ชนิดของตัวทำละลาย

ชนิดของตัวทำละลาย
     ตัวทำละลาย แบ่งออกได้เป็น 2 ชนิด คือ
     ตัวทำละลายที่เป็นสารอนินทรีย์ เช่น น้ำ น้ำมันเบนซิน เป็นต้น
     ตัวทำละลายที่เป็นสารอินทรีย์ เช่น เอทิลแอลกอฮอล์หรือเอทานอล น้ำมันสน เป็นต้น
     สารละลายที่อยู่รอบ ๆ ตัวเราส่วนใหญ่มีน้ำเป็นตัวทำละลายเนื่องจากน้ำเป็นตัวทำละลายที่ดี ซึ่งสามารถละลายสารต่าง ๆ ได้หลายชนิด
     1)  ความสามารถในการละลายของสาร สารแต่ละชนิดจะมีความสามารถในการละลายในตัวทำละลายที่ต่างกัน เช่น โซเดียมคลอไรด์ (เกลือแกง) จะละลายในน้ำได้ดีกว่าในแอลกอฮอล์นอกจากนี้ตัวทำละลายชนิดเดียวกันยังสามารถละลายสารได้ต่างกันด้วย เช่น โพแทสเซียมเปอร์แมงการเนต (ด่างทับทิม) จะละลายในน้ำได้ดีกว่าน้ำตาลทราย ดังนั้น นักเรียนสามารถนำความรู้เรื่องความสามารถในการละลายของสารในตัวทำละลายชนิดหนึ่ง ๆ ไปใช้ในการจำแนกสารได้
     2)  สารละลายอิ่มตัวและการเกิดผลึก สารละลายที่มีตัวละลายอยู่เต็มที่จนไม่สามารถละลายได้อีกแล้ว ณ อุณหภูมินั้นเราเรียกว่า สารละลายอิ่มตัว  และถ้านำสารละลายอิ่มตัว ณ อุณหภูมินั้นมาเพิ่มอุณหภูมิของสารละลายให้สูงขึ้น แล้วเติมสารที่เป็นตัวละลายลงไปอีก จนกระทั่งสารที่เติมนั้นไม่สามารถละลายได้อีกในช่วงเวลาพอสมควร สารละลายนี้เรียกว่า สารละลายอิ่มตัวยวดยิ่ง และถ้าตั้งสารละลายนี้ไว้ให้อุณหภูมิลดลงช้า ๆ จนเย็น โดยไม่มีการรบกวนจากการเขย่าหรือคนสารละลายนั้น จะมีสารแยกตัวออกมาในลักษณะเป็นของแข็งที่มีรูปร่างเฉพาะตัว มีเหลี่ยมมุมแน่นอน และผิวหน้าเรียบ ซึ่งเราเรียกว่าสารที่แยกตัวออกมาลักษณะนี้ว่า ผลึก

ปัจจัยที่มีผลต่อการละลายของสาร
    
การละลายของสารแต่ละชนิดจะแตกต่างกันไป ซึ่งสารจะละลายได้ดีหรือไม่ขึ้นอยู่กับปัจจัย ดังนี้
     1)  ชนิดของสาร สารแต่ละชนิดมีความสามารถในการละลายที่แตกต่างกัน สารต่างชนิดกันจะละลายในตัวทำละลายชนิดเดียวกันได้ไม่เท่ากัน
     2)  ปริมาณสาร จะเกี่ยวข้องกับอัตราส่วนระหว่างปริมาณของตัวละลายกับตัวทำละลาย ถ้าใช้ปริมาณตัวทำละลายน้อยก็จะละลายตัวละลายได้น้อย ถ้าใช้ตัวทำละลายมากก็จะละลายตัวถูกละลายได้มาก
     3)  อุณหภูมิ การละลายของสารจะเพิ่มขึ้นเมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น (ยกเว้นแก๊สจะละลายได้น้อยลง) เราจึงพบว่าเมื่ออุณหภูมิสารละลายอิ่มตัวให้สูงขึ้น ตัวละลายจะยังคงละลายได้อีก
     4)  ความดันอากาศ ในกรณีที่ตัวละลายเป็นแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ในน้ำอัดลม ซึ่งในอุตสาหกรรมการผลิตน้ำอัดลมจึงต้องใช้ความดันอากาศสูงถึง 3 บรรยากาศในการอัดแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ลงไปในน้ำ

การเตรียมสารละลาย
      เมื่อใส่สารที่เป็นของแข็ง (ตัวละลาย) ลงไปในตัวทำละลาย (เช่น น้ำ และอื่น ๆ) จะมีการเปลี่ยนแปลงเกิดขึ้น 2 ขั้นตอน คือ
      1.  ของแข็งจะแตกตัวเป็นอนุภาคเล็ก ๆ ซึ่งต้องใช้พลังงานในการแยกโมเลกุลของแข็งออกเป็นอนุภาคเล็ก ๆ
      2.  อนุภาคเล็ก ๆ ที่แยกตัวออกมาจะแพร่กระจายไประหว่างโมเลกุลของน้ำ และยึดเหนียวกับโมเลกุลของน้ำ การยึดเหนี่ยวระหว่างโมเลกุลของน้ำกับอนุภาคของสาร จะมีการคายพลังงานออกมา

ความเข้มข้นของสารละลาย
      สารละลายมีส่วนประกอบของตัวละลายและตัวทำละลายในปริมาณที่แตกต่างกัน จึงจำเป็นต้องมีหน่วยเพื่อบ่งบอกให้รู้ปริมาณของตัวละลายและตัวทำละลายในรูปของหน่วยแสดงความเข้มข้นซึ่งมีหลายหน่วย ดังนี้
      1)  ร้อยละโดยปริมาตร เป็นหน่วยความเข้มข้นที่บอกปริมาณของตัวละลายเป็นลูกบาศก์เซนติเมตรที่มีอยู่ในสารละลาย 100 ลูกบาศก์เซนติเมตร เช่น สารละลายเอทิลแอลกอฮอล์ 30% โดยปริมาตร หมายความว่า มีเอทิลแอลกอฮอล์ซึ่งเป็นตัวละลายอยู่ 30 ลูกบาศก์เซนติเมตร ละลายในสารละลายเอทิลแอลกอฮอล์ 100 ลูกบาศก์เซนติเมตร
      2)  ร้อยละโดยมวลต่อปริมาตร (% W/V) เป็นหน่วยความเข้มข้นที่บอกมวลของตัวละลายในสารละลาย 100 หน่วยปริมาตร เช่น สารละลายเกลือแกง 5% โดยมวลต่อปริมาตรหมายความว่า มีเกลือแกงซึ่งเป็นตัวถูกละลายอยู่ 5 กรัม ละลายอยู่ในสารละลายเกลือแกง 100 ลูกบาศก์เซนติเมตร
             ร้อยละโดยมวลต่อปริมาตร   =    มวลตัวถูกละลาย         X   100
                                                   ปริมาตรของสารละลาย
      3)  ร้อยละโดยมวล เป็นหน่วยความเข้มข้นที่บอกมวลของตัวละลายในสารละลาย 100 หน่วย ซึ่งเป็นสารละลายในสถานะของแข็ง เช่น ทองเหลือง เกิดจากสังกะสีละลายอยู่ในทองแดง ทองเหลือง 45% หมายความว่า มีสังกะสี 45 ส่วน ในทองเหลือง 100 ส่วน
      4)  ส่วนในล้านส่วน (Part per million : ppm) เป็นหน่วยความเข้มข้นที่บอกปริมาณของตัวละลายที่มีอยู่ในตัวทำละลลาย 1 ล้านส่วน เช่น สารละลายคลอรีน 1 ppm หมายความว่า มีคลอรีนซึ่งเป็นตัวละลลาย 1 ส่วน ละลายอยู่ในตัวทำละลาย 1 ล้านส่วน ปกติเราจะใช้หน่วย ppm ในกรณีที่ตัวละลายมีปริมาณน้อยมาก

การคำนวณหาความเข้มข้นของสารละลาย
     เราสามารถคำนวณหาความเข้มข้นของสารละลายได้ 2 วิธี คือ
     วิธีที่ 1 คำนวณโดยการเทียบบัญญัติไตรยางค์
     วิธีที่ 2 คำนวณโดยการใช้สูตร

ตัวอย่าง จงหาความเข้มข้นของสารละลายเกลือแกง ซึ่งประกอบด้วยเกลือแกง 8.0 กรัม ละลายในน้ำ 200 ลูกบาศก์เซนติเมตร
วิธีที่ 1 คำนวณโดยการเทียบบัญญัติไตรยางค์
         สารละลาย 200 cm3 มีเกลือแกง 8 g
         สารละลาย 100 cm3 มีเกลือแกง  = 8 x 100 = 4g
                                                       200
         . . . สารละลายมีความเข้มข้น 4 กรัมต่อ 100 cm3                                     ตอบ

วิธีที่ 2 คำนวณโดยการใช้สูตร
         กรัมต่อ 100 cm3 =        มวลของตัวถูกละลาย (g)    
                                    ปริมาตรตัวทำละลาย (100 cm3)
         แทนค่า กรัมต่อ 100 cm=    8     =  4                                               
                                              200      100
         . . . สารละลายมีความเข้มข้น  = 4 กรัมต่อ 100 cm3                        ตอบ


ที่มาและได้รับอนุญาตจาก : 
ถนัด ศรีบุญเรือง  และคณะ . วิทยาศาสตร์ ม. 1 . พิมพ์ครั้งที่ 1 . กรุงเทพ ฯ : อักษรเจริญทัศน์ .

ข้อสอบที่เกี่ยวข้อง