สารละลาย ตามธรรมชาติและที่มนุษย์สังเคราะห์ขึ้น มีคุณสมบัติอย่างไรบ้าง

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

ที่ใต้ทะเลลึก ผมของเมร่าไม่มีทางเป็นสีแดง

เข้าใจได้ว่าหากฮอลลีวูดสร้างภาพยนตร์ตามหลักวิทยาศาสตร์ ความสนุกเร้าใจคงหายไปเป็นกอง อย่างไรก็ดีเป็นโอกาสที่คุณผู้อ่านจะได้ศึกษาว่าโลกแห่งความเป็นจริงแตกต่างจากในหนังอย่างไร

ทำไมคนเราต้องโกหก

พฤติกรรมการโกหกพบได้ในทุกชนชาติ เหตุใดมนุษย์จึงต้องวิวัฒนาการมาพร้อมกับการพูดปดด้วย สิ่งนี้ช่วยเอื้อประโยชน์ใดให้แก่เรา?

ชนิดพันธุ์ใหม่ ของโลก “ระย้าแก้วบาลา”

การศึกษาและสำรวจชนิดพันธุ์สิ่งมีชีวิตในปัจจุบัน นักวิทยาศาสตร์ได้ออกแบบการสำรวจไว้หลายรูปแบบ หนึ่งในนั้นเรียกว่า “การศึกษาทบทวน” (Revision) ซึ่งอาจนำไปสู่การค้นพบว่า สิ่งมีชีวิตที่เคยศึกษาและอธิบายลักษณะชนิดพันธุ์ไว้ก่อนหน้าคือ ชนิดพันธุ์ใหม่ ล่าสุด จิรัฐิ สัตถาพร นักศึกษาระดับปริญญาเอก คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยสงขลานครินทร์ ไศึกษาทบทวนพืชสกุลพนมสวรรค์ (Clerodendrum) เป็นกลุ่มพืชที่อยู่ในวงศ์กะเพรา (Lamiaceae) มีสมาชิกประมาณ 150 ชนิด กระจายพันธุ์ในทวีปแอฟริกา เอเชีย และออสเตรเลีย มีลักษณะโดยทั่วไปเป็นไม้พุ่มหรือไม้ต้น ใบออกเป็นคู่ตรงกันข้าม มีช่อดอกแบบช่อกระจุกแยกแขนง (thyrse) แบบตั้งขึ้นหรือห้อยลง มีกลีบเลี้ยงเชื่อมเป็นหลอด ปลายแยกเป็น 5 กลีบ มีกลีบดอกสีขาว ชมพู เหลือง หรือแดง เชื่อมติดกันเป็นหลอด ปลายแยกเป็น 5 กลีบ มีเกสรเพศผู้มี 4 อัน เกสรเพศเมีย 1 อัน และมีผลแบบผลเดียวเมล็ดแข็ง (drupe) ชนิดพันธุ์ใหม่ ในประเทศไทย การศึกษาทางอนุกรมวิธาน (Taxonomy) ของพืชสกุลนี้ยังต้องศึกษาทบทวน เนื่องจากยังคงมีปัญหาเรื่องชื่อพ้อง […]

การเสื่อมสภาพของถิ่นฐานที่อยู่อาศัย

การเสื่อมสภาพของถิ่นฐานที่อยู่อาศัย เป็นผลมาจากหลายปัจจัยทั้งภัยธรรมชาติ อย่างไฟป่า และผลกระทบจากกิจกรรมของมนุษย์  การเสื่อมสภาพของถิ่นฐานที่อยู่อาศัย (Habitat Degradation) หมายถึง ภาวะความเสื่อมโทรมของถิ่นที่อยู่อาศัยตามธรรมชาติของสิ่งมีชีวิต จากทั้งการเปลี่ยนแปลงของสภาพภูมิอากาศ ภัยพิบัติทางธรรมชาติ มลพิษและการปนเปื้อนที่มีสาเหตุมาจากกิจกรรมและการกระทำมนุษย์ ซึ่งเข้ามาคุกคามแหล่งที่อยู่อาศัยและส่งผลเสียต่อคุณภาพสิ่งแวดล้อมที่จำเป็นต่อการดำรงชีวิตของสัตว์ทั้งหลายในระบบนิเวศ จนนำไปสู่การถูกทำลายลงของถิ่นฐานที่อยู่อาศัย (Habitat Destruction) ตามธรรมชาติและการสูญเสียความหลากหลายทางชีวภาพ (Biodiversity Loss) ของโลกอย่างถาวร สาเหตุของการเสื่อมสภาพของถิ่นฐานที่อยู่อาศัย จากธรรมชาติ หมายถึง การเปลี่ยนแปลงตามธรรมชาติของโลก ทั้งการเปลี่ยนแปลงของสภาพภูมิอากาศ การเกิดภัยพิบัติทางธรรมชาติ และการเปลี่ยนแปลงทางนิเวศวิทยา เช่น ความผันผวนของการเกิดไฟป่าตามธรรมชาติ การขึ้นลงของระดับน้ำทะเลหรือการเปลี่ยนแปลงทิศทางของกระแสน้ำ หรือแม้แต่การเกิดโรคระบาดหรือรุกรานของชนิดพันธุ์ต่างถิ่น กิจกรรมและการกระทำของมนุษย์ หมายถึง การรุกรานพื้นที่ทางธรรมชาติ เช่น ป่าไม้ ทะเลสาบ ลำน้ำต่าง ๆ รวมไปถึงพื้นที่ชายฝั่งทะเล เพื่อเปลี่ยนแปลงการใช้ประโยชน์ที่ดิน การแผ้วถางที่ดินเพื่อการเกษตร การขยายของตัวเมือง และการก่อสร้างเพื่อการพัฒนาอื่น ๆ รวมไปถึงการทำเหมือง การตัดไม้ทำลายป่า และมลภาวะต่าง ๆ ทั้งสารเคมีตกค้างจากการทำการเกษตร การปนเปื้อนของสารพิษในอากาศและแหล่งน้ำตามธรรมชาติทั้งหลาย โดยเฉพาะการสูญเสียป่าไม้มากกว่าครึ่งหนึ่งที่เคยปกคลุมพื้นผิวโลกจากกิจกรรมและผลจากการกระทำของมนุษย์ที่ทำให้ป่าไม้ถูกคุกคามและถูกทำลายลงในช่วงกว่า 2 ศตวรรษที่ผ่านมา และถึงแม้ว่าป่าไม้ทั่วโลกสามารถฟื้นฟูตัวเองและมนุษย์สามารถเข้ามาจัดการเพื่อการเก็บเกี่ยวอย่างยั่งยืน […]