ตัวอย่างการเขียนแผนการทดลอง LAB 2

ตวั อย่างการเขียนวางแผนการทดลอง
1. การทดลองที่ 2
การหาคา่ ความเขม้ ข้นวิกฤตขิ องการเกดิ ไมเซลสโ์ ดยใช้สยี อ้ มอะคริดนี ออรเ์ รนท์
(Determination of Critical Micelle Concentration Using Acridine Orange Dye Probe)

2. วนั ทท่ี าการทดลอง...........................................................

3. วัตถุประสงคก์ ารเรยี นรู้ เพอื่ ใหน้ ิสิตสามารถ
1. ใชเ้ คร่อื งมือ เพ่อื เตรยี มสารละลายของสารลดแรงตงึ ผวิ และสารละลายสียอ้ มได้
2. ใชเ้ คร่อื ง UV – Visible Spectrophotometer เพ่อื วดั สเปคตรมั ค่าการดดู กลืนแสงของสารละลายได้
3. สรา้ งกราฟเพ่ือหาคา่ ความเขม้ ขน้ วกิ ฤตขิ องการเกิดไมเซลสข์ องสารลดแรงตงึ ผวิ ดว้ ยวธิ ีการวดั คา่ การดดู กลนื

แสงโดยการยอ้ มสีดว้ ยอะครดิ ีนออเรนทไ์ ด้

4. อุปกรณใ์ นการทดลอง จานวน 1 เคร่ือง
1. เครื่อง UV – Visible Spectrophotometer จานวน 2 ใบ
2. บีกเกอร์ (Beaker) ขนาด 50. mL จานวน 1 อนั
3. ปิเปต (Graduated pipette) ขนาด 10.0 mL จานวน 1 อนั
4. ปิเปต (Bulb-pipette) ขนาด 5.0 mL
จานวน 2 ใบ
5. ขวดปรบั ปรมิ าตร (Volumetric flask) ขนาด 100 mL จานวน 15 ใบ
6. ขวดปรบั ปรมิ าตร (Volumetric flask) ขนาด 25 mL จานวน 1 ขวด
7. ขวดนา้ กล่นั จานวน 1 เครือ่ ง
8. เครอื่ งช่งั 4 ตาแหนง่ จานวน 1 อนั
9. ควิ เวต (Cuvette)

5. สารเคมี
1. สารลดแรงตงึ ผิว (Surfactant): โซเดียมโดเดกซิวซลั เฟต (Sodium dodecyl sulphate, SDS)

2. สียอ้ ม (Dye): อะครดิ นี ออเรนท์ (Acridine orange, AO)

3. นา้ กล่นั (Distilled water, H2O)

ดร. จักรีสทิ ธิ์ จนิ ดาวงศ:์ 242111 Physical Chemistry and Applications 1

6. วิธกี ารทดลอง
1.เตรยี มสารละลายของสยี อ้ มอะครดิ ีนออรเ์ รนท์ (Acridine orange, AO) เขม้ ขน้ 5.9  10-5 M

ซง่ึ เตรียมไดจ้ ากการช่งั สยี อ้ มนี้ 0.0026 g แลว้ นาไปละลายในนา้ ในขวดวดั ปรมิ าตร (volumetric flask) 100 mL
(หมายเหต:ุ การช่งั สารในปรมิ าณนอ้ ยมาก ควรใชก้ ระดาษช่งั สารและทาดว้ ยความระมดั ระวงั เป็นพเิ ศษ)

รูปท่ี 1 แสดงการเตรียมสารละลายของสยี อ้ ม AO ท่ีความเขม้ ขน้ 5.9  10-5 M

2. เตรยี มสารละลายของสารลดแรงตงึ ผิวโซเดียมโดเดกซิวซลั เฟต (Sodium dodecyl sulfate, SDS) เขม้ ขน้ 0.0205 M
ซง่ึ เตรยี มไดจ้ ากการช่งั สารนี้ 0.5918 g แลว้ นาไปปรบั ปรมิ าตรดว้ ยนา้ ในขวดวดั ปรมิ าตร (volumetric flask) 100 mL

รูปที่ 2 แสดงการเตรียมสารละลายของสารลดแรงตงึ ผิว SDS ท่คี วามเขม้ ขน้ 0.0205 M

ดร. จกั รีสทิ ธิ์ จนิ ดาวงศ:์ 242111 Physical Chemistry and Applications 2

3. ปิเปตสารละลายสียอ้ ม AO (ขอ้ 1) ปรมิ าตร 5.0 mL ลงในขวดวดั ปรมิ าตรขนาด 25.0 mL จานวน 15 ใบ
โดยใชป้ ิเปต (bulb-pipette) 5.0 mL

Flask No: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
AO (mL) 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0

4. ปิเปตสารละลาย SDS (ขอ้ 2) ท่ไี ดเ้ ตรียมไวใ้ สต่ ามลงไปในขวดทงั้ 15 ใบ ดว้ ยปรมิ าตรตามตารางท่ี 1
โดยใชป้ ิเปต (graduated pipette) แลว้ ปรบั ปรมิ าตรทกุ ขวดเป็น 25 mL ดว้ ยนา้ กล่นั พรอ้ มทงั้ บนั ทกึ สีของสารละลาย

Flask No: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
SDS (mL) 0.0 0.5 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 9.0 10.0 11.0 13.0 15.0

5. นาสารละลายท่ีเตรียมไดจ้ ากข้อ 4 ใส่ลงใน cuvette แลว้ สเกนสเปคตรมั ในช่วงความยาวคล่ืน 300 - 800 nm ดว้ ย
ความเรว็ 1,000 รอบ/นาที
6. จากสเปคตรมั ท่ีได้ ใหเ้ ลือกบนั ทึกค่าการดดู กลืนแสงท่ี 3 ค่า คือ ท่ีความยาวคล่ืนท่ีมีการดดู กลืนแสงสงู สดุ ( max ),
ความยาวคล่นื 500 nm และ 550 nm
7. ถ่ายรูปสเปคตรมั ทงั้ 15 สเปคตรมั จากหนา้ จอคอมพวิ เตอร์

ดร. จักรีสิทธิ์ จนิ ดาวงศ:์ 242111 Physical Chemistry and Applications 3

วธิ ีการทดลองสรุปเป็ นแผนภาพได้ดังนี้
ขนั้ ตอนท่ี 1 เตรยี มสารละลายสียอ้ ม AO และสารลดแรงตงึ ผิว SDS

ขนั้ ตอนที่ 2 เตรยี มสารละลายผสมระหวา่ ง AO และ SDS ตามปรมิ าตรท่กี าหนด

Flask No: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
AO (mL) 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0
SDS (mL) 0.0 0.5 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 9.0 10.0 11.0 13.0 15.0

ดร. จักรีสิทธิ์ จนิ ดาวงศ:์ 242111 Physical Chemistry and Applications 4

รายงานผลการทดลอง
เร่ือง การหาคา่ ความเขม้ ขน้ วิกฤตขิ องการเกดิ ไมเซลสโ์ ดยใชส้ ยี ้อมอะคริดนี ออรเ์ รนท์
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
ทาการทดลองวันท.ี่ ............เดอื น........................................พ.ศ. .................. เวลา..............................
Sec. ………… กลุ่มท.่ี ............
ผู้ร่วมทาการทดลอง
1. ……………………………………………….รหสั นิสติ ........................สาขา........................................
2. ……………………………………………….รหสั นิสติ ........................สาขา........................................
3. ……………………………………………….รหสั นิสติ ........................สาขา........................................
4. ……………………………………………….รหสั นิสิต........................สาขา........................................
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
7. การบันทกึ ผลการทดลอง
1. อณุ หภมู ิหอ้ งขณะทาการทดลอง = …………………… 0C

2. นา้ หนกั AO: นา้ หนกั ท่ีคานวณ......................................g ท่ชี ่งั ไดจ้ รงิ = ……………………………. g

3. นา้ หนกั SDS: ท่ีนา้ หนกั ท่ีคานวณ..................................g ท่ชี ่งั ไดจ้ รงิ = ……………………………. g

ตารางบนั ทกึ ผลการทดลอง

No. AO (mL) SDS (mL) [SDS] (M) max (nm) Absorbance 550 nm การเทยี บสีดว้ ยตา
max (nm) 500 nm
1 5.0 0
2 5.0 0.5
3 5.0 1.0
4 5.0 2.0
5 5.0 3.0
6 5.0 4.0
7 5.0 5.0
8 5.0 6.0
9 5.0 7.0
10 5.0 8.0
11 5.0 9.0
12 5.0 10.0
13 5.0 11.0
14 5.0 13.0
15 5.0 15.0

ดร. จกั รีสิทธิ์ จนิ ดาวงศ:์ 242111 Physical Chemistry and Applications 5

การวิเคราะหข์ อ้ มูล (Treatment of Data)
1. นาสเปคตรมั ทงั้ 15 สเปคตรมั ท่ีไดจ้ ากขอ้ 7 มาวเิ คราะหแ์ ลว้ ตอบคาถามวา่ สเปคตรมั ของสารละลายท่ีเกดิ ไมเซลส์
แตกตา่ งจากสเปคตรมั อ่นื ๆ อย่างไร

2. นาขอ้ มูลท่ีไดจ้ ากข้อ 6 มาเขียนกราฟแสดงความสัมพันธ์ระหว่างปริมาตรของสารละลาย SDS (mL) กับค่าการ
ดูดกลืนแสง ท่ีความยาวคล่ืนท่ีมีการดูดกลืนแสงสูงสุด ( max ), ความยาวคล่ืน 500 nm และ 550 nm พรอ้ มวิจารณ์
กราฟท่ีได้

ดร. จักรีสิทธิ์ จนิ ดาวงศ:์ 242111 Physical Chemistry and Applications 6

3. หาค่าความเขม้ ขน้ วกิ ฤติของการเกิดไมเซลส์ (CMC) ของสารลดแรงตงึ ผิว โดย
3.1 เขียนกราฟแสดงความสมั พนั ธ์ระหว่างปริมาตรของสารละลาย SDS (mL) กับค่าการดูดกลืนแสงท่ี 500 nm

กราฟท่ีไดจ้ ะมีลกั ษณะเป็นโคง้ คลา้ ยตวั เอส (Sigmoidal curve) ตาแหน่งกึ่งกลางของกราฟก็คือ ปรมิ าตรของ SDS ท่ีพอดี
ในการเกิดไมเซลสข์ องสารลดแรงตงึ ผิว ปรมิ าตรค่านีน้ าไปคานวณเป็นความเขม้ ขน้ เพ่ือเปรยี บเทียบกบั ค่าความเขม้ ขน้ ท่ีหา
ไดต้ ามวิธีขอ้ 2.2

3.2 เขียนกราฟแสดงความสมั พนั ธร์ ะหวา่ งความเขม้ ขน้ ของสารละลาย SDS (M) กบั คา่ การดดู กลนื แสงท่ี 500 nm
กราฟท่ีไดจ้ ะมีลกั ษณะเป็นโคง้ คลา้ ยตวั เอส (Sigmoidal curve) ตาแหนง่ กึ่งกลางของกราฟก็คอื ความเขม้ ขน้ ของ SDS ท่ี
พอดใี นการเกดิ ไมเซลสข์ องสารลดแรงตงึ ผิว เรียกจดุ นวี้ า่ ความเขม้ ขน้ ท่ีเหมาะสมของการเกิดไมเซลส์ (CMC)

ดร. จกั รีสิทธิ์ จนิ ดาวงศ:์ 242111 Physical Chemistry and Applications 7

3.3 เปรยี บเทยี บคา่ CMC ท่หี าไดจ้ ากวิธีในขอ้ 3.1 และ 3.2 พรอ้ มวจิ ารณผ์ ล

4. เปรียบเทยี บคา่ CMC ท่ไี ดจ้ ากการทดลองครงั้ นี้ กบั คา่ ท่ีมีรายงานไวใ้ นเอกสารอ้างองิ (J. Chem. Educ.,
1978, 55, 342.)* คานวณหาคา่ ความคลาดเคล่อื น พรอ้ มวจิ ารณผ์ ล

ตามสมการ %Error = CMCexperimental - CMCliterature x100
CMCliterature

ดร. จักรีสิทธิ์ จนิ ดาวงศ:์ 242111 Physical Chemistry and Applications 8

คาถาม (Questions)
1. ใหเ้ ขียนโครงสรา้ งทางเคมขี องสารลดแรงตงึ ผิว (SDS) และสียอ้ ม (AO)
2. ไมเซลส์ (Micelle) คอื อะไร และใหน้ ยิ ามพรอ้ มอธิบายคาวา่ คา่ ความเขม้ ขน้ วิกฤติของการเกิดไมเซลส์ (Critical
micelle concentration, CMC)
3. ใหอ้ ธิบายว่าทาไมถึงเกิดการเปล่ียนแปลงของค่าการดดู กลืนแสงของสารละลายท่ีตาแหน่ง CMC และทาไมค่าการ
ดดู กลนื แสงไม่เพ่มิ ขนึ้ เม่ือความเขม้ ขน้ ของ SDS เพ่ิมขนึ้
4. มีวธิ ีการใดบา้ งท่ใี ชห้ าค่า CMC ได้
5. เพราะเหตใุ ด การทดลองนีจ้ งึ เลือกบนั ทกึ คา่ การดดู กลืนแสงท่ีความยาวคล่นื 500 nm

เอกสารอา้ งองิ (References)
1. C. Tanford, “The hydrophobic Effect”, 1973, J. Wiley, New York.
2. E.H. Cordes(Ed.), “Reaction Kinetics in Micelle”, 1973, Plenum Press, New York.
3. D.J. Fendlar and J.H. Fendlar, Micellar. Catalysis in Organic Reactions: Kinetic and Mechanistic
Implications. Adv. Phys. Org. Chem., 1970, 8, 271-406.
*4. M. Rujimethabhas and P. Wilairat, Determination of critical micelle concentration using acridine orange
dye probe. An undergraduate experiment. J. Chem. Educ., 1978, 55, 342.
5. A. Dominguez, A. Fernandez, N. Gonzalez, E. Iglesias and L. Montenegro. Determination of Critical
Micelle Concentration of Some Surfactants by Three Techniques. J. Chem. Educ., 1997, 74 (10), 1227.

ดร. จกั รีสิทธิ์ จนิ ดาวงศ:์ 242111 Physical Chemistry and Applications 9