การแยกสารเนื้อผสม
การจำแนกสารโดยใช้เนื้อสารเป็นเกณฑ์ เมื่อใช้สมบัติทางกายภาพของสารที่ได้จากการสังเกตลักษณะความแตกต่างของเนื้อสาร จะสามารถจำแนกได้ออกเป็น 2 กลุ่ม คือ
- สารเนื้อเดียว ( Homogeneous Substance ) หมายถึง สารที่มีเนื้อสารเหมือนกันทุกส่วน ทำให้สารมีสมบัติเหมือนกันตลอดทุกส่วน เช่น แอลกอฮอล์ , ทองคำ ( Au ) , โลหะบัดกรี
- สารเนื้อผสม ( Heterogeneous Substance ) หมายถึง สารที่มีเนื้อสารแตกต่างกันในแต่ละส่วน จะทำให้สารนั้นมีสมบัติ ไม่เหมือนกันตลอดทุกส่วน เช่น น้ำอบไทย , น้ำคลอง ฯลฯ
ภาพที่ 1 แผนภาพสรุปวิธีการแยกสารเนื้อผสม
ที่มา: http://www.krusarawut.net/wp/?p=15861
ภาพที่ 2 แผนภาพการจำแนกสารโดยใช้เนื้อสารเป็นเกณฑ์
ที่มา: https://sites.google.com/site/phueksapop/smbati-khxng-sar-laea-kar-canaek-khxng-sar
วิธีการแยกสารเนื้อผสม
การแยกสารเนื้อผสมอาจใช้วิธีการต่าง ๆ เช่น การกรอง การใช้กรวยแยก การใช้อำนาจแม่เหล็ก การระเหิด การระเหยจนแห้ง ซึ่งเป็นการแยกสารโดยวิธีทางกายภาพทั้งสิ้น สารที่แยกได้จะมีสมบัติเหมือนเดิม ซึ่งรายละเอียดของวิธีการแยกแบบต่าง ๆ สรุปได้ดังนี้
1. การกรอง
เป็นวิธีการแยกสารออกจากกันระหว่างของแข็งกับของเหลว หรือใช้แยกสารแขวนลอยออกจากน้ำ ซึ่งใช้กันมากในทางเคมี โดยเฉพาะในห้องปฏิบัติการที่กรองสารในปริมาณน้อย ๆ การกรองนั้นจะต้องเทสารผ่านกระดาษกรอง หรืออาจใช้วัสดุต่างๆนอกเหนือจากกระดาษกรองก็ได้ เช่น ผ้าขาวบางหรือผ้าชนิดต่างๆ เซลโลเฟนหรือกระดาษแก้ว เป็นต้น อนุภาคของแข็งที่ลอดผ่านรูกระดาษกรองไม่ได้จะอยู่บนกระดาษกรอง ส่วนน้ำและสารที่ละลายน้ำได้จะผ่านกระดาษกรองลงสู่ภาชนะ
ถ้าของแข็งที่เจือปนอยู่ในของเหลวนั้นมีอนุภาคที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่กว่า 10-4 เซนติเมตร ของแข็งนั้นก็ไม่สามารถผ่านกระดาษกรองไปได้ แต่ถ้าอนุภาคมีเส้นผ่านศูนย์กลางเล็กกว่า 10-4 เซนติเมตร ก็จะสามารถผ่านรูของกระดาษกรองลงสู่ภาชนะได้ และสำหรับกรณีที่ของแข็งอนุภาคมีเส้นผ่านศูนย์กลางเล็กกว่า 10-7 เซนติเมตร สามารถผ่านรูของกระดาษเซลโลเฟนได้
เซลโลเฟนหรือกระดาษแก้ว (cellophane) เป็นวัสดุที่ทำจากเซลลูโลส ( cellulose ) ในไม้หรือพืชเส้นใยอื่น ๆ โครงสร้างทางเคมีเป็นกระดาษ แต่รูปร่างลักษณะจัดเป็นพลาสติก เป็นวัสดุโปร่งแสงและใส ความชื้นผ่านได้มาก อากาศผ่านได้น้อย
เริ่มมีการใช้เซลโลเฟนห่อเบคอนที่ฝานเป็นแผ่นบาง ( sliced bacon ) เนื้อแช่แข็ง ( frozen meat ) เซลโลเฟนส่วนใหญ่จะมีการเคลือบผิวทั้งสองด้าน อย่างไรก็ตามมีการใช้เซลโลเฟนชนิดที่เคลือบผิวด้านเดียวด้วย nitrocellulose หรือ polyethylene บรรจุเนื้อสด ด้านที่ไม่ได้เคลือบผิวจะสัมผัสกับเนื้อโดยตรง การซึมผ่านของออกซิเจนเพียงพอ ที่จะทำให้ไมโอโกลบินเกิดออกซิเจนเนท ( oxygenated ) ให้สีแดงสด ส่วนสารที่เคลือบด้านนอกจะป้องกัน การสูญเสียน้ำ เนื้อก็จะไม่แห้ง และไม่หดตัว
ภาพที่ 3 การแยกสารเนื้อผสมโดยการกรอง
ที่มา: http://scienceg1.blogspot.com/2016/06/blog-post_39.html
2. การระเหยแห้ง
การแยกสารด้วยวิธีนี้เหมาะสำหรับใช้แยกสารผสมที่เป็นของแข็งละลายอยู่ในของเหลว จนทำให้ได้สารผสม มีลักษณะ เป็นของเหลวใส ซึ่งเราเรียกสารผสมนี้ว่า สารละลาย เช่น น้ำทะเล น้ำเชื่อม น้ำเกลือ เป็นต้น การแยกสารโดยวิธีการระเหยแห้ง นิยมใช้ในการแยกเกลือออกจากน้ำทะเล โดยชาวนาเกลือจะเตรียมแปลงนาแล้วใช้กังหันฉุดน้ำทะเลเข้าสู้แปลงนาเกลือหลังจาก นั้นปล่อยให้น้ำทะเลได้รับแสงแดดเป็นเวลานานจนกระทั่งน้ำระเหยจนแห้ง จะเหลือเกลืออยู่ในนา เกลือที่ได้นี้เรียกว่า เกลือสมุทร ซึ่งเป็นเกลือที่นำมาใช้ปรุงอาหาร ทำเครื่องดื่ม
ภาพที่ 4 การทำนาเกลือ
ที่มา: https://thailandtopvote.com/นาเกลือ/
การระเหิดเป็นเทคนิคของการทำสารให้บริสุทธิ์อีกหนทางหนึ่ง ซึ่งอาศัยสมบัติการเปลี่ยนสถานะของสารจากของแข็งให้กลายเป็นไอ โดยไม่ผ่านการเป็นของเหลว โดยสารประกอบดังกล่าวนั้น จะต้องเป็นสารประกอบที่มีความดันไอสูง และส่วนของสิ่งเจือปน จะต้องมีความดันไอต่ำ เมื่อการลดความดันลงจนถึงจุดสมดุล ระหว่างสถานะของแข็งและก๊าซ จะเกิดการระเหิด ของอนุภาคของสารนั้น การระเหิดเกิดขึ้นได้เพราะอนุภาคในของแข็งมีการสั่น และชนกับอนุภาคข้างเคียงตลอดเวลา ทำให้มีการถ่ายเทพลังงานจลน์ระหว่างอนุภาค เช่นเดียวกับ ในของเหลวและแก๊ส
ปัจจัยที่มีผลต่อการระเหิด
- อุณหภูมิ อัตราการระเหิดเป็นสัดส่วนโดยตรงกับอุณหภูมิ
- ชนิดของของแข็ง ของแข็งที่มีแรงยึดเหนี่ยวระหว่างอนุภาคน้อยจะระเหิดได้ง่าย
- ความดันของบรรยากาศ ถ้าความดันของบรรยากาศสูงของแข็งจะระเหิดได้ยาก
- พื้นที่ผิวของของแข็ง ถ้ามีพื้นที่มากจะระเหิดได้ง่าย
- อากาศเหนือของแข็ง อากาศเหนือของแข็งจะต้องมีการถ่ายเทเสมอ เพื่อป้องกันการอิ่มตัวของไอ
4. การใช้แม่เหล็กดูด
เป็นการแยกของผสมเมื่อสารชนิดหนึ่งสามารถถูกดูดด้วยแม่เหล็กได้ เช่น การแยกผงตะไบเหล็กออกจากสารหรือ การแยกเหล็กออกจากสินแร
ภาพที่ 5 การแยกผงตะไบเหล็กกับทรายโดยใช้แม่เหล็กกับทราย
ที่มา: https://www.youtube.com/watch?v=Dc2J3Tb5A8g
5. การใช้มือหยิบออก
เป็นการแยกของผสมที่มีขนาดใหญ่ มองเห็นได้ชัด เช่น แยกเมล็ดข้าวเปลือกที่ปนกับข้าวสาร
6. การใช้กรวยแยก
ใช้แยกสารที่เป็นของเหลวที่ไม่รวมเป็นเนื้อเดียวกันออกจากกัน การใช้กรวยแยกจะเหมาะกับ สารที่เป็นของเหลวและแยกคนละชั้น หรือมีขั้วต่างกัน เช่น น้ำกับน้ำมัน จะแยกชั้นกันอยู่ เพราะน้ำมีขั้วแต่น้ำมันไม่มีขั้ว ซึ่งกรวยแยกจะมีลักษณะเป็นกรวยให้เราใส่ของเหลวลงไป ของเหลวนั้นจะแยกชั้นกันอยู่ จากนั้นให้เราไขก๊อกของเหลวส่วนล่างก็จะไหลออกมาเรื่อย ๆ จนกระทั่งเราเห็นว่าของเหลวส่วนล่างใกล้หมดแล้วเราก็ค่อย ๆ ไขก๊อกปิด แล้วก็เปลี่ยนบีกเกอร์เพื่อมารองรับสารละลายส่วนบนที่เหลืออยู่ต่อไป
ภาพที่ 6 การแยกสารโดยใช้กรวยแยก
ที่มา: https://my.dek-d.com/AngelTVXQ/blog/?blog_id=10054504
7. การร่อน
เป็นวิธีการแยกสารที่มีสถานะเป็นของแข็งออกจากกัน ซึ่งองค์ประกอบของสารนั้นจะต้องมีขนาดที่แตกต่างกัน จึงจะสามารถแยกสารโดยวิธีการร่อนได้ เช่นการแยกทรายละเอียดและทรายหยาบออกจากกันเพื่อใช้ในการก่อสร้าง การร่อนทอง เป็นต้น
ภาพที่ 7 การร่อนทอง
ที่มา: https://www.youtube.com/watch?v=0Pg2w9bZJ3w
แหล่งที่มา
กมลทิน พรมประไพ. การแยกสารเนื้อผสม. สืบค้นเมื่อ 19 สิงหาคม 2561.จาก https://www.nectec.or.th/schoolnet/library/create-web/10000/science/10000-6263.html
พิมพิรา เสนคราม. การแยกสาร. สืบค้นเมื่อ 19 สิงหาคม 2561.จาก https://sites.google.com/site/substancesaround/bth-thi-1-reiyn-ru-reuxng-sar/1-2-kar-yaek-sar
พิมพ์พิจิตร ไชยเจริญชัย. การแยกสาร. สืบค้นเมื่อ 19 สิงหาคม 2561. จาก http://www.digitalschool.club/digitalschool/science1_2_2/science15/index15.php
ไร่ภู อ่าวน้อย. (20 มกราคม 2560). วิธีการร่อนทอง ของชาวบางสะพาน. สืบค้นเมื่อ 19 สิงหาคม 2561. จาก https://www.youtube.com/watch?v=0Pg2w9bZJ3w
วันสฤษดิ์ เขียววิมล. สารและการเปลี่ยนแปลง. สืบค้นเมื่อ 19 สิงหาคม 2561. จาก http://e-chemistry.tripod.com/sasan/s2_7.htm
DLTV Resouse คลังสื่อการสอน (14 กรกฎาคม 2559). การแยกสารเนื้อผสมระหว่างผงเหล็กกับทราย. สืบค้นเมื่อ 19 สิงหาคม 2561. จาก https://www.youtube.com/watch?v=Dc2J3Tb5A8g
นักเรียน
บุคคลทั่วไป
