บทที่ 1 ความปลอดภัยเเละทักษะในการทำงานกับสารเคมี

บทที่ 1 ความปลอดภัยเเละทักษะในปฎิบัติการเคมี

1.1 ความปลอดภัยในการทำงานกับสารเคมี

            การทำปฏิบัติการเคมีส่วนใหญ่ต้องมีความเกี่ยวข้องกับสารเคมีอุปกรณ์และเครื่องมือต่างๆ ซึ่งผู้ทำการปฏิบัติการต้องตระหนักถึงความปลอดภัยของตนเองและผู้อื่นและสิ่งแวดล้อมโดยผู้ทำการปฏิบัติการควร ทราบเกี่ยวกับประเภทของสารเคมีที่ใช้ข้อควรปฏิบัติในการทำการปฏิบัติการเคมีและการกำจัดสารเคมีที่ใช้แล้วหลังเสร็จสิ้นการปฏิบัติการเพื่อให้สามารถทำปฏิบัติการเคมีได้อย่างปลอดภัย

            1.1.1 ประเภทของสารเคมี

             สารเคมี มีหลายประเภทแต่ละประเภทก็จะแตกต่างกันออกไป สารเคมีจึงจำเป็นต้องมีฉลากที่มีข้อมูล เกี่ยวกับความอันตรายของสารเคมีเพื่อความปลอดภัยในการจัดเก็บ โดย ฉลากของสารเคมีที่ใช้ใน ห้องปฏิบัติการควรมีข้อมูลดังนี้ 

            1.ชื่อผลิตภัณฑ์

            2.รูปสัญลักษณ์แสดงความเป็นอันตรายของสารเคมี 

            3.คำเตือนข้อมูลความเป็นอันตรายและข้อควรระวัง 

            4.ข้อมูลของบริษัทผู้ผลิตสารเคมี

            

   ตัวอย่างของฉลาก

            บนฉลากบรรจุภัณฑ์จะมีสัญลักษณ์ แสดงความเป็นอันตราย ที่สื่อความหมายได้ชัดเจนในที่นี้จะกล่าวถึง สองระบบ ได้แก่ Globally Harmonized System of classification and labelling of chemicals (GHS) ซึ่งเป็นระบบที่ใช้สากล และ National fire protection association hazard identification system (NFPA) เป็นระบบที่ใช้ในสหรัฐอเมริกา

ตัวอย่างสัญลักษณ์เเสดงความเป็นอันตรายในระบบ GHS

 

            สัญลักษณ์เเสงอันตรายจากสารเคมีในระบบ NFPA

ใช้สีแทนความเป็นอันตรายในด้านต่างๆ ได้แก่

• สีแดง        บอกถึงความไวไฟ 
• สีน้ำเงิน     บอกถึงความเป็นอันตรายต่อสุขภาพ
• สีเหลือง    บอกถึงความไวต่อการเกิดปฏิกิริยาเคมี 
• สีขาว        บอกถึงคุณสมบัติพิเศษของสาร

โดยเศษตัวเลข 0-4 เพื่อระบุระดับความเป็นอันตรายจากน้อยไปหามาก

• 0               ไม่เกิดอันตราย
• 1               อันตรายน้อย
• 2               อันตรายปานกลาง
• 3               อันตรายมาก
• 4               อันตรายร้ายเเรง

               1.1.2 ข้อควรปฎิบัติในการทำปฎิบัติการเคมี

              การทำปฏิบัติการเคมีให้เกิดความปลอดภัยนอกจากต้องทราบข้อมูลของสารเคมีที่ใช้แล้ว ผู้ทำปฏิบัติการ ควรทราบเกี่ยวกับการปฏิบัติตนเบื้องต้นทั้งก่อน ระหว่าง และหลังทำปฏิบัติการ ดังต่อไปนี้  

            ก่อนทำการปฏิบัติการ 

            1) ศึกษาขั้นตอนหรือวิธีการทำปฏิบัติการให้เข้าใจ วางแผนการทดลอง หากมีข้อสงสัยต้อง สอบถามครูผู้สอนก่อนที่จะทำการทดลอง 

            2) ศึกษาข้อมูลของสารเคมีที่ใช้ในการทดลอง เทคนิคการใช้เครื่องมือ วัสดุอุปกรณ์ ตลอดจนวิธีการ ทดลองที่ถูกต้องและปลอดภัย 

            3) แต่งกายให้เหมาะสม เช่น สวมกางเกงหรือกระโปรงยาว สวมรองเท้ามิดชิดส้นเตี้ย คนที่มีผมยาวควร รวบผมให้เรียบร้อย หลีกเลี่ยงการสวมใส่เครื่องประดับและคอนแทคเลนส์ขณะทำปฏิบัติการ 

           ข้อปฏิบัติโดยทั่วไป 

         1)สวมแว่นตานิรภัย สวมเสื้อคลุมปฏิบัติการที่ติดกระดุมทุกเม็ด ควรสวมถุงมือเมื่อ ต้องใช้สารกัด กร่อนหรือสารที่มีอันตราย ควรสวมผ้าปิดปากเมื่อต้องใช้สารเคมีที่มีไอระเหย และทำปฏิบัติการในที่ซึ่งมีอากาศถ่ายเทหรือในตู้ดูดควัน

          

         เครื่องเเต่งกายในห้องปฏิบัติการ

• ถ้าผมยาวควรมัดผมให้เรียบร้อย
• สวมเสื้อคลุมปฏิบัติการ
• สวมเเว่นตา (Safety goggles)  เพื่อป้องกันการกระเซ็นของสารเคมี
• สวมใส่กน้ากากอนามัย เพื่อลดการสูดดมไอจากสารเคมี
• สวมถุงมือ
• สวมรองเท้าหุ้มส้น

           2) ห้ามรับประทานอาหารและเครื่องดื่ม หรือทำกิจกรรมอื่น ๆ ที่ไม่เกี่ยวข้องกับการทำปฏิบัติการ 

          3) ไม่ทำการทดลองในห้องปฏิบัติการตามลำพังเพียงคนเดียวเพราะเมื่อเกิดอุบัติเหตุขึ้นจะไม่มีใครทราบและไม่อาจช่วยได้ทันท่วงที หากเกิดอุบัติเหตุในห้องปฏิบัติการ ต้องแจ้งให้ครูผู้สอน ทราบทันทีทุกครั้ง 4 ไม่เล่นและไม่รบกวนผู้อื่นในขณะที่ทำปฏิบัติการ 

          5) ปฏิบัติตามขั้นตอนและวิธีการอย่างเคร่งครัดไม่ทำการทดลองใด ๆ ที่นอกเหนือ จากที่ได้รับ มอบหมาย และไม่เคลื่อนย้ายสารเคมี เครื่องมือ และอุปกรณ์ส่วนกลางที่ต้องใช้ร่วมกันนอกจากได้รับอนุญาต จากครูผู้สอนเท่านั้น

         6) ไม่ปล่อยให้อุปกรณ์ให้ความร้อน เช่น ตะเกียงแอลกอฮอล์ เตาแผ่นให้ความร้อน (hot plate) ทำงานโดยไม้มีคนดูแล และหลังจากใช้งานเสร็จแล้วให้ดับตะเกียงแอลกอฮอล์หรือปิดเครื่องและถอดปลั๊กไฟ ออกทันที แล้วปล่อยไว้ให้เย็นก่อนการจัดเก็บ เมื่อใช้เตาแผ่นให้ความร้อนต้องระวังไม่ให้สายไฟพาดบนอุปกรณ์

        ข้อปฏิบัติในการใช้สารเคมี 

        1) อ่านชื่อสารให้แน่ใจก่อนนำไปใช้ 

        2) เคลื่อนย้ายสารเคมีด้วยความระมัดระวัง 

        3) หันปากหลอดทดลองออกจากตัวเองและผู้อื่นเสมอ 

        4) ห้ามชิมสารเคมี  

        5) การเจือจางกรด ห้ามเทน้ำลงกรดเเต่ให้เทกรดลงน้ำ เพื่อให้น้ำปริมาณมากช่วยถ่ายเทความร้อนที่เกิดจากการละลาย 

        6) ไม่เก็บสารเคมีที่เหลือเข้าขวดเดิม 

        7) เมื้อทำสารเคมีหกในปริมาณในปริมาณเล็กน้อยให้กวาดหรือเช็ด เเล้วทิ้งลงในภาชนะสำหรับทิ้ง

สารที่เตรียมไวเในห้องปฏิบัติการ  หากหกในปริมาณมากให้เเจ้งครุูผู้สอน

        หลังทำปฏิบัติการ 

        1) ทำความสะอาดอุปกรณ์ต่างๆ 

        2) ก่อนออกจากห้องให้ถอดอุปกรณ์ป้องกันอันตราย

        1.1.3 การกำจัดสารเคมี 

         การกำจัดสารเคมีแต่ละประเภทสามารถปฏิบัติได้ดังนี้ 

        1) สารเคมีที่เป็นของเหลวไม่อันตรายเป็นกลาง ปริมาณไม่เกิน 1 ลิตร สามารถเทลงอ่างน้ำได้เลย 

        2) สารละลายเข้มข้นบางชนิด ควรเจือจางก่อนเทลงอ่างน้ำ 

        3) สารเคมีที่เป็นของแข็งไม่อันตราย ใส่ในภาชนะที่ปิดมิดชิด ก่อนทิ้งในที่ซึ่งจัดเตรียมไว้ 

        4) สารไวไฟ สารประกอบของโลหะเป็นพิษห้ามทิ้งลงอ่างน้ำ

       1.1.4  การทำความสะอาดบริเวณที่ปนเปื้อนสารเคมี 

         สารเคมีที่ใช้ในการทำปฏิบัติการจะมีสมบัติและอันตรายแตกต่างกันผู้ทำปฏิบัติการจึงควรมี ความรู้และความเข้าใจเกี่ยวกับการทำความสะอาดบริเวณที่อาจมีการปนเปื้อนของสารเคมีเพื่อป้องกัน อันตรายจากสารเคมีนั้น ซึ่งข้อแนะนำในการทำความสะอาดบริเวณที่ปนเปื้อนสารเคมีมีดังนี้ 

        1) สารที่เป็นของแข็งควรใช้แปรงกวาดสารรวมกันตักสารใส่กระดาษแข็งแล้วนำไปทำลาย 

        2) สารละลายกรดควรใช้นำล้างบริเวณที่มีสารละลายหกเพื่อทำให้กรดเจือจางและใช้สารละลาย โซเดียมไฮโดรเจนคาร์บอเนตเจือจางล้างเพื่อทำลายสภาพกรด แล้วล้างด้วยน้ำอีกครั้ง 

        3) สารละลายเบส ควรใช้น้ำล้างบริเวณที่มีสารละลายหกและซับน้ำให้แห้ง เนื่องจาก สารละลายเบสที่หกบนพื้นจะทำให้พื้นบริเวณนั้นลื่น จึงควรทำความสะอาดลักษณะดังกล่าว หลายๆ ครั้ง และถ้ายังไม่หายลื่นอาจต้องใช้ทรายโรย แล้วเก็บกวาดทรายออก 

        4) สารที่เป็นน้ำมัน ควรใช้ผงซักฟองล้างสารที่เป็นน้ำมันและไขมันจนหมดคราบน้ำมัน และพื้นบริเวณนั้นหายลื่น หรือทำความสะอาดโดยใช้ทรายโรยเพื่อซับน้ำมันให้หมดไป 

        5) สารที่ระเหยง่าย ควรใช้ผ้าเช็ดบริเวณที่สารหยดหลายๆ ครั้งจนแห้ง และในขณะเช็ดถู ต้องมีการป้องกันไม่ให้สารนั้นสัมผัสผิวหนัง หรือสูดไอของสารเข้าร่างกาย 

        6) สารปรอท กวาดสารปรอทรวมกัน แล้วใช้เครื่องดูดเก็บรวบรวมไว้ ในกรณีที่บริเวณ ที่สารปรอทหกมีรอยแตกหรือรอยร้าวจะทำให้มีสารปรอทแทรกเข้าไปอยู่ข้างใน จึงต้องปิดรอย แตกหรือรอยร้าวนั้นด้วยการทาขี้ผึ้งทับรอยดังกล่าวเพื่อป้องกันการระเหยของปรอท หรืออาจใช้ ผงกำมะถันโรยบนปรอทเพื่อให้เกิดสารประกอบซัลไฟด์แล้วเก็บกวาดอีกครั้งหนึ่ง

1.2 อุบัติเหตุจากสารเคมี

             ในการทำปฏิบัติการเคมีอาจเกิดอุบัติเหตุต่าง ๆ จากการใช้สารเคมีได้ ซึ่งหากผู้ทำปฏิบัติการมีความรู้ใน การปฐมพยาบาลเบื้องต้นจะสามารถลดความรุนแรงและความเสียหายที่เกิดขึ้นได้ โดยการปฐมพยาบาล เบื้องต้นจากอุบัติเหตุจากการใช้สารเคมี มีข้อปฏิบัติดังนี้  

            การปฐมพยาบาลเมื่อร่างกายสัมผัสสารเคมี 

            1)ถอดเสื้อผ้าบริเวณที่เปื้อนสารเคมีออก และซับสารเคมีออกจากร่างกายให้มากที่สุด

            2)กรณีเป็นสารเคมีที่ละลายน้ำได้ เช่น กรดหรือเบส ให้ล้างบริเวณที่สัมผัสสารเคมีด้วยการเปิดน้ำไหลผ่าน ปริมาณมาก

            3)กรณีเป็นสารเคมีที่ไม่ละลายน้ำ ให้ล้างบริเวณที่สัมผัสสารเคมีด้วยน้ำสบู่ 

           หากทราบว่าสารเคมีที่สัมผัสร่างกายคือสารใด ให้ปฏิบัติตามข้อกำหนดในเอกสารความ ปลอดภัยของสารเคมีเเละกรณีที่ร่างกายสัมผัสสารเคมีในปริมาณมากหรือมีความเข้มข้นสูง ให้ปฐมพยาบาลเบื้องต้นแล้วนำส่งแพทย์          

            การปฐมพยาบาลเมื่อสารเคมีเข้าตา 

           ตะแคงศีรษะโดยให้ตาด้านที่สัมผัสสารเคมีอยู่ด้านล่าง ล้างตาโดยการเปิดน้ำเบา ๆ ไหลผ่าน ดั้งจมูกให้น้ำไหลผ่านตาข้างที่โดนสารเคมี ดังรูป พยายามลืมตาและกรอกตาในน้ำอย่างน้อย 10 นาที หรือจนกว่าแน่ใจว่าชะล้างสารออกหมดแล้ว ระวังไม้ให้น้ำเข้าตาอีกข้างหนึ่ง แล้วนำส่งแพทย์ทันที

การปฐมพยาบาลเมื่อสารเคมีเข้าตา

                 การปฐมพยาบาลเมื่อสูดดมแก๊สพิษ

                1)เมื่อมีแก๊สพิษเกิดขึ้น ต้องรีบออกจากบริเวณในบริเวณที่มีอากาศถ่ายเทสะดวกทันที 

                2)หากมีผู้ที่สูดดมแก๊สผิดจนหมดสติหรือไม่สามารถช่วยตนเองได้ ต้องลิ้มเคลื่อนย้ายออกจากบริเวณนั้นทันที โดยที่ผู้ช่วยเหลือต้องส่งอุปกรณ์ป้องกันที่เหมาะสม เช่น หน้ากากป้องกันแก๊สพิษหรือผ้าปิดปาก  

                3)ปลดเสื้อผ้าเพื่อให้ผู้ประสบอุบัติเหตุหายใจได้สะดวกถ้าหมดสติให้จับนอนคว่ำแล้วตะแคงหน้าไป ทางด้านใดด้านหนึ่งเพื่อป้องกันโคลนลิ้นกีดขวางทางเดินหายใจ

                การปฐมพยาบาลเมื่อโดนความร้อน 

                แช่น้ำเย็นหรือปิดแผลด้วยผ้าชุบน้ำจนกว่าจะหายปวดแสบปวดร้อนและทายาขี้ผึ้งสำหรับไฟไหม้และน้ำร้อนลวก ถ้าเกิดบาดแผลใหญ่ให้นำส่งแพทย์  

                  การปฐมพยาบาลเมื่อกลืนกินสารเคมี 

                ต้องรีบนำส่งแพทย์ทันที พร้อมทั้งนำตัวอย่างสารหรือสลากไปด้วย เพื่อแจ้ง ให้แพทย์ได้ช่วยเหลือ และให้การรักษาได้ถูกต้องทันที

1.3 การวัดปริมาตร

             ในปฏิบัติการเคมีจําเป็นต้องมีการชั่ง ตวง และวัดปริมาณสาร ซึ่งการชั่ง ตวง วัด มีความคลาดเคลื่อน ที่อาจเกิดจากอุปกรณ์ที่ใช้ หรือผู้ทําปฏิบัติการ ที่จะส่งผลให้ผลการทดลองที่ได้มีค่ามากกว่าหรือน้อยกว่า ค่าจริง ความน่าเชื่อถือของข้อมูล สามารถพิจารณาได้จาก 2 ส่วนด้วยกัน คือ ความเที่ยง (precision) และ ความแม่น (accuracy) ของข้อมูล โดยความเที่ยง คือ ความใกล้เคียงกันของค่าที่ได้จากการวัดซ้ำ ส่วนความแม่น คือ ความใกล้เคียงของค่าเฉลี่ยจากการวัดซ้ำเทียบกับค่าจริง ดังแสดงในรูป

            1.3.1 อุปกรณ์วัดปริมาตร

            อุปกรณ์วัดปริมาตรสารเคมีที่เป็นของเหลวที่ใช้ในห้องปฏิบัติการทางวิทยาศาสตร์มีหลายชนิด แต่ละชนิดมี ขีดและตัวเลขแสดงปริมาตรที่ได้รับการตรวจสอบมาตรฐาน และกำหนดความคลาดเคลื่อน ที่ยอมรับได้ บางชนิดมีความคลาดเคลื่อนน้อย บางชนิดมีความคลาดเคลื่อนมาก ในการเลือกใช้ต้องคำนึงถึงความเหมาะสม กับปริมาตรและระดับความแม่นที่ต้องการ อุปกรณ์วัดปริมาตรบางชนิดที่นักเรียน ได้ใช้งานในการทำปฏิบัติการทางวิทยาศาสตร์ที่ผ่านมา เช่น บีกเกอร์ ขวดรูปกรวย กระบอกตวง เป็น อุปกรณ์ที่ไม่สามารถบอก ปริมาตรได้แม่นมากพอสำหรับการทดลองในบางปฏิบัติการ

            บีกเกอร์

            บีกเกอร์ (beaker) มีลักษณะเป็นทรงกระบอกปากกว้าง มีขีดบอกปริมาตรในระดับมิลลิลิตร มีหลายขนาด ดังรูป 

            ขวดรูปกรวย

            ขวดรูปกรวย (erlenmeyer flask) มีลักษณะคล้ายผลชมพู่ มีขีดบอกปริมาตรในระดับมิลลิลิตร มี หลายขนาด ดังรูป 

            

            กระบอกตวง

            กระบอกตวง (measuring cylinder) มีลักษณะเป็นทรงกระบอก มีขีดบอกปริมาตรในระดับ มิลลิลิตร มีหลายขนาด ดังรูป

             นอกจากนี้ยังมีอุปกรณ์ที่สามารถวัดปริมาตรของของเหลวได้แม่นมากกว่าอุปกรณ์ข้างต้น โดยมีทั้งที่เป็นการวัดปริมาตรของของเหลวที่บรรจุอยู่ภายในและการวัดปริมาตรของเหลวเช่น ปิเปตต์ บิวเรตต์ ขวดกำหนดปริมาตร

             ปิเปตต์

             ปิเปตต์ (pipette)  เป็นอุปกรณ์วัดปริมาตรที่มีความแม่นสูง ซึ่งใช้สําหรับถ่ายเทของ

เหลว ปิเปตต์ที่ใช้กันทั่วไปมี 2 แบบ คือ แบบปริมาตรซึ่งมีกระเปาะตรงกลาง มีขีดบอกปริมาตรเพียงค่าเดียว และแบบใช้ตวง มีขีดบอกปริมาตรหลายค่า ดังรูป

เปตต์ปริมาตรเดียว (volumetric pipette)

ปิเปตต์หลายปริมาตร (graduated pipette)

                บิวเรตต์

                บิวเรตต์  (burette) เป็นอุปกรณ์สำหรับถ่ายเทของเหลวในปริมาตรต่าง ๆ ตามต้องการ มีลักษณะ เป็นทรงกระบอกยาวที่มีขีดบอกปริมาตร  และมีอุปกรณ์ควบคุมการไหลของของเหลวที่เรียกว่า ก๊อกปิด เปิด (stop cock) ดังรูป

            ขวดกำหนดปริมาตร 

            ขวดกำหนดปริมาตร (volumetric flask) เป็นอุปกรณ์สำหรับวัดปริมาตรของของเหลวที่บรรจุภายใน ใช้สำหรับเตรียมสารละลายที่ต้องการความเข้มข้นแน่นอน มีขีดบอกปริมาตรเพียงขีดเดียว มีจุกปิดสนิท ขวดกำหนดปริมาตรมีหลายขนาด ดังแสดงในรูป 

            การใช้อุปกรณ์วัดปริมาตรเหล่านี้ให้ได้ค่าที่น่าเชื่อถือจะต้องมีการอ่านปริมาตรของของเหลว ให้ถูกวิธี โดยต้องให้สายตาอยู่ระดับเดียวกันกับระดับส่วนโค้งของของเหลว 

ถ้าส่วนโค้งของของเหลวมีลักษณะเว้า ใหอ่านปริมาตรที่จุดต่ำสุดของส่วนโค้งนั้น 

ถ้าส่วนโค้งของของเหลวมีลักษณะนูน ให้อ่านปริมาตรที่ จุดสูงสุดของส่วนโค้งนั้น 

ดังรูป การอ่านค่าปริมาตรของ ของเหลวให้อ่านตามขีดบอกปริมาตรและ ประมาณ

ค่าทศนิยมต่ำแหน่งสุดท้าย

การอ่านเลขนัยสำคัญ

            การอ่านสเกลจากเครื่องมือ

การรายงานตัวเลขจากสเกลเเบบเลขนัยสำคัญนั้นจะมีตัวเลขที่เเเน่นอนกี่ตำเเหน่งก็ได้เเต่จะต้องตามด้วยตัวเลขไม่เเน่นอนเพียง 1 ตำเเหน่ง

           ❤ ตัวเลขที่เเน่นอน ในที่นี้คือ ตัวเลขที่ได้จากการอ่านขีดสเกล ซึ่งเเบ่งไว้อย่างชัดเจนบนเครื่องวัดเเล้ว

           ❤ ตัวเลขที่ไม่เเน่นอน เป็นตัวเลขที่ได้จากการประมารด้วยสายตาของผู้ทดลอง

👉 จำนวนเลขนัยสำคัญ = จำนวนตัวเลขที่เเน่นอน+ตัวเเรกตำเเหน่งเเรกที่ไม่เเน่นอน

ตัวอย่าง 

จำนวนเลขนัยสำคัญ = จำนวนตัวเลขที่เเน่นอน+ตัวเเรกตำเเหน่งเเรกที่ไม่เเน่นอน

                                            = 2.2+0.07  cm

                                            = 2.27         cm

👉ตัวเลขที่เเน่นอนคือ 2.2 ส่วน 7 คือตัวเลขที่ไม่เเน่นอน มีเลขนัยสำคัญ 3 ตัว

           1.3.2 อุปกรณ์วัดมวล

           เครื่องชั่ง เป็นอุปกรณ์สำหรับวัดมวลของสารทั้งที่เป็นของแข็งและของเหลว ความน่าเชื่อถือ ของค่ามวลที่วัดได้ขึ้นอยู่กับความละเอียดของเครื่องชั่งและวิธีการใช้เครื่องชั่ง เครื่องชั่งที่ใช้ในห้องปฏิบัติการเคมีโดยทั่วไปมี 2 แบบ คือ เครื่องชั่งแบบสามคาน (triple beam) และเครื่องชั่งไฟฟ้า (electronic balance) ซึ่งมีส่วนประกอบหลัก ดังรูป

เครื่องชั่งเเบบสามคาน

เครื่องชั่งไฟฟ้า

             ปัจจุบันเครื่องชั่งไฟฟ้าได้รับความนิยมมากขึ้น เนื่องจากสามารถใช้งานได้สะดวกและหาซื้อได้ง่าย ตัวเลขทศนิยมตำแหน่งสุดท้ายซึ่งเป็นค่าประมาณของเครื่องชั่งแบบสามคานมาจากการประมาณของผู้ชั่ง ขณะที่ทศนิยมตำแหน่งสุดท้ายของเครื่องชั่งไฟฟ้ามาจากการประมาณของอุปกรณ์

           1.1.3 เลขนัยสำคัญ

           หลักเกณฑ์ในการพิจารณาเลขนัยสำคัญ

           1) ตัวเลขทุกตัวที่ไม่ใช่เลขศูนย์ ถือว่าเป็นเลฃนัยสำคัญ

           เช่น  347                    มีเลขนัยสำคัญ 3 ตัว

                   2.531                 มีเลขนัยสำคัญ 4 ตัว

           2) เลขศูนย์ที่อยู่ระหว่างตัวเลขที่เป็นนัยสำคัญจัดเป็นเลขนัยสำคัญ

           เช่น  305.9                 มีเลขนัยสำคัญ 4 ตัว

                   1001                  มีเลขนัยสำคัญ 4 ตัว

           3) เลขศูยน์ท้ายจำนวนในตำเเหน่งหลังจุดทศนิยม จัดเป็นตัวเลขนัยสำคัญ

           เช่น 558.80                มีเลขนัยสำคัญ 5 ตัว

                   0.00055880       มีเลขนัยสำคัญ 5 ตัว

           4) เลขศูนย์ที่นำหน้าตัวเลขทั้งหมด ไม่จัดว่าเป็นตัวเลขนัยสำคัญ เเต่อาจเป็นตัว

เเสดงค่าของจำนวนกลุ่มเลขนั้นๆ หรือเเสดงตำเเหน่องของจุดทศนิยมในจำนวนเลขนั้น

           เช่น 0.112                  มีเลขนัยสำคัญ 3 ตัว 

                  0. 1758               มีเลขนัยสำคัญ 4 ตัว

           5) เลขศูนย์หน้าจุดทศนิยมไม่มีนัยสำคัญ เเต่ต้องเขียนไว้เสมอตามเงื่อนไขทางวิทยาศาสตร์ ในกรณีซึ่งมีทั้งเลขศูนย์ที่เป็นตัวเลขนัยสำคัญเเละไม่เป็นตัวเลขนัยสำคัญ 

นิยมเขียนด้วยตัวเลขวิทยาศาสตร์ เพื่อป้องกันความสับสนเนื่องจากเลขศูนย์ที่ไม่เป็น

ตัวเลขนัยสำคัญ

           เช่น  0.01660  

                   เขียนเป็น 1.660 × 10-²   

                   มีเลขนัยสําคัญ 4 ตัว

           6) เลขศูนย์หลังจำนวนเต็มไม่มีนัยสำคัญ

           เช่น 200                      มีเลขนัยสำคัญ 1 ตัว

                  16,000                 มีเลขนัยสำคัญ 2 ตัว 

           7) ถ้าต้องการเขียนจำนวนที่มีศูนย์ตามหลัง ให้มีจำนวนตัวเลขนัยสำคัญตามต้องการ สามารถทำได้โดยการเขียนเป็นตัวเขขวิทยาศาสตร์

           เช่น  2.0  × 10²            มีเลขนัยสำคัญ 2 ตัว 

                   1.00 × 10²           มีเลขนัยสำคัญ 3 ตัว 

            การคำนวณเลขนัยสำคัญ

          💓 บวก-ลบ: เลขนัยสำคัญของคำตอบจะถูกกำหนดโดยจำนวนทศนิยมที่น้อยสุดของตัวตั้ง

            

              

           💓 คูณ-หาร: ผลลัพธ์จะมีตำเเหน่งเลขนัยสำคัญ เท่ากับตัวเลขที่มีตำเเหน่งเลขนัยสำคัญน้อยที่สุด

 

            

          การปัดเลข (Rounding)

          👉ตัวเลขที่จะปัดมากกว่า 5 ปัดขึ้น น้อยกว่า 5 ปัดลง

              เช่น 3.2429      ถ้าต้องการเลขนัยสําคัญ 3 ตัว ปัดเป็น   3.24   ปัดทิ้ง

                     3.2462      ถ้าต้องการเลขนัยสําคัญ 3 ตัว ปัดเป็น   3.25   ปัดขึ้น

         👉ตัวเลขที่จะปัดเท่ากับ 5 ไม่มีตัวเลขตามหลัง หรือศูนย์ ถ้าตัวเลขข้างหน้าเป็นเลขคี่ ปัดขึ้น  เลขคู่ปัดทิ้ง ถ้ามีเลขตัวเลขตามหลังเลข 5 ปัดขึ้น

              เช่น 3.245        ถ้าต้องการเลขนัยสําคัญ 3 ตัว ปัดเป็น   3.24   ปัดทิ้ง

                     3.235        ถ้าต้องการเลขนัยสําคัญ 3 ตัว ปัดเป็น   3.24   ปัดขึ้น

                     3.2450     ถ้าต้องการเลขนัยสําคัญ 3 ตัว ปัดเป็น    3.24   ปัดทิ้ง

        👉เมื่อมีการคำนวณเก็บเลขไว้ปัดที่คำตอบสุดท้าย

           

1.4 หน่วยวัด 

           การระบุหน่วยของการวัดปริมาณต่าง ๆ  ในชีวิตประจำวันไม่ว่าจะเป็นความยาว  มวล อุณหภูมิ อาจแตกต่างกันในแต่ละประเทศ เช่น การระบุน้ำหนักเป็นกิโลกรัม ปอนด์ หรือ การระบุส่วนสูงเป็น เซนติเมตร ฟุต ซึ่งทำให้ไม่สะดวกในการเปรียบเทียบหรือสื่อสารให้เข้าใจตรงกัน และในบางกรณี อาจนำไปสู่ความเข้าใจผิดที่ทำให้เกิดความเสียหายได้ ดังนั้น เพื่อให้การสื่อสารข้อมูลจากการวัดเป็น ที่เข้าใจ ตรงกัน จึงมีการตกลงร่วมกันให้มีหน่วยมาตรฐานสากลขึ้น     

            1.4.1 หน่วยในระบบเอสไอ 

            ใในปี พ.ศ. 2503 ที่ประชุมนานาชาติว่าด้วยการ ชั่งและการวัด (The General conference on Weights and Measures) ได้ตกลงให้มีหน่วยวัดสากลขึ้น เรียกว่า ระบบหน่วยวัด ระหว่างประเทศ หรือ เรียกย่อ ๆ ว่า หน่วยเอสไอ (SI units) ซึ่งเป็นหน่วยที่ดัดแปลงจาก หน่วยในระบบเมทริกซ์ โดยหน่วยเอส ไอแบ่งเป็นหน่วยพื้นฐาน (SI base units) มี 7 หน่วย แสดงดังตาราง 1.1 ซึ่งเป็นหน่วยที่ไม่ขึ้นต่อกัน และ สามารถน าไปใช้ในการก าหนดหน่วยอื่น ๆ ได้และหน่วยเอสไออนุพันธ์ (Derived SI units) ซึ่งเป็นหน่วย อื่น ๆ ที่มีความสัมพันธ์กันทางคณิตศาสตร์ของหน่วยเอสไอพื้นฐาน ตัวอย่างแสดงดังตาราง 1.2

ตาราง 1.1 หน่วยเอสไออนุพันธ์

ตาราง 1.2 หน่วยเอสไออนุพันธ์

            หน่วยระหว่างระบบเอสไอ นอกจากหน่วยในระบบเอสไอแล้ว ในทางเคมียังมีหน่วยอื่นที่ได้รับ การ ยอมรับและมีการใช้กันอย่างแพร่หลาย ตัวอย่างดังตาราง 1.3

ตาราง 1.3 ตัวอย่างหน่วยนอกระบบเอสไอที่ใช้ในทางเคมี

            ในทางวิทยาศาสตร์การคำนวณเกี่ยวกับปริมาณต่าง ๆ อาจจำเป็นต้องมีการเปลี่ยนหน่วยให้ อยู่ใน หน่วยที่เหมาะสมโดยไม่ทำให้ค่าของปริมาณเปลี่ยนแปลง เช่น ในทางเคมีนิยมระบุพลังงาน ในหน่วย แคลอรี ในขณะที่หน่วยเอสไอของพลังงานคือจูล ดังนั้น นักเคมีจึงจำเป็นต้องเปลี่ยนหน่วย พลังงาน ระหว่างแคลอรีและจูลเพื่อให้เหมาะสมกับการใช้งาน การเปลี่ยนหน่วยทำได้หลายวิธี ในที่นี้ จะใช้วิธีการ เทียบหน่วย ซึ่งต้องใช้แฟกเตอร์เปลี่ยนหน่วย 

            1.4.2 แฟกเตอร์เปลี่ยนหน่วย 

            แฟกเตอร์เปลี่ยนหน่วย (conversion factors) เป็นอัตราส่วนระหว่างหน่วยที่แตกต่างกัน 2 หน่วย ที่มีปริมาณเท่ากัน ตัวอย่างการหาแฟกเตอร์เปลี่ยนหน่วยเป็นดังนี้

             ในทางคณิตศาสตร์เมื่อคูณปริมาณด้วย “1” จะทำให้ค่าของปริมาณเดิมไม่เปลี่ยนแปลง และ แฟกเตอร์เปลี่ยนหน่วย ดังนั้นจึงสามารถนำแต่ละแฟกเตอร์ เปลี่ยนหน่วยไปใช้ในการเปลี่ยนหน่วยของปริมาณที่วัดจากหน่วยหนึ่งไปเป็นหน่วยอื่นโดยปริมาณ ไม่เปลี่ยนแปลง สำหรับตัวอย่าง แฟกเตอร์เปลี่ยนหน่วยนี้ ใช้เปลี่ยนหน่วยจูลให้เป็นแคลอรีหรือ แคลอรีให้เป็นจูล ตามลำดับ เช่น พลังงาน 20 cal สามารถเปลี่ยนเป็นหน่วยจูลได้ ดังนี้

             วิธีการเทียบหน่วย 

            วิธีการเทียบหน่วย (factor label method) ทำได้โดยการคูณปริมาณในหน่วยเริ่มต้นด้วย แฟก เตอร์เปลี่ยนหน่วยที่มีหน่วยที่ต้องการอยู่ด้านบน ตามสมการ

1.5 วิธีการทางวิทยาศาสตร์

              การทำปฏิบัติการเคมีนอกจากต้องมีการวางแผนการทดลอง การทำการทดลอง การบันทึกข้อมูล การสรุปและวิเคราะห์ข้อมูล การนำเสนอข้อมูล และการเขียนรายงานการทดลองที่ถูกต้อง แล้วต้อง คำนึงถึงวิธีการทางวิทยาศาสตร์ ทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ และจิตวิทยาศาสตร์ 

                วิธีการทางวิทยาศาสตร์ (scientific method) เป็นกระบวนการศึกษาหาความรู้ทางวิทยาศาสตร์ ที่มีแบบแผนขั้นตอน โดยภาพรวมสามารถทำได้ดังนี้ 

                1) การสังเกต เป็นจุดเริ่มต้นของการได้ข้อมูลเกี่ยวกับสิ่งที่ต้องการศึกษา โดยอาศัยประสาท สัมผัสทั้ง 5 คือ การมองเห็น การฟังเสียง การได้กลิ่น การรับรส และการสัมผัส จากข้อมูลดังกล่าวจะนำไปสู่ข้อสงสัยหรือตั้งเป็นคำถามที่ต้องการคำตอบ ดังนั้นการสังเกตจึงเป็นทักษะที่สำคัญที่ก่อให้เกิดการเรียนรู้ของผู้เรียน 

                2) การตั้งสมมติฐาน เป็นการคาดคะเนคำตอบของคำถามหรือปัญหา โดยมีพื้นฐานจากการ สังเกต ความรู้หรือประสบการณ์เดิม โดยทั่วไปสมมติฐานจะเขียนในรูปของข้อความที่แสดงเหตุและผลที่เกิดขึ้น หรืออีกนัยหนึ่งจะเป็นความสัมพันธ์ของตัวแปรต้นและตัวแปรตาม  

                3) การตรวจสอบสมมติฐาน เป็นกระบวนการหาคำตอบของสมมติฐาน โดยมีการออกแบบการ ทดลองให้มีการควบคุมปัจจัยต่าง ๆ ที่มีผลต่อการทดลอง รวมถึงขั้นตอนการทดลองที่ชัดเจน 

                 4) การรวบรวมข้อมูลและวิเคราะห์ผล เป็นการนำข้อมูลที่ได้จากการสังเกต การตรวจสอบ สมมติฐาน มารวบรวม วิเคราะห์ และอธิบายข้อเท็จจริง 

                 5) การสรุปผล เป็นการสรุปความรู้หรือข้อเท็จจริงที่ได้จากการตรวจสอบสมมติฐาน และมีการ เปรียบเทียบกับสมมติฐานที่ตั้งไว้ก่อนหน้า

ทั้งนี้ ในการศึกษาหาความรู้ทางวิทยาศาสตร์นั้นไม่มีรูปแบบที่ตายตัว โดยอาจมีรายละเอียดที่                  แตกต่างกันขึ้นอยู่กับคำถาม บริบท หรือวิธีการที่ใช้ในการสำรวจตรวจสอบ นอกจากวิธีการทางวิทยาศาสตร์แล้ว การเขียนรายงานการทดลองเป็นสิ่งสำคัญเช่นกัน เพราะ นอกจากจะช่วยให้ผู้ทำการทดลองมีข้อมูลไว้อ้างอิงแล้วรายงานยังเป็นเครื่องมือสื่อสารที่ผู้อื่นสามารถนำไปศึกษาและปฏิบัติตามได้ 

                 การปฏิบัติและเขียนรายงานการทดลอง

                 1) การวางเเผนการทดลอง การวางแผนการทดลองก่อนลงมือทำการทดลอง ซึ่งจะต้องมีการกำหนดปัญหา ตั้งสมมติฐาน ออกแบบ วิธีการทดลอง และระบุวัสดุอุปกรณ์และสารเคมีที่ใช้ในการทดลอง

                 2) การทำการทดลอง การลงมือปฏิบัติการทดลองตามวิธีการทดลองที่ออกแบบไว้ ซึ่งจะต้องมีการใช้อุปกรณ์และสารเคมี อย่างถูกต้องและเหมาะสม เพื่อให้ได้ผลการทดลองที่ถูกต้อง หรือคลาดเคลื่อนน้อยที่สุด 

                 3) การบันทึกข้อมูล การจดบันทึกข้อมูลที่ได้จากการทดลอง ซึ่งอาจเป็นผลจากการสังเกตหรือการวัดค่า โดยการบันทึกข้อมูล จากการทดลองอาจอยู่ในรูปตารางหรือการเขียนกราฟ 

                 4) การสรุปเเละวิเคราะห์ เป็นการแปลความหมายข้อมูลที่ได้จากการทดลอง ซึ่งมักมีการใช้ค่าทางสถิติเข้าช่วยเพื่อวิเคราะห์ผล การทดลอง (กรณีที่เป็นข้อมูลเชิงปริมาณ) 

                 5) การนำเสนอข้อมูลเเละการเขียนรายงาน การเขียนรายงานเพื่อนำเสนอข้อมูลผลการทดลอง สรุปและวิเคราะห์ผลการทดลอง รวมทั้งข้อเสนอแนะ ต่าง ๆ เพื่อใช้ปรับปรุงการทดลองในครั้งต่อ ๆ ไป ขั้นที

ตัวอย่างเเบบรายงานการทดลอง

ในการปฏิบัติและเขียนรายงานการทดลองทางเคมีจำเป็นต้องคำนึงถึงด้านต่าง ๆ ดังนี้ 

                1) วิธีการทางวิทยาศาสตร์ประกอบด้วย 5 ขั้น ได้แก่ขั้นกำหนดปัญหา ขั้นตั้งสมมติฐาน ขั้นตรวจสอบสมมติฐาน ขั้นวิเคราะห์ข้อมูล และขั้นสรุปผล

                2) ทักษะกระบวนการทางวิทยาศาตร์เช่นการสังเกตการคำนวณ การทดลองการตั้งสมมติฐาน 

                3) จิตวิทยาศาสตร์ เช่น ความรับผิดชอบ ความมีเหตุผล การร่วมแสดงความคิดเห็น และยอมรับฟังความคิดเห็นของผู้อื่น การทำงานร่วมกับผู้อื่นอย่างสร้างสรรค์ 

                4) จริยธรรมทางวิทยาศาสตร์เช่น ความซื่อสัตย์ความรอบคอบ ความน่าเชื่อถือ 

 สิ่งต่าง ๆเหล่านี้จะทำให้ผู้เรียนหรือผู้ทำการทดลองมีคุณลักษณะหรือลักษณะนิสัยที่เกิดจาก การศึกษาหาความรู้โดยใช้กระบวนการทางวิทยาศาสตร์ได้อย่างถูกต้อง

สรุปเนื้อหาภายในบทเรียน

                    การทําปฏิบัติการให้ปลอดภัย ผู้ทําปฏิบัติการต้องทราบเกี่ยวกับประเภทของสารเคมีที่ใช้ วิธีปฏิบัติการทดลอง ข้อควรปฏิบัติในการทําปฏิบัติการเคมีและการกําจัดสารเคมี รวมถึงต้อง มีความรู้และสามารถปฐมพยาบาลเบื้องต้นเพื่อลดความรุนแรงและความเสียหายที่เกิดขึ้นได้ 

              ความน่าเชื่อถือของข้อมูลจากการทําปฏิบัติการเคมี พิจารณาได้จากความเที่ยงและ ความแม่น ซึ่งขึ้นกับทักษะของผู้ทําปฏิบัติการในการวัดปริมาณสารและความละเอียดของเครื่องมือและอุปกรณ์ที่ใช้ การบอกปริมาณของสารอาจระบุอยู่ในหน่วยต่าง ๆ ดังนั้นเพื่อ ให้เกิดความเข้าใจที่ตรงกันจึงมีการกําหนดหน่วยในระบบเอสไอให้เป็นหน่วยสากลโดยการ เปลี่ยนหน่วยเพื่อให้เป็นหน่วยสากลสามารถทําได้ด้วยการใช้แฟกเตอร์เปลี่ยนหน่วย 

             การทําปฏิบัติการเคมีต้องมีการวางแผนการทดลอง การทําการทดลอง การบันทึก ข้อมูล สรุปและวิเคราะห์ นําเสนอข้อมูล และการเขียนรายงานการทดลองที่ถูกต้อง โดยการ ทําปฏิบัติการเคมีต้องคํานึงถึงวิธีการทางวิทยาศาสตร์ ทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ จิตวิทยาศาสตร์ และจริยธรรมทางวิทยาศาสตร์

❤ ศึกษาข้อมูลเพิ่มเติมได้จาก: เคมี ม.4

❤ ศึกษาข้อมูลเพิ่มเติมได้จาก: ความปลอดภัยเเละทักษะในปฏิบัติการเคมี