1.2: การจำแนกประเภทของเรื่อง (2023)

ปรับปรุงล่าสุด
บันทึกเป็น PDF

รหัสหน้า: 21692

\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}}}\) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!- \!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash{#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{ span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart }{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\ norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm {span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\ mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{ \ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)\(\newcommand{\AA}{ \unicode[.8,0]{x212B}}\)

วัตถุประสงค์การเรียนรู้

เพื่อจำแนกสสาร.

นักเคมีศึกษาโครงสร้าง คุณสมบัติทางกายภาพ และคุณสมบัติทางเคมีของสสาร เหล่านี้ประกอบด้วยวัตถุซึ่งก็คืออะไรก็ตามที่อยู่ในพื้นที่และมีมวล ทองและอิริเดียมเป็นสสาร เช่นเดียวกับถั่วลิสง คน และตราไปรษณียากร ควัน หมอกควัน และก๊าซหัวเราะเป็นสสาร อย่างไรก็ตาม พลังงาน แสง และเสียงนั้นไม่สำคัญ ความคิดและอารมณ์ก็ไม่สำคัญเช่นกัน

เดอะมวลของวัตถุคือปริมาณของสสารที่มีอยู่ อย่าสับสนระหว่างมวลของวัตถุกับมวลของมันน้ำหนักซึ่งเป็นแรงที่เกิดจากแรงดึงดูดที่กระทำต่อวัตถุ มวลเป็นคุณสมบัติพื้นฐานของวัตถุที่ไม่ขึ้นกับตำแหน่งของมัน ในแง่กายภาพ มวลของวัตถุเป็นสัดส่วนโดยตรงกับแรงที่ต้องใช้เพื่อเปลี่ยนความเร็วหรือทิศทาง การสนทนาโดยละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับความแตกต่างระหว่างน้ำหนักและมวลและหน่วยที่ใช้วัดจะรวมอยู่ในทักษะที่จำเป็น 1 (ส่วนที่ 1.9). ในทางกลับกัน น้ำหนักขึ้นอยู่กับตำแหน่งของวัตถุ นักบินอวกาศที่มีมวล 95 กก. มีน้ำหนักประมาณ 210 ปอนด์บนโลก แต่หนักเพียง 35 ปอนด์บนดวงจันทร์ เนื่องจากแรงโน้มถ่วงที่เขาหรือเธอสัมผัสบนดวงจันทร์นั้นมีค่าประมาณ 1 ใน 6 ของแรงที่เกิดขึ้นบนโลก สำหรับการใช้งานจริง น้ำหนักและมวลมักจะใช้แทนกันได้ในห้องปฏิบัติการ เนื่องจากแรงโน้มถ่วงถือว่าเท่ากันทุกที่บนพื้นผิวโลก 2.2 ปอนด์ (น้ำหนัก) เท่ากับ 1.0 กก. (มวล) โดยไม่คำนึงถึงตำแหน่งของห้องปฏิบัติการบนโลก

ภายใต้สภาวะปกติ สสารมีสถานะที่แตกต่างกันสามสถานะ ได้แก่ ของแข็ง ของเหลว และก๊าซของแข็งค่อนข้างแข็งและมีรูปร่างและปริมาตรคงที่ ตัวอย่างเช่น หินเป็นของแข็ง ในทางตรงกันข้าม,ของเหลวมีปริมาตรคงที่แต่ไหลไปตามรูปร่างของภาชนะ เช่น เครื่องดื่มในกระป๋องก๊าซเช่น ลมในยางรถยนต์ ไม่มีรูปร่างคงที่หรือปริมาตรคงที่ และจะขยายตัวจนเต็มภาชนะ ในขณะที่ปริมาตรของก๊าซขึ้นอยู่กับอุณหภูมิและความดัน(ปริมาณของแรงที่กระทำในพื้นที่ที่กำหนด) ปริมาตรของของเหลวและของแข็งแทบไม่ขึ้นกับอุณหภูมิและความดัน สสารมักจะเปลี่ยนจากสถานะทางกายภาพหนึ่งไปยังอีกสถานะหนึ่งได้ในกระบวนการที่เรียกว่า กการเปลี่ยนแปลงทางกายภาพ. ตัวอย่างเช่น น้ำที่เป็นของเหลวสามารถถูกทำให้ร้อนเพื่อสร้างก๊าซที่เรียกว่าไอน้ำ หรือไอน้ำสามารถถูกทำให้เย็นลงเพื่อสร้างน้ำที่เป็นของเหลว อย่างไรก็ตาม การเปลี่ยนแปลงสถานะดังกล่าวไม่ส่งผลกระทบต่อองค์ประกอบทางเคมีของสาร

สารบริสุทธิ์และของผสม

สารเคมีบริสุทธิ์คือสสารใด ๆ ที่มีองค์ประกอบทางเคมีและคุณสมบัติเฉพาะคงที่ ตัวอย่างเช่น ออกซิเจนเป็นสารเคมีบริสุทธิ์ที่เป็นก๊าซไม่มีสีไม่มีกลิ่นที่อุณหภูมิ 25°C มีตัวอย่างสสารน้อยมากที่ประกอบด้วยสารบริสุทธิ์ แทน ส่วนใหญ่เป็นของผสมซึ่งเป็นการรวมกันของสารบริสุทธิ์ตั้งแต่สองชนิดขึ้นไปในสัดส่วนที่แปรผันซึ่งสารแต่ละชนิดจะคงเอกลักษณ์ของตนไว้ อากาศ น้ำประปา นม บลูชีส ขนมปัง และสิ่งสกปรก ล้วนเป็นส่วนผสม หากทุกส่วนของวัสดุอยู่ในสภาพเดียวกัน ไม่มีขอบเขตที่มองเห็นได้ และมีความสม่ำเสมอทั่วทั้งวัสดุ แสดงว่าวัสดุนั้นเป็นเป็นเนื้อเดียวกัน. ตัวอย่างของสารผสมที่เป็นเนื้อเดียวกัน ได้แก่ อากาศที่เราหายใจและน้ำประปาที่เราดื่ม สารผสมที่เป็นเนื้อเดียวกันเรียกอีกอย่างว่าสารละลาย ดังนั้นอากาศจึงเป็นสารละลายของไนโตรเจน ออกซิเจน ไอน้ำ คาร์บอนไดออกไซด์ และก๊าซอื่นๆ อีกหลายชนิด น้ำประปาเป็นสารละลายของสารหลายชนิดในน้ำจำนวนเล็กน้อย องค์ประกอบเฉพาะของโซลูชันทั้งสองนี้ไม่ได้รับการแก้ไข แต่ขึ้นอยู่กับทั้งแหล่งที่มาและตำแหน่งที่ตั้ง ตัวอย่างเช่น องค์ประกอบของน้ำประปาในเมืองบอยซี รัฐไอดาโฮ ไม่เหมือนกับองค์ประกอบของน้ำประปาในเมืองบัฟฟาโล รัฐนิวยอร์ก แม้ว่าสารละลายส่วนใหญ่ที่เราพบจะเป็นของเหลว แต่สารละลายก็สามารถเป็นของแข็งได้เช่นกัน สารสีเทาที่ทันตแพทย์บางคนยังคงใช้อุดโพรงประสาทฟันคือสารละลายของแข็งเชิงซ้อนที่ประกอบด้วยปรอท 50% และผงแป้ง 50% ที่ส่วนใหญ่ประกอบด้วยเงิน ดีบุก และทองแดง โดยมีสังกะสีและปรอทในปริมาณเล็กน้อย สารละลายที่เป็นของแข็งของโลหะตั้งแต่สองชนิดขึ้นไปเรียกว่าโลหะผสม

หากองค์ประกอบของวัสดุไม่สม่ำเสมอกันต่างกัน(เช่น แป้งคุกกี้ช็อกโกแลตชิป บลูชีส และสิ่งสกปรก) ของผสมที่ดูเหมือนจะเป็นเนื้อเดียวกันมักจะพบว่าไม่เหมือนกันหลังจากการตรวจด้วยกล้องจุลทรรศน์ ตัวอย่างเช่น นมดูเหมือนจะเป็นเนื้อเดียวกัน แต่เมื่อตรวจสอบด้วยกล้องจุลทรรศน์ เห็นได้ชัดว่าประกอบด้วยไขมันและโปรตีนก้อนเล็กๆ กระจายอยู่ในน้ำ โดยปกติแล้วส่วนประกอบของสารผสมต่างชนิดกันสามารถแยกออกได้ด้วยวิธีง่ายๆ ของผสมของแข็งและของเหลว เช่น ทรายในน้ำหรือใบชาในชาจะถูกแยกออกอย่างง่ายดายโดยการกรอง ซึ่งประกอบด้วยการผ่านของผสมผ่านสิ่งกีดขวาง เช่น กระชอน ที่มีรูหรือรูพรุนที่เล็กกว่าอนุภาคของแข็ง โดยหลักการแล้ว ของผสมของของแข็งตั้งแต่สองชนิดขึ้นไป เช่น น้ำตาลและเกลือ สามารถแยกออกจากกันได้โดยการตรวจสอบด้วยกล้องจุลทรรศน์และการคัดแยก การดำเนินการที่ซับซ้อนกว่านี้มักจะจำเป็น เช่น เมื่อแยกนักเก็ตทองคำออกจากกรวดแม่น้ำโดยการแพนกล้อง ของแข็งชนิดแรกถูกกรองจากน้ำในแม่น้ำ จากนั้นจึงแยกของแข็งออกจากกันโดยการตรวจสอบ หากทองฝังอยู่ในหิน อาจต้องแยกด้วยวิธีทางเคมี

(Video) จำแนกประเภทสิ่งต่าง ๆ ได้อย่างไร (วิทยาศาสตร์ ป.2 เล่ม 1 หน่วย 1 บท 1)

สารผสมที่เป็นเนื้อเดียวกัน (สารละลาย) สามารถแยกออกเป็นสารที่เป็นส่วนประกอบโดยกระบวนการทางกายภาพที่อาศัยความแตกต่างของคุณสมบัติทางกายภาพบางประการ เช่น ความแตกต่างของจุดเดือด วิธีการแยกสองวิธีคือการกลั่นและการตกผลึกการกลั่นใช้ความแตกต่างของความผันผวน ซึ่งเป็นการวัดความง่ายของสารที่เปลี่ยนเป็นก๊าซที่อุณหภูมิที่กำหนด เครื่องกลั่นอย่างง่ายสำหรับแยกส่วนผสมของสาร อย่างน้อยหนึ่งอย่างเป็นของเหลว ส่วนประกอบที่ระเหยง่ายที่สุดจะเดือดก่อน และถูกควบแน่นกลับไปเป็นของเหลวในคอนเดนเซอร์ที่ระบายความร้อนด้วยน้ำ จากนั้นจะไหลเข้าสู่ขวดรับ ถ้าสารละลายของเกลือและน้ำถูกกลั่น ตัวอย่างเช่น ส่วนประกอบที่ระเหยง่ายมากกว่าคือน้ำบริสุทธิ์ จะสะสมอยู่ในขวดรับสาร ขณะที่เกลือยังคงอยู่ในขวดกลั่น

ส่วนผสมของของเหลวตั้งแต่สองชนิดขึ้นไปที่มีจุดเดือดต่างกันสามารถแยกออกได้ด้วยเครื่องกลั่นที่ซับซ้อนกว่า ตัวอย่างหนึ่งคือการกลั่นน้ำมันดิบให้เป็นผลิตภัณฑ์ที่มีประโยชน์หลายประเภท: เชื้อเพลิงการบิน น้ำมันเบนซิน น้ำมันก๊าด น้ำมันดีเซล และน้ำมันหล่อลื่น (ตามลำดับความผันผวนโดยประมาณที่ลดลง) อีกตัวอย่างหนึ่งคือการกลั่นเครื่องดื่มแอลกอฮอล์ เช่น บรั่นดีหรือวิสกี้ (ขั้นตอนที่ค่อนข้างง่ายนี้ทำให้หน่วยงานรัฐบาลกลางปวดหัวมากกว่าสองสามแห่งในช่วงทศวรรษที่ 1920 ในช่วงยุคของการห้าม เมื่อยังคงมีการแพร่ระบาดอย่างผิดกฎหมายในพื้นที่ห่างไกลของสหรัฐอเมริกา!)

การตกผลึกแยกของผสมตามความแตกต่างของความสามารถในการละลาย การวัดปริมาณสารที่เป็นของแข็งที่ยังคงละลายได้ในปริมาณที่กำหนดของของเหลวที่ระบุ สารส่วนใหญ่ละลายได้ดีกว่าที่อุณหภูมิสูงขึ้น ดังนั้นส่วนผสมของสารสองชนิดหรือมากกว่าสามารถละลายได้ที่อุณหภูมิสูง จากนั้นจึงปล่อยให้เย็นลงอย่างช้าๆ อีกทางหนึ่ง ของเหลวที่เรียกว่าตัวทำละลายอาจถูกปล่อยให้ระเหยได้ ไม่ว่าในกรณีใด สารที่ละลายได้น้อยที่สุดคือสารที่มีโอกาสคงอยู่ในสารละลายน้อยที่สุด มักจะก่อตัวเป็นผลึกก่อน และคริสตัลเหล่านี้สามารถกำจัดออกจากสารละลายที่เหลือได้โดยการกรอง

สารผสมส่วนใหญ่สามารถแยกออกเป็นสารบริสุทธิ์ซึ่งอาจเป็นธาตุหรือสารประกอบก็ได้ หนึ่งองค์ประกอบเช่น สีเทา เมทัลลิกโซเดียม เป็นสารที่ไม่สามารถแตกตัวให้เป็นสารที่ง่ายกว่าได้โดยการเปลี่ยนแปลงทางเคมี กสารประกอบเช่น โซเดียมคลอไรด์ที่เป็นผลึกสีขาว มีองค์ประกอบตั้งแต่สององค์ประกอบขึ้นไป และมีคุณสมบัติทางเคมีและทางกายภาพที่มักจะแตกต่างจากองค์ประกอบที่เป็นองค์ประกอบ ด้วยข้อยกเว้นเพียงเล็กน้อย สารประกอบหนึ่งๆ มีองค์ประกอบองค์ประกอบเดียวกัน (องค์ประกอบเดียวกันในสัดส่วนที่เท่ากัน) โดยไม่คำนึงถึงแหล่งที่มาหรือประวัติของมัน องค์ประกอบทางเคมีของสารมีการเปลี่ยนแปลงในกระบวนการที่เรียกว่าการเปลี่ยนแปลงทางเคมี. การเปลี่ยนธาตุตั้งแต่สองธาตุขึ้นไป เช่น โซเดียมและคลอรีน ไปเป็นสารประกอบทางเคมี โซเดียมคลอไรด์ เป็นตัวอย่างของการเปลี่ยนแปลงทางเคมี ซึ่งมักเรียกว่าปฏิกิริยาเคมี ปัจจุบันมีธาตุประมาณ 118 ชนิด แต่มีการเตรียมสารเคมีนับล้านจากธาตุทั้ง 118 ชนิดเหล่านี้ องค์ประกอบที่รู้จักแสดงอยู่ในตารางธาตุ.

คำจำกัดความที่แตกต่างกันของเรื่อง:คำจำกัดความที่แตกต่างกันของเรื่อง, YouTube (เปิดในหน้าต่างใหม่)[youtu.be]

โดยทั่วไป กระบวนการทางเคมีแบบย้อนกลับจะแบ่งสารประกอบออกเป็นองค์ประกอบต่างๆ ตัวอย่างเช่น น้ำ (สารประกอบ) สามารถย่อยสลายเป็นไฮโดรเจนและออกซิเจน (ทั้งสององค์ประกอบ) โดยกระบวนการที่เรียกว่าอิเล็กโทรลิซิส ในอิเล็กโทรลิซิส กระแสไฟฟ้าให้พลังงานที่จำเป็นในการแยกสารประกอบออกเป็นองค์ประกอบ (รูป \(\PageIndex{5}\)). เทคนิคที่คล้ายกันนี้ถูกนำมาใช้ในปริมาณมากเพื่อให้ได้อะลูมิเนียมบริสุทธิ์ซึ่งเป็นองค์ประกอบจากแร่ซึ่งเป็นส่วนผสมของสารประกอบ เนื่องจากจำเป็นต้องใช้พลังงานจำนวนมากสำหรับการอิเล็กโทรลิซิส ค่าไฟฟ้าจึงเป็นค่าใช้จ่ายที่มากที่สุดในการผลิตอะลูมิเนียมบริสุทธิ์ ดังนั้นการรีไซเคิลอะลูมิเนียมจึงมีทั้งความคุ้มค่าและเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม

(Video) วิชาวิทยาศาสตร์ กิจกรรมที่ 1 2 จำแนกประเภทสิ่งต่างๆได้อย่างไร by ครูเจ

การจัดระเบียบโดยรวมของสสารและวิธีการที่ใช้ในการแยกสารผสมสรุปไว้ในรูป \(\PageIndex{6}\).

ตัวอย่าง \(\PageIndex{1}\)

ระบุสารแต่ละชนิดว่าเป็นสารประกอบ องค์ประกอบ สารผสมต่างกัน หรือสารผสมที่เป็นเนื้อเดียวกัน (สารละลาย)

ชาที่ผ่านการกรอง
น้ำส้มคั้นสด
คอมแพคดิสก์
อะลูมิเนียมออกไซด์ ผงสีขาวที่มีอัตราส่วน 2:3 ของอะตอมอะลูมิเนียมและออกซิเจน
ซีลีเนียม

ที่ให้ไว้: สารเคมี

ถามเพื่อ: การจำแนกประเภท

กลยุทธ์:

ตัดสินใจว่าสารนั้นบริสุทธิ์ทางเคมีหรือไม่. ถ้าบริสุทธิ์ สารนั้นจะเป็นธาตุหรือสารประกอบก็ได้ หากสามารถแยกสารออกเป็นองค์ประกอบได้ สารนั้นก็คือสารประกอบ
หากสารไม่บริสุทธิ์ทางเคมี แสดงว่าเป็นสารผสมต่างกันหรือสารผสมที่เป็นเนื้อเดียวกัน หากองค์ประกอบมีความสม่ำเสมอตลอด แสดงว่าเป็นส่วนผสมที่เป็นเนื้อเดียวกัน

สารละลาย

กชาเป็นสารละลายของสารประกอบในน้ำ ดังนั้นจึงไม่บริสุทธิ์ทางเคมี โดยปกติจะแยกออกจากใบชาโดยการกรองขเนื่องจากส่วนประกอบของสารละลายมีความสม่ำเสมอทั่วทั้งตัว จึงเป็นส่วนผสมที่เป็นเนื้อเดียวกัน
กน้ำส้มประกอบด้วยอนุภาคของของแข็ง (เยื่อกระดาษ) เช่นเดียวกับของเหลว มันไม่บริสุทธิ์ทางเคมี B เนื่องจากองค์ประกอบไม่สม่ำเสมอ น้ำส้มจึงเป็นส่วนผสมที่ต่างกัน
กคอมแพคดิสก์เป็นวัสดุแข็งที่มีส่วนประกอบมากกว่าหนึ่งชิ้น โดยมีขอบของส่วนประกอบต่างๆ ปรากฏให้เห็นตามขอบ ดังนั้นคอมแพคดิสก์จึงไม่บริสุทธิ์ทางเคมีขพื้นที่ขององค์ประกอบที่แตกต่างกันบ่งชี้ว่าคอมแพคดิสก์เป็นส่วนผสมที่ต่างกัน
กอะลูมิเนียมออกไซด์เป็นสารประกอบเดี่ยวที่บริสุทธิ์ทางเคมี
กซีลีเนียมเป็นหนึ่งในองค์ประกอบที่รู้จัก

(Video) การจำแนกประเภทสิ่งต่าง ๆ (1) ป.2

แบบฝึกหัด \(\PageIndex{1}\)

ไวน์ขาว
ปรอท
น้ำสลัดสไตล์ฟาร์มปศุสัตว์
น้ำตาลทราย (ซูโครส)

ตอบ ก: สารละลาย
ตอบ ข: องค์ประกอบ
ตอบ ค: ส่วนผสมที่ต่างกัน
ตอบ ง: สารประกอบ

(Video) กิจกรรมที่1.2 การจำแนกประเภทได้อย่างไร(ต่อ) วิชาวิทยาศาสตร์ ป.2

คำจำกัดความของการเปลี่ยนแปลงที่แตกต่างกัน:คำจำกัดความของการเปลี่ยนแปลงต่างๆ, YouTube(opens in new window)[youtu.be] (เปิดในหน้าต่างใหม่)

สรุป

สสารสามารถจำแนกตามคุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมี สสารคือสิ่งที่อยู่ในอวกาศและมีมวล สสารสามสถานะคือ ของแข็ง ของเหลว และก๊าซ การเปลี่ยนแปลงทางกายภาพเกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนสสารจากสสารสถานะหนึ่งไปสู่อีกสสารหนึ่ง โดยไม่เปลี่ยนองค์ประกอบทางเคมี สสารส่วนใหญ่ประกอบด้วยส่วนผสมของสารบริสุทธิ์ ซึ่งสามารถเป็นเนื้อเดียวกัน (มีองค์ประกอบเหมือนกัน) หรือต่างกัน (บริเวณต่างๆ มีองค์ประกอบและคุณสมบัติต่างกัน) สารบริสุทธิ์สามารถเป็นได้ทั้งสารประกอบทางเคมีหรือองค์ประกอบ สารประกอบสามารถแตกตัวเป็นองค์ประกอบได้ด้วยปฏิกิริยาเคมี แต่ไม่สามารถแยกองค์ประกอบออกเป็นสารที่ง่ายกว่าด้วยวิธีทางเคมี คุณสมบัติของสารสามารถจำแนกได้ทั้งทางกายภาพและทางเคมี นักวิทยาศาสตร์สามารถสังเกตคุณสมบัติทางกายภาพได้โดยไม่ต้องเปลี่ยนองค์ประกอบของสาร ในขณะที่คุณสมบัติทางเคมีอธิบายถึงแนวโน้มของสารที่จะเกิดการเปลี่ยนแปลงทางเคมี (ปฏิกิริยาเคมี) ที่เปลี่ยนองค์ประกอบทางเคมี คุณสมบัติทางกายภาพสามารถเข้มข้นหรือกว้างขวาง คุณสมบัติเข้มข้นจะเหมือนกันสำหรับตัวอย่างทั้งหมด ไม่ขึ้นอยู่กับขนาดตัวอย่าง และรวมถึงตัวอย่างเช่น สี สถานะทางกายภาพ และจุดหลอมเหลวและจุดเดือด คุณสมบัติที่หลากหลายขึ้นอยู่กับปริมาณของวัสดุ รวมถึงมวลและปริมาตร อัตราส่วนของคุณสมบัติที่กว้างขวางสองอย่างคือ มวลและปริมาตร เป็นคุณสมบัติเข้มข้นที่สำคัญซึ่งเรียกว่าความหนาแน่น

ผู้ร่วมให้ข้อมูลและการแสดงที่มา

แก้ไขโดยโจชัว ฮาลเพิร์น(มหาวิทยาลัยโฮเวิร์ด)