บทที่ 1 ความปลอดภัยเเละทักษะในปฏิบัติการเคมี

 

บทที่ 1 ความปลอดภัยเเละทักษะในปฏิบัติการเคมี

 1. 1 ความปลอดภัยในการทำงานกับสารเคมี

การทำปฏิบัติการเคมีส่วนใหญ่ต้องมีความเกี่ยวข้องกับสารเคมี อุปกรณ์และเครื่องมือต่าง ๆ ซึ่งผู้ทำปฏิบัติการต้องตระหนักถึงความปลอดภัยของตนเอง ผู้อื่นและสิ่งแวดล้อมโดยผู้ทำปฏิบัติการควรทราบเกี่ยวกับประเภทของสารเคมีที่ใช้ ข้อควรปฏิบัติในการทำปฏิบัติการเคมี และการกำจัดสารเคมีที่ใช้แล้วหลังเสร็จสิ้นปฏิบัติการเพื่อให้สามารถท้าปฏิบัติการเคมีได้อย่างปลอดภัย 

11. 1 ประเภทของสารเคมี

สารเคมีมีหลายประเภทแต่ละประเภทมีสมบัติแตกต่างกันสารเคมีจึงจำเป็นต้องมีฉลากที่มีข้อมูลเกี่ยวกับความเป็นอันตรายของสารเคมีเพื่อความปลอดภัยในการจัดเก็บการนำไปใช้และการาจัดโตยฉลากของสารเคมีที่ใช้ในห้องปฏิบัติการควรมีข้อมูลดังนี้

1. ชื่อผลิตภัณฑ์ 

2 รูปสัญลักษณ์แสดงความเป็นอันตรายของสารเคมี 

3. คำเตือนข้อมูลความเป็นอันตรายและข้อควรระวัง 

4. ข้อมูลของบริษัทผู้ผลิตสารเคมี

               บนฉลากบรรจุภัณฑ์มีสัญลักษณ์แสดงความเป็นอันตรายที่สื่อความหมายได้ชัดเจนเพื่อให้ผู้ใช้สังเกตได้ง่ายสัญลักษณ์แสดงความเป็นอันตรายมีหลายระบบในที่นี้จะกล่าวถึง 2 ระบบที่มีการใช้กันอย่างแพร่หลายคือ Globally Harmonized System of Classification and Labeling of Chemicals (GMS) ซึ่งเป็นระบบที่ใช้สากลและ National Fire Protection Association Hazard Identification System (INFPA) เป็นระบบที่ใช้ในสหรัฐอเมริกาซึ่งสัญลักษณ์ทั้งสองระบบนี้สามารถพบเห็นได้ทั่วไปบนบรรจุภัณฑ์สารเคมีในระบบ GIS จะแสดงสัญลักษณ์ในสี่เหลี่ยมกรอบสีแดงพื้นสีขาวลักษณะดังรูป

                 สำหรับสัญลักษณ์แสดงความเป็นอันตรายในระบบ NFPA จะใช้สีแทนความเป็นอันตรายในด้านต่าง ๆ ได้แก่ สีแดงแทนความไวไฟสีน้ำเงินแทนความเป็นอันตรายต่อสุขภาพสีเหลืองแทนความว่องไวในการเกิดปฏิกิริยาเคมีโดยใส่ตัวเลข 0 ถึง 4 เพื่อระบุระดับความเป็นอันตรายจากน้อยไปหามากและช่องสีขาวใช้ใส่อักษรหรือสัญลักษณ์ที่แสดงสมบัติที่เป็นอันตรายต้านอื่น ๆ ดังตัวอย่างในรูป 1. 3

1. 1. 2 ข้อควรปฏิบัติในการทำปฏิบัติ

การการท้าปฏิบัติการเคมีให้เกิดความปลอดภัยผู้ทำปฏิบัติการควรทราบเกี่ยวกับการปฏิบัติตนเปทเกตความปลอดภัยนอกจากต้องทราบข้อมูลของสารเคมีที่ใช้แล้วนายวกับการปฏิบัติตนเองต้นทั้มก่อนระหว่างและหลังทำปฏิบัติการดังต่อไปนี้ปฏิบัติการให้เข้าใจวางแผนการทดลองหากมีข้อสงสัยต้อง

ก่อนทำปฏิบัติการ

 1) ศึกษาบันตอนหรือวิธีการทำปฏิบัติการให้เข้าใจวางแผนการทดลอง A สอบถามครูผู้สอนก่อนที่จะทำการทดลอง 

2) ศึกษาข้อมูลของสารเคมีที่ใช้ในการทดลองเทคนิคการใช้เครื่องมือวัสดุอุปกรณ์ตลอดจนวิธีการทดลองที่ถูกต้องและปลอดภัย 

3) แต่งกายให้เหมาะสมเช่นสวมกางเกงหรือกระโปรงยาวสวมรองเท้ามิดชิดส้นเดียคนที่มีผมยาวควรรวบผมให้เรียบร้อยหลีกเลี่ยงการสวมใส่เครื่องประดับและคอนแทคเลนส์

ขณะทำปฏิบัติการ 

1) ข้อปฏิบัติโดยทั่วไป 

1. 1 สวมแว่นตานิรภัยสวมเสื้อคลุมปฏิบัติการที่ติดกระดุมทุกเม็ดควรสวมถุงมือเมื่อต้องใช้สารกัดกร่อนหรือสารที่มีอันตรายควรสวมผ้าปิดปากเมื่อต้องใช้สารเคมีที่มีไอระเหยและทำปฏิบัติการในที่ซึ่งมีอากาศถ่ายเทหรือในตู้ดูดควัน

1.2ห้ามรับประทานอาหารและเครื่องดื่มหรือทำกิจกรรมอื่นๆ ที่ไม่เกี่ยวข้องกับการทำปฏิบัตการ

1. 3 ไม่ทำการทดลองในห้องปฏิบัติการตามลำพังเพียงคนเดียวเพราะเมื่อเกิดอุบัติเหตุขึ้นจะไม่มีใครทราบและไม่อาจช่วยได้ทันท่วงทีหากเกิดอุบัติเหตุในห้องปฏิบัติการต้องแจ้งให้ครูผู้สอนทราบทันทีทุกครั้ง 

1. 4 ไม่เล่นและไม่รบกวนผู้อื่นในขณะที่ทำปฏิบัติการ 

1. 5 ปฏิบัติตามขั้นตอนและวิธีการอย่างเคร่งครัดไม่ทำการทดลองใด ๆ ที่นอกเหนือจากที่ได้รับมอบหมายและไม่เคลื่อนย้ายสารเคมีเครื่องมือและอุปกรณ์ส่วนกลางที่ต้องใช้ร่วมกันนอกจากได้รับอนุญาตจากตรผู้สอนเท่านั้น 

1. 6 ไม่ปล่อยให้อุปกรณ์ให้ความร้อนเช่นตะเกียงแอลกอฮอล์เตาแผ่นให้ความร้อน (hot plate) ทำงานโดยไม่มีคนดูแลและหลังจากใช้งานเสร็จแล้วให้ตับตะเกียงแอลกอฮอล์หรือปิดเครื่องและถอดปลักไฟออกทันทีแล้วปล่อยไว้ให้เย็นก่อนการจัดเก็บเมื่อใช้เตาแผ่นให้ความร้อนต้องระวังไม่ให้สายไฟพาดบนอุปกรณ์

2) ข้อปฏิบัติในการใช้สารเคมี 

2. 1 อ่านชื่อสารเคมีบนฉลากให้แน่ใจก่อนนำสารเคมีไปใช้ 

2. 2 การเคลื่อนย้ายการแปงและการถ่ายเทสารเคมีต้องทำด้วยความระมัดระวังโดยเฉพาะอย่างยิ่งสารอันตรายและควรใช้อุปกรณ์เช่นข้อนตักสารและปีกเกอร์ที่แห้งและสะอาดการเทของเหลวจากขวดบรรจุสารให้เทด้านตรงข้ามฉลากเพื่อป้องกันความเสียหายของฉลากเนื่องจากการสัมผัสสารเคมี 

2. 3 การทำปฏิกิริยาของสารในหลอดทดลองต้องหันปากหลอดทดลองออกจากตัวเองและผู้อื่นเสมอ 

2. 4 ห้ามซิมหรือสูดดมสารเคมีโดยตรงถ้าจำเป็นต้องทดสอบกลิ่นให้ใช้มือโบกให้ไอของสารเข้าจมูกเพียงเล็กน้อย

 2. 5 การเจือจางกรตห้ามเหนองกรดแต่ให้เทกรดลงน้ำเพื่อให้น้ำปริมาณมากช่วยถ่ายเทความร้อนที่เกิดจากการละลาน 

2. 6 ไม่เทสารเคมีที่เหลือจากการเทหรียตกออกจากขวดสารเคมีแล้วกลับเข้าขวดอย่างเด็ดขาดให้เทใส่ภาชนะทิ้งสารที่จัดเตรียมไว้ 

2. 7 เมื่อสารเคมีหกในปริมาเนเล็กน้อยให้กวาดหรือเข็ดแล้วทิ้งลงในภาชนะสำหรับทิ้งสารที่เตรียมไว้ในห้องปฏิบัติการหากหกในปริมาณมากให้แจ้งครูผู้สอน

หลังทำปฏิบัติการ 

1) ทำความสะอาดอุปกรณ์เครื่องแก้วและวางหรือเก็บในบริเวณที่จัดเตรียมไว้ให้รวมทั้งทำความสะอาดโต๊ะทำปฏิบัติการ 

2) ก่อนออกจากห้องปฏิบัติการให้ถอดอุปกรณ์ป้องกันอันตรายเช่นเสื้อคลุมปฏิบัติการแว่นตานิรภัยถุงมือ

1. 1. 3 การกำจัดสารเคมี

สารเคมีที่ใช้แล้วหรือเหลือใช้จากการทำปฏิบัติการให้เกิดความปลอดภัยต่อสิ่งแวดล้อมและสิ่งมีชีวิต

การกำจัดสารเคมีแต่ละประเภทสามารถปฏิบัติได้ดังนี้

1) สารเคมีที่เป็นของเหลวไม่อันตรายที่ละลายน้ำได้และมี pH เป็นกลางบวมสามารถเทลงอ่างน้ำและเปิดน้ำตามมาก ๆ ได้ 

2) สารละลายเข็มขันบางชนิดเช่นกรดไฮโดรคลอริกโซเดียมไฮดรอกไซด์ไม่ควรทิงลงอางนาหรือท่อน้ำทันทีควรเจือจางก่อนเทลงอ่างน้ำถ้ามีปริมาณมากต้องทำให้เป็นกลางก่อน 

3) สารเคมีที่เป็นของแข็งไม่อันตรายปริมาณไม่เกิน 1 กิโลกรัมสามารถใส่ในภาชนะที่ปิดมิดชิดพร้อมทั้งติดฉลากชื่อให้ชัดเจนก่อนทิ้งในที่ซึ่งจัดเตรียมไว้ 

4) สารไวไฟตัวทำละลายที่ไม่ละลายน้ำสารประกอบของโลหะเป็นพิษหรือสารที่ทำปฏิกิริยากับน้ำห้ามทิ้งลงอ่างนๆให้ทิ้งไว้ในภาชนะที่ทางห้องปฏิบัติการจัดเตรียมไว้ให้

1.3 การวัดปริมาณสาร

    ในการปฏิบัติการเคมีจำเป็นต้องมีการชั่ง ตวง วัดปริมาณสาร ซึ่งมีความคลาดเคลื่อนที่อาจเกิดจากอุปกรณืที่ใช้ หรือผู้ทำปฏิบัติการ ที่จะส่งผลให้การทดลองที่ได้มีค่าต่างจากค่าจริง

    ความน่าเชื่อถือของข้อมูล พิจารณาได้จากความเที่ยงและความแม่นของข้อมูล คือความใกล้เคียงกันของค่าที่ได้จากการวัดซ้ำและความใกล้เคียงจากการวัดซ้ำเทียบกับค่าจริง โดยขึ้นอยู่กับทักษะของผู้ที่ทำการวัดและความละเอียดของอุปกรณ์ที่ใช้

    1.3.1 อุปกรณ์วัดปริมาตร

    บีกเกอร์ (beaker) - เป็นทรงกระบอกปากกว้าง มีขีดบอกปริมาตรในระดับมิลลิลิตร มีหลายขนาด

    ขวดรูปกรวย (erlenmeyer flask) - คล้ายผลชมพู่ มีขีดบอกปริมาตรในระดับมิลลิลิตร มีหลายขนาด

    กระบอกตวง (measuring cylinder) - ทรงกระบอก มีขีดบอกปริมาตรในระดับมิลลิลิตร มีหลายขนาด

    ปิเปตต์ (pipette) - เป็นอุปกรณ์วัดปริมาตรที่มีความแม่นสูง ใช้สำหรับถ่ายเทของเหลว มี 2 แบบ คือ แบบปริมาตรซึ่งมีกระเปาะตรงกลาง  มีขีดบอกปริมาตรเพียงค่าเดียวและแบบใช้ตวง มีขีดบอกปรอมาตรหลายค่า

    บิวเรตต์ (burette) - เป็นอุปกรณ์สำหรับถ่ายเทของเหลวในปริมาตรต่างๆตามต้องการ ลักษณะเป็นทรงกระบอกยาวที่มีขีดบอกปริมาตร และมีอุปกรณ์ควบคุมการไหลของของเหลวที่เรียกว่า ก๊อกปิดเปิด 

    ขวดกำหนดปริมาตร (volumetric flask) - เป็นอุปกรณ์สำหรับวัดปริมาตรของเหลวที่บรรจุภายใน ใช้สำหรับเตรียมสารละลายที่ต้องการความเข้มข้นแน่นอน มีขีดบอกปริมาตรเพียงขีดเดียว มีจุกปิดสนิท มีหลายขนาด

    1.3.2 อุปกรณ์วัดมวล

     เครื่องชั่ง เป็นอุปกรณ์สำหรับวัดมวลของสารทั้งที่เป็นของแข็งและของเหลว ความน่าเชื่อถือของค่ามวลที่วัดได้ขึ้นอยู่กับความละเอียดของเครื่องชั่งและวิธีการใช้เครื่องชั่ง ที่ใช้ในห้องปฏิบัติการเคมีโดยทั่วไปมี 2 แบบ คือ เครื่องชั่งแบบสามคานและเครื่องชั่งไฟฟ้า 

เครื่องชั่งแบบสามคาน

เครื่องชั่งไฟฟ้า

    1.3.3 เลขนัยสำคัญ

    การนับเลขนัยสำคัญ  มีหลักการดังนี้

1. ตัวเลขที่ไม่มีเลข 0 ทั้งหมดนับเป็นเลขนัยสำคัญ
2. 0 ที่อยู่ระหว่างตัวเลขอื่น นับเป็นเลขนัยสำคัญ
3. 0 ที่อยู่หน้าตัวเลขอื่น ไม่นับเป็นเลขนัยสำคัญ
4. 0 ที่อยู่อยู่หลังตัวเลขอื่นที่อยู่หลังทศนิยม นับเป็นเป็นเลขนัยสำคัญ
5. 0 ที่อยู่หลังเลขอื่นที่ไม่มีทศนิยม อาจนับหรือไม่นับเป็นเลขนัยสำคัญก็ได้
6. ตัวเลขที่แม่นตรงเป็นตัวเลขที่ซ้ำเข้าแน่นอนมีเลขนัยสำคัญเป็น อนันต์ 
7. ข้อมูลที่มีค่าน้อยมากๆหรือเขียนในรูปของสัญกรณ์วิทยาศาสตร์ ตัวเลข สัมประสิทธิ์ ทุกตัวนับเป็นนัยสำคัญ

    การปัดตัวเลข  พิจารณาจากตัวเลขที่อยู่ถัดจากตำแหน่งที่ต้องการ ดังนี้

1. กรณีที่ตัวเลขถัดจากตำแหน่งที่ต้องการมีค่าน้อยกว่า 5 ให้ตัดตัวเลขที่อยู่ถัดไปทั้งหมด
2. กรณีที่ตัวเลขถัดจากตำแหน่งที่ต้องการมีค่ามากกว่า 5 ให้เพิ่มค่าของตัวเลขตำแหน่งสุดท้ายที่ต้องการอีก 1 
3. กรณีที่ตัวเลขถัดจากตำแหน่งที่ต้องการมีค่าเท่ากับ 5 และมีตัวเลขอื่นที่ไม่ใช่ 0 ต่อจากเลข 5 ให้เพิ่มค่าของตัวเลขตำแหน่งสุดท้ายที่ต้องการอีก 1 
4. กรณีที่ตัวเลขถัดจากตำแหน่งที่ต้องการมีค่าเท่ากับ 5 และไม่มีตัวเลขอื่นต่อจากเลข 5 ต้องพิจารณาตัวเลขที่อยู่ หน้าเลข 5 ดังนี้

           4.1 หากตัวเลขที่อยู่หน้าเลข 5 เป็นเลขคี่ ให้ตัวเลขดังกล่าวบวกค่าค่าเพิ่มอีก 1 แล้วตัดตัวเลขตั้งแต่ 5 ลงไปทั้งหมดออก

           4.2 หากตัวเลขที่อยู่หน้าเลข 5 เป็นเลขคู่ ให้ตัวเลขกล่าวเป็นตัวเลขเดิม แล้วตัดตัวเลขตั้งแต่ 5 ลงไปทั้งหมดออก

1.4 หน่วยวัด

    1.4.1 หน่วยในระบบ SI

 หน่วย SI พื้นฐาน มี 7 หน่วย ได้แก่

1. มวล - กิโลกรัม (kg)
2. ความยาว - เมตร (m)
3. เวลา - วินาที (s)
4. อุณหภูมิ - เคลวิน (K)
5. ปริมาณของสาร - โมล (mol)
6. กรพแสไฟฟ้า - แอมแปร์ (A)
7. ความเข้มแห่งการส่องสว่าง - แคนเดลลา (cd)

หน่วย SI อนุพันธ์

1. ปริมาตร - ลูกบาศก์เมตร (m³)
2. ความเข้มข้น - โมลต่อลูกบาศก์เมตร (mol/m³)
3. ความหนาแน่น - กิโลกรัมต่อลูกบาศก์เมตร (kg/m³)

หน่วยนอกระบบ SI

     เช่น ปริมาตร - ลิตร  มวล - กรัม , ดอลตัน , หน่วยมวลอะตอม  ความดัน - บาร์ , มิลลิเมตรปรอท , บรรยากาศ ฯลฯ

    1.4.2 แฟกเตอร์เปลี่ยนหน่วย

    เป็นอัตราส่วนระหว่างหน่วยที่แตกต่างกัน 2 หน่วยที่มีปริมาณเท่ากัน

    วิธีการเทียบหน่วย

    ทำได้โดยการคุูณปริมาณในหน่วยเริ่มต้นด้วยแฟกเตอร์เปลี่ยนหน่วยที่มีหน่วยที่ต้องการอยู่ด้านบน ตามสมการ

ปริมาณและหน่วยที่ต้องการ = ปริมาณและหน่วยเริ่มต้น x หน่วยที่ต้องการ / หน่วยเริ่มต้น

1.5 วิธีการทางวิทยาศาสตร์

เป็นการศึกษาหาความรู้ทางวิทยาศสาตร์ที่มีแบบแผนขั้นตอน โดยภาพรวมทำได้ดังนี้

1. การสังเกต - อาศัยประสาทสัมผัะสทั้ง 5 โดยจะนำไปสู่ข้อสงสัยหรือตั้งคำถามที่ต้องการคำตอบ
2. การตั้งสมมติฐาน - เป็นการคาดเดาคำตอบของคำถามหรือปัญหา โดยมีพื้นฐานจากการสังเกต ความรู้ หรือประสบการณ์เดิม
3. การตรวจสอบสมมติฐาน - เป็นกระบวนการหาคำตอบของสมมติฐาน โดยมีการออกแบบการทดลองที่มีการควบคุมปัจจัยต่างๆ
4. การรวบรวมข้อมูลและวิเคราะห์ผล - เป็นการนำข้อมูลที่ได้จากขั้นตอนทั้งหมดมารวบรวม วิเคราะห์ และอธิบายข้อเท็จจริง
5. การสรุปผล - เป็นการสรุปความรู้หรือข้อเท็จจริงที่ได้จากการตรวจสอบสมมติฐานที่ตั้งไว้ก่อนหน้า