กรดและแก้ว

ทางลัด: ความแตกต่างความคล้ายคลึงกันค่าสัมประสิทธิ์การเปรียบเทียบ Jaccardการอ้างอิง

ความแตกต่างระหว่าง กรดและแก้ว

กรด vs. แก้ว

กรด (อังกฤษ: acid, มาจากภาษาละติน acidus/acēre หมายถึง "เปรี้ยว") เป็นสสารซึ่งทำปฏิกิริยากับเบส โดยทั่วไป กรดสามารถระบุได้ด้วยรสเปรี้ยว,สมบัติทำปฏิกิริยากับโลหะอย่างแคลเซียม และเบสอย่างโซเดียมคาร์บอเนต กรดที่ละลายน้ำมี pH น้อยกว่า 7 โดยที่กรดจะแรงขึ้นตามค่า pH ที่ลดลง และเปลี่ยนกระดาษลิตมัสสีน้ำเงินเป็นแดง ตัวอย่างทั่วไปของกรด รวมไปถึง กรดน้ำส้ม (น้ำส้มสายชู), กรดซัลฟิวริก (ในแบตเตอรีรถยนต์), และกรดทาร์ทาริก (ในการทำขนม) ดังสามตัวอย่างข้างต้น กรดสามารถเป็นได้ทั้งสารละลาย ของเหลวหรือของแข็ง สำหรับแก๊ส อย่างเช่น ไฮโดรเจนคลอไรด์ ก็เป็นกรดได้เช่นกัน กรดแรงและกรดอ่อนเข้มข้นบางตัวมีฤทธิ์กัดกร่อน แต่มีข้อยกเว้น เช่น คาร์บอรีนและกรดบอริก นิยามกรดโดยทั่วไปมีสามนิยาม ได้แก่ นิยามอาร์เรเนียส นิยามเบรินสเตด-ลาวรี และนิยามลิวอิส นิยามอาร์เรเนียสกล่าววว่า กรดคือ สสารที่เพิ่มความเข้มข้นของไฮโดรเนียมไอออน (H3O+) ในสารละลาย นิยามเบรินสเตด-ลาวรีเป็นการขยายขึ้น คือ กรดเป็นสสารซึ่งสามารถทำหน้าที่ให้โปรตอน กรดส่วนมากที่พบในชีวิตประจำวันเป็นสารละลายในน้ำ หรือสามารถละลายได้ในน้ำ และสองนิยามนี้เกี่ยวเนื่องที่สุด สาเหตุที่ pH ของกรดน้อยกว่า 7 นั้น เป็นเพราะความเข้มข้นของไฮโดรเนียมไอออนมากกว่า 10-7 โมลต่อลิตร เนื่องจาก pH นิยามเป็นลอการิทึมลบของความเข้มข้นของไฮโดรเนียมไออน ดังนั้น กรดจึงมี pH น้อยกว่า 7 ตามนิยามเบรินสเตด-ลาวรี สารประกอบใดซึ่งสามารถให้โปรตอนง่ายสามารถพิจารณาได้ว่าเป็นกรด ตัวอย่างมีแอลกอฮอล์และเอมีน ซึ่งมีหมู่ O-H หรือ N-H ในทางเคมี นิยามกรดลิวอิสเป็นนิยามที่พบมากที่สุด กรดลิวอิสเป็นตัวรับอิเล็กตรอนคู่โดดเดี่ยว ตัวอย่างกรดลิวอิส รวมไปถึงไอออนลบโลหะทั้งหมด และโมเลกุลอิเล็กตรอนน้อย เช่น โบรอนฟลูออไรด์ และอะลูมิเนียมไตรคลอไรด์ ไฮโดรเนียมไอออนเป็นกรดตามทั้งสามนิยามข้างต้น ที่น่าสนใจคือ แม้แอลกอฮอล์และเอมีนสามารถเป็นกรดเบรินเสตด-ลาวรีได้ตามที่อธิบายข้างต้น ทั้งสองยังทำหน้าที่เป็นเบสลิวอิสได้ เนื่องจากอะตอมออกซิเจนและไนโตรเจนมีอิเล็กตรอนคู่โดดเดี่ยว. ตัวหมากรุกที่ทำจากแก้ว แก้ว หมายถึง วัสดุแข็งที่มีรูปลักษณะอยู่ตัว และเป็นเนื้อเดียว โดยปกติแล้วเกิดจากการเย็นตัวลงอย่างฉับพลันของวัสดุหลอมหนืด ซึ่งทำให้การแข็งตัวนั้นไม่ก่อผลึก ตัวอย่างเช่น น้ำตาลซึ่งหลอมละลายและถูกทำให้แข็งตัวอย่างรวดเร็ว อาจด้วยการหยดลงบนผิวเย็น น้ำตาลที่แข็งตัวนี้จะมีลักษณะเป็นเนื้อเดียว ไม่แสดงให้เห็นถึงลักษณะที่เป็นผลึก ซึ่งสามารถสังเกตได้จากรอยแตกหักซึ่งมีลักษณะละเอียด (conchoidal fracture) แก้วสามารถที่จะเกิดได้หลากหลายวิธี โดยการที่จะเลือกวัตถุดิบใน จะต้องมีการคำนวณเพื่อหาปริมาณสารที่ต้องการใช้ใน Batch เนื่องจากสารที่ต้องการใช้ใน Batch จะได้มาจากปฏิกิริยา ของวัตถุดิบ โดยในระหว่างการหลอมวัตถุดิบ จะเกิดการเปลี่ยนแปลงทางเคมี และโครงสร้าง โดยจะทำให้เกิดฟองอากาศ ที่ต้องกำจัดออกไป โดยในผลิตภัณฑ์เชิงพาณิชย์ที่ต้องการการขึ้นรูปทรงที่เฉพาะ จะทำโดยมีการใช้กระบวนการทางความร้อนเข้าช่วย เพื่อกำจัด Stress ที่เกิดขึ้นเนื่องจากการเย็นตัวลงอย่างรวดเร็ว และการปรับปรุงให้แก้วมีความแข็งแกร่งขึ้นโดยการอบเทมเปอร์ (Temper) แก้วที่จะกล่าวถึงในบทความนี้ จะหมายถึง เฉพาะแก้วที่ทำจาก ซิลิกา (silica) เนื้อแก้วบริสุทธิ์นั้น จะโปร่งใส ผิวค่อนข้างแข็ง ยากแก่การกัดกร่อน เฉื่อยต่อปฏิกิริยาทางเคมี และชีวภาพ ซึ่งเป็นคุณสมบัติที่ทำให้แก้วนั้นมีประโยชน์ใช้งานอย่างกว้างขวาง อย่างไรก็ตามแก้วนั้นถึงแม้จะแข็ง แต่ก็เปราะแตกหักง่าย และมีรอยแตกที่ละเอียดคม คุณสมบัติของแก้วนี้สามารถเปลี่ยนแปลงได้ง่ายด้วยการผสมสารอื่นลงในเนื้อแก้ว หรือการปรับสภาพด้วยการใช้ความร้อน แก้วโดยทั่วไปนั้นทำจาก ซิลิคอนไดออกไซด์ (SiO2-silicon dioxide) ซึ่งอาจอยู่ในรูปของสารประกอบทางเคมีใน แร่ควอตซ์ (quartz) หรือในรูป polycrystalline ของทราย ซิลิกาบริสุทธิ์ มีจุดหลอมเหลวที่ 2000 °C (3632 °F) เพื่อความสะดวกในกระบวนการผลิต จะมีการผสมสาร 2 ชนิดลงไปด้วย ชนิดแรกคือ โซดาแอช (Soda Ash) ซึ่งมีองค์ประกอบหลักคือ โซเดียมคาร์บอเนต (sodium carbonate-Na2CO3) หรือสารประกอบโปตัสเซียม เช่น โปตัสเซียมคาร์บอเนต เพื่อช่วยให้อุณหภูมิในการหลอมเหลวนั้นต่ำลงอยู่ที่ประมาณ 1000~1500 °C แต่อย่างไรก็ตามสารนี้จะส่งผลข้างเคียงทำให้แก้วนั้นละลายน้ำได้ จึงต้องมีการเติมสารอีกชนิด คือ หินปูน ซึ่งมีองค์ประกอบหลักคือ แคลเซียมคาร์บอเนต (calcium carbonate-CaCO3) (เมื่ออยู่ในเนื้อแก้ว จะกลายเป็นแคลเซียมออกไซด์;calcium oxide-CaO) เพื่อทำให้แก้วนั้นไม่ละลายน้ำ องค์ประกอบของแก้วที่ใช้ทำภาชนะใช้งานโดยทั่วไป เช่น แก้วน้ำ หรือกระจกใส จะมีองค์ประกอบแต่ละตัวโดยประมาณดังนี้ SiO2 70% Na2O 15% CaO 8% และองค์ประกอบอื่น ๆ อีกเล็กน้อย เช่น MgO, Al2O3, K2O เป็นต้น อาจมีแก้วพิเศษชนิดอื่น ซึ่งเกิดจากการเติมวัตถุดิบอื่น ๆ ลงไป เพื่อช่วยปรับคุณสมบัติของแก้ว เช่น.

โซเดียมคาร์บอเนต

ซเดียมคาร์บอเนต หรือ โซดา แอช หรืออีกชื่อคือ โซดาซักผ้า สูตรเคมี คือ Na2CO3 เป็นสารประกอบเกลือของกรดคาร์บอนิก มีลักษณะเป็นผงสีขาว ไม่มีกลิ่น สามารถดูดความชื้นจากอากาศได้ดี ละลายได้ในน้ำ มีฤทธิ์เป็นด่างแก่เมื่อละลายน้ำ ละลายได้เล็กน้อยในแอลกอฮอล์ พบในขี้เถ้าของพืชหลายชนิดและสาหร่ายทะเล (จึงได้ชื่อว่า โซดา แอช เนื่องจาก แอช ในภาษาอังกฤษ หมายถึง ขี้เถ้า) เป็นสารเคมีที่ใช้ในอุตสาหกรรมหลายชนิด เช่น แก้ว เซรามิคส์ กระดาษ ผงซักฟอก สบู่ การแก้ไขน้ำกระด้าง โซเดียมคาร์บอเนต พบได้ในธรรมชาติในเขตแห้งแล้ง โดยเฉพาะอย่างยิ่งในแหล่งแร่ที่เกิดจากทะเลสาบที่ระเหยแห้งไป ในสมัยอียิปต์โบราณ มีการขุดแร่ที่เรียกว่า เนทรอน (natron) (ซึ่งเป็นเกลือที่ประกอบด้วยโซเดียมคาร์บอเนต (หรือ โซดา แอช) และโซเดียมไบคาร์บอเนต (เบกกิ้ง โซดา) และมีโซเดียมคลอไรด์ (เกลือแกง) และโซเดียมซัลเฟต ปนอยู่เล็กน้อย) จากก้นทะเลสาบที่แห้ง ใกล้แม่น้ำไนล์ และนำมาใช้ในการทำมัมมี่ ใน ปี พ.ศ. 2481 (ค.ศ. 1938) พบแหล่งแร่โซเดียมคาร์บอเนตขนาดใหญ่ใกล้แม่น้ำกรีนริเวอร์ รัฐไวโอมิง สหรัฐอเมริกา ทำให้สหรัฐขุดแร่มาใช้แทนการผลิตทางกรรมวิธีทางเคมี ในประเทศอื่น ๆ การผลิตโซเดียมคาร์บอเนตทำโดยกรรมวิธีทางเคมีที่เรียกว่า กระบวนการโซลเวย์ (Solvay process) ซึ่งค้นพบโดย เออร์เนส โซลเวย์ นักอุตสาหกรรมเคมีชาวเบลเยี่ยม ในปี พ.ศ. 2404 (ค.ศ. 1861) โดยเปลี่ยน โซเดียมคลอไรด์ (น้ำเกลือ) เป็น โซเดียมคาร์บอเนต โดยใช้ แอมโมเนีย และ แคลเซียมคาร์บอเนต (หินปูน) และสารที่เหลือจากกระบวนการมีเพียง แคลเซียมคลอไรด์ ซึ่งไม่เป็นพิษแม้ว่าอาจก่อให้เกิดความระคายเคืองได้ และ แอมโมเนียนั้นยังสามารถนำกลับมาใช้ได้อีก ทำให้กระบวนการโซลเวย์มีต้นทุนการผลิตที่ต่ำกว่ากรรมวิธีแบบเดิมมาก จึงถูกนำมาใช้ในอุตสาหกรรมการผลิตโซเดียมคาร์บอเนตอย่างแพร่หลาย ในคริสต์ศตวรรษ 1900 โซเดียมคาร์บอเนต 90% ที่ผลิต ใช้วิธีการนี้ และยังคงใช้อยู่ในปัจจุบัน เดิมนั้นการผลิตโซเดียมคาร์บอเนตทำโดยกระบวนเคมีที่เรียกว่า กระบวนการเลอบลังก์ (Leblanc process) ซึ่งค้นพบโดยนักเคมีชาวฝรั่งเศส ชื่อ นิโคลาส เลอบลังก์ ในปี พ.ศ. 2334 (ค.ศ. 1791) โดยใช้ โซเดียมคลอไรด์ (เกลือแกง) กรดซัลฟูริก (กรดกำมะถัน) แคลเซียมคาร์บอเนต (หินปูน) และถ่าน แต่กรดไฮโดรคลอริค (กรดเกลือ) ที่เกิดจากกระบวนการนี้ ทำให้เกิดมลพิษทางอากาศ และแคลเซียมซัลไฟด์ ที่เหลือจากกระบวนการทำให้เกิดปัญหาต่อสิ่งแวดล้อม แต่เนื่องจากโซเดียมคาร์บอเนตเป็นสารเคมีพื้นฐานในอุตสาหกรรมหลายชนิด ทำให้มีการผลิตโซเดียมคาร์บอเนตโดยกรรมวิธีนี้ และเป็นกรรมวิธีหลักมาจนถึงช่วงปี พ.ศ. 2423 - 2433 (ช่วง ค.ศ. 1880 - 1890) หลังการค้นพบกระบวนการโซลเวย์ กว่า 20 ปี โรงงานผลิตแคลเซียมคาร์บอเนตที่ใช้กระบวนการ เลอบรังค์แห่งสุดท้ายปิดลงในช่วงปี พ.ศ. 2463 (ค.ศ. 1920).

กรดและโซเดียมคาร์บอเนต · แก้วและโซเดียมคาร์บอเนต · ดูเพิ่มเติม »