การจำแนกสาร

วชิ าวทิ ยาศาสตร์เพิ่มเติม ว33201 ช้นั มธั ยมศึกษาปี ท่ี 3

ผลการเรียนรู้ 1. ทดลองและจาแนกสารเป็ นกล่มุ โดยใช้เนือ้ สารหรือขนาดอนุภาค เป็ นเกณฑ์ และอธิบายสมบัติของสารในแต่ละกล่มุ 2. อธิบายสมบตั ิและการเปลย่ี นสถานะของสาร โดยใช้แบบจาลอง การจัดเรียงอนุภาคของสาร 3. ทดลองและอธิบายสมบตั ิความเป็นกรด เบส ของสารละลาย 4. ตรวจสอบค่า pH ของสารละลายและนาความรู้ไปใช้ประโยชน์

5. สารวจและอธิบายองค์ประกอบ สมบตั ขิ องธาตุและสารประกอบ 6. สืบค้นข้อมูลและเปรียบเทยี บสมบัตขิ องธาตุโลหะ ธาตุอโลหะ ธาตุกงึ่ โลหะและธาตุกมั มนั ตรังสีและนาความรู้ไปใช้ประโยชน์ 7. ทดลองและอธิบายการหลกั การแยกสารด้วยวธิ ีการกรอง การตกผลกึ การสกดั การกลนั่ และโครมาโทกราฟี และนาความรู้ ไปใช้ประโยชน์

สาร สสาร ( Matter ) คือสง่ิ ท่ีมีมวล ตอ้ งการที่อยู่ และสามารถ สัมผัสได้ หรืออาจหมายถึงสิ่งต่างๆ ทอี่ ยรู่ อบตัวเรา มีตวั ตน ตอ้ งการท่อี ยู่ สัมผสั ได้ อาจมองเห็นหรือไมเ่ หน็ ก็ได้ เช่น อากาศ เปน็ ตน้ นกั วิทยาศาสตร์เรียกสสารทรี่ ู้จกั แลว้ วา่ สาร สาร ( Substance) คือ สสารทศ่ี กึ ษาคน้ คว้าจนทราบสมบัติ และองคป์ ระกอบทแี่ น่นอนซง่ึ ก็คือเนื้อของสสารน่ันเอง

สมบัตขิ องสาร สมบตั ขิ องสาร หมายถงึ ลกั ษณะประจาตวั ของสารแต่ละชนิด ซ่ึงแตกต่างไปจากสารอนื่ ๆ เช่น ทองแดง นาไฟฟ้ าได้ ไม้ นาไฟฟ้ าไม่ได้ นา้ ส้มสายชูมรี สเปรีย้ ว นา้ เช่ือมมรี สหวาน นา้ ตาลมรี สหวาน เกลอื มรี สเคม็

สมบตั ขิ องสารแบ่งออกเป็ น 2 ประเภท 1.สมบตั ทิ างกายภาพ 2.สมบัตทิ างเคมี

1.สมบัตทิ างกายภาพ สมบตั ขิ องสารท่ีสามารถสังเกตเห็นได้ง่ายจากรูปร่าง ลกั ษณะภายนอก เช่น สถานะ สี กลนิ่ รส รูปร่าง ปริมาตร ความหนาแน่น ความหนาแน่นสัมพทั ธ์ จุดเดอื ด จุดหลอมเหลว การละลาย เป็ นต้น เช่น นา้ เป็ นของเหลว ไม่มีสี ไม่มีกลน่ิ ไม่มรี ส จุดเดอื ด 100 องศาเซลเซียส

การเปลยี่ นแปลงสมบัตทิ างกายภาพ 1. มีการเปลยี่ นแปลงรูปร่างภายนอกเช่น การเปลย่ี น สถานะ การเกดิ สารละลาย การเปลยี่ นอุณหภูมิ การสึกกร่อน เป็ นต้น 2. ไม่มกี ารเปลย่ี นแปลงองค์ประกอบภายในเปลยี่ น เฉพาะรูปร่างภายนอก 3. ไม่มสี ารใหม่เกดิ ขนึ้ ภายหลงั การเปลย่ี นแปลงสมบตั ิ ทางกายภาพ ส่วนสมบัตทิ างเคมขี องสารยงั คง เหมอื นเดมิ 4. สามารถทาให้กลบั สู่สภาพเดมิ ได้ง่าย

2.สมบตั ทิ างเคมี สมบตั ทิ ่ีเกย่ี วข้องกบั องค์ประกอบภายในของสาร และ การเกดิ ปฏิกริ ิยาเคมี เช่น การเผาไหม้ การเกดิ สนิม การผุ พงั การระเบดิ เป็ นต้น เช่น เหลก็ เป็ นของแขง็ สีเทา เมือ่ ทงิ้ ไว้จะเกดิ สนิมมสี ีนา้ ตาลแดง

การเปลยี่ นแปลงทางเคมหี รือการเกดิ ปฏิกริ ิยาเคมี 1. จะต้องมสี ารใหม่เกดิ ขนึ้ เสมอ 2. มีการเปลยี่ นแปลงองค์ประกอบภายใน และมผี ลทาให้มี การเปลย่ี นแปลงสมบตั ทิ างกายภาพของสารด้วย 3. ทาให้สารใหม่ทีเ่ กดิ ขนึ้ มสี มบัตแิ ตกต่างไปจากสารเดมิ เช่น การเกดิ สนิมเหลก็ การเผาไหม้ของเชื้อเพลงิ การสังเคราะห์ด้วยแสง เป็ นต้น 4. ทาให้กลบั สู่สภาพเดมิ ได้ยาก

การเปลยี่ นแปลงต่อไปนีเ้ ป็ นการเปลย่ี นแปลง ทางกายภาพหรือทางเคมี การระเหยของนา้ กายภาพ การต้มนา้ กายภาพ ข้าวสารเปลย่ี นเป็ นข้าวสุก เคมี เกลอื ละลายนา้ กายภาพ ผลไม้ดบิ เปลย่ี นเป็ นผลไม้สุก เคมี การจุดเทียนไข กายภาพ เคมี เคมี เนือ้ ดบิ เป็ นเนือ้ สุก

ให้นักเรียนยกตวั อย่างการเปลย่ี นแปลงของสาร ท้งั ทางกายภาพ และทางเคมี

จงจดั หมวดหมู่ของสารต่อไปนีพ้ ร้อมท้งั บอกเกณฑ์ใน การจดั หมวดหมู่ด้วย นา้ ตาลทราย นา้ เช่ือม เกลอื แกง นา้ ส้มสายชู ลกู เหมน็ นา้ กลน่ั นา้ แขง็ เหลก็ ทองแดง กระดาษ ปากกา นา้ หมึก สีนา้ อากาศ แก๊สหุงต้ม

นา้ ตาลทราย นา้ เชื่อม เกลอื แกง นา้ ส้มสายชู ลูกเหมน็ นา้ กลนั่ นา้ แขง็ เหลก็ ทองแดง กระดาษ ปากกา นา้ หมกึ สีนา้ อากาศ แก๊สหุงต้ม ของแขง็ ของเหลว แก๊ส นา้ ตาลทราย นา้ เช่ือม อากาศ แก๊สหุงต้ม เกลอื แกง ทองแดง นา้ ส้มสายชู ลูกเหมน็ กระดาษ นา้ แขง็ ปากกา นา้ กลนั่ เหลก็ นา้ หมกึ สีนา้

การจัดกล่มุ สารตามลกั ษณะเนือ้ สาร 1. สารเนือ้ ผสม (Heterogeneous substance) 2. สารเนือ้ เดยี ว (Homogeneous substance)

การจัดกลุ่มสารตามลกั ษณะเนือ้ สาร สาร สารเนือ้ เดยี ว สารเนือ้ ผสม

1.สารเนือ้ ผสม (Heterogeneous substance หมายถงึ สารทีม่ ีลกั ษณะเนือ้ ของสารและสมบตั ิ ไม่เหมอื นกนั ตลอดทุกส่วนของสารน้ัน สามารถเห็นองค์ประกอบท่แี ตกต่างกนั ได้ เช่น ดนิ ปื น พริกกบั เกลอื นา้ โคลน นา้ แป้ งดบิ คอนกรีต เป็ นต้น

สารเนือ้ ผสม เป็ นของผสมทไี่ ด้จากการนาสารต้งั แต่สอง ชนิดขนึ้ ไปมารวมกนั แล้วสารเหล่าน้ันไม่รวมเป็ นเนือ้ เดยี วกนั หรือแยกช้ันจากกนั สามารถมองเห็นและระบุ ชนิดขององค์ประกอบได้ เช่น พริกกบั เกลอื พริก + เกลอื

2.สารเนือ้ เดยี ว (Homogeneous substance) สารทม่ี ลี กั ษณะเนือ้ ของสารและสมบตั เิ หมอื นกนั ตลอดทุกส่วนของสารน้ัน เช่น นา้ เกลอื นา้ กลนั่ ทองแดง ลูกเหมน็ นา้ ตาลทราย แอลกอฮอล์ เป็ น ต้น

สารเนือ้ เดยี ว ท่มี ีองค์ประกอบทางกายภาพเพยี งอย่างเดยี ว ไม่สามารถแยกองค์ประกอบด้วยวธิ ีทางกายภาพได้อกี เรียกว่า สารบริสุทธ์ิ (Pure substance)

สารเนือ้ เดยี ว สารบริสุทธ์ิ

สารเนือ้ เดยี ว ท่มี อี งค์ประกอบมากกว่า 1 อย่างและสามารถ แยกองค์ประกอบออกจากกนั ด้วยวธิ ีทางกายภาพได้ เรียกว่า สารละลาย (Solution) เช่น นา้ เกลอื นา้ + เกลอื นา้ ส้มสายชู นา้ + กรดแอซิตกิ

สารเนือ้ เดยี ว สารบริสุทธ์ิ สารละลาย

สาร สารเนือ้ เดยี ว สารเนือ้ ผสม สารบริสุทธ์ิ สารละลาย

ให้นักเรียนลองยกตวั อย่างสารเนือ้ เดยี วและสารเนือ้ ผสม มาอย่าง ๕ ชนิด สารเนือ้ เดยี ว นา้ เกลอื นา้ อดั ลม ทองคา ตะปู เหลก็ แผ่นดบี ุก ผงถ่าน แนพทาลนี เกลอื แกง เนือ้ เทยี นไข แอลกอฮอล์ นา้ มัน กรดไฮโดรคลอริก อากาศ ฯลฯ

สารเนือ้ ผสม เกลอื แกงกบั ทราย นา้ กบั นา้ มัน คอนกรีต ส้มตา แกงส้ม ต้มจดื พริกกบั เกลอื นา้ โคลน นา้ แป้ งดบิ นา้ พริก ฯลฯ

การจดั กล่มุ สารตามขนาดอนุภาคของสาร 1. สารแขวนลอย (Suspension) 2. คอลลอยด์ (Colloid) 3. สารละลาย (Solution)

การจัดกล่มุ สารตามขนาดอนุภาคของสาร สาร สารแขวนลอย คอลลอยด์ สารละลาย

๑. สารแขวนลอย Suspension ของผสมทปี่ ระกอบด้วยอนุภาคของสารทมี่ ีขนาดเส้นผ่าน ศูนย์กลางมากกว่า 10-4 cm หรือ 1 cm 10,000 ลกั ษณะของสารแขวนลอย 1. ขุ่น 2. เมอ่ื ต้งั ทิง้ ไว้จะตกตะกอน 3. สามารถแยกอนุภาคของสารแขวนลอยได้โดยใช้ กระดาษกรอง

- กระดาษกรองจะยอมให้อนุภาคสารท่ีมเี ส้นผ่า ศูนย์กลาง น้อยกว่าหรือเท่ากบั 10-4 cm เท่าน้ันจงึ จะผ่านไปได้

แผ่นเซลโลเฟน(คล้ายกระดาษแก้ว) จะยอมให้ อนุภาคทีม่ ีเส้นผ่านศูนย์กลางน้อยกว่า 10-7 cm เท่าน้ันจงึ จะผ่านไปได้

ได้แก่ นา้ แป้ งดบิ นา้ คลอง นา้ โคลน นา้ แกงส้ม ยาลดกรด ยาแก้ไอนา้ ดา ยาธาตุนา้ แดง ฯลฯ

2. คอลลอยด์ (Colloid) เป็ นสารเนือ้ ผสมท่มี ีอนุภาคของสารขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง ระหว่าง 10-7 ถงึ 10-4 cm กระจายอยู่ในสารอกี ชนิด หน่ึงซ่ึงเป็ นตวั กลาง มลี กั ษณะข่นุ ขาว เช่น นมสด วุ้น เยลลี่ ฟองนา้ สบู่ นา้ สลดั นา้ แป้ งสุก หมอก ควนั ไฟ

ตัวประสาน ( Emulsifier) องค์ประกอบของคอลลอยด์บางชนิดจะไม่รวมเป็ นเนือ้ เดยี วกนั จะแยกช้ันออกจากกนั จงึ ต้องมตี วั ประสานให้สาร ๒ ชนิดรวมตวั กนั ได้ สารทเ่ี ป็ นตวั ประสาน เรียกว่า อมิ ลั ซิไฟเออร์ เช่น นา้ สบู่ เป็ นตวั ประสานระหว่าง นา้ กบั นา้ มัน นา้ +นา้ สบู่+นา้ มัน เรียก คอลลอยด์ทเ่ี กดิ ขนึ้ นีว้ ่า อมิ ลั ช่ัน

นา้ สลดั นา้ มนั พชื + ไข่แดง+นา้ ส้มสายชู ไขมันในนา้ ดี ไขมัน+นา้ ด+ี เอนไซม์ไลเปส นา้ นม ไขมัน +โปรตนี เคซีน +นา้ นา้ ล้างจาน ไขมัน + นา้ ยาล้างจาน+นา้ นา้ จากการอาบนา้ ไขมัน + สบู่+นา้ อมิ ลั ชั่น เป็ นของเหลวทไ่ี ด้จากการรวมตวั ของสาร 2 ชนิดที่ไม่รวมกนั แยกช้ัน แต่เม่ือเตมิ อมิ ลั ซิไฟเออร์ ของเหลวจะรวมกนั ได้



ชนิดของคอลลอยด์ สถานะ สถานะของ ตัวอย่าง ซอล ของ ตัวกลาง อมิ ลั ช่ัน อนุภาค แป้ งในนา้ สีทาบ้าน ของเหลว แอโรซอล ของแข็ง นา้ นม นา้ สลดั ของเหลว วุ้น เยลลี่ ของเหลว ของเหลว ของแข็ง ของแข็ง แก๊ส ฝ่ ุนละอองใน ของเหลว แก๊ส อากาศ เมฆ หมอก

อนุภาคในคอลลอยด์สามารถลอดผ่านรูพรุน ของกระดาษกรองได้ แต่ไม่สามารถลอดผ่านรูพรุน ของแผ่นเซลโลเฟนได้ (อนุภาคเลก็ กว่ารูพรุนของกระดาษกรอง แต่ใหญ่กว่ารูพรุนของแผ่นเซลโลเฟน)

สมบัตขิ องคอลลอยด์ 1. ส่วนใหญ่มีลกั ษณะข่นุ 2. เม่อื แสงเดนิ ทางผ่านคอลลอยด์ จะมองเห็นเป็ นลาแสง เรียกปรากฏการณ์นีว้ ่า ปรากฏการณ์ทนิ ดอลล์ (Tyndall effect) 3. ไม่สามารถกรองอนุภาคคอลลอยด์ออกจากตวั กลางได้ เมื่อใช้กระดาษกรอง ต้องใช้แผ่นเซลโลเฟน 4. ไม่ตกตะกอน

ปรากฏการณ์ทนิ ดอลล์

สารละลาย คอลลอยด์





ความยาวคลนื่ ของแสงขาวหรือแสงจากไฟฉายท่ีใช้ มคี วามยาวคลนื่ ประมาณ 308-720 nm (นาโนเมตร) (3.08 - 7.20 x 10-7 m) เมือ่ ฉายแสงผ่านไปในของเหลว ที่มสี ารขนาดอนุภาคใหญ่พอประมาณอยู่ (เส้นผ่านศูนย์กลาง ใกล้เคยี งกบั ความยาวคลน่ื แสง) แสงจะตกกระทบอนุภาค สารและเกดิ การสะท้อนได้ และเม่ือสะท้อนทุก ๆทิศทาง เรียกว่า เกดิ การกระเจงิ (scattering)

แสงสีแดง ความยาวคลน่ื 6.3 – 6.8 x10 -7 m

ความยาวคลนื่ คอื ระยะทางระหว่างยอดคลน่ื หนึ่งถงึ อกี ยอดคลนื่ หน่ึง มหี น่วยเป็ น lambda (λ)





แบบฝึ กหัดทบทวน 1. สารประเภทใดไม่สามารถผ่านกระดาษกรองได้ 2. สารประเภทใดผ่านกระดาษกรองได้แต่ผ่านแผ่นเซลโลเฟน ไม่ได้ 3. ปรากฏการณ์ที่เราสามารถมองเห็นลาแสงผ่านสารได้ เรียกว่า

4. จาก ข้อ 3 เป็ นปรากฏการณ์ท่ีเกดิ กบั สารประเภทใด 5. อมิ ัลซิฟายเออร์ ระหว่าง ไขมันกบั นา้ ย่อยคอื สารใด 6. อมิ ัลซิฟายเออร์ระหว่าง นา้ มนั พชื กบั นา้ คอื สารใด 7. อมิ ลั ซิฟายเออร์ ใน นา้ สลดั คอื สารใด 8. เมฆ หมอก จดั เป็ นคอลลอยด์ประเภทใด