วิทยาศาสตร์บท 1 เรื่องที่ 2

กระบวนการที่สารเคมีเกิดการเปลี่ยนแปลงส่งผลทำให้เกิดสารใหม่ (product) ที่มีคุณสมบัติเปลี่ยนไปจากสารตั้งต้น (reactant) อาจจะสังเกตได้จากการเกิดฟอง เกิดตะกอน สีของสารละลายที่เปลี่ยนแปลง

ทบทวน

1. จากสมการเคมี ตัวอย่าง C (s) + O₂ (g) CO₂ (g)
ความหมาย สารตั้งต้น คือ ……………………………………………………………………………………………….
สารผลิตภัณฑ์ คือ ……………………………………………………………………………………….

2. จงดุลสมการเคมี
2.1 CS₂(l) + O₂(g) CO₂(g) + SO₂(g)
2.2 FeS(s) + HCl(aq) FeCl₂(aq) + H₂S(g)

1. ปฏิกิริยาการเผาไหม้ของเชื้อเพลิง
1.1 การเผาไหม้สมบูรณ์ (Complete Combustion) จะได้ผลิตภัณฑ์ คือ น้ำและแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์เท่านั้น ไม่มีเขม่าสีดำ เช่น การเผาไหม้ของแก๊สโพรเพน (C₃H₈) สมการคือ C₃H_8(g) + 5O_2(g) 3CO_2(g) + 4H₂O

1.2 การเผาไหม้ไม่สมบูรณ์ (Incomplete Combustion)
จะได้ผลิตภัณฑ์เป็นเขม่า(ผงคาร์บอน) ไอน้ำ แก๊สคาร์บอนมอนอกไซด์ (CO) ซึ่งเป็นพิษต่อการหายใจและอาจมี CO₂ เกิดขึ้นด้วย จึงไม่สามารถเขียนสมการได้ ดังนั้นถ้าพบไอเสียรถยนต์มีเขม่าสีดำ แสดงว่ามีแก๊สพิษ คือ_____________________ ( CO ) เกิดขึ้นด้วย

2. การเกิดสารประกอบออกไซด์
ธาตุโลหะเมื่อสัมผัสกับอากาศหรือเมื่อถูกความร้อนจะทำ ปฏิกิริยากับแก๊สออกซิเจนในอากาศ ได้ผลิตภัณฑ์เป็นสารประกอบออกไซด์

อโลหะ/โลหะ + O₂

สารประกอบออกไซด์

เช่น 4Al_(s) + 3O_2(g)

2Al₂O₃

อลูมิเนียมออกไซด์ เคลือบบนชั้นผิวอลูมิเนียมป้องกันการเกิดปฏิกิริยาอื่นๆได้ดี

3. โลหะหมู่ IA และ IIA ทำปฏิกิริยากับน้ำ
ได้สารละลายเบสและแก๊สไฮโดรเจน

โลหะหมู่ IA เช่น 2Na_(s) + 2H₂O_(l) 2NaOH + H₂

โลหะหมู่ IIA เช่น Ca_(s) + 2H₂O_(l) Ca(OH)_2(aq) + H₂

การเกิดปฏิกิริยาเคมี

NaOH เป็นสารตั้งตนในการผลิตสบู่
Ca(OH)₂ นำไปผลิตปูนซีเมนต์ได้

4. ปฏิกิริยาสะเทิน (Neutralization)
ปฏิกิริยาที่สารละลายกรดทำปฏิกิริยาพอดีกับสารละลายเบสได้เกลือกับน้ำ

กรด + เบส

เกลือ+ น้ำ

H₂SO₄ + Ca(OH)2(aq)

CaSO₄ + 2H₂O_(l)

5. ปฏิกิริยาระหว่างกรดกับโลหะ
จะได้ เกลือ กับ แก๊สไฮโดรเจน

โลหะ + กรด

เกลือ + แก๊สไฮโดรเจน

Mg_(s) + 2HCl

MgCl_2(aq) + H_2(g)

1.เหล็กในขอแมลงต่างๆ เช่น ผึ้ง มด จะมีสมบัติเป็นกรด เมื่อถูกแมลงพวกนี้ต่อย ให้ใช้เบสอ่อน ๆ หรือผงฟูซึ่งมีสมบัติเป็นเบส เช็ดบริเวณที่ถูกแมลงต่อย

2.เมื่อรับประทานอาหารมาก ๆ กรดเกลือในกระเพาะอาหารซึ่งเป็นน้ำย่อยจะหลั่งออกมาก ทำให้เกิดอาการท้องอืด ท้องเฟ้อ สามารถลดความเป็นกรดได้โดยรับประทานยาลดกรดซึ่งมีสมบัติเป็นเบส

6. ปฏิกิริยาระหว่างกรดกับสารประกอบคาร์บอเนต

สารประกอบคาร์บอเนต+สารละลายกรด

CO₂ + H₂O + สารชนิดอื่นๆ

เช่น

CaCO₃(s) + HCl(aq)

CaCl₂(aq)+ H₂O(l) + CO₂(g)

แก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ใช้ทำ น้ำแข็งแห้ง (Dry ice) ใช้ในอุตสาหกรรมห้องเย็น

7. การเกิดสนิมของเหล็ก (Rusting)

เหล็ก + ออกซิเจน + น้ำ

สนิม (ออกไซด์ของเหล็ก)

เช่น

4Fe_(s) + 3O_2(g) + H2O(l)

2Fe₂O3 .2H₂O_(l)

8.กระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง (Photosynthesis)

9. ปฏิกิริยาการเกิดน้ำอัดลม

CO₂ + H₂O

H ₂CO₂

คาร์บอนไดออกไซด์ + น้ำ

กรดคาร์บอนิก

เกิดจากก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ คลอโรฟลูออโรคาร์บอน และมีเทนที่เกิดขึ้นในปริมาณมาก เนื่องจากการกิจกรรมอันหลากหลายของมนุษย์ เมื่อได้รับพลังงานจากดวงอาทิตย์ รังสีอัลตราไวโอเลต (UV) จากดวงอาทิตย์มีพลังงานสูงทะลุผ่านชั้นก๊าซเรือนกระจก เมื่อผิวโลกร้อนขึ้นจะคายพลังงานความร้อนในรูปของรังสีอินฟาเรด ซึ่งมีพลังงานต่ำไม่สามารถทะลุผ่านชั้นก๊าซเรือนกระจกออกไปได้ ทำให้อุณหภูมิของโลกสูงขึ้น ส่วนใหญ่ก๊าซที่ทำให้เกิดชั้นเรือนกระจก ได้แก่ ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (CO₂)

ปริมาณก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่เพิ่มขึ้นเกิดจากกิจกรรมต่าง ๆ ดังนี้
          1. โรงงานอุตสาหกรรม
          2. การเผาไหม้เชื้อเพลิงจากยานพาหนะ
          3. การตัดไม้ทำลายป่า การเผาป่า

แนวทางในการป้องกัน

          1. ควบคุมเครื่องยนต์ในยานพาหนะให้มีสภาพดี และเลือกใช้น้ำมันเชื้อเพลิงคุณภาพดี ลดปริมาณการใช้เชื้อเพลิงฟอสซิล
          2. แก้ไขปัญหาจราจรหนาแน่น
          3. ปฏิบัติตามกฎหมายเกี่ยวกับเรื่องควบคุมปริมาณควันไอเสียของโรงงาน และยานพาหนะสู่บรรยากาศ
          4. ไม่ตัดไม้ทำลายป่า เผาป่า และเผาฟางข้าวในนา
          5. กำจัดขยะให้ถูกวิธี หลีกเลี่ยงการเผาขยะ

ก๊าซโอโซน ถูกทำลาย การที่ก๊าซโอโซนถูกทำลายทำให้บรรยากาศของโลกมีอุณหภูมิสูงขึ้น
สาเหตุ เกิดจากก๊าซคลอโรฟลูออโรคาร์บอน (CFC) ที่มนุษย์สังเคราะห์ขึ้นใช้ในการผลิตทางอุตสาหกรรม เช่น เครื่องทำความเย็นทั้งหลาย ใช้ในการผลิตโฟม สารขับดันในกระป๋องสเปรย์ เป็นต้น โดยไปทำลายโอโซน (O₃) ที่ช่วยดูดกลืนรังสีอัลตราไวโอเลตซึ่งเป็นรังสีที่มองไม่เห็น

        ผลกระทบ เกิดรูโหว่ของบรรยากาศชั้นโอโซน ทำให้รังสีอัลตราไวโอเลตผ่านบรรยากาศของโลกได้มากขึ้น ซึ่งเป็นอันตรายต่อมนุษย์ ถ้ามนุษย์ได้รับรังสีอัลตราไวโอเลตมากเกินไปจะทำให้เกิดโรคมะเร็งผิวหนัง ต้อกระจก ทำลายสิ่งมีชีวิตขนาดเล็ก ผลผลิตลดลง สารพันธุกรรมและเนื้อเยื่อถูกทำลาย เป็นต้น
แนวทางในการป้องกัน
        1. ใช้ก๊าซมีเทนและก๊าซเพนเทนในการผลิตโฟมแทนก๊าซคลอโรฟลูออโรคาร์บอน
        2. เปลี่ยนสารขับดันในกระป๋องสเปรย์จากก๊าซคลอฟลูออโรคาร์บอนเป็นน้ำหรือสาร

          ฝนกรด เกิดจากน้ำฝนในธรรมชาติเป็นตัวทำละลายก๊าซซัลเฟอร์ไออกไซด์ (SO2) และก๊าซไนโตรเจนไดออกไซด์ (NO2) เกิดเป็นสารละลายที่มีสมบัติเป็นกรด
          สิ่งที่ทำให้เกิดปฏิกิริยาระหว่างซัลเฟอร์ไดออกไซด์และไนโตรเจนไดออกไซด์ เช่น เกิดจากการระเบิดภูเขา การเผาไหม้ที่ไม่สมบูรณ์ การเผาไหม้ถ่านหิน เชื้อเพลิงที่มีกำมะถัน ฟ้าแลบฟ้าผ่า เป็นต้น
          ผลกระทบ ฝนกรดจะเกิดอันตรายต่อระบบทางเดินหายใจและเนื้อเยื่อต่าง ๆ ของร่างกาย ทำให้พืชเจริญเติบโตช้า ถ้าเกิดเป็นปริมาณมากหรือได้รับเป็นเวลานานพืชอาจตายได้ นอกจากนี้สิ่งก่อสร้างที่เป็นโลหะและหินอ่อนจะถูกทำลาย

แนวทางในการป้องกัน
          1. ควบคุมการปล่อยควันจากโรงงานอุตสาหกรรมและโรงไฟฟ้า ให้มีการจำกัดก๊าซซัลเฟอร์ไดออไซด์และก๊าซไนโตรเจนไดออกไซด์ก่อนกำจัดออกสู่บรรยากาศ
          2. ควบคุมเครื่องจักรกลของโรงงานอุตสาหกรรมให้มีการเผาไหม้ที่สมบูรณ์ และเลือกใช้เชื้อเพลิงที่มีคุณภาพ
          3. ใช้พลังงานทดแทนจากธรรมชาติ เช่น พลังงานแสงอาทิตย์ พลังงานน้ำไหลแทนการเผาไหม้เชื้อเพลิงประเภทฟอสซิล เป็นต้น

อันตรายจากการใช้ธาตุกัมมันตรังสี เกิดการรั่วไหลของรังสีที่นำมาใช้ในกิจกรรมต่าง ๆ เช่น โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ ใช้ทางการแพทย์ ทางอุตสาหกรรม ทางการเกษตร เป็นต้น ถ้าไม่ระมัดระวังอาจเกิดการรั่วไหลของรังสีและเกิดเป็นอันตราย เนื่องจากรังสีสามารถทำลายเซลล์ ทำให้เซลล์ตายและอาจสูญเสียอวัยวะหรือชีวิตได้

แนวทางในการป้องกัน
1. ต้องตรวจสอบสภาพของที่เก็บรังสีให้อยู่ในสภาพปลอดภัย
2. ให้ความรู้เกี่ยวกับสัญลักษณ์ของสารกัมมันตรังสี และห้ามไม่ให้บุคคลเข้าใกล้บริเวณที่มีรังสีมาก

          1. ผู้ใช้ควรมีความรู้เกี่ยวกับสมบัติของสารที่จะใช้ วิธีใช้และจัดเก็บรักษา เช่น สารที่เป็นยาฆ่าแมลงหรือสารประเภทสเปรย์ควรเก็บไว้ในที่ห่างไกลจากความร้อน เนื่องจากอาจระเบิดได้ และควรเก็บไว้ในที่ที่เด็กหยิบไม่ถึง
          2. ก่อนใช้สารเคมีทุกชนิดต้องอ่านฉลากเพื่อทำความเข้าใจเกี่ยวกับวิธีใช้สาร
          3. ไม่ควรใช้สารเคมีมากเกินไปและไม่ทิ้งสารเคมีในที่สารธารณะหรือกองขยะ ควรแยกทิ้ง โดยใส่ถุงสีน้ำเงิน ซึ่งเจ้าหน้าที่จะเก็บไปทำลายได้ถูกต้อง และถ้ามีปริมาณมากต้องแจ้งเจ้าหน้าที่เทศบาลหรือสุขาภิบาลให้นำไปทำลาย
          4. ควรรู้จักสัญลักษณ์เกี่ยวกับสารที่เป็นอันตราย เพื่อหลีกเลี่ยงจากอันตราย เช่น

สารกัมมันตรังสี
เป็นสัญลักษณ์ที่แสดงว่า เป็นสารกัมมันตรังสี ที่เป็นอันตรายไม่ควรเข้าใกล้และควรหลีกเลี่ยง

สารมีพิษ (TOXIC)
เป็นสารที่ก่อเกิดอันตรายร้ายแรงถึงชีวิตเมื่อเข้าสู่ร่างกาย ทางระบบหายใจ ปาก และทางผิวหนัง อาจเป็นพิษร้ายแรงอย่างเฉียบพลัน
**ข้อควรระวัง หลีกเลี่ยงการสูดดมและสัมผัสกับไอของสารและเนื้อสารทางผิวหนัง ตา และเสื้อผ้า**

สารไวไฟ (Flammable)

เป็นแก๊สที่ไวไฟสูง และของเหลวที่มีจุดวาบไฟต่ำกว่า 21 องศาเซลเซียส หรือติดไฟได้ที่ความดันปกติ
** ข้อควรระวัง เก็บให้ห่างจากเปลวไฟ ประกายไฟ หรือแหล่งความร้อน **

สารกัดกร่อน (Corrosive)

เป็นสารที่มีฤทธิ์กัดกร่อนทำลาย เมื่อสัมผัสกับสารหรือไอสาร
** ข้อควรระวัง หลีกเลี่ยงการสูดดมและสัมผัสกับไอของสารและสารทั้งทางผิวหนัง ตา เสื้อผ้า**

          5. ถ้ามีการกลืนสารพิษประเภทยาฆ่าแมลงให้ดื่มนมสดหรือกินไข่ดิบ เพื่อทำให้เกิดการตกตะกอนของสารพิษและอาเจียน หลังจากนั้นจึงนำส่งโรงพยาบาล
          6. ถ้าถูกสารเคมีให้รีบล้างน้ำสะอาดทันที
          7. ไม่ควรกำจัดขยะประเภทพลาสติกโดยการเผา เนื่องจากเกิดไอเป็นพิษ
          8. สารประเภทโลหะเมื่อใช้แล้วควรเช็ดให้แห้ง เพื่อป้องกันการเกิดสนิม

แบบฝึกหัด

1. สารละลาย HCL ทำปฏิกิริยากับสังกะสีได้ซิงคลอไรด์และแก๊ส y แก๊ส y คือแก๊สใด
......................................................................................................................................................................................................................

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

2. โต๊ะปฏิบัติการทดลองควรทำด้วยหินอ่อนหรือหินปูนหรือไม่ เพราะเหตุใด

3. เพราะเหตุใดจึงไม่นิยมใช้ภาชนะอะลูมิเนียมใส่อาหารพวกแกงส้ม ต้มยำ หรือใส่น้ำปูนใส่เพื่อแช่ผัก ผลไม้ให้กรอบ

4. ถ้าดินมีสภาพความเป็นกรด ควรแก้ความเป็นกรดของดินได้โดย…………………………………………เนื่องจาก