แผนการสอนกลางภาค: แผนที่ 2

แผนการจัดการเรียนรู้ที่ 2

รายวิชาวิทยาศาสตร์พื้นฐาน 3 รหัสวิชา ว22101 กลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์

โรงเรียนประสาทรัฐประชากิจ ระดับชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 2

สาระที่ 3 หน่วยที่ 4 เรื่อง การสกัดด้วยตัวทำละลาย เวลา 2.00 ชั่วโมง

…………………………………………………………………………………………………….

มาตรฐาน ว 3.1 เข้าใจสมบัติของสาร ความสัมพันธ์ระหว่างสมบัติของสารกับโครงสร้างและแรงยึดเหนี่ยวระหว่างอนุภาคมีกระบวนการสืบเสาะหาความรู้และจิตวิทยาศาสตร์ สื่อสารสิ่งที่เรียนรู้และนำความรู้ไปใช้ประโยชน์

ตัวชี้วัด

1. ทดลองและอธิบายการหลักการแยกสารด้วยวิธีการกรอง การตกผลึก การสกัด การกลั่น และ
โครมาโทกราฟี และนำความรู้ไปใช้ประโยชน์ (ว 3.1-3)

จุดประสงค์การเรียนรู้

1. อธิบายหลักการแยกสารโดยวิธีการสกัดด้วยตัวทำละลาย การสกัดโดยวิธีการกลั่นด้วยไอน้ำ

2. ออกแบบวิธีสกัดสารโดยการสกัดด้วยตัวทำละลายโดยเลือกใช้ตัวทำละลายที่เหมาะสม

3. ยกตัวอย่างการแยกสารโดยการสกัดด้วยตัวทำละลายที่พบในชีวิตประจำวันและในอุตสาหกรรม

เนื้อหา (รายละเอียดของเนื้อหาอยู่ในใบความรู้ที่ 32)

- การแยกสาร :: การสกัดด้วยตัวทำละลาย

การจัดกระบวนการเรียนรู้

1. ขั้นนำ

1. นักเรียนทำแบบทดสอบก่อนเรียน

2. ครูและผู้เรียนร่วมกันอภิปรายเกี่ยวกับการใช้ประโยชน์จากสารที่มีสี กลิ่น รสชาติ ที่มีอยู่ตามส่วนต่าง ๆ ของพืช และรวมอยู่เป็นเนื้อเดียวกับส่วนต่าง ๆ ของพืช มีสารใดบ้าง ได้จากพืชชนิดใด เราจะมีวิธีแยกสารเหล่านี้มาใช้ประโยชน์ได้อย่างไร ในชีวิตประจำวัน ใครเคยแยกสารที่มีกลิ่นหอมจากส่วนต่าง ๆ ของพืชบ้าง ทำได้อย่างไร

2. ขั้นสอน

1. ครูให้ผู้เรียนแบ่งกลุ่มออกเป็น 4-5 กลุ่มๆ ละ 4-5 คนและทำกิจกรรม7.2 จะแยกสารจากส่วนต่าง ๆ ของพืชได้อย่างไร

กิจกรรม 7.2 จะแยกสารจากส่วนต่าง ๆ ของพืชได้อย่างไร

จุดประสงค์ของกิจกรรม

1. อธิบายการแยกสารโดยวิธีการสกัดด้วยตัวทำละลาย

2. เลือกใช้ตัวทำละลายที่เหมาะสมในการสกัดสารจากส่วนต่าง ๆ ของพืช

3. เสนอแนะการใช้ประโยชน์จากสารที่สกัดได้จากส่วนต่าง ๆ ของพืช

4. ยกตัวอย่างการแยกสารโดยการสกัดด้วยตัวทำละลายที่พบในชีวิตประจำวัน

เวลาที่ใช้ 80 นาที

อภิปรายก่อนกิจกรรม 15 นาที

ทำกิจกรรม 40 นาที

อภิปรายหลังกิจกรรม 25 นาที

วัสดุอุปกรณ์และสารเคมี

รายการ

ปริมาณต่อ 10 กลุ่ม

1. ขมิ้นหั่นเป็นชิ้นเล็ก ๆ (หรือพืชอื่น ๆ ที่มีในท้องถิ่น)*

2. เส้นใยฝ้าย หรือเส้นใยจากพืชอื่น ๆ

3. เอทานอล

4. น้ำกลั่น

5. ขวดรูปกรวยขนาด 100 cm³ พร้อมจุกปิดปากขวดหรือหลอดทดลองขนาดใหญ่พร้อมจุกปิด)

6. บีกเกอร์ ขนาด 250 cm³

7. กรวยแก้วหรือกรวยพลาสติก

8. ถ้วยระเหย

9. ตะเกียงแอลกอฮอล์พร้อมที่กั้นลม และตะแกรงลวด

10. กระดาษกรอง

11. กระบอกตวงขนาด 10 cm³

12. เครื่องชั่ง

100 g

50 g

50 cm³

100 cm³

20 ชุด

20 ใบ

10 ชุด

20 ใบ

10 ชุด

10 แผ่น

10 ใบ

1 – 2 เครื่อง

* อาจเลือกใช้พืชอื่น ๆ ที่มีในท้องถิ่น เช่น ขิงแก่ ใบเตย ตะไคร้หอม ดอกกระเจี๊ยบ เป็นต้น

การเตรียมล่วงหน้า

ให้เตรียมพืชในท้องถิ่นที่สนใจจะสกัดสารมากลุ่มละ 1 – 2 ชนิด

2. ครูอภิปรายก่อนทำกิจกรรมที่ 7.2

ตอนที่ 1 ขมิ้นที่จะใช้ ควรหั่นเป็นชิ้นเล็ก ๆ เพื่อให้การสกัดได้ผลดี โดยใช้น้ำสกัด เปรียบเทียบกับที่ใช้แอลกอฮอล์สกัดว่าตัวทำละลายชนิดใดจะสกัดสีจากขมิ้นได้ดีกว่ากัน

ตอนที่ 2 ผู้เรียนนำพืชที่สนใจจะศึกษามากลุ่มละ 1 ชนิด แล้วอภิปรายร่วมกันว่า ถ้าจะแยกสารที่มีสีหรือกลิ่นจากส่วนต่าง ๆ ของพืช จะใช้วิธีการแบบเดียวกับตอนที่ 1 ได้หรือไม่ พืชที่ผู้เรียนนำมาซึ่งมีในท้องถิ่นอาจเป็นตะไคร้หอม ใบเตย ขิง ดอกอัญชัน แก่นขนุน ดอกกระเจี๊ยบแดง ลำไยแห้ง ข่า มะตูม ผิวมะกรูด ผิวมะนาว กระชายดำ เป็นต้น ให้แต่ละกลุ่มระดมความคิดกันเพื่อกำหนดว่าจะใช้ส่วนใดของพืช ใช้ปริมาณเท่าไร ใช้สารใดเป็นตัวทำละลาย และใช้อุปกรณ์อะไรบ้าง ฯลฯ

ตัวอย่างผลการทำกิจกรรม ตอนที่ 1

ตัวทำละลาย สารตัวอย่าง	ผลที่สังเกตได้เมื่อใช้น้ำ		ผลที่สังเกตได้เมื่อใช้เอทานอล
ตัวทำละลาย สารตัวอย่าง	ของเหลวที่ได้	เมื่อนำไประเหยแห้ง	ของเหลวที่ได้	เมื่อนำไประเหยแห้ง
ขมิ้น	มีสีเหลืองเข้ม มีกลิ่นขมิ้นเล็ก น้อย	มีสารสีเหลืองเป็น ผง จำนวนมาก	มีสีเหลืองอ่อน มีกลิ่นขมิ้น	มีสารสีเหลืองจำนวนน้อย และมีของเหลวเป็นน้ำมันข้นเหลวอยู่เล็กน้อย

3. ครูให้ผู้เรียนอภิปรายผลหลังการทำกิจกรรมร่วมกันภายในกลุ่มโดยใช้คำถามท้ายกิจกรรมเป็นแนวทางจนได้ข้อสรุปว่า

• สามารถสกัดสารที่มีสีหรือสารที่มีกลิ่นจากขมิ้นได้ด้วยตัวทำละลายต่าง ๆ

• ปริมาณสารที่สกัดได้ขึ้นอยู่กับปริมาณของพืชที่ใช้และปริมาณของตัวทำละลาย

• ถ้าใช้ตัวทำละลายต่างชนิดกัน จะสกัดสารได้ต่างกัน

-ตัวทำละลายต่างชนิดกันใช้สกัดสารได้ต่างกัน คือ น้ำสามารถสกัดสีจากขมิ้นได้ดีกว่าเอทานอล

-ถ้าผสมน้ำและเอทานอลเข้าด้วยกัน สารที่สกัดได้ จะมีทั้งสีและกลิ่นรวมอยู่ด้วยกัน

-การหั่นขมิ้นเป็นชิ้นเล็ก ๆ ทำให้สกัดสารได้ดี ได้สารสีเหลือง หรือกลิ่นหอมออกมาขึ้น

- สารที่สกัดได้จากขมิ้น สามารถนำไปใช้ประโยชน์ เช่น ทำเครื่องสำอาง ผสมในอาหาร เช่น ข้าวหมกไก่ ไก่ย่าง ปลาทอดขมิ้น แกงเหลือง เป็นต้น ส่วนกลิ่นอาจนำไปผสมในน้ำมันหม่องสมุนไพร

ตัวอย่างผลการทำกิจกรรม ตอนที่ 2

ตัวทำละลาย สารตัวอย่าง	ผลที่สังเกตได้เมื่อใช้น้ำ		ผลที่สังเกตได้เมื่อใช้เอทานอล
ตัวทำละลาย สารตัวอย่าง	ของเหลวที่ได้	เมื่อนำไประเหยแห้ง	ของเหลวที่ได้	เมื่อนำไประเหยแห้ง
ขิงแก่	ของเหลวสีขาว ขุ่น มีกลิ่นขิง	ได้สารสีเหลืองอ่อนเล็กน้อย(เป็นผง)	ของเหลวสีเหลืองมีกลิ่นขิงปนกลิ่นเอทานอล	ได้สารสีเหลืองเป็นผงจำนวนมาก
ใบเตย	ของเหลวสีเขียว อ่อน มีกลิ่น หอมใบเตย	ได้สารสีเขียวเป็นผงจำนวนเล็กน้อย	ของเหลวสีเขียว มีกลิ่นหอมปน กลิ่นเอทานอล	ได้สารสีเขียวเป็นผงจำนวนมาก
ตะไคร้หอม	ของเหลวสีขาว ขุ่น แยกเป็น 2 ชั้นมีกลิ่นเฉพาะ ตัว	ได้ของเหลวใส มีกลิ่นตะไคร้	ของเหลวสีเหลืองอ่อน	ได้ของเหลวใสสีเหลืองอ่อน มีกลิ่นตะไคร้
ดอกกระเจี๊ยบ	ของเหลวสีแดง	ได้สารสีแดงเป็นผง	ของเหลวสีแดง	ได้สารสีแดงเป็นผง

4. ครูให้ผู้เรียนอภิปรายผลหลังการทำกิจกรรมในแต่ละกลุ่ม แล้วนำเสนอผลในชั้นเรียน และใช้คำถามท้ายกิจกรรมเป็นแนวทางในการอภิปราย จนได้ข้อสรุปว่า

• สามารถสกัดสารจากส่วนต่าง ๆ ของพืชได้ โดยอาศัยหลักการเกี่ยวกับการละลายของสารในตัวทำละลาย

• ชนิดและปริมาณสารที่สกัดได้ ขึ้นอยู่กับชนิด ปริมาณ และส่วนต่าง ๆ ของพืชที่นำมาใช้ รวมทั้งชนิดและปริมาณของตัวทำละลาย

• สารที่สกัดได้สามารถนำไปใช้ประโยชน์ได้อย่างหลากหลาย

- ในแต่ละท้องถิ่นอาจมีการสกัดสารด้วยตัวทำละลายจากพืชต่าง ๆ เช่น ใบเตย ดอกมะลิ ตะไคร้หอม ดอกกระเจี๊ยบ กระชายดำ ข่า ขิง แก่นขนุน ใบหูกวาง ใบสะระแหน่ ไพล พริก ส่วนใหญ่ใช้น้ำเป็นตัวทำละลายในการสกัดบางชนิดใช้น้ำเย็น เช่น สกัดสีจากใบเตย กลิ่นหอมจากดอกมะลิ สีจากดอกอัญชัน บางชนิดสกัดด้วยน้ำร้อน เช่น สีจากดอกกระเจี๊ยบ กลิ่นหอมจากตะไคร้หอม สีจากแก่นขนุน ใบหูกวาง บางชนิดใช้เอทานอลสกัด เช่น ยาดองเหล้าสมุนไพร ไวน์กระชายดำ การใช้ประโยชน์จากสารที่สกัดได้ เช่น

• นำสีที่สกัดได้จากแก่นขนุน มาย้อมเส้นใย หรือผ้าฝ้ายให้เป็นลวดลาย ใช้ตกแต่งอุปกรณ์ เครื่องใช้

• นำสีและกลิ่นหอมที่สกัดได้จากใบเตย ดอกมะลิ ดอกอัญชัน ดอกกระเจี๊ยบ ดอกกระดังงา ใช้ผสมทำอาหารคาว หวาน

• นำน้ำมันหอมระเหยที่สกัดได้จาก ขิง ข่า ไพล พริก ใบสะระแหน่ มาทำยาหม่อง

• นำสารที่มีสรรพคุณในการรักษาโรคที่สกัดได้จากส่วนต่าง ๆของพืช มาทำยาลูกกลอน หรือระเหยแห้งแล้วบรรจุแคปซูล

5. ครูให้ข้อเสนอแนะว่า อาจนำความรู้เกี่ยวกับการสกัดสารไปใช้ประโยชน์ เช่น นำสีไปย้อมเส้นใยฝ้าย ผักตบชวา ผสมในแชมพู สบู่ อาหาร นำน้ำมันหอมระเหยไปผสมในยาหม่อง ยาดม ลูกอมสมุนไพร และจัดแสดงผลงาน

6. ครูและนักเรียนร่วมกันอภิปรายเกี่ยวกับ การใช้ตัวทำละลายสกัดสารออกจากส่วนต่าง ๆ ของพืช ตามรายละเอียดในบทเรียน รวมทั้งอภิปรายร่วมกันถึงวิธีการสกัดสารจากธรรมชาติ โดยใช้ไอน้ำร้อนจากการหุงต้ม ซึ่งเรียกวิธีการสกัดแบบนี้ว่า การสกัดโดยการกลั่นด้วยไอน้ำ และกล่าวว่า น้ำมันหอมระเหยที่สกัดได้จากส่วนต่าง ๆ ของพืช สามารถนำมาใช้ประโยชน์ได้ดังนี้

- กลิ่นหอมจากดอกไม้ ใบเตย ใช้ทำหัวน้ำหอม ผสมในอาหาร ทำให้มีกลิ่นหอม ผสมทำธูปหอม เทียนหอม

- น้ำมันหอมระเหยจากขิง ข่า กระชาย ไพล พริก ใบสะระแหน่ (เมนทอล) ใช้ผสมทำยาดม ยาหม่อง ยาอม

7. ครูเปิดโอกาสให้นักเรียนสอบถามเนื้อหา เรื่อง การสกัดด้วยตัวทำละลาย ว่ามีส่วนไหนที่ไม่เข้าใจและให้ความรู้เพิ่มเติมในส่วนนั้น

3. ขั้นสรุป

1. ครูมอบหมายให้นักเรียนสรุปความคิดรวบยอดเกี่ยวกับเนื้อหาที่ได้เรียนในวันนี้ แล้วร่วมกันสรุปความรู้ เรื่อง การสกัดด้วยตัวทำละลาย ตามรายละเอียดในใบความรู้

2. นักเรียนทำแบบทดสอบหลังเรียน

3. ครูมอบหมายให้นักเรียนไปศึกษาความรู้ เรื่อง การกลั่น ซึ่งจะเรียนในคาบต่อไปมาล่วงหน้า

สื่อการเรียนการสอน

1. แบบทดสอบก่อน-หลังเรียน จำนวน 5 ข้อ

2. ใบความรู้ที่ 32 เรื่อง การแยกสาร :: การสกัดด้วยตัวทำละลาย

3. ใบงานที่ 31 เรื่อง การแยกสาร :: การสกัดด้วยตัวทำละลาย

4. อุปกรณ์และสารเคมีที่ใช้ในการศึกษาทดลอง

การวัดผลประเมินผล

การวัดผลประเมินผลด้าน	วิธีการวัด	เครื่องมือวัด	เกณฑ์การผ่าน
1. ด้านความรู้ความเข้าใจ	1.วัดจากแบบทดสอบก่อน-หลังเรียน	1. แบบทดสอบก่อน-หลังเรียน	1. ตอบคำถามถูกมากกว่าหรือเท่ากับ 60% ข้อขึ้น
	2.วัดจากการตอบคำถามตามใบงานที่ 31	2.ใบงานที่ 31	2. ตอบคำถามถูกมากกว่าหรือ เท่ากับ 60%ขึ้นไป
2. ด้านทักษะกระบวนการ	ประเมินจากทักษะการปฏิบัติการ	แบบประเมินด้านทักษะ(การทดลอง)	ได้คะแนนในระดับ 2 ขึ้นไป
3. ด้านคุณลักษณะที่พึงประสงค์	การสังเกตพฤติกรรมความสนใจ และตั้งใจเรียน	แบบสังเกตพฤติกรรมความสนใจและตั้งใจเรียน	ได้คะแนนในระดับ 2 ขึ้นไป

กิจกรรมเสนอแนะ

ใบความรู้ที่ 32

เรื่อง การแยกสาร :: การสกัดด้วยตัวทำละลาย

1. การสกัดด้วยตัวทำละลาย ( Solvent Extraction)

การสกัดด้วยตัวทำละลายเป็นเทคนิคการแยกสารที่ใช้กันมากอีกอย่างหนึ่ง ใช้แยกของผสมเนื้อเดียวที่เป็นทั้งของแข็ง - ของแข็ง หรือ ของเหลว - ของเหลว ออกจากกันได้ ทั้งนี้อาศัยสมบัติของการละลายของสารแต่ละชนิด

หลักการสำคัญ เนื่องจากการสกัดด้วยตัวทำละลาย อาศัยการละลายของสารเป็นส่วนใหญ่ ดังนั้นหลักการสำคัญจึงขึ้นอยู่กับการเลือกตัวทำละลายที่เหมาะสม เพื่อให้สามารถสกัดสารที่ต้องการได้มาก ๆ ทั้งนี้เพราะสารแต่ละชนิดมักจะละลายในตัวทำละลายต่างชนิดได้ในปริมาณที่แตกต่างกัน ตัวอย่างเช่น ในขิงจะมีทั้งสารที่มีสีและสารที่มีกลิ่น ซึ่งสารที่มีสีละลายในเอธานอลได้ดีกว่าในน้ำ ในขณะที่สารที่มีกลิ่นละลายในน้ำได้ดีกว่าในเอธานอล ดังนั้นถ้าต้องการสกัดสารที่มีสีจากขิง ควรใช้เอธานอลเป็นตัวทำละลาย และถ้าต้องการสกัดสารที่มีกลิ่น ควรใช้น้ำเป็นตัวทำละลาย เป็นต้น

โดยทั่ว ๆ ไป ตัวทำละลายที่เหมาะสมสำหรับการสกัด ควรมีสมบัติดังนี้

1. ต้องละลายสารที่ต้องการจะแยกได้เป็นอย่างดี

2. ไม่ละลายสิ่งเจือปนหรือสารอื่น ๆ ที่ไม่ต้องการ (หรือละลายได้น้อยมาก)

3. ไม่ทำปฏิกิริยากับสารที่ต้องการสกัด

4. ไม่ละลายเป็นเนื้อเดียวกันกับสารละลายของของผสม

5. ควรจะแยกออกจากสารละลายได้ง่าย สามารถทำให้บริสุทธิ์ได้ง่าย เพื่อจะได้นำกลับไปใช้ใหม่ได้อีก

6. ควรจะมีราคาถูก และหาง่าย

ตัวทำละลายที่ใช้กันมากได้แก่ น้ำ อีเธอร์ คลอโรฟอร์ม เบนซิน ปิโตรเลียมอีเธอร์ คาร์บอนเต-ตระคลอไรด์ และอะซิโตน เป็นต้น

การสกัดด้วยตัวทำละลายนั้น นอกจากจะนำสารที่ต้องการสกัดแช่ในตัวทำละลายที่เหมาะสม วางทิ้งไว้เป็นเวลาพอสมควร เขย่าของผสมเป็นครั้งคราวแล้ว อาจจะสกัดด้วยเครื่องมือที่เรียกว่า “ซอกซ์เลต Soxhlet” ซึ่งเครื่องมือชนิดนี้สามารถสกัดสารได้โดยใช้ตัวทำละลายปริมาณน้อย ลักษณะของการสกัดจะเป็นแบบใช้ตัวทำละลายหมุนเวียนผ่านสารที่ต้องการสกัดหลาย ๆ ครั้ง ต่อเนื่องกันไป จนกระทั่งสกัดสารที่ต้องการออกมาได้มากเพียงพอ

รูปที่ 1 ตัวอย่างของซอกซ์เลต

การสกัดด้วยตัวทำละลายใช้กันมากในด้านอินทรีย์เคมี ใช้แยกผลิตภัณฑ์ที่ผสมกันอยู่ตามธรรมชาติ และเป็นวิธีที่ใช้กันอย่างกว้างขวางในอุตสาหกรรม เช่น การสกัดน้ำมันพืชจากงา รำข้าว ข้าวโพด เมล็ดนุ่น ถั่วลิสง ถัวเหลือง เมล็ดบัว เมล็ดทานตะวัน และปาล์ม เป็นต้น โดยใช้เฮกเซนเป็นตัวทำละลาย เมื่อใช้เฮกเซนสกัดน้ำมันออกจากพืชแล้ว ต้องกรองแยกเอาสารละลายที่ได้ไปกลั่นเพื่อแยกเฮกเซนออก หลังจากนั้นจึงนำน้ำมันพืชที่ได้ไปผ่านกระบวนการต่าง ๆ เพื่อกำจัด สี กลิ่น และสารพิษออก จนได้น้ำมันพืชที่บริสุทธิ์

· ในกรณีที่ของผสมนั้นเป็นของแข็งกับของแข็ง ต้องเลือกตัวทำละลายที่ละลายของแข็งได้เพียงชนิดเดียว เมื่อกรองสารที่ไม่ละลายออกไป ให้นำสารละลายไปตกผลึกจะได้ของแข็งที่ต้องการ ตัวอย่างเช่น ของผสมระหว่าง เกลือแกง( NaCl) กับ หินปูน ( CaCO3 ) เลือกใช้น้ำเป็นตัวทำละลายเพราะ NaCl ละลายน้ำ แต่ CaCO3 ไม่ละลายน้ำ เมื่อกรองแยก CaCO3 ออกแล้วนำสารละลายไปตกผลึก จะได้ NaCl ตัวอย่างอื่น ๆ เช่น ใช้เฮกเซนแยกของผสมระหว่างแนฟทาลีนกับเกลือแกง หรือใช้น้ำแยกของผสมระหว่างแนพทาลีนกับเกลือแกง เป็นต้น

· ในกรณีที่ของผสมเป็นของเหลวกับของเหลว หรือเป็นสารละลายเนื้อเดียว ให้สกัดด้วยตัวทำละลายในกรวยแยก โดยนำสารละลายใส่ลงในกรวยแยก แล้วเติมตัวทำละลายที่เหมาะสมลงไป เขย่าสารละลายในกรวยแยก จนตัวทำละลายสกัดสารได้ตามต้องการแล้วปล่อยให้สารละลายแยกเป็น 2 ชั้น แล้วไขสารละลายออกมาเฉพาะส่วนที่มีสารที่ต้องการ ให้นำไปกลั่นแยกตัวทำละลายออกไป จะได้ของเหลวตามที่ต้องการ ปกติการสกัดด้วยตัวทำละลายถ้าใช้ตัวทำละลายครั้งละน้อย ๆ แต่หลาย ๆ ครั้ง จะสกัดสารได้ดีกว่าการใช้ตัวทำละลายมาก ๆ แล้วสกัดสารครั้งเดียว ตัวอย่างเช่น ต้องการแยกของผสมระหว่างเบนซีนกับเอธานอล ใช้น้ำเป็นตัวทำละลาย เนื่องจากน้ำละลายเอธานอลได้ แต่ไม่ละลายเบนซีน ทำให้สารละลายแยกเป็น 2 ชั้น ชั้นบนเป็นเบนซีน ส่วนชั้นล่างเป็นเอธานอลในน้ำ หลังจากแยกสารละลายทั้ง 2 ชั้นออกจากกันแล้ว นำสารละลายชั้นน้ำ ไปทำให้ได้เอธานอลที่บริสุทธิ์ต่อไปโดยการกลั่น เป็นต้น

2. การสกัดโดยการกลั่นด้วยไอน้ำ (Steam distillation)

การกลั่นด้วยไอน้ำเป็นเทคนิคอย่างหนึ่งของการสกัดด้วยตัวทำละลาย โดยใช้ไอน้ำเป็นตัวทำละลาย ละลายสารและพาสารที่ต้องการออกจากของผสมได้ ส่วนใหญ่การกลั่นด้วยออกจากส่วนต่าง ๆ ของพืชที่อยู่ตามธรรมชาติ เช่น การสกัดน้ำมันหอมระเหยจากตะไคร้ ใบมะกรูดเป็นต้น

หลักการที่สำคัญ การสกัดโดยการกลั่นด้วยไอน้ำอาศัยหลักการที่ว่า “สารที่ต้องการสกัดจะต้องระเหยได้ง่าย สามารถให้ไอน้ำพาออกมาจากของผสมได้ และสารที่สกัดได้จะต้องไม่รวมเป็นเนื้อเดียวกับน้ำหรือไม่ละลายน้ำนั่นเอง” (ถ้าของเหลวที่กลั่นได้ละลายน้ำ หรือรวมเป็นเนื้อเดียวกันกับน้ำจะต้องนำไปกลั่นแยกอีกครั้งหนึ่ง)

หลังจากที่สกัดด้วยไอน้ำแยกออกมาจากของผสมแล้ว ของเหลวจะแยกเป็น 2 ชั้น ชั้นหนึ่งเป็นน้ำ อีกชั้นหนึ่งเป็นสารที่ต้องการ ซึ่งสามารถใช้กรวยแยก แยกออกจากกันได้

เนื่องจากสารที่ต้องการสกัดจะต้องระเหยออกมาเป็นไอพร้อมกับไอน้ำ และไม่ละลายน้ำ ดังนั้นการสกัดโดยการกลั่นด้วยไอน้ำ จึงเหมาะสมที่จะใช้แยกสารที่ระเหยง่าย และไม่ละลายน้ำ ออกจากสารที่ระเหยหรือกลายเป็นไอได้ยาก โดยเฉพาะสารที่มีลักษณะเป็นยางเหนียว

การกลั่นด้วยไอน้ำอาจจะทำได้ 2 วิธี คือ การกลั่นด้วยไอน้ำโดยตรง และทางอ้อม

ก. การกลั่นโดยตรง โดยให้น้ำและสารที่ต้องการจะสกัดอยู่ในภาชนะเดียวกัน เมื่อให้ความร้อนแก่น้ำจนกลายเป็นไอ ไอน้ำจะสกัดสารที่ต้องการออกมา

ข. การกลั่นโดยทางอ้อม วิธีนี้น้ำและสารที่ต้องการสกัดจะอยู่ต่างภาชนะกัน ในตอนแรกต้องต้มน้ำให้กลายเป็นไอก่อน แล้วจึงผ่านไอน้ำเข้าไปในสารที่ต้องการสกัด ให้ไอน้ำพาสารที่ต้องการสกัดออกมา วิธีนี้เป็นที่นิยมมากกว่า เพราะสามารถป้องกันการเดือดอย่างรุนแรงของสารละลายได้

รูปที่ 3 เครื่องมือแสดงการสกัดโดยการกลั่นด้วยไอน้ำ (กลั่นโดยทางอ้อม)

รูปที่ 4 การแยกของเหลวด้วยกรวยแยก

หมายเหตุ กรวยแยกเหมาะสำหรับแยกของเหลวที่ไม่รวมเป็นเนื้อเดียวกัน หรือที่แยกเป็น 2 ชั้นออกจากกัน เช่น เมื่อสกัดน้ำมันหอมระเหยออกจากผิวมะกรูดโดยการกลั่นด้วยไอน้ำ จะได้ของเหลวแยกเป็น 2 ชั้น กรณีน้ำกับน้ำมันที่แยกเป็น 2 ชั้น สามารถไขของเหลวส่วนล่าวออกมา ทำให้แยกสารออกจากกันได้

การสกัดโดยการกลั่นด้วยไอน้ำส่วนใหญ่จะใช้สกัดสารอินทรีย์ที่ระเหยง่ายจากส่วนต่าง ๆ ของพืช เช่น การสกัดน้ำมันหอมระเหยจากใบยูคาลิปตัส จากดอกกุหลาบ จากไม้จันทร์ และจากผิวมะกรูด เป็นต้น ในการสกัดโดยการกลั่นด้วยไอน้ำนี้ ไอน้ำจะช่วยทำให้น้ำมันหอมระเหยกลายเป็นไอแยกตัวออกมาพร้อมกับไอน้ำ เมื่อทำให้ควบแน่นจะได้ของเหลวที่มีทั้งน้ำและน้ำมันหอมระเหยปนกันอยู่ แต่เนื่องจากน้ำมันหอมระเหยไม่ละลายน้ำ จึงแยกเป็น 2 ชั้นอย่างชัดเจน ทำให้สามารถใช้กรวยแยกแยกน้ำมันหอมระเหยจากน้ำได้ง่าย

ตารางที่ 1 ตัวอย่างของส่วนต่าง ๆ ของพืชที่ใช้สกัดน้ำมันหอมระเหย

ตัวอย่างพืช

ส่วนต่าง ๆที่ใช้สกัดน้ำมันหอมระเหย

ตะไคร้ ตะไคร้หอม

ยูคาลิปตัส กระเพรา โหระพา

กุหลาบมอญ มะลิ กระดังงา

การเวก จำปา จำปูน สารภี

จันทร์เทศ

มะกรูด มะนาว ส้ม

กระวาน กานพลู

จันทร์ สน กฤษณา

อบเชย สีเสียด

ขิง ข่า ไพล

กาบใบ

ใบ

ดอก

ผล

เปลือกของผล

เมล็ด

เนื้อไม้

เปลือกไม้

เหง้า

ใบงานที่ 31

เรื่อง การแยกสาร :: การสกัดด้วยตัวทำละลาย

คำชี้แจง จงตอบคำถามหรือเติมช่องว่างด้วยคำหรือข้อความสั้นๆ

1. ตัวทำละลายต่างชนิดกันใช้สกัดสารได้เหมือนกันหรือไม่ อย่างไร

ตอบ ................................................................................................................................................................................................................

..................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................

2. ถ้าผสมน้ำและเอทานอลเข้าด้วยกัน ผลการสกัดจะเป็นอย่างไร

3. การหั่นขมิ้นเป็นชิ้นเล็กๆ มีผลต่อการสกัดหรือไม่ อย่างไร

4. จะนำสารที่สกัดได้ไปใช้ประโยชน์อะไรได้บ้าง

5. ในท้องถิ่นของเรามีการสกัดสารชนิดใดจากพืชบ้าง การสกัดสารแต่ละชนิดใช้วิธีการแตกต่างกันอย่างไร และมีการใช้ประโยชน์จากสารที่สกัดได้อย่างไรบ้าง

เฉลยใบงานที่ 31

เรื่อง การแยกสาร :: การสกัดด้วยตัวทำละลาย

1. ตัวทําละลายตางชนิดกันใชสกัดสารไดตางกัน คือ นํ้าสามารถสกัดสีจากขมิ้นไดดีกว่าเอทานอล

2. ถาผสมนํ้ าและเอทานอลเขาดวยกัน สารที่สกัดได จะมีทั้งสีและกลิ่นรวมอยูดวยกัน

3. การหั่นขมิ้นเปนชิ้นเล็ก ๆ ทํ าใหสกัดสารไดดี ไดสารสีเหลือง หรือกลิ่นหอมออกมากขึ้น

4. สารที่สกัดไดจากขมิ้น สามารถนํ าไปใชประโยชน เชน ทํ าเครื่องสํ าอาง ผสมในอาหาร เชน

ขาวหมกไก ไกยาง ปลาทอดขมิ้น แกงเหลือง เปนตน สวนกลิ่นอาจนํ าไปผสมในนํ้ ามันหมองสมุนไพร

5. ในแตละทองถิ่นอาจมีการสกัดสารดวยตัวทํ าละลายจากพืชตาง ๆ เชน ใบเตย ดอกมะลิ ตะไครหอม ดอกกระเจี๊ยบ กระชายดํ า ขา ขิง แกนขนุน ใบหูกวาง ใบสะระแหน ไพล พริก สวนใหญใชนํ้ าเปนตัวทําละลายในการสกัด บางชนิดใชนํ้ าเย็น เชน สกัดสีจากใบเตย กลิ่นหอมจากดอกมะลิ สีจากดอกอัญชัน บางชนิดสกัดดวยนํ้ ารอน เชน สีจากดอกกระเจี๊ยบ กลิ่นหอมจากตะไครหอม สีจากแกนขนุน ใบหูกวาง บางชนิดใชเอทานอลสกัด เชน ยาดองเหลาสมุนไพร ไวนกระชายดำการใชประโยชนจากสารที่สกัดได เชน

• นำสีที่สกัดไดจากแกนขนุน มายอมเสนใย หรือผาฝายใหเปนลวดลาย ใชตกแตงอุปกรณ เครื่องใช

• นำสีและกลิ่นหอมที่สกัดไดจากใบเตย ดอกมะลิ ดอกอัญชัน ดอกกระเจี๊ยบดอกกระดังงา ใชผสมทํ าอาหารคาว หวาน

• นำนํ้ ามันหอมระเหยที่สกัดไดจาก ขิง ขา ไพล พริก ใบสะระแหน มาทำยาหมอง ยาดม

• นำสารที่มีสรรพคุณในการรักษาโรคที่สกัดไดจากสวนตาง ๆของพืช มาทำยาลูกกลอน หรือระเหยแหงแลวบรรจุแคปซูล

แผนการสอนกลางภาค

กลับไปหน้าแรกของรายการ

หน้าเว็บ

แผนที่ 2

การวัดผลประเมินผล

เครื่องมือวัด

ไม่มีความคิดเห็น:

แสดงความคิดเห็น