือ - มเี วเลนซอเิ ลก็ ตรอน = 3 ธาตหุ มู IV - ธาตุหมู IV ไดแ ก C Si Ge Sn Pb มีสมบัติดงั นี้ คือ - มเี วเลนซอเิ ลก็ ตรอน = 4 ธาตหุ มู V - ธาตุหมู V ไดแ ก N P As Sb Bi มสี มบัตดิ งั นี้ คือ - มเี วเลนซอเิ ลก็ ตรอน = 5

146 ธาตหุ มู VI - ธาตหุ มู VI ไดแ ก O S Se Te Po - มเี วเลนซอเิ ลก็ ตรอน = 6 ธาตุหมู VII หรือหมูแฮโลเจน (Halogen group) - หมธู าตุแฮโลเจน ไดแ ก ฟลอู อรีน คลอรีน โบรมีน ไอโอดนี และแอสทาทีน - เปนหมูอโลหะทวี่ องไวตอการเกิดปฏกิ ิริยามากที่สุด (F วองไวตอการเกดิ ปฏิกิริยามากท่สี ุด) - เปนธาตทุ ม่ี พี ษิ ทกุ ธาตุและมกี ล่ินแรง - โมเลกุลของธาตุแฮโลเจนประกอบดวย 2 อะตอม (Cl 2 Br 2 I 2) - แฮโลเจนไอออนมปี ระจุบลบหนง่ึ (F - C - Br - I - At -) ธาตหุ มู VIII หรอื กา ซเฉือ่ ย หรือกาซมีตระกูล (Inert gas ) - กาซมตี ระกูล ไดแ ก ฮเี ลยี ม นีออน อารกอน คริปทอน ซีนอน และเรดอน - มเี วเลนซอเิ ลก็ ตรอนเตม็ 8 อเิ ลก็ ตรอน จงึ ทําใหเปนกาซทีไ่ มว องไวตอ การเกิดปฏิกิรยิ า - กา ซมตี ระกลู อยูเปน อะตอมเดีย่ ว แตย กเวน Kr กับ Xe ที่สามารถสรางพันธะได ขนาดอะตอมของธาตุ หนว ยพโิ กเมตร ขนาดอะตอมของธาตุตา งๆ

147 ขนาดของอะตอมนั้นถาจะพิจารณาถึงปจจัยตางๆ ทีส่ ง ผลกระทบตอ ขนาดของอะตอมนัน้ อาจ แบง แยกออกไดเปน ขอ เรียงตามลําดับความสําคัญไดดังนี้ 1. จาํ นวนระดับพลังงาน 2. จาํ นวนโปรตอน 3. จาํ นวนอิเลก็ ตรอน ขนาดไอออนของธาตุ ........................... หนว ยพโิ กเมตร

148 ประโยชนของตารางธาตุ 1. การจัดธาตุเปนหมูและคาบ ทําใหทราบสมบัติของธาตุในหมูเดียวกันได 2. สามารถที่จะทราบสมบัติตาง ๆ จากธาตใุ นหมูเ ดยี วกนั จากธาตุที่ทราบสมบัติตาง ๆ แลว 3. นําไปทํานายสมบัติของธาตุตาง ๆ ที่ยังไมทราบในปจจุบันไวล ว งหนา ได 4. ทําใหการศึกษาเรื่องสมบัติของธาตุ เปนไปอยางรวดเร็ว

149 แบบทดสอบบทที่ 7 เรอ่ื งธาตุและตารางธาตุ คําชแี้ จง ใหกาเครื่องหมาย X ทับอกั ษรหนาคําตอบทีถ่ กู ตอ งท่สี ดุ เพียงคาํ ตอบเดยี ว 1. สมบตั ิท่ใี ชในการจาํ แนกสารขอ ใดถูกตองท่สี ุด ก. โลหะเปน ธาตุที่สามารถนําไฟฟาไดทุกสถานะ ข. อโลหะทุกชนิดไมสามารถนําไฟฟาได ค. ออกไซตของโลหะเมื่อละลายน้ํามีสมบัติเปนเบส ง. โลหะมีคาพลงั งานออิ อไนส เพิ่มข้นึ ตามเลขอะตอม 2. ไสด ินสอดาํ และเพชรจดั อยใู นขอ ใด ก. ธาตุตางชนดิ กัน ข. อันรูปของคารบอน ค. ไอโซโทปของคารบอน ง. สารประกอบคารบอน 3. ธาตุใดแสดงความเปนเบสมากที่สุด ก. MgO ข. Al2O3 ค. SO2 ง. NO 4. ในตารางธาตุนั้นธาตุทั้งหมดเรียงตามลําดับ ก. ขนาดอะตอม ข. มวลของอะตอม ค. อะตอมมกิ นมั เบอร ง. แมสนัมเบอร 5. ในหมูธาตเุ ฉื่อยเดียวกนั ธาตใุ ดทาํ ปฏกิ ริ ยิ าไดดที ีส่ ุด ก. He ข. Ne ค. Ar ง. Kr 6. สารประกอบออกไซตข องธาตุ X มีสูตร XO แสดงวาอยางไร ก. ธาตุ X เปน ธาตุหมู 2 ข. ธาตุ X เปน ธาตหุ มู 6 ค. ธาตุ X อยูหมเู ดยี วกนั กับธาตุ O ง. ธาตุ X มวี าเลนตอ ิเลก็ ตรอน 7. ธาตทุ ีอ่ ยูห มูเดียวกนั จะมีสิ่งใดเทา กัน ก. จาํ นวนอเิ ลก็ ตรอน ข. จาํ นวนโปรตอน ค. จาํ นวนนวิ ตรอน ง. จาํ นวนวาเลนตอเิ ลก็ ตรอน 8. เหตุใดท่ใี ชฮีเลยี มผสมกับออกซิเจน สาํ หรบั ผูทลี่ งไปทํางานในทะเลลกึ ก. หางาย ข. ราคาถูก ค. ละลายในโลหติ นอ ย ง. รวมกับออกซิเจนไดดี

150 9. ธาตเุ ฉอ่ื ยมวี าเลนตอ ิเลก็ ตรอนเทา ใด ก. 2 ข. 8 ค. 18 ง. 2 หรอื 8 10. ธาตุ X อยใู นหมู 6 คาบที่ 3 ดังนัน้ ธาตุ X มีเลขอะตอมเทาใด ก. 8 ข. 9 ค. 16 ง. 24

151 เรอ่ื งที่ 3 ธาตกุ ัมมนั ตภาพรังสี กัมมันตภาพรังสี (Radioactivity) หมายถึง รังสีทีแ่ ผออกมาไดเองจากธาตุบางชนิด ธาตุกัมมันตภาพรงั สี หมายถึง ธาตทุ มี่ ใี นธรรมชาติท่แี ผร ังสีออกมาไดเ อง เฮนร่ี เบคเคอเรล นักฟสิกสชาวฝรั่งเศส เปนผูค นพบกัมมันตภาพรังสีโดยบังเอิญ ในขณะท่ีทําการ วิเคราะหเกี่ยวกับรังสีเอกซ กัมมันตภาพรังสีมีสมบัติแตกตางจากรังสีเอกซ คือ มีความเขมนอยกวารังสี เอกซ การแผรังสีเกิดขึน้ อยางตอเนื่องตลอดเวลา รังสี เปนปรากฏการณธรรมชาติ บางชนิดเปนคลื่น แมเหล็กไฟฟา เชน รังสเี อกซ รงั สอี ลุ ตราไวโอเลต รงั สีอินฟราเรด บางอยางเปนอนุภาค เชนรังสีที่เกิดจาก อนภุ าคอเิ ลคตรอน รังสที ไี่ ดจ ากธาตกุ ัมมันตภาพรังสมี ี 3 ชนดิ คอื รังสแี อลฟา รงั สีเบตา และรงั สแี กมมา ชนดิ ของกัมมันตภาพรังสี มี 3 ชนดิ คือ 1. รงั สแี อลฟา (alpha, a) คอื นิวเคลยี สของอะตอมธาตฮุ ีเลยี ม 4He2 มปี ระจไุ ฟฟา +2 มีมวลมาก ความเร็วต่ํา อํานาจทะลุทะลวงนอย มีพลงั งานสงู มากทําใหเ กิดการแตกตวั เปน อิออนไดดที ่ีสุด 2. รงั สเี บตา (Beta, b) มี 2 ชนดิ คือ อิเลคตรอน 0e-1 (ประจลุ บ) และ โฟซิตรอน 0e+1 (ประจุ บวก) มีความเร็วสูงมากใกลเคียงกับความเร็วแสง 3. รังสีแกมมา (gamma, g) คอื รังสที ี่ไมมีประจไุ ฟฟา หมายถึง โฟตอนหรือควอนตมั ของแสง มอี าํ นาจในการทะลทุ ะลวงไดส งู มาก ไมเ บี่ยงเบนในสนามแมเ หล็กและสนามไฟฟา เปน คลน่ื แมเ หล็กไฟฟา ทม่ี ีความถ่ีสงู กวารงั สเี อกซ

152 การเกิดกมั มันตภาพรังสี 1. เกดิ จากนวิ เคลยี สในสภาวะพ้ืนฐานไดรบั พลังงาน ทําใหน ิวเคลียสกระโดดไปสูระดับ พลังงานสูงขึ้น กอนกลบั สสู ภาวะพ้ืนฐาน นิวเคลียสจะคายพลังงานออกมาในรูปรังสีแกมมา 2. เกิดจากนิวเคลียสทอ่ี ยูในสภาพเสถียร แตมีอนุภาคไมสมดุล นวิ เคลียสจะปรบั ตวั แลว คายอนุภาคที่ไมสมดุลออกมาเปนอนุภาคแอลฟาหรือเบตา คุณสมบตั ิของกมั มันตภาพรังสี 1. เดินทางเปนเสนตรง 2. บางชนิดเกิดการเลี้ยวเบนเมื่อผานสนามแมเหล็กและสนามไฟฟา เชน a, b 3. มอี าํ นาจในการทะลุสารตา งๆ ไดดี 4. เมื่อผานสารตางๆจะสูญเสียพลังงานไปโดยการทําใหสารน้ันแตกตวั เปนอิออน ซง่ึ อิออน เหลาน้นั จะกอใหเกิดปรากฏการณอน่ื ๆ เชน ปฏกิ ริ ยิ าเคมี เกดิ รอยดาํ บนฟล ม ถา ยรูป ประโยชนและโทษของกมั มันตภาพรังสี ประโยชนข องธาตกุ มั มนั ตภาพรังสี 1. ดานธรณีวิทยา มีการใช C-14 คํานวณหาอายุของวัตถุโบราณ หรืออายุของซากดึกดําบรรพ ซึง่ หาไดดังนี้ ในบรรยากาศมี C-14 ซึ่งเกิดจากไนโตรเจน รวมตัวกับนิวตรอนจากรังสีคอสมิกจน เกิดปฏิกิริยา แลว C-14 ที่เกิดขึน้ จะทําปฏิกิริยากับกาซออกซิเจน แลวผานกระบวนการสังเคราะหแสง ของพืช และสัตวก ินพชื คนกนิ สัตวและพชื ในขณะทพ่ี ืชหรอื สัตวยงั มีชีวติ อยู C-14 จะถูกรับเขาไปและ ขับออกตลอดเวลา เมื่อสิง่ มีชีวิตตายลง การรับ C-14 ก็จะสิ้นสุดลงและมีการสลายตัวทําใหปริมาณ ลดลงเรื่อยๆ ตามครึ่งชีวิตของ C-14 ซง่ึ เทากับ 5730 ป ดังนัน้ ถาทราบอัตราการสลายตัวของ C-14 ในขณะทีย่ ังมีชีวิตอยูแ ละทราบอัตราการสลายตัว ในขณะทีต่ องการคํานวณอายุวัตถุนัน้ ก็สามารถทํานายอายุได เชน ซากสัตวโบราณชนิดหนึง่ มีอัตรา การสลายตัวของ C-14 ลดลงไปครึ่งหนึ่งจากของเดิมขณะทีย่ ังมีชีวิตอยู เนือ่ งจาก C-14 มีครึง่ ชีวิต 5730 ป จึงอาจสรปุ ไดว าซากสัตวโ บราณชนดิ นั้นมีอายปุ ระมาณ 5730 ป

153 2. ดานการแพทย ใชรักษาโรคมะเร็ง ในการรักษาโรคมะเร็งบางชนิด กระทําไดโดยการฉาย รังสีแกมมาที่ไดจาก โคบอลต-60 เขาไปทําลายเซลลมะเร็ง ผูปวยที่เปนมะเรง็ ในระยะแรกสามารถรักษา ใหห ายขาดได แลว ยงั ใชโ ซเดยี ม-24 ทีอ่ ยใู นรูปของ NaCl ฉีดเขา ไปในเสน เลือด เพ่ือตรวจการไหลเวียน ของโลหติ โดย โซเดยี ม-24 จะสลายใหรงั สีเบตาซง่ึ สามารถตรวจวดั ได และสามารถบอกไดวามีการตีบ ตนั ของเสน เลอื ดหรอื ไม 3. ดา นเกษตรกรรม มีการใชธาตุกัมมันตภาพรังสีติดตามระยะเวลาการหมุนเวียนแรธาตุในพืช โดยเริ่มตนจากการดูดซึมที่รากจนกระทั่งถึงการคายออกที่ใบ หรือใชศึกษาความตองการแรธาตุของพืช 4. ดา นอตุ สาหกรรม ในอุตสาหกรรมการผลิตแผนโลหะ จะใชประโยชนจากกัมมันตภาพรังสี ในการควบคุมการรีดแผนโลหะ เพื่อใหไดความหนาสม่ําเสมอตลอดแผน โดยใชรังสีเบตายิงผาน แนวตัง้ ฉากกับแผนโลหะที่รีดแลว แลววัดปริมาณรังสีที่ทะลุผานแผนโลหะออกมาดวยเครือ่ งวัดรังสี ถาความหนาของแผนโลหะที่รีดแลวผิดไปจากความหนาที่ตั้งไว เครื่องวัดรังสีจะสงสัญญาณไปควบคุม ความหนา โดยสั่งใหมอเตอรก ดหรือผอนลูกกล้งิ เพื่อใหไดความหนาตามตองการ ในอุตสาหกรรมการผลิตถังแกส อุตสาหกรรมกอสรา ง การเช่ือมตอทอ สงน้าํ มันหรือแกส จําเปนตองตรวจสอบความเรียบรอยในการเชื่อตอโลหะ เพอ่ื ตอ งการดวู า การเช่ือมตอนน้ั เหนยี วแนนดี หรอื ไม วธิ กี ารตรวจสอบทําไดโ ดยใชรังสแี กมมายิงผา นบรเิ วณการเชื่อมตอ ซ่งึ อีกดานหนงึ่ จะมีฟลม มา รับรังสีแกมมาที่ทะลุผานออกมา ภาพการเช่ือมตอ ที่ปรากฏบนฟลม จะสามารถบอกไดวาการเชื่อมตอ นน้ั เรยี บรอยหรือไม

154 โทษของธาตกุ มั มันตภาพรงั สี เน่อื งจากรงั สีสามารถทําใหต ัวกลางท่มี ันเคลื่อนทีผ่ า นเกดิ การแตกตัวเปน ไอออนได รงั สจี ึงมี อันตรายตอมนุษย ผลของรังสีตอมนุษยสามารถแยกไดเปน 2 ประเภท คือ 1. ผลทางพนั ธกุ รรม จะมผี ลทาํ ใหการสรา งเซลลใ หมใ นรา งกายมนษุ ยเ กดิ การกลายพันธุ โดยเฉพาะเซลลสืบพันธุ 2. และความปวยไขจากรังสี สวนผลที่ทําใหเกิดความปวยไขจากรังสี เน่ืองจากเม่ืออวยั วะสว นใดสว นหนง่ึ ของรา งกายได รับรงั สี โมเลกลุ ของธาตุตางๆ ทีป่ ระกอบเปนเซลลจะแตกตวั ทําใหเ กิดอาการปว ยไขได หลักในการปอ งกันอันตรายจากรงั สี 1. ใชเวลาเขา ใกลบ รเิ วณที่มีกมั มนั ตภาพรงั สใี หน อยท่สี ุด 2. พยายามอยูใหหา งจากกมั มนั ตภาพรงั สใี หม ากทส่ี ดุ เทา ทจี่ ะทาํ ได 3. ใชต ะกวั่ คอนกรีต นาํ้ หรือพาราฟน เปนเคร่ืองกาํ บังบรเิ วณที่มีการแผรังสี สารกมั มนั ตภาพรังสกี ับผลกระทบตอ สงิ่ แวดลอม สารกัมมันตภาพรังสีสามารถเขาสูสิ่งแวดลอมทางบก ทางทะเล และสง่ิ แวดลอมชายฝง ไดทง้ั ทางตรงและทางออมจากกจิ กรรมตา ง ๆ ของมนษุ ย เชน การผลติ พลงั งานจากสารกมั มันตภาพรงั สี การ ทดลองนวิ เคลยี ร การใชสารกัมมันตภาพรังสี ทางการแพทยแ ละทางการเกษตร ตลอดทั้งการ ปฏบิ ตั ิการตา ง ๆ ทเ่ี ก่ียวขอ งกับการจัดการและการกําจัดของเสียกัมมันตภาพรังสี รวมไปถึงการขนสง วสั ดุกมั มันตภาพรังสี ที่อาจเกดิ การรัว่ ไหลจากอุบัตเิ หตุหรอื การจัดเก็บทไี่ มเหมาะสม สารกัมมันตภาพรงั สี ดงั กลาว เมอ่ื เขาสสู ง่ิ แวดลอมจะกอใหเ กดิ อนั ตรายตอสุขภาพของมนุษยและตอ ส่ิงแวดลอ มโดยตรงจาก การปนเปอนในหวงโซอ าหาร วิธีในการควบคุมปองกนั ลด และขจัดภาวะมลพิษจากสารกัมมันตภาพรังสี คือ การหยดุ ย้ัง มใิ หมกี ารปลอยทง้ิ สารกมั มันตภาพรังสลี งสูสง่ิ แวดลอม และการดาํ รงไวซง่ึ กลไกในการกําหนดมาตรฐาน และการประกันคุณภาพ ทีใ่ ชบังคับอยใู นทางระหวางประเทศ เพื่อสนับสนุนการวัดและการประเมิน

155 ปรมิ าณกมั มันตภาพรงั สีในสิ่งแวดลอ มก็เปนกลไกสาํ คญั ทั้งน้ี อาจดําเนินการโดยทบวงการพลังงาน ปรมาณูระหวา งประเทศ (International Atomic Energy Agency) ซง่ึ เปน องคการระหวา งประเทศที่มี ความเชี่ยวชาญเฉพาะทางดานสารกัมมันตภาพรังสี รวมทั้งสง เสริมใหรฐั และองคการระหวา งประเทศ ที่มีความเชี่ยวชาญในการทําความสะอาดและการกําจัดการปนเปอนของสารกัมมันตภาพรังสี ใหความ ชวยเหลอื แกรฐั ท่ีรองขอ เพอ่ื แกไขปญหาการปนเปอนสารกมั มันตภาพรังสใี นพนื้ ท่ี ทีไ่ ดร บั ผลกระทบ และผลรายจากกัมมันตภาพรังสีดังกลาว ซึ่งความรว มมือในการควบคุม ปอ งกนั และแกไขปญ หาสาร กมั มนั ตภาพรังสี นอกจากจะเปน การชวยเหลอื สง่ิ แวดลอมของโลกแลว ยงั เปนการชวยเหลอื เพ่ือนมนุษย มิใหไ ดร ับความทุกข ทรมานจากสารกมั มนั ตภาพรงั สอี กี ดวย

156 แบบฝกหัด เร่ืองกมั มันตภาพรงั สี 1. กัมมนั ตภาพรงั สี หมายถึงอะไร 2. ชนิดของกัมมันตภาพรังสี มีกี่ชนดิ อะไรบาง 3. จงบอกประโยชนของธาตุกัมมันตภาพรังสี มาอยางนอ ย 2 ดา น

บทท่ี 8 สมการเคมีและปฏิกิริยาเคมี สาระสําคัญ การเกดิ สมการเคมีและปฏิกริ ิยาเคมี ปจ จยั ท่มี ผี ลตอปฏกิ ิริยาเคมี ตลอดจนผลทีเ่ กดิ จากปฏกิ ริ ิยาเคมีตอ สง่ิ แวดลอ ม ผลการเรยี นรูทค่ี าดหวงั 1. อธิบายการเกิดสมการเคมีและปฏิกิริยาเคมีและดุลสมการเคมีได 2. อธิบายปจจัยที่มีผลตอ ปฏกิ ริ ิยาเคมีได 3. อธิบายผลทเ่ี กดิ จากปฏกิ ิรยิ าเคมีตอชวี ิตและส่งิ แวดลอ มได ขอบขา ยเน้ือหา เร่ืองที่ 1. สมการเคมี เรื่องที่ 2 หลกั การเขียนสมการเคมี เร่ืองท่ี 3 ปฏิกิริยาเคมีทีพ่ บในชีวิตประจําวนั

158 เรือ่ งที่ 1 สมการเคมี สมการเคมี (Chemical equation) คือสิ่งที่เขียนใหทราบถึงการเปลี่ยนแปลงทางเคมี ซึ่งเปนตัวแทนของการเปลี่ยนแปลงทางเคมี แสดงใหเ หน็ วา สารตง้ั ตนใดทาํ ปฏกิ ริ ยิ ากนั แลว เกดิ เปนสาร ผลิตภัณฑใ ด สารตั้งตนอยูทางซายของลูกศร และสารผลิตภัณฑคอื สารท่ีเกิดจากปฏกิ ิริยาเคมี จะอยูทางขวาของลูกศร สญั ลกั ษณใ นวงเลบ็ แสดงสถานะ ไดแ ก G (gas) แทน แกส l (liquid) แทน ของเหลว s (solid) แทน ของแข็งหรือตะกอน aq (aqueous) แทน สารท่ลี ะลายในนาํ้ สมการเคมที ่ีดลุ ถกู ตองแลว ตัวเลขทีใ่ ชใ นการดุล หมายถึง จาํ นวนโมลของสารตง้ั ตน ทท่ี าํ ปฏกิ ริ ยิ าพอดีกนั และจํานวนโมลของสารผลติ ภณั ฑท่เี กดิ ขึน้ ในสมการนน้ั สมการเคมีโดยทั่วไปแลว จะใชส ญั ลกั ษณแ ทนของธาตุตาง ๆ มีลูกศรที่ชี้จากดานซายของสมการไปทางดานขวาเพื่อบงบอกวาสารตั้งตน(reactant)ทางดานซายมือ ทําปฏิกริ ยิ าเกดิ สาร ใหมข ้ึนมาเรียกวาผลิตภณั ฑ (product)ทางดานขวามือ ดังนั้น จากสมการเคมีเราสามารถใชคํานวณหาไดวาใชสารตั้งตน เทาไรแลว จะไดผ ลิตภณั ฑออกมาเทาไร การเปลีย่ นแปลงทางเคมีสามารถอธบิ ายไดโ ดยใชหลัก 3 ประการ ดังน้ี กฎที่หน่ึง : กฎทรงมวล (Law of Conservation of Mass) กลา ววา “ ในการเปลย่ี นแปลงทางเคมี มวลของสสารจะไมส ูญหาย ” กลา วคือ มวลของสสารกอนและหลงั การเปลี่ยนแปลง จะเทากนั กฎทีส่ อง : กฎสดั สวนคงท่ี (Law of Definite Proportions) กลา ววา “ เมอื่ ธาตมุ ารวมตวั กนั เกิดเปน สารประกอบหน่งึ จะมีสัดสว นโดยมวลคงท่ี ” กฎท่ีสาม : กฎสดั สวนพหุคูณ (Law of Multiple Proportions) กลา ววา “ เมื่อธาตุรวมตัวกันเกิดเปนสารประกอบไดมากกวาหนึ่งชนิด ถาใหมวลอะตอมของธาตุหนึ่งคงที่ จากกฎทรงมวลเราจึงตองทําใหแตละขางของสมการตองมีจํานวนอะตอม และประจทุ ี่เทา กนั เรยี กวา การดลุ สมการ ซง่ึ มขี อ สังเกตดงั น้ี 1. พยายามดุลธาตุที่เหมือนกนั ใหม ีจํานวนอะตอมทัง้ สองดานเทา กันกอน 2. ในบางปฏกิ ริ ิยามกี ลมุ อะตอมใหดลุ เปนกลมุ 3. ใชสมั ประสทิ ธิ์(ตัวเลขทีใ่ ชวางไวหนาอะตอม)ชวยในการดุลสมการ แลว นบั จาํ นวนอะตอมแตละขางให เทากนั เชน

2C2H2(g) + 5O2(g) 159 สารตงั้ ตน 4CO2(g) + 2H2O(l) สารผลิตภัณฑ AgNO3(aq) + HCl(aq) AgCl(s) + HNO3(aq) สารต้ังตน สารผลติ ภณั ฑ การดุลสมการเคมี วธิ กี ารดลุ สมการเคมีทั่วไป 1.ระบวุ า สารใดเปนสารตั้งตน และสารใดเปนสารผลิตภัณฑ 2.เขยี นสตู รเคมีทีถ่ กู ตอ งของสารต้งั ตนและสารผลิตภัณฑ ซง่ึ สตู รเคมีน้ีจะไมมกี ารเปลย่ี นแปลง 3.ดุลสมการโดยหาตัวเลขสัมประสิทธิ์มาเติมขางหนาสูตรเคมี เพื่อทําใหอะตอมชนดิ เดยี วกนั ทง้ั ซา ยและขวาของ สมการมีจํานวนเทากัน 4.ใหค ิดไอออนท่ีเปนกลุมอะตอมเปรยี บเสมอื นหนงึ่ หนวย ถาไอออนน้ันไมแ ตกกลมุ ออกมาในปฏกิ ริ ยิ า ตรวจสอบอีกคร้ังวา ถูกตอ งโดยมีจาํ นวนอะตอมชนิดเดยี วกนั เทา กนั ทั้งสองขา ง ตัวอยา ง อะลมู เิ นยี มซึง่ เปน โลหะที่วองไวตอ ปฏิกริ ิยากบั กรด เม่ืออะลมู ิเนียมทําปฏกิ ิริยากบั กรดซัลฟวริก จะเกิดแกส ไฮโดรเจนและอะลูมิเนียมซัลเฟต จงเขยี นและดลุ สมการของปฏิกิรยิ านี้ วธิ ที าํ (1) เขียนสูตรสารตั้งตนและสารผลิตภณั ฑ Al + H2SO4 ----> H2(g) + Al2(SO4)3 (2) ดลุ จาํ นวนอะตอม Al 2Al + H2SO4 ----> H2(g) + Al2(SO4)3 (3) ดลุ จาํ นวนกลมุ ไอออน SO42- 2Al + 3H2SO4 ----> H2(g) + Al2(SO4)3 (4) ดลุ จาํ นวนอะตอม H 2Al + 3H2SO4 ----> 3H2(g) + Al2(SO4)3

160 เร่ืองที่ 2 หลกั ในการเขยี นสมการเคมี 1.ตอ งเขียนสูตรเคมขี องสารตัง้ ตนแตละชนดิ ได 2.ตอ งทราบวา ในปฏกิ ิริยาเคมหี นงึ่ เกดิ สารผลิตภัณฑใ ดข้ึนบาง และเขียนสตู รเคมขี องสารผลิตภณั ฑได 3.เมื่อเขียนสมการแสดงปฏิกิริยาเคมีไดแลวใหทําสมการเคมีใหสมดุลดวยเสมอ คือทําใหจํานวนอะตอมของธาตุ ทุกชนิดทางซายเทากับทางขวา โดยการเติมตัวเลขขางหนาสูตรเคมีของสารนั้นๆ เชน N2 + H2 ----> NH3 ไมถูกตอ ง เพราะสมการนไ้ี มดลุ N2 + 3H2 ----> 2NH3 ถูกตอ ง เพราะสมการนี้ดุลแลว ขอควรจํา ในสมการเคมีที่ดุลแลวนี้จะมี จํานวนอะตอม โมลอะตอม และมวลสารตั้งตนเทากับของสาร ผลิตภัณฑเ สมอ สวนจํานวนโมเลกุลหรือจํานวนโมลโมเลกุล หรือปริมาตรของสารตั้งตนอาจเทากันหรือ ไมเทาหรือสาร ผลติ ภณั ฑก็ได( สว นใหญไมเทา กนั ) ในการเขียนสมการเคมี ถาใหสมบูรณยิ่งขึ้น ควรบอกสถานะของสารแตละชนิดดวยคือถาเปนของแข็ง (solid) ใชตัวอกั ษรยอวา \"s\" ถาเปนของเหลว (liquid) ใชอ กั ษรยอ วา \"l\" เปน กา ซ (gas) ใชอักษรยอ วา \"g\" และถาเปนสารละลาย ในนาํ้ (aqueous) ใชอักษรยอวา \"aq\" เชน CaC2(s) + 2H2O(g) ----> Ca(OH)2(aq) + C2H2(g) 7.การเขียนสมการบางครั้งจะแสดงพลังงานขอปฏิกิริยาเคมีดวยเชน 2NH3(g) + 93(g) ----> N2(g) + 3H2(g) ปฏิกริ ิยาดดู พลังงาน = 93 kJ CH4(g) + 2O2 ----> CO2(g) + 2H2O(l) + 889.5 kJ ปฏิกิริยาคายพลังงาน = 889.5 พิจารณาลกั ษณะของอะตอมของธาตุในสารต้ังตน หรือในธาตขุ องผลติ ภณั ฑแลววเิ คราะหล กั ษณะของการเปล่ียนแปลง สูตรของสารตง้ั ตนมาเปนสูตรของผลติ ภัณฑ อาจจําแนกประเภทของปฎิกิริยาเคมีไดเปน 3 ประเภท ดังนี้ 1.ปฎิกิรยิ าการรวมตวั (Combination) ปฎิกริ ยิ ารวมตัวเกดิ จากสารโมเลกุลเล็กกวารวมกนั เปน โมเลกุลใหญ หรือเกดิ จากธาตทุ ําปฎกิ ริ ยิ ากบั ธาตไุ ด สารประกอบ ดงั ตัวอยา งตอ ไปนี้ ตวั อยา งท่ี 1 ตวั อยา งท่ี 2 แกส H2 รวมกบั แกซ O2 ไดน ้ํา (H2O) 2H2(g) + O2(g) ----> 2H2O(l) 2Al(s) + 3Cl2(g) ----> 2AlCl3 2.ปฎิกิรยิ าการแยกสลาย (Decomposition) ปฎกิ ริ ิยาการแยกสลายเกดิ จากสารโมเลกลุ ใหญแ ยกสลายใหสารโมเลกลุ เล็กๆ ดงั ตัวอยา งตอไปน้ี ตัวอยา งที่ 1 แยกนาํ้ ดว ยกระแสไฟฟา ใหแ กซ O2 และ H2 2H2O(l) ----> 2H2(g) + O2(g)

ตัวอยางที่ 2 161 เผาหนิ ปนู ดว ยแคลเซยี มคารบอนเนต (CaCO3) จะไดแ คลเซยี มออกไซต (CaO) และแกส คารบ อนได ออกไซต (CO2) เผา CaCO3(s) ----> CaO(s) + CO2(g) 3.ปฎกิ ริ ยิ าการแทนที่ (Replacement) ปฎิกิริยาการแทนที่เปนปฏิกิริยาที่สารหนึ่งเขาไปแทนที่สารในอีกสารหนึ่ง เชน Zn(s) + CuSO4 ----> ZnSO4 + Cu 4.ปฏิกริ ยิ าการแลกเปลีย่ น มีหลายประเภทเชน ปฏิกิรยิ าตะกอน เปนปฏิกิรยิ าแลกเปล่ียนชนดิ หนง่ื ที่เมอ่ื แยกเขยี นเปน สมการไออนคิ จะพบวามีการตกตะกอน เชน Ba(CN)2(aq) + Na2CO3(aq) ----> BaCO3(s) + 2NaCN(aq) Pb(NO3)2(aq) + 2KI (aq) ----> PbI2(s) + KNO3 (aq) ปฏิกิริยาสะเทนิ (Neutralization Reaction) เปน ปฏิกริ ยิ าแลกเปล่ยี นประเภทหน่งึ เกดิ กับปฏิกริ ิยาระหวา งกรดกับเบส ไดเกลือกนั น้ํา เชน HCl(aq) +NaOH(aq) ----> NaCl (aq) + H2O(l) ปฏิกิริยาการเกิดแกส (Gas Forming Reaction) เปนปฏกิ ริ ยิ าเคมี ที่เกดิ ผลิตภัณฑเปนแกส สารตง้ั ตน มกั เปน ปฏกิ ิริยา การแลกเปลี่ยนระหวางกรดหรือเบสกับสารเคมีอื่น ปฏิกริ ยิ ารีดอกซ (Redox Reaction) เปนปฏกิ ริ ิยาทม่ี ีการถา ยโอนอิเลก็ ตรอนกนั หรือเปน ปฏิกริ ิยาทีม่ กี ารเปลย่ี นเลข ออกซเิ ดชันของธาตทุ ้ังเพิ่มและลดในปฏกิ ริ ยิ าเดยี วกนั ตัวอยา ง ในการสนั ดาปของเอมลิ แอลกอฮอล(C5H11OH) ดงั น้ี 2C5H11OH(g) + 15O2(g) 10CO2(g) + 12H2O(g) ก.จงหาจํานวนโมลของกาซออกซิเจนที่ตองใชในการสันดาปกับ 1 โมลของเอมลิ แอลกอฮอล วธิ ีทาํ ก. 2C5H11OH(g) + 15O2(g) 10CO2(g) + 12H2O(g) วิธที ําที่ 1 จากสมการ C5H11OH 2 โมล ? O2 =15 โมล C5H11OH 1 โมล ? O2 = (15 mol?1mol)/2mol 7.5 โมล วิธที ่ี 2 molของC5H11OH/(mol ของ O2) = 2/?(15โมล) (1 mol)/(mol O2) = 2/15 โมลของ O2 = 15/2 โมล = 7.5 โมล ข.จงหามวลของกา ซคารบ อนไดออกไซดที่เกดิ ข้นึ จากการใชเอมลิ แอลกอฮอลม ากเกนิ พอ แลวเกดิ กา ซ คารบ อนไดออกไซด 22 กรมั ข.2C5H11OH(g) + 15O2(g) ----> 10CO2(g) + 12H2O(g)

162 วิธที ําที่ 1. จากสมการ CO2 10 mol มาจาก O2 =15 mol CO2 10 ?44 g มาจาก O2 =15? 22.4 dm3 STP CO2 22 g มาจาก O2 = (15?22.4?22g)/(10?44g)= 16.8 dm3 วิธีท่ี 2. ให O2 มีปริมาตร = x dm 3 STP มจี าํ นวน x/22.4 mol CO2 22 g มจี ํานวน = 22/44 = 1/2 mol (mol O2)/(mol CO2 ) = 15/10 x/22.4 = 15/10 1/2 mol ? X = 15/10?1/2?22.4 = 16.8 dm3 ปริมาตรของ O2 ที่ STP = 16.8 dm3 ตัวอยาง นําผลกึ โซเดยี มฟอสเฟต (Na3PO4 (H2O) หนัก 3.615 g มาเผามวลสูญหายไป 2.055 g เม่ือเผาแลว ใหเหลอื เกลือที่ปราศจากน้ํา จงหาคา x ในสูตรสมการของผลึกนน้ั (มวลอะตอมของ H = 1,O = 16,Na = 23,P =31 ) วิธที ํา Na3PO4.xH2 O(s) ?(?? ) Na3PO4(s) + xH2 O(g) มวลโมเลกุลของ Na3PO4.xH2O = (164 + 18x) จากสมการ Na3PO4.xH2O 1 mol เผาแลว เกดิ H2O = x mol Na3PO4.xH2O (164 + 18x) g เผาแลว เกดิ H2O = x ?18 g Na3PO4.xH2O 3.615 g เผาแลวเกิด H2O = (18? g?3.615g)/(164+18x)g มวลของ H2O หนกั = 65.07x/((164+18x)) X = 12.00 ตัวอยาง แรช นิดหนง่ึ มี ZnS 79.55% นาํ แรช นิดน้ีหนกั 445 g ไปทาํ ปฏกิ ิริยากบั กา ซออกซเิ จนจนสมบรณู ดงั สมการ 2ZnS + 3O2 2ZnO + 2SO2 จงหาของกาซ O2ที่ตองใชทั้งหมด และหาปริมาตรของกาซ SO2 ท่ี STP (มวลอะตอมของ O = 16, S = 32, Zn = 65.39) วธิ ที าํ 2ZnS + 3O2 2Zn(s) + 2SO2 แร 100 g มี ZnS = 79.5 g แร 100 g มี ZnS = 79.5 g ?445 g = 353.78 g 100 g จากสมการ ZnS 2 mol = O2 = 3 mol ZnS 2 ? 97.39 g = O2 = 3 ?32 g ZnS 353.78 g = O2 = (3?32g?353.78g)/(2?97.38g) = 174.38 g

จากสมการ 163 ?มวลของกาซ O2 = 174.38 g ZnS 2?97.39 g เกดิ SO2 = 2?22.4 dm3 ZnS 353.78 g เกดิ SO2 = (2?22.4dm3?353.78g)/(2?97.39g) มวลของกาซ SO2 = 81.37 dm3 STP ตวั อยาง การหมักเปนกระบวนการทางเคมีอยางซับซอนในการทําไวน โยการใชน้ําตาลหมักใหเปลี่ยนเปนเอทานอล และกา ซคารบ อนไดออกไซด C6H12O6 2C2H5OH + 2CO2 เริม่ ตน ใชก ลูโคส 500.4 g จงหาปริมาตรของเอทานอลที่เกิดขึ้นจากกระบวนการนี้ (ความหนาแนน ของเอทานอล =0.789 g/ml, มวลอะตอมของ H = 1,C = 12, O = 16) วิธีทาํ C6H12O6 2C2H5OH + 2CO2 จากสมการ C6H12O6 1 mol C2H5 OH = 2 mol C6H12O6 180 g C2H5OH = 2?46 g C16H12O6 500.4 g C2H5OH = (2?46g?50.4)/180g 180 g มวลของเอทานอล = 255.79 g แตสูตร d = M/V แทนคา ; 0.789 g/ml = 255.76g/V V = 255.76g/(0.789g/ml) = 324.16 ml ปริมาตรของเอทานอล = 324.16 ml ปฏกิ ริ ิยาเคมี chemical rea ction ) ปฏิกิรยิ าเคมี ( หมายถึง การเปลี่ยนแปลงที่ทําใหเกิดสา รใหม มีสมบัติตาง จากสารเดิ ม สาร 3 กอ นการเปลย่ี นแปลงเรยี กวา สารต้งั ตน (reactant) และสารทเี่ กิดใหมเรียกวา ผลติ ภัณฑ (product)ในขณะที่เกดิ ปฏิกิริยา เคมี นอกจากไดสารใหมแ ลวยงั อาจเกดิ การเปลย่ี นแปลงในดานอนื่ ๆ อีกได เชน การเปลี่ยนแปลงพลังงาน

164 ประเภทของปฏิกิริยาเคมี 3 ปฏิกริ ิยาเคมจี าํ แนกได 3 ประเภทดังนี้ 1. ปฏิกริ ยิ าการรวมตวั (combination) เปนปฏกิ ิริยาทเ่ี กดิ จากการรวมตวั ของสารโมเลกลุ เล็กรวมกันเปนสารโมเลกุล ใหญ หรือเกิดจากการรวมตัวของธาตุซึ่งจะไดสารประกอบ ดังเชน 2. ปฏิกิรยิ าการแยกสลาย (decomposition) เปน ปฏิกริ ยิ าท่ีเกิดการแยกสลายของสารโมเลกุลใหญใ หไ ดสารโมเลกุลเลก็ ลง ดงั เชน 3. ปฏกิ ิรยิ าการแทนท่ี (replacement) เปนปฏิกิริยาการแทนที่ของสารหนึ่งเขาไปแทนที่อีกสารหนึ่ง ดังเชน ปจ จยั ท่ีมีผลตอการเกดิ ปฏกิ ิรยิ าเคมี 33 ปจจัยท่มี ผี ลตอ การเกิดปฏกิ ริ ิยาเคมี หมายถึงสิง่ ท่ีจะมีผลทาํ ใหปฏกิ ิรยิ าเคมีเกิดขึ้นเรว็ หรอื ชา ไดแก 1. ความเขม ขน สารละลายทมี่ ีความเขมขนมากกวาจะเกดิ ปฏิกิรยิ าไดเร็วกวา สารละลายที่เจือจาง 2. พ้นื ท่ผี วิ 3 ของแขง็ ทีม่ ีพ้นื ที่ ผวิ มากกวาจะเกิดปฏ ิกริ ิยาได เร็วกวา 3. อณุ หภมู ิ ที่ทม่ี ีอุณหภูมิสงู กวาจะเกดิ ปฏกิ ริ ิยาไดเร็วกวา ท่ที ี่มีอุณหภูมิต่ํากวา 4. ตวั เรง ปฏกิ ิริยาหรือตวั คะตะลิสต (catalyst) เปนสารชนิดตางๆ ทสี่ ามารถทาํ ใหเ กดิ ปฏิกิริยาไดเ ร็วข้ึน 3

165 เรือ่ งที่ 3 ปฏกิ ริ ิยาเคมที พ่ี บในชีวติ ประจําวัน ปฏิกริ ิยาเคมีเกิดจากสารทาํ ปฏกิ ิริยากันแลวไดสารใหม ซึ่งสารนัน้ คือผลติ ภัณฑ ผลิตภัณฑทไ่ี ดนน้ั มีทั้งประโยชน และโทษ รอบๆ ตัวเรามีปฏิกิริยาเกิดขึ้นมากมาย เชน ปฏิกิริยาชีวเคมีในรางกาย การเกษตรกรรม อุตสาหกรรม ตัวอยาง เหลาน้ลี ว นเก่ียวกับปฏิกิรยิ าเคมที ง้ั สิ้น จงึ เห็นไดวาปฏิกิริยาเคมีมีความสําคัญตอชีวิตอยา งยง่ิ ตัวอยางปฏิกิรยิ าเคมีท่ีพบในชีวติ ประจาํ วัน 4.1 ฝนกรด เม่อื เกิดฝนตกลงมา นาํ้ (H2O) จะละลายแกส ตา งๆ ทอ่ี ยใู นอากาศตามธรรมชาติ เชน แกส คารบ อนไดออกไซด (CO2) แกสซัลเฟอรไ ดออกไซด (SO2) แกส ไนโตรเจนไดออกไซด (NO2) เม่อื นา้ํ ละลายแกสคารบอนไดออกไซดในอากาศ จะ ทําใหน าํ้ ฝนมีสภาพเปนกรดคารบ อนิก (H2CO3) ดังสมการ เมื่อน้ําฝนที่มีสภาพเปนกรดไหลไปตามภูเขาหินปูนก็จะทําปฏิกิริยากับแคลเซียมคารบอเนต (CaCO3) ในหนิ ปนู และได สารละลายแคลเซียมไฮโดรเจนคารบอเนต (Ca(HCO3)2) ออกมา ดังสมการ เมื่อสารละลายแคลเซียมไฮโดรเจนคารบอเนตไหลซึมไปตามเพดานถ้ํา นาํ้ จะระเหยไปเหลอื แตห นิ ปูนเกาะจนกลายเปน หินยอยทเ่ี พดานถ้าํ ถา สารละลายนห้ี ยดลงบนพืน้ ถาํ้ เม่อื นํ้าระเหย ไปจะกลายเปนหินงอกตอไป สรปุ ปฏิกิริยาเคมใี นการเกิดหินยอยและหนิ งอก รปู แสดงหนิ ยอย 3 4.2 ถานไฟฉาย (Dry cell ) ถานไฟฉายเปนเซลลกัลวานิกที่ใชประโยชนมากในปจจุบัน ช้ันนอกสุดของถานไฟฉายจะมีกระดาษหรือโลหะ หอหมุ ชั้นถัดมาจะเปนกลอง (Zn) จะทําหนาที่เปนขั้วแอโนด ตรงกลางกลอง(Zn) ไวบรรจุสารและ Zn จะทาํ หนา ทเี่ ปน ขว้ั แอโนดตรงกลางกลอง Zn จะมีแทงแกรไฟต ทําหนา ท่ีเปน ข้ัวแคโทด สวนรอบ ๆ แทงแกรไ ฟตจะมขี องผสมระหวาง

166 ผงถานแอมโมเนียมคลอไรดชื้น แมงกานีส(IV)ออกไซด และกาวบรรจุอยเู ปนอิเลค็ โตรไลต จะเห็นวา ในถา นไฟฉาย ไม ใชอิเลค็ โตรไลตที่เปนของเหลว ทําใหส ะดวกตอการนําไปใชงาน 4.3 เซลลสะสมไฟฟา แบบตะกวั่ (Lead storage cell) หรือท่ีเรยี กกันทัว่ ไปวา แบตเตอร่รี ถยนต แตละเวลลจะใหศกั ยไฟฟา 2 โวลต ถา ตอ งการใชกระแสไฟฟาทม่ี ี ศกั ยไฟฟา เทา ใดก็นาํ เซลลห ลายๆเซลลม าตอ กนั อยางอนุกรม ในแตละเซลลของเซลลส ะสมไฟฟาแบบตะกว่ั จะประกอบดว ย แผนตะกวั่ ซง่ึ มีลกั ษณะคลายฟองนํา้ บรรจใุ นชองวา งของแผน กริดส (gride) และแผน กรดิ สอ กี ชุดหน่ึงซง่ึ มีเลอ (IV) ออกไซตบ รรจุอยแู ผนกริดสทงั้ 2 จุมอยใู นสารละลาย H2SO4 ซงึ่ ทาํ หนา ทีเ่ ปน อเิ ล็คโตรไลต 4.4การชุบโลหะดว ยไฟฟา เปนกระบวนการที่มีการเคลือบชั้นของโลหะที่ตองการชุบลงบนผิวโลหะอีกชนิดหนึ่ง การชุบโลหะ หลักการ ชบุ โลหะดว ยกระแสไฟฟา 1.ส่ิงที่ตองการชุบใหตอกับขั้ว แคโทด(ขั้วลบ) ของแบตเตอร่ี 2.จะชบุ ดว ยโลหะอะไรก็นาํ โลหะนน้ั ตอ กบั ขว้ั แอโนด(ข้วั บวก) ของแบตเตอร่ี 3.ในอเิ ลค็ โตรไลตตอ งประกอบดวย ไอออนของโลหะชนิดเดยี วกนั กบั ทต่ี อกบั ขว้ั แอโนด 4.กระแสไฟฟา ที่ใชต องเปนกระแสตรง

167 ท่ีขั้วแอโนด(ขว้ั บวก)โลหะ Zn จะจา ย e- ตามสมการ Zn -------> Zn2+ + 2e- ---------(1) ที่ข้วั แคโทด(ขวั้ ลบ) Zn2- จะมารับ e- เปน โลหะ Zn เคลือบที่ผิงของตะปู Fe Zn2+ + 2e- -------> Zn ---------(2) 4.5 สบู เปนสารอินทรีย จําพวกเกลอื ที่ไดจากการทาํ ปฏิกริ ิยาระหวา งไขมันจากพชื หรือสัตวก ับเบส เบสทใี่ ชใ นการทํา สบู มลี กั ษณะทต่ี า งกนั อยู 2 ชนดิ คอื 1.สบูเ หลว เตรยี มโดยใชก รดไขมันจากพชื หรือสตั ว ทําปฏิกิริยากับสารละลายโปตัสเซียมไฮดรอกไซต (KOH) ชาวบานเรียกวา ดางคลี 2.สบแู ขง็ เปนสบทู เ่ี ตรยี มขึน้ จากการใชกรดไขมันจากพืชหรือสัตว ทาํ ปฏิกริ ยิ ากับสารละลายโซเดยี มไฮดรอก ไซด หรือโซดาไฟ( NaOH) สบมู ีช่อื ทางเคมวี า โซเดียมสเตียเรต ซึง่ มสี ูตรทางเคมี คือ C17H35CooNa การผลติ สบู การผลติ สบู ใชกรดไขมันจากพชื หรอื สตั วท าํ ปฏิกิริยากับสารละลายเบส แลว จะใหผ ลเปน ไปตามสมการ ไขมนั + NaOH หรอื KOH -------> สบู + กลเี ซอรอล ในการผลติ สบจู ะเตมิ โซเดยี มคลอไรด(เกลอื แกง) ลงไปในกรรมวิธกี ารผลิตเพื่อใหส บกู ับ กลเี ซอรอล แยกออกจากกนั ซึง่ เรยี กโซเดียมคลอไรดวา เปน ตัว Salting out สารทีเ่ ตมิ ลงในสบู เพอื่ ใหส บูม ีคณุ ภาพดี ไดแก 1.สารเพิ่มความสะอาด เชนโซดาซกั ผา โซเดยี มซิลิเกต โซเดียมฟอสเฟต 2.สารฆาเชื้อโรค มักใสในสบูฟ อกตวั เพื่อฆา เชอื้ โรคไดดีขึ้น 3.สารแตง เติมกลน่ิ ไดแก หัวนาํ้ หอม 4.สารดบั กล่ิน ซึ่งปนหรือผสมไปพรอมกับสารฆา เชอื้ โรค

168 4.6 ผงซกั ฟอก ผงซักฟอกโดยทั่วไป จะมีคาความเปนกรด – เบส ประมาณ 9.0-10.6 สว นประกอบที่สําคัญไดแ ก 1.ฟอสเฟต ทําใหน ํ้ามสี ภาพเปนเบสพอเหมาะกับการทําปฏิกิริยาของผงซักฟอก กนั ไมใหสิ่งสกปรกกลับเขามา จับเสนใยไดอีก 2.โซเดียมซิลเิ กต ปอ งกนั ไมใหโลหะ ไมใ หต ะกอนสง่ิ สกปรกจับเส้ือผา ขณะซกั ใหน าํ มีสภาพเปนเบสออน 3.สารฟอกขาว เชน เปอรป อเรต ชวยทําใหเ สือ้ ผา ที่ซักมีความขาวสะอาดขน้ึ 4.โซเดียมคารบอนซีเมธิลเซลลูโลส(C.M.C.) ไมใหผ งซักฟอกเกดิ ตะกอนขึ้นขณะซกั ลาง ชว ยจบั อนุภาคสงิ่ สกปรกที่หลุดออกมาไมใหกลบั ไปจับเส้อื ผาอีก ชว ยใหรูสึกนมุ มือขณะซักผา 5.น้ําหอม สี และยาฆาเชื้อโรค และสารลดแรงตงึ ผวิ

169 แบบฝกหดั บทท่ี 8 เรื่อง สมการเคมีและปฏิกิริยาเคมี 1.การทดลองใดท่ที าํ ใหโลหะผกุ รอ นได ข. Na ใน AgNO3 ก. Cu ใน ZnSo4 ง. Mg ใน ZnSo4 ค. Ag ใน CuSO4 2.เซลลถา นไฟฉายถา เปลย่ี นกลองท่ที ําดวย Zn เปน เหล็ก(Fe) จะมผี ลอยา งไร ก.ไมมกี ระแสไฟฟาเกดิ ขน้ึ ข.ถา นไฟฉายมีอายุการใชงานนานกวาเดิม ค.จะมีคาความตางศักยไฟฟาต่ํากวาเดิม ง.จะมีคาความตางศักยไฟฟาสูงกวาเดิม 3.การปอ งกันการผกุ รอนของเหล็ก ทาํ ไดห ลายวธิ ี ยกเวนขอใด ก.การทาสหี รอื นํ้ามัน ข.เคลือบหรือฉาบผิวโลหะบางชนิด เชนสังกะสี ค. เชอ่ื มดวยโลหะทร่ี ับอิเลค็ ตรอนไดง า ยกวา เหลก็ ง.ใสส ารละลายท่ปี องกนั สนมิ เชน โซเดยี มไนไตรท 4.หลักการที่ถูกตองในการชุบโลหะดวยกระแสไฟฟา ก.สงิ่ ท่ีตอ งชบุ ตองเปนขวั้ บวก ข. จะชบุ ดว ยโลหะใดใชโ ลหะนน้ั เปน ขว้ั ลบ ค. อเิ ลค็ โตรไลตจะตอ งเปน อิออนของโลหะชนิดเดยี วกบั โลหะที่จะชุบ ง.การชบุ โลหะดว ยกระแสไฟฟา ตอ งใชก ระแสไฟฟา สลับ 5.ถา ตองการชบุ สงั กะสี ดวยเงนิ ควรทาํ การทดลองดงั ขอ ใด ก. เงนิ เปน แอโนด สังกะสีเปน แคโทด สารละลาย Ag2+ เปน อิเลค็ โตรไลต ข. สังกะสีเปน แอโนด เงนิ เปนแคโทด สารละลาย Ag2+ เปน อเิ ลค็ โตรไลต ค. สังกะสีเปนแอโนด เงินเปนแคโทด สารละลาย Zn2+ เปน อเิ ลค็ โตรไลต ง.เงินเปน แอโนด สังกะสีเปน แคโทด สารละลาย Zn2++ เปน อเิ ลค็ โตรไลต

บทท่ี 9 โปรตีน คารโบไฮเดรต และไขมัน สาระสําคัญ สิง่ มีชีวิตประกอบดวย ธาตุและสารประกอบ ธาตุเปนหนวยเล็กที่สุดของสิ่งมีชีวิต โดยพบวาธาตุที่เปน องคประกอบของสิ่งมีชีวิตในปริมาณมาก คือ คารบอน ไฮโดรเจน และออกซิเจนซึ่งรวมตัวกันเปนสารประกอบ จํานวนมากในเซลล สารในเซลลของสิง่ มีชีวิตทีม่ ี ธาตุคารบอนและไฮโดรเจนเปนองคประกอบ เรียกวา สารอินทรีย (Organic substance) สวนสารประกอบในเซลลทีไ่ มมีธาตุคารบอนเปนองคประกอบ เรียกวา สารอนินทรีย (Inorganic substance) สารอินทรีย (Organic substance) ที่พบในธรรมชาติทั้งหลายมีแหลงกําเนิดจากสิง่ มีชีวิตแทบทัง้ สิ้น โมเลกุลของสารอินทรียเหลานี้มีตางๆกัน ตั้งแตขนาดเล็กโครงสรางแบบงายๆ จนถึงขนาดใหญมีโครงสารางเปน สายยาวๆ หรือขดตัวเปนรูปรางตางๆ โมเลกุลของสารอินทรียที่พบในสิ่งมีชีวิตที่จัดเปนสารชีวโมเลกุล (Biological molecule) และมีความสําคัญในกระบวนการทุกชนิดในสิ่งมีชีวิต ไดแก โปรตีน(Protein) คารโ บไฮเดรต (Carbohydrate) และไขมัน(Lipid) ผลการเรยี นรทู ค่ี าดหวัง 1.อธิบายสมบัติ ชนิด ประเภทการเกิด และประโยชนของโปรตีนได 2.อธบิ ายสมบัติ ชนิด ประเภทการเกดิ และประโยชนของคารโบไฮเดรตได 3.อธิบายสมบัติ ชนิด ประเภทการเกิด และประโยชนของไขมันได ขอบขายเนือ้ หา เร่อื งที่ 1 โปรตนี เร่อื งท่ี 2 คารโ บไฮเดรต เรอ่ื งที่ 3 ลิพดิ

171 เร่ืองที่ 1 โปรตีน โปรตนี (Protein) เปนสารประกอบที่มีคารบอน (C) ไฮโดรเจน (H) ออกซเิ จน (O) และ ไนโตรเจน (N) เปนสวนประกอบสําคัญ และนอกจากนีโ้ ปรตีนบางชนิดอาจประกอบดวยอะตอมของธาตุอืน่ ๆ อีกเชน กํามะถัน (S) เหลก็ (Fe) และฟอสฟอรัส (P) เปนตน โดยทั่วไปในเซลลพืชและเซลลสัตว มีโปรตีนอยูไ มต่ํากวารอยละ 50 ของนาํ้ หนกั แหง โปรตีนสรางขึน้ จากกรดอะมิโนหลายๆ โมเลกุลมาเชือ่ มตอกันเปนพอลิเมอรดวยพันธะเพปไทด (Peptide bond) โมเลกุลของโปรตีนอาจประกอบขึน้ ดวยพอลิเพปไทดเพียงสายเดียวหรือหลายสายเชือ่ มโยงตอ กันก็ได สมบตั ขิ องโปรตนี 1. การละลายนา้ํ ไมละลายน้ํา บางชนดิ ละลายน้ําไดเล็กนอ ย 2. ขนาดโมเลกลุ และมวลโมเลกุล ขนาดใหญมีมวลโมเลกุลมาก 3. สถานะ ของแข็ง 4. การเผาไหม เผาไหมมกี ลิ่นไหม 5. ไฮโดรลซิ สิ 6. การทําลายธรรมชาติ โปรตีนบางชนิดเมื่อไดรับความรอน หรือเปลี่ยนคา pH หรือเติมตัวทําลาย อินทรียบางชนิดจะทําใหเปลี่ยนโครงสรางจับเปนกอนตกตะกอน

172 ลักษณะโครงสรางของโปรตีน โปรตีนประกอบดวยกรดอะมิโนมารวมกัน โดยใชพันธะเพปไทด (Peptide bond) เปนตวั ยึดกรดอะมิโน มสี ตู รทว่ั ไปคือ H R C COOH NH2 - NH2 คอื หมูอะมิโน (Amino group) - COOH คอื หมูคารบ อกซลิ (Carboxyl group) - R คอื ไฮโดรคารบอน (Hydrocarbon) หรอื หมูอืน่ ๆกรดอะมิโนตางชนดิ กันจะแตกตางกนั พันธะเพปไทด คอื พนั ธะโคเวเลนทท เ่ี กดิ ข้ึนระหวา ง C อะตอมในหมูคารบ อกซลิ ของกรดอะมโิ น โมเลกุลหนึ่งยึดกบั N อะตอม ในหมูอะมโิ น (-NH2) ของกรดอะมิโนอกี โมเลกุล หนง่ึ แผนภาพแสดงการยึดเกาะของโมเลกุลของกรดอะมิโน ทม่ี า (โครงสรางของกรดอะมิน. ออน-ไลน. 2552) - สารทป่ี ระกอบดว ยกรดอะมโิ น 2 โมเลกลุ เรยี กวา ไดเพปไทด - สารที่ประกอบดวยกรดอะมิโน 3 โมเลกุล เรียกวา ไตรเพปไทด - สารท่ปี ระกอบดวยกรดอะมิโนตง้ั แต 100 โมเลกลุ ขึ้นไป เรยี กวา พอลิเพปไทดน ้วี า โปรตีน ดงั นั้นโปรตีนชนิดตางๆ จงึ ขึ้นอยูกบั จํานวนและการเรียงตัวของกรดอะมิโน กรดอะมิโนจะมีเพียง 20 ชนิด แตจํานวนและการเรียงตัวที่ตางกันของกรดอะมิโน ทําใหจํานวนโปรตีนในรางกายคน มีจํานวนมากถงึ 1 แสนกวา ชนดิ โปรตีนแตละชนิดอาจประกอบไปดวยสายพอลิเพปไทด 1 สาย หรือหลายสายกไ็ ด แลว แตช นดิ ของโปรตีน เชน โมเลกุลของอินซลู นิ ววั ประกอบดว ยสายพอลิเพปไทด 2 สาย

173 โมเลกุลของฮีโมโกลบิน ประกอบดวยสายพอลิเพปไทด 4 สาย โครงสรางโมเลกุลของอินซลู นิ โครงสรางโมเลกุลของฮีโมโกลบิน ท่ีมา (โครงสรางโมเลกุลของอนิ ซูลิน. ออน-ไลน. 2252) ทีม่ า (โครงสรางโมเลกุลของฮโี มโกลบนิ . ออน-ไลน. 2252) การทกี่ ารท่กี รดอะมิโนทั้ง 20 ชนดิ ตอกนั อยา งอสิ ระ ทําใหโปรตนี แตล ะชนิดมลี ําดบั และจํานวนของ กรดอะมิโนแตกตา งกัน และมคี ณุ สมบตั ิแตกตางกนั และมีคุณสมบัตทิ ีแ่ ตกตางกันดว ย ประเภทของโปรตีน การแบงประเภทของโปรตีนมีเกณฑใ นการแบง แตกตา งกัน ดงั น้ี 1) เกณฑก ารแบง ตามหลักชีวเคมี แบงได 3 ประเภท คือ 1.1 โปรตนี เชงิ เดี่ยว (Simple protein) เปน โปรตีนชนดิ ท่ไี มซบั ซอนประกอบดวย กรดอะมิโน เพียงอยางเดียว ไมมสี ารอื่นเจอื ปนอยู เชน -serum albumin เปนโปรตีนในน้ําเลอื ดmyosin - legumin เปน โปรตีนในเมลด็ ถว่ั - myosin เปน โปรตีนในกลา มเน้อื - lactoglobulin เปน โปรตีนในขา วสาลี 1.2 โปรตีนเชงิ ประกอบ (Compound protein) เปนโปรตนี ชนิดทีซ่ ับซอ น ประกอบดว ย กรดอะมิโน และมสี ารอ่ืนปนอยดู วย เชน - phosphoprotein เปน โปรตีนที่มีฟอสเฟตอยดู ว ย - lipoprotein เปนโปรตีนทีม่ ีไขมันรวมอยดู วย เชน ไขแดง เยื้อหุมเซลล นํา้ นม - glucoprotein เปนโปรตีนที่ประกอบดวยคารโบไฮเดรต พบใน น้ําลาย

174 1.3 อนพุ ันธข องโปรตนี ( Derived Protein) เปน โปรตีนชนดิ ท่ีไดจ ากการสลายตวั ของโปรตนี เชงิ เดี่ยว และโปรตีนเชิงประกอบ เชน myosan ไดจ าก myosin ซ่ึงเปนโปรตีนเชงิ เด่ยี วในกลามเน้อื 2) เกณฑก ารแบงตามหนาทข่ี องโปรตีน แบง ได 8 ประเภท คือ 2.1 โปรตนี ท่ีทาํ หนา ทเ่ี ปนโครงสรา ง (Struture protein) คือโปรตีนที่ทําหนาที่เปนองคประกอบ ของโครงสรางของรางกาย เชน เย้อื หุมเซลล ประกอบดวยโปรตนี ฝง อยูในพื้นท่ีท่ีเปนไขมัน ไรโบโซม เปนแหลงท่ีมกี ารสงั เคราะหโ ปรตีน ประกอบดวยโปรตนี 50% และ RNA 50% collagen ในกระดูกและเนื้อเย่ือเกย่ี วพัน 2.2 โปรตนี ท่ีทําหนา ที่ขนสง (Transport protein) คอื โปรตนี ท่ีทาํ หนาทล่ี าํ เลยี งแกสออกซิเจน และคารบ อนไดออกไซด เชน hemoglobin ในเม็ดเลือด ทาํ หนา ที่นําออกซเิ จนจากปอดไปสง ทวั่ รา งกาย transferrin ในซีรมั ทําหนาทข่ี นสงธาตุเหลก็ 2.3 โปรตีนทีท่ ําหนาทีเ่ ปนเอนไซม (Enzyme protein) คือ โปรตีนที่ทําหนาที่เกี่ยวกับการเรง ปฏิกิริยาเคมีตางๆ ในรางกาย เชน catalase เปนเอนไซมท ่ีเรงปฏกิ ิรยิ าการสลายตัวของ H2O2 lipase เปนเอนไซมของปฏิกิริยาการสลายลิพิด 2.4 โปรตีนที่ทําหนาที่เกี่ยวกับเคลื่อนไหว (Contractile protein) คือโปรตีนที่อยูในเซลลของ กลา มเนอ้ื คือ แอกทิน และไมโอซิน 2.5 โปรตีนทที่ ําหนาทเี่ กบ็ สะสม ( Storage protein) คือโปรตีนที่ทําหนาที่สะสมอาหาร เชน ovalbumin ในไขขาว casein และ lactoglobulin ในนาํ้ นม 2.6 โปรตีนทีท่ ําหนาทีส่ ารพิษ (Toxin) คือโปรตีนที่ทําหนาทีเ่ ปนสารมีพิษ พบทัง้ ในเชือ้ โรค สัตว และพืช เชน พิษงู ซงึ่ ประกอบดว ยเอนไซมท ี่ยอยพวกลิพิด 2.7 โปรตีนทีท่ าํ หนา ทป่ี องกนั (Protective protein) คือ โปรตีนทีท่ ําหนาทีเ่ ปนภูมิคุม กันโรคใหกับ รางกาย เชน immunoglobulin เปน ไกลโคโปรตนี ซง่ึ ทาํ หนาท่กี าํ จัดสารหรอื เชอ้ื โรคท่ีผา นเขา สรู างกาย

175 2.8 โปรตนี ทที่ าํ หนา ท่คี วบคุม (Control protein) คือโปรตีนที่ทําหนาที่ควบคุมการทํางานของเซลล ในรา งกาย ไดแ ก พวกฮอรโ มนตางๆ เชน insulin เปนฮอรโมนที่ควบคุมเมแทบอลิซึมของกลูโคส parathormone เปน ฮอรโมนที่ควบคุมระดับสมดุลของแคลเซียมและฟอสฟอรัสในรางกาย growth hormone เปนฮอรโมนที่ควบคุมและกระตุนการเจริญเติบโตของเนื้อเยื่อตางๆในรางกาย 3) เกณฑก ารแบงตามหลักโภชนาการ สามารถแบงได 2 ประเภท คือ 3.1 โปรตีนประเภทสมบูรณ (complete protein) คือโปรตีนทีม่ ีกรดอะมิโนทีจ่ ําเปนตอรางกายครบ ทกุ ตัว สามารถนาํ มาสรางและซอ มแซมสว นทีส่ ึกหรอไดด ี ไดแก เนอ้ื สัตว ไข นม เปน ตน 3.2 โปรตีนประเภทไมสมบูรณ (incomplete protein) คือโปรตีนทีม่ ีกรดอะมิโนชนิดจําเปนตอ รางกายไมครบทุกตัว ซึ่งรางกายนํามาสรางและซอมแซมสว นทสี่ กึ หรอไดไมด ี สวนใหญเ ปนโปรตีนจากพืช 4) เกณฑการแบง ตามลักษณะโครงรูปท้ังโมเลกุล สามารถแบงได 2 ประเภท คือ 4.1 โปรตีนลักษณะแบบเสนใย (fibrous protein) เปนโปรตีนทีโ่ มเลกุลมีลักษณะเปนเสนยาว สาย พอลิเมอรจะเรียงตัวเปนระเบียบมีความแข็งแรง เหนียว ยดื หยุน ไดมาก และมกั จะไมละลายนํ้า เชนโปรตีนในเสน ผม โปรตีนในเสน ขน โปรตนี ในเสนเอ็น โปรตีนในเขาสัตว โปรตนี ในเสนใหม เปนตน 4.2 โปรตีนลักษณะเปนกอน (globular protein) เปนโปรตีนทีม่ ีสายพอลิเพปไทดพันไปมา และอัด กันแนน ทําใหมีลักษณะเปนกอ น บางสว นของสายเพปไทดอาจทบกันอยางเปนระเบียบ หรือมลี กั ษณะเปนเกลียว หรือเปนแผน เชน โปรตีนพวกเอนไซม โปรตีนพวกฮีโมโกลบิน โปรตีนพวกฮอรโมน โปรตีนทีอ่ ยูใ กล กลา มเนือ้ เปนตน ความสาํ คัญของสารอาหารประเภทโปรตนี ตอ ส่งิ มชี วี ติ 1. เปนสารอาหารทีใ่ หพลังงานแกรางกาย โดยโปรตีน 1 กรัม จะใหพลังงานประมาณ 4.1 กิโล แคลอรี ซึ่งเทากับสารอาหารประเภทคารโบไฮเดรต 2. เปนสวนประกอบของเซลล โดยเปนองคประกอบของเยื่อหุมเซลลและโพรโทพลาสซึมของเซลล 3. เปน โครงสรางของผิวหนงั เสนผม และขน 4. ชวยในการเจริญเติบโต และซอมแซมสวนทีส่ ึกหรอในรางกาย โดยรางกายจะนําโปรตีนไปใชใน การสรางเนอื้ เยอ่ื ใหม

176 5. ชว ยในการหดตวั ของกลา มเนอ้ื ทาํ ใหส งิ่ มชี วี ติ สามารถเคลอ่ื นไหวได 6. เปนสารที่ทําหนาที่สําคัญตางๆ ในรางกาย เชน ทําหนาที่ในการลําเลียงออกซิเจนและคารบอนไดออกไซด สรา งภมู ติ านทานใหแกรางกาย ชว ยกระตุนการเกิดปฏิกิริยาเคมีตางๆ ในรางกาย 7. สามารถเปลี่ยนเปนคารโบไฮเดรต และไขมันได โดยพบวากรดอะมิโนชนิดหนึง่ อาจเปลีย่ นแปลงไป เปน กรดอะมโิ นอน่ื ๆ ได

177 เร่ืองที่ 2 คารโ บไฮเดรต คารโ บไฮเดรต (Cabohydrate) เปนสารประกอบอินทรียทีเ่ ปนแหลงใหพลังงานและคารบอนทีส่ ําคัญของ สิง่ มีชีวิตเพื่อนําไปใชในการดํารงชีวิตและสรางสารอืน่ ๆตอไป โมเลกุลของคารโบไฮเดรตประกอบดวยอะตอม ของธาตุ คารบอน (C) ไฮโดรเจน (H) และออกซิเจน (O) โดยมีอัตราสวนของอะตอมไฮโดรเจนตอออกซิเจน เทากับ 2:1 (H:O = 2:1) จํานวนและการเรียงตัวของอะตอมทั้งสามธาตุนี้แตกตางกัน จึงทําใหคารโบไฮเดรตมีหลาย ชนดิ เชน นาํ้ ตาลกลโู คส (C6H12O6) นํา้ ตาลซโู ครส(C12H22O11) แปง (C6H10O5)n พืชสีเขียวสามารถสรางอาหารขึน้ ได โดยกระบวนการสังเคราะหดวยแสง โดยใชคารบอนไดออกไซด และน้าํ เปนวัตถุดิบในการผลิตกลูโคส น้าํ ตาลอื่นๆ แปง เซลลูโลส และสารอื่นๆ คารโบไฮเดรตทีพ่ บในพืช มัก อยใู นรปู ของพอลิแซก็ คารไรด (Polysaccharides) คารโบไฮเดรตทเี่ รารูจ กั กันดี คอื นํ้าตาลชนิดตางๆ และแปง น้ําตาล มีรสหวานบางครัง้ เรียกวา แซ็กคารไรด (Saccharides) มีอยูท ัว่ ไปทัง้ ในเนือ้ เยือ่ ของพืชและสัตว มนุษยและสัตวมีกลูโคสเปนน้าํ ตาลในเลือด มีไกลโคเจนสะสมเปนกลูโคสสํารองไวใชในเนื้อเยือ่ ของตับและ กลามเนอื้ คารโบไฮเดรตทงั้ สองชนดิ น้ี เปน สารทีเ่ ซลลจะนาํ ไปสลายใหไดพ ลงั งานทีจ่ ําเปน สาํ หรบั การดํารงชีวิต สมบตั ขิ องคารโ บไฮเดรต 1. มีสูตรทั่วไปของคารโบไฮเดรต คือ (CH2O)n ขอ ยกเวน คารโ บไฮเดรต บางชนดิ ไมมสี ัดสว นเหมอื นกันได เชน ดีออกซีไรโบส (C5H10O4) สารบางอยางมีสูตรทั่วไปเปน (CH2O)n คลายคารโบไฮเดรต แตไมใชคารโบไฮเดรต เชน กรดนํา้ สม C2H4O2 กรดแลคตกิ C3H6O3 2. จัดเปนพวกโพลีไฮดรอกซลี 3. คารโบไอเดรตสว นใหญป ระกอบไปดว ยแปง และนาํ้ ตาล น้ําตาลเปนคารโบไฮเดรตโมเลกุลเล็ก มกั เรียกลงทายช่อื ดว ย โอส (-ose) เชน กลโู คส (glucose) มอสโทส (motose) แปงเปนคารโบไฮเดรตโมเลกุล ใหญไดแ ก ไกลโคเจน (glycogen) เซลลูโลส (cellulose) 4. คารโบไฮเดรตในคน และสัตว สามารถสะสมในรางกายในรูปของไกลโคเจน สวนใหญเกบ็ สะสม ไวท ี่ตบั และกลามเน้อื 5. แปง สามารถเปลี่ยนเปนน้ําตาลได โดยใชเ อนไซมท ม่ี ีอยูในน้ําลาย

178 ประเภทของคารโบไฮเดรต คารโบไฮเดรตแบงออกเปน 3 พวกใหญๆ คือ 1. น้าํ ตาลโมเลกุลเดี่ยว (Monosaccharides) เปนคารโบไฮเดรตทีม่ ีขนาดเล็กที่สุด เปนโมเลกุลสาย เดยี่ ว ตอ กนั เปน ลูกโซยาวไมแตกกิง่ หรือแขนง ประกอบดวยอะตอมของคารบอนตัง้ แต 3 ถึง 7 อะตอม มีสูตร โครงสรางทั่วไป คือ (CH2O)n โดย n แสดงจํานวนคารบอนอะตอมท่ีรูจักกันท่ัวๆไปเปนคารโบไฮเดรตที่มี คารบอน 6 อะตอม เชน กลูโคส กาแลคโทส และฟรกั โตส โครงสรางดังภาพ กลโู คส กาแลคโทส ฟรกั โตส แสดงโครงสรางของนํ้าตาลโมเลกุลเดย่ี ว ที่มา (โครงสรางของน้ําตาลโมเลกุลเดยี่ ว. ออน-ไลน. 2552)

179 นํา้ ตาลโมเลกุลเด่ียวทคี่ วรรจู ัก ไดแ ก กลูโคส (glucose , C6H12O6) พบในผักและผลไมท ่วั ไป จดั วา เปนน้าํ ตาลท่สี าํ คญั เพราะนา้ํ ตาลชนิดน้ี เปนสารที่ละลายอยูในเสนเลือดและสามารถลําเลียงไปสูสว นตางๆของรางกายทันที เพื่อสรางพลังงานใหแ กก าร ทํางานของระบบตางๆของรางกาย ฟรักโตส (fructose , C6H12O6) พบในผลไม น้าํ ผึง้ สายรก น้าํ อสุจิ(semen) เปนน้าํ ตาลทีม่ ีความหวาน มากกวานา้ํ ตาลชนดิ อื่นๆ ในธรรมชาติ ละลายนํา้ ไดด ี กาแลคโทส (galactose , C6H12O6) เปนน้ําตาลทีไ่ มพบในธรรมชาติแตไดจากการสลายตัวของน้าํ ตาล แลคโทส (lactose) เมื่อน้ําตาลแลกโทสซึง่ เปนน้ําตาลในนมถูกยอยจะไดน้ําตาลกาแลกโทส และกลูโคส เปน สวนประกอบสําคัญในไกลโคลิพิดของเนื้อเยื่อประสาท น้ําตาลชนิดนี้มีความหวานนอยกวากลูโคส ไรโบส (ribose , C5H10O5) เปนน้าํ ตาลทีเ่ ปนสวนประกอบโครงสรางของกรดไรโบนิวคลิอิก หรือ RNA ซึง่ มีความสําคัญในกระบวนการสังเคราะหโปรตีน เปนสวนประกอบของสารพลังงานสูง คือ ATP (adenosine triphosphate) ดีออกซีไรโบส (deoxyribose, C5H10O4 ) เปนน้าํ ตาลทีเ่ ปนสวนประกอบโครงสรางของกรดดีออกซีไร โบนิวคลีอิก (deoxyribonucleic acid หรือ DNA) ซึง่ เปนสวนประกอบทีส่ ําคัญในโครโมโซม โดยทําหนาที่ ควบคุมกิจกรรมตางๆของเซลล เชน การถายทอดลักษณะทางพันธุกรรม ไรบโู ลส (ribulose, C5H10O5) เปนน้ําตาลที่มีความสําคัญในกระบวนการสังเคราะหดวยแสงของพืช โดย ทาํ หนา ท่รี ับ CO2 ในชวงปฏกิ ิรยิ าทไี่ มใ ชแ สง 2. โอลิโกแซ็กคาไรด (Oligosaccharides) เกิดจากน้าํ ตาลโมเลกุลเดีย่ วตัง้ แต 2-10 โมเลกุลมารวมกัน ดว ยพนั ธะไกลโคซดิ กิ (glycosidic) มสี ตู รทางเคมี คือ C12H22O11 โอลิโกแซ็กคาไรดทีพ่ บมากทีส่ ุดในธรรมชาติ คือ พวกไดแซก็ คาไรด (Disaccharides) หรอื นาํ้ ตาลโมเลกลุ คู น้าํ ตาลโมเลกุลคู เปนน้ําตาลที่ประกอบดวยน้ําตาลโมเลกุลเดีย่ ว 2 โมเลกุลมารวมกันดวยพันธะ โควาเลนท กลายเปนไดแซ็กคาไรด(น้าํ ตาลโมเลกุลคู) 1 โมเลกุล โดยที่น้าํ ตาลโมเลกุลเดี่ยวทีม่ ารวมกันจะเปน โมเลกลุ ชนดิ เดียวกัน หรือตา งชนดิ ก็ได

180 นาํ้ ตาลโมเลกุลคทู ี่พบมากที่สดุ ในธรรมชาติ ไดแก ซูโครส (sucose , C12H22O11) แตละโมเลกุลประกอบดวยกลูโคสและฟรักโตสอยางละ 1 โมเลกุล ซูโครสมีลักษณะเปนผลึกสีขาว ละลายน้าํ ไดดี และมีรสหวาน พบในน้ําออย มะพราว ตาล ผลไมสุก หัวบีท โดยเฉพาะพบมากทีส่ ุดในออย จึงอาจเรียกอีกอยางหนึง่ วาน้ําตาลออย ซูโครสทีร่ ูจ ักกันดีคือ น้ําตาลหรือน้าํ ตาล กรวด แสดงโครงสรางของน้ําตาลซโู ครส ทีม่ า (โครงสรางโมเลกลุ นา้ํ ตาลซโู ครส. ออน-ไลน. 2552) แลคโตส (lactose , C12H22O11) เปนนาํ้ ตาลโมเลกลุ คูซึง่ แตละโมเลกุลประกอบดวยกลูโคสและกาแลคโท สอยางละ 1 โมเลกลุ พบในน้ํานมของคนและสตั ว หรอื อาจพบในปสสาวะของหญิงมคี รรภแตไ มพ บในพืช ดังน้นั อาจเรียกอีกอยา งวา นํ้าตาลนม (milk suger) ละลายนาํ้ ไดน อ ยกวา ซโู ครส และมคี วามหวานนอยกวา แสดงโครงสรางของน้ําตาลแลกโทส ทมี่ า (โครงสรางโมเลกลุ แลกโทส ออน-ไลน. 2552) มอสโทส (maltose , C12H22O11) เปน นาํ้ ตาลโมเลกุลคูซงึ่ แตล ะโมเลกุลประกอบดวยกลูโคส 2 โมเลกุลมา รวมตวั กัน เปนนา้ํ ตาลท่ลี ะลายนํา้ ไดดี แตความหวานไมมากนกั (มีความหวานเพียง 20% ของน้ําตาลซูโครส) เปน นาํ้ ตาลทีพ่ บในธญั พืช ไดแก ขา วมอลล แตไมพ บในรปู อสิ ระในธรรมชาติ ไดจ ากการยอยสลายแปงและไกล โคเจน

181 แสดงโครงสรางของน้ําตาลมอสโทส ทีม่ า (โครงสรางนาํ้ ตาลมอสโทส ออน-ไลน. 2552) เซลโลไบโอส (cellobiose , C12H22O11) เปนน้าํ ตาลโมเลกุลทีไ่ มมีรูปอิสระในธรรมชาติ และไมเปน ประโยชนตอคน ไดจ ากกการยอ ยสลายเซลลโู ลส แสดงโครงสรางของเซลโลไบโอส ท่มี า (โครงสรางของเซลโลไบโอส ออน-ไลน. 2552) 3. พอลิแซ็กคารไ รด หรือนาํ้ ตาลโมเลกลุ ใหญ เกิดจากนาํ้ ตาลโมเลกุลเดีย่ วหลายๆโมเลกุลมารวมกัน ตงั้ แต 11 จนถงึ 1,000 โมเลกุล ตอกันเปนสายยาวๆ บางชนิดเปนสายโซยาวตรง บางชนิดมีกิ่งกานแยกออกไป พอลิแซ็กคารไรดแตกตา งกนั แตกตา งกนั ทช่ี นิด และจาํ นวนของนา้ํ ตาลโมเลกลุ เดี่ยวท่เี ปนองคป ระกอบ พอลิแซก็ คารไรดท่ีพบมากที่สดุ ไดแ ก แปง (starch) เปน พอลิแซก็ คาไรดที่พืชสามารถสังเคราะหได และสะสมในสวนตางๆของพืชช้ันสูง เชน เมล็ด ราก ผล เปนตน โมเลกุลของแปงแตละโมเลกุลประกอบขึ้นดวยโมเลกุลของกลูโคสตอกันเปนสายยาว บางสวนแตกกิ่งกานสาขา

182 แสดงโครงสรางโมเลกลุ ของแปง ทมี่ า (โครงสรางโมเลกุลของแปง ออน-ไลน. 2552) ไกลโคเจน (glycogen) เปนพอลิแซกคาไรดทีส่ ะสมในเซลลของกลามเนือ้ ลาย และเซลลตับ เพือ่ ใชใน เวลาทีร่ างกายขาดแคลนกลูโคส มีบทบาททีส่ ําคัญในการรักษาระดับน้ําตาลในเลือด โมเลกุลของ ไกลโคเจน ประกอบดวย หนวยยอยทีเ่ ปนกลูโคสเรียงตัวเปนสายยาว ในรางกายหากมีกลูโคสเหลือใช ในรางกายถาหากมี กลูโคสเหลือใช รา งกายจะเปล่ียนไปเปนไกลโคเจน แลว เกบ็ สะสมไวท ีต่ ับกับกลา มเน้อื เซลลูโลส (cellulose) เปนพอลิแซกคาไรดที่เปนองคประกอบทีส่ ําคัญของผนังเซลลพืช โดยเปนสวนที่ สรางความแข็งแรงใหแกเซลลพืช โมเลกุลของเซลลูโคสประกอบดวยโมเลกุลของกลูโคสจํานวนมากมาย ประมาณ 1,200 - 12,500 โมเลกุล แตมีการเรียงตัวของโมเลกุลกลูโคสแตกตางจากโมเลกุลของแปง และเปน สารที่ไมละลายน้าํ เพราะโมเลกุลใหญมาก คน สัตวเคีย้ วเอือ้ ง เชน วัว ควาย สามารถผลิตเอนไซมเซลลูเลสยอย เซลลูโคสเปนกลูโคสได ไคทิน (chitin) เปนพอลิแซกคาไรดที่พบในสัตวไมมีกระดูกสันหลัง ไคทินจะเปนจะเปนสวนที่เปน เปลือกแข็งหุม ตัวสัตว เชน กระดองปู เปลือกกุง เปนตน ไคทินไมละลายน้าํ และไมสามารถยอยสลายดวย น้ํายอยของรางกาย เฮปาริน (heparin) เปนพอลิแซกคาไรดทีพ่ บในปอด ตับ มาม ผนังเสนเลือด เฮปารินเปนสารทีท่ ําให เลือดไมแข็งตวั ลิกนนิ (lignin) เปนพอลิแซกคาไรดที่พบในเนื้อเยื่อพืชมีความแข็งแรง โดยจะสะสมตามผนังเซลลพ ืช เพกทิน (pectin) เปนพอลิแซกคาไรดที่พบในผลไมมีลักษณะคลายวุน ประกอบดวยโมเลกุลของกาแลค โทสหลายๆโมเลกุลมารวมกัน พบในผนังเซลลพืช เปลือกผลไมตางๆ เชน สม มะนาว และยังพบในสวนของ รากและใบที่เปนสีเขียวของพืชดวย

183 ความสําคัญของสารอาหารประเภทคารโ บไฮเดรตตอส่งิ มีชวี ติ 1. เปนสารอาหารที่ใหพลังงานแกเซลล เพือ่ ทํากิจกรรมตางๆ และใหความอบอุน แกรางกาย โดย คารโ บไฮเดรต 1 กรัม จะใหพลังงานประมาณ 4.1 กโิ ลแคลอรี 2. สามารถนําไปสังเคราะหเปนสารในรูปไกลโคเจนเก็บสะสมไวทีต่ ับและกลามเนือ้ เพือ่ ใชในยามขาด แคลน การเก็บสะสมไวในรูปไกลโคเจนมีปริมาณจํากัด จึงมีการสะสมไวในรูปของไขมันไวตามสวนตางๆของ รางกายเก็บไวใชยามขาดแคลน 3. โอลิโกแซกคาไรด และพอลิแซกคาไรด เปนสวนประกอบของเซลลและเปนโครงสรางของเซลล 4. ควบคุมเมแทบอลิซึมของไขมันและโปรตีนใหเปนปกติ โดยรางกายจะใชคารโ บไฮเดรตสําหรับนําไป สรางพลังงานกอ น ถาไมพ อจงึ จะใชจากไขมัน และมีการปองกันไมใหมีการสลายตัวของไขมันในตับมาก เพราะ หากไขมันในตับไมสามารถสลายตัวไดสมบูรณทําใหเกิดสารคีโตน (ketone body) ซึง่ เปนพิษตอรางกาย และถา หากขาดแคลนมากๆจึงมีการใชโปรตีน หากโปรตีนถูกนํามาสรางพลังงานจะมีผลเสียตอรางกาย เนือ่ งจาก บทบาทโปรตีนมีบทบาทสําคัญ เชน สรางเอนไซม สรางซอมแซมสวนที่ สึกหรอ สรางภูมิตานทานเชื้อโรค 5. เปนสาระสําคัญในการสรางสารบางชนิดในรางกาย เชน การสังเคราะห DNA RNA และ ATP จะตอ งใชน ํา้ ตาล 6. ชว ยกระตุนการทํางานของลําไสเล็ก ปองกันไมใหทองผูก เชน เซลลูโคสจะทําใหรางกายมีกากอาหาร

184 เรอื่ งที่ 3 ลิพิด ลิพิด (lipid) เปนสารอินทรียที่ไมละลายน้าํ แตละลายไดดีในตัวทําละลายอินทรีย เชน อีเทอร เบนซีน คลอโรฟอรม คารบอนเตตราคลอไรด อะซิโตนและแอลกอฮอล ประกอบดวย คารบอน (C) ไฮโดรเจน (H) ออกซิเจน (O) แตอัตราสวนของธาตุเหลานี้ไมเหมือนกับคารโบไฮเดรต (คารโบไฮเดรตอัตราสวนระหวาง H : O = 2 : 1) จาํ นวนออกซเิ จนจะมนี อ ย สว นจาํ นวนคารบ อน และไฮโดรเจนนน้ั มตี า งๆกนั ตามชนดิ ของไขมนั นน้ั ๆ ลิพิดที่พบในธรรมชาติมักจะไมอยูในสภาพอิสระ แตจะปรากฏอยูก ับสารชีวโมเลกุลอื่นๆ ถาลิพิด (gyucolipid) ถา ประกอบอยกู ับโปรตีน เรียกวา ไลโปโปรตนี (lipoprotein) สมบตั ขิ องลพิ ิด 1. ไขมันและนํ้ามันไมละลายนา้ํ ละลายไดด ใี นตวั ทําลายทไ่ี มม ขั ั้ว เชน เฮกเซน 2. ไขมันมคี วามหนาแนน ตาํ่ กวา นาํ้ แตม คี วามหนาแนน สงู กวา เอทานอล 3. ไขมัน และนาํ้ มนั เกิดกลิ่นหดื ได โดยนํา้ มันจะเกดิ ไดง า ยกวา เพราะเกดิ ปฏิกริ ยิ ากบั O2 ไดงายกวา 4. ในกรณีที่มีคารบอนอะตอมเทากันการเผาไหมน้ํามันจะมีเขมามากกวาการเผาไหมไขมัน 5. ไขมันมีลักษณะเปน ของแขง็ ทอ่ี อ น แตน ํ้ามันเปน ของเหลว

185 ลักษณะโครงสรางของลิพิด ลพิ ดิ ทุกชนดิ มีสว นประกอบสาํ คญั 2 สว น คอื กรดไขมนั (fatty acid) และ กลีเซอรอล (glycerol) 1. กรดไขมนั (fatty acid) มสี ูตรโมเลกุลมีสตู รทัว่ ไป ดังน้ี O R C OH R คือ หมูไฮโดรคารบอนที่ประกอบดวย C กับ H ซึง่ มีจํานวนแตกตางกันไปตามชนิดของกรด ไขมัน ดังนัน้ กรดไขมันมีอยูมากมายหลายชนิด แตละชนิดมีจํานวนอะตอมของคารบอนและไฮโดรเจนใน R แตกตา งกนั เชน R ของกรดปาลมิตกิ มี C 15 อะตอม และ H 31 อะตอม R ของกรดลไลโนเลอิก มี C 17 อะตอม และ H 31 อะตอม แสดงสูตรโครงสรางของกรดอะมิดโนบางชนิด ท่ีมา (palmitic acid structure. On-line 2009)

186 ถาพิจารณาจากความตองการของรางกาย สามารถแบงกรดไขมันออกเปน 2 ประเภท คือ 1. กรดไขมันที่จําเปนตอรางกาย (essential fatty acid) เปนกรดไขมันที่มีประโยชนตอรางกาย แต รางกายไมสามารถสังเคราะหไดเอง จึงจําเปนตองไดรับจากอาหารโดยตรง กรดไขมันนีม้ ีมากในน้าํ นมถัว่ เหลือง นาํ้ มันขา วโพด นาํ้ มันดอกคําฝอย นาํ้ มันราํ ยกเวน นํา้ มนั มะพรา ว และนาํ้ มันปาลม 2. กรดไขมันทีไ่ มจําเปนตอรางกาย (nonessential fatty acid) เปนกรดไขมันที่รางกายสามารถ สงั เคราะหขึ้นไดเอง มีอยูในอาหารประเภทลพิ ิดท่วั ไป ถาพิจารณาตามระดับความอิ่มตัว สามารถแบงเปน 2 ประเภทคือ 1. กรดไขมันอิม่ ตัว (saturated fatty acid) เปนกรดไขมันทีอ่ ะตอมของคารบอนในโมเลกุลมีแตพันธะ เดยี่ ว และไมส ามารถรับอะตอมของไฮโดรเจนเขาไปในโมเลกุลไดอีก มีจุดหลอมเหลวสูงกวากรดไขมันไมอิ่มตัว พบมากในไขมันสตั ว เนย น้ํามันจากสตั วแ ละนํ้ามันพืชบางชนดิ เชน นา้ํ มันมะพราว จากการศึกษาทางการแพทย พบวา หากรับประทานอาหารทีป่ ระกอบดวยน้าํ มันหรือไขมันทีก่ รดไขมันอิม่ ตัวมากเกินไป อาจจะมีผลทําให เกดิ โรคหวั ใจขาดเลอื ดและไขมนั อดุ ตนั ในเสน เลอื ดได ภาพแสดงสตู รโครงสรางของกรดไขมนั อิ่มตวั ทีม่ า (saturated fatty acid. On-line 2009) 2. กรดไขมันไมอิม่ ตัว (unsaturated fatty acid) เปนกรดไขมันทีอ่ ะตอมของคารบอนบางตัวมีพันธะคู (double bond) และสามารถรับอะตอมของไฮโดรเจนไดอีก มีจุดหลอมเหลวต่าํ ละลายไดงาย กรดไขมันอิม่ ตัวที่มี มากทีส่ ุดคือ กรดโอเลอิก (oleic acid) มีมากในน้ํามันมะกอก และน้าํ มันพืชทัว่ ไป เชน น้าํ มันถัว่ เหลือง น้ํามัน ขา วโพด เปน ตน ภาพแสดงสูตรโครงสรางของกรดไขมนั ไมอม่ิ ตัว ทีม่ า (unsaturated fatty acid. On-line 2009)

187 2. กลเี ซอรอล (glycerol) เปน แอลกอฮอรรปู หนง่ึ มสี ูตรโครงสรา ง ดังน้ี ในการรวมกันของโมเลกุลของกลีเซอรอลกับแตละโมเลกุลของกรดไขมันนั้นจะไดน้าํ 1 โมเลกุล และเรียกปฏิกิริยานีว้ า ดีไฮเดชัน (dehydration) เชน เมื่อกลีเซอรอล 1 โมเลกุลรวมกับกรดไขมัน 3 โมเลกุล จะ เกดิ นํา้ 3 โมเลกลุ กลีเซอรอล 1 โมเลกลุ กรดไขมนั 3 โมเลกลุ ไขมัน 1 โมเลกลุ นา้ํ 3 โมเลกลุ

188 ประเภทของลพิ ิด ลิพิดแบง ออกตามลกั ษณะทางเคมีได 3 ประเภท คอื 1. ลิพดิ ธรรมดา (simple lipid) เปน ลิพดิ ทปี่ ระกอบขึ้นดวยกรดไขมันกับแอลกอฮอล เกิดจากการ รวมตวั ระหวา งกลีเซอรอล 1 โมเลกุลกับกรดไขมัน 1-3 โมเลกุล แลว แตชนิดของลพิ ิดแบงออกเปน 1.1 ไขมัน (fat) อาจเรียกอีกอยา งวา กลีเซอไรด (glyceride) ประกอบดวยกลีเซอรอลกับกรดไขมันชนิดอิม่ ตัว (saturated fatty acid) เปนสวนใหญ (กรด ไขมัน 3 โมเลกุล กับกลีเซอรอล 1 โมเลกลุ ) 1.2 นํา้ มนั (oil) ประกอบดวยกลีเซอรอลกับกรดไขมันชนิดไมอิม่ ตัว (unsaturated fatty acid)เปนสวนใหญ (กรดไขมนั 3 โมเลกุล กับกลีเซอรอล 1 โมเลกลุ ) 1.3 ไขหรอื ขผ้ี ง้ึ (wax) ประกอบดวยกรดไขมันกับแอลกอฮอลที่มีโมเลกลุ ใหญกวา กลีเซอรอล และมีนํ้าหนักโมเลกุล สงู กวา ดว ย 2. ลิพิดเชิงประกอบ (compound lipid) ประกอบดวยลิพิดรวมกับสารอื่นๆ เชน 2.1 ฟอสโฟลิพิด (phospholipid) หรือฟอสโฟกลีเซอไรด (phosphoglyceride) เปนลิพิดธรรมดา ที่มีหมูฟอสเฟตเปนองคประกอบโดยเกิดจากการรวมตัวของกรดไขมัน กลีเซอรอล และหมูฟอสเฟต มีโครงสราง คลา ยกบั ไขมนั และนํ้ามัน ตา งกนั ทมี่ หี มูฟอสเฟตไปแทนกรดไขมันอยูหนึ่งโมเลกลุ ภาพแสดงสูตรโครงสรางของฟอสโฟลพิ ดิ ทีม่ า (phospholipid. On-line 2009) ฟอสโฟลิพิดเปนสวนประกอบหลักของเยือ่ หุม เซลล เนือ้ เยือ่ ประสาท น้าํ เลือด ไขแดง โดยเฉพาะ สวนของเยอ่ื หุมเซลลจะมีการเรยี งตวั กนั เปนแผน บางๆ 2 ชั้นซอนกัน สวนหวั ที่มีหมูฟอสเฟตอยูจะเปนบริเวณท่ีมี

189 ประจุเมื่ออยูใ นตัวกลางทีเ่ ปนน้าํ สวนนีจ้ ะดึงดูดกับโมเลกุลของน้ํา เรียกวา สวนท่ีชอบนํ้า (hydrophibic part) สวนหางท่ีไมมปี ระจจุ ะแยกตวั ออกจากนํ้า เรียกวา สว นท่ีไมชอบนํา้ (hydrophobic part) 2.2 ไกลโคลพิ ดิ (glycolipid) เปนลพิ ดิ ทมี่ ีคารโบไฮเดรตเปนองคประกอบอยดู วย เชน กาแลคโทลิพิด (galactolipid)มีน้าํ ตาลกาแลกโทสเปนองคประกอบ พบที่เยื่อหุม สมอง เสนประสาท และพบตามอวัยวะตางๆ เชน ตับ ไต มา ม เปนตน 2.3 ลิโปโปรตีน (lipoprotein) เปนลิพิดธรรมดาทีม่ ีโปรตีนหรือกรดอะมิโนเปนองคประกอบอยูด วย ลิโปโปรตีนเปนสวนประกอบสําคัญของเยื่อหุมเซลลและในน้ําเลือด ทําหนาทีล่ ําเลียงลิพิดไปยังเซลลตางๆ ทั่ว รางกาย ความสําคัญของสารอาหารประเภทลพิ ดิ ตอ สงิ่ มชี ีวิต 1. เปนแหลงพลังงานทีส่ ําคัญของรางกาย โดยลิพิด 1 กรัม จะใหพลังงานประมาณ 9.1 กิโลแคลอรี มากกวาสารอาหารประเภทคารโบไฮเดรตและโปรตีน(รางกายตองการประมาณวันละ 40 กรมั 2. ใหกรดไขมันทีจ่ าํ เปน ตอ รา งกาย คอื กรดไลโนเลอกิ (linoleic) 3. ลพิ ดิ ในอาหารจะเปน จะเปน ตวั ทาํ ละลาย และชว ยในการดดู ซมึ วติ ามนิ A,D,E,K เขาสูรางกาย 4. ลพิ ดิ ท่ีสะสมภายในรา งกาย ชวยยึดอวัยวะภายในและปองกันการกระทบกระแทก 5. เปน ฉนวนปอ งกนั ความรอ น ไมใ หสญู เสยี ออกจากรางกายโดยสะสมไวบ รเิ วณใตผ ิวหนงั 6. เปนองคประกอบที่สําคัญของเยื่อหุมเซลล และเกี่ยวของกับการควบคุมการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ ของเซลล 7. ควบคุมเมแทบอลิซึมของเซลล เปาหมายที่ถูกคุมโดยพวกสเตรอยดฮอรโมน เชน เอสโทรเจน และโพรเจสเทอโรน ซึ่งเปนฮอรโมนในเพศหญิง จะควบคุมเมแทบอลิซึมของเซลล ภายในรงั ไขและมดลูก เปน ตน

190 กจิ กรรม การตรวจสอบสารอาหาร ใหผูเรียนแบงกลุมทําการทดลอง แลวตอบคําถามทายการทดลอง 1. ใสน าํ้ แปง ลงในหลอดทดลองขนาดกลาง จาํ นวน 3 หลอดๆละ 2 ลูกบาศกเซนติเมตร  หลอดท่ี 1 หยดสารละลายไอโอดีน 1 หยด สังเกตและบนั ทึกผล หลอดที่ 2 หยดสารละลายเบเนดกิ ส 5 หยด แลว นาํ ไปตม 2 นาทสี งั เกตและ บนั ทกึ ผล หลอดที่ 3 หยดสารละลายคอปเปอรซัลเฟต 5 หยด และสารละลาย โซเดียมไฮดรอกไซด 10 หยด สงั เกตและบนั ทึกผล

191 นาํ แปง มนั จาํ นวนคร่ึงชอนเบอร 1 ไปถูกับกระดาษขาวประมาณ 4-5 ครั้ง หลังจากนั้นยกกระดาษไปทาง ที่มแี สงผาน สงั เกตวาโปรงแสงหรือไมบ ันทกึ ผล 2. ทาํ การทดลองเชนเดยี วกับขอ 1 แตใ ชนํา้ ตาลกลโู คส นมสด ไขขาว และนา้ํ มันพืช สงั เกตและบันทึกผลลง ในตารางบนั ทึกผล การเปลย่ี นแปลงท่ีสังเกตได อาหาร สารละลายไอโอดนี สารละลายเบเนดิกส สารละลายคอปเปอร (II)ซัลเฟต และ ถกู บั กระดาษขาว สารละลายโซเดยี มไฮดรอกไซด แปง มัน นา้ํ ตาลกลโู คส นมสด ไขข าว น้ํามนั พืช

192 1. อาหารทท่ี ําใหสีของสารละลายไอโอดีนเปล่ยี นแปลงคืออาหารประเภทใด และการเปล่ยี นแปลงท่สี ังเกตเปล่ียนสีสารละลายไอโอดนี เปนอยา งไร 2. อาหารท่ที ําใหสีของสารละลายเบเนดกิ สเ ปลี่ยนแปลงคอื อาหารประเภทใด การเปลยี่ นแปลงทสี่ ังเกตไดหลังจากการนําไปตมเปนอยา งไร 3. อาหารทีท่ ําใหสารละลายคอปเปอร (II)ซัลเฟต และสารละลายโซเดียมไฮดรอกไซดเปลี่ยนแปลงคืออาหาร ประเภทใด การเปล่ียนแปลงท่สี งั เกตไดเปน อยา งไร 4. อาหารทน่ี าํ ไปถกู บั กระดาษขาว แลว ทาํ ใหก ระดาษขาวโปรง แสงคอื อาหารประเภทใด 5. ในการการทดสอบสารอาหารดวยสารเคมี สารเคมที ีต่ อ งใชพ ลงั งานความรอ นคือ 6. จากผลการทาํ กจิ กรรม สามารถจาํ แนกอาหารไดเ ปน กป่ี ระเภทอะไรบา ง

บทท่ี 10 ปโ ตรเลยี มและพอลเิ มอร สาระสําคัญ การเกิดปโ ตเลยี่ ม แหลงปโ ตเลย่ี ม การกลนั่ และผลติ ภณั ฑป โตเลีย่ ม ประโยชน และผลจากการใชปโ ตเลีย่ ม การเกดิ และสมบัตขิ องพอลเิ มอร พอลอเมอรในชวี ติ ประจําวัน การเกิด และผลกระทบจากการใชพลาสติก ยาง ยางสังเคราะห เสนและเสน ใยสงั เคราะห ผลการเรียนรูท่ีคาดหวงั 1. อธบิ ายหลกั การกล่ันลําดบั สว น ผลติ ภัณฑและประโยชนของผลิตภัณฑปโตเล่ียม ผลกระทบจาการใช ผลติ ภัณฑป โ ตเลยี่ ม 2. อธิบาย ความหมาย ประเภท ชนิดการเกิดและสมบัติของพอลิเมอร พอลิเมอรในชีวิตประจําวัน ผลกระทบจากการใชพลาสติก ยาง ยางสังเคราะห เสนและเสนใยสังเคราะห ขอบขา ยเนือ้ หา เรือ่ งที่ 1 ปโตรเลย่ี ม เรื่องที่ 2 พอลเิ มอร