2106208_Chem4Mat

• Introduction

• Mineral Analysis

• Solution & Colligative Properties

• Colloid & Surface Chemistry

• Electrochemistry

• Report Presentation

คะแนน• การบ้�าน (สรปส��งที่��เร�ยนร� �แต่�ละส�ปดาห์� และที่��มอบ้ห์มาย) 20%• รายงาน (power point presentation) 20%• สอบ้ (Final Exam)60%

2106208: Chemistry for Materials

Qualitative Analysis (คุณภาพวิ�เคุราะห์�)• ที่ดสอบ้การต่กต่ะกอนของ Metal ion เพ$�อจำ&าแนกกล�ม แล�วิจำ'งพ�จำารณาส�ของต่ะกอน เพ$�อ identify วิ�าเป(นอ�ออนของโลห์ะใด• Flame Test ด�ส�ของเปลวิไฟ ในการระบ้วิ�าเป(นโลห์ะใด

Quantitative Analysis (ปร�มาณวิ�เคุราะห์�)• G-method (Gravimetric Analysis)

ต่กต่ะกอน ชั่��งน&.าห์น�ก• Titration-method (Volumetric Analysis)

Redox Titration ห์ร$อ Complexometric Titration

• Instrumental Analysis

AAS, ICPS, XRF, etc.

Mineral Analysis

• Qualitative Analysis ทางกายภาพ ไม�เร�ยนในวิ�ชั่าน�. XRF ต่รวิจำสอบ้องคุ�ประกอบ้ของธาต่ในแร� (เบ้$.องต่�น )

XRD ต่รวิจำสอบ้ชั่น�ดของสารประกอบ้ในแร� Flame Test ต่รวิจำสอบ้ส�ของเปลวิไฟ

• Qualitative Analysis ทางเคมี� ที่ดสอบ้การละลาย ที่ดสอบ้การต่กต่ะกอน

• Quantitative Analysis or Mineral Assaying ที่ดสอบ้ปร�มาณธาต่องคุ�ประกอบ้ในแร�ด�วิยเที่คุน�คุ XRF ที่ดสอบ้ปร�มาณธาต่องคุ�ประกอบ้ในแร�ด�วิยเที่คุน�คุ Wet Analysis ที่ดสอบ้ปร�มาณธาต่องคุ�ประกอบ้ในแร�ด�วิยเที่คุน�คุ AAS, ICP, UV-VIS

Qualitative vs Quantitative Analysis

Flame Test for Cations

lithium sodium potassium copper

Note: Flame Test เป(น Qualitative Analysis เชั่�งกายภาพ ไม�ต่�องน&าโลห์ะมาละลายแล�วิต่กต่ะกอนด�วิยสารเคุม�

Concentration Units (ห์น�วิยคุวิามเข�มข�น)

The concentration of a solution is the amount of solute present in a given quantity of solvent or solution.

Percent by Mass (w/w): ร้�อยละโดยมีวล% by mass = x 100%mass of solute

mass of solute + mass of solvent

= x 100%mass of solutemass of solution

Mass Fraction (X): เศษส่�วนมีวล XA =

mass of Asum of mass of all components

% by mass = Mass Fraction of Solute (XA) x 100%

Percent by Volume (v/v): ร้�อยละโดยปร้�มีาตร้น�ยมีใช้�กร้ณี� Liquid in Liquid

% by volume = x 100%volume of solutevolume of solute + volume of solvent

= x 100% volume of solute volume of solution

Mole Fraction (X): เศษส่�วนโมีล

XA = moles of A

sum of moles of all components

Percent by Mass/Volume (w/v): ร้�อยละโดยมีวลต�อปร้�มีาตร้น�ยมีใช้�กร้ณี� Solid in Liquid

% by mass/volume = x 100% weight of solute volume of solution

Volume percent is usually used when the solution is made by mixing two liquids.

Volume percent =

volume of solute

volume of solution

x 100Note: Sometimes the volumes change when two liquids are mixed together. For example, mixing 70 ml of isopropyl alcohol and 30 ml of water will not give you exactly 100 ml of solution.

Weight percent or Mass percent is another similar way of expressing the concentration of a solution.

Weight percent =

weight of solute weight of solution

x 100

12% NaClsolution =

12 g of NaCl 100 g of solution

(12 g NaCl + 88 g Water)

x 100

Weight/Volume Percent Another variation on percentage concentration is weight/volume percent or mass/volume percent. This variation measures the amount of solute in grams but measures the amount of solution in milliliters.

An example would be a 5%(w/v) NaCl solution.

5 g of NaCl in 100 mL solution

Note: This type of concentration is not a true percentage .

It is used as a quick and easy concentration unit

because volumes are easier to measure than weights

and because the density of dilute solutions is generally close to

1 g/mL.

Concentration Units (Continued)

M =moles of solute

liters of solution

Molarity (M): จำ&านวินโมล Solute ใน 1000 1000 mlml SolutionSolution

Molality (m): จำ&านวินโมล Solute ใน 1000 1000 gg or 1 kg Solvent

m =moles of solute

mass of solventsolvent (kg)

Normalrity (N): จำ&านวินกร�มสมม�ลย� Solute ใน 1000 1000 mlml SolutionSolution

N =gram equivalent of solute

liters of solution

Concentration Units (Continued)

ppb =mass of solute (g)

mass of solution (g)

ppm (parts per million): ส่�วนในล�านส่�วน มวิล Solute ในสารละลาย 1 ล�านห์น�วิยมวิลเด�ยวิก�น

X 10-6

กรณ�สารละลายในน&.า (density ~ 1) น&.า 1 ล�าน g ~ 1 ล�าน ml

g/106 ml = mg/103 ml = mg/L น��นคุ$อกรณ�สารละลายในน&.า 1 ppm 1 ppm = 1 mg/L1 mg/L ppb (parts per billion): ส่�วนในพ!นล�านส่�วน มวิล Solute ในสารละลาย 1000 ล�านห์น�วิยมวิลเด�ยวิก�น

ppm =mass of solute (g)

mass of solution (g)

X 10-9

กรณ�สารละลายในน&.าอาจำใชั่� w/v g/109 ml = µg/103 ml = µµg/Lg/L

molmoleAmount of substance

KkelvinTemperature

AampereCurrentssecondTime

kgkilogram

MassmmeterLength

Symbol

Name of Unit

Base Quantity

หน�วย SI พ#$นฐาน

Note: จำ'านวนโมีล (mol) ของส่าร้ใดๆ = น'$าหน!กส่าร้ (g) ห์ารด�วิย น'$าหน!กโมีเลก*ล (g/mol) ของส่าร้น!$น

หล!กการ้จำ'าอ!กษร้น'าหน�าหน�วย SIให�จำ'าเป+นค,�ๆด!งน�$

Tera- เทร้ะ T

101

2

Pico- พ�โค p

10-

12

Giga- จำ�กะ G

109 Nano- นาโน n

10-9

Mega- เมีกกะ M

106 Micro- ไมีโคร้

10-6

Kilo- ก�โล K

103 Milli- มี�ลล� m

10-3

Hecto-

เฮกโต H102 Centi-

เซนต� c10-2

Deca-

เดคะ D101 Deci-

เดซ� d10-1

ที่ดสอบ้การละลายแร�

ต่�วิอย�างแร� 0.5 กร�ม + ต่�วิที่&าละลาย 20 ml ต่�วิอย�างแร� 0.5 กร�ม + ต่�วิที่&าละลาย 20 ml ส�งเกต่การละลายในต่�วิที่&าละลายต่ามล&าด�บ้ ด�งน�.

• น'$า เย0น (อณห์ภ�ม�ห์�อง) ห์ากไม�ละลาย น&าไปให์�คุวิามร�อนจำนเด$อดห์ากย�งไม�ละลาย เปล��ยนต่�วิที่&าละลายเป(นกรด โดยคุ�อยๆเพ��มคุวิามแรงของกรด• HCl เจำ$อจำาง เย0น (อณห์ภ�ม�ห์�อง) ร�อน• HCl เข�มข�น เย0น (อณห์ภ�ม�ห์�อง) ร�อน• HNO3 เจำ$อจำาง เย0น (อณห์ภ�ม�ห์�อง) ร�อน• HNO3 เข�มข�น เย0น (อณห์ภ�ม�ห์�อง) ร�อน• Aqua Regia (HCl:HNO3 = 3:1) เย0น (อณห์ภ�ม�ห์�อง) ร�อนห์ากย�งไม�ละลาย ต่�องใชั่�วิ�ธ�การ Fusion

ที่ดสอบ้การต่กต่ะกอน

จำ'าแนกปร้ะเภทตามีอน*มี,ลเบส่

จำ'าแนกปร้ะเภทตามีอน*มี,ลเบส่ต่กต่ะกอน Chloride Group 1

ได�แก� AgCl, Hg2Cl2, PbCl2

ต่กต่ะกอน Sulfide ในกรด Group 2 ห์ากต่ะกอนไม�ละลายใน KOH Group 2A

ได�แก� HgS (ด&า), PbS (ด&า), Bi2S (น&.าต่าล-ด&า), Cu2S (ด&า), CuS (ด&า), CdS (เห์ล$อง)

ห์ากต่ะกอนละลายใน KOH ห์ร$อ Ammonium Polysulfide Group 2Bได�แก� As2S3 (เห์ล$อง), As2S5 (เห์ล$อง), Sb2S3 (ส�ม), Sb2S5

(ส�ม), SnS2 (เห์ล$อง), SnS (น&.าต่าล), Au2S3 (น&.าต่าล), PtS5 (ด&า), MoS2 (น&.าต่าล)

ที่ดสอบ้การต่กต่ะกอน

จำ'าแนกปร้ะเภทตามีอน*มี,ลเบส่

จำ'าแนกปร้ะเภทตามีอน*มี,ลเบส่

ต่กต่ะกอน Hydroxide Group 3 ได�แก� Al(OH)3, Fe(OH)3, Cr(OH)3

ต่กต่ะกอน Sulfide ในด�าง Group 4

ได�แก� CoS (ด&า), NiS (ด&า), MnS (ชั่มพ�), ZnS (ขาวิ)

ต่กต่ะกอน Carbonate Group 5

ได�แก� BaCO3 (ขาวิ), SrCO3 (ขาวิ), CaCO3 (ขาวิ)

ไม�ต่กต่ะกอนใดๆ ละลายน&.าได� Group 6

ได�แก� Na+, K+, Mg2+

Qualitative Analysis of Cations

Note:Qualitative Analysisคุณภาพวิ�เคุราะห์� ห์าชั่น�ดของโลห์ะอ�ออนQuantitative Analysisปร�มาณวิ�เคุราะห์� ห์าปร�มาณโลห์ะอ�ออน ในสาระลาย

การจำ&าแนกประเภที่แร�

ส่มีบ!ต�การ้ละลายจำ'าแนกตามีปร้ะเภทแร้�

ส่มีบ!ต�การ้ละลายจำ'าแนกตามีปร้ะเภทแร้�Native Ores Au (ละลายใน Aqua Regia), Ag (ละลายใน HNO3), C

Sulfide Ores: acid soluble

ได�แก� Stibnite (Sb2S3), Galena (PbS), Zinc Blend (ZnS),

Pyrite (FeS) ซึ่'�งวิาวิเห์ม$อนที่อง จำ'งม�อ�กชั่$�อวิ�า Fool’s gold

Oxide Ores: either acid soluble or insoluble • Acid soluble ได�แก� Hematite (Fe2O3), Pyrolucite (MnO2)

• Acid insoluble ได�แก� Ilmenite (FeTiO3), Cassiterite (SnO2),

Silica (SiO2)

Note: แร�กล�มที่��ไม�ละลายในกรด ต่�องละลายด�วิยวิ�ธ� Fusion

การจำ&าแนกประเภที่แร�

Halide Ores acid soluble

ได�แก� Fluorite (CaF2), Rock Salt (NaCl)

Carbonate Ores: acid soluble

ได�แก� Limestone (CaCO3), Dolomite (MgCO3)

Sulfate Ores: acid insoluble Fusion ได�แก� Gypsum (CaSO4.2H2O), Barite (BaSO4)

Silicate Ores: acid insoluble Fusion

ได�แก� Feldspar (KAlSi3O8 & NaAlSi3O8)

Wolframite Ores: acid soluble

ได�แก� Wolframite [(Fe, Mn)WO4], Scheelite (CaWO4)

การวิ�เคุราะห์�ปร�มาณแร� (Assaying)

3 ข!$นตอนหล!กของการ้ว�เคร้าะห1แร้�• การ้ช้!กต!วอย�าง (Sampling)

กรณ�แร�ปร�มาณมาก ใชั่� Jone’s Riffle ห์ร$อ Splitter กรณ�แร�ปร�มาณน�อย ใชั่� Jone’s Riffle ขนาดจำ�4วิ ห์ร$อ Hand Sampling Cone Quartering Method

• การ้บดต!วอย�าง (Grinding) บ้ดห์ยาบ้ (~ 10 mesh) เพ$�อการชั่�กต่�วิอย�างแร� บ้ดละเอ�ยด (~ 100 mesh) เพ$�อที่&าการวิ�เคุราะห์�

• การ้ละลายแร้� (Dissolution) Digestion Method: ละลายในกรด Fusion Method: ห์ลอมแร�ก�บ้ Flux ที่��เห์มาะสม เพ$�อให์�แร�ห์ลอม ที่��ต่&�ากวิ�าจำดห์ลอมเห์ลวิของแร� และเก�ดเป(นเกล$อที่��ละลายในน&.าห์ร$อกรดได�

ชั่น�ดของกรดและฟล�กซึ่�ที่��ใชั่�ละลายแร�ACID• กร้ดท!2วไป เชั่�น HCl, HNO3, H2SO4, HClO4, HF • กร้ดผส่มี Oxidizing Agent (HNO3, Br2, H2O2)

เชั่�น HCl + HNO3 (3:1)

HCl + Br2 HCl + H2O2

HClO4 + HNO3

FLUX• Acid Flux เชั่�น Bisulfate (KHSO4, NaHSO4)

Thiosulfate (K2S2O7, Na2S2O7) • Alkali Flux เชั่�น Na2O2, NaOH, Na2CO3

Flux & Crucible

Acid Flux: - ม�กใชั่�ก�บ้แร�กล�ม non-silicate - ที่&าปฏิ�ก�ร�ยาคุล�าย H2SO4

เชั่�น TiO2 + 4KHSO4 Ti(SO4)2 + 2K2SO4 + 2H2O

TiO2 + 4K2S2O7 Ti(SO4)2 + 2K2SO4

เบ�า (Crucible) ท�2ใช้�: Fused SiO2 ห์ร$อ Pt

เบ�า (Crucible) ท�2ไมี�ใช้�: Ni ห์ร$อ Fe

Akali Flux: ม�กใชั่�ก�บ้แร�กล�ม silicate และ sulfide

Na2CO3: เน$�องจำาก MP ส�ง - 800900oC น�ยมใชั่�ผสมก�บ้

K2CO3 (1:1)

น�ยมใชั่� Pt crucible เน$�องจำากอณห์ภ�ม�ส�งมากNaOH: ใชั่�แที่น Na2CO3 ห์ลายกรณ� ม� MP - 300400

oC น�ยมใชั่� Fe ห์ร$อ Ni ห์�ามใชั่� Pt crucible

Na2O2: เป(น Oxidizing Flux ใชั่�ก�บ้แร� sulfide น�ยมใชั่� Fe ห์ร$อ Ni

Mineral Analysis

Gravimetric Method ต่กต่ะกอน ชั่��งน&.าห์น�กVolumetric Method (Titration) Redox Titration

- Direct Titration

- Back titration

- Indirect Titration Complexometric Titration - Direct Titration - Back titration - Displacement Titration Precipitation Titration

Instrumental Method: AAs, ICPs, UV-VIS, etc.

Gravimetric Method

หล!กการ้: ต่กต่ะกอน กรอง อบ้แห์�ง/เผาผน'ก ชั่��งน&.าห์น�ก

การ้ตกตะกอน (Precipitation): โดยที่��วิไปม� 2 วิ�ต่ถุประสงคุ� 1 Purification แยกสารที่��ต่�องการออกจำากมลที่�น แยกมลที่�นออกจำากสารที่��ต่�องการ 2. Quantitative Analysis (G-method)

Sample Solution + Precipitant Precipitate

กรอง อบ้แห์�ง ชั่��งน&.าห์น�กกรอง อบ้แห์�ง ชั่��งน&.าห์น�ก

Gravimetric Method

การ้ตกตะกอน (Precipitation): โดยที่��วิไปม� 2 วิ�ต่ถุประสงคุ�1. Purification

แยกสารที่��ต่�องการออกจำากมลที่�น แยกมลที่�นออกจำากสารที่��ต่�องการ

2. Quantitative Analysis (G-method)

กรณ�น�. Key Point คุ$อ การเล$อก Precipitant ที่��เห์มาะสม (ต่�องต่กต่ะกอนได�สมบ้�รณ� และ Selective)

Note: บ้างกรณ�การต่กต่ะกอนก0เป(นส��งที่��ไม�พ'งประสงคุ� เชั่�น การเก�ดต่ะกร�น (CaCO3) ในห์ม�อไอน&.ากรณ�น�. Key Point คุ$อ การก&าจำ�ด Ca2+ออกจำากน&.า ก�อนป8อนเข�าห์ม�อไอน&.า

Gravimetric Method

ปร้ะเภทของตะกอน • Weight Form: ต่ะกอนที่��อย��ในฟอร�มที่��พร�อมชั่��งน&.าห์น�ก เชั่�น

AgCl, BaSO4, WO3, Fe2O3, Al2O3, etc.

ห์ากต่ะกอนที่��กรองได� เป(น weight form ให์�อบ้แห์�งที่�� 110oC

จำนน&.าห์น�กคุงที่�� ปล�อยให์�เย0นในเดซึ่�เคุเต่อร� ชั่��งน&.าห์น�กAg+ + Cl- AgCl อบแห�ง ช้!2งน'$าหน!ก

• Precipitated Form: ต่ะกอนที่��กรองได� อย��ในฟอร�มที่��ไม�พร�อมชั่��งน&.าห์น�ก เชั่�น Fe(OH)3, Al(OH)3, H2WO4, etc.

กรณ�น�.จำะต่�องน&าต่ะกอนไปเผาผน'ก (Ignition) ที่�� 1100 oC

จำนน&.าห์น�กคุงที่�� ปล�อยให์�เย0นในเดซึ่�เคุเต่อร� ชั่��งน&.าห์น�กFe3+ + OH- Fe(OH)3 Ignition Fe2O3 ช้!2งน'$าหน!กH2WO4 Ignition WO3 ช้!2งน'$าหน!ก

Precipitation Reactions (ปฏิ�ก�ร�ยาการต่กต่ะกอน)

[Solution + Precipitant Precipitate]Precipitate = insoluble solid that separates from solution

molecular equation

ionic equation

net ionic equation

Pb2+ + 2NO3- + 2Na+ + 2I- PbI2 (s) + 2Na+ + 2NO3

-

Note: Na+ and NO3- are spectator ions (ไอออนที่��ไม�เก��ยวิข�องก�บ้การ

ต่กต่ะกอน)

PbI2

Pb(NO3)2 (aq) + 2NaI (aq) PbI2 (s) + 2NaNO3 (aq)

precipitate

Pb2+ + 2I- PbI2 (s)

ตะกอน

precipitant

Precipitation of Lead Iodide

Formation of yellow PbI2 precipitate

โดยเต่�ม Pb(NO3)2 ลงในสารละลาย KI

Pb2+ + 2I- PbI2 (s)

Solubility is the maximum amount of solute that will dissolve in a given quantity of solvent at a specific temperature.

• เกล$อ Nitrate, bicarbonate, chlorate ของ alkali metal ions

และ ammonium ion ส�วินให์ญ่�ละลายน&.าได�ที่�� 25 OC• เกล$อ Halides ส�วินให์ญ่�ละลายน&.าได�ที่�� 25 OC

ยกเวิ�น Halides of Ag+, Hg22+, Pb2+

• เกล$อ sulfates ส�วินให์ญ่าละลายน&.า ยกเวิ�น Sulfates of Ag+, Ca2+, Sr2+, Ba2+, Hg2

2+, Pb2+

Solubility Equilibria (of salt)

AgCl (s) Ag+ (aq) + Cl- (aq)

Ksp = [Ag+][Cl-] Ksp is the solubility product constant

MgF2 (s) Mg2+ (aq) + 2F- (aq) Ksp = [Mg2+][F-]2

Ag2CO3 (s) 2Ag+ (aq) + CO32- (aq) Ksp = [Ag+]2[CO3

2-]

Ca3(PO4)2 (s) 3Ca2+ (aq) + 2PO43- (aq) Ksp = [Ca2+]3[PO4

3-]2

Dissolution of an ionic solid in aqueous solution:

Q = Ksp Saturated solution

Q < Ksp Unsaturated solution No precipitate

Q > Ksp Supersaturated solution Precipitate will form

What concentration of Ag is required to precipitate ONLY AgBr in a solution that contains both Br- and Cl-

at a concentration of 0.02 M?

AgCl (s) Ag+ (aq) + Cl- (aq)

Ksp = [Ag+][Cl-]

Ksp = 1.6 x 10-10

AgBr (s) Ag+ (aq) + Br- (aq) Ksp = 7.7 x 10-13

Ksp = [Ag+][Br-]

[Ag+] = Ksp

[Br-]7.7 x 10-13

0.020= = 3.9 x 10-11 M

[Ag+] = Ksp

[Cl-]1.6 x 10-10

0.020= = 8.0 x 10-9 M

3.9 x 10-11 M < [Ag+] < 8.0 x 10-9 M

น��นคุ$อ ต่�องใชั่� [Ag+] มากกวิ�าปร�มาณที่��ที่&าให์� AgBr ต่กต่ะกอน แต่�ต่�องน�อยกวิ�าปร�มาณที่�� AgCl เร��มต่กต่ะกอน

ต!วอย�างการ้ว�เคร้าะห1แร้�แบบ G-method (การวิ�เคุราะห์�แร�ต่ะก��วิ)

แร้� + HCl0.5 g 15 ml

ต่�ม

PbCl2 + impurities (soluble + insoluble)

เต่�มน&.า 10% H2SO4 100 ml

(เจำ$อจำางเพ$�อให์�ต่ะกอนต่กสมบ้�รณ� ) แล�วิกรอง

PbSO4 + Insoluble impurities

(ต่ะกอน) (SiO2)

PbSO4 + Insoluble impurities

(ต่ะกอน) (SiO2)

Soluble impurities

กรองแยก soluble impurities ออกไป

การ้ละลาย: ละลายใน HCl การ้ว�เคร้าะห1: - อาจำใชั่� - G method ในร�ปของ PbSO4 - อาจำใชั่� Complexometric Titration

- อาจำใชั่� Electrodeposit

เต่�ม 25% ammonium acetate

กรอง แล�วิล�างด�วิย 1 % ammonium acetate

ต!วอย�างการ้ว�เคร้าะห1แร้�แบบ G-method (การวิ�เคุราะห์�แร�ต่ะก��วิ)

Pb-acetate (Pb2+)

Pb-acetate (Pb2+)

SiO2

เต่�ม 25% ammonium acetate

กรอง แล�วิล�างด�วิย 1 % ammonium acetate

PbSO4 + Insoluble impurities

(ต่ะกอน) (SiO2)

PbSO4 + Insoluble impurities

(ต่ะกอน) (SiO2)

G-methodElectrodeposits

ComplexometricTitration

1. ต่�มไล� CH3COOH จำนห์มด 2. เต่�ม 10% H2SO4 100 ml ต่�มเด$อด ต่�.งคุ�างคุ$น 3. กรอง ล�างต่ะกอนด�วิย 10% H2SO4 ต่ามด�วิย 50%

EtOH 4. อบ้แห์�งที่�� 110oC ปล�อยให์�เย0นในเดซึ่�เคุเต่อร� ชั่��งน&.าห์น�ก

1. ต่�มไล� CH3COOH จำนห์มด 2 . เต่�ม 10% H2SO4 100 ml ต่�มเด$อด ต่�.งคุ�างคุ$น 3. กรอง ล�างต่ะกอนด�วิย 10% H2SO4 ต่ามด�วิย 50%

EtOH 4 . อบ้แห์�งที่�� 110oC ปล�อยให์�เย0นในเดซึ่�เคุเต่อร� ชั่��งน&.าห์น�ก

ต!วอย�างการ้ว�เคร้าะห1แร้�แบบ G-method (การวิ�เคุราะห์�แร�วิลแฟรม)

แร้� + HCl0.5 g 50 ml

ต่�ม

H2WO4 + impurities 1. เต่�มน&.า 250ml 2. เต่�ม 10% Quinoline hydrochloride (10

ml)

3. กรอง

H2WO4 + Insoluble impurities

(ต่ะกอน) (SiO2)

H2WO4 + Insoluble impurities

(ต่ะกอน) (SiO2)

Soluble impurities

กรองแยก soluble impurities ออกไป

การ้ละลาย: แร�วิลแฟรมม�กเก�ดร�วิมก�บ้ด�บ้ก การละลายจำ'งแยก 2 กรณ�- ห์ากต่�องการวิ�เคุราะห์�เฉพาะ W ละลายใน HCl- ห์ากต่�องการวิ�เคุราะห์� Sn ด�วิย Fusion ด�วิย NaOH

การ้ว�เคร้าะห1: - G method ในร�ปของ WO3

ต!วอย�างการ้ว�เคร้าะห1แร้�แบบ G-method (การวิ�เคุราะห์�แร�วิลแฟรม)

H2WO4 + Insoluble impurities

(ต่ะกอน)

H2WO4 + Insoluble impurities

(ต่ะกอน)

Insoluble impurities

ต่ะกอน H2WO4ต่ะกอน H2WO4

NH4OH

(NH4)2WO4 solution

1. ต่�มไล� NH3 เต่�มน&.า 150ml แล�วิที่&าให์�เป(นกลางด�วิย HCl 2. เต่�ม 10% Quinoline hydrochloride (10 ml) ต่�.งคุ�างคุ$น แล�วิกรอง

Ignition

ตะกอน WO3ตะกอน WO3 ปล�อยให์�เย0นในเดซึ่�เคุเต่อร� แล�วิชั่��งน&.าห์น�ก

Volumetric Analysis

การ้ว�เคร้าะห1ด�วยเทคน�คไตเตร้ช้!2น จำ&าแนกต่ามปฏิ�ก�ร�ยาได�ด�งน�.1. Acid-Base Titration (Neutralization Reaction)

ย�งไม�ม�การใชั่�งานในการวิ�เคุราะห์�แร� 2. Redox Titration (Oxidation-Reduction)

- Direct Titration

- Back Titration

- Indirect Titration3. Complexometric Titration (ใชั่� EDTA เป(น Titrant)

- Direct Titration

- Back Titration

- Displacement Titration4. Precipitation Titration (ใชั่� External Indicator ห์ร$อ Spot Test)

Titrations: Volumetric Analysis

In a titration, a solution of accurately known concentration is gradually added to another solution of unknown concentration until the chemical reaction of the two solutions is complete.

Equivalence point – the point at which the reaction is complete

Indicator – substance that changes color at (or near) the equivalence point

Slowly add baseto unknown acid

the indicatorchanges color

Until

Redox Titrationเน$�องจำาก Redox reaction involves electron transfer และ Acid-Base reaction involves proton transfer ด�งน�.นปฏิ�ก�ร�ยา Redox ก0น�าจำะใชั่�วิ�เคุราะห์�สารเชั่�งปร�มาต่ร (Volumetric Titration) ได�เชั่�นเด�ยวิก�บ้ Acid-Base Titration และต่�องใชั่� Indicator ในการบ้อกจำดยต่�เชั่�นก�น

แต่�กรณ� Redox Reaction โลห์ะอ�ออนบ้างชั่น�ด เชั่�น Mnn+, Crn+ จำะม�ส�ต่�างก�นเม$�อม� Ox. No. ต่�างก�น จำ'งสามารถุใชั่�เป(น Self Indicator ได�

KMnO4 ส�ม�วิงแดง เม$�อเก�ดปฏิ�ก�ร�ยา Redox จำะได� Mn2+ ซึ่'�งไม�ม�ส� ห์ากใชั่� KMnO4 เป(น Titrant (ในบ้�วิเรที่ ) เม$�อถุ'งจำดยต่�จำะปรากฏิส�ชั่มพ�อ�อน จำ'งเป(น Self Indicator

K2Cr2O7 ส�ส�ม เม$�อเก�ดปฏิ�ก�ร�ยา Redox จำะได� Cr3+ ซึ่'�งม�ส�เข�ยวิ ห์ากใชั่� K2Cr2O7 เป(น Titrant (ในบ้�วิเรที่ ) เม$�อถุ'งจำดยต่�จำะปรากฏิส�เข�ยวิ จำ'งเป(น Self Indicator

Note: ที่�.ง KMnO4 และ K2Cr2O7 เป(น strong Oxidizing Agent และ Self Indicator

จำ'งน�ยมใชั่�ไต่เต่รที่ห์าคุวิามเข�มข�นโลห์ะอ�ออนในสารละลาย

Types of Redox Titrationเง$�อนไข: ใชั่� Strong oxidizing agent เป(น Titrant ฉะน�.นธาต่ที่��จำะวิ�เคุราะห์�ด�วิยวิ�ธ� Redox Titration จำะต่�องม�เลขออกซึ่�เดชั่��น 2 คุ�าข'.นไป (ให์�/ร�บ้ e- ได�)

3 Types of Redox Titration• Direct Titration

ใชั่� Strong oxidizing agent เชั่�น KMnO4, K2Cr2O7 เป(น Titrant ธาต่ที่��จำะวิ�เคุราะห์� ต่�องพร�อมที่��จำะร�บ้ Electron

ก�อนไต่เต่รที่ ต่�อง Reduce ให์�อย��ใน Form ที่��ม�เลขออกซึ่�เดชั่��นต่&�าสดต่�วิอย�าง สารละลายแร�เห์ล0ก (Fe3+) Fe2+ – Titration Fe3+

• Back Titration ธาต่ที่��จำะวิ�เคุราะห์�เป(น Strong oxidizing agent เชั่�น แร� MnO2

ไต่เต่รที่โดยต่รงไม�ได� ต่�องให์�ที่&าปฏิ�ก�ร�ยาก�บ้ Reducing agent ที่��มากเก�นพอ แล�วิไต่เต่รที่ห์า Reducing agent ที่��เห์ล$อ ก0จำะที่ราบ้วิ�าม� MnO2 เที่�าไร

• Indirect Titration ใชั่�กรณ�ที่��ห์า Titrant & Indicator ที่��เห์มาะสมไม�ได� ต่�องให์�ธาต่น�.นที่&าปฏิ�ก�ร�ยาได� สารต่�วิที่��สามสารต่�วิที่��สาม เชั่�น I2 ซึ่'�งไต่เต่รที่ได�ง�าย

Redox Titrationเง#2อนไข1 . ธาต่ที่��จำะวิ�เคุราะห์� ม� oxidation number 2 คุ�าข'.นไป2. ม�เพ�ยงปฏิ�ก�ร�ยาเด�ยวิ ภายใต่� condition ที่��ก&าห์นด3. เก�ดปฏิ�ก�ร�ยาอย�างสมบ้�รณ� ณ จำดยต่� และห์าอ�นด�เคุเต่อร�ที่��เห์มาะสมได�4. กร�มสมม�ลย� Titrant กร�มสมม�ลย� Element 1000 ml 1 N Titrant 1 กร�มสมม�ลย� Element

ช้น�ดของปฏิ�ก�ร้�ยา1 . กรณ�โลห์ะอ�ออนที่��จำะวิ�เคุราะห์� เก�ด oxidation ได�ง�าย (พร�อมที่��จำะที่&าปฏิ�ก�ร�ยาก�บ้ oxidizing agent) Direct Titration

ใชั่� Titrant ที่��เป(น strong oxidizing agent เชั่�น MnO4- in acid, Cr2O72- in acid, Ce4+ in acid, I2 in I- solution

ห์ล�กการ: อ�ออนที่��จำะวิ�เคุราะห์� ต่�องอย��ใน the lowest oxidation state

คุ$อ ต�อง Reduce ด�วย reagent ท�2เหมีาะส่มี เชั่�น Fe3+ + SnCl2 Fe2+ + SnCl4

Redox Titration

2. กรณ�โลห์ะอ�ออนที่��จำะวิ�เคุราะห์� เป(น strong oxidizing agent Back Titration

ห์ล�กการ: เต่�ม strong reducing agent ในปร�มาณ Known Excess

แล�วิไต่เต่รต่วิ�าม�เห์ล$ออย��เที่�าไร ก0จำะที่ราบ้วิ�าถุ�กใชั่�ไปเที่�าไร • Strong reducing agent ที่��น�ยมใชั่� ได�แก�

Oxalic acid (H2C2O4), FeSO4, Arsenic acid• ต่�วิอย�างแร�ที่��เป(น strong oxidizing agent ได�แก� MnOx

• Reagent ที่��น�ยมใชั่�ในการ Back Titrate คุ$อ KMnO4MnO2 + Na2C2O4 + H2SO4

(Known Excess)

Mn2+ + Na2SO4 + H2O + CO2

+ Excess Na2C2O4

KMnO4 Back Titration

Mn2+ + Na2SO4 + H2O + CO2

Redox Titration

3. กรณ�ไม�สามารถุห์า Titrant และ/ห์ร$อ Indicator ที่��เห์มาะสมได� Indirect Titration

ห์ล�กการ: เต่�ม KI ลงในสารละลายต่�วิอย�าง เก�ด I2 ในสารละลายแล�วิไต่เต่รต่ I2 ที่��เก�ดข'.นด�วิย Na2S2O3 ก0จำะที่ราบ้ปร�มาณสารต่�วิอย�าง ต่�วิอย�าง Indirect Titration ได�แก� • ปฏิ�ก�ร�ยาการต่รวิจำเอที่ธานอลจำากลมห์ายใจำ• การวิ�เคุราะห์� Cu2+ ในสารละลาย

Cu 2+ (in weak acid) + KI I2 + CuI

Na2S2O3 (Starch/I2 indicator)

Na2S4O6 + NaI

ต่�วิอย�าง Direct Titration: Fe Analysis1. Titrant เป(น strong oxidizing agent (พร�อมร�บ้ e-)

เชั่�น KMnO4, K2Cr2O7 solution2 . โลหะอ�ออนท�2จำะว�เคร้าะห1 ต่�องอย��ในร�ปที่�� Ox. State ต่&�าสด Reduce ด�วิย Reagent ที่��เห์มาะสม

แร้�เหล5ก + conc.HCl Fe3+ solution

Reduce ด�วิย SnCl2 solution

Fe2+ solution

ส่�เหล#อง

ไมี�มี�ส่�Titrate ด�วิย KMnO4 solution

Fe3+ + Mn2+

ค'านวณี: 1000 ml 1 N KMnO4 Fe 1 กร้!มีส่มีมี,ลย1 = 55.85 กร้!มี

1. ก&าจำ�ด SnCl2 ส�วินเก�น

ด�วิย HgCl2 10 ml2. เต่�ม Zimmermann Reagent 25ml

1. Volume Check

- เต่ร�ยมสารละลายมาต่รฐาน 01. N Na2C2O4 - ป<เปต่สารละลาย 10ml ลงในบ้�กเกอร� เต่�ม 10 H2SO4

- อ�นสารละลาย แล�วิไต่เต่รต่ (ขณะร�อน ) ด�วิย KMnO4

- คุ&านวิณ Normality ของ KMnO4 จำาก N1V1 = N2V2

2. Weight Check - ชั่��ง Na2C2O4 0.1xxx กร้!มี เต่�ม 10% H2SO4 คุนจำนละลาย

ห์มด- อ �นสารละลาย แล�วิไต่เต่รต่ (ขณะร�อน ) ด�วิย KMnO4

สมมต่�ใชั่�สารละลาย KMnO4 ไป X ml

KMnO4 solution X ml Na2C2O4 0.1xxx กร้!มี Na2C2O4 0.1xxx กร้!มีส่มี

มี,ลย1 67

Standardization of KMnO4 Solution

ต่�วิอย�าง Direct Titration: Sn Analysis

แร้�ด�บ*ก + NaOH (Fusion) Sn4+ solution

Reduce ด�วิย Al/HCl

Sn2+ solution

Titrate ด�วิย I2 solution

Sn4+ + I3-

ค'านวณี: 1000 ml 1 N I2 Sn 1 กร้!มีส่มีมี,ลย1 = 118.7 กร้!มี

Starch/I2 Indicator

1. เตร้�ยมี I2 solution

ชั่��ง solid I2 11 กร�ม + solid KI 12 กร�ม + น&.า 1000ml ใส�ขวิดส�ชั่า

2. Standardization - ชั่��ง As2O3 0.2xxx กร้!มี เต่�ม 10% H2SO4 คุนจำนละลายห์มด- ปร�บ้ pH จำนเป(นกรด ด�วิย HCl แล�วิเต่�มน&.าจำนม�ปร�มาต่ร 100ml

- ปร�บ้ให์�เป(นกลางด�วิย NaHCO3 (ใส�จำนอ��มต่�วิ ) แล�วิน&าไปไต่เต่รต่ด�วิย I2 solution สมมต่�ใชั่�ไป X ml

I2 solution X ml As2O3 0.2xxx กร้!มี = As2O3 0.2xxx กร้!มีส่มีมี,ลย1 49.46น!2นค#อ: I2 solution X ml มี� I2 0.2xxx/49.46 กร้!มีส่มีมี,ลย1

Standardization of I2 Solution

Note: จำ&านวิน e- ต่�อ As 1 อะต่อม = 2 จำ&านวิน e- ต่�อ As2O3 1 โมเลกล = 4

ต่�วิอย�าง Back Titration: MnO2

1. Titrant เป(น strong oxidizing agent (พร�อมร�บ้ e-)

2 . โลหะอ�ออนท�2จำะว�เคร้าะห1 (MnO2) ก0เป(น strong ox. agent ต่�องไตเตร้ตย�อนกล!บ โดยเต่�ม Reducing agent ในปร�มาณ มากเก�นพอและที่ราบ้ปร�มาณแน�นอน (Known Excess) แล�วิไต่เต่รต่ห์าปร�มาณ Reducing agent ที่��เห์ล$อด�วิย KMnO4

ส�วินต่�าง คุ$อ ปร�มาณที่��ที่&าปฏิ�ก�ร�ยาพอด�ก�บ้แร� (MnO2)

Note:

• กรณ� MnO2 น�ยมใชั่� Na2C2O4 เป(น Reducing agent

• น�ยมวิ�เคุราะห์� 2 บ้�กเกอร�เปร�ยบ้เที่�ยบ้ก�น - บ้�กเกอร�แรก ไมี�มี�แร้� สมมต่�ใชั่� KMnO4 X ml

- บ้�กเกอร�สอง มี�แร้� 02. xxx กร้!มี สมมต่�ใชั่� KMnO4 Y ml

KMnO4 X-Y ml MnO2 0.2xxx กร�ม

ต่�วิอย�าง Back Titration: Total Mn

กรณ�ที่��ต่�องการวิ�เคุราะห์� Total Mn จำะต่�องละลายด�วิย 50% HNO3

อ�นไฟอ�อนๆ แล�วิคุ�อยๆห์ยด H2O2 จำนแร�ละลายห์มด (เห์ล$อเฉพาะ SiO2)

Note: กรณ�ส�วินที่��ไม�ละลายม�ส� แสดงวิ�าม� insoluble Mn ต่�อง Fusion

แล�วิน&ามาผสมก�บ้สารละลายเด�ม ก�อนปร�บ้ปร�มาต่ร Stock solution 1. ชั่��งแร�แมงกาน�ส 02. xxx กร�ม 2. ละลายแล�วิเต่ร�ยม Stock solution 250ml

3. ป<เปต่ Stock solution ไป 10 ml เพ$�อที่&าการวิ�เคุราะห์�Note: Sodium Bismuthate ราคุาแพง ต่�องใชั่�อย�างประห์ย�ด โดยปกต่�แร� 1 กร�มจำะใชั่�ประมาณ 26 กร�ม ฉะน�.น Stock solution 10 ml of 250 ml จำากแร� 0.2 กร�ม

จำะใชั่� Sod. Bismuthate ประมาณ 025. กร�ม

ต่�วิอย�าง Back Titration: Total Mn

การ้ว�เคร้าะห1: Beaker 1: Stock solution 10 ml + conc.HNO3 1 ml

แล�วิเต่�ม Sodium Bismuthate 0.25 กร�ม คุนประมาณ 5 นาที่�ได�สารละลาย HMnO4 (ส�ม�วิงแดง ) กรองด�วิย sintered glass

เต่�ม FeSO4 10 ml (known excess) และ H3PO4 2 ห์ยดแล�วิไต่เต่รต่ FeSO4 ที่��เห์ล$อด�วิย KMnO4 สมมต่�ใชั่�ไป Y ml

Beaker 2: ไม�ม� stock solution ไม�ต่�องใชั่� Sod. Bismuthate

เต่�ม FeSO4 10 ml และ H3PO4 2 ห์ยด แล�วิไต่เต่รต่ด�วิย KMnO4 สมมต่�ใชั่�ไป X ml

ฉะน�.น KMnO4 X-Y ml Mn จำาก Stock solution 10 ml of 250 ml

1000 ml 1 N KMnO4 Mn 1 gm-E = 54.93/5 g.X-Y ml 0.1 N KMnO4 Mn 0.001009 (X-Y) g.%Total Mn = 0.001009 (X-Y) x 250/10 x 100/0.2xxx

Cu Analysis by Indirect Redox Titrationการ้ละลาย: กรณ�แร�ที่องแดง (CuS) น�ยมใชั่�กรด HCl แต่�กรณ�โลห์ะห์ร$ออ�ลลอยด�ของที่องแดง จำะต่�องละลายด�วิยกรด HNO3

Cu2+ (ส�น&.าเง�น) + Fe(OH)3

Cu2+ amine solution

NH4OH

Note: Cu2+ ในกรด ส�ฟ8า ในด�าง ส�น&.าเง�น

การ้ว�เคร้าะห1: น�ยมไต่เต่รต่เที่�ยบ้ก�บ้โลห์ะที่องแดงบ้ร�สที่ธ�=บ�กเกอร้1 1: แร้� (0.5xxx กร�ม) + conc.HCl (10 ml) = CuCl2 +

FeCl3

กรอง

Fe(OH)3

Acidify ด�วิย CH3COOH

Cu2+ acid solution

KICu2I2 (ต่ะกอน ) + I2 (solution)

ไต่เต่รต่ดด�วิย 0.1 N Na2S2O3 ใชั่� Starch/I2 indicator

Na2S4O6 + I- สมมต่�ใชั่� Na2S2O3 ไป X ml

Cu Analysis by Indirect Redox Titration (ต่�อ)

Cu2+ amine solution

ระเห์ยจำนแห์�ง เต่�มน&.า 50 ml ต่�ม

บ�กเกอร้1 2 : ไต่เต่รต่โลห์ะบ้ร�สที่ธ�=โลหะ Cu (0.1xxx กร�ม) + conc.HNO3 (2 ml) = Cu(NO3)2 +

NO2

Acidify ด�วิย CH3COOH

Cu2+ acid solution

KI

Cu2I2 (ต่ะกอน ) + I2 (solution)

ไต่เต่รต่ดด�วิย 0.1 N Na2S2O3

Na2S4O6 + I- สมมต่�ใชั่� Na2S2O3 ไป Y ml

เต่�ม NH4OH จำนได�สารละลายส�น&.าเง�น

Note: 1 . แม�ไม�ม�เห์ล0กต่�องก&าจำ�ด

ก0ต่�องเต่�ม NH4OH และปร�บ้ pH เห์ม$อนก�บ้ วิ�เคุราะห์�แร�ที่กข�.นต่อน

2 ต่�องระเห์ยกรดไนต่ร�ก ให์�ห์มดเน$�องจำาก HNO3 เป(น ox. Agent3. ห์ากเต่�มน&.าแล�วิเกล$อ ไม�ละลาย ให์�เต่�ม CH3COOH ชั่�วิย

4. ก>าซึ่ NO2 เป(นพ�ษ ต่�องต่�มสารในต่��ด�ดคุวิ�น

Cu Analysis by Indirect Redox Titration (ต่�อ)

การ้ค'านวณีสมมต่�โลห์ะ Cu 0.1xxx กร�ม (บ้�กเกอร� 2) ใชั่� Na2S2O3 ไป Y mlแร�ที่องแดง 05. xxx กร�ม (บ้�กเกอร� 1) ใชั่� Na2S2O3 ไป X ml

Na2S2O3 Y ml Cu 0.1xxx กร�ม X ml Cu 0.1xxx (X/Y) กร�มแร� 05. xxx กร�ม ม� CU 0.1xxx (X/Y) กร�ม 100 กร�ม ม� Cu ??? %

ข�อส�งเกต่: กรณ�วิ�เคุราะห์� Cu ในอ�ลลอยด� เชั่�น ที่องเห์ล$อง (Brass) ให์�ละลายในกรด HNO3 เห์ม$อนกรณ�โลห์ะ แล�วิที่&าที่กอย�างเห์ม$อนวิ�เคุราะห์� Cu ในแร�Note: Brass ประกอบ้ด�วิย Cu & Zn เป(นห์ล�ก ม� Sn, Pb, Fe ป(นองคุ�ประกอบ้ย�อย

Cu Analysis by Indirect Redox Titration (ต่�อ)

กรณ�ที่��ต่�องวิ�เคุราะห์�เป(นประจำ&า อาจำ Standardize ห์า Normality ของ Na2S2O3 แล�วิคุ&านวิณแบ้บ้

ที่��วิไป คุ$อ 1000ml 1 N Na2S2O3 Element 1 กร�มสมม�ลย�

การ Standardize ก0คุ$อ การไต่เต่รต่ก�บ้โลห์ะ Cu เห์ม$อนกรณ�บ้�กเกอร� 2คุ$อ Cu 0.1xxx กร�ม Na2S2O3 Y ml

Na2S2O3 Y ml Cu 0.1xxx / 63.57 กร�มสมม�ลย� 1000 ml Cu (0.1xxx / 63.57) x (1000/Y) กร�มสมม�ลย� Normality ของสารละลาย Na2S2O3

Starch/I2 Indicator

การวิ�เคุราะห์�โดย Iodine Method จำ&าแนกเป(น 2 ประเภที่

• Iodimetric (Direct Method): ใชั่� I2 solution เป(น Titrant

Sample ที่��วิ�เคุราะห์�ถุ�ก oxidized ง�าย Redox Direct Titration

เชั่�น H2S + I2 2H+ + S + 2I-

Sn2+ + I2 Sn4+ + 2I-

2S2O32- + I2 S4O62- + 2I-

H2AsO3- + I2 H2AsO4- + 2I- + 2H+

H(SbO)C4H4O6 + I2 + H2O H(SbO2)C4H4O6 + 2I- + 2H+

กรณ�น�.ไม�ม� Excess I2 ในสารละลาย จำ'งใส�น&.าแป8งได�ต่�.งแต่�เร��มไต่เต่รที่ จำดยต่�: ไม�ม�ส� ส�น&.าเง�น

Starch/I2 Indicator 2. Iodometric (Indirect Method) Redox Indirect Titration

ม� I2 เก�ดข'.นใน solution เน$�องจำาก Sample + KI I2

จำากน�.นวิ�เคุราะห์�ห์า I2 ที่��เก�ดข'.นโดยไต่เต่รที่ก�บ้ Na2S2O6

และใชั่�น&.าแป8งเป(นอ�นด�เคุเต่อร� เชั่�น 2Cu2+ + 4I- 2CuI + I2

Cr2O72- + 6I- + 14H+ 2Cr3+ + 3I2 + 7H2O

BrO3- + 6I- + 6H+ Br- + 3I2 + 3H2O

กรณ�น�.มี� Excess I2 ในสารละลาย ห์�ามใส�น&.าแป8งต่อนเร��มไต่เต่รที่ต่�องไต่เต่รต่จำนเห์ล$อ I2 เจำ$อจำางก�อน แล�วิจำ'งห์ยดน&.าแป8งลงในสารละลาย

I2 จำะ adsorb ที่��ผ�วิแป8ง ปรากฏิเป(นส�น&.าเง�น จำากน�.นไต่เต่รที่ต่�อ จำนกระที่��ง I2 ห์มดไป (ที่&าปฏิ�ก�ร�ยาก�บ้ Na2S2O3)เม$�อ I2 บ้นผ�วิแป8งห์มด ส�น&.าเง�นก0ห์ายไป จำดยต่�: ส�น&.าเง�น ไม�ม�ส�

Common Oxidizing Agents and Their Products

Reactant Medium Products

MnO4- + H+ acid Mn2+ + H2O

Cr2O72- + H+ acid Cr3+ + H2O

Ce4+ acid Ce3+

BrO3 - + H+ acid Br- + H2O

MnO2 (s) + H+ acid Mn2+ + H2O

Common Reducing Agents and Their Products

Reactant Medium Products

C2O42- acid CO2

S2O32- acid S4O62- (Specific for I2)

I- Acid or Neutral I2

H2S acid S + H+

H3AsO3 + H2O Acid or Neutral H3AsO4 + H+

Note: S2O32- เม$�อที่&าปฏิ�ก�ร�ยาก�บ้ oxidizing agents อ$�น (นอกเห์น$อ I2)

อาจำถุ�ก oxidized ต่�อเป(น SO42-

Application of Redox Titration

Standardization of the ferrous ammonium sulfate:

Cr2O72- + 6Fe2+ + 14H+ 2Cr3+ + 6Fe3+ + 7H2O

Standardization of KMnO4 solution with Oxalic Acid:

2MnO4- + 5H2C2O4 + 6H+ 2Mn2+ + 10CO2 + 8H2O

Determination of Ethanol by Redox Titration with Potassium Dichromate

2K2Cr2O7 + 3CH3CH2OH + 8H2SO4

3CH3COOH + 2K2SO4 + 2Cr2(SO4)3 + 11H2ONote: กรณ�น�.จำะเป(น Indirect Titration คุ$อ ต่�องใส� K2Cr2O7 ให์�มากเก�นพอ แต่�ที่ราบ้ปร�มาณแน�นอน (Known Excess) แล�วิเต่�ม KI ลงไป จำะเก�ด I2 ละลายในสารละลาย ไต่เต่รต่ห์า I2 ที่��เก�ดข'.น ก0จำะที่ราบ้วิ�าม� K2Cr2O7 เห์ล$ออย��เที่�าไร แล�วิจำ'งคุ&านวิณย�อนกล�บ้วิ�า K2Cr2O7 ถุ�กใชั่�ไปเที่�าไร ก0จำะที่ราบ้ปร�มาณเอที่ธานอลที่��ม�อย�� ด�งน�.นกรณ�น�.ใชั่�วิ�ธ�การวิ�ด Absorbance ชั่�วิงส�เข�ยวิของ Cr2(SO4)3 น�าจำะสะดวิกกวิ�า

Determination of Ethanol by Redox Titration with Potassium Dichromate

2K2Cr2O7 + 3CH3CH2OH + 8H2SO4

3CH3COOH + 2K2SO4 + 2Cr2(SO4)3 + 11H2O

สมการข�างบ้นเป(นการไต่เต่รต่ห์าคุวิามเข�มข�น Ethanol (CH3CH2OH) โดยใชั่� Potassium Dichromate (K2Cr2O7) เป(น Titrant

• Ethanol ถุ�กออกซึ่�ไดซึ่�เป(น Ethanoic acid ห์ร$อ Acetic Acid (CH3COOH)• K2Cr2O7 ส�ส�ม ถุ�กร�ด�วิส�เป(น Cr2(SO4)3 ส�เข�ยวิฉะน�.นปฏิ�ก�ร�ยาน�. คุ$อ Redox Titration แต่�เน$�องจำากห์าจำดยต่�ยาก ในที่างปฏิ�บ้�ต่�จำ'งน�ยมไต่เต่รต่แบ้บ้ย�อนกล�บ้ (Back Titration) โดยใส� K2Cr2O7 ปร�มาณที่��มากเก�นพอและที่ราบ้ปร�มาต่รแน�นอน (Known Excess) แล�วิจำ'งไต่เต่รต่ย�อนกล�บ้วิ�าม� K2Cr2O7 เห์ล$ออย��เที่�าไร

การไต่เต่รต่ K2Cr2O7 ที่��เห์ล$อ น�ยมเต�มี KI ลงไปท'าปฏิ�ก�ร้�ยาได�เป+น I2 ในสารละลาย แล�วิจำ'งไต่เต่รต่ I2 ที่��เก�ดข'.นด�วิย Na2S2O3 (Sodium Thiosulfate) โดยใชั่� Starch-I2 Indicator

ห์ากไม�ใชั่� Back Titration อาจำใชั่� Potentiometric Titration ห์ร$อ Spectrometric Titration

Determination of Ethanol by Redox Titration with Potassium Dichromate

Ethanol sample suspended over acidified potassium dichromate solution.

The left flask shows the brown-coloured solution resulting from the formation of iodine.

The right flask shows how the brown colour fades to pale yellow as the iodine is titrated with thiosulfate (this is the stage at which starch solution should be added).

Upon addition of starch the solution takes on a blue-black colour due to the formation of a starch-iodine complex.

As more thiosulfate is added and we near the titration endpoint,

the blue-black colour from the starch-iodine complex fades.

The endpoint of the titration is reached when just enough thiosulfate is added to react with all the iodine present and the solution becomes colourless.

Potentiometric Titrationเน$�องจำากที่�.ง Redox Titration และ Acid-Base Titration เก��ยวิข�องก�บ้ประจำของ อ�ออนในสารละลาย ในบ้างกรณ�ที่��ไม�สามารถุห์าอ�นด�เคุเต่อร�ที่��เห์มาะสมได� เราอาจำใชั่�วิ�ธ�วิ�ดคุ�าคุวิามต่�างศั�กย� แล�วิ Plot ระห์วิ�าง E ก�บ้ ปร�มาต่ร Titrant

เราสามารถุห์าจำดยต่�จำาก Titration Curve น�.ได� เร�ยกเที่คุน�คุน�.วิ�า Potentiometric Titration

Note: กรณ� Acid-Base Titration เราอาจำใชั่�คุ�า pH แที่นคุ�าคุวิามต่�างศั�กย�ได�

Complexometric Titrationเง$�อนไข: ใชั่� EDTA เป(น Titrant ธาต่ที่��จำะวิ�เคุราะห์�ต่�องเก�ด complex 1:1 ก�บ้ EDTA M-EDTA ม�กไม�ม�ส� ขณะที่�� Indicator และ/ห์ร$อ M-Indicator ม�ส�

3 Types of Complexometric Titration• Direct Titration

M-EDTA ต่�อง strong กวิ�า M-Indicator

ต่�วิอย�าง Pb2+ + XO Pb-XO – Titration Pb-EDTA + XO ไม�ม�ส� เห์ล$อง ม�วิงแดง ไม�ม�ส� เห์ล$องจำดยต่�: ม�วิงแดง เห์ล$อง

• Back Titration M-EDTA ไม� strong (weak กวิ�า M-Indicator) ไต่เต่รที่โดยต่รงไม�ได� ต่�องให์�ที่&าปฏิ�ก�ร�ยาก�บ้ EDTA ที่��มากเก�นพอ แล�วิไต่เต่รที่ห์า EDTA ที่��เห์ล$อ ก0จำะที่ราบ้วิ�าม� Metal ion ในสารละลายเที่�าไร

• Displacement Titration เป(น Back Titration ที่��ม� Fe3+ รวิมก�บ้ Al3+ ต่�องไต่เต่รที่ 2 ข�.นต่อน ข�.นแรกที่ราบ้ปร�มาณ Fe + Al ข�.นสองแที่นที่�� Al-EDTA ด�วิย NH4F จำะได� EDTA เพ��ม ไต่เต่รที่อ�กคุร�.งจำะที่ราบ้ปร�มาณ Al

Coordination Complex Compounds

Polydentate Ligand(EDTA: Ethylene Diamine Tetra Acetatic acid)

Complexometric Titration

ช้น�ดของปฏิ�ก�ร้�ยา 1. กรณ� M-Indicator weak กวิ�า M-EDTA Direct Titration

เน$�องจำาก EDTA เข�าแที่นที่�� Indicator ของ M-Indicator ได�

Pb2+ + X.O Pb-XO Pb-EDTA +

X.O ไม�ม�ส� เห์ล$อง ม�วิงแดง ไม�ม�ส� เห์ล$อง

Note: X.O = Xylenol Orange; จำดยต่� ม�วิงแดง เห์ล$อง

เง#2อนไข1 . เก�ดสารประกอบ้เชั่�งซึ่�อนก�บ้ EDTA แบ้บ้ 1 :1 2 . ใชั่� Metallic Indicator ที่��ส�งเกต่การเปล��ยนแปลงส�ได�ชั่�ดเจำน3. pH ต่�องเห์มาะสม4 . กร�มโมล Titrant กร�มโมล Element

1000 ml 1 M Titrant 1 กร�มโมล Element

pH ~ 5 EDTA

ต่�วิอย�าง Complexometric Direct Titration: Pb

Pb2+ + X.O Pb-XO Pb-EDTA +

X.O ไม�ม�ส� เห์ล$อง ม�วิงแดง ไม�ม�ส� เห์ล$อง

Note: จำดยต่� ม�วิงแดง เห์ล$อง

สมมต่� 25ml (of 250 ml stock solution) ใชั่� EDTA ไป X ml

Solution: Pb-acetate (แร� 0 .5 xxx กร�ม ละลายเป(น stock 250 ml)

Titrant: 0.01 M EDTAIndicator: aprrox. 0.05% Xylenol Orange

pH ~ 5 EDTA

การ้ค'านวณี 1000ml 1 M EDTA Pb 1 โมล = 207.19 กร�ม

X ml 0.01 M EDTA Pb 0.0020719 x X กร�ม % Pb ในแร� = 0.0020719X x (250/25) x

(100/0.5xxx)

ต่�วิอย�าง Direct Titration of Fluorite Ore

Ca2+ + Calcon Ca-Calcon Ca-EDTA +

Calconไม�ม�ส� ส�น&.าเง�น ม�วิงแดง ไม�ม�ส� ส�น&.าเง�น

Note: จำดยต่� ม�วิงแดง น&.าเง�น สมมต่� 10ml (of 20 0 ml stock solution) ใชั่� EDTA

ไป X ml

ส�วินบ้�กเกอร� 2 (แร� 0.5xxx กร�ม ) ใชั่� EDTA ไป Y ml

แร้� Fluorite ประกอบ้ด�วิย CaF2 (major ) + CaCO3 (minor)ฉะน�.นต่�องวิ�เคุราะห์�แยก 2 บ้�กเกอร�• บ�กเกอร้1 1 วิ�เคุราะห์� Total Ca• บ�กเกอร้1 2 วิ�เคุราะห์� Ca ใน CaCO3

pH 12.5

EDTA

Solution: CaCl2 (แร� 05. xxx กร�ม ละลายเป(น stock 20 0 ml)

Titrant: 0.01 M EDTAIndicator: Calcon ห์ร$อ Calcein + Thymolphthaline

ต่�วิอย�าง Direct Titration of Fluorite Ore

บ�กเกอร้1 1 :แร้� + 15% HClO4 + Boric acid CaCl2 + impurities(0.5xxx g.) (15 ml) (1 g.) (soluble +

insoluble)

Note: กรณ�น�. sol impurities สามารถุคุวิบ้คุมโดย Masking Agent

เต่�มน&.า 100ml กรองใส�ขวิดปร�มาต่ร 200ml

CaCl2 stock solution + soluble impurities

CaCl2 (+soluble impurities)

10ml

20% TEA 1% KCN 20% KOH

10 ml 10 ml10 ml

Ca2+ (pH 12.5)

Indicator

EDTA

Ca-EDTA + Indicator

Ca-IndicatorNote: การใส� Masking agent ต่�องเร�ยงต่ามล&าด�บ้เชั่�นน�.เสมอ ห์ากเต่�ม KCN ก�อน TEA (Triethanolamine) สารละลายเป(นกรด จำะเก�ด HCNKCN จำะ mask Cu2+, Ni2+, Zn2+, Cd2+, Co2+

TEA จำะ mask Fe3+, Al3+, Mn2+

KOH ปร�บ้ pH และที่&าลายส�น&.าต่าลของ Fe-TEA

ต่�วิอย�าง Direct Titration of Fluorite Ore

บ�กเกอร้1 2:แร้� + 10% CH3COOH CaCl2 + CaF2 +

impurities(0.5xxx g.) (10 ml (insoluble)

Note: เน$�องจำาก CaCO3 ม�ส�ดส�วินน�อย จำ'งใชั่�ที่�.งห์มด ไม�ต่�องแบ้�งวิ�เคุราะห์�

เต่�มน&.า 100ml กรองแยกส�วิน insoluble ออกไป

CaCl2 + soluble impurities

CaCl2 (+soluble impurities)

20% TEA 1% KCN 20% KOH

10 ml 10 ml10 mlCa2+ (pH 12.5)

Indicator

EDTA

Ca-EDTA + Indicator

Ca-Indicator

Note: • Ca-Calcon ส�มี�วงแดง Calcon ส�เหล#อง ส�งเกต่จำดยต่�ง�าย• Ca-Calcein ส�เหล#อง Calcein ส�ส่�มี ส�งเกต่จำดยต่�ยากห์ากต่�องใชั่� Calcein เป(นอ�นด�เคุเต่อร� น�ยมใชั่� Thymolpthaline ร�วิมCa-Calcein (เห์ล$อง ) + Thym (น&.าเง�น ) = เข�ยวิCalcein (ส�ม ) + Thym (น&.าเง�น ) = ม�วิงแดงจำดยต่�: เข�ยว มี�วงแดง ส�งเกต่ง�ายกวิ�า เห์ล$อง ส�ม

10 นาที่�

ต่�วิอย�าง Direct Titration of Fluorite Ore

การ้ค'านวณี: 1000 ml 1 M EDTA Ca 40.078 กร�ม1 .บ�กเกอร้1 1 สมมต่� 10 of 200 ml stock sol EDTA X ml 20X ml EDTA Ca 20X (0.00040078) กร้!มี % Total Ca = 20X (0.00040078) x 100/0.5xxx

= a2 .บ�กเกอร้1 2 สมมต่�แร� 0.5xxx กร�ม EDTA Y ml % Ca ในร�ป CaCO3 = 0.00040078Y x 100/0.5xxx

= b % Ca ในร�ป CaF2 = a - bCa 40.078 กร�ม คุ�ดเป(น CaCO3 100.08 กร�มCa b กร�ม คุ�ดเป(น CaCO3 10008. x b/40.078 กร�ม % CaCO3 ในแร� FluoriteCa 40.078 กร�ม คุ�ดเป(น CaF2 78.08 กร�มCa a-b กร�ม คุ�ดเป(น CaCO3 78 08 x (a-b)/40.078 กร�ม % CaF2 ในแร� Fluorite

Complexometric Titration (ต�อ)

2. กรณ� M-Indicator strong กวิ�า M-EDTA Back Titration

เน$�องจำาก EDTA เข�าแที่นที่�� Indicator ของ M-Indicator ไม�ได�

Fe3+ + Ind. Fe-Ind. No Reaction

ต่�องใชั่�วิ�ธ�ไต่เต่รต่ย�อนกล�บ้ โดยใส� EDTA ปร�มาณ Known Excess

แล�วิไต่เต่รต่ EDTA ที่��เห์ล$อด�วิย Pb2+ โดยใชั่� X.O เป(นอ�นด�เคุเต่อร�

Fe3+ + EDTA Fe-EDTA + Excess EDTA

ห์ยด X.O (เหล#อง)

ไต่เต่รต่ด�วิย PbNO3

Pb-EDTA + Pb-XO (ที่��จำดยต่�) ไม�ม�ส� ม�วิงแดง

ที่��จำดยต่�: เห์ล$อง ม�วิงแดง

EDTA

Complexometric Back Titration

โดยปกต่�การไต่เต่รที่ด�วิยวิ�ธ� Complexometric titration จำะเร��มด�วิยการห์ยดอ�นด�เคุเต่อร� (ส่� A) ลงในสารละลายโลห์ะอ�ออน ได�เป(น M-Indicator (ส่� B) จำากน�.นไต่เต่รที่ด�วิย EDTA

โมเลกล EDTA จำะไปไล�ที่�� Indicator จำาก M-Indicator ได�เป(น M-EDTA ซ62งไมี�มี�ส่� ขณะเด�ยวิก�น Free Indicator ที่��ห์ลดออกมาจำะปรากฏิส� A ฉะน�.นจำ*ดย*ต� ส่� B ส่� Aฉะน!$น M-EDTA ต่�อง strong กวิ�า M-Indicator EDTA จำ'งจำะเข�าแที่นที่��ได�

หาก M-EDTA อ�อนกวิ�า M-Indicator EDTA เข�าแที่นที่��ไม�ได�กรณ�น�.ต่�องให์� M ที่&าปฏิ�ก�ร�ยาก�บ้ EDTA มากเก�นพอ แล�วิไต่เต่รที่ EDTA ที่��เห์ล$อด�วิย Pb2+/XO

M + EDTA (known excess) M-EDTA + excess EDTA

ห์ยด XO สารละลายส�เห์ล$อง

ไต่เต่รที่ด�วิย Pb2+ จำน EDTA ห์มดห์ยดต่�อไปจำะได� Pb-XO ส�ม�วิงแดง

M-EDTA + Pb-EDTA (ไม�ม�ส�) + Pb-XO (ส�ม�วิงแดง ที่��จำดยต่�)

จำดยต่�: ส�เห์ล$อง ส�ม�วิงแดงจำดยต่�: ส�เห์ล$อง ส�ม�วิงแดง

Complexometric Titration

3 . กรณ�โลห์ะอ�ออน 2 ชั่น�ดเก�ดพ�นธะก�บ้ EDTA ได�ด�พอๆก�น

เชั่�น Fe 3+ ก�บ้ Al3+ Displacement Titration

โดยที่&า Back Titration 2 steps ด�งน�.

Fe3+ + Al3+ + EDTA Fe-EDTA + Al-EDTA + Excess EDTA

ไต่เต่รต่ด�วิย Pb2+ / X.O

Pb-EDTA + Pb-XO (ที่��จำดยต่�) ไม�ม�ส� ม�วิงแดง

ปร้�มีาณี Pb2+ ท�2ใช้� ปร้�มีาณี Fe3+ + Al3+

เต่�ม NaF ลงในสารละลาย (ที่��ไต่เต่รต่เสร0จำคุร�.งแรก) ซึ่'�งม� Fe-EDTA + Al-EDTA

F- จำะเข�าไปแที่นที่�� EDTA ใน Al-EDTA จำะได� Free EDTA เก�ดข'.น ไต่เต่รต่อ�กคุร�.ง จำะที่ราบ้ปร�มาณ EDTA ที่��เที่�ยบ้เที่�า Al3+ในสารละลายห์�กลบ้ก�บ้ผลการไต่เต่รต่คุร�.งแรก จำะที่ราบ้ปร�มาณ Fe3+ ในสารละลาย

Displacement Titration

Fe3+ + Al3+ + EDTA (known excess) Fe-EDTA + Al-EDTA + excess EDTA

ห์ยด XO สารละลายส�เห์ล$อง

ไต่เต่รที่ด�วิย Pb2+ จำน EDTA ห์มดห์ยดต่�อไปจำะได� Pb-XO ส�ม�วิงแดง

Fe-EDTA + Al-EDTA + Pb-EDTA (ไม�ม�ส�) + Pb-XO (ส�ม�วิงแดง ที่��จำดยต่�)เต่�ม NH4F

Fe-EDTA + AlF3 + Free EDTA + Pb-EDTA (ไม�ม�ส�) + Pb-XO

ห์ยด XO สารละลายส�เห์ล$อง

ไต่เต่รที่ด�วิย Pb2+ จำน EDTA ห์มดห์ยดต่�อไปจำะได� Pb-XO ส�ม�วิงแดง

Fe-EDTA + AlF3 + Pb-EDTA + Pb-EDTA (ไม�ม�ส�) + Pb-XO

จำดยต่�แรก ที่ราบ้ปร�มาณ Fe3+ + Al3+จำดยต่�แรก ที่ราบ้ปร�มาณ Fe3+ + Al3+

จำดยต่�สอง ที่ราบ้ปร�มาณ Al3+จำดยต่�สอง ที่ราบ้ปร�มาณ Al3+

Precipitation Titration

- ไม�ม�การเปล��ยนแปลงวิาเลนซึ่� ไม�ใชั่� Redox Titration

- ไม�ได�ใชั่� EDTA เป(น Titrant ไม�ใชั่� Complexometric Titration

- สารประกอบ้ระห์วิ�าง M ก�บ้ Titrant และ/ห์ร$อ M ก�บ้ Indicator

ม�กเป(นของแข0ง ส�งเกต่จำดยต่�ยาก จำ'งน�ยมใชั่� External Indicator

ห์ร$อ Spot Test

ต่�วิอย�างได�แก� การไต่เต่รต่ Zn2+ ด�วิย K4[Fe(CN)6] ได�ต่ะกอน K4Zn3[Fe(CN)6]2 ส�ขาวิข�น ที่��จำดยต่� K4[Fe(CN)6] ที่&าปฏิ�ก�ร�ยาก�บ้อ�นด�เคุเต่อร� (Uranyl

Acetate)

ได�ต่ะกอน (UO2)2Fe(CN)6 ส�น&.าต่าลแดง

ในที่างปฏิ�บ้�ต่� น�ยมห์ยดอ�นด�เคุเต่อร�บ้นแผ�นกระเบ้$.องส�ขาวิ แล�วิแต่ะสารละลายจำากการไต่เต่รต่มาส�มผ�สก�บ้ห์ยดอ�นด�เคุเต่อร� จำนกระที่��งม�ต่ะกอนส�น&.าต่าลแดงเก�ดข'.น แสดงวิ�าถุ'งจำดยต่� ฉะน�.นวิ�ธ�น�.จำะ Error ส�ง ต่�องไต่เต่รต่ซึ่&.าห์ลายคุร�.ง

การวิ�เคุราะห์� Zn โดย Precipitation Titration

แร้�ส่!งกะส่� (0.5xxx กร�ม ) + conc.HCl (10 ml) ZnCl2 + Impurities เต่�มน&.า 100ml ต่�ม แล�วิกรอง

SiO2ZnCl2 + FeCl3

NH4OH จำนเป(นเบ้ส ต่�ม แล�วิกรองใส�ขวิดปร�มาต่ร 250ml

Fe(OH)3 NH4Zn(OH)3 Ammonium Zincate Stock Solution

Zn2+ (25 ml)

ที่&าให์�เป(นกลางด�วิย HCl เต่�ม Excess 3 ml + น&.า 300 ml เพ$�อให์�ได�สารละลายกรดเข�มข�น 1

ต่�มเด$อด แล�วิไต่เต่รต่ด�วิย K4Fe(CN)6 โดยใชั่� Uranyl Nitrate External Indicator

K2Zn3[Fe(CN)6]2 สมมต่�ใชั่�ไป b ml

Standardization of K4Fe(CN)6

โลหะส่!งกะส่� (0.1 xxx กร�ม ) + conc.HCl (10 ml) ZnCl2

NH4OH จำนเป(นเบ้ส ต่�ม แล�วิกรองใส�ขวิดปร�มาต่ร 250ml

ที่&าให์�เป(นกลางด�วิย HCl เต่�ม Excess 3 ml + น&.า 300 ml

ต่�มเด$อด แล�วิไต่เต่รต่ด�วิย K4Fe(CN)6

K2Zn3[Fe(CN)6]2 สมมต่�ใชั่�ไป a ml

K4Fe(CN)6 a ml Zn 0.1xxx กร�ม b ml Zn 0.1xxx x b/a กร�ม% Zn ในแร� = 0.1xxx x (b/a) x (250/25) x (100/0.5xxx)Note: Zn ที่&าปฏิ�ก�ร�ยาก�บ้ K4Fe(CN)6 ได�ด�ในสารละลายกรด 1%

การวิ�เคุราะห์�ด�บ้กผสมวิลแฟรมแร้�ด�บ*ก + NaOH Na2SnO3 + Na2WO4 +

impurities(0.5 xxx กร�ม) (5 กร�ม)

• เต่�มน&.า 100 ml ต่�มจำนเกล$อละลาย• เต่�ม HCl 60 ml + Quinoline Hydrocloride 10 ml• เต่�มน&.าจำนคุรบ้ 300ml ต่�.งคุ�างคุ$น แล�วิกรอง

SnCl4 + FeCl3 + soluble impurities

Fusion

เบ้�า Fe or Ni

H2WO4 + insoluble impurities

G-methodห์า % WO3

Reduce ด�วิย Al/HCl

SnCl2 + FeCl2 + soluble impurities

Starch/I2 Redox Direct Titration

SnCl4 + FeCl2 + soluble impurities

Note: I2 oxidizes Sn2 + ได� แต่�ไม� oxidizes Fe2+ จำ'งไม�ต่�องแยก Fe ออกก�อนไต่เต่รต่ คุ�า Eo reduction ของ I2 = 0.535 V, Sn4+ = 0.15 V, Fe3+ = 0.771 V

Spectroscopy = Interaction ระห์วิ�าง Matter ก�บ้ Lightใชั่�ส&าห์ร�บ้• Identify element Qualitative analysis• Quantify element Quantitative analysisหล!กการ้:• Emission Spectroscopy AES (Atomic Emission Spectroscopy) • Absorption Spectroscopy - Molecular Absorption UV-VIS - Atomic Absorption AAS Note: AAS = Atomic Absorption Spectroscopy

กรณ� AAS โมเลกลของสารจำะถุ�ก atomized ด�วิยเที่คุน�คุ• Flame (solution only)• Non-Flame ห์ร$อ Graphite Furnace (สารต่�วิอย�างอาจำเป(น solution, slurry, solid)

กรณ� AES สารจำะถุ�ก excited ด�วิยเที่คุน�คุ• Flame• Electrical discharge• Plasma - DCP (Direct current plasma) - ICP (Inductively coupled plasma) - MIP (Microwave induced plasma) - LIP (Laser induced plasma)Note: Plasma is an electrically neutral, highly ionized gas that consists of ions, e-, atoms.

Classifications of Matter

Solution • Suspension

• Colloid

• Slurry

สสาร

สารผสม สารบ้ร�สที่ธ�=

สารประกอบ้ ธาต่เน$.อเด�ยวิ เน$.อผสม

ประกอบ้ด�วิย ธาต่ 2 ชั่น�ดข'.นไป เชั่�น

NH3, CH4, HCl, CO2, H2O, CH3COOH, etc.

ต่�วิอย�างเชั่�น

Na, Mg, C, Au, Ag, Cu, Ne, Ar, NN22, H, H22, O, O22, etc.

Substance

ของผสม สารบ้ร�สที่ธ�=

เน$.อเด�ยวิ เน$.อผสม สารประกอบ้ ธาต่

Solution

Classifications of Substance

• Colloid (sol, emulsion, foam, etc.): Tyndall Effect

• Suspension (มองเห์0นอนภาคุที่��แขวินลอยด�วิยต่าเปล�า)• Slurry (แขวินลอยเฉพาะเม$�อม�การกวิน)

Substance จำ&าแนกเป(น ส่าร้บร้�ส่*ทธิ์�9 ก�บ้ ส่าร้ผส่มี• ส่าร้บร้�ส่*ทธิ์�9 จำ&าแนกเป(น ธิ์าต* ก�บ้ ส่าร้ปร้ะกอบ

ส่าร้ปร้ะกอบ: ธาต่ 2 ชั่น�ดข'.นไป รวิมก�นที่างเคุม� H2, O2, N2 จำ�ดเป(นธาต่ ไม�ใชั่�สารประกอบ้

• ส่าร้ผส่มี (Mixture): สาร 2 ชั่น�ดข'.นไป รวิมก�นที่างกายภาพ แยกจำากก�นได�ด�วิยวิ�ธ�ที่างกายภาพ

จำ&าแนกเป(น ของผสมเอกพ�นธ�ของผสมเอกพ�นธ� ก�บ้ ของผสมวิ�วิ�ธพ�นธ�ของผสมวิ�วิ�ธพ�นธ�• ของผส่มีเอกพ!นธิ์1 (Homogeneous Mixture) ปรากฏิเป(นเน$.อเด�ยวิก�น สารละลาย (Solution) เชั่�น น&.าเชั่$�อม บ้�ดกร� (solder) อากาศั• ของผสมวิ�วิ�ธพ�นธ� (Heterogeneous Mixture) ไม�เป(นเน$.อเด�ยวิก�น Colloid, Suspension, Slurry

Classifications of Materials

Materials

Basic MaterialsSpecial

Materials

Metals

Polymers(incl. Rubber)

Ceramics(incl. Glass, Cement)

Alloys

Composite

Polymer Blend, Copolymer, ENPLAS

Advance Ceramics

Nanomaterials

Materials & Natural ResourcesResources

NonRenewable

Renewable

Ores(ส�นแร�)

Petroleum(ป<โต่รเล�ยม) Bio

Metals& Alloys

Ceramics& Glass

Plastics Wood

Rubber

Fiber(Cellulose)

WasteWaste

Secondary resources or

Recycled materials

SyntheticRubbers

Cement, Granite, Marble, Rock,

Precious stones

(แห์ล�งไม�ห์มนเวิ�ยน) (แห์ล�งห์มนเวิ�ยน)

3Rs’3Rs’

Note: 3Rs’ = Reduce, Reuse, Recycling

Note: 3Rs’ = Reduce, Reuse, Recycling

JUST BURN IT! (Burn to get rid of it)

Incineration: the old-styleold-style solid waste management (Do not use the heat from the combustion)

Waste-to-Energy (Burn to achieve energyenergy) The present-stylepresent-style solid waste management

Recycle and/or Resources Recovery

Note: Garbage does not contain as much heat energy as coal. It takes one ton (2,000 pounds) of garbage to equal the heat energy in 500 pounds of coal.

Waste Management: BurnBurn or Not to burnNot to burn?

Energy & Natural Resources

http://www.eia.doe.gov/kids/energyfacts/sources/whatsenergy.html

(แห์ล�งไม�ห์มนเวิ�ยน)(แห์ล�งห์มนเวิ�ยน)

Homogeneous vs Heterogeneous Mixtures

Component 1 Component 2+

Mixture

Homogeneous(รวิมเป(นเน$.อเด�ยวิก�น)

Homogeneous(ไม�เป(นเน$.อเด�ยวิก�น)

Colloid

Suspension& Slurry

Solution

A solution is a homogenous mixture of 2 or more substances

กรณ� Solute & Solvent ม�สถุานะเด�ยวิก�น เชั่�น Liquid in Liquid, Gas in Gas สารที่��ม�น�อยกวิ�า จำะเป(น Solute สารที่��ม�มากกวิ�า จำะเป(น Solventกรณ� Solute & Solvent ม�สถุานะต่�างก�น เชั่�น Solid & Liquid, Liquid & Gas สารที่��ม�สถุานะเด�ยวิก�บ้ Solution จำะเป(น Solvent เชั่�น น&.าเชั่$�อม จำะม�น&.าต่าล (solid) เป(น Solute และ น&.า (Liquid) เป(น Solvent

Types of Solution

ส่าร้ผส่มี: Solutionส่าร้ผส่มี: Solution

A colloid is a dispersion of particles of one substance throughout a dispersing medium of another substance.

Colloid versus Solution• colloidal particles are much larger than solute

molecules• colloidal suspension is not as homogeneous as a

solution

ส่าร้ผส่มี: Colloidส่าร้ผส่มี: Colloid

กาวิลาเที่0กซึ่�

Note: • Liquid droplets กระจำายต่�วิใน Liquid medium อาจำเป(น W/O ห์ร$อ O/W• มองไม�เห์0นอนภาคุที่��แขวินลอย จำ'งเป(น colloid

Liquid FoamSolid Foam

Metal Foam(Porous Metal)

Ceramic Foam(Filter)

Note: • Foam คุ$อ Gas กระจำายต่�วิใน Liquid ห์ร$อ Solid• มองไม�เห์0นอนภาคุที่��แขวินลอย จำ'งเป(น colloid

Fog, Smog, Mist (liquid in gas)

Smoke (solid in gas)Note: มองไม�เห์0นอนภาคุที่��ลอยต่�วิใน gas จำ'งจำ�ดเป(น colloid

Note: มองเห์0นอนภาคุที่��แขวินลอย จำ'งไม�ใชั่� colloid

Slurry is, in general, a thick suspension of solids in a liquid and may be:

• A mixture of water and cement to form concrete

• A mixture of water, gelling agent, and oxidizers

used as an explosive

• A mixture of water and Bentonite

used to make slurry walls

• A mixture of wood pulp and water

used to make paper. Note: ต่�องกวินอนภาคุจำ'งแขวินลอย