วิชาการ.คอม-บทเรียนออนไลน์-ปฏิกิริยาเคมีในชีวิตประจำวัน | บทเรียน วิชาการ.คอม
วิทย์ทั่วไป
 

ปฏิกิริยาเคมีในชีวิตประจำวัน

สร้างเมื่อ 02 มิ.ย. 2554 15:45:56
  • ระดับม.4
  • 30,604 view

ปฏิกิริยาเคมีในชีวิตประจำวัน
           ปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นในตัวเราและรอบๆ ตัวเรา มีทั้งปฏิกิริยาง่ายๆ ไปจนถึงปฏิกิริยาที่ซับซ้อน   ในบทนี้นักเรียนจะได้ศึกษาปฏิกิริยาบางชนิดที่เกิดขึ้นและใช้ประโยชน์ในชีวิตประจำวัน   ซึ่งบางปฏิกิริยามีผลต่อสิ่งแวดล้อม
           ปฏิกิริยาที่เผาไหม้ของเชื้อเพลิงต่างๆ เช่น แก๊สหุงต้มน้ำมันเชื้อเพลิงที่ใช้ในยานพาหนะและในโรงงานอุตสาหกรรมต่างๆ   นอกจากจะให้พลังงานจำนวนมากนำไปใช้ประโยชน์ในกิจกรรมต่างๆ ยังก่อให้เกิดผลเสียตามมา   เพราะเชื้อเพลิงฟอสซิล ได้แก่ ถ่านหินและน้ำมันดิบที่เกิดอยู่ใต้พื้นโลก   มักมีประโยชน์ต้องนำมากกลั่นหรือเผาที่อุณหภูมิสูง   ขณะกลั่นกำมะถันจะทำปฏิกิริยารวมตัวกับออกซิเจน   ให้ผลิตภัณฑ์เป็นแก๊สซัลเฟอร์ไดออกไซด์  SO2 ซึ่งสามารถเกิดปฏิกิริยาการรวมตัวกับแก๊สออกซิเจนต่อไปนี้   ให้แก๊สซัลเฟอร์ไตรออกไซด์ SO3 เกิดขึ้นดังสมการ


 S + O2  -------> SO2

2SO2 + O2  -------> 2SO3


           เมื่อแก๊สซัลเฟอร์ไตรออกไซด์ถูกความชื้นในอากาศจะเกิดปฏิกิริยารวมตัวกับละอองน้ำ   เกิดเป็นกรดกำมะถัน H2SO4  ดังสมการ   ถ้ากรดที่เกิดขึ้นมีปริมาณมาก   เมื่อฝนตกก็จะชะลงมากับฝนเรียกว่า ฝนกรด

SO3  + H2O -------> H2SO4

-   ประเทศไทยเคยมีฝนกรดเกิดขึ้นที่ใด   และมีสาเหตุมาจากอะไร
-   ฝนกรดมี pH เท่าไร   และก่อให้เกิดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมอย่างไร   ให้นักเรียนวัด pH ของน้ำฝน น้ำปะปา หรือน้ำคลอง   และเปรียบเทียบกับ pH ของฝนกรด

           ในเมืองอุตสาหกรรมและเมืองใหญ่ๆ ที่มีการใช้เชื้อเพลิงในปริมาณมาก   จะมีแก๊สไนโตรเจนมอนอไซด์ (NO) ไนโตรเจนไดออกไซด์ (NO2) โอโซน (O3) และ SO2[เกิดขึ้นตามมาด้วย แก๊ส  NO2 ส่วนใหญ่เกิดจากการเผาไหม้ของเชื้อเพลิงในเครื่องยนต์ ดังสมการ


2NO + O2  -------> 2NO2


           แก๊ส NO2 ในอากาศ   เมื่อถูกแสงอาทิตย์จะสลายตัวเป็นแก๊ส  NO และอะตอมอิสระของออกซิเจน  ซึ่งสามารถรวมัตัวกับแก๊ส O2 ต่อไปเป็น O3 ดังสมการ


O2  + O -------> O3 

         
ในวันที่มีความกดอากาศสูง   แก๊ส  SO3 , NO2 และ  O3 ตลอดจนฝั่นละอองและสารไฮโดรคาร์บอนที่เป็นละอองเล็กๆ   ลอยปะปนกันอยู่ในระดับต่ำ   เกิดเป็นหมอกควันที่เรียกว่า สม็อก (smog) ถ้าปริมาณมากทำให้เกิดทัศนวิสัยต่ำบดบังการมองเห็นซึ่งเป็นอนตรายมาก   โดยเฉพาะกับกิจกรรมที่เกี่ยวกับการบินหรือการเดินทาง นอกจากนั้นแก๊ส  NO2 และ  O3 ยังก่อให้เกิดการระคายเคืองกับดวงตาและทางเดินหายใจ   หากได้รับปริมาณมากจะก่อให้เกิดอันตรายได้เช่นกัน
 smog มากจากคำว่า smoke + fog


หมอกควันที่เกิดขึ้นเป็นประจำในกรุงเทพฯ


           ในวันที่อากาศปลอดโปร่ง แก๊ส SO3 และ  NO2 ลอยขึ้นสูงไปตามกระแสลม   เมื่อได้รับความชื้นในอากาศจากเมฆและฝน SO3 รวมตัวเกิดเป็นกรดกำมะถัน  (H2SO4) ส่วน  NO2 รวมตัวกับละอองน้ำเป็นกรดไนตริก (HNO3) เมื่อตกลงมาบนพื้นดินจะเป็นฝนกรดเหมือนกัน
           ปฏิกิริยาอีกชนิดหนึ่งที่พบเห็นทั่วๆ ไปคือ ปฏิกิริยาการเกิดสนิมเหล็ก โดยทั่วไป ตึก สะพาน และสิ่งก่อสร้างต่างๆ มีเหล็กเป็นองค์ประกอบของโครงสร้าง   เมื่อเหล็กถูกอากาศและความชื้นจะค่อยๆสึกกร่อน กลายเป็นสนิมเหล็ก Fe2O3 .H2O ดังสมการ

\displaystyle4Fe+3O_2\xrightarrow{{H_2 O}}2Fe_2O_3 .H_2O

 


-   เปรียบเทียบสมบัติของเหล็กและสนิมเหล็ก
บอกวิธีเก็บรักษาหรือป้องกันของต่อไปนี้ไม่ให้เกิดสนิม : ตะปู ลูกกรงเหล็ก สะพาน มีที่ทำจากเหล็ก
-   นอกจากเหล็กมีโลหะใดอีกที่เกิดสนิม และสนิมของโลหะเหล่านั้นคืออะไร
           ปฏิกิริยาการสลายตัวของโซเดียมไฮโดรเจนคาร์บอเนต \displaystyle (NaHCO_3) ด้วยความร้อนให้แก๊ส \displaystyle CO_2 , Na_2CO_3 และ \displaystyle H_2O มีประโยชน์ในการทำขนมหลายชนิดเช่น เค้ก ขนมถ้วยฟู และขนมสาลี เมื่อผสม \displaystyle NaHCO_3 (เรียกกันทั่วไปว่า ผงฟู) ลงในส่วนผสมของขนมแล้วนำไปอบหรือนึ่ง ผงฟูจะสลายตัวให้แก๊ส \displaystyle CO_2  ซึ่งพยายามแทรกตัวออกมา  ทำให้เกิดเป็นโพรงอากาศอยู่ทั่วไปในขนม ขนมจึงมีลักษณะพองหรือฟูขึ้น

 


 
\displaystyle NaHCO_3เป็นส่วนผสมในเค้ก

 



 
           นอกจากนี้ยังใช้ประโยชน์ในดับไฟป่า   โดยโปรยผง \displaystyle NaHCO_3 จากเครื่องบินลงบิเวณเหนือไฟป่า แก๊ส \displaystyle CO_2 ที่เกิดขึ้นเป็นแก๊สที่หนักกว่าอากาศ   จึงปกคลุมไม่ให้เชื้อเพลิงได้รับแก๊สออกซิเจน   ทำให้บรรเทาหรือหยุดการเผาไหม้ลงได้ระดับหนึ่ง


 
การโปรยผง \displaystyle NaHCO_3 ในระดับไฟป่า


           ไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ \displaystyle (H_2O_2) เป็นสารใช้ฟอกสีผสมและฆ่าเชื้อโรค   โดยปกติจะสลายตัวได้เองอย่างช้าๆ   ให้น้ำและ \displaystyle O_2 เกิดขึ้น   ดังสมการ   แสงสว่างและความร้อนจะช่วยเร่งให้เกิดการสลายตัวเร็วขึ้น   ดังนั้นจึงต้องเก็บไว้ในที่มืด   หรือในภาชนะสีนำตาลเข้ม และในที่เย็น
\displaystyle2H_2O_2\to2H_2 O+O_2

           ปฏิกิริยาในแบตเตอรี่ชนิดต่างๆ เป็นปฏิกิริยาที่ทำให้เกิดกระแสไฟฟ้า   ซึ่งนำมาใช้ประโยชน์ได้หลากหลาย เช่น แบตเตอรี่ที่มช้ในรถยนต์ประเภทต่างๆ   เป็นปฏิกิริยาระหว่างแผ่นตะกั่ว (Pb) ซึ่งทำหน้าที่เป็นขั้ว (-) และตะกั่วไดออกไซด์ \displaystyle (PbO_2) ทำหน้าที่เป็นขั้วบวก (+) กับกรดซัลฟิวริก \displaystyle (H_2SO_4) เข้มข้นประมาณ 30-38% โดยน้ำหนักเขียนสมการเคมีของปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นได้ดังนี้

\displaystyle Pb+PbO_2+2H_2SO_4\to2PbSO_4+2H_2O


แบตเตอรี่ตะกั่วกรดที่ใช้ในรถยนต์

           แบตเตอรี่อีกชนิดหนึ่ง   เรียกว่าแบตเตอรี่ปรอท   เป็นแบตเตอรี่ที่มีขนาดเล็กมาก เบา จึงนิยมใช้ในเครื่องมือเครื่องใช้อิเล็กทรอนิกส์ เช่น นาฬิกาข้อมือ   เครื่องวัดแสงในกล้องถ่ายรูป   เครื่องช่วยฟัง   เครื่องคิดเลขติดกระเป๋า เป็นต้น   ปฏิกิริยาในแบตเตอรี่ มีสังกะสี (Zn) เป็นขั้วลบ (-) และปรอทออกไซด์ (Hgo) เป็นขั้วบวก (+) ในสารผสมระหว่างโพแทสเซียมไฮดรอกไซด์ (KOH) กับสังกะสีไฮดรอกไซด์ \displaystyle [Zn(OH)_2] และน้ำ   ซึ่งมีลักษณะคล้ายแป้งเปียก เขียนสมการเคมีของปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นได้นี้


\displaystyle Zn + HgO \to ZnO + Hg


 

อุปกรณ์ต่างๆ ที่ใช้แบตเตอรี่แบบปรอท


           นอกจากนี้   ยังมีแบตเตอรี่ชนิดอื่นๆ อีก เช่น แบตเตอรี่อัลคาไลน์ แบตเตอรี่นิกเกิล-แคดเมียม หรือเรียกสั้นๆ ว่า NICAD และแบตเตอรี่ที่ใส่ในตัวคนไข้ที่หัวใจเต้นไม่ปกติ   ซึ่งต่างผลิตกระแสไฟฟ้าจากปฏิกิริยาเคมีของโลหะและเบสที่แตกต่างกันไป
           ปฏิกิริยาการสลายตัวของหินปูน \displaystyle CaCO_3 ด้วยความร้อน ให้แก๊ส \displaystyle CO_2   และปูนขาว (CaCO) นำมาใช้ในอุตสาหกรรม
           ปฏิกิริยาระหว่างหินปูนหรือแคลเซียมคาร์บอเนตกับกรดกำมะถันหรือกรดดินประสิว   ซึ่งมีอยู่ในฝนกรด เกิดเป็นแคลเมียมซัลเฟต \displaystyle (CaSO_4)  หรือแคดเซียมไนเตรด \displaystyle [Ca(NO_3)_2] และแก๊ส \displaystyle CO_2 ดังสมการ   ปฏิกิริยานี้เป็นสาเหตุหนึ่งที่ทำให้ รูปปั้น รูปแกะสลัก ตึกรามบ้านช่อง และสิ่งก่อสร้างที่ทำด้วยหินปูนหรือหินอ่อนเกิดการสึกกร่อนเสียหาย