บทที่1 ความปลอดภัยและทักษะในปฏิบัติการเคมี

1.1 ความปลอดภัยในการทำงานกับสารเคมี

    1.1.1 ประเภทของสารเคมี 

สารเคมีมีหลายประเภท แต่ละประเภทมีสมบัติต่างกัน สารเคมีจึงจำเป็นต้องมีฉลากที่มีข้อมูลเกี่ยวกับความเป็นอันตรายของตัวมันเองเพื่อความปลอดภัยในการจัดเก็บ การนำไปใช้ และการกำจัด โดยฉลากควรมีข้อมูลดังนี้

1. ชื่อผลิตภัณฑ์ 
2. รูปสัญลักษณ์ แสดงความเป็นอัตรายของสารเคมี
3. คำเตือน ข้อมูลความเป็นอันตราย และข้อควรระวัง 
4. ข้อมูลของบริษัทผู้ผลิตสารเคมี                                                          

และควรมีสัญลักษณ์แสดงความเป็นอันตรายด้วย

  1.1.2 ข้อควรปฏิบัติในการทำปฏิบัติการเคมี

    ก่อนทำปฏิบัติการ

    1) ศึกษาขั้นตอนหรือวิธีการทำปฏิบัติการให้เข้าใจ วางแผนการทดลอง หากมีข้อสงสัยให้สอบถามก่อนทดลอง

    2) ศึกษาข้อมูลของสารที่ใช้ทดลอง เทคนิคการใช้เครื่องมือ วัสดุอุปกรณ์รวมถึงวิธีการทดลองที่ถูกต้อง

    3) แต่งกายให้เหมาะสม 

    ขณะปฏิบัติการ

    1) ข้อปฏิบัติโดยทั่วไป

       1.1 สวมแว่นตานิรภัย ติดกระดุมเสื้อคลุมทุกเม็ด สวมถุงมือเมื่อใช้สารกัดกร่อนหรือสารอันตราย สวมผ้าปิดปากเมื่อใช้สารเคมีที่มีไอระเหย และทำการปฏิบัติการในที่ซึ่งอากาศถ่ายเทหรือในตู้ดูดควัน

       1.2 ห้ามรับประทานอาหารและเครื่องดื่มหรือทำกิจกรรมอื่นๆที่ไม่เกี่ยวข้องกับการปฏิบัติการ

       1.3 ไม่ทำการทดลองตามลำพัง

       1.4 ไม่เล่นและไม่รบกวนผู้อื่นขณะทำการปฏิบัติการ

       1.5 ทำตามขั้นตอนและวิธีการอย่างเคร่งครัด

       1.6 ไม่ปล่อยให้อุปกรณ์ให้ความร้อนทำงานโดยไม่มีคนดูแล

   

   2) ข้อปฏิบัติในการใช้สารเคมี

       2.1 อ่านชื่อสารเคมีบนฉลากให้แน่ใจก่อนใช้

       2.2 เคลื่อนย้าย แบ่ง ถ่ายเท สารเคมีด้วยความระมัดระวัง

       2.3 หันปากหลอดทดลองออกจากตัวเองและผู้อื่นเสมอ

       2.4 ห้ามชิมหรือสูดดมสารเคมีโดยตรง

       2.5 การเจือจางกรด ให้เทกรดลงน้ำ

       2.6 ไม่เทสารเคมีที่เหลือจากการเทหรือตักออกจากขวดลงขวดเดิมโดยเด็ดขาด

       2.7 เมื่อสารเคมีหกเล็กน้อยให้กวาดหรือเช็ดแต่ถ้าหกมากให้แจ้งครูผู้สอน

    หลังปฏิบัติการ

    1) ทำความสะอาดอุปกรณ์รวมทั้งทำความสะอาดโต๊ะปฏิบัติการ

    2) ถอดอุปกรณ์ป้องกันอัตรายก่อนออกจากห้อง

    1.1.3 การกำจัดสารเคมี 

    1) สารเคมีที่ละลายน้ำได้และมี pH เป็นกลาง ปริมาณไม่เกิน 1 ลิตรสามารถเททิ้งลงอ่างน้ำได้

    2) สารละลายเข้มข้นบางชนิดควรเจือจางก่อนเทลงอ่างน้ำ ถ้าปริมาณมากต้องทำให้เป็นกลางก่อน

    3) สารที่เป็ของแข็งไม่อันตรายไม่เกิน 1 กิโลกรัม สามารถใส่ภาชนะปิดมิดติดฉลากให้ชัดเจนและทิ้งในที่ซึ่งเตรียมไว้ได้เลย

    4) สารไวไฟ ตัวทำลำลายไม่ละลายน้ำ สารประกอบของโลหะเป็นพิษหรือสารที่ทำปฏิกิริยากับน้ำห้ามทิ้งลงอ่างน้ำ

1.2 อุบัติเหตุจากสารเคมี

 การปฐมพยาบาลเมื่อร่างกายสัมผัสสารเคมี

1. ถอดเสื้อผ้าที่เปื้อนสารเคมีออกและซับสารออกจากร่างกายให้มากที่สุด
2. กรณีที่สารเคมีละลายน้ำได้ให้ล้างออกโดยให้น้ำไหลผ่านมากๆ
3. กรณีที่สารเคมีไม่ละลายน้ำให้ล้างด้วยน้ำสบู่
4. หกทราบว่าสารที่โดนตัวคือสารอะไรให้ปฏิบัติตามข้อกำหนดในเอกสารความปลอดภัย

กรณีที่ร่างกายสัมผัสกับสารเคมีในปริมาณมากหรือความเข้มข้นสูงให้ปฐมพยาบาลแล้วนำส่งแพทย์

    การปฐมพยาบาลเมื่อสารเคมีเข้าตา

      ล้างตาโดยการเปิดน้ำเบาๆไหลผ่านดั้งให้น้ำไหลผ่านเข้าตาข้างที่ดดนสารเคมี พยายามลืมตาและกรอกตาในน้ำอย่างน้อย 10 นาทีหรือจนกว่าจะแน่ใจว่าชะสารออกหมดแล้ว ระวังไม่ให้น้ำเข้าตาอีกข้างแล้วนำส่งแพทย์ทันที

    การปฐมพยาบาลเมื่อสูดดมแก๊สพิษ 

1. รีบออกจากบริเวณทีี่มีแก๊สพิษเกิดขึ้น
2. รีบเคลื่อนย้ายผู้ที่หมดสติออกจากบริเวณโดยผู้ช่วยเหลือต้องสวมอุปกรณ์ป้องกันให้เหมาะสม
3. ปลดเสื้อผ้าให้ผู้ประสบอุบัติเหตุหายใจสะดวกขึ้น หากหมดสติให้จับนอนคว่ำและตะแคงหน้าไปทางใดทางหนึ่ง
4. สังเกตการเต้นของหัวใจและการหายใจ หากหยุดหายใจให้ผายปอดแต่ไม่ควรใช้วิธีเป่าปากและนำส่งแพทย์

    การปฐมพยาบาลเมื่อโดนความร้อน

      แช่น้ำเย็นหรือปิดแผลด้วยผ้าชุบน้ำจนหายแสบร้อน ทายาขี้ผึ้งสำหรับไฟไหม้และน้ำร้อนลวกแล้วนำส่งแพทย์

กรณีที่สารเคมีเข้าปากให้ปฏิบัติตามคำแนะนำตามเอกสารความปลอดภัยแล้วนำส่งแพทย์ทุกกรณี

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 

  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