บทที่ 1 ความปลอดภัยและทักษะในปฏิบัติการเคมี ♥

บทที่ 1

ความปลอดภัยและทักษะในปฏิบัติการเคมี

1.1 ความปลอดภัยในการทำงานกับสารเคมี

      1.1.1 ประเภทของสารเคมี

สารเคมีหลากหลายประเภท แต่ละประเภทมีคุณสมบัติที่แตกต่างกัน จึงจำเป็นต้องมีฉลากที่มีข้อมูลเกี่ยวกับความเป็นอันตรายของสารเคมีเพื่อความปลอดภัยในการจัดเก็บ การนำไปใช้ และการกำจัด โดยฉลากของสารเคมีที่ใช้ควรมีข้อมูล ดังนี้

1. ชื่อผลิตภัณฑ์ 
2. รูปสัญลักษณ์ แสดงความเป็นอันตรายของผลิตภัณฑ์ 
3. คำเตือน ข้อมูลความเป็นอันตราย และข้อควรระวัง
4. ข้อมูลของบริษัทผู้ผลิต 

ตัวอย่างฉลาก

     บนฉลากบรรจุภัณฑ์จะมีสัญลักษณ์บอกความเป็นอันตรายได้อย่างชัดเจน โดยในที่นี้จะกล่าวถึง 2 ระบบสัญลักษณ์ที่มีการใช้กันอย่างแพร่หลายคือ Globally Harmonized System of Classification and Labelling of Chemicals (GHS) ซึ่งเป็นระบบที่ใช้สากล

ตัวอย่างสัญลักษณ์ในระบบ GHS

และ National Fire Protection Association Hazard Identificaion System (NFPA) เป็นระบบที่ใช้ในU.S.A ซึ่งสัญลักษณ์ทั้งสองระบบสามารถพบเห็นได้ทั่วไปบนบรรจุภัณฑ์สารเคมี

ตัวอย่างสัญลักษณ์NFPA ของก๊าซLPG

ตัวอย่างสัญลักษณ์ NFPA ระดับความเป็นอันตรายของช่องสีต่างๆ

     นอกจากฉลากและสัญลักษณ์แทนความเป็นอันตรายต่างๆ ที่ปรากฏบนบรรจุภัณฑ์ของสารเคมีแล้ว ยังต้องมีเอกสารความปลอดภัย (safety data sheet, SDS) ซึ่งมีข้อมูลเกี่ยวกับความปลอดภัยในการใช้สารเคมีอย่างละเอียด เช่น สมบัติและองค์ประกอบ ข้อแนะนำการปฐมพยาบาลเบื้องต้น

ตัวอย่างเอกสารความปลอดภัย (SDS)

     1.1.2 ข้อควรปฏิบัติในการทำปฏิบัติการเคมี

ก่อนทำปฏิบัติการ

 1) ศึกษาขั้นตอนปฏิบัติการให้เข้าใจ วางแผนการทดลอง หากมีข้อสงสัยถามครูผู้สอนก่อนทำการทดลอง

2) ศึกษาข้อมูลสารเคมีที่ใช้ในการทดลอง การใช้เครื่องมือ อุปกรณ์

3) แต่งกายให้เหมาะสม เช่น สวมกางเกงหรือกระโปรงยาว รองเท้ามิดชิดส้นเตี้ย รวบผมให้เรียบร้อย หลีดเลี่ยงการใส่เครื่องประดับและคอนแทคเลนส์

ขณะทำปฏิบัติการ

1) ข้อปฏิบัติทั่วไป

     1.1 สวมแว่นตานิรภัย สวมเสื้อคลุมปฏิบัติการที่ติดกระดุมทุกเม็ด ควรสวมถุงมือเมื่อต้องใช้สารกัดกร่อนหรือสารที่มีอันตราย ควรสวมผ้าปิดปาดเมื่อต้องใช้สารเคมีที่มีไอระเหย และทำปฏิบัติการในที่ซึ่งมีอากาศถ่ายเทหรือตู้ดูดควัน

ตัวอย่างการแต่งกายในขณะทำปฏิบัติการ

     1.2 ห้ามรับประทานอาหาร เครื่องดื่ม หรือกิจกรรมอื่นๆที่ไม่เกี่ยวข้อง

     1.3 ไม่ทำการทดลองเพียงลำพังคนเดียว เพราะเมื่อเกิดอุบัติเหตุขึ้นจะไม่มีใครทราบ และไม่อาจช่วยได้ทัน หากเกิดอุบัติเหตุควรแจ้งให้ครูผู้สอนทราบทันที

     1.4 ไม่เล่นหรือรบกวนผู้อื่นในขณะที่ทำปฏิบัติการ

     1.5 ปฏิบัติตามขึ้นตออนและวิธีการทดลองอย่างเคร่งครัด ไม่ทำสิ่งที่อยู่เหนือที่รับมอบหมาย ไม่เคลื่อนย้ายสารเคมี เครื่องมือ และอุปกรณ์ หากไม่ได้รับอนุญาต

     1.6 ไม่ปล่อยให้อุปกรณ์ให้ความร้อน เช่น ตะเกียงแอลกอฮอล์ เตาแผ่นให้ความร้อน ทำงานโดยไม่มีคนดูแล หลังจากใช้งานให้ดับตะเกียงหรือปิดเครื่องและถอดปลั๊กไฟออกทันที รอให้อุปกรณ์ให้เย็นก่อนจัดเก็บ ระวังไม่ให้สายไฟพาดบนอุปกรณ์

2) ข้อปฏิบัติในการใช้สารเคมี

     2.1 อ่านชื่อบนสลากให้แน่ใจก่อนนำสารไปใช้

     2.2 การเคลื่อนย้าย การแบ่ง และการถ่ายเทสารเคมีต้องทำด้วยความระมัดระวัง และควรใช้อุปกรณ์ เช่น ช้อนตักสารและบีกเกอร์ที่แห้งสะอาด การเทของเหลวจากขวดบรรจุให้เทฝั่งตรงข้ามด้านที่มีฉลาก เพื่อป้องกันความเสียหายของฉลาก จากการสัมผัสสารเคมี

     2.3 การทำปฏิกิริยาในหลอดทดลอง ให้หันปากหลอดออกจากตัวเองและผู้อื่นเสมอ

     2.4 ห้ามชิมหรือสูดดมสารโดยตรง ถ้าจำเป็นต้องทดสอบกลิ่นให้ใช้มือโบกให้ไอของสารเข้าจมูกเพียงเล็กน้อย

     2.5 การเจือจางกรด ห้ามเทน้ำลงกรด แต่เทกรดลงน้ำ เพื่อที่น้ำปริมาณมากจะช่วยถ่ายเทความร้อนที่เกิดจากการละลาย

     2.6 ไม่เทสารเคมีที่เหลือกลับเข้าขวดอย่างเด็ดขาด ให้เทใส่ภาชนะที่เตรียมไว้

     2.7 เมื่อสารเคมีหกปริมาณน้อยให้กวาดหรือเช็ด แล้วทิ้งลงในภาชนะสำหรับทิ้งสารที่เตรียมไว้ในห้องปฏิบัติการ หากหกในปริมาณมากให้แจ้งครูผู้สอน

หลังทำปฏิบัติการ

1) ทำความสะอากโต๊ะ อุปกรณ์ เครื่องแก้ว แล้ววางหรือเก็บในบริเวณที่เตรียมไว้ให้

2) ก่อนออกจากห้องให้ถอดอุปกรณ์ป้องกันอันตราย เช่น เสื้อคลุมปฏิบัตการ แว่นตานิรภัย ถุงมือ

     1.1.3 การกำจัดสารเคมี

     1. สารเคมีที่เป็นของเหลวไม่อันตรายที่ละลายน้ำได้ และมี pH เป็นกลาง ปริมาณไม่เกิน 1 ลิตร สามารถเทลงอ่างน้ำและเปิดน้ำตามมากๆได้

     2. สารละลายเข้มข้นบางชนิด เช่น กรดไฮโดรคลอริก โซเดียมไฮดรอกไซด์ ไม่ควรทิ้งลงอ่างทันที ควรเจือจางก่อนเทลงอ่างน้ำ ถ้ามีปริมาณมากต้องทำให้เป็นกลางก่อน

     3. สารเคมีของแข็งไม่อันตราย ปริมาณไม่เกิน 1 กิโลกรัม สามารถเทใส่ภาชนะที่ปิดมิดชิด พร้อมทั้งติดฉลากชื่อสารให้ชัดเจน ก่อนทิ้งในที่ซึ่งจัดเตรียมไว้

     4. สารไวไฟ ตัวทำละลายที่ไม่ละลายน้ำ สารประกอบของโลหะเป็นพิษ หรือสารที่ทำปฏิกิริยากับน้ำ ห้ามทิ้งลงอ่างน้ำ ให้ทิ้งไว้ในภาชนะที่ทางห้องปฏิบัติการเตรียมไว้ให้

1.2 อุบัติเหตุจากสารเคมี

     การปฐมพยาบาลเมื่อร่างกายสัมผัสสารเคมี

     1. ถอดเสื้อผ้าบริเวณที่เปื้อนออก และซับสารเคมีออกจากร่างกายให้ได้มากที่สุด

     2. กรณีสารเคมีที่ละลายน้ำได้ เช่น กรดหรือเบส ให้ล้างบริเวณที่สัมผัสสารเคมีโดยเปิดน้ำไหลผ่านปริมาณมาก

     3. กรณีสารเคมีที่ไม่ละลายน้ำ (เช่น น้ำมัน) ให้ล้างบริเวณที่สัมผัสด้วยน้ำสบู่

     4. หากทราบว่าสารเคมีที่สัมผัสร่างกายคือสารใด ให้ปฏิบัติในข้อกำหนดตามเอกสารความปลอดภัยของสารเคมี

กรณีสัมผัสสารเคมีในปริมาณมากหรือมีความเข้มข้นสูง

ให้ปฐมพยาบาลเบื้องต้นแล้วนำส่งแพทย์

     การปฐมพยาบาลเมื่อสารเคมีเข้าตา

     ตะแคงศีรษะให้ตาด้านที่สัมผัสสารอยู่ด้านล่าง ล้างตาโดยการเปิดน้ำเบาๆไหลผ่านดั้งให้น้ำไหลผ่านตาข้างที่สัมผัสกับสาร พยายามลืมตาและกรอกตาในน้ำอย่างน้อย 10 นาทีหรือจนกว่าจะแน่ใจว่าชะล้างสารออกหมดแล้ว

     การปฐมพยาบาลเมื่อสูดดมแก๊สพิษ

     1. เมื่อเกิดแก๊สพิษ ต้องรีบออกจากบริเวณนั้นไปยังที่ที่มีอากาศถ่ายเทสะดวกทันที

     2. หากมีผู้สูดดมแก๊สพิษจนหมดสติหรือไม่สามารถช่วยตนเองได้ ต้องรีบเคลื่อนย้ายออกจากบริเวณนั้นทันที

     3. ปลดเสื้อผ้าให้หายใจสะดวกขึ้น หากหมดสติให้จับนอนคว่ำหรือนอนตะแคงหน้าไปด้านใดด้านหนึ่ง เพื่อป้องกันโคนลิ้นกีดขวางทางเดินหายใจ

การปฐมพยาบาลเมื่อโดนความร้อน

     แช่น้ำเย็นหรือปิดแผลด้วยผ้าชุบน้ำ จนกว่าจะหายปวดแสบปวดร้อน และทายาขี้ผึ้งสำหรับไฟไหม้และน้ำร้อนลวก ถ้าเกิดบาดแผลใหญ่ให้นำส่งแพทย์

1.3 การวัดปริมาณสาร

     ในปฏิบัติการเคมีจำเป็นต้องมีการชั่ง ตวง และวัดปริมาณสารซึ่งการชั่ง ตวง วัดมีความคลาดเคลื่อนที่เกิดจากอุปกรณ์ที่ใช้หรือผู้ทำปฏิบัติการที่จะส่งผลให้ผลการทดลองที่ได้มีความมากกว่าหรือน้อยกว่าค่าจริง ความน่าเชื่อถือของข้อมูลสามารถพิจารณาได้ 2 ส่วนด้วยกันคือ ความเที่ยง (precision) และความแม่น (accuracy) ของข้อมูลโดยความเที่ยงคือ ความใกล้เคียงของข้าวที่ได้จากการวัดส่วนความแม่นคือความใกล้เคียงของค่าเฉลี่ยจากการวัดซ้ำเทียบกับค่าจริง

อุปกรณ์วัดปริมาตร

     อุปกรณ์วัดปริมาณสารเคมีที่เป็นของเหลวที่ใช้ในห้องปฏิบัติการทางวิทยาศาสตร์มีหลายชนิด แต่ละชนิดมีขีดและตัวเลขแสดงปริมาตรที่ได้จากการตรวจสอบมาตรฐานและกำหนดความคลาดเคลื่อนที่ยอมรับได้บางชนิดมีความคลาดเคลื่อนน้อย บางชนิดมีความคาดเคลื่อนมาก ปริมาตรและระดับความหน้าที่ต้องการอุปกรณ์วัดปริมาตรบางชนิดที่นักเรียนได้ใช้ในงานในการทำปฏิบัติการทางวิทยาศาสตร์ที่ผ่านมา เช่นบีกเกอร์ ขวดรูปกรวยกระบอกตวงเป็นอุปกรณ์ที่ไม่สามารถบอกปริมาตรได้แม่นมากพอสำหรับการทดลองในการปฏิบัติการบางการปฏิบัติการ

      บีกเกอร์ (beaker) มีลักษณะเป็นทรงกระบอกปากกว้าง มีขีดบอกปริมาตรในระดับมิลลิลิตร มี หลายขนาด

ขวดรูปกรวย (erlenmeyer flask) มีลักษณะคล้ายขนชมพู่มีขีดบอกปริมาตรในระดับมิลลิลิตร มีหลายขนาด มีหลายขนาด

กระบอกตวง (measuring cylinder) มีลักษณะเป็นทรงกระบอกมีขีดบอกปริมาตรในระดับ มิลลิลิตร มีหลายขนาด

นอกจากนี้ยังมีอุปกรณ์ที่สามารถวัดปริมาตรของของเหลวได้มากกว่าอุปกรณ์ ข้างต้น เช่น

ปิเปตต์ (pipette) เป็นอุปกรณ์วัดปริมาตรที่มีความแม่นยำสูง ใช้สำหรับถ่ายเทของเหลว มี 2 แบบแบบปริมาตรที่มีกระเปาะตรงกลางมีขีดบอกปริมาตร เพียงค่ายเดียวและแบบใช้ตวงมีขีดบอกปริมาตรหลายค่า

บิวเรตต์ (burette) เป็นอุปกรณ์สำหรับถ่ายเทของเหลวในปริมาตรต่างๆตามต้องการ มีลักษณะเป็นทรงกระบอกที่มีขีดบอกปริมาตรและมีอุปกรณ์ควบคุมการไหลของของเหลวที่เรียกว่า ก๊อกปิดเปิด (stop cock)

ขวดกำหนดปริมาตร (volumetric flask) เป็นอุปกรณ์สำหรับวัดปริมาตรของของเหลวที่บรรจุอยู่ภายในใช้สำหรับเตรียมสารละลายที่ต้องการความเข้มข้นแน่นอนมีขีดบอกปริมาตรเพียงขีดเดียวมีจุกปิดสนิทขวดกำหนดปริมาตรมีหลายขนาด

**การใช้อุปกรณ์วัดปริมาตรเหล่านี้ให้ได้ค่าที่น่าเชื่อถือ จะต้องมีการอ่านปริมาตรของของเหลวให้ถูกวิธี โดยต้องให้สายตาอยู่ระดับเดียวกันกับระดับส่วนโค้งของของเหลว ให้อ่านปริมาตรที่จุดสูงสุดของส่วนโค้งนั้น อ่านตามขีดบอกปริมาตรและประมาณค่าทศนิยมตําแหน่ง การบันทึกค่าปริมาตรให้บันทึกตามขนาดและความละเอียดของอุปกรณ์

อุปกรณ์วัดมวล

     เครื่องชั่งเป็นอุปกรณ์ที่ใช้สำหรับวัดมวลทั้งที่เป็นของแข็งและของเหลวความน่าเชื่อถือของค่าวัดมวลที่ได้ขึ้นอยู่กับความละเอียดของเครื่องชั่งและวิธีการใช้เครื่องชั่ง เครื่องชั่งมี 2 แบบแบบเครื่องชั่งสามคาน (triple beam) และเครื่องชั่งไฟฟ้า (electronic balance)

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 ทุกตัวนับเป็นนัย  สำคัญ

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
     การระบุหน่วยของการวัดปริมาตรต่างๆ ในชีวิตประจำวันไม่ว่าจะเป็นความยาวมวลอุณหภูมิอาจแตกต่างกันแต่ละประเทศ และในบางกรณี นำไปสู่ความเข้าใจผิดที่ทำให้เกิดความเสียหายดังนั้นเพื่อให้การสื่อสารข้อมูลของการวัดเป็นการเข้าใจตรงกันมากขึ้นจึงมีการตกลงร่วมกันให้มีหน่วยมาตรฐานสากลขึ้น
หน่วยในระบบ SI

หน่วยอนุพันธ์

หน่วยนอกระบบSI

แฟกเตอร์เปลี่ยนหน่วย

      เป็นอัตราส่วนระหว่างหน่วยที่แตกต่างกันสองหน่วยที่มีปริมาณเท่ากัน

วิธีการเทียบหน่วย ทำได้โดยการคูณปริมาณในหน่วยเริ่มต้นด้วยแฟกเตอร์เปลี่ยนหน่วยที่มีหน่วยที่ต้องการอยู่ด้านบนตามสมการ

    ปริมาณและหน่วยที่ต้องการ = ปริมาณและหน่วยเริ่มต้น * หน่วยที่ต้องการ / หน่วยเริ่มต้น