หน่วยที่ 1: บทนำ

1.3 การจำแนกสสาร (Classification of Matter)

การจำแนกสสาร (Classification of Matter) เป็นการจัดประเภทของสสารตามองค์ประกอบทางเคมีและสมบัติทางกายภาพ สสารสามารถแบ่งออกเป็นสองกลุ่มหลัก ได้แก่ สารบริสุทธิ์ (Pure Substances) และสารผสม (Mixtures) โดยแต่ละกลุ่มมีลักษณะและสมบัติที่แตกต่างกัน

1. สารบริสุทธิ์ (Pure Substances)

สารบริสุทธิ์คือสสารที่มีองค์ประกอบทางเคมีคงที่และสม่ำเสมอตลอดทั้งตัว สารบริสุทธิ์ไม่สามารถแยกออกเป็นสารอื่นได้โดยวิธีการทางกายภาพ สารบริสุทธิ์สามารถแบ่งออกเป็นสองประเภทหลัก ได้แก่ ธาตุ (Elements) และสารประกอบ (Compounds)

• ธาตุ (Elements) ธาตุเป็นสารบริสุทธิ์ที่ไม่สามารถแยกออกเป็นสารที่ง่ายกว่าด้วยวิธีการทางเคมี ธาตุประกอบด้วยอะตอมชนิดเดียวเท่านั้น ตัวอย่างของธาตุ ได้แก่ ออกซิเจน (\(O_2\)), ทองคำ (Gold, \(Au\)), และเหล็ก (Iron, \(Fe\))
• สารประกอบ (Compounds) สารประกอบคือสารบริสุทธิ์ที่เกิดจากการรวมตัวของธาตุตั้งแต่สองชนิดขึ้นไปผ่านพันธะเคมี สารประกอบสามารถแยกออกเป็นธาตุต่าง ๆ ได้ด้วยปฏิกิริยาเคมี ตัวอย่างของสารประกอบ ได้แก่ น้ำ (\(H_2O\)) และเกลือแกง (โซเดียมคลอไรด์, \(NaCl\))

2. สารผสม (Mixtures)

สารผสมคือสสารที่ประกอบด้วยสารสองชนิดหรือมากกว่าผสมกัน แต่ละสารในสารผสมยังคงสมบัติของตนเองอยู่และสามารถแยกออกจากกันได้โดยวิธีการทางกายภาพ เช่น การกรอง การตกตะกอน หรือการระเหย สารผสมสามารถแบ่งออกเป็นสองประเภทหลัก ได้แก่ สารเนื้อเดียว (Homogeneous Mixtures) และสารเนื้อผสม (Heterogeneous Mixtures)

• สารเนื้อเดียว (Homogeneous Mixtures) สารเนื้อเดียวคือสารผสมที่มีองค์ประกอบเหมือนกันตลอดทั้งตัว ส่วนประกอบของสารผสมกระจายตัวอย่างสม่ำเสมอ เช่น สารละลายเกลือในน้ำ (น้ำเกลือ), อากาศ (Air) ซึ่งประกอบด้วยแก๊สต่าง ๆ ผสมกัน
• สารเนื้อผสม (Heterogeneous Mixtures) สารเนื้อผสมคือสารผสมที่องค์ประกอบไม่สม่ำเสมอและสามารถมองเห็นส่วนประกอบได้ชัดเจน เช่น น้ำมันในน้ำ (Oil and Water), หินปูนในน้ำ (Limestone in Water)

การแยกสารผสม

สารผสมสามารถแยกออกเป็นส่วนประกอบของมันได้โดยใช้วิธีการทางกายภาพหลายวิธี เช่น

• การกรอง (Filtration) ใช้ในการแยกของแข็งที่ไม่ละลายในของเหลว ตัวอย่างเช่น การกรองทรายออกจากน้ำ
• การระเหย (Evaporation) ใช้ในการแยกของแข็งที่ละลายในของเหลวโดยการระเหยของเหลวออก ตัวอย่างเช่น การระเหยน้ำจากน้ำเกลือเพื่อให้ได้เกลือ
• การกลั่น (Distillation) ใช้ในการแยกของเหลวสองชนิดขึ้นไปที่มีจุดเดือดต่างกัน ตัวอย่างเช่น การกลั่นน้ำมันดิบ
• การตกตะกอน (Precipitation) ใช้ในการแยกของแข็งที่เกิดขึ้นในของเหลวหลังจากเกิดปฏิกิริยาเคมี ตัวอย่างเช่น การแยกแคลเซียมคาร์บอเนตจากน้ำ

การจำแนกสสารเป็นขั้นตอนสำคัญในการทำความเข้าใจสมบัติและการประยุกต์ใช้ของสสารต่าง ๆ สารบริสุทธิ์ประกอบด้วยธาตุและสารประกอบที่มีองค์ประกอบทางเคมีที่แน่นอน ในขณะที่สารผสมประกอบด้วยสารหลายชนิดผสมกันและสามารถแยกออกจากกันได้โดยวิธีการทางกายภาพ ความเข้าใจเกี่ยวกับการจำแนกสสารช่วยให้นักเคมีสามารถแยก วิเคราะห์ และใช้ประโยชน์จากสสารในชีวิตประจำวันและอุตสาหกรรมได้อย่างมีประสิทธิภาพ