การแยกสาร•การแยกสารผสมชนิดของเหลว...

การแยกสาร

การแยกสาร เป็นการแยกสารที่ผสมกันอยู่เพื่อให้ได้สารบริสุทธิ์ออกมา

วิธีการแยกสาร

วิธีการแยกสารเนื้อผสม วิธีการแยกสารเนื้อเดียว

การกรอง การระเหยแห้ง การระเหิด การใช้แม่เหล็กดูด การใช้มือหยิบออก การใช้กรวยแยก

การกลั่น การกลั่นล าดับส่วน การสกัดด้วยตัวท าละลาย การสกัดด้วยไอน้ า การตกผลึก โครมาโตกราฟ ี

• แยกของแข็งออกจากของเหลว โดยของแข็งต้องไม่ละลายในของเหลวนั้น

• ใช้ผ้าขาวบาง กระดาษกรอง กระดาษเซลโลเฟน • สารที่มีอนุภาคใหญ่กว่าจะติดอยู่ที่กระดาษกรอง สารที่มีขนาดเล็ก

กว่าจะผ่านกระดาษกรอง เช่น การแยกหินปูน กับน้ า

การกรอง

การกรอง

เป็นการแยกของแข็งออกจากของเหลว หรือ แยกสารที่มีขนาดใหญ่ออกจากสารที่มีขนาดเล็ก

การระเหยแห้ง

• การแยกสารละลายที่มีของแข็งละลายอยู่ในตัวท าละลาย

• เมื่อให้ความร้อนกับสาร ของเหลวจะระเหยออกไป เหลือเฉพาะของแข็งในภาชนะ

• ใช้แยกสารผสม เมื่อสารผสมประกอบด้วยสารชนิดหนึ่งที่ระเหิดได้ง่าย

• เมื่อให้ความร้อน สารที่ระเหิด ได้ง่ายจะระเหิดออกไป

เช่น การบูรผสมกับเกลือแดง

การระเหิด

การใช้แม่เหล็กดูด

• แยกของผสม เมื่อสารชนิดหนึ่งสามารถถูกดูดด้วยแม่เหล็กได้

• การแยกผงตะไบเหล็กออกจากสาร

• การแยกเหล็กออกจากสินแร่

การใช้มือหยิบออก

•แยกของผสมที่มีขนาดใหญ่ มองเห็นได้ชัด •เช่น แยกเมล็กข้าวเปลือกที่ปนกับข้าวสาร

• ใช้แยกสารที่เป็นของเหลวใช้แยกของเหลวท่ีไมร่วมเป็นเนือ้เดียวกนัออกจากกนั • แยกสาร อินทรีย์กับสารอนินทรียอ์อกจากกัน

การสกัดด้วยตัวท าละลาย

• เป็นการแยกของเหลวท่ีมีความสามารถในการละลายในสารละลายบางชนิดต่างกัน • ส่วนมากเป็นการแยกสารอินทรีย์ที่ต้องการออกจากวัตถุดิบ

สมบัติของตัวท าละลายที่ใช้ในการสกัด

• ไม่ละลายน้ าหรือละลายน้ าได้น้อยมาก

• ระเหยได้ดีที่อุณหภูมิต่ า

• สารละลายที่ต้องการสกัดได้ด ี

• ไม่ท าปฏิกิริยากับน้ าหรือสารที่ต้องการสกัด

การสกัดด้วยตัวท าละลาย

ตัวท าละลายที่นิยมเลือกใช ้

• เอทิลอีเทอร ์

• อีเทอร ์

• เอทานอล

• เฮกเซน

การสกัดด้วยตัวท าละลาย

ต้องเลือกตัวท าละลายที่สามารถละลายสารที่ต้องการสกัดได้ เช่น ถ้าต้องการสกัดสีของขมิ้น ใช้น้ าสกัดจะได้ผลดีกว่าแอลกอฮอล์

ถ้าต้องการสกัดน้ ามันหอมระเหยจากขมิ้น ใช้แอลกอฮอล์สกัดจะได้ผลดีกว่าน้ า

การสกัดด้วยตัวท าละลาย

• การแยกสารผสมชนิดของเหลว

• ถ้าสารจุดเดือดต่างกันมาก ใช้การกลั่นธรรมดา

• ถ้าสารจุดเดือดใกล้เคียงกัน ใช้การกลั่นล าดับส่วน

• ถ้าสารเป็นสารอินทรีย์ ระเหยง่าย ไม่ท าปฏิกิริยากับน้ า ใช้การกลั่นด้วยไอน้ า

การกลั่นธรรมดา เหมาะส าหรับสารที่มจีุดเดือดต่างกันประมาณ 80°C ขึ้นไปและเมื่อกลั่นเสร็จแล้วมขีองแข็งเหลืออยู่ที่ก้นภาชนะ

• เป็นการแยกของเหลวที่มีจุดเดือดใกล้เคียงกัน • ให้ความร้อนแก่สาร ไอของสารระเหยจะผ่านขึ้นไปยังคอลัมน์ ท าให้ไอแยกออกเป็นส่วนๆ ตามช่วงอุณหภูม ิ• สารที่มีจุดเดือดต่ า จะระเหยไปทางด้านบนของคอลัมน์ สารที่มีจุดเดือดสูงกว่า จะอยู่ทางด้านล่างของคอลัมน ์

การกลั่นน้ ามันดิบ

การกลั่นด้วยไอน้ า

• เป็นการแยกสารทีร่ะเหยเป็นไอได้ง่าย และไม่รวมตัวกับน้ า • ใช้สกัดน้ ามันหอมระเหย • ไอน้ าจะพาน้ ามันหอมระเหยไปยังส่วนที่ควบแน่น น้ ามันและน้ าจึงถูกควบแน่นเป็นของเหลวและแยกชั้น

การกลั่นด้วยไอน้ า

• เป็นการแยกของแข็งที่ละลายอยู่ในของเหลว โดยท าให้เป็นสารละลายอิ่มตัว แล้วปล่อยให้สารละลายเย็นตัวลงอย่างช้าๆ ได้ของแข็งตกผลึกออกมา • ใช้แยกของแข็งที่ปนกันอยู่หลายชนิดออกจากกัน • ใช้หลักสารต่างชนิดกัน มีความสามารถในการละลายต่างกนั

โครมาโตกราฟี

• เป็นการแยกสารที่มีปริมาณน้อยๆ ได้ดี • ประกอบด้วย 2 ส่วน – ตัวท าละลาย เป็นตัวพาให้สารเคลื่อนที่ – ตัวดูดซับ เป็นตัวดูดซับสารในระหว่างท่ีเคลื่อนที่

• อาศัยสมบัติเกี่ยวกับการละลายในตัวท าละลายที่ต่างกัน และการดูดซับที่ต่างกัน

โครมาโตกราฟีชนิดคอลัมน์

โครมาโตกราฟี

สารที่ละลายในตัวท าละลายได้ดี และถูกดูดซับได้น้อย จะเคลื่อนที่ ได้เร็ว สารที่ละลายในตัวท าละลายได้ดี และถูกดูดซับไว้ดี จะเคลื่อนที่ได้ช้า สารที่มีความสามารถในการละลายและถูกดูดซับได้เหมือนกัน จะเคลื่อนที่ไปด้วยกัน

โครมาโตกราฟี

• ค่า Rf เป็นค่าเปรียบเทียบระยะทางที่สารเคลื่อนที่กับระยะทางที่ตัวท าละลายเคลื่อนที่ ใช้ในการวิเคราะห์การแยกสาร

Rf =

โครมาโตกราฟี

ตัวอย่าง 1 หาค่า Rf จากการทดลองแยกสารสีแดงชนิดหนึ่งด้วยวิธีการโครมาโทกราฟี พบว่าแยกเป็น 3 ส่วนประกอบ ดังนี้

สารประกอบ ระยะทางท่ีสารประกอบเคลื่อนที่

(ซ.ม.)

ระยะทางท่ีตัวท าละลายเคลื่อนที่

(ซ.ม.)

ค่า Rf

1 2 3

12 10 7

15 15 15

ตัวอย่าง 2 จากการท าโครมาโทกราฟขีองสาร X โดยใช้ตัวท าละลายและตัวดูดซับชนิดเดียวกันได้ผลดังนี ้

• สารคู่ใดน่าจะเป็นสารชนิดเดียวกัน ………………………………………………………

• สารคู่ใดแยกออกจากกันได้ยากที่สุด …………………………………………………

• สารใดละลายในตัวท าละลายนี้ได้ดีที่สุด …………………………………………………

สาร ระยะทางการเคลื่อนที ่

Rf สาร ตัวท าละลาย A 8.0 10

B 7.2 12

C 6.0 15

D 12.8 20

E 10.0 25

ตัวอย่าง 3 สารต่อไปนี้ ควรใช้วิธีแยกแบบใด • น้ า + แอลกอฮอล์ ……………………………………………….. • น้ ามันปิโตรเลียม ………………………………………………… • น้ าโคลน …………………………………………………………… • น้ าเกลือ ……………………………………………………………. • น้ าส้มสายชู……………………………………………….. • น้ าทะเล ……………………………………………….. • น้ าหอม ……………………………………………….. • น้ า + โพแทสเซียมไอโอไดด ์………………………………………………..

ตัวอย่าง4 สภาพละลายได้ของสารละลายNaNO3กับ CaCrO4ณ อุณหภูมิหนึ่ง เป็นดังนี้

ถ้าน า NaNO3มาละลายในน้ า 100 กรัม ที่อุณหภูมิ 60°C แล้วท าให้เย็นลง

เป็น 0°C จะเกิดการเปลี่ยนแปลงอย่างไร

สาร สภาพละลายได้เป็นกรัมในน้ า 100 กรัม 0°C 20°C 60°C 100°C

NaNO3 73 88 124 180

CaCrO4 13 10.4 6.1 3.2

ตัวอย่าง5 สภาพละลายได้ของสารละลายNaNO3กับ CaCrO4ณ อุณหภูมิหนึ่ง เป็นดังนี้

• ถ้าน า CaCrO4มาละลายในน้ า 500 กรัม ที่อุณหภูมิ 100°C แล้วท าให้เย็น

ลงเป็น 0°C จะเกิดการเปลี่ยนแปลงอย่างไร

สาร สภาพละลายได้เป็นกรัมในน้ า 100 กรัม 0°C 20°C 60°C 100°C

NaNO3 73 88 124 180

CaCrO4 13 10.4 6.1 3.2

ตัวอย่าง 6 สภาพละลายได้ของสารละลายNaNO3กับ CaCrO4ณ อุณหภูมิหนึ่งเป็นดังนี้

• ถ้าน า NaNO3 มา 50 กรัม มาละลายในน้ า 50 กรัม ที่อุณหภูมิ 100°C แล้วท าให้เย็นลงเป็น 60°C และ 20°C จะเกิดการเปลี่ยนแปลงอย่างไรตามล าดับ

สาร สภาพละลายได้เป็นกรัมในน้ า 100 กรัม 0°C 20°C 60°C 100°C

NaNO3 73 88 124 180

CaCrO4 13 10.4 6.1 3.2

ตัวอย่าง7 เมื่อน าสาร A และสาร B ที่มีสีมาแยกด้วยวิธีกระดาษ โครมาโทกราฟี ใชส้ารละลายอะซีโตนในน้ าร้อยละ 50 โดยปริมาตรเป็นตัวละลาย ผลที่ได้จากการทดลองและค่า Rf เป็นดังนี้

สารมีส ี สารที่แยกได ้ ค่า Rf

A สีเหลือง สีเขียว สีน้ าเงิน

0.89 0.75 0.51

B สีเขียว 0.75

สารใด ดูดซับโดยกระดาษกรองได้มากที่สุด ?

ตัวอย่าง8 เมื่อน าสาร A และสาร B ที่มีสีมาแยกด้วยวิธีกระดาษโครมาโทกราฟี ใชส้ารละลายอะซีโตนในน้ าร้อยละ 50 โดยปริมาตรเป็นตัวละลาย ผลที่ได้จากการทดลองและค่า Rf เป็นดังนี้

สาร A เป็นสารบริสุทธิ์ หรือ สารผสม ?

สารมีส ี สารที่แยกได ้ ค่า Rf

A สีเหลือง สีเขียว สีน้ าเงิน

0.89 0.75 0.51

B สีเขียว 0.75

ตัวอย่าง9 เมื่อน าสาร A และสาร B ที่มีสีมาแยกด้วยวิธีกระดาษโครมาโทกราฟ ีใชส้ารละลายอะซีโตนในน้ าร้อยละ 50 โดยปริมาตรเป็นตัวละลาย ผลที่ได้จากการทดลองและค่า Rf เป็นดังนี้

สาร B กับสารสีเขียวแยกได้จากสาร A เป็นสารชนิดเดียวกันหรือไม่ เพราะเหตุใด ?

สารมีส ี สารที่แยกได ้ ค่า Rf

A สีเหลือง สีเขียว สีน้ าเงิน

0.89 0.75 0.51

B สีเขียว 0.75

ตัวอย่าง10 ในการท าโครมาโทกราฟีแบบกระดาษ สาร X, Y, Z ในตัวท าละลายได้ผลดังนี้

ระยะทางที่ตัวท าละลาย A เคลื่อนที่ 10 cm.

ระยะทางที่ตัวท าละลาย B เคลื่อนที่ 20 cm.

• ควรใช้สารละลายใดในการแยกสาร X และ Y ออกจากกัน ………………………………………

• ควรใช้สารละลายใดในการแยกสาร X และ Z ออกจากกัน ………………………………………

• สารใดแทบจะแยกไม่ออกถ้าไม่เปลี่ยนตัวท าละลาย A และ B …………………………………..

• ตัวท าละลาย A และ B สามารถละลาย Z ได้ดีกว่า …………………………………………………

สาร ระยะที่สารเคลื่อนที่ใน

ตัวท าละลาย A

ระยะที่สารเคลื่อนที่ใน

ตัวท าละลาย B

X 7.5 15

Y 6.0 14

Z 3.0 6