Mais conteúdo relacionado
Semelhante a Analyze chem1 (20)
Analyze chem1
- 1. บทที่ 1
บทนําเกี่ยวกับเคมีวิเคราะห
เคมีวิเคราะห เปนแขนงหนึ่งของวิชาเคมีซึ่งเกี่ยวของกับการแยกสาร การศึกษา
ลักษณะเฉพาะ พิสูจนเอกลักษณของสารที่ตองการวิเคราะห(analyte)ที่มีอยูในตัวอยาง
(sample)และ การหาปริมาณที่แทจริงของสารนั้น ๆ ดั้งนั้นเคมีวิเคราะหจึงเปนศาสตรที่
ศึกษาเกี่ยวกับองคประกอบของสารเคมี และมีบทบาทที่สําคัญตองานดานวิทยาศาสตรในหลาย
สาขา เชน สาขาการเกษตร สิ่งแวดลอม นิติวิทยาศาสตร กระบวนการผลิต และ เภสัชกรรม
เปนตน ผูที่ทํางานดานเคมีวิเคราะหมีหนาที่ปรับปรุง และ พัฒนาเทคนิคการวิเคราะหใหมีความ
นาเชื่อถือมาก
1.1 บทบาทของเคมีวิเคราะหในงานดานวิทยาศาสตร
เคมีวิเคราะหมีบทบาทที่สําคัญตอการพัฒนางานดานวิทยาศาสตรแขนงตาง ๆ
มากมาย ตัวอยางเชน
1)ดานการเกษตร ไดแก การวิเคราะหหาปริมาณไนโตรเจนในปุยซึ่งเปนตัวบงชี้
คุณภาพของปุยนั้น ๆ
2)ดานวิทยาศาสตรการอาหาร โดยวิเคราะหหาสิ่งปนเปอน เชน สารฆาแมลงตกคาง
วิเคราะหหาสารอาหารจําเปนเชน วิตามิน วิเคราะหหาปริมาณไนโตรเจนซึ่งเปนสวนประกอบ
หลักของโปรตีนในอาหาร
3)ดานสิ่งแวดลอม เชน วิเคราะหหาปริมาณคารบอนมอนอกไซดเพื่อตรวจสอบ
คุณภาพอากาศ หรือ เพื่อตรวจสอบประสิทธิภาพการทํางานของอุปกรณตรวจวัดควันพิษจาก
ทอไอเสีย
4)ดานการแพทย ไดแก การตรวจวัดน้ําตาลในเลือดของผูปวยเปนโรคเบาหวาน
5)ดานนิติวิทยาศาสตร เชน ตรวจหาโลหะตกคางจากเขมา ดินปนจากมือผูตองหา
6)ดานกระบวนการผลิตในโรงงานอุตสาหกรรม ไดแก การตรวจวิเคราะหสัดสวนของ
สารเคมีในระบบการผลิตซึ่งเปนสวนสําคัญของระบบการควบคุมคุณภาพ(quality
control)
7)ดานเภสัชกรรม ไดแก การตรวจสอบความบริสุทธิ์ของยาเพื่อศึกษาการออกฤทธิ์
และตรวจสอบประสิทธิภาพของยา
- 2. 4
นอกจากนี้เคมีวิเคราะหยังมีบทบาทและมีสวนสําคัญในงานวิจัยหลายสาขา เชน สาขา
เคมี ชีวเคมี ชีววิทยา ธรณีวิทยา และ สาขาอื่น ๆ ที่เกี่ยวของกับวิทยาศาสตร
1.2 คุณภาพวิเคราะห และ ปริมาณวิเคราะห
เคมีวิเคราะหแยกออกเปน 2 แขนง ไดแก คุณภาพวิเคราะห และ ปริมาณวิเคราะห
1)คุณภาพวิเคราะห(qualitative analysis)คือ การระบุชนิดของธาตุ
ไอออน หรือ สารประกอบที่มีในตัวอยาง โดยสนใจวามีสารที่ตองการวิเคราะหอยูหรือไมเทานั้น
คุณภาพวิเคราะหอาจกระทําโดยใชปฏิกิริยาที่มีความจําเพาะกับสารที่ตองการศึกษา เชน เมื่อ
เติมสารละลายของ ซิลเวอรไนเทรต (AgNO3)ลงในสารตัวอยาง แลวเกิดตะกอนขาว แสดงวา
ตัวอยางนั้นมีคลอไรด (Cl-
)เปนองคประกอบ
2)ปริมาณวิเคราะห(quantitative analysis)คือ การหาปริมาณของสารที่
สนใจศึกษา ซึ่งอาจมีมากกวาหนึ่งชนิด กอนทําการวิเคราะห ควรทราบขอมูลเกี่ยวกับ
สวนประกอบของตัวอยางที่จะทําการวิเคราะหกอน เชน ในเลือดจะมีกลูโคสเปนสวนประกอบ
หรือ อาจทําการวิเคราะหเชิงคุณภาพเพื่อใหไดขอมูลเบื้องตนมากอน
สารตัวอยางที่นํามาวิเคราะหทั้งเชิงคุณภาพ และ ปริมาณ อาจเปนของแข็ง ของเหลว
แกส หรือสารผสม ตัวอยางการวิเคราะห เชน การตรวจสอบเขมาดินปนบนมือผูตองหา ใชการ
วิเคราะหเชิงคุณภาพเทานั้น แตการวิเคราะหซัลเฟอรที่ปนเปอนในถานหินตองใชการวิเคราะห
เชิงปริมาณ เนื่องจากปริมาณของซัลเฟอรมีผลตอราคาของถานหิน ระบบการวิเคราะหทางเคมี
ในปจจุบันสามารถวิเคราะหไดทั้งเชิงคุณภาพและเชิงปริมาณ
1.3 กระบวนการทางเคมีวิเคราะห
ในการวิเคราะหสารตัวอยาง จะไดผลออกมามีความนาเชื่อถือหรือไม ผูวิเคราะหจะตอง
ตระหนักถึงความสําคัญของกระบวนการตาง ๆ ทางเคมีวิเคราะห ซึ่งอาจแบงออกเปนขั้นตอน
ตาง ๆ ไดดังนี้
1.3.1 การกําหนดปญหา
กอนที่ผูวิเคราะหจะทําการออกแบบขั้นตอนการวิเคราะหได ตองทําการกําหนดปญหา
เชน ปญหาคืออะไร ตองการวิเคราะหอะไร ใชการวิเคราะหเชิงคุณภาพหรือเชิงปริมาณ หรือ ทั้ง
สองแบบ ขอมูลที่ไดนําไปใชประโยชนอะไร เพื่อใคร ตองการขอมูลเมื่อใด ตองการความแมน
- 3. 5
(accuracy)และความเที่ยง(precision)เพียงใด ใชงบประมาณจากแหลงใด และสิ่ง
สําคัญอีกประการหนึ่งคือ ผูวิเคราะหควรปรึกษาแผนการวิเคราะหกับผูที่นําตัวอยางมาให
วิเคราะหเพื่อใหการวิเคราะหเกิดประโยชนและมีประสิทธิภาพรวมถึงขั้นตอนและเทคนิคการเก็บ
ตัวอยางเพื่อสงวิเคราะหดวย
1.3.2 การเลือกวิธีวิเคราะห
การเลือกวิธีวิเคราะหที่เหมาะสมขึ้นอยูกับประสบการณของผูวิเคราะห และปจจัยที่
สําคัญอื่น ๆ เชน ชนิดและปริมาณของตัวอยาง วิธีการเตรียมตัวอยาง สภาพไว
(sensitivity)ของเทคนิคหรือวิธีที่เลือก สารรบกวน ความแมนและความเที่ยงที่ตองการ
อุปกรณและเครื่องมือที่ใชได ความชํานาญของผูวิเคราะห คาใชจาย ระยะเวลาที่ใชในการ
วิเคราะห และสามารถหาวิธีวิเคราะหรวมถึงสารมาตรฐานไดหรือไม เปนตน
1.3.3 การชักตัวอยาง
การชักตัวอยาง(sampling) คือ การเก็บตัวอยางใหมีปริมาณพอเหมาะกับวิธีการ
วิเคราะหโดยองคประกอบของตัวอยางที่เก็บมานั้นตองเปนตัวแทนของตัวอยางทั้งหมด วิธีการ
เก็บตัวอยางมีหลายวิธีซึ่งตองพิจารณาจาก ชนิดและปริมาณของตัวอยาง ความเปนเนื้อ
เดียวกันของสารที่จะวิเคราะหในตัวอยาง เชน ถาสารที่จะวิเคราะหอยูแบบไมเปนเนื้อเดียวกัน
(heterogeneous)ในตัวอยาง ตองทําการเก็บตัวอยางหลาย ๆ จุดแบบสุม แตถาสารที่จะ
วิเคราะหอยูแบบเปนเนื้อเดียวกัน(homogeneous)จะเก็บตัวอยางสวนไหนมาวิเคราะหก็ได
ตัวอยางที่มีลักษณะตาง ๆ กัน จะมีวิธีการเก็บตัวอยางแตกตางกัน ดังนี้
แกส อาจเก็บตัวอยางโดยใชลูกโปงหรือเข็มฉีดยา หรือ ผานแกสเขาไปแทนที่น้ําที่บรรจุ
อยูในภาชนะที่ทราบปริมาตรที่แนนอน โดยบันทึกอุณหภูมิ และ ความดันบรรยากาศขณะชัก
ตัวอยางดวย
อากาศ ซึ่งประกอบดวยแกสหลายชนิดรวมทั้งอนุภาคตาง ๆ ดวย (เชน ฝุนละออง)
องคประกอบของอากาศตามจุดตาง ๆ จะแตกตางกันไปดวย การเก็บตัวอยางอากาศเพื่อการ
วิเคราะหฝุนละออง อาจใชเครื่องมือไดหลายแบบ โดยอาศัยการกรอง การตกตะกอนดวยไฟฟา
สถิต การตกตะกอนโดยใชความรอน หรือ เทคนิคการแยกโดยใชแรงเหวี่ยงในไซโคลน เปนตน
ของเหลว ตัวอยางของเหลวที่เปนเนื้อเดียวกัน ใหเก็บสวนไหนมาวิเคราะหก็ได แตหาก
ของเหลวตัวอยางไมเปนเนื้อเดียวกัน เชน น้ําคลอง หรือ น้ําผสมน้ํามัน ใหกวนใหเขากันกอน
แตถาตัวอยางมีปริมาณมากไมสามารถกวนผสมไดใหเก็บตัวอยางหลาย ๆ จุด
- 4. 6
ของแข็ง ตัวอยางที่เปนเนื้อเดียวกัน เก็บตัวอยางสวนไหนมาวิเคราะหก็ได สวนกรณีที่
ตัวอยางไมเปนเนื้อเดียวกันใหเก็บตัวอยางหลาย ๆ สวน แลวนํามารวมกัน นําไปบด แลวรอน
ผานตะแกรง เพื่อทําใหตัวอยางมีขนาดเดียวกัน จากนั้นแบงตัวอยางที่รอนไดออกมาสวนหนึ่ง
แผใหเปนรูปสี่เหลี่ยม แลวแบงตัวอยางออกเปนสี่สวน นําสองสวนที่อยูมุมตรงขามมารวมกัน
แลวแผเปนสี่เหลี่ยม เก็บสองสวนที่อยูมุมตรงขาม ทําอยางนี้เรื่อย ๆ ไปจนตัวอยางมีปริมาณ
พอเหมาะที่จะนําไปวิเคราะห
1.3.4 การเตรียมตัวอยาง
เตรียมตัวอยางที่สุมมาใหอยูในรูปที่จะนําไปวิเคราะหได โดยเริ่มจากทําสารตัวอยางให
แหง นําไปชั่ง บดใหละเอียด แลวทําใหละลายดวยตัวทําละลายที่เหมาะสม แยกสิ่งปนเปอนและ
สารรบกวนออก การเตรียมตัวอยางเพื่อนําไปวัดคาในขั้นตอไปนั้นควรมีการเตรียมซ้ําในเวลา
เดียวกัน และใชสภาวะเหมือนกัน เพื่อใหผลการวิเคราะหมีความนาเชื่อถือ รายละเอียดของการ
เตรียมตัวอยางแตละขั้นตอนแสดงในหัวขอ 1.4
1.3.5 การวัดคา
วิธีการวัดปริมาณของสารอาจแบงเปนสองแบบคือใชวิธีปริมาณสัมพันธ โดยสารที่
ตองการวิเคราะหอาจถูกทําใหแยกสลาย หรือ ทําปฏิกิริยากับสารอื่น แลวทําใหเกิดผลิตภัณฑ
จากการวัดหาปริมาณของสารผลิตภัณฑหรือรีเอเจนตที่เกี่ยวของในปฏิกิริยา สามารถ
คํานวณหาสารที่ตองการทราบไดจากสมการเคมี การวิเคราะหแบบนี้จะเกี่ยวของ
กับการวิเคราะหโดยน้ําหนัก(gravimetric analysis)และ ปริมาตรวิเคราะห
(volumetric analysis)
สําหรับการวัดปริมาณของสารอีกแบบหนึ่ง เปนการวิเคราะหโดยใชเครื่องมือ วัดสมบัติ
ทางกายภาพ โดยตองมีสารมาตรฐานในการเปรียบเทียบ สมบัติทางกายภาพที่นํามาใชในการ
หาปริมาณของสาร ไดแก ความหนาแนน คาดัชนีหักเห คาการนําไฟฟา และคาการดูดกลืนคลื่น
แสงของสาร เปนตน การวิเคราะหวิธีนี้จะใชเวลานอย ไมยุงยากและไดผลดี การแบงวิธีการ
วิเคราะหดูรายละเอียดเพิ่มเติมในหัวขอ 1.6
1.3.6 การคํานวณและรายงานผล
เมื่อไดผลการทดลองแลว ใหนําผลที่ไดมาคํานวณ โดยเทียบกับน้ําหนักของสารที่ใช
เริ่มตน หรือเทียบกับสารละลายมาตรฐาน เพื่อหาปริมาณของสารที่สนใจในตัวอยางแลวรายงาน
ผลโดยประเมินความนาเชื่อถือของขอมูลดวย
- 5. 7
ขั้นตอนตาง ๆ ในกระบวนการวิเคราะหทางเคมี สรุปเปนแผนผัง ดังรูปที่ 1.1
การกําหนดปญหา
รูป 1.1 ขั้นตอนการวิเคราะหตัวอยาง
1.4 การเตรียมตัวอยางเพื่อใชวิเคราะหทางเคมี
โดยทั่วไปการวิเคราะหหาองคประกอบทางเคมีไดแก การตกตะกอน การไทเทรต และ
วิธีการใชเครื่องมือพิเศษ จําเปนตองมีการเตรียมตัวอยางใหเปนสารละลายกอน แลวจึงนําไป
วิเคราะหตามวิธีขางตน ตัวทําละลายอาจเปนน้ํากลั่น สารละลายกรด หรือ เบส บางครั้งอาจเปน
รีเอเจนตที่ทําปฏิกิริยาในสภาวะที่รุนแรง ดังนั้นการเตรียมตัวอยางจึงเปนขั้นตอนที่สําคัญมาก
ขั้นตอนหนึ่ง ผูทําการทดลองดานเคมีวิเคราะหควรใหความสําคัญและทําความเขาใจกับทุก
ขั้นตอนของการเตรียมตัวอยางดังนี้
1.4.1 การทําใหแหง
การทําใหแหง (drying) เปนการทําใหตัวอยางมีน้ําหนักคงที่ โดยนําตัวอยางที่เปน
ของแข็งไปอบใหแหงที่อุณหภูมิประมาณ 105 – 110°C ดวยเตาอบ จนของแข็งมีน้ําหนัก
คงที่ ในกรณีที่สารที่จะวิเคราะหสลายตัวไดงายดวยความรอน ใหนําตัวอยางไปทําใหแหงโดย
ทิ้งไวที่อุณหภูมิหอง หรือ ตั้งทิ้งไวในขวดโหลที่บรรจุสารดูดความชื้น
การเลือกวิธีวิเคราะห
การชักตัวอยาง
การเตรียมตัวอยาง
การวัดคา
การคํานวณและรายงานผล
- 6. 8
1.4.2 การชั่ง
ตองใชเครื่องชั่งแบบละเอียดทศนิยมสี่ตําแหนง ควรชั่งตัวอยางชนิดเดียวกันสามครั้ง
โดยไมจําเปนตองใหมีน้ําหนักที่เทากัน เมื่อนําตัวอยางที่ชั่งไดทั้งสามครั้งแยกไปวิเคราะห แลว
คํานวณผลในหนวยเดียวกัน เชน ปริมาณสารที่สนใจตอ 100 กรัมตัวอยาง ถาผลการทดลองใน
แตละครั้งเทากันหมดก็แสดงวาน้ําหนักของตัวอยางที่ชั่งมาจากเครื่องชั่งเปนคาที่ถูกตอง
1.4.3 การละลายตัวอยาง
การละลายตัวอยางเปนการทําใหตัวอยางอยูในรูปของสารละลายโดยใชรีเอเจนตที่
เหมาะสม หรือ อาจใชความรอนชวย เทคนิคการละลายตัวอยางที่นิยมใชแบงเปน 4 วิธี ไดแก
1) การใชกรดอนินทรียในภาชนะเปด
สําหรับสารอนินทรีย มักใชกรดอนินทรียหรือกรดแรเปนรีเอเจนตในการยอยสลาย
หลังจากการใหความรอนจนถึงจุดเดือดของรีเอเจนตนั้น ๆ ซึ่งวิธีนี้เรียกวาการยอยแบบเปยก
(wet digestion)รีเอเจนตที่ใชจะเปลี่ยนตัวอยางอินทรียใหเปนคารบอนไดออกไซด และ
น้ํา ตัวอยางกรดที่ใชไดแก
1.1)กรดไฮโดรคลอริก(HCl)
กรดไฮโดรคลอริกเขมขน เปนกรดที่ใชยอยสลายตัวอยางอนินทรียที่ดีมาก แตมี
ขอจํากัดสําหรับสารประกอบอินทรียคือการละลายไมดี และเมื่อตมกรดไฮโดรคลอริกเขมขน 12
โมลาร จนถึงอุณหภูมิ 110o
C กรดจะระเหยไปจนความเขมขนลดลงเหลือเพียง 6 โมลาร
1.2)กรดไนทริก(HNO3)
กรดไนทริกเขมขน เปนตัวออกซิไดสที่แรง ซึ่งใชละลายโลหะไดเกือบทุกชนิด
ยกเวน อะลูมิเนียมและโครเมียม เนื่องจากพื้นผิวมักเปลี่ยนเปนออกไซด ถาโลหะผสมมี ดีบุก
ทังสเตน หรือ พลวง ถูกนํามาละลายในกรดไนทริกที่รอน มันจะเปลี่ยนเปนไฮเดรตออกไซด
(hydrated oxide)ที่ละลายไดนอย เชน SnO4.4H2O เมื่อตกตะกอนจะสามารถแยก
ธาตุพวกนี้ไดโดยการกรอง การวิเคราะหโลหะปริมาณนอยในตัวอยางที่เปนสารประกอบอินทรีย
สามารถใชกรดไนทริกที่รอนเพียงอยางเดียวหรือผสมกับกรดชนิดอื่น หรือ ตัวออกซิไดสเชน
ไฮโดรเจนเพอรออกไซด หรือ โบรมีน
- 7. 9
1.3)กรดซัลฟวริก(H2SO4)
สารหรือวัตถุหลายชนิดจะถูกยอยสลายในกรดซัลฟวริกที่รอน เนื่องจากเปน
กรดที่มีจุดเดือดสูง (340o
C) สารประกอบอินทรียสวนใหญจะเกิดการเสียน้ํา
(dehydrated)และ ถูกออกซิไดส กลายเปน คารบอนไดออกไซดและน้ําที่อุณหภูมินี้
1.4)กรดเพอรคลอริก(HClO4)
กรดเพอรคลอริกเขมขนที่รอนเปนตัวออกซิไดสที่มีศักยภาพสูง สามารถยอย
สลายโลหะผสมของเหล็กและเหล็กกลาไรสนิมได ซึ่งกรดชนิดอื่นไมสามารถยอยสลายได
กรดเพอรคลอริกเมื่อสัมผัสกับสารอินทรีย หรือสารอินทรียที่ถูกออกซิไดสได
งาย อาจเกิดการระเบิดอยางรุนแรง ดังนั้นจึงควรใชกรดชนิดนี้ชนิดเจือจาง หรือใชกรดที่เย็น
และเขมขนใสลงในตัวอยางกอนแลวจึงนําไปตมโดยเพิ่มความรอนทีละนอยและใหตมภายในตู
ดูดควันปราศจากฝุนละอองและสารอินทรีย และตองระวังอยาใหสารละลายแหงหรือเหลือนอย
เพราะอาจเกิดการระเบิดไดเนื่องจากในขณะที่สารละลายเหลือนอยจะมีความเขมขนของกรด
เพอรคลอริกอยูสูงมาก การลดการระเบิดอาจทําไดอีกวิธีหนึ่งคือใชกรดเพอรคลอริกผสมกับกรด
ไนทริก โดย ใสกรดไนทริกลงในตัวอยางกอนแลวนําไปใหความรอน เมื่อรอนแลวใหตั้งทิ้งไวให
เย็น แลวจึงเติมกรดผสมระหวางกรดเพอรคลอริกกับกรดไนทริกลงไปในตัวอยางอีกครั้งหนึ่ง
กรดไนทริกที่ใสลงไปตอนแรกนั้นจะไปชวยออกซิไดสสารบางชนิดที่ถูกออกซิไดสไดงาย
1.5)ตัวออกซิไดสผสม
การใชกรดผสมเชนกรดกัดทอง (HCl:HNO3 อัตราสวน 3:1 โดยปริมาตร)
หรือการเติมตัวออกซิไดส เชน ไฮโดรเจนเพอรออกไซด หรือ โบรมีน ลงในกรดอนินทรียหรือ
กรดแรจะชวยใหการยอยทําไดเร็วขึ้น กรดผสมระหวางไนทริก และ เพอรคลอริก ชวยใหการ
ยอยสลายทําไดเร็วขึ้นเชนกัน แตตองระวังมิใหกรดไนทริกระเหยไปหมดกอนการออกซิไดส
ตัวอยางจะสมบูรณ เนื่องจากถาเหลือเฉพาะกรดเพอรคลอริกอยางเดียวอาจทําใหเกิดการระเบิด
ได
1.6)กรดไฮโดรฟลูออริกหรือกรดกัดแกว (HF)
โดยทั่วไปมักใช กรดไฮโดรฟลูออริกในการยอยสลายหินซิลิเกตและแร เพื่อ
วิเคราะหธาตุอื่นนอกจากซิลิคอน ซึ่งจะถูกเปลี่ยนเปนซิลิคอนเททระฟลูออไรดและบางครั้งอาจ
ใชกรดไฮโดรฟลูออริกรวมกับกรดชนิดอื่น เพื่อยอยสลายเหล็กที่ละลายไดยาก
- 8. 10
กรดไฮโดรฟลูออริกเปนกรดที่มีความเปนพิษสูง การใชกรดชนิดนี้ตองทําในตู
ดูดควันที่ประสิทธิภาพดีเปนพิเศษ ถากรดชนิดนี้สัมผัสผิวหนังจะกัดผิวและทําใหมีอาการปวด
มาก โดยคนที่สัมผัสกรดไฮโดรฟลูออริกนี้มักแสดงอาการหลังจาก 1 ชั่วโมงผานไป ถาถูกกรด
ไฮโดรฟลูออริกควรลางดวยน้ํานาน ๆ หรืออาจใชสารละลายแคลเซียมไอออนเจือจาง ซึ่งจะ
ตกตะกอนกับฟลูออไรดไอออนได
2) การใชคลื่นไมโครเวฟ
การใชเตาไมโครเวฟในการยอยสลายตัวอยางทั้งที่เปนสารอินทรียและอนินทรีย เริ่มใช
ตั้งแตป ค.ศ. 1970 เปนตนมา มีทั้งทําในภาชนะเปดและปด แตปจจุบันนิยมใชภาชนะปด
มากกวาเพราะจะไดความดันสูง ซึ่งมีผลใหอุณหภูมิสูงไปดวย นอกจากนั้นยังใชรีเอเจนต
ปริมาณนอยกวาเนื่องจากไมมีการระเหยของรีเอเจนต ทําใหลดการปนเปอนของสารที่ติดมากับ
รีเอเจนต และยังชวยลดการระเหยของสิ่งที่ตองการวิเคราะหอีกดวย การยอยดวยวิธีนี้ยัง
สามารถทําเปนแบบอัตโนมัติได ซึ่งเปนการลดขั้นตอนและเวลาในการเตรียมตัวอยาง
นอกจากนี้ยังสามารถยอยในเวลาเดียวกันทีละหลาย ๆ ตัวอยางไดอีกดวย
(ก) (ข)
รูป 1.2 เตาไมโครเวฟ (ก), หลอดบรรจุสาร (ข) บริษัท Anton Parr
ขอดีของการยอยโดยใชคลื่นไมโครเวฟเมื่อเทียบกับเปลวไฟหรือแทนใหความรอนคือใช
เวลานอยกวาและสามารถยอยสลายไดเกือบทุกตัวอยาง แมแตตัวอยางที่ยอยสลายไดยาก โดย
ใชเวลา 5-10 นาที เนื่องจากการถายโอนพลังงานไปยังโมเลกุลของสารละลายไดโดยตรง แต
การยอยโดยวิธีใชเปลวไฟหรือแทนใหความรอน ความรอนจะถูกถายโอนใหกับภาชนะกอนแลว
- 9. 11
จึงไปถึงสารละลายตัวอยางซึ่งใชเวลานานหลายชั่วโมง และปกติวิธีนี้จะมีการคนตัวอยาง ทําให
มีสารละลายสวนนอยเทานั้นที่ยังคงมีอุณหภูมิเทากับอุณหภูมิของภาชนะ แตพลังงานไมโครเวฟ
จะถูกถายโอนใหโมเลกุลของสารละลายทั้งหมดเกือบพรอมกัน ดังนั้นสารละลายจึงเดือดไดเร็ว
มาก
3) การเผาใหเปนเถา
การเผาใหเปนเถา(dry ashing)เปนการยอยแบบแหงเหมาะสําหรับตัวอยาง
อินทรีย ทําไดโดยเผาสารอินทรียดวยความรอนที่สูงมาก ๆ สารประกอบอินทรียจะถูกออกซิไดส
ดวยแกสออกซิเจน และแปรสภาพเปนออกไซดของธาตุตาง ๆ เชน คารบอน(C)จะเปลี่ยนเปน
คารบอนไดออกไซด(CO2)สวนไฮโดรเจน(H)จะเปลี่ยนเปนน้ํา แบงเปน
3.1) การเผาดวยเปลวไฟหรือเตาเผาที่อุณหภูมิ 500o
C หรืออาจจะสูงกวาโดยใช
ครูซิเบิลหรือชามระเหยบรรจุตัวอยาง และควรทําตัวอยางใหแหงเสียกอนแลวจึงคอยนําไปเผา
ตอ คารบอนจะถูกออกซิไดซเปนคารบอนไดออกไซด เปนวิธีที่งายที่สุดในการยอยสลายตัว
อยางอินทรีย ในกรณีเผาดวยเปลวไฟ เพื่อใหเกิดการออกซิไดซที่สมบูรณมักใชเปลวไฟสีแดง
นําสวนที่เหลือจากการเผาไปละลาย เหมาะสําหรับการวิเคราะหหาปริมาณสารที่ไมระเหย
3.2) การเผาโดยใชหลอดเผา (combustion tube)ซึ่งวิธีนี้มีความคลาดเคลื่อน
มาก เหมาะสําหรับยอยสลายสารประกอบอินทรียเพื่อหาธาตุที่เปนองคประกอบหลัก สาร
ตัวอยางจะถูกเปลี่ยนเปนแกสเมื่อถูกเผาในบรรยากาศของออกซิเจน ถามีเครื่องมือที่เหมาะสม
เราสามารถจับแกสเหลานี้และนํามาวิเคราะหหาปริมาณได วิธีนี้สามารถวิเคราะหคารบอน
ไฮโดรเจน ไนโตรเจน ซัลเฟอร ออกซิเจน และ แฮโลเจนไดภายในเวลา 15 นาที โดยตัวอยาง
จะถูกเผาในบรรยากาศของฮีเลียมและออกซิเจน หลังจากแกสผสมผานเขาไปเหนือตัวเรง
ปฏิกิริยาซึ่งประกอบดวยของผสมของเงินวานาเดตและเงินทังสเตน สารแฮโลเจนและซัลเฟอร
จะถูกแยกออกโดยเกลือของเงินเหลานี้ และที่ปลายหลอดจะมีทองแดงที่รอนเพื่อแยกออกซิเจน
และเปลี่ยนไนโตรเจนออกไซดใหเปนไนโตรเจน
4) การใชฟลักซ
ตัวอยางจําพวก ซิลิเกต และออกไซดของธาตุบางชนิด หรือโลหะผสมของเหล็ก ซึ่ง
ละลายไดนอยในกรด จําเปนตองใชเกลือเปนตัวชวยในการหลอมละลาย โดยใหนําฟลักซ 10
สวน ผสมกับตัวอยาง 1 สวน ใหเขากันในถวยที่ทนความรอนแลวนําไปหลอมที่อุณหภูมิสูง
ประมาณ 300 – 1000°C โดยคอย ๆ เพิ่มความรอนอยางชา ๆ เพื่อไมใหเกิดการกระเด็น
ของสารออกจากถวย ระยะเวลาในการหลอม 2-3 นาที ถึง 1 ชั่วโมง ทั้งนี้ขึ้นอยูกับชนิดของ
ตัวอยาง ถาผลิตผลที่ไดมีลักษณะเปนของเหลวใส แสดงวาเกิดการหลอมอยางสมบูรณ
- 10. 12
ผลิตภัณฑดังกลาวจะหลอมและละลายน้ําได(melt)กอนที่จะเย็นจนกลายเปนของแข็งควรจะ
หมุนครูซิเบิลเพื่อใหของเหลวกระจายตัว ซึ่งทําใหละลายออกไดงาย
การใชฟลักซควรเลือกใหเหมาะสมกับตัวอยาง เชน โซเดียมคารบอเนต ใชกับตัวอยาง
ประเภทซิลิเกตและอะลูมินา สวนลิเทียมเมตาบอเรตเหมาะสําหรับตัวอยางประเภทแรและ
เซรามิก เปนตน
ตัวอยางของฟลักซที่ใชในหองปฏิบัติการ อาจแบงตามสมบัติไดดังนี้
ฟลักซที่เปนดาง(alkaline flux)ที่ใชกันมากไดแกฟลักซคารบอเนต (Na2CO3
หรือ K2CO3 หรือทั้งสองสารผสมกัน) ใชยอยแรซิลิเกตไดโดยงาย นิยมทําในถวยแพลตินัม
ฟลักซที่เปนกรด(acidic flux)โดยมากนิยมใชโพแทสเซียมไพโรซัลเฟตซึ่ง
สลายตัวให SO3 และ K2SO4 ทั้งนี้ SO3 จะทําปฏิกิริยากับโลหะออกไซดไดเกลือซัลเฟตที่
ละลายน้ําไดดี การหลอมดวยไพโรซัลเฟตควรทําในถวยซิลิกา หรือ อาจใชถวยกระเบื้อง
ถวยทอง แพลตินัม และ โครันดัม แตอาจสึกกรอนไดเล็กนอย
ฟลักซที่เปนสารรีดิวซ เชน Na2CO3 และ KCN หรือ KOH และ Al ใชรีดิวซคารบอน
หรือไอออนบวกตาง ๆ วิธีนี้มักใชกับโลหะที่มีความหนาแนนสูง ใชแยกและหาปริมาณโลหะมี
ตระกูล เชน ทอง เงิน แพลตินัม การหลอมทําในถวยกระเบื้อง หรือ ควอตซ
การใชฟลักซมีขอเสียหลายประการ ไดแก เปลืองคาใชจายเนื่องจากตองใชสารปริมาณ
มาก การหลอมตองทําที่อุณหภูมิสูงอาจเกิดการสูญเสียสารตัวอยางที่ระเหยไดงาย และอาจเกิด
อันตรายกับผูทดลองที่ขาดความระมัดระวัง สารละลายที่ไดมีปริมาณเกลือคอนขางสูงอาจมีผล
ตอการวิเคราะหในขั้นตอไป และฟลักซบางชนิดอาจทําใหสารจากถวยหลุดออกมาปะปนกับ
ตัวอยางได
1.4.4 การแยกสารรบกวน
สารรบกวนที่มีอยูในตัวอยาง จะมีผลทําใหผลการวิเคราะหมีความผิดพลาดจึง
จําเปนตองกําจัดออก ซึ่งสามารถทําไดหลายวิธีเชน โดยวิธีการแยก การตกตะกอน สกัดออก
ดวยตัวทําละลาย นอกจากนี้อาจทําไดโดยวิธีอื่นเชน ใชเทคนิคมาสคิง(masking)คือการ
ปองกันไมใหสารรบกวนเขาไปยุงเกี่ยวกับปฏิกิริยาใด ๆ
- 11. 13
1.5 ตัวอยางการใชกระบวนการวิเคราะหทางเคมี
ในปจจุบันเคมีวิเคราะหไดเขาไปมีบทบาทในการศึกษาดานสิ่งแวดลอมอยางแพรหลาย
ในตัวอยางนี้ เปนกรณีศึกษาการหาปริมาณสารที่เปนสาเหตุของการตายของกวางจํานวนมาก
ในวนอุทยานแหงหนึ่ง โดยเริ่มจากการกําหนดปญหา และตามดวยขั้นตอนตาง ๆ ตามรูป 1.1
1) การกําหนดปญหา
เมื่อมีการพบศพกวางจํานวนมากตายใกล ๆ สระน้ํา ในวนอุทยานแหงหนึ่ง เจาหนาที่
จึงมีการหาสาเหตุการตายของกวางดังกลาว เจาหนาที่และนักเคมีไดตรวจสอบบริเวณที่พบศพ
และไดสังเกตวาหญารอบ ๆ เสาไฟฟาแหงเหี่ยว จึงคาดวานาจะมีการใชสารกําจัดวัชพืชกับหญา
โดยสวนประกอบทั่วไปที่มักพบในสารกําจัดวัชพืช ไดแก สารหนู(arsenic)ซึ่งมีหลายรูป
เชน อารเซนิกไตรออกไซด(arsenic trioxide),โซเดียมอารเซไนต (sodium
arsenite),โมโนโซเดียมมีเทนอารเซเนต(monosodium methanearsenate)
หรือ ไดโซเดียมมีเทนอารเซเนต(disodium methanearsenate)สารกําจัดวัชพืชนี้จะ
ทําปฏิกิริยากับหมูซัลฟดริล(sulfydryl,S–H)ในกรดอะมิโน มีผลทําใหเกิดการยับยั้งการ
ทํางานของเอนไซมในพืชและทําใหพืชตายในที่สุด ซึ่งผลของปฏิกิริยาเคมีดังกลาวนอกจากจะ
เกิดกับพืชแลวยังเกิดขึ้นกับสัตวไดดวย จึงไดมีการเก็บตัวอยางหญาแหงนี้ไปวิเคราะหควบคูกับ
ตัวอยางเนื้อเยื่อของกวาง เพื่อยืนยันวามีสารหนูอยูจริงหรือไมและถามี จะมีในปริมาณเทาไร
2) การเลือกวิธีวิเคราะห
วิธีทั่วไปสําหรับการหาปริมาณสารหนูในตัวอยางชีวภาพ สามารถหาไดจากวารสาร
Association of Official Analytical Chemists(AOAC)ซึ่งใชวิธีการ
กลั่น เปลี่ยนสารหนู ใหอยูในรูป อารไซน(arsine)และใชเทคนิคคัลเลอริเมตรี
(colourimetry)ในการหาความเขมขนของสารหนู
3) การชักตัวอยาง
ทําการชําแหละกวาง แลวนําตัวอยางไตไปวิเคราะห เนื่องจากสารหนูจะถูกกําจัดออก
จากตัวสัตวอยางรวดเร็วทางทอปสสาวะ ดังนั้นไตจึงเปนจุดที่นาจะมีสารหนูเขมขนที่สุด
4) การเตรียมตัวอยาง
หั่นไตเปนชิ้นเล็ก ๆ ปนโดยใชเครื่องปน เพื่อใหชิ้นตัวอยางมีขนาดเล็กลง เปนการเพิ่ม
พื้นที่ผิวในการเกิดปฏิกิริยา และ เพื่อใหตัวอยางเปนเนื้อเดียวกัน จากนั้นชั่งตัวอยางไตที่ปน
เปนเนื้อเดียวกันของกวางแตละตัว อยางละ 10 กรัม ลงในครูซิเบิล ทําซ้ําสามครั้ง ยอย
- 12. 14
ตัวอยางแบบแหง โดยเผาตัวอยางในครูซิเบิลดวยเปลวไฟกอน จนไมเกิดควัน แลวเผาตัวอยาง
ตอในเตาเผาที่อุณหภูมิ 555°C เปนเวลา 2 ชั่วโมง การยอยตัวอยางแบบแหงจะเปลี่ยน
สารอินทรียใหเปนคารบอนไดออกไซด กับน้ํา ละลายของแข็งในครูซิเบิลดวยกรดไฮโดรคลอริก
เจือจาง ทําให As2O5 ละลายเปน H3AsO4 จากนั้นนําไปวัดหาปริมาณดวยเทคนิค คัลเลอริ
เมตรีตอไป
1.6 การแบงวิธีวิเคราะห
การแบงวิธีการวิเคราะหอาจแบงตามปริมาณของสารตัวอยาง ดังตาราง 1.1 ซึ่ง
ปริมาณของสารตัวอยางนี้มีผลตอการเลือกวิธีวิเคราะห เชน สารตัวอยางมีปริมาณมาก สามารถ
ใชวิธีวิเคราะหที่ไมตองใชเครื่องมือยุงยากมาก เชน การไทเทรต และ การตกตะกอน เปนตน
สวนการวิเคราะหแบบ จุลภาควิเคราะห และอติจุลภาควิเคราะห จัดเปนการวิเคราะหสาร
ปริมาณนอยมาก(trace analysis)ซึ่งตองใชเครื่องมือวิเคราะหขั้นสูง
ตาราง 1.1 การแบงวิธีการวิเคราะหตามปริมาณของสารตัวอยาง
วิธีวิเคราะห น้ําหนักของตัวอยาง
(mg)
ปริมาตรของตัวอยาง
(μL)
มหัพภาควิเคราะห(Macro Analysis) > 100 > 100
กึ่งจุลภาควิเคราะห(Semimicro Analysis) 10 – 100 50 – 100
จุลภาควิเคราะห(Micro Analysis) 1 – 10 < 50
อติจุลภาควิเคราะห(Ultramicro Analysis) < 1 -
ที่มา (Christian,2004,p.15)
นอกจากนี้ยังอาจแบงเปนวิธีคลาสสิคอล (classical method)และ การ
วิเคราะหโดยเครื่องมือ (instrumental method)
1.7 การวิเคราะหโดยวิธีคลาสสิคอล
เปนการวิเคราะหโดยอาศัยสมบัติทางเคมีของสารสองชนิดที่สามารถทําปฏิกิริยากัน
แลววัดมวลของผลิตภัณฑที่ไดหรือวัดปริมาณของสารที่ทําปฏิกิริยาพอดีกัน การวิเคราะหที่
จัดเปนวีธีคลาสสิคอล ไดแก การวิเคราะหโดยน้ําหนัก และ ปริมาตรวิเคราะห
- 13. 15
1.7.1 ปริมาตรวิเคราะห
ปริมาตรวิเคราะห(volumetric analysis)เปนวิธีการที่ทําไดรวดเร็วและไดผล
ถูกตอง ทําได 2 วิธีคือ
1) การไทเทรต เปนการนําสารละลายตัวอยางมาทําปฏิกิริยากับสารละลายที่ทราบ
ความเขมขนแนนอน ผลที่ไดจากการไทเทรตนํามาคํานวณหาปริมาณของสารที่มีอยูในตัวอยาง
2) การวิเคราะหแกส วิธีนี้ทําใหสารเกิดการสลายเปนแกส วัดปริมาตรของแกสที่เกิดขึ้น
จากปริมาตรของแกสนําไปคํานวณหาปริมาณของสารที่ตองการทราบได
1.7.2 การวิเคราะหโดยน้ําหนัก
การวิเคราะหโดยน้ําหนัก(gravimetric method)ใชไดดีกับสารตัวอยางที่มี
ขนาด 100 มิลลิกรัมขึ้นไป ทําไดโดยการแยกธาตุหรือสารประกอบตัวที่สนใจออกมาใหหมด
ทําใหบริสุทธิ์แลวนําไปชั่งน้ําหนัก ซึ่งวิธีการแยกสารเพื่อทําการวิเคราะหโดยวิธีนี้ทําได 2 วิธีคือ
1) วิธีการตกตะกอน วิธีนี้ใชสารอีกตัวหนึ่งซึ่งเปนสารที่ทําใหตกตะกอน ตกตะกอนธาตุ
ที่ตองการวิเคราะหแลวหาน้ําหนักของตะกอนที่ได ซึ่งตองทําใหบริสุทธิ์กอนชั่ง
2) วิธีการทําใหระเหย เปนการหาน้ําหนักที่สูญเสียไปในการทําใหแหง หรือหาปริมาณ
แกสที่เกิดจากปฏิกิริยาเคมี เชน หาปริมาณแกสคารบอนไดออกไซดจากปฏิกิริยาระหวางเกลือ
คารบอเนตกับกรด วิธีนี้เปนวิธีการที่ใชสําหรับสารที่ระเหยกลายเปนไอได
1.8 การวิเคราะหโดยเครื่องมือ
เปนการวิเคราะหโดยวัดสมบัติทางกายภาพขั้นสุดทายของสารที่วิเคราะห ไดแก วิธีการ
วัดเชิงไฟฟา(electrical method)วิธีการวัดคาทางแสง(optical method)
และ การวัดพลังงานความรอน เปนตน
1.8.1 การวิเคราะหเชิงไฟฟา
เปนการวิเคราะหโดยใชเซลลเคมีไฟฟา ศึกษาสมบัติทางไฟฟาของสารละลายที่ตองการ
วิเคราะหหาปริมาณ การเปลี่ยนแปลงสมบัติทางฟาของสารละลายจะแปรผันตรงกับความ
เขมขนของสารละลาย การวิเคราะหเชิงไฟฟามีหลายวิธีดังตอไปนี้
- 14. 16
1) โพเทนชิออเมตรี (potentiometry)เปนการวัดศักยของเซลลซึ่งสัมพันธกับ
ความเขมขนของไอออนในสารละลายตามสมการเนินสต
2) คอนดักโทเมตรี(conductometry)เปนวิธีการวัดคาการนําไฟฟาของ
สารละลาย ซึ่งขึ้นอยูกับสมบัติของสารละลายและความเขมขนของสารละลาย
3) อิเล็กโทรเเกรวิเมตรี(electrogravimetry)ทําไดโดยใหศักยไฟฟาจาก
ภายนอกเขาไปทําใหไอออนของโลหะเกิดปฏิกิริยารีดักชัน ไดโลหะหรือโลหะออกไซดเกาะที่
แคโทด สามารถทราบปริมาณสารไดโดยนําแคโทดไปชั่งพรอมกับโลหะที่ไปเกาะ แลวหัก
น้ําหนักของแคโทดออก จะทําใหทราบปริมาณสารได
4) คูลอมเมตรี(coulometry)เปนการนํากฎการแยกสลายดวยไฟฟาของฟาราเดย
มาใช ตามกฎนี้ปริมาณของกระแสไฟฟาที่ใชในการแยกสลายดวยไฟฟา จะสัมพันธกับปริมาณ
ของสารที่ถูกทําใหเกิดการแยกสลาย ซึ่งปริมาณไฟฟา 1 ฟาราเดย หรือประมาณ 96500
คูลอมบ จะทําใหไดสาร 1 กรัมสมมูล เมื่อสามารถวัดปริมาณไฟฟาที่ผานลงไปในเซลลและทํา
ใหเกิดการแยกสลายดวยไฟฟาอยางสมบูรณ ก็จะคํานวณหาปริมาณของสารที่มีอยูใน
สารละลายได
5) โวลแทมเมตรี(voltammetry)ใชหลักการวัดกระแสไฟฟาขณะที่เปลี่ยนความ
ตางศักยระหวางขั้วทั้งสองของเซลลที่จุมอยูในสารละลายที่นํามาวิเคราะห
1.8.2 การวัดคาทางแสง
การวิเคราะหโดยการวัดคาทางแสงเปนการวัดสมบัติทางแสงหรือรังสีแมเหล็กไฟฟา ซึ่ง
ปรากฏการณที่วัดหรือสังเกตเห็นไดแบงออกเปน
1) การดูดกลืนรังสี(absorption of radiation)อันเปนลักษณะเฉพาะของ
สาร นํามาใชกับวิธีวิเคราะหสารดวยเทคนิคทาง ยูวี-วิซิเบิลแอบซอรบชันสเปกโทรสโกป
(UV-VIS absorption spectroscopy)อิ น ฟ ร า เ ร ด ส เ ป ก โ ท ร ส โ ก ป (IR
absorption spectroscopy) อะตอมมิกแอบซอรบชันสเปกโทรสโกป (Atomic
absorption spectroscopy)เปนตน
2) การปลอยรังสี (emission of radiation) นํามาใชเปนเทคนิคการ
วิเคราะหทางอิมิสชันสเปกโทรสโกป (Emission spectroscopy) ไดแก เอ็กซเรย
ฟลูออเรสเซนตสเปกโทรสโกป (X-ray fluorescence spectroscopy) หรือ
โ ม เ ล คิ ว ล า ร ลู มิ เ น ส เ ซ น ต ส เ ป ก โ ท ร ส โ ก ป (Molecular luminescence
spectroscopy)เปนตน
- 15. 17
3) การกระเจิงของรังสี (scattering of radiation) ใชกับเทคนิคการ
วิเคราะหทางเทอรบิดิเมตรี (Turbidimetry) เพื่อศึกษาความขุนของสารพวกคอลลอยด
และ ซัลเพนซอยด (suspensoid)
4) การหักเหของรังสี (refraction of radiation) รังสีเมื่อผานตัวกลาง
ที่มีความหนาแนนตางกัน จะทําใหเกิดการหักเหได และนํามาใชเปนประโยชนในการหาคาดัชนี
หักเหของสาร (refractive index) เทคนิคที่ใชในการวิเคราะหคือ รีแฟรกโตเมตรี
(Refractometry)
5) การเลี้ยวเบนของรังสี (diffraction of radiation) เชนการเลี้ยวเบน
ของรังสีเอ็กซ หรือของอิเล็คตรอน ซึ่งนํามาใชประโยชนในการศึกษาโครงสรางของผลึกและยัง
ใชตรวจสอบชนิดของแรไดอีกดวย
6) การหมุนของรังสี (rotation of radiation) โมเลกุลของสารบางชนิด
สามารถทําใหแสงโพลาไรสเกิดการหมุนเปลี่ยนเพลนได เชน โมเลกุลของน้ําตาลเปนตน
7) การวาวแสงและการเรืองแสง หรืออาจเรียกวาการเปลงแสงทางเคมี
(chemiluminescence)เมื่อโมเลกุลของสารบางชนิดไดรับพลังงานการแผรังสีแลว
โมเลกุลของสารนั้นจะอยูในสถานะกระตุน ในการที่จะเปลี่ยนสถานะจากสถานะกระตุนมายัง
สถานะพื้นจะใหพลังงานการแผรังสีออกมาหรือใหแสงออกมาซึ่งมีความยาวคลื่นยาวกวาแสงที่
ถูกดูดกลืนเขาไป มีประโยชนนํามาใชหาปริมาณของสารประกอบอินทรียและสารประกอบ
อนินทรียได
1.8.3 การวัดพลังงานความรอน
เมื่อสารเกิดการเปลี่ยนแปลงจะดวยเหตุใดก็ตาม มักจะมีความรอนเขาไปเกี่ยวของดวย
เสมอ เชน มีการใหความรอนออกมาหรือดูดความรอนเขาไป เมื่อนําสารไปเผาสารนั้นอาจเกิด
การสลายตัวหรือเปลี่ยนแปลง ทําใหน้ําหนักหายไป เปนตน ปรากฏการณเหลานี้สามารถ
นําไปใชเปนประโยชนไดทั้งดานคุณภาพและปริมาณวิเคราะห ดังตัวอยางแสดงในตารางที่ 1.2
1.8.4 การวัดสมบัติทางนิวเคลียร
เปนวิธีการวิเคราะหโดยอาศัยสมบัติทางนิวเคลียร สารกัมมันตรังสีเปนพวกที่มีสมบัติ
พิเศษคือเมื่อทิ้งไวนิวเคลียสจะสลายตัวใหรังสีตาง ๆ เชน รังสีแกมมา แอลฟา บีตา หรือ
โพซิตรอน ออกมามีพลังงานตาง ๆ กัน ตลอดจนครึ่งชีวิต ก็แตกตางกัน ทําใหสามารถที่จะ
วิเคราะหไดวาสารกัมมันตรังสีนั้นเปนอะไรหรือเปนธาตุอะไร ปริมาณรังสีก็มีความสัมพันธกับ
- 16. 18
ปริมาณของสารกัมมันตรังสี สามารถนํามาใชหาปริมาณได เทคนิคที่นําไปใชทางเคมีวิเคราะห
ไดแก
1) การวิเคราะหดวยการอาบรังสีนิวตรอน(neutron activation analysis)
โดยการเปลี่ยนธาตุที่เสถียรใหเปนธาตุกัมมันตรังสี ดวยการอาบนิวตรอน จากปริมาณรังสีที่วัดได
เมื่อเปรียบเทียบกับสารมาตรฐานก็จะสามารถหาปริมาณได
2) การวิเคราะหดวยเทคนิคไอโซโทปไดลูชัน(isotope dilution analysis)
ใชหลักการของการทําใหสารกัมมันตรังสีที่มีปริมาณแนนอนผสมลงไปกับสารตัวอยางที่เปนชนิด
เดียวกันจนไดสมดุล แลวนําไปศึกษาดูวาสารกัมมันตรังสีที่เติมลงไปนั้นถูกทําใหเจือจางไปเทาใด
ก็สามารถคํานวณหาปริมาณของสารในสารตัวอยางได เปนตน
เนื่องจากวิธีวิเคราะหมีใหเลือกมากมายหลายวิธีดวยกัน ดังที่กลาวมาแลว ดังนั้นการ
เลือกใชวิธีใดขึ้นอยูกับปจจัยตาง ๆ หลายประการดวยกัน เชน ปริมาณของตัวอยางที่มีอยู
ความแมนและความเที่ยงของวิธีวิเคราะห ตารางที่ 1.3 แสดงคุณสมบัติบางประการของ
เทคนิคการวิเคราะหแบบตาง ๆ ซึ่งโดยทั่วไปผูวิเคราะหจะนิยมเลือกวิธีที่สะดวก รวดเร็ว และ
ใหผลดี เชนปริมาตรวิเคราะห การวิเคราะหเชิงไฟฟา และ การวิเคราะหโดยการวัดคาทางแสง
เปนตน
ตาราง 1.2 วิธีวิเคราะหที่ใชสมบัติทางความรอน
เทคนิค สมบัติที่ใชวัด เครื่องมือที่ใช ประโยชนในการวิเคราะห
การวิเคราะหทางเทอรมอแกรวิเมตริก
(thermogravimetric analysis
หรือ TGA, TG)
น้ําหนักที่เปลี่ยนแปลง
ไปจากการใหความรอน
Thermobalance
ใชศึกษาปฏิกิริยาการสลายตัว
หรือ ศึกษาความเสถียรของสาร
การวิเคราะหทางเดอริเวทีฟเทอรมอ
แกรวิเมตริก
(Derivative thermogravimetric
analysis หรือ DTG)
อัตราการเปลี่ยนแปลง
น้ําหนัก
Thermobalance
ศึกษาอัตราการเปลี่ยนแปลงของ
สารที่อุณหภูมิตาง ๆ
การวิเคราะหทางดิฟเฟอเรนเชียลเทอร
แมล
(Differential thermal
analysis หรือ DTA)
ความรอนที่เกิดขึ้นหรือ
ความรอนที่ดูดเขาไป
DTA apparatus
ศึกษาการเปลี่ยนแปลงวัฏภาค
(phase) ของสารที่อุณหภูมิ
ตาง ๆ
ดิฟเฟอเรนเชียลสแกนนิงแคลอริเมตรี
(Differential Scanning
calorimetry หรือ DSC)
วัดปริมาณความรอนที่
เปลี่ยนแปลง
DSC apparatus
ใชหาปริมาณความจุความรอน
และความบริสุทธิ์ของสาร
การไทเทรตแบบเทอรมอเมตริก
(Thermometric titration)
อุณหภูมิที่เปลี่ยนแปลง
ขณะไทเทรต
Titration
calorimeter
ใชในการทําปริมาณวิเคราะห
ศึ ก ษ า ส ม ดุ ล เ ค มี แ ล ะ
จลนพลศาสตร
ที่มา (อรุณี คงศักดิ์ไพศาล, 2536, หนา 8)
- 17. 19
ตาราง 1.3 เปรียบเทียบเทคนิคการวิเคราะหแบบตาง ๆ
เทคนิค ชวงที่วิเคราะหได
(mol/l)
ความเที่ยง
(%)
ความจําเพาะ ความรวดเร็ว ราคา
การวิเคราะหโดยน้ําหนัก 10-1
– 10-2
0.1 ต่ํา – ปานกลาง ชา ต่ํา
การไทเทรต 10-1
– 10-4
0.1 – 1 ต่ํา – ปานกลาง ปานกลาง ต่ํา
โพเทนชิออเมตรี 10-1
– 10-6
2 ดี เร็ว ต่ํา
คูลอมเมตรี 10-1
– 10-4
0.01 – 2 ปานกลาง ชา - ปานกลาง ปานกลาง
โวลแทมเมตรี 10-3
– 10-10
2 – 5 ดี ปานกลาง ปานกลาง
สเปกโทรโฟโตเมตรี 10-3
– 10-6
2 ดี – ปานกลาง เร็ว - ปานกลาง ต่ํา - ปานกลาง
ฟลูออโรเมตรี 10-6
– 10-9
2 – 5 ปานกลาง ปานกลาง ปานกลาง
อะตอมมิก สเปกโทรสโกป 10-3
– 10-9
2 – 10 ดี เร็ว ปานกลาง - สูง
โครมาโทกราฟ 10-3
– 10-9
2 – 5 ดี เร็ว - ปานกลาง ปานกลาง - สูง
จลนพลศาสตร 10-2
– 10-10
2 - 10 ดี - ปานกลาง เร็ว - ปานกลาง ปานกลาง
ที่มา(Christian,2004,p.12)
1.9 บทสรุป
เคมีวิเคราะหคือแขนงหนึ่งของวิชาเคมีเกี่ยวของกับการแยกสาร การศึกษา
ลักษณะเฉพาะ พิสูจนเอกลักษณของสารที่ตองการวิเคราะห และหาปริมาณที่แทจริงของสาร
นั้น ๆ เคมีวิเคราะหแยกออกเปน 2 แขนง ไดแก คุณภาพวิเคราะห และ ปริมาณวิเคราะห กอน
นําตัวอยางไปวิเคราะหทั้งเชิงคุณภาพและเชิงปริมาณนั้น ผูทําการทดลองตองออกแบบขั้นตอน
การวิเคราะห โดยคํานึงถึงกระบวนการที่สําคัญตาง ๆ ไดแก การกําหนดปญหา การเลือกวิธี
วิเคราะห การชักตัวอยาง การเตรียมตัวอยาง การวัดคา การคํานวณและรายงานผล เปนตน
เนื้อหาที่นักศึกษาไดเรียนในขณะนี้จะเปนการวิเคราะหแบบคลาสสิก ซึ่งไดแก การวิเคราะหโดย
น้ําหนัก และปริมาตรวิเคราะห สวนการวิเคราะหโดยใชเครื่องมือ นักศึกษาจะไดเรียนในวิชาเคมี
ขั้นสูงตอไป
- 18. 20
1.10 แบบฝกหัด
1. จงจับคูศัพทภาษาไทยและศัพทภาษาอังกฤษและอธิบายความหมายใหถูกตอง
1) เคมีวิเคราะห ก) sample
2) คุณภาพวิเคราะห ข) gravimetric analysis
3) ปริมาณวิเคราะห ค) analytical chemistry
4) สารตัวอยาง ง) qualitative analysis
5) สารที่สนใจจะวิเคราะห จ) volumetric analysis
6) การวิเคราะหโดยน้ําหนัก ฉ) sampling
7) ปริมาตรวิเคราะห ช) quantitative analysis
8) การชักตัวอยาง ซ) analyte
2. กระบวนการวิเคราะหทางเคมีมีขั้นตอนอะไรบาง อธิบายพอสังเขป
3. การชักตัวอยางที่เปนเนื้อเดียวกันและเปนเนื้อผสมมีหลักการตางกันอยางไร
4. เพราะเหตุใดจึงตองทําตัวอยางใหแหงกอนนําไปวิเคราะห
5. เพราะเหตุใดในการชั่งตัวอยางจึงไมจําเปนตองชั่งใหมีน้ําหนักเทากัน
6. อธิบายวิธีการยอยตัวอยางแบบเปยก(wet digestion)
7. อธิบายวิธีการเตรียมตัวอยางแบบแหง(dry ashing)
8. ขอควรระวังในการใชกรดเพอรคลอริกยอยสลายตัวอยางมีอะไรบาง
9. การเตรียมตัวอยางโดยใชพลังงานจากไมโครเวฟมีขอดีอยางไรบาง
10. อธิบายหลักการสลายตัวอยางโดยการหลอม
11. จงยกตัวอยางวิธีการวิเคราะหโดยวิธีคลาสสิคอลและการวิเคราะหโดยเครื่องมือ
12. จงเปรียบเทียบขอดีและขอเสียของเทคนิคตอไปนี้
1) การไทเทรต
2) การวิเคราะหโดยน้ําหนัก
3) การวิเคราะหเชิงไฟฟา เชน โพเทนชิออเมตรี โวลแทมเมตรี
4) การวิเคราะหที่เกี่ยวกับการวัดคาทางแสง เชน สเปกโทรโฟโตเมตรี ฟลูออโรเมตรี
- 19. 21
เอกสารอางอิง
ชูติมา ศรีวิบูลย.(2533).เคมีวิเคราะห 1.กรุงเทพ ฯ:ภาควิชาเคมี คณะวิทยาศาสตร
มหาวิทยาลัยรามคําแหง.
ประพีร ผลอนันต.(2526).เคมีวิเคราะห.เชียงใหม:ภาควิชาเคมี คณะวิทยาศาสตร
มหาวิทยาลัยเชียงใหม.
มุกดา จิรภูมิมินทร.เคมีวิเคราะหปริมาณ เลมที่ 1.กรุงเทพ ฯ :โรงพิมพศูนยสงเสริมและ
ฝกอบรมการเกษตรแหงชาติ สํานักสงเสริมและฝกอบรม มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร
วิทยาเขตกําแพงแสน.
วนิดา ชุลิกาวิทย, นีระนารถ แจงทอง และ ดวงกมล เชาวนศรีหมุด.(2545).การเตรียม
ตัวอยางเพื่อใชวิเคราะหทางเคมี.วารสารกรมวิทยาศาสตรบริการ, 159,14-16.
ราชบัณฑิตยสถาน.(2546).ศัพทวิทยาศาสตร อังกฤษ-ไทย ไทย-อังกฤษ ฉบับ
ราชบัณฑิตยสถาน.กรุงเทพ ฯ :ราชบัณฑิตยสถาน.
สุภาพ รมณียพิกุล.(2542).เคมีวิเคราะห.พิษณุโลก:โปรแกรมวิชาเคมี คณะวิทยาศาสตร
และเทคโนโลยี สถาบันราชภัฏพิบูลสงคราม.
อรุณี คงศักดิ์ไพศาล.(2536).เคมีวิเคราะห 1.กรุงเทพ ฯ:ภาควิชาเคมี คณะวิทยาศาสตร
สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกลาเจาคุณทหารลาดกระบัง.
Christian,G.D.(2004).Analytical Chemistry.(6th
ed.).
United States of America:John Wiley & Sons,Inc.
Harris,D.C.(2001).Exploring Chemical Analysis.(2nd
ed.).
New York:W.H.Freeman & company.
Skoog,D.A.,West,D.M.& Holler,F.J.(1997).Fundamentals of
Analytical Chemistry.(7th
ed.).Fort Worth:Harcourt
College Publishers.