สวนที่ 1 (ONET) .........โดย ผศ.ดร.พัชณิตา ธรรมยงคกิจ...............................หนา 2-37
สวนที่ 2 (PAT2).............
วิทยาศาสตร เคมี (2) ___________________________________ โครงการแบรนดซัมเมอรแคมป 2012
สารชีวโมเลกุล
1. คารโบไฮเดรต
1. ...
โครงการแบรนดซัมเมอรแคมป 2012____________________________________วิทยาศาสตร เคมี (3)
2. กรดอะมิโนและโปรตีน
พันธะเพปไทด...
วิทยาศาสตร เคมี (4) ___________________________________ โครงการแบรนดซัมเมอรแคมป 2012
กรดไขมันอิ่มตัวมีจุดเดือดและจุดเย...
โครงการแบรนดซัมเมอรแคมป 2012____________________________________วิทยาศาสตร เคมี (5)
แบบทดฝกหัด
1. พิจารณาผลการทดลองต...
วิทยาศาสตร เคมี (6) ___________________________________ โครงการแบรนดซัมเมอรแคมป 2012
5. องคประกอบของน้ํามันและไขมันจา...
โครงการแบรนดซัมเมอรแคมป 2012____________________________________วิทยาศาสตร เคมี (7)
ปโตรเลียม
เชื้อเพลิงซากดึกดําบรรพ...
วิทยาศาสตร เคมี (8) ___________________________________ โครงการแบรนดซัมเมอรแคมป 2012
2. หินน้ํามัน (Oil Shale)
หินน้ํา...
โครงการแบรนดซัมเมอรแคมป 2012____________________________________วิทยาศาสตร เคมี (9)
การกลั่นน้ํามันดิบ
น้ํามันดับเปนข...
วิทยาศาสตร เคมี (10) __________________________________ โครงการแบรนดซัมเมอรแคมป 2012
3. กระบวนการแอลคิเลชัน (Alkylatio...
โครงการแบรนดซัมเมอรแคมป 2012___________________________________วิทยาศาสตร เคมี (11)
สารเพิ่มคาออกเทน
การเพิ่มคาออกเท...
วิทยาศาสตร เคมี (12) __________________________________ โครงการแบรนดซัมเมอรแคมป 2012
ไบโอดีเซล (Biodiesel)
ในความหมายส...
โครงการแบรนดซัมเมอรแคมป 2012___________________________________วิทยาศาสตร เคมี (13)
สารประกอบไฮโดรคารบอนที่ไมอิ่มตัว...
วิทยาศาสตร เคมี (14) __________________________________ โครงการแบรนดซัมเมอรแคมป 2012
แบบทดฝกหัด
7. สําหรับผลิตภัณฑที...
โครงการแบรนดซัมเมอรแคมป 2012___________________________________วิทยาศาสตร เคมี (15)
พอลิเมอร (Polymer)
พอลิเมอร เปน...
วิทยาศาสตร เคมี (16) __________________________________ โครงการแบรนดซัมเมอรแคมป 2012
NnH2 62 )(CH 2NH + nHO C
O
42 )(C...
โครงการแบรนดซัมเมอรแคมป 2012___________________________________วิทยาศาสตร เคมี (17)
5. แบงตามลักษณะทางกายภาพ
พลาสติก ...
วิทยาศาสตร เคมี (18) __________________________________ โครงการแบรนดซัมเมอรแคมป 2012
สูตรเคมีของไอโซพรีน คือ C5H8 มีสู...
โครงการแบรนดซัมเมอรแคมป 2012___________________________________วิทยาศาสตร เคมี (19)
พอลิคลอโรพรีนซึ่งเปนพอลิเมอรมีชื...
วิทยาศาสตร เคมี (20) __________________________________ โครงการแบรนดซัมเมอรแคมป 2012
13. พอลิเมอรในตารางขางลางนี้ ไ...
โครงการแบรนดซัมเมอรแคมป 2012___________________________________วิทยาศาสตร เคมี (21)
ปฏิกิริยาเคมี
การเกิดปฏิกิริยาสามา...
วิทยาศาสตร เคมี (22) __________________________________ โครงการแบรนดซัมเมอรแคมป 2012
รูปแสดงการชนที่ถูกทิศทาง รูปแสดงก...
โครงการแบรนดซัมเมอรแคมป 2012___________________________________วิทยาศาสตร เคมี (23)
แบบทดฝกหัด
พิจารณาขอมูลนี้ แลวต...
วิทยาศาสตร เคมี (24) __________________________________ โครงการแบรนดซัมเมอรแคมป 2012
19. พิจารณาปฏิกิริยาระหวางยูเรีย...
โครงการแบรนดซัมเมอรแคมป 2012___________________________________วิทยาศาสตร เคมี (25)
โครงสรางของอะตอมและตารางธาตุ
ทฤษฎ...
วิทยาศาสตร เคมี (26) __________________________________ โครงการแบรนดซัมเมอรแคมป 2012
บางครั้งในตารางธาตุ เราจะเห็นสัญล...
โครงการแบรนดซัมเมอรแคมป 2012___________________________________วิทยาศาสตร เคมี (27)
หลักการจัดเรียงอิเล็กตรอนอยางงาย...
วิทยาศาสตร เคมี (28) __________________________________ โครงการแบรนดซัมเมอรแคมป 2012
ไอโซบาร (Isobar) หมายถึง ธาตุตา...
โครงการแบรนดซัมเมอรแคมป 2012___________________________________วิทยาศาสตร เคมี (29)
แบบทดฝกหัด
20. ขอใดถูกเกี่ยวกับจ...
วิทยาศาสตร เคมี (30) __________________________________ โครงการแบรนดซัมเมอรแคมป 2012
ธาตุและสารประกอบ
H He
1 2
Li Be B...
โครงการแบรนดซัมเมอรแคมป 2012___________________________________วิทยาศาสตร เคมี (31)
ความเปนโลหะ และความเปนอโลหะ
ความ...
วิทยาศาสตร เคมี (32) __________________________________ โครงการแบรนดซัมเมอรแคมป 2012
พันธะโคเวเลนต
ระหวางอะตอม โดยกา...
โครงการแบรนดซัมเมอรแคมป 2012___________________________________วิทยาศาสตร เคมี (33)
ตัวอยางคาครึ่งชีวิตของไอโซโทปบาง...
วิทยาศาสตร เคมี (34) __________________________________ โครงการแบรนดซัมเมอรแคมป 2012
1.3 ความเปนกรด-เบสของสารละลาย
- ...
โครงการแบรนดซัมเมอรแคมป 2012___________________________________วิทยาศาสตร เคมี (35)
แบบทดฝกหัด
24. ให X เปนธาตุที่ม...
วิทยาศาสตร เคมี (36) __________________________________ โครงการแบรนดซัมเมอรแคมป 2012
ผูชวยศาสตราจารย ดร. พัชณิตา ธร...
Brandssummercamp 2012 feb55_chemical
Brandssummercamp 2012 feb55_chemical
Brandssummercamp 2012 feb55_chemical
Brandssummercamp 2012 feb55_chemical
Brandssummercamp 2012 feb55_chemical
Brandssummercamp 2012 feb55_chemical
Brandssummercamp 2012 feb55_chemical
Brandssummercamp 2012 feb55_chemical
Brandssummercamp 2012 feb55_chemical
Brandssummercamp 2012 feb55_chemical
Brandssummercamp 2012 feb55_chemical
Brandssummercamp 2012 feb55_chemical
Brandssummercamp 2012 feb55_chemical
Brandssummercamp 2012 feb55_chemical
Brandssummercamp 2012 feb55_chemical
Brandssummercamp 2012 feb55_chemical
Brandssummercamp 2012 feb55_chemical
Brandssummercamp 2012 feb55_chemical
Brandssummercamp 2012 feb55_chemical
Brandssummercamp 2012 feb55_chemical
Brandssummercamp 2012 feb55_chemical
Brandssummercamp 2012 feb55_chemical
Brandssummercamp 2012 feb55_chemical
Brandssummercamp 2012 feb55_chemical
Brandssummercamp 2012 feb55_chemical
Brandssummercamp 2012 feb55_chemical
Brandssummercamp 2012 feb55_chemical
Brandssummercamp 2012 feb55_chemical
Brandssummercamp 2012 feb55_chemical
Brandssummercamp 2012 feb55_chemical
Brandssummercamp 2012 feb55_chemical
Brandssummercamp 2012 feb55_chemical
Brandssummercamp 2012 feb55_chemical
Brandssummercamp 2012 feb55_chemical
Brandssummercamp 2012 feb55_chemical
Brandssummercamp 2012 feb55_chemical
Brandssummercamp 2012 feb55_chemical
Brandssummercamp 2012 feb55_chemical
Brandssummercamp 2012 feb55_chemical
Brandssummercamp 2012 feb55_chemical
Brandssummercamp 2012 feb55_chemical
Brandssummercamp 2012 feb55_chemical
Brandssummercamp 2012 feb55_chemical
Brandssummercamp 2012 feb55_chemical
Brandssummercamp 2012 feb55_chemical
Brandssummercamp 2012 feb55_chemical
Brandssummercamp 2012 feb55_chemical
Brandssummercamp 2012 feb55_chemical
Brandssummercamp 2012 feb55_chemical
Brandssummercamp 2012 feb55_chemical
Brandssummercamp 2012 feb55_chemical
Brandssummercamp 2012 feb55_chemical
Brandssummercamp 2012 feb55_chemical
Brandssummercamp 2012 feb55_chemical
Brandssummercamp 2012 feb55_chemical
Brandssummercamp 2012 feb55_chemical
Brandssummercamp 2012 feb55_chemical
Brandssummercamp 2012 feb55_chemical
Brandssummercamp 2012 feb55_chemical
Brandssummercamp 2012 feb55_chemical
Brandssummercamp 2012 feb55_chemical
Brandssummercamp 2012 feb55_chemical
Brandssummercamp 2012 feb55_chemical
Brandssummercamp 2012 feb55_chemical
Brandssummercamp 2012 feb55_chemical
Brandssummercamp 2012 feb55_chemical
Brandssummercamp 2012 feb55_chemical
Brandssummercamp 2012 feb55_chemical
Brandssummercamp 2012 feb55_chemical
Brandssummercamp 2012 feb55_chemical
Brandssummercamp 2012 feb55_chemical
Brandssummercamp 2012 feb55_chemical
Brandssummercamp 2012 feb55_chemical
Brandssummercamp 2012 feb55_chemical
Brandssummercamp 2012 feb55_chemical
Brandssummercamp 2012 feb55_chemical
Brandssummercamp 2012 feb55_chemical
Brandssummercamp 2012 feb55_chemical
Brandssummercamp 2012 feb55_chemical
Brandssummercamp 2012 feb55_chemical
Brandssummercamp 2012 feb55_chemical
Brandssummercamp 2012 feb55_chemical
Brandssummercamp 2012 feb55_chemical
Brandssummercamp 2012 feb55_chemical
Brandssummercamp 2012 feb55_chemical
Brandssummercamp 2012 feb55_chemical
Brandssummercamp 2012 feb55_chemical
Brandssummercamp 2012 feb55_chemical
Brandssummercamp 2012 feb55_chemical
Brandssummercamp 2012 feb55_chemical
Brandssummercamp 2012 feb55_chemical
Brandssummercamp 2012 feb55_chemical
Brandssummercamp 2012 feb55_chemical
Brandssummercamp 2012 feb55_chemical
Brandssummercamp 2012 feb55_chemical
Brandssummercamp 2012 feb55_chemical
Brandssummercamp 2012 feb55_chemical
Brandssummercamp 2012 feb55_chemical
Brandssummercamp 2012 feb55_chemical
Brandssummercamp 2012 feb55_chemical
Brandssummercamp 2012 feb55_chemical
Brandssummercamp 2012 feb55_chemical
Brandssummercamp 2012 feb55_chemical
Brandssummercamp 2012 feb55_chemical
Brandssummercamp 2012 feb55_chemical
Brandssummercamp 2012 feb55_chemical
Brandssummercamp 2012 feb55_chemical
Brandssummercamp 2012 feb55_chemical
Brandssummercamp 2012 feb55_chemical
Brandssummercamp 2012 feb55_chemical
Brandssummercamp 2012 feb55_chemical
Brandssummercamp 2012 feb55_chemical
Brandssummercamp 2012 feb55_chemical
Brandssummercamp 2012 feb55_chemical
Brandssummercamp 2012 feb55_chemical
Brandssummercamp 2012 feb55_chemical
Brandssummercamp 2012 feb55_chemical
Brandssummercamp 2012 feb55_chemical
Brandssummercamp 2012 feb55_chemical
Brandssummercamp 2012 feb55_chemical
Brandssummercamp 2012 feb55_chemical
Brandssummercamp 2012 feb55_chemical
Brandssummercamp 2012 feb55_chemical
Brandssummercamp 2012 feb55_chemical
Upcoming SlideShare
Loading in...5
×

Brandssummercamp 2012 feb55_chemical

1,488

Published on

0 Comments
0 Likes
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

  • Be the first to like this

No Downloads
Views
Total Views
1,488
On Slideshare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
1
Actions
Shares
0
Downloads
39
Comments
0
Likes
0
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

Brandssummercamp 2012 feb55_chemical

  1. 1. สวนที่ 1 (ONET) .........โดย ผศ.ดร.พัชณิตา ธรรมยงคกิจ...............................หนา 2-37 สวนที่ 2 (PAT2)...........โดย อ.บัวแกว รัตนกมุท...............................................หนา 38-108 สวนที่ 3 (PAT2)...........โดย อ.กฤตน ชื่นเปนนิจ...............................................หนา 109-160
  2. 2. วิทยาศาสตร เคมี (2) ___________________________________ โครงการแบรนดซัมเมอรแคมป 2012 สารชีวโมเลกุล 1. คารโบไฮเดรต 1. Monosaccharide (CnH2nOn) เชน กลูโคส ฟรุกโตส กาแลกโตส 2. Disaccharide : Monosaccharide 2 โมเลกุล มารวมตัวกัน สามารถถูกไฮโดรลิซิสได Monosaccharide 2 โมเลกุล เชน C12H22O11 มีซูโครส มอลโตส แลคโตส การทดสอบกับสารละลายเบเนดิกต (สารละลายผสมระหวาง CuSO4, Na2CO3 และโซเดียมซิเตรต เปน Cu2+/OH- มีสีน้ําเงิน) O R C H + 2Cu2+ + 5OH- ∆ O R C -O + 2Cu2O + 3H2O มอนอแซกคาไรต และ สารละลายเบเนดิกต ตะกอนสีแดงอิฐ ไดแซกคาไรตทั่วไป ยกเวนซูโครส 3. Polysaccaride : เชน แปง ไกลโคเจน เซลลูโลส เกิดการไฮโดรลิซิสได Monosaccharide ที่เปน กลูโคสจํานวนมาก ใหผลบวกกับการทดสอบดวยน้ําแปง ไดเปนสารประกอบเชิงซอนสีน้ําเงิน
  3. 3. โครงการแบรนดซัมเมอรแคมป 2012____________________________________วิทยาศาสตร เคมี (3) 2. กรดอะมิโนและโปรตีน พันธะเพปไทด คือ พันธะโคเวเลนตที่เกิดขึ้นระหวาง C อะตอมในหมูคารบอกซิลของกรดอะมิโนโมเลกุล หนึ่งยึดกับ N อะตอม ในหมูอะมิโน ( NH2) ของกรดอะมิโนอีกโมเลกุลหนึ่ง ... H N C C OH 1R H N C C OH H O 2RH O H N C C OH 3RH O ... H H H (กรดอะมิโน) ... N C C 1RH O 2R H N C C H O H 3R N C C H O H ... (สารประกอบเพปไทด) พันธะเพปไทด สารที่ประกอบดวยกรดอะมิโน 2 โมเลกุล เรียกวา ไดเพปไทด สารที่ประกอบดวยกรดอะมิโน 3 โมเลกุล เรียกวา ไตรเพปไทด สารที่ประกอบดวยกรดอะมิโนตั้งแต 100 โมเลกุลขึ้นไป เรียกวา พอลิเพปไทด และเรียกพอลิเพปไทดนี้วา โปรตีน เอนไซมและโปรตีนบางชนิดเมื่อไดรับความรอน หรือเปลี่ยนคา pH หรือเติมตัวทําลายอินทรียบางชนิด จะ ทําใหเปลี่ยนโครงสรางจับเปนกอนตกตะกอน (Denature) การทดสอบโปรตีนหรือสารที่มีพันธะเพปไทด 2 พันธะขึ้นไปสามารถทําไดโดยใชสารละลายไบยูเรต (สารละลายผสมระหวาง CuSO4 กับ NaOH) ซึ่งมีสีฟา ผลบวกที่ได คือ ตะกอนสีมวง/น้ําเงิน 3. ไขมันและน้ํามัน ลิปด : ไดจากเนื้อเยื่อพืชและสัตว ละลายในตัวทําละลายอินทรีย เปนโมเลกุลโคเวเลนตไมมีขั้ว จึงไม ละลายน้ํา เชน ไตรกลีเซอไรด (ไขมัน, น้ํามัน) Wax ฟอสฟอลิปด สเตอรอยด เปนตน กรดไขมัน : ถาเปนหมูแอลคีลที่มีแตพันธะเดี่ยว กรดไขมันอิ่มตัว (สูตร CnH2n+1COOH) ถาเปนหมูแอลคีลที่มีพันธะคู กรดไขมันไมอิ่มตัว (สูตร CnHmCOOH, m < 2n + 1) nH2O R C O OH
  4. 4. วิทยาศาสตร เคมี (4) ___________________________________ โครงการแบรนดซัมเมอรแคมป 2012 กรดไขมันอิ่มตัวมีจุดเดือดและจุดเยือกแข็งสูงกวากรดไขมันไมอิ่มตัว ที่มีมวลโมเลกุลใกลเคียงกัน เนื่องจากโมเลกุลของกรดไขมันอิ่มตัวเปนสายตรงทําใหสามารถจัดเรียงโมเลกุลไดเปนระเบียบ ดังนั้น ไขมันซึ่ง เปนของแข็งและพบในสัตว ประกอบดวยกรดไขมันอิ่มตัวมากกวากรดไขมันไมอิ่มตัว สวนน้ํามันซึ่งเปนของเหลว และมักพบในพืชประกอบดวยกรดไขมันไมอิ่มตัวมากกวากรดไขมันอิ่มตัว ปฏิกิริยา 1. การเกิดกลิ่นเหม็นหืน เกิดจากปฏิกิริยาไฮโดรไลซิสกับน้ําโดยมีจุลินทรียเปนตัวเรงปฏิกิริยา หรือ ปฏิกิริยาออกซิเดชันกับอากาศทําใหไดสารประกอบอินทรียที่มีกลิ่นเหม็นหืน วิธีการปองกัน คือ การเก็บในที่ที่แหง หรือเติมสารกันเหม็นหืน (Antioxidiant) เชน วิตามิน E วิตามิน C สาร BHT 2. Saponification : (ไขมัน) HC OOCR OOCRCH2 OOCRCH2 + 3NaOH (กลีเซอรอล) HC OH OHCH2 + OHCH2 + Na3RCOO- สบู หมูคารบอกซิเลต (มีขั้ว) R + NaCO2 - หมูไฮโดรคารบอน (ไมมีขั้ว) สบู หมูซัลโฟเนต (มีขั้ว) R + NaSO3 - หมูไฮโดรคารบอน (ไมมีขั้ว) ผงซักฟอก จุลินทรียในน้ําสามารถยอยสลายเฉพาะสารประกอบซัลโฟเนตที่มีหมู R เปนหมูอัลคิลสายยาว 3. ไฮโดรจีเนชัน : การเตรียมเนยเทียม (Magarine) น้ํามน + H2/ตัวเรงปฏิกิริยา ไขมัน 4. แฮโลจีเนชัน : สังเกตการฟอกสีสารละลาย I2 ใชทดสอบปริมาณของกรดไขมันไมอิ่มตัว
  5. 5. โครงการแบรนดซัมเมอรแคมป 2012____________________________________วิทยาศาสตร เคมี (5) แบบทดฝกหัด 1. พิจารณาผลการทดลองตอไปนี้ สาร การทดลอง ผลที่ได X ตมกับ HCl แลวทําใหเปนกลางดวย NaOH และเติมสารละลายเบเนดิกต ตะกอนสีแดงอิฐ Y เติมสารละลาย NaOH ตามดวย CuSO4 เปลี่ยนเปนสีน้ําเงินมวง Z ตมกับ HCl กลิ่นคลายน้ําสมสายชู X, Y และ Z นาจะเปนสารใด ตามลําดับ 1) ไขขาว น้ําตาลทราย เอทิลอะซีเตต 2) น้ําตาลทราย ไขขาว เอทิลอะซีเตต 3) ไขขาว เอทิลอะซีเตต น้ําตาลทราย 4) เอทิลอะซีเตต ไขขาว น้ําตาลทราย 2. ถาไขมัน 92.1 g ทําปฏิกิริยาพอดีกับสารละลาย NaOH 12.0 g ไขมันนี้มีมวลโมเลกุลเทาใด 1) 461 2) 702 3) 307 4) 921 3. ผงซักฟอกที่ดีควรมีลักษณะดังขอใด 1) มีสารทําใหเกิดฟอง ตกตะกอนกับ Ca2+ และ Mg2+ ยอยสลายงายดวยจุลินทรีย 2) มีสารลดความตึงของน้ํา มีสารทําใหเกิดฟอง มีสารฟอกจาง 3) มีเกลือที่เปนอาหารของพืชน้ํา มีสารทําใหเกิดฟอง ไมตกตะกอนกับ Ca2+ และ Mg2+ 4) ไมตกตะกอนกับ Ca2+ และ Mg2+ ยอยสลายงายดวยจุลินทรีย มีสารลดความตึงผิวของน้ํา 4. พิจารณา ก, ข และ ค บนลูกศรของปฏิกิริยาตอไปนี้ โปรตีน ก กรดอะมิโน กลูโคส + ฟรักโทส ข ซูโครส + น้ํา ไขมันหรือน้ํามัน ค กรดไขมัน + กลีเซอรอล ขอใดกลาวถูกตอง ก ข ค 1) ปฏิกิริยาการรวมตัว ปฏิกิริยาไฮโดรลิซิส ปฏิกิริยาไฮโดรลิซิส 2) ปฏิกิริยาไฮโดรลิซิส ปฏิกิริยาการรวมตัว ปฏิกิริยาไฮโดรลิซิส 3) ปฏิกิริยาไฮโดรลิซิส ปฏิกิริยาไฮโดรลิซิส ปฏิกิริยาการรวมตัว 4) ปฏิกิริยาไฮโดรลิซิส ปฏิกิริยาการรวมตัว ปฏิกิริยาการรวมตัว
  6. 6. วิทยาศาสตร เคมี (6) ___________________________________ โครงการแบรนดซัมเมอรแคมป 2012 5. องคประกอบของน้ํามันและไขมันจากแหลงตางๆ เปนดังนี้ (หนวยเปนรอยละโดยมวล) ไขมัน กรดไมริสติก กรดปาลมิติก กรดสเตียริก กรดโอเลอิก กรดไลโนเลอิก น้ํามันมะกอก น้ํามันขาวโพด น้ํามันถั่วเหลือง น้ํามันหมู น้ํามันมะพราว* 1 1 1 1 18 5 10 6 25 8 5 4 2 15 2 80 35 20 50 6 7 46 50 6 1 (*องคประกอบสวนที่เหลือ คือ กรดลอริก (50 เปอรเซ็นต)) ขอใดผิด 1) น้ํามันมะกอกมีองคประกอบสวนใหญเปนไขมันไมอิ่มตัว 2) น้ํามันขาวโพดเหม็นหืนไดยากกวาน้ํามันหมู เพราะมีวิตามิน E ปองกันการเหม็นหืนอยู 3) น้ํามันถั่วเหลืองมีจุดแข็งสูงกวาน้ํามันมะพราว 4) น้ํามันขาวโพดจะทําปฏิกิริยากับโบรมีนไดมากกวาน้ํามันมะกอกในน้ําหนักเทากัน 6. สารในขอใดมีพันธะเพปไทดมากที่สุด 1) 22 NHCNHCNHCNHCNH O O O O 2) 322 CHCHNHCCHNHCCHNH O O 3CH 3CH 3) 222 NHCCHNHCCHNH O O 3CH 4) COHCHNHCCHNHCCHNHCCHNH 222 O O 3CH 3CH O O
  7. 7. โครงการแบรนดซัมเมอรแคมป 2012____________________________________วิทยาศาสตร เคมี (7) ปโตรเลียม เชื้อเพลิงซากดึกดําบรรพ (Fossil Fuel) หมายถึง เชื้อเพลิงที่ไดจากการหมักทับถมกันของสารอินทรียทั้ง จากพืชและสัตวเปนระยะเวลายาวนาน ในภาวะที่มีอุณหภูมิและความดันสูง และออกซิเจนจํากัด จนมีการ เปลี่ยนแปลงโครงสรางเปนเชื้อเพลิงที่นํามาใชใหเกิดพลังงานตางๆ เชื้อเพลิงซากดึกดําบรรพ มี 3 ประเภท ดังนี้ 1. ถานหิน 2. หินน้ํามัน 3. ปโตรเลียม 1. ถานหิน (Coal) เปนหินตะกอนที่กําเนิดมาจากซากพืช ลักษณะแข็งแตเปราะ มีสีน้ําตาลถึงดํา มีทั้งชนิดผิวมันและผิวดาน องคประกอบหลักในถานหิน คือ ธาตุคารบอน และธาตุอื่นๆ เชน ไฮโดรเจน ออกซิเจน ไนโตรเจน และกํามะถัน การเกิดและประเภทของถานหิน ทําเชื้อเพลิง ผลิตกระแสไฟฟา ถลุงโลหะ ทําเชื้อเพลิง พลังงานสูง (นอย) ปริมาณคารบอนองคประกอบ (มาก)
  8. 8. วิทยาศาสตร เคมี (8) ___________________________________ โครงการแบรนดซัมเมอรแคมป 2012 2. หินน้ํามัน (Oil Shale) หินน้ํามันใชเปนแหลงพลังงานไดเชนเดียวกับถานหิน ผลิตภัณฑที่ไดประกอบดวยน้ํามันกาด น้ํามันตะเกียง พาราฟน น้ํามันเชื้อเพลิง น้ํามันหลอลื่น ไข แนฟทา และผลิตภัณฑที่เปนผลพลอยไดอื่นๆ เชน แอมโมเนียม- ซัลเฟต สวนประกอบของหินน้ํามัน มี 2 ประเภท ดังนี้ 1. สารประกอบอนินทรีย ไดแก กลุมแรซิลิเกต กลุมแรคารบอเนต แรซัลไฟด และแรฟอสเฟต 2. สารประกอบอินทรีย ประกอบดวยบิทูเมน และเคอโรเจน บิทูเมนละลายไดในเบนซีน เฮกเซน และ ตัวทําละลายอินทรียอื่นๆ จึงแยกออกจากหินน้ํามันไดงาย สวนเคอโรเจนไมละลายในตัวทําละลาย หินน้ํามันที่มีสารอินทรียละลายอยูในปริมาณสูงจัดเปนหินน้ํามันคุณภาพดี แตถามีสารอนินทรียปนอยูมาก จะเปนหินน้ํามันคุณภาพต่ํา 3. ปโตรเลียม (Petroleum) น้ํามันดิบ มีลักษณะขนเหนียว จนถึงหนืดคลายยางมะตอย มีสีเหลือง เขียว น้ําตาลจนถึงดํา มีความ หนาแนนสูง แกสธรรมชาติ (Natural Gas) มีองคประกอบหลัก คือ สารประกอบไฮโดรคารบอนที่มีคารบอนใน โมเลกุล 1-5 อะตอม แกสธรรมชาติที่ใชในยานพาหนะที่เปนที่รูจักกันดี ไดแก - NGV (Natural Gas Vehicle) มีเทน, อีเทน - LPG (Liquid Petroleum Gas) โพรเพน, บิวเทน การสํารวจปโตรเลียม การสํารวจปโตรเลียมทําไดหลายวิธี และมีขั้นตอนตางๆ ดังนี้ 1. การสํารวจทางธรณีวิทยา (Geology) โดยทําแผนที่ภาพถายทางอากาศ 2. สํารวจทางธรณีวิทยาพื้นผิว โดยการเก็บตัวอยางหินไปศึกษา 3. การสํารวจทางธรณีฟสิกส (Geophysics) ไดแก การวัดความเขมสนามแมเหล็กโลก การวัดคาความ โนมถวงของโลก และการวัดคาความไหวสะเทือน (Seismic Wave) 4. การเจาะสํารวจ จะบอกใหทราบถึงความยากงายของการขุดเจาะเพื่อนําปโตรเลียมมาใช และบอกให ทราบวาสิ่งที่กักเก็บอยูเปนแกสธรรมชาติหรือน้ํามันดิบ และมีปริมาณมากนอยเพียงใด
  9. 9. โครงการแบรนดซัมเมอรแคมป 2012____________________________________วิทยาศาสตร เคมี (9) การกลั่นน้ํามันดิบ น้ํามันดับเปนของผสมของสารประกอบไฮโดรคารบอนหลายชนิด ทั้งแอลเคน ไซโคลแอลเคน น้ํา และ สารประกอบอื่นๆ การกลั่นน้ํามันดิบจึงใชการกลั่นลําดับสวน ซึ่งมีขั้นตอนดังนี้ เชื้อเพลิงแกสหุงตม (LPG) C1-C4 ทําสารเคมี วัสดุสังเคราะห C5-C7 ตัวทําละลาย แนฟทาเบา เครื่องยนตไอพนและตะเกียง C10-C19 น้ํามันกาด เชื้อเพลิง เครื่องยนตดีเซล C14-C19 น้ํามันดีเซล เชื้อเพลิง C19-C35 น้ํามันหลอลื่น ควบแนน อุณหภูมิ 320-385°C น้ํามันดิบ < 30°C 30-110°C 250-340°C 170-250°C 65-170°C > 350°C > 500°C น้ํามันเบนซิน แนฟทาหนัก C6-C12 ไข น้ํามันเตา และยางมะตอย C > C35 ชวงอุณหภูมิ ประโยชน การปรับปรุงคุณภาพน้ํามัน 1. กระบวนการแตกสลาย (Cracking Process) เปนกระบวนการทําใหสารประกอบไฮโดรคารบอน โมเลกุลใหญแตกออกเปนโมเลกุลเล็กลง โดยใชความรอนสูงประมาณ 500°C และมีตัวเรงปฏิกิริยาที่เหมาะสม C10H20 ตัวเรงปฏิกิริยา 500°C C8H16 + C2H6 2. กระบวนการรีฟอรมมิง (Reforming Process) เปนกระบวนการเปลี่ยนสารประกอบไฮโดรคารบอน โซตรงใหเปนไอโซเมอรแบบโซกิ่ง หรือการเปลี่ยนสารประกอบไฮโดรคารบอนแบบวงใหเปนสารอะโรมาติก โดยใช ความรอนสูงและมีตัวเรงปฏิกิริยา CH3 CH2 CH2 CH2 CH2 CH3 ตัวเรงปฏิกิริยา ความรอน CH3CH CH 3CH 3CH 3CH
  10. 10. วิทยาศาสตร เคมี (10) __________________________________ โครงการแบรนดซัมเมอรแคมป 2012 3. กระบวนการแอลคิเลชัน (Alkylation Process) เปนกระบวนการรวมสารประกอบแอลเคนและ แอลคีนโซกิ่งที่มีมวลโมเลกุลต่ํา เกิดเปนโมเลกุลสารประกอบแอลเคนที่มีโครงสรางเปนแบบโซกิ่งที่มีโมเลกุลใหญขึ้น 42SOH C3CH 32 CHCH + 3CH 3CH CH 3CH CH3CH 3CH C2CH 3CH 3CH 3CH 2, 2, 4-ไตรเมทิล-เพนเทน (ไอโซออกเทน) 4. กระบวนการโอลิโกเมอไรเซชัน (Oligomerization Process) เปนกระบวนการรวมสารประกอบ แอลคีนโมเลกุลเล็กเขาดวยกัน โดยใชความรอนหรือตัวเรงปฏิกิริยา เกิดเปนสารประกอบไฮโดรคารบอนที่มี จํานวนอะตอมคารบอนเพิ่มขึ้น และมีพันธะคูเหลืออยูในผลิตภัณฑ CH3 CH CH2 + CH3 CH 3CH CH CH CH3 ตัวเรงปฏิกิริยา CH3 CH 3CH CH2 CH 3CH CH CH CH3 เลขออกเทน (Octane Number) การกําหนดคุณภาพน้ํามันเบนซินกําหนดเปนเลขออกเทน ใชไอโซเมอรของออกเทนที่มีชื่อสามัญวา ไอโซออกเทน (iso-octane) เปนเชื้อเพลิงที่เหมาะกับเครื่องยนตที่ใชน้ํามันเบนซิน เพราะชวยปองกันการชิง จุดระเบิด ทําใหเครื่องยนตเดินเรียบ สารประกอบไฮโดรคารบอนที่ไมเหมาะเปนเชื้อเพลิง คือ เฮปเทน ชนิดโซตรง เพราะทําใหเครื่องยนตเกิดการชิงจุดระเบิดไดงาย C3CH 3CH 2CH 3CH CH 3CH 3CH CH3 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH3 2, 2, 4-ไตรเมทิล-เพนทีน เฮปเทนโซตรง ไอโซออกเทน (เลขออกเทน 100) เลขออกเทน 0 กําหนดเลขออกเทนดังนี้ น้ํามันเบนซินที่มีสมบัติในการเผาไหมเหมือนกับไอโซออกเทน มีเลขออกเทน 100 น้ํามันเบนซินที่มีสมบัติในการเผาไหมเหมือนกับเฮปเทน มีเลขออกเทน 0 ดังนั้น น้ํามันเบนซินที่มีเลขออกเทน 95 จะ “มีสมบัติในการเผาไหมเชนเดียวกับ” เชื้อเพลิงที่เกิดจาก การผสมไอโซออกเทนรอยละ 95 และเฮปเทนรอยละ 5 โดยมวล โพรพีน 4-เมทิล-2-เพนทีน 4, 6-ไดเมทิล-2-เฮปทีน
  11. 11. โครงการแบรนดซัมเมอรแคมป 2012___________________________________วิทยาศาสตร เคมี (11) สารเพิ่มคาออกเทน การเพิ่มคาออกเทนในอดีดทําโดยการเติมสารบางชนิดลงไปในน้ํามัน เชน เตตระเมทิลเลด หรือเตตระ- เอทิลเลด แตสารทั้งสองชนิดเมื่อเกิดการเผาไหมจะเกิดไอของสารประกอบของตะกั่วสูบรรยากาศ ในป พ.ศ. 2539 ไดเปลี่ยนมาใชเคมีอื่น เชน เมทิลเทอรเทียรีบิวทิลอีเทอร (MTBE) เอทานอล หรือเมทานอล และเรียก น้ํามันเบนซินชนิดนี้วา น้ํามันไรสารตะกั่ว (ULG : Unlead Gasoline) 23CHCH 23CHCH Pb 32CHCH 32CHCH CH3 Pb 3CH CH3 3CH C3CH 3CH 3CH 3CHO เตตระเอทิลเลด เตตระเมทิลเลด เมทิลเทอรเทียรีบิวทิลอีเทอร (MTBE) เลขซีเทน (Cetane Number) การกําหนดคุณภาพของน้ํามันดีเซล (Diesel) ที่ใชกับเครื่องยนตดีเซลใชเลขซีเทน โดยกําหนดใหซีเทน (C16H34) มีเลขซีเทน 100 และแอลฟาเมทิลแนฟทาลีน (C11H10) มีเลขซีเทน 0 ซึ่งการแปลความหมายของเลข ซีเทนเปนดังนี้ น้ํามันดีเซลที่มีสมบัติในการเผาไหมเหมือนกับซีเทน มีเลขซีเทน 100 น้ํามันดีเซลที่มีสมบัติในการเผาไหมเหมือนกับแอลฟาเมทิลแนฟทาลีน มีเลขซีเทน 0 CH3 (CH2)14 CH3 3CH ซีเทน (เลขซีเทน 100) แอลฟาเมทิลแนฟทาลีน (เลขซีเทน 0) ดีโซฮอล (Diesohol) เปนน้ํามันเชื้อเพลิงที่ไดจากการผสมน้ํามันดีเซลกับเอทานอลชนิดที่มีความบริสุทธิ์ 99.5% ขึ้นไป แตถาใช เอทานอลชนิดที่มีความบริสุทธิ์ 95% จะตองผสมสารเคมีประเภทอิมัลซิฟายเออรลงไปดวย เพื่อทําใหเอทานอลกับ น้ํามันดีเซลผสมเขากันโดยไมแยกชั้น
  12. 12. วิทยาศาสตร เคมี (12) __________________________________ โครงการแบรนดซัมเมอรแคมป 2012 ไบโอดีเซล (Biodiesel) ในความหมายสากลเปนเอสเทอรที่ผลิตจากน้ํามันพืชหรือน้ํามันสัตวโดยผานกระบวนการทางเคมีที่เรียกวา Transesterification คือ การนําน้ํามันพืชหรือน้ํามันสัตวไปทําปฏิกิริยากับแอลกอฮอลโดยมีกรดหรือเบสเปน ตัวเรงปฏิกิริยา จะไดเอสเทอรกับกลีเซอรอลเปนผลพลอยได ไบโอดีเซลที่ไดมีชื่อเรียกตามชนิดของแอลกอฮอล ถาเปนเมทิลแอลกอฮอลจะเรียกวา เมทิลเอสเทอร ถาเปนเอทิลแอลกอฮอล จะเรียกวา เอทิลเอสเทอร กลีเซอรอล 2CH O C O O C O 2CH O C O 33CH OH 2CH OH OHCH 2CH OH + เมทานอลไตรกลีเซอไรด CH 3R C O 3CHO เมทิลเอสเทอร + R R R แกสธรรมชาติและแกสปโตรเลียมเหลว แกสธรรมชาติและแกสปโตรเลียมเหลว (Liquefied Petroleum Gas : LPG) เปนแกสที่ไมมีกลิ่น จึงมีการ เติมสารเมอรแคปแทน (Mercaptan) เชน เมทิลเมอรแคปแทน (CH3 SH) หรือเอทิลเมอรแคปแทน (C2H5 SH) ซึ่งมีกลิ่นเหม็นเพื่อชวยเตือนใหทราบเมื่อมีแกสรั่ว ประเทศไทยมีโรงแยกแกส ที่ตําบลมาบตาพุด จังหวัดระยอง และที่อําเภอขนอม จังหวัดนครศรีธรรมราช แกสที่แยกไดเปนแกสหุงตม (โพรเพน + บิวเทน) สวนมีเทนจะสงไปตามทอไปยังโรงไฟฟา และโรงงานตางๆ เพื่อ ใชเปนเชื้อเพลิง และใชในการผลิตปุยเคมี สวนอีเทนและโพรเพนใชเปนสารตั้งตนในอุตสาหกรรมผลิตพลาสติก และเสนใย สารประกอบไฮโดรคารบอน (Hydrocarbon Compounds) ในปโตรเลียมและแกสธรรมชาติ สารประกอบไฮโดรคารบอนเปนสารที่มี C และ H เปนองคประกอบ เชน CH4, C2H6, C2H4 แตโดยทั่วไปสารประกอบไฮโดรคารบอนอาจมี O, N, S, F, Cl, Br, I ฯลฯ เปนองคประกอบรวม สมบัติของสารประกอบไฮโดรคารบอน ไมละลายน้ํา ยกเวน Alcohol และ Acid ที่จํานวน C ≤ 4 ความหนาแนนนอยกวาน้ํา เกิดปฏิกิริยาเผาไหมกับแกสออกซิเจน (หรือ ติดไฟได) ไดผลิตภัณฑเปนแกสคารบอนไดออกไซดและไอน้ํา สําหรับสารประกอบไฮโดรคารบอนชนิดอิ่มตัว (สูตรโมเลกุล คือ CnH2n+2) การเผาไหมจะเกิดอยางสมบูรณและ ไมเกิดเขมาถามีออกซิเจนเพียงพอ เชน 2 C6H14(g) + 19 O2(g) 12 CO2(g) + 14 H2O(g)
  13. 13. โครงการแบรนดซัมเมอรแคมป 2012___________________________________วิทยาศาสตร เคมี (13) สารประกอบไฮโดรคารบอนที่ไมอิ่มตัวหรือที่มีพันธะคูหรือพันธะสามระหวางอะตอมคารบอน (มีจํานวน H นอยกวา 2n+2) จะตองใชพลังงานมากเพื่อสลายพันธะเดิมกอนสรางพันธะใหมกับแกสออกซิเจนเกิดเปน CO2 ถาพลังงานที่ใชในการเผาไหมไมเพียงพอที่จะสลายพันธะคูหรือพันธะสามไดอยางสมบูรณ จะทําใหมีคารบอนที่ยัง ไมเกิดปฏิกิริยาเหลืออยูในรูปของเขมา สรุปปฏิกิริยา ปฏิกิริยา สาร ฟอกจางสี Br2 ที่สวาง ฟอกจางสี Br2 ที่มืด ฟอกจางสี KMnO4 เขมา (ติดไฟ) Alkane (CnH2n+2) Alkene (CnH2n) Alkyne (CnH2n-2) Aromatic ไมมีเขมา เขมา เขมามาก เขมามากๆๆๆ
  14. 14. วิทยาศาสตร เคมี (14) __________________________________ โครงการแบรนดซัมเมอรแคมป 2012 แบบทดฝกหัด 7. สําหรับผลิตภัณฑที่ไดจากการกลั่นลําดับสวนน้ํามันปโตรเลียม เมื่อเรียงลําดับจุดเดือดจากต่ําไปสูงขอใดถูก 1) แกสหุงตม น้ํามันเบนซิน น้ํามันดีเซล น้ํามันกาด 2) แกสหุงตม น้ํามันเบนซิน น้ํามันกาด น้ํามันดีเซล 3) แกสหุงตม น้ํามันกาด น้ํามันดีเซล น้ํามันเบนซิน 4) น้ํามันดีเซล น้ํามันกาด น้ํามันเบนซิน แกสหุงตม 8. ขอความใดไมถูกตองเกี่ยวกับน้ํามันที่มีเลขออกเทน 95 1) ไดจากการปรับปรุงน้ํามันที่มีเลขออกเทนต่ําโดยการเติมสารเพิ่มเลขออกเทน เชน MTBE 2) ทําใหเครื่องยนตเดินเรียบกวาน้ํามันที่มีเลขออกเทน 91 3) ประกอบดวยไอโซออกเทน 95 สวน และเฮปเทน 5 สวนโดยมวล 4) ใชไดกับเครื่องยนตแบบแกสโซลีน 9. นักเรียนคนหนึ่งนําน้ํามัน 3 ชนิด ที่มีเลขออกเทนตางๆ มาผสมกันตามจํานวนดังนี้ น้ํามัน เลขออกเทน จํานวน (ลิตร) X Y Z 100 90 80 10 15 20 น้ํามันผสมที่ไดมีเลขออกเทนเทาใด 1) 83 2) 87 3) 91 4) 95 10. กระบวนการปรับปรุงคุณภาพน้ํามันกระบวนการใดที่ไมมีการเปลี่ยนแปลงจํานวนคารบอนในโมเลกุลของ สารประกอบไฮโดรคารบอน 1) แอลคิลเลชัน 2) รีฟอรมมิง 3) โอลิโอเมอไรเซชัน 4) แตกสลาย
  15. 15. โครงการแบรนดซัมเมอรแคมป 2012___________________________________วิทยาศาสตร เคมี (15) พอลิเมอร (Polymer) พอลิเมอร เปนสารที่มีมวลโมเลกุลสูง เกิดจากโมเลกุลพื้นฐานที่เรียกวา มอนอเมอร (Monomer) จํานวน มากเชื่อมตอกันดวยพันธะโคเวเลนต ประเภทของพอลิเมอร 1. แบงตามการเกิด พอลิเมอรธรรมชาติ เชน โปรตีน แปง เซลลูโลส ยางธรรมชาติ พอลิเมอรสังเคราะห เชน พลาสติก ไนลอน ดาครอน และลูไซต 2. แบงตามโครงสราง พอลิเมอรแบบเสน : เกิดจากมอนอเมอรสรางพันธะตอกันเปน สายยาว โซพอลิเมอรเรียงชิดกันมากกวาโครงสรางแบบอื่นๆ จึงมีความหนาแนน และจุดหลอมเหลวสูง มีลักษณะแข็ง ขุนเหนียวกวาโครงสรางอื่นๆ เชน PVC, PS, PE, PP เปนตน พอลิเมอรแบบกิ่ง : เกิดจากการมีการแตกกิ่งกานสาขาจากโซหลัก ซึ่งทําใหโซพอลิเมอรไมสามารถจัดเรียงใหชิดกันไดมาก จึงมี ความหนาแนนและจุดหลอมเหลวต่ํา ยืดหยุนได ความเหนียวต่ํา โครงสรางเปลี่ยนรูปไดงายเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น เชน พอลิเอทิลีน ชนิดความหนาแนนต่ํา ไกลโคเจน เปนตน พอลิเมอรแบบรางแห : เกิดจากมอนอเมอรตอเชื่อมกันเปน รางแห พอลิเมอรชนิดนี้มีความแข็งแกรง และเปราะหักงาย พอลิเมอรแบบรางแหมีจุดหลอมเหลวสูง เมื่อขึ้นรูปแลวไม สามารถหลอมหรือเปลี่ยนรูปรางได เชน เบกาไลต เมลามีนใช ทําถวยชาม เปนตน 3. แบงตามปฏิกิริยาการเกิด ปฏิกิริยาพอลิเมอไรเซชันแบบควบแนน (Condensation Polymerization Reaction) : เกิดจาก มอนอเมอรที่มีหมูฟงกชันมากกวา 1 หมู ทําปฏิกิริยากันเกิดเปนพอลิเมอร และไดสารโมเลกุลขนาดเล็กเปน ผลพลอยได เชน น้ํา แกสไฮโดรเจนคลอไรด แอมโมเนีย หรือเอทานอล เชน ปฏิกิริยาระหวางกรดอะดิปกกับ เฮกซะเมทิลีนไดเอมีน ไดพอลิเมอรที่มีชื่อสามัญวา ไนลอน 6, 6
  16. 16. วิทยาศาสตร เคมี (16) __________________________________ โครงการแบรนดซัมเมอรแคมป 2012 NnH2 62 )(CH 2NH + nHO C O 42 )(CH C O OH NH 62 )(CH NH C O 42 )(CH C O n ไนลอน 6, 6 เฮกซะเมทิลีนไดเอมีน กรดอะดิปก       + O2nH2 หรือ NH C n       + O2nH22CH 2CH 2CH 2CH 2CH 2CH NH O C 2CH 2CH 2CH 2CH O หมูเอไมด 6C จาก เฮกซะเมทิลีนไดเอมีน 6C จาก กรดอะดิปก ปฏิกิริยาพอลิเมอไรเซชันแบบเติม (Addition Polymerization Reaction) : เกิดจากโมเลกุลของ มอนอเมอรที่มีพันธะคูระหวางคารบอนอะตอม เชน เอทิลีน โพรพิลีน ไวนิลคลอไรด และสไตรีน ทําปฏิกิริยาตอกัน ตรงบริเวณพันธะคูไดผลิตภัณฑเปนพอลิเมอรโดยไมมีสารโมเลกุลเล็กเกิดขึ้น เชน ปฏิกิริยาพอลิเมอไรเซชันของ ไวนิลคลอไรดเปนพอลิไวนิลคลอไรด ดังนี้ CHClCH2             C H H C Cl H ไวนิลคลอไรด พอลิไวนิลคลอไรด n 4. แบงตามชนิดของมอนอเมอรองคประกอบ โฮโมพอลิเมอร (Homopolymer) : เกิดจากมอนอเมอรชนิดเดียวกัน เชน พอลิไวนิลคลอไรด (ดังตัวอยางขางตน) แปง เซลลูโลส เปนตน โคพอลิเมอรหรือพอลิเมอรรวม (Copolymer) : เกิดจากมอนอเมอรตางชนิดกัน เชน ไนลอน 6, 6 (ดังตัวอยางขางตน) โปรตีนซึ่งเกิดจากกรดอะมิโนหลายชนิด พอลิเอสเทอร เปนตน
  17. 17. โครงการแบรนดซัมเมอรแคมป 2012___________________________________วิทยาศาสตร เคมี (17) 5. แบงตามลักษณะทางกายภาพ พลาสติก : แบงไดเปน 2 ประเภท เมื่อใชการเปลี่ยนแปลงของพลาสติกเมื่อไดรับความรอนเปน เกณฑ ดังนี้ - เทอรมอพลาสติก (Thermoplastic) เปนพลาสติกที่ออนตัวเมื่อไดรับความรอน และเมื่ออุณหภูมิลดลงจะแข็งตัว ถาใหความรอนอีก ก็จะออนตัว และสามารถทําใหกลับเปนรูปรางเดิมหรือเปลี่ยนรูปรางได โดยสมบัติของพลาสติกไมเปลี่ยนแปลง จึงสามารถนํากลับมาใชใหมได พอลิเมอรแบบนี้มีโครงสรางแบบเสนหรือโซกิ่ง มีการเชื่อมตอระหวางโซพอลิเมอร นอยมาก เชน พอลิเอทิลีน พอลิโพรพิลีน พอสไตรีน เปนตน - เทอรมอเซ็ตติงพลาสติก (Thermosetting Plastic) เปนพลาสติกที่ขึ้นรูปดวยการผานความรอน หรือแรงดันแลวจะไมสามารถนํากลับมาขึ้นรูปใหม ไดอีก เพราะมีการเชื่อมตอระหวางโซโมเลกุลแบบรางแห สามารถทนความรอนไดสูง แตถาทําใหมีอุณหภูมิสูงมาก จะแตกและไหมเปนเถา เชน พอลิฟนอลฟอรมาลดีไฮด พอลิเมลามีนฟอรมาลดีไฮด และพอลิยูรีเทน เปนตน เสนใย : มีโครงสรางโมเลกุลเหมาะสมตอการรีดและการปนเปนเสนดาย ซึ่งมีทั้งในธรรมชาติและที่ สังเคราะหขึ้นมา - เสนใยธรรมชาติ (Natural Fiber) ไดแก เซลลูโลส ซึ่งไดจากสวนตางๆ ของพืช ไดแก เสนใยหุมเมล็ดฝาย นุน ใยมะพราว เสนใย จากเปลือกไม เชน ลินิน ปอ กัญชา เสนใยจากใบ เชน สับปะรด ศรนารายณ สวนเสนใยที่ไดจากสัตวเปนเสนใย โปรตีน เชน ขนแกะ ขนแพะ และเสนใยจากรังไหม เสนใยเหลานี้มีสมบัติทั่วไปคลายโปรตีนอื่นๆ คือ เมื่อเปยกน้ํา จะมีความเหนียวและความแข็งแรงลดลง ถาถูกแสงแดดเปนเวลานานจะสลายตัวหรือกรอบ - เสนใยกึ่งสังเคราะห (Semi-Synthetic Fiber) เปนเสนใยที่สังเคราะหมาจากเซลลูโลส เพื่อปรับปรุงคุณภาพของเสนใยใหเหมาะสมกับการใช งานมากขึ้น เชน เซลลูโลสอะซิเตต เรยอน เซลลูโลสซานเทต - เสนใยสังเคราะห (Synthetic Fiber) เปนเสนใยที่ไดจากพอลิเมอรสังเคราะห เสนใยสังเคราะหบางชนิดมีสมบัติดีกวาเสนใยธรรมชาติ เชน มีความทนทานตอจุลินทรีย เชื้อรา แบคทีเรีย ไมยับงาย ไมดูดน้ํา ทนทานตอสารเคมี ซักงาย แหงเร็ว ตัวอยางเสนใยที่นํามาใชประโยชนอยางแพรหลาย เชน ไนลอน และโอรอน (พอลิอะคริโลไนไตรด) ยาง : - ยางธรรมชาติ ถูกนํามาใชในการผลิตสิ่งของหลายชนิด เชน ถุงมือแพทย กระเปาน้ํารอน ยางยืด ถุงยางอนามัย เบาหลอตุกตา ฟองน้ําสําหรับทําที่นอนและหมอน เปนตน โครงสรางทางเคมีของเนื้อยางธรรมชาติประกอบดวย มอนอเมอรไอโซพรีน (Isoprene) ที่เชื่อมตอกันอยูในชวง 1500 ถึง 15000 หนวย มีสูตรดังนี้ 2CH CC CH3 2CH H n ยางพารา (ซิส-พอลิไอโซพรีน)
  18. 18. วิทยาศาสตร เคมี (18) __________________________________ โครงการแบรนดซัมเมอรแคมป 2012 สูตรเคมีของไอโซพรีน คือ C5H8 มีสูตรโครงสรางดังนี้ CH3 CC 2CH H CH2 ไอโซพรีน นอกจากยางพาราแลวยังมีพืชบางชนิดที่ใหน้ํายางได เชน ตนยางกัตตา ตนยางพาราทา และ ตนยางชิคเคิล ซึ่งเคยใชทําสวนผสมในหมากฝรั่ง ยางจากพืชทั้ง 3 ชนิดนี้เปนพอลิไอโซพรีนเชนเดียวกับยางพารา แตมีโครงสรางตางกันดังนี้ CC 2CH H2CH CH3 n ยางกัตตา (ทราน-พอลิไอโซพรีน) วัลคาไนเซชัน เปนกระบวนการปรับปรุงคุณภาพยาง โดยใหยางทําปฏิกิริยากับกํามะถันใน ปริมาณเหมาะสม ที่อุณหภูมิสูงกวาจุดหลอมเหลวของกํามะถัน ทําใหเกิดพันธะโคเวเลนตของกํามะถันเชื่อมตอ ระหวางโซพอลิไอโซพรีนในบางตําแหนง ซึ่งทําใหยางมีสภาพคงตัวภายใตแรงกระทํา ทนตอความรอน แสง และ ละลายในตัวทําละลายยากขึ้น ปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นเปนดังนี้ CH2CH C 2CH 3CH n         CH2CH C 2CH 3CH n         + 8S CH2CH C 3CH CH S CHCH2CH C 3CH + Sx)H(8 2- n กอนวัลคาไนเซชัน หลังวัลคาไนเซชัน - x = จํานวนอะตอมของ S ซึ่งจะเปนเทาใดก็ได - สมการไมไดดุล เนื่องจากพันธะซัลไฟดเกิดแบบสุม การเติมซิลิกา ซิลิเกต และผงถาน ยังชวยเพิ่มความแข็งแกรงใหยางที่นําไปใชผลิตยางของ ยานยนต โดยเฉพาะอยางยิ่งผงถานจะชวยปองกันการสึกกรอนและถูกทําลายดวยแสงแดดไดดี - ยางสังเคราะห เชน พอลิบิวทาไดอีน มีสูตรโครงสรางพอลิเมอร คือ ( CH2 CH CH CH2 )n nCH2 CH CH2 ภาวะที่เหมาะสม ( CH2 CH CH CH2 )n Butadiene Polybutadiene
  19. 19. โครงการแบรนดซัมเมอรแคมป 2012___________________________________วิทยาศาสตร เคมี (19) พอลิคลอโรพรีนซึ่งเปนพอลิเมอรมีชื่อทางการคาวา นีโอพรีน มีสูตรโครงสราง คือ C2CH CH 2CH n         Cl นีโอพรีน ยางเอสบีอารหรือยางสไตรีน-บิวทาไดอีน เปนโคพอลิเมอรที่ไดจากปฏิกิริยาระหวาง สไตรีนกับ บิวทาไดอีน ถามีสไตรีนมากเรียกวาพลาสติกสไตรีน-บิวทาไดอีน ถามีบิวทาไดอีน มากเรียกวายางสไตรีน-บิวทาไดอีน ใชเปนสวนผสมในการผลิตยางรถยนต มีสมบัติทนทานตอการขัดถู และเกิดปฏิกิริยากับออกซิเจนไดยากกวา ยางธรรมชาติ แตมีความยืดหยุนนอย nCH2 CH CH CH2 + n CH CH2 ภาวะที่เหมาะสม ( CH2 CH CH CH2 CH CH2 )n แบบทดฝกหัด 11. ขอใดที่มีขอมูลสอดคลองตามลําดับหัวขอตอไปนี้ เสนใยธรรมชาติ เสนใยสังเคราะห ยางพารา เทอรมอพลาสติก 1) ขนแกะ พอลิเอไมด ยางพอลิบิวทาไดอีน พอลิยูรีเทน 2) ปอ พอลิเอสเทอร ยางพอลิไอโซพรีน พอลิเอทิลีน 3) ใยสับปะรด ไนลอน ยางพอลิคลอโรพรีน เมลามีน 4) เสนใยไหม เรยอน ยางสไตรีน-บิวทาไดอีน พอลิสไตรีน 12. A เปนมอนอเมอรที่ใชเตรียมยางสังเคราะห ซึ่งไมคอยทนไฟและสลายตัวงาย เมื่อปรับปรุง A ใหมจะได มอนอเมอร B ซึ่งใชเตรียมยางสังเคราะหที่ทนไฟ ทนตอน้ํามัน และสลายตัวยาก B อาจเปนสารในขอใด 1) H3C CH CH CH3 2) 32 CHCHCHCH 3CH 3) H2C CH CH CH2 4) 22 CHCCHCH Cl
  20. 20. วิทยาศาสตร เคมี (20) __________________________________ โครงการแบรนดซัมเมอรแคมป 2012 13. พอลิเมอรในตารางขางลางนี้ ไดจากมอนอเมอรตางๆ และแสดงการนําไปใชเปนผลิตภัณฑสําเร็จรูป พอลิเมอร มอนอเมอร สูตรมอนอเมอร ผลิตภัณฑ ก. ยางพารา ไอโซพรีน 22 CHCCHCH Cl ยางรถ ฟองน้ํา ข. พีวีซี ไวนิลคลอไรด 2CHCH Cl สายยาง ทอน้ํา ค. ใยไหม กรดอะมิโน RCH(NH2)COOH ผา ดาย ง. พอลิโพรพิลีน โพรพิลีน CH2 CHCH3 ขวด กระสอบ ขอมูลในขอใดถูกตอง 1) ก., ข. และ ค. 2) ก., ค. และ ง. 3) ข., ค. และ ง. 4) ก., ข. และ ง. 14. พิจารณาขอความตอไปนี้ ก. การใหความรอนกับเอทิลีน โดยมีตัวเรงปฏิกิริยา ข. การหยดสารละลายกรดซัลฟวริกลงไปในสารผสมของยูเรียกับฟอรมาลดีไฮด ค. การเติมกํามะถันลงไปในน้ํายาง ง. การเติมสารละลายโซเดียมไฮดรอกไซดลงในน้ําแปง ขอใดเปนการทําใหเกิดพอลิเมอร 1) ก. และ ข. 2) ก. และ ง. 3) ข., ค. และ ง. 4) ก., ค. และ ง. 15. พิจารณาขอมูลตอไปนี้ ก. พอลิเอทิลีนเปนเทอรมอเซตที่โมเลกุลมีการเชื่อมโยงเปนรางแห ไมสามารถนํามาหลอมใหมได ข. ภาชนะเมลามีนสามารถนํามารีไซเคิลหรือหลอมใชใหมได เพื่อลดมลภาวะ ค. พลาสติกที่มีโครงสรางโมเลกุลเปนโซตรงจะออนตัวเมื่อไดรับความรอน และแข็งตัวเมื่อลดอุณหภูมิลง เรียกวา เทอรมอพลาสติก ง. เทฟลอนที่ใชเคลือบภาชนะหุงตมนั้นเปนเทอรมอเซต เนื่องจากทนความรอนดีมาก และไมหลอมเหลว ขอใดผิด 1) ก. และ ข. 2) ก., ข. และ ง. 3) ก., ค. และ ง. 4) ก., ข., ค. และ ง.
  21. 21. โครงการแบรนดซัมเมอรแคมป 2012___________________________________วิทยาศาสตร เคมี (21) ปฏิกิริยาเคมี การเกิดปฏิกิริยาสามารถเขียนแทนดวยสมการเคมีดังตอไปนี้ R1(s) + R2(l) P1(g) + P2(aq) R สารตั้งตนสสาร P ผลิตภัณฑ (s) = solid ของแข็ง (l) = liquid ของเหลว (g) = gas แกส สถานะ (aq) = aqueous สารละลายที่มีน้ําเปนตัวทําละลาย ∆ เผาดวยเปลวไฟ X °C ควบคุมอุณหภูมิที่ X °C X mm(Hg) ควบคุมความดันที่ X มิลลิเมตรของปรอท UV ทําปฏิกิริยาภายใตแสง UV ))) กระตุนดวยคลื่นเสียงความถี่สูง สภาวะของปฏิกิริยา X (cat) ใช X เปนตัวเรงปฏิกิริยา และเมื่อพิจารณาถึงการเปลี่ยนแปลงเชิงพลังงานในปฏิกิริยา จะสามารถจําแนกปฏิกิริยาไดเปน 2 ประเภท ดังนี้ 1. ปฏิกิริยาดูดความรอน (Endothermic Reaction) - ตองการความรอนในการเกิดปฏิกิริยา : A + B + ความรอน → C + D - เมื่อทําปฏิกิริยาที่อุณหภูมิหอง ภาชนะที่ทําปฏิกิริยาจะเย็นลง 2. ปฏิกิริยาคายความรอน (Exothermic Reacton) - ใหความรอนหลังจากปฏิกิริยา : A + B → C + D + พลังงาน - เมื่อทําปฏิกิริยาที่อุณหภูมิหอง ภาชนะที่ทําปฏิกิริยาจะรอนขึ้น ทฤษฎีการชน ( Collision Theory ) การเกิดปฏิกิริยานั้น เปนผลมาจากการชนกันของโมเลกุลที่มีพลังงานมากพอ และมีทิศทางการชนที่ถูกตอง ซึ่งเมื่อมีองคประกอบดังนี้แลว อะตอมก็จะเกิดการเรียงตัวกันใหม มีการสลายพันธะเดิม และสรางพันธะใหม ขึ้นมาแทนที่ โดยโมเลกุลที่จะเกิดปฏิกิริยาได ตองมีพลังงานอยางนอยคาหนึ่งซึ่งจะมากพอที่จะทําใหพันธะเกิดการสลาย และสรางใหมได เรียกพลังงานนี้วา พลังงานกระตุน หรือพลังงานกอกัมมันต (Activation Energy) และยัง จะตองชนกันไดอยางถูกทิศทางดวย เรียกวา การชนกันอยางมีประสิทธิภาพ (Effective Collision) ดังรูปที่ เปรียบเทียบใหดูตอไปนี้
  22. 22. วิทยาศาสตร เคมี (22) __________________________________ โครงการแบรนดซัมเมอรแคมป 2012 รูปแสดงการชนที่ถูกทิศทาง รูปแสดงการชนที่ทิศทางไมเหมาะสม ดังนั้นปฏิกิริยาจะเกิดไดเร็วหรือชา จึงตองขึ้นอยูกับพลังงานของโมเลกุลและจํานวนครั้งของการชนที่เปน การชนอยางมีประสิทธิภาพ ถาพลังงานของโมเลกุลมีคาสูง และจํานวนครั้งของการชนที่มีประสิทธิภาพตอ 1 หนวยเวลาสูงขึ้น ปฏิกิริยาก็ยอมจะเกิดไดเร็วขึ้นเสมอ อัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี ปจจัยที่มีอิทธิพลตออัตราเร็วในการเกิดปฏิกิริยา 1. ปจจัยดานพลังงาน อุณหภูมิถาอุณหภูมิสูงพลังงานของโมเลกุลจะสูงไปดวย ทําใหปฏิกิริยาเกิดไดเร็วขึ้น 2. ปจจัยดานจํานวนการชนอยางมีประสิทธิภาพ 2.1 ความเขมขน สารละลายความเขมขนสูง ทําใหโอกาสการชนกันของโมเลกุลเพิ่มสูงขึ้น 2.2 ความดัน แกสความดันสูงมีผลเชนเดียวกับความเขมขน เพราะ P = c(RT) 2.3 พื้นที่ผิว ของแข็งพื้นที่ผิวมากจะมีโอกาสการชนไดมากขึ้นตามไปดวย 2.4 การคน ทําใหสารตั้งตนลอยเขามาชนกันไดเร็วขึ้นกวาการแพรของสารดวยตัวเอง 3. ปจจัยอื่นๆ 3.1 ตัวเรงปฏิกิริยา เรงใหปฏิกิริยาเกิดไดเร็วขึ้น ซึ่งมีกลไกการเรงปฏิกิริยาแตกตางกันไป 3.2 ตัวหนวงปฏิกิริยา หนวงใหปฏิกิริยาเกิดไดเร็วขึ้น ซึ่งมีกลไกการหนวงปฏิกิริยาแตกตางกันไป 3.3 ธรรมชาติของปฏิกิริยานั้นๆ เอง ซึ่งบางปฏิกิริยาเกิดไดเร็ว บางปฏิกิริยาเกิดไดชา การคํานวณอัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี สําหรับปฏิกิริยา aA + bB cC + dD อัตราเร็วในการเกิดปฏิกิริยาเคมีก็คือ การคํานวณหาอัตราเร็วในการลดลงของสารตั้งตน หรืออัตราเร็วใน การเพิ่มขึ้นของผลิตภัณฑ แตดวยสัมประสิทธิ์ที่แตกตางกัน จึงทําใหอัตราเร็วของการเกิดผลิตภัณฑแตละชนิด และอัตราเร็วในการลดลงของสารตั้งตนแตละชนิดไมเทากัน จึงคํานวณคาอัตราเร็วในการเกิดปฏิกิริยาไดวา อัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี = - t [A] a 1 ∆ ∆ = - t [B] b 1 ∆ ∆ = t [C] c 1 ∆ ∆ = t [D] d 1 ∆ ∆
  23. 23. โครงการแบรนดซัมเมอรแคมป 2012___________________________________วิทยาศาสตร เคมี (23) แบบทดฝกหัด พิจารณาขอมูลนี้ แลวตอบคําถามขอ 16-18 ปฏิกิริยา 2H2O2(aq) + B(s) 2H2O(l) + O2(g) + B(s) ความเขมขนเมื่อเริ่มตน / mol ⋅ dm-3การทดลอง H2O2 B อัตราการเกิด O2 mol ⋅ dm-3 ⋅ s-1 1 2 3 2 × 10-3 4 × 10-3 2 × 10-3 1 × 10-3 1 × 10-3 0 0.24 × 10-3 0.48 × 10-3 1.00 × 10-6 16. ขอมูลจากการทดลองทําใหสรุปไดวาอัตราการเกิดปฏิกิริยาขางตนขึ้นอยูกับความเขมขนของสารดังขอใด 1) ความเขมขนของ H2O2 เทานั้น 2) ความเขมขนของ H2O2 และ B 3) ความเขมขนของ O2 ที่เกิดขึ้น 4) ไมสามารถสรุปไดจากขอมูลที่มีอยู 17. อัตราการสลายตัวของ H2O2 ในการทดลองที่ 1 เปนเทาใด 1) 0.12 × 10-3 mol⋅ dm-3 ⋅ s-1 2) 0.48 × 10-3 mol⋅ dm-3 ⋅ s-1 3) 0.24 × 10-3 mol⋅ dm-3 ⋅ s-1 4) 0.96 × 10-3 mol⋅ dm-3 ⋅ s-1 18. ขอสรุปใดถูกตองเกี่ยวกับสาร B 1) อัตราการเกิด O2 แปรผันโดยตรงกับความเขมขนของสาร B 2) ปฏิกิริยาไมสามารถดําเนินไดอยางสมบูรณถาไมมีสาร B 3) สาร B ทําใหปฏิกิริยาสามารถเกิดผานขั้นตอนที่มีพลังงานกระตุนที่ต่ําลง 4) หนาที่ของสาร B คือทําใหโมเลกุล H2O2 มีการชนกันมากขึ้น
  24. 24. วิทยาศาสตร เคมี (24) __________________________________ โครงการแบรนดซัมเมอรแคมป 2012 19. พิจารณาปฏิกิริยาระหวางยูเรียในน้ําตอไปนี้ NH2C(O)NH2(aq) + H2O(l) 2NH3(g) + 2CO2(g) เมื่อปฏิกิริยามีการเปลี่ยนตัวแปรดังนี้ ก. อุณหภูมิเพิ่มขึ้น ข. ใชน้ําปริมาณมากขึ้น ค. ความดันเพิ่มขึ้น ง. เติมยูรีเอส ปฏิกิริยาจะเกิดเร็วขึ้นในกรณีใด 1) ก. และ ง. 2) ค. และ ง. 3) ก. และ ค. 4) ข. และ ง.
  25. 25. โครงการแบรนดซัมเมอรแคมป 2012___________________________________วิทยาศาสตร เคมี (25) โครงสรางของอะตอมและตารางธาตุ ทฤษฎีแบบจําลองอะตอมที่ใชอธิบายโครงสรางของอะตอมไดถูกพัฒนามาเปนลําดับ ดังแสดง แบบจําลองอะตอมแบบตางๆ Dalton Rutherford Bohr กลุมหมอกอิเล็กตรอน หนึ่งในแบบจําลองที่นิยมถูกนํามาใช คือ โครงสรางของนีล บอหร (Niel Bohr) ซึ่งอธิบายไววาอะตอมมี รูปรางเปนทรงกลม ตรงกลางเปนนิวเคลียสซึ่งมีนิวตรอนและโปรตอนอาศัยอยูรอบนิวเคลียสมีอิเล็กตรอนวิ่งวน โดยมีระดับชั้นของพลังงานที่แตกตางกัน ดังแสดง แตละธาตุมีความเฉพาะเจาะจงสําหรับแตละธาตุอันเนื่องมาจากความแตกตางของจํานวนนิวตรอน โปรตอน และอิเล็กตรอนนี้ โดยถูกเขียนออกมาในรูปสัญลักษณธาตุ สัญลักษณธาตุ X = ชื่อยอธาตุ Z = เลขอะตอม (Atomic Number) มีคาเทากับจํานวนโปรตอน (p) A = เลขมวล (Mass Number) มีคาเทากับจํานวนโปรตอน (p) + จํานวนนิวตรอน (n) n± = ประจุ (Charge) มีคาเทากับจํานวนโปรตอน (p) - จํานวนอิเล็กตรอน (e) ±nA Z X
  26. 26. วิทยาศาสตร เคมี (26) __________________________________ โครงการแบรนดซัมเมอรแคมป 2012 บางครั้งในตารางธาตุ เราจะเห็นสัญลักษณธาตุในรูปแบบที่แตกตางออกไป แตตัวเลขที่กํากับอยูก็ยังคงมี ความหมายเดิม เชน การจัดเรียงอิเล็กตรอน อิเล็กตรอนอาศัยอยูในสิ่งที่เรียกวา “ออรบิทัล” ที่มีระดับพลังงานแตกตางกัน ชนิดของออรบิทัล โดยที่ 1 ออรบิทัล บรรจุได 2e- ออรบิทัลสามารถแบงออกไดเปนหลายชนิด ซึ่งไดแก ชนิด s มี 1 ออรบิทัล ดังนั้น บรรจุไดมากที่สุด 2e- ชนิด p มี 3 ออรบิทัล ดังนั้น บรรจุไดมากที่สุด 6e- ชนิด d มี 5 ออรบิทัล ดังนั้น บรรจุไดมากที่สุด 10e- ชนิด f มี 7 ออรบิทัล ดังนั้น บรรจุไดมากที่สุด 14e- การจัดเรียงอิเล็กตรอนสามารถถูกเขียนไดในหลายรูปแบบ ไดแก 1. อยางละเอียด 1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p6, … 2. อยางยอ [Ne] 3s2, 3p6, … 3. อยางออรบิทัลไดอะแกรม 4. อยางงาย 2, 8, 18, 18, ... การเขียนในสามรูปแบบแรก อาศัยการเรียงระดับพลังงานของแตละออรบิทัลจากนอยไปมาก ตามแนว ลูกศรในรูปตอไปนี้ ในขณะที่การแสดงการจัดเรียงอิเล็กตรอนแบบที่สี่ แสดงจํานวนอิเล็กตอนในแตละระดับชั้น พลังงาน (จํานวนอิเล็กตรอนในชั้น n เดียวกัน) 1s 2s 2p
  27. 27. โครงการแบรนดซัมเมอรแคมป 2012___________________________________วิทยาศาสตร เคมี (27) หลักการจัดเรียงอิเล็กตรอนอยางงาย 1. อิเล็กตรอนจะบรรจุอยูในระดับพลังงานที่ต่ําที่สุดกอนเสมอ 2. ระดับพลังงานสุดทาย (Valence) มีอิเล็กตรอนเทาไรก็ไดแตจะตองไมเกิน 8 3. ระดับพลังงานอื่นๆ ตองมีอิเล็กตรอนเปนจํานวน 2, 8, 18 หรือ 32 อิเล็กตรอน โดยจะตองเปนตัวเลข ที่มากที่สุดที่เปนไปได ตัวอยางการจัดเรียงอิเล็กตรอนในอะตอมของธาตุบางชนิด ชื่อธาตุ ชื่อยอธาตุ เลขอะตอม การจัดอิเล็กตรอนในอะตอม ตามระดับพลังงาน เวเลนซ อิเล็กตรอน ลิเทียม Li 3 โบรอน B 5 แมกนีเซียม Mg 12 โปแทสเซียม K 19 อารเซนิก As 33 ทิน (ดีบุก) Sn 50 ซีเซียม Cs 55 เรดอน Rn 86 การจัดเรียงอิเล็กตรอนจะทําใหเราทราบถึงจํานวนอิเล็กตรอนที่อยูในระดับพลังงานชั้นสุดทาย ซึ่งมีผลตอ สมบัติทางกายภาพและทางเคมีของธาตุนั้นๆ ไอโซโทป (Isotope) หมายถึง อะตอมของธาตุชนิดเดียวกัน (มีจํานวนโปรตอนหรือเลขอะตอมเทากัน) แตจํานวนนิวตรอนตางกัน (หรือมีมวลตางกัน) ยกตัวอยางเชน ไอโซโทปของคารบอน สัญลักษณธาตุ เลขมวล จํานวน p จํานวน n (= เลขมวล - จํานวน p) จํานวน e- C12 6 C13 6 C14 6 ไอโซโทน (Isotone) หมายถึง ธาตุตางชนิดกันที่มีจํานวนนิวตรอนเทากัน แตมีจํานวนโปรตอน (เลข อะตอม) ไมเทากัน ซึ่งทําใหเลขมวลไมเทากันไปดวย เชน สัญลักษณนิวเคลียร เลขมวล จํานวน p จํานวน n จํานวน e- O18 8 F19 9
  28. 28. วิทยาศาสตร เคมี (28) __________________________________ โครงการแบรนดซัมเมอรแคมป 2012 ไอโซบาร (Isobar) หมายถึง ธาตุตางชนิดกันที่มีเลขมวลเทากัน แตมีจํานวนโปรตอน (เลขอะตอม) ไม เทากัน ซึ่งทําใหจํานวนนิวตรอนไมเทากันไปดวย เชน สัญลักษณนิวเคลียร เลขมวล จํานวน p จํานวน n จํานวน e- P30 15 Si30 14 ไอโซอิเล็กทรอนิก (Isoelectronic) หมายถึง ธาตุตางชนิดกันที่มีจํานวนอิเล็กตรอนเทากัน เชน สัญลักษณนิวเคลียร เลขมวล จํานวน p จํานวน n จํานวน e- N14 7 + O16 8 ตารางธาตุ จํานวนเวเลนซอิเล็กตรอนของธาตุในหมู 1A-8A จะตรงกับหมายเลขหมูของธาตุนั้นๆ ธาตุในแตละหมู ถูกจัดกลุมดังรูปตอไปนี้
  29. 29. โครงการแบรนดซัมเมอรแคมป 2012___________________________________วิทยาศาสตร เคมี (29) แบบทดฝกหัด 20. ขอใดถูกเกี่ยวกับจํานวนอนุภาคใน U235 92 1) มีจํานวนโปรตอนเทากับ 92 2) มีจํานวนนิวตรอนเทากับ 235 3) มีจํานวนอิเล็กตรอนเทากับ 143 4) มีจํานวนโปรตอนเทากับ 143 21. อะตอมคูใดเปนไอโซโทปกัน 1) Aa x , Aa y 2) Aa x , Ab x 3) Aa x , Bb y 4) Aa x , Ba y 22. อนุภาคในขอใดมีจํานวนอิเล็กตรอนและจํานวนโปรตอนมากที่สุด 1) -222 10 A 2) -320 11B 3) -235 15C 4) -429 12D 23. พิจารณาสัญลักษณและเลขอะตอมของธาตุตอไปนี้ 28A 17B 53C 39D 56E ขอใดจัดธาตุเหลานี้ในกลุมที่ถูกตอง ธาตุแอลคาไลนเอิรท ธาตุแฮโลเจน ธาตุแทรนซิชัน 1) E, A B C, D 2) A B, C D, E 3) E B, C A, D 4) E, A B, C D
  30. 30. วิทยาศาสตร เคมี (30) __________________________________ โครงการแบรนดซัมเมอรแคมป 2012 ธาตุและสารประกอบ H He 1 2 Li Be B C N O F Ne 3 4 5 6 7 8 9 10 Na Mg Al Si P S Cl Ar 11 12 13 14 15 16 17 18 K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 Cs Ba Lu Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn 55 56 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 Fr Ra Lr Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Uub Uut Uuq Uup Uuh Uuo 87 88 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 118 La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 แนวโนมของสมบัติบางประการในตารางธาตุ ขนาดอะตอม 1. คาบเดียวกัน : โปรตอนนอย (หมูนอย) → แรงดึงดูดอิเล็กตรอนเขาใกลนิวเคลียสมีนอย → ขนาดใหญ 2. หมูเดียวกัน : คาบมากขึ้น → จํานวนระดับพลังงานมากขึ้น → ขนาดใหญ แนวโนมของความเปนโลหะ/ความวองไวการเกิดปฏิกิริยาของโลหะ และเปนเหมือนกับแนวโนมของขนาดอะตอมใหญที่สุด = Fr เล็กที่สุด = He
  31. 31. โครงการแบรนดซัมเมอรแคมป 2012___________________________________วิทยาศาสตร เคมี (31) ความเปนโลหะ และความเปนอโลหะ ความเปนโลหะขึ้นกับความสามารถในการปลอยอิเล็กตรอนออกไป ธาตุพยายามจัดเรียงอิเล็กตรอนใหเปนเหมือนกาซเฉื่อย ดังนั้นสําหรับธาตุในคาบเดียวกัน - ธาตุในหมูทางซายจึงอยากเสียอิเล็กตรอนไปมากกวาที่จะรับมา → โลหะ - ธาตุในหมูทางขวาจึงอยากรับอิเล็กตรอนมามากกวาที่จะเสียไป → อโลหะ เมื่อจํานวนระดับพลังงานเพิ่มมากขึ้น นิวเคลียสจะมีแรงดึงดูดอิเล็กตรอนวงนอกสุดนอย ดังนั้น สําหรับธาตุในหมูเดียวกัน (หมู 3A-7A) - ธาตุในคาบดานบนเสียอิเล็กตรอนไปไดยาก → อโลหะ - ธาตุในคาบดานลางจึงอยากเสียอิเล็กตรอนไปไดงาย → โลหะ ธาตุที่อยูติดเสนขั้นบันได จะมีสมบัติเปนกึ่งโลหะ พันธะเคมี เรียงลําดับตามความแข็งแรงจากมากไปนอยไดดังนี้ พันธะโลหะ ระหวางไอออนบวกกับทะเลอิเล็กตรอน (โลหะ + โลหะ) นําไฟฟา นําความรอน และมันวาว เนื่องจากอิเล็กตรอนอิสระเคลื่อนที่ได ตีเปนแผนหรือรีดเปนเสนได เพราะเกิดการเลื่อนไถลของระนาบไอออนบวก m.p. + b.p. สูงมากๆ (สถานะของแข็ง ยกเวนปรอท) พันธะไอออนิก ระหวางไอออนบวกกับไอออนลบ (โลหะ + อโลหะ) นําไฟฟา นําความรอนไดเมื่อหลอมเหลวหรือละลายน้ํา แข็ง แตเปราะ m.p. + b.p. สูง (สถานะของแข็ง) Li F Li+ F-
  32. 32. วิทยาศาสตร เคมี (32) __________________________________ โครงการแบรนดซัมเมอรแคมป 2012 พันธะโคเวเลนต ระหวางอะตอม โดยการใชอิเล็กตรอนรวมกัน (อโลหะ + อโลหะ) จํานวนพันธะ ∝ ความแข็งแรง ∝ ธะความยาวพันBond 1 ไมนําไฟฟา ไมนําความรอน m.p. + b.p. พิจารณาจากแรงยึดเหนี่ยวภายนอกโมเลกุล (สถานะมีไดทั้งของแข็ง ของเหลว แกส) โครงรางตาขาย เชน C (Graphite, Diamond), SiO2 (ทราย, แกว) ธาตุกัมมันตรังสี อะตอมใดของธาตุกัมมันตรังสีจะไมเสถียร และสลายตัวไปไดเองในธรรมชาติ เกิดเปนไอโซโทปใหม ถายัง ไมเสถียรก็จะสลายตัวตอไปอีก จนไดไอโซโทปมีความเสถียรมากพอ การสลายตัวจะหยุด ครึ่งชีวิต อัตราการสลายตัวของธาตุกัมมันตรังสี จะไมขึ้นอยูกับสภาพแวดลอม แตละไอโซโทปจะสลายตัวดวยอัตราเร็ว ที่แตกตางกัน แตจะคอยๆ ชาลงเรื่อยๆ เมื่อมีปริมาณของไอโซโทปนั้นๆ ลดลง ธรรมชาติของการสลายตัวของ ธาตุกัมมันตภาพรังสีจึงถูกอธิบายโดย “ครึ่งชีวิต” ซึ่งก็คือ เวลาที่ธาตุสลายตัวไปครึ่งหนึ่งของปริมาณตั้งตน ดังแสดง เวลา (ชั่วโมง) T 2T 3T 4T 5T 6T 7T 12.5 25.0 50.0 100.0 รอยละ T หรือ t1/2 = ครึ่งชีวิต F F2
  33. 33. โครงการแบรนดซัมเมอรแคมป 2012___________________________________วิทยาศาสตร เคมี (33) ตัวอยางคาครึ่งชีวิตของไอโซโทปบางชนิด ไอโซโทป ครึ่งชีวิต ไอโซโทป ครึ่งชีวิต Uuo-294 Ag-110 Fr-223 At-210 Cu-64 Hg-197 1.29 × 10-3 24 22 8.3 12.8 65 s s m h h h I-131 Ag-111 Zn-65 C-14 U-238 Th-232 3 7.5 245 5700 4.5 × 109 1.4 × 1010 d d d y y y s = วินาที m = นาที h = ชั่วโมง d = วัน y = ป ตัวอยางแผนภูมิการสลายตัวของธาตุกัมมันตรังสี C-14 มีครึ่งชีวิต 5700 ป ระยะเวลา (ป) 0 น้ําหนัก (กรัม) 8.00 ∴ C-14 หนัก 8 กรัม สลายตัวไป 5 ครึ่งชีวิต จะเหลืออยู ______ กรัม ใชเวลารวม ______ ป สรุปสมบัติของธาตุและสารประกอบ 1. การละลายน้ํา 1.1 สารประกอบไอออนิกที่ละลายน้ําได - หมู 1 - + 4NH - - 3NO - - 3ClO - - 4ClO - CH3COO- - หมู 7 ยกเวน Ag+, Pb2+, Hg2+ 1.2 สารประกอบไอออนิกที่ไมละลายน้ํา - โลหะ กับ OH-, O2-, S2- ยกเวน หมู 1, หมู 2 (Ca, Sr, Ba, Ra) - โลหะทรานซิชัน กับ OH-, ประจุ 2-, 3- ยกเวน CuSO4, CdSO4 - หมู 2 กับ -2 3CO , -2 4SO , -3 4PO ยกเวน MgSO4
  34. 34. วิทยาศาสตร เคมี (34) __________________________________ โครงการแบรนดซัมเมอรแคมป 2012 1.3 ความเปนกรด-เบสของสารละลาย - สารประกอบคลอไรด - โลหะ มีฤทธิ์เปนกลาง ยกเวน Be, หมู 3, ทรานซิชัน เปนกรด - อโลหะ มีฤทธิ์เปนกรด ยกเวน CCl4, NCl3 ไมละลายน้ํา - สารประกอบออกไซด - โลหะ มีฤทธิ์เปนเบส ยกเวน BeO, Al2O3 ไมละลายน้ํา - อโลหะ มีฤทธิ์เปนกรด ยกเวน SiO2 ไมละลายน้ํา - สารประกอบซัลไฟด - โลหะ มีฤทธิ์เปนเบส - อโลหะ มีฤทธิ์เปนกรด 2. ปฏิกิริยาที่ควรรู 2.1 การเผาไหม CxHy + (x + 4 y ) O2 xCO2 + 4 y H2O 2.2 MgCO3 MgO + CO2 CaCO3 CaO + CO2 2.3 โลหะ + กรด (H+) H2(g) 2.4 -2 3CO หรือ - 3HCO + กรด (H+) CO2(g) 2.5 กรด + เบส เกลือ + น้ํา 3. สี สีเปลวไฟ สีสารประกอบ (โลหะทรานซิชัน) สีแกส สีของหลอดไฟ เมื่อบรรจุแกส Na - เหลือง Ba - เขียวออน Cu - เขียว Sr - แดง Ca - แดงอิฐ K - มวง Cu+ เขียว Cu2+ ฟา Fe2+ เขียว Fe3+ สม Cr2+ ฟา Cr3+ เขียว Cr6+ เหลืองสม Mn2+ น้ําตาล Mn3+ ดํา Mn6+ เขียว Mn7+ มวง F2 - เหลืองจาง (ไมมีสี) Cl2 - เขียวจาง (ไมมีสี) Br2 - สม น้ําตาล I2 - มวง H2 - มวง Ne - แดง Hg - เขียว
  35. 35. โครงการแบรนดซัมเมอรแคมป 2012___________________________________วิทยาศาสตร เคมี (35) แบบทดฝกหัด 24. ให X เปนธาตุที่มีเลขอะตอม 8 ธาตุ X จะเกิดพันธะชนิดใดกับธาตุตอไปนี้ 1) พันธะไอออนิกกับ 17A 2) พันธะไอออนิกกับ 56B 3) พันธะโคเวเลนตกับ 13C 4) พันธะโคเวเลนตกับ 20D 25. สมบัติของธาตุไฮโดรเจนในขอใดบางที่ไมเหมาะกับการจัดธาตุนี้ไวในหมูเดียวกับโลหะแอลคาไล ก. จํานวนเวเลนตอิเล็กตรอน ข. ชนิดของสารประกอบและพันธะ ค. จุดหลอมเหลวและจุดเดือด ง. พลังงานไอออไนเซชัน 1) ก. และ ง. 2) ข. และ ค. 3) ข., ค. และ ง. 4) ก., ข., ค. และ ง. 26. สารประกอบคลอไรดของธาตุ A มีสูตร ACl2 และมีสีฟาอมเขียว เมื่อนํามาละลายน้ําแลวเติมสารละลาย แอมโมเนียจะเกิดตะกอนสีฟาของ A(OH)2 ซึ่งเมื่อเติมสารละลายแอมโมเนียมากขึ้น ตะกอนจะละลายให สารละลายสีน้ําเงินเขม A ควรอยูตําแหนงใดในตารางธาตุ 1) คาบ 3 หมู IIA 2) คาบ 3 หมู IIIA 3) คาบ 4 หมู IB 4) คาบ 4 หมู IIIB 27. ออกไซดของธาตุ X และ Y มีสมบัติบางประการดังนี้ ออกไซด จุดหลอมเหลว ความเปนกรด–เบสของสารละลายในน้ํา XO2 Y2O ต่ํากวา 0°C สูงกวา 1000°C กรด เบส ธาตุในขอใดมีโอกาสที่จะเปน X และ Y ตามลําดับ 1) C และ Cl 2) C และ Na 3) S และ Cl 4) S และ Be 28. ถาทิ้งไอโซโทปกัมมันตรังสีชนิดหนึ่ง 20.0 กรัม ไวนาน 28 วัน ปรากฏวามีไอโซโทปนั้นเหลืออยู 1.25 กรัม ครึ่งชีวิตของไอโซโทปนี้มีคาเทาใด 1) 28 วัน 2) 20 วัน 3) 12 วัน 4) 7 วัน
  36. 36. วิทยาศาสตร เคมี (36) __________________________________ โครงการแบรนดซัมเมอรแคมป 2012 ผูชวยศาสตราจารย ดร. พัชณิตา ธรรมยงคกิจ ภาควิชาเคมี คณะวิทยาศาสตร จุฬาลงกรณมหาวิทยาลัย การศึกษา พ.ศ. 2541 วิทยาศาสตรบัณฑิต (เกียรนิยมอันดับหนึ่ง) คณะวิทยาศาสตร จุฬาลงกรณมหาวิทยาลัย พ.ศ. 2545 ปริญญาเอก (Dr.rer.nat.), Eberhard Karls Universität Tübingen, ประเทศเยอรมนี ประสบการณวิจัย 10/2548-ปจจุบัน อาจารยประจําภาควิชาเคมี คณะวิทยาศาสตร จุฬาลงกรณมหาวิทยาลัย 01/2552-12/2553 นักวิจัยทุนรางวัล Marie Curie International Incoming Research Fellowship, ดูแลโครงการวิจัยรวมกับ Linz Institute for Organic Solar Cells (LIOS), Institute of Physical Chemistry, Johannes Kepler University Linz, ประเทศ ออสเตรีย 04/2545-07/2548 นักวิจัย Postdoc (Postdoctoral researcher) ในกลุมวิจัยของ Prof. Jonathan S. Lindsey, Department of Chemistry, North Carolina State University, Raleigh, North Carolina, ประเทศสหรัฐอเมริกา 04/2542-02/2545 ผูชวยวิจัย (ในฐานะนักà

×