การจำแนกสารรอบตัว โดย ครูวนิดา สวนดอกไม้ ครูวนิดา สวนดอกไม้ วิชาวิทยาศาสตร์พื้นฐาน ว21101 ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1

สมบัติของสาร สมบัติของสาร หมายถึง ลักษณะประจำตัวของสารแต่ละชนิด ซึ่งแตกต่างไปจากสารอื่น ๆ เช่น ทองแดง นำไฟฟ้าได้ ไม้ นำไฟฟ้าไม่ได้ น้ำสมสายชูมีรสเปรี้ยว น้ำเชื่อมมีรสหวาน

สมบัติของสารแบ่งออกเป็น 2 ประเภท 1.สมบัติทางกายภาพ 2.สมบัติทางเคมี

1.สมบัติทางกายภาพ สมบัติของสารที่สามารถสังเกตเห็นได้ง่ายจากรูปร่างลักษณะภายนอกเช่น สถานะ สี กลิ่น รส รูปร่าง ปริมาตร หนาแน่นสัมพัทธ์ จุดเดือด จุดหลอมเหลว การละลาย เป็นต้น เช่น น้ำ เป็นของเหลว ไม่มีสี ไม่มีกลิ่น ไม่มีรส จุดเดือดที่ 100 องศาเซลเซียส

การเปลี่ยนแปลงสมบัติทางกายภาพ 1. มีการเปลี่ยนแปลงรูปร่างภายนอกเช่น การเปลี่ยน สถานะ การเกิดสารละลาย การเปลี่ยนอุณหภูมิ การสึกกร่อน เป็นต้น 2. ไม่มีการเปลี่ยนแปลงองค์ประกอบภายในเปลี่ยน เฉพาะรูปร่างภายนอก 3. ไม่มีสารใหม่เกิดขึ้น ภายหลังการเปลี่ยนแปลงสมบัติ ทางกายภาพและทางเคมีของสารยังคงเหมือนเดิม 4. สามารถทำให้กลับสู่สภาพเดิมได้ง่าย

2.สมบัติทางเคมี สมบัติที่เกี่ยวข้องกับองค์ประกอบภายในของสาร และการเกิดปฏิกิริยาเคมี เช่น การเผาไหม้ การเกิดสนิม การผุพัง การระเบิด เป็นต้น เช่น เหล็กเป็นของแข็งสีเทา เมื่อทิ้งไว้จะเกิดสนิมมีสีน้ำตาลแดง

การเปลี่ยนแปลงทางเคมีหรือการเกิดปฏิกิริยาเคมี 1. จะต้องมีสารใหม่เกิดขึ้นเสมอ 2. มีการเปลี่ยนแปลงองค์ประกอบภายใน และมีผลทำให้มี การเปลี่ยนแปลงสมบัติทางกายภาพของสารด้วย 3. ทำให้สารใหม่ที่เกิดขึ้น มีสมบัติแตกต่างไปจากสารเดิม เช่น การเกิดสนิมเหล็ก การเผาไหม้ของเชื้อเพลิง การสังเคราะห์ด้วยแสง เป็นต้น 4. ทำให้กลับสู่สภาพเดิมได้ยาก

การเปลี่ยนแปลงต่อไปนี้เป็นการเปลี่ยนแปลงทางกายภาพหรือ ทางเคมี กายภาพ เคมี กายภาพ เคมี การระเหยของน้ำ การต้มน้ำ ข้าวสารเปลี่ยนเป็นข้าวสุก เกลือละลายน้ำ ผลไม้ดิบเปลี่ยนเป็นผลไม้สุก การจุดเทียนไข เนื้อดิบเป็นเนื้อสุก

ให้นักเรียนยกตัวอย่างการเปลี่ยนแปลงของสาร ทั้งทางกายภาพ และทางเคมี

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

ของแข็ง ของเหลว แก๊ส น้ำส้มสายชู น้ำตาลทราย น้ำเชื่อม เกลือแกง น้ำส้มสายชู ลูกเหม็น น้ำกลั่น น้ำแข็ง เหล็ก ทองแดง กระดาษ ปากกา น้ำหมึก สีน้ำ อากาศ แก๊สหุงต้ม ของแข็ง ของเหลว แก๊ส น้ำตาลทราย อากาศ น้ำเชื่อม เกลือแกง ทองแดง น้ำส้มสายชู แก๊สหุงต้ม ลูกเหม็น กระดาษ น้ำกลั่น น้ำแข็ง ปากกา น้ำหมึก เหล็ก สีน้ำ

การจัดกลุ่มสารตามลักษณะเนื้อสาร 1. สารเนื้อเดียว (Homogeneous substance) 2. สารเนื้อผสม (Heterogeneous substance)

การจัดกลุ่มสารตามลักษณะเนื้อสาร

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

สารเนื้อเดียวที่มีองค์ประกอบทางกายภาพเพียงอย่างเดียว ไม่สามารถแยกองค์ประกอบด้วยวิธีทางกายภาพได้อีก เรียกว่า สารบริสุทธิ์ (Pure substance)

สารเนื้อเดียวที่มีองค์ประกอบมากกว่า 1 อย่างและสามารถแยกองค์ประกอบออกจากกันด้วยวิธีทางกายภาพได้ เรียกว่า สารละลาย (Solution) เช่น น้ำเกลือ น้ำ+ เกลือ น้ำส้มสายชู น้ำ+ กรดแอซิติก

2.สารเนื้อผสม (Heterogeneous substance หมายถึง สารที่มีลักษณะเนื้อของสารและสมบัติ ไม่เหมือนกันตลอดทุกส่วนของสารนั้น สามารถเห็นองค์ประกอบที่แตกต่างกันได้ เช่น ดินปืน พริกกับเกลือ น้ำโคลน น้ำแป้งดิบ คอนกรีต เป็นต้น

สารเนื้อผสมเป็นของผสมที่ได้จากการนำสารตั้งแต่สองชนิดขึ้นไปมารวมกัน แล้วสารเหล่านั้นไม่รวมเป็นเนื้อเดียวกัน หรือแยกชั้นจากกัน สามารถมองเห็นและระบุชนิดขององค์ประกอบได้ เช่น พริกกับเกลือ พริก + เกลือ

ให้นักเรียนลองยกตัวอย่างสารเนื้อเดียวและสารเนื้อผสม มาอย่าง ๕ ชนิด สารเนื้อเดียว น้ำเกลือ น้ำอัดลม ทองคำ ตะปู เหล็ก แผ่นดีบุก ผงถ่าน แนพทาลีน เกลือแกง เนื้อเทียนไข แอลกอฮอล์ น้ำมัน กรดไฮโดรคลอริก อากาศ ฯลฯ

สารเนื้อผสม เกลือแกงกับทราย น้ำกับน้ำมัน คอนกรีต ส้มตำ แกงส้ม แกงจืด พริกกับเกลือ น้ำโคลน น้ำแป้งดิบ น้ำพริก ฯลฯ

การจัดกลุ่มสารตามขนาดอนุภาคของสาร ๑. สารแขวนลอย Suspension ๒. คอลลอยด์ (Colloid) ๓. สารละลาย (Solution)

การจัดกลุ่มสารตามขนาดอนุภาคของสาร

๑. สารแขวนลอย Suspension ของผสมที่ประกอบด้วยอนุภาคของสารที่มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางมากกว่า 10-4 cm 1 cm 10,000 ลักษณะของสารแขวนลอย 1.ขุ่น 2.เมื่อตั้งทิ้งไว้จะตกตะกอน 3.สามารถแยกอนุภาคของสารแขวนลอยได้โดยใช้ กระดาษกรอง

กระดาษกรองจะยอมให้อนุภาคที่มีเส้นผ่าน ศูนย์กลางน้อยกว่าหรือเท่ากับ 10-4 cm เท่านั้นจึง จะผ่านไปได้ 

กระดาษเซลโลเฟน(คล้ายกระดาษแก้ว) จะยอมให้ อนุภาคที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางน้อยกว่า 10-7 cm เท่านั้นจึงจะผ่านไปได้

ได้แก่ น้ำแป้งดิบ น้ำคลอง น้ำแกงส้ม ยาลดกรด ยาแก้ไอน้ำดำ ยาธาตุน้ำแดง ฯลฯ

2. คอลลอยด์ (Colloid) เป็นสารเนื้อผสมที่มีอนุภาคของสารขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง ระหว่าง 10-7 ถึง 10-4 cm กระจายอยู่ในสารอีกชนิดหนึ่งซึ่งเป็นตัวกลาง มีลักษณะขุ่นขาว เช่น นมสด วุ้น เยลลี่ ฟองน้ำ สบู่ น้ำสลัด น้ำแป้งสุก หมอก ควันไฟ

ตัวประสาน ( Emulsifier) องค์ประกอบของคอลลอยด์บางชนิดจะไม่รวมเป็นเนื้อเดียวกันจะแยกชั้นออกจากกัน จึงต้องมีตัวประสานให้สาร ๒ ชนิดรวมตัวกันได้ สารที่เป็นตัวประสาร เรียกว่า อิมัลซิไฟเออร์ เช่น น้ำสบู่ เป็นตัวประสานระหว่าง น้ำกับน้ำมัน น้ำ+น้ำสบู่+น้ำมัน เรียก คอลลอยด์ที่เกิดขึ้นนี้ว่า อิมัลชั่น

น้ำสลัด น้ำมันพืช + ไข่แดง+น้ำส้มสายชู น้ำสลัด น้ำมันพืช + ไข่แดง+น้ำส้มสายชู ไขมันในน้ำดี ไขมัน+น้ำดี+เอนไซม์ไลเปส น้ำนม ไขมัน +โปรตีนเคซีน +น้ำ น้ำล้างจาน ไขมัน + น้ำยาล้างจาน+น้ำ น้ำอาบน้ำ ไขมัน + สบู่+น้ำ อิมัลชัน เป็นของเหลวที่ได้จากการรวมตัวของสาร 2 ชนิดที่ไม่รวมกัน แยกชั้น แต่เมื่อเติม อิมัลซิไฟเออร์ ของเหลวจะรวมกันได้

สถานะของ ตัวกลาง ตัวอย่าง ชนิดของคอลลอยด์ สถานะ ของ อนุภาค สถานะของ ตัวกลาง ตัวอย่าง ซอล ของแข็ง ของเหลว แป้งในน้ำ สีทาบ้าน อิมัลชั่น น้ำนม น้ำสลัด วุ้น เยลลี่ แอโรซอล แก๊ส ฝุ่นละอองในอากาศ เมฆ หมอก

(อนุภาคเล็กกว่ารูพรุนในกระดาษกรอง แต่ใหญ่กว่ารูพรุน อนุภาคในคอลลอยด์สามารถลอดผ่านรูของกระดาษกรองได้ แต่ไม่สามารถลอดผ่านรู ของกระดาษเซลโลเฟนได้ (อนุภาคเล็กกว่ารูพรุนในกระดาษกรอง แต่ใหญ่กว่ารูพรุน ในกระดาษเซลโลเฟน)

สมบัติของคอลลอยด์ 1. ส่วนใหญ่มีลักษณะขุ่น 2. เมื่อแสงเดินทางผ่านคอลลอยด์ จะมองเห็นเป็นลำแสง เรียกปรากฏการณ์นี้ว่า ปรากฏการณ์ทินดอลล์ (Tyndall effect) 3. ไม่สามารถกรองอนุภาคคอลลอยด์ออกจากตัวกลางได้ เมื่อใช้กระดาษกรอง ต้องใช้กระดาษเซลโลเฟน 4. ไม่ตกตะกอน

ปรากฏการณ์ทินดอลล์

สารละลาย คอลลอยด์

ความยาวคลื่นของแสงขาวหรือแสงจากไฟฉายที่ใช้ มีความยาวคลื่นประมาณ 308-720 nm (นาโนเมตร) (3.08 - 7.20 x 10-7 m) เมื่อฉายแสงผ่านไปในของเหลว ที่มีสารขนาดอนุภาคใหญ่พอปนอยู่ (เส้นผ่านศูนย์กลาง ใกล้เคียงกับความยาวคลื่นแสง) แสงจะตกกระทบอนุภาค สารและเกิดการสะท้อนได้ และเมื่อสะท้อนทุก ๆทิศทาง เรียกว่า เกิดการกระเจิง (scattering)

แสงสีแดง ความยาวคลื่น 6.3 – 6.8 x10 -7 m

ความยาวคลื่น คือระยะทางระหว่างยอดคลื่นหนึ่งถึงอีกยอดคลื่นหนึ่ง มีหน่วยเป็น lambda (λ)                              

แบบฝึกหัดทบทวน สารประเภทใดไม่สามารถผ่านกระดาษกรองได้    2.สารประเภทใดผ่านกระดาษกรองได้แต่ผ่านแผ่นเซลโลเฟน ไม่ได้       3. ปรากฏการณ์ที่เราสามารถมองเห็นลำแสงผ่านสารได้ เรียกว่า        

4. จาก ข้อ 3 เป็นปรากฏการณ์ที่เกิดกับสารประเภทใด 4. จาก ข้อ 3 เป็นปรากฏการณ์ที่เกิดกับสารประเภทใด       5. อิมัลซิฟายเออร์ ระหว่าง ไขมันกับน้ำย่อยคือสารใด         6. อิมัลซิฟายเออร์ระหว่าง น้ำมันพืชกับน้ำ คือสารใด 7. อิมัลซิฟายเออร์ ใน น้ำสลัด คือสารใด 8. เมฆ หมอก จัดเป็นคอลลอยด์ประเภทใด                                    

3. สารละลาย (Solution) เป็นของผสมเนื้อเดียวที่ประกอบด้วยสารบริสุทธิ์ตั้งแต่สองชนิดขึ้นไปละลายรวมเป็น เนื้อเดียวกัน มีสัดส่วนขององค์ประกอบเหมือนกันตลอดทั้งสารละลายนั้น

องค์ประกอบของสารละลาย ตัวทำละลาย (Solvent) + ตัวถูกละลาย (Solute) ( ตัวละลาย)

สารละลายมีสถานะเป็นของเหลวเหมือนน้ำ ดังนั้น โดยมีเกณฑ์ในการกำหนด ดังนี้ สารละลายมีสถานะเหมือนสารใด ให้สารนั้นเป็นตัวทำละลาย เช่น สารละลายโซเดียมคลอไรด์ น้ำ + โซเดียมคลอไรด์ (เกลือแกง) สารละลายมีสถานะเป็นของเหลวเหมือนน้ำ ดังนั้น น้ำ ตัวทำละลาย โซเดียมคลอไรด์ ตัวถูกละลาย

2.ถ้าสารที่มารวมกันเป็นสารละลาย มีสถานะเดียวกัน สารที่มีปริมาณมาก ตัวทำละลาย สารที่มีปริมาณน้อย ตัวถูกละลาย (ตัวละลาย) เช่น แอลกอฮอล์ที่ใช้ฆ่าเชื้อโรค ประกอบด้วย เอทานอล 70 % และน้ำ 30 % เอทานอล เป็นตัวทำละลาย น้ำเป็นตัวละลาย

ฟิวส์ไฟฟ้า ประกอบด้วย บิสมัส ประมาณ 50 % ตะกั่วประมาณ 25 % ดีบุก 25% ฟิวส์ไฟฟ้า ประกอบด้วย บิสมัส ประมาณ 50 % ตะกั่วประมาณ 25 % ดีบุก 25% บิสมัสเป็นตัวทำละลาย ตะกั่วและดีบุกเป็นตัวละลาย แก๊สหุงต้ม ประกอบด้วยแก๊สโพรเพน ประมาณ 70 % แก๊สบิวเทนประมาณ 30 % แก๊สโพรเพนเป็นตัวทำละลาย แก๊สบิวเทนเป็นตัวละลาย

นาก ประกอบด้วย ทองแดงประมาณ 60 % ทองคำประมาณ 35 % และ เงินประมาณ 5% นาก ประกอบด้วย ทองแดงประมาณ 60 % ทองคำประมาณ 35 % และ เงินประมาณ 5% ทองแดง...................................... ทองคำและเงิน.............................

เป็นสารเนื้อเดียวกัน เป็นสารเนื้อผสมที่กลมกลืนกัน สมบัติของสาร/ชนิดของสาร สารละลาย คอลลอยด์ สารแขวนลอย เนื้อสาร เป็นสารเนื้อเดียวกัน เป็นสารเนื้อผสมที่กลมกลืนกัน เป็นสารเนื้อผสมที่ไม่กลมกลืนกัน เส้นผ่านศูนย์กลางของอนุภาค (cm) น้อยกว่า 10-7 อยู่ระหว่าง 10-7 - 10-4 มากกว่า 10-4 การผ่านกระดาษกรอง ผ่านได้ ไม่ผ่าน

การผ่านกระดาษเซลโลเฟน ผ่านได้ ผ่านไม่ได้ ไม่ผ่าน สมบัติของสาร/ชนิดของสาร สารละลาย คอลลอยด์ สารแขวนลอย การผ่านกระดาษเซลโลเฟน ผ่านได้ ผ่านไม่ได้ ไม่ผ่าน การตกตะกอน ไม่ตกตะกอน ตกตะกอน การกระเจิงแสง ไม่กระเจิงแสง (ทะลุผ่านได้เลย) กระเจิงแสง ไม่กระเจิงแสง (ทึบแสง)