Chemical

SUBJECT CHEMICAL E B OO K 1.กรด-เบส ในชีวิตประจำวัน 2.สมดุลเคมีในสิ่งแวดล้อม และสิ่งมีชีวิต จัดทำโดย นายอัครพล สอนวงษ์แก้วเลขที่ 31 ม.5/5

กรด-เบส ในชีวิตประจำวัน ในชีวิตประจำวัน เราจะต้องเกี่ยวข้องกับสารหลายชนิด ทั้งเป็นอาหาร เครื่องใช้ หรือสารในสิ่งเเว ดล้อม รวมทั้งของเหลวในสิ่งมีชีวิตทั้งพืชและสัตว์ ซึ่งสารเหล่านี้จะมี pH อยู่ในช่วงหนึ่งๆโดย ของเหลวในพืชและสัตว์อาจมี pH ใกล้เคียงกันหรือแตกต่างกันไป โดยส่วนใหญ่แล้วของเหลว จากพืชจะมีค่า pH ต่ำกว่า 7 ส่วนของเหลวในสัตว์มีทั้ง pH สูงกว่า 7 และต่ำกว่า 7 โดยตาราง ต่อไปนี้เป็นค่า pH ของของเหลวในสิ่งมีชีวิตและวารรอบตัวในชีวิตประจำวันบางส่วน ของเหลวบางชนิดในร่างกายอาจมีช่วง pH กว้าง เช่น น้ำย่อยในกระเพาะมี pH ตั้งแต่ 1.6-2.5 ส่วนน้ำลายมี pH ประมาณ 6.2-7.4 ปัสสาวะมี pH ประมาณ 5.5-7.0 pH ของของเหลวใน ร่างกายอาจเปลี่ยนแปลงไปได้เพียงเล็กน้อย โดยร่างกายยังคงอยู่ในสภาพปกติไม่เกิดอาการ เจ็บป่วย แต่ของงเหลวบางชนิด เช่น เลือด มี pH เกือบคงที่ จะเปลี่ยนแปลงได้เพียงเล็กน้อย เท่านั้นคือ +0.10หรือ -0.10 ถ้าเปลี่ยนแปลงมากกว่านี้ เช่น กรณีที่ผู้ป่วยเป็นเบาหวานรุนแรง ค่า pH ของเลือดอาจลดต่ำกว่า 7.35 ทำให้เกิดอาการคลื่นไส้ และถ้าลดต่ำลงมากๆอาจหมดสติ หรือตายได้ แต่ในภาวะปกติร่างกายจะมีระบบควบคุม pH ของเลือดไว้ให้เกือบคงที่ สารละลายกรด-เบส ในชีวิตประจำวัน สารละลายกรด-เบสในชีวิตประจำวัน ชีวิตประจำวันในปัจจุบัน เราได้ใช้สารต่างๆ ที่มีสมบัติเป็นกรด-เบสทั้งทางตรงและทางอ้อม ซึ่งใช้ในการเป็นยารักษาโรค (ยาลดกรดในกระเพาะอาหาร) กำจัดสิ่งสกปรก (สบู่ ผงซักฟอก น้ำยาล้างห้องน้ำ) ปรุงอาหาร (น้ำส้มสายชู) นอกจากนี้ ในร่างกายก็ประกอบด้วยสารที่มีสมบัติเป็นกรด-เบส เช่น กรดเกลือในกระเพาะอาหาร น้ำดีจากตับ มีสมบัติเป็นเบส เป็นต้น สารที่มีสมบัติเป็นก รด-เบสในชีวิตประจำวัน เช่น

สารทำความสะอาดเครื่องสุขภัณฑ์ 1. สารทำความสะอาดเครื่องสุขภัณฑ์ ซึ่งมักมีส่วนประกอบของกรดเกลือหรือกรดไฮโดร คลอริก (HCl) กรดไนตริก (HNO3) ซึ่งมีสมบัติเป็นกรด กรดมีสมบัติในการทำปฏิกิริยา กับแผ่นกระเบื้องพื้นห้องน้ำ ทำให้เกิดการสึกกร่อน ทำให้สิ่งสกปรก หลุดออกจากพื้นและ สุขภัณฑ์ต่างๆ ได้ การใช้น้ำยาล้างห้องน้ำที่มีส่วนประกอบของกรดเกลือ (HCl) นี้ต้องใช้อย่างระมัดระวัง เพราะเกิดแก๊สที่เป็นพิษเข้าสู่หลอดลม เป็นอันตรายต่อระบบทางเดินหายใจ สารปรุงแต่งอาหาร 2.สารปรุงแต่งอาหาร มีทั้งที่มีสมบัติเป็นกรดและเบส เช่น - สารปรุงแต่งอาหารที่มีสมบัติเป็นกรด เช่น กรดแอซีติกในน้ำส้มสายชู กรดซิตริกในน้ำ มะนาว น้ำมะขาม กรดแอสคอร์บิกในวิตามินซี เป็นต้น - สารปรุงแต่งอาหารที่มีสมบัติเป็นเบส เช่น น้ำปูนใส (Ca(OH)2), น้ำขี้เถ้า (NaOH), ผงฟู (NaHCO3) เป็นต้น สารในภาคเกษตรกรรม 3. สารในภาคเกษตรกรรม ได้แก่ ปุ๋ย ซึ่งมีทั้งที่มีสมบัติเป็นกรดและเบส เช่น - ปุ๋ยที่มีสมบัติเป็นกรด เช่น ปุ๋ยแอมโมเนียมซัลเฟต ((NH4)2SO4) ปุ๋ยแอมโมเนียมคลอ ไรด์ (NH4Cl) เป็นต้น - ปุ๋ยที่มีสมบัติเป็นเบส เช่น ปุ๋ยยูเรีย (NH2CONH2) ปุ๋ยแอมโมเนีย (NH3) เป็นต้น

ยาลดกรดในกระเพาะ อาหาร 4. ยาลดกรดในกระเพาะอาหาร จะมีส่วนประกอบที่มีสมบัติเป็นเบสอ่อน เช่น โซเดียมไฮโดรเจน คาร์บอเนต (NaHCO3), แคลเซียมคาร์บอเนต (CaCO3), แมกนีเซียมไฮดรอกไซด์ (Mg (OH)2, อะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์ (Al2O3) โดยสารละลายนี้จะไปทำปฏิกิริยากับกรด ซึ่งจะปรับสภาพความเป็นกรดในกระเพาะอาหารให้ลดลงได้ ข้อควรทราบ (Achtung!!!) 1. ยาลดกรดที่ประกอบด้วย Mg(OH)2 และ MgCO3จะเป็นยาระบายแก้ท้องผูก 2. ยาลดกรดทีมี MgCO3และ NaHCO 3จะทำให้เกิดแก๊สในกระเพาะอาหารทำให้ท้องอืด ท้องเฟ้อ 3. ยาลดกรดที่มีหินปูน (CaCO3) อาทำให้เกิดอาการท้องผูก รวมทั้งอาจก่อให้เกิดโรคนิ่วได้ สารที่ใช้ทำความสะอาด 5. สารที่ใช้ทำความสะอาด เช่น สบู่ ผงซักฟอก เป็นต้น ประกอบด้วยสารที่มีสมบัติเป็นเบส # สบู่ คือ เกลือโซเดียมหรือโพแทสเซียมของกรดไขมัน ผลิตหรือเตรียมได้จากน้ำมันหรือไขมันกับ เบส โซเดียมไฮดรอกไซด์ (NaOH) หรือ โพแทสเซียมไฮดรอกไซด์ (KOH) สบู่สามารถชำระล้างสิ่งสกปรกได้ โดยหันปลายข้างที่ไม่มีขั้วไปละลายคราบไขมัน ส่วนด้านที่มีขั้วหัน เข้าหา ทำให้คราบไขมันแตกตัวและถูกล้อมรอบด้วยโมเลกุลของสบู่ ทำให้คราบไขมันนั้นหลุดออกจากผิวได้ # ผงซักฟอก คือ เกลือโซเดียมซัลโฟเนตของกรดไขมัน มีโครงสร้าง 2 ส่วน ได้แก่ ส่วนที่มีขั้วและ ไม่มีขั้ว จัดเป็นสารลดแรงตึงผิว ข้อควรทราบ (Achtung!!!) สารลดแรงตึงผิวทำให้ช่วยขจัดคราบไขมัน สิ่งสกปรกออกจากเสื้อผ้าได้ การทำความสะอาดของสบู่จะแตกต่างจากผงซักฟอกในน้ำกระด้าง (น้ำที่มีองค์ประกอบของแคลเซียมไอออน และแมกนีเซียมไอออน) ซึ่งผงซักฟอกสามารถทำความ สะอาดได้ในน้ำกระด้าง แต่สบู่เกิดคราบไคลสบู่ขึ้น ทำให้ฟองน้อย ประสิทธิภาพการทำความสะอาด ต่ำ

สมดุลเคมี ในสิ่งแวดล้อมและสิ่งมีชีวิต 1.กระบวนการหายใจและการแลกเปลี่ยนแก๊สในระบบหมุนเวียนเลือด การดำรงชีวิตของมนุษย์จะเกี่ยวข้องกับกระบวนการและปฏิกิริยาต่างๆภายในร่างกาย ซึ่งเกิดขึ้นในลักษณะของสมดุลไดนามิก เช่น กระบวนการหายใจและแลกเปลี่ยนแก๊สในระบบ หมุนเวียนเลือด ในภาวะปกติขณะที่ร่างกายพักผ่อน กระบวนการหายใจเป็นกระบวนการที่เฮโมโกลบิน รับแก๊สออกซิเจนที่แพร่ผ่านเนื้อเยื่อของถุงลมเข้าสู่เส้นเลือดฝอย แล้วรวมกับเฮโมโกลบินในเม็ด เลือดแดงได้ออกซีเฮโมโกลบิน ขณะหายใจเข้า ความดันของ O2 ในถุงลมปอดสูงกว่าในเส้นเลือด ฝอย ปฏิกิริยาจึงดำเนินไปข้างหน้า จึงเกิดออกซีเฮโมโกลบินมาก ซึ่งจะไหลเวียนไปสู่เซลล์ต่างๆ ของ ร่างกายเพื่อนำ O2 ไปสันดาปกับสารอาหารในเซลล์ ผลจากการสันดาปอาหารจะได้แก๊ส CO2 กับน้ำ และพลังงาน ขณะหายใจเข้า จะผ่านหลอดลมฝอยเข้าสู่ถุงลมปอด ความดันของ ในถุงลมปอดจะสูงกว่าความ ดันในเส้นเลือดฝอย จากถุงลมปอดจึงแพร่ผ่านเนื้อเยื่อของถุงลมปอดเข้าสู่เส้นเลือดฝอยและรวม ตัวกับเฮโมโกลบินที่เม็ดเลือดแดงกลายเป็นออกซีเฮโมโกลบิน ปฏิกิริยาจะดำเนินไปข้างหน้า เมื่อเลือด ไหลเวียนไปยังเนื้อเยื่อต่าง ๆ ของร่างกายซึ่งจำเป็นต้องใช้ เพื่อทำกิจกรรมต่าง ๆ ที่เป็นผลจากเม แทบอลิซึม ในเลือดจึงถูกปล่อยออกมา ปฏิกิริยาจะเกิดในทิศทางย้อนกลับเพื่อเพิ่มปริมาณ เนื่องจากกระบวนการทั้งสองนี้ดำเนินไปอย่างต่อเนื่องรวมทั้งมีอัตราการเกิดปฏิกิริยาไปข้างหน้าและ ปฏิกิริยาย้อนกลับเท่ากัน จึงทำให้มีภาวะสมดุล ในกระบวนการหายใจ นอกจากจะมีการปรับสมดุลของแล้ว พิจารณาสมการแสดงปฏิกิริยาที่เกิด ขึ้นในกระบวนการเมแทบอลิซึมของกลูโคสซึ่งใช้ออกซิเจนต่อไปนี้

C6H12O6 + O2 CO2 + H2O จากสมการทำให้ทราบว่าในการเผาผลาญกลูโคส 1 โมเลกุล จะต้องใช้ จำนวนมากและทำให้เกิด มากด้วยเช่นกันเมื่อ ที่เนื้อเยื่อมีปริมาณสูง จะแพร่เข้าสู่เลือดในหลอดเลือดฝอยเพื่อส่งผ่านไปยัง ปอด ซึ่ง จะทำปฏิกิริยากับน้ำเกิดเป็นกรดคาร์บอนิก และแตกตัวอยู่ในรูปของไฮโดรเจนคาร์บอเนต ไอออน กับไฮโดรเจนไอออน เมื่อไฮโดรเจนคาร์บอเนตไอออนถูกส่งถึงหลอดฝอยรองถุงลมปอด ซึ่งภายในถุงลมปอดมีความดันของ น้อยปฏิกิริยาจะเกิดย้อนกลับเพื่อเพิ่มความดัน โดย ในหลอด เลือดฝอยจะแพร่เข้าสู่ถุงลมปอดและถูกขับออกจากปอดในขณะที่เราหายใจออก ระบบการส่ง และ ของร่างกาย จากการศึกษาพบว่าในเลือดของคนที่อาศัยอยู่ในพื้นที่สูงกว่าระดับน้ำทะเลมาก ๆ จะมี ความเข้มข้นของเฮโมโกลบินในเม็ดเลือดแดงสูง แสดงว่าภาวะแวดล้อมที่แตกต่างกันเป็นปัจจัยที่มีผล ต่อการทำงานของระบบต่าง ๆ ภายในร่างกาย ดังนั้นผู้ที่ต้องเดินทางไปในพื้นที่สูงกว่าระดับน้ำทะเล มาก ๆ อาจเกิดอาการที่เรียกว่า ไฮพอกเซีย (hypoxia) ซึ่งเกิดจากการที่มีออกซิเจนไปเลี้ยงเนื้อเยื่อ ของร่างกายไม่เพียงพอ ทำให้มีอาการปวดศีรษะ คลื่นไส้ และอ่อนเพลีย ในรายที่เป็นรุนแรงอาจถึงตาย ได้เนื่องจากความดันของออกซิเจนที่ระดับความสูงจากระดับน้ำทะเลมากๆ มีค่าต่ำกว่าความดันของ ออกซิเจนในบรรยากาศมีค่าประมาณ 0.14 บรรยากาศ ส่วนความดันย่อยของออกซิเจนในบรรยากาศที่ ระดับน้ำทะเลมีค่าประมาณ 0.2 บรรยากาศ ดังนั้นการอยู่ในที่ระดับความสูงมากๆ จึงมีปริมาณของ O2 ในอากาศลดลง ตามหลักของเลอชาเตอลิเอ เมื่อความเข้มข้นของสารตั้งต้นในที่นี้คือออกซิเจนลดลง ปฏิกิริยาย้อนกลับจะเกิดมากขึ้น ทำให้ปริมาณของออกซีเฮโมโกลบินลดลง เป็นผลให้การขนส่ง O2 ไป เลี้ยงเนื้อเยื่อส่วนต่างๆได้น้อยลง จึงทำให้เกิดอาการไฮพอกเซีย อย่างไรก็ตามถ้าอยู่ในบริเวณนั้น นานๆ ร่างกายสามารถปรับตัวโดยสร้าง Hb ในเลือดให้เพิ่มมากขึ้นจนมีผลให้เฮโมโกลบินสามารถจับ กับ O2เกิดเป็นออกซีเฮโมโกลบินได้อย่างเพียงพอ ด้วยเหตุนี้คนที่อยู่ในบริเวณที่มีความสูงมากๆ จึงมี ระดับความเข้มข้นของเฮโมโกลบินในเลือดสูงกว่าของคนที่อยู่ที่ระดับน้ำทะเลปกติ เนื่องจาก กระบวนการทั้งสองเกิดขึ้นอย่างต่อเนื่องและมีอัตราการเกิดปฏิกิริยาไปข้างหน้าและปฏิกิริยาย้อนกลับ เท่ากัน ในที่สุดระบบก็จะปรับตัวเข้าสู่ภาวะสมดุล

ภาวะสมดุลของ แคลเซียมในร่างกาย ในร่างกายประกอบด้วยกระดูกซึ่งทำหน้าที่เป็นโครงสร้างสำคัญของ ร่างกาย ทำให้คนรูปร่างแตกต่างกันไปตามลักษณะโครงกระดูกที่มีทั้ง กระดูกแกนกลางและกระดูกรยางค์ ซึ่งมีธาตุแคลเซียมเป็นองค์ประกอบ สำคัญประมาณร้อยละ 98-99 ที่เหลืออีกร้อยละ 1-2 จะอยู่ในเนื้อเยื่อและ กระแสเลือด โดยการรักษาภาวะสมดุลของธาตุแคลเซียมที่มีอยู่ในกระแส เลือดกับปริมาณธาตุแคลเซียมในกระดูกโดยมีวิตามินดีและฮอร์โมนจาก ต่อมพาราไทรอยด์ช่วยควบคุม ทำให้การทำงานของระบบต่างๆของ ร่างกายเป็นไปตามปกติ ภาวะสมดุลกับการ เปลี่ยนแปลงเพศของ สัตว์บางชนิด สัตว์บางชนิดมีอัตราส่วนระหว่างเพศผู้กับเพศเมียเท่ากัน ตามธรรมชาติสัตว์บางประเภทจะมีการเปลี่ยนแปลงเพศเพื่อตอบสนอง ต่อสิ่งแวดล้อมภายนอกที่มากระทบ เพื่อเป็นการปรับภาวะสมดุล เช่น ปลาแอตแลนติก ซิลเวอร์ไซด์ (Atlantic zilverside fish) เปลี่ยนเพศ ตัวเองเมื่ออุณหภูมิของน้ำและสิ่งแวดล้อมสูงขึ้น สัตว์อื่นๆเช่น กบแอฟริ กัน (African Reed frog) เพศเมียและปลาแอนเทเรียส สคอมิพินนิส (Anthias squamipinnis fish) จะเปลี่ยนเพศเมื่อปลาเพศ ผู้มีปริมาณลดลง การเปลี่ยนแปลงเพศของประชากรปลามีผลต่อภาวะ สมดุล และมีการปรับภาวะสมดุลในธรรมชาติ ดังนี้

ภาวะสมดุลของวัฏจักรคาร์บอน ธาตุคาร์บอนเป็นองค์ประกอบของสารจำนวนมากทั้งใน สิ่งมีชีวิตและไม่มีชีวิต พบได้ในเชื้อเพลิงซึ่งเป็น สารประกอบไฮโดรคาร์บอน ในหินปูน เปลือกหอย เปลือก ไข่ และปะการัง ซึ่งเป็นสารประกอบประเภทคาร์บอเนต การหมุนเวียนของธาตุคาร์บอนระหว่างบรรยากาศกับ แหล่งน้ำจะอยู่ในรูปของสารประกอบ CO2 ในขณะที่ CO2 จากกระบวนการหายใจ เผาไหม้ และการเน่าเปื่ อย เข้าสู่บรรยากาศนั้น บางส่วนละลายอยู่ในแหล่งน้ำบนพื้น โลก

THANK YOU