ผู้ช่วยศาสตราจารย์ ดร.วรวิทย์ จันทร์สุวรรณ
ปรับปรุงล่าสุด : 23 พฤษภาคม 2563
Introduction of Analytical Chemistry
เรื่อง : หลักเบื้องต้นเกี่ยวกับเคมีวิเคราะห์
สรุปสาระสำคัญ : ศาสตร์เคมีวิเคราะห์ จัดเป็นศาสตร์แห่งบูรณาการความรู้พื้นฐานทางเคมี และประยุกต์ใช้ความรู้พื้นฐาน หรือพัฒนาองค์ความรู้เป็นเทคนิคการวิเคราะห์ เพื่อหาคำตอบของสารที่สนใจในสารตัวอย่างทั้งเชิงคุณภาพ และ/หรือ เชิงปริมาณ โดยมีกระบวนการวิเคราะห์อย่างเป็นขั้นตอน คือ การพิจารณาปัญหา การเลือกวิธีวิเคราะห์ วิธีการชักตัวอย่าง การเก็บรักษาตัวอย่าง การเตรียมตัวอย่าง การวัด และการแปรผลข้อมูล หรือสัญญาณตอบสนองที่ได้จากการทดลองเพื่อเป็นคำตอบที่ต้องการของสารที่สนใจที่สัมพันธ์กับตัวอย่าง เพื่อแสดงคำตอบที่แท้จริงในสารตัวอย่างนั้น ๆ ดังนั้น การวิเคราะห์นั้นต้องมีความแม่น เพื่อแสดงความใกล้กับค่าแท้จริงให้มากที่สุดและต้องคำนึงถึงความคลาดเคลื่อนที่อาจเกิดขึ้นจากกระบวนการวิเคราะห์ในแต่ละขั้นตอน
Units and Concentration
เรื่อง : หน่วยพื้นฐานและความเข้มข้นของสารละลาย
สรุปสาระสำคัญ : ระบบการวัดทางวิทยาศาสตร์ใช้หน่วยฐานเอสไอและหน่วยอนุพัทธ์เอสไอเป็นหน่วยที่ใช้รายงานผลปริมาณสารที่สนใจในสารตัวอย่าง โดยการรายงานผลหรือคำตอบที่เป็นตัวเลขต้องยึดหลักเลขนัยสำคัญ เพื่อให้คำตอบที่ได้แสดงถึงความแน่นอนและความไม่แน่นอนของการวัด การทดลองทางเคมีวิเคราะห์เกี่ยวข้องกับสารเคมีที่ทราบความเข้มข้นแน่นอน และความสัมพันธ์เชิงโมลในปฏิกิริยาระหว่างสารที่สนใจกับสารเคมีที่ใช้ในการทดลอง ความรู้พื้นฐานเกี่ยวกับโมลและปริมาณสัมพันธ์ที่เกิดขึ้นตามสมการเคมีจึงมีความสำคัญต่อการคำนวณปริมาณสาร ความเข้มข้นของสารละลายใด ๆ จะเป็นการบอกปริมาณของสารนั้นที่ละลายในตัวทำละลายปริมาณหนึ่ง ๆ ที่แน่นอน หน่วยความเข้มข้นที่นิยมใช้หลายหน่วย เช่น หน่วยโมลาร์ นอร์แมล ฟอร์แมล ร้อยละ และส่วนในล้านส่วน เป็นต้น
Statistical Evaluation of Analytical Data
เรื่อง : การประเมินความน่าเชื่อถือของข้อมูล
สรุปสาระสำคัญ : ความคลาดเคลื่อนแบ่งเป็นความคลาดเคลื่อนที่ควบคุมได้และควบคุมไม่ได้ และเราไม่อาจกำจัดความคลาดเคลื่อนได้ทั้งหมด แต่ต้องควบคุมความคลาดเคลื่อนให้เกิดขึ้นน้อยที่สุด ซึ่งจะให้ผลที่มีความแม่นมากที่สุด การทดสอบเปรียบเทียบความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติของข้อมูล จำแนกตามปัจจัยความเที่ยงและความแม่น เพื่อพิจารณาความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญหรือแตกต่างอย่างไม่มีนัยสำคัญที่ระดับความเชื่อมั่นหนึ่ง ๆ โดยการเปรียบเทียบความเที่ยงจะอาศัยวิธีการทดสอบเอฟ ซึ่งเป็นการเปรียบเทียบค่าความแปรปรวนของสองกลุ่มข้อมูล ในกรณีการทดสอบความแม่นจะอาศัยวิธีการทดสอบที ซึ่งเป็นการเปรียบเทียบค่าเฉลี่ยของข้อมูล ซึ่งอาจแบ่งเป็นการเปรียบเทียบกับค่าจริง หรือเป็นการเปรียบเทียบของสองกลุ่มข้อมูล
Gravimetric Analysis
เรื่อง : การวิเคราะห์โดยน้ำหนัก
สรุปสารสำคัญ : การวิเคราะห์โดยน้ำหนักอาศัยการเกิดเป็นตะกอนระหว่างสารที่สนใจกับตัวตกตะกอน โดยตะกอนที่เกิดขึ้นเป็นของแข็งที่เสถียร มีองค์ประกอบแน่นอน กระบวนการตกตะกอนมีขั้นตอนหลายขั้นตอน สมบัติของตัวตกตะกอนกับไอออนสารที่สนใจพิจารณาจากสมบัติสภาพจำเพาะ ซึ่งมีความจำเพาะกับอนุมูลใดอนุมูลหนึ่งโดยเฉพาะเจาะจง และสภาพคัดเลือกซึ่งมีความจำเพาะกับอนุมูลกลุ่มใดกลุ่มหนึ่ง การคำนวณน้ำหนักของอนุมูลสารที่สนใจในตะกอนต้องพิจารณาจากตัวแปรโดยน้ำหนักที่เป็นองค์ประกอบของตะกอนและคำนวณปริมาณสารที่สนใจตามหลักปริมาณสัมพันธ์
Volumetric Analysis
เรื่อง : ปริมาตรวิเคราะห์
สรุปสาระสำคัญ : การวิเคราะห์โดยการไทเทรต (titrimetry)อาศัยการวัดปริมาตรของสารละลายที่ทราบความเข้มข้นแน่นอนที่ใช้ทำปฏิกิริยากับสารละลายอีกชนิดหนึ่ง และคำนวณความเข้มข้นของสารละลายตัวอย่างโดยอาศัยการทำปฏิกิริยาพอดีกันตามปริมาณสัมพันธ์ จุดสมมูล คือจุดทางทฤษฎีที่สารทั้งสองทำปฏิกิริยาพอดีกัน และจุดยุติ คือจุดที่ทำให้อินดิเคเดตอร์เปลี่ยนจากสีหนึ่งเป็นอีกสีหนึ่ง สารละลายที่ทราบความเข้มข้นแน่นอน เรียกว่า สารละลายมาตรฐาน การคำนวณที่เกี่ยวข้องกับการไทเทรตอาศัยปริมาณสัมพันธ์
Basic of Electrochemistry
เรื่อง : ไฟฟ้าเคมีเบื้องต้น
สรุปสาระสำคัญ : เคมีไฟฟ้าเป็นการศึกษาที่เกี่ยวกับปฏิกิริยาเคมีที่เกี่ยวข้องกับไฟฟ้า โดยอาศัยการถ่ายโอนอิเล็กตรอนในปฏิกิริยารีดอกซ์ระหว่างตัวรีดิวซ์และตัวออกซิไดส์ ศักย์ไฟฟ้าของเซลล์ที่วัดได้จะเป็นค่าความต่างศักย์ของขั้วไฟฟ้าทั้งสองเซลล์ โดยถ้าค่าแรงเคลื่อนไฟฟ้าที่เป็นบวกเป็นค่าที่บ่งบอกถึงขั้วไฟฟ้านั้น สามารถเกิดปฏิกิริยาเคมีแล้วอิเล็กตรอนเคลื่อนที่ไปยังวงจรภายนอก ปฏิกิริยาเคมีภายในเซลล์เกิดขึ้นได้เอง โดยอิเล็กตรอนเคลื่อนที่จากแอโนดไปยังแคโทด แต่ถ้าตรงกันข้าม ค่าแรงเคลื่อนไฟฟ้าที่เป็นลบ ปฏิกิริยาเคมีภายในเซลล์เกิดขึ้นได้เองไม่ได้ การวัดศักย์ไฟฟ้าของเซลล์ทำได้โดยเทียบศักย์ไฟฟ้าของขั้วไฟฟ้ากับขั้วไฟฟ้าไฮโดรเจนมาตรฐาน เรียกว่า ศักย์ไฟฟ้ามาตรฐานของครึ่งเซลล์ การคำนวณหาศักย์ขั้วไฟฟ้าที่จุ่มในสารละลายที่ไม่เป็นสภาวะมาตรฐานทำได้โดยอาศัยสมการเนินสต์
Acid-Base Titration
เรื่อง : การไทเทรตปฏิกิริยากรด-เบส
สรุปสาระสำคัญ : การไทเทรตปฏิกิริยากรด-เบสเป็นวิธีปริมาตรวิเคราะห์ที่อาศัยการเกิดปฏิกิริยาสะเทินระหว่างกรดกับเบส ที่จุดสมมูลของปฏิกิริยาจำนวนโมลของกรดและเบสจะทำปฏิกิริยาพอดีกัน การไทเทรตระหว่างกรด-เบส อาจแบ่งเป็นประเภทตามความแรงของกรดและเบสนั้น ๆ ได้แก่ การไทเทรตระหว่างกรดแก่-เบสแก่ กรดแก่-เบสอ่อน กรดอ่อน-เบสแก่ และกรดอ่อน-เบสอ่อน โดยประเภทของกรดและเบสจะมีผลต่อการเลือกใช้อินดิเคเตอร์กรด-เบสในการบอกจุดยุติ
Precipitation Titration
เรื่อง : การไทเทรตแบบเกิดตะกอน
สรุปสาระสำคัญ : วิธีวิเคราะห์โดยการไทเทรตปฏิกิริยาการเกิดตะกอนอาศัยปฏิกิริยาการเกิดสารที่ไม่ละลายน้ำหรือละลายน้ำได้น้อยมาก โดยทั่วไปนิยมทำการไทเทรตด้วยสารละลาย AgNO3 เกิดเป็นเกลือของซิลเวอร์ ซึ่งละลายน้ำได้น้อยมาก ๆ โดยจุดยุติของปฏิกิริยาสามารถบอกด้วยอินดิเคเตอร์ และเครื่องมือวัดทางไฟฟ้า โดยวิธีที่นิยมใช้ในการไทเทรตปฏิกิริยาการเกิดตะกอน ได้แก่ วิธีของโมร์เป็นวิธีที่ทำให้เกิดตะกอนระหว่างอินดิเคเตอร์กับตัวไทเทรต ซึ่งจะมีสีต่างจากตะกอนของสารที่สนใจ
Redox Titration
เรื่อง : การไทเทรตปฏิกิริยารีดอกซ์
สรุปสาระสำคัญ : การไทเทรตปฏิกิริยารีดอกซ์เป็นวิธีการวิเคราะห์ที่อาศัยการเกิดปฏิกิริยารีดอกซ์ระหว่างสารที่เป็นตัวรีดิวซ์และสารที่เป็นตัวออกซิไดส์ ในระหว่างการไทเทรตค่าศักย์ไฟฟ้าของระบบจะเปลี่ยนแปลงตามปริมาณตัวไทเทรตที่เติมลงไป และการวิเคราะห์จะให้ผลที่ถูกต้องก็ต่อเมื่อมีภาวะสมดุลเกิดขึ้นทันทีทุกครั้งที่มีการเติมตัวไทเทรตลงไป โดยจุดยุติของการไทเทรตปฏิกิริยารีดอกซ์นิยมใช้อินดิเคเตอร์ และเครื่องมือวัดศักย์ไฟฟ้า ค่าศักย์ไฟฟ้าที่เปลี่ยนแปลงไปสามารถคำนวณโดยอาศัยสมการของเนินสต์
Complexometric Titration
เรื่อง : การไทเทรตแบบเกิดไอออนเชิงซ้อน
สรุปสาระสำคัญ : การไทเทรตแบบเกิดไอออนเชิงซ้อน เป็นวิธีวิเคราะห์หาปริมาณของไอออนโลหะโดยอาศัยการเกิดเป็นไอออนเชิงซ้อนที่เสถียรกับลิแกนด์ โดยความเสถียรของไอออนเชิงซ้อนขึ้นอยู่กับค่าคงที่สมดุลรวมของการเกิดไอออนเชิงซ้อนของไอออนโลหะ โดย EDTA เป็นลิแกนด์ชนิดเฮกซะเดนเทตที่นิยมใช้ในการไทเทรตซึ่งสามารถเกิดไอออนเชิงซ้อนกับไอออนโลหะในอัตราส่วนจำนวนโมล 1:1 ได้หลายชนิด อนุมูลต่าง ๆ ของ EDTA ของแต่ละองค์ประกอบจะขึ้นกับค่า pH ของสารละลาย
Basic of Spectroscopy
เรื่อง : หลักพื้นฐานสำหรับการวิเคราะห์เชิงสเปกโทรสโกปี
สรุปสาระสำคัญ : สเปกโทรสโกปีเป็นเทคนิคการวิเคราะห์โดยอาศัยหลักการเกิดอันตรกิริยาระหว่างรังสีแม่เหล็กไฟฟ้ากับสสาร รูปแบบอันตรกิกิรยิขึ้นกับพลังงานโฟตอนของรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าในแต่ละย่านซึ่งจะทำให้เกิดการแทรนซิชันของอนุภาคจากสถานะพื้นเป็นสถานะกระตุ้น การวัดความสามารถในการดูดกลืนแสงของสารเป็นการวัดการดูดกลืนพลังงานโฟตอนของสารอันเนื่องจากการอันตรกิริยาอย่างใดอย่างหนึ่งระหว่างโฟตอนกับสาร สเปกตรัมดูดกลืนเป็นความสัมพันธ์ระหว่างค่าการดูดกลืนกับความยาวคลื่น ในการวิเคราะห์เชิงปริมาณโดยการวัดค่าการดูดกลืนแสงอาศัยกฎของเบียร์