Blockdit Logo (Mobile)
อาจวรงค์ จันทมาศ
•
27 ก.ค. 2022 เวลา 01:59 • วิทยาศาสตร์ & เทคโนโลยี
สมบัติคอลลิเกทีฟของสารละลาย
และการประยุกต์ใช้ในชีวิตประจำวัน
(เรียบเรียงโดย ณัฐนันท์ รัตนชื่อสกุล)
สมบัติคอลลิเกทีฟของสารละลาย (Colligative properties) ที่เราร่ำเรียนกันมาตั้งแต่ม.ปลายในวิชาเคมีนั้น มีอยู่หลายประการด้วยกัน หากจะให้อธิบายสมบัติดังกล่าวโดยย่นย่อ คงกล่าวได้ว่า ตัวทำละลายบริสุทธิ์นั้นจะมีสมบัติบางประการเปลี่ยนแปลงไปเมื่อมีสารใดๆก็ตามลงไปละลายในตัวทำละลายนั้นๆ
หนึ่งในสมบัติที่เด่นที่สุดของสมบัติคอลลิเกทีฟ คือ การเพิ่มขึ้นของจุดเดือด และ การลดลงของจุดเยือกแข็ง เช่น น้ำบริสุทธิ์จะเดือดที่ 100°C และ เยือกแข็งที่ 0°C แต่ทันทีที่เราละลายเกลือแกงหรือน้ำตาล ลงไป ไม่ใช่แค่รสชาติของน้ำที่จะเปลี่ยนแปลง แต่สารละลายเกลือแกงหรือน้ำตาลนั้นๆ ณ อุณหภูมิ 100°C จะยังไม่เดือด ต้องใช้อุณหภูมิสูงกว่านั้น และ ณ อุณหภูมิ 0°C จะยังไม่แข็งตัว ต้องใช้อุณหภูมิต่ำกว่านั้น
หนึ่งในสมบัติที่เด่นที่สุดของสมบัติคอลลิเกทีฟ คือ การเพิ่มขึ้นของจุดเดือด และ การลดลงของจุดเยือกแข็ง ที่มา : https://chemed.chem.purdue.edu/genchem/topicreview/bp/ch15/colligative.php
จุดเดือดและจุดเยือกแข็งที่เปลี่ยนไปนั้นขึ้นอยู่กับความเข้มข้นของเกลือหรือน้ำตาลที่ละลายลงไป ซึ่งนักเคมีสามารถใช้สมการคำนวณหาการเปลี่ยนแปลงของจุดเดือดและจุดเยือกแข็งของสารละลายได้ หรือ คำนวณหามวลโมเลกุลเพื่อระบุว่าตัวถูกละลายในน้ำนั้นเป็นสารอะไรได้ด้วย
อีกทั้ง เรายังนำสมบัติคอลลิเกทีฟของสารละลายมาใช้ประโยชน์ได้ในชีวิตประจำวันอีกด้วย เช่น ในหม้อน้ำรถยนต์ ซึ่งต้องเติมสารป้องกันการแข็งตัวผสมกับน้ำกลั่น แม้ว่ารถคันนั้นจะใช้งานในประเทศเขตร้อนอย่างไทยแลนด์ก็ตาม
1
โมเดลและสูตรทางเคมีของ เอทิลีนไกลคอล (Ethylene glycol) ที่มา : Wikipedia
หม้อน้ำรถยนต์นั้นทำหน้าที่หล่อเย็นให้กับเครื่องยนต์ซึ่งผลิตความร้อนออกมาตลอดเวลาที่เราติดเครื่องใช้งาน สิ่งสำคัญคือ เราต้องมั่นใจว่า เครื่องยนต์ต้องไม่ร้อนหรือเย็นจนเกินไป ซึ่งอาจทำให้เครื่องยนต์เสียหายได้ ดังนั้นสารเอทิลีนไกลคอล (Ethylene glycol) จึงถูกใช้เป็นสารกันเยือกแข็งในหม้อน้ำรถยนต์
1
ที่มา : Creative Commons / Wikimedia Commons
เนื่องจากสารนี้ละลายน้ำได้ดี มีจุดเดือดที่สูงกว่าน้ำมากทำให้ระเหยได้ยาก หากเติมสารที่ระเหยง่ายกว่านั้นลงไป เมื่ออุณหภูมิสูงๆ(>100°C) จะส่งผลให้เกิดความดันในหม้อน้ำสูงขึ้นจนระเบิดได้ นอกจากนี้ การเติมเอทิลีนไกลคอล และน้ำ ในอัตราส่วน 1:1 ตามคำแนะนำในทั่วไปของหม้อน้ำรถยนต์ จะทำให้สารละลายที่ได้มีจุดเยือกแข็งต่ำมากถึง -37°C ในขณะที่จุดเดือดสูงขึ้นเป็น 106°Cซึ่ งช่วยให้เครื่องยนต์ของรถทำงานอย่างมีประสิทธิภาพและวิ่งได้อย่างสบายใจไม่ว่าจะเป็นฤดูที่หนาวติดลบหรือวิ่งกลางถนนที่ร้อนระอุก็ตาม
1
โฆษณา