งานนำเสนอวิทย์

• หน่วยท)(ี สารละลาย (Solution)

วตั ถุประสงค์ • !.เพ&ือใหม้ ีความรูค้ วามเขา้ ใจเก&ียวกบั ความสาํ คญั ของสารละลายการละลายของสารในตงั ทาํ ละลาย ปัจจยั ท&ีมีผลตอ่ การละลายของสาร • E.เพ&ืออธิบายการเปล&ยี นแปลงสมบตั มิ วลและพลงั งานของสารเม&ือเกิดการละลายได้ • K.เพ&ือใหม้ ีทกั ษะในการวิเคราะหป์ ัจจยั ท&ีมีผลตอ่ การละลาย

เนื$อหา • !. ความหมายของสารละลาย • 1. องคป์ ระกอบของสารละลาย • 6.พลงงั านกบกั ารละลายของสาร • :. ปัจจยั ท>ีมีผลตอ่ การละลาย • B. ความเขม้ ขน้ ของสารละลาย

ทบทวนความรู้พ-ืนฐาน เรื1องสาร • สมบตั ทิ างกายภาพ (Physical Property) หมายถงึ สมบตั ทิ 0ีสงั เกตไดจ้ ากลกั ษณะภายนอกและเก0ียว วิธีการทางฟิสกิ ส์ เชน่ ความหนาแนน่ จดุ เดือด, จดุ หลอมเลว • สมบตั ทิ างเคมี (Chemistry Property) หมายถงึ สมบตั ทิ 0ีเกิดขนึK จากการทาํ ปฏิกิรยิ าเคมี เชน่ การ ตดิ ไฟ การเป็นสนิม ความเป็น กรด –เบส ของสาร

ความหมายของสารละลาย • (solution) คือสารผสมท0ีเป็นเนือK เดียวกนั ซง0ึ มีสสารหนง0ึ ชนิดหรอื มากกวา่ เป็นตวั ละลาย ละลายอยใู่ นสาร อีกชนิดหนง0ึ ซง0ึ เป็นตวั ทาํ ละลาย ไมเ่ พียงแตข่ องแข็งท0ีสามารถละลายในของเหลว เหมือนเกลอื หรอื นาKํ ตาลท0ี ละลายในนาKํ (หรอื แมแ้ ตท่ องคาํ ท0ีละลายในปรอทแลว้ เกิดเป็นอะมลั กมั (amalgam) แตก่ ๊าซก็สามารถ ละลายในของเหลวได้ เชน่ คารบ์ อนไดออกไซดห์ รอื ออกซเิ จนสามารถละลายในนาKํ ได้

องคป์ ระกอบของสารละลาย • สารละลาย (solution) หมายถงึ สารเนือ1 เดยี วทไี7 ม่บริสุทธิ> เกดิ จากสารตงั1 แต่ D ชนิดขนึ1 ไปมารวมกัน สารละลายแบง่ ส่วนประกอบได้ D ส่วนคอื • J. ตวั ทาํ ละลาย (solvent) หมายถงึ สารทม7ี คี วามสามารถ ในการทาํ ใหส้ ารตา่ งๆ ละลายได้ โดยไม่ทาํ ปฏกิ ริ ิยาเคมกี ับสารนั1น • D. ตวั ละลาย (solute) หมายถงึ สารทถี7 กู ตวั ทาํ ละลายละลายใหก้ ระจายออกไปท7วั ในตวั ทาํ ละลายโดยไม่ทาํ ปฏกิ ริ ิยาเคมตี อ่ กัน

การละลายของสารในตวั ทาํ ละลาย • ในการเตรยี มสารละลายตา่ ง ๆ ท3ีมีความเขม้ ขน้ ตามท3ีตอ้ งการสามารถทาํ ไดห้ ลายวิธี เชน่ • A. การเตรยี มสารละลายจากสารบรสิ ทุ ธิF G. การเตรยี มสารละลายจากสารละลายเขม้ ขน้ • !. การเตรียมสารละลายจากสารบริสุทธิ5 ทาํ ไดโ้ ดยละลายสารบรสิ ทุ ธิFตามปรมิ าณท3ีตอ้ งการในตวั ทาํ ละลายปรมิ าณเลก็ นอ้ ย แลว้ ปรบั ปรมิ าตรของ สารละลายใหไ้ ดต้ ามท3ีตอ้ งการเตรยี ม ถา้ ตอ้ งการเตรยี มเป็นหนว่ ยโมลตอ่ ลกู บาศกเ์ ดซเิ มตร มีลาํ ดบั ขนัR ในการเตรยี มดงั นีR • ขัน8 ที: ! คาํ นวณหาปรมิ าณตวั ละลายเป็นกรมั ตามท3ีตอ้ งการ • ขัน8 ท:ี ; ช3งั สารตามจาํ นวนท3ีตอ้ งการซง3ึ คาํ นวณไดต้ ามขนัR ท3ี A (ถา้ เป็นของแข็ง) แตถ่ า้ เป็นของเหลวอาจคาํ นวณหาปรมิ าตรแลว้ ใชว้ ิธีตวงปรมิ าตรก็ได้ ในการช3งั สารตอ้ งใชเ้ ครอ3ื งช3งั อยา่ งละเอียด คือ อาจจะตอ้ งใชเ้ ครอ3ื งช3งั ท3ีช3งั สารไดถ้ งึ ทศนิยมตาํ แหนง่ ท3ี W ของกรมั หรอื ใชเ้ ครอ3ื งช3งั ไฟฟา้ • ขัน8 ที: < นาํ สารท3ีช3งั ได้ เทใสข่ วดวดั ปรมิ าตรซง3ึ มีขนาดเทา่ กบั ปรมิ าตรของสารละลายท3ีตอ้ งการเตรยี ม เตมิ นาRํ กล3นั ในจาํ นวนพอท3ีละลายสารหมด หรอื ก่อนเทสารเตมิ นาRํ กล3นั จาํ นวนหนง3ึ ซง3ึ พอท3ีจะละลายสารหมดแตน่ อ้ ยกวา่ ปรมิ าตรของสารละลายลงไปก่อน เขยา่ ใหส้ ารละลายหมดแลว้ เตมิ นาRํ กล3นั ลง ในขวดวดั ปรมิ าตรจนถงึ ขีดบอกปรมิ าตร ปิดจกุ เขยา่ ใหผ้ สมเป็นเนือR เดียว ก็จะไดส้ ารละลายท3ีมีความเขม้ ขน้ และปรมิ าตรตามท3ีตอ้ งการ • ขัน8 ท:ี = เก็บสารละลายท3ีไดใ้ สข่ วดท3ีเหมาะสม ปิดฝาขวดและปิดฉลากบอกช3ือสาร สตู รของสาร ความเขม้ ขน้ และวนั ท3ีเตรยี มสาร •

สารละลายกรด-เบส • สารละลายกรด • กรด หมายถงึ สารประกอบท3ีมีธาตไุ ฮโดรเจนเป็นองคป์ ระกอบ เม3ือละลายนาCํ แลว้ สามารถแตกตวั ใหไ้ ฮโดรเจนไอออน ( H+ ) • สมบตั ขิ องสารละลายกรด • กรดทกุ ชนิดมีรสเปรยีC ว • เปล3ยี นสกี ระดาษลติ มสั จากสนี าCํ เงินเป็นสแี ดง (มีคา่ pH นอ้ ยกวา่ N) • ทาํ ปฏิกิรยิ ากบั โลหะ เชน่ สงั กะสี ทองแดง แมกนีเซียม อะลมู ิเนียม จะไดฟ้ องแก๊สไฮโดรเจนออกมา • กรดมีสมบตั กิ ดั กรอ่ นโลหะ หินปนู เนือC เย3ือของรา่ งกาย ถา้ กรดถกู ผิวหนงั จะทาํ ใหผ้ ิวหนงั ไหม้ ปวดแสบปวดรอ้ น ถา้ กรดถกู เสน้ ใยของเสอืC ผา้ เสน้ ใยจะถกู กดั กรอ่ นใหไ้ หมไ้ ด้ นอกจากนียC งั ทาํ ลายเนือC ไม้ กระดาษ และพลาสตกิ บางชนิดไดด้ ว้ ย • กรดทาํ ปฏิกิรยิ ากบั หินปนู ซง3ึ เป็นสารประกอบของแคลเซียมคารบ์ อเนต ทาํ ใหห้ ินปนู กรอ่ น จะไดแ้ ก๊สคารบ์ อนไดออกไซด์ ซง3ึ มีสมบตั ทิ าํ ใหน้ าCํ ปนู ใสขนุ่ • สารละลายกรดทกุ ชนิดนาํ ไฟฟา้ ไดด้ ี เพราะกรดสามารถแตกตวั ใหไ้ ฮโดรเจนไอออน • ทาํ ปฏิกิรยิ ากบั เบสไดเ้ กลอื และนาCํ • กรดทาํ ปฏิกิรยิ ากบั โลหะไดแ้ ก๊สไฮโดรเจนซง3ึ เป็นแก๊สท3ีเบา ตดิ ไฟได้

สารละลายกรด-เบส • สารละลายเบส • เบส คือ สารประกอบท/ีทาํ ปฏิกิรยิ ากบั กรด แลว้ ไดเ้ กลอื กบั นา<ํ จะสามารถแตกตวั ใหไ้ ฮดรอกไซดไ์ อออน (OH-) เบสทกุ ชนิดจะมีรสฝาด • สมบตั ขิ องสารละลายเบส • เบสทกุ ชนิดมีรสฝาดหรอื เฝ/ือน • เปล/ยี นสกี ระดาษลติ มสั จากสแี ดงเป็นสนี า<ํ เงิน (มีคา่ pH มากกวา่ N) • ทาํ ปฏิกิรยิ ากบั นา<ํ มนั พืช หรอื นา<ํ มนั หมู จะไดส้ ารละลายท/ีมีฟองคลา้ ยสบู่ • ทาํ ปฏิกิรยิ ากบั แอมโมเนียไนเตรตจะไดแ้ ก๊สท/ีมีกล/นิ ฉนุ ของแอมโมเนีย • สามารถกดั กรอ่ นโลหะ อะลมู ิเนียมและสงั กะสี และมีฟองแก๊สเกิดขนึ< • ทาํ ปฏิกิรยิ ากบั กรดไดเ้ กลอื และนา<ํ เชน่ สารละลายโซดาไฟ (โซเดียมไฮดรอกไซด)์ ทาํ ปฏิกิรยิ ากบั กรดเกลอื (กรดไฮโดรคลอรกิ ) ไดเ้ กลอื โซเดียมคลอไรด์ หรอื เกลอื แกงท/ีใชป้ รุงอาหาร นอกจากนีโ< ซดาไฟยงั สามารถทาํ ปฏิกิรยิ ากบั กรดไขมนั ไดเ้ กลอื โซเดียมของกรดไขมนั หรอื ท/ี เรยี กวา่ สบู่

ปัจจยั ทม9ี ผี ลต่อการละลาย

ความเข้มข้นของสารละลาย • ความเขม้ ขน้ ของสารละลายเป็นการบอกถึงอตั ราส่วนปริมาณตวั ถูกละลายกบั ปริมาณตวั ทาํ ละลายในสารละลายหน@ึง ๆ อตั ราส่วนดงั กล่าวจะมีได้ G ลกั ษณะ คือ • - ปริมาณของตวั ถูกละลายในสารละลายทKงั หมด • - ปริมาณของตวั ถูกละลายในตวั ทาํ ละลายทKงั หมด • ในปัจจุบนั หน่วยที@นิยมใชส้ าํ หรับระบุความเขม้ ขน้ ของสารละลายมีหลายระบบดว้ ยกนั ไดแ้ ก่ ร้อยละ เศษส่วนโมล โมลาริตี โมแลลิตี ฯลฯ

ความเข้มข้นของสารละลาย • !.ร้อยละ (percents) เป็นการระบุปริมาณของตวั ถูกละลายในสารละลายทKงั หมด RSS • ส่วนแบ่งออกเป็น • ก.ร้อยละโดยมวล (w/w) หมายถึงมวลของตวั ถูกละลายต่อมวลของสารละลาย RSSหน่วย มกั ใชก้ บั ตวั ถูกละลายที@เป็นของแขง็ • ให้ wA เป็นมวลของตวั ทาํ ละลาย • wB เป็นมวลของตวั ถูกละลาย

• ข.ร้อยละโดยปริมาตร (V/V) หมายถึง ปริมาตรของตวั ถูกละลายต่อปริมาตรทKงั หมด ของสารละลายRSSหน่วย มกั ใชก้ บั ตวั ถูกละลายและตวั ทาํ ละลายท@ีเป็นของเหลว • ให้ VA เป็นปริมาตรของตวั ทาํ ละลาย • VB เป็นปริมาตรของตวั ถูกละลาย

• ค.ร้อยละโดยมวลต่อปริมาตร (w/V) หมายถึงมวลของตวั ถูกละลายในสารละลายทKงั หมด RSSหน่วยปริมาตรหน่วยชนิดนKีมกั ใชก้ บั สารละลายท@ีตวั ถูกละลายเป็นของแขง็ ละลายในตวั ทาํ ละลายที@เป็นของเหลวเช่น สารละลายRS % NaOHโดยมวลต่อปริมาตร หมายความวา่ ในสารละลายมีปริมาตรRSS cm3 มีNaOHละลายอยRู่ Sกรัม

• A.โมลาริตี (molarities) เป็นการระบุจาํ นวนโมลของตวั ถูกละลายในสารละลายที@มีปริมาตร 1,000 cm3 (1 dm3) หน่วยความเขม้ ขน้ ของระบบนKีจึงเป็นmol dm-3หรือโมลาร์(molar,M) เช่น สารละลายS.RS M HCl หมายความวา่ ในสารละลายมีปริมาตรR,SSS cm3 มีHClละลาย อยู่ S.RS mol

• I.โมแลลติ ี (molality) เป็นการระบุความเขม้ ขน้ เป็นจาํ นวนโมลของตวั ถูกละลายใน ตวั ทาํ ละลายท@ีมีมวล1 kgหรือR,SSSกรัม มีหน่วยความเขม้ ขน้ เป็นโมแลล(molal, m) เช่นS.kS mกลูโคส หมายความวา่ สารละลายมีกลูโคสS.kS molละลายในนKาํ R,SSSกรัม • • L.เศษส่วนโมล(mole fraction, x)เป็นการระบุอตั ราส่วนจาํ นวนโมลของสารใด สารหน@ึงต่อจาํ นวนโมลรวมของสารทKงั หมดในสารละลาย • ให้ nA คือ จาํ นวนโมลของตวั ทาํ ละลาย • nB คือ จาํ นวนโมลของตวั ถูกละลาย

• V.ปริมาณตวั ถูกละลายในสารละลาย!ล้านส่วน(parts per million, ppm) หมายถึง ปริมาณของตวั ถูกละลายในสารละลายลา้ นส่วน เช่นความกระดา้ งของนKาํ กาํ หนดจากปริมาณ C12a0CmOg3 มากเกินRGS ppmจึงจดั เป็นนKาํ กระดา้ ง หมายความวา่ ในนKาํ R kgที@มีCaCO3 ละลายอยเู่ กิน จดั วา่ เป็นนKาํ กระดา้ ง • • \\.ปริมาณตวั ถูกละลายในสารละลายพนั ล้านส่วน(partsperbillion,ppb)หมายถึง ปริมาณของตวั ถูกละลายในสารละลายR,SSSลา้ นส่วนเช่นมีการวเิ คราะห์พบวา่ โดยเฉลี@ยใน นKาํ ทะเลมีปริมาณปรอทS.R ppbหมายความวา่ นKาํ ทะเลR,SSS kgจะมีปรอทอยSู่ .R mg •