บทที่ 1 ความปลอดภัยและทักษะในปฎิบัติการเคมี

1.1 ความปลอดภัยในการทำงานกับสารเคมี

   1.1.1 ประเภทของสารเคมี 
สารเคมีแต่ละประเภทมีสมบัติแตกต่างกันจึงมีฉลากข้อมูลเกี่ยวกับความเป็นอันตรายของสารเพื่อความปลอดภัยต่อ การนำไปใช้ การกำจัด และการจัดเก็บ โดยฉลากควรมีข้อมูลดังนี้

1. ชื่อผลิตภัณฑ์
2. รูปสัญลักษณ์
3. คำเตือน 
4. ข้อมูลของบริษัทผู้ผลิตสารเคมี

ตัววอย่างฉลากสารเคมี

สัญลักษณ์แสดงความเป็นอันตรายมีหลายระบบ มี 2 ระบบที่มีการใช้กันอย่างเเพร่หลาย คือ

• GHS (Globally Harmonised System for Classification and labeling of Chemicals) เป็นระบบที่ใช้สากล เป็นระบบการจัดกลุ่มสารเคมี การติดฉลาก และการแสดงรายละเอียดบนเอกสารข้อมูลความปลอดภัย (Safety Data Sheet : SDS) เพื่อให้แต่ละประเทศสามารถสื่อสารและเข้าใจข้อมูลที่เกี่ยวข้องกับอันตรายที่เกิดจากสารเคมีในทิศทางเดียวกัน ซึ่งจะช่วยลดความซ้ำซ้อนและค่าใช้จ่ายในการทดสอบและประเมินสารเคมี ตลอดจนสร้างความเชื่อมั่นว่าการใช้สารเคมีแต่ละประเภทจะถูกต้องตามวัตถุประสงค์ โดยไม่เกิดผลเสียหรืออันตรายต่อสุขภาพมนุษย์และสิ่งแวดล้อมแต่อย่างใด

ตัวอย่างสัญลักษณ์ในระบบ GHS2

• NFPA (National Fire Protection Association Hazard Identification System) เป็นระบบที่ใช้ในสหรัฐอเมริกา เพื่อป้องกันและเตือนถึงวัสดุอันตรายต่างๆ เครื่องหมายนี้เรียกง่ายๆ ว่า "เพชรไฟ" (fire diamond) เป็นการเตือนภัยส่วนบุคคลเพื่อให้ง่ายและรวดเร็วที่จะได้ทราบ ว่าเป็นวัสดุอันตรายชนิดใด มีวิธีการปฏิบัติหรือต้องการเครื่องมือเฉพาะอย่างไรบ้าง

 ตัวอย่างสัญลักษณ์ในระบบ NFPA

   1.1.2.ข้อควรปฏิบัติในการทำปฏิบัติการเคมี

• ก่อนทำปฏิบัติการ

1. ศึกษาขั้นหรือวิธีการทำปฏิบัติการให้เข้าใจ หากมีข้อสงสัยต้องสอบถามครูผู้สอนก่อนที่จะทำการทดลอง
2. ศึกษาข้อมูลของสารเคมีที่ใช้ในการทดลอง
3. แต่งกายให้เหมาะสม

• ขณะทำปฏิบัติการ

     1.ข้อปฏิบัติโดยทั่วไป
          1.1 สวมแว่นตานิรภัยสวมเสื้อคลุม สวมถุงมือหากใช้สารเคมีกัดกร่อนหรือสารอันตราย  สวมผ้าปิดปากหากใช้สารเคมีที่มีไอระเหย

          1.2 ห้ามรับประทานอาหารเเละเครื่องดื่ม หรือทำกิจกรรมอื่นๆ

          1.3 ไม่ทำการทดลองในห้องปฏิบัติการเพียงคนเดียว

          1.4 ไม่เล่นและไม่รบกวนผู้อื่น

          1.5 ปฏิบัติการขั้นตอนอย่างเคร่งครัด

          1.6 ไม่ปล่อยอุปกรณ์ให้ความร้อน เช่น ตะเกียง ทำงานโดยไม่มีคนดูแล

     2.ข้อปฏิบัติในการใช้สารเคมี

          2.1 อ่านชื่อสารเคมีบนฉลากก่อนนำไปใช้

          2.2 การเคลื่อนย้าย แบ่ง และเทสารต้องทำด้วยความระมัดระวัง

          2.3 การทำการทดลองในหลอกทดลองต้องหันออกจากตัวเองและผู้อื่นเสมอ

          2.4 ห้ามชิมหรือสูดดมสารเคมีโดยตรง

          2.5 การเจือจางกรดห้ามเทน้ำลงกรดแต่ให้เทกรดลงน้ำ

          2.6 ไม่เทสารเคมีที่เหลือกลับเข้าขวดอย่างเด็ดขวด

          2.7 ถ้าทำสารเคมีหกในปรอมาณเล็กน้อยให้กวาดหรือเช็ด

    3.หลังทำปฏิบัติการ

          3.1.ทำความสะอาดอุปกรณ์

          3.2.ก่อนออกจากห้องให้ถอดชุดปฏิบัติการ

   1.1.3.การกำจัดสารเคมี

1. สารเคมีที่เป็นของเหลวไม่อันตรายละลายนํ้าได้มี่ค่าpHเป็นกลางสามารถเทลงอ่างและเปิดนํ้าตามได้
2. สารละลายเข้มข้นบางชนืด ไม่ควรลงอ่างน้ำหรือท่อน้ำทันที ควรเจือจางหรือทำให้เป็นกลางก่อนเท
3. สารเคมีที่เป็นของแข็งไม่อันตราย สามารถใส่ภาชนะที่ปิดมิดชิดติดฉลากแล้วทิ้งในที่ทิ้งสารได้
4. สารไวไฟ ตัวทำละลายที่ละลายน้ำ หรือสารที่ทำปฏิกิริยากับน้ำ ห้ามทิ้งลงอ่างน้ำ

1.2 อุบัติเหตุจากสารเคมี

 การปฐมพยบาลเมื่อร่างการสัมผัสสารเคมี

1.  ถอดเสื้อผ้าบริเวณที่เปื้อนออกและซับสารเคมีออกจากร่างกายให้มากที่สุด
2. กรณีที่เป็นสารเคมีละลายนํ้าได้ให้ล้างบริเวณที่สัมผัสสารเคมีด้วยการเปิดนํ้าไหลผ่าน
3. กรณีที่สารเคมีไม่ละลายนํ้า ให้ล้างด้วยนํ้าสบู่
4. หากทราบว่าสารเคมีคือสารใด ให้ปฏิบัติตามข้อกำหนดในเอกสารควมปลอดภัยของสารเคมี

 การปฐมพยาบาลเมื่อสารเคมีเข้าตา

ตะแคงศีรษธให้ตาด้านที่สัมผัสสารเคมีอยู่ด้านล่างแล้วเปิดนํ้าเบาๆให้ไหลผ่านข้างที่โดนสารเคมีประมาณ10นาที ระวังไม่ให้เข้าตาอีกข้างแล้วรีบนำส่งแพทย์ทันที

การปฐมพยาบาลเมื่อสูดดมแก๊สพิษ

1. เมื่อมีแก๊สพิษเกิดขึ้นต้องรีบออกจารบริเวณนั้น
2. หากมีผู้หมดสติ ต้องรีบเคลื่อนย้ายออกจากบริเวณนั้นทันที
3. ปลดเสื้อผ้าให้ผู้หมดสติหายใจได้สะดวก
4. สังเกตกาเต้นของหัวใจและการหายใจหากหยุดเต้นให้นวดและผายปอดแต่ไม่ควรใช้วิธีเป่าปาก

การปฐมพยาบาลเมื่อโดนความร้อน

แช่นํ้าเย็นหรือปิดแผลจนหายปวดแสบปวดร้อนแล้วทาด้วยยาขี้ผึ้ง หากเกิดบาดแผลใหย่ให้นำส่งแพทย์

*กรณีที่สารเคมีเข้าปากให้ปฏิบัติตามคำแนะนำในเอกสารแล้วรีบนำส่งแพทย์ทันที

1.3 การวัดปริมาณสาร

ความน่าเชื่อถือของข้อมูลพิจารณาได้จาก ความเที่ยงและความแม่นของข้อมูล

  1.3.1.อุปกรณ์วัดปริมาตร

• บีกเกอร์ มีลักษณะเป็นทรงกระบอกปากกว้าง มีขีดบอกปริมาตร หน่วยเป็น มิลลิลิตร มีหลายขนาด
  
• ขวดรูปกรวย มีลักษณะคล้ายผลชมพู่  มีขีดบอกปริมาตร หน่วยเป็น มิลลิลิตร มีหลายขนาด
  
• กระบอกตวง มีลักษณะเป็นทรงกระบอก   มีขีดบอกปริมาตร หน่วยเป็น มิลลิลิตร มีหลายขนาด
  
• ปิเปตต์ เป็นอุปกรณืที่มีความแม่นสูง ใช้สำหรับถ่ายเทของเหลว มี 2 แบบ 

1. แบบปริมาตรมีกระเปาะตรงกลาง มีขีดบอกปริมาตรเพียงค่าเดียว 
2. แบบใช้ตวงมรขีดบอกปริมาตรหลายค่า
   

• บิวเรตต์ เป็นอุปกรณ์สำหรับถ่ายเทของเหลวในปริมาตรต่างๆ ตามต้องการ มีลักษณะเป็นทรงการะบอกที่มีขีดบอกปริมาตร และมีอุปกรณ์ควบคุมการไหลของของเหลวที่เรียกว่า "ก๊อกปิดเปิด"

• ขวดกำหนดปริมาตร เป็นอุปกรณ์สำหรับวัดปริมาตรของของเหลวที่บรรจุภายใน ใช้สำหรับเตรียมสารละลายที่ต้องการความเข้มข้นแน่นอน มีขีดบอกปริมาตรเพียงขีดเดียว มีจุกปิดสนิท มีหลายขนาด

   1.3.2.อุปกรณ์วัดมวล

เครื่องชั่งเป็นอุปกรณ์สำหรับวัดมวลของสารทั้งที่เป็นของแข็งและของเหลว ความน่าเชื่อถือของค่ามวลที่วัดได้ขึ้นอยู่กับความละเอียดของเครื่องชั่งและวิธีการใช้เครื่องชั่ง เครื่อชั่งที่ใช้ในห้องปฎบัติการเคมีโดยทั่วไปมี 2 แบบ

• เครื่องชั่งแบบสามคาน

                                                

• เครื่องชั่งไฟฟ้า
  

   1.3.3.เลขนัยสำคัญ

ค่าที่ได้จากการวัดด้วยอุปกรณ์การวัดต่างๆ ประกอบด้วยตัวเลขและหน่วย จำนวนหลักของตัวเลขที่แสดงความเที่ยงตรงของปริมาณที่วัดหรือคำนวณได้ ดังนั้นตัวเลขนัยสำคัญจึงประกอบด้วยตัวเลขทุกตัวที่แสดงความแน่นอน (certainty) รวมกับตัวเลขอีกตัวหนึ่งที่แสดงความไม่แน่นอน (uncertainty) ซึ่งขึ้นอยู่กับอุปกรณ์ที่เราเลือกใช้ด้วย

การนับเลขนัยสำคัญ

1. ตัวเลขที่ไม่มี 0 ทั้งหมดนับเป็นเลขนัยสำคัญ
2. เลข 0 อยู่ระหว่างตัวเลขอื่นๆ นับเป็นเลขนัยสำคัญ
3. เลข 0 อยู่หน้าตัวเลขอื่นๆไม่นับเป็นเลขนัยสำคัญ
4. เลข 0 อยู่หลังตัวเลขอื่นๆ และมีจุดทศนิยมนับเป็นเลขนัยสำคัญ
5. เลข 0 ที่อยู่หลังตัวเลขอื่นที่ไม่มีทศนิยม อาจนับหรือไม่นับเป็นเลขนัยสำคัญก้ได้ เนื่องจากเลขศูนย์ในบางกรณีอาจมีค่าเป็นศูนย์จริงๆจากการวัด
6. เขียนในรูปสัญกรณ์วิทยาศาสตร์ โดยตัวเลขสัมประสิทธิ์ทุกตัวเป็นเลขนัยสำคัญ

 การปัดตัวเลข

1. ตัวเลขถัดจากตำแหน่งที่ต้องการมีค่าน้อยกว่า 5 ให้ตัดตัวเลขที่อยู่ถัดไปทั้งหมด
2. ตัวเลขถัดจากตำแหน่งที่ต้องการมีค่ามากกว่า 5 ให้เพิ่มค่าของตัวเลขตำแหน่งสุดท้ายอีก 1
3. ตัวเลขถัดจากตำแหน่งที่ต้องการมีค่าเท่ากับ 5 และมีตัวเลขอื่นที่ไม่ใช่ 0 ต่อจาก 5 ให้เพิ่มค่าของตัวเลขตำแหน่งสุดท้ายอีก 1
4. ตัวเลขถัดจากตำแหน่งที่ต้องการมีค่าเท่ากับ 5 และไม่มีเลขอื่นต่อจากเลข 5 เลย ให้พิจารณาดังนี้

1. หากเลขที่อยู่หน้า 5 เป็นคี่ ให้บวกค่าเพิ่มอีก 1 และตัดเลขตั้งแต่ 5 ไปทั้งหมด
2. หากเลขที่อยู่หน้า 5 เป็นคู่ ให้ตัวเลขเท่าเดิม แล้วตัดเลขตั้งแต่ 5 ไปทั้งหมด

 การบวกและการลบ

   ผลลัพธ์ที่ได้จะมีจำนวนตัวเลขที่อยู่หลังจุดทศนิยมเท่ากับข้อมูลที่มีจำนวนตัวเลขที่อยู่หลังสุดทศนิยมน้อยที่สุด

การคูณและการหาร

   ผลลัพธ์ที่ได้จะมีจำนวนเลขนัยสำคัญเท่ากับข้อมูลที่มีเลขนัยสำคัญน้อยที่สุด

การคำนวณที่เกี่ยวข้องกับตัวเลขที่แม่นตรง

   การคำนวณไม่ต้องพิจารณาเลขนับสำคัญของตัวเลขที่แม่นตรง

1.4.หน่วยวัด

   1.4.1.หน่วยในระบบไอเอส

ในปี พ.ศ. 2503  ได้มีการประชุมร่วมกันของนักวิทยาศาสตร์ จากหลาย ๆ ประเทศเพื่อตกลงให้มีระบบการวัดปริมาณต่าง ๆ เป็นระบบมาตรฐาน ที่เรียกว่า หน่วยระหว่างชาติ (International System of Unit หรือ System - International d' Unit) และกำหนดให้ใช้อักษรย่อแทนชื่อระบบนี้ว่า "SI" หรือ หน่วย เอสไอ (SI Unit)  เพื่อใช้ในการวัดทางวิทยาศาสตร์

หน่วยระบบ SI ประกอบด้วย    1.หน่วยฐาน (Base units)      2  หน่วยอนุพัทธ์ (Derived units)   

1. หน่วยฐาน (Base Units)
   
   เป็นหน่วยวัดที่หน่วยวัดอื่นๆ ทั้งหมดสามารถสอบกลับมาได้  มีอยู่ทั้งสิ้น 7 หน่วย ดังนี้
   1) ความยาว (Length)
   หน่วยวัดความยาวในระบบหน่วยเอสไอ คือ เมตร (Metre : m)
   2) มวล (Mass)
   หน่วยวัดมวลในระบบหน่วยเอสไอ คือ กิโลกรัม (Kilogram : kg)
   3) เวลา (Time)
   หน่วยวัดเวลาในระบบหน่วยเอสไอ คือ วินาที (Second : s) (Ground State)
   4) กระแสไฟฟ้า (Electric Current)
   หน่วยวัดกระแสไฟฟ้าในระบบหน่วยเอสไอ คือ แอมแปร์ (Ampère : A)
   5) อุณหภูมิ (Thermodynamic Temperature)
   หน่วยวัดอุณหภูมิในระบบหน่วยเอสไอ คือ เคลวิน (Kelvin : K)
   6) ความเข้มของการส่องสว่าง (Luminous Intensity)
   หน่วยวัดความเข้มของการส่องสว่างในระบบหน่วยวัดเอสไอ คือ แคนเดลา (Candela : cd)
   7) ปริมาณของสาร (Amount of Substance)
   หน่วยวัดปริมาณสารในระบบหน่วยวัด เอสไอ คือ โมล (Mole : mol) 
2. หน่วยอนุพัทธ์ (Derived units)

คือหน่วยที่เกิดจากการรวมกันของหน่วยฐานเอสโดยการคูณหรือหาร เพื่อใช้ในเรื่องการวัดและการแสดงปริมาณต่างๆ ซึ่งหน่วยอนุพัทธ์สามารถมีได้มากมายไม่จำกัด เนื่องการปริมาณต่างๆในโลกนี้ที่คนเราอยากรู้ก็ไม่สามารถจำกัดได้ เพียงแต่เลือกหน่วยพื้นฐานมาประกอบเข้าด้วยกันให้ถูกต้อง

   1.4.2.หน่วยนอกระบบไอเอส

ถึงแม้ว่าหน่วยเอสไอจะได้รับการยอมรับและใช้กันอย่างกว้างขวาง แต่ยังมีหน่วย อีกหลายหน่วยที่ใช้กันแพร่หลาย ให้ใช้ต่อไปได้หรือให้ปรับเปลี่ยนบางส่วน เช่น ปริมาตร หน่วยเอสไอใช้ลูกบาศก์เมตร (m3 ) แต่ที่นิยมใช้คือ ลิตร (L) ซึ่งเมื่อเทียบกับหน่วยเอสไอจะเท่ากับ ลูกบาศก์เดซิเมตร (dm3 ) ในปัจจุบันอนุโลมให้ใช้หน่วยลิตรในกรณีบอกความเข้มข้นเป็นโมลต่อลิตร (mol/L) ส่วนการบอกปริมาตรให้ใช้หน่วยลูกบาศก์เดซิเมตร (dm3 ) และลูกบาศก์เซนติเมตร (cm3 )

1.4.2 แฟกเตอร์เปลี่ยนหน่วย 

เป็นอัตราส่วนระหว่างหน่วยที่แตกต่างกัน2หน่วยที่มีปริมาณเท่ากัน

เช่น  1 L = 1000 ml      (1 L / 1000 ml)  =1  เป็นแฟคเตอร์ที่จะเปลี่ยน ml  ให้เป็น L

สารละลายกลูโคส 9 % โดยมวล/ปริมาตร =  สารละลายกลูโคส  (9  g /สารละลาย 100 ml )

                                                    = (10 g)(1 mol/180 g)/(100ml)(1 L/1000 ml)

                                                    = 0.5 mol/L

วิธีเทียบหน่วย ทำได้โดยการคูณปริมาณในหน่วยเริ่มต้นด้วยแฟกเตอร์ที่มีหน่วยที่ต้องการอยู่ด้านบนตามสมการ

ปริมาณและหน่วยที่ต้องการ=ปริมาณและหน่วยเริ่มต้น x หน่วยที่ต้องการ/หน่วยเริ่มต้น

1.5วิธีการทางวิทยาศาสตร์ 

เป็นกระบวนการศึกษาหาความรู้ทางวิทยาศาสตร์ที่มีแบบแผนขั้นตอน 

  1.การสังเกต

  2.การตั้งสมมติฐาน

  3.การตรวจสอบสมมติฐาน

  4.การรวบรวมข้อมูลและวิเคราะห์ผล

  5.การสรุปผล

ทั้งนี้ในการศึกษาหาความรู้ทางวิทยาศาสร์นั้นไม่มีรูปแบบตายตัว โดยอาจจะมีรายละเอียดแตกต่างขึ้นอยู่กับคำถาม บริบท และวิธีการใช้ในการสำรวจตรวจสอบ

การใช้สารเคมีอันตราย

ความปลอดภัยการใช้สารเคมีห้องปฏิบัติการ

ความปลอดภัยในการทำงานกับสารเคมี 1

ความปลอดภัยในการทำงานกับสารเคมี 2

กระบวนการทางวิทยาศาสตร์ 5 ขั้นตอน