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

น้ำตาลทราย	น้ำ

ตัวอย่างสารประกอบ             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

ตารางแสดงตัวอย่างสารละลายชนิดต่างๆ

สารละลาย	สถานะ	ตัวทำละลาย	ตัวละลาย
1. ทองเหลือง 2. เหรียญบาท 3. เหล็กกล้า 4. นาก 5. ฟิวส์ 6. น้ำเกลือ 7. น้ำเชื่อม 8. น้ำโซดา 9. แอลกอฮอล์ 10. ทิงเจอร์ไอโอดีน 11. อากาศ 12. แก๊สหุงต้ม	ของแข็ง ของแข็ง ของแข็ง ของแข็ง ของแข็ง ของเหลว ของเหลว ของเหลว ของเหลว ของเหลว แก๊ส แก๊ส	สังกะสี ทองแดง เหล็ก ทองแดง บิสมัท น้ำ น้ำ น้ำ เอทานอล เอทานอล แก๊สไนโตรเจน โพรเพน	สังกะสี ทองแดง เหล็ก ทองแดง บิสมัท น้ำ น้ำ น้ำ เอทานอล เอทานอล แก๊สไนโตรเจน

สารเนื้อผสม

            สารเนื้อผสม คือ สารที่มีองค์ประกอบมากกว่าหนึ่งส่วน สารที่มองไม่เป็นเนื้อเดียวหรือองค์ประกอบเดียว แต่จะสามารถเห็นเป็น 2 องค์ประกอบขึ้นไป
                 - สารเนื้อผสม แบ่งเป็น คอลลอยด์ และสารแขวนลอย
                 - สารผสม แบ่งเป็น สารละลาย คอลลอยด์ และสารแขวนลอย
                 - สารแขวนลอย คือ สารผสมที่ประกอบด้วยสารที่อนุภาคมีเส้นผ่านศูนย์กลางยาวกว่า เซนติเมตร กระจายอยู่ในสารที่เป็นตัวกลางอีกชนิดหนึ่ง เมื่อทิ้งไว้จะตกตะกอน สามารถที่จะแยกอนุภาคในสารแขวนลอยได้โดยการใช้กระดาษกรอง
                 - คอลลอยด์ คือ สารผสมที่ประกอบด้วยสารที่อนุภาคมีเส้นผ่านศูนย์กลางระหว่าง - เซนติเมตร กระจายอยู่ในสารที่เป็นตัวกลางอีกชนิดหนึ่ง สามารถที่จะแยกอนุภาคในคอลลอยด์ออกจากตัวกลางได้โดยการใช้กระดาษเซลโลเฟนเท่านั้น ไม่สามารถใช้กระดาษกรองในการแยกอนุภาคได้เนื่องจากอนุภาคของคอลลอยด์มีขนาดเล็กกว่ารูของกระดาษกรอง

สรุปข้อแตกต่างระหว่างสารผสมกับสารเนื้อผสม

            ข้อแตกต่างระหว่างสารผสมกับสารเนื้อผสม คือ สารผสมมีองค์ประกอบตั้งแต่ 2 ส่วนขึ้นไป ซึ่งอาจจะมองเห็นเพียงส่วนเดียวหรือหลายส่วนก็ได้ (ส่วนเดียว คือ มองเห็นเป็นเนื้อเดียว ได้แก่ สารละลาย หลายส่วน คือ มองเห็นเป็นเนื้อผสม ได้แก่ คอลลอยด์ และสารแขวนลอย)
                 - สารผสม ต่างก็เป็นสารไม่บริสุทธิ์ มีความแตกต่างกันในเรื่องขนาดของอนุภาค
                 - สารแขวนลอย มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของอนุภาคมากกว่า เซนติเมตร
ตัวอย่างสารแขวนลอย                  - คอลลอยด์ มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของอนุภาคอยู่ระหว่าง -เซนติเมตร
ตัวอย่างคอลลอยด์                  - สารละลาย มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของอนุภาคเล็กกว่า เซนติเมตร
            # วิธีการตรวจสอบสารผสมทั้ง 3 ชนิด ทำได้หลายวิธี ดังนี้
            วิธีที่ 1
                 ตั้งสารตัวอย่างที่ต้องการตรวจสอบไว้ แล้วถ้าตกตะกอนก็แสดงว่า สารตัวอย่างนั้นเป็นสารแขวนลอย (อนุภาคขนาดใหญ่ มวลจึงมาก ทำให้ตกตะกอน)
            วิธีที่ 2
                 ทดสอบโดยใช้วิธีการกรองผ่านกระดาษกรองและกระดาษเซลโลเฟน ซึ่งกระดาษกรองสามารถกรองสารที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่กว่า เซนติเมตรขึ้นไป และกระดาษเซลโลเฟนซึ่งสามารถกรองสารที่มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่กว่า เซนติเมตร

#สรุปผลการทดสอบ

            1. สารแขวนลอย ไม่สามารถผ่านทั้งกระดาษกรองและกระดาษเซลโลเฟนได้ (อนุภาค > เซนติเมตร)
            2. คอลลอยด์ ผ่านกระดาษกรองได้ แต่ไม่สามารถผ่านกระดาษเซลโลเฟนได้ (เซนติเมตร > อนุภาค > เซนติเมตร)
            3. สารละลาย ผ่านได้ทั้งกระดาษกรองและกระดาษเซลโลเฟน (อนุภาค < เซนติเมตร)

ข้อควรทราบ

            คอลลอยด์มีลักษณะพิเศษกว่าสารผสมประเภทอื่นๆ คือ สามารถเกิด "ปรากฏการณ์ทินดอลล์ (Tyndall Effect)"
ปรากฏการณ์ทินดอลล์ ค้นพบโดย จอห์น ทินดอลล์ (John Tyndall) นักวิทยาศาสตร์ชาวไอร์แลนด์ ในปี พ.ศ. 2412
ปรากฏการณ์ทินดอลล์ คือ แสงกระทบอนุภาคของคอลลอยด์จะเกิดการกระเจิงแสง ทำให้มองเห็นเป็นลำแสงในคอลลอยด์นั้น โดยแสงไม่สามารถทะลุผ่านคอลลอยด์ได้
            # ประเภทของคอลลอยด์
            1. เจล (gel) เป็นคอลลอยด์ที่เกิดจากสารที่มีสถานะเป็นของแข็ง เป็นสารที่มีโมเลกุลขนาดใหญ่ ซึ่งกระจายอยู่ในสารที่เป็นตัวกลางที่มีสถานะเป็นของเหลว และมักจะมีลักษณะที่มีความเหนียวหนืด เช่น กาวลาเท็กซ์ แป้งเปียก แยมผลไม้ต่างๆ เยลลี่ เป็นต้น
            2. โฟม (foam) เป็นคอลลอยด์ที่อาจเกิดจากแก๊สที่กระจายอยู่ในของแข็งและของเหลวได้
                 - แก๊สที่กระจายอยู่ในของแข็ง เช่น ขนมสาลี่ ฟองน้ำที่ใช้สำหรับถูตัว เป็นต้น
                 - แก๊สที่กระจายอยู่ในของเหลว เช่น ฟองเบียร์ ฟองจากผงซักฟอก ฟองจากโฟมล้างหน้า เป็นต้น
            3. แอโรซอล (aerosol) เป็นคอลลอยด์ที่อาจจะเกิดจากสารที่มีสถานะเป็นของแข็งหรือของเหลวที่กระจายอยู่ในแก๊สได้
                 - ของแข็งที่กระจายอยู่ในแก๊ส เช่น ฝุ่นละอองที่กระจายอยู่ในอากาศ กลุ่มควัน เป็นต้น
                 - ของเหลวที่กระจายอยู่ในแก๊ส เช่น สเปรย์ปรับอากาศ ยาฆ่าแมลงชนิดสเปรย์ เป็นต้น
            4. อิมัลชัน (emulsion) เป็นคอลลอยด์ที่เกิดจากสารที่มีสถานะเป็นของเหลว และไม่รวมกันเป็นเนื้อเดียว ถูกทำให้รวมกันโดยการเติมสารที่เป็นอิมัลซิฟายเออร์ ซึ่งเป็นตัวประสานให้ของเหลวทั้งสองรวมตัวกัน เกิดเป็นสารที่เรียกว่า อิมัลชัน เช่น
                 - น้ำมันผสมกับน้ำ มีน้ำสบู่เป็นอิมัลซิฟายเออร์
                 - น้ำสลัด (น้ำมันพืช น้ำส้มสายชู) มีไข่แดงเป็นอิมัลซิฟายเออร์

ข้อควรทราบ

                 - ของเหลวที่ไม่รวมตัวกัน มารวมตัวกันได้ เรียกว่า อิมัลชัน (emulsion)
                 - สารที่ทำให้เกิดการประสานรวมกัน เรียกว่า อิมัลซิฟายเออร์ (emulzifier)
            5. ซอล (sol) เป็นคอลลอยด์ที่เกิดจากสารที่มีสถานะเป็นของแข็ง มีโมเลกุลขนาดเล็กกระจายอยู่ในสารที่เป็นตัวกลางที่มีสถานะเป็นของเหลว เช่น น้ำแป้ง น้ำอบไทย เป็นต้น

แผนผังแสดงประเภทของสาร

            การตรวจสอบสารบริสุทธิ์และสารละลาย
            วิธีที่ 1
            นำสารไประเหย โดยการให้ความร้อน (การระเหย คือ การทำให้สารเปลี่ยนสถานะจากของเหลวกลายเป็นแก๊ส)
ผลที่เกิดขึ้น ถ้ามีของแข็งเหลืออยู่แสดงว่า มีองค์ประกอบ 2 ส่วนขึ้นไปโดยมีสถานะแตกต่างกัน (ของแข็งในของเหลว) แสดงว่าเป็นสารละลาย
ผลที่เกิดขึ้น ถ้าไม่มีสารใดเหลืออยู่ แสดงว่า อาจเป็นสารบริสุทธิ์ที่มีองค์ประกอบเดียวหรือเป็นสารละลายที่มีองค์ประกอบสถานะเดียวกัน (ของเหลวทั้งตัวทำละลายและตัวละลาย) ดังนั้น จึงสรุปไม่ได้ว่าเป็นสารประเภทใด
            วิธีที่ 2
            นำสารที่ต้องการตรวจสอบไปหาจุดเดือด (สารนั้นต้องเป็นของเหลว)
ผลที่เกิดขึ้น หากจุดเดือดคงที่ สารนั้นคือสารบริสุทธิ์ แต่ถ้าจุดเดือดของสารนั้นไม่คงที่ สารนั้นคือ สารละลาย ซึ่งเมื่อนำอุณหภูมิกับเวลามาเขียนกราฟจะเห็นความแตกต่าง ดังนี้
            วิธีที่ 3
            ถ้าสารที่นำมาตรวจสอบเป็นของแข็ง มีวิธีการตรวจสอบ คือ นำไปหาจุดหลอมเหลว (จุดหลอมเหลว การเปลี่ยนสถานะของสารจากของแข็งเป็นของเหลว ช่วงการหลอมเหลวคืออุณหภูมิตั้งแต่เริ่มละลายจนสารนั้นละลายหมด)
            ผลที่เกิดขึ้น
                 1) ช่วงการหลอมเหลวกว้าง สารนั้นเป็นสารละลาย
                 2) ช่วงการหลอมเหลวแคบ สารนั้นเป็นสารบริสุทธิ์