2.1 แบบจำลองอะตอม

แนวคิดที่ว่าสิ่งต่างๆประกอบด้วยอนุภาคขนาดเล็กที่ ไม่สามารถมองเห็นได้ด้วยตาเปล่าได้เริ่มขึ้นในสมัยกรีกโบราณโดยดิโมคริตุสนักปราชญ์ชาวกรีกผู้หนึ่งได้เสนอแนวคิดว่าถ้าแบ่งสิ่งต่างๆให้มีขนาดเล็กลงเรื่อยๆ จะได้หน่วยย่อยซึ่งไม่สามารถแบ่งให้เล็กได้อีกเรียกว่าอะตอมซึ่งอะตอมในภาษากรีกแปลว่าแบ่งแยกอีกไม่ได้ 

2.1.1 แบบจำลองอะตอมของดอลตัน

                    ในปีพ.ศ 2346 จอห์นดอลตัน นักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษได้เสนอทฤษฎีอะตอมเพื่อใช้อธิบายเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงของมวลของสารก่อนและหลังทำปฏิกิริยาเคมีรวมทั้งอัตราส่วนโดยมวลของธาตุที่รวมกันเป็นสารประกอบหนึ่งหนึ่งซึ่งมีสาระสำคัญดังนี้

                     1.ประกอบด้วยอนุภาคขนาดเล็กๆเหล่านี้เรียกว่าอะตอมซึ่งแบ่งแยกและทำให้สูญหายไม่ ได้

                     2.อะตอมของธาตุชนิดเดียวกันมีสมบัติเหมือนกันเช่นมีมวลเท่าแต่จะมีสมบัติแตกต่างจาก อะตอมของธาตุอื่น

                     3.สารประกอบเกิดจากอะตอมของธาตุมากกว่าหนึ่งชนิดทำปฏิกิริยาเคมีกันในอัตราส่วนที่เป็นเลขลงตัวน้อยๆ   

                    ทฤษฎีอะตอมของดอลตันช่วยให้นักวิทยาศาสตร์ในสมัยนั้นสามารถอธิบายลักษณะและสมบัติของอะตอมได้เพียงระดับหนึ่งต่อมาได้มีการศึกษาเกี่ยวกับอะตอมเพิ่มขึ้นและค้นพบว่ามีข้อมูลแบบประกันไม่สอดคล้องกับแนวคิดของดอลตัน เช่นคำว่าต่อมของธาตุชนิดเดียวกันมีมวลแตกต่างกันได้อะตอมสามารถแบ่งแยกได้อีกแนวคิดเกี่ยวกับทฤษฎีอะตอมของดอลตันจึงไม่ถูกต้อง

 2.1.2 แบบจําลองอะตอมของทอมสัน

         นักวิทยาศาสตร์หลายคนได้ศึกษาการนำไฟฟ้าของแก๊สโดยทดลองเกี่ยวกับผลของการใช้ความต่างศักย์ไฟฟ้าสูงต่อกับการเคลื่อนที่ของประจุไฟฟ้าของอะตอมแก๊สเพื่อให้ได้ข้อมูลที่ให้รายละเอียดเกี่ยวกับโครงสร้างภายในอะตอมโดยผ่านกระแสไฟฟ้าตรงเข้าไปในหลอดแก้วบรรจุแก๊สความดันต่ำซึ่งที่ภาวะนี้มีจำนวนอะตอมของแก๊สไม่หนาแน่นประจุไฟฟ้าสามารถเดินทางผ่านได้ไกลและพบว่าเมื่อเพิ่มความต่างศักย์ระหว่างขั้วไฟฟ้าให้สูงขึ้นจะมีกระแสไฟฟ้าไหลผ่านตลอด ขณะเดียวกันจะมีรังสีออกจากแคโทดไปยังแอโนดรังสีนี้เรียกว่ารังสีแคโทดเรียกหลอดแก้วชนิดนี้ว่าหลอดรังสีแคโทด นักวิทยาศาสตร์ได้ทำการทดลอง เพื่อศึกษาการเคลื่อนที่ของรังสีแคโทดโดยให้เคลื่อนที่ผ่านสนามไฟฟ้าดังรูป

          พบว่าแนวการเคลื่อนที่เบนไปจากเดิมโดยเบนเข้าหาขั้วบวกของสนามไฟฟ้าเนื่องจากรังสีแคโทดเบนเข้าหาขั้วบวกของสนามไฟฟ้าจึงสรุปได้ว่า รังสีแคโทดประกอบด้วยอนุภาค ที่มีประจุไฟฟ้าลบ จากข้อมูลการทดลองร่วมกับทฤษฎีทางแม่เหล็กไฟฟ้าทำให้ทอมสันนำมาใช้คำนวณอัตราส่วนของประจุต่อมวลของรังสีแคโทดได้ทอมสันได้ทดลองเพื่อศึกษาอัตราส่วนของประจุต่อมวลของรังสีแคโทดซ้ำหลายครั้งโดยเปลี่ยนชนิดของแก๊สและชนิดของโลหะที่ใช้ทำเป็นขั้วแคโทดปรากฏว่าอัตราส่วนของประจุต่อมวลของรังสีแคโทดมีค่าโดยประมาณเท่ากันคือ 1.76 × 10^8 คูลอมบ์/กรัมจึงสรุปได้ว่าอนุภาครังสีแคโทดที่ออกมาจากโลหะต่างชนิดกันเป็นอนุภาคเดียวกันซึ่งต่อมาได้ด้วยอนุภาคนี้ว่า อิเล็กตรอน

         การค้นพบอิเล็กตรอนของทอมสันทำให้สรุปได้ว่าอะตอมทุกชนิดมีอิเล็กตรอนเป็นองค์ประกอบซึ่งลบล้างแนวคิดที่ว่าอะตอมแบ่งแยกไม่ได้และเนื่องจากสารต่างๆที่อยู่ในสภาวะปกติจะเป็นกลางทางไฟฟ้านักวิทยาศาสตร์จึงสรุปว่าอะตอมเป็นกลางทางไฟฟ้าซึ่งจากข้อมูลดังกล่าวทำให้ทอมสันเสนอแบบจำลองของอะตอมว่า อะตอมเป็นรูปทรงกลมประกอบด้วยเนื้ออะตอมซึ่งมีประจุบวกและอิเล็กตรอนซึ่งมีประจุลบกระจายอยู่ทั่วดังรูป

 2.1.3 แบบจำลองของรัทเทอร์ฟอร์ด

          เมื่อปีพ.ศ 2454 รัทเทอร์ฟอร์ดนักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษ และ ฮันส์ ไกเกอร์ นักวิทยาศาสตร์ ชาวเยอรมัน ได้ที่สุดแบบจำลองของอะตอมของทอมสันโดยการยิงอนุภาคแอลฟาไปยังแผ่นทองคำบางๆ

ผลการทดลองของรัทเทอร์ฟอร์ด ไม่สามารถอธิบายได้ด้วยแบบจำลองอะตอมของทอมสันรัทเทอร์ฟอร์ดอธิบายลักษณะภายในอะตอมว่าการที่รังสีแอลฟาส่วนใหญ่ผ่านแผ่นทองคำไปได้แสดงว่าภายในแผ่นทองคำต้องมีที่ว่างอยู่เป็นบริเวณกว้างการที่รังสีแอลฟาบางอนุภาคเบี่ยงเบนหรือสะท้อนกลับมาบริเวณด้านในของฉากเรืองแสงแสดงว่าภายในอะตอมน่าจะมีกลุ่มอนุภาคที่มีขนาดเล็กมากมีมวลสูงมากกว่ารังสีแอลฟาและมีประจุบวกและทดสอบจึงได้เสนอแบบจำลองใหม่ว่าอะตอมประกอบด้วยนิวเคลียสที่มีขนาดเล็กอยู่ภายในและมีประจุไฟฟ้าโดยมีอิเล็กตรอนเคลื่อนที่อยู่รอบรอบดังรูป

            แบบจำลองอะตอมของรัทเทอร์ฟอร์ด ไม่ได้อธิบายว่าอิเล็กตรอนอยู่รอบนิวเคลียสในลักษณะใดนักวิทยาศาสตร์จึงได้ทำการทดลองเพื่อรวบรวมข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับตำแหน่งของอิเล็กตรอน เพื่อนำมาสร้างเป็นแบบจำลองที่มีความสมบูรณ์แบบยิ่งขึ้น

2.1.4 แบบจำลองอะตอมของโบร์

                  สเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้าประกอบด้วยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีความยาวคลื่นต่างกันและมีความถี่ต่อเนื่องกันเป็นช่วงกว้างมีทั้งที่มองเห็นได้และมองเห็นไม่ได้มีชื่อเรียกต่างกันแสงที่ประสาทตาของมนุษย์สามารถรับรู้ได้เรียกว่าแสงที่ตามองเห็นมีความยาวคลื่นอยู่ในช่วง 400 ถึง 700 นาโนเมตร ซึ่งประกอบด้วยแสงสีต่างๆแต่ประสาทตาของมนุษย์ไม่สามารถแยกแสงที่มองเห็นเป็นสีต่างๆได้เองทำให้มองเห็นสีรวมกันซึ่งเรียกว่าแสงขาวและเมื่อแสงขาว ส่องผ่านปริซึม แสงขาวจะแยกออกเป็นแสงสีรุ้งต่อเนื่องกันเรียกว่าแถบสเปกตรัมของแสงขาว

มักซ์ พลังค์ นักวิทยาศาสตร์ ชาวเยอรมันได้ศึกษาพลังงานของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าและได้ข้อสรุปเกี่ยวกับความสำคัญระหว่างพลังงานของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้ากับความถี่ของคลื่นนั้นว่าพลังงานของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าจะแปรผันตามความถี่ของคลื่นและแปรผกผันกับความยาวของคลื่นดังความสัมพันธ์ต่อไปนี้

E แปรผันตรงกับ v    หรือ E = hv

เนื่องจาก E = c/แลมดาร์ 

ดังนั้น E = hc/แลมดาร์ช

เมื่อ E คือพลังงานของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า มีหน่วยเป็นจูล

h คือค่าคงตัวของพลังค์ มีค่า 6.626 × 10^-34 จูลต่อวินาที

v คือความถี่ของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า มีหน่วยเป็นเฮิรตซ์

c คือความเร็วของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า เท่ากับ 3 × 10^8 เมตรต่อวินาที

และ แลมดาร์ คือ ความยาวคลื่นมีหน่วยเป็นเมตร

ความสัมพันธ์ดังกล่าว เมื่อนำมาคำนวณพลังงานของแถบสีต่างๆในสเปกตรัมของแสงขาว

ซึ่งมีความยาวคลื่นต่างๆจะได้ดังนี้

          จากการทดลองการใช้เกรตติงส่องดูแสงอาทิตย์และแสงจากหลอดฟลูออเรสเซนต์ สังเกตสิ่งที่ปรากฏแล้ว พบว่าสเปกตรัมจากแสงอาทิตย์มีสีต่อเนื่องกันเป็น แถบสเปกตรัม เส้นสเปกตรัมที่มองเห็นจากหลอดฟลูออเรสเซนต์ นอกจากจะมองเห็นเป็นแถบสเปกตรัมของสีชนิดต่างๆแล้วพื้นยังมีเส้นสีต่างๆปรากฏในแถบสเปกตรัมอีกด้วยและจากการสังเกตสเปกตรัมของไฮโดรเจนฮีเลียม นีออน และปรอท เพราะว่าถ้าแต่ละชนิดให้สเปกตรัมที่มีแสงสีต่างกันและมีจำนวน  เส้นสีเฉพาะตัวเส้นสีนี้เรียกว่า เส้นสเปกตรัม

               ธาตุต่างๆ เมื่อได้รับพลังงานจะเปล่งแสงเป็นสีต่างๆหลายสีเมื่อสีเหล่านั้นรวมกันแล้วจะสังเกตเห็นเป็นสีเดียวกันซึ่งทางเราไม่สามารถบอกความแตกต่างได้แต่เมื่อใช้แผ่นเกรตติงส่องดูจะเห็นเส้นสเปกตรัมของแต่ละธาตุที่มีลักษณะเฉพาะเช่นจำนวนสี จำนวนเส้น หรือตำแหน่งที่เกิดต่างกันไปการเกิดเส้นสเปกตรัมของธาตุอธิบายได้ว่าอิเล็กตรอนซึ่งเคลื่อนที่อยู่รอบบริเวณนิวเคลียสมีพลังงานเฉพาะตัวที่ต่ำหรือกล่าวได้ว่าอะตอมอยู่ใน สถานะพื้น เมื่ออะตอมได้รับ พลังงานเพิ่มขึ้นทำให้อิเล็กตรอนถูกกระตุ้นให้มีพลังงานสูงขึ้นหรือ อะตอมอยู่ใน สถานะกระตุ้น ที่สถานะอะตอมจะไม่เสถียรเนื่องจากมีพลังงานสูงอิเล็กตรอนจึงคายพลังงานออกมาส่วนหนึ่งทำให้อะตอมมีพลังงานลดลงและกลับเข้าสู่สภาพที่มีพลังงานต่ำลงเพื่อให้อะตอมมีความเสถียรมากขึ้นพลังงานส่วนใหญ่ที่ขายออกมาจะปรากฏในรูปพลังงานแสงและสามารถคำนวณได้โดยใช้ความสัมพันธ์ตามสมการของพลังค์ ซึ่งได้กล่าวไว้แล้วในข้างต้นถ้าแสงสีเหล่านี้แยกออกจากกันอย่างชัดเจนจะปรากฏเป็นเส้นสเปกตรัมแต่ถ้าแสงสีที่ปรากฏออกมามีลักษณะต่อเนื่องกันเป็นเส้นเดียวอย่างกับรุ้งหรือจากไส้หลอดไฟฟ้า ซึ่งเป็นโลหะร้อนและมีอะตอมอยู่กันอย่างหนาแน่นจะให้สเปกตรัมเป็นแถบสเปกตรัมซึ่งยากแก่การวิเคราะห์และแปลผลต่อภาวะอิเล็กตรอนที่มีพลังงานต่างๆเรียกว่า ระดับพลังงานของอิเล็กตรอน การเปลี่ยนแปลงพลังงาน ของอิเล็กตรอนระหว่างสถานะการ์ตูนและสถานะพื้นสามารถ อุปมานได้กับการกลิ้งลงบันไดของลูกบอลจากรูปจะเห็นว่าพลังงานศักย์หน้าบันไดแต่ละท่านมีค่าไม่เท่ากันโดยลูกบอลที่อยู่บันไดขั้นต่ำจะมีพลังงานศักย์ต่ำกว่าบันไดขั้นสูงและผลต่างของพลังงานระหว่างบันได 2 ขั้นมีค่าเฉพาะตัวที่แน่นอนโดยบันไดที่อยู่ห่างกันมากๆจะมีผลต่างของพลังงานมากกว่าบันไดที่อยู่ติดกัน

           จากการศึกษาเส้นสเปกตรัมของอะตอมไฮโดรเจนทำให้สรุปได้ว่า

                      1.เมื่ออิเล็กตรอนได้รับพลังงานในปริมาณที่เหมาะสม อิเล็กตรอนจะขึ้นไปอยู่ในระดับพลังงานที่สูงกว่าระดับพลังงานเดิมแต่จะอยู่ในระดับใดขึ้นอยู่กับปริมาณพลังงานที่ได้รับการที่เล็กตามขึ้นไปอยู่ในระดับพลังงานใหม่ทำให้ อะตอมไม่เสถียรอิเล็กตรอนจะกลับมาอยู่ในระดับพลังงานที่ต่ำกว่าซึ่งการเปลี่ยนตำแหน่งของแต่ละระดับพลังงานนี้อิเล็กตรอนจะคายพลังงานออกมาในรูปของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าด้วยความถี่เฉพาะค่าหนึ่งหรือกล่าวได้ว่าการดูดหรือคายพลังงานของอิเล็กตรอนในอะตอมต้องมีค่าเฉพาะตามทฤษฎีของคลังโดยมีค่าเท่ากับความถี่ของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้านั้นคุณด้วยค่าคงที่ของพลังค์ดังกล่าวมาแล้ว

                      2.การเปลี่ยนแปลงระดับพลังงานของอิเล็กตรอนไม่จำเป็นต้องเปลี่ยนไประดับพลังงานที่อยู่ติดกันอาจมีการเปลี่ยนข้ามระดับพลังงานได้และจะอยู่ระหว่างระดับพลังงานไม่ได้

                      3.ผลต่างระหว่างพลังงานของระดับพลังงานต่ำจะมีค่ามากกว่าผลต่างของระดับพลังงานที่สูงขึ้นไป สร้างความรู้เรื่องการเปลี่ยนแปลงระดับพลังงานของอิเล็กตรอนและการเกิดสเปกตรัมช่วยให้โบร์นักวิทยาศาสตร์ชาวเดนมาร์ก สร้างแบบจำลองอะตอมเพื่อใช้อธิบายพฤติกรรมของอิเล็กตรอนในอะตอมดังกล่าวโดยกล่าวว่าอิเล็กตรอนจะเคลื่อนที่รอบนิวเคลียสเป็นวงกลมคล้ายกับวงโคจรของดาวเคราะห์รอบดวงอาทิตย์แต่ละวงจะมีระดับพลังงานเฉพาะตัวระดับพลังงานของอิเล็กตรอนที่อยู่ใกล้นิวเคลียสที่สุดมีระดับพลังงานต่ำที่สุดเรียกว่าระดับเขตและระดับพลังงานที่อยู่ถัดออกมาเรียกเป็น L M N ... ตามลำดับ 

      ต่อมาได้มีการใช้ตัวเลขแสดงถึงระดับพลังงานของอิเล็กตรอนคือ n = 1 หมายถึงระดับพลังงานที่ 1 ซึ่งอยู่ใกล้กับบริเวณนิวเคลียสและฉันผ่านมา n = 2 หมายถึงระดับพลังงานที่ 2 ต่อจากนั้น N = 3 4 ... หมายถึงระดับพลังงานที่ 3 4 และสูงขึ้นไปตามลำดับ

2.1.5 แบบจำลองอะตอมแบบกลุ่มหมอก

        แบบจำลองอะตอมของโบร์มีข้อจำกัดคือไม่สามารถใช้อธิบายสเปกตรัมของอะตอมที่มีลายเล็กตรอนได้นักวิทยาศาสตร์จึงได้ศึกษาเพิ่มเติมจนได้รับข้อมูลเพียงพอที่เชื่อถือว่าอิเล็กตรอนมีสมบัติเป็นทางอนุภาพและคลื่นโดยเคลื่อนที่รอบนิวเคลียสบริเวณที่พบอิเล็กตรอนมีหลายลักษณะเป็นรูปทรงต่างๆกันตามระดับพลังงานของอิเล็กตรอนจากการประยุกต์ใช้สมการทางคณิตศาสตร์และใช้คอมพิวเตอร์ช่วยในการคำนวณเพื่อหาโอกาสที่จะพบอิเล็กตรอนในระดับพลังงานต่างๆพบว่าสามารถอธิบายเส้นสเปกตรัมของธาตุได้ถูกต้องกว่าแบบจำลองของโบร์ และสามารถอธิบายได้ว่าอิเล็กตรอนมีขนาดเล็กมาก และเคลื่อนที่อย่างรวดเร็วตลอดเวลาไปทั่วทั้งอะตอมจึงไม่สามารถบอกตำแหน่งที่แน่นอนของอิเล็กตรอนได้อย่างไรก็ตามนักวิทยาศาสตร์พบว่ามีโอกาสที่จะพบอิเล็กตรอนรอบนิวเคลียสบางบริเวณเท่านั้นทำให้สามารถมโนภาพได้ว่าอะตอมประกอบด้วยกลุ่มหมอกอิเล็กตรอนรอบนิวเคลียสบริเวณที่กลุ่มออกหรือแสดงว่ามีโอกาสที่จะพบอิเล็กตรอนได้มากกว่าบริเวณที่มีกลุ่มออกจากเรื่องแบบจำลองนี้ว่าแบบจำลองอะตอมแบบกลุ่มหมอก

1.5 วิธีการทางวิทยาศาสตร์

       การทำปฏิบัติการเคมีนอกจากจะต้องมีการวางแผนการทดลองการทำการทดลองการบันทึกข้อมูลการสรุปและวิเคราะห์ข้อมูลการนำเสนอข้อมูลและการเขียนรายงานการทำการทดลองที่ถูกต้องแล้วต้องคำนึงถึงวิธีการทางวิทยาศาสตร์ทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์และจิตวิทยาศาสตร์วิธีการทางวิทยาศาสตร์เป็นกระบวนการศึกษาหาความรู้ทางวิทยาศาสตร์ที่มีแบบแผนขั้นตอนโดยภาพรวมสามารถทำได้ดังนี้

                1.การสังเกต เป็นจุดเริ่มต้นของการได้ข้อมูลเกี่ยวกับสิ่งที่ต้องศึกษาโดยอาศัยประสาทสัมผัสทั้ง 5 คือการมองเห็นการฟังเสียงการได้กลิ่นการรับรสและการสัมผัสจากข้อมูลดังกล่าวจะนำไปสู่การตั้งปัญหาและหาคำตอบ

                2.การตั้งสมมติฐาน ในการคาดคะเนคำตอบของปัญหาหรือคำตอบของ คำถาม โดยมีพื้นฐานจากการสังเกตความรู้หรือประสบการณ์เดิมโดยทั่วไปสมมุติฐานจะเขียนอยู่ในรูปของข้อความที่แสดงเหตุ ผลหรืออีกนัยหนึ่งจะเป็นความสัมพันธ์ของตัวแปรต้นและตัวแปรตาม

                3.การตรวจสอบสมมติฐาน เป็นกระบวนการการหาคำตอบของสมมติฐานโดยมีการออกแบบทดลองให้มีการควบคุมปัจจัยต่างๆที่มีผลต่อการทดลอง

                4.การรวบรวมข้อมูลและการวิเคราะห์ผล เป็นการนำข้อมูลที่ได้จากการ สังเกตการตรวจสอบสมมติฐานมารวบรวมวิเคราะห์และอธิบายข้อเท็จจริง

                5.การสรุปผล เป็นการสรุปความรู้หรือข้อเท็จจริงที่ได้จากการตรวจสอบสมมติฐานและมีการเปรียบเทียบกับสมมติฐานที่ตั้งไว้ก่อนหน้า

                 ทั้งนี้ในการศึกษาความรู้ทางวิทยาศาสตร์นั้นไม่มีรูปแบบที่ตายตัวด้วยอาจจะมีรายละเอียดที่แตกต่างกันขึ้นอยู่กับคำถามบริบท หรือวิธีการที่ใช้ในการตรวจสอบคำถาม  บริบท  หรือวิธีการที่ใช้ในการสำรวจตรวจสอบ

1.4 หน่วยวัด

      การระบุหน่วยของการวัดปริมาตรต่างๆ ในชีวิตประจำวันไม่ว่าจะเป็นความยาวมวลอุณหภูมิอาจแตกต่างกันแต่ละประเทศเช่นการระบุน้ำหนักเป็น กิโลกรัม และในบางกรณี นำไปสู่ความเข้าใจผิดที่ทำให้เกิดความเสียหายดังนั้นเพื่อให้การสื่อสารข้อมูลของการวัดเป็นการเข้าใจตรงกันมากขึ้นจึงมีการตกลงร่วมกันให้มีหน่วยมาตรฐานสากลขึ้น

1.4.1 หน่วยในระบบ SI  เป็นหน่วยที่ดัดแปลงจากหน่วยในระบบเมทริกซ์ โดยแบ่งเป็นหน่วยพื้นฐานมี 7 หน่วยคือ

 Ex ตารางหน่วย SI พื้นฐาน

 เป็นหน่วย SI อนุพันธ์อีก 3 หน่วย
ปริมาตร มีหน่วยเป็นลูกบาศก์ 

ความเข้มข้นมีหน่วยเป็นโมลต่อลูกบาศก์เมตร                              

ความหนาแน่น มีหน่วยเป็นกิโลกรัมต่อลูกบาศก์เมตร

หน่วยนอกระบบ SI ในทางเคมียังมีหน่วยอื่นที่ได้รับการยอมรับและมีการใช้กันอย่างแพร่หลาย เช่น   ปริมาตร มีหน่วยเป็นลิตร  มวล มีหน่วยเป็นกรัมหรือดอลตันหรือหน่วยมวลอะตอม ความดัน มีหน่วยเป็นบาร์ มิลลิเมตรปรอท หรือบรรยากาศ ความยาว มีหน่วยเป็นอังสตรอม พลังงาน มีหน่วยเป็นแคลอรี อุณหภูมิ มีหน่วยเป็นองศาเซลเซียส

 ในทางวิทยาศาสตร์ การคำนวณเกี่ยวกับปริมาณต่างๆ อาจจำเป็นต้องเปลี่ยนหน่วยให้อยู่ในหน่วยที่เหมาะสม โดยไม่ทำให้ค่าของปริมาณเปลี่ยนแปลง

1.4.2 แฟกเตอร์เปลี่ยนหน่วย

  เป็นอัตราส่วนระหว่างหน่วยที่แตกต่างกันสองหน่วยที่มีปริมาณเท่ากัน ตัวอย่างดังนี้

จากความสัมพันธ์พลังงาน 1 cal = 4.2 J

                      เมื่อใช้1 cal หารทั้งสองข้างจะได้เป็น 

                                             1 cal / 1 cal = 4.2 J / 1 cal

                                                   1 = 4.2 J / 1 cal

                                      หรือถ้าใช้ 4.2 J หารทั้งสองข้างจะได้เป็น

                                             1 cal / 4.2 J = 4.2 J / 4.2 J

                                                    1 cal / 4.2 J = 1

ดังนั้นแฟกเตอร์เปลี่ยนหน่วยเขียนได้เป็น 1 cal / 4.2 J หรือ 4.2 J / 1 cal

วิธีการเทียบหน่วย    ทำได้โดยการคูณปริมาณในหน่วยเริ่มต้นด้วยแฟกเตอร์เปลี่ยนหน่วยที่มีหน่วยที่ต้องการอยู่ด้านบนตามสมการ

            ปริมาณและหน่วยที่ต้องการ = ปริมาณและหน่วยเริ่มต้น * หน่วยที่ต้องการ / หน่วยเริ่มต้น  

อาวุธนิวเคลียร์ : ฤดูหนาวนิวเคลียร์รุนแรงแค่ไหน หากมหาอำนาจยิง “นุก” ใส่กัน

หายนะจากสงครามนิวเคลียร์เป็นสิ่งที่ประชาคมโลกหวั่นเกรงกันมานาน เพราะหากความขัดแย้งระหว่างชาติมหาอำนาจเช่นสหรัฐฯและรัสเซียดำเนินไปถึงจุดแตกหัก จนทั้งสองฝ่ายตัดสินใจใช้อาวุธนิวเคลียร์ที่มีอยู่ทั้งหมดโจมตีเข้าใส่กัน อะไรจะเกิดขึ้นกับมนุษยชาติ ?นอกจากบ้านเมืองและชีวิตผู้คนจำนวนมหาศาลจะถูกทำลายล้างด้วยแรงระเบิดแล้ว กัมมันตรังสีที่แผ่กระจายไปทั่ว และหมอกควันหนาทึบซึ่งส่งผลกระทบต่อสภาพภูมิอากาศโลกในระยะยาว ที่รู้จักกันในชื่อว่า "ฤดูหนาวนิวเคลียร์" (nuclear winter) ยังลดทอนโอกาสที่มนุษย์บางส่วนจะมีชีวิตรอดและฟื้นฟูสภาพแวดล้อมโลกขึ้นมาใหม่อีกครั้งด้วยนักฟิสิกส์อเมริกันผู้นำความลับระเบิดปรมาณูไปให้โซเวียตหน่วยงานสมุทรศาสตร์สหรัฐฯ ระบุใช้อาวุธนิวเคลียร์ทำลายเฮอร์ริเคนไม่ได้อาวุธนิวเคลียร์ : โลกจะเป็นอย่างไรต่อไปเมื่อสหรัฐฯ กลับมาทดสอบขีปนาวุธพิสัยกลางล่าสุดทีมนักวิทยาศาสตร์สิ่งแวดล้อมจากมหาวิทยาลัยรัตเกอร์ส และมหาวิทยาลัยโคโลราโด วิทยาเขตโบลเดอร์ของสหรัฐฯ ได้ตีพิมพ์ผลการศึกษาเรื่องสภาพการณ์ของฤดูหนาวนิวเคลียร์ที่มีความเป็นไปได้สูงสุด โดยใช้ฐานข้อมูลและแบบจำลองคอมพิวเตอร์อันทันสมัยที่สุดในการทำนายทีมผู้วิจัยระบุว่า เมื่อเกิดสงครามนิวเคลียร์ที่สหรัฐฯและรัสเซียต่างใช้ "นุก" โจมตีฝ่ายตรงข้ามจนหมดคลังแสง จะเกิดหมอกควันหนาทึบจำนวนมหาศาลขึ้นไปสะสมตัวอยู่ในชั้นบรรยากาศ รวมทั้งเถ้าถ่านจากการระเบิดและเพลิงไหม้ที่เกิดขึ้นตามมาอีก 150 เมกะตัน ก็จะรวมตัวกันเป็นกลุ่มเมฆทึบปิดบังแสงอาทิตย์ไม่ให้ส่องลงมาถึงพื้นโลกได้เต็มที่อ่านเพิ่มเติม

1.3 การวัดปริมาณสาร

          ในปฏิบัติการเคมีจำเป็นต้องมีการชั่ง ตวง และวัดปริมาณสารซึ่งการชั่ง ตวง วัดมีความคลาดเคลื่อนที่เกิดจากอุปกรณ์ ที่ใช้หรือผู้ทำปฏิบัติการที่จะส่งผลให้ผลการทดลองที่ได้มีความมากกว่าหรือน้อยกว่าค่าจริง ความน่าเชื่อถือของข้อมูลสามารถพิจารณาได้ 2 ส่วนด้วยกันคือความเที่ยง และความแม่นของข้อมูลโดยความเที่ยงคือ ความใกล้เคียงของข้าวที่ได้จากการวัดส่วนความแม่นคือความใกล้เคียงของค่าเฉลี่ยจากการวัดซ้ำเทียบกับค่าจริง

      1.3.1 อุปกรณ์วัดปริมาตร อุปกรณ์วัดปริมาณสารเคมีที่เป็นของเหลวที่ใช้ในห้องปฏิบัติการทางวิทยาศาสตร์มีหลายชนิด แต่ละชนิดมีขีดและตัวเลขแสดงปริมาตรที่ได้จากการตรวจสอบมาตรฐานและกำหนดความคลาดเคลื่อนที่ยอมรับได้บางชนิดมีความคลาดเคลื่อนน้อย บางชนิดมีความคาดเคลื่อนมาก ปริมาตรและระดับความหน้าที่ต้องการอุปกรณ์วัดปริมาตรบางชนิดที่นักเรียนได้ใช้ในงานในการทำปฏิบัติการทางวิทยาศาสตร์ที่ผ่านมา เช่น บีกเกอร์ ขวดรูปกรวยกระบอกตวงเป็นอุปกรณ์ที่ไม่สามารถบอกปริมาตรได้แม่นมากพอสำหรับการทดลองในการปฏิบัติการบางการปฏิบัติการ

* บีกเกอร์ มีลักษณะเป็นทรงกระบอกปากกว้างมีขีดบอกปริมาตรในระดับมิลลิลิตร

* ขวดรูปกรวย มีลักษณะคล้ายชมพู่มีขีดบอกปริมาตรในระดับมิลลิลิตร มีหลายขนาด มีหลายขนาด

*กระบอกตวง มีลักษณะเป็นทรงกระบอกมีขีดบอกปริมาตรในระดับ มิลลิลิตร มีหลายขนาด

                  นอกจากนี้ยังมีอุปกรณ์ที่สามารถวัดปริมาตรของของเหลวได้มากกว่าอุปกรณ์ ข้างต้นโดยมีทั้งที่เป็นการวัดปริมาตรของของเหลวที่บรรจุอยู่ภายใน  และการวัดปริมาตรของของเหลวที่ถ่ายเท เช่น

  *ปิเปตต์ เป็นอุปกรณ์วัดปริมาตรที่มีความแม่นยำสูง ใช้สำหรับถ่ายเทของเหลว มี 2 แบบแบบปริมาตรที่มีกระเปาะตรงกลางมีขีดบอกปริมาตร เพียงค่าเดียวและแบบใช้ตวงมีขีดบอกปริมาตรหลายค่า

*บิวเรตต์ เป็นอุปกรณ์สำหรับถ่ายเทของเหลวในปริมาตรต่างๆตามต้องการ มีลักษณะเป็นทรงกระบอกที่มีขีดบอกปริมาตรและมีอุปกรณ์ควบคุมการไหลของของเหลวที่เรียกว่า ก๊อกปิดเปิด ดังรูป

*ขวดกำหนดปริมาตร เป็นอุปกรณ์สำหรับวัดปริมาตรของของเหลวที่บรรจุอยู่ภายในใช้สำหรับเตรียมสารละลายที่ต้องการความเข้มข้นแน่นอนมีขีดบอกปริมาตรเพียงขีดเดียวมีจุกปิดสนิทขวดกำหนดปริมาตรมีหลายขนาด

การใช้อุปกรณ์วัดปริมาตรเหล่านี้ให้ได้ค่าที่น่าเชื่อถือ จะต้องมีการอ่านปริมาตรของของเหลวให้ถูกวิธี โดยต้องให้อยู่ในระดับสายตาอยู่ในระดับเดียวกันกับส่วนโค้งของของเหลว โดยถ้าส่วนโค้งของของเหลวมีลักษณะเว้า ให้อ่านที่ปริมาตรที่จุดต่ำสุดของส่วนโค้งนั้น แต่ถ้าส่วนโค้งของของเหลวมีลักษณะนูนให้อ่านปริมาตรที่จุดสูงสุดของส่วนโค้งนั้น

1.3.2 อุปกรณ์วัดมวล

                 เครื่องชั่งเป็นอุปกรณ์ที่ใช้สำหรับวัดมวลทั้งที่เป็นของแข็งและของเหลวความน่าเชื่อถือของค่าวัดมวลที่ได้ขึ้นอยู่กับความละเอียดของเครื่องชั่งและวิธีการใช้เครื่องชั่ง เครื่องชั่งมี 2 แบบแบบเครื่องชั่งสามคานและเครื่องชั่งไฟฟ้า

เครื่องชั่งสามคาน

เครื่องชั่งไฟฟ้า

1.3.3 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 ทุกตัวนับเป็นนัยสำคัญ

 การปัดตัวเลข พิจารณาจากตัวเลขที่อยู่ถัดจากตำแหน่งที่ต้องการดังนี้

                      1.กรณีที่ตัวเลขถัดจากตำแหน่งที่ต้องการมีค่าน้อยกว่า 5 ให้ตัดตัวเลขที่ อยู่ถัดไปทั้งหมด

                      2.กรณีที่ตัวเลขถัดจากตำแหน่งที่ต้องการมีค่ามากกว่า 5 ให้เพิ่มค่าของตัวเลขตำแหน่งสุดท้ายที่ต้องการอีก 1

                      3.กรณีที่ตัวเลขถัดจากตำแหน่งที่ต้องการมีค่าเท่ากับ 5 และมีตัวเลขอื่นที่ไม่ใช่ศูนย์ต่อจากเลข 5 ให้เพิ่มค่า   ของตัวเลขตำแหน่งสุดท้ายอีก 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

1.2 อุบัติเหตุจากสารเคมี

ในการทำปฏิบัติการเคมีอาจเกิดอุบัติเหตุต่าง ๆ จากการใช้สารเคมีได้ซึ่งหากผู้ทำปฏิบัติการมความรู้ในการปฐมพยาบาลเบื้องต้นจะสามารถลดความรุนแรงและความเสียหายที่เกิดขึ้นได้ปฐมพยาบาลเบื้องต้นจากอุบัติเหตุจากการใช้สารเคมีมีข้อปฏิบัติดังนี้

การปฐมพยาบาลเมื่อร่างกายสัมผัสสารเคมี

1. ถอดเสื้อผ้าบริเวณที่เป็นสารเคมีออกและขับสารเคมีออกจากร่างกายให้มากที่สุด

2. กรณีเป็นสารเคมีที่ละลายน้ำได้เช่นกรดหรือเบสให้ล้างบริเวณที่สัมผัสสารเคมีด้วยการเปิดน้ำไหลผ่านปริมาณมาก

3. กรณีเป็นสารเคมีที่ไม่ละลายน้ำให้ล้างบริเวณที่สัมผัสสารเคมีด้วยน้ำสบู่

4. หากทราบว่าสารเคมีที่สัมผัสร่างกายคือสารใดให้ปฏิบัติตามข้อกำหนดในเอกสารความปลอดภัยของสารเคมี

กรณีที่ร่างกายสัมผัสสารเคมีในปริมาณมากหรือมีความเข้มข้นสูงให้ปฐมพยาบาลเบื้องต้นแล้วนำส่งแพทย์

การปฐมพยาบาลเมื่อสารเคมีเข้าตา

ตะแคงศีรษะโดยให้ตาด้านที่สัมผัสสารเคมีอยู่ด้านล่าง ล้างตาโดยการเปิดนำเบาๆ ไหลผ่านดั้งจมูกให้น้ำไหลผ่านตาข้างที่โดนสารเคมี พยายามลืมตาและกรอกตาในน้ำอย่างน้อย 10 นาที หรือจนกว่าแน่ใจว่าชะล้างสารออกหมดแล้วระวังไม่ให้น้ำเข้าตาอีกข้างหนึ่งแล้วนำส่งแพทย์ทันที

การปฐมพยาบาลเมื่อสูดดมแก๊สพิษ

1. เมื่อมีแก๊สพิษเกิดขึ้นต้องรีบออกจากบริเวณนั้นและไปบริเวณที่มีอากาศถ่ายเทสะดวกทันที

2. หากมีผู้สูดดมแก๊สพิษนอนหมดสติหรือไม่สามารถช่วยเหลือตนเองได้ต้องรีบเคลื่อนย้ายออกจากบริเวณนั้นทันทีโดยที่ผู้ช่วยเหลือต้องสวมอุปกรณ์ป้องกันที่เหมาะสมเช่นหน้ากากป้องกันเเก๊สพิษผ้าปิดปาก

3. ปลดเสื้อผ้าเพื่อให้ผู้ประสบอุบัติเหตุหายใจได้สะดวกขึ้นหากหมดสติให้จับนอนคว่ำและตะแคงหน้าไปด้านใดด้านหนึ่งเพื่อป้องกันโคนสิ้นกีดขวางทางเดินหายใจ

4. สังเกตการเต้นของหัวใจและการหายใจหากว่าหัวใจหยุดเต้นและหยุดหายใจให้นวดหัวใจและผายปอดโดยผู้ที่ผ่านการฝึกแต่ไม่ควรใช้วิธีเป่าปาก mouth to mouth แล้วนำส่งแพทย์ทันที

 การปฐมพยาบาลเมื่อโดนความร้อน

แช่น้ำเย็นหรือปิดแผลด้วยผ้าชุบน้ำจนหายปวดแสบปวดร้อนแล้วทายาขี้ผึ้งสำหรับไฟไหม้และน้ำร้อนลวกหากเกิดบาดแผลใหญ่ให้นำส่งแพทย์

กรณีที่สารเคมีเข้าปากให้ปฏิบัติตามคำแนะนำตามเอกสารความปลอดภัยแล้วนำส่งแพทย์ทุกกรณี

ดาวเสาร์เคียงดวงจันทร์

คืนนี้ชวนชม #ดาวเคียงเดือน แสนใกล้#ดวงจันทร์เคียงดาวเสาร์ ห่างเพียง 0.6 องศา ! 8 กันยายน 2562 ดวงจันทร์เคียงดาวเสาร์ สังเกตได้ทางทิศตะวันตกเฉียงใต้ บริเวณกลุ่มดาวคนยิงธนู หลังดวงอาทิตย์ลับขอบฟ้าจนถึงเวลาประมาณ 01:40 น. ของวันที่ 9 กันยายน ทั้งนี้ จะเข้าใกล้กันที่สุดเวลา 21.23 น ห่างกันเพียง 0.6 องศา เท่านั้น ซึ่งนับว่าใกล้กันมาก หากสภาพอากาศเป็นใจ ฟ้าใสไร้ฝน ดูด้วยตาเปล่าได้ทั่วประเทศ   #ปรากฏการณ์ดาวเคียงเดือน เป็นปรากฏการณ์ทางดาราศาสตร์อีกรูปแบบที่เกิดขึ้นเป็นประจำ เนื่องจากดวงจันทร์และดาวเคราะห์เปลี่ยนตำแหน่งไปเรื่อย ๆ ตามคาบการโคจรรอบดวงอาทิตย์ ดังนั้น การที่ดวงจันทร์และดาวเคราะห์ปรากฏบนท้องฟ้าในทิศเดียวกัน หรือเคลื่อนที่มาอยู่ในตำแหน่งใกล้เคียงกันจึงถือเป็นเรื่องปกติ อธิบายได้ตามหลักการทางวิทยาศาสตร์ cr:สถาบันวิจัยดาราศาสตร์แห่งชาติ Fan Page