logo IPST4 IPST4
  • วีดิทัศน์
  • คลังภาพ
  • บทความ
  • โครงงาน
  • บทเรียน
  • แผนการสอน
  • E-Books
    • คู่มือครู
    • คู่มือการใช้หลักสูตร
    • ชุดสื่อ 60 พรรษา
    • หนังสือเรียน
    • Ebook อื่นๆ
  • Apps
  • เกี่ยวกับ scimath
  • ติดต่อเรา
  • สรุปข้อมูล
  • แผนผังเว็บไซต์
ลงชื่อเข้าสู่ระบบ
ลงชื่อเข้าสู่ระบบ

  • สมัครสมาชิก
  • ลืมรหัสผ่าน
  • คำถามที่พบบ่อย
  • วีดิทัศน์
  • คลังภาพ
  • บทความ
  • โครงงาน
  • บทเรียน
  • แผนการสอน
  • E-Books
    • คู่มือครู
    • คู่มือการใช้หลักสูตร
    • ชุดสื่อ 60 พรรษา
    • หนังสือเรียน
    • Ebook อื่นๆ
  • Apps
  • เกี่ยวกับ scimath
  • ติดต่อเรา
  • สรุปข้อมูล
  • แผนผังเว็บไซต์
ลงชื่อเข้าสู่ระบบ
ลงชื่อเข้าสู่ระบบ

  • สมัครสมาชิก
  • ลืมรหัสผ่าน
  • คำถามที่พบบ่อย
  • learning space
  • ระบบอบรมครู
  • ระบบการสอบออนไลน์
  • ระบบคลังความรู้
  • สสวท.
  • สำนักงานสลากกินแบ่ง
  • วีดิทัศน์
  • คลังภาพ
  • บทความ
  • โครงงาน
  • บทเรียน
  • แผนการสอน
  • E-Books
    • คู่มือครู
    • คู่มือการใช้หลักสูตร
    • ชุดสื่อ 60 พรรษา
    • E-Books อื่นๆ
  • Apps
ลงชื่อเข้าสู่ระบบ
ลงชื่อเข้าสู่ระบบ

  • คำถามที่พบบ่อย
  • สมัครสมาชิก
  • Forgot your password?
ค้นหา
    
ค้นหาบทเรียน
กลุ่มเป้าหมาย
ระดับชั้น
สาขาวิชา/กลุ่มสาระวิชา
การกรองเปลี่ยนแปลง โปรดคลิกที่ส่งเมื่อดำเนินการเสร็จ
เลือกหมวดหมู่
    
  • บทเรียนทั้งหมด
  • ฟิสิกส์
  • เคมี
  • ชีววิทยา
  • คณิตศาสตร์
  • เทคโนโลยี
  • โลก ดาราศาสตร์ และอวกาศ
  • วิทยาศาสตร์ทั่วไป
  • สะเต็มศึกษา
  • อื่น ๆ

การแยกสารเนื้อเดียว (สกัดด้วยตัวทำละลาย/ตกผลึก/กลั่น/โครมาโทกราฟี)

โดย :
ศุภาวิตา จรรยา
เมื่อ :
วันอังคาร, 31 มีนาคม 2563
Hits
228728

           สารเนื้อเดียว ( Homogeneous Substance ) เป็นสารที่มีองค์ประกอบชนิดเดียวหรือหลายชนิดผสมกันอยู่อย่างกลมกลืน ทำให้มองเห็นเป็นเนื้อเดียวกันตลอด ถ้านำส่วนใดส่วนหนึ่งของสารไปทดสอบก็จะมีคุณสมบัติเหมือนกันทุกประการ เช่น น้ำเกลือ น้ำส้มสายชู น้ำอัดลม เหล็ก ทองคำ ทองแดง อากาศ        แก๊สหุงต้ม เป็นต้น

9423 edit1

ภาพที่ 1 บทเรียนการแยกสารเนื้อเดียว (การกลั่น)
ที่มา : https://pixabay.com/ ,OpenClipart-Vectors 

นักวิทยาศาสตร์ จำแนกสารเนื้อเดียวออกเป็น 2 ประเภท ได้แก่

  1. สารบริสุทธิ์ ( Pure Substance ) เป็นสารเนื้อเดียวที่ประกอบด้วยสารเพียงอย่างเดียวไม่มีสารอื่นเจือปน ได้แก่ ธาตุ และสารประกอบ
  2. สารละลาย ( Solution ) เป็นสารเนื้อเดียวที่ประกอบด้วยสารบริสุทธิ์ตั้งแต่ 2 ชนิดขึ้นไปผสมกันด้วยอัตราส่วนที่ไม่แน่นอน ไม่มีปฏิกิริยาเกิดขึ้น สารที่เกิดขึ้นจากการผสมจะมีคุณสมบัติไม่คงที่ขึ้นอยู่กับปริมาณของสารบริสุทธิ์ที่นำมาผสมกัน สารละลายประกอบด้วย 2 ส่วน คือ ตัวทำละลาย และตัวถูกละลาย

ในบทนี้ผู้เขียนขอนำเสนอวิธีการแยกสารเนื้อเดียว ได้แก่ การกลั่น การตกผลึก การสกัดด้วยตัวทำละลาย และโครมาโทกราฟี ซึ่งจะขอเสนอรายละเอียดในแต่ละหัวข้อดังนี้

  1. การกลั่น ( Distillation ) เป็นกระบวนการในการแยกของเหลวผสมของสาร 2 ชนิดขึ้นไป โดยอาศัยคุณสมบัติ จุดเดือด ที่แตกต่างกัน โดยเมื่อให้ความร้อนกับของเหลวจนอุณหภูมิถึงจุดเดือดของสารที่มีจุดเดือดต่ำกว่า สารชนิดนั้นจะระเหยออกมาเป็นไอ เมื่อไอนั้นเคลื่อนที่ผ่านท่อที่มีการลดอุณหภูมิ ( โดยการใช้ความเย็นหล่อเลี้ยงรอบท่อนั้น ) ทำให้เกิดการควบแน่นกลับมาเป็นของเหลวอีกครั้ง

การกลั่นมีหลายประเภท ในการพิจารณาว่าจะใช้วิธีการกลั่นแบบใดในการแยกสาร ให้พิจารณาจากจุดเดือดของสารองค์ประกอบ โดยถ้าสารที่เป็นองค์ประกอบในสารที่ต้องการแยกมีจุดเดือดต่างกันมาก จะใช้การกลั่นธรรมดา หรือการกลั่นแบบง่าย  แต่ถ้าสารที่เป็นองค์ประกอบในสารที่ต้องการแยกมีจุดเดือดใกล้เคียงกัน จะเหมาะกับการกลั่นลำดับส่วน และถ้าสารที่เป็นองค์ประกอบในสารที่ต้องการแยกนั้นเป็นสารอินทรีย์ ระเหยง่าย ไม่ทำปฏิกิริยากับน้ำ เหมาะที่จะใช้วิธีการกลั่นด้วยไอน้ำ ซึ่งรายละเอียดของการกลั่นแต่ละประเภทมีดังนี้
          1.1 การกลั่นแบบง่าย ( Simple distillation ) หรือกลั่นธรรมดา เป็นการกลั่นที่ใช้แยกสารผสมออกจากกัน โดยสารองค์ประกอบในสารผสมนั้นต้องมีอุณหภูมิต่างกัน 80 องศาเซลเซียสขึ้นไป เมื่อกลั่นเสร็จแล้วจะมีของแข็งเหลือที่ก้นภาชนะ

9423 2

ภาพที่ 2 อุปกรณ์ที่ใช้แยกสารโดยการกลั่นแบบง่ายหรือกลั่นธรรมดา

ที่มา: http://www.digitalschool.club/digitalschool/science1_2_2/science15/index15.php

         1.2  การกลั่นแบบลำดับส่วน ( Fractional distillation ) เป็นการกลั่นที่ใช้หลักการเหมือนการกลั่นแบบง่ายแต่เป็นการกลั่นสารผสมที่สารองค์ประกอบมีจุดเดือดใกล้เคียงกัน การกลั่นนี้ต้องใช้อุณหภูมิที่เที่ยงตรงมาก ๆ ไม่เช่นนั้นจะทำให้สารที่แยกได้ไม่บริสุทธิ์ การกลั่นแบบลำดับส่วนจะใช้ในการกลั่นน้ำมันดิบ โดยน้ำมันดิบนั้นมีการขุดเจาะมาจากใต้ดินทำให้มีสารต่าง ๆ ที่มีสมบัติ และจุดเดือดที่แตกต่างกันออกไปตามจำนวนของคาร์บอน โดยเราจะแบ่งหอกลั่นได้ 8 ชั้น สารที่มีคาร์บอนน้อย จุดเดือดต่ำกว่า เดือดเร็วกว่า       จะลอยขึ้นไปอยู่ด้านบน สารที่มีคาร์บอนสูง มีจุดเดือดสูง จะเดือดช้า และควบแน่นอยู่ชั้นล่าง ๆ ของหอกลั่น เมื่อเรียงลำดับตามจำนวนคาร์บอนน้อยไปมาก ได้ดังนี้ มีเทน บิวเทน แนฟทาเบา แนฟทาหนัก น้ำมันก๊าด น้ำมันดีเซล น้ำมันหล่อลื่น พาราฟิน น้ำมันเตาและยางมะตอย

9423 3

ภาพที่ 3 แผนภาพแสดงลำดับสาร ต่างๆ ภายในหอกลั่นลำดับส่วนที่กลั่นได้จากการกลั่นน้ำมันดิบ

ที่มา:  http://www.digitalschool.club/digitalschool/science1_2_2/science15/index15.php

        การกลั่นแบบสกัดด้วยไอน้ำ ( Steam distillation ) นิยมใช้ในการสกัดสารที่ระเหยเป็นไอได้ง่ายและไม่รวมตัวกับน้ำ เช่น สกัดน้ำมันหอมระเหยจากพืชชนิดต่าง ๆ โดยใช้ไอน้ำในการพาน้ำมันหอมระเหยออกมา และเมื่อไอนั้นเคลื่อนที่ไปยังส่วนที่ควบแน่น น้ำมันและไอน้ำจะควบแน่นกลายเป็นของเหลว และแยกชั้นกัน จากนั้นเราสามารถแยกน้ำมันหอมระเหยออกจากน้ำด้วยวิธีการทิ้งให้แยกชั้น หรือใช้วิธีสกัดด้วยสารละลายต่อไป

9423 4

ภาพที่ 4 แผนภาพแสดงการสกัดน้ำมันหอมระเหยจากเปลือกส้มโดยการกลั่นแบบสกัดด้วยไอน้ำ

ที่มา:  https://chemistryprosite.wordpress.com/2017/03/19/บทที่-1-ความรู้พื้นฐานเค/

  1. การตกผลึก ( Crystallization ) เป็นการแยกของแข็งที่ละลายเป็นเนื้อเดียวกันกับตัวทำละลายที่เป็นของเหลว โดยการนำสารผสมนี้ไปต้มให้ตัวทำละลายระเหยออกไปจนได้สารละลายอิ่มตัว ตั้งทิ้งไว้ให้เย็นที่อุณหภูมิห้อง จะได้ของแข็งแยกตัวตกผลึกออกมา การตกผลึกเป็นกระบวนการเก่าแก่กระบวนการหนึ่งที่อุตสาหกรรมทางเคมีใช้กัน เนื่องจากประสิทธิภาพของการแยกสารที่ดี โดยเฉพาะประสิทธิภาพด้านพลังงานที่ประหยัดพลังงานมากกว่าการแยกสารด้วยวิธีการอื่นๆ

9423 5

ภาพที่ 5 แผนภาพแสดงการแยกน้ำเกลือโดยวิธีการตกผลึก

ที่มา: https://chemistryprosite.wordpress.com/2017/03/19/บทที่-1-ความรู้พื้นฐานเค/

  1. การสกัดด้วยตัวทำละลาย ( Solvent extraction ) เป็นวิธีการแยกสารที่เป็นของเหลว หรือของแข็งปนอยู่กับของแข็ง โดยอาศัยสมบัติของการละลายของสาร หลักการสำคัญของการสกัดด้วยตัวทำละลายคือ การเลือกตัวทำละลายที่เหมาะสมในการสกัดสารที่ต้องการออกมาให้ได้มากที่สุด โดยหลักการในการเลือกตัวทำละลายที่เหมาะสม มีข้อควรคำนึงดังต่อไปนี้
  2. ต้องละลายสารที่ต้องการสกัดได้ดี และไม่ละลายสารอื่น ๆ ที่ไม่ต้องการออกมาด้วย
  3. ไม่ทำปฏิกิริยากับสารที่ต้องการแยก
  4. ราคาถูก และหาได้ง่าย
  5. ไม่มีพิษ มีจุดเดือดต่ำ
  6. ควรแยกออกจากสารที่เราต้องการสกัดได้ง่าย และทำให้บริสุทธิ์ได้ง่าย เพื่อที่จะสามารถนำกลับมาใช้อีกได้

การสกัดด้วยตัวทำละลาย ถูกนำไปใช้ประโยชน์อย่างกว้างขวางในวงการอุตสาหกรรม ได้แก่ การสกัดน้ำมันพืชออกจากเมล็ดพืชชนิดต่างๆ การสกัดน้ำมันหอมระเหยจากพืช รวมถึงการสกัดตัวยาออกจากสมุนไพร

  1. โครมาโทกราฟี ( Chromatography ) เป็นวิธีการแยกสารผสมเนื้อเดียวออกจากกัน โดยอาศัยหลักการที่ว่าสารองค์ประกอบในสารผสมแต่ละชนิดมีความสมบัติที่แตกต่างกันในการกระจายอยู่ใน 2 เฟส  ( Phase ) ได้แก่ เฟสที่อยู่กับที่ ( Stationary Phase ) ซึ่งทำหน้าที่เป็นตัวดูดซับสารที่ต้องการแยก ส่วนมากจะใช้เป็นอะลูมินา ( alumina, Al203 ) หรือ ซิลิกาเจล ( silica gel, Si02 ) และเฟสที่เคลื่อนที่ ( Mobile Phase ) ทำหน้าที่เป็นตัวพา หรือตัวทำละลายสารที่ต้องการแยกให้เคลื่อนที่ไปบนตัวดูดซับ เช่น เฮกเซน เอทิลแอลกอฮอล์ เอทิลแอซิเทต แอซิโตน และปิโตรเลียมอีเทอร์ เป็นต้น

           เทคนิคการแยกสารแบบโครมาโทกราฟีมีหลายวิธีด้วยกัน ได้แก่ โครมาโทกราฟีแบบกระดาษ   ( paper chromatography ) ทินเลเยอร์โครมาโทกราฟี ( thin-layer chromatography : TLC ) คอลัมน์โครมาโทกราฟี ( column chromatography ) หากน้อง ๆ สนใจสามารถค้นคว้าเพิ่มเติมเกี่ยวกับโครมาโท กราฟีแต่ละแบบได้

9423 6

ภาพที่ 6 แผนภาพประกอบการอธิบายการแยกสารโดยวิธีโครมาโทกราฟีแบบกระดาษและ TLC

ที่มา: https://glossary.periodni.com/glossary.php?en=retardation+factor

ผู้เขียนขออธิบายวิธีการแยกสารโดยใช้โครมาโทกราฟีแบบกระดาษและทินเลเยอร์โครมาโทกราฟี จากแผนภาพที่  6 เริ่มต้นจากการกำหนดจุดเริ่มต้น ( Base line ) และจุดสิ้นสุด ( Solvent front ) ก่อน   แล้วจึงหยดสารผสมที่ต้องการแยกลงบน Base line แล้วนำแผ่นกระดาษ หรือ แผ่น TLC ไปจุ่มลงในภาชนะปิดที่อิ่มตัวด้วยไอของตัวทำละลายที่เตรียมไว้ เมื่อตัวทำละลายเคลื่อนที่ผ่านตัวดูดซับที่มีของผสมอยู่ องค์ประกอบแต่ละชนิดในของผสมจะมีการเคลื่อนที่ไปบนตัวดูดซับ องค์ประกอบที่ละลายในตัวทำละลายได้ดีจะถูกดูดซับได้น้อย จึงเคลื่อนที่ออกมาก่อน และได้ระยะทางมากกว่า  ( Rf มากกว่า ) ส่วนองค์ประกอบที่ละลายในตัวทำละลายได้น้อย จะถูกดูดซับได้นาน จึงเคลื่อนที่ออกมาภายหลัง หรือเคลื่อนที่ได้ระยะทางน้อยกว่า ( Rf น้อยกว่า ) จึงทำให้สารองค์ประกอบต่าง ๆ แยกออกจากกันได้ ซึ่งเราสามารถคำนวณค่า Rf           ( Retention factor ) ของสารองค์ประกอบแต่ละตัวได้โดยใช้สูตรข้างล่างนี้ ( โดย Rf จะมีค่า ไม่เกิน 1 )

9423 7

ภาพที่ 7 สูตรการคำนวณ Retention factor ของสารองค์ประกอบแต่ละตัว

ที่มา: ศุภาวิตา  จรรยา

 

แหล่งที่มา

ปิยะวัฒน์  มีทรัพย์ และคณะ. Principle of Chemistry. สืบค้นเมื่อวันที่ 15 ตุลาคม 2561.  จาก https://chemistryprosite.wordpress.com/2017/03/19/บทที่-1-ความรู้พื้นฐานเค/

พิมพ์พิจิตร  ไชยเจริญชัย. การแยกสาร. สืบค้นเมื่อวันที่ 14 ตุลาคม 2561. จาก www.digitalschool.club/digitalschool/science1_2_2/science15/index15.php

Generalic, Eni. Aug 29,  2017. Retardation factor. Croatian-English Chemistry Dictionary & Glossary. Retrieved Oct 15, 2018.  From https://glossary.periodni.com

สุวัฒนา  ดันน์. การสกัดด้วยตัวทำละลาย. สืบค้นเมื่อวันที่ 14 ตุลาคม 2561 .จาก http://www.suwattana.net/separation/page8.html

หัวเรื่อง และคำสำคัญ
สารเนื้อเดียว, การกลั่น, การตกผลึก, การสกัดด้วยตัวทำละลาย, โครมาโทกราฟี
ประเภท
Text
ประเภท แบ่งตามผลผลิต สสวท.
บทความ
รูปแบบการนำเสนอ แบ่งตามผลผลิต สสวท.
สื่อสิ่งพิมพ์ในรูปแบบดิจิทัล
ลิขสิทธิ์
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี (สสวท.)
วันที่เสร็จ
วันจันทร์, 15 ตุลาคม 2561
ผู้แต่ง หรือ เจ้าของผลงาน
ศุภาวิตา จรรยา
สาขาวิชา/กลุ่มสาระวิชา
เคมี
ระดับชั้น
ม.2
ม.3
ม.4
ม.5
ม.6
ช่วงชั้น
มัธยมศึกษาตอนต้น
มัธยมศึกษาตอนปลาย
กลุ่มเป้าหมาย
ครู
นักเรียน
บุคคลทั่วไป
  • 9423 การแยกสารเนื้อเดียว (สกัดด้วยตัวทำละลาย/ตกผลึก/กลั่น/โครมาโทกราฟี) /lesson-chemistry/item/9423-2018-11-14-08-38-39
    เพิ่มในรายการโปรด
  • ให้คะแนน
    Average rating
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4
    • 5
    • Share
    • Tweet
    • Share

ค้นหาบทเรียน
กลุ่มเป้าหมาย
ระดับชั้น
สาขาวิชา/กลุ่มสาระวิชา
การกรองเปลี่ยนแปลง โปรดคลิกที่ส่งเมื่อดำเนินการเสร็จ
  • บทเรียนทั้งหมด
  • ฟิสิกส์
  • เคมี
  • ชีววิทยา
  • คณิตศาสตร์
  • เทคโนโลยี
  • โลก ดาราศาสตร์ และอวกาศ
  • วิทยาศาสตร์ทั่วไป
  • สะเต็มศึกษา
  • อื่น ๆ
  • เกี่ยวกับ SciMath
  • ติดต่อเรา
  • สรุปข้อมูล
  • แผนผังเว็บไซต์
  • คำถามที่พบบ่อย
Scimath คลังความรู้

สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี (สสวท.) กระทรวงศึกษาธิการ เป็นหน่วยงานของรัฐที่ไม่แสวงหากำไร ได้จัดทำเว็บไซต์คลังความรู้ SciMath เพื่อส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์ คณิตศาสตร์และเทคโนโลยีทุกระดับการศึกษา โดยเน้นการศึกษาขั้นพื้นฐานเป็นหลัก หากท่านพบว่ามีข้อมูลหรือเนื้อหาใด ๆ ที่ละเมิดทรัพย์สินทางปัญญาปรากฏอยู่ในเว็บไซต์ โปรดแจ้งให้ทราบเพื่อดำเนินการแก้ปัญหาดังกล่าวโดยเร็วที่สุด

The Institute for the Promotion of Teaching Science and Technology (IPST), Ministry of Education, a non-profit organization under the Thai government, developed SciMath as a website that provides educational resources in Science, Mathematics and Technology. IPST invites visitors to use its online resources for personal, educational and other non-commercial purpose. If there are any problems, please contact us immediately.

Copyright © 2018 SCIMATH :: คลังความรู้ SciMath. Terms and Conditions. Privacy. , All Rights Reserved. 
อีเมล: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it. (ให้บริการในวันและเวลาราชการเท่านั้น)