บทที่1ความปลอดภัยและทักษะในปฏิบัติการเคมี

1.1ความปลอดภัยในการทำงานกับสารเคมี
         การทําปฏิบัติการเคมีส่วนใหญ่ต้องมีความเกี่ยวข้องกับสารเคมี อุปกรณ์และเครื่องมือต่าง ๆ ซึ่งผู้ทําปฏิบัติการต้องตระหนักถึงความปลอดภัยของตนเอง ผู้อื่น และสิ่งแวดล้อม โดยผู้ทําปฏิบัติการ ควรทราบเกี่ยวกับประเภทของสารเคมีที่ใช้ ข้อควรปฏิบัติในการทําปฏิบัติการเคมี และการกําจัด สารเคมีที่ใช้แล้วหลังเสร็จสิ้นปฏิบัติการ เพื่อให้สามารถทําปฏิบัติการเคมีได้อย่างปลอดภัย  
1.1.1 ประเภทของสารเคมี 
         สารเคมีมีหลายประเภท แต่ละประเภทมีสมบัติแตกต่างกัน สารเคมีจึงจําเป็นต้องมีฉลากที่มี ข้อมูลเกี่ยวกับความเป็นอันตรายของสารเคมีเพื่อความปลอดภัยในการจัดเก็บ การนําไปใช้ และการ กําจัด โดยฉลากของสารเคมีที่ใช้ในห้องปฏิบัติการควรมีข้อมูล ดังนี้ 
 1. ชื่อผลิตภัณฑ์ 
 2. รูปสัญลักษณ์ แสดงความเป็นอันตรายของสารเคมี
 3. คําเตือน ข้อมูลความเป็นอันตราย และข้อควรระวัง 
 4. ข้อมูลของบริษัทผู้ผลิตสารเคมี
                                                     ตัวอย่างของฉลาก แสดงดังรูป 1.1

บนฉลากบรรจุภัณฑ์มีสัญลักษณ์แสดงความเป็นอันตรายที่สื่อความหมายได้ชัดเจนเพื่อให้ ผู้ใช้สังเกตได้ง่าย สัญลักษณ์แสดงความเป็นอันตรายมีหลายระบบ ในที่นี้จะกล่าวถึง 2 ระบบ ที่ มีการใช้กันอย่างแพร่หลาย คือ Globally Harmonized System of Classifi cation and Labelling of Chemicals (GHS) ซึ่งเป็นระบบที่ใช้สากล และ National Fire Protection Association Hazard Identifi cation System (NFPA) เป็นระบบที่ใช้ในสหรัฐอเมริกา ซึ่งสัญลักษณ์ทั้งสองระบบนี้ สามารถพบเห็นได้ทั่วไปบนบรรจุภัณฑ์สารเคมี ในระบบ GHS จะแสดงสัญลักษณ์ในสี่เหลี่ยมกรอบสีแดง พื้นสีขาว 

1.1.2ข้อควรปฎิบัติในการทำปฎิบัติการเคมี

ก่อนทำปฏิบัติการ

1) ศึกษาขั้นตอนวิธีการให้เข้าใจ

2) ศึกษาข้อมูลของสารเคมีและเทคนิคเครื่องมือต่างๆ

3) แต่งกายให้เหมาะสม

ขณะทำปฎิบัติ

1) ข้อปฏิบัติโดยทั่วไป

1.1 สอบแว่นตานิรภัยสมรักษ์ห้องปฏิบัติการและสวมผ้าปิดปาก

1.2 ห้ามรับประทานอาหารและเครื่องดื่มที่ไม่เกี่ยวข้องกับการปฎิบัติการ

1.3 ไม่ทำการทดลองเพียงคนเดียว

1.5 ทำ ตามขั้นตอนและวิธีการอย่างเคร่งครัด

1.4 ไม่เล่นขณะที่ ทำปฏิบัติการ

2) ข้อปฏิบัติในการใช้สารเคมี

1.6 ไม่ปล่อยให้อุปกรณ์มีความร้อน

2.1 อ่านชื่อสารให้แน่ใจก่อนนำไปใช้

2.2 เคลื่อนย้ายสารเคมีด้วยความระมัดระวัง

2.3 หันปากหลอดทดลองจากตัวเองและผู้อื่นเสมอ

2.4 ห้ามชิมสารเคมี

2.6 ไม่เก็บสารเคมีที่เหลือเข้าขวดเดิม

2.5 ห้ามเทน้ำลงกรดต้องให้กรดลงน้ำ

หลังทำปฏิบัติการ

2.7 ทำสารเคมีหกให้เช็ด

1) ทำความสะอาดอุปกรณ์ต่างๆ

2) ก่อนออกจากห้องให้ถอดอุปกรณ์ป้องกันอันตราย

1.1.3 การกำจัดสารเคมี

การกำจัดสารเคมีแต่ละประเภทสามารถปฏิบัติได้ดังนี้

1) สารเคมีที่เป็นของเหลวไม่อันตรายเป็นกลางปริมาณไม่เกิน1ลิตรสามารถเทลงอ่างน้ำได้เลย

2) สารละลายเข้มข้นบางชนิด ควรเจือจางก่อนเทลงอ่างน้ำ

3) สารเคมีที่เป็นของแข็งไม่อันตราย ใส่ในภาชนะที่ปิดมิดชิด ก่อนทิ้งในที่จัดเตรียมไว้

4) สารไวไฟ สารประกอบของโลหะเป็นพิษห้ามทิ้งลงอ่างน้ำ

1.2.อุบัติเหตุจากสารเคมี

       สารพิษ สารเคมีที่เข้าสู่ร่างกายหรือสัมผัสส่วนใดส่วนหนึ่งของร่างกายแม้เพียงจำนวนเล็กน้อยทำให้เกิดอันตรายได้ หรืออาจถึงแก่ชีวิตได้ เช่น ยาฆ่าแมลง น้ำด่าง น้ำกรด สารที่ใช้ทำความสะอาดต่าง ๆ และรวมทั้งอาหารและพืชผักที่ปนเปื้อนด้วยสารมีพิษ

การเข้าสู่ร่างกายของสารมีพิษ ได้ 3 ทาง

- ทางปาก การกินเข้าไป

- ทางจมูก การหายใจเอาสารพิษที่ระเหยหรือเป็นฝุ่นละอองเข้าไป

- ทางผิวหนัง การสัมผัสกับสารพิษทางผิวหนัง หรือการฉีดสารมีพิษเข้าทางกล้ามเนื้อหรือเส้นเลือด

สาเหตุของการเกิดอุบัติเหตุจากสารมีพิษ

อุบัติเหตุจากสารพิษอาจเกิดขึ้นได้จากสาเหตุต่าง ๆ ดังนี้

1. ความประมาทเลินเล่อ ทำให้เกิดการหยิบผิด เช่น การหยิบยา

2. ความรู้เท่าไม่ถึงการณ์ จากความไม่รู้

3. การจัดเก็บสารเคมี cctv หรือสารมีพิษต่าง ๆ โดยขาดความเป็นระเบียบ รอบคอบ เช่น อาจจะวางรวมกับของกิน และไม่มีฉลากบอกอย่างละเอียด

วิธีป้องกันอันตรายจากสารมีพิษ

การป้องกันอันตรายจากสารมีพิษนั้น ควรปฏิบัติดังนี้

1. ก่อนใช้ยาหรือสารเคมีใด ๆ ควรอ่านฉลากและวิธีการใช้ให้เข้าใจอย่างถูกต้องเสียก่อน

2. ไม่ควรหยิบยาหรือสารเคมีมาใช้ ขณะเมาสุรา

3. ศึกษาหาความรู้เกี่ยวกับอันตรายและวิธีป้องกันอุบัติเหตุเกี่ยวกับสารมีพิษ

4. เก็บสารมีพิษไว้ในตู้ให้มิดชิด ให้พ้นมือเด็ก และปิดฉลากให้เรียบร้อยถึงวิธีการใช้สารมีพิษนั้นด้วย

5. การใช้ยากันยุง ถ้าจำเป็นควรใช้ในห้องที่มีการระบายอากาศดี หรือในขณะที่ไม่มีคนอยู่ในห้อง

วิธีปฏิบัติเมื่อถูกสารมีพิษ

1. เมื่อสารมีพิษเข้าทางปาก ควรทำให้อาเจียน ให้ดื่มน้ำอุ่นมาก ๆ รีบทำให้ร่างกายอบอุ่น แล้วรีบนำส่งโรงพยาบาล ถ้าผู้ป่วยหมดสติให้ช่วยเป่าลมเข้าทางปากหรือจมูก แล้วนำส่งโรงพยาบาล

2. เมื่อสารมีพิษเข้าทางจมูก ควรนำผู้ป่วยออกจากบริเวณที่มีสารพิษ ช่วยให้หายใจได้สะดวก และให้ดมยาดมที่มีกลิ่นฉุนเพื่อกระตุ้นการหายใจ

3. เมื่อมีสารพิษเข้าทางผิวหนัง ควรรีบล้างน้ำสะอาดออกทันทีและนาน ๆ แล้วล้างด้วยสารละลายเช่นโซเดียมไบคาร์บอเนต หรือน้ำละลายกรดน้ำส้ม ถ้าเข้าตาต้องรีบล้างด้วยน้ำสะอาดและลืมตาในน้ำสะอาดนาน ๆ แล้วรีบพบแพทย์ทันที

1.3 การวัดปริมาณสาร

ในปฏิบัติการเคมีจำเป็นต้องมีการชั่ง ตวง และวัดปริมาณสารซึ่งการชั่ง ตวง วัดมีความคลาดเคลื่อนที่เกิดจากอุปกรณ์ ที่ใช้หรือผู้ทำปฏิบัติการที่จะส่งผลให้ผลการทดลองที่ได้มีความมากกว่าหรือน้อยกว่าค่าจริง ความน่าเชื่อถือของข้อมูลสามารถพิจารณาได้ 2 ส่วนด้วยกันคือความเที่ยง และความแม่นของข้อมูลโดยความเที่ยงคือ ความใกล้เคียงของข้าวที่ได้จากการวัดส่วนความแม่นคือความใกล้เคียงของค่าเฉลี่ยจากการวัดซ้ำเทียบกับค่าจริง

1.3.1 อุปกรณ์วัดปริมาตร อุปกรณ์วัดปริมาณสารเคมีที่เป็นของเหลวที่ใช้ในห้องปฏิบัติการทางวิทยาศาสตร์มีหลายชนิด แต่ละชนิดมีขีดและตัวเลขแสดงปริมาตรที่ได้จากการตรวจสอบมาตรฐานและกำหนดความคลาดเคลื่อนที่ยอมรับได้บางชนิดมีความคลาดเคลื่อนน้อย บางชนิดมีความคาดเคลื่อนมาก ปริมาตรและระดับความหน้าที่ต้องการอุปกรณ์วัดปริมาตรบางชนิดที่นักเรียนได้ใช้ในงานในการทำปฏิบัติการทางวิทยาศาสตร์ที่ผ่านมา เช่นบีกเกอร์ ขวดรูปกรวยกระบอกตวงเป็นอุปกรณ์ที่ไม่สามารถบอกปริมาตรได้แม่นมากพอสำหรับการทดลองในการปฏิบัติการบางการปฏิบัติการ

- บีกเกอร์ มีลักษณะเป็นทรงกระบอกปากว่ามีขีดบอกปริมาตรในระดับมิลลิลิตร

- ขวดรูปกรวย มีลักษณะคล้ายขนชมพู่มีขีดบอกปริมาตรในระดับมิลลิลิตร มีหลายขนาด มีหลายขนาด

- กระบอกตวง มีลักษณะเป็นทรงกระบอกมีขีดบอกปริมาตรในระดับ มิลลิลิตร มีหลายขนาด

นอกจากนี้ยังมีอุปกรณ์ที่สามารถวัดปริมาตรของของเหลวได้มากกว่าอุปกรณ์ ข้างต้น เช่น
- ปิเปตต์ เป็นอุปกรณ์วัดปริมาตรที่มีความแม่นยำสูง ใช้สำหรับถ่ายเทของเหลว มี 2 แบบแบบปริมาตรที่มีกระเปาะตรงกลางมีขีดบอกปริมาตร เพียงค่ายเดียวและแบบใช้ตวงมีขีดบอกปริมาตรหลายค่า

- บิวเรตต์ เป็นอุปกรณ์สำหรับถ่ายเทของเหลวในปริมาตรต่างๆตามต้องการ มีลักษณะเป็นทรงกระบอกที่มีขีดบอกปริมาตรและมีอุปกรณ์ควบคุมการไหลของของเหลวที่เรียกว่า ก๊อกปิดเปิด ขวดกำหนดปริมาตรเป็นอุปกรณ์สำหรับวัดปริมาตรของของเหลวที่บรรจุอยู่ภายในใช้สำหรับเตรียมสารละลายที่ต้องการความเข้มข้นแน่นอนมีขีดบอกปริมาตรเพียงขีดเดียวมีจุกปิดสนิทขวดกำหนดปริมาตรมีหลายขนาด

การใช้อุปกรณ์วัดปริมาตรเหล่านี้ให้ได้ค่าที่น่าเชื่อถือ จะต้องมีการอ่านปริมาตรของของเหลวให้ถูกวิธี โดยต้องให้อยู่ในระดับสายตา

1.3.2 อุปกรณ์วัดมวล

เครื่องชั่งเป็นอุปกรณ์ที่ใช้สำหรับวัดมวลทั้งที่เป็นของแข็งและของเหลวความน่าเชื่อถือของค่าวัดมวลที่ได้ขึ้นอยู่กับความละเอียดของเครื่องชั่งและวิธีการใช้เครื่องชั่ง เครื่องชั่งมี 2 แบบแบบเครื่องชั่งสามคานและเครื่องชั่งไฟฟ้า

เครื่องชั่งสามคาน

เครื่องชั่งไฟฟ้า

1.3.3 เลขนัยสำคัญ

การนับเลขนัยสำคัญ มีหลักการดังนี้

1.ตัวเลขที่ไม่ใช่ 0 ทั้งหมด ถือว่าเป็นเลขนัยสำคัญ

2.เลข 0 ที่อยู่ระหว่างตัวอื่นถือว่าเป็นเลขนัยสำคัญ

3.เลข ที่อยู่หน้าตัวเลขอื่นไม่ถือว่าเป็นเลขนัยสําคัญ

4.เลข 0 ที่อยู่หลังตัวเลขอื่นที่เป็นอยู่หลังทศนิยม ถือว่าเป็นเลขนัยสำคัญ

5.เลข 0 ที่อยู่หลังเลขที่ไม่มีทศนิยมอาจนับเป็นเลขนัยสำคัญ หรือไม่นับก็ได้

6.ตัวเลขที่แม่นตรงเป็นตัวเลขที่ซ้ำเข้าแน่นอนมีเลขนัยสำคัญเป็น อนันต์

7.ข้อมูลที่มีค่าน้อยมากๆหรือเขียนในรูปของสัญกรณ์วิทยาศาสตร์ ตัวเลข สัมประสิทธิ์ ทุกตัวนับเป็นนัยสำคัญ

การปัดตัวเลข พิจารณาจากตัวเลขที่อยู่ถัดจากตำแหน่งที่ต้องการดังนี้

1.กรณีที่ตัวเลขถัดจากตำแหน่งที่ต้องการมีค่าน้อยกว่า 5 ให้ตัดตัวเลขที่ อยู่ถัดไปทั้งหมด

2.กรณีที่ตัวเลขถัดจากตำแหน่งที่ต้องการมีค่ามากกว่า 5 ให้เพิ่มค่าของตัวเลขตำแหน่งสุดท้ายที่ต้องการอีก 1

3.กรณีที่ตัวเลขถัดจากตำแหน่งที่ต้องการมีค่าเท่ากับ 5 และมีตัวเลขอื่นที่ไม่ใช่ศูนย์ต่อจากเลข 5 ให้เพิ่มค่าของตัวเลขตำแหน่งสุดท้ายอีก 1

4.กรณีที่ตัวเลขถัดจากตำแหน่งที่ต้องการมีค่าเท่ากับ 5 และไม่มีตัวเลขอื่นต่อจากเลข 5 ต้องพิจารณาตัวเลขที่อยู่ หน้าเลข 5 ดังนี้

4.1 ภาคตัวเลขที่อยู่หน้าเลข 5 เป็นเลขคี่ ให้ตัวเลขดังกล่าวบวกค่าเพิ่มอีก 1 แล้วแต่ตัวเลขตั้งแต่เลข 5 ไปทั้งหมด

4.2 หาตัวเลขที่อยู่หน้าเลข 5 เป็นเลขคู่ให้ตัวเลขดังกล่าวเป็นเลขตัวเดิมตัว แล้วแต่ตัวเลขตั้งแต่เลข 5 ไปทั้งหมด

การบวกและการลบ ในการบวกและการลบผลที่ได้จะมีจำนวนตัวเลขที่อยู่หลังจุดทศนิยมเท่ากับข้อมูลที่มีจำนวนตัวเลขที่อยู่หลังจุดทศนิยมน้อยที่สุด

การคูณและการหาร ในการคูณและการหารผลที่ได้จะมีจำนวนเลขนัยสำคัญเท่ากับข้อมูลที่มีเลขนัยสำคัญน้อยที่สุด

1.4 หน่วยวัด

ประเทศ (International System of Units) หรือ ระบบเอสไอ (SI) คือ ระบบหน่วยมาตรฐานที่องค์การระหว่างประเทศว่าด้วยการมาตรฐาน (ISO หรือ International Organization for Standardization) กำหนดขึ้นให้ทุกประเทศใช้เป็นมาตรฐาน เพื่อให้การใช้หน่วยเป็นมาตรฐานเดียวกันทั่วโลก โดยเฉพาะในวงการวิทยาศาสตร์

มวล                        Kilogram               kg.

ความยาว                Meter                      m.

อุณหภูมิ                 Kelvin                     K. เคลวินสำหรับวัดอุณหภูมิอุณหพลวัติ

ปริมาณของสาร       Mole                       mol.

เวลา                      Second                    s.

ปริมาตรของสาร      Ampere                   A.

ความเข้มของแสง    Candles                  Cd.

ค่าอุปสรรคที่ใช้ในหน่วย SI

Giga       10⁹               G

Mega      10⁶               M

Kilo         10³               K

Hector    10²          H

Deca      10¹               da

Deci       10^-1         d

Centi      10^-2         c

Milli         10^-3         m

Micro      10^-6         u

Nano      10^-9              N

Angstrom 10^-10         A⁰

Pico        10-¹²           P

ตาราง SI

Note       การเปลี่ยนแปลงที่ขึ้นอยู่กับปริมาณเรียกว่า Extensive

                การเปลี่ยนแปลงคงที่เรียกว่า Intensive เช่น ความหนาแน่น  อุณหภูมิ

Note       มวลเป็นสมบัติทางฟิสิกส์ วัดปริมาณของสารในวัตถุน้ำหนักจะเป็นการวัดแรงดึงของแรงโน้มถ่วงโลกต่อวัตถุ

                มวลจึงไม่ขึ้นกับสถานที่ แต่น้ำหนักจะขึ้นอยู่กับสถานที่

Note       1 lb (ปอนด์)          =             453.6 g.

                เปลี่ยนจากปอนด์เป็นกรัม                   =             ปอนด์ x 453.6 g

                เปลี่ยนจากปอนด์เป็นกิโลกรัม            =             ปอนด์ x 453.6 g / 1000 g

                เปลี่ยนจากกรัมเป็นปอนด์                   =             กรัม / 453.6 g.

                ธาตุหมู่เดียวกัน -> Valence อิเล็กตรอน จำนวนอิเล็กตรอนวงนอกสุด เหมือนกัน

                ธาตุในคาบเดียวกัน -> ระดับชั้นพลังงานจะเท่ากัน

1.5 วิธีการทางวิทยาศาสตร์

การทำปฏิบัติการเคมีนอกจากจะต้องมีการวางแผนการทดลองการทำการทดลองการบันทึกข้อมูลการสรุปและวิเคราะห์ข้อมูลการนำเสนอข้อมูลและการเขียนรายงานการทำการทดลองที่ถูกต้องแล้วต้องคำนึงถึงวิธีการทางวิทยาศาสตร์ทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์และจิตวิทยาศาสตร์วิธีการทางวิทยาศาสตร์เป็นกระบวนการศึกษาหาความรู้ทางวิทยาศาสตร์ที่มีแบบแผนขั้นตอนโดยภาพรวมสามารถทำได้ดังนี้

1.การสังเกตเป็นจุดเริ่มต้นของการได้ข้อมูลเกี่ยวกับสิ่งที่ต้องศึกษาโดยอาศัยประสาทสัมผัสทั้ง 5 คือการมองเห็นการฟังเสียงการได้กลิ่นการรับรสและการสัมผัส

2.การตั้งสมมติฐาน ในการคาดคะเนคําตอบของปัญหาหรือคำตอบของ คำถาม โดยมีพื้นฐานจากการสังเกตความรู้หรือประสบการณ์เดิมโดยทั่วไปสมมุติฐานจะเขียนอยู่ในรูปของข้อความที่แสดงเหตุ ผลหรืออีกนัยหนึ่งจะเป็นความสัมพันธ์ของตัวแปรต้นและตัวแปรตาม

3.การตรวจสอบสมมติฐานเป็นกระบวนการการหาคำตอบของสมมติฐานโดยมีการออกแบบทดลองให้มีการควบคุมปัจจัยต่างๆ

4.การรวบรวมข้อมูลและการวิเคราะห์ผลเป็นการนำข้อมูลที่ได้จากการ สังเกตการตรวจสอบสมมติฐานมารวบรวมวิเคราะห์และอธิบายข้อเท็จจริง

5.การสรุปผลเป็นการสรุปความรู้หรือข้อเท็จจริงที่ได้จากการตรวจสอบสมมติฐานและมีการเปรียบเทียบกับสมมติฐานที่ตั้งไว้ก่อนหน้า

ทั้งนี้ในการศึกษาความรู้ทางวิทยาศาสตร์นั้นไม่มีรูปแบบที่ตายตัวด้วยอาจจะมีรายละเอียดที่แตกต่างกันขึ้นอยู่กับคำถามบริบท หรือวิธีการที่ใช้ในการตรวจสอบคำถาม

ที่มา:www.scimath.orgและscientistchemistry.blogspot.com