ของแข็ง ของเหลว แก๊ส
สมบัติของของแข็ง
1. ปริมาตรคงที่ไม่ขึ้นอยู่กับขนาดภาชนะที่บรรจุ
2. มีรูปร่างคงที่ไม่เปลี่ยนแปลงตามรูปร่างของภาชนะ
3. มีอนุภาคอยู่ชิดติดกันอย่างมีระเบียบ
4. สามารถระเหิดได้
โมเลกุลของสารในสถานะของแข็งจะอยู่ชิดกันมาก ของแข็งจึงมีแรงยึดเหนี่ยวระหว่างโมเลกุลสูงกว่าในสถานะของเหลว ทำให้ของแข็งมีรูปร่างและปริมาตรแน่นอน ไม่เปลี่ยนไปตามภาชนะที่บรรจุ โมเลกุลของของแข็งเคลื่อนที่ไม่ได้ แตก็มีการสั่นสะเทือนอยู่ตลอดเวลา
การเปลี่ยนสถานะของของแข็ง
1. การหลอมเหลว (melting) คือ กระบวนการที่ของแข็งเปลี่ยนสถานะเป็นของเหลวที่อุณหภูมิหนึ่งขณะที่ของแข็งหลอมเหลวอุณหภูมิจะคงที่เรียกว่า จุดหลอมเหลวของแข็งบริสุทธิ์ต่างชนิดกันมีจุดหลอมเหลวต่างกันเพราะของแข็งแต่ละชนิดมีแรงยึดเหนี่ยวแตกต่างกันและจุดหลอมเหลวเป็นสมบัติเฉพาะตัวของสารที่เป็นของแข็ง
2. การระเหิด (sublimation) คือ กระบวนการที่ของแข็งเปลี่ยนสถานะเป็นไอ โดยไม่ต้องเปลี่ยนเป็นของเหลวก่อน ส่วนมากของแข็งที่ระเหิดได้เป็นของแข็งที่อนุภาคมีแรงยึดเหนี่ยวกันน้อยเช่นลูกเหม็น (แนพทาลีน) การบูร ไอโอดีน น้ำแข็งแห้ง(co2(s))
ชนิดของผลึก
ผลึกของของแข็ง แบ่งเป็น 4 ชนิด คือ
1. ผลึกไอออนิก (Ionic crystal) อนุภาคของผลึกประเภทนี้จะเป็นไอออนบวกและไอออนลบเรียงตัวสลับกันไปในลักษณะสามมิติ แข็งแต่เปราะ มีจุดหลอมเหลวแลจุดเดือดสูง ขณะเป็นของแข็งไม่นำไฟฟ้าแต่เมื่อหลอมเหลวหรืออยู่ในรูปสารละลายจะสามารถนำไฟฟ้าได้ ตัวอย่างที่พบบ่อยๆ ได้แก่ สารประกอบออกไซด์ของโลหะหมู่ 1 และหมู่ 2 เกลือเฮไลด์ของโลหะ
2. ผลึกโมเลกุล (Molecular crystal) อนุภาคของผลึกประเภทนี้อาจเป็นอะตอมหรือโมเลกุล แรงดึงดูดระหว่างอนุภาคอาจเป็นแรงดึงดูดระหว่างขั้วของโมเลกุล หรือเป็นแรงแวนเดอร์วาลส์ ผลึกประเภทนี้ค่อนข้างอ่อนหรือนิ่ม เช่น ผลึกของไอโอดีน
3. ผลึกโคเวเลนต์ร่างตาข่าย (Covalent crystal) อนุภาคของผลึกประเภทนี้จะเป็นอะตอม มีการยึดเหนี่ยวกันด้วยพันธะโคเวเลนต์ เช่น เพชร อะตอมองค์ประกอบแต่ละอะตอมจะยึดเหนี่ยวกับอะตอมข้างเคียงสีอะตอมด้วยพันธะโคเวเลนต์ที่แข็งแรง ผลึกประเภทนี้มีจุดหลอมเหลวและจุดเดือดที่สูงมาก มีความดันไอต่ำ และไม่ละลายตัวในสารละลายใดๆ ตัวอย่างที่พบบ่อยๆ คือ เพชร และแกรไฟต์
4. ผลึกโลหะ(Metallic crystal) อนุภาคของผลึกประเภทนี้จะเป็นไอออนบวกที่อยู่ท่ามกลางเวเลนต์อิเล็กตรอนแต่ละอิเล็กตตรอนเคื่อนที่ได้อย่างอิสระทั่วทั้งก้อนของโลหะผลึกประเภทนี้มีจุดเดือดและจุดหลอมเหลวสูง ดึงให้เป็นแผ่นและตีเป็นเส้นได้ง่าย ตตัวอย่าง โลหะโดยทั่วไป เช่น เหล็ก เงิน และทองคำ เป็นต้น
การจัดเรียงอนุภาคของของแข็ง
ธาตุต่างๆ บางชนิดในธรรมชาติจะมีการจัดเรียงตัวของอะตอมในรูปของโมเลกุลได้หลายรูปแบบ เราเรียกว่าอัญรูป (allotrope) ของธาตุเช่นกำมะถันมีโครงสร้างผลึกเป็นรอมบิก (rhombic) และมอนอคลินิก(monoclinic)การที่สารสามารถเปลี่ยนโครงสร้างจากแบบหนึ่งไปอีกแบบหนึ่งได้ภายใต้ภาวะอุณหภูมิ และความดันค่าหนึ่ง เราเรียกอุณหภูมินี้ว่า จุดแทรนซิชัน (transition point)
การเปลี่ยนแปลงอัญรูปของกำมะถัน
กำมะถันมีหลายอัญรูป ได้แก่ รอมบิก (ออร์โทรอมบิก มอนอคลินิก พลาสติก) กำมะถันรอมบิก (s) มีสูตรโมเลกุลเป็น s8 ประกอบด้วยกำมะถัน 8 อะตอมต่อกันด้วยพันธะโควเวเลนต์ เป็นวง 8 เหลี่ยมรูปมงกุฎ ไม่ละลายน้ำแต่ละลายในคาร์บอนไดซัลไฟต์ หรือ โทลูอีน
เมื่อนำมาให้ความร้อนอย่างรวดเร็วจะหลอมเหลวที่อุณหภูมิ 113 c แต่ถ้าให้ความร้อนอย่างช้าๆจะเกิด การเปลี่ยนแปลงเป็นกำมะถันมอ
นอคลินิก ที่อุณหภูมิ 96 c ซึ่งมีจุดหลอมเหลว 119 c มีสูตรโมเลกุล s เหมือนกำมะถันรอมบิก เมื่อหลอมเหลวจะกลายเป็นของเหลวสีเหลืองแต่ไหล
ได้ดี ถ้าให้ความร้อนต่อไป จนอุณหภูมิสูงถึง 160 c วงs จะแตกออกเป็นสายยาวมีลักษณะข้นเหนียวและมีสีเข้มข้นมีสูตรโครงสร้าง เมื่ออุณหภูมิ
2000 c วงกำมะถัน จะแตกออกหมดต่อกันเป็นสายาวหรืออาจม้วนพันกันไปมากกลายไปมากลายเป็นของเหลวสีเข้มข้นและเหนียว
ถ้าเทลงน้ำเย็นทันทีเพื่อให้เย็นลงอย่างรวดเร็วจะได้กำมะถันพลาสติกซึ่งประกอบด้วยสายโซ่กำมะถันขดเป็นเกลียวแบบก้นหอยแต่ไม่เสถียร มีลักษณะเป็นก้อนแข็งเหนียวไม่ละลายในตัวทำละลายในตัวทำละลายทุกชนิด หลังจากนั้นกำมะถันพลาสติกจะค่อยๆ เปลี่ยนเป็นกำมะถันรอมบิกที่อุณหภูมิห้อง แต่ถ้าไม่เทกำมะถันลงในน้ำเย็นโดยให้ความร้อนต่อไปกำมะถันเหลวจะมีความเหนียวลดลงเพราะสายกำมะถันมีขนาดสั้นลงจนถึงอุณหภูมิ 444.6 c จึงเดือดกลายเป็นไอสีน้ำตาลไปของกำมะถันจะประกอบด้วยโมเลกุลของ s8 ,s4 , s2 ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ ลักษณะผลึกของกำมะถัน กำมะถันรอมบิกจะเป็นผลึกรูปเหลี่ยมสีเหลือง ส่วนกำมะถันมอนอคลินิกมีลักษณะเป็นผลึกรูปเข็ม
สมบัติของของเหลว
ถ้าลดอุณหภูมิและเพิ่มความดันให้กับก๊าซ ก๊าซจะกลายเป็นของเหลว เนื่องจากมีช่องว่างอยู่ทั่วไป และ มีแรงดึงดูดระหว่างโมเลกุลของของเหลว และ แรงดึงดูด ของโลกที่กระทำต่อของเหลว ของเหลวจึงไหลได้และรูปร่างไม่แน่นอน เปลี่ยนไปตามภาชนะที่บรรจุ การระเหยจะเกิดขึ้นที่ผิวของเหลว ระหว่างที่ของเหลวระเหย พลังงานจลน์เฉลี่ยของของเหลวที่เหลือจดลดลง ของเหลวจึงดูดพลังงานจากสิ่งแวดล้อมเข้ามาแทนพลังงานส่วนที่เสียไปและหลักการระเหยนี้ใช้อธิบาย
ความดันไอ (Vapour Pressure)
ถ้าเอาของเหลวใส่ในภาชนะที่ไม่มีฝาปิด เมื่อตั้งทิ้งไว้นานๆ ของเหลวจะมีปริมาตรลดลง และในที่สุดจะหมดไป ทั้งนี้เพราะว่าของเหลวนั้นได้ระเหยกลายเป็นไอไปสู่อากาศ แต่ถ้าเอาของเหลวชนิดเดียวกันนี้ใส่ในภาชนะปิด ไม่ว่าตั้งทิ้งไว้นานเท่าใดของเหลวนั้นจะมีปริมาตรลดลงเพียงเล็กน้อยเท่านั้น ทั้งนี้เพราะว่า เมื่อของเหลวกลายเป็นไอ โมเลกุลที่ระเหยเป็นไอหนีไปสู่อากาศไมได้ยังคงอยู่ในภาชนะบริเวณที่ว่างเหนือของเหลวนั้น โมเลกุลของไอเหล่านี้จะเคลื่อนที่ชนกันเอง ชนผิวของของเหลว และชนกับผนังภาชนะ โมเลกุลที่เคลื่นที่ชนผิวหน้าของของเหลวส่วนใหญ่จะถูกของเหลวดูดกลับลงไปเป็นของเหลวอีก ซึ่งเรียกว่า “ไอควบแน่นของของเหลว” เมื่อเวลาผ่านไปปริมาณไอมากขึ้นทำให้อัตราการควบแน่นเพิ่มขึ้น โมเลกุลที่ยังคงอยู่ในสภาพไอทำให้เกิด
แรงกระทำต่อภาชนะ หรือมีความดันเกิดขึ้นในภาชนะ ซึ่งเรียกว่า “ ความดันไอ” และความดันนี้จะมีค่ามากขึ้นเมื่อตั้งทิ้งไว้นานๆ ทั้งนี้เพราะโมเลกุลที่ไอมีมากขึ้น เนื่องจากอันตราการระเหยมากกว่าอัตราการที่ไอควบแน่นเป็นของเหลว จนในที่สุดความดันไอจะมีค่าคงที่ค่าหนึ่ง เพราะมีจำนวนโมเลกุลที่เป็นไอคงที่ เนื่องจากอัตราการระเหยกลายเป็นไอมีค่าเท่ากับอัตราที่ไอควบแน่นเป็นของเหลว เราเรียกภาวะนี้ว่า “ภาวะสมดุล” แต่เนื่องจากที่ภาวะสมดุลนี้ระบบมิได้หยุดนิ่ง ยังคงมีทั้งการระเหยกลายเป็นไอและไอควบแน่นเป็นของเหลว แต่เกิดในอัตราที่เท่ากัน จึงเรียกภาวะสมดุลลักษณะเช่นนี้ว่า “สมดุไดนามิก (Dynamic equilibrium)” ส่วนความดันไอในขณะนี้ซึ่งเป็น
ความดันไอที่มีค่าสูงสุดเรียกว่า “ความดันไอสมดุล” หรือเรียกสั้นๆว่า ความดันไอ
สรุปความหมายสมดุลไดนามิก
เป็นสมดุลของระบบที่ปฏิกิริยาไปข้างหน้าและปฏิกิริยาย้อนกลับ เกิดขึ้นตลอดเวลา ด้วยอัตราเร็วเท่ากัน ดังนั้น ถึงแม้ว่าเราจะไม่สามารถสังเกตเห็นการเปลี่ยนแปลงใดๆ ที่เกิดขึ้นในภาวะสมดุลก็ตาม ระบบยังคงมีการเปลี่ยนแปลงไปและกลับอยู่ตลอดเวลา
ปัจจัยที่มีผลต่อความดันไอของของเหลว
1.) อุณหภูมิ
– ที่อุณหภูมิสูง ของเหลวจะกลายเป็นไอได้มาก จึงมีความดันไอสูง
– ที่อุณหภูมิต่ำ ของเหลวจะกลายเป็นไอได้น้อย จึงมีความดันไอต่ำ
2) ชนิดของของเหลว
– ของเหลวที่มีแรงยึดเหนี่ยวระหว่างโมเลกุลมาก จะระเหยได้ยาก จึงมีความดันไอต่ำ มีจุดเดือดสูง – ของเหลวที่มีแรงยึดเหนี่ยวระหว่างโมเลกุลน้อย จะระเหยได้ง่าย จึงมีความดันไอสูงมีจุดเดือดต่ำ
สมบัติของแก๊ส
สมบัติทั่วไปของแก็ส สมบัติทั่วไปของแก็ส ได้แก่
1. แก๊สมีรูปร่างเป็นปริมาตรไม่แน่นอน เปลี่ยนแปลงไปตามภาชนะที่บรรจุ บรรจุ ในภาชนะใดก็จะมีรูปร่างเป็นปริมาตรตามภาชนะนั้น เช่น ถ้าบรรจุในภาชนะทรงกลมขนาด 1 ลิตร แก๊สจะมีรูปร่างเป็นทรงกลมมีปริมาตร 1 ลิตร เพราะแก็สมีแรงยึดเหนี่ยวระหว่างอนุภาค (โมเลกุล หรืออะตอม)
น้อยมาก จึงทำให้อนุภาคของแก๊สสามารถเคลื่อนที่หรือแพร่กระจายเต็มภาชนะที่บรรจุ
2. ถ้าให้แก๊สอยู่ในภาชนะที่เปลี่ยนแปลงปริมาตรได้ ปริมาตรของแก๊สจะขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ ความดันและจำนวนโมล ดังนั้นเมื่อบอกปริมาตรของแก๊สจะต้องบอกอุณหภูมิ ความดันและจำนวนโมลด้วย เช่น แก๊สออกซิเจน 1 โมลมีปริมาตร 22.4 dm3 ที่อุณหภูมิ 0 C
ความดัน 1บรรยากาศ (STP)
3. สารที่อยู่ในสถานะแก๊สมีความหนาแน่นน้อยกว่าเมื่ออยู่ในสถานะของเหลวและของแข็งมาก เช่น ไอน้ำ มีความหนาแน่น 0.0006 g/cm3แต่น้ำมีความแน่นถึง 0.9584 g/cm3 ที่100 C
5. แก็สต่างๆ ตั้งแต่ 2 ชนิดขึ้นไปเมื่อนำมาใส่ในภาชนะเดียวกัน แก๊สแต่ละชนิดจะแพร่ผสมกันอย่างสมบูรณ์ทุกส่วน นั้นคือส่วนผสมของแก๊สเป็นสารเดียว หรือเป็นสารละลาย (Solution)
6. แก๊สส่วนใหญ่ไม่มีสีและโปร่งใส่เช่นแก๊สออกซิเจน(O2)แก๊สไฮโดเจน(H2) แก๊สคาร์บอนไดออกไซด์(CO2)แต่แก๊สบางชนิดมีสี เช่น แก๊สไนโตเจนไดออกไซด์ (NO2) มีสีน้ำตาลแดง แก๊สคลอรีน(Cl2) มีสีเขียวแกมเหลือง แก๊สโอโซน (O3) ที่บริสุทธิ์มีสีน้ำเงินแก่ เป็นต้น
ขอบขอบคุณ-http://sites.google.com/site/wichakhemilem2m4/bth-thi-5-khxngkhaeng-khxnghelw-kaes
1.สารที่มีอนุภาคเรียงชิดกัน มีรูปร่างที่เเน่นอน ไม่เปลี่ยนแปลงไปตามภาชนะที่บรรจุ เเละบางชนิดสามารถระเหิดได้คือคุณสมบัติของสารในสถานะใด
taweepoonsakarin 
ใส่ความเห็น