The words you are searching are inside this book. To get more targeted content, please make full-text search by clicking here.

242107 LAB Direction

Discover the best professional documents and content resources in AnyFlip Document Base.
Search
Published by lucksagoon ganranoo, 2022-06-09 06:42:37

242107

242107 LAB Direction

คมู่ อื ปฏบิ ัติการ

242107
ความรูพ้ ื้นฐานทางเคมี
Fundamental of Chemistry

Vecteezy.com

สาขาวิชาเคมี คณะวิทยาศาสตร์
มหาวิทยาลัยพะเยา

2

สารบัญ

การทดลองเรือ่ ง หน้า

อปุ กรณท์ ีใ่ ชใ้ นการทดลอง……………………………………………………………………………… 4
ข้อแนะนำเกีย่ วกบั การปฏิบตั ิตนในห้องปฏิบัติการ......................................... 7
แนะนำเทคนิคและอปุ กรณ์ในหอ้ งปฏิบตั ิการ................................................. 13
ตารางธาตุและสมบตั ิของธาตุ……………………………………………………………………….. 27
แบบจำลองโมเลกุล……………………………………………………………………………………..... 36
ปริมาณสารสมั พนั ธ์……………………………………………………………………..………………... 41
การตกผลกึ ใหม…่ …………………………………………………………………..………….....……... 44
การหาค่าคงที่ของก๊าซ……………………………………………………….…………………………… 52
การไทเทรตกรด-เบส……………………………………………………………………………….…... 57
การหาน้ำหนกั โมเลกุลโดยการลดลงของจุดเยือกแข็ง…………………………………… 62
สารละลายบฟั เฟอร์………………………………………………………………………………………… 69
เซลล์กลั วานกิ …………………………………………………………………………………………………. 74

สาขาวชิ าเคมี คณะวทิ ยาศาสตร์ มหาวทิ ยาลัยพะเยา

3
สาขาวชิ าเคมี คณะวทิ ยาศาสตร์ มหาวทิ ยาลัยพะเยา

4
อุปกรณร์ กั ษาความปลอดภัยในห้องปฏิบัติการ

Safety goggles A safety shower with pull chain

A laboratory fume hood An eyewash facility

Lab apron A typical carbon dioxide
fire extinguisher

สาขาวชิ าเคมี คณะวทิ ยาศาสตร์ มหาวทิ ยาลัยพะเยา

5

รายการอุปกรณ์พื้นฐาน ห้องปฏิบตั ิการเคมี

Beaker Cylinder Erlenmeyer Flask Dropper
บีกเกอร์ กระบอกตวง ขวดรูปกรวย หลอดหยด

Burette Burette clamp Condenser clamp Clamp holder = Boss head
บิวเรต ท่ีจบั บิวเรต ท่ีจบั คอนเดนเซอร์ ตวั ยดึ ขาต้งั

Test tube Test tube rack Stand and Base Stirring rod
หลอดทดลอง ที่ต้งั หลอดทดลอง ฐานต้งั เหลก็ แทง่ แกว้ คน

Funnel Wash bottle Watch glass Brush test tube
กรวยกรอง ขวดฉีดน้ากลน่ั กระจกนาฬิกา แปรงลา้ งหลอด

Buchner Funnel Filter Flask Measuring pipette Transfer pipette
กรวยกรองสูญญากาศ = Suction Flask = Graduate pipette = Volumetric Pipette
ขวดกรองสาร / ลดความดนั ปิ เปตแบบใชต้ วง ปิ เปตแบบปริมาตร

สาขาวชิ าเคมี คณะวทิ ยาศาสตร์ มหาวทิ ยาลัยพะเยา

6

Syringe ball Filter paper Forceps Thermometer
ลูกยาง กระดาษกรอง ปากคีบ เทอร์โมมิเตอร์

Spatula Evaporating dish Crucible tongs Crucible
ชอ้ นตกั สาร ชามระเหย คีมจบั ถว้ ยทนไฟ ถว้ ยทนไฟ

Clay triangle Wire gauze Tripod Volumetric Flask
ลวดสามเหล่ียม ตะแกรงลวด สามขา ขวดวดั ปริมาตร

Mortar and Pestle Ring support = O – ring Safety glasses= Goggle Para film
โกร่งบดสาร ห่วงยึดจบั แว่นตา พาราฟิ ลม์

Multimeter Calorimeter Glove Pasture pipette
มลั ติมิเตอร์ คาลอริมิเตอร์ ถงุ มือ พาสเจอร์ปิ เปต

Stopwatch Stopper Test tube screw cap Separating funnel
นาฬิกาจบั เวลา จกุ ยาง หลอดทดลองฝาเกลียว กรวยแยก

สาขาวชิ าเคมี คณะวทิ ยาศาสตร์ มหาวทิ ยาลัยพะเยา

7

เทคนิคในหอ้ งปฏิบัติการ
ข้อแนะนำเกี่ยวกับการปฏิบตั ิตนในห้องปฏิบัติการ
ในการทดลองในห้องปฏิบตั ิการเคมี อันตรายอาจเกิดขึน้ ได้เสมอ ถ้าผู้ทดลองปฏิบัติตน
ไม่ถูกวิธี อันตรายที่ได้รับอาจเกิดจากสารเคมี เครื่องมือ อุปกรณ์ หรือการทำการทดลองที่ไม่
ถกู ต้อง ดังนนั้ ผทู้ ดลองควรจะปฏิบัติตนเมื่อทำการทดลอง ดงั น้ี
1. สวมเสื้อคลุมปฏิบัติการตลอดเวลาที่อยู่ในหอ้ งปฏิบตั ิการ
2. การทำการทดลองทุกครั้งจะต้องมีอาจารย์ผู้ควบคุม และทำการทดลองตาม
คู่มือปฏิบตั ิการเทา่ น้ัน ยกเว้นจะได้รบั อนญุ าตจากอาจารย์ผคู้ วบคุม
3. เมื่อเกิดอุบัติเหตุขึ้น ไม่ว่าจะเล็กน้อยเพียงใด ให้รายงานอาจารย์ผู้ควบคุม
ทราบทนั ที
4. หา้ มชิมสารใดๆ ท้ังสิน้ ในห้องทดลอง เพราะสารเคมีส่วนมากเปน็ พิษ และไม่นำ
อาหารเครอ่ื งดม่ื เข้าไปรบั ประทานในห้องปฏิบตั ิการ
5. อย่าดมกลิ่นสารต่างๆ ด้วยการเอามาจ่อที่จมูก แต่ให้ถือหลอดทดลองที่มี
สารเคมีนั้นไว้หา่ งๆ แล้วใชม้ อื โบกกลิน่ ของสารนั้นใหเ้ ข้าจมูกเพียงเลก็ น้อย
6. การใชป้ ิเปตดดู สารละลาย ให้ใชล้ ูกยางดูดสารละลายเท่าน้ัน ห้ามใชป้ ากดดู
7. ถ้าผิวหนังถูกกับกรดหรือด่างเข้มข้น ให้รีบล้างด้วยน้ำจำนวนมากๆ ทันที แล้ว
ล้างดว้ ยสารละลาย 1% NaHCO3 อีกคร้ังหนึ่ง ถ้าสารเคมีกระเด็นเข้าตาต้องรีบ
ล้างดว้ ยน้ำสะอาดทันที แล้วให้แจง้ อาจารยผ์ คู้ วบคุมทราบทนั ที
8. กรดหรือเบสต่างๆ ทีเ่ ข้มข้น ควรเก็บไว้ในตู้ควัน และให้ใชด้ ้วยความระมัดระวัง
เป็นอย่างมาก ส่วนปฏิกิริยาที่สารตั้งต้นหรือสารผลิตภัณฑ์เป็นพิษหรือกรด
เข้มขน้ หรอื แอมโมเนีย ให้ทำการทดลองในตู้ควันเสมอ
9. ถ้าเสื้อผ้าที่สวมใส่เกิดติดไฟขึ้น ให้พยายามดับไฟ โดยการนอนกลิ้งบนพื้น
(อยา่ วิ่ง) แล้วบอกเพือ่ นๆ ให้ความช่วยเหลอื
10. ห้ามทิ้งสารเคมีใดๆ ลงในถังขยะ สารเคมีที่เหลือให้นำส่งคืน ถ้าสงสัยให้ถาม
อาจารย์ผคู้ วบคุม
11. ของแข็งต่างๆทีไ่ ม่ต้องการ เชน่ ไม้ขีดที่จุดแล้ว กระดาษกรองที่ใช้แล้ว เศษแก้ว
ต่างๆ เป็นต้น อยา่ ทิ้งลงในอา่ งน้ำ ให้ทิ้งลงในขยะที่จัดไว้
12. เมื่อทำการทดลองเสร็จแล้ว ให้ทำความสะอาดโต๊ะทดลอง นำอุปกรณ์หรือ
ภาชนะใส่สารเคมี เก็บเข้าที่เดิม จากนั้นล้างมือให้สะอาดก่อนออกจาก
หอ้ งปฏิบตั ิการ

สาขาวชิ าเคมี คณะวทิ ยาศาสตร์ มหาวทิ ยาลัยพะเยา

8

การใชส้ ารเคมี
1. ก่อนใช้สารเคมีใดๆ ให้อ่านวิธีการใช้หรือฟังคำแนะนำจากอาจารย์ผู้ควบคุม

เสียกอ่ น
2. ใช้สารเคมีตามจำนวนหรอื ปริมาตรที่กำหนดไว้ในการทดลองเท่าน้ัน
3. เพือ่ ป้องกันไม่ให้มีการปะปนกันของสารเคมีแต่ละชนิด อยา่ นำช้อนตักสารหรือ

หลอดหยดสารชนิดหนึ่งไปตกั สารหรือดดู สารเคมีชนิดอืน่ ๆ ถ้าจะต้องใช้ต้องทำ
ความสะอาดช้อนตักหรือหลอดหยดสารเสียกอ่ น แล้วทำให้แห้ง ถ้าต้องการใช้
สารละลายจากขวดใหญ่ที่ไม่มีหลอดหยดใสไ่ ว้ ต้องรินสารละลายออกจากขวด
ใส่บีกเกอร์ที่เตรียมตา่ งหาก แล้วจึงนำไปทดลอง ถ้าสารละลายที่นำมาเหลือให้
ทิง้ ลงในภาชนะใสข่ องเสียทีท่ างหอ้ งปฏิบตั ิการเตรยี มไว้ (ควรนำสารไปเฉพาะที่
ต้องการใช)้ อย่านำไปเทคืนขวดเดิมอกี
4. อย่านำขวดสารเคมีจากช้ันทีว่ าง ไปวางไว้ทีโ่ ต๊ะปฏิบตั ิการของตน
5. ถ้าเป็นการผสมกันระหว่างกรดกับน้ำ อย่าเทน้ำลงไปในกรดเข้มข้น แต่ค่อยๆ
รินกรดเข้มข้นลงในน้ำ เนื่องจากกรดเข้มข้นมีความหนาแน่นมากกว่าน้ำ จะทำ
ให้เกิดการกระเด็นของสาร และจะมีการคายความร้อนออกมามาก
6. ห้ามเผาเครื่องแก้วชนิดเนื้อหนาหรือที่เป็นแก้วอ่อน เช่น กระบอกตวง บิวเรต
ขวดใส่สาร กรวยแก้ว ฯลฯ ด้วยเปลวไฟจากตะเกียงโดยตรง เพราะอาจแตกได้
ง่าย ส่วนถ้วยกระเบื้อง อาจเผาในเปลวไฟโดยตรงได้ แต่ไม่ควรเผาให้ร้อนเร็ว
เกินไป

สิ่งของเครอ่ื งใชท้ ่ีนักศกึ ษาตอ้ งนำมาเพื่อใช้ในหอ้ งปฏิบัติการ
1. เสื้อกาวน์ หรอื เสื้อกนั เปือ้ นสีขาว
2. สมดุ บนั ทึกผลการทดลอง
3. เศษผา้ สำหรบั เชด็ ถูทำความสะอาด
4. กระดาษชำระ

การศึกษาบททดลอง
นักศึกษาควรศึกษาบททดลองล่วงหน้าก่อนจะเข้าทำปฏิบัติการ เพื่อจะได้เข้าใจทั้ง
ทฤษฎีที่เกีย่ วข้องและวิธีทีจ่ ะทำการทดลอง และสามารถวางแผนล่วงหน้าในการทำการทดลอง
ไว้เปน็ ขั้นตอน จะชว่ ยใหก้ ารทดลองเสรจ็ ทนั ภายในเวลาทีก่ ำหนด

การจดบันทกึ ผลการทดลอง

สาขาวชิ าเคมี คณะวทิ ยาศาสตร์ มหาวทิ ยาลัยพะเยา

9

ควรจดบนั ทึกผลการทดลองทกุ ขั้นตอนอย่างละเอียด ตามความเป็นจริงที่ทดลอง (อาจ
ไม่ตรงกับในคู่มือปฏิบตั ิการ) ลงในสมุดบันทึกผล เพื่อจะได้เอาไว้อ่านทำความเข้าใจ ตอนเขียน
รายงานส่งอาจารย์ ควรจดใหเ้ ป็นระเบียบ เรียบร้อย มีชื่อบททดลอง วันที่ทีท่ ำการทดลอง และ
ถ้าเปน็ การวิเคราะห์สารตัวอย่าง จะต้องจดเบอร์ของสารตวั อยา่ งไว้ด้วย

สิ่งทีค่ วรทราบกอ่ นท่ีจะทำการทดลอง

ความแมน่ ยำ
ในการวัดปริมาณบางอย่าง เช่น ความยาว ปริมาตร หรือน้ำหนักของวัตถุ ถึงแม้ว่า
เครื่องวัดจะเป็นอันเดียวกันก็ตาม ผลของการวัดในแต่ละครั้งอาจได้ออกมาไม่เท่ากัน ทั้งนี้เป็น
เพราะความผิดพลาดของผวู้ ัดหรอื เครือ่ งวดั เชน่ ทำการวดั ความยาวของกลอ่ งไม้เล็กๆ อนั หน่งึ
นาย ก ทำการวดั 3 คร้ัง ได้ผลดงั นี้ 4.23 4.22 และ 4.24 เซนติเมตร
นาย ข ทำการวัด 3 คร้ัง ได้ผลดังนี้ 4.23 4.20 และ 4.25 เซนติเมตร
จากการเปรียบเทียบ พบว่า ผลการวัดของนาย ก ทั้ง 3 ครั้ง มีค่าใกล้เคียงกัน แต่ผล
การวัดของนาย ข ทั้ง 3 ครั้ง ต่างกันมากว่าของนาย ก เราอาจสรุปได้ว่าการวัดของนาย ก
ความแมน่ ยำมากว่านาย ข
ค่าความแม่นยำ มักแสดงในรูปของตัวเลข ซึ่งค่าตัวเลขที่จะมาแสดงค่าความแม่นยำก็
คือ ค่าการเบี่ยงเบนเฉลี่ย (Average deviation) ซึ่งหาได้จากผลการวัดที่ได้นั่นเอง เช่น จากผล
การวัดของนาย ก เมือ่ ทำการคำนวณหาคา่ เบี่ยงเบนเฉลี่ยจะได้ดงั ตารางที่ 1

ตารางที่ 1 แสดงการหาคา่ เบี่ยงเบนเฉลี่ย ค่าการเบี่ยงเบนไปจากคา่ เฉลีย่ (ซ.ม.)
วดั คร้ังที่ ได้จากการวดั แตล่ ะคร้ัง (ซ.ม.) 0.00
1 4.23 0.01
2 4.22 0.01
3 4.24

เฉลี่ย = 12.69 = 4.23 ค่าการเบีย่ งเบนเฉลี่ย = 0.02 = 0.01

33

ดังนั้นค่าที่ได้จากการทดลองของนาย ก อาจจะเขียนได้เป็น 4.23 ± 0.01 เซนติเมตร

ค่า ± 0.01 เซนติเมตร จะเป็นค่าแสดงความแม่นยำของการวัด ทำนองเดียวกันจากผลการ

ทดลองของนาย ข ก็อาจเขียนได้เป็น 4.23 ± 0.02 เซนติเมตร จะเห็นได้ว่าถ้าค่าการเบี่ยงเบน

เฉลีย่ น้อย ค่าความแม่นยำกจ็ ะมาก

สาขาวชิ าเคมี คณะวทิ ยาศาสตร์ มหาวทิ ยาลัยพะเยา

10

จากที่ได้กล่าวมาแล้ว ผลของการวัดได้ไม่เท่ากัน เพราะความผิดพลาดของผู้วัดหรือ
ความคลาดเคลื่อนของเครื่องมือ ซึ่งเครื่องวัดแต่ละชนิดหรือแต่ละแบบก็จะมีค่าความ
คลาดเคลื่อนไม่เท่ากนั ดังตารางที่ 2

ตารางที่ 2 แสดงค่าความคลาดเคลื่อนของเครือ่ งมือแต่ละชนิด

เครื่องมือ ขนาด คา่ ความคลาดเคลื่อน

บิวเรต (Buret) 50 cm3 ± 0.05 cm3

ปิเปต (Transfer pipet) 5 cm3 ± 0.01 cm3

10 cm3 ± 0.02 cm3

15, 20, 25 cm3 ± 0.03 cm3

50 cm3 ± 0.05 cm3

100 cm3 ± 0.08 cm3

ขวดวดั ปริมาตร 25 cm3 ± 0.03 cm3

(Volumetric flask) 50 cm3 ± 0.05 cm3

100 cm3 ± 0.08 cm3

250 cm3 ± 0.12 cm3

500 cm3 ± 0.15 cm3

Analytical balance ± 0.0001 g

Triple-beam balance ± 0.01 g

เทอร์โมมิเตอร์ 100 °C 100 °C ± 0.2°C

กระบอกตวง 10 cm3 ± 0.1 cm3

(Graduated cylinder) 25 cm3 ± 0.3 cm3

ความถกู ตอ้ ง
ในการทดลองหรือวัดปริมาณบางอย่าง ถ้าผลการทดลองการวัดได้ค่าใกล้เคียงกับค่า

จริง (True value) มากๆ ความถูกต้องก็ย่อมมากด้วย แต่เนื่องจากค่าจริงเราไม่สามารถรู้ได้
แน่นอน เช่น การวัดความยาวของของบางสิ่ง ในการวัดแต่ละครั้งก็จะต้องใช้เครื่องมือวัดและ
เราไม่ทราบว่าเครื่องวัดอันไหนถกู ต้องที่สุด แต่เราพอที่จะหาคา่ ความยาวที่ใกล้เคียงกับคา่ จริง
มากที่สุดได้โดยการทำการวัดหลายๆ ครั้ง ด้วยเครื่องมือที่มีความละเอียดมากๆ แล้วหา
ค่าเฉลี่ย หรืออาจจะได้จากผลการวัดที่ยอมรับกันในระหว่างผู้ที่เคยทำการวัดหรือทดลอง
มาแล้ว ซึ่งค่านี้เราเรียกว่าค่าที่ยอมรับ (Accepted value) ซึ่งอาจจะมีค่าเท่ากับค่าจริง หรือ
ใกล้เคียงกับค่าจริงมาก

สาขาวชิ าเคมี คณะวทิ ยาศาสตร์ มหาวทิ ยาลัยพะเยา

11

คา่ ความถูกต้องอาจแสดงได้โดยค่าความคลาดเคลื่อน (Error) ถ้าค่าความคลาดเคลื่อน
น้อย ความถูกต้องก็มาก เช่น สมมติว่าค่าที่ทดลองได้มีค่าเท่ากับ 38 และค่าที่ยอมรับหรือค่า
จรงิ เท่ากบั 40

คา่ ความคลาดเคลื่อน = 40 - 38 = 2
ถ้าคิดเป็นร้อยละโดยเทียบกับค่าที่ยอมรับหรือค่าจริงก็จะได้เป็นค่าความคลาดเคลื่อน
สัมพทั ธ์ (Relative error)

โดยค่าความคลาดเคลือ่ นสมั พัทธ์ = (2 / 40 ) x 100 = 5%

คา่ ความคลาดเคลือ่ น (Error)
ในการคำนวณตัวเลขที่ได้จากผลการทดลองซึ่งผลการทดลองแต่ละค่า ก็จะมีความ

คลาดเคลื่อนของมัน และเมื่อนำมาบวก ลบ คูณ หรือหารกัน ก็จะได้ผลลัพธ์ ซึ่งผลลัพธ์นี้จะมี
คา่ ความคลาดเคลือ่ นต่างไปจากเดิม ซึ่งมีหลกั การ ดังน้ี

1) ถ้าทำการบวกหรือลบค่าที่ได้จากการทดลอง แต่ละค่าเข้าด้วยกัน ค่าความคลาด
เคลือ่ นของผลลพั ธจ์ ะมีคา่ เท่ากบั คา่ ความคลาดเคลือ่ นของผลการทดลองแตล่ ะค่ารวมกัน เช่น

น้ำหนักขวด + นำ้ หนักสาร = 16.7193 ± 0.0001 g
น้ำหนักขวด = 9.8264 ± 0.0001 g

ดังนน้ั น้ำหนักสาร = 6.8929 ± 0.0002 g

2) ถ้านำค่าที่ได้จากการทดลองมาคูณหรือหารกัน ค่าความคลาดเคลื่อนสัมพัทธ์ของ
ผลลพั ธจ์ ะเทา่ กบั คา่ ความคลาดเคลื่อนของผลการทดลองแตล่ ะค่ารวมกนั เชน่
ค่าความคลาดเคลื่อนสัมพทั ธ์
น้ำหนักสาร ก = 9.2152 + 0.0003 = 0.0003 x 100 = 0.003 %

9.2152
ปริมาตรสาร ก = 8.74 + 0.07 = 0.07 x 100 = 0.8 %

8.74

ความหนาแน่นของสาร ก = 9.2152 g/cm3 = 1.05 g/cm3 = 0.003% + 0.8% = 0.8%
8.74

คิดเปน็ ค่าความคลาดเคลือ่ น = 0.8 x 1.05 = 0.01 g/cm3
100

เพราะฉะน้ัน ความหนาแนน่ ของสาร ก = 1.05 ± 0.01 g/cm3

สาขาวชิ าเคมี คณะวทิ ยาศาสตร์ มหาวทิ ยาลัยพะเยา

12

เลขนยั สำคัญ (Significant figure)
ในการบันทึกหรือรายงานผลการทดลองที่เป็นค่าตัวเลข จำนวนตำแหน่งข้างหน้าจุด

ทศนิยมมีความสำคัญมาก เพราะเป็นสิ่งที่แสดงว่าผลการทดลองนั้นได้มาจากเครื่องมือที่มี
ความละเอียดมากน้อยเพียงใด ตัวเลขทีเ่ ขียนเป็นรายงานนั้นจะเปน็ ตัวเลขที่แน่นอนกี่ตำแหน่งก็
ได้และตามด้วยตวั เลขทีไ่ มแ่ น่นอนเพียง 1 ตำแหน่งเท่านั้น เช่น สารชนิดหนึ่งหนัก 4.0025 กรัม
แสดงว่าการชั่งสารนี้ชั่งด้วยเครื่องชั่งที่มีความละเอียดถึง 0.0001 กรัม และเลข 5 ตัวสุดท้าย
เปน็ เลขทีไ่ มแ่ นน่ อน คือบางคนอาจจะชงั่ ได้ 4.0024 หรอื 4.0026 กรัมกไ็ ด้

ตัวเลขที่จัดเป็นเลขนัยสำคัญ ได้แก่ ตัวเลขทุกตัวยกเว้นเลขศูนย์ ในกรณีที่อยู่หลังจุด
ทศนยิ มที่ไม่มเี ลขอื่นๆนำ

เชน่ 0.0010 มเี ลขนยั สำคัญ 2 ตำแหน่ง คือ 1 กับ 0 (ตัวสุดท้าย)
0.908 มีเลขนัยสำคญั 3 ตำแหน่ง
2.8 x 1025 มีเลขนัยสำคัญ 2 ตำแหนง่
2.5435 ± 0.0010 มีเลขนยั สำคัญ 4 ตำแหน่ง

การที่ 2.5435 ± 0.0010 มีเลขนัยสำคญั เพียง 4 ตำแหนง่ ก็เพราะเลขตรงตำแหน่งที่ 3
หลงั จดุ ทศนยิ มไม่แนน่ อน ดงั นน้ั ตำแหนง่ ที่ 4 จงึ สามารถตัดทิง้ ได้ เขียนได้เป็น 2.544 ± 0.0010
ซึ่งมีเลขนัยสำคัญ 4 ตำแหน่ง

การปัดตัวเลข
1. ตวั เลขทีจ่ ะตดั ทิง้ นอ้ ยกว่า 5 ตดั ทงิ้ ได้เลย เชน่ 3.283 ปัดได้เป็น 3.28
2. ตวั เลขทีจ่ ะตัดทิง้ มากกวา่ 5 ต้องปัดขึน้ อีก 1 เชน่ 2.587 ปัดได้เปน็ 2.59
3. ตัวเลขที่จะตัดทิ้งเท่ากับ 5 ต้องดูตัวเลขที่อยู่ข้างหน้า ถ้าเป็นเลขคี่ให้ปัดขึ้น ถ้า
เปน็ เลขค่ใู หป้ ดั ทิง้

หลกั การ บวก ลบ คูณ และหาร ตวั เลขนยั สำคญั
1. ถ้า บวก ลบ กัน ผลลัพธ์จะมีตำแหน่งของตวั เลขหลังจดุ ทศนยิ มเท่ากับตัวเลขที่
มีตำแหน่งของตัวเลขหลงั จุดทศนิยมนอ้ ยทีส่ ดุ เช่น 5.85 + 6.328 = 12.178 ใน
การตอบผลลพั ธ์จะได้เป็น 12.18
2. ถ้า คูณ หาร กัน ผลลัพธ์จะมีตำแหน่งเลขนัยสำคัญเท่ากับตัวเลขที่มีตำแหน่ง
เลขนัยสำคญั น้อยที่สุด เชน่ 2.53 x 2.2 = 5.566 ในการตอบผลลพั ธ์ควรจะได้
เปน็ 5.6

สาขาวชิ าเคมี คณะวทิ ยาศาสตร์ มหาวทิ ยาลัยพะเยา

13

เทคนิคในห้องปฏิบตั ิการเคมี

วัตถุประสงค์
1. เพือ่ แนะนำให้นักศึกษาได้รจู้ กั อุปกรณ์ตา่ งๆ ที่มใี นห้องปฏิบัติการและรู้จักวิธีใช้
2. เพือ่ ให้นกั ศึกษาได้ศึกษาเทคนิคตา่ งๆ ในการปฏิบัติการทางเคมี

หลกั การ
ในการทำปฏิบัติการทดลองเคมี ผู้ทำการทดลองจำเป็นต้องรู้วิธีหรือเทคนิคต่างๆ ใน

การใช้อุปกรณ์และเครื่องมือต่างๆ เพื่อให้การทดลองเป็นไปด้วยความเรียบร้อย รวดเร็ว
ถูกต้องและไม่เกิดอันตราย เสียหาย ในปฏิบัติการนี้จะแนะนำการใช้อุปกรณ์บางชนิด พร้อมทั้ง
เทคนิคการปฏิบตั ิเพื่อให้นักศึกษาเข้าใจก่อนที่จะทำการทดลองในปฏิบตั ิการตอ่ ๆ ไป

การทดลอง
การใช้เคร่อื งชัง่
การใช้เครื่องชั่งต้องระวังรักษาให้ดี หากชำรุดเสียหายการชั่งน้ำหนักอาจคลาดเคลื่อน

ได้ การใชเ้ ครือ่ งชั่งควรปฏิบตั ิดังนี้
1. เครื่องชั่งต้องตั้งอย่างแน่นหนามั่นคง อย่าให้มีการสั่นสะเทือนและฐานของ
เครือ่ งชัง่ ตอ้ งตงั้ อยู่ในแนวระนาบ โดยดจู ากลูกน้ำปรับระดบั
2. ตรวจดูว่าจานช่งั สะอาดหรอื ไม่ ถ้าไมส่ ะอาดใหเ้ ชด็ หรอื ใช้แปรงปัดใหส้ ะอาด
3. เสียบปลั๊ก เปิดสวิทซ์ แล้วรอให้ตัวเลขและอกั ษร ‘g’ ปรากฏบนจอ
4. กดปุม่ ปรับศนู ย์ (taring button) ขณะนคี้ วรอา่ นตวั เลขได้ศูนย์
5. ค่อยๆ วางวตั ถลุ งบนจาน รอจนตัวเลขแสดงนำ้ หนกั นิง่ อา่ นน้ำหนักทีไ่ ด้

ข้อควรระวังในการใชเ้ คร่อื งชัง่
ในการชัง่ สารเคมี อยา่ วางสารเคมีลงบนจานช่ังโดยตรง เพราะสารเคมีจะกัดกร่อนจาน
ชั่ง ขณะชั่งควรใส่สารเคมีในขวดชั่งหรือภาชนะรองรับที่เหมาะสม เช่น กระจกนาฬิกา กระดาษ
ชงั่ (อยา่ ใชก้ ระดาษขาวธรรมดา เพราะสารเคมีอาจซึมผา่ นได้)
เครื่องชั่งแต่ละชนิดมีความละเอียดในการชั่งแตกต่างกัน โดยเฉพาะเครื่องชั่งที่มีความ
ละเอียดถึงทศนิยมตำแหน่งที่สี่ในหน่วยกรัม (0.0001 กรัม) การชั่งจะต้องใช้ความระมัดระวัง

สาขาวชิ าเคมี คณะวทิ ยาศาสตร์ มหาวทิ ยาลัยพะเยา

14

มาก การจัดส่งิ ของที่จะช่งั ดว้ ยนิ้วมอื โดยตรงไม่ควรทำ เพราะไขมนั ทีม่ อื อาจมผี ลทำให้น้ำหนักที่
ชง่ั ได้คลาดเคลือ่ นไปจากความเปน็ จรงิ รูปแบบเครื่องชัง่ ดังแสดงในรูป 1.1 (ก) และ (ข)

(ก) (ข)
รูป 1.1 แสดงเครอ่ื งชง่ั (ก) สองตำแหน่ง และ (ข) สี่ตำแหน่ง

การวัดปริมาตรของของเหลว
อุปกรณ์สำหรับวัดปริมาตรของของเหลวมีหลายชนิด จะเลือกใช้ชนิดใดขึ้นอยู่กับว่า
ต้องการวัดปริมาตรให้ได้แม่นยำเพียงใด และต้องการใช้อุปกรณ์นั้นในการบรรจุหรือในการ
ถา่ ยเทของเหลวที่มปี ริมาตรแนน่ อน
การวัดปริมาตรที่ไม่ต้องการความแม่นยำสูงกว่า ± 1-2 cm3 อาจใช้กระบอกตวง
(measuring cylinder) ขนาดใดขนาดหนึ่ง และในงานที่ต้องการทราบปริมาตรโดยประมาณนั้น
อาจใชบ้ ีกเกอรห์ รอื ขวดรปู กรวยที่มขี ีดบอกปริมาตรก็ได้
ในกรณีที่ต้องการความแม่นยำค่อนข้างสูง (±0.01 cm3) ควรใช้ขวดวัดปริมาตร
(volumetric flask) ขนาดต่างๆ ซึ่งมีขีดบอกปริมาตรไว้อย่างชัดเจน อย่างไรก็ตาม ถ้าริน
ของเหลวในขวดนี้ลงในภาชนะอื่นจะได้ของเหลวน้อยกว่าปริมาตรที่บรรจุเสมอ เพราะจะมี
ของเหลวบางส่วนตกค้างอยภู่ ายในขวด การถ่ายเทของเหลวทีม่ ปี ริมาตรแนน่ อน ทำได้โดยใช้บิว
เรต (Buret) หรอื ปิเปต (Pipet)
บิวเรตที่ใช้ในห้องปฏิบัติการเคมีทั่วไปมีความจุ 25 หรือ 50 cm3 มีขีดแบ่งปริมาตรเปน็
ชว่ งละ 0.1 cm3 แต่อา่ นได้ถูกต้องประมาณ ± 0.05 cm3
ปิเปตก็มีหลายขนาดเช่นกัน มีตั้งแต่แบบความจุน้อยกว่า 1 cm3 จนถึงความจุมากกว่า
25 cm3 แต่ที่ใชส้ ำหรบั ปฏิบัติการเคมีโดยทั่วไปมักมีความจุ 10 หรอื 25 cm3 และวัดปริมาตรได้
ถูกต้องประมาณ ±0.02 cm3 และ ± 0.03 cm3 ตามลำดบั

สาขาวชิ าเคมี คณะวทิ ยาศาสตร์ มหาวทิ ยาลัยพะเยา

15
การอา่ นปริมาตรของของเหลว
เราทราบแล้วว่าตามปกติระดับของของเหลวในภาชนะใดๆ มักไม่เป็นระนาบตรงใน
แนวราบ แต่จะมีลักษณะเป็นพื้นผิวโค้งลงหรือโค้งขึ้น เรียกว่า เมนิสคัส (Meniscus) ในการอ่าน
ระดับของของเหลวนั้น วิธีที่ถูกต้อง คือ อ่านระดับของส่วนตำ่ สุดของเมนิสคัสที่โค้งลงหรือสว่ น
ที่สูงที่สุดของเมนิสคัสที่โค้งขึ้น โดยให้เมนิสคัสอยู่ตรงระดับตาพอดี และในบางกรณีก็อาจเพิ่ม
ความถูกต้องในการอ่านปริมาตรได้โดยขีดเส้นตรงเข้มบนแผ่นกระดาษสีขาว นำไปทาบไว้หลัง
เมนิสคสั พร้อมกับเลื่อนขึน้ ลงจนเส้นตรงกบั เมนิสคัสพอดี แล้วจึงอ่านปริมาตรจากตำแหน่งของ
เส้นตรง

วิธีการใชบ้ ิวเรต
1. นำบิวเรตที่สะอาดและแห้งมายึดติดกับขาตั้งด้วยที่ยึดบิวเรต ดังรูป 1.2 ปิด
ก๊อกที่ปลายล่างของบิวเรตแล้วรินของเหลวที่ต้องการใช้ ผ่านกรวยแก้วลงใน
บิวเรตจนเกือบเต็ม (ถ้าบิวเรตสะอาดแต่ไม่แหง้ ให้ใชข้ องเหลวปริมาณเล็กน้อย
กลั้วภายในบิวเรต 1-2 ครั้ง แล้วไขทิ้งทางปลายล่าง ก่อนที่จะบรรจุของเหลว
ลงไป)
2. ใช้มือซ้ายเปิดกอ๊ กโดยจบั คร่อมบิวเรต ดงั ในรปู 1.2 ปลอ่ ยให้ของเหลวส่วนหนึ่ง
ไหลออกเพื่อไล่อากาศจากปลายล่างของบิวเรต ปิดกอ๊ ก รอประมาณ 10 วินาที
แล้วบันทึกระดับของเหลวในบิวเรตให้ได้ทศนิยม 2 ตำแหน่ง (หรืออาจปรับ
ระดับของของเหลวใหต้ รงกับขีด 0 หรอื ขีดอน่ื ก็ได้)

สาขาวชิ าเคมี คณะวทิ ยาศาสตร์ มหาวทิ ยาลัยพะเยา

16
3. เมื่อต้องการถ่ายเทของเหลวในบิวเรตลงทำปฏิกิริยากับของเหลวหรือ
สารละลายอีกชนิดหน่ึงในขวดรปู กรวย (ในการไทเทรต) ให้ใชม้ อื ขวาจับคอขวด
รองรับตรงปลายล่างของบิวเรตและใช้มือซ้ายเปิดก๊อก ในลักษณะเดียวกับที่
กล่าวมาแล้ว เพื่อให้ของเหลวทั้ง 2 ชนิดผสมเข้ากันดี จะต้องแกว่งขวดเป็น
วงกลมตลอดเวลาขณะปลอ่ ยของเหลวจากบิวเรตลงสูข่ วด
4. เมื่อได้ของเหลวตามปริมาณที่ต้องการแล้ว ให้ปิดก๊อกแล้วรอ 15 วินาที ก่อน
อ่านและบันทึกระดับของของเหลวที่ถ่ายเทออกจากบิวเรต จะหาได้จากผลต่าง
ของระดบั ของของเหลวทีอ่ ่านได้ทั้งสองคร้ัง

รูป 1.2 วิธีการใชบ้ ิวเรต
วิธีการใช้ปิเปต

1. ใช้มือบีบอากาศใหอ้ อกจากลูกยาง (pipet bulb) ให้มากทีส่ ุดเท่าที่จะทำได้ แล้ว
นำลูกยางไปสวมที่ปลายบนของปิเปตที่สะอาดและแห้ง โดยที่ไม่ต้องให้แน่น
มากเกินไป (ถ้าปิเปตไม่แห้ง ต้องกลั้วด้วยของเหลวที่ต้องการวัดปริมาตร) ดัง
รปู ที่ 1.3

สาขาวชิ าเคมี คณะวทิ ยาศาสตร์ มหาวทิ ยาลัยพะเยา

17

2. จุ่มปลายล่างของปิเปตลงในของเหลวที่ต้องการวัดปริมาตร คลายมือที่บีบลูก
ยางออก ให้ของเหลวถูกดูดขึ้นไปในปิเปตจนเลยขีดบอกปริมาตรบนก้านปิเปต
ประมาณ 3 cm

3. ดึงลูกยางออกและรีบใช้นิ้วชี้ปิดปลายบนของปิเปตทนั ที ยกปิเปตขึ้นให้พ้นจาก
ของเหลว ใช้กระดาษเช็ดมือซับหยดของของเหลวที่ติดภายนอกปิเปตให้แห้ง
(นิ้วชี้ยังปิดอยู่ที่ปลายบนของปิเปต) ค่อยขยับนิ้วชี้ไปมา ปล่อยอากาศเข้าใน
ปิเปตเล็กน้อย ให้ระดับของเหลวลดลงมาจนเมนิคัสแตะกับขีดบอกปริมาตร
พอดี แล้วกดนิว้ ปิดให้แน่นไม่ใหอ้ ากาศเข้าได้อกี

4. จุ่มปลายปิเปตลงในภาชนะที่จะใส่ของเหลว ยกนิ้วชี้ขึ้น ปล่อยให้ของเหลวใน
ปิเปตไหลลงจนหมด แตะปลายปิเปตกับข้างภาชนะเพื่อให้ของเหลวหยด
สุดท้ายไหลลงดว้ ย

ห้าม เขย่า เป่า หรือเคาะปิเปตกับข้างภาชนะที่รองรับเปน็ อันขาด ถึงแม้จะเห็นว่ายังมี
ของเหลวติดค้างที่ปลายปิเปตเล็กน้อยก็ตาม มิฉะนั้นปริมาตรของของเหลวที่ถ่ายออกจาก
ปลายปิเปตอาจผิดพลาดได้

รูป 1.3 การใชป้ ิเปต

การรินและการเทสารเคมี (Pouring)
การรินสารเคมีที่เป็นของเหลวจากภาชนะหนึ่งลงในภาชนะรองรบั ไม่ควรรินให้สารเคมี
ไหลลงไปกระทบกับภาชนะรองรับโดยตรง เพราะของเหลวอาจจะกระเด็นทำให้เปรอะเปื้อน
หรือเป็นอันตรายได้ การรินจึงควรรินให้ของเหลวไหลไปตามข้างภาชนะรองรับหรือตามแท่ง
แก้ว เช่น การรินสารละลายออกจากขวดลงในบีกเกอร์ ในกรณีที่จุกขวดมีทีจ่ ับ ดังรูป 1.4 (ก)-

สาขาวชิ าเคมี คณะวทิ ยาศาสตร์ มหาวทิ ยาลัยพะเยา

18
(ค) การรินทำได้โดยขั้นแรกเปิดจุกขวดด้วยด้านหลังของมือขวา โดยใช้นิ้วสองนิ้วคีบดึงจุกขวด
ให้เปิดออก จากนั้นใช้มือซ้ายหยิบบีกเกอร์ที่จะใส่สารเคมีมาถือไว้ในมือขวา (ขณะคีบจุกขวด)
ยกขวดสารเคมีรินลงในบีกเกอร์อย่างช้าๆ โดยเอียงบีกเกอร์ทำมุม 45 องศากับพื้น เพื่อให้
สารเคมีไหลไปตามผิวด้านในของบีกเกอร์ ถ้าในกรณีทีจ่ กุ ขวดไมม่ ีทีจ่ ับ หลังจากเปิดจกุ ขวดแล้ว
ให้วางจุกขวดในลักษณะหงายลงบนที่ซึ่งจัดไว้ให้ เพื่อป้องกันไม่ให้สารเคมีเปรอะเปื้อนตามโต๊ะ
ในระหว่างการทดลอง

ส่วนสารเคมีที่เป็นของแข็ง การเทจากขวดทำได้โดยการหมุนขวดพร้อมกับเคาะปาก
ขวดเบาๆ ดังรูปที่ 1.4 (ง)

(ก) (ข)

(ค) (ง)
รปู 1.4 แสดงการรินและเทสารเคมี

การผสมสารเคมีที่เปน็ ของเหลว
ในการผสมสารเคมีเพื่อให้สารนั้นๆ เข้าทำปฏิกิริยากัน หรือเพื่อทำให้สารเคมีเจือจาง
การรนิ สารเคมีลงไปผสมกับสารเคมีอีกชนิดหน่ึงที่บรรจใุ นภาชนะรองรบั ควรรินอยา่ งช้าๆ และ
สาขาวชิ าเคมี คณะวทิ ยาศาสตร์ มหาวทิ ยาลัยพะเยา

19

ให้สารเคมีไหลลงไปตามผนังด้านในของภาชนะรองรับ ขณะเดียวกัน ต้องคนสารละลายอย่าง
สมำ่ เสมอ เพือ่ ให้ของเหลวท้ังสองผสมเป็นเนือ้ เดียวกนั หรอื ทำปฏิกิรยิ ากนั อยา่ งทัว่ ถึง

การตกตะกอน (Precipitation)
การตกตะกอนเป็นการทำให้โมเลกุลหรือไอออนที่ละลายอยู่ในสารละลายแยกตัวออก
จากสารละลาย โดยการเติมสารเคมีที่เหมาะสม สารเคมีนี้เรียกว่า Precipitant การเติม
Precipitant ต้องเติมอย่างช้าๆ และปริมาณที่พอเหมาะ ถ้าเติมมากเกินไปตะกอนที่เกิดขึ้นอาจ
ละลายกลับไปก็ได้ และขณะที่เติมต้องคนสารละลายอย่างสม่ำเสมอ เพื่อให้เกิดตะกอนอย่าง
ช้าๆ และท่ัวถึง ตะกอนทีไ่ ด้จงึ จะมีขนาดใหญง่ ่ายต่อการกรอง การเกิดตะกอนเร็วเกินไปอาจทำ
ให้มโี มเลกุลหรอื ไอออนของสารอ่นื แฝงอยู่ในเน้ือของตะกอนอย่างถาวร ทำให้ตะกอนไม่บริสุทธิ์
บางครั้งจำเป็นต้องย่อยตะกอน (digest) โดยการให้ความร้อนแก่สารละลาย เพื่อทำให้ตะกอน
ขนาดเล็กละลายแล้วตกตะกอนเป็นตะกอนขนาดใหญ่ การตกตะกอนต้องตั้งสารละลายทิ้งไว้
เพื่อรอให้ตะกอนตกอย่างสมบูรณ์ ซึ่งบางครั้งนานเพียง 5 นาที แต่บางครั้งนานถึง 24 ชั่วโมง
หรอื มากกวา่ ซึง่ แล้วแต่ชนิดของปฏิกิรยิ า
การตกตะกอนทุกครั้ง ควรใช้หลอดดูด (Dropper) ดูดสารละลายใสๆ หรือตะกอนไป
ทดสอบว่าสารที่ต้องการให้ตกตะกอนนั้นหมดไปจากสารละลายหรือยัง ถ้าตกตะกอนยังไม่
สมบูรณ์ ต้องเติม Precipitant ลงไปอีกจนตะกอนสมบูรณ์ แล้วจึงทำการกรองต่อไป

การใช้เครือ่ งเหวีย่ งสาร (Centrifuge)
เครื่องเหวี่ยงสารเป็นเครื่องมือที่ใช้แยกตะกอนออกจากของเหลว ภายในตัวเครื่อง
ประกอบด้วยมอเตอร์สำหรับหมุนและช่องสำหรบั ใสห่ ลอดทดลอง (2 4 6 หรอื 10 ช่อง) เม่ือทำ
ปฏิกิริยาในหลอดทดลองแล้วเกิดตะกอนขึ้น จะแยกตะกอนออกจากของเหลวได้โดยใส่หลอด
ทดลองนี้ลงในเครื่องเหวี่ยงสาร ซึ่งจะเหวี่ยงหลอดนี้เป็นวงกลมด้วยความเร็วสูง แรงหนี
ศูนย์กลางจะทำให้ตะกอนในหลอดตกลงไปอัดกันแน่นที่ก้นหลอด จึงอาจเทของเหลวออกจาก
หลอดได้ โดยไม่มตี ะกอนติดออกมา

ขัน้ ตอนการใชเ้ คร่อื งเหวีย่ งสาร (ดูรปู ที่ 1.5)
1. เสียบปล๊กั ตอ่ กับไฟฟ้า 220 V
2. เปิดฝาเครื่องและตรวจดวู า่ ไมม่ หี ลอดทดลองตกค้างอยู่ในชอ่ งใส่หลอด
3. เติมน้ำกลั่นลงในหลอดทดลองเปล่าหลอดหนึ่ง ให้ระดับน้ำสูงเท่ากับของเหลว

ในหลอดที่ตอ้ งการแยกตะกอน

สาขาวชิ าเคมี คณะวทิ ยาศาสตร์ มหาวทิ ยาลัยพะเยา

20
4. ใส่หลอดทดลองทั้งสองหลอดลงไปในช่องตรงข้ามกันในเครื่องเหวี่ยงสาร เพื่อ
ดลุ น้ำหนกั
5. ปิดฝาเครื่องเหวย่ี งสาร และเปิดสวิตซห์ มุนมอเตอร์
6. ทิ้งไว้ประมาณ 15 วินาที ปิดสวิตซ์ แล้วรอจนมอเตอร์หยุดหมุน จึงเปิดฝา ดึง
หลอดทดลองทั้งสองออกจากช่อง
7. ถ้ายังมีตะกอนค้างอยูใ่ นของเหลวให้เหวีย่ งซ้ำอกี

ขอ้ ควรระวัง 1) ห้ามเปิดฝาเครื่องเหวย่ี งสารขณะมอเตอรก์ ำลังหมุน
2) ห้ามใชม้ อื จบั เพื่อชะลอหรอื หยุดการหมุนของมอเตอร์เปน็ อันขาด

รปู 1.5 การใช้เคร่อื งเหว่ียงสาร
การรินสารละลายใสออกจากตะกอน (Decantation)
ในกรณีที่ต้องการแยกตะกอนออกจากสารละลาย ถ้าตะกอนเป็นตะกอนหนัก เราอาจ
ไม่จำเป็นต้องทำการกรอง อาจทำการแยกโดยวิธีรินส่วนที่เป็นสารละลายใสๆ ออกได้โดยตรง
วิธีรินทำได้ดังรูป 1.6 และบางครั้งอาจต้องใช้หลอดดูดในการดูดสารละลายออกจากตะกอน
ด้วย ตะกอนที่เหลือจะมีสารละลายปนอยูเ่ พียงเล็กน้อย ซึ่งสามารถทำให้แห้งได้ง่ายโดยการให้
ความรอ้ นเพียงเลก็ น้อย

รปู 1.6 แสดงการรนิ สารละลายใสออกจากตะกอน (decantation)

สาขาวชิ าเคมี คณะวทิ ยาศาสตร์ มหาวทิ ยาลัยพะเยา

21
การใชต้ ะเกียงกา๊ ซ
ตะเกียงที่ใช้ในห้องปฏิบัติการทางเคมีเป็นชนิดที่ใช้ก๊าซหุงต้มเป็นเชื้อเพลิง ดังรูปที่ 1.7
ส่วนล่างของตะเกียงมีปลอกโลหะหมุนได้ใช้เพื่อปรับปริมาณอากาศที่เข้าผสมกับก๊าซเชื้อเพลิง
ให้มีอัตราส่วนพอเหมาะสำหรับการเผาไหม้ ด้านข้างท่อเป็นทางเข้าของก๊าซเชื้อเพลิง พร้อม
ด้วยก็อกเล็กๆ ใช้สำหรับปรับอัตราการไหลของก๊าซที่ฐานของตะเกียง ในการใช้ตะเกียงต้องใช้
ความระมัดระวงั เป็นอยา่ งสงู และให้ปฏิบตั ิตามข้ันตอนดงั น้ี

1. ตรวจสอบดูว่าปลอกโลหะอยู่ในลักษณะที่อากาศผ่านเข้าไปในตะเกียงไม่ได้
และก็อกที่ฐานตะเกียงต้องปิดสนทิ

2. เปิดทอ่ ก๊าซเช้ือเพลิง ซึง่ ปกติจะอยตู่ รงกลางโตะ๊ ปฏิบตั ิการ
3. จุดไม้ขีดมาจ่อตรงปลายตะเกียงพร้อมกับคลายก๊อกที่ฐานตะเกียงให้ก๊าซผ่าน

เข้ามาจนตดิ ไฟ ขณะนีเ้ ปลวไฟจะมีสเี หลืองและมีควนั ดำเลก็ น้อย
4. เลือกขนาดของเปลวไฟตามต้องการ โดยการปรับอัตราการไหลของก๊าซ

เชื้อเพลิง แล้วค่อยๆ หมุนปลอกโลหะให้อากาศเข้าผสมกับก๊าซเชื้อเพลิงจนได้
เปลวไฟสีน้ำเงิน ไม่มีควนั (ระวังอยา่ ให้อากาศเข้ามากเกินไป มิฉะนั้นไฟอาจดับ
หรอื ลุกเป็นเปลวไฟในฐานตะเกียง)
เมือ่ ใช้ตะเกียงเสร็จแล้วต้องการดบั ไฟ ให้ปฏิบัติดงั น้ี
1. ปิดกอ๊ กถงั กา๊ ซให้แน่น
2. หมุนปลอกโลหะให้ชอ่ งทางเข้าอากาศปิดสนิท

รปู 1.7 การใช้ตะเกียงแก๊ส

สาขาวชิ าเคมี คณะวทิ ยาศาสตร์ มหาวทิ ยาลัยพะเยา

22
การต้มสาร
ในการตม้ สารหรือใหค้ วามร้อนแก่สาร เช่น การย่อยตะกอน เพื่อให้สารทำปฏิกิริยาเร็ว

ขึ้น การต้มสารทำโดยการจัดตั้งเครื่องมือ ดังรูป 1.8 และในกรณีที่ไอสารมีกลิ่นเหม็น หรือเปน็
พิษ ต้องทำการทดลองในตู้ควัน สารทีต่ ดิ ไฟง่าย หา้ มตม้ โดยตรง ควรต้มในเครื่องอ่างนำ้

รูป 1.8 แสดงการใหค้ วามรอ้ นสารละลาย
การระเหยสารละลาย (Evaporation)
การระเหยสารละลาย อาจทำให้สารละลายเข้มข้นขึ้นหรือทำให้ตะกอนแห้ง การให้
ความร้อนแก่สารละลายต้องอย่าใช้ไฟแรงจนเกินไป เพราะจะทำให้สารหรือตะกอนเกิดการ
สลายตัวได้ ดังรูปที่ 1.9

รูป 1.9 แสดงการระเหยสารละลาย

สาขาวชิ าเคมี คณะวทิ ยาศาสตร์ มหาวทิ ยาลัยพะเยา

23
การกรอง (Filtration)

การกรองเป็นการแยกสารละลายออกจากตะกอนโดยการเทผ่านลงบนวัตถุตัวกลาง
ตะกอนจะคา้ งอยู่ที่วัสดตุ วั กลาง สว่ นสารละลายจะไหลผา่ นไป การกรองมหี ลายแบบวิธี

1. การกรองแบบธรรมดา (Gravitational Filtation)
การกรองโดยวิธีนี้ จะใช้ในกรณีที่มีตะกอนน้อยและไม่ต้องการความรวดเร็ว

มากนัก โดยใช้กรวยแก้วกับกระดาษกรอง ดงั แสดงในรูปที่ 1.10

รปู 1.10 การกรองแบบธรรมดา
การพับกระดาษกรองอาจทำได้ 2 วธิ ี

1.1 การพับแบบกรวย ดงั รูปที่ 1.11 (ก)
ใช้ในการกรองที่ต้องการเก็บตะกอนให้ได้หมด ทำได้โดยการพับครึ่งและพับ
หนึ่งในสี่ การพับหนึ่งในสี่นี้ขอบของกระดาษกรองอาจพับกันสนิท หรือเหลื่อมล้ำกันเล็กน้อย
(3mm) ก็ได้ การฉีกมุมหนึ่งของกระดาษกรองประมาณหนึ่งในสามของรัศมีของกระดาษกรอง
จะช่วยใหก้ ระดาษกรองแนบกบั กรวยแก้วได้ดขี ณะทำการทดลอง
1.2 การพบั แบบลกู ฟกู ดังรปู ที่ 1.11 (ข)
การพับแบบนี้ใช้กับการกรองที่ต้องการความรวดเร็ว เพราะพื้นที่ผิวของ
กระดาษกรองที่สารละลายไหลผ่านมีมากกว่าแบบแรก การพับทำได้โดยการพับครึ่ง แล้วพับ
หยักไปมาคล้ายพดั

สาขาวชิ าเคมี คณะวทิ ยาศาสตร์ มหาวทิ ยาลัยพะเยา

24

(ก) (ข)
รปู 1.11 การพบั กระดาษกรอง

วิธีการกรอง
ขั้นแรกต้องจัดกระดาษกรองลงในกรวยแก้ว จากนั้นฉีดน้ำ (หรือของเหลวที่เหมาะสม
แล้วแตก่ รณี) ลงบนกระดาษกรองใหเ้ ปียกเสียก่อน สำหรับตะกอนที่อย่ใู นสารละลายที่จะกรอง
ก่อนทำการทดลองต้องตั้งทิ้งไว้ เพื่อให้ตะกอนนอนก้นเสียก่อน การกรองให้รินสารละลายใสๆ
ลงไปก่อนจนสารละลายเกือบหมดจึงใช้แท่งแก้วคนสารละลายให้ผสมกับตะกอน เทตะกอนลง
ในกรวยแก้วจนหมด ตะกอนที่ติดอยู่ข้างบีกเกอร์สามารถทำให้ไหลลงไปรวมบนกระดาษกรอง
โดยการฉีดน้ำ (หรือของเหลวอื่น) จากขวดฉีดล้าง (ดังรูป 1.10) ระหว่างการกรอง การเท
สารละลายต้องให้สารละลายไหลลงไปตามแทง่ แก้ว แล้วตกลงบนกระดาษกรอง ปลายแท่งแก้ว
ควรอยู่ใกล้กับกระดาษกรองมากที่สุด แต่ไม่แตะกับกระดาษกรอง อย่ารินสารละลายจนล้น
ขอบกระดาษกรอง ระดับของสารละลายควรอยู่ต่ำกว่าขอบของกระดาษกรองประมาณ 5-10
mm หลังจากการกรอง ควรล้างตะกอนด้วยสารละลายที่เหมาะสม เพื่อกำจัดไอออนหรือ
โมเลกลุ ที่ไม่ต้องการ ซึ่งติดค้างมากับตะกอน
2. การกรองดว้ ยสูญญากาศ (Vacumm Filtration)
เครื่องมือสำหรับการกรองด้วยสูญญากาศประกอบด้วยขวดกรอง (เป็นรูปกรวยชนิด
แก้วหนาและมีแขนข้าง) กรวยบุซเนอร์ (Buchner) ทำด้วยกระเบื้องชนิดหนา วงแหวนยาง
สำหรบั รองกรวย สายยางชนิดหนา และท่อตอ่ กอ๊ กน้ำซึ่งทำหน้าทีด่ ูดอากาศ (water aspiration)
ดังรูปที่ 1.12 เมื่อเปิดก๊อกน้ำให้ไหลผ่านท่อ อากาศจะถูกดูดเข้าทางกรวยบุซเนอร์ ผ่านขวด

สาขาวชิ าเคมี คณะวทิ ยาศาสตร์ มหาวทิ ยาลัยพะเยา

25

กรองออกทางแขนข้าง ถ้ามีของเหลวที่ต้องการกรองอยู่ในกรวย และน้ำจากก๊อกไหลแรงพอ
ความดันภายในขวดกรอง อาจลดลงถึงประมาณ 0.04 atm และแก้วไมห่ นาพออาจระเบิดได้

รูป 1.12 การกรองดว้ ยสูญญากาศ

วิธีการกรอง
1. สวมวงแหวนยางเข้ากับก้านกรวยบุซเนอร์ นำไปเสียบตรงปากขวดกรอง ดัง
แสดงในรูปที่ 1.12 ใช้สายยาง (หรือสายพลาสติกหนา) ต่อท่อดูดอากาศเข้ากบั
แขนข้างของขวดกรอง นำกระดาษกรองขนาดพอดีกับกรวย (ใส่ลงในกรวยได้
พอดีและปิดรูเล็กๆ ภายในกรวยได้หมดทุกรู) มาวางลงในกรวย พรมน้ำ
เล็กน้อยให้กระดาษแนบก้นกรวย เปิดก๊อกให้น้ำไหลผ่านท่อดูด กระดาษกรอง
จะถกู ดดู จนแนบติดกบั ก้นกรวย

หมายเหตุ ใช้น้ำพรมในกรณีที่สารละลายมีตัวทำละลายเป็นน้ำ แต่ถ้าตัวทำ
ละลายเป็นชนิดอื่นให้ใช้ตัวทำละลายนั้นๆ แทนน้ำ ถ้ากระดาษกรองไม่เปียกและไม่แนบกับก้น
กรวย ตะกอนทีต่ อ้ งการกรองบางส่วนอาจไหลลอดลงรลู งไปในขวดรูปกรวยได้

2. ใช้แท่งแก้วคนสารที่ต้องการกรอง ให้ตะกอนหรือตะกอนกระจายไปท่ัว
ของเหลว พร้อมกับค่อยๆ รินสารผสมน้ีลงในกรวย (ไม่ควรรนิ สารลงไปจนเต็ม
กรวย ควรให้ระดับของของเหลวสงู ไมเ่ กิน 2/3 ของความสูงของขอบกรวย)

3. ถ้ายังมีของแข็งตกค้างอยู่ในภาชนะใส่สารให้ชะด้วยของเหลว (ชนิดเดียวกับใน
ของผสม) ปริมาณเล็กน้อยรวมลงในกรวย ดูดอากาศไปเรื่อยๆ จนสังเกตเห็น
วา่ ไมม่ ขี องเหลวหยดลงจากปลายกรวยบุซเนอรอ์ ีก

4. ถ้าต้องการล้างตะกอนบนกระดาษกรองด้วยของเหลวชนิดเดิมหรือตัวทำ
ละลายชนิดใดชนิดหนึ่ง ให้ปลดสายยางออกจากแขนข้างของขวด รินของเหลว
ลงในกรวยแล้วใช้แท่งแก้วหรือช้อนเล็กๆ กวนตะกอนให้ผสมกับของเหลว

สาขาวชิ าเคมี คณะวทิ ยาศาสตร์ มหาวทิ ยาลัยพะเยา

26
(ระวังอย่าให้กระดาษกรองขาดหรอื เผยอขึ้น) ตอ่ สายยางเข้ากบั แขนข้างอีกคร้ัง
หน่งึ

5. หลังจากที่ของเหลวไหลลงขวดกรองหมดแล้ว ถ้าต้องการทำให้ตะกอนแห้งให้
ใช้แทง่ แก้วเขีย่ ตะกอนให้หลุดออกจากกันเป็นชิ้นเล็กๆ เกลี่ยให้ทั่วกรวยแล้วดูด
อากาศผ่านเช่นเดียวกบั ขณะกรอง

6. เมื่อกรองเสร็จแล้วให้ปลดสายยางออกจากแขนข้างขวดก่อนที่จะปิดน้ำ
มิฉะนั้น น้ำกอ็ กอาจถกู ดดู เข้าไปในขวดกรองได้

สาขาวชิ าเคมี คณะวทิ ยาศาสตร์ มหาวทิ ยาลัยพะเยา

27

การทดลอง
เรอ่ื ง ตารางธาตแุ ละสมบตั ิตามตารางธาตุ
วตั ถปุ ระสงค์
1. เพือ่ ศึกษาสมบัติของธาตุและการจดั เรียงตวั ของธาตุในตารางธาตุ
2. ศึกษาชือ่ สัญลักษณ์และน้ำหนักอะตอมของธาตุ
3. เพื่อศึกษาความสมั พันธ์ของธาตใุ นหมแู่ ละคาบเดียวกนั
หลกั การ
ตารางธาตุสมัยปัจจุบันได้ปรับมาจากตารางธาตุของ Mendeleef ซึ่งได้จัดธาตุต่างๆ
ดังนี้ ธาตุต่างๆ ได้จัดเรียงตามสัญลักษณ์ ตัวเลขเหนือสัญญลักษณ์จะเป็นตัวแสดงค่า atomic
number และตัวเลขใต้สัญลักษณ์จะเป็นตัวแสดงค่าน้ำหนักอะตอมของธาตุ การจัดเรียงธาตุ
ตามแนวนอนใช้เรียงเลยอะตอมเป็นหลักโดยเรียงเลขอะตอมจากน้อยไปหามาก ซึ่งธาตุตาม
แนวนอนเรียกวา่ คาบ (period) หรอื อนุกรม (series) ซึ่งมอี ยูด่ ้วยกนั 7 คาบคือ
1. คาบที่ 1 มีธาตทุ ั้งหมด 2 ธาตุ มี atomic number ต้ังแต่ 1 ถึง 2
2. คาบที่ 2 มีธาตทุ ั้งหมด 8 ธาตุ มี atomic number ต้ังแต่ 3 ถึง 10
3. คาบที่ 3 มีธาตุทั้งหมด 8 ธาตุ มี atomic number ต้ังแต่ 11 ถึง 18
4. คาบที่ 4 มีธาตุทั้งหมด 18 ธาตุ มี atomic number ตั้งแต่ 19 ถึง 36
ซึง่ ธาตใุ นคาบที่ 4 จะมีธาตุ transition elements รวมอยู่ด้วย 10 ธาตุ คอื ธาตุที่เริ่มตงั้ แต่
atomic number 21 ถึง 30
5. คาบที่ 5 มีธาตทุ ้ังหมด 18 ธาตุ มี atomic number ตั้งแต่ 37 ถึง 54
ธาตุในคาบที่ 5 ประกอบด้วยธาตุ transition elements อีก 10 ธาตุรวมอยู่ด้วย คือธาตุตั้งแต่
atomic number 39 ถึง 48
6. คาบที่ 6 มีธาตุทั้งหมด 32 ธาตุ มี atomic number ตั้งแต่ 55 ถึง 86
ซึ่งธาตุในคาบที่ 6 ประกอบด้วยธาตุ transition elements และธาตุ lanthanide series อีก 14
ธาตุ คือธาตุทีเ่ ริ่มต้ังแต่ atomic number 58 ถึง 71
7. คาบที่ 7 ควรจะมี 32 ธาตุเท่ากับคาบที่ 6 แต่ในปัจจุบันพบถึงธาตุที่มี atomic
number 109 โดยเริ่มต้นจาก Fr ซึ่งคาบที่ 7 นี้มี atomic number ตั้งแต่ 87 ถึง 109
ประกอบด้วยธาตุ transition elements และธาตุ actinide series คือธาตุที่เริ่มตั้งแต่ atomic
number 89 ถึง 103
ความสัมพันธข์ องธาตใุ นคาบมีความสัมพันธ์ดงั นี้
1. ในคาบเดียวกันจะมีจำนวนวาเลนซอ์ ิเล็กตรอนเทา่ กันและมีจำนวนเท่ากับเลขหมู่นั้น
2. จำนวนระดับพลงั งานของอเิ ล็กตรอนจตะเพิม่ จากบนลงล่าง

สาขาวชิ าเคมี คณะวทิ ยาศาสตร์ มหาวทิ ยาลัยพะเยา

28
ธาตทุ ีอ่ ยู่ในแนวยืนเรยี กว่าหมู่ (Group) หรอื column มีอยู่ด้วยกนั 18 หมู่ จากสมบตั ิของ

ธาตุพบว่า ธาตุที่อยู่ในหมู่เดียวกันจะมีคุณสมบัติคล้ายคลึงกัน ดังนั้นจึงมีการแบ่งทั้ง 18 หมู่
ออกเป็นสองหมู่ใหญ่ๆ คือหมู่ A และหมู่ B ส่วน inert gases หรือธาตุเรพรีเซนเททีฟ
(Representative) จะจัดอยู่ทางขวามือสุดของตารางธาตุ ได้แก่ หมู่ 8A ดังรูปที่ 1 ดังนั้น
ความสัมพนั ธข์ องธาตุในคาบมีความสมั พนั ธด์ ังนี้

1. หมเู่ ดียวกันจำนวนวาเลนซ์อิเลก็ ตรอนจะเพิม่ จากซ้ายไปขวา ยกเว้นธาตทุ รานซิซัน
2. จำนวนระดับพลังงานของอเิ ลก็ ตรอนจะเท่ากับจำนวนเลขของคาบนั้น

รปู 1 ชือ่ และสว่ นต่างๆ ของตารางธาตุ
หมู่ A เริ่มจาก 1A ถึง 8A เรียกว่า ธาตเุ รพรีเซนเททีฟและบางหมู่จะมีชือ่ เรยี กดังน้ี

หมู่ IA เรียกวา่ Alkali metal มีความเปน็ โลหะมากสดุ ได้แก่ Li, Na, K, Rb, Cs และ Fr
ซึง่ ยกเว้น H เพราะเป็นกา๊ ซไม่จัดอยู่ในธาตุโลหะ

หมู่ IIA เรียกวา่ Alkali earth metal ได้แกธ่ าตุ Be, Mg, Ca, Sr, Ba, และ Ra
หมู่ VIA เรียกวา่ chalcogens ได้แก่ธาตุ O, S, Se, Te, และ Po
หมู่ VIIA เรียกว่า Halogen มีความเปน็ อโลหะมากที่สดุ ได้แกธ่ าตุ F, Cl, Br, I, และ At
หมู่ VIIIA เรียกวา่ Noble gas หรอื Rare gases เปน็ แก๊สเฉือ่ ย ได้แก่ธาตุ He, Ne, Ar,

Kr, Xe, และ Rn ซึง่ หมู่ 8A กค็ ือพวกก๊าซเฉือ่ ยดงั ที่กล่าวมาแล้ว นอกจากนี้หมู่
8A ที่มธี าตุอยู่ 3 ชุดที่เรยี กวา่ triad ได้แก่

สาขาวชิ าเคมี คณะวทิ ยาศาสตร์ มหาวทิ ยาลัยพะเยา

29

ชุดแรก Fe Co Ni
ชดุ สอง Ru Rh Pb
ชุดสาม Os Ir Pt
ซึง่ ธาตุในหมู่ B เป็นโลหะทั้งหมดเรียกว่า ธาตุทรานซิซัน (Transition elements) ในตารางธาตุจะ
มีเสน้ ค่นั บันไดแยกความเปน็ โลหะและอโลหะ โดยธาตุทีต่ ิดอยูก่ บั เส้นนจี้ ะมีคุณสมบัติกึ่งอโลหะ
และโลหะเรียกว่า เมตัลลอยด์ (Metalloids) ธาตุเมตัลลอยด์เหล่านี้ ได้แก่ ธาตุ B, Si, Ge, As,
Sb, Te, Po, และ At ดงั รูปที่ 2

หม่ธู าตุ metalliods

รูป 2.2 กลุ่มของธาตุโลหะ Metalloids

สมบตั ิของธาตุในตารางธาตุ

ธาตุที่อยู่ในหมู่เดียวกันจะมีคุณสมบัติคล้ายคลึงกัน แนวโน้มที่สำคัญได้แก่ ขนาดของ

อะตอม พลังงานไออนไนเซซัน (Ionization energy) อิเล็กโตรเนกาติวิตี (Electronegativity)

อิเล็กตรอนอัฟฟินิตี (Electron affinity) จุดหลอมเหลว (Melting point) จุดเดือด (Boiling point)

และความเปน็ โลหะกบั อโลหะ

1. ขนาดของอะตอมและไอออน ขนาดของอะตอมจะมีหน่วยเป็น angstrom (Ao)

ขนาดของอะตอมจะขึ้นอยู่กับรัศมีระหว่างนิวเคลียสถึงอิเล็กตรอนวงนอกสุดของอะตอม ถ้า

ระยะจากนิวเคลียสถึงอิเล็กตรอนวงนอกสุดไกลมาก อะตอมจะมีขนาดใหญ่แรงดึงดูดระหว่าง

นิวเคลียสกับอิเล็กตรอนวงนอกสุดมีน้อยมาก โอกาสที่อิเล็กตรอนจะหลุดจากอะตอมง่ายขึ้น

สว่ นธาตทุ ี่มีขนาดอะตอมเลก็ พบว่าอเิ ล็กตรอนจะหลุดยาก

ขนาดของอะตอม (รปู ท่ี 3)

ในหมู่เดียวกัน เมือ่ เลขอะตอมเพิม่ ข้ึน ขนาดของอะตอมจะใหญ่ขึน้ จากบนลง

ล่างเพราะจำนวนระดับพลังงานของอเิ ลก็ ตรอนเพิ่มขึน้

สาขาวชิ าเคมี คณะวทิ ยาศาสตร์ มหาวทิ ยาลัยพะเยา

30 ถึงแม้วา่ แรงดึงดูดจากประจุบวกเพิม่ ขึน้ กต็ ามแตพ่ บวา่ มีผล
ในคาบเดียวกนั น้อย จึงทำใหข้ นาดของอะตอมใหญข่ ึ้น
ขนาดของอะตอมจะเล็กลงจากซ้ายไปขวา เพราะจำนวนระดับ
พลังงานของอเิ ล็กตรอนเทา่ กนั พบวา่ ประจุบวกที่นวิ เคลียส
เพิ่มขึน้ แรงดงึ ดดู กม็ ากขึ้นทำให้ขนาดของอะตอมเล็กลง

รูป 2.3 แสดงแนวโน้มขนาดของอะตอมในตารางธาตุ

ขนาดของไอออน

ในหมูเ่ ดียวกัน ขนาดของไอออนจตะใหญข่ ึ้นจากบนลงล่าง

ในคาบเดียวกนั ขนาดของไอออนจะเล็กลงจากซ้ายไปขวา

ในกรณีทีไ่ อออนมีจำนวนอิเล็กตรอนเทา่ กนั ขนาดของไอออนจะขึน้ อยกู่ ับประจุบวกทีน่ วิ เคลียส

เชน่

ไอออน O2- F- Na+ Mg2+

ประจทุ ี่นิวเคลียส 8 9 11 12

ไอออนมีจำนวนอิเลก็ ตรอน 10 10 10 10
เทา่ กนั

รศั มขี องไอออน (ppm) 140 136 95 65

จากตารางจะเห็นว่า เมื่ออะตอมมีการสูญเสียอิเล็กตรอนไปหนึ่งหรือสองตัว ทำให้อะตอมเกิด
ประจบุ วกขึน้ และเมื่อจำนวนอิเล็กตรอนลดลงแต่ประจุบวกในนิวเคลียสยังเท่าเดิม อิเล็กตรอน

สาขาวชิ าเคมี คณะวทิ ยาศาสตร์ มหาวทิ ยาลัยพะเยา

31

ทีเ่ หลอื อยู่จึงถกู ดึงเข้าใกล้นวิ เคลียสยิ่งขึน้ จงึ ทำให้ไอออนบวกมีขนาดเล็กกวา่ อะตอมเดิม ถ้ายิ่ง

อิเล็กตรอนสูญเสียมากเท่าไหร่ขนาดของไอออนยิ่งเล็กลงเท่านั้น เช่น ไอออนของ Mg2+ จะมี

ขนาดเล็กกว่าไอออนของ Na+ ในทางตรงกันข้ามถ้าเพิ่มประจุลบเข้าไปที่อะตอม ทำให้

อิเล็กตรอน มีความหนาแนน่ มากขึ้น แรงดึงดูดของประจุบวกทีน่ วิ เคลียสกับอิเลก็ ตรอนจึงลดลง

มีผลทำให้ขนาดของไอออนใหญข่ ึ้น เช่น ไอออนของ O2- มีขนาดใหญ่กวา่ ไอออนของ F-

2. พลงั งานไอออไนเซซัน คือ พลังงานที่ต้องใชใ้ นการดึงอิเล็กตรอนในระดับพลังงาน

วงนอกออกจากอะตอมในสภาวะก๊าซกลายเปน็ กา๊ ซไอออนบวก

X (g) + IE1  X+(g) + e-

IE1 แทนคา่ พลงั งานในการดึงอเิ ลก็ ตรอนตัวทีห่ น่ึงออกจากอะตอมทีส่ ภาวะก๊าซ เรียกว่า

พลังงานในการเกิดไอออนไนเซซนั ข้ันที่หนึง่ (First ionization energy) เช่น

Li (g) + IE1 (5.4 kJ mole-1)  Li+(g) + e1-

Li+ (g) + IE2 (75.6 kJ mole-1)  Li2+(g) + e2-

Li2+ (g) + IE3 (121.8 kJ mole-1)  Li3+(g) + e3-

จะเห็นได้ว่า ค่าการเกิดไอออไนเซซันขั้นที่หนึ่งต่ำกว่าขั้นที่สองและขั้นที่สามของทุกๆ อะตอม

สาเหตุที่ค่าไอออไนเซซันในขั้นที่สามมีค่ามาก เนื่องจากการที่สูญเสียอิเล็กตรอนไป ทำให้เกิด

แรงดึงดูดระหว่างอิเล็กตรอนกับประจุของนิวเคลียสเพิ่มขึ้นและขนาดของไอออนจะลดลง

ฉะน้ัน จงึ เป็นการยากที่จะสูญเสียอิเล็กตรอนไปอีก จงึ ทำให้ขนั้ ที่สามต้องใช้พลงั งานมากขึ้น

รปู 4 ความสัมพนั ธ์ระหว่างค่าการเกิดพลงั งานไอออไนเซซนั ช้ันที่ 1
จากรูป 4 เป็นกราฟแสดงค่าไอออไนเซซันกับเลขอะตอมของธาตุในตารางธาตุ ซึ่งมีแนวโน้ม
เพิ่มขึน้ ตามคาบและลดลงตามหมู่ ดงั นน้ั ค่าพลังงานไอออไนเซซนั จะบอกว่าธาตุต่างๆจะมีความ

สาขาวชิ าเคมี คณะวทิ ยาศาสตร์ มหาวทิ ยาลัยพะเยา

32

ว่องไวในปฏิกิริยาเพียงใดถ้าธาตุใดค่าไอออไนเซซันต่ำจะเป็นธาตุที่ว่องไวและทำปฏิกิริยาได้

รวดเร็ว

ค่าพลังงานไอออไนเซซัน พิจารณาคา่ พลังงานไอออไนเซซนั ของธาตใุ นหมู่และ

ในคาบเดียวกันดงั นี้

ธาตใุ นหมเู่ ดียวกนั ค่าพลงั งานไอออไนเซซนั มีค่าลดลง จากบนลงล่าง

เนื่องจากขนาดของอะตอมมีขนาดใหญ่ แรงดงึ ดูด

ระหว่างอเิ ล็กตรอนในวงนอกสุดกับนิวเคลียสลดลง

ทำให้อิเล็กตรอนวงนอกหลุดงา่ ย จึงมคี ่าไอออไน

เซซันลดลง

ธาตุในคาบเดียวกนั คา่ พลังงานไอออไนเซซนั มีคา่ เพิม่ ข้นึ ซ้ายไปขวา

เนือ่ งจากขนาดของอะตอมมีขนาดเลก็ แรงดงึ ดูด

ระหว่างอเิ ลก็ ตรอนในวงนอกสดุ กบั นิวเคลียสเพิ่มข้ึน

ทำให้อิเลก็ ตรอนวงนอกหลุดยากจึงมีค่าไอออไนเซซัน

เพิม่ ขึน้

3. ค่าอิเลก็ โตรเนกาติวิตี คือ ความสามารถที่อะตอมของธาตุจะดึงคู่อิเลก็ ตรอน

ที่เกิดพันธะเข้าหาอะตอมได้ดีเพียงใด

ธาตใุ นหมู่เดียวกนั ค่าอเิ ลก็ โตรเนกาตวิ ิตีจะลดลงจากบนลงล่าง

เนือ่ งจากขนาดของอะตอมมีขนาดใหญข่ ึ้น ทำให้แรง

ดึงดูดคู่อิเลก็ ตรอนลดลง

ธาตใุ นคาบเดียวกนั ค่าอเิ ล็กโตรเนกาตวิ ิตีจะเพิ่มขนึ้ จากซ้ายไปขวา

เนือ่ งจากขนาดของอะตอมมีขนาดเล็กลง ทำให้แรง

ดึงดูดคู่อิเล็กตรอนเพิ่มข้ึน

สาขาวชิ าเคมี คณะวทิ ยาศาสตร์ มหาวทิ ยาลัยพะเยา

33

รปู 5 แสดงค่าอิเลก็ โตรเนกาติวติ ีของธาตตุ ่างๆในตารางธาตุ

4. ค่าอิเล็กตรอนอัฟฟินิตี คือ ค่าพลังงงานที่คายออกมาเมื่อเพิ่มอิเล็กตรอนเข้าไปใน

อะตอมเดี่ยวที่อยู่ในสภาพก๊าซแล้วเกิดเป็นไอออนลบ ซึ่งในกรณีนี้พลังงานจะถูกปล่อยออกมา

เนื่องจากรับอิเล็กตรอนเข้าไปอยู่ในสภาพถูกนิวเคลียสดึงดูดไว้ วัดหน่วยของค่าพลังงานเป็น

กิโลจูนตอ่ โมล เชน่ Cl (g) + e-  Cl-(g)

ค่าอิเล็กตรอนอัฟฟินิตีสามารถบอกให้ทราบความยากง่ายที่อะตอมจะรับอิเล็กตรอนแล้ว

กลายเปน็ ไอออนลบ ถ้าคา่ อิเลก็ ตรอนอัฟฟินติ ีสงู หมายความว่าอะตอมชนิดนั้นเป็นไอออนลบได้

ง่ายและถ้าค่าอิเล็กตรอนอัฟฟินิตีต่ำหมายถึงเป็นไอออนลบได้ยาก พิจารณาค่าอิเล็กตรอน

อฟั ฟินิตขี องธาตุในหมูแ่ ละในคาบเดียวกนั ดงั นี้

ธาตุในหมเู่ ดียวกนั ค่าอิเลก็ ตรอนอัฟฟินิตี จะมีค่าลดลงจากบนลงล่างเนื่องจากขนาดของ

อะตอมใหญ่ขึ้นจำนวนระดับพลังงานกเ็ พิม่ ข้ึน ถึงแม้ประจุบวกที่

นิวเคลียสเพิ่ม แตจ่ ำนวนระดบั อิเล็กตรอนทีก่ ั้นกลางระหว่าง

นิวเคลียสกับอิเลก็ ตรอนวงนอกลดลง ทำให้อำนาจแรงดึงดดู ระหวา่ ง

อิเลก็ ตรอนวงนอกสดุ ลดลง อเิ ล็กตรอนที่เพิม่ เข้ามาใหม่จงึ หลดุ ได้งา่ ย

ไมต่ ิดอยกู่ บั อะตอมทำให้อะตอมใหญ่จึงเป็นไอออนได้ยากกว่าอะตอม

เล็กดงั นน้ั จงึ มีคา่ อิเลก็ ตรอนอัฟฟินิตตี ำ่

สาขาวชิ าเคมี คณะวทิ ยาศาสตร์ มหาวทิ ยาลัยพะเยา

34

ธาตุในคาบเดียวกัน คา่ อเิ ล็กตรอนอัฟฟินิตจี ะมีค่าเพิม่ ข้ึนจากซ้ายไปขวา เนือ่ งจากอะตอมมี
ขนาดเลก็ และรับอิเลก็ ตรอนได้งา่ ยกวา่ เพราะประจุบวกที่นวิ เคลียสดึง
อิเลก็ ตรอนไว้ได้ดีกวา่ เนือ่ งจากระยะทางระหว่างนิวเคลียสกับ
อิเล็กตรอนส้ัน การเกิดไอออนลบของอะตอมขนาด6เล็กจะปล่อย
พลังงานออกมามากกว่า



รปู 6 แสดงค่าอิเลก็ โตรแอฟฟินิตขี องธาตุต่างๆในตารางธาตุ
5. ความเปน็ โลหะและอโลหะ โลหะเป็นธาตุที่อยู่ทางซ้ายของตารางธาตุ ธาตุใดที่มี
ความโน้มเอียงที่จะให้อิเล็กตรอนได้ดีจัดว่าเป็นโลหะ เนื่องจากโลหะมีพลังงานในการแตกตัว
เป็นไอออนต่ำ เมื่อพลังงานการแตกตัวเป็นไอออนเพิ่มขึ้นความเป็นโลหะจะลดลง พิจารณา
ความเปน็ โลหะและอโลหะของธาตใุ นหมู่และในคาบเดียวกนั ดงั นี้

ธาตใุ นหมู่เดียวกนั ความเป็นโลหะจะเพิม่ ขึ้นจากบนลงลา่ ง

ธาตใุ นคาบเดียวกนั ความเปน็ โลหะของธาตุจะลดลงจากซ้ายไปขวา

สำหรับหมู่ 8A ได้แก่ Ne, Ar, Kr, Xe, และ Rn จะมีการจดั เรียงตัวของอิเล็กตรอนวงนอกครบ 8

ยกเว้น He ทีม่ กี ารจดั อเิ ลก็ ตรอนวงนอกเปน็ 2 อิเล็กตรอนเท่านั้น

แนวโน้มสมบัติของธาตุในตารางธาตุ ดังแสดงในรปู ที่ 7

สาขาวชิ าเคมี คณะวทิ ยาศาสตร์ มหาวทิ ยาลัยพะเยา

35

รูป 7 แนวโน้มของสมบตั ิของธาตุในตารางธาตุ
อุปกรณก์ ารทดลอง

แผ่นภาพตารางธาตทุ ีแ่ สดงสญั ลักษณ์ของธาตแุ ละสมบตั ิตามตารางธาตุ

สาขาวชิ าเคมี คณะวทิ ยาศาสตร์ มหาวทิ ยาลัยพะเยา

36

การทดลอง
แบบจำลองโมเลกุล

วัตถุประสงค์
1. เพื่อหาสูตรโครงสรา้ งแบบจุดลิวอิสของโมเลกุล/ไอออนได้
2. เพื่อให้เข้าใจทฤษฎี VSER และหารูปทรงเรขาคณิตของโมเลกลุ /ไอออนได้

หลกั การ
โมเลกลุ โคเวเลนต์ (Covalent Molecules) เกิดจากอะตอมต่างๆ ยึดติดกันด้วยพนั ธะโคเว

เลนต์ (Covalent Bonding) ซึ่งเป็นพันธะที่ใช้คู่อิเล็กตรอนในวงเวเลนซ์ (Valence Shell) ร่วมกัน
รูปร่างของโมเลกุลโคเวเลนต์สามารถทำนายได้โดยอาศัยทฤษฎี “การผลักกันระหว่างคู่
อิเล็กตรอนในวงเวเลนซ์” (Valence Shell Electron Pair Repulsion, VSEPR) ทฤษฎีนี้กล่าวว่า
คู่อิเล็กตรอนที่อยู่ในวงเวเลนซ์ หรือเรียกว่า เวเลนต์อิเล็กตรอน (Valence Electron) ที่มีทั้ง
อิเล็กตรอนคู่พันธะ (Bonding Electron) และอิเล็กตรอนคู่โดดเดี่ยว (Lone Pair Electron) จะ
พยายามจดั เรียงตัวรอบอะตอมกลางของโมเลกลุ /ไอออนใน 3 มิติให้อยูห่ า่ งกันใหม้ ากที่สดุ เพื่อ
ลดแรงผลักระหว่างคู่อิเล็กตรอนที่มีประจุลบเหมือนกันให้เหลือน้อยที่สุด ทฤษฎีนี้ใช้ได้ดีกับ
สารประกอบของธาตุที่อยู่ในบล็อก S และ P แตใ่ ชอ้ ธิบายรปู ทรงเรขาคณิตของโมเลกุล/ไอออน
ที่มธี าตทุ รานซิชันเป็นองค์ประกอบไมค่ อ่ ยได้ และไม่สามารถอธิบายการเกิดพนั ธะเคมีได้

การพิจารณารูปทรงเรขาคณิตของโมเลกุล/ไอออนตามทฤษฎี VSEPR นั้น จะต้องเขียน
สูตรโมเลกุลเป็นแบบจุดลิวอิส (Lewis Dot Formula) เท่านั้น เพื่อที่จะทำให้ทราบจำนวน
อิเล็กตรอนคู่พันธะและอิเล็กตรอนคู่โดดเดี่ยวของอะตอมกลาง กรณีที่โมเลกุล/ไอออนมีพันธะ
สองหรือพันธะสาม ให้นับพันธะสอง/พันธะสามแต่ละพันธะเป็นบริเวณของอิเล็กตรอนเพียง 1
บริเวณเท่านั้น การจัดเรียงตัวของคู่เวเลนซ์อิเล็กตรอนรอบอะตอมกลางตามทฤษฎี VSEPR จะ
ทำให้ได้รูปทรงเรขาคณิตของอิเล็กตรอน (Electronic Geometry) ส่วนการทำนายรูปทรง
เรขาคณิตของโมเลกุล (Molecular Geometry) นั้น จะไม่นำอิเล็กตรอนคู่โดดเดี่ยวมาพิจารณา
ด้วย ดังนั้น โมเลกุล/ไอออนนั้นๆ อาจมี Molecular Geometry เหมือนหรือต่างจาก Electronic
Geometry ที่พิจารณาไว้ก็ได้ ขึน้ อยู่กับโมเลกุล/ไอออนน้ันมอี ิเล็กตรอนคโู่ ดดเดี่ยวหรอื ไม่

อิเล็กตรอนคู่โดดเดี่ยวมีผลต่อรูปทรงเรขาคณิตและขนาดมุมพันธะของโมเลกุล
เนื่องจากอิเล็กตรอนคู่โดดเดี่ยวจะมีบริเวณการกระจายอิเล็กตรอนได้กว้างกว่าอิเล็กตรอนคู่
พันธะ เพราะอิเล็กตรอนคู่โดดเดี่ยวจะถูกดึงดูดโดยนิวเคลียสของอะตอมที่มีประจุบวกเพียง

สาขาวชิ าเคมี คณะวทิ ยาศาสตร์ มหาวทิ ยาลัยพะเยา

37

อะตอมเดียว ในขณะที่อิเล็กตรอนค่พู ันธะจะถกู ดึงดูดโดยนิวเคลียสของ 2 อะตอมที่สร้างพันธะ
กนั นอกจากอิทธิพลของอิเล็กตรอนค่โู ดดเดีย่ วแล้ว อิเลก็ ตรอนคู่พนั ธะกม็ ีผลตอ่ ขนาดมุมพันธะ
ด้วยเช่นกัน กล่าวคือ ถ้ามีจำนวนอิเล็กตรอนที่เกี่ยวข้องในพันธะมาก อาณาเขตของการ
กระจายอิเล็กตรอนก็จะมากขึ้นด้วย ความสามารถในการผลักกนั ระหว่างอิเล็กตรอนแบบต่างๆ
สรปุ ได้ดังนี้

ค่โู ดดเดีย่ ว-คโู่ ดดเดีย่ ว > คู่โดดเดี่ยว-คู่พันธะ > คู่พันธะ-คพู่ ันธะ
โดยอิทธิพลการผลักกนั ของ พันธะสาม > พนั ธะสอง > พนั ธะเดี่ยว

ในโมเลกุลทีอ่ ะตอมกลางสร้างพันธะอยูก่ ับอะตอมที่มีสภาพไฟฟ้าลบ (อิเล็กโตรเนกาติ
วิตี) ที่แตกต่างกัน ความยาวพันธะและมุมพันธะจะเบี่ยงเบนไปจากทฤษฎี VSEPR อะตอมที่มี
สภาพไฟฟ้าลบสูงจะดึงอิเล็กตรอนคู่พันธะเข้าหาตัวเอง ทำให้ความหนาแน่นของอิเล็กตรอน
รอบอะตอมกลางน้อยลง อำนาจการผลักกันระหว่างอิเล็กตรอนรอบอะตอมกลางก็จะลดลง
ทำให้อะตอมตา่ งๆ เคลือ่ นเข้าหากันได้มากขึ้น จงึ เป็นผลให้มมุ พันธะแคบลง

ขัน้ ตอนการทำนายรูปรา่ งโมเลกุล
1. เขียนสูตรโครงสรา้ งแบบจดุ ลิวอิส - เป็นไปตามกฎแปด (Octet rule)
อาจคำนวณได้จากสตู รขา้ งล่าง ซึ่งใช้ได้ดีกบั ธาตุในคาบ 2 และ 3

S=N-A

โดยที่ S = จำนวนอิเล็กตรอนทั้งหมดที่ใชร้ ่วมกัน
N = จำนวนอิเลก็ ตรอนที่ตอ้ งการเพ่ือให้มกี ารจัดเรยี งตวั แบบก๊าซเฉื่อย
A = จำนวนอิเล็กตรอนทีม่ อี ยจู่ ริงๆ ในวงเวเลนซ์ของอะตอมนั้นๆ

หลายโมเลกลุ ไม่เป็นไปตามกฎแปด นิสติ ควรศึกษาข้อยกเว้น/ขอ้ จำกัดของกฎแปดอยา่ งละเอียด
2. หาอะตอมกลางของโมเลกลุ โคเวเลนซ์ บางโมเลกุลอาจมีอะตอมกลางมากกว่าหนึ่งอะตอม

สาขาวชิ าเคมี คณะวทิ ยาศาสตร์ มหาวทิ ยาลัยพะเยา

38

3. นับจำนวนบริเวณของอิเล็กตรอนคู่พันธะและอิเล็กตรอนคู่โดดเดี่ยวทั้งหมดของอะตอม
กลาง เช่น H2O มีออกซิเจน (O) เป็นอะตอมกลาง โดย O มีอิเล็กตรอนคู่พันธะ 2 บริเวณ
และอิเล็กตรอนคู่โดดเดี่ยว 2 บริเวณ ดังนั้น ออกซิเจนจึงมีเวเลนซ์อิเล็กตรอน 4 บริเวณ

จากตาราง 1 โมเลกุล H2O จึงมีรูปทรงเรขาคณิตของอิเล็กตรอน (Electronic Geometry)
เปน็ แบบทรงสห่ี นา้ (Tetrahedral)

ตาราง 1 รปู ทรงเรขาคณิตของอิเล็กตรอน (Electronic Geometry)

จำนวนบรเิ วณ รูปทรงเรขาคณิตของอิเล็กตรอน ขนาด
ของคเู่ วเลนซ์ (Electronic Geometry) ของมุม
อิเล็กตรอนรอบ พันธะ
อะตอมกลาง เส้นตรง (Linear)
180˚
2

3 ระนาบสามเหลีย่ ม (Trigonal Planar) 120˚

4 ทรงสห่ี นา้ (Tetrahedral) 109.5˚

5 พีระมิดคู่ทรงสามเหลี่ยม (Trigonal Bipyramid) 90˚,
6 ทรงแปดหนา้ (Octahedral) 120˚,
180˚

90˚,
180˚

4. พิจารณาบริเวณของเวเลนซ์อิเล็กตรอนรอบอะตอมกลาง โมเลกุลที่ไม่มีอิเล็กตรอนคู่โดด
เดี่ยวนั้น รูปทรงเรขาคณิตของโมเลกุล (Molecular Geometry) จะเหมือนกับรูปทรง
เรขาคณติ ของอิเลก็ ตรอน (Electronic Geometry)

สาขาวชิ าเคมี คณะวทิ ยาศาสตร์ มหาวทิ ยาลัยพะเยา

39

ตาราง 2 รูปทรงเรขาคณิตของของโมเลกุล (Molecular Geometry) ตามทฤษฎี VSEPR

จำนวนบริเวณของคู่ รปู ทรงโมเลกลุ (Molecular Geometry)
เวเลนซ์อเิ ล็กตรอน
รอบอะตอมกลาง 0 Lone Pairs 1 Lone Pairs 2 Lone Pairs 3 Lone Pairs

2

AX2 AE
เสน้ ตรง (Linear)

180˚

3

AX3 AX2E X
ระนาบสามเหลีย่ ม มมุ งอ

(Trigonal Planar) (Bent หรอื Angular)

120˚ < 120˚

4

AX4 AX3E AX2E2
ทรงส่ีหน้า พีระมิดฐานสามเหลี่ยม รูป V (V-shaped)

(Tetrahedral) (Trigonal Pyramid) < 109.5˚

109.5˚ < 109.5˚

5

AX5 AX4E AX3E2 AX2E3
พีระมิดคู่ทรงสามเหลีย่ ม ไม้กระดานหก รปู T เสน้ ตรง
(Linear)
(Trigonal Bipyramid) (Seesaw) (T-shaped) < 180˚

90˚, 120˚, 180˚ < 90˚, < 120˚ < 90˚

6

AX6 AX5E AX4E2 AX3E3
ทรงแปดหน้า พีระมดิ ฐานจตั ุรสั จตั รุ ัสระนาบ รปู T
(Octahedral) 90˚, (Square Pyramid) (Square Planar) (T-shaped)
< 90˚
180˚ < 90˚ < 90˚

สาขาวชิ าเคมี คณะวทิ ยาศาสตร์ มหาวทิ ยาลัยพะเยา

40

หมายเหตุ เส้นทึบแสดงตำแหน่งที่ชอี้ อกนอกระนาบกระดาษ เสน้ ประแสดงตำแหนง่ ที่พงุ่ เข้ากระดาษ
5. ในกรณีที่อะตอมกลางมีอิเล็กตรอนคู่โดดเดี่ยว รูปร่างโมเลกุลและขนาดของมุมพันธะจะ

เบี่ยงเบนจากที่ทำนายไว้โดยทฤษฎี VSEPR และขนึ้ อย่กู บั จำนวนอิเล็กตรอนคู่โดดเดี่ยวของ
อะตอมกลาง ดังที่กล่าวมาแล้วในตอนต้น รูปทรงเรขาคณิตของโมเลกุล (Molecular

Geometry) แบบต่างๆ แสดงดังตาราง 2 เช่น H2O มี Electronic Geometry เป็นแบบทรงสี่
หน้า (Tetrahedral) แต่ออกซิเจนมีอิเล็กตรอนคู่โดดเดี่ยว 2 คู่ ดังนั้น H2O จึงมี Molecular
Geometry เปน็ แบบรปู ตัว V (V-shaped) และขนาดของมมุ H-O-H จะน้อยกว่า 109.5°

6. ในกรณีทีโ่ มเลกลุ /ไอออนมีอะตอมกลางมากกว่า 1 อะตอม ให้พิจารณารูปร่างโมเลกุลโดย
เทียบกับแต่ละอะตอมกลาง เช่น เมทานอล (CH3OH) พิจารณาที่อะตอมกลาง C พันธะทั้ง
4 (C-H 3 พันธะ และ C-O 1 พนั ธะ) จัดเรียงตัวแบบทรงส่ีหน้า ส่วนอะตอมกลาง O พันธะ
C-O และพนั ธะ O-H จดั เรียงตวั เป็นรูปตวั V คล้ายกบั กรณีของ H2O

อุปกรณ์ 2. ดินนำ้ มัน 3. ไม้จ้มิ ฟัน
1. ลูกปิงปอง

วิธีการทดลอง
1. เขียนสูตรโครงสรา้ งแบบจุดลิวอสิ ของโมเลกลุ /ไอออนตอ่ ไปนี้

BeCl2 BF3 CH4 CH3CH3 H2O IF5

NH3 PCl5 SF6 SO2 XeF4 I3- NH4+

2. สร้างแบบจำลองของโมเลกุล/ไอออนในข้อ 1. โดยใช้ดินน้ำมัน ไม้จิ้มฟัน และลูก

ปิงปอง

ให้ดินน้ำมันสีที่ 1 แทน อะตอมกลาง (A)

ให้ดินน้ำมันสีที่ 2 แทน อะตอมที่สร้างพันธะกบั อะตอมกลาง (X)

ให้ไม้จ้มิ ฟนั แทน พนั ธะเคมี

ให้ลูกปิงปอง แทน อิเล็กตรอนคูโ่ ดดเดี่ยว (E)

3. วาดรูปสามมิติของรูปทรงเรขาคณิตของอิเล็กตรอน (Electronic Geometry) ที่ได้

จากข้อ 2.

4. ในการพิจารณารูปทรงเรขาคณติ ของโมเลกลุ (Molecular Geometry)

5. นำแบบจำลองโมเลกลุ ทีส่ รา้ งข้ึนพรอ้ มกับผลการทดลองส่งอาจารย์ผคู้ มุ ปฏิบัติการ

สาขาวชิ าเคมี คณะวทิ ยาศาสตร์ มหาวทิ ยาลัยพะเยา

41

การทดลอง
เร่อื ง ปรมิ าณสารสัมพนั ธเ์ คมี

วัตถุประสงค์
1. ศกึ ษาความสัมพันธต์ ามปริมาณสารสัมพันธ์เคมีของปฏิกิรยิ า
2. ศกึ ษาการเตรียมสารจากปฏิกิรยิ าเคมีของสารต้ังตน้ ตามปริมาณทีก่ ำหนดไว้

หลักการ
ปริมาณสารสัมพันธ์ (Stoichiometry) มาจากคำกรีก 2 คำ คือ Stoicheion แปลว่า ธาตุ

และ Metron แปลว่า การวัด ดังนั้น Stoichiometry หมายถึง การศึกษาปฏิกิริยาเคมีและ
องค์ประกอบเคมีในเชิงปริมาณทุกอย่าง ซึ่งในการศึกษาการเตรียมสารประกอบเคมีใน
ห้องปฏิบัติการเคมี ต้องทราบความสัมพันธ์เชิงปริมาณที่เกี่ยวข้องกับสารที่เข้าทำปฏิกิริยาใน
ปริมาณต่างๆ

ในการเกิดปฏิกิริยาถ้ามีสารมากปฏิกิริยาก็จะเกิดได้เรื่อยๆ และเมื่อสารตัวใดตัวหนึ่ง
หมดลงปฏิกิริยาก็จะสิ้นสุดลง สารตั้งต้นที่หมดก่อนเรียกว่า สารกำหนดปริมาณ (Limiting
reagent) ส่วนสารตง้ั ต้นทีเ่ หลือเรียกว่า สารที่มีมากเกินพอ (Excess reagent) เช่น ถ้าผสม
ก๊าซไฮโดรเจน 5 โมล เข้ากับออกซิเจน 1 โมล และปลอ่ ยใหเ้ กิดปฏิกิรยิ าตามสมการ

2H2 (g) + O2 (g) → 2H2O (g)

จากสมการจะเหน็ ว่าไฮโดรเจนเพียง 2 โมล เท่าน้ันที่จะทำปฏิกิริยาไป และออกซิเจน 1
โมล จะถูกใช้หมด หลังจากที่ออกซิเจนหมดไปแล้ว ปฏิกิริยาก็ไม่สามารถเกิดต่อได้อีก จะไม่มี
ผลิตภัณฑ์น้ำเกิดเพิ่มขึ้น ดังนั้น ปริมาณของผลิตภัณฑ์ (น้ำ) จึงถูกกำหนดโดย(O2) ซึ่งเป็นสาร
ตั้งต้นทีเ่ ข้าทำปฏิกิรยิ าแลว้ หมดไปกอ่ น หรอื สารกำหนดปริมาณนัน่ เอง

เมื่อเกิดปฏิกิริยาเคมีขึ้น ปริมาณผลิตภัณฑ์ที่กำหนดให้ชนิดหนึ่งจะมีค่ามากที่สุด ตาม
ค่าที่คำนวณได้จากปริมาณสารสัมพันธ์ตามสมการเคมี เรียกปริมาณผลิตภัณฑ์นี้ว่าเป็น
ผลผลิตตามทฤษฎี (Theoretical yield)

สาขาวชิ าเคมี คณะวทิ ยาศาสตร์ มหาวทิ ยาลัยพะเยา

42

แต่ในทางปฏิบัติ ปริมาณผลิตภัณฑ์ที่ได้มีค่าน้อยกว่าที่ได้จากทฤษฎี อาจเนื่องมาจาก
เกิดปฏิกิรยิ าขา้ งเคียงอน่ื ๆ หรอื ปฏิกิรยิ ายังดำเนินไปไม่สมบรู ณ์ จงึ มคี ่าทีใ่ ชว้ ัดประสิทธิภาพของ
ปฏิกิรยิ า คือ ผลผลิตร้อยละ (Percentage yield) ซึง่ มีความสัมพนั ธต์ ามสมการตอ่ ไปนี้

ผลผลิตรอ้ ยละ = ผลผลิตที่ได้จรงิ x 100
ผลผลิตตามทฤษฎี

เชน่ ปฏิกิรยิ าเผาไหม้ของเอธิลนี (C2H4) ในอากาศ ตามสมการ

C2H4 (g) + 3O2 (g) → 2CO2 (g) + 2H2O (g)

ถ้าใช้ C2H4 1.93 กรัม คิดเปน็ จำนวนโมลเท่ากับ 1.93/28 = 0.0689 โมล

ทำปฏิกิรยิ ากบั O2 5.92 กรมั คิดเปน็ จำนวนโมลเท่ากบั 5.92/32 = 0.1850 โมล

จากสมการ O2 3 โมล จะทำปฏิกิรยิ ากับ C2H4 1 โมล

ดงั นนั้ O2 0.1850 โมล จะทำปฏิกิรยิ ากับ C2H4 0.1850/3 = 0.0617 โมล

จะเห็นวา่ C2H4 มีอยู่ 0.0689 โมล ซึ่งมีอย่มู ากเกินพอ

ดงั นนั้ O2 จงึ เปน็ สารกำหนดปริมาณ

จากสมการ จะใช้ O2 3 โมล ซึ่งจะทำปฏิกิรยิ าได้ CO2 (สารผลติ ภณั ฑ)์ 2 โมล
ดังนน้ั O2 0.1850 โมล จะทำปฏิกิรยิ าได้ CO2 = (2/3) x 0.1850 = 0.123 โมล
ถ้าคดิ เปน็ น้ำหนักจะเกิด CO2 เทา่ กบั 0.123 x 44 = 5.412 กรมั ซึง่ เป็นค่า ผลผลิตตามทฤษฎี

ถ้าในการทำปฏิกิรยิ าจริง ได้ CO2 เพียง 3.48 กรมั ซึ่งอาจจะเนือ่ งมาจากปฏิกิริยา
การเผาไหม้ของ C2H4 เกิด CO ขึน้ ในบางสว่ น ในทีน่ ้ผี ลผลติ รอ้ ยละของ CO2 จะเป็น

ผลผลิตรอ้ ยละของ CO2 = 3.480 กรมั x 100 = 64.3%
5.412 กรมั

อปุ กรณ์

1. Beaker 2 ใบ 2. Stirring rod 2 อัน 3. Filter paper 1 แผน่
4. Watch glass 1 อัน 5. Plastic wash bottle 1 ขวด 6. Forceps 1 อัน
7. Tongs 1 อัน 8. Buchner funnel 9. Filter flask

สาขาวชิ าเคมี คณะวทิ ยาศาสตร์ มหาวทิ ยาลัยพะเยา

43

สารเคมี 2. Calcium (II) chloride CaCl2 .2H2O
1. Sodium carbonate Na2CO3

วิธีทดลอง
1. ชั่ง Na2CO3 ประมาณ 0.5 กรัม (ให้ได้น้ำหนักแน่นอน ทศนิยมตามเครื่องชั่ง) โดย
ใชบ้ ีกเกอร์ขนาดเล็ก เติมนำ้ กลั่นประมาณ 20 cm3 คนจน Na2CO3 ละลายหมด
2. ชั่ง CaCl2 .2H2O ประมาณ 0.5 กรัม (ให้ได้น้ำหนักแน่นอน ทศนิยมตามเครื่องชั่ง)
โดยใช้บีกเกอร์ขนาดเล็กอีกใบหนึ่ง เติมน้ำกลั่นประมาณ 20 cm3 คนจน
CaCl2.2H2O ละลายหมด ถ้าจำเป็นกท็ ำการอนุ่ สารละลายเมื่อละลายไม่หมด
3. เติมสารละลาย CaCl2.2H2O ลงในสารละลาย Na2CO3 อย่างช้าๆ คนอย่างทั่วถึง
ทำไปเช่นน้ีจนสารละลาย CaCl2.2H2O หมด สังเกตสีของตะกอนที่ได้
4. ล้างบีกเกอร์ที่บรรจุ CaCl2.2H2O ด้วยน้ำกลั่นปริมาณเล็กน้อยจากขวดฉีดล้าง แล้วเทน้ำ
ล้างลงในสารผสมของ CaCl2 .2H2O กบั Na2CO3
5. ให้ความร้อนแก่สารผสมจนถึงจดุ เดือด จากนั้นหยดุ ใหค้ วามรอ้ น สงั เกตสีของตะกอนที่ได้
6. ชง่ั นำ้ หนักของกระดาษกรองและกระจกนาฬกิ า
7. กรองตะกอนโดยใช้กระดาษกรองและกรวยกรอง ล้างตะกอนด้วยน้ำกลั่นลงในกรวย 2-3
ครั้ง ปล่อยใหแ้ หง้
8. นำตะกอนที่ได้อบด้วยเครื่องอบสารที่ 110 °C เปน็ เวลา 30 นาที ถ้าตะกอนยังไม่แห้งให้อบ

ต่อ (การอบจะอบทั้งที่มีกระดาษกรองรองรับด้วยกระจกนาฬิกา) ขั้นตอนนี้เจ้าหน้าที่

ผดู้ ูแลปฏิบตั ิการจะเปน็ ผนู้ ำตะกอนไปอบ
9. นำกระดาษกรองที่มีตะกอนรองรับด้วยกระจกนาฬิกามาชั่ง บันทึกผล คำนวณหาน้ำหนัก

ตะกอนที่ได้จรงิ

หมายเหตุ - การคำนวณใหค้ ิดเลขนัยสำคญั ด้วย
- การช่ังตะกอนต้องใช้เคร่ืองชั่งเดิมทีเ่ คยช่งั ในข้อ 1 และ 2 ห้ามเปลีย่ นเครื่องช่งั

เดด็ ขาด เพราะเครือ่ งช่ังแต่ละเคร่อื งจะมีความไวต่อการช่งั ไม่เหมอื นกนั
- กรณีกระดาษกรองขาด ขณะกรอง ให้นำกระดาษกรองแผ่นใหม่มาชั่งก่อนจึง

จะกรองครั้งที่ 2 ได้ โดยนำกระดาษกรองที่ขาดไปวางบนกระจกนาฬิกาก่อน แล้วจึงนำน้ำที่
ได้จากการกรองเทกลบั ใส่บีกเกอรแ์ ลว้ กรองใหมอ่ กี คร้ัง

สาขาวชิ าเคมี คณะวทิ ยาศาสตร์ มหาวทิ ยาลัยพะเยา

44

การทดลอง
เรอ่ื ง การตกผลึกใหม่

การทำสารเคมีทีเ่ ป็นของแข็งให้บริสทุ ธิน์ น้ั ทำได้หลายวิธี แตว่ ธิ ีที่สำคญั วิธีหนึ่งในทาง
ปฏิบตั ิคอื “การตกผลกึ ใหม่ (Recrystallisation) ” ซึ่งเป็นการทำลายโครงรา่ งผลึกแล้วปล่อยให้
เกิดผลึกขึ้นมาใหม่ กระบวนการในการตกผลึกของสารนั้นค่อนข้างที่จะซับซ้อน และส่วนมาก
จะพบว่าโมเลกุลของสารแต่ละประเภทจะมีรูปร่างลักษณะผลึกเฉพาะตัวและแตกต่างกัน
ออกไป

วิธีการตกผลึกสารที่นิยมทำกันมากและดีที่สุด คือ การให้สารที่ต้องการทำให้
บริสุทธิ์ตกผลกึ จากสารละลาย (Solution recrystallisation) โดยมีวธิ ีการทำตามลำดบั ข้ันตอ่ ไปนี้

1. เลือกตวั ทำละลายทีเ่ หมาะสม
2. สารละลายที่ต้องการทำให้บริสุทธิ์ในตัวทำละลายที่เหมาะสมที่อุณหภูมิ
ใกล้เคียงกบั จุดเดือดหรือทีจ่ ดุ เดือดของตัวทำละลายที่เหมาะสมน้ัน
3. กรองสารละลายขณะที่ร้อนเพื่อกำจัดเอาสิ่งเจือปนที่ไม่ละลายขณะที่ร้อน
ออกไป
4. ปลอ่ ยสารละลายทีไ่ ด้จากการกรองให้เย็นลงเพื่อเกิดผลึกใหม่
5. แยกผลกึ ที่ได้จากการกรอง
6. ล้างผลึกทีไ่ ด้ด้วยตัวทำละลายที่เหมาะสมเพือ่ กำจัดสารละลายและสิ่งเจือปนที่
ติดอยู่กับผลกึ ออกมา
7. ทำผลกึ ใหแ้ หง้

1. การเลือกตัวทำละลายที่เหมาะสม (Selecting a suitable solvent) ตัวทำ
ละลายที่เหมาะสมในการตกผลึกใหมจ่ ะต้องมีสมบัติดังตอ่ ไปนี้

1. จะต้องละลายสารที่จะตกผลึกใหม่ได้ดีในขณะที่ร้อน แต่ละลายได้น้อยหรือไม่
ละลายในขณะที่เย็น ซึ่งเมือ่ ปล่อยให้เย็นลงจะตกผลึกได้อกี และสิ่งเจือปนควรละลายได้ดีในตัว
ทำละลายทีเ่ ยน็ หรือไม่ละลายในตวั ทำละลายที่ร้อน ฉะนั้นเมื่อกรองสารละลายในขณะที่ร้อนจึง
สามารถแยกสิง่ เจือปนออกมาได้

2. จดุ เดือดของตัวทำละลายควรจะต่ำเพื่อสะดวกในการทำให้แห้ง
3. จะต้องเปน็ ตวั ทำละลายที่จุดเดือดตำ่ กว่าจดุ หลอมเหลวของสารที่ตกผลึกใหม่
4. ตัวทำละลายจะต้องไม่ทำปฏิกิรยิ ากับสารที่ตกผลกึ ใหม่
5. ควรจะให้ผลึกที่มรี ูปร่างดี

สาขาวชิ าเคมี คณะวทิ ยาศาสตร์ มหาวทิ ยาลัยพะเยา

45

6. ถ้ามีตัวทำละลายที่เหมาะสมหลายตัว จะต้องพิจารณาสมบัติอื่นๆ เช่น การติด
ไฟ-ตัวทำละลายทีไ่ ม่ติดไฟหรอื ติดไฟได้ยาก จะเปน็ ตวั ทำละลายที่เหมาะสมกว่าตัวทำละลายที่
ติดไฟได้งา่ ย, ราคา-ควรเลือกตัวทำละลายทีม่ รี าคาถกู กวา่

ในกรณีที่ทราบว่าสารที่จะทำใหบ้ ริสุทธิ์น้ันเป็นสารที่มีผู้ค้นพบแล้ว เราสามารถหา
ตัวทำละลายที่เหมาะสมในการตกผลึกได้ตามหนังสืออินทรีย์เคมีต่างๆ แต่ถ้าหากไม่ทราบว่า
สารนั้นเป็นสารใด จะต้องเลือกตัวทำละลายโดยวิธีทดลองเพื่อหาความผิดพลาด (Trial and
error method) คือ ลองเอาสารนั้นมาประมาณ 0.1 กรัม ใส่ลงในหลอดทดลองแล้วเติมตัวทำ
ละลายทีละหยดพร้อมกับเขย่าหลอดทดลองตลอดเวลา ถ้าหากสารนั้นละลายหมดเมื่อเติมตัว
ทำละลายลงไป 1 มล. แสดงว่าตัวทำละลายนี้ไม่เหมาะสม แต่ถ้าใช้ตัวทำละลาย 5 มล. และ
ต้องให้ความร้อนสารนั้นจึงละลาย (ไม่ใช่น้ำมันลอยเป็นฝ้า) แสดงว่าตัวทำละลายนี้อาจจะใช้ได้
ให้ลองตั้งทิ้งไว้ให้เย็น ถ้าหากมีสาร ตกผลึกออกมา แสดงว่าตัวทำละลายนั้นใช้ได้ แต่ถ้าไม่มี
ผลึกแยกออกมาแม้ว่าได้พยายามทำการล่อผลึก (Seeding) และขูดข้างภาชนะ (Scratching)
แล้วก็ตามแสดงวา่ ตัวทำละลายนั้นไมเ่ หมาะสม

ในการเลือกตัวทำละลายนั้นให้คำนึกถึงข้อความที่ว่า “Like dissolves like” คือ
สารทีม่ ขี ้ัว (polar compound) จะละลายได้ดีในตวั ทำละลายทีม่ ขี ั้ว (polar solvent) และสารที่ไม่มี
ขั้ว (non-polar compound) จะละลายได้ดีในตัวที่ไม่มีขั้ว (non polar solvent) แต่ในบางกรณีสาร
ที่มีขั้วมากจะละลายได้ดีในตัวทำละลายที่มีขั้วขณะเย็น แต่ไม่ละลายในตัวทำละลายที่ไม่มีขั้ว
ขณะเย็นซึ่งกรณีนี้จะต้องใช้ตัวทำละลายผสมกัน 2 ชนิด เรียกว่า ตัวทำละลายผสม (mixed
solvents) ซึง่ จะทำให้การละลายของสารในตวั ทำละลายตวั หน่งึ ลดลงเมือ่ เติมตัวทำละลายที่สาร
นั้นไมล่ ะลายลงไป โดยตัวทำละลายท้ัง 2 นจี้ ะต้องละลายเปน็ เนือ้ เดียวกันและมสี ภาพขั้วต่างกัน
มากพอสมควร เช่น น้ำ–แอลกอฮอล์, น้ำ-กรดแอซิติก, เบนซีน-ปิโตรเลียมอีเทอร์,
แอลกอฮอล์-อีเทอร์, อะซิโตน-ปิโตรเลียมอีเทอร์, และสารละลายผสมนี้จะต้องไม่แยกช้ันเมื่อ
ทำให้เยน็ ลง ซึ่งเป็นข้อทีค่ วรระวัง

2. การเตรยี มสารละลาย (Solution preparation)
ในการตกผลึก ถ้าหากตัวทำละลายเป็นสารอินทรีย์ควรจะทำในตู้ควันเพื่อ

หลีกเลี่ยงไอของสารอินทรีย์ซึ่งสว่ นมากจะเป็นอันตรายต่อร่างกาย การเตรียมสารละลายนี้ทำ
ได้โดยการใส่สารที่จะทำใหบ้ ริสทุ ธิ์ลงในขวดรูปชมพู่ (ไม่ใช่บีกเกอร์ เพราะเม่ือต้มสารละลายใน
บีกเกอร์ ซึ่งปากภาชนะกว้างกว่า จะทำให้สูญเสียตัวทำละลายได้มากกว่าขวดรูปชมพู่) โดยให้
เหลือผลึกของสารก่อนจะทำให้บริสุทธิ์ไว้ 2-3 ผลึก (เพื่อใช้เป็นตัวล่อการตกผลึกในกรณีที่มี
ปัญหาว่าสารไม่ตกผลึก) จากนั้นเติมตัวทำละลายลงในขวดรปู ชมพู่พอประมาณ เขย่าของผสม
แล้วนำไปต้มให้ร้อนใน steam bath หรือ hot plate (อย่าต้มด้วยเปลวไฟโดยตรง เพราะไอของ

สาขาวชิ าเคมี คณะวทิ ยาศาสตร์ มหาวทิ ยาลัยพะเยา

46

สารอินทรียต์ ิดไฟได้ง่าย) เมือ่ สารละลายรอ้ นจดั แล้ว แต่ยังมผี ลกึ ของสารนั้นเหลอื อยู่ ให้เติมตัว
ทำละลายลงไปอีกเพียงพอที่ให้ผลึกละลายหมด และเมื่อผลึกละลายหมดแล้วจะต้องใส่ตัวทำ
ละลายให้เกินพออีกเล็กน้อย (ประมาณ 2-5 % เพื่อป้องกันการตกผลึกในระหว่างการกรอง
สารละลายขณะร้อน) แต่อย่าเติมตัวทำละลายมากเกินไป เพราะเมื่อปล่อยให้สารละลายที่ได้
จากการกรองขณะร้อนน้ันเย็นลง จะไมเ่ กิดผลกึ ของสารบริสทุ ธิ์ ถ้าหากต้ังสารละลายที่ได้จาก
การกรองขณะทีร่ ้อนไว้ให้เยน็ แล้ว ปรากฎว่ายังไมม่ ีการตกผลกึ ของสาร จะต้องต้มเพื่อไล่ตัวทำ
ละลายที่มากเกินพอออกไปเสียบ้าง แล้วทำให้เย็นลงใหม่อีกครั้งหนึง่ หากยงั ไมต่ กผลึกอีก จะมี
วิธีทำให้ตกผลึกอีก 2 วิธี คือ

1. การล่อผลึก (seeding) คือ นำผลึกที่เก็บไว้ก่อนทำให้บริสุทธิ์ 2-3 ผลึก ใส่
ลงไปในสารละลายนั้น เพื่อให้สารนนั้ ไปเกาะทีผ่ ลึก ซึ่งจะทำให้เกิดการตกผลึกได้

2. การขูดข้างภาชนะ (scratching) คือใช้ stirrer ขูดข้างภาชนะที่บรรจุ
สารละลายนั้นอยู่ การเตรียมสารละลายที่ใช้ตัวทำละลาย 2 ตัวผสมกันนั้นทำโดยละลายสาร
ในตวั ทำละลาย แรกซึ่งเป็นตวั ทำละลายทีส่ ารทีจ่ ะตกผลกึ ละลายได้ดีกอ่ นแล้วจงึ นำสารละลาย
นี้ไปต้มให้ร้อน จากนั้นจึงค่อยๆ เติมตัวทำละลายตัวที่สองที่สารละลายได้ไม่ดีลงไปจนกระทั่ง
สารละลายขุ่น จึงหยุดเติมสารละลายตวั ที่สอง จากนั้นจึงคอ่ ยๆ เติมตัวทำละลายตวั แรกลงไป
อีกอีกเล็กน้อยให้ได้สารละลายใสพอดี แล้วทำให้สารละลายเย็นลงอย่าช้าๆ ก็จะได้ผลึกของ
สารบริสุทธิ์

ขอ้ ควรระวงั ในการเตรยี มสารละลาย
1. เมื่อใช้ตัวทำละลายปริมาณหนึ่งละลายสารที่จะทำให้บริสุทธิ์ในขณะร้อนจนเหลือ
สารอยู่เพียง 2-3 ผลึกแล้วพยายามละลายสารนี้ให้หมด ซึ่งต้องใช้ตัวทำละลายปริมาณมาก
เกินไปจะทำให้ได้สารบริสุทธิน์ อ้ ยกว่าเท่าที่ควรจะได้
2. ถ้าหากสิ่งเจือปนเป็นสารที่มีสี ให้ฟอกสีด้วย “ถ่านฟอกสี” (decolorizing carbon)
ซึ่งจะต้องเติมลงไปในสารละลายในขณะที่ร้อน (อย่าเติมถ่านฟอกสีในขณะที่สารละลายเย็น
เพราะว่าถ่านจะไม่ช่วยฟอกสี และอย่าเติมถ่านลงในสารละลายที่กำลังเดือด เพราะจะทำให้
สารละลายในขณะเดือดนั้นล้นออกมาจากภาชนะ) พร้อมกับใส่ boiling chip (เพื่อป้องกันการ
เดือดอย่างรุนแรง) นำสารละลายนี้ไปต้มสักครู่ สิ่งเจือปนที่มีสีจะถูกดูดไว้ที่ผิวของถ่าน เมื่อ
กรองสารละลายขณะทีร่ ้อน กส็ ามารถแยกเอาถา่ นและส่งิ เจอื ปนที่มีสอี อกไปได้
3. อย่าเติมถ่านมากเกินไป เพราะถา่ นจะดูดซบั (absorb) สารที่จะตกผลึกไว้ ซึ่งจะทำ
ให้ได้สารน้อยกวา่ ทีค่ วรจะได้
4. ในกรณีที่ใช้ตัวทำละลาย 2 ชนิด ถ้าหากตัวทำละลายตัวที่ 2 มีจุดเดือดต่ำกว่าตัว
ทำละลายแรก กอ่ นทีจ่ ะเติมตัวทำละลายตวั ที่ 2 จะต้องให้สารละลายในตัวทำละลายตัวแรกมี

สาขาวชิ าเคมี คณะวทิ ยาศาสตร์ มหาวทิ ยาลัยพะเยา

47
อุณหภูมิต่ำกว่าจุดเดือดของตัวทำละลายตัวที่ 2 ทั้งนี้ เพื่อป้องกันการระเหยของตัวทำละลาย
ตัวที่สอง

3. การกรองขณะทีร่ อ้ น (Hot filtration)
จากการเตรียมสารละลายและต้มให้ร้อน ถ้าหากได้สารละลายใสไม่มีสิ่งเจือปนที่

ไม่ละลายเหลืออยู่ก็ไม่จำเป็นต้องกรอง แต่ถ้าหากมีสิ่งเจือปนที่ไม่ละลายเหลืออยู่ เช่น เศษผง
เล็กๆ ถ่านฟอกสี จะต้องกรองสารละลายนั้นขณะร้อน ด้วยกรวยกรอง (funnel) ก้านสั้น และ
พบั กระดาษกรองแบบหยัก (fluted filter paper) (ดวู ิธีการพับดงั รปู ที่ 3.1) ซึ่งเป็นการพับที่ทำให้
พื้นที่ผิวในการกรองมาก เป็นผลให้กรองได้เร็วกว่าการพับกระดาษกรองที่แนบสนิทกับกรวย
กรอง วางกรวยกรองนี้บนขวดรูปชมพู่ เพราะไอของสารจะกระทบกับกรวยกรองทำให้กรวย
กรองร้อน ช่วยใหส้ ามารถกรองได้เร็วและไม่เกิดการตกผลึกติดกรวยกรองในระหว่างที่กรองอยู่

รูปท่ี 3.1 การพับกระดาษกรองแบบ fluted filter paper สำหรับกรองสารละลายขณะ
ร้อน

(ก) พับกระดาษกรองครึ่งหน่ึงตามแนว 1,2,3 กอ่ น แล้วตอ่ ไปจงึ พับครึ่ง ซึ่งเม่ือคลี่ออกจะได้
ตามแนว 2,4 ทบริม 1 ไปหา 4 และทบริม 3 ไปหา 4 ซึ่งเมื่อคลี่ออกจะได้รอยพับตาม
แนว 2,5 และ 2,6

(ข) ทบริม 1 ไปหา 6 และริม 1 ไปหา 5 จะได้รอยพบั ตามแนว 2,9 และ 2,8

สาขาวชิ าเคมี คณะวทิ ยาศาสตร์ มหาวทิ ยาลัยพะเยา

48

(ค) พบั ทบริม 3 ไปหา 6 และริม 1 ไปหา 5 จะได้รอยพบั ตามแนว 2,9 และ 2,10 และ
จะพบวา่ กระดาษกรองถกู พับเป็น 8 ส่วนเท่ากนั

(ง) พับครึ่งในแต่ละส่วนในทิศทางตรงกันข้ามกับรอยพบั คราวแรก จะได้รอยพับแบบเดียวกบั
พัด และเมื่อคลีอ่ อกทั้งหมดจะได้ fluted filter paper
ในการตกผลึกใหม่ที่ต้องใช้ถ่านฟอกสี บางกรณีเมอ่ื กรองสารละลายขณะร้อนแล้วจะ

ได้สารละลายที่ยังคงมีถ่านเจือปนอยู่ ให้เติมสารที่ช่วยจับผงถ่าน (เรียกว่า filter acid) เช่น
Alumina, Silica จำนวนเล็กน้อยลงไปในสารละลายนี้แล้วนำไปต้มใหม่ จากนั้นจึงกรองอีกครั้ง
ถ้าสารละลายทีไ่ ด้จากการกรองน้ียังคงมีถ่านอยู่อีกให้ดำเนินการเหมอื นเดิมจนกว่าถ่านจะหมด
ไป

การกรองขณะร้อนจะไม่กรองภายใต้ความดันต่ำ (Suction filtration) เพราะขณะที่
กรองด้วยการลดความดนั สารละลายจะเย็นลงอยา่ งรวดเรว็ ทำให้สารตกผลึกในขณะทีก่ รอง

4. การปล่อยใหส้ ารตกผลึก
สารละลายที่ได้หลังจากการกรองขณะที่ร้อน นิยมปล่อยให้ค่อยๆ เย็นลงที่

อุณหภูมิห้องเพราะจะทำให้ได้ผลึกรูปสวย ถ้าหากทำสารละลายให้เย็นลงอย่างรวดเร็ว โดย
การแช่น้ำแข็งทันทีหรือทำสารละลายให้ได้รับกระทบกระเทือนโดยการคนสารละลายนั้น ทั้ง
สองกรณีนี้จะได้ผลึกเม็ดเล็กๆ เพราะขนาดของผลึกจะแปรตามการเย็นตัวของสารละลาย ถ้า
สารละลายเย็นตัวช้าและไม่ถูกกระทบกระเทือนจะได้ผลึกรูปใหญ่ ผลึกรูปใหญ่หรือเล็กเกินไป
จะมีสิ่งเจือปนมาก กล่าวคือ ผลึกรูปใหญ่เกินไปจะอุ้ม (0cclude) สารละลายไว้มากทำให้มี
สิ่งเจือปนมาก สว่ นผลกึ เลก็ เกินไปจะมีพ้ืนทีผ่ ิวมากทำให้จบั สิง่ เจอื ปนได้มาก

ในบางกรณีสารละลาย อาจอย่ใู นสภาวะอ่มิ ตวั ยวดยิง่ (Super saturated solution)
ทำให้เม่ือปลอ่ ยสารละลายทีไ่ ด้จากการกรองร้อน เย็นลงแล้วไม่มีผลึกเกิดขึ้น จะทำให้เกิดผลึก
ได้โดยการล่อผลึกหรอื การขูดข้างภาชนะดังกล่าวมาแล้วข้างต้น

ในการเตรียมสารละลายขณะที่ร้อนบางครั้ง จะเป็นหยดน้ำมัน ซึ่งสามารถทำให้
หยดน้ำมันน้ีกลายเปน็ ของแขง็ ได้โดย

1. นำสารละลายนั้นมาแช่เย็น แต่ถ้าหากยังไม่เกิดผลึกอีกให้ใช้ Stirrer บด
และขยี้นำ้ มนั นน้ั ข้างๆ ภาชนะที่แชเ่ ยน็

2. ถ้าหากทำตามวิธีแรกแล้วยังไม่เกิดผลึกให้เติมผลึกของสารนั้นลงไป 2-3
ผลึกแล้วปล่อยให้เย็นลง โดยการตั้งไว้ค้างคืน ถ้าหากไม่มีผลึกให้แยกส่วนที่เป็นน้ำมันออกมา
หาตัวทำละลายทีเ่ หมาะสมใหม่

สาขาวชิ าเคมี คณะวทิ ยาศาสตร์ มหาวทิ ยาลัยพะเยา

49

ในการตกผลึกใหม่ ผลึกที่ได้จากการตกผลึกคร้ังแรกเรียกว่า First crop ซึ่งบางทกี ็
ยังไม่บริสุทธิ์ ต้องตกผลึกใหม่ ผลึกที่ได้ครั้งที่สองนี้เรียกว่า Second crop และจะมีความ
บริสุทธิ์มากกว่าผลึกที่ใชใ้ นคร้ังแรก

5. การกรองผลึกของสารบรสิ ทุ ธิ์
สารละลายเม่อื ต้ังไว้ให้เย็นจะเกิดผลึก สารละลายทีร่ วมอยู่กับผลกึ ของสารบริสุทธิ์

นี้เรียกว่า mother liquor นำไปกรองแยกผลึกได้ด้วยการกรองภายใต้ความดัน ใช้กระดาษกรอง
วางบน Buchner funnel แล้วใชข้ วดน้ำกลนั่ ฉีดลงบนกระดาษกรอง เปิดนำ้ หรอื ท่อความดันเพื่อ
ลดความดันใน Suction flask จนกระดาษกรองแนบสนิทกับ Buchner funnel แล้วจึงเท
สารละลายที่จะกรองลงไป เมื่อ Mother liquor ไหลลงใน Suction flask หมดจะเหลือผลึกอยู่บน
กระดาษกรอง ให้ล้างผลึกด้วยตัวทำละลายที่เย็นที่ใช้ในการตกผลึก จากนั้นจึงเอากระดาษ
กรองปิดข้างบนตะกอนนั้น แล้วกดด้วย Spatula หรือ Stirring rod จนกระทั่งไม่มีสารละลาย
หยดออกมาจาก Buchner funnel ปลดท่อความดันออก ปิดน้ำ แล้วเอากระดาษกรองที่ปิด
ด้านบนออก โดยใช้Spatula ตักใสบ่ นกระจกนาฬิกา แล้วนำไปทำให้แห้ง

6. การทำผลึกให้แหง้
การทำผลึกให้แห้งอาจทำได้หลายวิธี โดยทั่วไป เมื่อกรองผลึกเสร็จแล้ว

พยายามซับผลึกให้แห้งแล้วจึงตักสารใส่กระจกนาฬิกา และปล่อยให้แห้งในอากาศ วิธีนี้
เหมาะสำหรับกรณีทีส่ ารมจี ำนวนน้อย

หรอื - นำไปอบทีต่ อู้ บอุณหภมู ิต่ำกวา่ จดุ หลอมเหลวของผลึกประมาณ 20 0C
หรอื - นำไปใสใ่ น Desiccator ทีม่ สี ารดดู ความชืน้ (Drying agent) ที่เหมาะสม
หรอื - ใช้ Drying pistol ถ้าสารไมเ่ สถียรทีอ่ ณุ หภูมสิ ูง
ในการทำการตกผลึกใหม่ บางครั้งอาจจะได้ผลึกน้อยกว่าที่ควรจะเป็น อัน
เนื่องมาจากสาเหตตุ อ่ ไปนี้
1. ในขณะที่กรองเพื่อแยกสิ่งเจือปน (Gravity filtration) สารอาจเกิดการตกผลึก
และค้างอยู่บนกระดาษกรอง
2. เติมผงถ่านมากเกินไป
3. ใช้ตัวทำละลายมากเกินไป
4. กรองแยกผลกึ ออก (ใช้ Buchner funnel) ในขณะทีผ่ ลกึ ยังตกไมส่ มบรู ณ์
ฉะนั้น ในการทำการตกผลึก จึงควรคำนึงถึงสาเหตุดังกล่าวด้วย เพื่อให้การทดลอง
ได้ผลดียิง่ ข้นึ และในกรณีทีเ่ ลือกใช้ตวั ทำละลายทีม่ ีจดุ เดือดสงู ขนึ้ เชน่ เอทานอล หรอื น้ำ การจะ
ทำผลกึ ใหแ้ หง้ ตอ้ งใชเ้ วลามากขึ้น จงึ ตอ้ งแน่ใจว่าผลึกที่นำไปชัง่ นำ้ หนักนั้นแหง้ สนิทจริงๆ

สาขาวชิ าเคมี คณะวทิ ยาศาสตร์ มหาวทิ ยาลัยพะเยา

50

7. ประสิทธิภาพของการตกผลึก
สิ่งที่บง่ ชีป้ ระสิทธิภาพการตกผลึกคือ

1. ตกผลึกแล้วได้ผลึกที่บริสุทธิ์ คือมีสิ่งเจือปนน้อย โดยในการทดลองนี้จะใช้การหา
จดุ หลอมเหลวของสารก่อนตกผลกึ และหลังตกผลกึ มาเปรียบเทียบกัน โดยสารบริสุทธิ์จะมีช่วง
จุดหลอมเหลวแคบแต่สารไมบ่ ริสทุ ธิ์จะมีชว่ งของจุดหลอมเหลวกว้าง

2. ตกผลึกแล้วได้ผลึกของสารออกมามากที่สุด หรือมีสารคงเหลือใน Mother liquor
น้อยที่สุด โดยใช้วธิ ีการหา %Recovery ดังสมการมีการ

%Recovery = น้ำหนกั สารหลังตกผลกึ  100
น้ำหนักสารก่อนตกผลึก

การที่จะตกผลึกอย่างประสบผลสำเร็จทั้งสองประการข้างต้นนั้นขึ้นอยู่กับการเลือก
ระบบตัวทำละลายและความบริสุทธิ์เริ่มต้นของสารกอ่ นการตกผลึก บางครั้งการตกผลึกเพียง
ครั้งเดียวอาจจะไม่ได้สารที่บริสุทธิ์อย่างที่ต้องการ จึงต้องมีการตกผลึกซ้ำหลายครั้งเพื่อให้ได้
สารทีบ่ ริสุทธิข์ ึน้

การทดลอง : การตกผลึกใหม่ Benzoic acid (Recrystallization of Benzoic acid)

วตั ถปุ ระสงค์
เพื่อทำสารอินทรีย์ให้บริสทุ ธิโ์ ดยการตกผลึกใหม่

ข้นั ตอนการทดลอง
1. ตักแบ่ง Crude benzoic acid ออกมาเล็กน้อย หาจุดหลอมเหลวของ Crude

benzoic acid
2. ช่งั นำ้ หนกั ของ Crude benzoic acid ทีเ่ หลอื (ประมาณ 1.0 กรมั ) จดบันทึกน้ำหนัก
3. นำ Crude benzoic acid ใส่ลงใน Conical flask ขนาด 250 มล. เติมน้ำกลั่น

(ซึ่งเป็นตัวทำละลายที่เหมาะสม) ลงไปประมาณ 40 มล. ใส่ Boiling chip 2-3 เม็ด นำไปต้ม
ให้อุ่นเล็กน้อย แล้วจึงเติมผงถ่านลงไป 1 ช้อน (ประมาณ 3 มก.) ต้มสารละลายนี้ต่อไปจน
Benzoic acid ละลายหมด หลังจากสารละลายเดือดสักครู่ กรองสารละลายในขณะทีร่ ้อนโดย
ใช้กระดาษกรองที่พับเปน็ จบี และกรวยแก้วก้านสั้นที่ร้อน โดยวางกรวยแก้วบน Flask ที่รองรับที่
วางอยู่บน Steam bath (ซึ่งจัดไว้ในตู้ควัน) ตลอดเวลาที่ทำการกรอง ในขั้นตอนนี้หากมีผลึก

สาขาวชิ าเคมี คณะวทิ ยาศาสตร์ มหาวทิ ยาลัยพะเยา


Click to View FlipBook Version