Glassware Chemical, เครื่องแก้ว สารเคมี

สังกะสี (Zinc) เป็นธาตุแรกของหมู่ II B จัดเป็นธาตุโลหะ มีเลขอะตอม 30 น้ำหนักอะตอม 65.37 amu จุดหลอมเหลว 419.5 องศาเซลเซียส จุดเดือด 907 องศาเซลเซียส ความหนาแน่น 7.133 g/cc ที่ 25 องศาเซลเซียส เลขออกซิเดชันสามัญ +2 สังกะสีเป็นโลหะที่มีความสำคัญเป็นลำดับ 4 รองจากเหล็กกล้า อะลูมิเนียม และทองแดง เนื่องจากสังกะสีมีเลขออกซิเดชันเพียงค่าเดียวคือ +2  และขาดคุณสมบัติทั่วไปของธาตุทรานซิชัน จึงไม่จัดโลหะสังกะสีอยู่ในกลุ่มโลหะทรานซิชัน แต่เรียกว่าเป็นธาตุหลังทรานซิชัน (post transition element)

การค้นพบ มนุษย์รู้จักนำสังกะสีมาใช้ประโยชน์เป็นเวลานานมาแล้ว แต่เพิ่งจะรู้จักสังกะสีที่อยู่ในรูปของโลหะหรือธาตุอิสระเมื่อเปรียบเทียบกับทองแดงและตะกั่ว ในสมัยอดีตจะใช้สังกะีสีที่อยู่ในรูปของโลหะเจือ เริ่มมีการถลุงและสกัดสังกะสีที่ไม่บริสุทธิ์ในประเทศจีน และิอินเดียประมาณปี ค.ศ. 1000 และนำสังกะสีที่ค่อนข้้างบริสุทธิ์ (slab zinc or spelter) ไปที่ยุโรปในศตวรรษที่ 17 ในขณะนั้นยังไม่มีชื่อเรียกอย่างเป็นทางการ โดยมีชื่อเรียกที่แตกต่างๆกัน เช่น Indian tin, calamine, tutanege หรือ spiauter ในปี ค.ศ. 1697 Lohneyes ได้เรียกชื่อธาตุนี้ว่า “Zink” ต่อมากลายเป็น Zinc

กระบวนการผลิตสังกะสี ด้วยวิธีการสกัดทางโลหะ

หลังจากบดแร่สังกะสีแล้ว จะถูกส่งผ่านไปยังส่วนคัดแยก froth flotation ซึ่งอาศัยคุณสมบัติการละลายได้ที่แตกต่างกัน หลังจากผ่านกระบวนการนี้แล้วจะทำให้ได้ผลิตผลที่มีสังกะสีความเข้มข้นประมาณ 50% ซัลเฟอร์ 32% เหล็ก 13% และ ซิลิกา 5% โดยนำส่วนที่ผ่านการแยกเบื้องต้นแล้ว เข้าสู่กระบวนการต่อไป

กระบวนการย่างแร่ (Roasting) จะเปลี่ยนจาก ZnS2 เป็น ZnO ดังสมการ

2 ZnS + 3 O₂ → 2 ZnO + 2 SO₂

ซัลเฟอร์ไดออกไซด์ (SO2) ที่เกิดขึ้นจะนำไปผลิต กรดซัลฟิวริก(H2SO4) ต่อไป

ขั้นตอนต่อไปเป็นการรีดิวซ์ ZnO ให้เป็น Zn โดยใช้กระบวนการ pyrometallurgy หรือ electrowinning

Pyrometallurgy เป็นกระบวนการรีดิวซ์ ZnO ด้วย คาร์บอน (C) ที่อุณหภูมิ 950 องศาเซลเซียส

2 ZnO + C → 2 Zn + CO₂

2 ZnO + 2 CO → 2 Zn + 2 CO₂

Electrowinning เป็นการใช้กระบวนการแยกสลายด้วยไฟฟ้า (electrolysis) ทำได้โดยการเปลี่ยนรูป ZnO ให้เป็น ZnSO4 โดยทำปฏิกิริยากับ H2SO4

ZnO + H₂SO₄ → ZnSO₄ + H₂O

หลังจากนั้นจึงใช้กระบวนการแยกสลายด้วยไฟฟ้า ก็จะได้สังกะสีบริสุทธิ์

2 ZnSO₄ + 2 H₂O → 2 Zn + 2 H₂SO₄ + O₂

H2SO4 ที่เกิดขึ้นก็นำกลับมาใช้ในกระบวนข้างต้นได้

การนำไปใช้ประโยชน์

1. ใช้เคลือบผิว(galvanizing) ของเหล็กกล้าเพื่อป้องกันการเกิดสนิม

2. ใช้ในรูปของโลหะเจือ ในการผลิตขึ้นรูปเป็นแผ่นสังกะสี

3. ใช้เป็นส่วนผสมของสีและยาง

4. ใช้เป็นชิ้นส่วนรถยนต์ ฟิวส์ไฟฟ้า ขั้วของถ่านไฟฉาย

5. ใช้เตรียมสารเคมีของสังกะสี

ความเป็นพิษ สังกะสีในรูปธาตุ ไม่ปรากฏความเป็นพิษ หากอยู่ในรูปสารประกอบมีความเป็นพิษอยู่หลายชนิดแต่จัดอยู่ในเกณฑ์ค่อนข้างต่ำ เพราะสามารถถูกขจัดออกจากร่างกายได้อย่างรวดเร็ว

Popularity: 1% [?]

สารเคมี คืออะไร มีคำจำกัดความได้หลากหลาย ดังต่อไปนี้

สารเคมี คือวัสดุใดๆ ที่สามารถระบุองค์ประกอบทางเคมีที่แน่นอนได้ เช่น น้ำบริสุทธิ์(H₂O) ประกอบด้วยธาตุ ไฮโดรเจน(H) 2 อะตอม และออกซิเจน(O) 1 อะตอม รวมตัวกัน หรือเกลือโซเดียมคลอไรด์ (NaCl) ก็ประกอบด้วยธาตุ Na และ Cl อย่างละ 1 อะตอม

สารเคมี ในความหมายกว้างๆ สารเคมีหมายถึงสารอนินทรีย์ หรือสารอินทรีย์ที่มีสามารถระบุโมเลกุลของสารได้ อาจปรากฏอยู่ในธรรมชาติ หรือถูกสังเคราะห์ขึ้นจากปฏิกิริยาต่างๆ ก็ได้

โดยทั่วไปแล้ว สารเคมีจะมีสถานะอยู่  3 สถานะเช่นเดียวกันกับสสาร ได้แก่ ของแข็ง ของเหลว และก๊าซ หรือ พลาสมา สามารถเปลี่ยนสถานนะได้ เมื่อสภาวะหรือเงื่อนไขเปลี่ยนไป เช่น เปลี่ยนอุณหภูมิ ความดัน โดยใช้ปฏิกิริยาทางเคมี ก็สามารถเปลี่ยนจากสารเคมีหนึ่ง ไปเป็นสารเคมีตัวใหม่ได้ ส่วนพลังงาน เช่น แสง หรือความร้อน ไม่จัดอยู่ในรูปของสสาร จึงไม่อยู่ในกลุ่มของสารเคมีในคำจำกัดความนี้

ธาตุ ก็มีความหมายถึงสารเคมีเหมือนกัน ไม่สามารถทำลายหรือเปลี่ยนรูปไปเป็นสารเคมีตัวอื่นๆ ด้วยการใช้ปฏิกิริยาทางเคมี แต่สามารถเปลี่ยนรูปโดยใช้ปฏิกิริยานิวเคลียร์ เนื่องจากอะตอมของธาตุแต่ละชนิดจะมีนิวตรอน โปรตอน และอิเล็คตรอน หากเปลี่ยนโดยการเพิ่มนิวตรอนของธาตุเดิม ก็จะได้ไอโซโทป(isotope) ของธาตุนั้นเกิดขึ้นใหม่ เป็นต้น ปัจจุบันมีการค้นพบธาตุเพิ่มขึ้นเรื่อยๆ อยู่ที่ประมาณ 120 ธาตุ มี 80 ธาตุที่มีความเสถียร ธาตุหลักๆ จัดอยู่ในกลุ่มของโลหะ เช่น ทองแดง(Cu) เหล็ก(Fe) ทองคำ(Au) ซึ่งมีคุณสมบัติ นำไฟฟ้า และนำความร้อนได้ดี ส่วนธาตุอโลหะ เช่น คาร์บอน(C) ไนโตรเจน(N) และออกซิเจน(O) จะมีคุณสมบัติที่แตกต่างจะโลหะข้างต้น นอกจากนั้นยังมีธาตุในกลุ่มกึ่งโลหะ(metalloids) เช่น ซิลิกอน(Si) จะมีคุณสมบัติเป็นทั้งโลหะและอโลหะ

สารประกอบ เกิดจากการรวมตัวกันของธาตุมากกว่า 2 อะตอมขึ้นไปในสัดส่วนที่คงที่ ซึ่งจะมีคุณสมบัติแตกต่างจากธาตุเริ่มต้น

ของผสม ประกอบด้วยสารผสมกันตั้งแต่  2 ชนิดขึ้นไป เช่น นม อากาศ ซีเมนต์ เครื่องดื่ม ซึ่งมีองค์ประกอบไม่คงที่ ขึ้นอยู่กับสภาวะต่างๆ ที่เกี่ยวข้อง เช่น อากาศที่มีแตกต่างกัน ระหว่างบริเวณชานเมือง และในตัวเมือง ของผสมแบ่งย่อยได้อีก 2 ประเภท คือ ของผสมเนื้อเดียว (ทุกส่วนละลายเป็นเนื้อเดียวกันทั้งหมด) และของผสมเนื้อผสม (ทุกส่วนไม่ละลายเป็นเนื้อเดียวกันทั้งหมด)

Popularity: 1% [?]

ขั้นตอนการทำหลอดหยด

1. การยืดแก้ว

นำหลอดแก้วขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง 8 มิิลลิเมตร ยาวประมาณ 30 เซนติเมตร ทำเครื่องหมายตรงกึ่งกลางด้วยดินสอเขียนแก้ว จากนั้นนำไปลนไฟพร้อมกับหมุนแก้วด้วยตลอดเวลา จนกระทั่งแก้วเริ่มอ่อนตัวโดยแก้วที่ถูกเปลวไฟจะหดตัวและมีความหนาแน่นมากกว่าแก้วที่ไม่ถูกไฟ เมื่อแก้วมีความหนาพอสมควรแล้วให้นำออกจากเปลวไฟ หมุนประคองแก้วไปเรื่อยๆ และค่อยๆ ดึงออกจากกัน แก้วจะยืดออกและมีขนาดเล็กลงจนได้ขนาดที่ต้องการ และหมุนประคองไว้จนกระทั่งแก้วแข็งตัวและตรง ทิ้งไว้ให้แก้วเย็นตัว โดยการวางบนวัสดุทนไฟ เ่ช่น แผ่นกระเบื้อง ห้ามวางไว้ไกล้วัสดุที่ติดไฟง่าย และห้ามจับแก้วส่วนที่ถูกความร้อน จากนั้นใช้ตะไบกรีดตรงกลางแก้วส่วนที่ยืดออกจากกัน และหักออกจากกันเบาๆ ก็จะได้หลอดหยดตามต้องการ

2. การขยายปลายหลอดแก้ว (flaring)

เพื่อให้หลอดหยดสามารถ สวมเข้ากับลูกยางได้ จึงต้องขยายปลายหลอดแก้ว ทำได้โดยเผาปลายหลอดแก้วที่ตัดแบ่งครึ่งจากการยืดเรียบร้อยแล้ว หมุนประคองเรื่อยๆ จนกระทั่งแก้วอ่อนตัวมากๆ แล้วจึงนำปลายหลอดแ้ก้วมากดลงบนแผ่นกระเบื้องโดยให้ตั้งฉากกับพื้น 90 องศา เพื่อให้ปลายบานออก ทิ้งไว้ให้เย็นแล้วจึงนำลูกยางมาสวมก็จะได้หลอดหยดสมบูรณ์แล้ว นำไปใช้งานได้

Popularity: 1% [?]

เครื่องแก้วและวัสดุวิทยาศาสตร์

รายการอุปกรณ์เครื่องแก้ว และวัสดุอุปกรณ์วิทยาศาสตร์  (glassware and equipment) ที่เป็นอุปกรณ์พื้นฐานพบได้ทั่วไปในห้องปฏิบัติการ จะมีการจัดเก็บไว้ภายในตู้ปฏิบัติการ  ส่วนใหญ่แล้วจะมีรายการดังต่อไปนี้

1. กระบอกตวง (graduated cylinder)
2. บีกเกอร์ (beaker)
3. แท่งแก้วคนสารละลาย (stirring rods)
4. ขวดฉีดน้ำกลั่น (wash bottle)
5. กรวย (funnel)
6. ขวดรูปชมพู่ หรือขวดรูปกรวย (Erlenmeyer flask)
7. หลอดทดลอง (test tube)
8. ที่วางหลอดทดลอง (test tube rack)
9. แผ่นแก้ว (glass plate)
10. ตะแกรงลวด (wire gauze)
11. คีมคีบถ้วยครูซิเบิล (crucible tong)
12. ช้อนตักสาร (spatula)
13. กระดาษลิตมัส สีแดงและสีน้ำเงิน (litmus, red and blue)
14. กระจกนาฬิกา (watch glasses)
15. ถ้วยระเหยสาร (evaporating disk)
16. หลอดหยด (dropping pipette, dropper)
17. ที่จับหลอดทดลอง (test tube holder)
18. แปรงล้างหลอดทดลอง (test tube brush)
19. ปากกาเขียนแก้ว (marking pen)

Popularity: 2% [?]

 สารเคมีรั่ว แหลมฉบังเป็นสารเคมีที่มีชื่อเรียกว่าโซเดียมเปอร์ซัลเฟต Sodium persulfate หรือ Sodium peroxydisulphate (Na₂S₂O₈) ซึ่งเป็นสารประกอบเคมี ที่มีสมบัติเป็นสารออกซิไดส์ที่แรง นั่นหมายถึงความสามารถทำปฏิกิริยากับสารที่เป็นตัวรีดิวซ์ได้ง่าย อาจเกิดปฏิกิริยาที่รุนแรงได้

ความเป็นอันตรายของโซเดียมเปอร์ซัลเฟตต่อบุคคล จะทำให้เกิดการระคายเคืองต่อดวงตา ผิวหนัง และระบบทางเดินหายใจ โดยมากแล้วสารชนิดนี้จะไม่ดูดความชื้นสามารถเก็บไว้ได้เป็นเวลานาน ง่ายต่อการจัดเก็บและนำมาใช้งาน ตัวมันเองไม่สามารถติดไฟได้ แต่เป็นแหล่งกำเนิดออกซิเจนที่ดีจึงช่วยเสริมให้ไฟที่ลุกไหม้อยู่แล้ว ลุกไหม้ได้ดียิ่งขึ้น

การนำไปประโยชน์ ใช้เป็นสารฟอกขาว ฟอกเส้นผม หรือใช้เป็นสารฟอกขาวโดยการผสมในผงซักฟอก ใช้อุตสาหกรรมการพิมพ์ บอร์ดวงจรอิเล็กทรอนิกส์ ใช้เป็นสารเคมีในกระบวนการปรับคุณสมบัติของแป้ง

ข้อควรระวังในการนำไปใช้งาน และการจัดเก็บ หลีกเลี่ยงการใช้งานและการจัดเก็บโซเดียมเปอร์ซัลเฟตใกล้กับบริเวณที่มี ความชื้น ความร้อน เปลวไฟ แหล่งกำเนิดประกายไฟ สารรีดิวซ์ สารอินทรีย์ โซเดียมเปอร์ออกไซด์ อะลูมิเนียม และโลหะผง

Popularity: 3% [?]

สารละลายที่ใช้ในการทำความสะอาดเครื่องแก้ว (cleaning glassware solution)
เมื่อไม่สามารถทำความสะอาดเครื่องแก้ว ด้วยวิธีการทั่วๆ ไปแล้วจำเป็นต้องใช้สารละลายที่มีคุณสมบัติพิเศษเพื่อกำจัดสิ่งสกปรกที่ติดอยู่ในเครื่องแก้ว โดยอยู่ในมุมที่ทำความสะอาดได้ยาก เช่น การทำความสะอาดปิเปตต์ จะทำได้ยากเนื่องจากไม่สามารถนำแปรงล้างเครื่องแก้ว เข้าไปภายในปิเปตต์ได้ จึงต้องอาศัยการแช่ด้วยสารละลายที่ใช้ทำความสะอาดเครื่องแก้ว เป็นต้น ในการเตรียมสารละลายที่ใช้ทำความสะอาดเครื่องแก้วนี้ จำเป็นต้องมีความระมัดระวังเป็นพิเศษ ต้องมีอุปกรณ์ความปลอดภัยให้ครบ เช่น ถุงมือ แว่นตา และระบบระบายอากาศ เพราะใช้สารเคมีที่อันตรายมากพอสมควร
1. สารละลายไดโครเมต-กรดซัลฟิวริก เตรียมได้โดยการผสมโซเดียมไดโครเมต (Na2Cr2O7.2H2O) 92 กรัม ละลายด้วยน้ำกลั่น 458 มิลลิลิตร จากนั้นค่อยๆ เติมกรดซัลฟิวริกเข้มข้น (H2SO4 conc.) ปริมาณ 800 มิลลิลิตร คนด้วยแท่งแก้วคนจนกระทั่งสารละลายเข้ากันดี จะได้สารละลายสีแดง ระหว่างการเทกรดซัลฟิวริกเข้มข้นลงไป สารละลายจะมีความร้อนเกิดขึ้นในปริมาณมาก จะต้องคนด้วยแท่งแก้วคนสลับกับการเทกรดลงไป หลังจากเตรียมเสร็จแล้วทิ้งไว้ให้เย็นก่อนใช้งาน
2. สารละลายกรดไนตริกเจือจาง ที่มีความเข้มข้นประมาณ 10 % ใช้ทำความสะอาดเครื่องแก้วต่างๆ ที่มีลักษณะเป็นฝ้า โดยการแช่ด้วยกรดไนตริกเจือจาง แล้วล้างออกด้วยน้ำสะอาด
3. สารละลายกรดกัดทอง กรดกัดทองทำได้โดยการผสมกรดเกลือ (HCl) และกรดไนตริกเข้มข้น (HNO3) ในอัตราส่วน 3:1 โดยปริมาตร
4. สารละลายโพแทสเซียมหรือโซเดียมไฮดรอกไซด์ในอัลกอฮอล์ (KOH/NaOH in alcohol) เตรียมได้โดยละลาย NaOH 120 กรัม หรือ KOH 150 กรัม ในน้ำกลั่น 120 มิลลิตร จากนั้นเติมเอทานอล (C2H5OH) ความเข้มข้น 95% ลงไปเพื่อทำให้มีปริมาตรเป็น 1 ลิตร
5. สารละลายไตรโซเดียมฟอสเฟต (Na3PO4) เตรียมได้โดยละลาย Na3PO4 57 กรัมและโซเดียมโอลีเอต 28.5 กรัม ในน้ำกลั่น 470 มิลลิลิตร เหมาะสำหรับกำจัดสารพวกคาร์บอน

Popularity: 11% [?]