สสารและสาร

จุดประสงค์การเรียนรู้

การจัดเรียงอนุภาค

สมบัติของสาร

VDO สารและการจำแนก

คำถามท้ายบทเรียนและแบบทดสอบ

อนุภาคและสมบัติ

สถานะของสาร

ผู้จัดทำ

การเปลี่ยนสถานะ

อนุภาคของสาร

การจำแนกประเภทของสาร

ประเภทของสาร

สารกับการจัดเรียงอนุภาค

สารเนื้อเดียว

สารเนื้อผสม

1. บอกความหมายของสารได้ (ว 3.1 ม.1/1)2. สามารถสังเกตสมบัติของสาร และระบุได้ว่าสมบัติใดต้องใช้เครื่องมือหรือการทดลอง     ในการสังเกตุสมบัติของสาร (ว 3.1 ม.1/1 และ ว. 8.1 ม.1-3/8) 3. อธิบายความหมายของการเปลี่ยนแปลงทางกายภาพและการเปลี่ยนแปลงทางเคมได้     (ว 3.1 ม.1/1 และ ว 8.1 ม.1-3/6 , 8) 4. อธิบายหลักการจำแนกสารเป็นหมวดหมู่และบอกประโยชน์ได้ (ว 3.1 ม.1/1) 5. สามารถจำแนกสารเป็นหมวดหมู่ โดยใช้เกณฑ์สถานะและลักษณะเนื้อของสารได้ (ว 3.1 ม.1/1) 6. อธิบายความหมายของสารเนื้อเดียวและสารเนื้อผสมได้ (ว 3.1 ม.1/1) 7. อธิบายความหมายของอะตอม โมเลกุล และไอออนได้ (ว 3.1 ม.1/1) 8. อธิบายความหมายของธาตุและสารประกอบได้ (ว 3.1 ม.1/1) 9. ทำการทดลองเพื่อทดสอบสมบัติของสารละลาย คอลลอยด์ และสารแขวลอยได้ (ว 3.1 ม.1/1 และ ว 8.1 ม.1-3/4,5,8) 10. อธิบายความหมายของตัวกระทำอิมัลชันและอิมัลชันได้ พร้อมทั้งยกตัวอย่างคอลลอยด์ในชีวิตประจำวันได้     (ว 3.1 ม.1/1) 11. อธิบายการจัดเรียงอนุภาคและการเคลื่อนไหวอนุภาคของสารในสถานะต่าง ๆ ได้      (ว 3.1 ม.1/2 และ ว 8.1 ม.1-3/1,6,8)

สิ่งต่าง ๆ ที่อยู่รอบตัวเราไม่ว่าจะเป็นเสื้อผ้า อาหาร ของใช้ในชีวิตประจำวัน เครื่องอำนวยความสะดวก สิ่งก่อสร้างต่าง ๆ รวมทั้งต้นไม้ ดิน น้ำ อากาศ นักวิทยาศาสตร์จัดสิ่งเหล่านี้เป็นสสาร สสาร (matter) คือ สิ่งที่มีมวล ต้องการที่อยู่ และสามารถสัมผัสได้ หรืออาจหมายถึงสิ่งต่าง ๆ ที่อยู่รอบตัวเรา มีตัวตน ต้องการที่อยู่                             สัมผัสได้ อาจมองเห็นหรือไม่มองเห็นก็ได้ เช่น อากาศ นักวิทยาศาสตร์เรียกสสารที่รู้จักแล้วว่า "สาร" สาร (substance) คือ สสารที่คึกษาค้นคว้าจนทราบสมบัติและองค์ประกอบที่แน่นอน ซึ่งก็คือเนื้อของสสารนั้นเอง

สารรอบตัวเรามีหลายชนิด แตกต่างกันไปตามสมบัติทางกายภาพและสมบัติทางเคมี ดังนั้นการจำแนกสารเป็นกลุ่มเพื่อให้ศึกษาค้นคว้า จึงต้องมีเกณฑ์ขึ้นเพื่อพิจารณา 

มวล (mass) หมายถึง เนื้อของวัตถุมีสมบัติในการต้านการเคลื่อนที่ วัตถุที่มีมวลมากจะเคลื่อนที่ได้ยากกว่าวัตถุที่มีมวลน้อย โลกเป็นก้อนสสารขนาดใหญ่และมีมวลมากที่สุด จึงมีแรงดึงดูดมวลของวัตถุอื่น ๆ เข้าสู่ศุนย์กลางของโลกเสมอ

โดยทั่วไปในทางวิทยาศาสตร์มักแบ่งสมบัติของสารออกเป็น 2 ประเภท คือ                 1. สมบัติทางกายภาพหรือสมบัติทางฟิสิกส์ (Physical properties) หมายถึง สมบัติของสารที่สามารถสังเกตได้ จากลักษณะภายนอก  หรือจากการทดลองที่ไม่เกี่ยวของกับการเกิดปฏิกิริยาเคมี เช่่น สถานะ เนื้อสาร รูปร่าง สี กลิ่ม รส ความหนาแน่น จุดเดือด จุดหลอมเหลว การนำไฟฟ้า การละลายน้ำ ความแข็ง ความเหนียว                 2. สมบัติทางเคมี (Chemical properties) หมายถึง สมบัติที่เกี่ยวข้องกับการเกิดปฏิกิริยาเคมีและองค์ประกอบทางเคมีของสาร เช่น การติดไฟ การผุกร่อน การทำปฏิกิริยากับน้ำ การทำปฏิกิริยากับกรดหรือเบส

ปฏิกิริยาเคมี คือ การเปลี่ยนแปลงที่ทำให้เกิดสารใหม่ เช่น

เงิน

สังกะสี

สารใหม่

เหล็ก

สารแต่ละชนิดมีลักษณะบางประการที่คล้ายคลึงกันจัดเป็น "สมบัติทั่วไปของสาร" เช่น ลักษณะเนื้อสาร สถานะ สี กลิ่น การนำไฟฟ้าความเป็นกรด-เบส การละลายน้ำ ความเป็นโลหะและอโลหะ  สารทุกชนิดมีลักษณะเฉพาะตัวที่แตกต่างจากสารอื่น จัดเป็น  "สมบัติเฉพาะตัว" ที่ใช้ระบุชนิดของสารนั้น ๆ ได้ เช่น จุดเดือด จุดหลอมเหลว ความหนาแน่น ความเป็นกรด-เบส รูปผลึก

ทองแดง

เงิน สังกะสี เหล็ก ทองแดง  :  สารเหล่านี้มีสมบัติทั่วไปเหมือนกัน คือ มีสถานะเป็นของแข็ง เป็นโลหะนำไฟฟ้าได้ เหนียว มีผิวมันวาว ยืดเป็นเส้น และ                                               ตีเป็นแผ่นได้

รูปภาพ : การหลอมเหลวเป็นการเปลี่ยนแปลงทางกายภาพ

สารทุกชนิดจะเกิดการเปลี่ยนแปลงเมื่อสมบัติของารเปลี่ยนจากเดิมไป ดังนั้น การเปลี่ยนแปลงของสารจึงแบ่งได้เป็น 2 ประเภทตามสมบัติของสาร คือ            1. การเปลี่ยนแปลงทางกายภาพหรือการเปลี่ยนแปลงทางฟิสิกส์  เมื่อสมบัติทางกายภาพของสารเปลี่ยนไปจากเดิม จะทำให้ลักษณะภายนอกของสารเปลี่ยนแปลง แต่ยังคงเป็นสารเดิมอยู่ เช่น  น้ำแข็งที่ละลายกลายเป็นน้ำมีการเปลี่ยนสถานะจาก ของแข็งเป็นของเหลว แต่ยังคงเป็นน้ำที่สมบัติทางเคมีเหมือนเดิม

การหลอมเหลว

          2. การเปลี่ยนแปลงทางเคมี เป็นการเปลี่ยนแปลงที่เกี่ยวข้องกับการเกิดปฏิกิริยาเคมี ทำให้โครงสร้างหรือองค์ประกอบทางเคมีของสารนั้นเปลี่ยนแปลงไป และมีสารใหม่เกิดขึ้น เช่น การเผาไหม้จะได้แก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ และขี้เถ้า เหล็กเมื่อเกิดสนิม จะมีสีน้ำตาลแดง การผุกร่อนของหินอ่อน การเกิดหินงอกหินย้อย การเผาไหม้ 

เฮอๆๆๆ เรียนไม่รู้เรื่อง...

คำถามน่าคิด

ตัวอย่างสมบัติทางเคมีของสารบางชนิด

1. เพราะเหตุใดน้ำแข็งจึงลอยน้ำได้2. ของแข็งมีความหนาแน่นมากกว่าของเหลวเสมอไปหรือไม่ เพราะ     เหตุใด 3. ทำไมโคมจึงลอยอยู่ในอากาศได้ในระดับสูงที่แตกต่างกัน 4. ทำไมเรือที่ทำจากเหล็ก จึงลอยที่ผิวน้ำได้ 5. ทำไมน้ำที่ 80 องศาเซลเซียส จึงมีความหนาแน่นน้อยกว่าที่      4 องศาเซลเซียส 6. อุณหภูมิของสารเปลี่ยนแปลงมีผลต่อสารอย่างไร

ของแข็ง

ของเหลว

         นักวิทยาศาสตร์เรียกของแข็ง ของเหลว และแก๊สว่าเป็นสถานะของสาร ซึ่งมีทั้งหมด 3 สถานะ คือ         1. ของแข็ง (Solid) หมายถึง สารที่มีลักษณะรูปร่างไม่เปลี่ยนแปลง และมีรูปร่างเฉพาะตัว เนื่องจากอนุภาคในของแข็งจัดเรียงตัว ชิดติดกันและอัดแน่นอย่างเป็นระเบียบ ไม่มีการเคลื่อนที่ แต่มีการสั่นได้อย่างเบา ๆ หรือเคลื่อนไหวได้น้อยมาก ไม่สามารถทะลุผ่านได้  และไม่สามารถบีบอัดให้มีขนาดเล็กลงได้ เช่น ไม้ เหล็ก ทองคำ หิน ดิน ทราย คอนกรีต พลาสติก กระดาษ แก้ว

2. ของเหลว (Liquid) หมายถึง สารที่มีลักษณะไหลได้ มีรูปร่างตามาภาชนะที่บรรจุ เนื่องจากอนุภาคในของเหลวอยู่ห่างกันมากกว่าของแข็ง อนุภาคไม่ได้ยึดติดกันจึงสามารถเคลื่อนที่ได้ ในระยะใกล้ ๆ และมีแรงดึงดูดซึ่งกันและกัน มีปริมาตรคงที่ และสามารถทะลุผ่านได้  เช่น น้ำ เอทานอล น้ำมันพืช น้ำมันเบนซิล

    สารแต่ละชนิดมีสมบัติบางอย่างคล้ายคลึงกัน สมบัติบางอย่างแตกต่างกัน เช่น น้ำแข็ง เกลือแกง น้ำตาลทราย ทองแดง กระดาษ หินปูนมีสถานะเป็นของแข็งเหมือนกัน แต่มีสมบัติอื่น ๆ ต่างกัน เช่น น้ำแข็งหลอมเหลวได้ง่ายที่สุด ทองแดงเป็นของแข็งสีส้มแดงไม่ละลายน้ำ เกลือแกงและน้ำตาลทรายเป็นของแข็งสีขาวละลายน้ำได้ดี กระดาษติดไฟได้ง่าย แต่หินปูนและทองแดงติดไฟได้ยาก

3. แก๊ส (Gas) หมายถึง สารที่มีลักษณะฟุ้งกระจายเต็มภาชนะที่บรรจุ เนื่องจากอนุภาคในแก๊สอยู่ห่างกันมาก มีพลังงานในการเคลื่อนที่สูง ทำให้เคลื่อนที่อย่างรวดเร็ว ไปในทุกทิศทางและ ตลอดเวลา จึงมีแรงดึงดูดระหว่างอนุภาคน้อยมาก สามารถทะลุผ่านได้ง่ายและบีบอัดให้เล็กลงได้ง่าย เช่น อากาศ แก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ แก๊สออกซิเจน แก๊สหุงต้ม แก๊ในถังของนักประดาน้ำ

แก๊ส

VDO สถานะของสาร

ลองดูกัน...น่ะครับผมดูหลายรอบแล้ว

พลังงานจลน์

สามารถหาค่าจากสูตรต่อไปนี้เมื่อEk = พลังงานจลน์   มีหน่วยเป็นจูล (J) m =   มวลของวัตถุ   มีหน่วยเป็นกิโลกรัม (kg) v  =   อัตราเร็วของวัตถุ มีหน่วยเป็นเมตรต่อวินาที่ (m/s)

            พลังงานจลน์ คือ พลังงานที่มีอยู่ในวัตถุที่กำลังเคลื่อนที่ เช่น เครื่องบินกำลังบิน รถยนต์กำลังแล่น พัดลมกำลังหมุ่น น้ำกำลังไหลหรือน้ำตกจากหน้าผา จึงกล่าวได้ว่า "วัตถุที่กำลังเคลื่อนที่ล้วนมีพลังงานจลน์ทั้งสิ้น ปริมาณพลังงานจลน์ในวัตถุจะมีมากหรือน้อย ขึ้นอยู่กับ "มวล" และ "ความเร็ว" ของวัตถุนั้น"                                      การหาค่าพลังงานจลน์ 

       การเปลี่ยนสถานะจะมีพลังงานความร้อนเข้ามาเกี่ยวข้องด้วยเสมอ ซึ่งอาจมีการคายความร้อนหรือการดูดความร้อนเกิดขึ้น เช่นเมื่อทำให้น้ำเย็นตัวลงไปเรื่อย ๆ ในที่สุดน้ำจะกลายเป็นน้ำแข็ง หรือเมื่อให้ความร้อนกับน้ำ ในที่สุดน้ำจะกลายเป็นไอน้ำ

พอที่จะจะหลุดออกไปเป็นแก๊สได้ เรียกว่า ของเหลวเกิดการระเหย และถ้าวให้ความร้อนเพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ อนุภาคภายในของเหลวจะมีพลังงานมากจนหลุดออกมารวมกันเป็นฟองแก๊สและลอยขึ้นมาสู่ผิวหน้าของของเหลว เรียกว่า ของเหลวเกิดการเดือด ของเหลวจะกลาย เป็นไอหรือแก๊สในที่สุด

    ขณะให้ความร้อนกับน้ำแข็ง อนุภาคของของแข็งจะสั่นสะเทือนมากขึ้นและเร็วขึ้นของแข็งจะขยายตัวจนในที่สุดอนุภาคของของแข็งจะเริ่มแยกจากกัน เป็นอิสระ นั่น คือ ของแข็งเร่ิมหลอมเหลวกลายเป็นของเหลว ถ้ายังคงให้ ความร้อนต่อไป อนุภาคของของเหลวจะเคลื่อนที่อย่างรวดเร็วมากขึ้น ทำให้อนุภาคที่อยู่บริเวณผิวหน้าของของเหลวมีพลังงานมาก 

       ของแข็งเมื่อได้รับความร้อน พลังงานจะไปทำลายแรงยึดเหนี่ยวระหว่างอนุภาค อนุภาคมีพลังงานจลน์มากขึ้นจึงเคลื่อนที่ห่างออกจากกัน ณ อุณหภูมิหนึ่ง สารเปลี่ยนสถานะเป็นของเหลว เรียกอุณภูมิ"จุดหลอมเหลว" และถ้าได้รับความร้อนต่อไปพลังงานจลน์จะเพิ่มขึ้นแรงยึดเหนี่ยวระหว่างอนุภาคน้อยลงมาก อนุภาคจึงเคลื่อนที่ห่างจากกันมากขึ้น ไร้ระเบียบ สารเปลี่ยนสถานะจากของเหลวเป็นแก๊สเรียกอุณหภูมิขณะนี้ว่า "จุดเดือด" ในทางกลับกันถ้าอุณหภูมิลดลงสารจะเคลื่อนที่ช้าลง แรงยึดเหนี่ยวระหว่างอนุภาคมากขึ้น อนุภาคจะใกล้กันมากขึ้น สารจะเปลี่ยนสถานะเป็นของเหลวและของแข็ง           ตามลำดับ

       2. โมเลกุล (molecule) หมายถึง อนุภาคที่เล็กที่สุดของสารที่สามารถอยู่ในธรรมชาติได้อย่างอิสระ โมเลกุลเกิดจากอะตอมตั้งแต่ 2 อะตอมขึ้นไปรวมกันในทางเคมี และเขียนแทน โมเลกุลด้วยสัญลักษณ์ของอะตอมที่มารวมกัน เรียกว่า สูตรเคมี

       1. อะตอม (atom) เป็นอนุภาคที่เล็กที่สุดของสารที่อยู่ตามลำพังได้ยาก ดังนั้น อะตอมมักจะอยู่รวมกันเป็นอนุภาคที่ใหญ่ขึ้นเรียกว่า โมเลกุล หรืออะตอมอาจรวมกันเป็นโครงสร้างขนาดใหญ่ เรียกว่า โครงผลึกหรือผลึก เช่น อะตอมของคาร์บอน (C) จะอยู่รวมกัน ในธรรมชาติเป็นโครงผลึกขนาดใหญ่และมีความแข็งแรงมากในรูปของเพชรและแกรไฟต์ อะตอมของออกซิเจน (O) จะรวมกันเป็นโมเลกุล ของแก๊สออกซิเจน (O2) อะตอมของไฮโดรเจนรวมกันอะตอมของออกซิเจน เป็นโมเลกุลของน้ำ (H2O)

       3. ไอออน (ion) หมายถึง อะตอมหือกลุ่มอะตอมที่มีประจุไฟฟ้า  มี 2 ชนิด คือ ไอออนบวกไอออนลบ เช่น 

       นักวิทยาศาสตร์พยายามคิดหาเหตุผลจากการทดลองที่สามารถสังเกตและมองเห็นได้ในการอธิบายเกี่ยวกับอนุภาคขนาดเล็กที่ประกอบเป็นสารและสสารชนิดต่าง ๆ จนกระทั่ง พ.ศ. 2348 (ค.ศ. 1805) จอห์น ดอลตัน (John Dalton) นักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษ ได้เสนอแนวคิดว่า "อนุภาคที่เล็กที่สุดของสารซึ่งไม่สามารถแบ่งย่อยให้เล็กลงได้อีกเรียกว่า อะตอม" และต่อมานักวิทยาศาสตร์ได้ศึกษา ค้นคว้าเกี่ยวกับอะตอมและอนุภาคของสารมากขึ้น ทำให้ทราบว่าอนุภาคของสารที่สำคัญ มี 3 ชนิด คือ อะตอม โมเลกุล และไอออน

อนุภาคของของแข็ง

2. ใช้ความเป็นโลหะเป็นเกณฑ์ แบ่งสารได้ 3 กลุ่ม คือ       2.1 โลหะ (metal) เช่น ทองคำ ทองแดง เงิน เหล็ก ปรอท สังกะสี ปรอท สังกะสี ดีบุก ตะกั่ว โซเดียม                                          แมกนีเซียม        2.2  อโลหะ (non-metal) เช่น คาร์บอน ฟอสฟอรัส กำมะถัน ออกซิเจน ไฮโดรเจน ฮีเลียม คลอรีน        2.3 กึ่งโลหะ (metalloid) เช่น ซิลิคอน ซีลิเนียม เจอร์เมเนียม อาร์เซนิก

อย่าลืมหาสัญลักษณ์ธาตุด้วยน่ะครับ

อนุภาคของของเหลว

1. ใช้สถานะเป็นเกณฑ์ แบ่งได้เป็น 3 กลุ่ม คือ       1.1 ของแข็ง (solid) เช่น ไม้ เหล็ก หิน ดิน ทราย ทองแดง ทองคำ เงิน ดีบุก สังกะสี เกลือแกง น้ำตาลทราย ด่างทับทิม แก้ว        1.2 ของเหลว (liquid) เช่น น้ำดื่ม น้ำประปา น้ำฝน น้ำเกลือ น้ำเชื่อม น้ำอัดลม เอทานอล น้ำกลั่น น้ำส้มสายชู น้ำมันพืช น้ำมัน        1.3 แก๊ส (gas) เช่น แก๊สหุงต้ม แก๊สธรรมชาติ แก๊สออกซิเจน แก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ แก๊สโอโซน แก๊สไนโตเจน แก๊สคลอรีน  

อนุภาคของแก๊ส

       ในการจำแนกประเภทของสารจำเป็นต้องแบ่งสารออกเป็นหมวดหมู่เพื่อให้ง่ายต่อการจดจำ โดยทั่วไปนิยมใช้สมบัติทางกายภาพด้านใดด้านหนึ่งของสาร เกณฑ์ในการจำแนกสารมีหลายเกณฑ์ด้วยกัน 

เกณฑ์ในการจำแนกสาร คือ เงื่อนไขที่ใช้ในการจัดกลุ่มสาร

3. ใช้การละลายน้ำเป็นเกณฑ์ แบ่งสารได้เป็น 2 กลุ่ม คือ       3.1 สารที่ละลายน้ำ เช่น เกลือแกง น้ำตาลทราย น้ำตาลกลูโคส จุนสี ด่างทับทิม เอทานอล กรดแอซีติก แก๊สคาร์บอนไดออกได์                                           แก๊สแอมโมเนีย        3.2 สารที่ไม่ละลายน้ำ เช่น แป้ง หินปูน ไขมัน น้ำมันพืช พลาสติก เหล็ก ไม้ กำมะถัน คาร์บอน น้ำมันเชื้อเพลิง

4. การจำแนกโดยใช้เนื้อสารเป็นเกณฑ์ สามารถจำแนกได้ตามแผนผัง ด้านล่างนี้

เยี่ยมไปเลย.....

       สารเนื้อเดียว (homogeneous substance) หมายถึง สารที่มีลักษณะของเนื้อสารผสมกลมกลืนกันเป็นเนื้อเดียว มีอัตราส่วนของของผสมเท่ากันทุกส่วน ถ้านำส่วนใดส่วนหนึ่งของสารเนื้อเดียวไปทดสอบจะมีสมบัติเหมือนกันทุกประการ เช่น น้ำกลั่นและเกลือแกง

       1. สารบริสุทธิ์ (pure substance) หมายถึง สารเนื้อเดียวที่ประกอบด้วยสารเพียงชนิดเดียว ไม่มีสารอื่นเจือปน เช่น                 - โลหะทองแดง (Cu) ประกอบด้วยอะตอมของทองแดงเพียงชนิดเดียว                  - เพชรและแกรไต์ (C) ประกอบด้วยอะตอมของคาร์บอนเพียงชนิดเดียว                  - น้ำกลั่น (H2O) ประกอบด้วยโมเลกุลของน้ำเพียงชนิดเดียว                  - น้ำตาลกลูโคส (C6H12O6) ประกอบด้วยโมเลกุลของกลูโคสเพียงชนิดเดียว                  - แก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) ประกอบด้วยโมเลกุลของคาร์บอนไดออกไซต์เพียงชนิดเดียว 

       สารเนื้อเดียว แบ่งได้เป็น 2 ประเภท ตามจำนวนชนิดของสารที่เป็นองค์ประกอบของสารนั้น คือ สารท่ีประกอบด้วยสารเพียงชนิดเดียว เรียกว่า สารบริสุทธิ์ (pure substance) และสารเนื้อเดียวที่มีสารหลายชนิดปนกันอยู่เป็นสารไม่บริสุทธิ์ คือ  สารละลาย (solution)

       สารเนื้อเดียวมีได้ทั้ง 3 สถานะ ตัวอย่างสารเนื้อเดียวที่พบในชีวิตประจำวัน มีดังนี้       1. สารเนื้อเดียวสถานะของแข็ง เช่น เหล็ก ทองคำ ทองแดง สังกะสี อะลูมีเนียม นาก ฟิวส์ ทองเหลือง หินปูน เกลือแกง น้ำตาลทราย        2. สารเนื้อเดียวสถานะของเหลว เช่น น้ำกลั่น น้ำเกลือ น้ำส้มสายชู น้ำอัดลม น้ำมันพืช น้ำมันเชื้อเพลิง เอทานอล น้ำประปา         3. สารเนื้อเดียวสถานะแก๊ส เช่น อากาศ แก๊สหุงต้ม แก๊สออกซิเจน แก๊สไนโตรเจน แก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ แก๊สไฮโดรเจน

       สารแต่ละชนิดมีองค์ประกอบต่างกัน บางชนิดประกอบด้วยอะตอมเพียงชนิดเดียว เรียกว่า ธาตุ (element) แต่สารบริสุทธิ์บางชนิดประกอบด้วยอะตอมต่างชนิดกัน เรียกว่า สารประกอบ (compound)

       1.1 ธาตุ (element) เป็นสารบริสุทธ์ิที่ประกอบด้วยอะตอมเพียงชนิดเดียว ธาตุจึงเป็นสารที่ไม่สามารถแบ่งย่อยลงไปได้อีก เนื่องจากอะตอมทั้งหมดในสารนั้นเป็นชนิดเดียวกัน อะตอมเป็นหน่วยที่เล็กที่สุดที่แสดงสมบัติของธาตุนั้นได้ อะตอมของธาตุบางชนิด อยู่รวมกันเป็นผลึก เช่น ธาตุเหล็ก (Fe) ธาตุทองคำ (Au) ธาตุเงิน (Ag) สังกะสี (Zn) ซึ่งเป็นธาตุที่เป็นของแข็ง ธาตุบางชนิดมีอะตอม รวมกันเป็นโมเลกุล เช่น ธาตุออกซิเจน (O2) ธาตุไนโตรเจน (N2) ธาตุคลอรีน (Cl2) ธาตุกำมะถัน (S8) และธาตุบางชนิดอะตอมอยู่ รวมกันอย่างอิสระเพียงลำพัง เช่น ธาตุฮีเลียม (He) ธาตุนีออน (Ne) ธาตุอาร์กอน (Ar) ซึ่งเป็นธาตุเฉื่อย

ในตารางธาตุ มีทั้งโลหะ อโลหะ และกึ่งโลหะ

       1.2 สารประกอบ (compound) เป็นสารบริสุทธิ์ที่ประกอบด้วยอะตอมของธาตุ ตั้งแต่ 2 ชนิดขึ้นไป มารวมกันด้วยแรงยึดเหนี่ยว ทางเคมี เกิดเป็นสารใหม่ เรียกว่า สารประกอบ ดั้งนั้น หน่วยย่อยของสารประกอบ คือ โมเลกุล ซึ่งอาจแยกสลายได้เมื่อได้รับความร้อน หรือพลังงานไฟฟ้า เช่น น้ำ (H2O) เกลือแกง (NaCl) น้ำตาลทราย (C12H22O11) น้ำตาลกลูโคส (C6H12O6) เอทานอล (C2H5OH) คาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) หินปูน (CaCO3) จุนสี (CuSO4)  

       2. สารละลาย (solution) หมายถึง สารเนื้อเดียวไม่บริสุทธิ์ เกิดจากสารหลายชนิดมารวมกันโดยไม่เกิดปฏิกิริยาเคมี เช่น น้ำเกลือ เกิดจากเกลือแกง (NaCl) ละลายในน้ำ สารละลายแบ่งส่วนประกอบได้ 2 ส่วน คือ                2.1 ตัวทำละลาย (solvent) หมายถึง สารที่มีสถานะเดียวกับสารละลาย หรือ สารที่มีปริมาณมากกว่า                2.2 ตัวละลาย (solute) หมายถึง สารที่อาจมีสถานะเหมือนหรือต่างจากสารละลายหรือสารท่มีปริมาณน้อยกว่า ตัวละลาย                                                               ในสารละลายอาจมีได้หลายสาร             สารละลายมีได้ทั้ง 3 สถานะ คือ ของแข็ง เช่น นาก ฟิวส์  ของเหลว เช่น น้ำเกลือ น้ำเชื่อม  แก๊ส เช่น อากาศ 

ไงหล่ะ...อึ้งกิมกี่ ฮ่าๆๆๆ

สารเนื้อผสมมีได้ทั้ง 3 สถานะ        1. สารเนื้อผสมสถานะของแข็ง เช่น หินแกรนิต หินอ่อน ดิน ทราย คอนกรีต ไม้ ใบไม้         2. สารเนื้อผสมสถานะของเหลว เช่น น้ำคลอง น้ำโคลน น้ำส้มคั้น น้ำมะนาว น้ำจิ้มไก่ น้ำแข็งใส่น้ำหวาน แป้งมันในน้ำ        3. สารเนื้อผสมสถานะแก๊ส เช่น ฝุ่นละอองในอากาศ เขม่าหรือควันดำในอากาศ

เฮอๆๆๆ เรียนไม่รู้เรื่อง...อีกแล้ว

-4

       สารเนื้อผสม (heterogeneous substance) หมายถึง สารที่มีลักษณะของเนื้อสารคละกัน ไม่ผสมกลมกลืนเป็นเนื้อเดียวกัน และมีอัตราส่วนของสารที่ผสมกันไม่เท่ากันทุกส่วน เช่น น้ำในคลองมีเศษหิน ดิน ทราย ใบไม้ ปนกันอยู่ในน้ำ

       สารไม่บริสุทธิ์เกิดจากตั้งแต่ 2 ชนิดมารวมกันเป็นสารผสมในสารผสมนั้นอนุภาคของสารหนึ่งแทรกอยู่ระหว่างอนุภาคของ สารหนึ่ง สารที่มีลักษณะของอนุภาคสอดแทรกอยู่ในตัวกลาง ที่เป็นของเหลวอาจเป็นสารแขวลอย (suspension) คอลลอยด์ (colloid) หรือสารละลาย (solution) ก็ได้

         1. สารแขวนลอย (suspension) เป็นสารผสมที่มีอนุภาคของของแข็งขนาดใหญ่กว่า1x10   cm แขวนลอยอยู่ในตัวกลางที่เป็นของเหลว จะตกตะกอนเมื่อตั้งทิ้งไว้ อนุภาคแขวนลอย ไม่สามารถผ่านกระดาษกรองและแผ่นเซลโลเฟนได้ เช่น ผงถ่านในน้ำ กำมะถันในน้ำ น้ำโคลน           แป้งมันในน้ำ น้ำจิ้มไก่ น้ำผลไม้ น้ำมะนาว 

-7                   -4   

       2. คอลลอยด์ (colloid) เป็นสารผสมที่มีอนุภาคของสารที่มีขนาดอยู่ระหว่าง 1x10   - 1x10   cm แทรกอยู่ในตัวกลาง ซึ่งตัวกลางของแข็ง ของเหลว และแก๊ส จะมองเห็นลักษณะของเนื้อสารเป็นเนื้อเดียวกัน คอลลอยด์ที่เป็นของเหลวมีลักษณะขุ่นและไม่ตกตะกอนเมื่อ ตั้งทิ้งไว้ ขนาดของอนุภาคคอลลอยด์สามารถผ่านกระดาษกรองได้ แต่ไม่สามารถผ่านรูพรุนของแผ่นเซลโลเฟนได้ เช่น              2.1 คอลลอยด์ที่เป็นของแข็งและกึ่งแข็งกึ่งเหลว เช่น โฟม ฟองน้ำ วุ้น เยลลี่ ครีม กาว เจล             2.2 คอลลอยด์ที่เป็นของเหลว เช่น นมสด นมถั่วเหลือง แป้งเปียก น้ำสลัด น้ำสบู่             2.3 คอลลอยด์ที่มีตัวกลางสถานะแก๊ส เช่น หมอก ควันไฟ เขม่าและฝุ่นละออง

       สมบัติอีกประการหนึ่งของคอลลอยด์ คือ เมื่อผ่านลำแสงเล็ก เข้าไปในสารประเภทคอลลอยด์จะเกิดการหักเหและสะท้อนแสง เรียกว่า "การกระเจิงของแสง" (scattering)  ทำให้มองเห็นเป็นลำแสงในคอลลอยด์ ปรากฏการณ์นี้เรียกว่า "ปรากฏการณ์ทินดอลล์" (Tylldall effect)

ข้อควรรู้     โดยปกติความยาวคลื่นของแสงขาวหรือแสงจากไฟฉายที่ใช้มีความยาวคลื่น 308-720 nm เมื่อฉายแสงผ่านไปในของเหลวใด ๆ ที่อนุภาคของสารในของเหลวกระจายปนอยู่ในของเหลวที่โปร่งใส ถ้าสารปนอยู่มีขนาดเล็กมาก คือ เส้นผ่านศูนย์กลางน้อยกว่าความยาวของคล่ืนแสงที่ผ่านเข้าไป แสงนั้นไม่ตกกระทบบนสาร จึงไม่เกิดการสะท้อนหรือหักเห ทำให้มองไม่เห็นลำแสงผ่านของเหลว     ถ้าสารกระจายปนอยู่ในของเหลวมีอนุภาคใกล้เคียงกับความยาวคลื่นแสง แสงตกกระทบอนุภาคสารและเกิดการสะท้อนได้ สะท้อนทุกทิศทาง เรียกว่า เกิดการกระเจิง ทำให้แสงผ่านของเหลว เรียก ปรากฏการณ์ทินดอลด์     Laser pointer มีความยาวคลื่น 630-680 nm ใกล้เคียงกับอนุภาคคอลลอยด์ จึงทำให้เกิดการกระเจิงได้เช่นกัน

คอลลอยด์ที่เป็นของเหลว

คอลลอยด์ที่พบในชีวิตประจำวันมีหลายชนิด บางชนิดนำไปใช้ประโยชน์ เช่น น้ำกะทิ น้ำสลัด น้ำสบู่หรือผงซักฟอก        ของเหลวที่ละลายในกันและกันไม่ได้ เมื่อจะทำให้เป็นคอลลอยด์จะต้องเติมสารบางชนิดเพื่อเป็นตัวประสานลงไปเรียกคอลลอยด์ ชนิดนี้ว่า อิมัลชัน (emulsion) และสารที่ทำหน้าที่ประสานให้อนุภาคของของเหลวที่ไม่ละลายรวมกัน สามารถแทรกรวมเป็นเนื้อเดียวกัน ได้ในอิมัลชัน เรียกว่า ตัวกระทำอิมัลชัน (emulsifier) น้ำสบู่หรือผงซักฟอกจึงเป็นตัวกระทำอิมัลชันระหว่างน้ำและน้ำมัน ส่วนไข่แดง เป็นตัวกระทำอิมัลชันในน้ำสลัด

คอลลอยด์ (Colloid) ที่พบในชีวิตประจำวัน

ตัวอย่างคอลลอยด์ในชีวิตประจำวัน...คร้าบ

ธาตุและสารประกอบอาจปรากฏอยู่ในสถานะ 3 สถานะ ได้แก่       1. ของแข็ง เช่น - ธาตุ : เหล็ก                               - สารประกอบ : ลูกเหม็นหรือเนฟทาลีน เกลือแกง หินปูน         2. ของเหลว เช่น - ธาตุ : ปรอท โบรมีน ซีเซียม                                 - สารประกอบ : น้ำ เอทานอล กรดน้ำส้ม        3. แก๊ส เช่น - ธาตุ : ออกซิเจน ไฮโดรเจน ฮีเลียม                          - สารประกอบ : มีเทน ซัลเฟอร์ไดออกไซด์ คาร์บอนไดออกไซด์

การจัดเรียงอนุภาคของสารเกี่ยวข้องกับแรงยึดเหนี่ยวระหว่างอนุภาค สถานะ และสัมบัติต่าง ๆ ดังนี้1. ของแข็ง (Solid)         ของแข็งมีแรงยึดเหนี่ยวระหว่างอนุภาคสูง อนุภาคมีการจัดเรีียงอย่าง มีระเบียบ มีช่องว่างระหว่างอนุภาคน้อย มีพลังงานจลน์น้อยมาก จึงทำให้ อนุภาคไม่เคลื่อนที่ รูปร่าง สถานะ และปริมาตรคงที่ 2. ของเหลว (Liquid)        ของเหลวมีแรงยึดเหนี่ยวระหว่างอนุภาคน้อยกว่าของแข็ง การจัดเรียง อนุภาคไม่เป็นระเบียบ มีช่องว่างระหว่างโมเลกุลมากขึ้น ปริมาตรคงที่        2.1 จุดเดือด : ของเหลวที่มีแรงยึดเหนี่ยวระหว่างอนุภาคน้อย จะมี จุดเดือดต่ำกว่าของเหลวที่มีแรงยึดเหนี่ยวระหว่างอนุภาคมาก ดังนั้น ของเหลวที่มีจุดเดือดต่ำจะระเหยง่ายกว่าของเหลวที่มีจุดเดือดสูง        2.2 อุณหภูมิ : ของเหลวที่ได้รับความร้อน อุหภูมิจะสูงขึ้น โมเลกุล ของของเหลวจึงมีพลังงานจลน์สูงขึ้น และชนกันมากขึ้นด้วย พลังงานที่ มากขึ้นมีพลังงานจลน์สูงกว่าพลังงานยึดเหนี่ยวระหว่างโมเลกุล จึงทำให้ ของเหลวระเหยได้       2.3 พื้นที่ผิว : ถ้าผิวหน้าของของเหลวมีพื้นที่มาก ของเหลวจะระเหย ได้ดี 3. แก๊ส (Gas)        แก๊สมีแรงยึดเหนี่ยวระว่างอนุภาคน้อยและมีพลังงานจลน์สูงกว่าของเหลว และของแข็ง มีการเคลื่อนที่ตลอดเวลาทุกทิศทาง ฟุ้งกระจาย ทั้งปริมาตรและ             รูปร่างไม่คงที่ เปลี่ยนตามภาชนะที่บรรจุ

แนวคำตอบ

คำถามท้ายหน่วยการเรียนรู้

6. รวบรวมข้อมูลเกี่ยวกับคอลลอยด์ที่พบในชีวิตประจำวันทั้งของแข็ง ของเหลว และแก๊ส

ข้อสอบก่อนเรียนและหลังเรียน

5. จงยกตัวอย่างสิ่งของมา 10 ชนิด และจำแนกตามเกณฑ์กำหนดขึ้นเอง 4 เกณฑ์

 2. อุณหภูมิ ความหนาแน่น และสถานะของสารมีความสัมพันธ์กันอย่างไร

…………………………………………………………………………….

1. การจัดเรียงอนุภาคของแก๊ส ของเหลว และของแข็งมีลักษณะแตกต่างกันอย่างไร

ข้อสอบออนไลน์เว็บไซต์ครูเสกสรรค์ 

4. การปิ้งย่างหมู่ ไก่ กุ้งบนเตาย่างบาร์บีคิว มีการส่งผ่านความร้อนแบบใดบ้าง อธิบาย

3. สถานะของสาร และความร้อนแฝง มีความสัมพันธ์กันอย่างไร 

                       ครูเสกสรรค์ สุวรรณสุข               ครู คศ.1 โรงเรียนแก่นนครวิทยาลัย                         www.kruseksan.com E-mail : seksan082@gmail.com  Tell : 0872245846                        ID line : kruseksan