เคมี

 บทที่1 อากาศ 

1.องค์ประกอบในอากาศ

เป็นที่ทราบกันดีอยู่แล้วว่า สิ่งมีชีวิตจำเป็นต้องหายใจเอาออกซิเจนเข้าสู่ร่างกาย และปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ออกมา แต่ในความเป็นจริง อากาศที่เราหายใจเข้าไปไม่ได้มีเพียงก๊าซออกซิเจน ส่วนประกอบของอากาศประกอบไปด้วยก๊าซหลายชนิด

 

1. ไนโตรเจน (N2) เป็นก๊าซที่ไม่มีสี ไม่มีกลิ่น ไม่ช่วยให้ไฟติด และไม่ติดไฟ อีกทั้งยังเป็นองค์ประกอบในสิ่งมีชีวิตทุกชนิด ในอากาศมีปริมาณของก๊าซไนโตรเจนอยู่ประมาณ 78.084% ซึ่งเป็นสัดส่วนที่มากที่สุดในอากาศ
2. ออกซิเจน (O2) เป็นก๊าซที่ไม่มีสี ไม่มีกลิ่น ไม่ติดไฟ แต่ช่วยให้ไฟติด เป็นก๊าซที่มีความจำเป็นต่อการดำรงชีวิตของสิ่งมีชีวิต ในอากาศมีปริมาณของก๊าซออกซิเจนมากเป็นอันดับสองรองจากก๊าซไนโตรเจน คือ 20.948%
3. อาร์กอน (Ar) เป็นก๊าซเฉื่อยที่ไม่มีสี ไม่มีกลิ่น ไม่มีรส และไม่ติดไฟ ใช้เป็นแก๊สบรรจุในหลอดไฟ เพื่อให้ไส้หลอดมีอายุการใช้งานที่ยาวนานขึ้น ในอากาศมีปริมาณของก๊าซอาร์กอนประมาณ 0.934%
4. คาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) เป็นก๊าซที่ไม่มีสี ไม่มีกลิ่น และไม่ติดไฟ หากได้รับเข้าสู่ร่างกายในปริมาณมาก อาจส่งผลให้เกิดการระคายเคืองในจมูกหรือทางเดินหายใจได้ ในอากาศมีปริมาณของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ 0.031%
5. นีออน (Ne) เป็นก๊าซเฉื่อย ไม่มีสี ไม่มีกลิ่น ใช้บรรจุในหลอดไฟโฆษณาให้แสงสีส้มแดง ในอากาศมีปริมาณของนีออนประมาณ 0.002%       ส่วนที่เหลือจะเป็นก๊าซซึ่งมีปริมาณน้อยมากในอากาศ เช่น ฮีเลียม ซีนอน คริปทอน ซึ่งเป็นก๊าซเฉื่อย มีเทน ไฮโดรเจน โอโซน ไอโอดีน คาร์บอนมอนอไซด์ ไนโตรเจนไดออกไซด์ แอมโมเนีย ไอน้ำ ฝุ่นละออง ละอองเกสรจากพืช และแบคทีเรียต่าง ๆ นอกจากนี้ยังมีก๊าซพิษบางชนิดที่โรงงานอุตสาหกรรมต่าง ๆ อาจปล่อยออกมาจนกลายเป็นมลภาวะทางอากาศ เช่น ไฮโดรเจนซัลไฟด์ (H2S) ซัลเฟอร์ไดออกไซด์ (SO2)

2.อะตอม

      อะตอม (Atom) หมายถึง อนุภาคที่เล็กมากๆ ของสสารที่สามารถจะคงอยู่ได้ ไม่สามารถแบ่งออกได้ทางเคมี ประกอบด้วยนิวเคลียส (Nucleus) ที่มีโปรตอน (Proton) ซึ่งมีประจุเป็นบวก (+) และนิวตรอน (Neutron) ซึ่งมีประจุเป็นกลาง รวมกันอยู่ตรงกลาง และอิเล็กตรอน (Electron) มีประจุลบ (-) วิ่งอยู่รอบๆ

 

ไทม์ไลน์ของแบบจำลองอะตอม

3.ธาตุ  ในทางเคมี ธาตุ คือ สารบริสุทธิ์ซึ่งประกอบด้วยอนุภาคมูลฐานเลขอะตอม อันเป็นจำนวนของโปรตอนในนิวเคลียสของธาตุนั้น ตัวอย่างธาตุที่คุ้นเคยกัน เช่น คาร์บอน ออกซิเจน อะลูมิเนียม เหล็ก ทองแดง ทองคำ ปรอทและตะกั่ว

4.การใช้ประโยชน์จากอากาศ

ความสำคัญของอากาศ มี 8 อย่างตั้งต่อไปนี้

1. มีก๊าซบางชนิดที่จำเป็นต่อการมีชีวิตของมนุษย์ สัตว์และพืช 2. มีอิทธิพลต่อการเกิด ปริมาณ และคุณภาพของทรัพยากรอื่น เช่น ป่าไม้ และแร่ธาตุ 3. ช่วยปรับอุณหภูมิของโลก ไอน้ำ และคาร์บอนไดออกไซด์ซึ่งจะช่วยป้องกันการสูญเสียความร้อนจากพื้นดิน 4. ทำให้เกิดลมและฝน 5. มีผลต่อการดำรงชีวิต สภาพจิตใจ และร่างกายของมนุษย์ ถ้าสภาพอากาศไม่เหมาะสม เช่น แห้งแล้ง หรือหนาวเย็นเกินไปคนจะอยู่อาศัยด้วยความยากลำบาก 6. ช่วยป้องกันอันตรายจากรังสีของดวงอาทิตย์ โดยก๊าซโอโซนในบรรยากาศจะกรองหรือดูดซับรังสีอัลตราไวโอเลต ซึ่งทำให้ผิวไหม้เกรียม เป็นโรคมะเร็งผิวหนัง และโรค ต้อกระจก 7. ช่วยเผาไหม้ วัตถุที่ตกมาจากฟ้า หรืออุกกาบาต ให้กลายเป็นอนุภาคเล็กๆ จนไม่เป็นอันตรายต่อมนุษย์ และทรัพย์สิน 8. ทำให้ท้องฟ้ามีสีสวยงาม โดยอนุภาคของสิ่งอื่นที่ปน อยู่กับก๊าซในบรรยากาศจะทำให้แสงหักเห เราจึงมองเห็นท้องฟ้า มีแสงสีที่งดงามแทนที่จะเห็นเป็นสีดำมืด นอกจากนี้ ก๊าซโอโซนซึ่งมีสีน้ำเงินยังช่วยให้มองเห็น ท้องฟ้าเป็นสีครามหรือสีฟ้าสดใสอีกด้วย

5.มลพิษทางอากาศ

ตต้นเหตุของมลพิษ

1. ยานพาหนะที่ใช้เครื่องยนต์ รถยนต์เป็นแหล่งก่อปัญหาอากาศเสียมากที่สุด สารที่ออกจาก รถยนต์ที่สําคัญได้แก่ คาร์บอนมอนอกไซด์ ไฮโดรคาร์บอน ออกไซด์ของไนโตรเจน และของกํามะถัน สารพวกไฮโดรคาร์บอนนั้น ประมาณ 55 % ออกมาจากทอไอเสีย 25 % ออกมาจากห้องเพลา ข้อเหวี่ยง และอีก 20 % เกิดจากการระเหยในคาร์บูเรเตอร์ และถังเชื้อเพลิง ออกไซด์ของไนโตรเจนคือ ไนตริกออกไซด์ (NO) ไนโตรเจนไดออกไซด์ (NO2) และไน ตรัสออกไซด์ (N2O) เกือบทั้งหมดออกมาจากท่อไอเสีย เป็นพิษต่อมนุษย์โดยตรง นอกจากนี้สารตะกั่วในน้ำมันเบนซินชนิดซุปเปอร์ยังเพิ่มปริมาณตะกั่วในอากาศอีกด้วย 2. ควันไฟ และก๊าซพิษจากโรงงานอุตสาหกรรม - จากโรงงานผลิตสารเคมี ได้แก่ โรงกลั่นน้ำมัน โรงผลิตไฟฟ้า โรงงานทําเบียร์ โรงงาน สุรา โรงงานน้ำตาล โรงงานกระดาษ โรงงานถลุงแร่ โรงงานย้อมผ้า โรงงานทําแก้ว โรงงานผลิตหลอดไฟ โรงงานผลิตปุ๋ย และโรงงานผลิตกรด - พลังงานที่เกิดจากสารเผาไหม้เชื้อเพลิง เช่น ถ่านหิน น้ำมัน ก๊าซธรรมชาติ ทําให้เพิ่มสาร ต่าง ๆ ในอากาศ อาทิ สารไฮโดรคาร์บอนต่าง ๆ ออกไซด์ของไนโตรเจน และ กํามะถันในบรรยากาศ 3. แหล่งกําเนิดฝุ่นละอองต่าง ๆ ได้แก่ บริเวณที่กําลังก่อสร้าง โรงงานทําปูนซีเมนต์ โรงงาน โม่หิน โรงงานทอผ้า โรงงานผลิตโซดาไฟ เหมืองแร่ เตาเผาถ่าน โรงค้าถ่าน เมรุเผาศพ 4. แหล่งหมักหมมของสิ่งปฏิกูล ได้แก่ เศษอาหาร และขยะมูลฝอย 5. ควันไฟจากการเผาป่า เผาไร่นา และจากบุหรี่ 6. การทดลองอาวุธนิวเคลียร์ ก่อให้เกิดละอองกัมมันตรังสี 7. การตรวจและรักษาทางรังสีวิทยา การใช้เรดิโอไอโซโทป ที่ขาดมาตรการที่ถูกต้องในการ ป้องกันสภาวะอากาศเสีย 8. อากาศเสียที่เกิดจากปรากฏการณ์ทางธรรมชาติ เช่น ภูเขาไฟระเบิด แผ่นดินไหว ไฟป่า กัมมันตรังสีที่เกิดตามธรรมชาติ ก๊าซธรรมชาติ เป็นต้น ความเป็นพิษเนื่องจากสาเหตุข้อนี้ค่อนข้าง น้อยมาก เนื่องจากต้นกําเนิดอยู่ไกล จึงเข้าสู่สภาวะแวดล้อมของมนุษย์และสัตว์ได้น้อย

สรุปผลต่อสุขภาพของมลพิษทางอากาศ 1. มลพิษทางอากาศบนท้องถนนจราจรฝุ่นละออง มีผลกระทบต่อสุขภาพของมนุษย์ ดังนี้ - หลอดลมอักเสบ - เกิดหอบหืด - ถุงลมโป่งพอง - เกิดโรคระบบทางเดินหายใจเนื่องจากการติดเชื้อ 2. กลิ่นและก๊าซพิษต่างๆ ก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์ (Co) มีปริมาณมากในเครื่องยนต์เบนซินเนื่องจากการเผาไหม้ไม่สมบูรณ์ - ทำให้ร่างกายรับออกซิเจนไม่เพียงพออาจถึงภาวะขาดออกซิเจนได้ - ปวดศรีษะ มึนงง - มีอาการทางหัวใจ คลื่นไส้ หรืออาจมีอาการขั้นวิกฤติและตายได้ ก๊าซไฮโดรคาร์บอน เกิดจากเครื่องยนต์เผาไหม้ไม่สมบูรณ์ - เป็นผลต่อระบบประสาทส่วนกลาง โลหิต ภูมิคุ้มกันของร่างกาย - เป็นมะเร็งโลหิตขาว - ระคายเคืองต่อประสาทการมองเห็น ประสาทรับกลิ่นและเยื่อบุทางเดินหายใจ ทำให้ไอ คลื่นไส้ หายใจขัด หอบหืด และผื่นแพ้ทางผิวหนังและมะเร็งที่สมอง ก๊าซออกไซด์ของไนโตรเจน เกิดจากรถ TAXI ใช้น้ำมันเชื้อเพลิงก๊าซโซลิน - เกิดโอโซนที่ปอด จะกัดกร่อนปอด ทำให้ปอดไม่สามารถทำหน้าที่ตามปกติได้ - เกิดกรดไนตริกที่ปอดได้ มีคุณสมบัติกัดกร่อนอย่างแรง