สารและการเปลี่ยนแปลง

1. สารและการเปลี่ยนแปลง

2. สารและสมบัติของสาร ความหมาย สสาร (matter) คือ สิ่งที่มีมวล ต้องการที่อยู่ และสัมผัสได้

3. สารและสมบัติของสาร ความหมาย สาร (substance) คือ สสารที่มีการเจาะจงลงไปว่าเป็นชนิดใด

4. สมบัติของสาร สมบัติของสาร หมายถึง ลักษณะของสารนั้นๆซึ่งจะทำให้บอกได้ว่าเป็นสารใด สมบัติของสารได้แก่ เนื้อสาร องค์ประกอบ สถานะ การนำไฟฟ้า ฯลฯ

5. สมบัติของสารแบ่งออกเป็น 2 ชนิด ได้แก่ 1.สมบัติทางกายภาพ คือ สมบัติที่สังเกตเห็นได้หรือทดลองด้วยวิธีง่ายๆได้ เช่น สี กลิ่น รส จุดเดือด จุดหลอมเหลว สถานะ การนำไฟฟ้า ความแข็ง เป็นต้น 2.สมบัติทางเคมี คือ สมบัติที่ทราบได้เมื่อมีการเปลี่ยนแปลงทางเคมี หรือ สมบัติเฉพาะตัวของสารที่เกี่ยวข้องกับ การเกิดปฏิกิริยาเคมีนั่นเอง เช่น ความเป็นกรด-เบส การลุกติดไฟ การสลายตัวให้สารใหม่ เป็นต้น

6. การเปลี่ยนแปลงของสาร ถ้าเรานำสมบัติของสารมาเป็นเกณฑ์ ก็จะสามารถแบ่งการเปลี่ยนแปลงของสารได้ 2 ลักษณะ คือ 1.การเปลี่ยนแปลงทางกายภาพ คือ การเปลี่ยนแปลงที่ทำให้สมบัติทางกายภาพของสารเปลี่ยนไป เช่น การเปลี่ยนสถานะ การเปลี่ยนขนาด ซึ่งองค์ประกอบภายในจะยังคงเหมือนเดิม

7. 2.การเปลี่ยนแปลงทางเคมี คือ การเปลี่ยนแปลงที่ทำให้สมบัติทางเคมีของสารเปลี่ยนไป หรือ การเปลี่ยนไปเป็นสารใหม่นั่นเอง เช่น การเกิดสนิมเหล็ก การเผาไหม้ของน้ำมัน *สิ่งที่บ่งบอกว่ามีปฏิกิริยาเคมีเกิดขึ้น ได้แก่ การเปลี่ยนสี การเกิดตะกอน การเกิดควัน มีแสงสว่าง

8. การจัดจำแนกสาร สารในทางเคมี จำแนกหมวดหมู่ได้เป็นหลายประเภท ขึ้นอยู่กับว่าจะใช้หลักเกณฑ์ใดมาเป็นแนวทางในการพิจารณา เช่น ถ้าใช้สถานะเป็นเกณฑ์ การนำไฟฟ้าเป็นเกณฑ์ เนื้อสารเป็นเกณฑ์

9. แผนภาพแสดงการจำแนกของสสารโดยใช้เนื้อสารเป็นเกณฑ์แผนภาพแสดงการจำแนกของสสารโดยใช้เนื้อสารเป็นเกณฑ์

10. สารเนื้อเดียว (Homogeneous substance) คือสารที่มีองค์ประกอบภายในเหมือนกัน มองเห็นเป็นเนื้อเดียวกัน แบ่งออกได้เป็น สารบริสุทธิ์ สารละลาย ตัวอย่างเช่น น้ำ น้ำเกลือ สารหนู เป็นต้น

11. สารเนื้อผสม (Heterogenous substance) หรือของผสมเนื้อผสม คือ ของผสมที่มองเห็นไม่เป็นเนื้อเดียวกันหรือไม่บริสุทธิ์ ทุกๆส่วนมีสมบัติที่ไม่เหมือนกัน โดยแต่ละส่วนนั้นยังมีสมบัติของสารเดิมเหลืออยู่ ตัวอย่างเช่น พริกผสมเกลือ ดิน คอนกรีต เป็นต้น

12. ของผสม (Mixture) คือสารที่ประกอบด้วยสารตั้งแต่สองชนิดขึ้นไปมารวมกันโดยไม่มีอัตราส่วนของส่วนประกอบไม่แน่นอน และไม่มีปฏิกิริยาเคมีเกิดขึ้น ได้แก่ สารเนื้อผสม สารแขวนลอย สารละลาย และคอลลอยด์

13. สารแขวนลอย (Suspension) คือ ของผสมที่ประกอบด้วยอนุภาคที่มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่กว่า 10-4 เซนติเมตร กระจายอยู่ในสารอีกชนิดหนึ่ง ตัวอย่าง เช่น น้ำคลอง น้ำแป้งดิบ

14. คอลลอยด์ คอลลอยด์ เป็นของผสมที่ประกอบด้วยอนุภาคที่มี ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 10-7เชนติเมตร ถึง 10-4 เซนติเมตร โดยกระจายอยู่ในสารอีกชนิดหนึ่งที่เป็นตัวกลาง ตัวอย่างเช่น น้ำนม น้ำสลัด น้ำแป้งสุก หมอก ควันไฟ เป็นต้น

15. สมบัติสำคัญของคอลลอยด์สมบัติสำคัญของคอลลอยด์ 1. สามารถ กระเจิงแสงได้ เรียกปรากฏการณ์นี้ว่า ปรากฎการณ์ทินดอลล์2. คอลลอยด์ ไม่ตกตะกอน3. เส้นผ่านศูนย์กลางยาว 10-7 เซนติเมตร ถึง 10-4 เซนติเมตร4.เมื่อส่องดูด้วยเครื่องมือ ที่เรียกว่า อัลตราไมโครสโคป(Ultramicroscope) จะพบว่าอนุภาคมีการเคลื่อนที่ แบบบราวเนียน (Brownion Movement) คือ เคลื่อนที่เป็นเส้นตรง ไม่มีทิศทางแน่นอน

16. ชนิดของคอลลอยด์ ชนิดของคอลลอยด์ สามารถจัดแบ่งตามสถานะของอนุภาค ที่กระจายอยู่ในตัวกลาง และสถานะของตัวกลาง ได้ดังนี้

18. น่ารู้ ! คอลลอยด์ที่เราพบมากในชีวิตประจำวัน คือ คอลลอยด์ชนิด อีมัลชัน โดยอีมัลชันบางชนิดจะอยู่ตัวเมื่อเติมสารอื่นลงไป สารดังกล่าวเรียกว่า "อีมัลซิฟายเออร์ (Emulsifier)" ซึ่งจะทำหน้าที่เป็นตัวประสาน

19. น่ารู้ ! น้ำสลัด เกิดจากน้ำมันพืชผสมน้ำส้มสายชู โดยมีไข่แดงเป็นอีมัลซิฟายเออร์น้ำนม เกิดจากไขมันสัตว์กระจายอยู่ในน้ำ โดยมีเคซีน เป็นอีมัลซิฟายเออร์น้ำ+น้ำมัน จะเข้ากันได้เมื่อมีสบู่คอยทำหน้าที่เป็น อีมัลซิฟายเออร์

20. สารบริสุทธิ์ สารบริสุทธิ์ คือ สารที่ประกอบด้วยสารเพียงชนิดเดียว อาจเป็น ของแข็ง ของเหลว หรือ ก๊าซ ก็ได้ เช่น เหล็ก ทองแดง น้ำ น้ำตาล ซึ่งยังแบ่งย่อยได้เป็นธาตุและสารประกอบ

21. สมบัติของสารบริสุทธิ์สมบัติของสารบริสุทธิ์ 1. จุดเดือด จุดหลอมเหลว คงที่

22. 2. สารบริสุทธิ์จะมีจุดเยือกแข็งคงที่

23. 3.ช่วงการหลอมเหลวแคบ ช่วงการหลอมเหลว คือ อุณหภูมิตั้งแต่เริ่มหลอมเหลวจนถึงหลอมเหลวหมด

24. สารละลาย สารละลาย คือ สารเนื้อเดียวที่เกิดจากสารบริสุทธิ์ ตั้งแต่ 2 ชนิดขึ้นไปผสมกัน สารละลายจึงไม่เป็นสารบริสุทธิ์แต่เกิดจากการรวมตัวของสารบริสุทธิ์ โดยที่รวมกันแล้วยังต้องเป็นสารเนื้อเดียว สารละลายจะมี 3 สถานะคือ ของแข็ง ของเหลว ก๊าซ ตัวอย่างสารละลายได้แก่ น้ำเกลือ อากาศ ก๊าซหุงต้ม ฟิวส์ ฯ

25. องค์ประกอบของสารละลายองค์ประกอบของสารละลาย สารละลายจะมี 2 องค์ประกอบ คือ ตัวทำละลายและตัวถูกละลาย โดยเราจะมีหลักในการพิจารณาว่าสารใดเป็นตัวถูกละลายหรือตัวทำละลายดังนี้

26. 1.ดูสถานะ ถ้าสาร 2 ชนิดที่มีสถานะต่างกันมาละลายซึ่งกันและกัน ให้ถือว่าสารที่มีสถานะเดียวกับสารละลายเป็นตัวทำละลาย สารอื่นที่เหลือเป็นตัวถูกละลาย

27. 2.ดูปริมาณ ถ้าสถานะของสารเหมือนกันให้เราพิจารณาที่ปริมาณแทน โดยให้ถือว่าสารที่มีปริมาณมากเป็นตัวทำละลาย และสารที่มีปริมาณน้อยเป็นตัวถูกละลาย

28. สมบัติของสารละลาย 1.อนุภาคมีเส้นผ่านศูนย์กลางน้อยกว่า 7-10 เซนติเมตร 2.จุดเดือดจะไม่คงที่ โดยที่สารละลายจะมีจุดเดือดสูงกว่าสารบริสุทธิ์ แต่มีจุดหลอมเหลวต่ำกว่าสารบริสุทธิ์ (สมบัติคอลลิเกทีฟ)

30. ธาตุ ธาตุ หมายถึง สารบริสุทธิ์ที่ประกอบด้วยอะตอมเพียงชนิดเดียว ได้แก่ ธาตุทุกตัวในตารางธาตุ

31. ธาตุสามารถอยู่ได้ 2 ลักษณะคือ • อยู่ในรูปของอะตอม เช่น เงิน(Ag) ทอง(Au) สังกะสี(zn) • อยู่ในรูปโมเลกุล เช่น ฟลูออรีน (F2) คอลรีน(Cl2) กำมะถัน (S8)

32. โมเลกุล โมเลกุล คือ หน่วยย่อยที่สุดของสารนั้นและยังคงแสดงสมบัติของสารนั้นได้โดย ธาตุที่อยู่ในรูปโมเลกุลเรียกว่า โมเลกุลของธาตุ แต่ถ้าเป็นสารประกอบจะต้อง อยู่ในรูปโมเลกุลอยู่แล้วเรียกว่า โมเลกุลของสารประกอบ

33. Note โมเลกุลจะต้องมี 2 อะตอมขึ้นไปเสมอ ยกเว้นธาตุหมู่ 8 ได้แก่ He Ne Ar Kr Xe Rn ที่ 1 โมเลกุลมี 1 อะตอม เรียกว่า โมเลกุลอะตอมเดี่ยว(monoatomic molecule)

34. ข้อควรรู้ : 1. โมเลกุลอะตอมเดี่ยวเรียกว่าmonoatomic molecule2. โมเลกุลอะตอมคู่ คือ 1 โมเลกุลมี 2 อะตอม เรียกว่าdiatomic molecule3. โมเลกุลที่มีมากกว่า 2 อะตอม เรียกว่า polyatomic molecule

35. ข้อควรรู้ : ถ้าภายในโมเลกุลมีธาตุชนิดเดียวกันหมด เรียกว่า homonuclear molecule ถ้าภายในอะตอมมีธาตุต่างชนิดกันอยู่ด้วย เรียกว่า heteronuclear molecule

36. สัญลักษณ์และการเรียกชื่อธาตุสัญลักษณ์และการเรียกชื่อธาตุ จอห์น ดอลตัน(John Dalton) นักเคมีชาวอังกฤษ เป็นคนแรกที่เสนอให้ใช้สัญลักษณ์ธาตุ ตามแผนภาพด้านล่าง

37. ต่อมา โจนส์ จาคอบ เบอร์ซีเลีย นักเคมีชาวสวีเดน เสนอให้ใช้อักษรเป็นสัญลักษณ์ธาตุ และใช้มาถึงปัจจุบัน

38. การเรียกชื่อธาตุมีหลักเกณฑ์ดังนี้การเรียกชื่อธาตุมีหลักเกณฑ์ดังนี้ 1. ใช้อักษรตัวหน้าของชื่อภาษาอังกฤษ และเป็นตัวพิมพ์ใหญ่เช่น Carbonใช้สัญลักษณ์ C2. ถ้าตัวหน้าซ้ำให้ใช้ตัวถัดไปตัวใดก็ได้แล้วแต่ความเหมาะสมเป็นตัวพิมพ์เล็ก เช่น Carbon ใช้สัญลักษณ์ CCalcium ใช้สัญลักษณ์ Ca 3. ธาตุใดที่มีชื่อมาจากภาษาละตินเดิมอยู่แล้วก็ให้ใช้ต่อไป โดยมีทั้งสิ้น 11 ธาตุ ได้แก่ Fe Au Ag Cu Hg Sn Na K Pb W Sb

39. ประเภทของธาตุ ธาตุมีได้ 3 ประเภทคือ โลหะ อโลหะ กึ่งโลหะ

40. ประเภทของธาตุ

41. สารประกอบ

42. เปรียบเทียบสารละลาย คอลลอยด์ สารแขวนลอย

44. สังเกต • กระดาษกรองจะยอมให้อนุภาคที่มีเส้นผ่าน ศูนย์กลางน้อยกว่าหรือเท่ากับ 10-4 ซม. เท่านั้น • จึงจะผ่านไปได้ • กระดาษเซลโลเฟน (คล้ายกระดาษแก้ว) จะยอมให้อนุภาคที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางน้อยกว่า10-7 ซม. • เท่านั้นจึงจะผ่านไปได้

45. เปรียบเทียบสมบัติของสารบริสุทธิ์ กับสารไม่บริสุทธิ์

46. สรุป 1. การดูว่าเป็นสารเนื้อเดียวหรือเนื้อผสมให้ใช้พิจารณาด้วยตาเลย แต่ถ้าดูไม่ออกค่อยใช้วิธีอื่น เช่นกระดาษกรอง2. สารบริสุทธิ์กับสารละลายใช้การหาจุดเดือดเป็นหลักในการตัดสิน3. ระเหยแล้วเหลือของแข็งอยู่ สรุปได้ทันทีว่าไม่บริสุทธิ์ แต่ถ้าไม่เหลืออะไรเลยต้องตอบว่าสรุปไม่ได้4. ทดสอบคอลลอยด์ใช้การกระเจิงแสงเป็นหลัก5. ธาตุกับสารประกอบ ทดสอบโดยนำไปเผาถ้าได้สารใหม่ออกมาก็สรุปเลยว่าเป็นสารประกอบ แต่ถ้าได้สารเดิม ต้องตอบว่า สรุปไม่ได้เช่นกัน

47. การแยกสาร การแยกสารเป็นวิธีการทำสารให้บริสุทธิ์หรือเป็นวิธีแยกสารออกจากกัน ในการแยกสารให้บริสุทธิ์มีหลายวิธีขึ้นอยู่กับ สมบัติของสารที่ผสมกันอยู่ และองค์ประกอบอื่น เช่น เครื่องมือที่มีประสิทธิภาพ วิธีการแยกสารให้ บริสุทธิ์ทั่วไปมีดังนี้

48. การแยกสาร - ใช้สมบัติจุดเดือดในการแยก = การกลั่น - ใช้สมบัติการละลายในการแยก = การใช้กรวยแยก , การกรอง , การสกัด , โครมาโตกราฟี , การตกผลึก

49. ใช้สมบัติจุดเดือดในการแยกใช้สมบัติจุดเดือดในการแยก การกลั่น การกลั่นเป็นวิธีที่ใช้แยกของเหลวที่รวมเป็นเนื้อเดียวกัน โดยอาศัยความแตกต่างของจุดเดือด การกลั่นจึงเป็นกระบวนการที่ทำให้ของเหลวได้รับความร้อนจนกลายเป็นไอ แล้วทำให้ควบแน่นกลับมาเป็นของเหลวอีก ในขณะที่กลั่น ของเหลวที่มีจุดเดือดต่ำ จะกลายเป็นไอแยกออกมาก่อน ของเหลวที่มีจุดเดือดสูงขึ้น จะกลั่นแยกออกมาทีหลัง ซึ่งการกลั่นแบ่งเป็น 2 วิธี ดังนี้

50. 1 การกลั่นธรรมดา เป็นการแยกตัวถูกละลายออกจากตัวทำละลาย โดยตัวถูกละลายและตัวทำละลายมีจุดเดือดต่างกันมาก (ประมาณ 80 องศาเซลเซียส ขึ้นไป ) สารที่มีจุดเดือดต่ำ จะระเหยได้เร็วกว่าสารที่มีจุดเดือดสูง เช่น น้ำเกลือ ประกอบด้วยน้ำมีจุดเดือด 100 องศาเซลเซียส และเกลือแกงมีจุดเดือด 1413 องศาเซลเซียส พบว่ามีจุดเดือดต่างกันมาก เราจึงสามารถใช้การกลั่นธรรมดาแยกออกจากกันได้ โดยน้ำซึ่งมีจุดเดือดต่ำกว่าจะออกมาก่อน