สารส้มขุ่น

Aluminium sulfateเป็นเกลืออะลูมิเนียมที่มีลักษณะเป็นผลึกสีขาวใส อาจมีความขุ่นเล็กน้อยเมื่อผสมน้ำ ทั้งนี้หากเกิด “สารส้มขุ่น” มากขึ้น จะเป็นผลจากการไฮโดรไลซิส (hydrolysis) ของ Al³⁺ ในสารส้มจนตกตะกอนเป็น Al(OH)₃ รวมถึงปัจจัยอื่น ๆ เช่น ความเข้มข้นของสาร ลักษณะและ pH ของน้ำ รวมถึงอุณหภูมิและความกระด้างของน้ำ การเข้าใจกลไกเหล่านี้จะช่วยให้เลือกใช้งานสารส้มได้อย่างมีประสิทธิภาพและแก้ไขปัญหาการขุ่นของสารส้มได้อย่างเหมาะสม

ประเภทและลักษณะของสารส้ม

สารส้มคืออะไร?

สารส้ม (Aluminium sulfate) เป็นเกลือของอะลูมิเนียมและซัลเฟต มีสูตรเคมีหลักคือ Al₂(SO₄)₃·nH₂O พบในรูปผลึกหรือผง สีขาวใสอาจขุ่นเล็กน้อย ใช้ลดค่า pH และช่วยจับตะกอนแขวนลอยในน้ำในการผลิตน้ำประปาและบำบัดน้ำเสีย 

สารส้มใส vs สารส้มขุ่น

• สารส้มใส: ผลิตโดยมีส่วนผสมหลักเป็นแอมโมเนียมอะลูมิเนียม เมื่อผสมน้ำจะละลายได้ง่าย ไม่ตกตะกอนทันที จึงเรียกว่า “ใส” 

• สารส้มขุ่น: เกิดจากการผลิตที่มีความบริสุทธิ์ต่ำกว่าสารส้มใส หรือมีการเติมสารอื่นที่กระตุ้นให้เกิดการตกตะกอน จึงดู “ขุ่น” ตั้งแต่ก่อนผสมน้ำหรือขุ่นขึ้นหลังผสม 

สาเหตุที่สารส้มขุ่น

1. ปฏิกิริยาการไฮโดรไลซิสและการตกตะกอน

เมื่อ Al₂(SO₄)₃ ละลายในน้ำ จะเกิดปฏิกิริยาไฮโดรไลซิส:

Al(OH)₃ ที่ตกตะกอนเป็นเจลตินัสจะกระจายอยู่ในน้ำทำให้น้ำหรือสารส้มขุ่นได้ง่าย โดยเฉพาะเมื่อผสมน้ำที่เป็นกลางหรือเบสอ่อน ๆ 

2. ปัจจัยด้านความเข้มข้นและ pH

• ความเข้มข้นต่ำ: สารส้มที่ผสมน้ำเจือจางมากเกินไปจะเกิดการไฮโดรไลซิสเร็วกว่าปกติ ทำให้ตกตะกอน Al(OH)₃ และขุ่น )

• ค่า pH: ในช่วง pH ~4.0–6.0 Al₁₃ โพลีเมอร์จะก่อตัวมากที่สุด แต่เมื่อ pH > 6.0–7.0 จะตกตะกอน Al(OH)₃ ปริมาณมากขึ้น และ pH ที่เปลี่ยนแปลงตามอุณหภูมิยังมีผลต่อจุดตกตะกอน 

3. อุณหภูมิและความกระด้างของน้ำ

• อุณหภูมิสูง–ต่ำ: การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิทำให้ความละลายและความเสถียรของ Al(OH)₃ เปลี่ยนไป เมื่ออุณหภูมิผันผวนมากจะเร่งให้ตกตะกอนและขุ่นได้ง่าย (The Best Way to Grow Alum Crystals at Home - Crystalverse)

• ความกระด้างของน้ำ: แร่ธาตุอย่าง Ca²⁺, Mg²⁺ ในน้ำกระด้างจะทำให้สารแขวนลอยเกาะกลุ่มกับ Al³⁺ และ SO₄²⁻ เกิดการตกตะกอนเพิ่มขึ้น ส่งผลให้น้ำขุ่นเร็วขึ้น 

แนวทางแก้ไขและป้องกัน

1. ใช้น้ำกลั่นหรือน้ำปราศจากแร่ธาตุ

เพื่อหลีกเลี่ยงความกระด้างและสิ่งเจือปน ควรใช้น้ำกลั่นหรือน้ำ DI (Deionized) ในการเตรียมสารส้ม จะช่วยลดการตกตะกอนเบื้องต้นและทำให้สารละลายใสขึ้น 

2. ควบคุมความเข้มข้นและ pH

• เตรียมสารส้มที่ความเข้มข้นพอดี ไม่เจือจางจนเกินไป และช้าๆ เติมลงในน้ำ

• ตรวจวัดและปรับ pH ให้อยู่ในช่วงที่ Al(OH)₃ ไม่ตกตะกอนหนัก (pH ~3–4) ก่อนนำไปใช้งาน

3. ควบคุมอุณหภูมิ

เก็บสารส้มและสารละลายในที่มีอุณหภูมิคงที่ หลีกเลี่ยงการโดนแสงแดดหรือความร้อนจัด และหากต้องผสมในห้องทดลอง ควรใช้น้ำอุ่นคงที่หรืออ่างน้ำควบคุมอุณหภูมิ 

การใช้งานและข้อควรระวัง

• สารส้มใช้ในอุตสาหกรรมกระดาษ ย้อมสี และบำบัดน้ำ แต่เมื่อสารส้มขุ่นจะลดประสิทธิภาพการจับตะกอนและการควบคุม pH

• เมื่อสารส้มตกตะกอนเกินควรกรองหรือดึงของไหลส่วนบนมาใช้งาน เพื่อหลีกเลี่ยงอนุภาคแขวนลอยที่จะเป็นสิ่งปนเปื้อน

• เก็บในภาชนะปิดมิดชิด ป้องกันการดูดความชื้นและการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิที่รวดเร็ว