สารบริสุทธิ์ วิทยาศาสตร์ม.1

วิชาวิทยาศาสตร์


ึ
ชั้นมัธยมศกษาปีที่ 1

รหัสวิชา ว 21101



หน่วยการเรียนที่ 1 เรื่อง สารบริสุทธิ์



















คุณครูภัทราวดี หนูพงษ์

ครู วิทยฐานะครูช านาญการ

สารบริสุทธิ์และสารผสม

สารบริสุทธิ์ คือ สารเนื้อเดียวที่มีจุดเดือด และ จุดหลอมเหลวคงที่
ุ
1. ธาต คือ สารบริสุทธิ์ที่ประกอบด้วยอะตอมเพียงชนิดเดียวกัน เช่น
คาร์บอน ( C ) , ก ามะถัน ( S8 )
ิ
2. สารประกอบ เกดจากธาตุตั้งแต่ 2 ชนิดขึ้นไปมารวมกน โดยมี
ั
อัตราส่วนในการร่วมกันคงที่แน่นอนได้แก่ กรดน้ าส้ม ( CH3COOH ) , กรด
ไฮโดรคลอริก ( HCl ) ฯลฯ
สารผสม ( Mixture ) หมายถึง สารที่ไม่บริสุทธิ์ซึ่งเกิดจากสารบริสุทธ ิ์
ตั้งแต่ 2 ชนิดขึ้นไปผสมกัน ซึ่งมี 3 ประเภท ได้แก ่

1. สารละลาย ( Solution Substance ) เป็นสารเนื้อเดียวที่มี
สัดส่วนในการรวมกันของธาตุ หรือ สารประกอบไม่คงที่ไม่สามารถเขียนสูตร
ได้อย่างแน่นอน และ มีขนาดอนุภาคที่เล็กกว่า 10 เซนติเมตร
-7
2. สารแขวนลอย ( Suspension Substance ) คือ สารที่เกด ิ

จากอนุภาคขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางที่มากกว่า 10 เซนติเมตร
-4
3. คอลลอยด ( Colliod ) จะประกอบด้วยอนุภาคขนาด
์
-4
-7
เส้นผ่าศูนย์กลางระหว่าง 10 และ 10 เซนติเมตร ซึ่งจะไม่มีการตกตะกอน

สามารถกระเจิงแสงได้ ซึ่งเรียกปรากฏการณ์นี้ว่า " ปรากฏการณ์ทินดอลล์ "

แบบจ าลองอะตอม

ดีโมครีตัสกล่าวว่าทุกสิ่งทุกอย่างประกอบขึ้นจาก อนุภาคที่เล็กมาก เล็ก
มากจนไม่สามารถมองเห็นได้ อนุภาคเล็กๆเหล่านี้จะรวมพวกเข้าด้วยกัน
โดยวิธิการต่างๆ ส าหรับอนุภาคเองนั้นไม่มีการเปลี่ยนแปลงและไม่สามารถ
จะแตกแยกออกเป็นชิ้นส่วนที่เล็กลงไปอีกได้ ดีโมครีตัสตั้งชื่ออนุภาคนี้
ว่า "อะตอม (Atom)" จากภาษากรีกที่ว่า atoms ซึ่งมีความหมาย
ว่า "ไม่สามารถแบ่งแยกได้อีก" ตามความคิดเห็นของเขา อะตอมเป็น
ชิ้นส่วนที่เล็กที่สุดของสสารที่สามารถจะคงอยู่ได้
































ไทม์ไลน์ของแบบจ าลองอะตอม

ธาต ุ

ธาตุ ( Element ) คือ สารบริสุทธิ์ที่ประกอบด้วยอะตอมเพียง
ชนิดเดียวกัน























แบบจ ำลองอะตอมของธำตุ

อนุภาคในอะตอม อะตอมประกอบด้วยอนุภาคมูลฐานที่ส าคัญ 3 อนุภาค
ได้แก่ โปรตอน นิวตรอน และอิเล็กตรอน
1. โปรตอน อนุภาคชนิดนี้เป็นอนุภาคที่ถูกตรึงแน่นอยู่ในนิวเคลียส
(Neucleus) มีอนุภาคเป็นบวก (+)
2. นิวตรอน อนุภาคชนิดนี้เป็นอนุภาคที่ถูกตรึงแน่นอยู่ในนิวเคลียสรวม
กับโปรตอนมีคุณสมบัติเป็นกลางทางไฟฟ้า
3. อิเล็กตรอน อนุภาคชนิดนี้มีคุณสมบัติทางไฟฟ้าเป็นประจุลบ (-) วิ่งอยู่
รอบ ๆ นิวเคลียสของอะตอมของธาตุด้วยความเร็วสูงในวงโคจร

์
สัญลักษณ์นิวเคลียรของธาต ุ
ั
ประกอบด้วยตัวเลข 2 อยู่ตัวด้วยกนอยู่ในต าแหน่งด้านบนซ้าย
และด้านล่างซ้ายของสัญลักษณ์ธาตุ โดยตัวเลขในต าแหน่งบนซ้ายจะเป็น
“มวลอะตอม” ส่วนตัวเลขในต าแหน่งล่างซ้ายจะเป็น “เลขอะตอม”

การจัดกลุ่มธาต ุ
















ตำรำงธำตุ
้
1. โลหะ (metal) มีสถานะ : เป็นของแข็งในสภาวะปกติ ยกเวน
ปรอทซึ่งเป็นของเหลว ไม่มีโลหะที่เป็นก๊าซในภาวะปกติความมันวาว : มีวาว
โลหะ ขัดขึ้นเงาได้ การน าไฟฟ้าและน้ าความร้อน : น าไฟฟ้าและน าความร้อน

ได้ดี เช่น สายไฟฟ้ามักท าด้วยทองแดง ความเหนียว : ส่วนมากเหนียว ดึงยืด
เป็นเส้นลวด หรือตีเป็นแผ่นบ่างๆ ได้ ความหนาแน่น หรือความถ่วงจ าเพาะ :

ุ
ุ
ส่วนมากมีความหนาแน่นสูง จดเดือดและจดหลอมเหลว : ส่วนมากสูง เช่น
o
o
ิ
เหล็ก มีจดหลอมเหลว 1,536 C จดเดือด 3,000 C การเกดเสียงเมื่อ
ุ
ุ

เคาะ : มีเสียงดังกงวาน ได้แก ลิเทียม (Li) โซเดียม (Na) โพแทสเซียม (K)
ั
่
แม็กนีเชียม (Mg) แคลเซียม (Ca) เหล็ก (Fe) ทอง (Au) เงิน (Ag) ทองแดง
(Cu) ตะกว (Pb) สังกะสี (Zn) ปรอท (Hg) อะลูมิเนียม (Al) ประโยชน์
ั่
ของธาตุโลหะ (metal)

2. อโลหะ (Nonmetal, non-metal) ความมันวาว : ส่วนมากไม่
มีวาวโลหะ ยกเว้นแกรไฟต์ (ผลึกคาร์บอน) เกล็ดไอโอดีน (ผลึกไอโอดีน)
้
การน าไฟฟ้าและน้ าความร้อน : น าไฟฟ้าและน าความร้อนไม่ได้ ยกเวน
แกรไฟต์น าไฟฟ้าได้ดี ความเหนียว : อโลหะที่เป็นของแข็งมีเปราะดึงยืด
ออกเป็นเส้นลวดหรือตีเป็นแผ่นบางๆ ไม่ได้ ความหนาแน่นหรือความ

ุ
ถ่วงจาเพาะ : มีความหนาแน่นต่ า จดเดือดและจุดหลอมเหลว : ส่วนมากต่ า
โดยเฉพาะพวกอโลหะที่เป็นกาซ การเกดเสียงเมื่อเคาะ : ไม่มีเสียงดังกงวาน
ิ
๊
ั
ได้แก่ ไฮโดรเจน (H) คาร์บอน (C) ไนโตรเจน (N) ออกซิเจน (O) ฟอสฟอรัส
(P) ก ามะถัน (S) โบรมีน (Br) ซีลีเนียม (Se) คลอรีน (Cl) ประโยชน์ของ
ธาตุอโลหะ (Nonmetal, non-metal)










ึ่
3. ธาตกงโลหะ (Metalloids) เป็นธาตุในอนุกรมเคมี ที่มี
ุ
สมบัติทั้งทางเคมีและฟิสิกส์อยู่กงกลางระหวางโลหะและอโลหะคุณสมบัติ
ึ่
่
ส าคัญที่ใช้จาแนกประเภทของธาตุเหล่านี้คือคุณสมบัติการน าไฟฟ้าธาตุกง ึ่

ึ่
โลหะส่วนใหญ่จะเป็นสารกงตัวน า(semiconductors) ธาตุกงโลหะใน
ึ่
ตารางธาตุ ได้แก โบรอน (B) ซิลิกอน (Si) เจอร์เมเนียม (Ge) สารหนู
่
Arsenic (As) พลวง Antimony (Sb) เทลลูเรียม (Te) พอโลเนียม
(Po) และ แอสทำทีน (At) ประโยชน์ของธาตุธาตุกึ่งโลหะ (Metalloids)

ธาตุกัมมันตรังสี (radioactive element)
เรียกธาตุที่มีการแผ่รังสีได้เองว่าธาตุกัมมันตรังสี และ เรียก
ปรากฏการณ์แผ่รังสีได้เองอย่างต่อเนื่องว่ากัมมันตภาพรังสี เป็นปรากฏการณ์
การสลายตัว ที่เกิดขึ้นเองของนิวเคลียสของอะตอมที่ไม่เสถียร
- รังสีแอลฟา ใช้สัญลักษณ์เป็น α มีอ านาจทะทะลวงต่ าเดินทางในอากาศ
ได้ระยะทางที่สั้นมาก การใช้กระดาษมาก าบังรังสีแอลฟ่าได้
่
- รังสีบีตา ใช้สัญลักษณ์เป็น β มีอ านาจทะลวงสูงกวารังสีแอลฟา
ประมาณ 100 เท่ามีความเร็วใกล้เคียงความเร็วแสง อนุภาคอิเล็กตรอน
พลังงานสูง สามารถผ่านกระดาษได้ ใช้แผ่นพลาสติก แผ่นอะลูมิเนียมมาก าบัง
รังสีได้
- รังสีแกมมา ใช้สัญลักษณ์เป็น γ คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีความยาวคลื่นสั้น
มากไม่มีประจุและไม่มีมวลรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าเช่นเดียวกับรังสีเอกซ์ สามารถ
ทะลุผ่านแผ่นไม้ โลหะ และเนื้อเยื่อได้ มีอ านาจทะลุทะลวงสูง จึงต้องใช้วัสดุที่
มีความหนาแน่นสูงมาก าบังรังสี เช่น ตะกั่ว, เหล็ก, คอนกรีตหนา เป็นต้น














่
สารกัมมันตรังสี หรือเรียกอีกอย่างหนึ่งวา ไอโซโทปกัมมันตรังสี นอกจาก
จะสลายตัวให้รังสีต่างๆ แล้ว ยังมีคุณสมบัติที่ส าคัญอีกประการหนึ่งคือมีอัตรา
การสลายตัวด้วยค่าคงตัว เรียกว่า “ครึ่งชีวิต (half-life)” ซึ่งหมายถึง
ระยะเวลาที่ไอโซโทปจ านวนหนึ่งจะสลายตัวลดลงเหลือเพียงครึ่งหนึ่งของ
จ านวนเดิม ตัวอย่างเช่น ทอง-198 ซึ่งเป็นไอโซโทปรังสี ที่ให้รังสีแกมมา
ออกมา และใช้ส าหรับรักษาโรคมะเร็ง มีครึ่งชีวิต 2.7 วัน หมายความวา เมื่อ
่
เราซื้อทอง-198 มา 10 กรัม

ประโยชน์ของสารกัมมันตรังสี
















ประโยชน์สารกัมมันตรังสี













โรงงานไฟฟ้านิวเคลียร์

โทษของสารกัมมันตรังสี













ผลกระทบจากการได้รับปริมาณรังสีผลจากสารกัมมันตรังสี

สารประกอบ

ิ์
สำรประกอบ (Compound) เป็นสารบริสุทธที่ประกอบด้วยอะตอม
ิ
ั
ของธาตุตั้งแต่ 2 ชนิดขึ้นไปมารวมกนด้วยแรงยึดเหนี่ยวทางเคมี เกดเป็นสาร
ุ
ชนิดใหม่ เรียกว่าสารประกอบ ดังนั้นหน่วยย่อยของสารประกอบคือ โมเลกล
ซึ่งอาจแยกสลายได้เมื่อได้รับความร้อนหรือพลังงานไฟฟ้า สารประกอบที่พบ
ิ

ในชีวตประจาวน เช่น น้ า (H2O) เกลือแกง (NaCl) น้ าตาลทราย
ั
(C12H22O11)

โมเลกุลของธาต ุ
กำรรวมตัวกนของอะตอมของธำตุชนิดเดียวกัน
ั












โมเลกุลของสารประกอบ
การรวมตัวกนของอะตอมของธาตุตั้งแต่ 2 ชนิดขึ้นไป
ั









โมเลกุลน ้า โมเลกุลเกลือแกง

สมบัติของสารบริสุทธิ์และสารผสม

1. การหาจุดเดือด ( Boiling Point )
– สารบริสุทธิ์จะมีจุดเดือดคงที่
- สารไม่บริสุทธิ์ หรือ สารละลายจุดเดือดไม่คงที่ เกิดจาก

อัตราส่วนระหว่างจานวนโมเลกุลของตัวถูกละลาย และ ตัวท าละลาย
ุ
เปลี่ยนแปลงไปโมเลกุลที่มีจดเดือดต่ าจะระเหยไปเร็วกว่าท าให้สารที่มีจุดเดือด
สูงใน อัตราส่วนที่ มากกว่าจึงเป็นผลให้จุดเดือดสูงขึ้นเรื่อย ๆ โดยดูจากรูปที่
แสดงเป็นกราฟ











กราฟเปรียบเทียบจุดเดือดของสารบริสุทธิ์กับสารละลาย


2. การหาจดหลอมเหลว ( Melting Point )
ุ
– สารบริสุทธิ์จะมีจุดหลอมเหลวคงที่ และ มีอุณหภูมิช่วงการ

หลอมเหลวแคบ
– สารไม่บริสุทธิ์จะมีจุดหลอมเหลวไม่คงที่ และ มีอุณหภูมิ
ในช่วงการหลอมเหลวกว้างซึ่งอุณหภูมิช่วงการหลอม หมายถึง อุณหภูมิที่สาร
เริ่มต้นหลอมจนกระทั่งสารนั้นหลอมหมดโดยในอุณหภูมิช่วงการหลอม ถ้า
แคบต้องไม่เกิน 2 องศาเซลเซียส โดยดูจากรูปที่แสดงเป็นกราฟ












กราฟเปรียบเทียบจุดหลอมเหลวของสารบริสุทธิ์กับสารละลาย

สมบัติคอลลิเกทีฟของสารละลาย กำรเพิ่มขึ้นของจุดเดือดเป็น

หนึ่งในสมบัติคอลลิเกทีฟของสำรละลำย (Colligative properties)
เนื่องจำกสมบัติของละลำยบริสุทธิ์ ณ ที่สภำวะหนึ่งๆ จะมีจุดเดือดคงที่แต่เมื่อ
ตัวละลำยที่ระเหยยำกผสมอยุ่ในสำรละลำยจะส่งผลให้สมบัติบำงประกำรของ
สำรเปลี่ยนแปลงไปโดยท ำให้จุดเดือดของสำรละลำยเพิ่มสูงขึ้นดังนั้นปริมำณ
ของตัวละลำยจะมีผลท ำให้จุดเดือดของสำรละลำยสูงขึ้น เช่น น้ ำเกลือ เป็น
สำรละลำยที่มีเกลือเป็นตัวละลำยจะมีจุดเดือดสูงกว่ำน้ ำซึ่งเป็นสำรบริสุทธ ิ์

จุดเดือดของธาตุหรือสสารกับความดัน

ของเหลวในสิ่งแวดล้อมที่เป็นสุญญากาศจะมีจดเดือดต่ ากวา ่
ุ
ของเหลวที่ความดันบรรยากาศ (1 atm) ของเหลวในสิ่งแวดล้อมความดัน
ั
ุ
สูงจะมีจดเดือดสูงกวาของเหลวที่ความดันบรรยากาศ ในความดันเท่ากน
่
่
ของเหลวต่างชนิดกันย่อมเดือดที่อุณหภูมิต่างกัน ถ้าเราเพิ่มความดันให้สูงกวา
760 torr หรือ 1 atm จุดเดือดของของเหลวก็จะสูงกว่าจุดเดือดปกติ















o
จุดเดือดปกติของน้ า คือ 100 C แต่ถ้าความดันเพิ่มขึ้นจุดเดือด
ก็จะเพิ่มขึ้นด้วย ที่ความดัน 300 torr ถ้าลากเส้นขนานไปกับแกนนอนซึ่ง
แสดงอุณหภูมิ จุดตัดระหว่างเส้นที่ลากกับเส้นกราฟของสารก็คือจุดเดือดของ
สารเหล่านั้นเช่นกันแต่ไม่ใช่จุดเดือดปกติ

3. ความหนาแน่น (density)
เป็นสมบัติเฉพาะตัวของสารแต่ละชนิด หาได้จากอัตราส่วนระหว่าง
มวลและปริมาตร สารบริสุทธิ์จะมีความหนาแน่นคงที่ แต่สารผสมจะมีความ
หนาแน่นไม่คงที่

ความหนาแน่นของสารบางชนิด
ที่อุณหภูมิ 0 องศาเซลเซียสและความดัน 1 บรรยากาศ



















ความหนาแน่นของพลาสติก
ที่อุณหภูมิ 0 องศาเซลเซียสและความดัน 1 บรรยากาศ
ชนิดของ ความหนาแน่น ผลที่ได ้
พลาสติก (กก./ลบ.ม.)
PET 1550 จมน้ า
PVC 1300 จมน้ า
PS 1047 จมน้ า
น้ า 1000 -
HDPE 953 ลอยน้ า
LDPE 924 ลอยน้ า
PP 900 ลอยน้ า

การค านวนหาความหนาแน่น














(ความหนาแน่นมีหน่วย คือ กิโลกรัมต่อลูกบาศก์เมตร หรือ กรัมต่อ
ลูกบาศก์เซนติเมตร)

ตัวอย่างการค านวนหาความหนาแน่น