สารและสมบัติของสาร
พอลิเมอร์
คือ สารที่มีขนาดใหญ่ ซึ่งเกิดจากการรวมตัวของสารขนาดเล็ก (มอนอเมอร์) จำนวนมาก
3.1 พลาสติก แบ่งเป็น
• เทอร์มอพลาสติก มีโครงสร้างแบบโซ่ตรงหรือโซ่กิ่ง ยืดหยุ่น และโค้งงอได้
เมื่อได้รับความร้อนจะอ่อนตัว สามารถเปลี่ยนรูปร่างกลับไปมาได้ เพราะสมบัติไม่มีการเปลี่ยนแปลง
• เทอร์มอเซต มีโครงสร้างแบบตาข่าย
มีความแข็งแรงมาก เมื่อได้รับความร้อนจะไม่อ่อนตัว แต่จะเกิดการแตกหัก ไม่สามารถเปลี่ยนรูปร่างได้ เพราะสมบัติมีการเปลี่ยนแปลง
3.2 ยาง แบ่งเป็น
• ยางธรรมชาติ เกิดจากมอนอเมอร์ คือ ไอโซพรีน รวมตัวกันเป็นพอลิไอโซพรีน ดังนี้
มีความยืดหยุ่น ทนต่อแรงดึงทนต่อการขัดถู ทนนํ้า นํ้ามันพืชและสัตว์ แต่ไม่ทนนํ้ามันเบนซินและตัวทำละลายอินทรีย์ เมื่อได้รับความเย็นจะแข็งและเปราะ แต่เมื่อได้รับความร้อนจะอ่อนตัวและเหนียว
• ยางสังเคราะห์ (ยางเทียม) เช่น
:
ยาง IR (Isoprene Rubber) มีโครงสร้างเหมือนยางธรรมชาติ มีสิ่งเจือปนน้อย
คุณภาพสมํ่าเสมอ
: ยาง SBR (Styrene - Butadiene Rubber) ทนต่อการขัดถูแต่ไม่ทนต่อแรงดึง ใช้ทำพื้นรองเท้า สายยาง
ปิโตรเลียม
เกิดจาก ซากพืชซากสัตว์ที่ตายทับถม แล้วถูกย่อยสลาย เกิดเป็นสารประกอบไฮโดรคาร์บอน
2.1 นํ้ามันปิโตรเลียม ประเทศไทยพบครั้งแรกที่ อ.ฝาง
จ.เชียงใหม่
และต่อมาพบที่ อ.ลานกระบือ
จ.กำแพงเพชร
การกลั่นนํ้ามันปิโตรเลียม เรียกว่า การกลั่นลำดับส่วน โดยใช้ความร้อน 350-400 oC จะได้ผลิตภัณฑ์ เรียงตามลำดับจากจุดเดือดตํ่าไปสูง ดังนี้
มีเทน อีเทน โพรเพน บิวเทน เบนซิน ก๊าด ดีเซล หล่อลื่น เตา ไข ยางมะตอย
2.2 ก๊าซธรรมชาติ ประเทศไทยพบบริเวณอ่าวไทยและมีมากในเชิงพาณิชย์ และพบที่ อ.นํ้าพอง
จ.ขอนแก่น
ส่วนใหญ่เป็นก๊าซมีเทน ร้อยละ 80-95
ปฏิกิริยาการเผาไหม้ คือ ปฏิกิริยาระหว่างสารไฮโดรคาร์บอนกับก๊าซออกซิเจน แบ่งเป็น
-
การเผาไหม้ที่สมบูรณ์ เกิดเมื่อมีก๊าซ O2 มากเพียงพอ จะได้ CO2
และ H2O ซึ่งจะไม่มีเถ้าถ่าน และเขม่า
-
การเผาไหม้ไม่สมบูรณ์ เกิดเมื่อมีก๊าซ O2 น้อย จะได้ CO ซึ่งจะไปจับกับฮีโมโกลบินในเม็ดเลือดแดง ทำให้ร่างกายเกิดการขาดออกซิเจน อาจเกิดอาการหน้ามืด เป็นลมหรือเสียชีวิตได้
2.3 เชื้อเพลิงในชีวิตประจำวัน
-
ก๊าซมีเทน (CH4) ใช้ในการผลิตกระแสไฟฟ้า ใช้ในรถปรับอากาศเครื่องยนต์ยูโร-2
-
ก๊าซหุงต้ม ประกอบด้วย ก๊าซโพรเพน (C3H8) และก๊าซบิวเทน (C4H10) ที่ถูกอัดด้วยความดันสูง จนมีสถานะเป็นของเหลวเรียกว่า LPG (Liquid Petroleum Gas)
เลขออกเทน เป็นตัวเลขบอกคุณภาพของนํ้ามันเบนซิน โดยกำหนดให้
ไอโซออกเทน มีประสิทธิภาพการเผาไหม้ดี ทำให้เครื่องยนต์เดินเรียบ มีเลขออกเทน 100
นอร์มอลเฮปเทน มีประสิทธิภาพการเผาไหม้ไม่ดี ทำให้เครื่องยนต์กระตุก มีเลขออกเทน 0
- นํ้ามันดีเซล บอกคุณภาพโดยใช้เลขซีเทน
ปฏิกิริยาเคมี
เกิดจาก สารเริ่มต้น เข้าทำปฏิกิริยากัน แล้วทำให้เกิดสารใหม่ เรียกว่า ผลิตภัณฑ์
4.1 ปฏิกิริยาเคมีในชีวิตประจำวัน
- ปฏิกิริยาการเผาไหม้ของถ่านหิน จะมีกำมะถัน (S) เมื่อเผาไหม้กำมะถันจะทำปฏิกิริยากับก๊าซออกซิเจนทำให้เกิดก๊าซซัลเฟอร์ไดออกไซด์และเมื่อทำปฏิกิริยากับนํ้าฝน ทำให้เกิดกรดกำมะถัน/กรดซัลฟิวริก
(ฝนกรด)
- การเผาไหม้เชื้อเพลิงในเครื่องยนต์ จะเกิดก๊าซ NO2 กลายเป็นฝนกรดไนตริกได้
- ปฏิกิริยาการเกิดสนิมเหล็ก (Fe2O3) เกิดจาก ปฏิกิริยาระหว่างเหล็กกับก๊าซออกซิเจน
- ปฏิกิริยาการสลายตัวของโซเดียมไฮโดรเจนคาร์บอเนต (ผงฟู) ด้วยความร้อนจะได้ก๊าซ CO2 และ
H2O
- สารไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ เมื่อได้รับแสงและความร้อน จะสลายตัว ดังนั้น จึงต้องเก็บไว้ในที่มืด
- ปฏิกิริยาการสลายตัวของหินปูน (CaCO3) ด้วยความร้อน ได้ปูนขาว (CaO) ใช้ในการผลิตปูนซีเมนต์
- ปฏิกิริยาระหว่างหินปูนกับกรดไนตริก / กรดซัลฟิวริก ทำให้สิ่งก่อสร้างสึกและเกิดหินงอกหินย้อย
สารชีวโมเลกุล
คือ สารที่มี C และธาตุ H เป็นองค์ประกอบ มีขนาดใหญ่และพบในสิ่งมีชีวิตเท่านั้น มี 4 ประเภท ได้แก่
1. ไขมัน และนํ้ามัน ประกอบด้วยธาตุ C H O มีหน้าที่ดังนี้
ป้องกันการสูญเสียนํ้า ช่วยทำให้ผิวชุ่มชื้น ป้องกันการสูญเสียความร้อน ช่วยทำให้ร่างกายอบอุ่น ช่วยให้ผมและเล็บมีสุขภาพดี ช่วยละลายวิตามิน A D E K (ไขมัน 1 กรัม ให้พลังงาน
9 กิโลแคลอรี )
ไขมัน เป็นสารไตรกลีเซอไรด์ ซึ่งเกิดจากกรดไขมัน 3 โมเลกุล กับ
กลีเซอรอล 1 โมเลกุล
กรดไขมันไม่อิ่มตัว + ก๊าซออกซิเจน ทำให้เกิดกลิ่นเหม็นหืน
แสดงว่า นํ้ามันพืช จะเกิดกลิ่นเหม็นหืนได้ง่าย แต่ในธรรมชาติจะมีวิตามินE ซึ่งเป็นสารต้านหืน
การผลิตสบู่ จากปฏิกิริยาสะปอนนิฟิเคชัน ได้จาก การต้มไขมันกับเบส (โซเดียมไฮดรอกไซด์ / NaOH)
2. โปรตีน ( C H O N ) มีหน้าที่ ช่วยเสริมสร้างการเจริญเติบโตและซ่อมแซมเนื้อเยื่อ ช่วยรักษาสมดุลนํ้าและกรด-เบส
เป็นส่วนประกอบของเอนไซม์ ฮอร์โมน เลือด และภูมิคุ้มกัน (1 กรัม ให้พลังงาน
4 KCal)
หน่วยย่อย คือ กรดอะมิโน มีทั้งหมด 20 ชนิด แบ่งเป็น
• กรดอะมิโนที่จำเป็น มี 8 ชนิด ซึ่งร่างกายสร้างไม่ได้ ต้องกินจากอาหารเข้าไป
• กรดอะมิโนที่ไม่จำเป็น มี 12 ชนิด ซึ่งร่างกายสามารถสังเคราะห์ได้เอง
การแปลงสภาพโปรตีน คือ การที่ทำให้โครงสร้างของโปรตีนถูกทำลาย เช่น แข็งตัวเมื่อได้รับความร้อน เมื่อได้รับสารละลายกรด-เบส
เมื่อได้รับไอออนของโลหะหนัก
คุณค่าทางชีววิทยา หมายถึง คุณภาพของโปรตีนที่นำมาสร้างเป็นเนื้อเยื่อได้(ไข่
100%)
3. คาร์โบไฮเดรต ( C H O ) มีหน้าที่ดังนี้
- เป็นแหล่งพลังงานหลักของคน (1 กรัมให้พลังงาน 4 กิโลแคลอรี) แบ่ง 3 ประเภท ดังนี้
3.1 มอโนแซ็กคาไรด์ ( นํ้าตาลโมเลกุลเดี่ยว ) แบ่งเป็น
• นํ้าตาลที่มีสูตรเป็น C5H10O5 เรียกว่า ไรโบส
• นํ้าตาลที่มีสูตรเป็น C6H12O6 เช่น กลูโคส ฟรุกโตส ( ฟรักโตส ) กาแลกโทส
3.2 ไดแซ็กคาไรด์ ( นํ้าตาลโมเลกุลคู่ )
• กลูโคส + กลูโคส = มอลโทส พบในข้าว เมล็ดพืช ใช้ในการทำเบียร์ อาหารทารก
• กลูโคส + ฟรุกโตส = ซูโครส หรือ นํ้าตาลทราย พบมากในอ้อย
• กลูโคส + กาแลกโทส = แลกโทส พบมากในนํ้านม
3.3 พอลิแซ็กคาไรด์ (นํ้าตาลโมเลกุลใหญ่ )
• แป้ง เกิดจากกลูโคสหลายพันโมเลกุลมาต่อกัน แบบสายยาวและแบบกิ่ง พบมากในพืช
- ร่างกายคนย่อยสลายได้ด้วยเอนไซม์ที่มีในนํ้าลาย (อะไมเลส)
• เซลลูโลส เกิดจากกลูโคสประมาณ 50,000 โมเลกุล ต่อกันแบบสายยาว
เป็นเส้นใยพืช
- ร่างกายคนย่อยสลายไม่ได้ ช่วยกระตุ้นให้ลำไส้ใหญ่เคลื่อนไหว ทำให้อุจจาระอ่อนนุ่ม
• ไกลโคเจน เกิดจากกลูโคสเป็นแสนถึงล้านโมเลกุลมาต่อกันแบบกิ่ง พบในคนและสัตว์ ที่ตับและกล้ามเนื้อ เป็นแหล่งพลังงานสำรอง โดยจะสลายกลับคืนเป็นกลูโคส เมื่อร่างกายขาดแคลนพลังงาน
4. กรดนิวคลีอิก ( C H O N P ) มีหน่วยย่อย เรียกว่า นิวคลีโอไทด์
DNA ประกอบด้วย นิวคลีโอไทด์ มาเชื่อมต่อกันเกิดเป็นสายยาว 2 สายพัน กันเป็นเกลียว
โดยเกาะกันด้วยคู่ไนโตรเจนเบสที่เฉพาะเจาะจง คือ อะดีนีน (A) กับ ไทมีน (T) กวานีน (G) กับ ไซโตซีน (C)
ธาตุและสารประกอบ
พันธะเคมี คือ แรงยึดเหนี่ยวระหว่างอะตอมของธาตุ โดยแบ่งเป็น
- พันธะไอออนิก : เกิดจากโลหะกับอโลหะ เช่น NaCl CaO
- พันธะโควาเลนซ์ : เกิดจากอโลหะกับอโลหะ เช่น H2 Cl2 CO2 CH4
ธาตุหมู่ 1A และ 2A เป็นโลหะ เป็นของแข็ง
จุดเดือด / จุดหลอมเหลวสูง นำไฟฟ้าได้
ธาตุหมู่ 1A มีเวเลนซ์อิเล็กตรอนเป็น 1 จึงหลุดออกง่าย ทำให้มีประจุ +1 เช่น Na+ มีความว่องไวต่อปฏิกิริยาสูงมาก ลุกไหม้ได้อย่างรวดเร็ว เกิดปฏิกิริยากับนํ้ารุนแรง
ธาตุหมู่ 2A มีเวเลนซ์อิเล็กตรอนเป็น 2 จึงสูญเสียได้ง่าย ทำให้มีประจุ +2 เช่น Mg2+
ธาตุหมู่ 7A (Halogen) เป็นอโลหะ อยู่เป็นโมเลกุลมี
2 อะตอม เช่น F2 Cl2 Br2 I2
At2
•
มีเวเลนซ์อิเล็กตรอนเป็น 7 จึงสามารถรับอิเล็กตรอนได้อีก 1 กลายเป็นไอออนประจุ -1
•
มีความว่องไวต่อปฏิกิริยาเคมีมาก
ธาตุหมู่ 8A เป็นอโลหะ มีสถานะเป็นก๊าซ อยู่เป็นอะตอมอิสระ : He Ne Ar Kr Xe Rn
•
มีเวเลนซ์อิเล็กตรอนเป็น 8 จึงมีความเสถียรมาก ไม่ว่องไวต่อปฏิกิริยาเคมี จึงเรียกว่า ก๊าซเฉื่อย
โลหะแทรนซิชัน เป็นโลหะ มีสมบัติกายภาพเหมือนโลหะหมู่ 1A / 2A แต่สมบัติเคมีแตกต่างกัน
ธาตุกึ่งโลหะ คือ ธาตุที่มีสมบัติบางประการคล้ายโลหะและบางประการคล้ายอโลหะ เช่น
อะลูมิเนียม (Al)
มีความหนาแน่นตํ่า จึงแข็งแรงแต่นํ้าหนักเบา นำไฟฟ้า/ความร้อนดี
เช่น
บอกไซด์ :ใช้ทำโลหะอะลูมิเนียม อุปกรณ์ไฟฟ้า
เครื่องครัว ห่ออาหาร
คอรันดัม หรือ อะลูมิเนียมออกไซด์ : ทำอัญมณีที่มีสีตามชนิดของโลหะแทรนซิชัน
สารส้ม (Al(SO4)2 . 12H2O) : ใช้ในการทำนํ้าประปาหรือกวนนํ้าให้ตกตะกอน
ซิลิกอน (Si)
- อะตอมยึดต่อกันด้วยพันธะโคเวเลนซ์ ในรูปโครงผลึกร่างตาข่าย เป็นสารกึ่งตัวนำ ใช้ทำแผงวงจรไฟฟ้าและอุปกรณ์ไฟฟ้า
ธาตุกัมมันตรังสี คือ ไอโซโทปของธาตุที่มีนิวตรอนต่างจากโปรตอนมากๆ ทำให้ไม่เสถียร จึงสลายตัว โดยปลดปล่อยรังสีออกมา ซึ่งตรวจหาและวัดรังสี โดยใช้ไกเกอร์มูลเลอร์เคาน์เตอร์