สารละลาย ในธรรมชาติ (Solutions)

สารละลาย เป็นสารที่เกิดขึ้นโดยทั่วไปตามธรรมชาติ บางครั้งอาจเกิดจากการสังเคราะห์ขึ้นโดยมนุษย์

สารละลาย (Solutions) คือ สารผสมที่เป็นเนื้อเดียวกัน (Homogenous Mixture) ซึ่งเกิดจากการรวมตัวกันของสารบริสุทธิ์ตั้งแต่ 2 ชนิดขึ้นไป โดยมีสารที่มีปริมาณมากกว่าเป็น “ตัวทำละลาย” (Solvent) และสารที่มีปริมาณน้อยกว่าเป็น “ตัวถูกละลาย” (Solute) การผสมผสานกันของสารทั้ง 2 ประเภท ทำให้เกิดสารละลายเนื้อเดียวที่เกิดขึ้นได้ในทุกสถานะของสสาร

คุณสมบัติของสารละลาย

  • เป็นสารเนื้อเดียวกันในทุกส่วน
  • ไม่เกิดการตกตะกอนหรือเกิดการเปลี่ยนแปลง เมื่อเวลาผ่านไป
  • ตัวถูกละลายไม่สามารถแยกออกจากสารละลายผ่านการกรองทางกายภาพได้ (Mechanical Filtration)
  • สารละลายไม่ทำให้เกิดการกระเจิงของแสง

ในการกระบวนเกิดสารละลาย ตัวทำละลายทำหน้าที่เร่งให้เกิดการสลายตัวของตัวถูกละลาย อย่างเช่น น้ำเกลือ ผลึกเกลือ ซึ่งเป็นโมเลกุลของตัวถูกละลายที่รวมกลุ่มกันเป็นอนุภาคขนาดใหญ่ เมื่อสัมผัสกับน้ำ ซึ่งเป็นตัวทำละลายที่ดี โมเลกุลของน้ำจะทำการแทรกซึมและสลายการยึดเหนี่ยวระหว่างโมเลกุลของเกลือ จนแตกออกเป็นโมเลกุลขนาดเล็กลง โดยสารละลายน้ำเกลือ ยังคงมีเกลือหลงเหลืออยู่ในสารละลาย แต่อนุภาคของเกลือถูกจับแยกออกจากกันและถูกรายล้อมด้วยโมเลกุลของน้ำแทนการจับกลุ่มกันเป็นก้อนหรือผลึกเกลือขนาดใหญ่อย่างในตอนตั้งต้น

ผลึกเกลือ, สารละลาย, ตัวทำละลาย, ตัวถูกละลาย
ภาพสดงการแตกตัวของผลึกเกลือในน้ำ

ชนิดของสารละลาย

  1. สารละลายอิ่มตัว (Saturated Solution) คือ สารละลายที่ตัวถูกละลายไม่สามารถละลายในตัวทำละลายได้อีก ณ อุณหภูมิคงที่ แต่เมื่อทำการเพิ่มอุณหภูมิให้สารละลายสูงขึ้น อาจทำให้ตัวถูกละลายสามารถละลายเพิ่มขึ้นได้อีก จนกลายเป็นสารละลายที่เรียกว่า “สารละลายอิ่มตัวยิ่งยวด”
  2. สารละลายไม่อิ่มตัว (Unsaturated Solution) คือ สารละลายที่ตัวถูกละลายยังสามารถละลายในตัวทำละลายได้อีก โดยไม่ต้องอาศัยการเปลี่ยนแปลงทางอุณหภูมิหรือปัจจัยภายนอกเข้าช่วย โดยสารละลายไม่อิ่มตัวที่มีตัวถูกละลายอยู่ในปริมาณต่ำจะถูกเรียกว่า “สารละลายเจือจาง” ขณะที่สารละลายที่มีตัวถูกละลายอยู่ในปริมาณมากจะถูกเรียกว่า “สารละลายเข้มข้น”

ประเภทของสารละลายสามารถแบ่งออกได้ตามทั้ง 3 สถานะของสารละลาย ได้แก่

  1. สารละลายที่เป็นก๊าซ หมายถึง สารละลายที่มีตัวทำละลายมีสถานะเป็นก๊าซ
  2. สารละลายที่เป็นของเหลว หมายถึง สารละลายที่มีตัวทำละลายมีสถานะเป็นของเหลว
  3. สารละลายที่เป็นของแข็ง หมายถึง สารละลายที่มีตัวทำละลายมีสถานะเป็นของแข็ง

ตัวอย่างสารละลายในทั้ง 3 สถานะ ซึ่งตัวทำละลายจะต้องมีสถานะเช่นเดียวกับสถานะของสารละลาย

สถานะของสารละลาย

สถานะของตัวถูกละลาย

ตัวอย่าง

สารละลายก๊าซ

ก๊าซ

ออกซิเจนในอากาศ

ของเหลว

ไอน้ำในอากาศ

ของแข็ง

กลิ่นในอากาศ

สารละลายของเหลว

ก๊าซ

คาร์บอนไดออกไซด์ในน้ำอัดลม

ของเหลว

แอลกอฮอล์ในเครื่องดื่ม

ของแข็ง

เกลือในน้ำเกลือ

สารละลายของแข็ง

ก๊าซ

ไฮโดรคาร์บอนในโลหะต่างๆ

ของเหลว

ความชื้นในไม้

ของแข็ง

ทองเหลือง (ทองแดงผสมกับสังกะสี)

สารละลาย

ดังนั้น ในการเกิดสารละลาย ตัวถูกละลายแต่ละชนิด จึงต้องการตัวทำละลายที่มีคุณสมบัติแตกต่างกันออกไป ขึ้นอยู่กับความสัมพันธ์ระหว่างตัวทำละลายและตัวถูกละลายดังกล่าว ซึ่งการผสมผสานเข้าด้วยกันของสสารทั้ง 2 ชนิด ต้องเกิดเป็นสารเนื้อเดียวที่ไม่มีปฏิกิริยาเคมีใดๆ เกิดขึ้นระหว่างกัน อย่างเช่น น้ำเป็นตัวทำละลายที่ดี เมื่อตัวถูกละลายคือเกลือและน้ำตาลทราย ขณะที่น้ำมันเบนซินเป็นตัวทำละลายที่ดีสำหรับโฟมและยางพารา แต่ถ้าในสารดังกล่าว มีการกระจายตัวของสารที่นำมาผสมอย่างไม่สม่ำเสมอ และยังสามารถมองเห็นรูปร่างของสารดั้งเดิมอยู่ การรวมกันของสารทั้ง 2 ไม่ได้ถูกจำแนกเป็นสารละลาย แต่จะถูกเรียกว่า “สารเนื้อผสม” โดยสารเนื้อผสมที่มีอนุภาคขนาดเล็กของของแข็งเรียงตัวอยู่อย่างกระจายภายในของเหลวหรือก๊าซ จะถูกเรียกว่า “สารแขวนลอย” (Suspensions)

นอกจากนี้ ตัวทำละลายที่เป็นสารบริสุทธิ์เมื่อกลายเป็นสารละลายแล้ว มักจะทำให้คุณสมบัติของสารละลายเปลี่ยนแปลงไป เช่น การเพิ่มขึ้นของจุดเดือด การลดลงของจุดเยือกแข็ง การลดลงของความดันไอ หรือการเกิดแรงดันออสโมซิส เป็นต้น

สืบค้นและเรียบเรียง

คัดคณัฐ ชื่นวงศ์อรุณ


อ้างอิง

สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี (สสวท.) – https://www.scimath.org/lesson-chemistry/item/7077-solution

มหาวิทยาลัยมหิดล – https://il.mahidol.ac.th/e-media/ap-chemistry2/liquid_solution/solution_trypes.htm

https://www.thoughtco.com/definition-of-solution-604650

https://www.ducksters.com/science/chemistry/solutions_and_dissolving.php#targetText=A%20solution%20is%20a%20specific,makes%20it%20a%20homogeneous%20mixture%20.


เรื่องอื่นๆ ที่น่าสนในใจ : ธาตุและสารประกอบ 

copper sulfide, ธาตุและสารประกอบ

เรื่องแนะนำ

การเคลื่อนที่ของสิ่งมีชีวิต

การเคลื่อนที่ของสิ่งมีชีวิต แต่ละชนิดแตกต่างกันออกไป ตามโครงสร้างทางสรีรวิทยาและวิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิต ไม่ว่าจะเป็นการเคลื่อนที่เข้าหาสิ่งเร้า (Stimuli) เพื่อตอบสนองต่อปัจจัยที่จำเป็นต่อการดำรงชีวิต เช่น แหล่งอาหาร แหล่งน้ำ แหล่งที่อยู่อาศัย แหล่งสืบพันธุ์ และการเคลื่อนที่ออกห่างเพื่อหลีกหนีภัยอันตราย เช่น ศัตรูตามธรรมชาติ สารเคมี และความร้อน เป็นต้น การเคลื่อนที่ของสิ่งมีชีวิต สามารถจำแนกออกเป็น 4 กลุ่ม ตามโครงสร้างทางสรีรวิทยาของสิ่งมีชีวิต ดังนี้ การเคลื่อนที่ของสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียว สิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวและสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์ในอาณาจักรโพรทิสตา (Kingdom Protista) คือ สิ่งมีชีวิตขนาดเล็กที่ไม่มีระบบเนื้อเยื่อและโครงกระดูกเหมือนสัตว์ชั้นสูงชนิดอื่น ๆ ดังนั้น การเคลื่อนไหวที่เกิดขึ้นจึงจำเป็นต้องอาศัยโครงร่างค้ำจุนภายในเซลล์ที่เรียกว่า “ไซโทสเกเลตอน” (Cytoskeleton) ซึ่งประกอบด้วยเส้นใยโปรตีนจำนวนมาก เช่น ไมโครฟิลาเมนท์ (Microfilament) ที่ประกอบขึ้นจากโปรตีน 2 ชนิด ได้แก่ แอคติน (Actin) และไมโอซิน (Myosin) ทำหน้าที่คงรูปร่างไปพร้อมกับการกำหนดลักษณะการเคลื่อนไหว   การเคลื่อนที่ของสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียว มี 2 ลักษณะ คือ การเคลื่อนไหวโดยอาศัยการไหลของไซโทพลาซึม หมายถึง […]

การเกิดไฟป่า (Wildfire) และประเภทของไฟป่า

จากสถานการณ์ ไฟป่า รุนแรงที่เกิดขึ้น ณ อุทยานแห่งชาติภูกระดึง จังหวัดเลย เมื่อวันอาทิตย์ที่ 16 กุมภาพันธ์ 2020 ส่งผลให้เกิดความเสียหายในป่าสนเขาเป็นพื้นที่กว้าง ในการสำรวจไฟป่าครั้งนี้ สำนักงานพัฒนาเทคโนโลยีอวกาศและภูมิสารสนเทศ (องค์การมหาชน) หรือจิสด้า โดยกระทรวงการอุดมศึกษา วิทยาศาสตร์ วิจัยและนวัตกรรม ใช้ดาวเทียม LANDSAT-8 และ Sentinal-2B ติดตามสถานการณ์ดังกล่าว โดยการเปรียบเทียบภาพถ่ายดาวเทียม Landsat-8 ก่อนเกิด ไฟป่า (18 มกราคม) และภาพถ่ายดาวเทียม Sentinel-2 ระหว่างเกิดไฟป่า (16 กุมภาพันธ์) จากนั้นเปรียบเทียบกับข้อมูลจุดความร้อน หรือ HOT SPOT จากระบบ VIIRS พบพื้นที่ที่ถูกเผาไหม้ (กรอบเส้นสีเหลือง) ประมาณ 3,700 ไร่ในป่าสนเขา กระจายทั้งทางด้านทิศตะวันตก ทิศเหนือ และ ทิศตะวันออกเฉียงใต้ของอุทยานฯ (ทางตอนใต้ของผาเมษาและผาหมากดูก) ซึ่งเป็นรอยต่อกับพื้นที่การเกษตร ข้อมูลดังกล่าวจะใช้เป็นข้อมูลพื้นฐานให้กับหน่วยงานที่เกี่ยวข้องในการเข้าตรวจสอบในพื้นที่จริงร่วมกับจังหวัด เพื่อนำไปสู่การวางแผนฟื้นฟู ป้องกัน และสร้างความเข้าใจให้กับประชาชนในพื้นที่ […]

หนทางสู่นวัตกรรมการบินที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม สะอาดแค่ไหน มาเร็วเพียงใด

เครื่องบินขนาดเล็กที่ใช้แบตเตอรี่กำลังจะเกิดขึ้น แต่การสร้างเครื่องบินขนาดใหญ่ที่ปล่อยคาร์บอนเป็นศูนย์คือความท้าทายใหญ่หลวง ข้อเท็จจริงและตัวเลขชุดหนึ่งคอยแต่จะผุดขึ้นในใจ ขณะที่ผมพูดคุยกับผู้เชี่ยวชาญด้านการบินว่า การบินพาณิชย์จะมีวันที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมได้หรือไม่ ข้อเท็จจริงก็คือ เทคโนโลยีรักษ์โลกทั้งหมดเท่าที่เราคิดได้ บนภาคพื้นดินจะแทบไม่มีประโยชน์อะไรบนฟากฟ้าในเวลาอันใกล้ ทั้งแผงเซลล์สุริยะ กังหันลม เครื่องยนต์ไฟฟ้า แบตเตอรี่กักเก็บพลังงานสูง เซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจน ระบบขนส่งด้วยพลังงานแม่เหล็กไฟฟ้า (magnetic levitation) ทั้งหมดนี้ หากพูดตรงๆ ก็คือไร้ประโยชน์ในปัจจุบัน เมื่อพูดถึงความท้าทายทางเทคโนโลยีในการนำคนไม่กี่ร้อยคน ขึ้นสู่บรรยากาศชั้นสแตรโทสเฟียร์ และพาพวกเขาเดินทางหลายพันกิโลเมตร ส่วนตัวเลขก็คือ ประชากรกว่าร้อยละ 80 ของโลกไม่เคยขึ้นเครื่องบินเลยด้วยซ้ำ ความเกี่ยวข้องระหว่างข้อเท็จจริงกับตัวเลขนี้ คือหัวใจของปัญหาที่สายการบินต่างๆและผู้ผลิตอากาศยาน กำลังเผชิญ ระหว่างขบคิดภารกิจสำคัญในการหาวิธีลดการปล่อยคาร์บอน การบินอาจเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมได้ แต่ไม่ใช่ในเร็ววันนี้ และไม่ครอบคลุมเท่าการขนส่งภาคพื้นดิน ถึงอย่างนั้น ความเร็วในการก้าวไปสู่เส้นทางนี้ของอุตสาหกรรมการบินอาจส่งผลกระทบต่อภาพลักษณ์และรายได้ เมื่อผู้สนับสนุนการอนุรักษ์สิ่งแวดล้อมออกมาเตือนว่า การบินคือตัวการใหญ่ที่ยากจะยอมรับได้ของการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ อัตราความก้าวหน้าที่นำไปสู่เส้นทางสะอาดบนท้องฟ้าอาจถึงกับทำให้นักเดินทางตั้งคำถามว่า การบินเป็นเรื่องผิดจริยธรรมหรือไม่ไปเลย “เราก็แค่ต้องไปให้ถึงจุดนั้นค่ะ” เจนนิเฟอร์ โฮล์มเกรน ซีอีโอของแลนซาเทค บริษัทที่บุกเบิกการพัฒนาเชื้อเพลิงอากาศยานจากแหล่งที่มาไม่ธรรมดา เช่น ขยะ เพื่อทดแทนเชื้อเพลิงมาตรฐานอย่างน้ำมันก๊าด บอกและเสริมว่า “ทุกคนเห็นพ้องกันว่า สายการบินไม่อาจทำเป็นทองไม่รู้ร้อนบินด้วยน้ำมันก๊าดที่เป็นเชื้อเพลิงฟอสซิลต่อไป เรื่อยๆได้ เพียงแต่ปัญหานี้ไม่มีวิธีแก้แบบทันใจเหมือนร่ายมนตร์” เรื่องนี้จำเป็นต้องพูดให้ชัดเจน พัฒนาการต่างๆที่เป็นความหวังในการผลิตเครื่องยนต์ไฟฟ้าที่ใช้แบตเตอรี่และปล่อยคาร์บอนเป็นศูนย์เกิดขึ้นแล้วในการบินแขนงหนึ่ง ซึ่งเกี่ยวข้องกับการเดินทางที่จำกัดทั้งระยะเวลาและระยะทาง […]