Transcript เรื่องสารละลาย

สารละลาย
สารละลาย
( Solution )
สารละลาย หมายถึง สารเนือ
้ เดียว
ทีป
่ ระกอบด ้วยธาตุหรือสารประกอบ
ตัง้ แต่ 2 ชนิดไปมารวมกัน โดย
อัตราสว่ นไม่คงที่
• มีธาตุหรือสารประกอบตัวหนึง่ เป็ นตัว
ถูกละลาย สารละลายอาจอยูใ่ น
สถานะของแข็ง ของเหลว หรือแก๊สก็
ได ้
•
•
สารละลายประกอบด ้วย ตัวทา
ละลาย และ
(
Solvent ) ตัวถูกละลาย ( Solute ) ซงึ่
รวมอยูเ่ ป็ นเดียวอาจอยูใ่ นรูปของแข็ง
ของเหลวหรือแก๊สก็ได ้
เกณฑ์ทจ
ี่ ะกาหนดว่าสารใดเป็ นตัวทาละลาย และ
สารใดจะเป็ นตัวถูกละลาย พิจารณาดังนี้
•
1. ถ ้าตัวทาละลายและตัวถูกละลายอยูใ่ นสถานะ
่ ของแข็งกับของแข็ง จะกาหนดให ้สาร
เดียวกัน เชน
ทีม
่ ป
ี ริมาณมากกว่าเป็ นตัวทาละลาย และสารทีม
่ ี
ปริมาณน ้อยกว่าเป็ นตัวถูกละลาย
•
2. ถ ้าตัวทาละลายและตัวถูกละลายอยูใ่ นสถานะ
่ ของแข็งกับของเหลว เมือ
ต่างกัน เชน
่ ผสมกันแล ้ว
มีสถานะเหมือนกับสารใด ให ้ถือว่าสารนัน
้ เป็ นตัวทา
่ เกลือ (
ละลายอีกสารหนึง่ เป็ นตัวถูกละลาย เชน
ของแข็ง ) กับน้ า ( ของเหลว) เมือ
่ รวมกันแล ้วเป็ น
ของเหว ดังนัน
้ นาจัดเป็ นตัวทาละลาย สว่ นเกลือเป็ น
ตัวถูกละลาย
•
• นอกจากนีค
้ วามสามารถ ในการละลาย
ของสารในตัวทาละลายแต่ละชนิด
อาจจะ แตกต่างกัน ขึน
้ อยูก
่ บ
ั สมบัต ิ
่
ของสารนัน
้
เชน
สารสีเขียวในพืช (คลอโรฟิ ลล์)
ละลายในแอลกอฮอล์ได ้ดีกว่า ละลาย
ในน้ า หรือ สีน้ ามัน ละลายได ้ใน
น้ ามันสน แต่ไม่ละลายในน้ า
นอกจากคุณสมบัตข
ิ อง ตัวทา
ละลาย และ ตัวละลาย แล ้ว อุณหภู ม ิ
ตารางแสดงความสามารถในการละลายของ
่ ณหภู มต
สาร ทีอุ
ิ า
่ งกัน
Saturated concentrations (solubilities)
depend strongly on temperature.
• Gases dissolve in liquids like solids, but usually
have much simpler behavior. For example, gases
are less soluble at high temperature than at low
temperature.
• The solubility of a gas depends on its partial
pressure above the solution
สารละลา
ย
ตัวถู กละลาย
ตัวทา
ละลาย
สถานะของ
สารละลาย
ื่ ม
น้ าเชอ
น้ าตาล
น้ า
ของเหลว
นาก
ทองคาและเงิน
ทองแดง
ของแข็ง
อากาศ
ออกซเิ จน
ไนโตรเจน
คาร์บอนได ้
ออกไซด์ แก๊สอืน
่
โซดา
คาร์บอนไดออกไ
ซด์
น้ า
แก๊ส
ของเหลว
่ สภาพ เป็ นสารละลาย มี สถานะ
• สารทีมี
ได้ทง้ั 3 สถานะ คือ
สารละลาย ทีม
่ ส
ี ถานะเป็ น ของแข็ง
ของเหลว และก๊าซ
• สารละลายของแข็ง หมายถึง สารละลาย
ทีม
่ ต
ี วั ทาละลาย มีสถานะเป็ น
่
ของแข็ง เชน
นาก 35%
ต ัวทาละลาย คือ
ทองแดง 60%
ต ัวละลาย คือ ทองคา
• ทองเหลือง 60%
ตัวทาละลาย คือ ทองแดง
60%
ตัวละลาย คือ สงั กะส ี 40%
•
สารละลายของเหลว
หมายถึง สารละลายทีม
่ ต
ี ัวทา
่
ละลาย มีสถานะเป็ นของเหลว เชน
น้ ายาล้างตา
ตัวทาละลาย คือ น้ า 90 % * *
ตัวละลาย คือ ยา 10 %
แอลกอฮอล ์สาหร ับล้างแผล
ตัวทาละลาย คือ แอลกอฮอล์ 70
%
• สารละลายก๊าซ หมายถึง สารละลาย
ทีม
่ ต
ี ัวทาละลาย มีสถานะเป็ นก๊าซ
่
เชน
อากาศ
ตัวทาละลาย คือ ก๊าซไนโตรเจน
87 %
ตัวละลาย คือ ก๊าซออกซเิ จน
20.9 % + ก๊าซอาร์กอน 0.9% + ก๊าซ
คาร์บอนไดออกไซด์ 0.03 %
ก๊าซหุงต้ม
• ความเข ้มข ้นของสารละลายเป็ นค่าที่
บอกให ้ทราบว่าในสารละลายหนึง่ ๆ มี
ปริมาณตัวถูกละลายจานวนเท่าไหร่
และการบอกความเข ้มข ้นของ
สารละลาย สามารถบอกได ้หลายวิธ ี
ดังนี้
• ความเข ้มข ้นของสารละลายเป็ นการบอกถึง
อัตราสว่ นปริมาณตัวถูกละลายกับ
ปริมาณตัวทาละลายในสารละลายหนึง่ ๆ
อัตราสว่ นดังกล่าวจะมีได ้ 2 ลักษณะ คือ
• - ปริมาณของตัวถูกละลายในสารละลาย
ทัง้ หมด
• - ปริมาณของตัวถูกละลายในตัวทา
ทัง้ หมด
• ในปั จจุบน
ั หน่วยทีน
่ ย
ิ มใชส้ าหรับระบุความ
เข ้มข ้นของสารละลายมีหลายระบบด ้วยกัน
• 1. ร ้อยละ แบ่งออกได ้เป็ น 3 ลักษณะ คือ
1.1 ร ้อยละโดยมวลต่อมวล(%W/W) หรือเรียก
้ ๆ ว่าร ้อยละโดยมวล เป็ นหน่ วยทีบอกมวล
่
สัน
่ อยูใ่ นสารละลาย 100
มวลของตัวถูกละลายทีมี
100 หน่ วยมวลเดียวกัน (กร ัม กิโลกร ัม) เช่น
สารละลายยูเรียเข ้มข ้นร ้อยละ 25 โดยมวล
หมายความว่า ในสารละลายยูเรีย 100 กรัม มี
มียเู รียละลายอยู่ 25 กร ัม หรือในสารละลายยู
ยูเรีย 100 กิโลกร ัม มียเู รียละลายอยู่ 25
กิโลกร ัม
1.ร ้อยละ (percents) เป็ นการระบุป ริมาณ
้
ของตัวถูกละลายในสารละลายทังหมด
100
• ส่วนแบ่งออกเป็ น
• 1.ร ้อยละโดยมวล (w/w) หมายถึงมวลของ
ตัวถูกละลายต่อมวลของสารละลาย100หน่ วย
่ นของแข็ง ให ้
หน่ วย มักใช ้กับตัวถูกละลายทีเป็
ให ้ wA เป็ นมวลของตัวทาละลาย
•
wB เป็ นมวลของตัวถูกละลาย
•
• ร ้อยละโดยมวล (w/w) หมายถึงมวลของ
ตัวถูกละลายต่อมวลของสารละลาย100
หน่วย มักใชกั้ บตัวถูกละลายทีเ่ ป็ นของแข็ง
ให ้ wA เป็ นมวลของตัวทาละลาย
•
wB เป็ นมวลของตัวถูกละลาย
• ร ้อยละโดยมวล (percent mass by mass)
•
เป็ นอัตราสว่ นของมวลของตัวถูกละลาย
ต่อมวลของสารละลาย ซงึ่ คูณด ้วย 100 มีสต
ู ร
เป็ นดังนี้
•
ความเข ้มข ้นร ้อยละโดยมวลจะไม่มห
ี น่วย
เพราะเป็ นอัตราสว่ นของปริมาณทีห
่ น่วย
เหมือนกัน
ี มคลอไรด์ (KCl)
• ตัวอย่าง เมือ
่ นาโพแทสเซย
0.892 g ละลายในน้ า 54.6 g จงคานวณหาร ้อย
ี มคลอไรด์ใน
ละโดยมวลของโพแทสเซย
สารละลาย
• วิธท
ี า
•
ี มคลอ
เพราะฉะนัน
้ เมือ
่ ละลายโพแทสเซย
ไรด์ 0.892 g ในน้ า 54.6 g สารละลายจะมีความ
ี มคลอไรด์ 1.61 % โดย
เข ้มข ้นของโพแทสเซย
• 1.2 ร ้อยละโดยปริมาตรต่อปริมาตร(%V/V)
้ ว่า ร ้อยละโดยปริมาตร เป็ น
หรือเรียกสันๆ
่
่ อยูใ่ น
หน่ วยทีบอกปริ
มาตรของตัวถูกละลายทีมี
อยูใ่ นสารละลาย 100 หน่ วยปริมาตรเดียวกัน
• ร ้อยละโดยปริมาตร (V/V) หมายถึง ปริมาตรของตัว
ถูกละลายต่อปริมาตรทัง้ หมด
ของสารละลาย100หน่วย มักใชกั้ บตัวถูกละลายและ
ตัวทาละลายทีเ่ ป็ นของเหลว
•
ให ้ VA เป็ นปริมาตรของตัวทาละลาย
VB เป็ นปริมาตรของตัวถูกละลาย
• .ร ้อยละโดยปริมาตร (V/V) หมายถึง
้
ปริมาตรของตัวถูกละลายต่อปริมาตรทังหมด
้
ทังหมด
ของสารละลาย100หน่ วย มักใช ้กับตัวถูก
่ นของเหลว
ละลายและตัวทาละลายทีเป็
•
ให ้ VA เป็ นปริมาตรของตัวทาละลาย
•
VB เป็ นปริมาตรของตัวถูกละลาย
• ร ้อยละโดยปริมาตรต่อปริมาตร
(percent volume by volume)
•
เป็ นอัตราสว่ นของปริมาตรของตัวถูก
ละลายต่อปริมาตรของสารละลาย ซงึ่ คูณ
ด ้วย 100 มีสต
ู รเป็ นดังนี้
• 1.3 ร ้อยละโดยมวลต่อปริมาตร(%W/V) เป็ น
่
่ อยูใ่ น
หน่ วยทีบอกมวลของตั
วถูกละลายทีมี
สารละลาย 100 หน่ วยปริมาตร (หน่ วยของมวล
มวลและของปริมาตรจะต ้องสอดคล ้องกัน เช่น
เช่น กร ัมต่อลูกบาศก ์เซ็นติเมตร (g/cm3)
กิโลกร ัมต่อลูกบาศก ์เดซิเมตร (kg/dm3) เป็ น
เป็ นต ้น) เช่น สารละลายกลูโคสเข ้มข ้นร ้อยละ
ละ 30 โดยมวลต่อปริมาตร หมายความว่า ใน
ในสารละลาย 100 cm3 มีกลูโคสละลายอยู่ 30
30 กร ัม หรือในสารละลาย 100 dm3 มีกลูโคส
ละลายอยู่ 30 กิโลกร ัม
• ร ้อยละโดยมวลต่อปริมาตร (percent
mass by volume)
เป็ นอัตราสว่ นของมวลของตัวถูก
ต่อปริมาตรของสารละลาย ซงึ่ คูณด ้วย 100
มีสต
ู รเป็ นดังนี้
• ร ้อยละโดยมวลต่อปริมาตร (w/V)
หมายถึงมวลของตัวถูกละลายใน
สารละลายทัง้ หมด
100หน่วยปริมาตรหน่วยชนิดนีม
้ ักใชกั้ บ
สารละลายทีต
่ วั ถูกละลายเป็ นของแข็ง
ละลายในตัวทา
่
ละลายทีเ่ ป็ นของเหลวเชน
สารละลาย
10 % NaOHโดยมวลต่อปริมาตร
หมายความว่า ในสารละลายมีปริมาตร
100 cm3 มีNaOHละลายอยู1่ 0กรัม
• 2. ปริมาณตัวถู กละลายในสารละลาย1
ล้านส่วน(parts per million, ppm)
หมายถึงปริมาณของตัวถูกละลายใน
่ ความกระด ้างของ
สารละลายล ้านสว่ น เชน
น้ ากาหนดจากปริมาณ CaCO3 มากเกิน
120 ppmจึงจัดเป็ นน้ ากระด ้าง หมายความ
ว่าในน้ า1 kgทีม
่ C
ี aCO3 ละลายอยูเ่ กิน
120mg จัดว่าเป็ นน้ ากระด ้าง
•
ส่วนในล ้านส่วน (ppm) เป็ นหน่ วยความเข ้มข ้น
่
ทีบอกให
้ทรายว่าในสารละลาย 1 ล ้านส่วนมีตวั
มีตวั ถูกละลาย ละลายอยูก
่ ส่
ี่ วน เช่น ในอากาศ
อากาศมีกา๊ ซคาร ์บอนมอนออกไซต ์ (CO) 0.1
0.1 ppm หมายความว่าในอากาศ 1 ล ้านส่วน
มี CO อยู่ 0.1 ส่วน (เช่น อากาศ 1 ล ้าน
ลูกบาศก ์เซ็นติเมตร มี CO 0.1 ลูกบาศก ์
เซนติเมตร)
• 3. ปริมาณตัวถู กละลายในสารละลาย
พันล้านส่วน
(partsperbillion,ppb)หมายถึงปริมาณของ
ตัวถูกละลายในสารละลาย 1,000 ล ้าน
สว่ น
่ มีการวิเคราะห์พบว่าโดยเฉลีย
• เชน
่ ในน้ า
ทะเลมีปริมาณปรอท0.1 ppb หมายความ
ว่า น้ าทะเล 1,000 kg จะมีปรอทอยู0
่ .1
mg
• การเตรียมสารละลาย
• ในการเตรียมสารละลายนัน
้ จะต ้องใช ้
ปริมาณของตัวทาละลายและตัวละลาย
ให ้สอดคล ้องกับปริมาณของสารละลาย
ทีต
่ ้องการเตรียม
่ ความเข้มข้นหนึ่งใน
• + การทาให้เป็ นสารละลายทีมี
พันส่วน (part per thousand หรือ ppt)
-----
วิธก
ี ารเตรียมคือ
1. เตรียมสารละลายทีม
่ ค
ี วามเข ้มข ้น 10 กรัมต่อ 100
ลูกบาศก์เซนติเมตร แล ้วใสไ่ ว ้ในบีกเกอร์ใบที่ 1
2. นาบีกเกอร์ขนาด 100 ลูกบาศก์เซนติเมตรมาอีก
่ ้ าไว ้ใบละ 9 ลูกบาศก์เซนติเมตร
3 ใบ ใสน
3. นาสารละลายในข ้อ 1 มา 1 ลูกบาศก์เซนติเมตร
่ งในบีกเกอร์ใบที่ 2 ใชแท่
้ งแก ้วคนให ้เข ้ากัน
ใสล
4. นาสารละลายในข ้อ 3 มา 1 ลูกบาศก์เซนติเมตร
่ งในบีกเกอร์ใบที่ 3 ใชแท่
้ งแก ้วคนให ้เข ้ากัน
ใสล
5. นาสารละลายในข ้อ 4 มา 1 ลูกบาศก์เซนติเมตร
่ งในบีกเกอร์ใบที่ 4ใชแท่
้ งแก ้วคนให ้เข ้ากันจะได ้
ใสล
่ ความ
การทาให้เป็ นสารละลายทีมี
เข้มข้นหนึ่งในพันส่วน (part per
thousand หรือ ppt
่
• สารละลายอิมตัว
• ในการเตรียมสารละลายน้ าตาล เมือ
่ เราค่อยๆ
เติมน้ าตาลครัง้ ละ 1 กรัม ไปเรือ
่ ยๆ พบว่า
น้ าตาลจะละลายได ้หมด แต่เมือ
่ เติมน้ าตาลใน
ครัง้ สุดท ้ายน้ าตาลจะละลายได ้ไม่หมดเพราะว่า
สารละลายอิม
่ ตัว
สารละลายอิม
่ ตัว
การละลาย
• การละลาย หมายถึง การทีอ
่ นุภาคของสาร
ตัง้ แต่สองชนิดขึน
้ ไปแทรกรวมเป็ นเนือ
้
เดียวกัน
• เมือ
่ ของแข็งละลายน้ าจะแตกตัวออกเป็ น
อนุภาคเล็ก ๆ ในการแตกตัวอกจากกันระบบ
้ งงานจานวนหนึง่ ซงึ่ ระบบต ้องดูด
จะต ้องใชพลั
พลังงานเพือ
่ ทาให ้อนุภาคของของแข็งที่
รวมตัวกันอยูแ
่ ยกออกจากกัน
• และเมือ
่ อนุภาคของของแข็งกระจายอยู่
ระหว่างโมเลกุลของน้ าจะยึดเหนีย
่ วกับ
พลังงานกับการละลาย
• บางครัง้ ขณะทีเ่ ราทาการละลายสาร เมือ
่ จับข ้าง
ึ “ร ้อน” หรือ “เย็น” แสดงว่าการ
ภาชนะจะรู ้สก
ละลายมีพลังงานเข ้ามาเกีย
่ วข ้องด ้วย
ในการละลายมีการเปลีย
่ นแปลงพลังงาน 2 แบบ
1. แบบดูด
พลังงาน (Endothermic Change) ขณะกาลัง
ละลาย ถ ้าวัดอุณหภูมข
ิ องสารละลาย อุณหภูมจ
ิ ะ
ลดลง หรือถ ้าจับข ้างภาชนะทีบ
่ รรจุสารละลายจะ
ึ “เย็น”
รู ้สก
2. แบบคาย
พลังงาน (Exothermic Change) ขณะกาลัง
• ดังนัน
้ การละลายของสารชนิดหนึง่ อาจ
เป็ นการเปลีย
่ นแปลงประเภทดูดความ
ร ้อนหรือคายความร ้อน ขึน
้ อยูร่ ะหว่าง
้
ผลต่างของพลังงานทีใ่ ชแยกอนุ
ภาคของ
ของแข็งกับพลังงานทีค
่ ายออกมา เพือ
่ ให ้
อนุภาคของของแข็งยึดเหนีย
่ วกับน้ า
่ ดการเปลียนแปลง
่
• การละลายของสารเมือเกิ
แบ่ง
ประเภทได ้ดังนี้
• 1. การละลายประเภทดูดพลังงานหรือดูดความร ้อน
้ งงานในการแยกอนุภาคของ
คือ การละลายทีใ่ ชพลั
ของแข็งมากกว่าพลังงานทีใ่ ชยึ้ ดเหนีย
่ วระหว่าง
่ กาละลายของโพแทสเซย
ี มไน
ของแข็งกับน้ า เชน
เตรต (KNO 3) แอมโมเนียมไนเตรต (NH4NO 3) เป็ น
ต ้น
• 2. การละลายประเภทคายพลังงานหรือคายความ
้ งงานในการแยกอนุภาค
ร ้อน คือ การละลายทีใ่ ชพลั
ของของแข็งน ้อยกว่าพลังงานทีใ่ ชยึ้ ดเหนีย
่ ว
่ การละลายของ
ระหว่างอนุภาคของแข็งกับน้ า เชน
ั เฟต
โซเดียมไฮดรอกไซด์ (KOH) คอปเปอร์(II )ซล
•
* ปรากฏการณ์ธรรมชาติ ดอกไม ้น้ าแข็ง เป็ นหนึง่ ในรูปแบบของแผ่นน้ าแข็ง ทีเ่ พึง่ ก่อตัวขึน
้
ใหม่
* เมือ
่ ไอน้ าอิม
่ ตัว ( Saturated Water Vapors ) ทีแ
่ ทรกตัวขึน
้ มาตามรอยแตกของแผ่นน้ าแข็ง
ั ผัสกับอากาศเย็นจัดด ้านบนก็จะเริม
* เมือ
่ ไอน้ าอิม
่ ตัว สม
่ ก่อตัวเป็ นเกร็ดน้ าแข็ง
* สว่ นเกลือบนทีอ
่ ยูบ
่ นผิวของเกร็ดน้ าแข็งก็จะเกิดการตกผลึก เป็ นเกร็ดเล็กเกร็ดน ้อยบนผิว
ของเกร็ดน้ าแข็ง
* ผลึกเกลือทีเ่ กิดขึน
้ จะเป็ นเสมือนแกนให ้ให ้ไอน้ าอิม
่ ตัว ทีเ่ หลือเกาะเป็ นเกร็ดน้ าแข็งใหม่ขน
ึ้
้
สลับไปมาจนซอนทั
บกันจนคล ้าย กลีบดอกไม ้
• ทองเหลืองเป็ นโลหะผสมของ
• ก. ทองเหลืองกับดีบก
ุ
ข. ทองเหลืองกับอลูมเิ นียม
ค. ทองแดงกับสงั กะส ี
ง. ทองแดงกับเหล็ก
์ ใี่ ชตามบ
้
• ฟิ วสท
้านเป็ นโลหะผสม
ของ
• ก. เหล็กกับดีบก
ุ
ข. ทองแดงกับดีบก
ุ
ค. ตะกัว่ กับดีบก
ุ
ง. นิเกิลกับดีบก
ุ
• 9. โลหะผสมระหว่างทองคากับ
ทองแดง เรียกว่า
• ก. ทองเหลือง
ั ฤทธิ์
ข. ทองสม
ค. นาก
ง. ทองดอกบวบ
• สารละลายประกอบด้วยอะไรบ้าง?
ก. ตัวทาละลายและตัวละลาย
ข. ตัวละลายและตัวถู กละลาย
ค. ตัวเร่งการละลายของสารและตัว
ทาละลาย
ง. อิมล
ั ซิฟายเออร ์และตัวทาละลาย
่
• ข้อใดกล่าวเกียวก
ับสารละลายได้ถูกต้อง
?
่ ัวละลายและตวั ทา
ก. สารละลายทีต
่
ละลายอยู ่ในสถานะเดียวก ัน สารทีมี
ปริมาณมากกว่าเป็ นตัวละลาย
่ ัวละลายและตวั ทา
ข. สารละลายทีต
่
ละลายอยู ่ในสถานะเดียวก ัน สารทีมี
ปริมาณน้อยกว่าเป็ นตัวทาละลาย
่ สถานะเดียวก ันก ับสารละลาย
ค. สารทีมี
เป็ นต ัวทาละลาย
• วิธก
ี ารในข้อใดทาให้ตวั ละลายใน
สารละลายสามารถละลายได้อก
ี ?
ก. ทาให้อณ
ุ หภู มข
ิ องสารละลาย
ลดลง
ข. ทาให้อณ
ุ หภู มข
ิ องสารละลาย
้
สู งขึน
่ นกรดลงไป
ค. เติมสารทีเป็
่ นเบสลงไป
ง. เติมสารทีเป็
• http://www.thaigoodview.com/library/teachershow
/prachinburi/nonglak-bo/san/pretest.html
• http://e-chemistry.tripod.com/sasan/s2_1.htm
• http://thipjinda.brinkster.net/chem-matt.htm
• th.winelib.com/wiki/%25E0%25B8%2...5B8%25A3
• http://www.srb1.go.th/supervie/navattagam_50/el
earning/matter6.html