บทที่1

ความปลอดภัยและทักษะในปฏิบัติการเคมี

      การทดลองถือเป็นหัวใจของการศึกษาค้นคว้าทางเคมีที่สามารถนำไปสู่การค้นพบและความรู้ใหม่ทางเคมี นอกจากนี้การปฏิบัติการทดลองยังสามารถช่วยให้นักเรียนเกิดความรู้และความเข้าใจในบทเรียนได้ดียิงขึ้น การทดลองทางอุบัติเหตุเคมีสำหรับนักเรียนนิยมทำในห้องปฏิบัติการ โดยมีข้อควรปฏิบัติและควรหลีกเลี่ยงที่เกี่ยวข้องกับความปลอดภัยในการทำปฏิบัติการ การจัดการเกี่ยวกับอุบัติเหตุจากสารเคมี ความเที่ยงความแม่น หน่วยวัด และวิธีการทางวิทยาศาสตร์

      การทำปฏิบัติการเคมีได้อย่างปลอดภัยจะต้องคำนึงถึงเรื่องใดบ้าง

1.1 ความปลอดภัยในการทำงานกับสารเคมี

      การทำปฏิบัติการเคมีส่วนใหญ่จะต้องมีความเกี่ยวกับเคมี อุปกรณ์และเครื่องมือต่างๆ ซึ่งผู้ทำปฏิบัติการต้องตระหนักถึงความปลอดภัยของตนเอง ผู้อื่น และสิ่งแวดล้อมโดยผู้ทำปฏิบัติการควรทราบเกี่ยวกับประเภทของสารเคมีที่ใช้ ข้อควรปฏิบัติในการทำปฏิบัติการเคมี และการกำจัดสารเคมีที่ใช้แล้วหลังเสร็จสิ้นปฏิบัติการ เพื่อให้สามารถทำปฏิบัติการเคมีได้อย่างปลอดภัย

      1.1.1 ประเภทของสารเคมี

      สารเคมีมีหลายประเภท แต่ละประเภทมีสมบัติแตกต่างกัน สารเคมีจึงต้องมีฉลากที่มีข้อมูลเกี่ยวกับความเป็นอันตรายของสารเคมีเพื่อความปลอดภัยในการจัดเก็บ การนำไปใช้ และการกำจัด โดยฉลากของสารเคมีที่ใช้ในห้องปฏิบัติการควรมีข้อมูลดังนี้

      1.ชื่อผลิตภัณฑ์

      2.รูปสัญลักษณ์ แสดงความเป็นอันตรายของสารเคมี

      3.คำเตือน ข้อความเป็นอันตราย และข้อควรระวัง

      4.ข้อมูลของบริษัทผู้ผลิตสารเคมี

ตัวอย่างของฉลาก

 สัญลักษณ์แสดงความเป็นอันตรายมีหลายระบบ ในที่นี้มี 2 ระบบ คือ 1.Globally Harmonized System of Classification and Labelling of Chemicals (GHS) เป็นระบบสากล และ National Fire Protection Association Hazard Identification System (NFPA) เป็นระบบที่ใช้ในสหรัฐอเมริกา สามารถพบได้ในบรรจุภัณฑ์สารเคมี

      ในระบบ GHS จะแสดงสัญลักษณ์ในสีเหลี่ยมกรอบสีแดง พื้นสีขาว

1.1.2 ข้อควรปฏบัติในการทำปฏิบัติการเคมี

      การทำปฏิบัติการเคมีให้เกิดความปลอดภัยนอกจากต้องทราบข้อมูลของสารเคมีที่ใช้แล้ว ผู้ทำปฏิบัติการควรทราบเกี่ยวกับการปฏิบัติ ตนเบื่องต้นทั้งก่อน ระหว่าง และหลังทำปฏิบัติการ ดังต่อไปนี้

      ก่อนทำปฏิบัติการ

      1) ศึกาาขั้นตอนหรือวิธีการทำปฏิบัติการให้เข้าใจ หากมีข้อสงสัยควรสอบถามครูผู้สอนก่อนที่จะทำ

      2) ศึกษาข้อมูลของสารเคมีที่ใช้ในการทดลอง เทคนิคการใช้เครื่องมือ วัสดุอุปกรณ์ ตลอดจนวิธีการทดลองที่ถูกต้องและปลอดภัย

      3) แต่งกายให้เหมาะสม 

       

      ขณะทำปฏิบัติการ

      1)ข้อปฏิบัติโดยทั่วไป

               1.1 สวมแว่นตานิรภัย สวมเสื่อคลุมปฏิบัติการที่ติดกระดุมทุกเม็ด ควรสวมถุงมือเมื่อใช้สารที่มีอันตราย สวมผ้าปิดปากเมื่อใช้สารที่มีไอระเหย และทำการปฏิบัติการ

  1.2 ห้ามรับประทานอาหารและเครื่องดื่ม หรือทำกิจกรรมอื่นๆ

               1.3 ไม่ทำการปฏิบัติการในห้องเพียงคนเดี่ยว เพราะถ้าเกิดอันตรายจะไม่มีใครทราบ

               1.4 ไม่เล่นและไม่รบกวนผู้อื่นขณะทำปฏิบัติการ

               1.5 ปฏิบัติตามขั้นตอนและวิธีการอย่างเคร่งครัด ไม่ทำการทดลองใดๆ ที่นอกเหนือจากที่ได้รับมอบหมาย

               1.6 ไม่ปล่อยให้อุปกรณ์ให้ความร้อน เช่น ตะเกียงแอลกอฮอล์ อื่นๆ

      2) ข้อปฏิบัติในการใช้สารเคมี 

               2.1 อ่านชื่อสารเคมีบนฉลากให้แน่ใจก่อนนำไปใช้

               2.2 การเคลื่อนย้าย การแบ่ง และการถ่ายเทสารเคมีต้องทำด้วยความระมัดระหวัง

               2.3 การทำปฏิกิริยาของสารเคมีในหลอดทดลอง ต้องหันปากหลอดทดลองออกจากตัวเองและผู้อื่นเสมอ

               2.4 ห้ามชิมหรือสูดดมสารเคมีโดยตรง

               2.5 การเจือจางกรด ห้ามเทนำ้ลงกรดแต่ให้เทกรดลงนำ้

               2.6 ไม่เทสารเคมีที่เหลือจากการเทหรือตักออกจากขวดเคมีแล้วกลับเข้าขวดอย่างเด็ดขาด

               2.7 เมื่อสารเคมีหกให้กวาดหรือเช็ด แล้วนำไปทิ้งในภาชนะสำหรับทิ้ง

      

      หลังทำปฏิบัติการ

      1) ทำความสะอาดอุปกรณ์ เครื่องแก้ว และเก็บในที่ที่จัดเตรียมไว้

      2) ก่อนออกจากห้องปฏิบัติการให้ถอดอุปกรณ์ป้องกันอันตรายก่อน

      

      1.1.3 การกำจัดสารเคมี

      การกำจัดสารเคมีแต่ละประเภท สามารถปฏิบัติได้ดังนี้

      1) สารเคมีของเหลว pH เป็นกลาง ปริมาณไม่เกิน 1 ลิตร เทลงอ้างน้ำและเปิดนำ้ตามมาได้เลย

      2) สารละลายเข้มข้นบางชนิด ถ้ามีปริมาณมากควรทำให้เป็นกลางก่อน แล้วค่อยเทลงอ่างและเปิดน้ำตามได้เลย

      3) สารเคมีของแข็งปริมาณไม่เกิน 1 กิโลกรัม ใส่ภาชนะปิดมิดชิดพร้อมชื่อให้ชัดเจน ก่อนทิ้งทิ้งในที่ที่จัดไว้ให้

      4) สารไวไฟ ตัวทำละลายที่ไม่ละลาย สารประกอบโลหะเป็นพิษ หรือสารที่ทำปฏิกิริยากับน้ำ ห้ามทิ้งลงอ่าง ให้ทิ้งในที่ที่จัดไว้ให้ 

1.2 อุบัติเหตุจากสารเคมี 

      ในการทำปฏิบัติการเคมีอาจเกิดอันตรายได้ ถ้าเกิดอุบัติเหตุควรทำการปฐมพยาบาลเบื่องต้น

      การปฐมพยาบาลเมื่อร่างกายสัมผัสสารเคมี

      1. ถอดเสื่อผ้าบริเวณที่เปื้อนสารเคมีออก

      2. กรณีเป็นสารเคมีที่ละลายน้ำได้ ให้ล้างบริเวณที่สัมผัสสารเคมีด้วยการเปิดน้ำไหลผ่านปริมาณมาก

      3. กรณีเป็สารเคมีที่ไม่ละลายน้ำ ให้ล้างน้ำด้วยสบู่

      4. หากทราบว่าสารเคมีที่สัมผัสร่างกายคือสารใด ให้ปฏิบัติตามขั้นตอนด้วยความปลอดภัยของสารเคมี

      

      การปฐมพยาบาลเมื่อสารเคมีเข้าตา

      ตะแคงศีรษะโดยให้ตาด้านที่สัมผัสสารเคมีอยู่ด้านล่าง ล้างโดยเปิดน้ำเบาๆ ไหลผ่านดั้งจมูกให้น้ำไหลผ่านตาข้างที่โดนสารเคมี

      การปฐมพยาบาลเมื่อสูดดมแก๊สพิษ

      1. เมื่อมีแก๊ส ต้องรีบออกจากบริเวณนั้น

      2. หากมีผู้สูดดมแล้วหมดสติ ต้องรีบช่วยไปที่ที่ปลอดภัย

      3. ปลดเสื่อผ้าเพื่อให้ผู้ประสบอุบัติเหตุหายใจได้สะดวก

      4. สังเกตการเต้นของหัวใจและการหายใจ หากว่าหัวใจหยุดเต้นควรทำการนวดหัวใจและผายปอด ไม่ควรใช้วิธีการเป่าปาก

      การปฐมพยาบาลเมื่อโดนความร้อน

      แช่นำ้เย็นหรือปิดแผลด้วยผ้าชุบน้ำจนหายปวดแสบปวดร้อน แล้วทายาขี้ผึ้งสำหรับไฟไหม้และน้ำร้อนล้วก หากเกิดแผลใหญ่ให้นำส่งแพทย์ 

      

      1.3.1 อุปกรณ์วัดปริมาตร

       อุปกรณ์วัดปริมาตร (volumetric apparatuses) เป็นอุปกรณ์ในห้องปฏิบัติการทางวิทยาศาสตร์ ใช้สำหรับวัดปริมาตรของเหลวที่ต้องการความแม่นยำ (accuracy) สูง มีขีดและตัวเลขแสดงปริมาตร ซึ่งได้รับการสอบเทียบและกำหนดความคลาดเคลื่อนที่ยอมรับได้ (tolerance of error) 

     อุปกรณ์วัดปริมาตร ได้แก่ 

          1. ปิเปตต์ (pipette)

          2. บีกเกอร์ (beaker)

          3. บิวเรตต์ (burette)

          4. หลอดหยด (dropper)

          5. หลอดฉีดยา (syringe)

          6. กระบอกตวง (cylinder)

          7. ขวดวัดปริมาตร (volumetric flask) 

      1.3.2 อุปกรณ์วัดมวล

      เครื่องชั่ง เป็นอุปกรณ์สำหรับวัดมวลของสารที่เป็นของแข็งและของเหลว เครื่องชั่งที่ในห้องปฏิบัติการเคมีทั่วไปมี 2 แบบ คือ 1.เครื่องชั่งแบบสามคาน 2.เครื่องชั่งไฟฟ้า

เครื่องชั่งแบบสามคาน

เครื่องชั่งไฟฟ้า

      1.3.3 เลขนัยสำคัญ

      เลขนัยสำคัญ คือ จำนวนหลักของตัวเลขที่แสดงความเที่ยงตรงของปริมาณที่วัดหรือคำนวณได้ ดังนั้นตัวเลขนัยสำคัญจึงประกอบด้วยตัวเลขทุกตัวที่แสดงความแน่นอน (certainty) รวมกับตัวเลขอีกตัวหนึ่งที่แสดงความไม่แน่นอน (uncertainty) ซึ่งขึ้นอยู่กับอุปกรณ์ที่เราเลือกใช้ด้วย

      1.4 หน่วยวัด

      การระบุหน่วยของการวัดปริมาณต่างๆเพื่อให้ได้มาซึ่งขนาดของปริมาณอันหนึ่ง เช่นความยาวหรือมวล และเกี่ยวข้องกับหน่วยวัดผลของการวัดสิ่งหนึ่งสามารถนำไปเปรียบเทียบกับผลของการวัดสิ่งอื่นได้เมื่อใช้หน่วยวัดเดียวกัน หน่วยวัดเป็นเครื่องมือแรกเริ่มชนิดหนึ่งที่คิดค้นโดยมนุษย์

      1.4.1 หน่วยในระบบเอสไอ

      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

 

1.4.2 แฟกเตอร์เปลี่ยนหน่วย

      แฟกเตอร์เปลียนหน่วย เป็นอัตราส่วนระหว่างที่แตกต่างกัน 2 หน่วยที่มีปริมาณเท่ากัน

      วิธีการเทียบหน่วย ทำได้โดยการคูณปริมาณในหน่วยเริ่มต้นด้วยแฟกเตอร์เปลี่ยนหน่วยที่มีหน่วยที่ต้องการอยู่ด้านบน

      1.5 วิธีการวิทยาศาสตร์ 

      วิธีการทางวิทยาศาสตร์ คือ การแสวงหาความรู้ทางวิทยาศาสตร์อย่างมีกระบวนการที่เป็นแบบแผนมีขั้นตอนที่สามารถปฏิบัติตามได้ โดยขั้นตอนวิธีการทางวิทยาศาสตร์ ที่เป็นเครื่องมือสำคัญของนักวิทยาศาสตร์ โดยภาพรวมสามารถทำได้ดังนี้

      1.สังเกต

      2.การตั้งสมมติฐาน

      3.การตรวจสอบสมมติฐาน

      4.การรวบรวมข้อมูลและวิเคราะห์ผล

      5.การสรุป

      สรุปเนื้อหา

      การทำปฏิบัติการให้ปลอดภัย ผู้ทำปฏิบัติการต้องทราบเกี่ยวกับประเภทของสารเคมีที่ใช้ วิธีปฏิบัติการทดลอง ข้อควรในการทำปฏิบัติการเคมีและการจัดเก็บสารเคมี รวมถึงต้องรู้และสามารถปฐมพยาบาลเบื่องต้นเพื่อลดความรุนแรงและความเสียหายที่เกิดขึ้น

      ความน่าเชื่อถือของข้อมูลจากการทำปฏิบัติการเคมี พิจารนาได้จากความเที่ยงและความแม่น ซึ้งขึ้นอยู่กับผู้ทำปฏิบัติการในการวัดปริมาณสารและความละเอียดของเครื่องมือและอุปกรณ์ที่ใช้การบอกปริมาณของสารอาจระบุอยู่ในหน่วยต่างๆ ดังนั้นเพื่อให้เกิดการเข้าใจที่ตรงกัน๗ึงมีการกำหนดหน่วยในระบบเอสไอเป็นหน่วยสากลโดยการเปลี่ยนหน่วยสากลทำได้ด้วยการใช้แฟกเตอร์เปลี่ยนหน่วย

      การทำปฏิบัติการเคมีต้องมีการวางแผนการทดลอง การทำการทดลอง การบันทึกข้อมูล สรุปและวิเคราะห์ นำเสนอข้อมูล และการเขียนรายงานการทดลองที่ถูกต้อง โดยการทำปฏิบัติการเคมีต้องคำนึงถึงวิธีการวิทยาศาสตร์ทักษะกระบวนการวิทยาศาสตร์ จิตวิทยาศาสตร์ และจริยธรรมทางวิทยาศาสตร์

.............................................................................