สสารและการเปลี่ยนแปลง

สสาร คือ สิ่งที่ต้องการที่อยู่  มีมวล, สสารมี 3 สถานะคือ ของแข็ง ของเหลว และก๊าซ

สมบัติของสาร แบ่งออกเป็น สมบัติทางกายภาพ และสมบัติทางเคมี

  • สมบัติทางกายภาพ (Physical property) คือ สมบัติที่บอกถึงสมบัติทางกายภาพ ความหนาแน่น จุดหลอมเหลว จุดเดือด การละลาย เป็นต้น
  • สมบัติทางเคมี (Chemical property)

การจำแนกสาร

การพิจารณาสารบริสุทธิ์และสารละลาย :

การระเหยแห้ง

  • ถ้าเหลือกาก :           เป็นสารไม่บริสุทธิ์
  • ไม่เหลือกาก :           ไม่สามารถสรุปได้

การหาจุดเดือด /จุดหลอมเหลว

  • สารบริสุทธิ์จะมีจุดเดือดจุดหลอมเหลวคงที่

สมบัติของ ของผสม : (สารละลาย, สารแขวนลอย, คอลลอยด์)
สารละลาย 

  • อนุภาคมีขนาดเล็กกว่า 10-7 เซนติเมตร / 0.001 ไมโครเมตร
  •  สารมารถผ่านกระดาษกรอง และกระดาษเซลโลเฟนได้

สารแขวนลอย 

  • อนุภาคมีขนาดใหญ่กว่า 10-4 เซนติเมตร  / 0.001 – 1 ไมโครเมตร
  • ไม่สารมารถผ่านกระดาษกรอง และกระดาษเซลโลเฟนได้

คอลลอยด์ 

  • อนุภาคมีขนาดระหว่าง 10-4 – 10-7 เซนติเมตร  / 1 ไมโครเมตร
  • สารมารถผ่านกระดาษกรอง แต่ไม่สามารถผ่านกระดาษเซลโลเฟนได้
  • เกิดปรากฏการทินดอลล์ (ปรากฏการการกระเจิงของแสง).

ตัวอย่างของคอลลอยด์

  • L/L             เรียกว่า  Emulsion          เช่น นม, น้ำสลัด
  • S/L             เรียกว่า Sol                    เช่น ไข่ขาว, น้ำแป้ง, หมึก
  •  L/S             เรียกว่า Gel                    เช่น เยลลี่, วุ้น, แยม, แป้งเปียก
  • S,L/G         เรียกว่า  Aerosol                        เช่น หมอก, ฝุ่น, ควัน, เมฆ
  • G/S,L         เรียกว่า Foam                เช่น ฟอง, ครีมโกนหนวด, โฟม

*** Emulsion คือ ของเหลวสองชนิดที่ไม่สามารถละลายรวมกันได้ แต่เมื่อเติมสารตัวช่วย (Emulsifier) สามารถทำให้เกิดการรวมกันได้โดย

เช่น

  •  สบู่              :  น้ำ + น้ำมัน
  • ไข่แดง        : น้ำมันพืช + น้ำส้มสายชู (น้ำสลัด)
  •  น้ำดี            : ไขมันในอาหาร + น้ำย่อย

Homogenization : การทำให้ของเหลวที่ไม่รวมเป็นเนื้อเดียวกัน รวมเป็นอิมัลชัน (emulsion) ไม่แยกชั้น โดยใช้เครื่องโฮโมจิไนซ์ (homogenizer)

การแยกสาร | เป็นกระบวนการแยกของผสมออกจากกัน แบ่งออกได้เป็นหลายวิธี ดังนี้

การกลั่น

  • การกลั่นแบบธรรมดา            :          ใช้แยกสารที่มีจุดเดือดแตกต่างกันมาก ๆ เช่น น้ำ และแอลกอฮอล์
  • การกลั่นลำดับส่วน                :           ใช้แยกสารที่มีจุดเดือดใกล้เคียงกัน
  • การกลั่นด้วยไอน้ำ                 :           ใช้ในการแยกสารที่ระเหยได้ง่าย จุดเดือดน้อยกว่า 100C เช่นน้ำมันหอมระเหย

การสกัดด้วยตัวทำละลาย      :   ใช้เพื่อแยกสารให้ออกมาละลายอยู่ในตัวทำละลาย แล้วนำไปแยกตัวทะละลายออก แล้วทำให้บริสุทธิ์

ตัวอย่างเช่น  : การสกัดขิง

  • การสกัดสี                :           ใช้เอทานอล
  • การสกัดกลิ่น            :           ใช้น้ำ

การสกัดน้ำมันพืช ใช้เฮกเซน

*** การสกัดแบบซอกห์เลต  :   เป็นการสกัดโดยใช้ปริมาณตัวทำละลายน้อย ๆ หมุนเวียนผ่านสารที่ต้องการสกัดหลาย ๆ ครั้ง ต่อเนื่องกัน

โครมาโทกราฟี   :  เป็นการแยกสารโดยอาศัยคุณสมบัติการละลาย และการถูกดูดซับของสารที่แตกต่างกัน

การตกผลึก  :  เป็นการแยกสารโดยอาศัยความสามารถในการละลายในตัวทำละลายในอุณหภูมิที่แตกต่างกันของสาร

ปริมาณสารที่ตกผลึกหาได้จาก = ปริมาณสารที่ละลายที่อุณหภูมิสูง – ปริมาณสารที่ละลายที่อุณหภูมิต่ำ

การเปลี่ยนแปลงพลังงานของระบบ

ระบบ แบ่องออกเป็น 3 ประเภท

1) ระบบเปิด (Opened system) คือระบบที่มีการถ่ายเทได้ทั้งมวลสารและพลังงานกับสิ่งแวดล้อม

2) ระบบปิด (Closed system) คือระบบที่มีการถ่ายเทเฉพาะพลังงานอย่างเดียว แต่ไม่มีการถ่ายเทมวลสาร

3) ระบบโดดเดี่ยว (Isolated system) คือระบบที่ไม่มีการถ่ายเททั้งพลังงานและมวลสารแก่สิ่งแวดล้อม

การคายความร้อน : เกิดจากการที่ระบบมีอุณหภูมิสูงกส่าสิ่งแวดล้อม จึงถ่ายเทพลังงานสู่สิ่งแวดล้อม (สิ่งแวดล้อมมีอุณหภูมิสูงขึ้น)

การดูดความร้อน : เกิดจากการที่ระบบมีอุณหภูมิต่ำกว่าสิ่งแวดล้อม ดังนั้นระบบจึงรับพลังงานจากสิ่งแวดล้อมเข้ามาเพื่อทำให้ระบบมีพลังงานเท่ากับสิ่งแวดล้อม (สิ่งแวดล้อมมีอุณหภูมิลดลง)

การเปลี่ยนแปลงพลังงานของระบบแบ่งออกเป็น 3 ประเภท คือ

1).  การเปลี่ยนแปลงสถานะ

*** ความร้อนแฝง คือปริมาณพลังงานแฝงที่ใช้ในการเปลี่ยนสถานะ (ความร้อนแฝงของการกลายเป็นไอจะสูงกว่าความร้อนแฝงของการหลอมเหลว)

2).  การละลาย | การละลายประกอบด้วย 2 ขั้นตอน คือ

2.1. การสลายตัวของพันธะในของแข็ง เกิดเป็นอนุภาคเล็ก ๆ พลังงานที่ใช้ในการสลายตัวของพันธะเรียกว่า พลังงาน Lattice

2.2. เกิดการฟอร์มพันธะกับสารที่เป็นตัวทำละลาย (น้ำ) เรียกพลังงานที่ใช้ในการฟอร์มพันธะว่า พลังงาน Hydration

ดังนั้น   
ถ้า        L>H                 =   ปฏิกริยาการดูดความร้อน

ถ้า        H > L               =   ปฏิกริยาการคายความร้อน

ถ้า        L=H                 =   เป็นการละลายที่มีการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ

ถ้า        L>> H             =   ไม่ละลาย

3).  การเกิดปฏิกิริยาเคมี  |  เมื่อเกิดปฏิกิริยาเคมีต้องได้สารใหม่

Remember : สร้าง = คาย, สลาย = ดูด

 

Share it

    Comments

    comments

    Powered by Facebook Comments