สมบัติของสารและการจำแนก

หน่วยการเรียนรู้ที่ 2

สมบัติของสารและการจำแนก

สารหรือสสาร (Matter) หมายถึง สิ่งต่างๆที่อยู่รอบตัวของเรา ซึ่งเราสามารถสัมผัสได้ด้วยประสาททั้ง 5 มีมวล มีรูปร่าง มีปริมาตร ต้องการที่อยู่ และมีการเปลี่ยนแปลง

จงยกตัวอย่างสารหรือสสารที่อยู่รอบๆตัวเราให้ได้มากที่สุด

ตัวอย่างสารที่อยู่รอบๆตัวเราและพบเห็นเป็นประจำ เช่น น้ำ เงิน ทองคำ ทองแดง เหล็ก น้ำมันเชื้อเพิง เกลือแกง น้ำปลา หิน ทราย คอนกรีต ปูนซีเมนต์ เป็นต้น นักเรียนทราบหรือไม่ว่า ทำไมสารเหล่านี้จึงมีลักษณะแตกต่างกัน

2.1 สมบัติของสาร หมายถึง ลักษณะเฉพาะตัวหรือลักษณะประจำตัวของสาร เช่น สถานะ สี กลิ่น รส การละลาย จุดเดือด การนำไฟฟ้า การเกิดสนิม การเผาไหม้ เป็นต้น

สมบัติต่างๆของสาร แบ่งเป็น 2 ประเภท คือ

ก. สมบัติทางกายภาพ หมายถึง สมบัติของสารที่สามารถสังเกตเห็นได้ง่ายจากรูปร่างลักษณะ

ภายนอก เช่น สถานะ สี กลิ่น รส รูปร่าง ปริมาตร การนำไฟฟ้า การนำความร้อน ความหนาแน่น ความถ่วงจำเพาะ จุดเดือด จุดหลอมเหลว การละลาย เป็นต้น

การเปลี่ยนแปลงสมบัติทางกายภาพ จะไม่มีการเปลี่ยนแปลงองค์ประกอบของสาร ไม่มีสารใหม่เกิดขึ้น ส่วนใหญ่เป็นการเปลี่ยนแปลงทางด้านรูปลักษณ์ภายนอกเท่านั้น เช่น การเปลี่ยนสถานะ การเกิดสารละลาย การเปลี่ยนอุณหภูมิ การสึกกร่อน เป็นต้น

ข. สมบัติทางเคมี หมายถึง สมบัติที่เกี่ยวข้องกับองค์ประกอบภายในของสาร และการเกิด

ปฏิกิริยาเคมี เช่น การเผาไหม้ การเกิดสนิม การผุพัง การระเบิด เป็นต้น

การเปลี่ยนแปลงทางเคมีหรือการเกิดปฏิกิริยาเคมี จะต้องมีสารใหม่เกิดขึ้นเสมอ มีการเปลี่ยนแปลงองค์ประกอบภายใน และมีผลทำให้มีการเปลี่ยนแปลงสมบัติทางกายภาพของสารด้วย ทำให้สารใหม่ที่เกิดขึ้น มีสมบัติแตกต่างไปจากสารเดิม เช่น การเกิดสนิมเหล็ก การเผาไหม้ของเชื้อเพลิง การสังเคราะห์ด้วยแสง เป็นต้น

การเปลี่ยนแปลงต่อไปนี้เป็นการเปลี่ยนแปลงทางกายภาพหรือทางเคมี การระเหยของน้ำ การต้มน้ำ ข้าวสารเปลี่ยนเป็นข้าวสุก เกลือละลายน้ำ ผลไม้ดิบเปลี่ยนเป็นผลไม้สุก การจุดเทียนไข เนื้อดิบเป็นเนื้อสุก

ให้นักเรียนยกตัวอย่างการเปลี่ยนแปลงของสารทั้งทางกายภาพ และทางเคมี

การเปลี่ยนแปลงทางกายภาพ

1. มีการเปลี่ยนแปลงรูปร่างภายนอก

2. ไม่มีการเปลี่ยนแปลงองค์ประกอบภายใน

3. ไม่มีสารใหม่เกิดขึ้น ภายหลังการเปลี่ยนแปลงสมบัติทางกายภาพและทางเคมีของสารยังคงเหมือนเดิม

4. สามารถทำให้กลับสู่สภาพเดิมได้ง่าย

การเปลี่ยนแปลงทางเคมี

1. มีการเปลี่ยนแปลงรูปร่างภายนอก

2. มีการเปลี่ยนแปลงองค์ประกอบภายใน

3. มีสารใหม่เกิดขึ้น ภายหลังการเปลี่ยนแปลงสมบัติทางกายภาพและทางเคมีของสารแตกต่างไป จากเดิม

4. ทำให้กลับสู่สภาพเดิมได้ยาก

สมบัติต่างๆของสารและการเปลี่ยนแปลงของสารสังเกตได้จากลักษณะภายนอกและจากการทดลอง

โดยวิธีต่างๆ ทำให้นักเคมีนำมาใช้เป็นเกณฑ์ในการจัดจำพวกสารออกเป็นหมวดหมู่ เพื่อสะดวกในการศึกษา

การทดลองที่ 1 การเปลี่ยนแปลงของสาร

1. นำน้ำแข็ง 10 กรัม ใส่ลงในหลอดทดลอง สังเกตและวัดอุณหภูมิทุก 2 นาที จนกว่าน้ำแข็ง

จะละลายหมด แล้วนำไปต้มจนเดือด สังเกตและวัดอุณหภูมิทุก 2 นาที จนน้ำเกือบแห้ง

2. นำลูกเหม็นใส่ลงบนแผ่นกระจก 2 แผ่นๆ ละ 1 ช้อนเบอร์ 1 นำกระจกแผ่นแรกไปวาง ตากแดด 15 นาที ส่วนแผ่นที่ 2 วางไว้ในที่ร่ม สังเกตและบันทึกผล

3. นำน้ำตาลทราย 10 กรัม เติมลงในน้ำ 20 cm3 คนจนกระทั่งน้ำตาลละลายหมด สังเกต

การเปลี่ยนแปลงและชิมสารละลาย

4. นำสารละลายโซเดียมคาร์บอเนต เข้มข้น 0.1 mol/cm3 จำนวน 5 cm3 เติมลงในสารละลาย

แคลเซียมคลอไรด์ เข้มข้น 0.1 mol/cm3 จำนวน 5 cm3 เขย่าสารละลาย สังเกตและบันทึกผล

การทดลองในข้อใดเป็นการเปลี่ยนแปลงทางกายภาพและการทดลองในข้อใดเป็นการ เปลี่ยนแปลงทางเคมี

การทดลองในข้อ 1 , 2, 3 และ 4 มีสารใหม่เกิดขึ้นหรือไม่ เพราะเหตุ

จงเขียนแผนภาพแสดงการเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นในการทดลองทั้ง 4 ข้อ

จากการทดลองดังกล่าวนักเรียนจะสรุปผลการทดลองเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงของสารได้อย่างไร

กิจกรรมเสนอแนะ 1. ครูแนะนำให้นักเรียนสืบค้นข้อมูลเกี่ยวกับสมบัติและการเปลี่ยนแปลงของสาร

จากแหล่งเรียนรู้ในโรงเรียน เช่น ห้องสมุด อินเทอร์เน็ต เป็นต้น

2. ให้นักเรียนออกแบบการทดลองเพื่อสำรวจตรวจสอบสมบัติและการเปลี่ยนแปลง ของสาร

3. ให้นักเรียนนำเสนอข้อมูลและความรู้ที่ได้จากการสืบค้นและการสำรวจตรวจสอบ

2.2 การจำแนกสาร

ในโลกของเรามีสารต่างๆเป็นจำนวนมาก ในปัจจุบันมนุษย์รู้จักสารมากกว่าสองล้านชนิด ซึ่งสาร

บางอย่างก็มีสมบัติคล้ายกัน บางอย่างก็มีสมบัติแตกต่างกัน เพื่อสะดวกในการศึกษาค้นคว้า จึงต้องมีการจำแนก

หรือจัดหมวดหมู่ของสาร โดยอาศัยสมบัติต่างๆของสารเป็นเกณฑ์ต่างๆ เช่น การนำไฟฟ้า สถานะ องค์ประกอบทางเคมีของสาร การละลาย ลักษณะเนื้อของสาร ขนาดอนุภาค เป็นต้น

จงจัดหมวดหมู่ของสารต่อไปนี้พร้อมทั้งบอกเกณฑ์ในการจัดหมวดหมู่ด้วย น้ำตาลทราย น้ำเชื่อม เกลือแกง น้ำส้มสายชู ลูกเหม็น น้ำกลั่น น้ำแข็ง เหล็ก ทองแดง กระดาษ ปากกา น้ำหมึก สีน้ำ อากาศ ก๊าซหุงต้ม

ให้นักเรียนสำรวจสิ่งของที่มีภายในบ้าน ห้องเรียน หรือภายในโรงเรียน แล้วจัดหมวดหมู่

ของสิ่งของเหล่านั้นพร้อมทั้งบอกเกณฑ์ในการจัดหมวดหมู่ด้วยเพื่อให้การจัดหมวดหมู่ของสารเป็นไปใน แนวทางเดียวกัน และเป็นสากล จึงใช้ลักษณะเนื้อของสารเป็นเกณฑ์ในการจัดหมวดหมู่ของสาร ซึ่งสามารถจัดได้ด้งนี้

1. สารเนื้อเดียว (Homogeneous substance) หมายถึง สารที่มีลักษณะเนื้อของสารและสมบัติเหมือนกันตลอดทั้งมวลของสารนั้น เช่น น้ำเกลือ น้ำกลั่น ทองแดง ลูกเหม็น น้ำตาลทราย แอลกอฮอล์ เป็นต้น

2. สารเนื้อผสม (Heterogeneous substance) หมายถึง สารที่มีลักษณะเนื้อของสารและสมบัติ

ไม่เหมือนกันตลอดทั้งมวลของสารนั้น สามารถเห็นองค์ประกอบที่แตกต่างกันได้ เช่น ดินปืน

พริกกับเกลือ น้ำโคลน น้ำแป้ง คอนกรีต เป็นต้น

ให้นักเรียนยกตัวอย่างสารที่พบในชีวิตประจำวันว่าสารใดเป็นสารเนื้อเดียวและสารใดเป็นสารเนื้อผสม

2.3 สารเนื้อเดียว

สารเนื้อเดียว มีองค์ประกอบอย่างไร นักเรียนลองทำการทดลองต่อไปนี้

การทดลองที่ 2 องค์ประกอบของสารเนื้อเดียว

1. สังเกตลักษณะเนื้อสารของน้ำกลั่น และสารละลายโซเดียมคลอไรด์

2. หยดน้ำกลั่น 2 – 3 หยด ลงในถาดหลุมแล้วนำไปตั้งไฟ สังเกตจนกระทั่งน้ำแห้ง

3.หยดสารละลายโซเดียมคลอไรด์ 2 – 3 หยด ลงในถาดหลุมแล้วนำไปตั้งไฟ สังเกตจนกระทั่ง สารละลายแห้ง

ลักษณะเนื้อสารของน้ำกลั่นและสารละลายโซเดียมคลอไรด์เป็นเนื้อเดียวหรือไม่อย่างไร

จงบอกจำนวนองค์ประกอบของน้ำกลั่นและสารละลายโซเดียมคลอไรด์

สารเนื้อเดียวที่มีองค์ประกอบทางกายภาพเพียงอย่างเดียว ไม่สามารถแยกองค์ประกอบด้วยวิธีทาง

กายภาพได้อีก เรียกว่า สารบริสุทธิ์ (Pure substance) ส่วนสารเนื้อเดียวที่มีองค์ประกอบมากกว่า 1 อย่างและสามารถแยกองค์ประกอบออกจากกันด้วยวิธีทางกายภาพ เรียกว่า ของผสมเนื้อเดียว (Heterogeneous mixture) หรือ สารละลาย (Solution)

2.4 สารบริสุทธิ์

สารบริสุทธิ์ เป็นสารเนื้อเดียวที่มีองค์ประกอบเดียวจริงหรือไม่ นักเรียนทำการทดลองต่อไปนี้

การทดลองที่ 3 องค์ประกอบของสารบริสุทธิ์

1. ทดลองแยกน้ำด้วยกระแสไฟฟ้า โดยเติมน้ำกลั่นลงในอุปกรณ์ที่ใช้แยกน้ำด้วยกระแสไฟฟ้า

เติมโซเดียมคลอไรด์ลงไปเล็กน้อยเพื่อช่วยในการนำไฟฟ้า สังเกตที่ขั้วไฟฟ้าทั้งสอง

2. เก็บก๊าซที่ได้ในหลอดทดลองและทดสอบสมบัติของก๊าซทั้งสองด้วยความระมัดระวัง โดยครูแนะนำวิธีการทดสอบที่ถูกต้องและปลอดภัย

การแยกน้ำด้วยกระแสไฟฟ้าเป็นการเปลี่ยนแปลงกายภาพหรือทางเคมี

ก๊าซที่แยกได้คือก๊าซอะไรและมีสมบัติอย่างไร

เขียนแผนภาพแสดงการเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้น

การทดลองจะเห็นว่า สารบริสุทธิ์ มีองค์ประกอบมากกว่า 1 ชนิด ได้ แต่ต้องเป็นองค์ประกอบทางเคมีและสามารถแยกได้ด้วยวิธีการทางเคมีเท่านั้น ไม่สามารถแยกได้ด้วยวิธีทางกายภาพสารบริสุทธิ์ที่มีองค์ประกอบเพียงชนิดเดียว ไม่สามารถแยกองค์ประกอบได้อีก เรียกว่า ธาตุ (Element)ส่วนสารบริสุทธิ์ที่มีองค์ประกอบมากกว่า 1 ชนิดและสามารถแยกได้ด้วยวิธีทางเคมี เรียกว่า สารประกอบ(Compound)

ธาตุ คือ สารบริสุทธิ์ เนื้อเดียว ที่มีองค์ประกอบเดียว คือ อะตอม (Atom) ของธาตุนั้นๆ เช่น ทองคำ ทองแดง เหล็ก ออกซิเจน ไฮโดรเจน คลอรีน แคลเซียม เป็นต้น นักเคมีแบ่งธาตุ ออกเป็น

โลหะ อโลหะ และ กึ่งโลหะกึ่งอโลหะ โดยใช้สมบัติต่างๆเป็นเกณฑ์ เช่น การนำไฟฟ้า จุดเดือด การนำความร้อน การเกิดปฏิกิริยาเคมี ความเป็นกรด – เบส เป็นต้น นักเรียนทำการทดลองเพื่อตรวจสอบสมบัติของธาตุตามการทดลองต่อไปนี้

 

การทดลองที่ 4 การศึกษาสมบัติของธาตุ

1. ศึกษาความแข็งและความเหนียว ของ ทองแดง สังกะสี ตะกั่ว ถ่าน แกรไฟต์ โดย

การสังเกต และตีด้วยฆ้อน

2. ศึกษาการนำไฟฟ้าของ ทองแดง สังกะสี ตะกั่ว ถ่าน แกรไฟต์

3. ศึกษาการนำความร้อนของ ทองแดง สังกะสี ตะกั่ว ถ่าน แกรไฟต์

ให้นักเรียนจัดหมวดหมู่ของสารที่ใช้ในการทดลอง โดยใช้ ความเหนียวและความแข็ง การนำไฟฟ้า และ การนำความร้อน เป็นเกณฑ์ว่าสารใดควรจัดอยู่ในพวกเดียวกันมีสารใดเป็น โลหะ อโลหะ และ กึ่งโลหะ

ธาตุโลหะ (Metal) เป็นธาตุที่มีสมบัติ ดังนี้

1. มีสถานะเป็นของแข็ง ยกเว้นปรอทเป็นของเหลว

2. แข็งเหนียว ดึงเป็นเส้นและตีเป็นแผ่นได้

3. เคาะมีเสียงดังกังวาล

4. มีผิวมันวาว สะท้อนแสงได้ดี

5. เป็นตัวนำความร้อนและไฟฟ้า

6. ส่วนใหญ่จุดเดือด จุดหลอมเหลวสูง

กิจกรรม ให้นักเรียนสืบค้นข้อมูลเกี่ยวกับธาตุที่เป็นโลหะและสมบัติของโลหะเพิ่มเติม จากแหล่งเรียนรู้ต่างๆ เช่น ห้องสมุด อินเทอร์เน็ต เป็นต้น

ธาตุอโลหะ (Non metal) เป็นธาตุที่มีสมบัติดังนี้

1. มีทั้ง 3 สถานะ เช่น คาร์บอน กำมะถัน เป็นของแข็ง โบรมีน เป็นของเหลว

ออกซิเจน ไฮโดรเจน เป็นก๊าซ เป็นต้น

2. แข็งแต่เปราะหักง่าย ดึงเป็นเส้นหรือตีเป็นแผ่นไม่ได้

3. เคาะไม่มีเสียงดังกังวาล

4. ผิวด้านไม่มันวาว สะท้อนแสงได้ไม่ดี

5. เป็นฉนวนความร้อนและไฟฟ้า

6. ส่วนใหญ่จุดเดือด จุดหลอมเหลวต่ำ

กิจกรรม ให้นักเรียนสืบค้นข้อมูลเกี่ยวกับธาตุที่เป็นอโลหะและสมบัติของอโลหะเพิ่มเติม

จากแหล่งเรียนรู้ต่างๆ เช่น ห้องสมุด อินเทอร์เน็ต เป็นต้น

ธาตุกึ่งโลหะกึ่งอโลหะหรือเมตัลลอยด์ (Metalloid) เป็นธาตุที่มีสมบัติอยู่ระหว่าโลหะกับอโลหะ เช่น

ธาตุซิลิคอน มีจุดเดือดสูง นำไฟฟ้าได้เหมือนโลหะ แต่แข็งและเปราะ เหมือนอโลหะ เป็นต้น

กิจกรรม ให้นักเรียนสืบค้นข้อมูลเกี่ยวกับธาตุที่เป็นธาตุเมตัลลอยด์เพิ่มเติม

จากแหล่งเรียนรู้ต่างๆ เช่น ห้องสมุด อินเทอร์เน็ต เป็นต้น

สารประกอบ ( Compound) เป็นสารบริสุทธิ์เนื้อเดียวที่มีองค์ประกอบเดียวคือ โมเลกุลของสารนั้นๆ

ซึ่งโมเลกุลของสารประกอบจะประกอบด้วยอะตอมของธาตุต่างๆมารวมตัวกันด้วยวิธีทางเคมีในอัตราส่วนของมวลและจำนวนอะตอมที่คงที่ เช่น น้ำ ประกอบด้วยธาตุไฮโดรเจน 2 อะตอม และ ธาตุออกซิเจน 1 อะตอม คาร์บอนไดออกไซด์ ประกอบด้วย ธาตุคาร์บอน 1 อะตอม และ ธาตุออกซิเจน 2 อะตอม เป็นต้น

เมื่ออะตอมของธาตุมารวมตัวกันด้วยวิธีทางเคมี จะเกิดสารประกอบที่มีสมบัติต่างไปจากสารเดิม

ดังตัวอย่าง

เปรียบเทียบสมบัติของธาตุและสารประกอบที่เกิดจากการรวมตัวของธาตุ

ธาตุไฮโดรเจน ธาตุออกซิเจน น้ำ

1. มีสถานะเป็นก๊าซ 1. มีสถานะเป็นก๊าซ 1. เป็นของเหลว

2. ติดไฟได้ 2. ไม่ติดไฟ แต่ช่วยให้ไฟติด 2. ใช้สำหรับดับไฟ

3. จุดเดือด จุดหลอมเหลวต่ำ 3. จุดเดือด จุดหลอมเหลวต่ำ 3. จุดเดือด จุดหลอมเหลวสูง

กิจกรรม ให้นักเรียนสืบค้นข้อมูลเกี่ยวกับสารประกอบเพิ่มเติม จากแหล่งเรียนรู้ต่างๆ เช่น ห้องสมุด อินเทอร์เน็ต เป็นต้น

สัญลักษณ์ทางเคมีของธาตุและสารประกอบ

สัญลักษณ์ทางเคมีของธาตุ คือ ตัวอักษรในภาษาอังกฤษที่ใช้เขียนแทนชื่อและอะตอมของธาตุนั้น

มีหลักในการเขียนดังนี้

1. ใช้อักษรตัวแรกของชื่อธาตุ โดยเขียนเป็นตัวพิมพ์ใหญ่

2. ถ้าอักษรตัวหน้าซ้ำกันให้เขียนตามด้วยอักษรตัวถัดไป โดยใช้ตัวพิมพ์เล็ก

3. สัญลักษณ์ของธาตุบางชนิดเป็นคำในภาษาลาติน จึงไม่ตรงกับคำในภาษาอังกฤษ

ตัวอย่างเช่น Hydrogen ใช้สัญลักษณ์ H , Helium ใช้สัญลักษณ์ He , เงิน(Silver) ใช้สัญลักษณ์ Ag มาจาก Argentum เป็นต้น

สัญลักษณ์ของธาตุที่ควรรู้จัก

ชื่อธาตุ สัญลักษณ์ของธาตุ

1. ไฮโดรเจน H

2. ออกซิเจน O

3 . ไนโตรเจน N

4. ฟลูออรีน F

5. คลอรีน Cl

6. โบรมีน Br

7. ไอโอดีน I

8. ฟอสฟอรัส P

9. กำมะถัน S

10. คาร์บอน C

11. ทองคำ Au

12. ทองแดง Cu

13. ตะกั่ว Pb

14. ปรอท Hg

15. แคลเซียม Ca

16. แมกเนเซียม Mg

17. โซเดียม Na

18. เหล็ก Fe

19. มังกานีส Mn

20. ฮีเลียม He

สัญลักษณ์ของสารประกอบหรือสูตรทางเคมีของสารประกอบ คือ หมู่สัญลักษณ์ของธาตุที่เขียนเพื่อแสดงให้เห็นว่าสารประกอบนั้น ประกอบด้วยธาตุอะไรบ้าง พร้อมทั้งระบุจำนวนอะตอมของธาตุที่เป็นองค์ประกอบเป็นตัวเลขห้อยไว้ที่ท้ายสัญลักษณ์ของธาตุที่เป็นองค์ประกอบนั้น เช่น H2O เป็นสูตรทางเคมีของน้ำ ประกอบด้วยธาตุไฮโดรเจน 2 อะตอม และ ธาตุออกซิเจน 1 อะตอม

สูตรเคมีของธาตุและสารประกอบบางชนิด

ชื่อสารประกอบ สูตรเคมี

น้ำ H2O

ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ CO2

ก๊าซไฮโดรเจน H2

ก๊าซออกซิเจน O2

ก๊าซไนโตรเจน N2

โซเดียมคลอไรด์ NaCl

แคลเซียมคาร์บอเนต CaCO3

โซเดียมคาร์บอเนต NaCO3

แคลเซียมคลอไรด์ CaCl2

กรดไฮโดรคลอริก HCl

กรดซัลฟิวริก H2SO4

กรดอะซิติก CH3COOH

(ตัวเลขต้องห้อยอยู่หลังตัวอักษรหน้าตัวเลข)

2.5 สารละลาย (Solution)

สารละลาย เป็นของผสมเนื้อเดียวที่ประกอบด้วยสารบริสุทธิ์ตั้งแต่สองชนิดขึ้นไปละลายรวมเป็น เนื้อเดียวกัน มีสัดส่วนนขององค์ประกอบเหมือนกันตลอดทั้งสารละลายนั้น สารละลายจะมีสมบัติ บางประการเหมือนสมบัติของสารบริสุทธิ์ที่เป็นองค์ประกอบ เราสามารถแบ่งองค์ประกอบของสารละลาย

ได้เป็น 2 ชนิด คือ ตัวทำละลาย (Solvent) ตัวถูกละลาย (Solute) โดยมีเกณฑ์ในการกำหนด ดังนี้

1. สารละลายมีสถานะเหมือนสารใด ให้สารนั้นเป็นตัวทำละลาย เช่น สารละลายโซเดียมคลอไรด์

ประกอบด้วย น้ำ กับ โซเดียมคลอไรด์ สารละลายมีสถานะเป็นของเหลวเหมือนน้ำ ดังนั้น

น้ำ เป็นตัวทำละลาย โซเดียมคลอไรด์ เป็นตัวถูกละลาย

2. ในกรณีที่สารละลาย และสารบริสุทธิ์ที่เป็นองค์ประกอบ มีสถานะเดียวกัน สารใดมีปริมาณ

มากที่สุด สารนั้นเป็นตัวทำละลาย เช่น นาก เป็นสารละลายที่มีสถานะเป็นของแข็งเกิดจาก ทองคำ

ผสมกับทองแดง โดย นาก 40 เปอร์เซ็นต์ ประกอบด้วย ทองคำ ร้อยละ 40 ทองแดงร้อยละ 60 ดังนั้น

ทองคำเป็นตัวถูกละลาย ทองแดงเป็นตัวทำละลาย ถ้านาก 60 เปอร์เซ็นต์ จะประกอบด้วย ทองคำ

ร้อยละ 60 ทองแดงร้อยละ 40 ดังนั้น ทองคำเป็นตัวทำละลาย

เปรียบเทียบสมบัติของสารละลายกับสมบัติขององค์ประกอบ

ตัวทำละลาย ตัวถูกละลาย สารละลาย

น้ำ เป็นของเหลว ไม่มีรส เกลือแกง เป็นของแข็ง มีรสเค็ม สารละลายเกลือ เป็นของเหลว มีรสเค็ม

น้ำ เป็นของเหลว ไม่มีรสและกลิ่น แอลกอฮอล์ เป็นของเหลว มีกลิ่น สารละลายแอลกอฮอล์

เป็นของเหลวมีกลิ่นแอลกอฮอล์

การบูร เป็นของแข็งสีขาว มีกลิ่นเฉพาะตัว พิมเสน เป็นของแข็งสีขาว มีกลิ่นเฉพาะตัว สารละลายเป็นของแข็งสีขาวมีกลิ่นของพิมเสนและการบูร

จะเห็นว่าสารละลายมีสมบัติของทั้งตัวทำละลายและตัวถูกละลายอยู่ด้วยกัน

กิจกรรม ให้นักเรียนยกตัวอย่างสารละลายที่พบในชีวิตประจำวัน พร้อมทั้งระบุว่ามีสารใดเป็นองค์ประกอบ

สารใดเป็นตัวทำละลายและสารใดเป็นตัวถูกละลาย

 

สถานะของสารละลาย

สารละลายมีได้ทั้ง 3 สถานะ ดังนี้

1. สารละลายที่เป็นก๊าซ เช่น อากาศ ประกอบด้วย ก๊าซไนโตรเจนร้อยละ 80 ก๊าซออกซิเจน

ร้อยละ 20 และก๊าซอื่นๆ ร้อยละ 2 โดยมวล

2. สารละลายที่เป็นของเหลว เช่น น้ำเกลือ น้ำเชื่อม ทิงเจอร์ไอโอดีน เป็นต้น

3. สารละลายที่เป็นของแข็ง เช่น นาก ทองเหลือง ทองสัมฤทธิ์ ฟิวส์ เป็นต้น

 

กิจกรรม ให้นักเรียนสืบค้นข้อมูลเกี่ยวกับส่วนประกอบของ ทิงเจอร์ไอโอดีน ทองเหลือง ทองสัมฤทธิ์ ฟิวส์

จากแหล่งเรียนรู้ต่างๆ เช่น ห้องสมุด ตำราเคมี อินเทอร์เน็ต

 

2.6 สารเนื้อผสม

สารเนื้อผสมเป็นของผสมที่ได้จากการนำสารตั้งแต่สองชนิดขึ้นไปมารวมกันแล้วสารเหล่านั้น

ไม่รวมเป็นเนื้อเดียวกัน หรือแยกชั้นจากกัน สามารถมองเห็นและระบุชนิดขององค์ประกอบได้ เช่น พริกกับเกลือ สามารถบอกได้ว่าส่วนไหนคือพริก ส่วนไหนคือเกลือ องค์ประกอบแต่ละส่วนยังคงสมบัติเดิม ทุกประการ

 

กิจกรรม ให้นักเรียนสำรวจสารต่างๆที่พบในชีวิตประจำวัน ว่ามีสารใดเป็นของผสมบ้าง

เราสามารถแบ่งส่วนประกอบของสารเนื้อผสมออกเป็น 2 ส่วนเหมือนสารละลาย คือ ตัวทำละลาย และ ตัวถูกละลาย แต่ขนาดอนุภาคของตัวถูกละลายในสารเนื้อผสมมีขนาดใหญ่กว่าขนาดอนุภาคของตัวถูกละลาย ในสารละลาย ดังนี้

เปรียบเทียบขนาดของอนุภาคในสารละลายกับสารเนื้อผสม

ชนิดของสาร เส้นผ่าศูนย์กลางของอนุภาค(cm)

1. สารละลาย น้อยกว่า 10-7

2. คอลลอยด์ 10-7– 10-4

3. สารแขวนลอย มากกว่า 10-4

 

คอลลอยด์ (Colloid) เป็นสารเนื้อผสมที่มีขนาดอนุภาคของตัวถูกละลายใหญ่กว่าอนุภาคในสารละลาย

มีลักษณะข้นคล้ายกาว เช่น นมสด วุ้น เยลลี่ ฟองน้ำ สบู่ น้ำสลัด น้ำแป้ง เป็นต้น องค์ประกอบของคอลลอยด์

จะไม่รวมเป็นเนื้อเดียวกัน จะแยกชั้นออกจากกัน จึงต้องมีตัวประสาน ( Emulsifier) เช่น น้ำสบู่เป็นตัวประสานให้น้ำกับน้ำมันไม่แยกชั้นจากกัน โดยน้ำมันจะแตกเป็นเม็ดเล็กๆ แทรกอยู่ในน้ำ สมบัติอีกอย่างหนึ่งของคอลลอยด์ คือ เมื่อแสงเดินทางผ่านคอลลอยด์ จะมองเห็นเป็น ลำแสง เรียกปรากฏการณ์นี้ว่า ปรากฏการณ์ทินดอลล์(Tyndall effect)

 

กิจกรรม ให้นักเรียนสืบค้นข้อมูลเกี่ยวกับคอลลอยด์ จากแหล่งเรียนรู้ต่างๆ เช่น ห้องสมุด

อินเทอร์เน็ต หนังสือแบบเรียนเคมี

 

สารแขวนลอย (Suspension) เป็นสารเนื้อผสมที่มีขนาดอนุภาคใหญ่กว่าอนุภาคในคอลลอยด์ สามารถ

มองเห็นส่วยผสมได้ชัดเจน เช่น น้ำโคลน คอนกรีต น้ำพริก ดินปืน เป็นต้น

 

กิจกรรม ให้นักเรียนอภิปรายร่วมกันว่า ไอน้ำในอากาศ หมอก ฝุ่นละอองในอากาศ ควันไฟ

สารใดเป็น สารละลาย คอลลอยด์ และ สารแขวนลอย

 

การทดลองที่ 5 การทดสอบสารละลาย คอลลอยด์ และสารแขวนลอย

1. นำบีกเกอร์ขนาด 100 cm3 มา 3 ใบ ใบที่ 1 ใส่ สารละลายคอปเปอร์(ll)ซัลเฟต 50 cm3

ใบที่ 2 และ 3 ใส่นมสดใบละ 50 cm3

2. เติมสารละลายกรดอะซิติก 10 cm3ลงในบีกเกอร์ใบที่ 3 สังเกตและบันทึกผล

3. แบ่งสารในบีกเกอร์ทั้ง 3 ออกเป็น 2 ส่วน ส่วนที่ 1 นำไปกรองด้วยกระดาษกรอง สังเกต

และบันทึกผล

4. นำสารส่วนที่ 2 ใส่ในถุงเซลโลเฟน ผูกให้แน่น แล้วนำไปแช่ในน้ำที่อยู่ในบีกเกอร์ 15 นาที

สังเกตและบันทึกผล

สารในบีกเกอร์ใดที่สามารถกรองผ่านกระดาษกรองและเซลโลเฟน ได้

สารในบีกเกอร์ใดที่ไม่สามารถกรองผ่านกระดาษกรองและเซลโลเฟน ได้

จงเรียงลำดับขนาดของอนุภาคในบีกเกอร์ทั้ง 3 ใบ และบอกด้วยว่าสารใด

เป็นสารละลาย คอลลอยด์ และ สารแขวนลอย ตามลำดับ

 

2.7 สารละลายกรด - เบส

กรด (Acid ) หมายถึง สารประกอบที่ประกอบด้วยธาตุไฮโดรเจนกับธาตุอโลหะ เช่น

กรดไฮโดรคลอริก (HCl) กรดซัลฟิวริกหรือกรดกัมมะถัน (H2SO4) สารละลายกรด มีสมบัติ ดังนี้

1. มีรสเปรี้ยว

2. มีฤทธิ์ในการกัดกร่อน

3. ทำปฏิกิริยากับโลหะได้ก๊าซไฮโดรเจน

4. ทำปฏิกิริยากับหินปูนหรือสารประกอบคาร์บอเนต ได้ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์

5. เปลี่ยนสีกระดาษลิตมัสจากสีน้ำเงินเป็นสีแดง

6. นำไฟฟ้าได้

ตัวอย่างสารละลายกรด

ชื่อสารละลายกรด สูตรเคมี

กรดไฮโดรคลอริก(กรดเกลือ) HCl

กรดซัลฟิวริก H2SO4

กรดอะซิติก(กรดน้ำส้ม) CH3COOH

กรดไนตริก HNO3

กรดฟอสฟอริก H3PO4

กรดคาร์บอนิก H2CO3

 

เบส (Base) เป็นสารประกอบไฮดรอกไซด์ของโลหะ เช่น โซเดียมไฮดรอกไซด์ (NaOH)

โพแทสเซียมไฮดรอกไซด์ (KOH) เป็นต้น สารละลายเบสมีสมบัติ ดังนี้

1. มีรสฝาดลิ้น

2. ลื่นมือคล้ายสบู่

3. มีฤทธิ์ในการกัดกร่อน

4. เปลี่ยนสีกระดาษลิตมัสจากสีแดงเป็นสีน้ำเงิน

5. นำไฟฟ้าได้

ตัวอย่างสารละลายเบส

ชื่อสารละลายเบส สูตรเคมี

โซเดียมไฮดรอกไซด์(โซดาไฟ) NaOH

โพแทสเซียมไฮดรอกไซด์ KOH

แคลเซียมไฮดรอกไซด์ Ca(OH) 2

แมกเนเซียมไฮดรอกไซด์ Mg(OH) 2

 

การทดลองที่ 6 การทดสอบความเป็นกรด – เบส ของสารละลาย

1. นำสารละลายกรดไฮโดรคลอริกเข้มข้น 0.1 mol/dm3 หยดลงบนกระดาษลิตมัสที่วางบนแผ่นกระจก 1 หยด สังเกตการเปลี่ยนแปลงและบันทึกผล

2. ทำการทดลองเช่นเดียวกับข้อ 1 แต่ในสารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์เข้มข้น 0.1 mol/dm3

และ น้ำกลั่น ตามลำดับ

3. ทดสอบความเป็นกรด – เบส ของสารต่อไปนี้ น้ำมะนาว น้ำหวาน ปูนกินหมาก ขี้เถ้า

สบู่ ผงซักฟอก น้ำคลอง น้ำลาย

เราสามารถบอกความเป็นกรด – เบส ของสารละลายด้วยวิธีใด

จากการทดลอง สารใดมีสมบัติเป็นกรด และสารใดมีสมบัติเป็นเบส

 

กิจกรรม ให้นักเรียนสำรวจตรวจสอบความเป็นกรด – เบสของสารที่ใช้ในชีวิตประจำวัน

พร้อมทั้งระบุประโยชน์ของสารเหล่านั้น

 

pH ของสารละลาย

การบอกความเป็นกรด – เบส ของสารละลาย นอกจากจะใช้สมบัติดังที่กล่าวมาแล้ว เราสามารถใช้ค่า pH บอกความเป็นกรด – เบส ของสารละลาย

pH ของสารละลาย เป็นมาตราส่วนที่ใช้บอกความเป็นกรด- เบส ของสารละลาย มีค่าอยู่ระหว่าง0 – 14 โดยกำหนดมาตรส่วน ดังนี้

 

pH 0--------------------------------------7-------------------------------------14 กรด กลาง เบส

สารละลายที่มีค่า pH เท่ากับ 7 จะมีสมบัติเป็นกลาง pH น้อยกว่า 7 มีสมบัติเป็นกรด pH มากกว่า 7 มีสมบัติเป็นเบส เราสามารถหาค่า pH ของสารละลายได้จากการทดสอบด้วย กระดาษยูนิเวอร์ซัลอินดิเคเตอร์หรือ pH มิเตอร์

การทดลองที่ 7 การหา pH ของสารละลาย

1. นำสารที่ใช้ในการทดลองที่ 6 มาหาค่า pH โดยใช้กระดาษยูนิเวอร์ซัลอินดิเคเตอร์ แล้วนำ

สีมาเปรียบเทียบกับสีมาตรฐาน

2. นำสารดังกล่าวมาหาค่า pH โดยใช้ pH มิเตอร์ นำค่า pH ที่ได้ไปเปรียบเทียบกับค่า pH

ในข้อหนึ่ง

กระดาษยูนิเวอร์ซัลอินดิเคเตอร์ สามารถใช้หาค่า pH ของสารละลายได้หรือไม่อย่างไร

จงอธิบาย

การหาค่า pH ของสารละลายให้ถูกต้องเที่ยงตรงควรใช้เครื่องมือชนิดใด

 

กิจกรรม ให้นักเรียนสืบค้นข้อมูลเกี่ยวกับผลกระทบของสารละลายกรด – เบส ต่อสิ่งมีชีวิต

และสิ่งแวดล้อม จากแหล่งเรียนรู้ต่างๆ พร้อมทั้งเสนอแนะวิธีการป้องกันและแก้ไข

แล้วนำเสนอผลงานในชั้นเรียน

 

แบบฝึกหัดประจำหน่วยการเรียนรู้ที่ 2

1. จงอธิบายการเปลี่ยแปลงต่อไปนี้ว่าเป็นการเปลี่ยนแปลงทางกายภาพหรือการเปลี่ยนแปลงทางเคมี

น้ำตาลละลายในน้ำ ลูกเหม็นระเหิดกลายเป็นไอ การบูดเน่าของอาหาร การเผาไหม้เชื้อเพลิง

การตกตะกอนของน้ำโคลน

2. นักเรียนคนหนึ่งได้จัดหมวดหมู่ของสารไว้สองพวกดังนี้

1. ตะปู ลวดทองแดง สารละลายกรดไฮโดรคลอริก

2. น้ำตาลทราย เกลือแกง ลูกเหม็น น้ำกลั่น

จงอธิบายว่านักเรียนคนนี้ใช้อะไรเป็นเกณฑ์ในการจัดหมวดหมู่ของสาร

3. จงบอกองค์ประกอบของสารต่อไปนี้ เหล็ก ตะกั่ว น้ำ การบูร น้ำเชื่อม ทิงเจอร์ไอโอดีน คอนกรีต

4. จงบอกองค์ประกอบและจำนวนอะตอมของธาตุในสารประกอบต่อไปนี้ H2CO3 CH3COOH NO3 H2SO4 KMnO4

5. จงจัดจำพวกสารต่อไปนี้โดยใช้ขนาดอนุภาคเป็นเกณฑ์ น้ำเชื่อม น้ำนม น้ำสลัด น้ำโคลน อากาศ

หมอก ควันไฟ

6. จงเรียงลำดับค่า pH จากน้อยไปมากของสารละลายต่อไปนี้ น้ำมะนาว น้ำกลั่น โซดาไฟ พร้อมอธิบายเหตุผลด้วย