ธาตุกัมตรังสีที่เกี่ยวข้องกับชีวิตประจำวัน

ในปี ค.ศ. 1896 อองตวน อองรี เบ็กเคอเรล นักวิทยาศาสตร์ชาวฝรั่งเศส พบว่า  เมื่อเก็บแผ่นฟิล์มถ่ายรูปที่หุ้มด้วยกระดาษสีดำไว้กับสารประกอบของยูเรเนียม ฟิล์มจะมีลักษณะเหมือนถูกแสง และเมื่อทำการทดลองกับสารประกอบของยูเรเนียมชนิดอื่นๆ ก็ได้ผลเช่นเดียวกัน  จึงสรุปได้ว่าน่าจะมีรังสีแผ่ออกมาจากธาตุยูเรเนียม ดังภาพ

ภาพที่ 11 การทดลองสารกัมมันตรังสีของอองตวน อองรี เบ็กเคอเรล

          ต่อมา ปีแอร์ และมารี กูรี ได้ค้นพบว่า ธาตุยูพอโลเนียม เรเดียม และทอเรียม ก็สามารถแผ่รังสีได้เช่นเดียวกัน  เพราะฉะนั้นจึงสรุปได้ว่า
          ธาตุกัมมันตรังสี หมายถึง ธาตุที่แผ่รังสีได้ เนื่องจากนิวเคลียสของอะตอมไม่เสถียร เป็นธาตุที่มีเลขอะตอมสูงกว่า  82
          กัมมันตภาพรังส หมายถึง ปรากฏการณ์ที่ธาตุแผ่รังสีได้เองอย่างต่อเนื่อง รังสีที่ได้จากการสลายตัว มี 3 ชนิด คือ รังสีแอลฟา รังสีบีตา และรังสีแกมมา
ในนิวเคลียสของธาตุประกอบด้วยโปรตอนซึ่งมีประจุบวกและนิวตรอนซึ่งเป็นกลางทางไฟฟ้า สัดส่วนของจำนวนโปรตอนต่อจำนวนนิวตรอนไม่เหมาะสมจนทำให้ธาตุนั้นไม่เสถียร ธาตุนั้นจึงปล่อยรังสีออกมาเพื่อปรับตัวเองให้เสถียร ซึ่งเป็นกระบวนการที่เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติ เช่น


(ธาตุยูเรเนียม)      (ธาตุทอเลียม) (อนุภาคแอลฟา)

          จะเห็นได้ว่า การแผ่รังสีจะทำให้เกิดธาตุใหม่ได้  หรืออาจเป็นธาตุเดิมแต่จำนวนโปรตอนหรือนิวตรอนอาจไม่เท่ากับธาตุเดิม  และธาตุกัมมันตรังสีแต่ละธาตุ  มีระยะเวลาในการสลายตัวแตกต่างกันและแผ่รังสีได้แตกต่างกัน  เรียกว่า ครึ่งชีวิตของธาตุ
ครึ่งชีวิตเป็นสมบัติเฉพาะตัวของแต่ละไอโซโทปและสามารถใช้เปรียบเทียบอัตราการสลายตัวของธาตุกัมมันตรังสีแต่ละชนิดได้

ตารางที่ 7 ชนิดและสมบัติของรังสีบางชนิด

ชนิดของรังสี
สัญลักษณ์
สมบัติ
รังสีแอลฟา
หรืออนุภาคแอลฟา
หรือ
เป็นนิวเคลียสของอะตอมฮีเลียม มีโปรตอนและนิวตรอนอย่างละ 2 อนุภาค มีประจุไฟฟ้า +2 มีเลขมวล 4 มีอำนาจทะลุทะลวงต่ำเพียงแค่กระดาษ อากาศที่หนาประมาณ 2-3 cm น้ำที่หนาขนาดมิลลิเมตร หรือโลหะบางๆ ก็สามารถกั้นอนุภาคแอลฟาได้
รังสีบีตา
หรืออนุภาคบีตา
หรือ
มีสมบัติเหมือนอิเล็กตรอน มีประจุไฟฟ้า -1 มีมวลเท่ากับอิเล็กตรอน (น้อยมาก) มีอำนาจทะลุทะลวงสูงกว่ารังสีแอลฟาประมาณ 100 เท่า สามารถผ่านแผ่นโลหะบางๆ ได้ และมีความเร็วใกล้เคียงกับความเร็วแสง
รังสีแกมมา
เป็นคลื่อนแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีความยาวคลื่นสั้นมาก ไม่มีประจุ ไม่มีมวล เป็นรังสีที่มีพลังงานสูง มีความเร็วเท่ากับความเร็วแสงและมีอำนาจทะลุทะลวงสูง สามารถผ่านแผ่นตะกั่วหนา 8 mm หรือแผ่นคอนกรีตหนาๆ ได้

ภาพที่ 12 อำนาจทะลุทะลวงของรังสีต่างๆ

การเกิดปฏิกิริยาของธาตุกัมมันตรังสี
การเกิดปฏิกิริยาของธาตุกัมมันตรังสี เรียกว่า ปฏิกิริยานิวเคลียร์ ซึ่งมี 2 ประเภท คือ
          1. ปฏิกิริยาฟิชชัน (Fission reaction) คือ ปฏิกิริยานิวเคลียร์ที่เกิดขึ้น เนื่องจากการยิงอนุภาคนิวตรอนเข้าไปยังนิวเคลียสของธาตุหนัก แล้วทำให้นิวเคลียร์แตกออกเป็นนิวเคลียร์ที่เล็กลงสองส่วนกับให้อนุภาคนิวตรอน 2-3 อนุภาค และคายพลังงานมหาศาลออกมา ถ้าไม่สามารถควบคุมปฏิกิริยาได้อาจเกิดการระเบิดอย่างรุนแรงที่เรียกว่า ลูกระเบิดปรมาณู (Atomic bomb) เพื่อควบคุมปฏิกิริยาลูกโซ่ไม่ให้เกิดรุนแรงนักวิทยาศาสตร์จึงได้สร้างเตาปฏิกรณ์ปรมาณูเพื่อใช้ในการผลิตกระแสไฟฟ้า

 ภาพที่ 13 การเกิดปฏิกิริยาฟิชชัน

          2. ปฏิกิริยาฟิวชัน (Fusion reaction) คือ ปฏิกิริยานิวเคลียร์ที่นิวเคลียสของธาตุเบาหลอมรวมกันเข้าเป็นนิวเคลียสที่หนักกว่า และมีการคายความร้อนออกมาจำนวนมหาศาลและมากกว่าปฏิกิริยาฟิชชันเสียอีก ปฏิกิริยาฟิวชันที่รู้จักกันดี คือ ปฏิกิริยาระเบิดไฮโดรเจน (Hydrogen bomb) ดังภาพ

ภาพที่ 14 การเกิดปฏิกิริยาฟิวชัน

ประโยชน์จากการใช้ธาตุกัมมันตรังสี
          1. ด้านธรณีวิทยา การใช้คาร์บอน-14  (C-14) คำนวณหาอายุของวัตถุโบราณ
2. ด้านการแพทย์ ใช้ไอโอดีน-131 (I-131) ในการติดตามเพื่อศึกษาความผิดปกติของต่อมไธรอยด์ โคบอลต์-60 (Co-60) และเรเดียม-226 (Ra-226) ใช้รักษาโรคมะเร็ง
3. ด้านเกษตรกรรม ใช้ฟอสฟอรัส 32 (P-32) ศึกษาความต้องการปุ๋ยของพืช ปรับปรุงเมล็ดพันธุ์ที่ต้องการ  และใช้โพแทสเซียม-32 (K–32) ในการหาอัตราการดูดซึมของต้นไม้
          4. ด้านอุตสาหกรรม ใช้ธาตุกัมมันตรังสีตรวจหารอยตำหนิ เช่น รอยร้าวของโลหะหรือท่อขนส่งของเหลว ใช้ธาตุกัมมันตรังสีในการ ตรวจสอบและควบคุมความหนาของวัตถุ ใช้รังสีฉายบนอัญมณีเพื่อให้มีสีสันสวยงาม
          5. ด้านการถนอมอาหาร ใช้รังสีแกมมาของธาตุโคบอลต์-60 (Co–60) ปริมาณที่พอเหมาะใช้ทำลายแบคทีเรียในอาหาร  จึงช่วยให้เก็บรักษาอาหารไว้ได้นานขึ้น
          6. ด้านพลังงาน มีการใช้พลังงานความร้อนที่ได้จากปฏิกิริยานิวเคลียร์ในเตาปฏิกรณ์ปรมาณูของยูเรีเนียม-238 (U-238) ต้มน้ำให้กลายเป็นไอ แล้วผ่านไอน้ำไปหมุนกังหัน เพื่อผลิตกระแสไฟฟ้า

เอ็กซ์-เรย์
อาบรังสีเพื่อถนอมอาหาร
โรงงานไฟฟ้านิวเคลียร์

ภาพที่ 15 ตัวอย่างประโยชน์จากธาตุกัมมันตรังสี

ตารางที่ 8 แสดงธาตุและไอโซโทป

ธาตุ/ไอโซโทป

ครึ่งชีวิต

แบบการสลายตัว

ประโยชน์

Tc -99

6 ชั่วโมง

 

C-14

5,760 ปี

บีตา

หาอายุวัตถุโบราณ

Co-60

5.26 ปี

แกมมา

รักษามะเร็ง

Au-198

2.7 วัน

บีตา แกมมา

วินิจฉัยตับ

I-125

60 วัน

แกมมา

หาปริมาณเลือด

I-131

8.07 วัน

บีตา แกมมา

วินิจฉัยอวัยวะ

P-32

14.3 วัน

บีตา

รักษามะเร็ง

Pu-239

24,000 ปี

แอลฟา  แกมมา

พลังงาน

K-40

1×109 ปี

บีตา

หาอายุหิน

U-238

4.5×109 ปี

แอลฟา  แกมมา

วัตถุเริมต้นให้ Pu-239

U-235

7.1×109 ปี

แอลฟา  แกมมา

รักษามะเร็ง

Cl-36

4×105 ปี

Po-216

0.16 วินาที

Ra-226

1,600 ปี

แอลฟา  แกมมา

รักษามะเร็ง

โทษของธาตุกัมมันตรังสี
          1. ถ้าร่างกายได้รับจะทำให้โมเลกุลภายในเซลล์เกิดการเปลี่ยนแปลงไม่สามารถทำงานตามปกติได้ ถ้าเป็นเซลล์ที่เกี่ยวข้องกับการถ่ายทอดลักษณะพันธุกรรมก็จะเกิดการผ่าเหล่า โดยเฉพาะเซลล์สืบพันธุ์เมื่อเข้าไปในร่างกายจะไปสะสมในกระดูก
          2. ส่วนผลที่ทำให้เกิดความป่วยไข้จากรังสี เมื่ออวัยวะส่วนใดส่วนหนึ่งของร่างกายได้รับรังสี โมเลกุลของธาตุต่างๆ ที่ประกอบเป็นเซลล์จะแตกตัว ทำให้เกิดอาการป่วยไข้และเกิดมะเร็งได้

ปฏิกิริยาเคมีต่อสิ่งมีชีวิตและสิ่งแวดล้อม

5 ผลปฏิกิริยาเคมีต่อชีวิตและสิ่งแวดล้อม

การเกิดปฏิกิริยาเคมีบางปฏิกิริยาทำให้เกิดผลิตภัณฑ์ที่ก่อให้เกิดปัญหาด้านสิ่งแวดล้อม ซึ่งมีผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมดังนี้

1. เกิดปรากฏการณ์เรือนกระจก เกิดจากก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ คลอโรฟลูออโรคาร์บอน และมีเทนที่เกิดขึ้นในปริมาณมาก เนื่องจากการกิจกรรมอันหลากหลายของมนุษย์ เมื่อได้รับพลังงานจากดวงอาทิตย์ รังสีอัลตราไวโอเลต (UV) จากดวงอาทิตย์มีพลังงานสูงทะลุผ่านชั้นก๊าซเรือนกระจก เมื่อผิวโลกร้อนขึ้นจะคายพลังงานความร้อนในรูปของรังสีอินฟาเรด ซึ่งมีพลังงานต่ำไม่สามารถทะลุผ่านชั้นก๊าซเรือนกระจกออกไปได้ ทำให้อุณหภูมิของโลกสูงขึ้น คาดว่าอีกประมาณ 100 ปีข้างหน้าอุณหภูมิของโลกจะสูงขึ้น 1- 5 องศาเซลเซียส ส่วนใหญ่ก๊าซที่ทำให้เกิดชั้นเรือนกระจก ได้แก่ ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์(CO2เกิดปรากฎการณ์เรือนกระจกได้ถึง 57 เปอร์เซ็นต์ ซึ่งเกิดจากการเผาไหม้เชื้อเพลิงเป็นส่วนใหญ่ ดังสมการ

    สารเชื้อเพลิง + ก๊าซออกซิเจน + ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ + ไอน้ำ

ปริมาณก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่เพิ่มขึ้นเกิดจากกิจกรรมต่าง ๆ ดังนี้

1. โรงงานอุตสาหกรรม

2. การเผาไหม้เชื้อเพลิงจากยานพาหนะ

3. การตัดไม้ทำลายป่า การเผาป่า

แนวทางในการป้องกัน

1. ควบคุมเครื่องยนต์ในยาพาหนะให้มีสภาพดี และเลือกใช้น้ำมันเชื้อเพลิงคุณภาพดี ลดปริมาณการใช้เชื้อเพลิงฟอสซิล

2. แก้ไขปัญหาจราจรหนาแน่น

3. ปฏิบัติตามกฎหมายเกี่ยวกับเรื่องควบคุมปริมาณควันไอเสียของโรงงาน และยานพาหนะสู่บรรยากาศ

4. ไม่ตัดไม้ทำลายป่า เผาป่า และเผาฟางข้าวในนา

5. กำจัดขยะให้ถูกวิธี หลีกเลี่ยงการเผาขยะ

2. ก๊าซโอโซนถูกทำลาย การที่ก๊าซโอโซนถูกทำลายทำให้บรรยากาศของโลกมีอุณหภูมิสูงขึ้น

    สาเหตุ เกิดจากก๊าซคลอโรฟลูออโรคาร์บอน (CFC) ที่มนุษย์สังเคราะห์ขึ้นใช้ในการผลิตทางอุตสาหกรรม เช่น เครื่องทำความเย็นทั้งหลาย ใช้ในการผลิตโฟม สารขับดันในกระป๋องสเปรย์ เป็นต้น โดยไปทำลายโอโซน (O3ที่ช่วยดูดกลืนรังสีอัลตราไวโอเลตซึ่งเป็นรังสีที่มองไม่เห็น

    ผลกระทบ เกิดรูโหว่ของบรรยากาศชั้นโอโซน ทำให้รังสีอัลตราไวโอเลตผ่านบรรยากาศของโลกได้มากขึ้น ซึ่งเป็นอันตรายต่อมนุษย์ ถ้ามนุษย์ได้รับรังสีอัลตราไวโอเลตมากเกินไปจะทำให้เกิดโรคมะเร็งผิวหนัง ต้อกระจก ทำลายสิ่งมีชีวิตขนาดเล็ก ผลผลิตลดลง สารพันธุกรรมและเนื้อเยื่อถูกทำลาย เป็นต้น

    แนวทางในการป้องกัน

1. ใช้ก๊าซมีเทนและก๊าซเพนเทนในการผลิตโฟมแทนก๊าซคลอโรฟลูออโรคาร์บอน

2. เปลี่ยนสารขับดันในกระป๋องสเปรย์จากก๊าซคลอฟลูออโรคาร์บอนเป็นน้ำหรือสารอื่นแทน

3. ก๊าซคาร์บอนมอนนอกไซด์ (CO) เกิดจากการเผาไหม้ไม่สมบูรณ์ของเชื้อเพลิง เช่น การเผาไหม้ในที่อับอากาศ เป็นต้น ส่วนใหญ่มาจากท่อไอเสียรถยนต์

    ผลกระทบ ก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์เข้าไปขัดขวางการทำงานของเม็ดเลือดแดง ซึ่งทำหน้าที่ลำเลียงก๊าซออกซิเจน (O2การรวมตัวของเม็ดเลือดแดง (Hb) กับก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์ทำให้ปริมาณก๊าซออกซิเจนที่ถูกนำไปใช้ลดลง ถ้าร่างกายได้รับก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์มากอาจเป็นอันตรายถึงชีวิต

    แนวทางในการป้องกัน

1. ปรับปรุงคุณภาพและประสิทธิภาพของเครื่องยนต์ในยานพาหนะให้เกิดการเผาไหม้ที่สมบูรณ์

2. ป้องกันปัญหาการเกิดจราจรหนาแน่นและรถติด

3. ปรับปรุงระบบขนส่งมวลชนและรถไฟ ให้เพียงพอในการให้บริการประชาชน เพื่อลดการใช้รถยนต์ส่วนบุคคล

4. ฝนกรด เกิดจากน้ำฝนในธรรมชาติเป็นตัวทำละลายก๊าซซัลเฟอร์ไดออกไซด์ (SO2และก๊าซไนโตรเจนไดออกไซด์ (NO2เกิดเป็นสารละลายที่มีสมบัติเป็นกรด

สิ่งที่ทำให้เกิดปฏิกิริยาระหว่างซัลเฟอร์ไดออกไซด์และไนโตรเจนไดออกไซด์ เช่น เกิดจากการระเบิดภูเขา การเผาไหม้ที่ไม่สมบูรณ์ การเผาไหม้ถ่านหิน เชื้อเพลิงที่มีกำมะถัน ฟ้าแลบฟ้าผ่า เป็นต้น

    ผลกระทบ ฝนกรดจะเกิดอันตรายต่อระบบทางเดินหายใจและเนื้อเยื่อต่าง ๆ ของร่างกาย ทำให้พืชเจริญเติบโตช้า ถ้าเกิดเป็นปริมาณมากหรือได้รับเป็นเวลานาน พืชอาจตายได้ นอกจากนี้สิ่งก่อสร้างที่เป็นโลหะและหินอ่อนจะถูกทำลาย

    แนวทางในการป้องกัน

1. ควบคุมการปล่อยควันจากโรงงานอุตสาหกรรมและโรงไฟฟ้าให้มีการจำกัดก๊าซซัลเฟอร์ไดออไซด์และก๊าซไนโตรเจนไดออกไซด์ก่อนกำจัดออกสู่บรรยากาศ

2. ควบคุมเครื่องจักรกลของโรงงานอุตสาหกรรมให้มีการเผาไหม้ที่สมบูรณ์ และเลือกใช้เชื้อเพลิงที่มีคุณภาพ

3. ใช้พลังงานทดแทนจากธรรมชาติ เช่น พลังงานแสงอาทิตย์ พลังงานน้ำไหลแทนการเผาไหม้เชื้อเพลิงประเภทฟอสซิล เป็นต้น

5. อันตรายจากการใช้ธาตุกัมมันตรังสี กิดการรั่วไหลของรังสีที่นำมาใช้ในกิจกรรมต่าง ๆ เช่น โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ ใช้ทางการแพทย์ ทางอุตสาหกรรม ทางการเกษตร เป็นต้น ถ้าไม่ระมัดระวังอาจเกิดการรั่วไหลของรังสีและเกิดเป็นอันตราย เนื่องจากรังสีสามารถทำลายเซลล์ ทำให้เซลล์ตายและอาจสูญเสียอวัยวะหรือชีวิตได้

    แนวทางในการป้องกัน

1. ต้องตรวจสอบสภาพของที่เก็บรังสีให้อยู่ในสภาพปลอดภัย

2. ให้ความรู้เกี่ยวกับสัญลักษณ์ของสารกัมมันตรังสี และห้าไม่ให้บุคคลเข้าใกล้บริเวณที่มีรังสีมาก

การใช้สารเคมี

 

การใช้สารเคมีอย่างถูกต้องและปลอดภัย

ในชีวิตประจำวันจะต้องเกี่ยวข้องกับสารต่าง ๆ มากมาย เนื่องจากสิ่งต่าง ๆ ที่อยู่รอบตัวเราจัดเป็นสารประกอบทั้งสิ้น เมื่อนำมาใช้ประโยชน์อาจจะทำให้เกิดผลกระทบ ซึ่งเป็นอันตรายต่อสิ่งมีชีวิตและสิ่งแวดล้อมได้ถ้าใช้ไม่ถูกต้อง ใช้ในปริมาณมากเกินไป ใช้แล้วไม่จัดเก็บให้เหมาะสม หรือไม่มีความรู้เกี่ยวกับสารนั้น เพื่อให้การใช้สารเคมีอย่างถูกต้องและปลอดภัยควรปฏิบัติดังนี้

1. ผู้ใช้ควรมีความรู้เกี่ยวกับสมบัติของสารที่จะใช้ วิธีใช้และจัดเก็บรักษา เช่น สารที่เป็นยาฆ่าแมลงหรือสารประเภทสเปรย์ควรเก็บไว้ในที่ห่างไกลจากความร้อน เนื่องจากอาจระเบิดได้ และควรเก็บไว้ในที่ที่เด็กหยิบไม่ถึง

2. ก่อนใช้สารเคมีทุกชนิดต้องอ่านฉลากเพื่อทำความเข้าใจเกี่ยวกับวิธีใช้สาร

3. ไม่ควรใช้สารเคมีมากเกินไปและไม่ทิ้งสารเคมีในที่สารธารณะหรือกองขยะ ควรแยกทิ้ง โดยใส่ถุงสีน้ำเงิน ซึ่งเจ้าหน้าที่จะเก็บไปทำลายได้ถูกต้อง และถ้ามีปริมาณมากต้องแจ้งเจ้าหน้าที่เทศบาลหรือสุขาภิบาลให้นำไปทำลาย

4. ควรรู้จักสัญลักษณ์เกี่ยวกับสารที่เป็นอันตราย เพื่อหลีกเลี่ยงจากอันตราย เช่น

หมายถึง ระวังอันตรายจากสารกัมมันตรังสี ควรหลีกเลี่ยง
หมายถึง วัตถุมีพิษห้ามรับประทาน
หมายถึง ระวังวัสดุไว้ไฟ ห้าเข้าใกล้เปลวไฟ
หมายถึง ระวังอันตรายจากเชื้อโรค
หมายถึง ระวังสารกัดกร่อน เช่น กรด เบส

5. ถ้ามีการกลืนสารพิษประเภทยาฆ่าแมลงให้ดื่มนมสดหรือกินไข่ดิบ เพื่อทำให้เกิดการตกตะกอนของสารพิษและอาเจียน หลังจากนั้นจึงนำส่งโรงพยาบาล

6. ถ้าถูกสารเคมีให้รีบล้างน้ำสะอาดทันที

7. ไม่ควรกำจัดขยะประเภทพลาสติกโดยการเผา เนื่องจากเกิดไอเป็นพิษ

8. สารประเภทโลหะเมื่อใช้แล้วควรเช็ดให้แห้ง เพื่อป้องกันการเกิดสนิน

https://sites.google.com

ปัจจัยที่มีผลต่อการเกิดปฏิกิริยา

ปัจจัยที่มีผลต่ออัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี
ปัจจัย (Factor) ที่มีผลต่ออัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี

1. ธรรมชาติของสารตั้งต้น (Nature of reactant)
สารต่างชนิดกันจะทำปฏิกิริยาเคมีได้เร็วหรือช้าต่างขึ้นอยู่กับสมบัติของสารแต่ละชนิด เช่นโลหะโซเดียมทำปฏิกิริยากับน้ำเย็นได้เร็วมากและเกิดปฏิกิริยารุนแรง
ในขณะที่โลหะแมกนีเซียมทำปฏิกิริยากับน้ำเย็นได้ช้าแต่เกิดได้เร็วขึ้นเมื่อใช้น้ำร้อน


2. พื้นที่ผิวของสารตั้งต้น (Surface area)
จากการทดลองพบว่าอัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมีเป็นสัดส่วนโดยตรงกับพื้นที่ผิวของสารตั้งต้น คือเมื่อเพิ่มพื้นที่ผิวของสารตั้งต้นอัตราการเกิดปฏิกิริยาจะเพิ่มขึ้น อธิบายได้ว่า เมื่อสารตั้งต้นมีพื้นที่ผิวมากมีผลให้อนุภาคของสารมีโอกาสเข้าชนกันได้มาก จึงเกิดปฏิกิริยาเร็วขึ้น การเพิ่มพื้นที่ทำได้หลายวิธี เช่น ทำให้สารมีขนาดเล็กลงคือตัดให้เป็น
ชิ้นเล็กๆ หรือบดเป็นผงละเอียด ยิ่งทำให้สารมีขนาดเล็กมากเท่า
ใด(มวลคงที่) จะยิ่งเพิ่มพื้นที่ผิวให้มากขึ้น


3. ความเข้มข้นของสารตั้งต้น ( Concentration of reactant)
ในปฏิกิริยาเคมีส่วนใหญ่ อัตราการเกิดปฏิกิริยาขึ้นอยู่กับความเข้มข้นของสารตั้งต้นที่เข้าทำปฏิกิริยา อธิบายได้ว่า เมื่อเพิ่มความเข้มข้นของสารตั้งต้น จะทำให้อนุภาคของ
สารตั้งต้นในระบบเพิ่มขึ้น โอกาสที่จะเกิดการชนกันจึงมีมากขึ้น และอนุภาคที่มีพลังงานสูงก็มีจำนวนมากขึ้นด้วย จึงมีผลทำให้อัตราการเกิดปฏิกิริยามีค่า
สูงสำหรับปฏิกิริยาที่มีสารตั้งต้นมากกว่าหนึ่งชนิด อัตราการเกิดปฏิกิริยาอาจขึ้นอยู่กับความเข้มข้นของสารตั้งต้นเพียงสารใดสารหนึ่งหรือทุกสารก็ได้แต่อย่างไรก็
ตามมีปฏิกิริยาเคมีบางชนิดที่อัตราการเกิดปฏิกิริยาไม่ขึ้นอยู่กับความเข้มข้นของสารตั้งต้นเลย กล่าวคือไม่ว่าจะเปลี่ยนความเข้มข้นของสารตั้งต้นอย่างไรอัตราการเกิด
ปฏิกิริยาจะคงที่เสมอ ตัวอย่าง เช่น ปฏิกิริยาการกำจัดแอลกอฮอล์ในเลือดคน สำหรับปฏิกิริยาเคมีที่อัตราการเกิดปฏิกิริยาขึ้นอยู่กับความเข้มข้นของสารตั้งต้นอธิบายว่าใน
ระยะเริ่มต้นของปฏิกิริยาเคมีความเข้มข้นของสารตั้งต้นและสารผลิตภัณฑ์จะเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็ว จากนั้นก็ค่อยๆ ลดลงและคงที่เมื่อปฏิกิริยาดำเนินเข้าสู่ภาวะสมดุล

3.1 กฎอัตราและค่าคงที่ของอัตรา (Rate Law and Rate Constant)

นักเคมีชาวนอร์เวย์ 2 ท่าน คือ Guldberg และ Waage ไได้กล่าวถึงความสัมพันธ์ระหว่างอัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมีกับความเข้มข้นของสารตั้งต้น ไว้ว่า ” อัตราการเกิด-
ปฏิกิริยาเคมีเป็นสัดส่วนโดยตรงกับผลคูณของความเข้มข้นของสารตั้งต้น และความเข้มข้นแต่ละค่ามีเลขยกกำลังซึ่งแล้วแต่ปฏิกิริยาหนึ่งปฏิกิริยาใดโดยเฉพาะ” สำหรับปฏิกิริยาทั่วไป ของสาร A กับสาร B aA + bB cC + dD
ตามกฎสามารถเขียนความสัมพันธ์ได้ดังนี้
V [A] n[B] m
เพราะฉะนั้นสมการทั่วไป V = k[A] n[B] m
สมการทั่วไปที่ได้เรียกว่า กฎอัตรา หรือสมการอัตรา
V = อัตราการเกิดปฏิกิริยา
K = ค่าคงที่ของอัตรา
[A], [B] = ความเข้มข้นของสาร A และสาร B
n, m = เลขบอกกำลังความเข้มข้น

3.2 วิธีการหาค่า n, m และกฎอัตรา

ในการศึกษาผลของความเข้มข้นของสารตั้งต้นที่มีผลต่ออัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมีต่างๆนั้นใช้วิธีการทดลองวัดอัตราการเกิดปฏิกิริยา โดยการทดลองแต่ละชุดนั้นให้ความเข้มข้น ของสารตั้งต้นตัวที่จะศึกษาเปลี่ยนแปลง ส่วนความเข้มข้นของสารตัวอื่นๆ รวมทั้งภาวะต่างๆคงที่ เช่น การศึกษาผลของความเข้มข้นของสารตั้งต้นของปฏิกิริยาระหว่าง CO กับ NO2ดังสมการ
CO(g) + NO2 (g) CO2 (g) + NO(g)
การทดลองชุดที่ 1

การทดลองขุดที่ 2

จากการทดลองชุดที่ 1 จะพบว่า อัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมีเป็นสัดส่วนโดยตรงกับความเข้มข้นของ CO เมื่อความเข้มข้นของ NO2 คงที่ ถ้าเพิ่มความเข้มข้นของ CO เป็น 2 เท่า อัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมีจะเพิ่มเป็น 2 เท่าด้วย (n = 1) ดังนั้น V [CO]
จากการทดลองชุดที่ 2 จะพบว่าอัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมีเป็นสัดส่วนโดยตรงกับความเข้มข้นของ NO2 เมื่อความเข้มข้นของ CO คงที่ ถ้าเพิ่มความเข้มข้นของ NO2 เป็น 2 เท่า อัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมีจะเพิ่มเป็น 2 เท่าสด้วย (m = 1) ดังนั้น V [NO2]
จะเห็นได้ว่าอัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมีของปฏิกิริยานี้เป็นสัดส่วนโดยตรงกับ [CO] และ [NO2] ซึ่งย่อมเท่ากับเป็นสัดส่วนโดยตรงกับผลคูณของ [CO] และ [NO2]
V [CO][NO2]
หรือ V = k[CO][NO2] สมการนี้คือ กฎของอัตรา

3.3 อันดับของปฏิกิริยา

จากสมการกฎของอัตรา V = k[A] n[B] m
n คือ อันดับของปฏิกิริยาในแง่ของสาร A และ m คืออันดับของปฏิกิริยาในแง่ของสาร B ผลรวมของเลขยกกำลังคือ n + m เรียกว่า อันดับรวมของปฏิกิริยา (Overal order of reaction) เช่น V = k[A] 2[B] แสดงว่าปฏิกิริยานี้เป็นปฏิกิริยาอันดับ 3

3.4 การคำนวณหาค่า n , m กฎอัตรา และค่าคงที่ของอัตรา

จากปฏิกิริยา 2NO(g) + O2 (g) 2NO2 (g)
ซึ่งเกิดที่ 25 OC มีข้อมูลดังต่อไปนี้

จงหา ค่า n m กฎอัตรา และ k

เฉลย
อัตราการเกิดปฏิกิริยา = 1/2 x อัตราการเกิดของ NO

V = k[NO] n[O]m
พิจารณาในหลอดที่ 1 และ 2
V = [O] m
0.007/ 0.0035 = (0.02/0.01) m

2 = 2 m
m = 1
พิจารณาในหลอดที่ 3 และ
V = [NO] n
0.042 / 0.0105 = (0.02 / 0.01) n
4 = 2n
2 2 = 2 n
n = 2
กฎของอัตรา
V = k[NO] 2[O]

หาค่า k จาก หลอดที่ 2
0.007 = k (0.01) 2 (0.02)
k = 0.007/ (0.01) 2 (0.02)
k = 3500


4. อุณหภูมิ จากการทดลองทำให้ทราบว่าปฏิกิริยาเคมีขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ
กล่าวคือเมื่ออุณหภูมิสูงขึ้นอัตราการเกิดปฏิกิริยาจะสูงขึ้นและเมื่ออุรหภูมิลดลงอัตราการเกิดปฏิกิริยาจะต่ำลง ตามทฤษฎีจลน์อธิบายว่าเมื่ออุณหภูมิสูงขึ้นโมเลกุล
จะเคลื่อนที่ด้วยอัตราเร็วเพิ่มขึ้น จึงมีโอกาสชนกันมากขึ้น อัตราการเกิดปฏิกิริยาจึงสูงขึ้น


5. ตัวเร่งปฏิกิริยา
จากการศึกษาที่ผ่านมาได้เปรียบเทียบการเกิดปฏิกิริยาเคมีกับการเดินทางขึ้นภูเขา โดยพลังงานก่อกัมมันต์เปรียบได้กับความสูงของภูเขา ถ้าภูเขาสูงมากคนที่มีกำลังมากพอ
เท่านั้นจึงจะผ่านไปได้ แต่ถ้ามีทางสายใหม่ที่จะไปถึงจุดหมายปลายทางได้ง่ายขึ้น คนที่มีกำลังไม่มากก็สามารถผ่านไปได้ การใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาจึงเปรียบเสมือนการเดิน
ทางสารใหม่ที่มีพลังงานก่อกัมมันต์ต่ำลง นั่นคือ การใช้ตัวเร่งปฏิกิริยามีผลทำให้พลังงานก่อกัมมันต์ของปฏิกิริยาต่ำลง อัตราการเกิดปฏิกิริยาจึงสูงขึ้นตัวเร่งปฏิกิริยา
ช่วยทำให้อัตราการเกิดปฏิกิริยาเพิ่มขึ้นโดยที่ตัวเร่งปฏิกิริยามีส่วนร่วมในการเกิดปฏิกิริยาเคมีด้วยเสมอ แต่เมื่อปฏิกิริยาสิ้นสุดลงหรือสารตั้งต้นเปลี่ยนไปเป็นสารผลิตภัณฑ์
แล้ว ตัวเร่งปฏิกิริยาจะกลับคืนมาเหมือนเดิม


6. ตัวหน่วงปฏิกิริยา
ตัวหน่วงปฏิกิริยา คือสารที่ทำหน้าที่ตรงกันข้ามกับตัวเร่งปฏิกิริยา คือเมื่อเติมลงไปแล้วจะทำให้ปฏิกิริยาเกิดช้าลง การหน่วงปฏิกิริยาของตัวหน่วงปฏิกิริยาทำได้
หลายลักษณะ เช่น มีส่วนร่วมในการเกิดปฏิกิริยา และเปลี่ยนไปเป็นสารใหม่ หรืออาจจะไปขัดขวางการทำหน้าที่ของตัวเร่งปฏิกิริยาเป็นต้น

http://www.mmv.ac.th/

เรื่องโลกของเรา

โลกหมุนรอบดวงอาทิตย์เป็นวงโคจรซึ่งใช้เวลา 365.25 วัน  เพื่อให้ครบ 1 รอบ ปฏิทินแต่ละปีมี 365 วัน ซึ่งหมายความว่าจะมี 1/4 ของวันที่เหลือในแต่ละปี ซึ่งทุกๆปีสี่ปีจะมีวันพิเศษ คือจะมี 366 วัน กล่าวคือเดือนกุมภาพันธ์จะมี 29 วัน แทนที่จะมี 28 วันเหมือนปกติ ตามที่เคปเลอร์ค้นพบวงโคจรของโลกไม่เป็นวงกลม ในเดือนธันวาคมมันจะอยู่ใกล้ดวงอาทิตย์มากกว่าเดือนมิถุนายน ซึ่งมันจะอยู่ห่างไกลจากดวงอาทิตย์มากที่สุด โลกจะเอียงไปตามเส้นแกน ในเดือนมิถุนายน ซีกโลกเหนือจะเอียงไปทางดวงอาทิตย์ดังนั้น ซีกโลกเหนือจะเป็นฤดูร้อนและซีกโลกใต้จะเป็นฤดูหนาว ในเดือนธันวาคมจะเอียงจากดวงอาทิตย์ ทำให้ซีกโลกเหนือเป็นฤดูหนาวและซีกโลกใต้เป็นฤดูร้อน ในเดือนมีนาคมและกันยายน ซีกโลกทั้งสองไม่เอียงไปยังดวงอาทิตย์ กลางวันและกลางคืนจึงมีความยาวเท่ากัน ในเดือนมีนาคม ซีกโลกเหนือจะเป็นฤดูใบไม้ผลิ และซีกโลกใต้เป็นฤดูใบไม้ร่วง ในเดือนกันยายน สถานการณ์จะกลับกัน โลกมีอายุประมาณ 4,700 ปี   โลกไม่ได้มีรูปร่างกลมโดยสิ้นเชิง เส้นรอบวงที่เส้นศูนย์สูตรยาว 40,077 กิโลเมตร (24,903 ไมล์)และที่ขั่วโลกยาว 40,009 กิโลเมตร (24,861 ไมล์)

 

มวล พลังงาน กับการเกิดปฏิกิริยา

ข้อมูลเบื้องต้น

ปฏิกิริยาเคมี คือ กระบวนการเปลี่ยนของสารตั้งต้นไปเป็นสารใหม่ โดยปริมาณสารตั้งต้นจะลดลง และปริมาณสารใหม่จะเกิดขึ้น และเพิ่มปริมาณขึ้นเรื่อยๆ เมื่อเวลาผ่านไป  โดยสามารถเขียนให้เข้าใจง่ายด้วยสมการเคมี

ปฏิกิริยาเคมีจำแนกเป็น 2 ประเภท คือ
1. ปฏิกิริยาเคมีสมบูรณ์ คือ การเกิดสารใหม่ขณะที่สารตั้งต้นตัวใดตัวหนึ่งหมดไปหรือหมดทุกตัว
2. ปฏิกิริยาเคมีไม่สมบูรณ์ คือ การเกิดสารใหม่ขณะที่สารตั้งต้นยังเหลือทุกตัว ไม่มีตัวใดตัวหนึ่งหมดไป

ทฤษฎีที่เกี่ยวข้องกับปฏิกิริยาเคมี
1. ทฤษฎีการชนโมเลกุล (Collision Theory) กล่าวถึง โมเลกุลของสารต้องมีการชนซึ่งกันและกัน ซึ่งการชนกันแต่ละครั้งไม่จำเป็นต้องเกิดปฏิกิริยา
2. ทฤษฎีจลน์ของโมเลกุล (Kinetic Theory) กล่าวถึง โมเลกุลต้องมีการเคลื่อนที่ช้าลง ซึ่งก่อให้เกิดพลังงานจลน์ โดยโมเลกุลต้องมีพลังงานสูงพอจึงจะเกิดปฏิกิริยาได้

ปฏิกิริยาเคมี

สถานะการเกิดปฏิกิริยาเคมี
1. ต้องมีจำนวนโมเลกุลมากพอ
2. ต้องมีการชนกันระหว่างโมเลกุล
3. ต้องมีพลังงานสูงพอ โดยอย่างน้อยต้องเท่ากับพลังงานก่อกัมมันต์
4. ต้องมีทิศทางที่เหมาะสม

ศาสตร์ทางเคมีที่เกี่ยวข้องกับการศึกษาอัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี เรียกว่า จลนศาสตร์เคมี (chemical kinetics) โดยคำว่า จลนศาสตร์ มีความหมายเกี่ยวข้องกับการเคลื่อนที่ของสาร ซึ่งเกี่ยวข้องกับอัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี (Rate of chemical reaction) โดยการเกิดปฏิกิริยาหนึ่งๆที่อยู่ในสภาวะเดียวกันจะมีอัตราการเกิดปฏิกิริยาเฉพาะค่า โดยขึ้นอยู่กับสภาวะธรรมชาติของสารนั้นๆ เช่น อัตราการเกิดปฏิกิริยาของก๊าซไฮโดรเจนกับก๊าซฟลูออรีน และก๊าซไนโตรเจน

H2 (g) + F2 (g) = 2HF อัตราการเกิดปฏิกิริยาเร็ว
3H2 (g) + N2 (g) = 2NH3 อัตราการเกิดปฏิกิริยาช้า

อัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี

อัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี (Rate of chemical reaction) หมายถึง การเปลี่ยนแปลงปริมาณสารในหนึ่งหน่วยเวลาของการเกิดปฏิกิริยาของสารนั้น

อัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี = ปริมาณสารตั้งต้นที่ลดลง
**********************************เวลา

อัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี = ปริมาณสารที่เปลี่ยนไป
*********************************เวลา

อัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี = ปริมาณสารที่เพิ่มขึ้น
********************************เวลา

ชนิดอัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี แบ่งเป็น 2 ชนิด
1. อัตราการเกิดปฏิกิริยาเฉลี่ย หมายถึง อัตราการเกิดปฏิกิริยาที่คำนวณจากการเปลี่ยนแปลงปริมาณสารทั้งหมดในหนึ่งหน่วยเวลา
2. อัตราการเกิดปฏิกิริยา ณ ขณะใดขณะหนึ่ง หมายถึง อัตราการเกิดปฏิกิริยาที่คำนวณจากการเปลี่ยนแปลงปริมาณสารในช่วงเวลาใดเวลาหนึ่ง

สรุปประเด็นที่เกี่ยวข้อง
1. ปฏิกิริยาเคมีหนึ่งๆ จะมีขั้นตอนการเกิดปฏิกิริยาหลายขั้นตอน ทั้งขั้นที่เกิดเร็ว และขั้นที่เกิดช้า โดยมีขั้นสำหรับควบคุมปฏิกิริยาหรือขั้นกำหนดอัตรา (Rate determing step) คือ ขั้นที่ดำเนินไปที่ช้าที่สุด
2. ขณะที่การเกิดปฏิกิริยาเคมีดำเนินไป ปฏิกิริยาเคมีในขั้นเริ่มต้นจะมีอัตราการเกิดที่รวดเร็ว เนื่องจากปริมาณสารตั้งต้นมีมาก และเมื่อปฏิกิริยาผ่านไประยะหนึ่ง อัตราการเกิดปฏิกิริยาจะช้าลงเมื่อเทียบกับในช่วงเริ่มต้น เนื่องจากปริมาณสารตั้งต้นมีปริมาณลดลง
3. สารเคมีแต่ละชนิดในปฏิกิริยาเคมีจะมีอัตราเร็วไม่เท่ากัน
4. การคำนวณหาอัตราการเกิดปฏิกิริยา สามารถหาได้จากสารใดก็ได้ ด้วยวิธี คือ
– หากเป็นของแข็ง สามารถหาได้โดยการชั่งน้ำหนัก
– หากเป็นของเหลว สามารถหาได้โดยการชั่งน้ำหนักหรือการวัดปริมาณ
– หากเป็นสารละลาย สามารถหาได้จากความเข้มข้น
– หากเป็นก๊าซ สามารถหาได้โดยการวัดปริมาตรหรือวัดความดัน

5. การหาอัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี สามารถหาได้จากสารตัวใดตัวหนึ่งก็ได้ ซึ่งจะให้ค่าที่เท่ากัน ตามสูตรด้านล่าง

อัตราการเปลี่ยนแปลงของสาร =   ΔA***** ↔*****ΔB***** ↔*****ΔC***** ↔*****ΔD
********************************–Δt*************–Δt*************+Δt************+Δt

อัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี =   ΔA***** ↔*****ΔB***** ↔*****ΔC***** ↔*****ΔD
***************************-Δt************-3Δt************+2Δt***********+4Δt

หมายเหตุ: Δ = ผลต่าง, t = เวลา, + = การเพิ่มขึ้น, – = การลดลง

6. อัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมีจะเท่ากับอัตราการเปลี่ยนแปลงของโมลสารหารด้วยหารด้วยสัมประสิทธิ์จำนวนโมลของสารนั้นที่ได้จากการดุลสมการแล้ว

กฏอัตรา

กฏอัตรา คือ สมการที่แสดงความสัมพันธ์ระหว่างอัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมีกับความเข้มข้นของสารตั้งต้นหรือสารที่เข้าทำปฏิกิริยา เช่น

2A + 3B + C = 2D

อัตรา (Rate) = -1  d(A) = -1  d(B) = –d(C) = -1  d(D)
**************   2    dt        3    dt         dt         2    dt

อัตราการเกิดปฏกิริยาเคมี (rate) = k(A)x (B)y (C)z

หมายเหตุ:
k = ค่าคงที่ของปฏิกิริยา (specific rate constant) และค่า k จะเปลี่ยนเมื่อ t เปลี่ยน โดยค่า k มีค่ามากแสดงถึงอัตราการเกิดปฏิกิริยาที่ดี
x,y,z = ลำดับการเกิดปฏิกิริยาเมื่อเทียบกับความเข้มข้นของสาร A, B และC
(A) (B) (C) = ความเข้มข้นของสาร A, B และC หน่วย โมล/ลิตร
x + y + z = ลำดับรวมของปฏิกิริยา (order of reaction)

ทั้งนี้ ลำดับปฏิกิริยาจะหาได้จากการทดลองเท่านั้น โดยไม่มีความสัมพันธ์กับตัวเลขด้านหน้าของสารของสสมการเคมีที่ดุลแล้ว

ปัจจัยที่มีผลต่อการเกิดปฏิกิริยาเคมี

1. ธรรมชาติของสารตั้งต้น และผลิตภัณฑ์
ความเร็วหรือช้าของการเกิดปฏิกิริยาเคมีจะขึ้นอยู่กับสภาพธรรมชาติของสารเหล่านั้น เช่น สารประเภทไอออนิกที่เข้าทำปฏิกิริยากันจะเกิดความเร็วของปฏิกิริยาได้ดีกว่าสารที่เป็นโควาเลนท์ หรือสารทำปฏิกิริยาที่เป็นก๊าซจะทำปฏิกิริยาได้เร็วกว่าสารที่มีสถานะอื่น
2. ความเข้มข้นสารตั้งต้น และผลิตภัณฑ์
ความเร็วของปฏิกิริยาจะแปรผันตามความเข้มข้นของสารตั้งต้น และจะแปรผกผันกับความเข้มข้นของสารผลิตภัณฑ์ กล่าวคือ เมื่อปริมาณสารตั้งต้นมีมากอัตราการเกิดปฏิกิริยาก็จะเร็ว และเมื่อเวลาผ่านไปปริมาณสารตั้งต้นลดลง ปฏิกิริยาก็จะค่อยๆลดลงตามปริมาณผลิตภัณฑ์ที่เพิ่มขึ้น
3. พื้นที่ผิว
พื้นที่ผิวของสารจะเป็นจุดของการเกิดปฏิกิริยา หากสารมีพื้นที่ผิวมากก็จะทำให้เกิดปฏิกิริยาได้เร็วขึ้น เช่น การทำปฏิกิริยาของหินปูนกับกรดไฮโดรคลอริกจะได้ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ หากหินปูนมีความละเอียดเป็นผงขนาดเล็ก มีพื้นที่ผิวมากก็ย่อมทำปฏิกิริยากับกรดไฮโดรคลอริกได้อย่างรวดเร็ว
4. อุณหภูมิ
อุณหภูมิถือเป็นปัจจัยหนึ่งที่ช่วยกระตุ้นความเร็วของการเกิดปฏิกิริยา เช่น การอุ่นน้ำมันด้วยความร้อนเพียงน้อยนิดจะทำให้น้ำมันอุ่นเท่านั้น แต่หากเพิ่มความร้อนจนทำให้น้ำมันกลายเป็นไอก็สามารถลุกติดไฟได้ง่าย
5. ความดัน
ความดันที่เกี่ยวข้องกับอัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมีมักพบมากในสารที่เป็นก๊าซ เพราะการเพิ่มความดันให้ก๊าซจะทำให้โมเลกุลของก๊าซเกิดการชนกันมากขึ้น

สมการเคมี

สมการเคมี (chemical equation) คือ สัญลักษณ์ที่เขียนขึ้นแทนปฏิกิริยาเคมีของการทำปฏิกิริยาเคมีของสารตั้งต้น ทำให้เกิดสารผลิตภัณฑ์ใหม่เมื่อเวลาผ่านไป

หลักการดุลสมการเคมี
1. เขียนสูตรเคมีของสารตั้งต้นไว้ด้านซ้ายมือ
2. เขียนสูตรเคมีของสารผลิตภัณฑ์ไว้ด้านขวามือ โดยใช้สัญลักษณ์ → คั่นกลาง
3. ระบุสถานะของสารตั้งต้น และสารผลิตภัณฑ์ในวงเล็บด้านหลังของสารนั้นๆ ได้แก่ (s) = ของแข็ง, (l) = ของเหลว, (g) = ก๊าซ และ (aq) = สารละลาย
4. ทำการดุลสมการเคมี โดยทำให้ตัวเลขอะตอมของทุกธาตุในด้านซ้ายมือ และด้านขวามือเท่ากันด้วยการเติมตัวเลขใดใส่ด้านหน้าของสารเหล่านั้นที่ เมื่อคูณกับจำนวนเลขอะตอมของแต่ละธาตุแล้วสามารถทำให้เลขอะตอมของธาตุด้าน ซ้ายมือ และขวามือเท่ากัน เช่น

2KMnO4 (s) + 16HCl (aq)       →       2KCl (aq) + 2MnCl (aq) + 8H2O (l) + 5Cl2 (g)

การทดสอบว่าการดุลสมการถูกต้องหรือไม่ เพื่อให้ทราบผลที่แน่ชัด และถูกต้องนั้น สามารถทดสอบด้วยวิธีการทดลองทางเคมี ที่เรียกว่า การไทเตรต (titration) เช่น การทำปฏิกิริยาระหว่างกรดกับเบส ณ จุดที่ทำปฏิกิริยากันพอดีจะอยู่ที่จุดอุณหภูมิสูงสุด การทำปฏิกิริยาระหว่างหว่างออกซิเจน (O2) กับแมกนีเซียมซัลเฟต (MnSO4) และโพแทสเซียมไฮดรอกไซด์ (2KOH) ในการฟิกออกซิเจนจนเกิดตะกอนน้ำตาลแดงของ 2MnO(OH)2

สมการเคมีที่สมดุลแล้วจะสามารถแสดงความสัมพันธ์ของปริมาณ สารในสมการ ได้แก่ จำนวนโมล จำนวนมวลสาร จำนวนโมเลกุล และจำนวนปริมาตร ตัวอย่างเช่น

ตัวอย่างที่ 1

****************2KMnO4 (s) + 16HCl (aq)       →       2KCl (aq) + 2MnCl (aq) + 8H2O (l) + 5Cl2 (g)

จำนนวนโมล:       2 โมล          16 โมล                          2โมล            2 โมล         8 โมล         5 โมล
จำนวนมวลสาร:   2×158 g   16×36.5 g                  2×74.5 g      2×126 g    8×18 g       5×71 g
จำนวนโมเลกุล:   2×6.02×1023 16×6.02×1023 2×6.02×1023 2×6.02×1023 8×6.02×1023 5×6.02×1023
ปริมาตรที่ STP: 2×22.4xdm3 16×22.4xdm3 2×22.4xdm3 2×22.4xdm3 8×22.4xdm3 5×22.4xdm3

ตัวอย่างที่ 2

************    ****Al (s)       +        6HCl (aq)       →        2AlCl (aq)      +       3H2 (g)

จำนนวนโมล:             1 โมล                   6 โมล                          2โมล                         3 โมล
จำนวนมวลสาร:      1×27 g               16×36.5 g                 2×62.5 g                   3×2 g
จำนวนโมเลกุล:     1×6.02×1023     6×6.02×1023        2×6.02×1023           3×6.02×1023
ปริมาตรที่ STP:     1×22.4xdm3     6×22.4xdm3          2×22.4xdm3            3×22.4xdm3

กฏทรงมวล

สิ่งแวดล้อม หมายถึง ส่วนที่อยู่ภายนอกขอบเขตการศึกษา เช่น ภาชนะ อุปกรณ์ เตรื่องมืดวัด อากาศโดยรอบ เป็นต้น
ระบบ หมายถึง ส่วนที่อยู่ภายในขอบเขตการศึกษาที่ประกอบด้วยก่อนการเปลี่ยนแปลง และหลังการเปลี่ยนแปลง ประกอบด้วย 2 ระบบ คือ
1. ระบบปิด คือ ระบบที่ไม่มีการถ่ายเทหรือแลกเปลี่ยนมวลสารกับสิ่งแวดล้อมทำให้มีปริมาณมวลสารในระบบเท่าเดิม
2. ระบบเปิด คือ ระบบที่มีการถ่ายเทหรือแลกเปลี่ยนมวลสารกับสิ่งแวดล้อมทำให้มีปริมาณมวลสารในระบบลดลงหรือเพิ่มขึ้น

หากมวลสารทำปฏิกิริยาในระบบปิดจะทำให้ปริมาณสารก่อนทำปฏิกิริยา และหลังทำปฏิกิรยามีปริมาณเท่ากัน สมมติฐานนี้ถูกอธิบายด้วยกฏของอองตวน-โลรอง ในปี พ.ศ. 2317 ที่ได้ทำการทดลองเผาสารในหลอดที่ปิดสนิท ซึ่งพบว่า มวลรวมของสารก่อนการเกิดปฏิกิริยา และหลังการเกิดปฏิกิริยามีปริมาณเท่ากัน จึงตั้งกฏนี้ว่า “กฏทรงมวล

ปริมาตรก๊าซในปฏิกิริยาเคมี

ก๊าซ มีสมบัติในการฟุ้งกระจาย และมีมวลน้อย ดังนั้น การวัดมวลสารโดยตรงจึงทำได้ยาก ปัจจุบันจึงนิยมวัดในหน่วยปริมาตรแทน โดยใช้กฎต่อไปในการอธิบาย

1. กฎของเกย์ลุสแซก
กฎ นี้เกิดขึ้นเมื่อปี พ.ศ. 2351 เมื่อ โซเซฟ ลุย เก ลุสแซก ได้ทำการวัดปริมาตรของก๊าซที่ทำปฏิกิริยากันพอดี ณ อุณหภูมิ และความดันเดียวกัน แล้วสรุปเป็นกฎการรวมปริมาตรของก๊าซว่า “ในปฏิกิริยาเคมีที่เป็นก๊าซ อัตราส่วนโดยปริมาตรของก๊าซที่ทำปฏิกิริยากันพอดี และปริมาตรของก๊าซที่เกิดปฏิกิริยา ณ อุณหภูมิ และความดันเดียวกันจะเป็นเลขจำนวนเต็มลงตัวน้อยๆ”

2. กฎอาโวกาโดร
ปี พ.ศ. 2354 อาเมเดโอ อาโวกาโดร ได้ศึกษากฎของเกย์ลุสแซก ได้อธิบายถึงอัตราส่วนโดยปริมาตรของก๊าซที่เข้าทำปฏิกิริยา และที่ได้จากปฏิกิริยาเป็นเลขจำนวนเต็มจำนวนน้อย อาจเนื่องจากปริมาตรของก๊าซมีความสัมพันธ์กับจำนวนอนุภาคที่รวมตัวกันเป็น สารประกอบอาโวกาโดร พร้อมเสนอสมมติฐานขึ้นว่า “ณ อุณหภูมิ และความดันเดียวกันก๊าซทุกชนิดที่มีปริมาตรเท่ากันจะมีจำนวนโมเลกุลเท่ากัน” เช่น

ปฏิกิริยาของก๊าซไฮโดรเจนกับออกซิเจนเกิดเป็นน้ำ

******H2    +    O2      =      H2O
**    2 cm3   +  1 cm3          2 cm3
**2n โมเลกุล     n โมเลกุล        2n โมเลกุล
**2 อะตอม       1 อะตอม         2 อะตอม

http://www.siamchemi.com/

โครงสร้างโลก

โครงสร้างโลก

1.1 การศึกษาโครงสร้างโลก

1.2 การแบ่งโครงสร้างโลก
1.1การศึกษาโครงสร้างโลก
 การศึกษาโครงสร้างภายในของโลก โดยศึกษาการเดินทางของ “คลื่นซิสมิค” (Seismic waves) ซึ่งมี 2 ลักษณะ คือ
   คลื่นปฐมภูมิ (P wave) เป็นคลื่นตามยาวที่เกิดจากความไหวสะเทือนในตัวกลาง โดยอนุภาคของตัวกลางนั้นเกิดการเคลื่อนไหวแบบอัดขยายในแนวเดียวกับที่คลื่นส่งผ่านไป คลื่นนี้สามารถเคลื่อนที่ผ่านตัวกลางที่เป็นของแข็ง ของเหลว และก๊าซ เป็นคลื่นที่สถานีวัดแรงสั่นสะเทือนสามารถรับได้ก่อนชนิดอื่น โดยมีความเร็วประมาณ 6 – 8 กิโลเมตร/วินาที คลื่นปฐมภูมิทำให้เกิดการอัดหรือขยายตัวของชั้นหิน ดังภาพที่ 3
  คลื่นทุติยภูมิ (S wave) เป็นคลื่นตามขวางที่เกิดจากความไหวสะเทือนในตัวกลางโดยอนุภาคของตัวกลางเคลื่อนไหวตั้งฉากกับทิศทางที่คลื่นผ่าน มีทั้งแนวตั้งและแนวนอน คลื่นชนิดนี้ผ่านได้เฉพาะตัวกลางที่เป็นของแข็งเท่านั้น ไม่สามารถเดินทางผ่านของเหลว คลื่นทุติยภูมิมีความเร็วประมาณ 3 – 4 กิโลเมตร/วินาที คลื่นทุติยภูมิทำให้ชั้นหินเกิดการคดโค้ง
ขณะที่เกิดแผ่นดินไหว (Earthquake) จะเกิดแรงสั่นสะเทือนหรือคลื่นซิสมิคขยายแผ่จากศูนย์เกิดแผ่นดินไหวออกไปโดยรอบทุกทิศทุกทาง เนื่องจากวัสดุภายในของโลกมีความหนาแน่นไม่เท่ากัน และมีสถานะต่างกัน คลื่นทั้งสองจึงมีความเร็วและทิศทางที่เปลี่ยนแปลงไปดังภาพที่ 4 คลื่นปฐมภูมิหรือ P wave สามารถเดินทางผ่านศูนย์กลางของโลกไปยังซีกโลกตรงข้ามโดยมีเขตอับ (Shadow zone) อยู่ระหว่างมุม 100 – 140 องศา แต่คลื่นทุติยภูมิ หรือ S wave ไม่สามารถเดินทางผ่านชั้นของเหลวได้ จึงปรากฏแต่บนซีกโลกเดียวกับจุดเกิดแผ่นดินไหว โดยมีเขตอับอยู่ที่มุม 120 องศาเป็นต้นไป

ภาพคลื่นปฐมภูมิ (P wave) และคลื่นทุติยภูมิ (S wave)

ภาพการเดินทางของ P wave

และ S wave ขณะเกิดแผ่นดินไหว

ธาตูกัมมันตรังสี

ธาตุกัมมันตรังสี (radioactive element)

คือธาตุพลังงานสูงกลุ่มหนึ่งที่สามารถแผ่รังสี แล้วกลายเป็นอะตอมของธาตุใหม่ได้ มีประวัติการค้นพบดังนี้

รังสีเอ็กซ์ ถูกค้นพบโดย Conrad Röntgen อย่างบังเอิญเมื่อปี ค.ศ. 1895
ยูเรเนียม ค้นพบโดย Becquerel เมื่อปี ค.ศ. 1896 โดยเมื่อเก็บยูเรเนียมไว้กับฟิล์มถ่ายรูป ในที่มิดชิด ฟิล์มจะมีลักษณะ เหมือนถูกแสง จึงสรุปได้ว่าน่าจะมีการแผ่รังสีออกมาจากธาตุยูเรเนียม เขาจึงตั้งชื่อว่า Becquerel Radiation
พอโลเนียม ถูกค้นพบและตั้งชื่อโดย มารี กูรี ตามชื่อบ้านเกิด (โปแลนด์) เมื่อปี ค.ศ. 1898 หลังจากการสกัดเอายูเรเนียมออกจาก Pitchblende หมดแล้ว แต่ยังมีการแผ่รังสีอยู่ สรุปได้ว่ามีธาตุอื่นที่แผ่รังสีได้อีกแฝงอยู่ใน Pitchblende นอกจากนี้ กูรียังได้ตั้งชื่อเรียกธาตุที่แผ่รังสีได้ว่า ธาตุกัมมันตรังสี และเรียกรังสีนี้ว่า กัมมันตภาพรังสี
เรเดียม ถูกตั้งชื่อไว้เมื่อปี ค.ศ. 1898 หลังจากสกัดเอาพอโลเนียมออกจากพิตช์เบลนด์หมดแล้ว พบว่ายังคงมีการแผ่รังสี จึงสรุปว่ามีธาตุอื่นที่แผ่รังสีได้อีกใน Pitchblende ในที่สุดกูรีก็สามารถสกัดเรเดียมออกมาได้จริง ๆ จำนวน 0.1 กรัม ในปี ค.ศ. 1902
ส่วนรังสีที่แผ่ออกมาจากธาตุนั้น แบ่งเป็น 3 ชนิดคือ

รังสีแอลฟา (สัญลักษณ์: α) คุณสมบัติ เป็นนิวเคลียสของอะตอมฮีเลียม (4 2He) มี p+ และ n อย่างละ 2 อนุภาค ประจุ +2 เลขมวล 4 อำนาจทะลุทะลวงต่ำ เบี่ยงเบนในสนามไฟฟ้าเข้าหาขั้วลบ
รังสีบีตา (สัญลักษณ์: β) คุณสมบัติ เหมือน e- อำนาจทะลุทะลวงสูงกว่า α 100 เท่า ความเร็วใกล้เสียง เบี่ยงเบนในสนามไฟฟ้าเข้าหาขั้วบวก
รังสีแกมมา (สัญลักษณ์: γ) คุณสมบัติเป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า (Electromagnetic Wave) ที่มีความยาวคลื่นสั้นมากไม่มีประจุและไม่มีมวล อำนาจทะลุทะลวงสูงมาก ไม่เบี่ยงเบนในสนามไฟฟ้า เกิดจากการที่ธาตุแผ่รังสีแอลฟาและแกมมาแล้วยังไม่เสถียร มีพลังงานสูง จึงแผ่เป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเพื่อลดระดับพลังงาน จะเห็นได้ว่า การแผ่รังสีจะทำให้เกิดธาตุใหม่ได้ หรืออาจเป็นธาตุเดิมแต่จำนวนโปรตอนหรือนิวตรอนอาจไม่เท่ากับธาตุเดิมและธาตุกัมมันตรังสีแต่ละธาตุ มีระยะเวลาในการสลายตัวแตกต่างกันและแผ่รังสีได้แตกต่างกันเรียกว่า ครึ่งชีวิตของธาตุ
ครึ่งชีวิตของธาตุ (Half life) เรารู้แล้วว่ารังสีที่แผ่ออกมาจากธาตุกัมมันตรังสีเกิดจากนิวเคลียสในอะตอมของธาตุซึ่งไม่เสถียร จึงต้องมีการสลายตัวและแผ่รังสีออกมา เพื่อเปลี่ยนไปเป็นอะตอมที่มีเสถียรภาพมากขึ้น เมื่อธาตุกัมมันตรังสีแผ่รังสีออกมาแล้วจะเกิดการสลายตัวลดปริมาณลงไปด้วย โดยนักวิทยาศาสตร์เรียกระยะเวลาที่ธาตุกัมมันตรังสีสลายตัวไปจนเหลือครึ่งหนึ่งของปริมาณเดิมว่า ครึ่งชีวิต (Half life) ตัวอย่างเช่น ธาตุซัลเฟอร์ -35 มีครึ่งชีวิต 87 วัน ในการสลายตัวเหลือ 4 กรัม และใช้เวลาอีก 87 วัน ในการสลายตัวจนเหลือ 2 กรัม เป็นต้น

การเกิดปฏิกิริยาของธาตุกัมมันตรังสี การเกิดปฏิกิริยาของธาตุกัมมันตรังสี เรียกว่า ปฏิกิริยานิวเคลียร์ ซึ่งมี 2 ประเภท คือ 1. ปฏิกิริยาฟิชชัน (Fission reaction) คือ ปฏิกิริยานิวเคลียร์ที่เกิดขึ้น เนื่องจากการยิงอนุภาคนิวตรอนเข้าไปยังนิวเคลียสของธาตุหนัก แล้วทำให้นิวเคลียร์แตกออกเป็นนิวเคลียร์ที่เล็กลงสองส่วนกับให้อนุภาคนิวตรอน 2-3 อนุภาค และคายพลังงานมหาศาลออกมา ถ้าไม่สามารถควบคุมปฏิกิริยาได้อาจเกิดการระเบิดอย่างรุนแรงที่เรียกว่า ลูกระเบิดปรมาณู (Atomic bomb) เพื่อควบคุมปฏิกิริยาลูกโซ่ไม่ให้เกิดรุนแรงนักวิทยาศาสตร์จึงได้สร้างเตาปฏิกรณ์ปรมาณูเพื่อใช้ในการผลิตกระแสไฟฟ้า

2. ปฏิกิริยาฟิวชัน (Fusion reaction) คือ ปฏิกิริยานิวเคลียร์ที่นิวเคลียสของธาตุเบาหลอมรวมกันเข้าเป็นนิวเคลียสที่หนักกว่า และมีการคายความร้อนออกมาจำนวนมหาศาลและมากกว่าปฏิกิริยาฟิชชันเสียอีก ปฏิกิริยาฟิวชันที่รู้จักกันดี คือ ปฏิกิริยาระเบิดไฮโดรเจน (Hydrogen bomb) ดังภาพ

ประโยชน์ของธาตุกัมมันตรังสี ความสามารถในการปลดปล่อยพลังงาน และรังสีที่มีพลังงานและมีอำนาจทะลุทะลวงของธาตุกัมมันตรังสีได้ถูกนำไปประยุกต์ใช้ให้เกิดประโยชน์ในด้านต่าง ๆ มากมายทั้งในด้านการแพทย์ การเกษตร อุตสาหกรรม รวมจนถึงด้านธรณีวิทยาการหาอายุของวัตถุต่าง ๆ โดยธาตุกัมมันตรังสีที่มีการใช้ประโยชน์กันอย่างกว้างขวาง ได้แก่

1 ยูเรเนียม-235 (U-235) ใช้สำหรับเป็นเชื้อเพลิงในโรงไฟฟ้าพลังนิวเคลียร์ ใช้ในอุตสาหกรรมการผลิตเครื่องบินและยานอวกาศ และใช้ในการผลิตรังสีเอ็กซ์ (X-ray) ซึ่งมีพลังงานสูง

2 โคบอลต์-60 (Co-60) เป็นธาตุกัมมันตรังสีที่สามารถแผ่กัมมันตรังสีชนิดแกมมาซึ่งมีผลในการยับยั้งการเจริญเติบโตของเซลล์ได้ จึงมีการนำมาใช้ในการยับยั้งการเจริญเติบโตเชื้อจุลินทรีย์ในอาหาร ผักและผลไม้ และนำมาใช้ในการรักษาโรคมะเร็ง

3 คาร์บอน-14 (C-14) เป็นธาตุกัมมันตรังสีที่สามารถพบได้ในวัตถุต่าง ๆ เกือบทุกชนิดบนโลก จึงสามารถนำระยะเวลาครึ่งชีวิตของธาตุนี้มาใช้ในการคำนวณหาอายุของวัตถุโบราณ อายุของหินและเปลือกโลกและอายุของซากฟอสซิลต่าง ๆ ได้ (C-14 มีครึ่งชีวิตประมาณ 5,730 ปี

4 ฟอสฟอรัส-32 (P-32) เป็นสารประกอบกัมมันตรังสีที่สามารถละลายน้ำได้ มีระยะเวลาครึ่งชีวิตประมาณ 14.3 วัน ทางการแพทย์นำมาใช้ในการรักษาโรคมะเร็งของเม็ดโลหิตขาว (ลิวคีเมีย) โดยให้รับประทานหรือฉีดเข้าในกระแสโลหิต นอกจากนี้ยังสามารถใช้ในการตรวจหาเซลล์มะเร็ง และตรวจหาปริมาณโลหิตของผู้ที่จะเข้ารับการผ่าตัด

อันตรายจากธาตุกัมมันตรังสี อันตรายจากธาตุกัมมันตรังสีเกิดขึ้นได้ เนื่องจากหากร่างกายของสิ่งมีชีวิตได้รับกัมมันตรังสีในปริมาณที่มากเกินไปจะทำให้โมเลกุลของน้ำ สารอินทรีย์และสารอนินทรีย์ต่าง ๆ ในร่างกายเสียสมดุล ทำให้เกิดความเสียหายต่อเซลล์ในร่างกาย ซึ่งจะทำให้สิ่งมีชีวิตเกิดความเจ็บป่วย หรือหากได้รับในปริมาณมากก็อาจทำให้เสียชีวิตได้ ดังนั้นผู้ปฏิบัติงานที่เกี่ยวข้องกับรังสีจึงจะต้องมีอุปกรณ์ที่ช่วยป้องกันอันตรายจากรังสี และมีการกำหนดระยะเวลาในการทำงานเพื่อไม่ให้สัมผัสกับรังสีเป็นเวลานานเกินไป

เกี่ยวกับโฆษณาเหล่านี้

เชื้อเพลิงธรรมชาติ

เชื้อเพลิงชีวภาพ

เชื้อเพลิงชีวภาพ (biofuel) สามารถเป็นได้ทั้งของแข็ง ของเหลว หรือแก๊สประกอบขึ้นหรือแปรเปลี่ยนมาจากมวลชีวภาพ (biomass) มวลชีวภาพสามารถนำมาใช้ได้โดยตรงผ่านการให้ความร้อนหรือการส่งกำลัง ซึ่งรู้จักกันในชื่อ เชื้อเพลิงมวลชีวภาพ (biomass fuel) เชื้อเพลิงชีวภาพสามารถผลิตขึ้นได้จากแหล่งคาร์บอนที่สามารถเติมเต็มได้อย่างรวดเร็วเช่นพืช พืชหลายชนิดและวัสดุที่ได้จากพืชถูกใช้สำหรับการผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพในโรงงาน

เชื้อเพลิงที่มนุษย์ในยุคเริ่มแรกนักสันนิษฐานกันว่าเป็นไม้ โดยมีหลักฐานแสดงให้เห็นถึงการก่อไฟซึ่งใช้กันมาตั้งแต่ 1.5 ล้านปีก่อนพบที่ Swartkrans ประเทศแอฟริกาใต้ แต่ก็ไม่ทราบว่าสปีชีส์ใดที่เป็นผู้ริเริ่มการใช้ไฟ เพราะทั้ง Australopithecusและ Homo ก็ถูกขุดพบในแหล่งดังกล่าว ไม้ก็ยังคงเป็นเชื้อเพลิงอย่างหนึ่งจนกระทั่งปัจจุบัน แม้ว่าแหล่งพลังงานอื่นๆ จะเข้ามาแทนที่ในหลายจุดประสงค์ ไม้มีความหนาแน่นของพลังงานประมาณ 10–20 เมกะจูลต่อกิโลกรัม

เมื่อเร็วๆ นี้ เชื้อเพลิงชีวภาพได้ถูกพัฒนาขึ้นเพื่อใช้กับยานยนต์ เช่นแก๊สโซฮอล์ เป็นต้น แต่ก็มีการโต้เถียงในวงกว้างเกี่ยวกับความเพียงพอของคาร์บอนที่มีอยู่ในเชื้อเพลิงชนิดนี้

ที่มา : https://sites.google.com/site/akadahtwongrat/5-krabwnkar-peliynpaelng-khxng-lok/06

1. ถ่านหิน

ถ่านหินเกิดจากการสลายตัวซากพืชที่อยู่ใต้ดินในแอ่งตะกอนน้ำตื้น เมื่อผิวโลกเปลี่ยนแปลง เช่น แผ่นดินไหว ภูเขาไฟระเบิด หรือตะกอนทับถม ทำให้แหล่งสะสมตัวนั้นได้รับความกดดันและความร้อนที่อยู่โลกเพิ่มขึ้น ซากพืชเหล่านั้นก็จะเกิดการเปลี่ยนแปลงกลายเป็นถ่านหินชนิดต่างๆ โดยถ่านหินเริ่มต้นเป็นชนิดพีต เมื่อฝังลึกลงไปจะเปลี่ยนไปเป็น ลิกไนต์ ซับบิทูมินัส บิทูมินัส และแอนทราไซส์

2. ปิโตรเลียม

ปิโตรเลียมเป็นสารโฮโดรคาร์บอนที่ขึ้นเองตามธรรมชาติจากการทับถมของซากสิ่งมีชีวิตที่ถูกย่อยสลายภายใต้อุณหภูมิและความดันสูงใต้เปลือกโลก หลังจากนั้นจะเปลี่ยนเป็นปิโตรเลียม มีทั้งสถานะของแข็ง ของเหลว และแก๊ส ซึ่งปิโตรเลียมที่มีสถานะของเหลว เรียกว่า “น้ำมันดิบ” ส่วนปิโตรเลียมในสถานะแก๊ส เรียกว่า “แก๊สธรรมชาติ” ปิโตรเลียมจากแหล่งกำเนิดจะไหลไปตามรอยแตกของชั้นหินทำให้เกิดการสะสม และเมื่อแก๊สธรรมชาติขึ้นมาบนผิวโลกและถูกกักเก็บเป็นของเหลว จะเรียกว่า “แก๊สธรรมชาติเหลว”

แหล่งปิโตรเลียมในประเทศไทย มีดังนี้

  • แหล่งทรัพยากรปิโตเลียมบนบก เช่น แหล่งน้ำมันฝาง จังหวัดเชียงใหม่ แหล่งน้ำมันสิริกิตติ์ จังหวัดกำแพงเพชร แหล่งน้ำมันวิเชียรบุรีและศรีเทพ จังหวัดเพชรบูรณ์แหล่งน้ำมันกำแพงแสน จังหวัดนครปฐม แหล่งน้ำมันอ่างทอง จังหวัดสุพรรณบุรี
  • แหล่งทรัพยากรปิโตเลียมในทะเลอันดามันและอ่าวไทย เช่น แหล่งแก๊สเอราวัณ แหล่งแก๊สบงกช และแหล่งน้ำมันดิบในอ่าวไทย ส่วนในทะเลอันดามันนั้นยังมีไม่มากพอ

ที่มา : http://www.lesa.biz/earth/lithosphere/fuel/fuel-utility

การใช้ประโยชน์จากแก๊สธรรมชาติ

ภาพที่ 1 การใช้ประโยชน์จากแก๊สธรรมชาติ

ประโยชน์ของแก๊สธรรมชาติ

1. เป็นเช้ือเพลิงปิโตรเลียมที่นามาใช้งานได้อย่างมีประสิทธิภาพสูงมีการเผาไหม้สมบูรณ์

2. ลดการสร้างก๊าซเรือนกระจกซ่ึงเป็นสาเหตุของภาวะโลกร้อน

3. มีความปลอดภัยสูงในการใช้งาน เน่ืองจากเบากว่าอากาศ จึงลอยข้ึนเมื่อเกิดการรั่ว

4. มีราคาถกูกว่าเช้ือเพลิงปิโตรเลียมอ่ืนๆ เช่น น้ำมัน น้ำมันเตาและก๊าซปิโตรเลียมเหลว

5. สามารถสร้างมูลค่าเพิ่มช่วยขับเคลื่อนการเจริญเติบโตทางเศรษฐกิจของประเทศ

6. แก๊สธรรมชาติส่วนใหญ่ท่ีใชใ้ นประเทศไทยผลิตได้เองจากแหล่งในประเทศจึงช่วยลดการนำเข้าพลังงานเช้ือเพลิงอื่นๆ และประหยัดเงินตราต่างประเทศได้มาก

การใช้ประโยชน์จากน้ำมันดิบ

ภาพที่ 2 การใช้ประโยชน์จากน้ำมันดิบ
 
 พลังงานสิ้นเปลือง( nonrenewable energy)

 

พลังงานสิ้นเปลือง  หมายถึง  พลังงานที่ได้จากทรัพยากรธรรมชาติที่ใช้แล้วหมด  ไม่สามารถเกิดทดแทนได้แบ่งออกเป็นพลังงานสิ้นเปลืองที่เป็นฟอสซิล (Fossil) หรือซากพืชซากสัตว์  ที่ทับถมกันเป็นเวลานับล้าน ๆ ปี  ภายใต้เปลือกโลกที่มีความร้อนและความดันสูง  ได้แก่ ปิโตรเลียม (น้ำมันดิบ และแก๊สธรรมชาติ)  ถ่านหิน  และหินน้ำมัน  อีกอย่างหนึ่งคือพลังงานสิ้นเปลืองที่ไม่ใช่ฟอสซิล  ได้แก่  พลังงานนิวเคลียร์  ซึ่งเกิดจากทำลายนิวเคลียสของธาตุกัมมันตภาพรังสีที่หนักให้สลายตัวหรือแตกตัวจะปลดปล่อยพลังงานออกมาแล้วเรานำพลังงานที่ได้ออกมาในรูปของพลังงานความร้อนไปใช้ประโยชน์  เครื่องที่ผลิตพลังงานนิวเคลียร์ชนิดแตกตัวเรียกว่า  เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์  ส่วนใหญ่นำไปผลิตกระแสไฟฟ้า  ปฏิกิริยานิวเคลียร์อีกชนิดหนึ่ง ได้แก่ปฏิกิริยาหลอมรวมตัวของธาตุเบาเป็นธาตุหนัก  เช่น  ไฮโดรเจนหลอมรวมตัวเป็นฮีเลียม ซึ่งเกิดอยู่ทุกเวลาในดวงอาทิตย์  จะได้พลังงานมหาศาลเช่นกัน  และมากกว่าปฏิกิริยาแตกตัวถึง 4 เท่า

 

แร่

ทรัพยากรแร่ธาตุ

แร่เป็นทรัพยากรที่เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติมีความสำคัญและมีบทบาทที่สนองความต้องการ ทางด้านปัจจัยต่าง ๆ ของประชากร ทั้งทางด้านอุตสาหกรรมและพลังงาน ความสำคัญและประโยชน์ของแร่ธาตุที่จะนำมาใช้ขึ้นอยู่กับระยะเวลาความเจริญทางเทคโนโลยี ตลอดจนความต้องการในการนำไปใช้ของมนุษย์ทรัพยากรแร่ธาตุ ที่มนุษย์เราใช้ส่วนใหญ่มาจากแผ่นดิน ซึ่งค่อย ๆ ลดจำนวนลงทำให้มีการสำรวจค้นคว้าหาแหล่งทรัพยากรแร่ธาตุใหม่ ๆ อยู่เสมอ ปัจจุบันได้มีการบุกเบิกหาแหล่งทรัพยากรแร่ธาตุในทะเล เช่น น้ำมันปิโตรเลียมและก๊าซธรรมชาติความเจริญก้าวหน้าทางเทคโนโลยี และระยะเวลาทำให้ความสำคัญของแร่ธาตุเปลี่ยนแปลงไปจากชนิดหนึ่งไปใช้อีกชนิดหนึ่ง เช่น จากการใช้ถ่านหินมาใช้น้ำมันปิโตรเลียมและก๊าซธรรมชาติจากการใช้เหล็กมาใช้อลูมิเนียมแทนประเภทของแร่แร่เป็นทรัพยากรที่มนุษย์ นำมาใช้ประโยชน์มากมาย แบ่งเป็น 3 ประเภท คือ1. แร่โลหะ เป็นแร่ที่มีความเหนียว เป็นตัวทนความร้อน และไฟฟ้าได้ดีหลอมตัวได้ และมีความทึบแสง ได้แก่ แร่ดีบุก เหล็ก แมงกานีส ทองแดง ตะกั่ว อลูมิเนียม แมกนีเซียม ทองคำ เงิน วุลแฟรม ฯลฯ2. แร่อโลหะ เป็นแร่ที่ไม่เป็นตัวนำความร้อนมีลักษณะโปร่งแสง เปราะแตกหักง่าย ได้แก่ ฟลูออไรท์ ฟอสเฟส หิน ทราย เกลือ กำมะถัน โปแตสเซียม แคลเซียม ดินขาว ฯลฯ3. แร่พลังงาน หรือแร่เชื้อเพลิงเป็นแร่ที่สำคัญถูกนำมาใช้มากเกิดจากซากสิ่งมีชีวิตในอดีต ได้แก่ ถ่านหิน น้ำมันดิบ ก๊าซธรรมชาติ

ประโยชน์แร่1. ประโยชน์ทางด้านความมั่นคง และมั่งคั่งของประเทศ ประเทศที่มีแร่ธาตุต่าง ๆ มากมายและสามารถนำไปใช้แปรรูปเป็นผลผลิตต่าง ๆ ที่ทำประโยชน์ต่อมนุษย์ เช่น ด้านอาวุธ ด้านอุตสาหกรรม2. ประโยชน์ด้านความเป็นอยู่ของมนุษย์นำแร่ธาตุต่าง ๆ มาสร้างขึ้นเป็นภาชนะใช้สอยพาหนะที่ช่วยในการคมนาคม อาคารบ้านเรือน ก๊าซหุงต้ม พลังงานไฟฟ้า3. ประโยชน์ด้านการสร้างงานแก่ประชาชน ทำให้ประชาชนมีรายได้จากการขุดแร่ ไปจนถึงแปรรูปเป็นผลิตภัณฑ์ไปสู่ผู้บริโภคนอกจากนี้ แร่ธาตุชนิดต่าง ๆ มีคุณสมบัติลักษณะต่างกัน จึงมีประโยชน์แตกต่างกัน เช่น แร่วุลแฟรม นำมาทำไส้หลอดไฟฟ้า ใช้ในอุตสาหกรรมเครื่องแก้ว แร่พลวงนำมาใช้ทำตัวพิมพ์หนังสือ ทำสี แบตเตอรี่ รัตนชาติ เป็นแร่ที่มีลักษณะสีสันสวยงาม นำมาใช้ทำเครื่องประดับต่าง ๆ มากมายปัญหาทรัพยากรแร่1. ปัญหาสิ่งแวดล้อมบริเวณที่ทำเหมืองแร่แล้วทำให้สภาพดินไม่อุดมสมบูรณ์ สกปรกพื้นที่ขรุขระมีหลุมบ่อมากมายจึงถูกปล่อยทิ้งใช้ประโยชน์ไม่เต็มที่2. ปัญหาการใช้แร่ธาตุบางประเภทเป็นจำนวนมาก เช่น แร่เหล็กถูกนำมาใช้มากและแพร่หลายที่สุด ถ่านหิน น้ำมันปิโตรเลียม ดีบุก ฯลฯ3. ปัญหาการใช้แร่ไม่คุ้มค่า ได้แก่ พวกแร่ที่ใช้แล้วยังเหลืออยู่ ยังสามารถนำกลับไปใช้อีก เช่น เหล็ก ส่วนแร่ที่นำไปใช้แล้วหมดไป เช่น ถ่านหิน น้ำมัน ปิโตรเลียม ก๊าซธรรมชาติ เราจึงต้องใช้อย่างคุ้มค่า และประหยัด

การทำเหมืองแร่

การอนุรักษ์แร่ธาตุดังได้กล่าวมาแล้วถึงทรัพยากรแร่ธาตุในปัจจุบันซึ่งกำลังประสบปัญหาหากไม่มีการป้องกันแก้ไข ดังนั้นการอนุรักษ์แร่ธาตุจึงเป็นมาตรการสำคัญที่จะช่วยได้ดังต่อไปนี้1. การใช้แร่ธาตุอย่างประหยัด ในการทำเหมืองแร่บางอย่างนั้นบางทีทรัพยากรแร่ธาตุที่ได้มาอาจมีหลายชนิด ดังนั้นจึงควรจะพยายามใช้ให้คุ้มค่าทุกชนิด อย่างประหยัดและลดการสูญเปล่า2. การสำรวจแหล่งแร่ ควรมีการเร่งรัดการสำรวจทรัพยากรแร่ธาตุให้ครอบคลุมทั่วประเทศเพื่อประโยชน์ในการวางแผนการใช้ประโยชน์อย่างคุ้มค่า3. การใช้แร่ชนิดอื่นทดแทน พยายามหาแร่ธาตุอื่น ๆ มาใช้ทดแทนแร่ที่ใช้กันมาก อาทิการใช้อลูมิเนียมแทนเหล็ก4. นำแร่ที่ใช้แล้วกลับมาใช้อีก เพื่อการใช้ประโยชน์อย่างเต็มที่ควรมีการนำแร่ที่ใช้แล้วกลับมาใช้อีก อาทิ ภาชนะเครื่องใช้ที่เป็นอลูมิเนียมบางอย่างที่หมดสภาพการใช้แล้วสามารถนำกลับมาหลอมใช้ใหม่ได้อีก

แหล่งน้ำ

ทรัพยากรน้ำ

โลกของเราประกอบขึ้นด้วยพื้นดินและพื้นน้ำ โดยส่วนที่เป็นฝืนน้ำนั้น มีอยู่ประมาณ 3 ส่วน (75%) และเป็นพื้นดิน 1 ส่วน (25%) น้ำมีความสำคัญอย่างยิ่งกับชีวิตของพืชและสัตว์บนโลกรวมทั้งมนุษย์เราด้วยน้ำเป็นทรัพยากรที่สามารถเกิดหมุนเวียนได้เรื่อย ๆ ไม่มีวันหมดสิ้น เมื่อแสงแดดส่องมาบนพื้นโลก น้ำจากทะเลและมหาสมุทรก็จะระเหยเป็นไอน้ำลอยขึ้นสู่เบื้องบนเนื่องจากไอน้ำมีความเบากว่าอากาศ เมื่อไอน้ำลอยสู่เบื้องบนแล้ว จะได้รับความเย็นและกลั่นตัวกลายเป็นละอองน้ำเล็ก ๆ ลอยจับตัวกันเป็นกลุ่มเฆม เมื่อจับตัวกันมากขึ้นและกระทบความเย็นก็จะกลั่นตัวกลายเป็นหยดน้ำตกลงสู่พื้นโลก น้ำบนพื้นโลกจะระเหยกลายเป็นไอน้ำอีกเมื่อได้รับความร้อนจากดวงทิตย์ ไอน้ำจะรวมตัวกันเป็นเมฆและกลั่นตัวเป็นหยดน้ำกระบวนการเช่นนี้ เกิดขึ้นเป็นวัฏจักรหมุนเวียนต่อเนื่องกันตลอดเวลา เรียกว่า วัฏจักรน้ำทำให้มีน้ำเกิดขึ้นบนผิวโลกอยู่สม่ำเสมอ

ประโยชน์ของน้ำ

น้ำเป็นแหล่งกำเนิดชีวิตของสัตว์และพืชคนเรามีชีวิตอยู่โดยขาดน้ำได้ไม่เกิน 3 วัน และน้ำยังมีความจำเป็นทั้งในภาคเกษตรกรรมและอุตสาหกรรม ซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งในการพัฒนาประเทศ ประโยชน์ของน้ำ ได้แก่

  • น้ำเป็นสิ่งจำเป็นที่เราใช้สำหรับการดื่มกิน การประกอบอาหาร ชำระร่างกาย ฯลฯ
  • น้ำมีความจำเป็นสำหรับการเพาะปลูกเลี้ยงสัตว์ แหล่งน้ำเป็นที่อยู่อาศัยของปลาและสัตว์น้ำอื่น ๆ ซึ่งคนเราใช้เป็นอาหาร
  • ในการอุตสาหกรรม ต้องใช้น้ำในขบวนการผลิตใช้ล้างของเสียใช้หล่อเครื่องจักรและระบายความร้อน ฯลฯ
  • การทำนาเกลือโดยการระเหยน้ำเค็มจากทะเล
  • น้ำเป็นแหล่งพลังงาน พลังงานจากน้ำใช้ทำระหัด ทำเขื่อนผลิตกระแสไฟฟ้าได้
  • แม่น้ำ ลำคลอง ทะเล มหาสมุทร เป็นเส้นทางคมนาคมขนส่งที่สำคัญ
  • ทัศนียภาพของริมฝั่งทะเลและน้ำที่ใสสะอาดเป็นแหล่งท่องเที่ยวของมนุษย์

ปัญหาของทรัพยากรน้ำปัญหาสำคัญ ๆ ที่เกิดขึ้น คือ1. ปัญหาการมีน้ำน้อยเกินไป เกิดการขาดแคลนอันเป็นผลเนื่องจากการตัดไม้ทำลายป่า ทำให้ปริมาณน้ำฝนน้อยลง เกิดความแห้งแล้งเสียหายต่อพืชเพาะปลูกและการเลี้ยงสัตว์2. ปัญหาการมีน้ำมากเกินไป เป็นผลมาจากการตัดไม้มากเกินไป ทำให้เกิดน้ำท่วมไหลบ่าในฤดูฝน สร้างความเสียหายแก่ชีวิตและทรัพย์สิน3. ปัญหาน้ำเสีย เป็นปัญหาใหม่ในปัจจุบัน สาเหตุที่ทำให้เกิดน้ำเสีย ได้แก่

 

  • น้ำทิ้งจากบ้านเรือน ขยะมูลฝอยและสิ่งปฎิกูลที่ถูกทิ้งสู่แม่น้ำลำคลอง
  • น้ำเสียจากโรงงานอุตสาหกรรม
  • น้ำฝนพัดพาเอาสารพิษที่ตกค้างจากแหล่งเกษตรกรรมลงสู่แม่น้ำลำคลอง

น้ำเสียที่เกิดขึ้นนี้ส่งผลเสียหายทั้งต่อสุขภาพอนามัย เป็นอันตรายต่อสัตว์น้ำ และมนุษย์ ส่งกลิ่นเหม็น รบกวน ทำให้ไม่สามารถนำแหล่งน้ำนั้นมาใช้ประโยชน์ได้ทั้งการอุปโภค บริโภค เกษตรกรรม และอุตสาหกรรม

ผลกระทบของน้ำเสียต่อสิ่งแวดล้อม

  • เป็นแหล่งแพร่ระบาดของเชื้อโรค เช่น อหิวาตกโรค บิด ท้องเสีย
  • เป็นแหล่งเพาะพันธุ์ของแมลงนำโรคต่าง ๆ
  • ทำให้เกิดปัญหามลพิษต่อดิน น้ำ และอากาศ
  • ทำให้เกิดเหตุรำคาญ เช่น กลิ่นเหม็นของน้ำโสโครก
  • ทำให้เกิดการสูญเสียทัศนียภาพ เกิดสภาพที่ไม่น่าดู เช่น สภาพน้ำที่มีสีดำคล้ำไปด้วยขยะ และสิ่งปฎิกูล
  • ทำให้เกิดการสูญเสียทางเศรษฐกิจ เช่น การสูญเสียพันธุ์ปลาบางชนิดจำนวนสัตว์น้ำลดลง
  • ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงระบบนิเวศในระยะยาว

การอนุรักษ์น้ำดังได้กล่าวมาแล้วจะเห็นว่า น้ำมีความสำคัญและมีประโยชน์มหาศาล เราจึงควรช่วยแก้ไขปัญหาน้ำเสียหรือการสูญเสียทรัพยากรน้ำด้วยการอนุรักษ์น้ำ ดังนี้1. การใช้น้ำอย่างประหยัด การใช้น้ำอย่างประหยัดนอกจากจะลดค่าใช้จ่ายเกี่ยวกับค่าน้ำลงได้แล้ว ยังทำให้ปริมาณน้ำเสียที่จะทิ้งลงแหล่งน้ำมีปริมาณน้อย และป้องกันการขาดแคลนน้ำได้ด้วย2. การสงวนน้ำไว้ใช้ ในบางฤดูหรือในสภาวะที่มีน้ำมากเหลือใช้ควรมีการเก็บน้ำไว้ใช้ เช่น การทำบ่อเก็บน้ำ การสร้างโอ่งน้ำ ขุดลอกแหล่งน้ำ รวมทั้งการสร้างอ่างเก็บน้ำ และระบบชลประทาน3. การพัฒนาแหล่งน้ำ ในบางพื้นที่ที่ขาดแคลนน้ำ จำเป็นที่จะต้องหาแหล่งน้ำเพิ่มเติม เพื่อให้สามารถมีน้ำไว้ใช้ ทั้งในครัวเรือนและในการเกษตรได้อย่างพอเพียง ปัจจุบันการนำน้ำบาดาลขึ้นมาใช้กำลังแพร่หลายมากขึ้นแต่อาจมีปัญหาเรื่องแผ่นดินทรุด4. การป้องกันน้ำเสีย การไม่ทิ้งขยะและสิ่งปฎิกูลและสารพิษลงในแหล่งน้ำ น้ำเสียที่เกิดจากโรงงานอุตสาหกรรม โรงพยาบาล ควรมีการบำบัดและขจัดสารพิษก่อนที่จะปล่อยลงสู่แหล่งน้ำ5. การนำน้ำเสียกลับไปใช้ น้ำที่ไม่สามารถใช้ได้ในกิจการอย่างหนึ่งอาจใช้ได้ในอีกกิจการหนึ่ง เช่น น้ำทิ้งจากการล้างภาชนะอาหาร สามารถนำไปรดต้นไม้ได้

เครื่องเติมออกซิเจนให้แก่น้ำ ป้องกันมิให้น้ำเน่าเสีย

 

1 2 3 4 26