Notes

1.1 การแยกสารผสม
การแยกสารเนื้อเดียว
1.การตกผลึก(Crystallization)
  การตกผลึก เป็นวิธีการแยกของแข็งที่ละลายอยู่ในของเหลว โดยทำให้เป็นสารละลายอิ่มตัว แล้วปล่อยให้สารละลายเย็นตัวลงอย่างช้าๆจะได้ของแข็งตกผลึกออกมา
  วิธีการนี้นำไปใช้แยกของแข็งที่ปนกันอยู่หลายชนิดออกจากกันได้
เนื่องจาก: ของแข็งแต่ละชนิดมีความสามารถในการละลายได้ต่างกัน จึงถึงจุดอิ่มตัวต่างกันด้วย
                สารที่ละลายได้น้อยกว่าจะถึงจุดอิ่มตัวก่อน จึงตกผลึกออกมาได้ก่อน ส่วนสารที่                       ละลายได้ดีกว่าจะถึงจุดอิ่มตัวทีหลัง จึงตกผลึกออกมาช้ากว่า
                 เช่น - แยกเกลือชนิดต่างๆออกจากน้ำทะเล
                        - แยกสารละลายของแนฟทาลีนและกรดเบนโซอิกในเอทานอล
                        - แยกเกลือและน้ำตาลที่ละลายอยู่ในน้ำ

2.การกลั่น(Distillation)
  การกลั่น เป็นการแยกของเหลวที่ปนกับของแข็งในสารละลายออกจากกัน โดยให้ความร้อนแก่สารละลาย ของเหลวเมื่อได้รับความร้อนจะกลายเป็นไอแล้วผ่านไอไปยังเครื่องควบแน่น
(Condenser)ไอจะควบแน่นกลับเป็นของเหลวที่กลั่นได้
เนื่องจาก: ของเหลวมีจุดเดือดต่ำ ระเหยเป็นไอได้ง่ายจึงกลั่นตัวออกมาได้ ส่วนของแข็ง                           จุดเดือดสูงกว่ามากจึงยังคงอยู่ในสารละลาย แต่ถ้ากลั่นต่อไปเรื่อยๆจะมีของแข็ง                     ตกผลึกอยู่ก้นภาชนะ
                เช่น - การแยกน้ำจากน้ำทะเล
                       - การแยกน้ำจาน้ำเกลือหรือน้ำเชื่อม
 การกลั่นตามวิธีดังกล่าวข้างต้นเป็นการกลั่นอย่างง่ายเรียกว่า ' การกลั่นแบบธรรมดา ' แต่ถ้าในสารละลายมีของเหลวปนกันอยู่หลายชนิด และมีจุดเดือดใกล้เคียงกันจะต้องใช้วิธีการกลั่นที่เรียกว่า ' การกลั่นลำดับส่วน '
  การกลั่นลำดับส่วน เป็นการกลั่นแยกของเหลวที่มีจุดเดือดใกล้เคียงกันออกจากสารละลาย โดยให้ความร้อนแก่สาร ไอของสารระเหยขึ้นไปผ่านเครื่องมือที่เป็นคอลัมน์ จะทำให้ไอแยกออกเป็นส่วนๆตามช่วงอุณหภูมิ สารที่มีจุดเดือดต่ำจะระเหยขึ้นไปทางตอนบนของคอลัมน์ ส่วนสารที่มีจุดเดือดสูงกว่าจะอยู่ทางตอนล่างของคอลัมน์
เช่น - การกลั่นน้ำมันดิบ หรือน้ำมันปิโตรเลียม
       - การแยกเอทานอล เฮกเซน และไทลูซีนออกจากกัน

3.โครมาโทกราฟี(Chromatography)
  โครมาโทกราฟี เป็นวิธีการแยกสารและวิเคราะห์สารที่มีปริมาณน้อยได้ดี มีองค์ประกอบ 2 ส่วน คือ
 1. ตัวทำละลาย(Mobile phase) เป็นตัวพาสารให้เคลื่อนที่ไปได้ เช่น น้ำเกลือ เอทานอล ในน้ำ
 2. ตัวดูดซับ(Stationary phase) เป็นตัวดูดซับสารในระหว่างที่เคลื่อนที่ไป เช่น กระดาษกรอง แท่งชอล์ก ผงอะลูมินา
  วิธีการนี้จึงอาสัยสมบัติเกี่ยวกับการละลายในตัวทำละลายได้ต่างกัน และการถูกดูดซับด้วยตัวดูดซับได้ต่างกันด้วย

การแยกสารเนื้อผสม
1.การกรอง(Filtration)
  การกรอง เป็นวิธการแยกของแข็ง หรือตะกอนออกจากของเหลว หรือสารละลายโดยผ่านสารลงบนกระดาษกรอง ตะกอนหรือของแข็งจะตกค้างอยู่บนกระดาษกรอง ส่วนของเหลวและสารละลายจะผ่านกระดาษกรองลงสู่บิกเกอร์
  การกรองเป็นการแยกที่มีขนาดใหญ่ออกจากของเหลวหรือสารละลาย ซึ่งสารที่กรองได้อาจไม่ใช่สารบริสุทธิ์ แต่สามารถนำไปใช้ประโยชน์ได้ เช่น การกรองน้ำผ่านเครื่องกรอง

2.การระเหิด
  การระเหิด เป็นการเปลี่ยนแปลงของสารจากของแข็งเป็นแก๊ส โดยไม่เปลี่ยนเป็นของเหลวก่อน สารบางชนิดที่สามารถระเหิดได้ เช่น แนฟทาลีน(ลูกเหม็น) พิมเสน การบูร ในการแยกสารผสมดังกล่าวปนอยู่จึงสามารถใช้วิธีการระเหิดได้

3.การใช้แม่เหล็ก
  เป็นการแยกสารออกจากของผสม โดยสารที่แยกต้องมีสมบัติดึงดูดกับแม่เหล็กได้ เช่น
 - การแยกผงตะไบเหล็กออกจากผงกำมะถัน
 - การแยกเหล็กออกจากสินแร่ในธรรมชาติ
1.2 สารประกอบและธาตุ

 


สารบริสุทธิ์
  คือ สารเนื้อเดียว ที่มีจุดเดือด จุดหลอมเหลวคงที่ มีองค์ประกอบเพียงชนิดเดียว ไม่สามารถใช้วิธีทางกายภาพแยกองค์ประกอบของบริสุทธิ์ได้ แบ่งออกเป็นธาตุและสารประกอบ
 - ธาตุ(element)คือ สารบริสุทธิ์ที่ประกอบด้วยอะตอมเพีงชนิดเดียว ได้แก่ ธาตทุกตัวในตารางธาตุ เช่น ตะกั่ว ออกซิเจน ปรอท ทองแดง สังกะสี ฮีเลียม
 - สารประกอบ(compound)คือ สารบริสุทธิ์ที่เกิดจากธาตุตั้งแต่ 2 ชนิดขึ้นไปรวมกันทางเคมีโดยมีอัตราส่วนในการรวมกันคงที่แน่นอน
ข้อแตกต่างระหว่างธาตุและสารประกอบ
 1.ธาตุ ประกอบด้วยอะตอมของธาตุเพียงชนิดเดียว
    สารประกอบ ประกอบด้วยอะตอมของธาตุมากกว่า 1 ชนิด
 2.ธาตุ ไม่สามารถแยกสลายได้ทางเคมี
    สารประกอบ สามารถแยกสลายได้ทางเคมี

ธาตุ
 ธาตุคือ สารบริสุทธิ์เนื้อเดียวที่ไม่สามารถสร้างขึ้นมาจากสารอื่น หรือสลายต่อไปเป็นสารอื่น โดยวิธีทางเคมีธรรมดา ธาตุมีทั้งหมดมากกว่า110 ธาตุ ในจำนวนนี้ส่วนหนึ่งเป็นธาตุที่พบตามธรรมชาติ อีกส่วนหนึ่งนักวิทยาศาสตร์ได้สังเคราะห์ขึ้นโดยอาศัยวิธีการทางนิวเคลียร์ฟิสิกส์ และมีอายุการเป็นธาตุเพียงระยะสั้นๆ ธาตุที่พบมากที่สุดทั้งในผิวโลกและในสิ่งมีชีวิตคือ ธาตุออกวิเจน รองลงมาคือ ซิลิคอน อะลูมิเนียม เหล็ก แคลเซียม

สัญลักษณ์และการเรียกชื่อธาตุ
 จอห์น ดอลตัน ใช้รูปภาพแทนสัญลักษณ์
 โจนส์ จาคอบ เบอร์ซีเลียส ใช้อักษรแทนชื่อธาตุ โดยใช้เกณฑ์ดังนี้
   1.ใช้อักษรตัวแรกในชื่อภาษาละติน เขียนเป็นตัวพิมพ์ใหญ่
   2.ถ้าไม่มีชื่อภาษาละติน ใช้อักษรตัวแรกในภาษาอังกฤษ
   3.ถ้าอักษรตัวแรกซ้ำกันก็เพิ่มตัวอักษรถัดไปตัวใดตัวหนึ่งและเขียนด้วยตัวพิมพ์เล็ก
 นักวิทยาศาสตร์ใช้สมบัติที่คล้ายกันเป็นเกณฑ์ในการจัดธาตุเป็นหมวดหมู่อยู่ในรูปของตาราง เรียกว่า ' ตารางธาตุ '(periodic table)




ประเภทของธาตุ
 แบ่งเป็น 3 ประเภท คือ
1.โลหะ(metal) เป็นธาตุที่มีลักษณะผิวเป็นมันวาว ไม่เปราะ และนำไฟฟ้าได้ เช่น ธาตุโซเดียม แคลเวียม โพแทสเวียม อะลูมิเนียม ทองคำ ฯลฯ
2.อโลหะ(non-metal) เป็นธาตุที่มีสมบัติตรงข้ามกับโลหะ เช่น ธาตุคาร์บอน คลอรีน ออกซิเจน ไฮโดรเจน ไอโอดีน ฟอสฟอรัส กำมะถัน ฯลฯ
3.กึ่งโลหะ หรือ เมตัลลอยด์(metalloid) เป็นธาตุที่มีสมบัติก้ำกึ่งระหว่างโลหะกับอโลหะ ได้แก่ ซิลิกอน(Si) พลวง(Sb) สารหนู(As)
  - ธาตุกึ่งโลหะ นำไฟฟ้าไม่ดีที่อุณหภูมิห้อง แต่จะนำไฟฟ้าได้ดีขึ้นเมื่ออุณหภูมิศุงขึ้น หรือ มีสิ่งเจือปน
  - ใช้ทำอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ และเครื่องคอมพิวเตอร์
 ธาตุที่เป็นโลหะ ยังสามารถจำแนกได้เป็น
1.โลหะมีตระกูล(Noble metal) ได้แก่ ทอง(Au) เงิน(Ag) ทองคำขาว(Pt)
     - ไม่ทำปฏิกิริยากับแก๊สออกซิเจน คือ ไม่เป็นสนิม
     - ไม่ละลายในกรด หรือเบส
2.โลหะพื้นฐาน คือ โลหะที่ว่องไวต่อปฏิกิริยาเคมี ได้แก่ Li Na K Mg Ca Al Fe Zn
สารประกอบ(Compound)
 คือ สารบริสุทธิ์ที่มีสมบัติเฉพาะตัว ประกอบด้วยธาตุตั้งแต่ 2 ชนิดขึ้นไปมารวมตัวกัน โดยมีอัตราส่วนของธาตุที่เป็นองค์ประกอบคงที่แน่นอน ไม่ว่าจะทำให้สารประกอบนั้นๆเกิดขึ้นด้วยวิธีใดๆ เช่น น้ำเป็นสารประกอบที่เกิดจากไฮโดรเจนและออกซิเจนรวมตัวกัน โดยอาศัยปฏิกิริยาเคมี และมีสัดส่วนของไฮโดรเจนกับออกซิเจนเป็น 1:8 โดยมวลเสมอ ไม่ว่าน้ำจะเกิดด้วยวิธีการใดๆก็ตม
 สารประกอบเป็นสารบริสุทธิืเนื้อเดียว และเมื่อเกิดปฏิกิริยาเคมีสลายตัว จะสลายให้สารอย่างน้อยที่สุด 2 ชนิด และสารแต่ละชนิดที่เกิดขึ้นที่เกิดขึ้นจะมีมวลน้อยกว่าสารประกอบเดิมที่เกิดการสลายตัว แต่ผลรวมของสารที่เกิดขึ้นทั้งหมดเท่ากับมวลของสารประกอบเดิมก่อนจะสลายตัว
ประเภทของสารประกอบ
1.สารประกอบไอออนิก เกิดจากการรวมตัวระหว่างโลหะกับอโลหะ ซึ่งมีขั้นตอนดังนี้
 1.1 โลหะ เสียอิเล็กตรอน เปลี่ยนไปเป็นไอออนบวก
 1.2 อโลหะ รับอิเล็กตรอน เปลี่ยนไปเป็นไอออนลบ
 1.3 ไอออนบวกของโลหะจะเกิดแรงดึงดูดกับไอออนลบของอโลหะในอัตราส่วนที่ทำให้เป็นกลาง เกิดเป็นผลึกของสารประกอบไอออนิก
สมบัติของสารประกอบไอออนิก
1. มีสถานะเป็นของแข็ง
2. มีจุดเดือด จุดหลอมเหลวสูงมาก (แต่ต่ำกว่าพวกโลหะที่มีพันธะโละ)
3. บางชนิดละลายน้ำได้ บางชนิดไม่ละลายน้ำ
4. ปกติสารประกอบไอออนิกไม่นำไฟฟ้า แต่จะนำได้ดีเมื่อหลอมเหลว หรือละลายน้ำ

2.สารประกอบโคเวเลนต์ เกิดจากอะตอมของอโลหะกับอโลหะ นำเวเลนต์อิเล็กตรอน (อิเล็กตรอนวงนอก) มาใช้ร่วมกันเป็นคู่
   อิเล็กตรอนที่เกิดพันธะ เรียกว่า "อิเล็กตรนคู่ร่วมพันธะ"
   อิเล็กตรอนที่ไม่ได้เกิดพันธะ เรียกว่า "อิเล็กตรอนคู่โดดเดี่ยว"
สมบัติของสารประกอบโคเวเลนต์
1. มีสถานะเป็นของแข็ง ของเหลว และแก๊ส
2. จุดเดือด จุดหลอมเหลวต่ำ
3. มีทั้งหมดละลายน้ำ และไม่ละลายน้ำ
4. ส่วนใหญ่ไม่นำไฟฟ้า เพราะอยู่เป็นโมเลกุล ไม่แตกตัวเป็นไอออน

เพิ่มเติม
แรงยึดเหนี่ยวระหว่างอะตอมในโมเลกุลที่เกิดจากอะตอมคู่หนึ่งนำอิเล็กตรอนมาใช้ร่วมกันเป็นคู่ๆ เรียกว่า 'พันธะโคเวเลนต์' สารประกอบโคเวเลนต์จึงอยู่เป็นโมเลกุล แรงยึดเหนี่ยวระหว่างโมเลกุลไม่มากเท่ากับแรงดึงดูดระหว่างไอออนบวกกับไอออลบในผลึกของสารประกอบไอออนิก ทำให้จุดหลอมเหลวและจุดเดือดของสารประกอบโคเวเลนต์ตำกว่าสารประกอบไอออนิก