สารละลาย
ชวลิต มากมูล
ความหมายของสารละลาย
สารละลาย หมายถึง สารผสม เนื้อเดียวที่ได้จากสาร 2 ชนิดขึ้นไป มาละลายรวมเป็น
เนื้อเดียวกัน โดยไม่สามารถใช้การสังเกตด้วยตาเปล่าแล้วบอกว่าสารใดเป็นสารใด
สารละลายประกอบด้วย 2 ส่วนตัวถูกละลายละลายอยู่ในตัวทำละลาย
องค์ประกอบของสารละลาย
สารละลายประกอบด้วยตัวทำละลายและตัวถูกละลาย ในการบ่งชี้ว่าสารใดเป็นตัวทำละลายและสารใด
เป็นตัวละลาย จะต้องพิจารณาจากสิ่งต่างๆ ดังนี้
1. ตัวทำละลายและตัวถูกละลายมีสถานะต่างกัน สารที่มีสถานะเหมือนกับสารละลายจัดว่าเป็นตัวทำละลาย และสารที่มีสถานะ
ต่างไปจากสารละลายจัดเป็นตัวถูกละลาย เช่น นํ้าโซดา มีนํ้าเป็นตัวทำละลาย และแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์เป็นตัวละลาย
องค์ประกอบของสารละลาย
น้ำ คาร์บอนไดออกไซด์ นํ้าโซดา
องค์ประกอบของสารละลาย
น้ำ เกลือ น้ำเกลือ
องค์ประกอบของสารละลาย
2. ตัวทำละลายและตัวถูกละลายมีสถานะเดียวกัน สารที่มีปริมาณน้อยกว่า เรียกว่า ตัวถูกละลาย สารที่มีปริมาณมากกว่าเรียก
ว่า ตัวทำละลาย เช่น แอลกอฮอล์เช็ดแผล (70%) มีแอลกอฮอล์เป็นตัวทำละลาย และนํ้าเป็นตัวถูกละลาย
ของเหลว
น้ำ น้ำผึ้ง น้ำมะนาว น้ำผึ้งมะนาว
200 ml 30 ml 10 ml
องค์ประกอบของสารละลาย
ฟิวส์ไฟฟ้า
บิสมัสประมาณ 50 %
ตะกั่วประมาณ 25 % ดีบุก25%
บิสมัส ตัวทำละลาย
ตะกั่ว และ ดีบุก ตัวละลาย
องค์ประกอบของสารละลาย
แก๊สโพรเพน ประมาณ 70 % แก๊สบิวเทนประมาณ 30 %
ประเภทของ 1. สารละลายที่มีสถานะเป็นแก๊ส
สารละลาย โดยใช้
สถานะเป็นเกณฑ์
2. สารละลายที่มีสถานะเป็นของเหลว
3. สารละลายที่มีสถานะเป็นของแข็ง
1. สารละลายที่มีสถานะเป็นแก๊ส
•ทั้งตัวถูกละลายและตัวทำลายมีสถานะเป็นแก๊สในการระบุว่าแก๊สชนิดใดเป็นตัวทำละลายจะใช้ปริมาณของสาร
เป็นเกณฑ์ โดยกำหนดให้สารที่มีปริมาณมากกว่าเป็นตัวทำละลาย
ไนโตรเจน ตัวทำละลาย
ออกซิเจน ตัวถูกละลาย
อาร์กอน ตัวถูกละลาย
อากาศ
1. สารละลายที่มีสถานะเป็นแก๊ส
แก๊สโพรเพน ประมาณ 70 %
แก๊สบิวเทนประมาณ 30 %
2. สารละลายที่มีสถานะเป็นของเหลว
•อาจเกิดขึ้นได้จากตัวทำถูกละลายที่มีสถานะเป็นแก๊ส ของเหลว หรือของแข็ง และตัวทำละลายที่มีสถานะเป็น
ของเหลวเท่านั้น
น้ำ (ของเหลว) ตัวทำละลาย
แก๊สออกซิเจน ตัวถูกละลาย
แก๊สคาร์บอนไดออกไซด์
ตัวถูกละลาย
(ของเหลว)
2. สารละลายที่มีสถานะเป็นของเหลว
น้ำกลั่น น้ำเกลือ
โซเดียสคลอไรด์
ตัวทำละลาย ตัวถูกละลาย
2. สารละลายที่มีสถานะเป็นของเหลว
แก๊สโซฮอล์ E20
น้ำมันเบนซิน ร้อยละ 80 เอลทิลแอลกอฮอล์ ร้อยละ 20
3. สารละลายที่มีสถานะเป็นของแข็ง
•ส่วนใหญ่เกิดจากตัวถูกละลายที่มีสถานะเป็นของแข็งละลายในตัวทำละลายที่มีสถานะเป็นของแข็ง
เทียนไข นาก ฟิวส์ไฟฟ้า
พาราฟินหรือไข ตัวทำละลาย ทองแดง ร้อยละ 60 บิสมัสประมาณ 50 %
สีที่ใช้ผสม ตัวถูกละลาย ทองคำ ร้อยละ 35 % เงิน ร้อยละ 5 ตะกั่วประมาณ 25 % ดีบุก25%
3. สารละลายที่มีสถานะเป็นของแข็ง
ปรอทอะมัลกัม
ปรอทอะมัลกัม เป็นโลหะผสมที่มีส่วนผสมของ
ดีบุก ร้อยละ 12
ทองแดง ร้อยละ 3
สังกะสีร้อยละ ร้อยละ 0.2
เงิน ร้อยละ 35
ปรอท ร้อยละ 50
ส่วนมากใช้เป็นวัสดุในการอุดฟัน มีคุณสมบัติสำคัญคือ เมื่อ
แข็งตัวโลหะชนิดนี้จะขยายตัวได้เล็กน้อย ทำให้ยึดติดกับโพรง
ฟันได้ดี
ทำไมสารละลายมีอุณหภูมิขณะเดือด ไม่คงที่ ?
เพราะสารละลายประกอบด้วยสารตั้งแต่ 2 ชนิดขึ้นไป มารวมกัน ขณะที่สารละลาย
เดือดก็จะมีอุณหภูมิเพิ่มขึ้นไม่คงที่ เช่น สารละลายน้ำกับเอทานอล เมื่อสารละลายเดือด
เอทานอลซึ่งมีจุดเดือดต่ำกว่าน้ำจะระเหยกลายเป็นไอก่อนน้ำ ทำให้อัตราส่วนของน้ำกับ
เอทานอลเปลี่ยนไปเรื่อยๆ ในที่สุดจุดเดือดก็จะคงที่ ก็คือจุดเดือดของน้ำนั่นเอง
กิจกรรมตรวจสอบการเรียนรู้ที่ 3.1(หน้า76 )
1. คำตอบขึ้นอยู่กับดุลยพินิจของครูผู้สอน
2. ประโยชน์ของสารละลาย เช่น เป็นเครื่องอุปโภคบริโภค เป็นวัตถุดิบในอุตสาหกรรม เป็นเชื้อเพลิง
เป็นยารักษา โรค เป็นปัจจัยสำคัญในการดำรงชีวิต เช่น อากาศ
3.ถ้าสารละลายมีสถานะเป็นของเหลวจะมีตัวทำละลายมีสถานะเป็นของเหลวเท่านั้น ส่วนตัวละลายจะ
เป็นของแข็ง ของเหลว หรือแก๊สก็ได้
สรุป
สรุป สารละลาย คลิปวีดีโอสรุปสารละลาย
2. การละลายของสารกับพลังงาน
ขั้นที่1 ระบบดูดความร้อน เมื่อรวม 2 ขั้นตอนเข้าด้วยกัน
เพื่อแยกของแข็งออกจากกัน พลังงานที่ดูดเข้าไป เรียก พลังงาน จะแสดงแผนภาพของการละลายได้ดังนี้
โครงร่างผลึก
+ ความร้อน
ของแข็ง +
ขั้นที่2 ระบบคายความร้อน น้ำ
เมื่ออนุภาคที่แยกออกมารวมกับน้ำจะกลายเป็นอนุภาคที่มีน้ำล้อม
รอบ พลังงานที่คายออกมาเรียกพลังงานไฮเดรชัน ตัวถูกละลาย ตัวทำละลาย สารละลาย
+ + ความร้อน Next
น้ำ สารละลาย
พลังงานของการละลาย คือ ผลต่างของพลังงานความ
ร้อนที่ระบบดูดเข้าไปในขั้นที่ 1 กับพลังงานความร้อนที่
ระบบคายออกมาในขั้นที่ 2
Next
คำถามท้ายกิจกรรมที่ 3.1 ( หน้า 78 )
1. ละลายน้ำได้ 3 ชนิด ได้แก่ คอปเปอร์ (II) ซัลเฟต โพแทสเซียมไนเตรต และเอทานอล ส่วนผงแนฟ
ทาลีนและน้ำมันพืชไม่ละลายน้ำ
2. ทำให้อุณหภูมิของสารละลายสูงหรือต่ำกว่าอุณหภูมิของตัวทำละลายก็ได้
3. คอปเปอร์ (II) ซัลเฟต
4. โพแทสเซียมไนเตรต
5. การละลายของคอปเปอร์ (II) ซัลเฟตและเอทานอลคายความร้อน เมื่อจับภาชนะจะรู้สึกร้อนและ
อุณหภูมิของสารละลายเพิ่มขึ้น ส่วนการละลายของโพแทสเซียมไนเตรตดูดความร้อน เมื่อจับภาชนะจะ
รู้สึกเย็นและอุณหภูมิของ สารละลายลดลง
คำถามท้ายกิจกรรมที่ 3.1 ( หน้า 78 )
6. สารที่ไม่ละลายน้ำได้แก่ ผงแนฟทาลีนกับน้ำมันพืช ไม่เปลี่ยนแปลงพลังงาน อุณหภูมิของน้ำจึงคงที่
7. สรุปผลจากการทำกิจกรรมได้ดังนี้
- สารที่นำมาศึกษามีทั้งละลายในน้ำได้และไม่ละลายน้ำ
- สารที่ละลายในน้ำอาจทำให้อุณหภูมิของสารละลายสูงหรือต่ำกว่าอุณหภูมิของน้ำก็ได้
- สารที่ละลายในน้ำแล้วอุณหภูมิของสารละลายเพิ่มขึ้น แสดงว่าเป็นการละลายประเภทคายพลังงาน
ส่วนสารที่ ละลายน้ำแล้วอุณหภูมิของสารละลายต่ำกว่าตัวทำละลาย แสดงว่าเป็นการละลายประเภทดูด
พลังงาน
- สารที่ไม่ละลายในน้ำไม่ทำให้อุณหภูมิของน้ำเปลี่ยนแปลง
จากผลการทำกิจกรรมที่ 3.1 พบว่า
1. สารทั้งสถานะของแข็งและของเหลวมีทั้งละลายน้ำและไม่ละลายน้ำ
2. สารที่ละลายน้ำได้อาจทำให้อุณหภูมิของสารละลายสูงขึ้นจากอุณหภูมิของน้ำก่อนการละลาย ซึ่งเกิด
จากสารที่นำไปละลายน้ำคายพลังงานออกมา เช่น การละลายของคอปเปอร์ ซัลเฟต และเอทานอล
อุณหภูมิของสารละลายสูงกว่าอุณหภูมิของน้ำก่อนการละลาย
หรืออาจทำให้อุณหภูมิของสารละลายต่ำกว่าอุณหภูมิของน้ำก่อนการละลายก็ได้ เช่น การละลาย
ของโพแทสเซียมไนเตรตแสดงว่าสารดูดความร้อนจากน้ำซึ่งเป็นตัวทำละลายไปใช้ในการละลาย
3. สารที่ไม่ละลายน้ำมีทั้งของแข็งและของเหลว และมาทำให้อุณหภูมิของน้ำเปลี่ยนแปลง
การละลายของสารทุกชนิดมีกระบวนการเกิด 2 ขั้นตอนเสมอ คือ
ขั้นที่1. สารจะดูดความร้อนเข้าไปใช้แยกอนุภาคของสารออกจากกัน
ขั้นที่ 2. อนุภาคที่แยกออกมาจะถูกน้ำล้อมรอบและคายความร้อนออกมา
เมื่อใช้ทิศทางการถ่ายโอนพลังงานความร้อนระหว่างระบบกับสิ่งแวดล้อมเป็นเกณฑ์ จะแบ่งประเภทของการละลายออกเป็น
2 ประเภท คือ
1. การละลายประเภทดูดความ 2. การละลายประเภทคายความ
ร้อน ( endothermic change ) ร้อน (exothermic change )
การละลายประเภทดูดความร้อน
•ความร้อนที่ระบบดูเข้าไปมีค่ามากกว่าที่ระบบคายออก
มาเมื่ออนุภาครวมกับน้ำ หลังการละลายสารละลายจะมี
อุณหภูมิลดลงจากน้ำก่อนการละลาย ถ้าจับภาชนะจะ
รู้สึกเย็น สารประเภทนี้จะละลายน้ำได้ดีในน้ำที่มี
อุณหภูมิสูง
การละลายประเภทคายความร้อน
•ความร้อนที่ระบบดูเข้าไปมีค่าน้อยกว่าที่ระบบคาย
ออกมาเมื่ออนุภาครวมกับน้ำ หลังการละลาย
สารละลายจะมีอุณหภูมิเพิ่มขึ้นจากน้ำก่อนการละลาย
ถ้าจับภาชนะจะรู้สึกร้อน สารประเภทนี้จะละลายน้ำได้ดี
ในน้ำที่มีอุณหภูมิต่ำ เช่นการละลายของแก๊สทุกชนิด
การเปรียบเทียบการละลายประเภทดูด
ความร้อนและคายความร้อน
ถ้าหลังการละลายอุณหภูมิเพิ่มขึ้น แสดงว่า การละลายประเภทดูด การละลายประเภทคาย
เป็น การเปลี่ยนแปลงแบบคายความร้อน ความร้อน ความร้อน
ถ้าหลังการละลายอุณหภูมิลดลง แสดงว่า
เป็น การเปลี่ยนแปลงแบบดูดความร้อน
ตารางที่3.1ตัวอย่างการละลายของสารประเภทดูดความ
ร้อนและคายความร้อน
สารบางชนิดละลายน้ำแล้วพลังงานในขั้นที่ 1 กับขั้นที่ 2 ไม่ต่างกัน หลังการละลายอุณหภูมิจะคงที่ เช่น การละลาย
ของเกลือแกง (NaCl)
ในปฏิกิริยาเคมีจะมีระบบและสิ่งแวดล้อม ซึ่ง ระบบ (system) คือ สิ่งต่าง ๆ ที่อยู่ภายใน
ขอบเขตที่ต้องศึกษา ส่วน สิ่งแวดล้อม(environment) จะเป็นสิ่งที่อยู่รอบ ๆ ระบบ
สารเป็นระบบ
กิจกรรมตรวจสอบ 1. 2 ประเภท คือ การละลายประเภทดูดความ
การเรียนรู้ที่ 3.2 ร้อน และการละลายประเภทคายความร้อน
(หน้า 81 )
2.การละลายประเภทดูดความร้อนอุณหภูมิของ
สารหลังการละลายจะต่ำกว่าอุณหภูมิของสาร
ก่อนละลาย ส่วนการ ละลายประเภทคายความ
ร้อนอุณหภูมิของสารหลังการละลายจะสูงกว่า
อุณหภูมิของสารก่อนละลาย
3. แสดงว่า สารละลายชนิดนี้มีการละลายประเภท
คายความร้อนจึงทำให้ภาชนะที่บรรจุมีอุณหภูมิสูง
กว่าอุณหภูมิห้อง
กิจกรรมตรวจสอบ
การเรียนรู้ที่ 3.2
(หน้า 81 )
สารละลายอิ่มตัว หมายถึง สารละลายที่ตัวถูกละลายไม่สามารถละลายใน New Tab
ตัวทำละลายได้อีก ณ อุณหภูมิ ความดันหนึ่ง คือ สภาพละลายได้ ณ
อุณหภูมินั้นๆ 3. สภาพละลายได้
ของสารและปัจจัย
สภาพละลายได้ของสาร(ตัวเลข) ปริมาณที่มากที่สุดของตัวถูกละลายที่
สามารถละลายได้ในตัวทำละลายจำนวนหนึ่ง ที่มีผลต่อการ
ละลาย
สารละลายอิ่มตัว
Next
New Tab
หน่วย g /100gน้ำ กรัม /100กรัมน้ำ
Ex. เกลือมีสภาพละลายได้ในน้ำ = 50g/100g
ในน้ำ 100 กรัม ใส่เกลือไป 50 g แล้วสารละลายอิ่มตัว
Next
New Tab
กิจกรรมที่ 3.2 ปัจจัยที่มีผล
ต่อการละลาย
( เพื่อศึกษาอุณหภูมิกับการ
ละลายของสาร )
Next
คำถามท้ายกิจกรรมที่3.2 ( หน้า 83 )
1. จากผลการทดลองหลอดที่ 1 และ 2 แสดงว่า ความสามารถในการละลายของเกลือแกงขึ้นอยู่กับปริมาณของ
ตัวทำละลาย เพราะหลอดที่ 2 มีน้ำซึ่งเป็นตัวทำละลายมากกว่า เกลือแกงจะละลายได้ดีกว่า
2. การละลายของเกลือแกงขึ้นอยู่กับชนิดของตัวทำละลายด้วย แต่จากกิจกรรมนี้ไม่ได้มีการทดสอบชนิดของตัวทำ
ละลาย
3. จากผลการทดลองหลอดที่ 3 และ 4 แสดงว่า ความสามารถในการละลายของเกลือแกงขึ้นอยู่กับอุณหภูมิของ
ตัว ทำละลายเพราะหลอดที่ 4 มีน้ำซึ่งเป็นตัวทำละลายที่มีอุณหภูมิสูงกว่า เกลือแกงจะละลายได้ดีกว่า
คำถามท้ายกิจกรรมที่3.2 ( หน้า 83 )
4. จากกิจกรรมสรุปได้ดังนี้
1.ปริมาณของตัวทำละลายมีผลต่อการละลายของสาร โดยที่ตัวทำละลายมีปริมาตรเพิ่มขึ้น ตัวละลายจะละลายได้
มากขึ้น
2.อุณหภูมิมีผลต่อการละลายของสาร สารที่การละลายเป็นประเภทดูดความร้อน ถ้าเพิ่มอุณหภูมิให้ตัวทำละลาย ตัว
ละลายจะละลายได้มากขึ้น
ปัจจัยในการละลายของสาร 4. อุณหภูมิ
1. ปริมาณตัวทำละลาย
5. พลังงานจลน์
2. ชนิดของตัวถูกละลาย
6. ความดัน
3.ชนิดตัวทำละลาย
1.ปริมาณตัวทำละลาย ถ้าตัวทำละลายมีปริมาตรเพิ่มขึ้น New Tab
ตัวถูกละลายจะละลายในน้ำได้มากขึ้น
ปัจจัยในการ
ละลายของสาร
2. ชนิดตัวถูกละลาย ตัวถูกละลายต่างชนิดกันละลาย
Next
ในน้ำที่อุณหภูมิเดียวกันได้จำนวนต่างกันดังนั้นการ
เปรียบเทียบความสามารถในการละลายต้องใช้ปริมาณ
น้ำเท่ากันที่อุณหภูมิเดียวกัน แล้วพิจารณาว่า
สารละลายน้ำได้เท่าไร
3. ชนิดตัวทำละลาย สารบางชนิดไม่ละลายน้ำ แต่ละลายใน New Tab
น้ำมันเบนซินหรือเฮกเซน เช่น น้ำยาทาเล็บไม่ละลายในน้ำ
แต่ละลายในน้ำยาล้างเล็บ หมึกแห้งไม่ละลายในน้ำแต่ละลาย ปัจจัยในการ
ในแอลกอฮอล์ ดังนั้นความสามารถในการละลายจึงขึ้นอยู่ ละลายของสาร
กับชนิดของตัวทำละลายด้วย
Next
4. อุณหภูมิ สารที่การละลายเป็นประเภทดูดความร้อน
ถ้าเพิ่มอุณหภูมิให้ตัวทำละลาย ตัวละลายจะละลายได้ดี
ขึ้น แต่สารที่การละลายเป็นประเภทคายความร้อน ถ้า
เพิ่มอุณหภูมิตัวทำละลายจะ ละลายได้น้อยลง
5. พลังงานจลน์ ถ้าทำให้อนุภาคสารเกิดการเคลื่อนที่จะ New Tab
ละลายได้เร็วขึ้น เช่นการละลายของสารถ้าใช้แท่งแก้วคนจะ
ช่วยให้ละลายได้เร็วขึ้น แต่ความสามารถในการละลายเท่าเดิม ปัจจัยในการ
ละลายของสาร
Next
6. ความดัน สำหรับสารที่มีสถานะเป็นแก๊สเท่านั้น เช่น น้ำอัดลมจะอัด
แก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ ที่ความดันประมาณ 3 บรรยากาศ ที่อุณหภูมิ
25 องศาเซลเซียส แก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ ละลายในน้ำ 100 กรัม
ได้ 0.1914 กรัม ซึ่งมากกว่าที่ความดันประมาณ 1 บรรยากาศ ที่
อุณหภูมิ 25 องศาเซลเซียส แก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ ละลายในน้ำ 100
กรัม ได้ 0.0638 กรัม
New Tab สารละลายอิ่มตัว หมายถึงสารละลายที่ตัวถูกละลายไม่สามารถละลายใน
ตัวทำละลายได้อีก ณ อุณหภูมิหนึ่ง คือ สภาพละลายได้ ณ อุณหภูมินั้นๆ
สารละลายอิ่มตัว
( saturation solution ) •ในสารละลายอิ่มตัวของโพแทสเซียมไนเตรต ที่ อุณหภูมิ 20 องศา
เซลเซียส ในน้ำ 100 กรัม มีโพแทสเซียมไนเตรต ละลายได้ 31.6 กรัม
•ในสารละลายอิ่มตัวของโพแทสเซียมไนเตรต ที่ อุณหภูมิ 60 องศา
เซลเซียส ในน้ำ 100 กรัม มีโพแทสเซียมไนเตรต ละลายได้ 37.3 กรัม
ผลึก หมายถึง ของแข็งที่มีรูปทรง การตกผลึก เป็นกระบวนการแยกตัว
เรขาคณิต ผิวหน้าเรียบ มีเหลี่ยมมี ของตัวถูกละลายออกจากสารละลายอิ่ม
ตัวซึ่งเกิดจากการที่สารละลายอิ่มตัวถูก
มุมเฉพาะตัว ของสารแต่ละชนิด
ลดปริมาณของตัวทำละลายลง โดย
กระบวนการระเหย หรือเกิดจากการลด
อุณหภูมิของสารละลายอิ่มตัวให้ต่ำลง
Next
New Tab •ในสารละลายอิ่มตัวของโพแทสเซียมไนเตรต ที่ อุณหภูมิ 20 องศา
เซลเซียส ในน้ำ 100 กรัม มีโพแทสเซียมไนเตรต ละลายได้ 31.6 กรัม
การตกผลึก
•ในสารละลายอิ่มตัวของโพแทสเซียมไนเตรต ที่ อุณหภูมิ 60 องศา
เซลเซียส ในน้ำ 100 กรัม มีโพแทสเซียมไนเตรต ละลายได้ 37.3 กรัม
ถ้าเตรียมสารละลายอิ่มตัวในน้ำ 100 กรัม ที่อุณหภูมิ 60 องศา
เซลเซียส แล้วลดอุณหภูมิเหลือ 20 องศาเซลเซียส
จะมีโพแทสเซียมไนเตรต ตกผลึกเท่ากับ 37.3 – 31.6 = 5.7 กรัม