หน่วย2_การแยกสารผสม

หน่วยการเรียนรู้ที่ 1 หนว่ ยการเรยี นร้ทู ี่ 2 วทิ ยาศาสตร์ เลม่ 1

ชนั้ มัธยมศึกษาปีท่ี 2

กลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์

หนว่ ยการเรยี นรู้ที่ 3

Slide PowerPoint_สื่อประกอบการสอน

บริษทั อกั ษรเจรญิ ทศั น์ อจท. จำกัด : 142 ถนนตะนำว เขตพระนคร กรงุ เทพฯ 10200
Aksorn CharoenTat ACT.Co.,Ltd : 142 Tanao Rd. Pranakorn Bangkok 10200 Thailand
โทรศัพท์ : 02 622 2999 โทรสำร : 02 622 1311-8 webmaster@aksorn.com / www.aksorn.com

2หนว่ ยการเรยี นรทู้ ่ี

การแยกสารผสม

ตวั ช้วี ัด
• อธบิ ำยกำรแยกสำรผสมโดยกำรระเหยแหง้ กำรตกผลกึ กำรกล่ันอย่ำงง่ำย โครมำโทกรำฟแี บบกระดำษ กำรสกดั ด้วยตวั ทำละลำย โดยใช้หลกั ฐำนเชงิ ประจกั ษ์
• แยกสำรโดยกำรระเหยแห้ง กำรตกผลึก กำรกลั่นอย่ำงง่ำย โครมำโทกรำฟแี บบกระดำษ กำรสกัดดว้ ยตวั ทำละลำย
• นำวธิ ีกำรแยกสำรไปใชแ้ ก้ปัญหำในชวี ิตประจำวนั โดยบรู ณำกำรวิทยำศำสตร์ คณติ ศำสตร์ เทคโนโลยี และวศิ วกรรมศำสตร์

การแยกสารผสม โครมาโทกราฟีแบบกระดาษ
การระเหยแห้ง การสกดั ดว้ ยตวั ทาละลาย
การตกผลกึ

การกล่ัน

การระเหยแห้ง

กำรแยกสำรละลำยซ่ึงประกอบดว้ ยตัวละลำยทีเ่ ปน็ ของแข็งในตวั ทำละลำยทีเ่ ปน็ ของเหลว โดยใชค้ วำมร้อนทำใหข้ องเหลวระเหย
อย่ำงช้ำๆ เหลอื แต่ของแขง็

หลักการ สารละลาย สารทม่ี จี ดุ เดอื ดต่าระเหยกลายเปน็ ไอ
ของแข็งที่เหลืออยู่
สารที่มีจุดเดือดต่ากว่าระเหยกลาย
เป็นไอได้ดีกว่าสารที่มีจุดเดือดสูงกว่า
ดังนั้น สารที่ระเหยออกมาก่อนจึงเป็น
ของเหลว (ตัวทาละลาย) ส่วนสารที่
เหลืออยเู่ ปน็ ของแข็ง (ตัวละลาย)

ใหค้ วามร้อน
การระเหยแหง้ ของสารละลาย

VDO

การผลิตเกลอื สมุทร ความร้อนจากดวงอาทิตย์
น้าระเหยกลายเป็นไอ
นา้ ทะเล

สูบน้าเข้านา เกลอื สมทุ ร

ขน้ั ตอนท่ี 1 ขนั้ ตอนท่ี 2 ขั้นตอนท่ี 3

• นำทะเลมีโซเดียมคลอไรด์ (NaCl) • ให้ควำมร้อนจำกดวงอำทิตย์กับ • เหลือเฉพำะโซเดียมคลอไรด์ท่ีมี
ละลำยอยู่ในรูปโซเดียมไอออน
(Na+) และคลอไรด์ไอออน (Cl−) นำทะเลในนำเกลือ นำซ่ึงมีจุดเดือด จุดเดือดสูงกว่ำ (1,413 องศำเซลเซียส)

ต่ำกว่ำ (100 องศำเซลเซียส) ระเหย อยู่ในรูปผลึกของแข็ง ซึ่งเป็นผลึกของ

กลำยเปน็ ไอ เกลอื สมุทร

การตกผลกึ

กำรแยกตวั ละลำยทเ่ี ป็นของแขง็ ออกจำกตวั ทำละลำยทเ่ี ปน็ ของเหลวในสภำพของสำรละลำยอ่มิ ตัว

สารผสม หลกั การ

เมื่อให้ความร้อนกับตัวทาละลาย
ตัวละลายจะสามารถละลายใน
ตัวทาละลายได้เพิ่มขึ้นจนกลายเป็น
ส า ร ล ะ ล า ย อ่ิ ม ตั ว ที่ อุ ณ ห ภู มิ สู ง
เมื่ออุณหภูมิของสารละลายลดลง
ตวั ละลายจะตกผลกึ แยกออกมา

การทาสารใหบ้ รสิ ทุ ธโิ์ ดยวธิ ีการตกผลึก สารบรสิ ทุ ธิ์

การผลิตนา้ ตาลทราย ข้ันตอนท่ี 1 เก็บเกยี่ วออ้ ยทปี่ ลกู เป็นเวลำ 12-18 เดอื น

1 ขนั้ ตอนที่ 2 นำอ้อยมำตดั และบดละเอยี ด
6
2 ข้ันตอนท่ี 3 นำอ้อยมำตม้ เพ่อื สกัดเปน็ นำอ้อย
5
ขนั้ ตอนที่ 4 นำนำออ้ ยมำทำใหบ้ ริสทุ ธ์ิ โดยแยก
สิง่ เจือปนต่ำงๆออก

3 ขนั้ ตอนที่ 5 นำนำออ้ ยมำเคียวเพอ่ื ระเหยนำออก
จนกลำยเปน็ นำออ้ ยอมิ่ ตัว

4 ขน้ั ตอนที่ 6 นำนำออ้ ยอิม่ ตวั มำปั่นเหวีย่ งเพอ่ื แยกนำตำล
ออกมำ ซ่งึ อยใู่ นรปู ผลกึ นำตำล

การกลนั่

กำรแยกสำรละลำยทีป่ ระกอบดว้ ยของเหลว 2 ชนิดขนึ ไป ท่มี จี ุดเดอื ดตำ่ งกันโดยใช้ควำมรอ้ น

หลักการ

• ของเหลวแต่ละชนิดระเหยกลายเป็นไอ
ที่อุณหภูมติ า่ งกนั

• ของเหลวท่ีมีจุดเดือดต่ากว่าระเหยกลาย
เป็นไอออกมาก่อน สว่ นของเหลวที่มีจุดเดือด
สูงกว่าระเหยกลายเป็นไอออกมาทหี ลัง

ประเภทของการกลน่ั

• การกลั่นแบบธรรมดา
• การกลน่ั แบบไอนา้
• การกลน่ั ลาดับสว่ น

การกลั่นธรรมดา

กำรแยกสำรละลำยที่ประกอบดว้ ยตัวทำละลำยเปน็ สำรระเหยง่ำยและมจี ุดเดือดต่ำออกจำกตวั ละลำยที่เปน็ สำรระเหยยำก
และมีจดุ เดือดสูง โดยตวั ทำละลำยและตวั ละลำยควรมจี ดุ เดอื ดตำ่ งกันตังแต่ 30 องศำเซลเซยี สขนึ ไป

ตวั อย่างเชน่

ทางน้าออก การกล่ันน้าออกจากน้าเกลอื

น้าเกลือ เครอ่ื งควบแน่น

ทางนา้ เข้า

น้า

VDO

การกลนั่ ไอน้า

กำรแยกสำรที่มีจุดเดือดต่ำ ระเหยง่ำย และไม่ละลำยนำ ออกจำกสำรที่ระเหยยำก โดยควำมดันจำกไอนำทำให้สำรเดือกลำย เป็นไอ
และถูกกลั่นออกมำพรอ้ มกับไอนำ แลว้ ควบแนน่ กลับเปน็ ของเหลวอกี ครัง แตส่ ำรท่ีถูกกล่ันออกมำจะแยกชันกบั นำ

ทางน้าออก

เครือ่ งควบแน่น ตัวอยา่ งเชน่

การกล่ันนา้ มันหอมระเหยจากพชื

น้า พชื ทางนา้ เขา้

น้ามนั หอมระเหย
นา้

การกลัน่ ลาดบั สว่ น

กำรแยกสำรละลำยท่ีประกอบด้วยสำรที่มี
จุดเดือดใกล้เคียงกัน หรือสำรละลำยท่ีมี
ตัวทำละลำยและตัวละลำยเป็นสำรท่ี
ระเหยงำ่ ย

หอกล่ัน ทางน้าออก
เคร่อื งควบแนน่
ตัวอยา่ งเชน่
เอทานอลผสมน้า ทางน้าเขา้
• การกล่นั แยกเอทานอลออกจากนา้
• การกล่นั น้ามนั ดบิ

เอทานอล

การกลัน่ นา้ มนั ดบิ ตา่ แก๊สปโิ ตรเลียม
จดุ เดอื ด : < 30°C
แนฟทาเบา คจวุดาแเมลดหะือนดืด ประโยชน์ : ทาสารเคมี
จุดเดอื ด : 30 - 110°C วสั ดสุ ังเคราะห์ เชื้อเพลงิ แก๊สหงุ ต้ม
ประโยชน์ : ทาสารเคมี สงู
ตวั ทาละลาย น้ามันเบนซนิ
จดุ เดอื ด : 65 - 170°C
นา้ มันก๊าด ประโยชน์ : ทาเชอื้ เพลิงใน
จุดเดือด : 170 - 250°C เคร่ืองยนตเ์ บนซนิ
ประโยชน์ : เชือ้ เพลงิ ใน
ตะเกียงและเคร่ืองยนตไ์ อพน่ นา้ มันดีเซล
จดุ เดือด : 250-340°C
นา้ มนั หล่อล่ืน ประโยชน์ : ทาเชอื้ เพลงิ ใน
เคร่อื งยนตด์ เี ซล
จุดเดือด : > 350°C
ประโยชน์ : ทานา้ มนั หลอ่ ล่นื นา้ มันหล่อลื่น
น้ามันเคร่อื ง จดุ เดือด : > 500°C
ประโยชน์ : ไขใชท้ าเทยี นไข
นา้ มันดิบ และเคร่อื งสาอางค์ น้ามันเตา
ใชเ้ ปน็ เชื้อเพลงิ เครือ่ งจักร
อณุ หภมู ิ 320-385°C

โครมาโทกราฟีแบบกระดาษ ตัวทาละลาย

กำรแยกสำรละลำยท่ีประกอบด้วยสำรมำกกว่ำ 1 ชนิด ออก - ทำหนำ้ ทล่ี ะลำยและพำสำรให้เคลอ่ื นท่ี
จำกกัน โดยอำศัยควำมสำมำรถในกำรละลำยของสำรใน - สำรทล่ี ะลำยในตัวทำละลำยไดด้ จี ะเคลอ่ื นที่
ตวั ทำละลำยและกำรถูกดูดซับบนตวั ดดู ซบั ทแ่ี ตกตำ่ งกัน
แยกออกมำกอ่ น สว่ นสำรที่ละลำยในตัวทำละลำย
สารผสม ได้ไม่ดีจะแยกออกมำทหี ลัง
สารองค์ประกอบ - ตัวทำละลำยท่นี ยิ มใช้ เชน่ นำ แอลกอฮอล์ เฮกเซน
อเี ทอร์ สำรละลำยโซเดียมคลอไรด์
ระยะทางทตี่ ัวทาละลายเคลื่อนที่
ตวั ดดู ซบั
ตวั ดดู ซับ - ดูดซับสำรและเป็นตัวกลำงใหส้ ำรเคลอื่ นทีผ่ ำ่ น
- สำรทีถ่ กู ดูดซับดว้ ยตัวดูดซบั ไดด้ จี ะเคล่อื นทช่ี ้ำ
ตัวทาละลาย
สว่ นสำรท่ถี กู ดูดซบั ดว้ ยตัวดดู ซบั ได้ไม่ดจี ะเคล่อื นท่เี รว็
- ตัวดดู ซับท่ีนิยมใช้ เชน่ กระดำษโครมำโทกรำฟี

กระดำษกรอง

โครมาโทรกราฟีแบบกระดาษ

คานวณหาอตั ราการเคลอ่ื นท่ีของสาร
ระยะทางท่สี ารเคลื่อนท่ี (ซม.)
Rf = ระยะทางท่ีตวั ทาละลายเคล่อื นที่ (ซม.)

การแยกสารสีในพืชชนิดหนึ่งโดยวิธีโครมาโทกราฟีแบบกระดาษ พบว่า ประกอบด้วยสารสี 4 ชนิด คือ คลอโรฟิลล์เอ

คลอโรฟิลล์บี แคโรทีนอยด์ และแซนโทฟิลล์ จงคานวณหาอัตราการเคลื่อนท่ีของสารสีท้ัง 4 ในเอทิลแอลกอฮอล์

พรอ้ มเรียงลาดับความสามารถในการละลายจากสงู ไปตา่ ระยะทาง (เซนตเิ มตร)

ตวั ทำละลำย 9.5
แคโรทนี อยด์ 8.2

แซนโทฟิลล์ 3.8

คลอโรฟิลลเ์ อ 2.4
คลอโรฟิลลบ์ ี 10..50
สำรสีผสม

โครมาโทรกราฟแี บบกระดาษ

วิธที า จำกสูตร Rf = ระยะทางทีส่ ารเคลอ่ื นท่ี (ซม.)
คลอโรฟลิ ลเ์ อ ระยะทางทต่ี ัวทาละลายเคล่อื นที่ (ซม.)
คลอโรฟิลลบ์ ี
แคโรทนี อยด์ = 2.4
แซนโทฟลิ ล์ 9.5
= 0.25

= 1.5
9.5
= 0.16
สรปุ
= 8.2
= 90..856 แคโรทีนอยด์มีความสามารถในการละลายในเอทิลแอลกอฮอล์สูงท่ีสุด
มีอัตราการเคล่อื นที่ 0.86 รองลงมา คอื แซนโทฟิลล์ คลอโรฟลิ ล์เอ และ
= 3.8 คลอโรฟิลล์บี มีอตั ราการเคลื่อนท่ี 0.40 0.25 และ 0.16 ตามลาดบั
= 09..450

การสกดั ด้วยตัวทาละลาย

กำรแยกสำรออกจำกสำรผสม ทงั สำรที่เป็นของเหลวปนกบั ของเหลว หรือของเหลวปนกบั ของแข็ง โดยอำศยั
สมบัติกำรละลำยของสำรในตัวทำละลำย ซ่ึงสำรแต่ละชนิดละลำยในตัวทำละลำยแต่ละชนิดได้แตกต่ำงกัน
และละลำยไดใ้ นปรมิ ำณทแี่ ตกต่ำงกัน

หลักการเลือกตัวทาละลาย การสกัดสารจากใบพชื ด้วยตัวทาละลาย

• ต้องละลายสารทต่ี ้องการแยก
• ไมล่ ะลายสารอน่ื ทีไ่ ม่ตอ้ งการหรอื ละลายไดน้ ้อยมาก
• ไมท่ าปฏกิ ริ ิยากบั สารทต่ี ้องการแยก
• มจี ดุ เดือดต่าและระเหยงา่ ย
• ไมเ่ ป็นพษิ
• แยกออกจากสารละลายได้ง่าย
• ทาใหบ้ รสิ ุทธ์ิเพ่อื นากลบั มาใช้ใหม่ได้
• ตวั ทาละลายทน่ี ิยมใช้ เช่น น้า เบนซีน

เอทลิ แอลกอฮอล์ อเี ทอร์ โทลูอนี เฮกเซน

การสกดั นา้ มนั จากเมลด็ พชื น้ามนั จากเมล็ดทานตะวัน

เมลด็ เฮกเซน เฮกเซน เฮกเซน
ทานตะวัน
ขัน้ ตอนที่ 2 ขนั้ ตอนท่ี 3
ข้นั ตอนที่ 1 การกรอง การกล่นั
การสกดั ด้วยตวั ทาละลาย • นำเฮกเซนที่มีนำมันจำกเมล็ด
ทำนตะวันละลำยอยู่มำกรอง • นำเฮกเซนจำกขันตอนท่ี 2 มำกลั่น
• นำเมล็ดพืชชนิดต่ำง ๆ เช่น เพื่อแยกกำกของเมล็ดออก เพ่ือแยกเฮกเซนออก จะได้นำมัน
ทำนตะวนั ถ่วั ลสิ ง รำข้ำว องนุ่ เมล็ดทำนตะวันออกมำ (แต่ต้อง
ปำล์ม มำสกัดในตัวทำละลำย นำไปฟอกสี ดูดกลิ่น กำจัดสำรอ่ืน
เชน่ เฮกเซน ออกก่อนนำไปใช)้