242103 เคมีทั่วไปและเคมีอินทรีย์

47

การกรองขณะร้อนจะไม่กรองภายใต้ความดันตา้่ (Suction filtration) เพราะขณะที่กรอง
ด้วยการลดความดนั สารละลายจะเย็นลงอย่างรวดเรว็ ทา้ ให้สารตกผลึกในขณะทีก่ รอง

4. การปล่อยใหส้ ารตกผลึก
สารละลายที่ได้หลังจากการกรองขณะที่ร้อน นิยมปล่อยให้ค่อยๆ เย็นลงที่

อุณหภูมิห้องเพราะจะท้าให้ได้ผลึกรูปสวย ถ้าหากท้าสารละลายให้เยน็ ลงอย่างรวดเร็ว โดยการ
แช่น้าแข็งทันทีหรือท้าสารละลายให้ได้รับกระทบกระเทือนโดยการคนสารละลายนั้น ทั้งสอง
กรณีนี้จะได้ผลึกเม็ดเล็กๆ เพราะขนาดของผลึกจะแปรตามการเย็นตัวของสารละลาย ถ้า
สารละลายเยน็ ตวั ช้าและไม่ถูกกระทบกระเทือนจะได้ผลกึ รปู ใหญ่ ผลึกรูปใหญ่หรอื เล็กเกินไปจะ
มีส่งิ เจอื ปนมาก กล่าวคือ ผลกึ รูปใหญ่เกินไปจะอุ้ม (0cclude) สารละลายไว้มากทา้ ให้มสี ิง่ เจือปน
มาก ส่วนผลึกเลก็ เกินไปจะมีพ้ืนทีผ่ ิวมากท้าให้จับสิง่ เจอื ปนได้มาก

ในบางกรณีสารละลาย อาจอยู่ในสภาวะอิ่มตัวยวดยิ่ง (Super saturated solution)
ทา้ ให้เมอ่ื ปล่อยสารละลายที่ได้จากการกรองร้อน เย็นลงแล้วไม่มผี ลกึ เกิดขึน้ จะทา้ ให้เกิดผลึกได้
โดยการล่อผลึกหรอื การขูดข้างภาชนะดังกล่าวมาแล้วข้างต้น

ในการเตรียมสารละลายขณะทีร่ อ้ นบางคร้ัง จะเป็นหยดน้ามัน ซึง่ สามารถท้าให้หยด
น้ามันน้ีกลายเป็นของแขง็ ได้โดย

1. นา้ สารละลายน้ันมาแช่เย็น แตถ่ ้าหากยงั ไม่เกิดผลึกอีกใหใ้ ช้ Stirrer บดและ
ขยี้น้ามันนน้ั ข้างๆ ภาชนะทีแ่ ช่เย็น

2. ถ้าหากท้าตามวิธีแรกแล้วยังไม่เกิดผลึกให้เติมผลึกของสารนั้นลงไป 2-3
ผลึกแล้วปล่อยให้เย็นลง โดยการตั้งไว้ค้างคืน ถ้าหากไม่มีผลึกให้แยกส่วนที่เปน็ น้ามันออกมาหา
ตัวทา้ ละลายทีเ่ หมาะสมใหม่

ในการตกผลึกใหม่ ผลกึ ที่ได้จากการตกผลึกคร้ังแรกเรียกว่า First crop ซึ่งบางทีกย็ ัง
ไม่บริสุทธิ์ ต้องตกผลึกใหม่ ผลึกที่ได้ครั้งที่สองนี้เรียกว่า Second crop และจะมีความบริสุทธิ์
มากกว่าผลกึ ทีใ่ ชใ้ นคร้ังแรก

5. การกรองผลึกของสารบรสิ ทุ ธิ์
สารละลายเม่อื ตั้งไว้ให้เย็นจะเกิดผลกึ สารละลายที่รวมอยู่กับผลกึ ของสารบริสุทธิ์นี้

เรียกว่า mother liquor นา้ ไปกรองแยกผลกึ ได้ด้วยการกรองภายใต้ความดนั ใช้กระดาษกรองวาง
บน Buchner funnel แล้วใช้ขวดน้ากลั่นฉีดลงบนกระดาษกรอง เปิดน้าหรือท่อความดันเพื่อลด
ความดันใน Suction flask จนกระดาษกรองแนบสนิทกับ Buchner funnel แล้วจึงเทสารละลายที่
จะกรองลงไป เม่ือ Mother liquor ไหลลงใน Suction flask หมดจะเหลือผลึกอยู่บนกระดาษกรอง
ให้ล้างผลึกด้วยตัวท้าละลายที่เย็นที่ใช้ในการตกผลึก จากนั้นจึงเอากระดาษกรองปิดข้างบน

48

ตะกอนนั้น แล้วกดด้วย Spatula หรือ Stirring rod จนกระท่ังไม่มีสารละลายหยดออกมาจาก
Buchner funnel ปลดท่อความดันออก ปิดน้า แล้วเอากระดาษกรองที่ปิดด้านบนออก โดย
ใชS้ patula ตักใส่บนกระจกนาฬกิ า แล้วนา้ ไปทา้ ให้แห้ง

6. การทาผลึกให้แหง้
การทา้ ผลึกใหแ้ ห้งอาจท้าได้หลายวิธี โดยทั่วไป เมื่อกรองผลึกเสร็จแล้ว พยายาม

ซับผลึกให้แห้งแล้วจึงตักสารใส่กระจกนาฬิกา และปล่อยให้แห้งในอากาศ วิธีนี้เหมาะส้าหรับ
กรณีทีส่ ารมจี ้านวนน้อย

หรอื - น้าไปอบทีต่ อู้ บอุณหภูมิต่้ากว่าจดุ หลอมเหลวของผลึกประมาณ 20 0C
หรอื - น้าไปใส่ใน Desiccator ทีม่ สี ารดดู ความชืน้ (Drying agent) ที่เหมาะสม
หรอื - ใช้ Drying pistol ถ้าสารไม่เสถียรทีอ่ ุณหภูมิสงู
ในการท้าการตกผลึกใหม่ บางคร้ังอาจจะได้ผลึกน้อยกว่าที่ควรจะเป็น อันเน่ืองมาจาก
สาเหตตุ ่อไปนี้
1. ในขณะที่กรองเพื่อแยกสิ่งเจือปน (Gravity filtration) สารอาจเกิดการตกผลึก
และค้างอยู่บนกระดาษกรอง
2. เติมผงถ่านมากเกินไป
3. ใช้ตัวทา้ ละลายมากเกินไป
4. กรองแยกผลึกออก (ใช้ Buchner funnel) ในขณะที่ผลกึ ยังตกไม่สมบูรณ์
ฉะนั้น ในการท้าการตกผลึก จึงควรค้านึงถึงสาเหตุดังกล่าวด้วย เพื่อให้การทดลอง
ได้ผลดียิ่งขึ้นและในกรณีที่เลือกใช้ตัวท้าละลายที่มีจุดเดือดสูงขึ้น เช่น เอทานอล หรือน้า การจะ
ท้าผลกึ ใหแ้ หง้ ตอ้ งใชเ้ วลามากขึ้น จงึ ต้องแนใ่ จว่าผลกึ ที่น้าไปช่ังน้าหนักน้ันแหง้ สนิทจริงๆ

7. ประสิทธิภาพของการตกผลึก
สิง่ ทีบ่ ่งชีป้ ระสิทธิภาพการตกผลึกคือ

1. ตกผลึกแล้วได้ผลึกทีบ่ ริสทุ ธิ์ คือมีสิ่งเจือปนน้อย โดยในการทดลองนี้จะใช้การหาจดุ
หลอมเหลวของสารก่อนตกผลึกและหลังตกผลึกมาเปรียบเทียบกัน โดยสารบริสุทธิ์จะมีช่วงจุด
หลอมเหลวแคบแต่สารไม่บริสุทธิจ์ ะมีช่วงของจุดหลอมเหลวกว้าง

2. ตกผลึกแล้วได้ผลึกของสารออกมามากที่สุด หรือมีสารคงเหลือใน Mother liquor
น้อยทีส่ ดุ โดยใช้วธิ ีการหา %Recovery ดังสมการมีการ

%Recovery = น้าหนกั สารหลังตกผลกึ  100
น้าหนักสารก่อนตกผลึก

49

การที่จะตกผลึกอย่างประสบผลส้าเร็จทั้งสองประการข้างต้นนั้นขึ้นอยู่กับการเลือก
ระบบตัวท้าละลายและความบริสุทธิ์เริ่มต้นของสารก่อนการตกผลึก บางคร้ังการตกผลึกเพียง
คร้ังเดียวอาจจะไม่ได้สารที่บริสุทธิ์อย่างที่ต้องการ จึงต้องมีการตกผลึกซ้าหลายคร้ังเพื่อให้ได้
สารทีบ่ ริสุทธิข์ ้ึน

การทดลอง : การตกผลึกใหม่ Benzoic acid (Recrystallization of Benzoic acid)

วัตถปุ ระสงค์
เพื่อทา้ สารอินทรีย์ให้บริสุทธิโ์ ดยการตกผลกึ ใหม่

ขนั้ ตอนการทดลอง
1. ตักแบ่ง Crude benzoic acid ออกมาเล็กน้อย หาจุดหลอมเหลวของ Crude benzoic

acid
2. ชั่งน้าหนักของ Crude benzoic acid ที่เหลอื (ประมาณ 1.0 กรมั ) จดบันทึกน้าหนกั
3. นา้ Crude benzoic acid ใส่ลงใน Conical flask ขนาด 250 มล. เติมน้ากลน่ั (ซึ่ง

เปน็ ตวั ท้าละลายทีเ่ หมาะสม) ลงไปประมาณ 40 มล. ใส่ Boiling chip 2-3 เม็ด น้าไปต้มให้อุ่น
เล็กน้อย แล้วจึงเติมผงถ่านลงไป 1 ช้อน (ประมาณ 3 มก.) ต้มสารละลายนี้ต่อไปจน Benzoic
acid ละลายหมด หลังจากสารละลายเดือดสักครู่ กรองสารละลายในขณะที่ร้อนโดยใช้กระดาษ
กรองที่พับเป็นจีบและกรวยแก้วก้านสั้นที่ร้อน โดยวางกรวยแก้วบน Flask ที่รองรับที่วางอยู่บน
Steam bath (ซึ่งจัดไว้ในตู้ควัน) ตลอดเวลาที่ท้าการกรอง ในขั้นตอนนี้หากมีผลึกของ Benzoic
acid เกิดขึ้นบนกระดาษกรอง ให้ใช้ตัวท้าละลายที่ร้อน (ในที่นี้คือน้าร้อนที่ต้มไว้ต่างหาก) จ้านวน
เล็กน้อย (ไม่เกิน 10 มล.) ราดลงบนกระดาษกรองที่มีผลึกดังกล่าว เม่ือกรองเสร็จแล้วน้า
สารละลายทีไ่ ด้จากการกรองมาตั้งไว้ที่อณุ หภูมิห้อง แล้วนา้ ไปแช่ในอ่างน้าแข็ง จนผลึกตกอย่าง
สมบูรณ์ (สังเกตได้โดยลองแกว่ง Flask ดูจะไม่มีผลึกตกเพิ่มลงมาอีก) กรองผลึกด้วย Buchner
funnel โดยใช้กระดาษกรองที่มีขนาดพอเหมาะกับกรวย ซับผลึกให้แห้ง ตักสารที่ได้ใส่กระจก
นาฬิกา แล้วน้าไปอบ จนแห้ง ชั่งน้าหนัก หา % Recovery แลtหาจุดหลอมเหลวของ Benzoic
acid ที่ได้ ส่วนผลกึ ใหน้ ้าส่งอาจารย์ท้ายการทดลอง

50

51

การทดลองท่ี 7
เร่อื ง การจดั กลุ่มสารอินทรยี โ์ ดยแยกตามสมบัติการละลาย

วตั ถปุ ระสงค์
เพื่อศกึ ษาการจัดหมวดหมู่ของสารอินทรีย์โดยการทดสอบการละลาย

หลกั การ
ในทางเคมีอินทรีย์ไม่ว่าจะเป็นด้านการสังเคราะห์ (Organic synthesis) หรือการสกัด

ผลติ ผลทางธรรมชาติ (Natural product) สิง่ จ้าเปน็ ทีส่ ดุ คือ การพิสจู น์สารทีไ่ ด้จากการสงั เคราะห์
หรอื การสกดั น้ันๆ ว่าเปน็ สารประกอบประเภทใด

ล้าดบั ข้ันในการพิสูจนส์ ารอินทรีย์ มีดังนี้
1. การทดสอบข้ันตอน (Preliminary Test)
1.1 ดูสี และดมกลิน่ (Colour and Odour)
1.2 การตดิ ไฟ (Ignition)
2. หาค่าคงที่ทางกายภาพ (Determination of Physical Constant) เช่น จุดเดือด
จดุ หลอมเหลว
3. ทดสอบการละลาย (Solubility Test)
4. การทดสอบหาหมฟู่ งั ก์ชัน (Functional Groups Determination)
5. เตรียมอนพุ ันธ์ (Preparation of Derivative)

การทดสอบการละลายของสารอินทรีย์เป็นขั้นตอนหนง่ึ ในการพิสูจนส์ ารอินทรีย์ ซึง่ จดั ว่า
เป็นข้ันตอนที่ส้าคัญที่จะเป็นข้อมูลที่เป็นประโยชน์อย่างมาก ในการจัดกลุ่มสารอินทรีย์โดยแบ่ง
ตามสมบัติการละลาย ซึ่งจะเป็นข้อมูลพื้นฐานเพื่อน้าไปประกอบการพิสูจน์สารอินทรีย์ในข้ันสูง
ต่อไป

สารอินทรีย์มีสมบัติการละลายในตัวท้าละลาย (Solvent) ที่แตกต่างกัน โดยอาศัย
หลักการละลายอันหนึ่งที่มีประโยชน์ คือ ตัวละลายที่มีข้ัวสูงสามารถละลายได้ในสารที่มีข้ัวสูง
และตัวละลายทีม่ ขี ้ัวตา้่ สามารถละลายได้ในสารทีม่ ขี ั้วต้่า หรอื ที่เรยี กว่า “like dissolve like”

ในการตัดสินว่าสารชนิดหนึ่งๆ ละลายหรือไม่ละลายนั้นค่อนข้างล้าบาก เน่ืองจาก
การละลายจะขึน้ อยู่กับอัตราส่วนของตัวทา้ ละลายและตวั ถูกละลาย

การจดั กลุ่มของสารโดยแยกตามสมบตั ิการละลาย สามารถจ้าแนกได้ตามแผนภาพที่ 1
ซึง่ จัดท้าโดย ชไรเนอร์ (R.L. Shriner) และคณะ

52

แผนภาพ 1 ลาดบั ขั้นการทดสอบการละลายเพื่อจาแนกชนิดของสารอินทรีย์

หมายเหตุ

53

Class = Non-salt ซึง่ แบ่งออกเป็น S1
S11
S12 = ถ้าสารละลาย (ในนา้ ) เป็นกรด ได้แก่ RCOOH(C1-C5)
S13
Class S2 = ถ้าสารละลายเป็นเบส ได้แก่ 1˚ , 2˚ , 3˚ aliphatic amine (C1-C5)
Class A1 = ถ้าสารละลายเป็นกลาง ได้แก่ ROH , RCHO , RCOR , RCOOR , RCN , RCONH2
Class A2 = Salt ได้แก่ เกลอื ของกรด กรดอะมโิ น กรดโพลีเบสิค กรดไฮดรอกซี
= กรดแก่ (RCOOH , C > 6) , RSO3H และฟีนอลบางชนิด
Class B = กรดออ่ นได้แก่ phenols, enols, oximes, imides, sulfonamides,thiophenols และสารประกอบไนโตรที่
Class N
Class I มแี อลฟาไฮโดรเจน
= Basic compound 1˚, 2˚, 3˚เอมีน (R > 5) , อะโรมาตกิ เอมนี (RNH2)
= Neutral compound ได้แก่ RON , RCHO , ไซคลิกคีโตน , RCOOR , RCOCH3 , ROR (C6-C8)
= Inert compound ได้แก่ ไฮโดรคาร์บอนอ่ิมตัว , ฮาโลอัลเคน , แอลริลเฮไลด์ สารประกอบอะโรมาติกบาง

ชนิด

อุปกรณ์
1. Test tube 2. Stirring rod

สารเคมี
1. 2-Butanol
2. Oxalic acid
3. Sodium acetate
4. Salicylic acid
5. Triethylamine
6. n-Hexane
7. Cycloxanone
8. Diethylether
9. สารละลาย 5% โซเดียมไฮดรอกไซด์ (NaOH)
10. สารละลาย 5% กรดไฮโดรคลอริก (HCl)
11. สารละลาย 5% โซเดียมไบคารบ์ อเนต (NaHCO3)
12. กรดซลั ฟรู ิกเข้มข้น (Conc. H2SO4)

วิธีการทดลอง
1. การสังเกตการละลาย
หยดสารตัวอย่าง 10 หยด (ถ้าเป็นของเหลว) หรือขนาดเท่ากับหัวไม้ขีด (กรณี

สารเปน็ ของแข็ง) ลงในหลอดทดลอง แล้วค่อยๆ เติมตวั ทา้ ละลายลงไปทีละหยด พร้อมใชแ้ ท่งแก้
วกวนสารละลายอย่างแรง สงั เกตการละลาย ถ้าสาร ละลายได้หมด แสดงวา่ มีความสามารถใน

54

การละลายที่ดี ถ้าไม่ละลาย ให้เติมตัวท้าละลายเพิ่มขึ้น 10 หยด แล้วสังเกตุการละลายอีกคร้ัง

ถ้ายังไม่ละลายให้เติมตัวท้าละลายครั้งที่ 3 อีก 10 หยด (รวมทั้งหมดไม่เกิน 30 หยด) ถ้าไม่

ละลาย ให้หยุดเติม แล้วบันทึกผลความสามารถในการละลายว่าละลายได้หรือไม่

2. ข้ันตอนการทดสอบการละลายของสารอินทรีย์ในตัวท้าละลายต่างๆ (ดูแผนภาพ 1

ประกอบ)

ข้ันที่ 1 น้าสารตัวอย่างมาทดสอบการละลายในน้ากล่ัน ถ้าละลายได้ในน้ากล่ัน

ให้ทดสอบสารละลายด้วยกระดาษลิตมัส ว่ามีสมบตั ิเปน็ กรด เบส หรอื กลาง ถ้าสารตวั อย่าง ไม่

ละลายในน้าให้ข้ามไปท้าการทดลองขน้ั ที่ 3

ข้ันที่ 2 ถ้าสารตัวอย่างละลายในน้าได้ ให้นา้ สารตวั อย่างมาใหม่ ทดสอบ การ

ละลายด้วยสารละลายอีเทอร์ เพื่อจ้าแนกชนิดของสารว่าจัดอยู่ใน CLASS S1 หรือ S2 ถ้าละลาย

ในอีเทอร์จัดอยู่ใน CLASS S1 หรอื ถ้าไม่ละลายในอีเทอร์จดั อยู่ใน CLASS S2

ข้ันที่ 3 ถ้าสารอินทรีย์ไม่ละลายน้า ให้น้าสารมาใหม่ เพื่อทดสอบการละลายด้วย

สารละลาย 5% NaOH (ถ้าไม่ละลายในน้า ให้ข้ามไปท้าขั้นตอนที่ 4) ถ้าละลายได้ ให้น้าสารมา

ใหม่ เพื่อทดสอบการละลายด้วยสารละลาย 5% NaHCO3 ถ้าละลายได้จัดอยู่ใน CLASS A1 แต่
ถ้าไม่ละลาย จัดอยู่ใน CLASS A2

ขั้นที่ 4 ถ้าสารไม่ละลายในสารละลาย 5% NaOH ให้น้าสารมาใหม่ เพื่อทดสอบการ

ละลายในสารละลาย 5% HCl ถ้าละลายได้จัดอยู่ใน CLASS B ถ้าไม่ละลายให้ขา้ มไปทา้ ข้ันที่ 5

ขั้นที่ 5 สารไม่ละลายในสารละลาย 5% HCl ให้น้าสารมาใหม่เพื่อทดสอบการละลาย

ในกรดซัลฟรู ิก ถ้าละลายได้จัดอยู่ใน CLASS N แตถ่ ้าไม่ละลายจดั อยู่ใน CLASS 1

โปรดสังเกตว่าการจ้าแนกสารแต่ละครั้ง อาจไม่จ้าเป็นต้องท้าการทดสอบ

การละลายในตัวท้าละลายทุกชนิด ควรท้าการทดสอบเท่าที่จ้าเป็นเท่านั้น สังเกตผลอย่าง

ระมัดระวัง และทา้ การทดสอบอย่างเป็นขั้นตอนพร้อมมีเหตผุ ลประกอบ

ส า ร ที่ ใ ช้ ท ด ส อ บ คื อ 2- Butanol, Oxalic acid, Sodium acetate, Salicylic acid,

Triethylamine, n-Hexane, Cyclohexanone และสารตัวอย่าง กลุ่มละ 3 ตัวอย่าง

55

การทดลองท่ี 8
เร่อื ง การสกัดด้วยตวั ทาละลาย

(Solvent Extraction)

วตั ถปุ ระสงค์
เพื่อศกึ ษาการสกดั แยกสารอินทรีย์ดว้ ยตัวทา้ ละลายที่เหมาะสม โดยใช้เครื่องมอื การสกัด

อย่างง่าย (Separatory funnel)

หลกั การและทฤษฎี
การสกัดสารอินทรีย์ออกจากของผสมโดยการใช้ตัวท้าละลาย (Solvent) ที่เหมาะสมเป็น

วิธีแยกสารอินทรีย์ออกจากสารผสมวิธีหนึ่งที่นิยมใช้กันมาก และมีความส้าคัญเพราะนอกจาก
สามารถแยกสารอินทรีย์ออกจากสารผสมที่ได้จากการสังเคราะห์แล้ว ยังสามารถใช้แยก
สารอินทรีย์จากธรรมชาติได้ เชน่ การสกัดน้าหอมจากดอกไม้ ใบไม้ เปน็ ต้น

การสกัดนี้ท้าได้แตกต่างกนั ท้ังนีข้ นึ้ อยู่กับสมบตั ิของสารที่ผสมปนกนั อยู่ ซึ่งในบทนี้จะ
กล่าวถึงการสกดั อย่างง่ายเท่านั้น

สารสกัดอย่างง่าย (Simple extraction) ไดแ้ ก่
ก. การสกัดอย่างธรรมดา (Ordinary extraction) วิธีนี้ใช้สารสกัดอินทรีย์ที่เป็นของเหลว
ปนอยู่กับน้า ซึ่งสามารถแยกได้โดยการใชก้ รวยแยก (Separatory funnel หรอื Separating funnel)
ข. การสกัดโดยใช้ด่างหรือกรด (Acid or Alkaline extraction) ในกรณีที่สารอินทรีย์เป็น
กรดและปนอยู่กับสิ่งเจือปน จะใช้ด่างสกัด ซึ่งเป็นสารอินทรีย์ที่เป็นกรดนี้จะละลายในด่างท้าให้
แยกสิ่งเจือปนออกได้หรือในทางตรงกันข้าม ถ้าสารอินทรีย์เป็นด่างปนอยู่กบั สิง่ เจือปน จะใช้กรด
สกัดและสารอินทรีย์ที่เป็นด่างจะละลายในกรด จึงสามารถแยกสิ่งเจือปนออกไปได้ จากน้ันจึง
น้าสารละลายที่สกัดได้นี้ไปท้าให้เป็นกรด (ในกรณีที่สกัดด้วยด่าง) หรือด่าง (ในกรณีที่สกัดด้วย
กรด) ก็จะได้สารอินทรีย์นนั้ กลับคืนมา

การเลือกตวั ทาละลายที่เหมาะสมในการสกัดสารอินทรยี ์
ควรพิจารณาสมบตั ิดังตอ่ ไปนี้

1. จะต้องละลายสารอินทรีย์ที่ตอ้ งการสกัดได้ดี (มีคา่ Partition coefficient หรอื
Distribution coefficient สูง)

2. ไม่รวมเปน็ เนือ้ เดียวกบั สารละลายของผสมที่สกัด
3. ไม่ควรละลายสิ่งเจอื ปนหรอื สารที่ไม่ต้องการ

56

4. ควรแยกจากสารที่สกัดได้ง่ายภายหลงั การสกดั แล้ว เช่น โดยการกล่ันอย่างงา่ ย
5. ในกรณีทีม่ ตี วั ท้าละลายทีเ่ หมาะสมหลายชนดิ ควรจะเลือกชนิดที่มรี าคาถกู ที่สดุ

ตัวอย่างสารอินทรีย์ที่ใช้เป็นตัวท้าละลายในการสกัด เช่ น Diethyl ether, Benzene,
Chloroform, Petroleum ether, Carbon tetrachloride และ Dichloromethane

ในการสกัดสารอินทรีย์โดยใช้ตัวท้าละลายน้ันในทางปฏิบัติมักนิยมใช้กรวยแยก เพราะ
สะดวกในการใช้และให้ผลดีสมควร แต่การสกัดแต่ละครั้งจะได้สารออกมามากน้อยเพียงใด
ขึ้นอยู่กับการละลายในตัวท้าละลายที่ใช้สกัด และปริมาตรของตัวท้าละลายที่ใช้สกัดด้วยการ
สกัดด้วยตัวท้าละลายที่ใช้ปริมาณน้อยๆ และสกัดหลายคร้ังจะได้ปริมาณสารมากกว่าการใช้ตัวท้า
ละลายปริมาตรมากๆ ครั้งเดียว

การคานวณหาปริมาณสารท่ไี ด้จากการสกดั

เม่ือสาร (ก) ละลายได้ในตัวท้าละลายสองชนิดที่ไม่รวมเป็นเนื้อเดียวกัน และความเข้มข้น

ของสาร (ก) ในตัวทา้ ละลายทั้งสองชนิดที่ไม่เท่ากัน จะทา้ ให้มีค่า Distribution coefficient

หรือ Partition coefficient (แทนด้วย K) โดย

K= ความเข้มข้นของสาร (ก) ในตวั ท้าละลายทีส่ อง (g/ mL)
ความเข้มข้นของสาร (ก) ในตวั ท้าละลายทีห่ น่ึง (g/ mL)

ตวั ท้าละลายที่หนึง่ หมายถึง ตวั ท้าละลายที่สาร ก. ละลายอยู่ในตอนแรก
ตัวทา้ ละลายที่สอง หมายถึง ตัวท้าละลายทีใ่ ชเ้ ป็นตัวสกัดสาร ก. ออกจากตวั ทา้ ละลายแรก

ตัวอย่างแสดงการค้านวณหาค่า K และหาน้าหนักของสารทีส่ กดั ได้แต่ละครั้ง
สมมตุ ิ ที่ 20 °C สาร (ก) ละลายได้ 0.56 g ใน Ether 100 mL และละลายได้ 0.14 g ใน

น้า 100 mL ถ้าน้าสารละลายซึง่ มี (ก) 45 mL ในน้า 50 mL มาสกดั ด้วย Ether 50 mL จะสกดั
สาร (ก) ออกมาได้เท่าใด เปรียบเทียบระหว่างสารสกัดครั้งเดียว 50 mL กบั การแบ่งสกัดสอง
คร้ัง คร้ังละ 25 mL
วิธีท้า

หาค่า Distribution coefficient ( K ) :
ในทีน่ ้ี ตัวท้าละลายที่หน่ึง คือ น้า ตัวท้าละลายที่ สอง คอื Ether

0.56 g/ 100 mL

ดงั นน้ั จะได้ K (ether/ water ) = 0.56 g/ 100 mL =4
0.14 g/ 100 mL

57

( 1 ) การสกดั สาร (ก) 45 mL ในน้า 50 mL ด้วย Ether 50 mL ครั้งเดียว
ให้ x เป็นน้าหนักของสาร (ก) ที่ละลายอยู่ใน Ether และมีหน่วยเปน็ มิลลิกรมั
ดังนนั้ จะเหลอื สาร (ก) ในน้า = 45 - x

จากสูตร K = ความเข้มข้นของสาร (ก) ในต Ether
ความเข้มข้นของสาร (ก) ในน้า

4 = x ( mg)/ 50 mL
(45-x) mg/ 50 mL

x = 36 mg
(2) การสกดั สาร (ก) 45 mL ในน้า 50 mL ด้วย Ether 50 mL สองครั้ง ครั้งละ 25 mL ให้ y1
เปน็ น้าหนกั ของสาร (ก) ทีล่ ะลายใน Ether ในการสกดั คร้ังที่ 1 มีหน่วยเป็น mL
ดงั นนั้ จะเหลอื สาร (ก) ในน้า = (45- y1) mg

4 = y1 ( mg)/ 25 mL
(45-y1) mg/ 50 mL

y1 = 30 mg
การสกัดสาร (ก) ครั้งแรก ด้วย Ether 25 mL ได้สาร (ก) 30 mg และคงเหลอื ในน้า 15 mg ให้ y2
เป็นน้าหนกั ของสาร (ก) ทีล่ ะลายใน Ether ในการสกัดคร้ังที่ 2 มีหนว่ ยเปน็ มลิ ลิกรมั
ดังนน้ั จะเหลอื สาร (ก) ในน้า = (15- y2) mg

4 = y2 ( mg)/ 25 mL
(15-y2) mg/ 50 mL

y2 = 10 mg
การสกัดสาร (ก) ครงั้ ที่สอง ด้วย Ether 25 mL จะได้สาร (ก) 10 mg
นน่ั คือ จากการสกัดด้วย Ether 2 คร้ัง ๆ ละ 25 mL จะได้สาร (ก) หนกั (30 + 10) = 40 mg

โดยการสกัดด้วย Ether 2 ครั้ง ๆ ละ 25 mL จะได้สาร (ก) มากกว่าการสกัดด้วย 50
mL ครั้งเดียว

= 40 - 30 = 4 mg
จะเหน็ ว่าในการสกดั ด้วยตัวทา้ ละลายในปริมาณเท่ากันน้ัน หากสามารถแบ่งสกัด
หลายๆ ครั้ง จะมีประสิทธิภาพสูงกว่าการสกัดเพียงครั้งเดียว

58

การสกดั อย่างง่าย (Simple extraction)
ส่วนมากจะใช้ในกรณีตอ่ ไปนี้

1. แยกสารเคมีที่เป็น Product ออกจากของผสมของปฏิกิริยา (Reaction mixture) ซึ่งปน
อยู่กบั น้าโดยใช้ตัวท้าละลายทีเ่ หมาะสมเป็นตัวสกัด

2. ปฏิกิรยิ าทีต่ ้องใช้กรดหรอื เบสเปน็ ตวั เร่งปฏิกิรยิ า หรอื มีเกลือของสารอินทรีย์ในปฏิกิริยา
น้ัน จะใช้นา้ เปน็ ตัวสกัดสารดงั กล่าวออกไป เพราะสารดังกล่าวละลายได้ในน้า

3. ในกรณีที่ของผสมมีสารอินทรีย์ที่เป็นกรด (Organic acid) หรือสารอินทรีย์ที่เป็นเบส
(Organic base) ปนอยู่กับสารอินทรีย์อื่น ๆ อาจแยกสารอินทรีย์ที่เป็นกรดหรือเบส
ออกจากสารอินทรีย์อื่น ๆ โดยการสกัดด้วยด่างหรือกรด ซึ่งในกรณีนี้จะได้ท้าการ
ทดลองในห้องปฏิบัติการ

เครือ่ งมือและเทคนิคในการสกดั อย่างง่าย
1. เคร่ืองมือที่ใช้คือกรวยแยก (Separatory funnel) ซึ่งมีรูปร่างหลายแบบ เช่น รูปร่าง

ค่อนขา้ งกลม (Spherical) รูปร่างยาวลกั ษณะคล้ายลูกแพร์ (Elongation pear shape) รูปร่างของ
กรวยแยกนมี้ ีความส้าคญั ต่อเวลาที่ใช้ในการแยกช้ันของของเหลวคือ กรวยแยกที่มรี ูปร่างยาวจะ
ใช้เวลานานในการแยกชั้นของของเหลว แต่ถ้ากรวยแยกสั้นก็จะท้าให้ของเหลวนั้นแยกชั้นได้เร็ว
ขึ้น ในกรณีที่ของเหลว 2 ชนิดมีความหนาแน่นเกือบเท่ากัน มักนิยมใช้กรวยแยกที่มีรูปร่าง
ค่อนข้างกลมเพราะจะทา้ ให้การแยกช้ันของของเหลวได้เร็วกว่ากรวยแยกทีม่ ีลักษณะยาว ปลาย
บนของกรวยแยกจะมีจุกเรียกว่า Stopper และปลายล่างจะมีที่ปิดเปิดให้ของเหลวไหลออกจาก
รวยแยกเรียกว่า Stopcock (รปู 11.1)

Stopper

Stopcock

รูป 11.1 แสดงสว่ นประกอบของกรวยแยก

ทีม่ า: http://www.homebrewtalk.com/f13/guide-making-frozen-yeast-bank-35891/index5.html

59

2. ปริมาณของตวั ท้าละลายทีใ่ ช้ในการสกัดแตล่ ะครั้งควรจะเป็นหนง่ึ ในสามของสารละลาย
ที่จะสกดั

3. เม่ือของผสมละลายหรือ Suspend อยู่ในกรวยแยกแล้วใส่ตัวท้าละลายที่จะสกัดสารน้ัน
ลงไปทีละน้อย (เพราะการสกัดด้วยตัวท้าละลายจ้านวนเท่ากันแต่แบ่งสกดั หลาย ๆครั้ง จะ
ได้ปริมาณสารมากกว่าการสกัดเพียงครั้งเดียว) แล้วปิดจุก (Stopper) ถือกรวยแยกให้ม่ันคง
ด้วยมือท้ังสองมือหนึ่งจับปากกรวยเพื่อกันไม่ให้จุกกระเด็นออก อีกมือหนึ่งจับปลายกรวย
แยกให้พอเหมาะที่จะเปิด-ปิด Stopcock ได้สะดวก เอียงกรวยแยกควา่้ ลงเปิด Stopcock เพื่อ
ลด ความดัน แล้วเขย่าเบา ๆ 1-2 sec เปิด Stopcock อีก ท้าเช่นนี้เร่ือยไปจนไม่มีความดัน
ภายในกรวยแยก ปิด Stopcock ให้แน่นแล้วเขย่าแรง ๆ 1-2 sec เปิด Stopcock อีกครั้ง (รูป
11.2) แล้วจึงตั้งกรวยแยกไว้ให้ตัวท้าละลายแยกชั้นจากกัน โดยเปิดจุก (Stopper) ของกรวย
แยกเอาไว้

รปู 11.2 แสดงการลดความดนั ภายในกรวยแยก

ที่มา: http://www.chem.ucla.edu/~bacher/General/30BL/tips/Sepfunnel.html

หมายเหตุ
1. การลดความดันโดยการเปิด Stopcock หลังการเขย่ามีความจ้าเป็นโดยเฉพาะ เม่ือตัวท้า

ละลายที่ใช้มีจุดเดือดต่้า และเม่ือเขย่าจะกลายเป็นไอได้เร็วท้าให้ความดันภายในกรวยแยกสูง
หากไม่มีการลดความดันไอนี้ลงความดันไอนี้จะดัน Stopper หรือ Stopcock กระเด็นออกและ
สารละลายจะหกออกจากกรวยแยก หรือหากมีการท้าลายกรดโดยการใช้โซเดียมคาร์บอเนตใน
การสกดั จะมีก๊าซคารบ์ อนไดออกไซด์เกิดขึ้นจะต้องระวงั เชน่ เดียวกนั

2. การเขย่าแรง ๆ เม่ือเติมตัวท้าละลายลงไปสกัดสารในกรวยแยกจะท้าให้ พื้นที่
ผิว (Surface area) ของสารสัมผัสกับตัวท้าละลายและน้ามีมาก ซึ่งจะช่วยให้การละลายสารใน
ตวั ทา้ ละลายสารในตัวทา้ ละลายอยู่ในสมดลุ ได้เร็วขนึ้

60

3. เพราะถ้าปิดจุก (Stopper) เอาไว้ จุกนี้อาจถูกดันให้หลุดออกไป เน่ืองจากความดันไอ
ของตัวท้าละลายที่ใชใ้ นการสกัด

4. ในกรณีที่ของผสมเป็น Emulsion ไม่แยกเป็น 2 ช้ัน เราสามารถท้าให้แยกโดยวิธีใดวิธีหนึ่ง
ดังตอ่ ไปนี้

- จับกรวยแยกให้ตงั้ ตรง แล้วเขย่าแบบแกว่งเป็นวง
- กวนสารละลายน้ันด้วยแท่งแก้ว
- การ Centrifuge
- ใช้วิธี Salting out คือใส่ NaCl ลงไปในช้ันที่เป็นน้าจนเป็นสารละลายที่
อิม่ ตวั ซึ่งจะท้าให้สารที่สกดั ละลายในน้าน้อยลง
5. เม่ือสารแยกชั้นแล้วเอา Beaker มาวางไว้ใต้กรวยแยก เปิด Stopcock ให้ของเหลวช้ัน
ล่างไหลลงสู่บีกเกอร์ และเทสารละลายข้างบนออกทางปากกรวยแยก เพื่อไม่ให้สารละลายแต่
ละช้ันปนกัน (ชั้นที่เป็นน้าหรือตัวท้าละลายอินทรีย์จะอยู่ข้างบนหรือข้างล่างน้ันขึ้นอยู่กับความ
หนาแนน่ ช้ันไหนทีม่ คี วามหนาแน่นน้อยจะอยู่ข้างบนส่วนช้ันที่มีความหนาแน่นมากจะอยู่ข้างล่าง
เพื่อความถูกต้องแน่นนอนควรน้าสารแต่ละช้ันไปทดสอบการละลายน้าโดยช้ันที่เป็นสารอินทรีย์
จะไม่ละลายน้า )
6. เม่ือแยกของเหลวทั้งสองออกจากกันแล้ว ก่อนจะเทชิ้นใดทิ้งจะคิดให้รอบคอบก่อน
เพราะบางทีอาจน้าเอาชั้นที่ต้องการไปเททิ้ง เน่ืองจากความเข้าใจผิดเร่ืองความหนาแน่นของ
ของเหลว โดยปกติจะเกบ็ ของเหลวไว้ก่อนจนกว่าจะแนใ่ จแล้วค่อยเททิง้
7. ส้าหรับชั้นที่ตัวท้าละลายเป็นสารอินทรีย์ (Organic layer) จะน้ามาท้าให้แห้งโดยการ
เติมสารดูดความชื้น เช่น Anhydrous CaCl2, Anhydrous Na2SO4 หรืออื่น ๆ ลงใน Organic
layer ที่ใส่ไว้ใน Erlenmeyer flask แล้วตง้ั พักไว้ประมาณครึง่ ชว่ั โมง เขย่าเป็นคร้ังคราว หลังจาก
นั้นจึงรินเอาเฉพาะชั้นสารละลาย และน้าไประเหย หรือกลั่นแยกตัวท้าละลายออก ก็จะได้
สารอินทรีย์ทีเ่ หลืออยู่ ในกรณีที่สารนนั้ เปน็ ของแขง็ อาจน้าไปท้าให้บริสทุ ธิ์อีกคร้ังได้โดยการตก
ผลกึ ใหม่

61

รูป 11.3 แสดงการแยกสารโดยใช้กรวยแยก

ทีม่ า: http://www.rmutphysics.com/charud/oldnews/84/chemistry/extract.html

การทดลอง

การแยกสารแต่ละชนิดออกจากสารผสมของ p-Nitroaniline และ Naphthalene
ในการทดลองนี้จะท้าการสกัดแยกสารผสมของ p-Nitroaniline (เป็นของแข็งสีเหลืองมีจุด

หลอมเหลว 146-147 °C มีสมบตั ิเป็นด่าง) และNaphthalene (เปน็ ของแขง็ สขี าวมีจุดหลอมเหลว 80-81
°C มีสมบัติเป็นกลาง) โดยน้าสารผสมละลายใน Methylene chloride (CH2Cl2) จากน้ันจึงสกัด p-
Nitroaniline ด้วยกรดเจือจาง จะได้ p-Nitroaniline hydrochloride ซึ่งจะละลายอยู่ในชั้นน้า (Aqueous
layer) ดังสมการ

O2N NH2 HCl O2N NH3 Cl

p-Nitroaniline p-Nitroaniline hydrochloride

62

เมือ่ น้าสารละลาย p-Nitroaniline hydrochloride มาท้าให้เป็นกลางดว้ ย NaOH เจอื จางจะได้
ตะกอนของ p-Nitroaniline เมือ่ ท้าใหเ้ ยน็ สมการของสารที่เกิดข้ึนเปน็ ดงั นี้

O2N NH3 Cl NaOH O2N NH2 NaCl
H2O
p-Nitroaniline hydrochloride
p-Nitroaniline

ส่วนชั้นของ CH2Cl2 จะเหลือแต่ Naphthalene ซึ่งมีน้าปนอยู่ภายหลังจากการใช้กรดเจือจางใน
การสกัด จะต้องล้างด้วยน้าก่อนโดยการใช้น้าไปสกัดเอากรดออกจาก Organic layer แล้วจึงก้าจัดน้า
ออกโดยใช้สารดูดความชื้นและกลั่นไล่ Methylene chloride ออกไปก็จะเหลือแต่ Naphthalene ซึ่งเป็น
ของแข็ง

ขบวนการในการสกัดแยกสาร p-Nitroaniline และ Naphthalene สามารถเข้าใจง่าย ตาม
แผนผงั ดังต่อไปนี้

สารเคมี
1. p-Nitroaniline
2. Naphthalene
3. Methylene chloride (CH2Cl2)
4. Anhydrous Na2SO4
5. 6 M HCl
6. 6 M NaOH

63

อปุ กรณ์
Separatory funnel (กรวยแยก)

ข้นั ตอนการทดลอง

1. ชัง่ น้าหนกั สารผสม 2 g (สารผสมของ p-Nitroaniline และ Naphthalene) บดใหล้ ะเอียด เทใส่
ในบีกเกอร์ แล้วละลายด้วย CH2Cl2 50 mL

2. เทสารละลายลงในกรวยแยกแล้วสกัดด้วย 6M HCl 2 คร้ังๆ ละ 15 mL เก็บสารละลายของ
6M HCl (Aqueous layer) ทั้งสองคร้ัง รวมกนั เอาไว้ใน Flask แล้วปิดฉลากว่า สารละลาย (ก)
(p-nitroaniline)

3. น้าช้ันที่เป็น Methylene chloride (Organic layer) มาล้างด้วยน้า 15 mL 1 คร้ังแยกเอาเฉพาะ
ช้ันที่เปน็ สารละลายของ Methylene chloride ใส่ใน Flask เติม Anhydrous Na2SO4 ประมาณ
4-5 g เพือ่ ดดู น้าออกไป ต้ังทงิ้ ไว้สักครู่และเขย่าเป็นครั้งคราว

4. น้าสารละลาย (ก) มาแช่น้าแข็งให้เย็น แล้วค่อยๆ เติม 6M NaOH จนกระท่ังสารละลายเป็น
เบส (ทดสอบด้วยลิตมัส) จะได้ตะกอนเกิดขึ้น กรองโดยใช้ Buchner funnel ล้างตะกอนด้วย
น้าเย็นตักสารใส่กระจกนาฬิกา น้าไปอบให้แห้ง ชั่งน้าหนักแล้วใส่ขวด Sample ส่งพร้อม
รายงานการทดลอง

64

65

การทดลองท่ี 9
เร่อื ง สมบัติของแอลกอฮอล์

(Property of Alcohols)

วตั ถุประสงค์
1. เพือ่ ศกึ ษาสมบัติทางกายภาพและทางเคมีของแอลกอฮอล์
2. เพือ่ ศกึ ษาเปรียบเทียบอตั ราเร็วของการเกิดปฏิกิริยาระหว่างแอลกอฮอล์ชนิดต่างๆ
กบั สารทีใ่ ชท้ ดสอบ (Reagent)

หลกั การและทฤษฎี

แอลกอฮอล์ เป็นสารประกอบที่มีหมู่ไฮดรอกซิล (–OH) เป็นองค์ประกอบ มีสูตร
โมเลกุลเป็น CnH2n+1OH ส่วนแอลกอฮอล์ที่มีหมู่ –OH เกาะกับวงเบนซิน เรียกว่าสารประกอบ
ฟีนอล แอลกอฮอล์จะมีจุดเดือดสูงกว่าไฮโดรคาร์บอนที่มีน้าหนักโมเลกุลใกล้เคียงกัน ท้ังนี้
เพราะโมเลกุลของแอลกอฮอล์สามารถจะยึดกันด้วยพันธะไฮโดรเจน (Hydrogen bond) ท้าให้
แอลกอฮอล์มจี ุดเดือดที่สงู

นอกจากนี้โมเลกุลของแอลกอฮอล์ยังสามารถเกิดพันธะไฮโดรเจนกับโมเลกุลของน้าได้
ท้าให้ แอลกอฮอล์ที่มีน้าหนักโมเลกุลต่้า จะละลายในน้าได้ดี แต่ความสามารถในการละลายจะ
ลดลงเมื่อน้าหนกั โมเลกุลมากขึ้น เนื่องจาก หมแู่ อลคิลเป็นส่วนทีไ่ ม่มขี ้ัว

66

แอลกอฮอลแ์ บ่งได้เป็น 3 ประเภท ตามตา้ แหน่ง -OH ที่จบั อยู่กับ C ในโมเลกลุ
1) แอลกอฮอลช์ นิดปฐมภมู ิ (Primary alcohols, 1o alcohols)
คือแอลกอฮอล์ที่มีหมู่ –OH จับกับ C ที่มี C อะตอมอื่นยึดจับอยู่ด้วย

เพียง 1 อะตอม มีสตู รท่ัวไป คือ

2) แอลกอฮอล์ชนิดทุติยภูมิ (Secondary alcohols, 2 o alcohols)
คือแอลกอฮอล์ที่มีหมู่ –OH จับกับ C ที่มี C อะตอมอื่นยึดจับอยู่ด้วยเพียง 2
อะตอม มีสูตรทวั่ ไปคือ

3) แอลกอฮอล์ชนิดตติยภมู ิ (Tertiary alcohols, 3 o alcohols)
คือแอลกอฮอล์ที่มีหมู่ –OH จับกับ C ที่มี C อะตอมอื่นยึดจับอยู่ด้วย 3

อะตอม มสี ูตรทัว่ ไปคือ

CH3 – CH2 – CH2 – *CH2 – OH OH CH3
CH3 – CH2 –*CH – CH3 CH3–*C–CH3
1-butanol
(n-butyl alcohol) 2-butanol OH
(sec-butyl alcohol) 2-methyl-2-propanol

(tert-butyl alcohol)

2 – methyl – 1 - propanal

ปฎิกิรยิ าต่างๆ ของแอลกอฮอล์

1. ปฏิกิรยิ ากับโลหะโซเดียม

เป็นปฏิกิริยาที่ใช้ทดสอบความเป็นกรดของแอลกอฮอล์ โดยน้าแอลกอฮอล์มา

ท้าปฏิกิริยากับโลหะที่ว่องไว เช่น โลหะโซเดียม โดยโลหะจะเข้าแทนที่ไฮโดรเจนในแอลกอฮอล์

เกิดก๊าซไฮโดรเจน และ sodium alkoxides ดังสมการ

2 R-OH + 2 Na 2 R-O- +Na + H2
แอลกอฮอล์ Sodium alkoxides

อัตราเร็วของการเกิดปฏิกิริยาแทนที่ไฮโดรเจนด้วยโลหะโซเดียม ขึ้นอยู่กับชนิด

ของแอลกอฮอล์ เรยี งลา้ ดบั ดังนี้ คือ

Primary alcohols  Secondary alcohols  Tertiary alcohols

67

หมู่แอลคิลที่เพิ่มขึ้นหรือหมู่แอลคิลที่มีขนาดใหญ่ขึ้นในโมเลกุลของแอลกอฮอล์
จะเป็นที่กีดขวางต่อการห้อมล้อมของตัวท้าละลาย การห้อมล้อมของตัวท้าละลาย ซึ่งเกิดจาก
แรงดึงดูดระหว่างประจุของ Alkoxide ion ท้าให้ Alkoxide ion มีความเสถียรมากขึ้น ดังนั้น
แอลกอฮอล์ที่มีหมู่แอลคิลที่เล็กกว่าจึงเป็นกรดที่แก่กว่า หรือมีความว่องไวต่อการแทนที่
ไฮโดรเจนด้วยโลหะโซเดียมได้ดีกว่า เพราะอัลคอกไซด์ที่เกิดขึ้นจะถูกห้อมล้อมโดยตัวท้าละลาย
ได้ดกี ว่าและมีความเสถียรมากกว่า

2. ปฏิกิรยิ ากบั ไฮโดรเจนเฮไลด์

แอลกอฮอล์แสดงสมบัติของเบส แอลกอฮอล์จึงสามารถท้าปฏิกิริยากับกรด

เช่น กรด HCl, HBr ท้าให้หมู่ –OH ถูกแทนที่ด้วยเฮไลด์ ได้สารประกอบแอลคิลเฮไลด์ ซึ่งมี

ปฏิกิรยิ าดงั น้ี

R-OH + HX R-X + H2O

ปฏิกิริยาระหว่าง primary alcohols กับกรดจะเกิดแบบ SN2 (Bimolecular

Nucleophilic Substitution) ส่วนปฏิกิริยาระหว่าง secondary และ tertiary alcohols จะเกิดแบบ

SN1 (Unimolecular Nucleophilic Substitution) จาก tertiary carbocation เสถียรกว่า secondary
และ primary carbocation ดังนี้ tertiary alcohols ท้าปฏิกิริยากับกรด HCl เร็วกว่า secondary

และ primary alcohols ตามล้าดับ การที่แอลกอฮอล์ทั้ง 3 ชนิด มีอัตราเร็วการเกิดปฏิกิริยาที่

ต่างกัน จึงน้าไปใช้ทดสอบเพื่อบอกชนิดของแอลกอฮอล์ได้ เรียกว่า การทดสอบของลูคัส

(Lucas test) โดยน้าแอลกอฮอล์มาท้าปฏิกิริยากับสารละลายของกรด HCl เข้มข้นและมี ZnCl2
เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาเม่ือเกิดแอลคิลเฮไลด์เป็นสารผลิตภัณฑ์ สารละลายจะขุ่น ระยะเวลาที่

สารละลายเริ่มขุ่นก็จะท้าให้ทราบชนิดของแอลกอฮอล์ที่ทดสอบได้ ถ้าเป็น tertiary alcohols จะ

เกิดปฏิกิริยาทันที แต่ถ้าเป็น secondary alcohols จะเกิดปฏิกิริยาภายใน 10-15 นาที แต่ถ้าเป็น

primary alcohols จะเกิดปฏิกิรยิ าภายใน 30 นาที หรอื ไม่เกิดปฏิกิรยิ าเลย

3. ปฏิกิรยิ าออกซิเดชัน
ปฏิกิริยาออกซิเดชันของแอลกอฮอล์เป็นปฏิกิริยาที่ส้าคัญที่ใช้ในการ

สังเคราะห์สารประกอบคาร์บอนิล โดยอัตราเร็วของการเกิดออกซิเดชันของแอลกอฮอล์
นอกจากจะขึ้นอยู่กับธรรมชาติและความเข้มข้นของแอลกอฮอล์และตัวออกซิไดส์แล้ว ยังขึ้นอยู่
กับอุณหภูมิและความเป็นกรดหรือด่างของสารละลายด้วย ตัวออกซิไดส์ที่นิยมใช้มากที่สุด
ส้าหรับทดสอบแอลกอฮอล์ก็คือ KMnO4 เพราะว่าตรวจสอบการเกิดปฏิกิริยาได้ง่ายโดยดูสีที่
เปลีย่ น การออกซิไดส์อาจเกิดในสารละลายทีเ่ ปน็ กรด กลาง หรอื ด่างก็ได้ และอ้านาจการเป็น
ตัวออกซิไดส์จะมากหรือน้อย ขึ้นอยู่กับการควบคุม pH ให้พอเหมาะ นอกนี้ยังอาจออกซิไดส์

68

แอลกอฮอล์ด้วยสารละลาย K2Cr2O7 ในกรด การตรวจสอบปฏิกิริยาท้าได้ง่ายโดยดูสีที่เปลีย่ น
เชน่ เดียวกัน

3.1 ปฏิกิรยิ าระหวา่ งแอลกอฮอล์กบั KMnO4
สารละลาย KMnO4 ในเบสเป็นตัวออกซิไดส์ที่แรง จะออกซิไดส์ primary
alcohols จะได้กรดคาร์บอกซิลิก เม่ือออกซิไดส์ secondary alcohols จะได้คีโตน แต่ tertiary
alcohols จะไม่ถูกออกซิไดส์
primary alcohols

secondary alcohols (ตะกอนสีน้าตาล)
tertiary alcohols (ตะกอนสีนา้ ตาล)

ไม่เกิดปฏิกิรยิ า

69

3.2 ปฏิกิรยิ าระหว่างแอลกอฮอลก์ ับ K2Cr2O7
สารละลาย K2Cr2O7 เป็นตัวออกซิไดส์ที่ไม่รุนแรงเหมือนสารละลาย

KMnO4 เมื่อออกซิไดส์ primary alcohols จะได้แอลดีไฮด์ เม่ือออกซิไดส์ secondary alcohols
จะได้คีโตน แต่ tertiary alcohols จะไม่ถกู ออกซิไดส์
primary alcohols

secondary alcohols

tertiary alcohols

4. ปฏิกิรยิ าการเกิดไอโอโดฟอร์ม (Iodoform test)
ปฏิกิรยิ าการเกิดไอโอโดฟอร์ม ใช้ทดสอบแอลกอฮอล์ที่มีหมู่ –OH , หมู่ -

CH3 และอะตอม H เกาะอยู่บนอะตอมคาร์บอนเดียวกนั

แอลกอฮอล์ที่มสี ูตรทัว่ ไป เป็น (R ต้องเปน็ H หรือ alkyl

group) เมือ่ ทา้ ปฏิกิรยิ ากับ I2 ใน KI (ซึ่งเรียกว่า iodoform reaction) จะได้ตะกอนเหลือง

ของ iodoform (CHI3) นั่นคือให้ positive iodoform test ท้ังนี้เพราะ ถู ก อ อ ก ซิ ไ ด ส์

ด้วย I2 ในด่างแล้วให้ methyl ketones ( ) จากนั้น methyl ketones ท้าปฏิกิริยาต่อให้
iodoform ดังสมการ

Methyl ketone Iodoform

70

อุปกรณ์ท่ใี ชใ้ นการทดลอง
1. หลอดทดลอง
2. หลอดหยด
3. กระบอกตวง
4. อ่างน้าร้อน (water bath)

สารเคมีทีใ่ ชใ้ นการทดลอง
1. n-butyl alcohol
2. s-butyl alcohol
3. t-butyl alcohol
4. สารละลาย ZnCl2 ใน HCl
5. สารละลาย 1% K2Cr2O7
6. สารละลาย I2 ใน KI
7. conc. H2SO4

วิธีการทดลอง
แอลกอฮอลท์ ใ่ี ชใ้ นการศึกษาประกอบดว้ ย
1. n–butyl alcohol (normal butyl alcohol)
2. s–butyl alcohol (secondary butyl alcohol)
3. t–butyl alcohol (tertiary butyl alcohol)

*ในการทดลองใช้หลอดทดลอง 1 หลอดต่อแอลกอฮอล์แต่ละชนิดเท่าน้ัน และให้ใช้หลอด
ทดลองใหม่ตอการทดลองแตล่ ะปฏิกิรยิ า

ปฏิกิรยิ าของแอลกอฮอล์
1. การละลายในน้า
เตรียมหลอดทดลอง 3 หลอด ใส่น้ากล่ันหลอดละ 1 มล. (15 หยด)

จากนั้น หยด n-butyl alcohol 15 หยด ในหลอดที่หนึ่ง, หยด s-butyl alcohol 15 หยด ในหลอด
ที่สอง, และหยด t-butyl alcohol 15 หยด ในหลอดที่สาม แล้วเขย่า บันทึกผลว่าละลายในน้า
หรอื ไม่ (ถ้าไม่ละลายให้บอกด้วยว่าหนักหรือเบากว่าน้า)

71

2. ความเปน็ กรด-เบสของแอลกอฮอล์
น้าแอลกอฮอล์ 3 ชนิด ได้แก่ n-butyl alcohol, s-butyl alcohol, และ t-

butyl alcohol ใส่ในหลอดทดลองอย่างละ 10 หยด ใช้แท่งแก้วคนสารจุ่มแอลกอฮอล์ที่ใช้ทดสอบ
แตล่ ะชนิด แตะกระดาษลิตมัสท้ังสแี ดงและสนี ้าเงิน บนั ทึกการเปลี่ยนแปลง

3. การทดสอบของลูคสั (Lucas test)
น้าแอลกอฮอล์ 3 ชนิด ได้แก่ n-butyl alcohol, s-butyl alcohol, และ t-butyl

alcohol ใส่ในหลอดทดลองอย่างละ 10 หยด ลงในแต่ละหลอดทดลอง เติม Lucas reagent ลง
ในหลอดทดลองทั้งสาม หลอดละ 10 หยด เขย่าให้เข้ากัน สังเกตว่าแต่ละหลอดขุ่นเร็วหรือช้า
ต่างกันอย่างไร สารละลายแยกเป็นช้ันหรือไม่ มีความร้อนเกิดขึ้นหรือไม่ แล้วต้ังหลอดท้ัง 3 ไว้
นาน 15 นาที น้าหลอดทีไ่ ม่เกิดปฏิกิริยา (สารละลายใสเป็นเนื้อเดียวกัน) ไปต้มในอ่างน้าร้อน
(water bath) สงั เกตการเปลี่ยนแปลง

4. ปฏิกิรยิ าออกซิเดชันของแอลกอฮอล์ (Oxidation of alcohols)
เตรียมหลอดทดลอง 3 หลอด ใส่สารละลาย 1 % K2Cr2O7 3 หยด และ H2SO4

3 หยดลงในหลอดทดลองท้ัง 3 เติมแอลกอฮอล์ 3 ชนิดได้แก่ n-butyl, s-butyl และ t-butyl
alcohol อย่างละ 1 มล. (10 หยด) ลงในแต่ละหลอดตามล้าดับ เขย่า สังเกตว่ามีความร้อน
เกิดข้ึนหรอื ไม่และสารละลายเปลีย่ นสีหรือไม่ และเปรียบเทียบอตั ราเรว็ ของการเกิดปฏิกิรยิ า

5. ปฏิกิรยิ าการเกิดไอโอโดฟอรม์ (Iodoform reaction)
น้าแอลกอฮอล์ 3 ชนิด ได้แก่ n-butyl alcohol, s-butyl alcohol, และ t-butyl

alcohol ใส่ในหลอดทดลองอย่างละ 1 มล. ท้าสารละลายให้เป็นด่างโดยเติมสารละลาย 10 %
NaOH 10 หยด แล้วเติมสารละลาย I2 ใน KI ลงในหลอดทดลองทีละหยด เขย่าขณะเติม จน
ครบ 15 หยด จากนั้นต้ังทิง้ ไว้ 2 นาที สารที่ให้ positive test จะทา้ ให้สีของไอโอดีนจางหายไป
และได้ตะกอนเหลืองของ iodoform เกิดขึ้น ถ้าไม่มีตะกอนเกิดขึ้นให้อุ่นสารละลายใน water
bath ประมาณ 5 นาที ที่ 60 oC แล้วต้ังทิ้งไว้สักครู่ แล้วสังเกตว่ามีหลอดใดบ้างที่ให้ตะกอนสี
เหลืองของ iodoform

72

73

การทดลองท่ี 10
เรอ่ื ง สมบัติของแอลดีไฮด์ คีโตน และกรดคาร์บอกซิลิก
(Property of Aldehydes, Ketones and Carboxylic acids)

วัตถุประสงค์
1. เพื่อศกึ ษาสมบตั ิของสารประกอบแอลดีไฮด์ คีโตน และกรดคาร์บอกซิลกิ
2. ศกึ ษาปฏิกิรยิ าต่างๆ ของสารประกอบแอลดีไฮด์ คีโตน และกรดคาร์บอกซิลกิ

หลักการและทฤษฎี
แอลดีไฮด์และคโี ตน

แอลดีไฮด์และคีโตน เปน็ สารประกอบทีม่ หี มู่คาร์บอนิล (C=O) เป็นหมฟู่ ังก์ชันมสี ูตร
โครงสรา้ ง ดงั น้ี

OO

C C
RH
R R'
Aldehyde
Ketone

R และ R อาจจะเป็นอะลิฟาติก (Aliphatic) หรือ อะโรมาติก (Aromatic) แอลดีไฮด์และคีโตนมี
สมบัติส่วนใหญ่เหมือนกันแต่การที่แอลดีไฮด์มีอะตอมไฮโดรเจนต่ออยู่กับหมู่คาร์บอนิล ท้าให้มี
ผลตอ่ สมบตั ิ 2 ประการ คือ

ก) แอลดีไฮด์จะถูกออกซิไดส์ได้ง่าย ในขณะที่คีโตนจะถกู ออกซิไดส์ได้ยาก
ข) แอลดีไฮด์ว่องไวต่อการเกิดปฏิกิริยาการเพิ่มนิวคลีโอไฟล์ (Nucleophilic addition)
มากกว่าคีโตน

กรดคารบ์ อกซิลิก
กรดคาร์บอกซิลกิ เปน็ สารประกอบทีม่ หี มู่คาร์บอกซิล (-COOH) ต่อกับไฮโดรเจน

หมอู่ ัลคิล หรอื หมู่เอรลิ เช่น กรดมด (Formic acid, HCOOH) กรดน้าส้ม (Acetic acid, CH3COOH)

กรดเบนโซอิก (Benzoic acid, COOH

) เปน็ ต้น

74

สมบัติการละลาย
กรดคาร์บอกซิลิกและอนุพันธ์ที่มีคาร์บอน 1-4 อะตอม ละลายในน้าได้ดี การละลายจะ

ลดลง เมือ่ โมเลกุลใหญ่ข้ึน กรดคาร์บอกซิลกิ ท้าปฏิกิรยิ ากับสารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์ หรอื
โซเดียมไบคารบ์ อเนตได้เกลือโซเดียมคารบ์ อกซิเลตซึง่ ละลายน้า

ในการทดลองบทนี้ จะเป็นการทดสอบสมบัติความเปน็ กรดของกรดคารบ์ อกซิลกิ เทียบ
กับสารอินทรีย์ที่มีหมู่ฟังก์ชันคล้ายกัน คือ อะลิฟาติกแอลกอฮอล์และฟีนอล ซึ่งต่างก็มีสมบัติ
ความเป็นกรดที่แตกต่างกนั ออกไป

การทดลอง
1. สมบตั ิของแอลดีไฮด์และคโี ตน
1.1 สารทีใ่ ช้ในการทดสอบ
Formaldehyde solution
Benzaldehyde
Acetone
Cyclohexanone
1.2 สมบัติทางกายภาพ
ใหส้ งั เกต สี สถานะ กลิ่น การละลายน้า (ถ้าไม่ละลายน้าใหบ้ อกความหนาแน่นเทยี บกบั น้า)
1.3 ปฏิกิรยิ าเคมี
1.3.1 ปฏิกิรยิ ากบั เบรดีรเี อเจนต์ (Brady’s reagent)
Brady’s reagent เป็นสารละลายของ 2,4-Dinitrophenylhydrazine ใน Methanol

แล้วท้าให้เป็นกรดด้วย H2SO4 เจือจาง
ใส่สารที่จะทดสอบ 3 หยด จากน้ันเติม Brady’s reagent 3 หยด สังเกตสีของตะกอนที่

เกิดข้ึน
1.3.2 การทดสอบด้วยสาร Tollen’s reagent

ในการทดลองนี้หลอดทีใ่ ช้ต้องแห้งและสะอาดเท่านั้น ใส่สารละลาย 10% AgNO3 1 mL
ในหลอดทดลอง เติมสารละลายเจือจางของ NaOH 1 หยด จะเกิดตะกอนสีน้าตาลของ Silver
oxide (Ag2O) ค่อยๆหยดสารละลายเจือจางของ NH4OH จนกระทั่งตะกอนสีน้าตาลหมดไปพอดี
จะได้สารละลายใส เรียกว่า Tollen’s reagent

ใช้สารละลาย Tollen’s reagent 1 mL (15 หยด) เติมสารที่จะทดสอบ 3 หยดเขย่า สงั เกต
ผลถ้ายงั ไม่มี Silver เคลือบที่ขา้ งในหลอด ให้น้าไปอุ่นใน Water bath สักครู่ สงั เกตผลที่ได้

เมื่อทดสอบเสรจ็ แล้วใหล้ ้างหลอดทีม่ ี Silver เกาะติดอยู่ดว้ ยสารละลายเจือจางของกรด
ไนตริก (HNO3)

75

1.3.3 Fehling solution test
Fehling solution ประกอบด้วยสารละลาย 2 ส่วน คอื
- สารละลายของ Copper sulphate (CuSO4)
- สารละลายของ Sodium hydroxide (NaOH) และ Sodium potassium tartrate
หรอื Rochelle ในน้า
การเตรียมสารละลาย Fehling ให้นา้ สารละลายท้ัง 2 ส่วนๆ ละ 4 mL มาผสม

กันจะได้สารสีน้าเงนิ ของ Fehling
ใช้สารละลาย Fehling 1 mL (15 หยด) ในหลอดทดลอง เติมสารทีจ่ ะทดสอบ 3

หยด เขย่าและสังเกตผล ถ้าไม่มีตะกอนสีน้าตาลแดงของ Cuprous oxide เกิดข้ึน ให้น้าไปอุ่นใน
Water bath 5 min สงั เกตผล

1.3.4 Iodoform test
ใส่สารที่จะทดสอบ 5 หยด เติมสารละลาย Iodine ใน Potassium iodide (KI) 5 หยด
เติมสารละลายเจือจางของ NaOH จนสขี อง Iodine หายไป สงั เกตดตู ะกอนสีเหลืองของ Idoform
ซึ่งทดสอบได้โดยการละลายน้า ถ้าเกิด Idoform แล้วจะไม่ละลายน้า

2. สมบตั ิของกรดคารบ์ อกซิลิก Benzoic acid
2.1 สารทีใ่ ชใ้ นการทดสอบ Phenol
Glacial Acetic acid
1-Butanol

2.2 สมบตั ิทางกายภาพ
ใหส้ งั เกต สี สถานะ กลิ่น การละลายน้า (ถ้าไม่ละลายน้าใหบ้ อกความหนาแน่นเทยี บกบั น้า)

2.3 ปฏิกิรยิ าเคมี
2.3.1 ปฏิกิรยิ ากบั NaOH
ใส่สารที่จะทดสอบเล็กน้อย (ของแข็งประมาณ 0.1 g หรือเท่ากับหัวไม้ขีด ถ้า

เป็นของเหลว 0.5 mL หรือประมาณ 10 หยด) ในหลอดทดลอง เติมสารละลาย 10% (w/v)
NaOH ลงไป 1 mL (15 หยด) เขย่าหลอดทดลอง สังเกตการเกิดปฏิกิริยา (เช่น การละลาย การ
เปลีย่ นกลิ่น เป็นต้น) บนั ทึกผล

2.3.2 ปฏิกิรยิ ากับ NaHCO3
ใส่สารละลายที่จะทดสอบเล็กน้อย (ของแข็ง 0.1 g ของเหลว 0.5 mL) ในหลอด
ทดลอง เติมสารละลาย 1% (w/v) NaHCO3 ลงไป 1 mL (15 หยด) เขย่าหลอดทดลอง สงั เกตว่ามี

76

ฟองอากาศเกิดขึ้นหรือไม่ ในกรณีที่สารที่ทดสอบเป็นของแข็ง ให้สังเกตฟองก๊าซที่บริเวณผิว
ของสารนน้ั

ขอ้ ควรปฏิบตั ิในการทดสอบสมบัติของสาร
1. ใช้หลอดทดลองที่สะอาด
2. เขย่าหลอดทดลองทกุ ครั้งทีห่ ยดสารเพื่อท้าปฏิกิรยิ า
3. การทดสอบใดทีต่ อ้ งการเปรียบเทียบผล ให้ท้าการทดลองพร้อมกนั เปน็ ชดุ
4. น้าหลอดทดสอบที่หยดสารหรอื รีเอเจนต์จากภาชนะที่จดั ไว้ให้ โดยใช้หลอดหยดที่จดั ไว้

ประจ้าขวด อย่าใช้หลอดหยดปนกัน อาจเกิดการปนเปื้อน ท้าให้ผลการทดลองผิดพลาดได้
(หา้ มแบ่งสารหรอื รีเอเจนต์มาใช้สว่ นตวั ที่โต๊ะ)
5. ห้ามเทสารเคมีลงในอ่างน้า เม่อื ทดลองและบันทึกผลแล้วให้นา้ สารในหลอดไปเทลงในขวดใส่
สารใช้แล้ว (Waste bottle) ทีจ่ ดั ไว้ให้ในตู้ควัน