สารเคมีกับชีวิตและสิ่งแวดล้อม

สารเคมีกับชีวิตและสิ่งแวดล้อม

สารเคมีในชีวิตประจำวัน

• ในชีวิตประจำวัน เราจะต้องเกี่ยวข้องกับสารหลายชนิด ซึ่งมีสารเคมีเป็นองค์ประกอบ

• เราสามารถจำแนกเป็นสารสังเคราะห์และสารธรรมชาติ เช่น สารปรุงรสอาหาร สารแต่งสีอาหาร สารทำความสะอาด สารกำจัดแมลงและสารกำจัดศัตรูพืช เป็นต้น

• ในการจำแนกสารเคมีนั้น ใช้เกณฑ์ต่าง ๆ ดังต่อไปนี้

เกณฑ์การจำแนกสารเคมี

1. สารปรุงแต่งอาหาร

2. เครื่องดื่ม

3. สารทำความสะอาด

4. สารกำจัดแมลง และสารกำจัดศัตรูพืช

5. เครื่องสำอาง

 1. สารปรุงแต่งอาหาร

1.1 ความหมายสารปรุงแต่งอาหาร สารปรุงแต่ง อาหาร หมายถึง สารปรุงรสอาหารใช้ใส่ในอาหารเพื่อทำให้อาหารมีรสดีขึ้น หรือ เพิ่มรสชาติต่างๆ เช่น

- น้ำตาล ให้รสหวาน

- เกลือ น้ำปลา ให้รสเค็ม

- น้ำส้มสายชู น้ำมะนาว ซอสมะเขือเทศ ให้รสเปรี้ยว

1.2 ประเภทของสารปรุงแต่งอาหาร แบ่งเป็น 2 ประเภท คือ

1. ได้จากการสังเคราะห์ เช่น น้ำส้มสายชู น้ำปลา ซีอิ๊ว ซอสมะเขือเทศ

2. ได้จากธรรมชาติ เช่น เกลือ น้ำมะนาว น้ำมะขามเปียก อัญชัน เป็นต้น

2. เครื่องดื่ม

เครื่องดื่ม หมายถึง สิ่งที่มนุษย์จัดเตรียมสำหรับดื่ม และมักจะมี “น้ำ”เป็นองค์ประกอบหลักบางประเภทได้คุณค่าทางโภชนาการ บางประเภทดื่มแล้วไปกระตุ้นระบบประสาท และบางประเภทดื่มเพื่อดับกระหาย

แบ่งออกเป็น 7 ประเภท ได้แก่ น้ำดื่มสะอาด น้ำผลไม้ นม น้ำอัดลม เครื่องดื่มบำรุงกำลัง ชาและกาแฟ และเครื่องดื่มแอลกอฮอล์

ประเภทของเครื่องดื่ม

1) น้ำดื่มสะอาด เป็นเครื่องดื่มที่ไม่สิ่งอื่นเจือปน เป็นประโยชน์ต่อกระบวนการต่างๆ ในร่างกาย

2) น้ำผลไม้ เป็นเครื่องดื่มที่มีประโยชน์มากอย่างหนึ่ง ควรเป็นน้ำผลไม้สด โดยผู้ผลิตจะนำผลไม้ที่มีมากในฤดูกาลมาคั้นเอาเฉพาะน้ำ

3) นม เป็นแหล่งสำคัญของแคลเซียมและโปรตีน ช่วยให้กระดูกเจริญเติบโตและแข็งแรง

4) น้ำอัดลม เป็นเครื่องดื่มที่ไม่มีส่วนผสมของแอลกอฮอล์ ประกอบด้วย น้ำ, น้ำตาล, สารปรุงแต่งที่เรียกว่า หัวน้ำเชื้อ ซึ่งเป็นส่วนผสมของสารที่ให้กลิ่นและสี, และกรดคาร์บอนิกซึ่งถูกอัดเข้าในภาชนะบรรจุ บางชนิดอาจมีส่วนผสมของน้ำผลไม้เล็กน้อย

5) เครื่องดื่มชูกำลังคือเครื่องดื่มที่ให้พลังงาน มีส่วนผสมของคาเฟอีน (Caffeine) เทารีน (Taurine)อินโนซิทอล (Inositol) และซูโครสหรือน้ำตาลทราย (Sucrose) เป็นต้นเหมาะกับกลุ่มคนที่มีความต้องการทำงานอย่างต่อเนื่องเป็นระยะเวลานาน

6) ชาและกาแฟเป็นเครื่องดื่มที่มีคาเฟอีน มีผู้บริโภคเป็นจำนวนมาก และมีการทำไร่ผลิตชาและเมล็ดกาแฟหลายแห่งด้วยกัน เป็นอุตสาหกรรมชั้นนำประเภทหนึ่ง

7) เครื่องดื่มแอลกอฮอล์ มีเอทิลแอลกอฮอล์ผสมอยู่ ได้แก่ สุรา แอลกอฮอล์มีฤทธิ์กดระบบประสาทส่วนกลาง ผู้ที่กินเหล้าในปริมาณไม่มาก จะรู้สึกผ่อนคลาย เนื่องจากแอลกอฮอล์ไปกดจิตใต้สำนึกที่คอยควบคุมตนเองอยู่ แต่หากดื่มปริมาณมากขึ้นจะทำให้อาการเสียการทรงตัว พูดไม่ชัดหรือ หมดสติในที่สุด

3. สารทำความสะอาด

3.1 ความหมายของสารทำความสะอาด  สารทำความสะอาด หมายถึง สารที่มีคุณสมบัติในการกำจัดความสกปรกต่างๆ ตลอดจนฆ่าเชื้อโรค

3.2 ประเภทของสารทำความสะอาด แบ่งตามการเกิด ได้ 2 ประเภท คือ

1) ได้จากการสังเคราะห์ เช่น น้ำยาล้างจาน สบู่ก้อน สบู่เหลว แชมพูสระผมผงซักฟอก สารทำความสะอาดพื้นเป็นต้น

2) ได้จากธรรมชาติ เช่น น้ำมะกรูด มะขามเปียก เกลือ เป็นต้นแบ่งตามวัตถุประสงค์ในการใช้งานเป็นเกณฑ์ แบ่งออกได้เป็น 4 ประเภท คือ

2.1 สารประเภททำความสะอาดร่างกาย ได้แก่ สบู่ แชมพูสระผม เป็นต้น

2.2 สารประเภททำความสะอาดเสื้อผ้า ได้แก่ สารซักฟอกชนิดต่างๆ

2.3 สารประเภททำความสะอาดภาชนะ ได้แก่ น้ำยาล้างจาน เป็นต้น

2.4 สารประเภททำความสะอาดห้องน้ำ ได้แก่ สารทำความสะอาด ห้องน้ำทั้งชนิดผงและชนิดเหลวสมบัติของสารทำความสะอาด   สารทำความสะอาด เช่น สบู่ แชมพูสระผม สารล้างจาน สารทำความสะอาดห้องน้ำ สารซักฟอก บางชนิดมีสมบัติเป็นกรด บางชนิดมีสมบัติเป็นเบสซึ่ง

ทดสอบได้ด้วยกระดาษลิตมัส

สาร ทำความสะอาด ห้องน้ำและเครื่องสุขภัณฑ์บางชนิดมีสมบัติเป็นกรดสามารถกัดกร่อนหินปูนที่ยา ไว้ระหว่างกระเบื้องปูพื้นหรือฝาห้องน้ำบริเวณ เครื่องสุขภัณฑ์ ทำให้คราบสกปรกที่เกาะอยู่หลุดลอกออกมาด้วย ถ้าใช้สาร ชนิดนี้ไปนานๆ พื้นและฝาห้องน้ำจะสึกกร่อนไปด้วย และยังทำให้ผู้ใช้เกิดความระคายเคืองของระบบทางเดินหายใจและผิวหนังอีกด้วย

4. สารกำจัดแมลง และสารกำจัดศัตรูพืช

4.1 ความหมายของสารกำจัดแมลงและสารกำจัดศัตรูพืชสารกำจัดแมลงและสารกำจัดศัตรูพืช หมายถึง สารเคมีที่ผลิตขึ้นเพื่อใช้

ป้องกันการกำจัด และควบคุมแมลงต่างๆ ไม่ให้มารบกวน มีทั้งชนิดผง ชนิดเม็ด และชนิดน้ำ

4.2 ประเภทของสารกำจัดแมลงและสารกำจัดศัตรูพืช แบ่งเป็น 2 ประเภท คือ

1. ได้จากการสังเคราะห์ เช่น สารฆ่ายุง สารกำจัดแมลง เป็นต้น

2. ได้จากธรรมชาติ เช่น เปลือกมะนาว เปลือกมะกรูด เปลือกส้ม เป็นต้น

5. เครื่องสำอาง

5.1 ความหมายของเครื่องสำอาง เครื่องสำอาง หมายถึง ผลิตภัณฑ์ที่ใช้ทา ถู นวด โรย พ่น หยอด ใส่ อบร่างกาย เพื่อใช้ทำความสะอาดเพื่อให้เกิดความสดชื่น ความสวยงาม และเพิ่มความมั่นใจ

5.2 ประเภทของเครื่องสำอาง แบ่งเป็น 5 ประเภท คือ

1 ) สำหรับผม เช่น แชมพู ครีมนวด เจลแต่งผม ฯลฯ

2 ) สำหรับร่างกาย เช่น สบู่ ครีม และโลชั่นทาผิว ยาทาเล็บ น้ำยาดับ กลิ่นตัว แป้งโรยตัว ฯลฯ

3 ) สำหรับใบหน้า เช่น ครีม โฟมล้างหน้า แป้งผัดหน้า ลิปสติก ดินสอเขียนคิ้วและดินสอเขียนขอบตา

4 ) น้ำหอม

5 ) เบ็ดเตล็ด เช่น ครีมโกนหนวด ผ้าอนามัย ยาสีฟัน ฯลฯ

1.1 ความหมายสารเเละสมบัติของสาร

สมบัติของสาร  หมายถึง  ลักษณะประจำตัวของสารแต่ละชนิดซึ่งแตกต่างจากสารอื่น เช่น กระดาษติดไฟได้   แต่แม่เหล็กไม่ติดไฟ  ออกซิเจนอยู่ใสสถานะก๊าซที่อุณหภูมิและความดันปกติ  แต่น้ำเป็นของเหลว  น้ำส้มสายชูมีรสเปรี้ยวแต่น้ำมีรสจืด  น้ำมีจุดเดือด  100 เซลเซียส แต่เอธานอลมีจุดเดือด 78.5  องศาเซลเซียส  สมบัติของสารแบ่งออกเป็น 2 ประเภท

1. สมบัติทางกายภาพ  หมายถึง  ลักษณะภายนอกของสารที่ได้จากการสังเกตหรือทราบได้จากการทดลองง่าย  ๆ เช่น สี  กลิ่น  รส  จุดเดือด  จุดหลอมเหลว  ความแข็ง  การนำไฟฟ้า  การนำความร้อน  ความหนาแน่น  ความถ่วงจำเพาะ  ลักษณะผลึก  เป็นต้น

2.  สมบัติทางเคมี  เป็นสมบัติที่ทราบได้โดยอาศัยการเปลี่ยนแปลงทางเคมี  หรือเป็นสมบัติที่เกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงจากสารหนึ่งไปเป็นสารอื่น ๆ เช่น  เหล็กเป็นสนิม  ถ่านเมื่อเผาไหม้เกิดก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์  สังกะสีเมื่อทำปฏิกิริยากับกรดไฮโดรคลอริกได้ก๊าซไฮโดรเจน  เป็นต้น

ตัวอย่างเช่นถ้ากำหนดสมบัติของสารให้ สามารถจัดจำพวกได้หลายวิธี ซึ่งขึ้นอยู่กับเกณฑ์ที่กำหนด

โซเดียมคลอไรด์ (เกลือแกง)

มีสถานะเป็นของแข็ง

สมบัติของสาร

1. ความสามารถในการนำไฟฟ้า

   - ไม่นำไฟฟ้า

2. สี

   - ขาว

3. การละลายน้ำ

    - ละลายได้

4. ความเป็นกรด-เบสของสารละลาย

    - กลาง

                               แนพทาลีน (ลูกเหม็น)

มีสถานะเป็นของแข็ง

สมบัติของสาร

1. ความสามารถในการนำไฟฟ้า

   -ไม่นำไฟฟ้า

2. สี

   -ขาว

3. การละลายน้ำ

   -ไม่ละลายน้ำ

4. ความเป็นกรด-เบสของสารละลาย

                                  ทองแดง

มีสถานะเป็นของแข็ง

สมบัติของสาร

1. ความสามารถในการนำไฟฟ้า

    -นำไฟฟ้า

2. สี

   -แดงส้ม

3. การละลายน้ำ

    -ไม่ละลาย

4. ความเป็นกรด-เบสของสารละลาย

                                     เหล็ก

มีสถานะเป็นของแข็ง

สมบัติของสาร

1. ความสามารถในการนำไฟฟ้า

   - นำไฟฟ้า

2. สี

   เทา

3. การละลายน้ำ

    -ไม่ละลาย

4. ความเป็นกรด-เบสของสารละลาย

                                         ปรอท

มีสถานะเป็นของเหลว 

สมบัติของสาร

1. ความสามารถในการนำไฟฟ้า

   -นำไฟฟ้า

2. สี

    -เงิน

3. การละลายน้ำ

    -ไม่ละลาย

4. ความเป็นกรด-เบสของสารละลาย

จากสมบัติของสารสามารถจัดจำพวกสารได้หลายวิธีดังนี้   

1.  จัดสารในตารางเป็นหมวดหมู่โดยใช้สถานะเป็นเกณฑ์   สามารถแบ่งสารออกได้ 3 กลุ่ม  ได้แก่

      1. ของแข็ง  ได้แก่  โซเดียมคลอไรด์  แคลเซียมคาร์บอเนต  แนพทาลีน  ทองแดง  กำมะถัน  โซเดียมไฮดรอกไซด์  พลาสติก  และเหล็ก

      2.  ของเหลว ได้แก่  เอธานอล  น้ำเกลือ  น้ำเชื่อม  ปรอท  และโบรมีน

      3.  ก๊าซ  ได้แก่  คลอรีน  คาร์บอนไดออกไซด์  และไฮโดรเจน

2. จัดสารที่กล่าวมาข้างต้นเป็นหมวดหมู่โดยใช้การนำไฟฟ้าเป็นเกณฑ์  สามารถแบ่งได้ 2 กลุ่ม คือ

      1.  สารที่ไม่นำไฟฟ้า  ได้แก่  โซเดียมคลอไรด์  แคลเซียมคาร์บอเนต  แนพทาลีน  กำมะถัน  เอธานอล  คลอรีน  โซเดียมไฮดรอกไซด์  คาร์บอนไดออกไซด์  พลาสติก  ไฮโดรเจน  น้ำเชื่อม  และโบรมีน

      2.  สารที่นำไฟฟ้า  ได้แก่  ทองแดง  น้ำเกลือ  เหล็ก  ปรอท

3.  จัดสารที่กล่าวมาข้างต้นเป็นหมวดหมู่โดยใช้สถานะและการนำไฟฟ้าเป็นเกณฑ์  สามารถแบ่งสารออกได้  5  กลุ่ม คือ

       1. ของแข็งที่ไม่นำไฟฟ้า  ได้แก่  โซเดียมคลอไรด์  แคลเซียมคาร์บอเนต  แนพทาลีน  กำมะถัน  โซเดียมไฮดรอกไซด์  และพลาสติก

       2.  ของแข็งที่นำไฟฟ้าได้        ได้แก่  ทองแดง  และเหล็ก

       3.  ของเหลวที่นำไฟฟ้าได้       ได้แก่   น้ำเกลือ  และปรอท

       4.  ของเหลวที่ไม่นำไฟฟ้า     ได้แก่   เอธานอล  น้ำเชื่อม  และโบรมีน

       5.  ก๊าซที่ไม่นำไฟฟ้า   ได้แก่  คลอรีน  คาร์บอนไดออกไซด์   และไฮโดรเจน

4. จัดสารที่กล่าวมาข้างต้นเป็นหมวดหมู่โดยอาศัยการละลายน้ำและความเป็นกรด-เบสของสารละลายเป็นเกณฑ์  สามารถแบ่งสารออกได้  4  กลุ่ม  คือ

      1.  สารที่ละลายน้ำได้และมีสมบัติเป็นกลาง  ได้แก่   โซเดียมคลอไรด์  เอธานอล  น้ำเกลือ  และน้ำเชื่อม

      2.  สารที่ละลายน้ำได้และมีสมบัติเป็นกรด   ได้แก่   คลอรีน คาร์บอนไดออกไซด์  และโบรมีน

      3.  สารที่ละลายน้ำได้และมีสมบัติเป็นเบส  ได้แก่  โซเดียมไฮดรอกไซด์

      4.  สารที่ไม่ละลายน้ำ  ได้แก่  แคลเซียมคาร์บอเนต  แนพทาลีน  ทองแดง  กำมะถัน  พลาสติก  ไฮโดรเจน  เหล็ก  และปรอท

1.2 ประเภทของสารเเละการจำเเนกประเภทของสาร

การจำแนกประเภทของสาร

การจำแนกสารออกเป็นหมวดหมู่ สามารถแบ่งได้หลายวิธี ขึ้นอยู่กับเกณฑ์ในการแบ่ง เช่น

            >สถานะของสารเป็นเกณฑ์ แบ่งออกเป็น 3 ประเภท คือ

            1. แก๊ส เช่น แก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ แก๊สออกซิเจน เป็นต้น

            2. ของเหลว เช่น น้ำ น้ำเชื่อม เป็นต้น

            3. ของแข็ง เช่น โลหะ พลาสติก เป็นต้น

            >การนำไฟฟ้าเป็นเกณฑ์ แบ่งออกเป็น 2 ประเภท คือ

            1. สารที่นำไฟฟ้าได้

            2. สารที่ไม่นำไฟฟ้า

            >ลักษณะเนื้อสารเป็นเกณฑ์ แบ่งออกเป็น 2 ประเภท คือ

            1. สารเนื้อเดียว

            2. สารเนื้อผสม

สารเนื้อเดียว

สารเนื้อเดียว คือ สารที่มองเห็นเป็นเนื้อเดียว และถ้าตรวจสอบสมบัติของสารจะเหมือนกันทุกส่วน อาจมีองค์ประกอบเดียว หรือหลายองค์ประกอบ แบ่งเป็นสารบริสุทธิ์และสารละลาย

            1. สารบริสุทธิ์ เป็นสารที่มีองค์ประกอบเพียงชนิดเดียว ได้แก่ ธาตุและสารประกอบ ซึ่งก็คือ สารที่เกิดจากองค์ประกอบมากกว่าหนึ่งชนิด แต่มีอัตราส่วนโดยมวลของสารที่เป็นองค์ประกอบ

                 - ธาตุ = ตะกั่ว ทองคำ เงิน แก๊สออกซิเจน เหล็ก แก๊สไนโตรเจน เป็นต้น ซึ่งธาตุแบ่งเป็นโลหะ (เช่น เหล็ก ทองคำ เงิน) อโลหะ (เช่น แก๊สออกซิเจน แก๊สไนโตรเจน) กึ่งโลหะ (เช่น อะลูมิเนียม)

                 - สารประกอบ = น้ำตาลทราย เกลือแกง น้ำ กรดเกลือ เป็นต้น

2. สารละลาย เป็นของผสมเนื้อเดียว มีอัตราส่วนโดยมวลของสารที่เป็นองค์ประกอบไม่คงที่ องค์ประกอบของสารละลาย มี 2 ส่วน คือ

            1. ตัวทำละลาย คือ สารที่มีปริมาณมากที่สุดในสารละลาย (กรณีสถานะองค์ประกอบเหมือนกัน) หรือเป็นสารที่มีสถานะเดียวกับสารละลาย (กรณีสถานะองค์ประกอบต่างกัน)

            2. ตัวละลาย คือ สารที่มีปริมาณอยู่น้อยในสารละลาย หรือมีสถานะต่างจากสารละลาย เช่น

                 - น้ำเกลือ เป็นสารละลาย ประกอบด้วยน้ำและเกลือ พิจารณา น้ำเกลือ มีสถานะเป็นของเหลว และน้ำก็มีสถานะเป็นของเหลว ดังนั้น น้ำจึงเป็นตัวทำละลาย ส่วนเกลือ เป็นของแข็ง จึงเป็นตัวละลาย

                 -อากาศ เป็นสารละลาย ประกอบด้วย

                 1) แก๊สไนโตรเจน ประมาณ 78%

                 2) แก๊สออกซิเจน ประมาณ 21%

                 3) แก๊สคาร์บอนไดออกไซด์และแก๊สเฉื่อย 1%

                 พิจารณา อากาศมีองค์ประกอบสถานะเดียวกัน คือ แก๊ส จึงต้องดูปริมาณสารที่เป็นองค์ประกอบ ดังนั้น แก๊สไนโตรเจน เป็นตัวทำละลาย (มีปริมาณมากกว่า) ส่วนแก๊สออกซิเจน แก๊สคาร์บอนไดออกไซด์และแก๊สเฉื่อยเป็นตัวละลาย

ข้อควรทราบ

            ตัวทำละลาย จะมีเพียงองค์ประกอบเดียว แต่ตัวละลายสามารถมีหลายองค์ประกอบ

            สารละลาย คือ ตัวทำละลาย + ตัวละลาย

สารเนื้อผสม

            สารเนื้อผสม คือ สารที่มีองค์ประกอบมากกว่าหนึ่งส่วน สารที่มองไม่เป็นเนื้อเดียวหรือองค์ประกอบเดียว แต่จะสามารถเห็นเป็น 2 องค์ประกอบขึ้นไป

                 - สารเนื้อผสม แบ่งเป็น คอลลอยด์ และสารแขวนลอย

                 - สารผสม แบ่งเป็น สารละลาย คอลลอยด์ และสารแขวนลอย

                 - สารแขวนลอย คือ สารผสมที่ประกอบด้วยสารที่อนุภาคกระจายอยู่ในสารที่เป็นตัวกลางอีกชนิดหนึ่ง เมื่อทิ้งไว้จะตกตะกอน สามารถที่จะแยกอนุภาคในสารแขวนลอยได้โดยการใช้กระดาษกรอง

                 - คอลลอยด์ คือ สารผสมที่ประกอบด้วยสารที่อนุภาคกระจายอยู่ในสารที่เป็นตัวกลางอีกชนิดหนึ่ง สามารถที่จะแยกอนุภาคในคอลลอยด์ออกจากตัวกลางได้โดยการใช้กระดาษเซลโลเฟนเท่านั้น ไม่สามารถใช้กระดาษกรองในการแยกอนุภาคได้เนื่องจากอนุภาคของคอลลอยด์มีขนาดเล็กกว่ารูของกระดาษกรอง

 สรุปข้อแตกต่างระหว่างสารผสมกับสารเนื้อผสม

            ข้อแตกต่างระหว่างสารผสมกับสารเนื้อผสม คือ สารผสมมีองค์ประกอบตั้งแต่ 2 ส่วนขึ้นไป ซึ่งอาจจะมองเห็นเพียงส่วนเดียวหรือหลายส่วนก็ได้ (ส่วนเดียว คือ มองเห็นเป็นเนื้อเดียว ได้แก่ สารละลาย หลายส่วน คือ มองเห็นเป็นเนื้อผสม ได้แก่ คอลลอยด์ และสารแขวนลอย)