สาร

เคมีเคมี--ความรูเบื้องตนความรูเบื้องตน

บทที่บทที่ 11

เรามักไดยินหรือไดพบคําวาเรามักไดยินหรือไดพบคําวา

สารเคมีสารเคมี บอยๆบอยๆ

สารเคมี คืออะไร ...

สารเคมีสารเคมี หมายถึงหมายถึง ......

สารเคมีสารเคมี (Chemical Substance)(Chemical Substance)

สารบรสิุทธิ์ (A chemical substance is any pure, unmixed material substance with a definite chemical composition)

ในทางเคมี สารบริสุทธิ์ ไดแกธาตหุรือสารประกอบ

ตองการคําอธิบายเพิ่มเติม

สสารสสาร หมายถึงสิง่ที่มีมวลหมายถึงสิง่ที่มีมวล ตองการที่อยูตองการที่อยู

แตทําไมสสารตางแตทําไมสสารตางชนิดกันชนิดกัน จึงมีจึงมีสมบตัิตางกันสมบตัิตางกัน ??

1.1. โลกทัศนของสสารโลกทัศนของสสาร

สมบัติทางกายภาพ

สี กลิ่น ความนําไฟฟา ...

สมบัติทางเคมี

ปฏิกิริยาเคมี เชน การเปนสนิม การติดไฟ ...

1.1. โลกทัศนของสสารโลกทัศนของสสาร

โลกโลกทัศนทัศนของสสารของสสาร มองไดมองได 22 แบบแบบ

1.11.1 จากขนาดใหญไปยังระดับอนุภาคจากขนาดใหญไปยังระดับอนุภาค

1.21.2 จากระดับอนุภาคไปหาขนาดใหญจากระดับอนุภาคไปหาขนาดใหญ

2.2. การการจําแนกสสารจากจําแนกสสารจากขนาดใหญไปขนาดใหญไปหาอนุภาคหาอนุภาค

1. ของผสม2. สารบริสุทธิ์

- ธาตุ- สารประกอบ

สสาร แบงออกไดเปน


นักวิทยาศาสตรเริ่มจําแนกสารจากการมองเห็นดวยตาเปลากอน เบื้องตนเริ่มดูวา เปนสารเนื้อเดียวหรือเนื้อผสม


นิสิตคิดวา เปนสารเนื้อเดียวหรือเนื้อผสม?


คําถามคอืสารเนื้อเดียวแยกทางกายภาพไปเปนสารเนื้อเดียวอื่นๆไดอีก

หรือไม?

น้ําตาลทราย + น้าํ

การแยกทางกายภาพ

การกรอง

การกลั่น

การตกผลึก

โครมาโตกราฟ


เกลอืสินเธาวมีดินปนอยู นสิิตมีวิธีแยกเกลือออกจากดนิอยางไร?

สสาร

สารเนื้อเดียว สารเนื้อผสม

2.2. การการจําแนกสสารจากขนาดใหญไปจําแนกสสารจากขนาดใหญไปหาอนุภาคหาอนุภาค

น้ําเชื่อมหินแกรนิต

แกรไฟต

แยกทางกายภาพตอไดสารเนื้อเดียว

มากกวา 1 ชนิดแยกทางกายภาพตอไดสารเนื้อเดียว

มากกวา 1 ชนิด


สารเนื้อผสมและสารเนื้อเดียวที่แยกตอทาง

กายภาพได เรียกวาของผสม (mixture)

ของผสม มีสวนผสมที่ไมแนนอน


น้ําเชื่อม

น้ําตาล น้ํา

แยกตอ

สารเนื้อเดียวสารเนื้อเดียว

สัดสวนไมคงที่ Variable composition

สัดสวนคงที่ constant composition สัดสวนคงที่ constant composition


น้ําตาลทราย (sucrose) บริสุทธิ์ เมื่อนําไปวิเตราะหทางเคมี จะประกอบดวยคารบอน 42.1 % โดยน้ําหนัก ไฮโดรเจน 6.4 % โดยน้ําหนัก ออกซิเจน 51.5 % โดยน้ําหนัก

น้ํา บริสุทธิ์ เมื่อนําไปวิเตราะหทางเคมี จะประกอบดวยไฮโดรเจน 11.1 % โดยน้ําหนัก ออกซิเจน 88.9 % โดยน้ําหนัก

ของเหลวคลายน้ํา เมื่อนําไปวิเตราะหทางเคมี จะประกอบดวยไฮโดรเจน 5.9 % โดยน้ําหนัก ออกซิเจน 94.1 % โดยน้ําหนัก ของเหลวนี้ใชน้ําหรือไม


สารบริสุทธิ์ (substance) เปนสสารที่มีสมบัติทางกายภาพและทางเคมีเฉพาะตัวและมีสัดสวนคงที่ (definite composition)

ของผสม (mixture) เกดิจากการผสมสารบริสุทธิ์ทางกายภาพ มีสวนผสมที่ไมแนนอน


สารบริสุทธิ์ อาจเปน ธาตุ (element) หรือสารประกอบ

(compound)


แกสไฮโดรเจน

น้ํา

แกสออกซิเจน

สารประกอบ

ธาตุ ธาตุ

แยกทางเคมี

H2O

H2 O2

สสาร

สารเนื้อเดียว สารเนื้อผสม


สารประกอบ ธาตุ

สรุป

สารบรสิุทธิ์ แยกโดยวิธีทางกายภาพ

ของผสม Variable composition Constant composition

สัดสวนไมคงที่

ของผสมของผสม ((mixture)mixture)

จงจําแนกสสารตอไปนี ้เปน สารเนื้อเดียว หรือ สารเนือ้ผสม1. น้ําทะเล

2. น้ําอัดลม

3. นมเปรี้ยว

4. น้ําพริกกะป

5. อากาศ

6. คอนกรีต

7. พริกเกลือ

ของผสมของผสม ((mixture)mixture)

จงจําแนกสสารตอไปนี ้เปน สารบริสุทธิ์ หรือ ของผสม

1. น้ําอัดลม

2. อากาศ

3. น้ําบอที่กรองผาขาวแลว

4. สรอยคอทองคํา

5. ทอพีวีซี


อะตอมอะตอม เปนชิ้นที่มีขนาดเล็กที่สุดของเปนชิ้นที่มีขนาดเล็กที่สุดของธาตุธาตุ

ธาตุธาตุ ประกอบดวยประกอบดวย อะตอมชนดิเดยีวกันอะตอมชนดิเดยีวกัน

สารประกอบสารประกอบ ประกอบดวยประกอบดวย อะตอมตางชนดิกนัอะตอมตางชนดิกนั มากกวามากกวา 11 ชนดิชนดิ

H2

H2O

3.3. การจําแนกสสารการจําแนกสสารจากจากอนุภาคไปหาขนาดใหญอนุภาคไปหาขนาดใหญ

สวนประกอบพิน้ฐานของสสารไดแกสวนประกอบพิน้ฐานของสสารไดแก อะตอมอะตอม

แบบจาํลองอะตอมเปนทรงกลมแบบจาํลองอะตอมเปนทรงกลม ขนาดและมมีวลขนาดและมมีวล


อะตอมอะตอม เล็กขนาดไหนเล็กขนาดไหน??

คารบอนคารบอน 1212 กรัมกรัม ประกอบจากอะตอมคารบอนประกอบจากอะตอมคารบอน

ทองแดงทองแดง 6.026.02 xx 10102323 อะตอมอะตอม

รัศมีอะตอมรัศมีอะตอม 0.770.77 xx 1010--1010 เมตรเมตร


ธาตุธาตุ เปนสารบริสุทธิ์ที่เกดิจากอะตอมเปนสารบริสุทธิ์ที่เกดิจากอะตอมชนดิเดียวกันชนดิเดียวกัน

สารประกอบสารประกอบ เปนสารบริสุทธิ์ที่เกดิจากอะตอมเปนสารบริสุทธิ์ที่เกดิจากอะตอมตางชนดิกนัตางชนดิกนั

น้ําน้ํา 1818 กรัมกรัม

ธาตุธาตุ

สารประกอบสารประกอบ

แยกสลายดวยไฟฟาแยกสลายดวยไฟฟา

3.3. การจําแนกสสารการจําแนกสสารจากอนุภาคไปหาขนาดใหญจากอนุภาคไปหาขนาดใหญ

ออกซเิจน 16 กรัม

ไฮโดรเจน 2 กรัม

การจําแนกธาตุการจําแนกธาตุ--สารประกอบจะงายขึ้นถาใชสารประกอบจะงายขึ้นถาใช

สูตรเคมีสูตรเคมี

สูตรเคมีเปนกลุมของสูตรเคมีเปนกลุมของสัญลักษณธาตุสัญลักษณธาตุ

สัญลกัษณธาตุสัญลกัษณธาตุ ดูไดจากตารางธาตุดูไดจากตารางธาตุ (periodic table)(periodic table)


ตารางธาตุตารางธาตุ (Periodic Table)(Periodic Table)

อโลหะ

กึ่งโลหะโลหะ

H =H = ไฮโดรเจนไฮโดรเจน (hydrogen)(hydrogen)

O =O = ออกซเิจนออกซเิจน (oxygen)(oxygen)

ธาตุธาตุ

HH22 == ไฮโดรเจนไฮโดรเจน (hydrogen)(hydrogen)

OO22 == ออกซเิจนออกซเิจน (oxygen)(oxygen)


CC1212HH2222OO1111 == น้ําตาลน้ําตาลทรายทราย (sucrose)(sucrose)

HH22SOSO44 == กรดซัลกรดซัลฟูริกฟูริก

Ca(OH)Ca(OH)22 == ปูนปูนขาวขาว

CO =CO = คารบอนมอนอกไซดคารบอนมอนอกไซด

สารประกอบสารประกอบ


ทฤษฎีอะตอมทฤษฎีอะตอม (1808)(1808)

ธาตุธาตุ ประกอบดวยอนุภาคที่เล็กมากเรียกวาประกอบดวยอนุภาคที่เล็กมากเรียกวาอะตอมอะตอม

อะตอมของธาตุหนึ่งๆมีลักษณะเหมือนกันทุกประการอะตอมของธาตุหนึ่งๆมีลักษณะเหมือนกันทุกประการ

คือมขีนาดเทากันคือมขีนาดเทากัน มวลเทากันมวลเทากัน สมบัติทางเคมีเหมือนกันสมบัติทางเคมีเหมือนกัน

สารประกอบสารประกอบ ประกอบดวยประกอบดวยอะตอมของธาตุมากกวาอะตอมของธาตุมากกวา 11 ธาตุธาตุ

ในสารประกอบใดๆอัตราสวนจํานวนอะตอมของธาตุสองธาตุในสารประกอบใดๆอัตราสวนจํานวนอะตอมของธาตุสองธาตุ

ใดๆจะเปนเลขจํานวนเต็มหรือเศษสวนอยางงายใดๆจะเปนเลขจํานวนเต็มหรือเศษสวนอยางงาย

ปฏิกิริยาเคมีปฏิกิริยาเคมี เกี่ยวของกับการจัดอะตอมใหมเทานั้นเกี่ยวของกับการจัดอะตอมใหมเทานั้น ไมมีการสรางหรือทําลายไมมีการสรางหรือทําลาย

อะตอมอะตอม

สรุป

จงจําแนกสสารตอไปนี้ เปน ธาตุ หรือ สารประกอบ

1. Mg(OH)2 (ใชในยาลดกรดในกระเพาะ)

2. C2H5OH (เอทานอล)

3. TiO2 (ไทเทเนียมไดออกไซด)

4. Pt (ทองคําขาว)

5. O3 (โอโซน)

6. S8 (กํามะถัน)

ทดสอบทดสอบ

จงหาสัญลักษณ ธาตุ ตอไปนี้1. เหล็ก

2. ทองแดง

3. ทองคํา

4. อะลูมิเนียม

5. โคบอลต 60 (ใชฉายรังสี)

6. ดีบุก (ใชผสมทําพิวเตอร)

7. ตะกั่ว (ใชผสมดบีุกทําตะกั่วบัดกร)ี พิวเตอร: ดีบุก + ทองแดง + ตะกั่ว (ดีบุก 88-99%)

ทดสอบทดสอบ

สูตรเคมีสูตรเคมีของสารประกอบของสารประกอบ

สารประกอบ แบงงายๆ เปน

สารประกอบไอออนิก

สารประกอบโคเวเลนต

สูตรสูตรเคมีของสารประกอบไอออนิกเคมีของสารประกอบไอออนิก

สารประกอบไอออนกิ ประกอบดวย ไอออนบวก และ ไอออนลบโลหะ เมือ่เปนไอออน จะไดไอออนที่มีประจุบวก

หมู 1 ไดประจุ +1

หมู 2 ไดประจุ +2

อโลหะ เมื่อเปนไอออน จะไดไอออนที่มีประจุลบหมู 6 ไดประจุ (6-8) = -2

หมู 7 ไดประจุ (7-8) = -1

Na+

Ca2+

O2-

Cl -

ตารางธาตุตารางธาตุ (Periodic Table)(Periodic Table)

1 2 6 7โลหะ อโลหะ

8โลหะ

สูตรเคมีของสารประกอบไอออสูตรเคมีของสารประกอบไอออนิกนิก

สารประกอบไอออนิก จะตองเปนกลางทางไฟฟา

Na+

Ca2+

O2-

Cl - NaCl

Na+

+

2 + Na2O

2

O2- CaO+

Ca2+ + Cl - CaCl2

สูตรสูตรเคมีของสารประกอบโคเวเลนตเคมีของสารประกอบโคเวเลนต

สารประกอบโคเวเลนต ประกอบดวย อโลหะ กับ อโลหะ

H

6C

Cl

H H2

Cl

+

+ Cl2

6O C6H12O6+ 12H +

12C 11O C12H22O11+ 22H +

ทําไมนกัวิทยาศาสตรสนใจศกึษาเรื่องสารเคมีทําไมนกัวิทยาศาสตรสนใจศกึษาเรื่องสารเคมี ??


กรณีศึกษากรณีศึกษา:: เพชรเพชร

กรณีศึกษากรณีศึกษา 11 -- การสังเคราะหเพชรการสังเคราะหเพชร

DIAMOND GRAPHITE


Could slippery, soft graphite be transformed into diamond - the hardest and most brilliant material on earth?


• diamonds are found inside extinct volcanoes, embedded in a mineral called kimberlite

How nature makes diamond ?

• geologists believed they were formed in the molten ooze of the earth's mantle -more than 100 miles below the surface.

T = 1100 - 1600 o CP > 1,000,000 psi

• But how long did it take nature to make a diamond?

1,000,000,000 years ?


1951 GE started project Superpressure to make diamonds

GE spent millions on diamondpresses capable of focusing hugepressures and temperatures onthe graphite capsule, but still thegraphite wouldn't turn to diamond

1955

Many presses were spent. No diamonds is formed Project was in trouble. The team had to find a new way or the project would be cancelled

http://www.pbs.org/wgbh/nova/transcripts/2703diamond.html


1955

Some hints:1. Why ice is crytalline why water

is not?2. Why tiny crystal of diamond

found in meteorites is surrounded by troilite?

Troillite was added to graphite. After heating to about 4600 oC and 1 million psi small crystal of diamond was formed


Today, 90% of all diamonds used inIndustry are manufactured

1970

Sciences and BusinessSciences and Business

GE was able to grow larger diamondsbut they cost more to produce than the price of natural diamonds.

Can gem-quality diamond be produced by this method?


How De Beers keeps the market value of diamond business

250 tons of rock

1 rough gem

Sale 4,000 million dollars worth of rough diamond

4,000 million dollars worth of rough diamond reserve

From diamond mines

Africa, Siberia, Canada

Control the release


What would be happen to the business if scientists can produce perfect gem-quality synthetic diamonds?

Synthetic diamond was not perfect1. metal inclusion2. yellow color

1995

1. A process of crystallization must be controlled: the press must be redesigned.

2. Aluminium was put in a growing cell.

Could sciences compete with nature ?

Find more at http://www.pbs.org/wgbh/nova/transcripts/2703diamond.html


- โดยการจําแนกชิ้นที่เลก็ที่สุดของสสาร - ทําความเขาใจถึงวาชิ้นสวนเล็กๆนัน้ตอกนั อยางไร -นักวิทยาศาสตรสามารถสังเคราะหสารเคมีขึ้นมาในหองทดลอง ไดทั้งสารที่มีอยูแลวในธรรมชาต ิแตไมเพียงพอตอความตองการของมนุษย หรือสารที่ไมมีธรรมชาต ิแตมีประโยชนตอมนษุย

สรุปสรุป

Its your turn


Its your turn

Education

สาร