44 สารเคมี 1. 2 M , 3 M , 6 M และ Conc. H2SO4 2. 0.1 M FeSO4 3. 1 M, 6 M และ Conc. HNO3 4. สารละลายอิ่มตัว Na2CO3 5. Cyclohexane 6. 0.1 M KMnO4 7. 6 M NH4OH 8. 6 M HCl 9. 0.5 M (NH4 )2MoO4 10. 2 M NaOH วิธีทำการทดลอง การศึกษาและวิเคราะห์สารตัวอย่าง (unknown sample) ก่อนการทดลองให้บันทึกผลการทดลองเกี่ยวกับสี ลักษณะของสารตัวอย่าง และสี ของสารตัวอย่างและระหว่างการทดลองในแต่ละขั้น นำสารตัวอย่างที่ได้ไปวิเคราะห์ว่าสาร ตัวอย่างเป็นไอออนบวกใด โดยทดสอบตามตาราง ที่ 1-4 สำหรับไอออนลบหมู่ 2-4 จะต้องเตรียมสารตัวอย่างให้อยู่ในรูป soda solution ก่อน วิธีการเตรียม soda solution 1. นำสารตัวอย่างใส่ในบีกเกอร์ ขนาด 100 cm3 ถ้าเป็นของแข็งใช้ปริมาณเท่าเมล็ดถั่ว เขียวแต่ถ้าเป็นของเหลวใช้ 1 cm3 (ประมาณ 15 หยด) 2. เติมน้ำกลั่น 10 cm3 คนให้ละลาย แล้วทดสอบด้วยกระดาษลิตมัส ถ้ายังไม่เป็นเบสให้ เติม 2 M NaOH จนเป็นเบสเล็กน้อย 3. เติมสารละลายอิ่มตัว Na2CO3 3 cm3 นำไปต้มให้เดือดประมาณ 10 นาที ขณะต้ม ค่อยๆเติมน้ำเพื่อไม่ให้สารละลายแห้งเกินไป (สารละลายนี้ คือ soda solution) 4. ก่อนใช้เติมกรด 2 M CH3COOH 5 หยด แล้วต้มไล่ก๊าซ CO2 นาน 2-3 นาที ถ้ามี ตะกอน นำหลอดสารละลายตั้งทิ้งไว้จนตกตะกอน แล้วนำส่วนใสไปใช้ในการทดลอง ต่อไป
45 ตาราง 1 การวิเคราะห์ไอออนลบหมู่ 1 ใช้สารที่เบิกจากห้องปฏิบัติการได้ โดยไม่ต้องทำ Soda solution ไอออน วิธีวิเคราะห์ NO2 - 1) ใส่สารตัวอย่าง 0.1 g (ปริมาณเท่าเมล็ดถั่วเขียว) ลงในหลอดทดลอง 2) เติม 6 M H2SO4 2-3 หยด แล้วทำให้เย็น 3) เติม 0.1 M FeSO4 2-3 หยด ถ้าสารละลายมีสีน้ำตาลของ Fe(NO)SO4 แสดงว่ามี NO2 – ตาราง 2 การวิเคราะห์ไอออนลบหมู่ 2 ไอออน วิธีวิเคราะห์ I - 1) ใส่สารตัวอย่าง soda solution 5 หยด ลงในหลอดทดลอง 2) เติม 3 M H2SO4 จนสารละลายเป็นกรด 3) เติม 0.1 M KMnO4 3 หยด และ Cyclohexane 2 - 3 ml เขย่า ถ้าชั้นของ Cyclohexane มีสีชมพูหรือสีม่วงแดงของ I2 แสดงว่ามี I - หมายเหตุ* อาจใช้ตัวออกซิไดซ์อื่นๆ เช่น NaOCl หรือ H2O2
46 ตาราง 3 การวิเคราะห์ไอออนลบหมู่ 3 ไอออน วิธีวิเคราะห์ PO4 3- 1) นำสารตัวอย่าง soda solution 5 หยด ใส่ลงในหลอดทดลอง 2) เติม conc. HNO3 จนสารละลายเป็นกรด (ถ้าสารตัวอย่างมี I - ให้ต้ม ไล่ I2 ออกให้หมด โดยสังเกตว่า ไอสีม่วงหมดไป) 3) เติมสารละลาย (NH4 )2MoO4 5 หยด นำไปอุ่นจนร้อน ถ้าได้ตะกอนสีเหลืองของ (NH4 )3PMo12O40 แสดงว่ามี PO4 3- ตาราง 4 การวิเคราะห์ไอออนลบหมู่ 4 ไอออน วิธีวิเคราะห์ NO3 - 1) นำสารตัวอย่าง soda solution 5 หยด ใส่ลงในหลอดทดลอง 2) เติม 6 M H2SO4 จนสารละลายเป็นกรด 3) เติม 0.1 M FeSO4 5 หยด เขย่าให้เข้ากัน 4) เอียงหลอดทดลอง ค่อยๆหยด conc. H2SO4 5 หยด ให้ไหลลงข้าง หลอด ด้านในอย่างช้าๆ (ดูรูป 1) ห้ามเขย่า ถ้าได้วงแหวนสีน้ำตาลระหว่างรอยต่อของสารละลายทั้งสอง แสดงว่ามี NO3 -
47 การทดลองที่ 7 เรื่อง อัตราการเกิดปฏิกิริยา วัตถุประสงค์ 1. เพื่อศึกษาผลของความเข้มข้นของสารตั้งต้นต่ออัตราการเกิดปฏิกิริยา 2. เพื่อหากฎอัตราและอันดับของปฏิกิริยา 3. เพื่อศึกษาผลของตัวเร่งต่ออัตราการเกิดปฏิกิริยา หลักการ ปฏิกิริยาระหว่างอะซีโตนกับไอโอดีน เมื่อมีกรดเป็นตัวเร่ง เกิดดังสมการ CH3COCH3 (aq) + I2 (aq) → CH3COCH2I (aq) + H+ (aq) + I- (aq) ……... (1) ปฏิกิริยานี้เกิดขึ้นได้ไม่เร็วนักที่อุณหภูมิห้อง อัตราการเกิดปฏิกิริยา (r) ขึ้นอยู่กับความเข้มข้นของ สารตั้งต้นทั้งสองชนิด และความเข้มข้นของกรด ดังกฎอัตรา r = k [ acetone ] m [I2 ] n [ H+ ] p …..….(2) เมื่อ m , n และ p เป็นอันดับของปฏิกิริยาเมื่อคิดอะซีโตน ไอโอดีน และกรดเป็นหลัก ตามลำดับ และ k เป็นค่าคงที่อัตรา ถ้าเขียนอัตราการเกิดปฏิกิริยานี้ในรูปของการเปลี่ยนแปลงความเข้มข้นของไอโอดีน หารด้วยเวลาที่ความเข้มข้นเปลี่ยนแปลง จะได้ r = ∆ [I 2 ] / ∆ t …….…(3) เนื่องจากในปฏิกิริยานี้ ไอโอดีนเป็นสารชนิดเดียวที่มีสี เราจะสามารถติดตามการเปลี่ยนแปลง ความเข้มข้นของไอโอดีนได้ด้วยตาเปล่า และจับเวลาที่ต้องใช้ในการทำให้ไอโอดีนที่ความเข้มข้น เริ่มต้นค่าหนึ่งหมดไปพอดีได้ ถ้าความเข้มข้นเริ่มต้นของอะซีโตนและของกรดมีค่าสูงกว่าของ ไอโอดีนมากๆ จนถือได้ว่าไม่เปลี่ยนแปลงในขณะที่ปฏิกิริยาดำเนินไป และอัตราการเกิดปฏิกิริยา
48 จะมีค่าคงที่ไปตลอด จนไอโอดีนถูกใช้หมดไป แล้วปฏิกิริยาจะสิ้นสุดลง ภายใต้สภาวะนี้ จะเขียน สมการ (3) ได้ใหม่เป็น r = - ∆ [I2 ] / ∆ t = [I2 ] 0 / t ……….(4) เมื่อ [I2 ] 0 = ความเข้มข้นเริ่มต้นของไอโอดีน t = เวลาสั้นที่สุดที่ทำให้ไอโอดีนหมดไป ถึงแม้ว่าอัตราการเกิดปฏิกิริยาจะมีค่าคงที่ภายใต้สภาวะการทดลองข้างต้นก็ตาม เมื่อ เปลี่ยนความเข้มข้นเริ่มต้นของอะซีโตนและกรด อัตราการเกิดปฏิกิริยาก็เปลี่ยนไปด้วย ตัวอย่าง เช่น ถ้าทำการทดลองซ้ำโดยเพิ่มความเข้มข้นเริ่มต้นของอะซีโตนเป็น 2 เท่า อัตราการเกิดปฏิกิริยา ก็จะต่าง จากเดิม จากสมการ (2) จะได้ r 1 = k [ A ] m [I2 ] n [ H+ ] p และ r 2 = k [2A ] m [I2 ] n [ H+ ] p เมื่อ A เป็นความเข้มข้นเริ่มต้นของอะซีโตนในการทดลองครั้งแรก นำสมการทั้งสองมาหารกัน จะได้ r 2 / r 1 = [2A ] m / [ A ] m = 2 m …..…….(5) ถ้าหาค่าของ r1 และ r2 ได้จากสมการ (4) ก็จะหาอัตราส่วน r2 / r1ได้ และหาค่า m ได้ ค่าของ n และ p ก็หาได้ในลักษณะเดียวกัน เมื่อ r 3 = k [ A ] m [I2 ] n [ 2H+ ] p r 4 = k [ A ] m [2I2 ] n [ 2H+ ] p
49 อุปกรณ์ 1. Erlenmeyer flask 9 ใบ 2. Stopwatch (นาฬิกาจับเวลา) 1 เรือน สารเคมี 1. สารละลายอะซีโตน เข้มข้น 4 M ( 4 M CH3COCH3 ) 2. สารละลายกรดไฮโดรคลอริก เข้มข้น 1 M ( 1 M HCl ) 3. สารละลายไอโอดีน เข้มข้น 0.00125 M ( 0.00125 M I2 ) วิธีการทดลอง 1. รินน้ำกลั่นลงในขวดรูปกรวย 25 cm3 (เป็นขวดที่ใช้สำหรับการเปรียบเทียบสี) 2. เตรียมสารละลายชุดที่ 1 ในตารางที่ 1 โดยใช้กระบอกตวงรินสารละลายอะซีโตน 5 cm3 สารละลาย HCl 5 cm3 และน้ำกลั่น 10 cm3 ลงในขวดรูปกรวยใบที่สอง 3. ใช้กระบอกตวงที่สะอาดและแห้งรินสารละลาย I2 5 cm3 ลงในขวดใบที่สองพร้อมกับ เริ่มจับเวลา แกว่งขวดเบาๆให้สารผสมกัน 4. สังเกตสีของสารละลายผสมโดยวางขวดบนกระดาษขาว เทียบกับน้ำในขวดใบแรก บันทึกเวลาเมื่อสีของสารละลายจางหมดไปพอดี 5. ทำข้อ 2- 4 ซ้ำอีกครั้งหนึ่ง (ใช้สารใหม่ทั้งหมด) บันทึกผลหาค่าเฉลี่ย (เวลาที่วัดได้ ทั้งสองครั้งควรต่างกัน ไม่เกิน 5-10 วินาที) 6. ทำการทดลองข้อ 2-5 ซ้ำ สำหรับสารละลายชุดที่ 2 , 3 และ 4 (สังเกตว่าปริมาตร รวมของสารละลายผสมมีค่าเท่าเดิม) 7. คำนวณหาอันดับของปฏิกิริยาและค่าคงที่อัตรา
50 ตาราง 1 ส่วนผสมของสารละลายผสม สารละลายชุด ที่ ปริมาตร (cm3 ) Acetone HCl H2O I 2 รวม 1 5 5 10 5 25 2 10 5 5 5 25 3 5 10 5 5 25 4 5 10 0 10 25 หมายเหตุ การหาความเข้มข้นของสารละลายแต่ละชนิดในสารละลายผสม ใช้สูตร C1V1 = C2V2 เมื่อ C1 และ C2 คือความเข้มข้นเริ่มต้นและในสารละลายผสมตามลำดับ (หน่วย mol/l) V1 และ V2 คือปริมาตรเริ่มต้นและปริมาตรรวมของสารละลายตามลำดับ (หน่วย cm3 )
51 การทดลองที่ 8 เรื่อง ปฏิกิริยาผันกลับสมดุลเคมี วัตถุประสงค์ 1. เพื่อคำนวณค่าคงที่สมดุลของปฏิกิริยาที่ผันกลับได้ 2. เพื่อศึกษาปัจจัยที่มีผลต่อสมดุล หลักการ เพื่อพิจารณาปฏิกิริยาระหว่าง สาร A กับสาร B ซึ่งให้สารผลิตภัณฑ์ที่เป็น C และ D ดังสมการ A + B ⎯→ C + D ปฏิกิริยานี้จะเกิดขึ้นจนกระทั่งสารชนิดใดชนิดหนึ่งหมดไป อย่างไรก็ตาม มีปฏิกิริยาเป็นจำนวนมาก ทั้งในระบบก๊าซและระบบสารละลาย ที่เกิดขึ้นอย่างไม่สมบูรณ์ กล่าวคือ เกิดปฏิกิริยาย้อนกลับ ดัง สมการ C + D ⎯→ A + B ในที่สุดระบบจะเข้าสู่สภาวะสมดุลพลวัต ซึ่งความเข้มข้นของสารทั้งสี่ชนิดคงที่ ไม่เปลี่ยนแปลงตาม เวลา โดยมักจะแสดงสภาวะสมดุลด้วยสมการ A + B C + D จากการทดลองพบว่า เมื่อระบบเข้าสู่สมดุลแล้วความเข้มข้นของสารทั้งหมดจะมี ความสัมพันธ์ ดังนี้ [C] [D] / [A] [B] = K เมื่อ K เป็นค่าคงที่สมดุล และเครื่องหมาย [ ] แสดงความเข้มข้น
52 ถ้าระบบอยู่ในสมดุล ดังสมการ aA + bB cC + dD ค่าคงที่สมดุลจะเป็น K = [C] c [D] d / [A] a [B] b ถ้าทราบความเข้มข้นที่สมดุลของสารทั้งหมด จะคำนวณหาค่าคงที่สมดุลของสารได้ ความเข้มข้นที่สมดุลของสารต่างๆในปฏิกิริยาอาจเปลี่ยนไปได้ ถ้าระบบถูกรบกวน เช่น โดยการเติมสารบางชนิดลงไป หรือโดยการเปลี่ยนอุณหภูมิหรือความดัน เป็นต้น หลักของชาเตอร์ ลิเยร์บอกให้ทราบว่าในกรณีเช่นนี้ สมดุลจะเลื่อนไปในทิศทางที่ทำให้การรบกวนนั้นมีผลน้อยที่สุด ตัวอย่าง สำหรับสมดุล Fe3+ + SCN- [Fe(SCN)]2+ ถ้าเติม Fe3+ ลงในระบบนี้ ก็จะมีผลทำให้เกิด [Fe(SCN)]2+ มากขึ้น นั่นคือ สมดุลเคลื่อนไป ทางขวาเพื่อลดปริมาณของ Fe3+ ที่เติมลงไป Chromate – Dichromate Equilibrium 2CrO4 2- (aq) + 2H+ (aq) ⎯→ Cr2O7 2- (aq) + H2O (l) Chromate dichromate สีเหลือง ส้ม ถ้าเติม H + ลงในระบบนี้ ก็จะมีผลทำให้เกิด Cr2O7 2- มากขึ้น นั่นคือ สมดุลเคลื่อนไปทางขวา เพื่อลดปริมาณของ H + ที่เติมลงไป
53 อุปกรณ์ 1. Test tube 10 หลอด 2. Beaker 6 ใบ 3. Cylinder 25 ml 2 อัน 4. Dropper 2 อัน 5. Stirring rod 2 อัน 6. Cylinder 10 ml 1 อัน สารเคมี 1. สารละลาย KSCN (Potassium thiocyanate) 0.002 M และ 0.2 M 2. สารละลาย FeCl3 (Ferric chloride) 0.4 M 3. สารละลาย K2CrO4 (Potassium chromate) 0.1 M 4. สารละลาย H2SO4 3 M 5. สารละลาย NaOH 6 M วิธีการทดลอง ตอนที่ 1 การหาค่าคงที่สมดุลของปฏิกิริยาที่ผันกลับได้ 1. รินสารละลาย KSCN (0.002 M) ลงในหลอดทดลอง 4 หลอดๆละ 4 cm3 (เรียกว่าหลอด เบอร์ 1 , 2 , 3 , 4) 2. รินสารละลาย FeCl3 (0.4 M) ] ลงในกระบอกตวง 4 cm3 เติมน้ำกลั่นจนปริมาตรเพิ่มขึ้น เป็น 20 cm3 , รินสารละลายที่ได้ลงในบีกเกอร์ เบอร์ 1 , รินสารละลายในบีกเกอร์ เบอร์ 1 ปริมาตร 4 cm3 ลงในหลอดทดลองเบอร์ 1 3. รินสารละลายในบีกเกอร์ เบอร์ 1 ลงในกระบอกตวง 8 cm3 เติมน้ำกลั่นให้เป็น 20 cm3 , รินสารละลายที่ได้ลงในบีกเกอร์ เบอร์ 2 แล้วตวงสารละลายนี้ 4 cm3 ลงในหลอดทดลอง เบอร์ 2 4. รินสารละลายในบีกเกอร์ เบอร์ 2 ลงในกระบอกตวง 8 cm3 เติมน้ำกลั่นให้เป็น 20 cm3 , รินสารละลายที่ได้ลงในบีกเกอร์ เบอร์ 3 แล้วตวงสารละลายนี้ 4 cm3 ลงในหลอดทดลอง เบอร์ 3 5. นำสารละลายในบีกเกอร์ เบอร์ 3 มาเจือจางเช่นเดียวกับข้อ 3 และ 4 แล้วรินสารละลายที่ ได้ในบีกเกอร์ เบอร์ 4 ตวงสารละลายนี้ลงในหลอดทดลอง เบอร์ 4 ปริมาตร 4 cm3 6. สังเกตสีของสารละลายในหลอดทั้งสี่ บันทึกผล
54 7. คำนวณค่าคงที่สมดุล โดยคำนวณความเข้มข้นของ Fe3+ และ SCN– ในแต่ละหลอดและ ใช้ค่าความเข้มข้น Fe(SCN)2+ ที่กำหนดให้ต่อไปนี้ หลอดทดลองเบอร์ 1 = 8.54 x 10-4 M หลอดทดลองเบอร์ 2 = 6.97 x 10-4 M หลอดทดลองเบอร์ 3 = 4.71 x 10-4 M หลอดทดลองเบอร์ 4 = 2.57 x 10-4 M ค่า K ที่คำนวณได้สำหรับแต่ละหลอดแตกต่างกันหรือไม่ อย่างไร 8. ผสมสารละลาย Fe3+ จากบีกเกอร์ เบอร์ 4 (สารที่เหลือทั้งหมด) กับสารละลาย SCN– (0.002 M) 10 cm3 ลงในบีกเกอร์อีกใบหนึ่ง (บีกเกอร์เบอร์ 5) รินสารละลายนี้ลงในหลอด ทดลองใหม่ 3 หลอด (เบอร์ 5 – 7) หลอดละ 4 cm3 9. เติมสารละลาย Fe3+ (0.4 M) 0.5 cm3 ลงในหลอดเบอร์ 6 10. เติมสารละลาย KSCN (0.2 M) 0.5 cm3ลงในหลอดเบอร์ 7 เปรียบเทียบสีของสารละลายในหลอดเบอร์ 5 , 6 และ 7 เพราะเหตุใดสีจึงเปลี่ยนไปจาก เดิม ตอนที่ 2 Chromate – Dichromate Equilibrium 1. รินสารละลาย K2CrO4 (0.1 M) 3 cm3 ลงในหลอดทดลองที่สะอาด เติม H2SO4 (3 M) 2-3 หยด สังเกต และบันทึกการเปลี่ยนสี 2. เติมสารละลาย NaOH (6 M) 2-3 หยด สังเกต และบันทึกการเปลี่ยนสีอีกครั้งหนึ่ง เขียน สมการเคมี แสดงการเปลี่ยนแปลงที่สังเกตเห็นข้างต้น เพราะเหตุใดการเกิดกรดหรือเบส จึงทำให้สีเปลี่ยนไปได้
55 การทดลองที่9 เรื่อง ปฏิกิริยาออกซิเดชั่นของเฟอรัส ไอออน (Oxidation of ferrous ions) วัตถุประสงค์ 1. ศึกษาการเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันของ Fe2+ ไปเป็น Fe3+ และอิทธิพลของ thermodynamics vs. kinetics สำหรับการเกิดปฏิกิริยา 2. ศึกษาวิธีวิเคราะห์สารเชิงคุณภาพและเชิงปริมาณ โดยใช้การทำปฏิกิริยาเกิดเป็นสาร เชิงซ้อนที่มีสี คำถามก่อนการทดลอง ให้นักศึกษาตอบคำถาม 2 ข้อที่ระบุอยู่ในบทนำ บทนำ ในการทดลองนี้ นักศึกษาจะได้เรียนรู้ปฏิกิริยาออกซิเดชันของ Fe2+ ไปเป็น Fe3+ ซึ่งในที่นี้ เราจะศึกษาตัวออกซิไดซ์สองชนิด คือ H2O2 และ O2 คำถามที่ 1 นักศึกษาคิดว่าปฏิกิริยาต่อไปนี้เกิดขึ้นได้เอง (spontaneous) หรือไม่ (สมการยังไม่สมดุล) Fe2+ (aq) + H2O2 (l) Fe3+ (aq) + H2O (l) (1) Fe2+ (aq) + O2 (g) Fe3+ (aq) + H2O (l) (2)
56 กำหนดให้ สาร f 298 0 (kJ mol-1 ) Fe2+ (aq) -78.90 Fe3+ (aq) -4.7 H2O2 (l) -120.35 O2 (g) 0 H + (aq) 0 H2O (l) -237.13 คำถามที่ 2 จากค่า Standard Gibbs free energy ในตาราง ให้นักศึกษาคำนวณ rxn 298 0 ของ ปฏิกิริยา (1) และ (2) ปฏิกิริยาใดบ้างที่ควรเกิดขึ้นได้เอง ? วิธีการทดสอบและหาปริมาณ Fe2+ (Ferrous ion) นักศึกษาสามารถทดสอบหา Fe2+ โดยนำสารละลายของ Fe2+ มาทำปฏิกิริยากับ ophenanthroline (เขียนย่อว่า phen หรือ o-phen) ได้ complex ion ในรูปของ Fe(phen)3 2+ ซึ่งให้ สารละลายสีแดง ดังแสดงในสมการข้างล่างนี้ ส่วน Fe3+ นั้นไม่เกิด complex สีแดงกับ phen Fe(H2O)6 2+ + 3 (phen) Fe(phen)3 2+ + 6H2O K = 1021.3 ปฏิกิริยาข้างบนนี้เกิดขึ้นได้ดีเมื่อ pH อยู่ระหว่าง 3 – 9 ที่ช่วง pH นอกเหนือจากนี้จะมี ปฏิกิริยาอื่นเกิดขึ้น คือ
57 ที่ pH < 3 จะเกิดปฏิกิริยา Phen + 2H+ H2-phen K = 104.92 หรือ + 2 H+ และที่ pH > 9 จะเกิดปฏิกิริยา Fe2+ + OHFe(OH)+ Fe(OH)2 Fe(OH)3 นักศึกษาสามารถหาปริมาณของ Fe2+ ได้โดยนำสารละลายมาตรฐานของ Fe2+ ที่ความ เข้มข้นต่างๆ มาทำปฏิกิริยากับ o-phenanthroline ในสารละลายบัฟเฟอร์ จากนั้นวัดค่า Absorbance ของสารละลาย แล้วาดกราฟ calibration curve ดังแสดงในรูป 3.1 รูป 3.1 สมการเชิงเส้นที่ใช้เป็น calibration curve เพื่อเทียบหาความเข้มข้นของ Fe2+ (y : Absorbance ที่ 510 nm ; x: ความเข้มข้นในหน่วย mg Fe2+/L) วิธีการทดสอบและหาปริมาณ Fe3+ (ferric ion) ด้วยหลักการเดียวกัน นักศึกษาสามารถทดสอบหาปริมาณของ Fe3+ โดยนำสารละลาย Fe3+ มาทำปฏิกิริยากับสารละลาย SCNได้เป็น [Fe(H2O)5(SCN)]2+ ซึ่งมีสีแดงส้ม โดยปฏิกิริยาที่ เกิดขึ้นคือ [Fe(H2O)6] 3+ + SCN- [Fe(H2O)5(SCN)]2+ + H2O H + +H O2
58 เมื่อ [Fe(H2O)6] 3+ เกิดมาจากการละลายสารประกอบ Fe3+ (เช่น Fe(NO3)3) ในน้ำ ในการทดลองนี้นักศึกษาจะทำการทดลองปฏิกิริยา (1) และ (2) ทั้งนี้ในปฏิกิริยา (2) จะ ใช้เครื่องลดความดันโดยใช้น้ำ (water aspirator) ดูดอากาศลงไปในสารละลาย เพื่อให้เกิดปฏิกิริยา นักศึกษาจะต้องหาปริมาณของ Fe2+/ Fe3+ ก่อนและหลังทำปฏิกิริยา วิธีการทดลอง ตอนที่ 1 การสร้างกราฟมาตรฐาน (calibration curve) ตอนที่ 1.1 การสร้างกราฟมาตรฐานสำหรับหาความเข้มข้นของ Fe2+ 1. ให้เตรียมสารละลายระหว่าง Fe2+, phen, pH5 buffer, และน้ำ เพื่อสร้างกราฟมาตรฐาน สำหรับ [Fe2+] โดยที่มี ส่วนผสมดังนี้ Entry no. ปริมาตร Fe2+ [2.5 x 10-4 M] (mL) ปริมาตร phen [0.005 M] (mL) ปริมาตร Buffer [pH 5] (mL) ปริมาตร H2O (mL) ปริมาตร รวม (mL) ความเข้มข้น Fe2+ [Fe2+] (mol/L) Absorbance ที่ 510 nm A 1 0.0 2.0 1.0 7.0 10.0 2 1.0 2.0 1.0 6.0 10.0 3 3.0 2.0 1.0 4.0 10.0 4 5.0 2.0 1.0 2.0 10.0 5 7.0 2.0 1.0 0.0 10.0 2. นำสารละลาย Fe2+ ที่เตรียมได้ที่ความเข้มข้นต่างๆ ไปวัดค่าการดูดกลืนแสง (absorbance) ที่ความยาวคลื่น 510 nm และบันทึกลงในตารางด้านบน 1. นำค่าการดูดกลืนแสง และความเข้มข้นของสารละลาย Fe2+ มาสร้างกราฟมาตรฐาน สำหรับหาความเข้มข้นของ Fe2+
59 ตอนที่ 1.2 การสร้างกราฟสำหรับหาความเข้มข้นของ Fe3+ 1. ให้เตรียมสารละลายผสมระหว่าง Fe3+ , SCN- ,และ น้ำ เพื่อสร้างกราฟมาตรฐานสำหรับ [Fe3+] โดยที่มีส่วนผสมดังนี้ Entry no. ปริมาตร Fe3+ [2.5 x 10-4 M] (mL) ปริมาตร SCN- [0.1 M] (mL) ปริมาตร H2O (mL) ปริมาตร รวม (mL) ความเข้มข้น Fe3+ [Fe3+] (mol/L) Absorbance ที่ 447 nm A 1 0.0 2.0 8.0 10.0 2 1.0 2.0 7.0 10.0 3 3.0 2.0 5.0 10.0 4 5.0 2.0 3.0 10.0 5 7.0 2.0 1.0 10.0 2. นำสารละลาย Fe3+ ที่เตรียมได้ที่ความเข้มข้นต่างๆ ไปวัดค่าการดูดกลืนแสง (absorbance) ที่ความยาวคลื่น 447 nm และบันทึกผลลงในตารางด้านบน 3. นำค่าการดูดกลืนแสง และความเข้มข้นของสารละลาย Fe3+ มาสร้างกราฟมาตรฐาน สำหรับหาความเข้มข้นของ Fe3+ ตอนที่ 2 ปฏิกิริยาระหว่าง Fe2+ และ H2O2 1. นำสารละลาย Fe2+ (2.5 x 10-4 M) มา 10.0 mL และเติม H2O2 (30%) ลงไป 2.0 mL และเขย่าหรือคนให้เข้ากัน 2. แบ่งสารละลายจากปฏิกิริยาในข้อ 1 เป็นสองส่วน ส่วนละ 5 mL 3. สารละลายส่วนที่ 1 (5 mL) เติม phen 2.0 mL, buffer 1.0 mL และน้ำ 2.0 mL (ปริมาตร รวม 10.0 mL) และนำไปวัดค่าการดูดกลืนแสง
60 4. สารละลายส่วนที่ 2 (5 mL) เติม SCN3.0 mL และน้ำ 2.0 mL แล้วนำไปวัดค่าการ ดูดกลืนแสง หมายเหตุ : ระวัง วัดค่าการดูดกลืนแสงให้ถูกความยาวคลื่น และอย่าลืมวัด blank ก่อนการวัด สารละลายตัวอย่าง ตอนที่ 3 ปฏิกิริยาระหว่าง Fe2+ และ O2 1. นำสารละลาย Fe2+ (2.5 x 10-4 M) มา 20.0 mL ใส่ลงใน filtering flask และจึงนำไปต่อ กับ thistle tube โดยใช้จุกยาง และให้ปลายของ thistle tube แตะหรืออยู่ในสารละลาย ดังแสดงใน รูป 3. 2 2. ต่อแขนของ filtering flask เข้ากับเครื่องลดความดันโดยใช้น้ำ (water aspirator) เพื่อดูด อากาศลงไปในสารละลาย 3. ดูดอากาศเข้าไปในสารละลาย Fe2+ เพื่อทำปฏิกิริยา เป็นเวลา 30 – 60 นาที 4. แบ่งสารละลายจากปฏิกิริยาในข้อ 3 เป็นสองส่วน ส่วนละ 5 mL 5. สารละลายส่วนที่ 1 (5 mL) เติม phen 2.0 mL, buffer 1.0 mL และน้ำ 2.0 mL แล้วนำไป วัดค่าการดูดกลืนแสง 6. สารละลายส่วนที่ 2 (5 mL) เติม SCN3.0 mL และน้ำ 2.0 mL แล้วนำไปวัดค่าการ ดูดกลืนแสง รูป 3.2 การจัดอุปกรณ์สำหรับปฏิกิริยาระหว่าง Fe2+ และอากาศ (O2)
61 การทดลองที่ 10 เรื่อง ไขมันและน้ำมัน: การทำสบู่ Fats and oils: Soap making วัตถุประสงค์ 1. เพื่อศึกษาปฏิกิริยาของไขมันและน้ำมัน 2. เพื่อประยุกต์กระบวนการทางเคมีในการผลิตสิ่งอุปโภคบริโภค บทนำ ไขมัน (fat) และ น้ำมัน (oil) เป็นสารชีวโมเลกุลในกลุ่มลิปิด (lipid) เนื่องจากมีสมบัติละลายได้ ในตัวทำละลายที่ไม่มีขั้ว ไขมันและน้ำมันเป็นลิปิดที่พบมากที่สุดในธรรมชาติ พบได้ใน พืช สัตว์ แมลง และสิ่งที่มีชีวิตอื่น ๆ เช่น น้ำมันทานตะวัน น้ำมันถั่วเหลือง น้ำมันปาล์ม ไขมันวัว ไขมันหมู เป็นต้น ไขมัน และน้ำมันเป็นสารประกอบเอสเทอร์ของกรดไขมันและกลีเซอรัล มีชื่อเรียกสารกลุ่มนี้ว่า ไตรกลีเซอ ไรด์ (triglyceride) หรือไตรเอซิลกลีเซอรัล (triacyl glycerol) เมื่อเกิดปฏิกิริยาไฮโดรไลซิสจะได้กรดไขมัน 3 โมเลกุล และกลีเซอรัล 1 โมเลกุล (สมการที่ 1) กรดไขมันทั้งสามอาจจะเป็นชนิดเดียวกันหรือต่าง ชนิดกัน ไตรกลีเซอไรด์ที่มีลักษณะเป็นของแข็งหรือกึ่งของแข็งที่อุณหภูมิห้องจะเรียกว่า ไขมัน มี องค์ประกอบเป็นกรดไขมันอิ่มตัวในปริมาณสูง ส่วนไตรกลีเซอไรด์ที่มีลักษณะเป็นของเหลวที่ อุณหภูมิห้องเรียกว่า น้ำมัน (oils) มีกรดไขมันไม่อิ่มตัวเป็นองค์ประกอบในปริมาณสูง สมการที่ 1 ปฏิกิริยาไฮโดรไลซิสของไตรกลีเซอร์ไรด์ให้กรดไขมัน 3 โมเลกุล และกลีเซอรัล 1 โมเลกุล
62 กรดไขมันเป็นกรดคาร์บอกซีที่มีสายโซ่ไฮโดรคาร์บอนยาวมีหมู่คาร์บอกซีเป็นหมู่ฟังก์ชัน กรด ไขมันที่พบบ่อยในไตรกลีเซอไรด์จะมีขนาดสายโซ่ระหว่าง C10-C18 (ตารางที่ 1 และ ตารางที่ 2) กรด ไขมันแบ่งออกเป็นกรดไขมันอิ่มตัวและกรดไขมันไม่อิ่มตัว กรดไขมันอิ่มตัวมีการจัดตัวเป็นระเบียบจึงมี จุดหลอมเหลวสูง ส่วนกรดไขมันไม่อิ่มตัวมีพันธะคู่หรือมีทั้งพันธะคู่และพันธะสามภายในโมเลกุล โครงสร้างมีลักษณะโค้งงอการจัดเรียงตัวไม่เป็นระเบียบจึงมีจุดหลอมเหลวต่ำกว่ากรดไขมันอิ่มตัว และ เป็นที่ทราบกันดีว่าจุดหลอมเหลวนั้นแปรผันตามจำนวนคาร์บอนของสายโซ่ด้วย กรดไขมันในธรรมชาติ โดยทั่วไปจะมีจำนวนคาร์บอนเป็นเลขคู่ ส่วนกรดไขมันที่มีจำนวนคาร์บอนเป็นเลขคี่จะพบได้ในปริมาณ ที่น้อยกว่าในธรรมชาติ กรดไขมันบางชนิด เช่น C-15 และ C-17 มีความเกี่ยวข้องกับการเกิดโรคหัวใจ ในมนุษย์ กรดไขมัน Linoleic acid และ Linolenic acid ร่างกายมนุษย์สังเคราะห์ขึ้นเองไม่ได้ จึงเรียกว่า กรดไขมันเหล่านี้ว่า กรดไขมันจำเป็น ตารางที่ 1 กรดไขมันบางชนิดและจุดหลอมเหลว กรดไขมัน โครงสร้าง จุดหลอมเหลว (C) แหล่งที่พบ Saturated fatty acid Butyric acid C4:0 CH3(CH2)2COOH -6 Butter Caproic acid C6:0 CH3(CH2)4COOH -3 Butter and goat fat Caprylic acid C8:0 CH3(CH2)6COOH 16 Butter, goat fat, and coconut oil Capricacid C10:0 CH3(CH2)8COOH 31 Palm oil Lauric acid C12:0 CH3(CH2)10COOH 44 Butter, coconut oil and nutmeg Myristic acid C14:0 CH3(CH2)12COOH 54 Butter, coconut oil, palm oil, beef tallow, and cod liver oil Palmitic acid C16:0 CH3(CH2)14COOH 63 Most of fats and oils Stearic acid C18:0 CH3(CH2)16COOH 70 Most of fats and oils Arachidic acid C20:0 CH3(CH2)18COOH 75 Peanut oil, lard
63 กรดไขมัน โครงสร้าง จุดหลอมเหลว (C) แหล่งที่พบ Unsaturated fatty acid Palmitoleic acid C16:1 CH3(CH2)5CH=CH(CH2)7COOH 1 Butter and seed oils Oleic acid C18:1 CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7COOH 16 Most of fats and oils Linoleic acid C18:2 CH3(CH2)4 (CH=CHCH2)2(CH2)6COOH -5 Linseed oil, corn oil and cotton seed oil Linolenic acid C18:3 CH3CH2(CH=CHCH2)3(CH2)6COOH -11 Flaxseed oil, canola oil, soybean oil Arachidonic acid C20:4 CH3(CH2)4 (CH=CHCH2)4 (CH2)2COOH -49 Cotton seed oil ตารางที่ 2 กรดไขมันที่เป็นองค์ประกอบในไขมันและน้ำมันบางชนิด กรดไขมัน ไขมัน วัว น้ำมัน หมู น้ำมัน เมล็ด ทานตะวัน น้ำมัน มะพร้าว น้ำมัน มะกอก น้ำมัน เมล็ด ฝ้าย น้ำมันปาล์ม (palm kernel oil) น้ำมัน ปาล์ม (palm oil) น้ำมันถั่ว เหลือง Caprylic acid - - - 7.6 - 1.4 - - Capric acid - - - 7.3 - 2.9 - - Lauric acid - 0.3 - 48.2 - 50.9 0.1 - Myristic acid 3.0 1.7 0.2 16.6 1.0 18.4 1.2 0.1 Palmitic acid 29.0 26.2 6.3 8.0 13.0 25.0 8.7 44.0 10.5
64 กรดไขมัน ไขมัน วัว น้ำมัน หมู น้ำมัน เมล็ด ทานตะวัน น้ำมัน มะพร้าว น้ำมัน มะกอก น้ำมัน เมล็ด ฝ้าย น้ำมันปาล์ม (palm kernel oil) น้ำมัน ปาล์ม (palm oil) น้ำมันถั่ว เหลือง Palmitole ic acid 34.0 4.0 0.1 1.0 0.7 - 0.2 - Stearic acid 18.9 13.5 4.3 3.4 3.0 2.8 1.9 4.5 3.2 Oleic acid 44.0 42.9 17.5 5.0 71.0 17.1 14.6 39.2 22.3 Linoleic acid 0.3 9.0 52.5 2.5 10.0 52.7 1.2 10.6 54.5 Linolenic acid 1.0 0.3 0.4 - 1.0 - - 0.2 8.3 ปฏิกิริยาของไตรกลีเซอไรด์ 1. ปฏิกิริยาไฮโดรไลซิส: การผลิตสบู่ ปฏิกิริยาไฮโดรไลซิสของไตรกลีเซอร์ไรด์โดยมีเบสเป็นตัวเร่ง (base-catalyzed hydrolysis of ester) หรือ ซาโปนิฟิเคชัน (saponification, “sapo” ในภาษาละตินหมายถึง “soap”) ให้ผลิตภัณฑ์เป็น เกลือคาร์บอกซิเลตของกรดไขมันซึ่งก็คือ สบู่ นั่นเอง และกลีเซอรัล เมื่อนำน้ำมันปาล์มที่มีปริมาณไตร ปาล์มิตินในปริมาณสูงทำปฏิกิริยาไฮโดรไลซิสโดยมีโซเดียมไฮดรอกไซด์เป็นเบสจะได้สบู่โซเดียมปาล์มิ เตต และกลีเซอรัล (สมการที่ 2) สมการที่ 2 ปฏิกิริยาไฮโดรลิซิสของไตรปาล์มิตินให้สบู่โซเดียมปาล์มิเตตและกลีเซอรัล
65 สบู่ในทางการค้ามีทั้ง สบู่ก้อนขุ่น สบู่ใส และสบู่เหลว วัตถุดิบในการผลิตสบู่เป็นการผสมน้ำมัน และไขมันหลายชนิดรวมกันแล้วค่อยเติมสารเติมแต่ง เช่น กลิ่น สี หรือสารที่มีฤทธิ์ยับยั้งแบคทีเรีย สมบัติของสบู่ต้องมีฟองสบู่ที่นุ่ม มีสัมผัสที่ลื่น อ่อนโยน มีความเป็นด่างในช่วง pH 8.5-10 (ผิวหนัง มนุษย์มีค่า pH 5.4-5.9 เท่านั้น) ในกระบวนการผลิตกลีเซอรอลจะไม่ถูกแยกออกจากสบู่เพราะมี สมบัติช่วยให้ผิวหนังชุ่มชื้นและหากเติมกลีเซอรัลในปริมาณสูงจะได้สบู่ใส เมื่อใช้เบสโพแทสเซียมไฮดร อกไซด์(KOH) จะได้สบู่ที่มีลักษณะเหลวซึ่งใช้ในกระบวนการผลิตสบู่เหลว ครีมโกนหนวด สบู่เป็นเกลือโซเดียมของกรดไขมันประกอบด้วยส่วนที่ไม่มีขั้วเป็นไฮโดรคาร์บอนสายยาวและ ส่วนที่มีขั้วคือโซเดียมคาร์บอกซิเลต (รูปที่ 1) เมื่อละลายเพียงเล็กน้อยโมเลกุลจะรวมกลุ่มโดยหันด้านที่ มีขั้วอยู่ในน้ำแต่ส่วนไม่มีขั้วจะอยู่เหนือน้ำจึงช่วยลดแรงตึงผิว แต่เมื่อมีปริมาณมากขึ้นสบู่จะรวมกลุ่ม เป็นคลัสเตอร์โดยหันส่วนที่ไม่มีขั้วเข้าหากันและส่วนที่ไม่มีขั้วชี้ออกไปยังโมเลกุลของน้ำที่อยู่ล้อมรอบ เรียกคลัสเตอร์นี้ว่า ไมเซลล์ (micelle) น้ำสบู่จึงมีลักษณะขุ่นเพราะเป็นคอลลอยด์ (colloid) สบู่สามารถ ชำระล้างสิ่งสกปรกที่เป็นน้ำมันหรือไขมันได้ โดยสบู่จะหันปลายข้างที่ไม่มีขั้วไปห่อหุ้มน้ำมันหรือไขมันไว้ โดยอาศัยแรงแบบวานเดอร์ วาลล์ (Van der Waals) ส่วนด้านที่มีขั้ว คือ คาร์บอกซิเลตไอออนจะละลาย อยู่ในน้ำ สิ่งสกปรกจึงถูกชะล้างออกไปได้ รูปที่ 1 โครงสร้างของเกลือโซเดียมคาร์บอกซิเลตและการเกิดไมเซลล์ในการกำจัดสิ่งสกปรกในน้ำ อย่างไรก็ดี ประสิทธิภาพการชำระล้างของสบู่จะเสียไปเมื่ออยู่ในน้ำกระด้างซึ่งมีแคลเซียม ไอออน (Ca2+) และแมกเนเซียมไอออน (Mg2+) ที่จะเกิดเป็นเกลือแคลเซียมหรือแมกเนเซียมคาร์บอกซิ เลต ตกตะกอนเป็นไคลสบู่ (soap scum) ทำให้น้ำขุ่น และเมื่อสบู่อยู่ในน้ำที่เป็นกรดจะถูกเปลี่ยนเป็นกรด ไขมันอิสระทำให้สูญเสียสมบัติการชะล้างไป
66 สมการที่ 3 น้ำกระด้างและน้ำที่เป็นกรดจะทำให้สบู่หมดประสิทธิภาพในการชะล้าง 2. ปฏิกิริยาทรานซ์เอสเทอริฟิเคชัน (Transesterification): การผลิตไบโอดีเซล ไตรกลีเซอไรด์ทำปฏิกิริยากับเมทานอล โดยมีกรดหรือเบสเป็นตัวเร่งจะได้ผลิตภัณฑ์เป็นเมทิล เอสเทอร์ของกรดไขมัน (fatty acid methyl esters, Fames) หรือที่เรียกกันว่า ไบโอดีเซล (biodiesel) นั่นเอง เนื่องจากนำไปใช้กับเครื่องยนต์ดีเซลได้และผลิตภัณฑ์อีกชนิดคือกลีเซอรัล สมการที่ 4 ปฏิกิริยาทรานเอสเทอริฟิเคชันระหว่างไตรปาล์มิตินกับเมทานอล ในปฏิบัติการนี้นิสิตจะได้ทดลองเตรียมสบู่จากน้ำมันปาล์มผ่านปฏิกิริยาซาปอนิฟิเคชันโดยใช้ เบสโซเดียมไฮดรอกไซด์ และทดสอบสมบัติของสบู่ที่เตรียมได้ อุปกรณ์และสารเคมี 1. Hot plate 2. บีกเกอร์ 600 มล. 1 ใบ 250 มล. 1 ใบ 25 มล. 1 ใบ 10 มล. 2 ใบ 3. หลอดทดลอง 8 หลอด 4. ช้อนตักสารโลหะ 1 อัน 5. แท่งแก้วคนสาร 1 อัน 6. กระดาษกรอง 1 แผ่น 7. กระดาษทดสอบ pH 2 ชิ้น
67 วิธีการทดลอง ตอนที่ 1 การเตรียมสบู่ 1.1 การเตรียมสบู่ขุ่น 1. เตรียมอ่างน้ำร้อนโดยเติมน้ำประมาณ 400 มล. ลงในอ่างโลหะ ให้ความร้อนด้วย hot plate ควบคุมอุณหภูมิของอ่างน้ำร้อนให้อยู่ในช่วง 60-70 C 2. ชั่งน้ำมันปาล์มประมาณ 10 กรัม เทลงในบีกเกอร์ขนาด 250 มล. 3. ให้ความร้อนด้วยอ่างน้ำร้อน เติมสารละลาย 25% NaOH ปริมาตร 4.5 มล. ลงไปช้า ๆ พร้อม กวนด้วยแท่งแก้วตลอดเวลา 4. กวนต่อไปอีกประมาณ 15 นาที (สังเกตการณ์เปลี่ยนแปลง) เติม 95% เอทานอล 10 มล. ลง ไป อย่างระมัดระวังโดยไม่ต้องหยุดกวน 5. กวนต่อไปอีกประมาณ 10-15 นาที จนกระทั่งเอทานอลระเหยหมดไป สังเกตดูจะได้สบู่เหลว คล้ายน้ำผึ้ง 6. นำออกจากอ่างน้ำร้อน รอให้อุณหภูมิลดลงถึง 40 C เติมน้ำแข็งประมาณ 100 กรัม ลงไป กวนเร็ว ๆ 7. เติมน้ำเกลืออิ่มตัวลงไปพร้อมคนช้า ๆ สังเกตว่าไม่มีตะกอนเพิ่มจึงนำไปกรองแบบสุญญากาศ (อย่าลืมชั่งน้ำหนักกระดาษกรอง !!!) ล้างสบู่ด้วยน้ำเย็น 2-3 ครั้ง เพื่อกำจัดโซเดียมไฮดรอกไซด์ที่ อาจจะเหลืออยู่ 8. ชั่งน้ำหนัก คำนวณหาร้อยละของผลผลิต และทดสอบความสามารถในการชะล้างในตอนที่ 2 1.2 การเตรียมสบู่ใส 1. แบ่งสบู่ขุ่นที่ได้จากตอนที่ 1 ประมาณ 2 กรัม ใส่ลงในบีกเกอร์ขนาด 25 มล. เติมเอทานอล 3 มล. แล้วนำไปอุ่นในอ่างน้ำร้อนให้เป็นของเหลว 2. เติมน้ำเชื่อมประมาณ 3 มล. คนอย่างช้า ๆ แล้วจึงเติมกลีเซอรีนประมาณ 5 มล. ค่อย ๆ กวน ให้สารละลายเป็นเนื้อเดียวกัน 3. กวนสารละลายต่อไปอีกจนกระทั่งไม่มีเหลือเอทานอลอยู่ นำออกจากอ่างน้ำร้อน รอจน อุณหภูมิลดลงจนถึงประมาณ 40 C (อาจมีการเติมสี กลิ่น ในขั้นตอนนี้) 4. ค่อย ๆ เทสบู่ลงในแม่พิมพ์ที่เตรียมไว้ รอให้สบู่ใสแข็งตัวแล้วจึงแกะออกจากพิมพ์
68 ตอนที่ 2 การทดสอบสมบัติสบู่ สมบัติการชะล้าง แบ่งสบู่ที่เตรียมได้มาทดสอบล้างมือ สังเกตฟอง การสัมผัส ความนุ่ม ลื่น บันทึกผล ถ้าเตรียมได้ถูกต้อง จะต้องไม่ทำให้มือเป็นมัน ถ้าลื่นแสดงว่ามีเบสเหลืออยู่มาก pH และ สมบัติสารลดแรงตึงผิว 1. ละลายสบู่ประมาณ 0.1 กรัม ด้วยน้ำปราศจากไอออน (deionized water, DI water) 10 มล. ในบีก เกอร์ 25 มล. 2. แบ่งใส่หลอดทดลอง 4 หลอด ๆ ละ 1 มล. 3. ใช้แท่งแก้วที่สะอาดจุ่มน้ำสบู่ในหลอดที่ 1 แล้วแตะกับกระดาษวัด pH อ่านค่าที่ได้ จากนั้นปิด จุกหลอด แล้วเขย่าแรง ๆ สังเกต ปริมาณ ขนาด และ ความคงทนของฟองสบู่ บันทึกผล 4. นำหลอดที่ 2, 3 และ 4 เติมสารละลาย 4% CaCl2 (hard water) 4% FeCl3 (hard water) และ สารละลาย 9% Na3PO4 (soft water) จำนวน 2-3 ตามลำดับ สังเกต ปริมาณ ขนาด และ ความคงทน ของฟองสบู่ บันทึกผล 5. ทำการทดลองซ้ำข้อ 1-4 แต่ใช้สบู่ตัวอย่างที่ห้องปฏิบัติการจัดไว้ให้ (เป็นสบู่ที่ขายทั่วไป) หมายเหตุ อัตราส่วนระหว่างเบสกับไตรกลีเซอไรด์คำนวณได้จากค่า Saponification Value (SV) ซึ่งหมายถึง ปริมาณ มิลลิกรัม KOH ที่ทำปฏิกิริยาพอดีกับไขมันหรือน้ำมัน 1 กรัม น้ำมันปาล์มมีค่า SV ประมาณ 199-204 ในการทดลองนี้ใช้ไตรกลีเซอไรด์มากกว่าโซเดียมไฮดรอกไซด์ร้อยละ 5 ทั้งนี้เพื่อไม่ให้มีเบส เหลือและสบู่จะมีสัมผัสที่นุ่มลื่นถ้ามีไขมันหรือน้ำมันปนอยู่เล็กน้อย ข้อควรระวัง โซเดียมไฮดรอกไซด์เป็นเบสที่แรง มีฤทธิ์กัดกร่อน ก่อให้เกิดการระคายเคือง ให้หลีกเลี่ยงการสัมผัส โดยตรง หากสัมผัสให้ล้างด้วยน้ำปริมาณมาก ๆ แจ้งอาจารย์ผู้คุมปฏิบัติการ
69 คำถามท้ายการทดลอง 1. ถ้าใช้น้ำมันมะพร้าวหรือน้ำมันเมล็ดทานตะวันในการทำสบู่ จะได้สบู่ที่มีสมบัติเหมือนหรือต่างกัน หรือไม่ อย่างไร 2. จงแสดงสมการการเกิดปฏิกิริยาซาโปนิฟิเคชันของไตรสเตียริน ซึ่งมีปริมาณสูงในน้ำมันปาล์มส เตียริน 3. เอทานอลที่เติมลงไปในการเตรียมสบู่ทำหน้าที่อะไร 4. น้ำเกลืออิ่มตัวที่เติมลงไปเพื่ออะไร เอกสารอ้างอิง Beranier, CD. and Zempleni, J. (2009). Advanced Nutrition: Macronutrients, Micronutrients, and Metabolism. Boca Raton: CRC Press. Mabrouk, ST. (2005). Making usable, quality opaque or transparent soap, J. Chem. Ed., 82(10), 1534-1537. Postma, JM., Roberts, JL. Jr., and Hollenberg, JL. (2010). Chemistry in the laboratory, 7th ed., New York: W.H. Freeman and Company. Spitz, L. (2009). Soap making technology. Illinois: AOCS Press.