บทที่ 1 ความปลอดภัยและทักษะในการปฎิบัติการเคมี

1.1 ความปลอดภัยในการทำงานกับสารเคมี

1.1.1 ประเภทของสารเคมี  

สารเคมีหลายประเภท แต่ละประเภทมีสมบัติที่แตกต่างกัน จึงจำเป็นต้องมีฉลากที่มีข้อมูลเกี่ยวกับความเป็นอันตรายของสารเคมีเพื่อความปลอดภัยในการจัดเก็บ การนำไปใช้ และการกำจัด โดยฉลากของสารเคมีที่ใช้ควรมีข้อมูล ดังนี้
1. ชื่อผลิตภัณฑ์ 

2. รูปสัญลักษณ์ แสดงความเป็นอันตรายของผลิตภัณฑ์

3. คำเตือน ข้อมูลความเป็นอันตราย และข้อควรระวัง

4. ข้อมูลของบริษัทผู้ผลิต 

สัญลักษณ์แสดงความเป็นอันตรายมีหลายระบบ ในที่นี้จะกล่าวถึง 2 ระบบคือ 

GHS (เป็นระบบที่ใช้ในสากล) 

NFPA (เป็นระบบที่ใช้ในสหรัฐอเมริกา)

สัญลักษณ์แสดงความเป็นอันตรายในระบบ NFPA จะใช้สีแทนความเป็นอันตรายได้ด้านต่าง ๆ ได้แก่ สีแดงแหนความไวไฟ สีน้ำเงินเทนความเป็นอันตรายต่อสุขภาพ สีเหลืองแทนความว่องไวในการเกิดปฏิกิริยาเคมีโดยใส่ตัวเลข 0 ถึง 4 เพื่อระบุระดับความเป็นอันตรายจากน้อยไปหามาก

  นอกจากฉลากและสัญลักษณ์แสดงความเป็นอันตรายต่างๆ ที่ปรากฏบนบรรจุภัณฑ์ของสารเคมีแล้ว สารเคมีทุกชนิดยังต้องมีเอกสารความปลอดภัย ซึ่งมีข้อมูลเกี่ยวกับความปลอดภัยในการใช้สารเคมีอย่างละเอียด เช่น สมบัติและองค์ประกอบของสารเคมี ความเป็นอันตราย การปฐมพยาบาลเบื้องต้น

1.1.2 ข้อควรปฏิบัติในการทำปฏิบัติการเคมี

     ก่อนทำปฏิบัติการ

     1) ศึกษาขั้นตอนหรือวิธีการทำปฏิบัติการให้เข้าใจ วางแผนการทดลอง หากมีข้อสงสัยต้องสอบถามครูผู้สอนก่อนที่จะทำการทดลอง

     2) ศึกษาข้อมูลของสารเคมีที่ใช้ในการทดลอง เทคนิคการใช้เครื่องมือ วัสดุอุปกรณ์ ตลอดจนวิธีการทดลองที่ถูกต้องและปลอดภัย

     3) แต่งกายให้เหมาะสม เช่น สวมกางเกงหรือกระโปรงยาว สวมรองเท้ามิดชิดส้นเตี้ย คนที่มีผมยาวควรรวบผมให้เรียบร้อย หลีกเลี่ยงการสวมใส่เครื่องประดับและคอนแทคเลนส์

     ขณะทำปฏิบัติการ

     1) ข้อปฏิบัติโดยทั่วไป

         1.1 สวมแว่นตานิรภัย สวมเสื้อคลุมปฏิบัติการ สวมถุงมือเมื่อต้องใช้สารเคมี สวมหน้ากากที่ต้องใช้สารเคมีที่มีไอระเหย

          1.2 ห้ามรับประทานอาหารและเครื่องดื่ม หรือกิจกรรมอื่นๆ ในขณะที่ปฏิบัติการ

          1.3 ไม่ทำการทดลองในห้องปฏิบัติการเพียงลำพัง

          1.4 ไม่เล่นหรือรบกวนผู้อื่นในขณะทำการปฏิบัติการ

          1.5 ปฏิบัติตามขั้นตอนและวิธีอย่างเคร่งครัด

          1.6 ไม่ปล่อยให้อุปกรณ์ให้ความร้อน

     2) ข้อปฏิบัติในการใช้สารเคมี

          2.1 อ่านชื่อสารเคมีบนฉลากให้แน่ใจก่อนนำสารเคมีไปใช้

          2.2 การเคลื่อนย้าย การแบ่ง และการถ่ายเทสารต้องทำด้วยความระมัดระวัง

          2.3 การทำปฏิกิริยาของสารในหลอดทดลอง ต้องห้ามหันปากหลอดทดลองออกจากตัวเองและผู้อื่นเสมอ

          2.4 ห้ามชิมหรือสูดดมสารเคมีโดยตรง ถ้าจำเป็นต้องทดสอบกลิ่นให้ใช้มือโบกให้ไอของสารเข้าจมูกเพียงเล็กน้อย

          2.5 การเจือจางกรด ห้ามเทน้ำลงกรดแต่ให้เทกรดลงน้ำ เพื่อให้น้ำปริมาณมากช่วยถ่ายเทความร้อนที่เกิดจากการละลาย

          2.6 ไม่เทสารเคมีที่เหลือจากการเทหรือตักออกจากขวดสารเคมีแล้วกลับเข้าขวดอย่างเด็ดขาด ให้เทใส่ภาชนะทิ้งสารที่จัดเตรียมไว้

          2.7 เมื่อสารเคมีหกในปริมาณเล็กน้อยให้กวาดหรือเช็ด แล้วทิ้งลงในภาชนะสำหรับทิ้งสาร หากหกในปริมาณมากควรแจ้งครูผู้สอน

     หลังทำปฏิบัติการ

     1) ทำความสะอาดอุปกรณ์ เครื่องแก้ว และวางหรือเก็บในบริเวณที่จัดเตรียมไว้ให้ รวมทั้งทำความสะอาดโต๊ะทำปฏิบัติการ

     2) ก่อนออกจากห้องปฏิบัติการให้ถอดอุปกรณ์ป้องกันอันตราย เช่น เสื้อคลุมปฏิบัติการ แว่นตา นิรภัย ถุงมือ

1.1.3 การกำจัดสารเคมี

     1) สารเคมีที่เป็นของเหลวไม่อันตรายที่ละลายน้ำได้และมีpHเป็นกลาง ปริมาณไม่เกิน 1 ลิตร สามารถเทลงอ่างน้ำและเปิดน้ำตามมากๆได้

     2) สารละลายเข้มข้นบางชนิด เช่น กรดไฮโดรคลอริก โซเดียมไฮดรอกไซต์ ไม่ควรทิ้งลงอ่างน้ำหรือท่อน้ำทันที ควรเจือจางก่อนเทลงอ่างน้ำ ถ้ามีปริมาณมากต้องทำเป็นกลางก่อน

     3) สารเคมีที่เป็นของแข็งไม่อันตราย ปริมาณไม่เกิน 1 กิโลกรัม สามารถใส่ในภาชนะที่ปิดมิดชิดพร้อมทั้งติดฉลากชื่อให้ชัดเจน ก่อนทิ้งในที่ซึ่งจัดเตรียมไว้

     4) สารไวไฟ ตัวทำละลายที่ไม่ละลายน้ำ สารประกอบของโลหะเป็นพิษ หรือสารที่ทำปฏิกิริยากับน้ำ ห้ามทิ้งลงอ่างน้ำ ให้ทิ้งไว้ในภาชนะที่ทางห้องปฏิบัติการจัดเตรียมไว้ให้

1.2 อุบัติเหตุจากสารเคมี

     การปฐมพยาบาลเบื้องต้นจากอุบัติเหตุจากการใช้สารเคมี มีข้อปฏิบัติดังนี้

การปฐมพยาบาลเมื่อร่างกายสัมผัสสารเคมี

     1. ถอดเสื้อผ้าบริเวณที่เปื้อนสารเคมีออก และซับสารเคมีออกจากร่างกายให้มากที่สุด

     2. กรณีเปื้อนสารเคมีที่ละลายน้ำได้ เช่น กรดหรือเบส ให้ล้างบริเวณที่สัมผัสสารเคมีด้วยการ

เปิดน้ำไหลผ่านปริมาณมาก

     3. กรณีเป็นสารเคมีที่ไม่ละลายน้ำ ให้ล้างบริเวณที่สัมผัสสารเคมีด้วยน้ำสบู่

     4. หากทราบว่าสารเคมีที่สัมผัสร่างกายคือสารใด ให้ปฏิบัติตามข้อกำหนดในเอกสารความปลอดภัยของสารเคมี กรณีที่ร่างกายสัมผัสสารเคมีในปริมาณมากหรือมีความเข้มข้นสูง ให้ปฐมพยาบาลเบื้องต้นแล้วนำส่งแพทย์

การปฐมพยาบาลเมื่อสารเคมีเข้าตา

     ตะแคงศีรษะโดยให้ตาด้านที่สัมผัสสารเคมีอยู่ด้านล่าง ล่างตาโดยการเปิดน้ำเบาๆ ไหลผ่านดั้งจมูกให้น้ำไหลผ่านตาข้างที่โดนสารเคมี พยายามลืมตาและกรอกตาในน้ำอย่างน้อย 10 นาที หรือจนกว่าแน่ใจว่าชะล้างสารออกหมดแล้ว ระวังไม่ให้น้ำเข้าตาอีกข้างหนึ่ง แล้วนำส่งแพทย์ทันที

การปฐมพยาบาลเมื่อสูดดมแก็สพิษ

     1. เมื่อมีแก็สพิษเกิดขึ้น ต้องรีบออกจากบริเวณนั้นและไปบริเวณที่มีอากาศถ่ายเทสะดวกทันที

     2. หากมีผู้ที่สูดดมแก็สพิษจนหมดสติหรือไม่สามารถช่วยเหลือตนเองได้ ต้องรีบเคลื่อนย้ายออกจากบริเวณนั้นทันที โดยที่ผู้ช่วยเหลือต้องสวมอุปกรณ์ป้องกันที่เหมาะสม เช่น หน้ากากป้องกันแก็สพิษ ผ้าปิดปาก

     3. ปลดเสื้อผ้าเพื่อให้ผู้ประสบอุบัติเหตุหายใจได้สะดวกขึ้น หากหมดสติให้จับนอนคว่ำและตะแคงหน้าไปด้านใดด้านหนึ่ง เพื่อป้องกันโคนลิ้นกีดขวางทางเดินหายใจ

     4. สังเกตการเต้นของหัวใจและการหายใจ หากว่าหัวใจหยุดเต้นและหยุดหายใจให้นวดหัวใจและผายปอดโดยผู้ที่ผ่านการฝึก แต่ไม่ควรใช้วิธีเป่า แล้วนำส่งแพทย์ทันที

การปฐมพยาบาลเมื่อโดนความร้อน

     แช่น้ำเย็นหรือปิดแผลด้วยผ้าชุบน้ำจนหายปวดแสบปวดร้อน แล้วทายาขี้ผึ้งสำหรับไฟไหม้และน้ำร้อนลวก หากเกิดบาดแผลใหญ่ให้นำส่งแพทย์กรณีที่สารเคมีเข้าปากให้ปฏิบัติตามคำแนะนำตามเอกสารความปลอดภัย

1.3 การวัดปริมาณสาร

ความน่าเชื่อถือของข้อมูล สามารถพิจารณาได้จาก 2 ส่วนด้วยกัน คือ ความเที่ยง

และ ความแม่นของข้อมูล โดยความเที่ยง คือ ความใกล้เคียงกันของ ค่าที่ได้จากการวัดซ้ำ ส่วนความแม่น คือ ความใกล้เคียงของค่าเฉลี่ยจากการวัดซ้ำเทียบกับค่าจริง

1.3.1 อุปกรณ์วัดปริมาตร      

บีกเกอร์ (beaker) มีลักษณะเป็นทรงกระบอกปากกว้าง มีขีดบอกปริมาตรในระดับมิลลิลิตร มีหลายขนาด

ขวดรูปกรวย (erlenmeyer flask) มีลักษณะคล้ายผลชมพู่ มีขีดบอกปริมาตรในระดับมิลลิลิตร มีหลายขนาด

กระบอกตวง (measuring cylinder) มีลักษณะเป็นทรงกระบอก มีขีดบอกปริมาตรในระดับมิลลิลิตร มีหลายขนาด

ปิเปตต์ เป็นอุปกรณ์วัดปริมาตรที่มีความแม่นสูง ซึ่งใช้สำหรับถ่ายเทของเหลว ปิเปตต์ที่ใช้กันทั่วไปมี 2 แบบ คือ แบบปริมาตรซึ่งมีกระเปาะตรงกลาง มีขีดบอกปริมาตรเพียงค่าเดียว และแบบใช้ตวง มีขีดบอกปริมาตรหลายค่า

บิวเรตต์ (burette) เป็นอุปกรณ์สำหรับถ่ายเทของเหลวในปริมาตรต่าง ๆ ตามต้องการ มีลักษณะเป็นทรงกระบอกยาวที่มีขีดบอกปริมาตร และมีอุปกรณ์ควบคุมการไหลของของเหลวที่เรียกว่า ก็อกปิดเปิด (stop cock)

ขวดกำหนดปริมาตร เป็นอุปกรณ์สำหรับวัดปริมาตรของของเหลวที่บรรจุภายใน ใช้สำหรับเตรียมสารละลายที่ต้องการความเข้มข้นแน่นอน มีขีดบอกปริมาตรเพียงขีดเดียวมีจุกปิดสนิท ขวดกำหนดปริมาตรมีหลายขนาด

1.3.2 อุปกรณ์วัดมวล

     เครื่องชั่ง เป็นอุปกรณ์สำหรับวัดมวลของสารทั้งที่เป็นของแข็งและของเหลว ความน่าเชื่อถืVของค่ามวลที่วัดได้ขึ้นอยู่กับความละเอียดของเครื่องชั่งและวิธีการใช้เครื่องชั่ง เครื่องชั่งที่ใช้ในห้องปฏิบัติการเคมีโดยทั่วไปมี 2 แบบ คือ เครื่องชั่งแบบสามคาน (triple beam) และเครื่องชั่งไฟฟ้า (electronic balance) ซึ่งมีส่วนประกอบหลัก

1.3.3 เลขนัยสำคัญ

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

1.4.1 หน่วยในระบบเอสไอ

ระบบหน่วยวัดระหว่างประเทศ หรือ ระบบเอสไอ เป็นระบบการวัดที่ปรับปรุงมาจากระบบเมตริก โดยเน้นการสร้างมาจากหน่วยฐานทั้งเจ็ดหน่วยและใช้ระบบเลขฐานสิบ ซึ่งถือว่าเป็นระบบการวัดที่ใช้แพร่หลายที่สุดในโลกทั้งในชีวิตประจำวันและทางวิทยาศาสตร์

1.4.2 แฟกเตอร์เปลี่ยนหน่วย

แฟกเตอร์เปลี่ยนหน่วย (conversion factors) เป็นอัตราส่วนระหว่างหน่วยที่แตกต่างกัน 2 หน่วย ที่มีปริมาณเท่ากัน 

วิธีการเทียบหน่วย

วิธีการเทียบหน่วย (factor label method) ทำได้โดยการคูณปริมาณในหน่วยเริ่มต้นด้วยแฟกเตอร์เปลี่ยนหน่วยที่มีหน่วยที่ต้องการอยู่ด้านบน ตามสมการ

ปริมาณและหน่วยที่ต้องการ = ปริมาณและหน่วยเริ่มต้น× หน่วยที่ต้องการ/หน่วยเริ่มต้น

1.5 วิธีการทางวิทยาศาสตร์

     วิธีการทางวิทยาศาสตร์ (scientific method) เป็นกระบวนการศึกษาหาความรู้ทางวิทยาศาสตร์ที่มีแบบแผนขั้นตอน โดยภาพรวมสามารถทำได้ดังนี้

1. การสังเกต เป็นจุดเริ่มต้นของการได้ข้อมูลเกี่ยวกับสิ่งที่ต้องการศึกษา โดยอาศัยประสาทสัมผัสทั้ง 5 คือ การมองเห็น การฟังเสียง การได้กลิ่น การรับรส และการสัมผัส
2. การตั้งสมมติฐาน เป็นการคาดคะเนคำตอบของคำถามหรือปัญหา
3. การตรวจสอบสมมติฐาน เป็นกระบวนการหาคำตอบของสมมติฐาน โดยมีการออกแบบให้มีการควบคุมปัจจัยต่าง ๆ
4. การรวบรวมข้อมูลและวิเคราะห์ผล เป็นการนำข้อมูลที่ได้ มารวบรวม วิเคราะห์ และอธิบายข้อเท็จจริง
5. การสรุปผล เป็นการสรุปความรู้หรือข้อเท็จจริงที่ได้จากการตรวจสอบสมมติฐาน และมีการเปรียบเทียบกับสมมติฐานที่ตั้งไว้ก่อนหน้า