วิทยาศาสตร์ ม.ปลาย พว31001

46 ทาํ ใหเสน ทางคมนาคมเสียหายระบบสาธารณูปโภคเสียหาย และสงผลตอสุขภาพอนามัยและ เศรษฐกิจ ดังน้ี 1. ผลกระทบตอสุขภาพอนามยั 1.1 ประชาชนไดรับบาดเจ็บหรอื เสียชวี ิตจากเศษสิ่งปรกั หกั พังและการลม ทบั ของ สิง่ กอ สรางตา ง ๆ 1.2 ทอี่ ยอู าศัยพงั เสยี หายไมสามารถเขา ไปอยูอาศยั ได ทําใหไรทีอ่ ยอู าศยั 1.3 ระบบสาธารณูปโภคไดร บั ความเสยี หาย อาจเกดิ การระบาดของโรคตาง ๆ 1.4 เกิดเหตุอัคคภี ยั หรือไฟฟา ลัดวงจร ทําใหป ระชาชนบาดเจ็บหรือเสยี ชวี ิต 1.5 สขุ ภาพจิตของผูประสบภยั เสอ่ื มลง 2. ผลกระทบตอ เศรษฐกจิ 2.1 ระบบธรุ กจิ หยุดชะงักเนือ่ งจากระบบการคมนาคมสื่อสารถกู ทาํ ลายไมมกี ารประกอบ หรือดาํ เนินธรุ กรรม หรือการผลติ ใด ๆ 2.2 รฐั ตอ งใชงบประมาณในการดูแลสุขภาพการรักษาพยาบาลผูป ระสบภัยการฟนฟูระบบ สาธารณูปโภคและบรกิ ารสาธารณะตาง ๆ ตลอดจนการกอ สรางทีอ่ ยูอาศยั ของ ประชาชนและหนวยงานราชการตางๆสงผลถงึ งบประมาณที่ขาดหายไปในการพฒั นา ประเทศ 2.3 พชื ผลทางการเกษตรเสยี หาย ผลกระทบจากภเู ขาไฟระเบิดสงผลตอ ชวี ิตและสิ่งแวดลอมอยา งไรบา ง ภูเขาไฟระเบดิ สง ผลตอชวี ิตและสงิ่ แวดลอมดังนี้ 1. การระเบิดของภูเขาไฟทําใหเกิดแกสพิษบางชนิด เชน แกสซัลเฟอรไดออกไซด แกส คารบอนมอนอกไซด ซึ่งเปน อันตรายตอสิ่งมีชีวิต 2. ลาวาทไี่ หลออกจากปลอ งภเู ขาไฟมคี วามเร็วในการเคล่ือนท่ีสูงประมาณ 50 กิโลเมตร/ ชวั่ โมง ประชาชนบริเวณใกลเคียงอาจหนภี ัยไมท ันอาจเปน อันตรายตอ ชีวติ และทรพั ยส ิน 3. ในกรณีทีเ่ กดิ การระเบิดของภเู ขาไฟใตน า้ํ จะทาํ ใหเ กิดการถายโอนพลังงานสูนํ้าในทะเล หรอื มหาสมุทรเกดิ เปน คล่ืนสนึ ามิ ทีเ่ ปน อันตรายตอ ผทู ่ีอยูบ ริเวณชายฝงทะเลในแนวการเคลื่อนที่ ของคลน่ื

47 4. การระเบดิ ของภูเขาไฟจะทําใหอากาศแปรปรวน มีฝนตกหนัก นํ้าฝนจะชะลางเถาฝุน เศษหินจากการระเบิดมีลักษณะคลายโคลน ไหลลงสูท่ีตํ่าดวยความเร็วสูง โคลนไหลน้ีทําใหเกิด ความเสยี หายตอส่ิงกอสรา ง ทอ่ี ยูอาศยั และชีวติ ของมนุษย 5. การระเบิดของภูเขาไฟมักเกิดเถาฝุนภูเขาไฟ ครอบคลุมอาณาบริเวณใกลภูเขาไฟ กระแสลมสามารถพดั พาเถาฝุน เหลานั้นไปไกลเปนพนั กิโลเมตร ทาํ ใหเ กิดมลภาวะทางอากาศและ แหลง น้าํ ของมนษุ ย เถา ฝุนภเู ขาไฟสามารถลอยขึ้นไปในบรรยากาศ และคงอยูนานหลายปกวาจะ ตกลงบนพนื้ โลกจนหมด สภาพปญ หาการใชทรพั ยากรธรรมชาติท่ีสง ผลกระทบตอ ส่ิงแวดลอ มไดแ กอะไรบาง 1. การเพิ่มของประชากร การเพิ่มมากขึ้นของประชากรโลกก็จะนํามาซ่ึงความตองการ ในการใชทรัพยากรธรรมชาติเพื่อการดํารงชีวิต จึงทําใหเกิดผลตาง ๆ ตามมามากมาย เชน การเพม่ิ พ้ืนท่ีทํากนิ ทางการเกษตร การบกุ รุกทาํ ลายปา การตั้งโรงงานอุตสาหกรรมเพ่ือเพ่ิมกําลัง การผลิตสนิ คา ตา ง ๆ เปน ตน ความตอ งการใชท รพั ยากรธรรมชาติท่ีมากขึ้นจะสงผลใหเกิดการบุก รกุ ทําลายสงิ่ แวดลอ มจนนําไปสกู ารเสียสมดุลทางธรรมชาติได 2. การขยายตัวของชุมชนเมือง เปนผลใหเกิดการเปล่ียนแปลงสภาพแวดลอมทาง ธรรมชาตติ าง ๆ เน่อื งจากการขยายตวั ของเมืองอยางรวดเร็ว โดยขาดการวางแผนผังการใชพื้นที่ ลวงหนาหรือไมเปนไปตามท่ีกําหนดไว จะทําใหเกิดปญหาข้ึนมากมาย เชน ปญหาการใช ทรพั ยากรประจําทองถน่ิ ปญ หาการควบคมุ ดแู ลทรัพยากร และปญหาการกําจดั ของเสีย การสราง แหลงอุตสาหกรรมสงผลใหเกิดการใชทรัพยากรเพ่ิมมากข้ึนดวย ซ่ึงหากมีการควบคุมดูแลท่ีไม เหมาะสมจะกอ ใหเกิดปญหามลพษิ ตอ สิง่ แวดลอม 3. เทคโนโลยีสมัยใหม ที่นํามาใชเพื่อเพิ่มผลผลิตทางการเกษตร การใชสารเคมีตาง ๆ เชน ยาฆา แมลงและปุย จะสงผลใหเกดิ การตกคางของสารเหลา นี้ในดินและอาจกระจายไปสูแหลง นํ้าหรือระบบนิเวศตาง ๆ สะสมและตกคางในตัวสัตว ซ่ึงเปนสวนหน่ึงของสายใยอาหาร ดังนั้น หากมีการใชสารเคมีเหลานี้ในปริมาณมากและเปนเวลานานก็จะทําใหในผลผลิตจากทั้งพืชและ สัตวม ีการปนเปอ นสารเคมีได 4. การสรางส่ิงกอสราง การสรางถนน อางเก็บนํ้า เข่ือน เปนสาเหตุสําคัญท่ีทําให ทรัพยากรธรรมชาติตาง ๆ เชน ปาไม ดิน นํ้าถูกใชไป และสงผลกระทบตอสัตวปาในพ้ืนที่นั้น

48 เน่อื งจากการทําลายถ่นิ ท่ีอยูข องสัตวปา ได เมือ่ มนษุ ยสรางสิ่งกอสรางในพ้ืนที่ปาเพ่ิมมากขึ้น ก็จะ ทําใหมีการทําลายปาอยางตอเน่อื ง ปาจะเสอ่ื มโทรมลงและอาจหมดไปได สัตวปาตาง ๆ จะไรท อ่ี ยู อาศัย และอาจสญู พนั ธไุ ปในทสี่ ุด 5. การกีฬา ในดานการกีฬาสวนใหญเปนปญหาที่เกิดกับทรัพยากรสัตวปา เชน การยิง นก การตกปลา และการลา 6. การสงคราม จะกอใหเกิดการกระตุนใหนําทรัพยากรธรรมชาติท่ีมีอยูมาใชมากข้ึน การใชทรัพยากรแรธ าตุเพือ่ การผลติ อาวุธและเคร่ืองมือตาง ๆ บางคร้ังมีการเรงขุดเจาะนํ้ามันดิบ เพอ่ื ขายและแลกเปลีย่ นเปน เงินตรา เพ่ือนําไปซื้ออาวุธที่ทันสมัยมีประสิทธิภาพการทําลายลางสูง มาตอ สู 7. ความไมรูหรือรูเทา ไมถ งึ การณ ทําใหเ กดิ มุมมองและเกิดความสัมพันธตอส่ิงแวดลอม แตกตางกนั ในการกระทาํ ส่งิ ใด จึงควรพิจารณาใหรอบคอบ ตระหนักถึงผลกระทบในดานลบตอ สงิ่ แวดลอ มและทรพั ยากรธรรมชาตใิ นระยะยาวนน้ั มากนอ ยเพยี งใด วธิ กี ารจัดการทรพั ยากรธรรมชาตแิ ละสงิ่ แวดลอม สามารถกระทําไดอ ยา งไรบาง วิธีการสําคัญที่ใชในการจัดการทรัพยากรธรรมชาติและส่ิงแวดลอม ไดแก การออก กฎหมายควบคุมการจัดต้ังองคกรเพื่อบริหารงาน การวางแผนพัฒนาส่ิงแวดลอม การกําหนด มาตรฐานคุณภาพสิง่ แวดลอม การศกึ ษาและจัดทํารายงานการประเมินผลกระทบสิ่งแวดลอมจาก โครงการพัฒนา ท้ังของภาครัฐและภาคเอกชนและการประชาสัมพันธและส่ิงแวดลอมศึกษา การจัดองคกรเพ่ือการบริหารงานดานการกําหนดนโยบายแผนการจัดการ การวางแผนงาน โครงการเปนวิธีการหนึ่งของการจัดการทรัพยากรธรรมชาติและส่ิงแวดลอมในระดับหนวยงาน ปฏิบตั ิ การวางแผนเพื่อแกไขปญหาและพัฒนาทรัพยากรธรรมชาติ และสิ่งแวดลอมระบุไวใน แผนพัฒนาเศรษฐกิจและสังคมแหงชาติ จะสงผลใหเกิดการจัดการทรัพยากรธรรมชาติและ ส่งิ แวดลอม สอดคลองกับการพัฒนาเศรษฐกจิ และสงั คมของประเทศน้นั

49 การอนุรกั ษ หมายถงึ อะไร การอนรุ ักษ หมายถงึ การรูจักใชทรัพยากรธรรมชาติอยางชาญฉลาดเพ่ือใหมีประโยชนตอ มหาชนมากที่สุด และใชไดเปนเวลานานท่ีสุด ทั้งน้ีตองใหมีการสูญเสียทรัพยากรนอยที่สุด และ จะตอ งมกี ารกระจายการใชท รพั ยากรใหเปน ไปโดยทว่ั ถึงกนั ดว ย การพัฒนา หมายถึงอะไร การพัฒนา หมายถึง การทาํ ใหเจรญิ การปรบั ปรุงเปลย่ี นไปในทางท่ีทาํ ใหเ จริญข้นึ ซ่ึงการท่ีจะทํา ใหเกดิ การพัฒนาขึ้นไดนนั้ จะตอ งมกี ารวางแผนตอ งอาศยั วิชาความรแู ละเทคโนโลยเี ขามาชวย จึงจะทาํ ใหการพัฒนานนั้ บรรลตุ ามวตั ถุประสงค แนวทางการอนรุ ักษแ ละพฒั นาสภาพแวดลอ มในระดบั บคุ คล มวี ธิ กี ารอยางไรบาง ระดับบุคคล ประชาชนทุกคนควรมีจิตสํานึกที่ดีตอแนวทางการอนุรักษและพัฒนา สภาพแวดลอ มซ่งึ มวี ธิ ีการงา ย ๆ ดังตอไปนี้ 1. ตองรูจ ักประหยัด 2. ตองรจู กั รกั ษา 3. ตองรจู ักฟน ฟทู รพั ยากรใหฟ นตวั และรูจ กั ปรบั ปรุงใหดีขึน้ 4. ชวยกนั สง เสรมิ การผลิตและการใชท รพั ยากรอยางมีประสทิ ธิภาพ 5. ตองรจู กั นาํ ทรพั ยากรทีใ่ ชแ ลว มาผลิตใหม 6. ตอ งรจู ักนาํ ทรัพยากรอน่ื ๆ มาใชแทนทรัพยากรท่ีมีราคาแพงหรือกําลังจะลดนอยหมดสูญ ไป 7. ตอ งชวยกันคน ควาสาํ รวจหาแหลง ทรัพยากรใหม เพื่อนํามาใชแทนทรัพยากรธรรมชาติที่ หายาก 8. ตองไมท าํ ลายทรพั ยากรธรรมชาติ 9. ตองเต็มใจเขา รบั การอบรมศึกษา ใหเขาใจถึงปญ หาและวธิ กี ารอนุรักษ ทรพั ยากรธรรมชาติ

50 แนวทางการอนรุ ักษแ ละพัฒนาสภาพแวดลอ มในระดบั ชมุ ชน มีวธิ กี ารอยา งไรบาง เนือ่ งจากประชาชนแตล ะคนเปนสมาชิกของชุมชนทต่ี นอาศัยอยู ซ่งึ ลกั ษณะและสภาพของ ชมุ ชน จะมีผลกระทบมาถงึ ประชาชนในชุมชนน้ัน ๆ ดวย ทั้งที่เปนส่ิงที่ดีและไมดี ในการอนุรักษ ควรรวมมือรว มใจกัน ดังนี้ 1. ประชาชนในชุมชนจะตองตระหนักถึงการเขาไปมีสวนรวมในการอนุรักษและพัฒนา สภาพแวดลอ มในชมุ ชนของตน 2. ประชาชนในชุมชนจะตองมีความรู ความเขาใจในเร่ืองระบบของการจัดการ และ สามารถแกไขปรบั ปรงุ และเปลยี่ นแปลงสภาพแวดลอ มท่ีเส่อื มโทรมใหดขี ้ึน 3. จดั ระบบวิธกี ารอนุรักษ และพัฒนาสภาพแวดลอมในชุมชนของตนใหประสานงานกับ หนวยของรฐั และเอกชน แนวทางการอนรุ ักษแ ละพัฒนาสภาพแวดลอ มในระดบั รัฐบาล มีวิธกี ารอยางไร 1. รัฐบาลควรกาํ หนดนโยบาย และวางแนวทางการอนุรักษและพัฒนาสภาพแวดลอมท้ัง ในระยะสั้นและระยะยาว เพ่อื เปนหลักการใหหนวยงานและเจาหนาท่ีของรัฐที่เกี่ยวของไดยึดถือ ปฏบิ ัตติ อไป 2. ในฐานะทเ่ี ปนพลเมอื งดีของชมุ ชนและของประเทศ ประชาชนไทยทุกคนควรปฏิบัติตน ใหถ ูกตอ งตามกฎขอบงั คับ หรอื ตามกฎหมายเก่ยี วกบั สง่ิ แวดลอ มท่ีสําคญั 3. หนวยงานของรัฐทั้งในทองถ่ินและภูมิภาค จะตองเปนผูนําและเปนแบบอยางที่ดีใน การอนุรกั ษและพัฒนาสภาพแวดลอ ม รวมท้งั จะตอ งใหความสนับสนุนและรวมมือกับภาคเอกชน และประชาชนไปดวย 4. เผยแพรขาวสารขอมูลกฎหมายทองถิ่น และความรูทางดานการอนุรักษและพัฒนา สภาพแวดลอ มทั้งทางตรงและทางออม 5. หนวยงานท่ีรับผิดชอบในทองถิ่น ภูมิภาค ตองรีบเรงดําเนินการแกไขฟนฟู สภาพแวดลอมที่เสื่อมโทรมไปใหกลับสูสภาพเชนเดิม และหาทางปองกันไมใหเกิดสภาพการณ เชน นนั้ ข้ึนมาอกี

51 ทรพั ยากรดินสญู เสียความอดุ มสมบูรณเ กดิ จากสาเหตุใดใดบาง 1. การกัดเซาะและพังทลายโดยนํา้ นา้ํ จํานวนมากท่ีกระทบผิวดนิ โดยตรงจะกดั เซาะผิวดิน ใหหลุดลอยไปตามน้ํา การสูญเสียบริเวณผิวดินจะเปนพ้ืนท่ีกวาง หรือถูกกัดเซาะเปนรองเล็ก ๆ กข็ ึ้นอยกู บั ความแรง และบริเวณของนาํ้ ท่ไี หลบา ลงมาก 2. การตัดไมทําลายปา การเผาปา ถางปาทําใหหนาดินเปด และถูกชะลางไดงายโดยนํ้า และลมเมอื่ ฝนตกลงมา นํา้ ก็ชะลางเอาหนา ดินท่ีอดุ มสมบรู ณไปกับน้าํ ทาํ ใหด ินมีคณุ ภาพเสอ่ื มลง 3. การเพาะปลูกและเตรียมดินอยา งไมถ ูกวิธี การเตรียมที่ดินทําการเพาะปลูกน้ันถาไมถูก วิธีกจ็ ะกอความเสียหายกบั ดนิ ไดมากตวั อยางเชน การไถพรวนขณะดนิ แหงทําใหหนาดินท่ีสมบูรณ หลดุ ลอยไปกบั ลมได หรือการปลูกพืชบางชนิดจะทําใหดินเสื่อมเร็ว การเผาปาไม หรือตอขาวใน นา จะทาํ ใหฮวิ มัสในดนิ เสือ่ มสลายเกิดผลเสียกบั ดินมาก การอนรุ กั ษทรพั ยากรดนิ สามารถทาํ ไดอ ยา งไรบาง 1. การใชทด่ี นิ อยางถูกตองเหมาะสม การปลกู พืชควรตองคํานึงถึงชนิดของพืชที่เหมาะสม กับคณุ สมบัติของดิน การปลูกพืชและการไถพรวนตามแนวระดับเพื่อปองกันการชะลางพังทลาย ของหนาดิน นอกจากน้ีควรจะสงวนรักษาท่ีดินที่มีความอุดมสมบูรณไวใชในกิจการอ่ืน ๆ เชน โรงงานอุตสาหกรรม ท่ีอยูอาศัย เพราะที่ดินท่ีมีความอุดมสมบูรณและเหมาะสมในการ เพาะปลกู มีอยจู ํานวนนอ ย 2. การปรับปรุงบํารุงดิน การเพิ่มธาตุอาหารใหแกดิน เชน การใสปุยพืชสด ปุยคอก การปลูกพชื ตระกูลถัว่ การใสป ูนขาวในดนิ ที่เปนกรด การแกไขพ้ืนท่ีดินเค็มดวยการระบายน้ําเขา ท่ดี นิ เปนตน 3. การปองกันการเสื่อมโทรมของดิน ไดแก การปลูกพืชคลุมดิน การปลูกพืชหมุนเวียน การปลูกพืชบังลม การไถพรวนตามแนวระดับ การทําคันดินปองกันการไหลชะลางหนาดิน รวมทั้งการไมเผาปา หรอื การทาํ ไรเ ล่ือนลอย 4. การใหความชุมช้ืนแกดิน การระบายน้ําในดินท่ีมีน้ําขังออกการจัดสงเขาสูท่ีดินและ การใชวสั ดุ เชน หญาหรอื ฟางคลุมหนาดนิ จะชวยใหดินมีความอดุ มสมบรู ณ

52 ปญ หามลภาวะทางน้ําเกิดจากสาเหตใุ ด 1. นํ้าเสยี จากบา น รานคา และอาคารที่ทาํ การ กอใหเ กิดมลพษิ ทางเปน แหลง สะสมเช้ือโรค เปนอันตรายตอ ผูใ ชน ้ํา และสตั วน า้ํ 2. น้ําเสียจากโรงงานอตุ สาหกรรม นํ้าเสียจากโรงงานอุตสาหกรรม ไดแก นํ้าทิ้งจากระบบการผลิต ระบบการหลอเย็น ปะปนมาอาจจะเปนสารอินทรีย สารอนินทรีย กรดดาง โลหะหนัก สารเคมีตาง ๆ สารกมั มันตภาพรังสี สารพิษ ดินทรายและสิ่งปฏิกูลอื่นๆ ซ่ึงเม่ือทิ้งลงในแมน้ําลําคลอง จะทําให เพิม่ ปรมิ าณสารเหลา น้นั หรอื เกดิ การเปนพิษกบั ส่งิ มีชีวิตในน้ํา เกิดการเนาเหม็น เกิดสี กลิ่น และ ความไมนาดู 3. ปยุ ทใ่ี ชใ นการเกษตร ปุยหลักท่ีใชในการเกษตร ไดแก สารไนโตรเจนและฟอสฟอรัส ฟอสฟอรัสที่อยูในรูป ของฟอสเฟตสามารถยึดตดิ อยูกับดนิ ได จึงมีสวนนอยที่ไหลไปกับนํ้า ดังน้ันสารที่ทําใหเกิดปญหา คือไนโตรเจน การใชปยุ สวนใหญมักใสกันมากเกินกวาท่ีพืชจะนําไปใชไดหมด เม่ือฝนตกนํ้าฝนจะ ชะเอาไนโตรเจนไหลไปตามผิวดิน ลงสูแมน ้ําลําคลอง ชวยใหสาหรายเจริญเติบโตไดดีเปนจํานวน มาก ทําใหนํ้าเกิดสี กลิ่น และรสเมื่อสาหรายเหลานี้ตายลง ก็จะทําใหน้ําเนาเหม็นและมีฟนอล สูงขึ้น เกดิ ฝา ขาวลอยอยตู ามผิวนํา้ 4. ผิวดนิ ทพี่ งั ทลาย ในพ้ืนท่ีรับน้ําบางแหง เชน อางเก็บน้ําที่เสื่อมสภาพและมีการพังทลายของหนาดิน จะทาํ ใหน า้ํ มคี วามขนุ สงู เกดิ สี กลิ่น และรสได 5. การเล้ยี งปศุสตั ว การเลย้ี งปศุสัตว ถาสตั วเ ลย้ี งกินหญาท่ีคลุมหนา ดนิ มากเกินไปจะทาํ ใหห นาดินถกู น้ํากัด เซาะเม่อื ฝนตก และเมอ่ื ไหลลงในแหลง รับนาํ้ กจ็ ะเกิดปญ หาเชนเดียวกับขอ 4 นอกจากน้ีมูลสัตวก็ จะไหลลงไปในลาํ น้าํ ทาํ ใหมีสารอินทรยี  ไนโตรเจน และฟอสฟอรัสสูง เกิดปญหาเชนเดียวกับขอ 1 และ 3

53 6. ยาฆา แมลงและยากําจดั วชั พชื ยาฆาแมลงและยากําจัดวัชพืชสวนมากเปนสารเคมีท่ีมีพิษ เมื่อถูกชะลางลงไปในน้ํา ก็จะเปนพษิ แกพืชและสัตวท่ีอยูใ นนํ้า หากเรานํานํา้ ไปใชกจ็ ะไดรับอนั ตรายจากสารพษิ น้นั ดว ย 7. ไฟปา ถาเกิดไฟปาในบริเวณพ้ืนท่ีที่เปนแหลงตนกําเนิดน้ําจะทําใหมีขยะ เถาถาน ตะกอน ทราย รวมท้ังสารมลพิษตาง ๆ ไหลลงไปในแหลงนํ้าเปนจํานวนมาก ซึ่งจะสงผลเสียตอคุณภาพ ของน้ําทีน่ ําไปใชสอย อีกทั้งอาจจะทําใหอางเก็บนํ้าหรือแมน้ําต้ืนเขินเน่ืองจากการสะสมของเถา ถา นและตะกอนตา ง ๆ การอนรุ กั ษท รพั ยากรนํ้ามวี ธิ อี ยางไรบา ง 1. การปลูกปา โดยเฉพาะการปลูกปาบริเวณพื้นท่ีตนนํ้า หรือบริเวณพ้ืนท่ีภูเขา เพ่ือใหตนไมเปนตัวกักเก็บน้ําตามธรรมชาติ ท้ังบนดินและใตดิน แลวปลดปลอยออกมาอยาง ตอเนอื่ งตลอดป รวมทั้งยังสามารถปองกันปญหาอื่นๆได เชน ปญหาการพังทลายของดิน ปญหา การขาดแคลนน้ํา และการเกิดนา้ํ ทวม 2. การพัฒนาแหลงนํ้า เน่ืองจากปจจุบันแหลงน้ําธรรมชาติตางๆ เกิดสภาพตื้นเขิน เปนสว นใหญ ทําใหปริมาณน้าํ ทจ่ี ะกกั ขงั ไวม ีปริมาณลดลง การพฒั นาแหลงน้าํ เพ่อื ใหมีนํ้าเพียงพอ จึงจาํ เปนตอ งทําการขดุ ลอกแหลงน้ําใหก วา งและลกึ ใกลเ คยี งกับสภาพเดิมหรือมากกวา ตลอดจน จดั หาแหลงนํา้ 3. การสงวนน้ําไวใช เปนการวางแผนการใชนํ้าเพื่อใหมีปริมาณนํ้าที่มีคุณภาพมาใช ประโยชนตลอดทั้งป โดยเฉพาะในชวงฤดูแลง ดวยวิธีการตางๆ เชน การทําบอหรือสระเก็บน้ํา การหาภาชนะขนาดใหญเพื่อกักเก็บนํ้าฝน (เชน โองหรือแท็งกน้ํา) รวมท้ังการสรางอางเก็บน้ํา และระบบชลประทาน 4. การใชน้ําอยางประหยัด เปนการนํานํ้ามาใชประโยชนหลายอยาง อยางตอเน่ืองและ เกดิ ประโยชนสูงสดุ ทงั้ ดา นการอนุรกั ษน ํ้าและตัวผูใชน้ําเอง กลาวคือ สามารถลดคาใชจายเก่ียวกับ คา นํา้ ลงได ปรมิ าณนํา้ เสียที่จะทงิ้ ลงแหลงนํ้ามปี ริมาณนอ ยลง และปอ งกันปญหาการขาดแคลนนํา้

54 5. การปองกันการเกิดมลพิษของนํ้า ปญหาสวนใหญจะเกิดขึ้นในเมืองใหญๆ ซึ่งมีประชากรอาศัยอยูอยางหนาแนน หรือยานอุตสาหกรรม การปองกันปญหามลพิษของน้ํา ตองควบคุมอยางจริงจังและบังคับใหมีการบําบัดนํ้าเสียกอนท้ิงหรือปลอยลงสูแหลงนํ้า สําหรับประชาชนทวั่ ไป สามารถชว ยปอ งกันการเกิดนา้ํ เนาเสียไดดวยการไมท้ิงขยะ หรือส่ิงปฏิกูล หรอื สารพษิ ลงสูแหลง นํ้า 6.การนาํ นา้ํ ที่ใชแลวกลับไปใชใหม น้ําท่ีถูกนําไปใชแลว สามารถนําไปใชประโยชนดาน อื่นได เชน นํา้ จากการลางภาชนะอาหารสามารถนําไปใชรดนํ้าตนไม สําหรับโรงงานอุตสาหกรรม น้ําที่เกิดจากกระบวนการผลิตซ่ึงมีอุณหภูมิสูง เม่ือปลอยทิ้งไวใหเย็น สามารถนําไปใชใหมได แมแ ตนํา้ เสยี เมือ่ ผานระบบบําบดั สามารถนาํ ไปใชในกิจกรรมบางอยางของโรงงานได เชน การทํา ความสะอาดโรงงาน อุปกรณเคร่ืองมอื บางอยาง สาเหตุของทรพั ยากรปาไมถูกทาํ ลายไดแ กอ ะไรบา ง 1. ความตองการไมเพ่ือทํากิจการตาง ๆ เชน ทําอุตสาหกรรม โรงเลื่อย โรงงานกระดาษ สรางทอี่ ยอู าศยั หรือรานคา เกิดการลักลอบตดั ไมท ําลายปา 2. การ เพ่มิ จํานวนประชากรของประเทศ ทาํ ใหความตองการจากภาคเกษตรกรรมมากข้ึน ความจําเปนท่ีตองการขยายพ้ืนที่เพาะปลูกเพ่ิมข้ึน พื้นที่ปาไมในเขตภูเขาจึงเปนเปาหมายของ การขยายพืน้ ท่เี พื่อการเพาะปลูก 3. การ สง เสริมการปลกู พืชหรอื เลีย้ งสตั วเศรษฐกิจเพ่อื การสงออก เชน มันสําปะหลัง ปอ ฯลฯ โดยไมสงเสริมการใชท่ีดินอยางเต็มประสิทธิภาพทั้ง ๆ ที่พื้นท่ีปาบางแหงไมเหมาะท่ีจะ นาํ มาใชใ นการเกษตรกรรมเพาะปลูก 4. การกําหนดแนวเขตพื้นที่ปา กระทําไมชัดเจนหรือไมกระทําเลยในหลายๆ ปา ทาํ ใหร าษฎรเกิดความสบั สนทั้งโดยเจตนาและไมเจตนา 5. การจัดสรางสาธารณูปโภคของรัฐ อาทิ เขื่อน อางเก็บน้ํา เสนทางคมนาคม การสราง เข่ือนขวางลาํ นํ้าจะทาํ ใหพน้ื ทีเ่ ก็บนาํ้ หนา เข่อื นท่อี ดุ มสมบูรณถ ูกตัดโคนมาใชประโยชน สวนตนไม ขนาดเลก็ หรือท่ที าํ การยายออกมาไมท นั จะถูกนํา้ ทวมตาย 6. ไฟไหมป า ไฟไหมว ชั พชื และตน ไมใ บไมจ ากการผลัดใบในฤดูแลง ที่ติดไฟงาย

55 7. การทําเหมืองแร แหลงแรท่ีพบในบริเวณที่มีปาไมปกคลุมอยู มีความจําเปนที่จะตอง เปดหนาดนิ กอ น จึงทําใหป า ไมท ่ีขน้ึ ปกคลุมถกู ทาํ ลายลงการทาํ ลายของสัตวปาและสัตวเลี้ยง 8. การทําลายของเชื้อโรคและแมลง ตนไมในปาเปนจํานวนมากท่ีถูกทําลายโดยเช้ือโรค และแมลง จะเกดิ การเหี่ยวเฉาแคระแกร็นไมเจรญิ เตบิ โต บางชนดิ ตองสญู พนั ธุ 9. ความตระหนกั และความรวมมือของประชาชนตอ การอนุรักษย งั มนี อ ย การอนุรกั ษทรพั ยากรปาไมมวี ธิ ีอยา งไรบา ง 1. การกําหนดเขตการใชป ระโยชนที่ดินปา ไม 2. การอนรุ ักษท รัพยากรปาไมเกย่ี วกับงานปองกันรกั ษาปา การอนรุ ักษส่งิ แวดลอม 3. การจดั การท่ดี ินทํากินใหแกร าษฎรผยู ากไรใ นทอ งถ่ิน 4. การพัฒนาปา ไม เชน การทาํ ไม การเก็บหาของปา การปลูกปา การบาํ รงุ ปา ไม การคน ควา วิจัย และอตุ สาหกรรม การบรหิ ารทั่วไป 5. รบี เรงปลูกสรา งสวนปา ในพ้ืนท่ีทีถ่ ูกทาํ ลาย หรอื เปนปา เสื่อมโทรม เพื่อใหไดผลผลติ ไว ใชใ นอนาคต ชว ยปอ งกันการพงั ทลาย และการสญู เสยี หนาดิน หลกั การในการอนรุ กั ษท รพั ยากรธรรมชาตไิ ดแ กอ ะไรบาง ในการอนุรักษและจัดการทรัพยากรธรรมชาติใหเหมาะสมและไดรับประโยชนสูงสุด มดี งั น้ี 1. การอนุรักษและการจดั การทรพั ยากรธรรมชาติ ตอ งคาํ นึงถึงทรัพยากรธรรมชาติอ่ืนควบคู กันไป เพราะทรัพยากรธรรมชาติตางก็มีความเก่ียวของสัมพันธและสงผลตอกันอยางแยกไมได 2. การวางแผนการจดั การทรัพยากรธรรมชาตอิ ยางชาญฉลาด ตองเชื่อมโยงกับการพัฒนา สังคม เศรษฐกิจ การเมือง และคุณภาพชีวิตอยางกลมกลืน ตลอดจนรักษาไวซึ่งความสมดุลของ ระบบนิเวศควบคูก นั ไป 3. การอนรุ กั ษท รัพยากรธรรมชาติ ตองรวมมือกันทุกฝาย ท้ังประชาชนในเมือง ในชนบท และหนวยงาน องคก รตา งๆ ทุกคนควรตระหนกั ถึงความสาํ คญั ของทรพั ยากรและสิ่งแวดลอ ม

56 4. ความสาํ เร็จของการพัฒนาประเทศขึน้ อยกู ับความอุดมสมบูรณและความปลอดภัยของ ทรัพยากรธรรมชาติ ดงั นัน้ การทาํ ลายทรพั ยากรธรรมชาติจึงเปน การทําลายมรดกและอนาคตของ ชาตดิ วย 5. ประเทศมหาอํานาจที่เจริญทางดานอุตสาหกรรม มีความตองการทรัพยากรธรรมชาติ เปน จํานวนมาก เพื่อใชปอนโรงงานอุตสาหกรรมในประเทศของตน ดังน้ันประเทศท่ีกําลังพัฒนา ทง้ั หลายจงึ ตองชวยกันปองกนั การแสวงหาผลประโยชนข องประเทศมหาอํานาจ 6. มนุษยสามารถนําเทคโนโลยีตาง ๆ มาชวยในการจัดการทรัพยากรธรรมชาติได แตการจัดการน้นั ไมควรมงุ เพียงเพ่ือการอยูดกี ินดเี ทา นัน้ ตองคาํ นึงถงึ ผลดที างดานจิตใจดวย 7. การใชทรัพยากรธรรมชาตใิ นส่ิงแวดลอ มแตล ะแหงน้ัน จําเปนตองมีความรูในการรักษา ทรัพยากรธรรมชาติที่จะใหประโยชนแกมนุษยทุกแงทุกมุม ทั้งขอดีและขอเสีย โดยคํานึงถึง การสญู เปลาอันเกดิ จากการใชท รพั ยากรธรรมชาติดว ย 8. รกั ษาทรพั ยากรธรรมชาตทิ จี่ าํ เปน และหายากดวยความระมัดระวัง พรอมทั้งประโยชน และการทําใหอยูในสภาพท่ีเพ่ิมท้ังทางดานกายภาพและเศรษฐกิจเทาท่ีทําได รวมทั้งจะตอง ตระหนักเสมอวา การใชท รพั ยากรธรรมชาตทิ ี่มากเกนิ ไปจะไมเ ปน การปลอดภัยตอสงิ่ แวดลอ ม 9. ตองรักษาทรัพยากรที่ทดแทนได โดยใหมีอัตราการผลิตเทากับอัตราการใชหรือ อตั ราการเกิดเทา กับอัตราการตายเปน อยา งนอ ย 10. หาทางปรับปรุงวิธีการใหม ๆ ในการผลิต และการใชทรัพยากรธรรมชาติ อยา งมีประสทิ ธภิ าพ อกี ทง้ั พยายามคน ควา สงิ่ ใหมมาใชทดแทน 11. ใหการศกึ ษาเพอ่ื ใหประชาชนเขา ใจถงึ ความสําคญั ในการรกั ษาทรัพยากรธรรมชาติ สภาวะโลกรอ น (Global warming) เกดิ จากสาเหตุใด สาเหตุของการเกดิ ภาวะโลกรอ นคือ การเพิ่มข้ึนอยางตอเน่ืองของ CO2 ที่ออกมาจาก โรงงานอุตสาหกรรม รถยนต หรือ การกระทําใดๆที่เผา เช้ือเพลิงฟอสซิล (เชน ถานหิน น้ํามัน กาซธรรมชาติ หรือ สารประกอบ ไฮโดรคารบอน ) สง ผลใหระดบั ปริมาณ CO2 ในปจจุบันสูงเกิน 300 ppm (300 สวนในลานสวน) เปนครั้งแรกในรอบกวา 6 แสนป ซ่ึงคารบอนไดออกไซด ท่ีมากขึ้นไดเพิ่มการกักเก็บความรอนไว ในโลกของเรามากขึ้นเรอ่ื ยๆ จนเกิดเปนภาวะโลกรอน

57 ปรากฏการณเ รอื นกระจกคืออะไร ? \"ปรากฏการณเรือนกระจก\" (greenhouse effect) คือ ปรากฏการณที่โลกมีอุณหภูมิ สูงข้ึนเนื่องจาก พลังงานแสงอาทิตยในชวงความยาวคลื่นอินฟราเรดที่สะทอนกลับถูกดูดกลืน โดยโมเลกุลของ ไอน้ํา คารบอนไดออกไซด (CO2) มีเทน (CH4) คลอโรฟลูออโรคารบอน(CFCs) และไนตรสั ออกไซด (N2O) ในบรรยากาศทําใหโมเลกลุ เหลา นมี้ ีพลังงานสูงขึน้ มกี ารถา ยเทพลังงาน ซึ่งกันและกันทําใหอุณหภูมิในช้ันบรรยากาศสูงขึ้น การถายเทพลังงานและความยาวคล่ืนของ โมเลกุลเหลาน้ตี อๆกันไป ในบรรยากาศทาํ ใหโ มเลกุลเกดิ การส่นั การเคล่ือนไหวตลอดเวลาและมา ชนถูกผิวหนังของเรา ทําใหเรารูสึกรอน ในประเทศในเขตหนาวมีการเพาะปลูกพืชโดยอาศัยการ ควบคุมอุณหภูมิความรอนโดยใชหลักการท่ีพลังงานความรอนจากแสงอาทิตยสองผานกระจก แตความรอนท่ีอยูภายในเรือนกระจกไมสามารถสะทอนกลับออกมาทําใหอุณหภูมิภายในสูงขึ้น เหมาะแกการเพาะปลูกของพืช จึงมีการเปรียบเทียบปรากฏการณท่ีอุณหภูมิของโลกสูงขึ้นน้ีวา ภาวะเรือนกระจก (greenhouse effect) กาซคารบอนไดออกไซด (CO2) เปนกาซที่สะสม พลังงานความรอนในบรรยากาศโลกไวมากที่สุดและมีผลทําให อุณหภูมิของโลกสูงข้ึนมากที่สุด มากกวากา ซเรือนกระจกชนิดอื่นๆ CO2 สวนมากเกิดจากการกระทําของมนุษย เชน การเผาไหม เชือ้ เพลงิ , การผลติ ซีเมนต, การเผาปา กาซท่กี อ ใหเ กิดปรากฏการณเ รอื นกระจก ไดแ กอะไรบาง กา ซทกี่ อใหเกดิ ปรากฏการณเ รอื นกระจก มดี ังนี้ • คารบ อนไดออกไซด (CO2) เกิดจากการเผาไหมตา ง ๆ • มเี ทน ซ่ึงสวนใหญเ กิดจากการสลายตัวของอินทรียวัตถุ เชน ขยะมูลฝอยที่ยอยสลาย ได ของเสีย อุจจาระ • คลอโรฟลูออโรคารบ อน(CFCs) เปน สารประกอบสําหรับทําความเย็น พบในเครื่องทํา ความเย็นตา งๆ เปนสง่ิ ท่ีอยรู ว มกบั ฟรอี อน และยงั พบไดใ นสเปรยต าง ๆ อกี ดว ย • Nitrous Oxide (N2O) เปนกาซมีพิษท่ีเกิดจากเคร่ืองยนต การเผาถานหิน และใช ประกอบในรถยนตเ พ่อื เพม่ิ กําลังเครอ่ื ง

58 กาซเรอื นกระจกตา ง ๆ มาจากแหลงใดบาง ตารางแสดงแกส เรอื นกระจกและแหลง ทม่ี า แกส เรือนกระจก แหลง ท่ีมา สง ผลใหโ ลกรอ นขนึ้ (%) 1) จากแหลง ธรรมชาติ เชน กระบวนการหายใจของ กาซคารบอนไดออกไซด สงิ่ มชี ีวติ 57 (CO2) 2) จากมนุษย เชน การเผาไหมเ ชือ้ เพลิงจากโรงงาน อุตสาหกรรมตา งๆ , การตัดไมทําลายปา (ลดการดดู ซับ CO2) กา ซมเี ทน (CH4) 1) จากแหลง ธรรมชาติ เชน จากการยอ ยสลายของ 12 สิง่ มีชวี ิต, การเผาไหมท ่เี กิดจากธรรมชาติ 2) จากมนุษย เชน จากนาขาว, แหลง นํ้าทวม, จาก การเผาไหมเ ชอ้ื เพลงิ ประเภทถา นหนิ น้ํามัน และ แกส ธรรมชาติ 1) จากมนุษย เชน อตุ สาหกรรมทีใ่ ชก รดไนตริกใน ขบวนการผลติ , อตุ สาหกรรมพลาสตกิ , อุตสาหกรรม 6 กา ซไนตรสั ออกไซด (N2O) ไนลอน, อตุ สาหกรรมเคมี, การเผาไหมเชื้อเพลิงจาก ซากพชื และสตั ว, ปุย, การเผาปา 2) จากแหลง ธรรมชาติ - อยใู นภาวะที่สมดลุ จากมนษุ ย เชน อตุ สาหกรรมตา งๆ และอปุ กรณ กา ซท่มี ีสว นประกอบคลอ เครอื่ งใชในชวี ติ ประจําวนั เชน โฟม, กระปอ งสเปรย, โรฟลอู อโรคารบ อน เคร่อื งทาํ ความเย็น ; ตูเย็น แอร , ตัวทาํ ลาย (แกส น้ี 25 (CFCs) จะรวมตัวทางเคมีไดดกี ับโอโซนทาํ ใหโอโซนในชั้น บรรยากาศลดลงหรอื เกดิ รูรัว่ ในชั้นโอโซน)

59 สภาวะโลกรอ นกอใหเ กดิ ผลกระทบอะไรบา ง ผลกระทบจากสภาวะโลกรอ น สภาวะโลกรอ นจะสงผลใหโ ลกประสบสภาวะแหงแลง เกดิ การละลายของนํ้าแข็งข้ัวโลก เมื่อน้ําแขง็ ละลายจะไปเพม่ิ ปริมาณน้ําในมหาสมุทร ทําใหนํ้าทะเลสูงขึ้น อุณหภูมิของน้ําในทะเล เพ่ิมข้ึน สงผลกระทบตอระบบนิเวศในทะเล การเกิดพายุหมุนที่มีความถ่ีมากขึ้น มีความรุนแรง มากขึ้น ภายในปา ตนไมในปาลมตายมากขึ้นเนื่องจากขาดนํ้าในการเจริญเติบโต สงผลให การดูดกลนื กา ซคารบ อนไดออกไซดกล็ ดนอยลง การแกป ญ หาโลกรอ น สามารถทําไดอ ยางไรบาง วิธกี ารแกป ญ หาโลกรอ นมดี งั นี้ 1. เปล่ียนหลอดไฟ การเปล่ียนหลอดไฟจากหลอดไส เปนฟลูออเรสเซนตหน่ึงดวง จะชวยลดคารบ อนไดออกไซดไ ด 150 ปอนดต อ ป 2. ขบั รถใหนอยลง หากเปนระยะทางใกล ๆ สามารถเดิน หรือข่ีจักรยานแทนได การขับ รถยนตเปน ระยะทาง 1 ไมล จะปลอยคารบอนไดออกไซด 1 ปอนด 3. รีไซเคิลใหม ากข้ึน ลดขยะของบานคุณใหไดครึ่งหนึ่ง จะชวยลดคารบอนไดออกไซดได ถงึ 2,400 ปอนดต อป 4. เช็คลมยาง การขับรถโดยทีย่ างมีลมนอ ย อาจทําใหเปลืองนํ้ามันข้ึนไดถึง 3% จากปกติ นํ้ามันทกุ ๆ แกลลอนทป่ี ระหยัดได จะลดคารบอนไดออกไซดไ ด 20 ปอนด 5. ใชน้ํารอนใหนอยลง ในการทําน้ํารอนใชพลังงานในการตมสูงมาก การปรับเคร่ืองทํา น้ําอุนใหมีอุณหภูมิ และแรงนํ้าใหนอยลง จะลดคารบอนไดออกไซดได 350 ปอนดตอป หรือ การซักผา ในน้าํ เยน็ จะลดคารบ อนไดออกไซดไ ดป ล ะ 500 ปอนด 6. หลีกเลี่ยงผลิตภัณฑท่ีมีบรรจุภัณฑเยอะ เพียงแคลดขยะของคุณเอง 10% จะลด คารบอนไดออกไซดได 1,200 ปอนดต อป 7. ปรับอุณหภูมิหองของคุณ (สําหรับเมืองนอก) ในฤดูหนาว ปรับอุณหภูมิของ heater ใหต า่ํ ลง 2 องศา และในฤดรู อ น ปรับใหสงู ขน้ึ 2 องศา จะลดคารบอนไดออกไซดได 2,000 ปอนด ตอป

60 8. ปลูกตน ไม การปลกู ตน ไมห นึ่งตน จะดดู ซับคารบ อนไดออกไซดได 1 ตัน ตลอดอายุของมนั 9. ปดเครื่องใชไฟฟาท่ีไมใช ปดทีวี คอมพิวเตอร เครื่องเสียง และเคร่ืองใชไฟฟาตาง ๆ เม่ือไมใ ช จะลดคารบอนไดออกไซดไดน ับพันปอนดต อ ป

61 บทท่ี 7 ธาตุ สมบตั ิของธาตุและธาตกุ มั มนั ตภาพรงั สี ธาตุคอื อะไร ยกตัวอยา งสารทเ่ี ปน ธาตุใกลต ัว ธาตุ คือ สารบริสทุ ธทิ์ ี่ทุก ๆ อนภุ าค ประกอบดวยอะตอมของธาตุเพียงธาตุเดียว เรียกวา ธาตุ (element) ตัวอยางของธาตุทพ่ี บไดงายในชวี ติ ประจําวัน - ผงถาน (ประกอบดวยอะตอมของธาตุคารบอน ,C) แกรไฟต (แกนถานไฟฉาย) (ประกอบดวยอะตอมของธาตุคารบ อน ,C) เพชร (ประกอบดวยอะตอมของธาตคุ ารบอน ,C) - ทองคาํ (Au) ที่ใชเปนเคร่ืองประดบั และวัตถมุ ีคา สาํ รองแทนเงินตรา - เงนิ (Ag) ใชเ ปน เครื่องประดบั ตวั นําไฟฟา - ปรอท (Hg) ทบ่ี รรจใุ นเทอรมอมิเตอรสําหรับวัดไข (จึงนิยมเรียกเทอรมอมิเตอรวัดไขวา ปรอท) - สังกะสี (Zn) - อากาศรอบ ๆ ตวั เรามกี า ซไนโตรเจน (N2) และกา ซออกซเิ จน (O2) เปน องคประกอบหลกั - ลกู โปง ชนิดที่ลอยไดบรรจุดวยกาซไฮโดรเจน (H2) ซ่ึงติดไฟได แตถาบรรจุดวยกาซฮีเลียม (He) ไมต ดิ ไฟ เราสามารถจดั กลุมธาตไุ ดก ก่ี ลมุ ใชอะไรเปน เกณฑ ธาตทุ ค่ี นพบแลว มีประมาณ 109 ธาตุ แบง เปน กลุม ๆ ได โดยอาศยั เกณฑตาง ๆ ดังน้ี ใชความเปนโลหะ – อโลหะ เปนเกณฑ แบง ไดเปน 3 กลุม คือ 1. ธาตุโลหะ (metal) เปนกลุมธาตุที่มีสมบัติเปนตัวนําไฟฟาได นําความรอนท่ีดี เหนียว มีจุดเดือดสูง ปกติเปนของแข็งที่อุณหภูมิหอง(ยกเวน ปรอท) เชน แคลเซียม อะลูมิเนียม เหล็ก เปนตน (ปรอทเปน ของเหลวทอ่ี ณุ หภูมิหอ ง) 2. ธาตุอโลหะ (non-metal) เปนกลุมธาตุที่มีสมบัติไมนําไฟฟา มีจุดหลอมเหลวและจุด เดือดตา่ํ เปราะบาง และมกี ารแปรผนั ทางดานคุณสมบัติทางกายภาพมากกวาโลหะ

62 3. ธาตุก่ึงโลหะ (metalloid) เปนกลุมธาตุท่ีมีสมบัติกํ้ากึ่งระหวางโลหะและอโลหะ เชน ธาตุซลิ ิคอน และเจอเมเนยี ม มีสมบัติบางประการคลายโลหะ เชน นําไฟฟาไดบางที่อุณหภูมิปกติ และนาํ ไฟฟา ไดมากขึ้น เม่ืออุณหภูมิเพิ่มข้ึน เปนของแข็ง เปนมันวาวสีเงิน จุดเดือดสูง แตเปราะ แตกงายคลา ยอโลหะ ใชความเสถยี รของธาตเุ ปนเกณฑ แบงไดเปน 2 กลุม คอื 1. กลุมธาตุที่อะตอมมันเสถียรในธรรมชาติ เปนธาตุมีเลขอะตอมต่ํากวา 84 ธาตุกลุมนี้ มีทง้ั ไอโซโทปทีเ่ สถยี รตามธรรมชาตแิ ละไอโซโทปทีเ่ ปน กัมมนั ตรงั สี 2. กลุมธาตุที่อะตอมไมเสถียร หรือธาตุสังเคราะห มักเปนธาตุท่ีมีเลขอะตอมต้ังแต 84 ขนึ้ ไป ธาตุเหลาน้ีเกิดข้ึนจากการสังเคราะหในเตาปฏิกรณนิวเคลียร เกิดข้ึนในชวงเวลาส้ัน ๆ และจะสลายตัวไปเปนไอโซโทปทีเ่ สถยี รตอ ไป ตวั อยางธาตใุ นกลุมน้ี เชน เนปจูเนียม (เลขอะตอม 93) พลโู ทเนียม (เลขอะตอม 94) อเมรเิ ซยี ม (เลขอะตอม 95) คูเรยี ม (เลขอะตอม 96) แบบจําลองอะตอม คือะไร เน่ืองจากอะตอมมีขนาดเล็กมาก ไมสามารถมองเห็นไดไมวาจะใชกลองขยายแบบใด นักวิทยาศาสตรจงึ ใชก ารสรางมโนภาพ โดยอาศัยขอมูลจากการทดลอง และนําเสนอวา อะตอม นา จะมรี ูปรา งหนาตาเปนอยา งไร จินตนาการหรอื มโนภาพอนั น้ี เรยี กวา แบบจาํ ลองอะตอม พฒั นาการของการเสนอแบบจําลองอะตอมมลี ําดบั อยางไร แบบจาํ ลองอะตอมของดอลตัน ในป พ.ศ. 2346 (ค.ศ.1803) จอหน ดอลตนั (John Dalton) นักวทิ ยาศาสตร ชาวอังกฤษ ไดเสนอแนวคิดเกี่ยวกับอะตอมเพ่ือใชอธิบายเกี่ยวกับการเปล่ียนแปลงของสารกอนและหลังทํา ปฏิกริ ยิ าเกดิ เปน สารประกอบ ซึง่ สรปุ แนวคิดไดด ังน้ี 1. ธาตุประกอบดวยอนุภาคเล็ก ๆ หลายอนุภาค อนุภาคเหลานี้เรียกวา “อะตอม” ซ่งึ แบง แยกไมไ ด และทาํ ใหสูญหายไมไ ด สรา งขึ้นมาใหมไ มไ ด 2. อะตอมของธาตุชนิดเดียวกันมีสมบัติเหมือนกัน เชน มีมวลเทากัน แตจะมีสมบัติตาง จากอะตอมของธาตอุ ่นื

63 3. สารประกอบเกดิ จากอะตอมของธาตุมากกวาหน่งึ ชนดิ ทาํ ปฏกิ ริ ยิ าเคมีกันในอตั ราสว นที่ เปนเลขลงตวั นอย ๆ แนวคิดน้ีสามารถอธิบายการเกิดสารประกอบได จึง เรียกวา ทฤษฎีอะตอมของดาลตัน ตอมาพบวา มีขอมูลบางประการท่ีไมสอดคลองกับทฤษฎีอะตอมของ ดอลตัน เชน พบวาอะตอม ของธาตุชนดิ เดยี วกันอาจมมี วลแตกตางกนั ได อะตอมสามารถแบง แยกได ตามขอเสนอของดอลตัน แบบจําลองอะตอมจงึ เปนทรงกลมท่เี ล็กไมสามารถแบงเยกได แบบจําลองอะตอมของทอมสัน โจเซฟ จอหน ทอมสัน (J.J Thomson) และคณะ ไดศึกษาการเปลี่ยนแปลงในอุปกรณที่ เรียกวาหลอดรงั สแี คโทด จนนํามาสกู ารคนพบอนภุ าค “อเิ ลก็ ตรอน” และพสิ จู นไดวา อิเล็กตรอน ไมวาจะหลดุ ออกมาจากอะตอมของธาตุใด ๆ ก็มีสมบัติเหมือนกัน เชน มีอัตราสวนประจุตอมวล คงท่ี 1.76 x 108 C/g มีประจุเปน ลบ และตอมามีการคน พบอนุภาค “โปรตอน” ที่มีประจุไฟฟา เทากับประจุของอเิ ล็กตรอน แตช นิดประจเุ ปน แบบตรงกันขา ม คอื โปรตอน มีประจุบวก ทอมสัน จึงเสนอวา อะตอมเปนทรงกลมทม่ี ีประจลุ บ คืออิเลก็ ตรอนและประจุบวกคอื โปรตอนแทรกปนกัน อยูในอะตอม แบบจําลองอะตอมของรทั เทอรฟ อรด แบบจําลองอะตอมตามแนวคิดของทอมสัน มีความขัดแยงกับผลการทดลองของ รัทเทอรฟอรด ( Ernest Rutherford) ซ่ึงไดศึกษาการเบี่ยงเบนของรังสีแอลฟาเม่ือยิงผานแผน โลหะบาง โดยแบบจาํ ลองอะตอมของทอมสันไมสามารถอธิบายปรากฏการณท่ีเกิดข้ึนจากผลการ ทดลองของรัทเทอรฟ อรดได รัทเทอรฟอรด จึงเสนอแบบจําลองอะตอมข้ึนมาใหมวา อะตอมเปน ทรงกลม สวนใหญเปนท่ีวาง มีประจุบวกอัดแนนกันอยูตรงกลาง เรียกวา นิวเคลียส โดยมอี เิ ล็กตรอนโคจรอยรู อบ ๆ มพี นื้ ทีส่ วนใหญเ ปน ทีว่ าง แบบจาํ ลองอะตอมของโบร นีล โบร (Niel Bohr)ไดศึกษาการเกิดสเปกตรัมของธาตุตาง ๆ โดยสนใจท่ีการเกิด สเปกตรัมของธาตุไฮโดรเจน ท่ีไมสามารถอธิบายไดดวยแบบจําลองของรัทเทอรฟอรด อีกทั้ง แบบจําลองของรัทเทอรฟอรดขัดแยงกับทฤษฎีทางแมเหล็กไฟฟาท่ีไดรับการยอมรับในขณะนั้น โบรจ ึงไดเสนอแบบจําลองอะตอมข้นึ มาใหม วา อะตอมประกอบดวยนิวเคลียส มีประจุบวกอยูใน นิวเคลียส และมปี ระจุลบ คืออิเลก็ ตรอน โคจรอยรู อบ ๆ ในลักษณะเปน วง ๆ หรอื ชั้น ๆ คลายกับ

64 ระบบสรุ ิยะ โดยเรยี กชั้นท่ีอยใู นสดุ วาช้นั K หรือ ช้นั n = 1 เรยี กช้ันนอกถดั ออกมาวา ชั้น L หรือ ช้ัน n = 2 ถดั ออกมาอีกเรียกวา ชน้ั M หรือ ชั้น n = 3 ตามลําดับเร่อื ยไป แบบจําลองอะตอมแบบกลมุ หมอก เนื่องจากแบบจาํ ลองอะตอมของโบร สามารถอธิบายการเกิดสเปกตรัมของธาตุไฮโดรเจน ซึ่งมีอิเล็กตรอน ตัวเดียว ไมมีความซับซอน แตไมสามารถอธิบายการเกิดสเปกตรัมของธาตุที่มี หลายอิเล็กตรอนได และขณะน้ัน มีความกาวหนาทางกลศาสตรควอนตัม โดยมีนักฟสิกส ชอื่ Erwin Schrodinger ชาวออสเตรีย ไดแ กส มการทีเ่ รียกวา สมการชโรดงิ เจอร จนเปนที่มาของ แบบจําลองอะตอมแบบกลมุ หมอก ที่ใชใ นปจ จุบนั ซ่งึ พอสรุปไดว า อะตอมประกอบดวยนิวเคลียส มีประจุบวก(โปรตอน)และอนุภาคที่เปนกลาง(นิวตรอน) อยูตรงกลาง สวนอิเล็กตรอนเคล่ือนที่ รอบนิวเคลียสอยางรวดเร็ว ดวยรัศมีไมแนนอนจึงไมสามารถบอกตําแหนงที่แนนอนของ อิเลก็ ตรอนไดบอกไดแตเพียงโอกาสที่จะพบอิเล็กตรอนในบริเวณตาง ๆ วามีกาสพบอิเล็กตรอน มากนอยเพียงใด และเรียกบริเวณที่มีโอกาสพบอิเล็กตรอน ณ บริเวณตางๆ เหลานี้วา ออรบ ทิ อล (orbital) ในอะตอมประกอบดวยอนุภาคมูลฐานอะไรบา ง และอนภุ าคเหลา นนั้ มีสมบตั ิสําคญั อยา งไร ในอะตอมของธาตุใด ๆ มีอนุภาคมูลฐานที่สําคัญ 3 ชนิด คือ โปรตอน (p) มีมวล 1.67210-24 g มีประจุ เปนบวก +1 หนวย อนุภาคนิวเตรอน (n) มีมวล 1.67410-24 g ไมมี ประจุ และอิเล็กตรอน (e) มีมวล 9.1110-28 g มีประจุเปนลบ -1 หนวย โปรตอนและนิวตรอน อัดแนน กนั อยตู รงกลาง เรยี กวา นวิ เคลยี ส สวนอิเลก็ ตรอนโคจรอยรู อบ ๆ สญั ลกั ษณน ิวเคลยี รข องธาตุ คอื อะไร สัญลักษณนิวเคลียรของธาตุ คือสัญลักษณท่ีบงบอกเลขมวลและเลขอะตอมของธาตุ ดังตัวอยาง 60 Co 27 จากตัวอยางท่ีแสดง ตัวเลขตัวบน ตามตัวอยาง คือ 60 เรียกวาเลขมวล (mass nummber) ซึง่ เทากบั จํานวนโปรตอนรวมกับจํานวนนวิ เตรอนในนวิ เคลียสของอะตอมนั้น ตัวเลข

65 ตวั ลาง ตามตวั อยาง คอื 27 เรียกวา เลขอะตอม ซงึ่ เทากับจาํ นวนโปรตอนในนิวเคลียสของธาตุน้ัน ตามตัวอยางแสดงวาในนิวเคลียส มีโปรตอน 27 ตัว จํานวนนิวตรอนจึงมีเทากับ 60 ลบดวย 27 คอื 33 นวิ ตรอน สวนจํานวนอิเล็กตรอนท่ีอยูรอบ ๆ นั้น โดยปกติประจุรวมของอะตอมเปนศูนย จาํ นวนอเิ ล็กตรอนเทากับโปรตอน ในทีน่ ี้ คือมอี ิเล็กตรอน 27 ตวั จงระบุจํานวนอนุภาคมูลฐานของธาตทุ ี่มสี ญั ลกั ษณน ิวเคลียร ตามที่ระบตุ อ ไปน:ี้ 14 C , 222 Ra , 238 U 6 88 92 สามารถระบุจํานวนอนภุ าคมูลฐานของธาตทุ งั้ สาม ไดดงั น้ี ธาตุ จํานวนโปรตอน จํานวนนิวตรอน จํานวนอิเลก็ ตรอน 614 C 8 6 (เทา กับจํานวน 6 (ดจู ากเลขอะตอม) (ไดจ าก 14 ลบดวย 6) โปรตอน) 226 Ra 88 138 88 88 (เทา กับจาํ นวน (ดูจากเลขอะตอม) (ไดจาก 226 ลบดวย 88) โปรตอน) U238 92 146 92 (เทา กบั จํานวน 92 (ดูจากเลขอะตอม) (ไดจาก 238 ลบดวย 92) โปรตอน) ตารางธาตุ คอื อะไร มโี ครงสรา งการจดั เรยี งอยา งไร ตารางธาตุ (periodic table) คอื ตารางทจ่ี ดั ธาตุมาเรียงตามลําดับเลขอะตอมจากนอยไป หามาก จากซายไปขวา เม่ือพบวาธาตุใดมีสมบัติคลายกับธาตุที่เรียงไปกอนหนานั้น จะถูกนําไป เรียงไวด า นลา ง จนเกิดเปนตาราง ท่มี ีการจัดเรยี งธาตุเปนระบบ อยางมหัศจรรย ธาตุที่เรียงอยูใน แถวแนวดิ่งเดยี วกนั เรยี กวา หมู (Group) เดียวกนั ธาตุทเ่ี รียงอยูในแถวแนวนอนเดียวกัน เรียกวา คาบ (Period) เดียวกนั

66 ในตารางธาตุแบงธาตุเปน 2 กลุมใหญ คือ กลุมแรกคือธาตุท่ีอยูในแถวแนวดิ่งทางซาย 2 แถว(หมู IA และ IIA) กับ 6 แถวทางขวา(หมู IIIA – VIIIA) เรียกธาตุรีพรีเซนเททีฟ (Representative Element) หรือธาตุตัวแทน กลุมที่ 2 เรียกวา ธาตุทรานสิชัน (Transition Element) คือ 10 แถวแนวดงิ่ ทอ่ี ยตู รงกลาง เรม่ิ แถวท่ี 9 เปนหมู IB แถวที่ 10 เปนหมู IIB แถวท่ี 1-5 เปนหมู IIIB – VIIB สว น 3 แถวทีเ่ หลือ เปน หมู VIIIB ทําไมถึงเรียกธาตุ หมู VIIIA วาเปน กา ซเฉือ่ ย ธาตุท่ีมีตําแหนงในหมู VIIIA ไดแก 2He 10 Ne 18Ar 36Kr 54Xe และ 86Rn มีช่ือเรียก ตามลําดับคือ Helium Neon Argon Krypton Xenon และ Radon ท้ังหมดมีสถานะเปนแกสที่ อุณหภูมิหอง เกิดปฏิกิริยากับธาตุอื่นไดยาก จึงเรียกวากาซเฉื่อย คือ เฉ่ือยตอการทําปฏิกิริยา [Krทาํ ปฏกิ ิรยิ ากับ F(ฟลอู อรีน) ได สว น สามารถทําปฏิกิรยิ ากับฟลูออรนี และออกซิเจนได] สมบตั ขิ องธาตตุ ามตารางธาตุท่ีสําคญั ๆ มอี ะไรบา ง ในตารางธาตุ มีการจดั เรยี งธาตุ จะปรากฏสมบตั ิของธาตุตามตารางธาตุทสี่ ําคัญ ดงั นี้ 1) ความเปนโลหะ – อโลหะ ในคาบ (แถวแนวนอน) เดยี วกัน ความเปนโลหะจะลดลงจาก ซายไปขวา นั่นคือ ในแถวเดียวกัน ธาตุทางซายจะมีความเปนโลหะมากกวาธาตุทางขวา ในหมู เดียวกัน ความเปนโลหะจะเพ่ิมขึ้นจากบนลงลาง นั่นคือ ธาตุขางลาง มีความเปนโลหะมากกวา ธาตุทม่ี ตี ําแหนง ขางบน โดยนัย อันนี้ ในตารางธาตุ กลุมธาตุที่เปนโลหะมากกวากลุมอื่น คือ มีตําแหนงดานลาง- ซา ยของตารางธาตุ และธาตทุ ่เี ปน อโลหะมากที่สดุ คือธาตทุ อี่ ยบู ริเวณดา นบน-ขวา ของตารางธาตุ 2) ขนาดอะตอม ในคาบเดียวกันขนาดอะตอมของธาตุทางขวาจะลดลงจากซายไปขวา นน่ั คอื ขนาดอะตอมของธาตุทางขวา จะเล็กลงกวาธาตุทางซาย สวนในหมูเดียวกัน ขนาดอะตอม จะเพิม่ ข้ึนจากบนลงลา ง นน่ั คือ ธาตขุ า งลางจะมขี นาดอะตอมใหญกวา ธาตขุ างบน 3) ความวองไวในการทําปฏิกิริยา (reactivity) ธาตุท่ีวองไวตอการเกิดปฏิกิริยา หมายความทําปฏิกิริยากับสารอ่ืนไดงาย ตรงขามกับธาตุที่วองไวนอยหรือเฉ่ือย หมายความวา ทําปฏิกิริยากับธาตุอ่ืนไดยาก ธาตุในกลุมโลหะจะวองไวในแงของความสามารถในการให

67 อเิ ล็กตรอน (เรยี กวา ความสามารถในการเปนตัวรดี ิวซ) ธาตุที่เปนโลหะมากกวา จะวองไวตอการ เกดิ ปฏิกริ ิยามากกวา เชน ในหมู IA (เรียก พวกแอลคาไล, Alkali) เม่ือเปรียบเทียบความวองไวใน การเกิดปฏิกิริยาของโลหะ Na , K, Rb พบวา Rb เปนโลหะมากท่ีสุด จึงวองไวกวา K และ K วอ งไวกวา Na เปนตน ในสวนของหมูท ีเ่ ปนอโลหะ อโลหะมีความวองไวในแงของความสามารถใน การเปนตวั รับอิเล็กตรอน(เรยี กวาความสามารถในการเปนตัวออกซิไดส) ธาตุท่ีมีความเปนอโลหะ มากกวา จะวอ งไวกวา ดงั นัน้ ถาเปรยี บเทียบความวองไวในการเกิดปฏิกริยา ของธาตุในหมู VIIA (เรียก พวก แฮโลเจน, Halogen) จะพบวา ธาตทุ ีอ่ ยูบนสดุ เปนอโลหะที่สุด จึงวองไวท่ี สุด นั่นคือ ความวองไวเรียงตามลาํ ดับ คอื F > Cl > Br > I ธาตกุ มั มันตรงั สี (Radioactive Element) คอื อะไร ธาตุกัมมันตรังสี คือธาตุที่สามารถปลดปลอยรังสีออกมา อันเปนผลมาจากการเกิดการ เปล่ียนแปลงหรือเกิดปฏิกิริยาท่ีนิวเคลียสของธาตุนั้น ปฏิกิริยาที่เกิดการเปลี่ยนแปลงของ นิวเคลียสของธาตนุ ้ี มชี ือ่ เรยี กเฉพาะวา ปฏิกริ ยิ านิวเคลยี ร (Nuclear Reation) รงั สที ่ธี าตปุ ลดปลอ ยออกมา มี 2 ลักษณะ คอื 1) รังสีท่ีเปนอนุภาคซ่ึงมีพลังงานสูง ไดแก รังสีแอลฟา (Alpha ray ,α) เปนอนุภาค นิวเคลียสของธาตุฮีเลียม ( 4 He ) ท่ีมีพลังงานสูง และรังสีบีตา (Beta ray , β) เปนอนุภาคบีตา 2 ( 0 e )ท่ีมีพลงั งานสูง -1 2) รังสีท่ีเปนคล่ืนแมเหล็กไฟฟา ไมมีมวล ไมมีอนุภาค เปนพลังงานรูปหน่ึง ไดแกรังสี แกมมา (Gamma ray,) (00 ) ตวั อยา งการแผร งั สแี อลฟา 4 He * 2 ธาตุยเู รเนียม-238 ( 238 U )ในธรรมชาติ แผร งั สีแอลฟา โดยเกิดปฎกิ ิริยาเปลย่ี นเปนธาตุ 92 ทอเรียม( 23940Th ) และอนุภาคแอลฟา( 4 He * ) ทม่ี ีพลงั งานสูง (เครอ่ื งหมาย * หมายถงึ มพี ลังงานสงู 2 หรอื สะสมพลังงานเอาไว) ดังสมการนวิ เคลียรตอไปนี้  +U238 4 * 2 92 23940Th He

68 ธาตุเรเดียม-226 ( )226 ในธรรมชาติ แผรังสีแอลฟา โดย เกิดปฏิกิริยาเปล่ียนเปนธาตุ 88 Ra เรดอน( 222 Rn ) และอนุภาคแอลฟา( 4 He )ท่มี พี ลังงานสงู (เครอ่ื งหมาย * หมายถึงมีพลังงานสูงหรือ 86 2 สะสมพลังงานเอาไว) ดงั สมการนิวเคลยี รตอไปนี้  +226 222 4 He * 88 86 2 Ra Rn ตัวอยา งการแผรังสบี ตี า ธาตุโคบอลต-60 ( 60 Co ) ในธรรมชาติ แผรังสีบีตา โดย เกิดปฏิกิริยาเปลี่ยนเปนธาตุ 27 นิกเกิล( 60 Ni ) และอนุภาคบตี า ( 0 e *)ท่ีมพี ลังงานสงู (เครอื่ งหมาย * หมายถงึ มีพลังงานสูงหรือสะสม 28 -1 พลงั งานเอาไว) ดังสมการนิวเคลยี รต อไปนี้  +60 60 Ni 0 e * 28 -1 27 Co ลองดอู กี ตวั อยา งหนงึ่ ธาตุคารบอน-14 ( 14 C ) ท่ีเปนองคประกอบในส่ิงมีชีวิตตามธรรมชาติ เชนในเนื้อเย่ือของ 6 พชื สามารถแผรังสบี ีตา โดย เกดิ ปฏกิ ริ ิยาเปลย่ี นเปน ธาตุไนโตรเจน( 14 N ) และอนภุ าคบีตา( 0 e *)ที่ 7 -1 มีพลังงานสูง(เครื่องหมาย * หมายถึงมีพลังงานสูงหรือสะสมพลังงานเอาไว) ดังสมการนิวเคลียร ตอ ไปน้ี C +14 14 N 0 e * 7 -1 6 เมอื่ รังสแี กมมา ไมใชอ นภุ าค แลว การแผรงั สแี กมมา เกดิ ขน้ึ ไดอ ยา งไร โดยธรรมชาติแลว การแผรังสีแกมมา จะไมเกิดตามลําพัง แตจะเกิดตามหลังการแผรังสี แอลฟา หรอื การแผร งั สบี ีตา โดย อนภุ าคแอลฟาที่มพี ลงั งานสูงหรืออนภุ าคบีตาที่มีพลังงานสูงน้ัน ปลดปลดปลอยพลังงานออกมาในรปู คลื่นแมเ หล็กไฟฟา ก็คือ รงั สแี กมมา น่นั เอง ตัวอยา ง กรณเี กิดตามหลังการแผรังสีแอลฟา  +226 222 4 He * 88 86 2 Ra Rn ตอมา 4 He * ปลดปลอ ยพลงั งานออกมา ดงั น้ี ;  +4 * 4 00 (รงั สีแกมมา) 2 2 2 He He

69 กรณเี กิดตามหลงั การแผรงั สบี ีตา  +60 60 Ni 0 e * 28 -1 27 Co ตอ มา 0 e * ปลดปลอ ยพลังงานออกมา ดงั นี้ ; e0 * 0 e + 00 (รังสแี กมมา) -1 -1 -1 หลกั ในการเขยี นสมการนิวเคลียร มหี ลักสําคญั อยา งไร ปฏิกิริยานิวเคลียร เปนการเปลี่ยนแปลงองคประกอบของอนุภาคมูลฐานในนิวเคลียส (จาํ นวนโปรตอน จํานวนนวิ ตรอน เปล่ยี นแปลงไป) หลักสาํ คัญคอื 1) ผลรวมของเลขมวล (เลขตัวบน) ของทุกธาตุ ทุกอนุภาคทางซายมือของลูกศร กับ ผลรวมของเลขมวลของทกุ ธาตุ ทุกอนุภาคทางขวามอื ของลูกศร ตอ งมคี าเทา กนั 2) ผลรวมของเลขอะตอม (เลขตัวลาง) ของทุกธาตุ ทุกอนุภาคทางซายมือของลูกศร กับ ผลรวมของเลขอะตอมของทุกธาตุ ทกุ อนุภาคทางขวามอื ของลูกศร ตอ งมคี าเทา กัน ดตู ัวอยา งสมการนิวเคลียรแสดงการสลายตวั ของ U238 ดงั นี้ 92  +U238 4 2 92 23940Th He จากตัวอยาง ผลรวมของเลขมวลทางซายของลูกศรเปน 238 ทางขวา เปน 234 + 4 = 238 ผลรวมของเลขอะตอมทางซา ยของลูกศรเปน 92 ทางขวา เปน 90 + 2 = 92 ดูอกี ตัวอยา ง ในสมการนวิ เคลียรแ สดงการสลายตัวของ 60 Co ดังนี้ 27  +60 60 Ni 0 e 28 -1 27 Co จากตัวอยา ง ผลรวมของเลขมวลทางซายของลูกศรเปน 60 ทางขวา เปน 60 + 0 = 60 ผลรวมของเลขอะตอมทางซายของลกู ศรเปน 27 ทางขวา เปน 28 + (-1) = 27 ในปฏกิ ริ ยิ านิวเคลียรอ ่นื ๆ ก็เปน กฏเกณฑเชนนใ้ี นทกุ ปฏกิ ริยา

70 ธาตกุ ัมมนั ตรังสี มปี ระโยชนห รือโทษอยา งไรบา ง ยกตวั อยา ง ประโยชน ธาตกุ ัมมนั ตรังสี มีประโยชนม ากมาย ดูกรณีตวั อยา งตอไปนี้ ธาตุยูเรเนียม ชนิด U-235 สามารถใชเปนแหลงกําเนิดพลังงานนิวเคลียร ในเตาปฏิกรณ นิวเคลยี ร ซึ่งสามารถใชเ ปนแหลง ผลิตไฟฟา ในโรงไฟฟา นิวเคลยี ร หรือใชเปนตนกําเนิดพลังงานใน การขับดันเรือดําน้ําได ปฏิกิริยานิวเคลียรของ U-235 เกิดข้ึนโดยการยิงนิวตรอน ( 1 n ) เขาไป 0 นิวเคลียสของ U-235 ดงั สมการ U235 + 1 n  141 Ba + 92 Kr + 3 1 n ปลอ ยพลงั งานออกมา 200 MeV 0 56 36 0 92 [พงึ สังเกตวา (235 + 1) = (141 +92 +1+1+1) และ (92 + 0 ) = (56 + 36 +0+0+0)] จากปฏิกิริยาดังกลาว นิวตรอน ( 1 n ) 3 ตัวท่ีเกิดขึ้น กลับไปชนนิวเคลียสของ 235 U ไดอีก 0 92 และไดม ากกวา เดิม จนกระท่งั 235 U หมด ในรูปของปฏิกริ ยิ าลูกโซ คอื เกิดตอ ไปเร่อื ย ๆ 92 ปฎิกิริยาแบบน้ี จะเห็นวานิวเคลียสของธาตุใหญถูกทําแตกออกเปนธาตุเล็ก พรอมปลดปลอยพลังงานออกมามหาศาล จึงเรียกปฏิกิริยาแบบนี้วา นิวเคลียรฟชชัน (Fission ) (Fission แปลวาแตกออก) พลังงานที่ปลดปลอยมาจากปฏิกิริยานี้ สามารถใชผลิตกระแสไฟฟา และเปนพลังงานในการขับดันเรือดํานํ้าได โดยใชเช้ือเพลิงปริมาณไมมาก เน่ืองจากยูเรเนียม สามารถปลดปลอ ยพลงั งานออกมาไดมากนนั่ เอง ธาตไุ อโอดีนชนิด I-131 ใชใ นการติดตามรักษาโรคของตอ มไธรอยด ธาตุโคบอลต-60 ใชเปนแหลงกําเนิดรังสีในการรักษาโรคมะเร็งดวยการฉายแสงหรือรังสี รักษา(Radiotherapy) ใชเ ปนตน กาํ เนดิ ในของรงั สที ใ่ี ชฉายเพ่ือการถนอมอาหาร คารบอน-14 ใชในการคํานวณหาอายุของซากพืช อายุของวัตถุโบราณ (Carbon-14 dating) โดยอาศัยหลักการสําคัญวา คารบอน -14 มีครึ่งชีวิต 5,730 ป (หมายความวาเม่ือเวลา ผานไป 5,730 ป กัมมันตภาพหรือความสามารถในการปลดปลอยรังสีของ คารบอน-14 ลดลง เหลือครึง่ หนึง่ ของคารบ อน-14 ในพืชขณะมีชวี ิต) ตวั อยา งเชน ถาวัดกัมมันตภาพของคารบอน-14 ในซากเรือโบราณ แลวพบวา เปนคร่ึงหน่ึงของ กัมมันตภาพในพืชที่มีชีวิต แสดงวาเวลาผานไปแลวเทากับคร่ึงชีวิตของ คารบอน-14 คือ มีอายุ 5,730 ป

71 ถาวัดกัมมันตภาพของคารบอน-14 ในซากเรือโบราณ แลวพบวา เหลือ 1 ใน 4 ของ กัมมันตภาพในพืชที่มีชีวิต แสดงวาเวลาผานไปแลวเทากับ 2 เทา ของครึ่งชีวิตของ คารบอน-14 คอื มอี ายุ เปน 2 เทา ของเวลา 5,730 ป หรอื 11,460 ป หรือถาวัดกัมมันตภาพของคารบอน-14 ในซากเรือโบราณ แลวพบวา เหลือ 1 ใน 8 ของกมั มนั ตภาพในพืชท่ีมชี วี ติ แสดงวา เวลาผานไปแลว เทากับ 3 เทา ของครึ่งชีวิตของ คารบอน- 14 คอื มีอายุ เปน 3 เทาของเวลา 5,730 ป หรือ 17,190 ป เปน ตน โทษของธาตกุ มั มนั ตรงั สี รังสที ่ีแผออกจากธาตกุ ัมมนั ตรงั สีเม่อื ผา นเขาไปในสิ่งมีชีวิตทั้งหลาย จะทําใหเกิดการแตก ตัวเปนไอออนของอะตอมตามแนวทางที่รังสีผานไป ทําใหเกิดผลเสียตอส่ิงมีชีวิต 2 แบบ คือ 1) ผลของรังสีที่มีตอรางกาย คือ เกิดเปนผ่ืนแดงข้ึนตามผิวหนัง ผมรวง เซลลตาย เปนแผลเปอย เกิดเนื้อเสนใยจํานวนมากท่ีปอด (fibrosis of the lung) เกิดโรคเม็ดโลหิตขาวมาก (leukemia) เกดิ ตอ กระจก (cataracts) ขึ้นในนัยนตา เปนตน ซึ่งรางกายจะเปน มากหรือนอยข้ึนอยูกับปริมาณ ของรังสีที่ไดรับสวนของรางกายที่ได และอายุของผูไดรับรังสี ดังนั้นผูไดรับรังสีมีอายุนอยแลว อนั ตรายเนื่องจากรงั สีจะมมี ากกวา ผูท่มี อี ายุมาก ในทารกแรกเกิดแลวอาจไดรับอันตรายถึงพิการ หรือเสียชีวิตได 2) ผลของรังสีท่ีเกี่ยวกับการสืบพันธุ คือ ทําใหโครโมโซม (chromosome) เกิดการเปล่ียนแปลง มีผลทาํ ใหล ูกหลานเกดิ เปล่ียนลักษณะได ในประเทศที่พฒั นาแลว เชน ญปี่ นุ มกี ารใชพ ลงั งานจากโรงไฟฟานิวเคลียร ซึ่งจําเปนตอง ปอ งกนั การร่ัวไหลของธาตกุ ัมมนั ตรงั สี อยางเขมงวด เพ่ือปองกันผลกระทบท่ีอาจเกิดข้ึนจากการ ร่วั ไหลของธาตุกนั มนั ตรังสี ตอ ชีวิตมนษุ ย สตั ว และส่งิ แวดลอ ม

72 บทท่ี 8 สมการเคมีและปฏกิ ริ ยิ าเคมี การเปลีย่ นแปลงทางกายภาพกบั การเปล่ียนแปลงทางเคมีแตกตา งกนั อยา งไร อธบิ ายพรอม ยกตัวอยาง การเปลี่ยนแปลง (Change) ของสารนน้ั มี 2 ลกั ษณะ คือ 1. การเปล่ียนแปลงทางภายภาพ (Physical Change) ไดแกการเปลี่ยนแปลงขนาด การเปลย่ี นแปลงรปู ราง การเปลย่ี นสถานะ และการละลาย โดยที่สมบัติทางเคมีของสารไมเปล่ียน นนั่ คือยังไมเกดิ สารใหม 2. การเปล่ียนแปลงทางเคมี (Chemical Change) เปน การเปลี่ยนแปลงของสารชนิดหน่ึง ไปเปน สารชนิดอ่ืนทมี่ ีสมบัติทางเคมแี ตกตา งไปจากเดมิ คือมีสารใหม เกดิ ขน้ึ หลักสําคัญที่พิจารณา คือวา มีสารใหมเกิดข้ึนหรือไม ถาไมมีสารใหมเกิดขึ้น เปนการ เปลี่ยนแปลงทางกายภาพ ถามสี ารใหมเ กิดขึน้ เปน การเปลย่ี นแปลงทางเคมี ตัวอยาง - การบดน้ําแข็ง การทุบแกวใหแตก การอัดผงถานใหเปนถานอัดแทง เปนการ เปลี่ยนแปลงขนาด รูปราง โดยที่สมบัติของสารหลังการเปล่ียนแปลงยังคงเหมือนสารกอนการ เปลี่ยนแปลง ลว นเปนการเปลีย่ นแปลงทางภายภาพ เพราะไมม ีสารใหมเ กดิ ขนึ้ - การวางน้ําแข็งทิ้งไวกลายเปนนํ้า การตมนํ้าจนเดือดกลายเปนไอ เปนการเปล่ียนแปลง ทางกายภาพ เพราะสารเพียงแตเปล่ียนสถานะเทาน้ัน สมบัติทางเคมียังคงเหมือนเดิม ไมมีสาร ใหมเกิดขึน้ - การละลายเกลือในน้ําเกิดเปนนํ้าเกลือ กอนการเปล่ียนแปลงมีเกลือกับน้ํา หลังการ เปลี่ยนแปลง เปนนํ้าเกลือ น้ําเกลือท่ีเกิดขึ้นมีสมบัติรวมของเกลือ กับน้ํา ยังไมใชสารใหม การเปลย่ี นแปลงนเ้ี ปน การละลาย ยงั ถอื วา เปน การเปลย่ี นแปลงทางกายภาพ - วางตะปเู หล็ก (ธาตุเหล็ก) ทิ้งไวในอากาศ (มีกาซออกซิเจน) ช้ืน (มีไอนํ้า) ผล คือเหล็ก เกิดสนิม กรณีน้ีเปนการเปลี่ยนแปลงทางเคมี เพราะ สารกอนการเปล่ียนแปลง คือ เหล็ก ไอนํ้า กาซออกซิเจน สารหลังการเปลี่ยนแปลงเกิดจากการรวมตัวทางเคมีระหวาง สารท้ังสามนั้น

73 เกดิ เปน สนิมซึ่งไมใ ชเหลก็ ไมใชนํ้าและไมใชออกซิเจน มีสมบัติท่ีแตกตางไปจากสารทั้งสามอยาง สิ้นเชงิ ถอื เปนสารใหม การเปลี่ยนแปลงทางเคมี มีช่ือเรียกเฉพาะวาปฏิกิริยาเคมี (Chemical Reaction) ตามกรณีตัวอยางขางตนจึงอาจกลาวไดวา เหล็ก (Fe) ทําปฏิกิริยากับไอน้ํา (H2O) และกาซ ออกซเิ จน(O2) เกิดเปนสารประกอบออกไซดของเหล็ก เรียกวาสนิม (rust) นน่ั เอง สมการเคมี คอื อะไร สมการเคมี (Chemical equation) เปนสัญลักษณท่ีใชเขียนแทนปฏิกิริยาเคมี สัญลักษณนี้จะเปนตัวแทนวาสารหนึ่ง เรียกวาสารตั้งตน (Reactant เมื่อมีชนิดเดียวหรือ Reactants เมื่อมมี ากกวา 1 ชนิด )เกิดการเปลี่ยนแปลงแลวเปล่ียนไปเปนสารใดหรือสารใดบาง เรียกวา ผลผลิตหรือผลิตภัณฑ ( Product ถาเกิดขึ้นชนิดเดียว หรือ products ถาเกิดขึ้นหลาย ชนดิ ) สัญลกั ษณท ่ีใชใ นสมการเคมี ใชแทนสง่ิ ใดบา ง ในสมการเคมี สัญลักษณที่ใชเขียนแทนสาร ใชสัญลักษณธาตุ (กรณีที่เปนธาตุ) สูตรเคมี (กรณีเปนสารประกอบ) ใชเคร่ืองหมายลูกศร () แทนการเปลี่ยนแปลง และใชตัวยอบอก สถานะของสารที่เก่ียวของในสมการนั้น ๆ นอกจากนี้อาจจะยังตองบอกเงื่อนไขท่ีทําให เกดิ ปฏกิ ิริยา เชน ความรอน ความดัน แสงสวา ง เอนไซม ตัวเรง ปฏิกิรยิ า เปน ตน ลองพิจารณาสมการแสดงการเผาหินปูน ท่ีมีแคลเซียมคารบอเนต (CaCO3) เปน องคประกอบหลัก ดงั สมการ CaCO3(s)  CaO(s) + CO2(g) สารตัง้ ตน (reactant) ผลิตภัณฑ (Products) สตู รของสารทีอ่ ยทู างซายมอื ของเครื่องหมายลูกศร เปน สารตัง้ ตน กรณีนี้มีชนดิ เดียวคอื CaCO3 เครื่องหมายลกู ศร บอกวามกี ารเปลีย่ นแปลง

74 สตู รของสารทอ่ี ยทู างขวาของเครือ่ งหมายลูกศรเปนผลติ ภณั ฑ กรณนี ้ีมี 2 ชนดิ คอื CaO กับ CO2 ตวั อกั ษรยอ ท่วี งเลบ็ หลงั สูตรของสารเปน ตัวบง บอกสถานะของสาร ไดแกตัวยอ ตอไปน้ี s มาจาก solid หมายถึงสารน้ันเปนของแข็ง l มาจาก liquid หมายถงึ สารนั้นเปนของเหลว g มาจาก gas หมายถงึ สารนนั้ เปนกา ซ aq มาจาก aqueous หมายถงึ สารน้ันเปนสารละลายในนํา้ จากสมการเคมที ก่ี าํ หนดให จะอธบิ ายอะไรไดบ า ง Na2CO3(aq) + 2HCl(aq)  2NaCl(aq) + H2O(l) +CO2(g) จากสมการเคมี ทยี่ กมา อธบิ ายไดว า 1. สารต้งั ตน คอื สารละลายโซเดยี มคารบอเนต (Na2CO3) ทาํ ปฏิกิริยากับสารละลายกรด ไฮโดรคลอรกิ (HCl) 2. ผลิตภัณฑที่เกิดข้ึน คือ สารละลายโซเดียมคอลไรด (NaCl) นํ้าและกาซ คารบอนไดออกไซด 3. จากตวั อยา งนจี้ ะเหน็ วา มสี ่งิ ทเี่ พ่ิมขนึ้ มาคือ ตัวเลขที่อยูหนาสูตรของสารในสมการเคมี ในท่ีนี้ เลข 2 หนา HCl และเลข 2 หนา NaCl ตัวเลขเหลาน้ีเรียกวาสัมประสิทธ์ิแสดงจํานวนโมล ของสารในสมการท่ีดุลแลว การเติมตวั เลขเหลา น้ลี งไปเปน การทําใหสมการเคมีนั้น เปนไปตามกฎ ทรงมวล กฎทรงมวล (Law of Conservation of Mass) คืออะไร กฎทรงมวลกลาววา “ในปฏิกริ ิยาเคมี ใด ๆ มวลของสสารจะไมสูญหาย ไปไหนคือ มวลของ สสารกอ นและหลงั การทาํ ปฏกิ ริ ยิ า มีคาเทากัน” ขยายความไดว า มวลรวมของสารต้ังตนที่ทําปฏริ ยิ ากัน กบั มวลของสารที่เกิดจากปฏิกิริยา ทุกสารรวมกนั ตองมีคา เทา กัน พจิ ารณาสมการเคมแี สดงการเกิดปฏิกริ ิยาระหวา ง กา ซไนโตรเจน กบั กา ซไฮโดรเจน เกดิ เปนกาซแอมโมเนยี แสดงดว ยสมการ N2(g) + H2(g)  NH3(g)

75 ถาพิจารณาจํานวนอะตอมของธาตุทางซาย มีอะตอมของ N จํานวน 2 อะตอม แตทางขวามีจาํ นวนอะตอม N เพียง 1 อะตอม ซึ่งไมเทา กัน และสําหรบั จํานวนอะตอมของธาตุ H ก็เชนกนั ทางซา ยมีจาํ นวนอะตอม H จํานวน 2 อะตอม ทางขวามี 3 อะตอม ซึ่งไมเปนไปตามกฎ ทรงมวล ถา เติมตวั เลข 3 ลงหนา สูตรของสาร H2 และเตมิ เลข 2 ลงหนา NH3 ดงั นี้ N2(g) + 3H2(g)  2 NH3(g) ทําใหจํานวนอะตอมของธาตุ N ทางซายและทางขวามีจํานวน 2 อะตอมเทากัน และ มจี ํานวนอะตอมของธาตุ H ทางซา ยและทางขวา จํานวน 6 อะตอมเทากัน เรียกวาเปนไปตามกฎ ทรงมวล แสดงวา สมการ N2(g) + H2(g)  NH3(g) เปนสมการทีย่ ังไมด ลุ และ สมการ N2(g) + 3H2(g)  2 NH3(g) เปนสมการทด่ี ลุ แลว การเตมิ ตัวเลขลงไปหนาสูตรของสารเพ่ือทําใหสมการเคมีที่ยังไมดุล เปนสมการเคมีท่ีดุล แลว วา “การดุลสมการ” ซงึ่ เปน การทาํ ใหสมการเปน ไปตามกฎทรงมวล นนั่ เอง ตวั เลขสมั ประสิทธเิ์ ปนการแสดงจาํ นวนโมลของสารนั้น ๆ ทใี่ ชในการทาํ ปฏกิ ริ ยิ า หรอื ท่ไี ดจากผลของการเกดิ ปฏกิ ริ ยิ า หลักการดุลสมการเคมีอยางงา ย ๆ มหี ลักอยางไร วิธกี ารดุลสมการเคมที วั่ ไป 1. ระบวุ าสารใดเปนสารตง้ั ตน และสารใดเปนสารผลติ ภัณฑ 2. เขียนสูตรเคมีท่ีถูกตองของสารตั้งตนและสารผลิตภัณฑ ซึ่งสูตรเคมีน้ีจะไมมีการ เปลยี่ นแปลง 3. ดลุ สมการโดยหาตัวเลขสัมประสิทธ์ิมาเติมขางหนาสูตรเคมี เพ่ือทําใหอะตอมของธาตุ ชนดิ เดียวกนั ทงั้ ซายและขวาของสมการมีจํานวนเทา กัน 4. ตรวจสอบอกี คร้งั วา ถกู ตอ งโดยมีจํานวนอะตอมชนิดเดยี วกันเทากันทั้งสองขาง

76 จงแสดงการดุลสมการที่แสดงการเกิดปฏิกริยาระหวางโลหะอะลูมิเนียมทําปฏิกิริยากับ สารละลายกรดซัลฟวริก ซึ่งเกิดแกสไฮโดรเจนและอะลูมิเนียมซัลเฟต พรอมทั้งแปล ความหมาย สามารถดลุ สมการไดตามขั้นตอน ดงั น้ี (1) เขียนสตู รสารต้งั ตนและสารผลิตภัณฑ Al(s) + H2SO4(aq) H2(g) + Al2(SO4)3 (2) ดุลจํานวนอะตอม Al โดยการเติมเลข 2 ลงหนา Al จะทําให Al ท้ังสองขาง เทากัน 2Al (s) + H2SO4 (aq)  H2(g) + Al2(SO4)3 (aq) (3) ดลุ จํานวนกลมุ ไอออนSO42- โดยเติมเลข 3 ลงหนา H2SO4 ทาํ ใหอะตอม S และ O ท้ังสองขา งเทากัน 2Al(s) + 3H2SO4(aq)  H2(g) + Al2(SO4)3(aq) (4) ดุลจาํ นวนอะตอม H โดยการเตมิ เลข 3 ลงหนา H2 จะไดสมการเคมที ด่ี ุลแลว ดังน้ี 2Al (s) + 3H2SO4 (aq) 3H2(g) + Al2(SO4)3 (aq) จากสมการท่ีดุลแลว มีคาสัมประสิทธ์ิ หนา Al เปน 2 หนา H2SO4 เปน 3 หนา H2 เปน 3 และหนา Al2(SO4)3 เปน 1 (กรณเี ปนเลข 1 จะไมแสดงไวใ นสมการ) จากสมการทดี่ ุลแลว ขางตน จึงสามารถแปลความไดวา 2Al (s) + 3H2SO4 (aq)  3H2(g) + Al2(SO4)3 (aq) จาํ นวน 2 โมล จาํ นวน 3 โมล จํานวน 3 โมล จาํ นวน 1 โมล โลหะ Al จาํ นวน 2 โมล ทาํ ปฏิกิรยิ าพอดีกบั สารละลายกรด H2SO4 จาํ นวน 3 โมล เกดิ กา ซไฮโดรเจน จํานวน 3 โมล และ Al2(SO4)3 จาํ นวน 1 โมล

77 ปฎิกริ ยิ าเคมี มีประเภทไหนบา ง อธิบายและยกตวั อยางประกอบ เราอาจแบง ประเภทของปฏกิ ริ ิยาเคมอี ยางงาย ๆ ได 3 ประเภท ดังน้ี 1. ปฏิกิริยาการรวมตัว (combination) เปนปฏิกิริยาที่เกิดจากการรวมตัวของสาร โมเลกลุ เลก็ รวมกนั เปน สารโมเลกลุ ใหญ หรอื เกดิ จากการรวมตัวของธาตุซึ่งจะไดส ารประกอบ เชน 2H2(g) + O2(g)  2H2O(l) 2. ปฏกิ ริ ยิ าการแยกสลาย (decomposition) เปนปฏิกิริยาทเ่ี กิดการแยกสลายของสาร โมเลกุลใหญใ หไดส ารโมเลกลุ เลก็ ลง เชน 2H2O(l)  2H2(g) + O2(g) 3. ปฏิกริ ิยาการแทนที่ (replacement) เปนปฏกิ ิริยาการแทนท่ขี องสารหน่ึงเขา ไป แทนท่อี กี สารหนึง่ เชน Mg(s) + H2SO4(aq) MgSO4(aq) + H2(g) นอกจากนี้ ยงั มีปฏิกริ ยิ าแบบอ่ืน ๆ เชน การจดั เรยี งตัวใหม (Rearrangement) ซึง่ ยังไม กลาวถงึ ในที่นี้ อัตราการเกดิ ปฏกิ ริ ิยาหมายถึงอะไร และอัตราการเกดิ ปฏกิ ิรยิ าเคมีหนึ่ง ขึ้นกบั ปจ จยั ใดบาง ลองพจิ ารณาเปรียบเทยี บการเปลีย่ นแปลง ตอไปน้ี 1) วางตะปูเหล็ก มวล 10 กรัมไวในอากาศชื้น ตะปูเหล็กเกิดเปนสนิมอยางชา ๆ ใชเ วลานานนบั เดือน จึงจะเกิดสนมิ หมด 2) วางผงเหลก็ มวล 10 กรมั เทากนั ไวในอากาศช้ืน เวลาผานไปเพียง 2 วัน ผงเหลก็ เกิด สนมิ ท้งั หมด ปฏิกิรยิ าเคมีขา งตน เปนการเกิดสนิมเหลก็ จากเหล็กมวลเทา กนั คือ 10 กรัม ซึ่งกอ ใหเ กิด ผลผลิตเทา กนั แตกรณตี ามขอ 1 ปฏิกิรยิ าเกิดชา กรณีตาม 2 ปฏกิ ิริยาเกิดไดเร็ว เราจะกลาววา การเปล่ียนแปลงทง้ั สองน้มี ี อตั ราการเกิดปฏิกริ ยิ าตา งกนั อตั ราการเกดิ ปฏกิ ิรยิ าจงึ หมายถึง คาที่บอกวาปฏกิ ิริยาเคมนี ัน้ ๆ เกดิ ไดเร็วหรือชาเพยี งใด

78 ปจ จัยท่มี ีผลตออัตราการเกดิ ปฏกิ ริ ยิ าเคมี ปจ จยั ทีม่ ีผลตอ การเกิดอัตราปฏิกิริยาเคมี หมายถึงสิ่งที่จะมีผลทําใหปฏิกิริยาเคมีเกิดข้ึน เรว็ ขึ้นหรือชา ลง ไดแ ก 1. ความเขมขนของสารต้ังตน สารละลายทม่ี คี วามเขมขนมากกวาจะเกิดปฏิกิริยาไดเร็ว กวาสารละลายทีเ่ จือจาง 2. พืน้ ทผี่ วิ ของแขง็ ที่มีพ้นื ทผ่ี วิ มากกวา จะเกดิ ปฏิกิริยาไดเ ร็วกวา 3. อุณหภมู ิ ปฏกิ ิรยิ าเคมี โดยทัว่ ไปแลว จะเกดิ ปฏกิ ิรยิ าไดเรว็ ขน้ึ เมอ่ื อุณหภูมสิ งู ขึน้ 4. การใชตัวเรงปฏิกิริยา (catalyst) เปนสารที่เติมลงไปในปฏิกิริยาแลวทําใหปฏิกิริยา เกดิ เรว็ ข้ึน /ตวั หนวงปฏิกริ ยิ า (Inhibitor) เปนสารท่เี ติมลงไปในปฏิกริ ิยาแลว ทาํ ใหป ฏกิ ิริยาเกดิ ชา ลง ผลของปจ จยั ดงั กลาว อธบิ ายไดวา มีผลทาํ ใหอ ตั ราการเกดิ ปฏกิ ิริยาเปล่ยี นแปลงไดอ ยางไร การเปล่ียนแปลงปจ จยั แตล ะปจจยั ดงั กลาว มีผลตออตั ราการเกดิ ปฏกิ ริ ยิ า ดงั นี้ 1. การเพิ่มความเขมขน ของสารตั้งตน เปนการเพิ่มโอกาสใหโมเลกุลของสารต้ังตนชนกัน มากขึน้ ปฏิกริ ิยาจึงเกิดไดเรว็ ข้นึ 2. การเพิ่มพ้ืนที่ผิว ในกรณีของของแข็ง ก็เปนการเพิ่มโอกาสใหโมเลกุลของสารตั้งตน ชนกนั มากข้นึ ทาํ ใหมีโอกาสในการเกดิ ปฏิกริ ยิ ามากขึ้น 3. การเพม่ิ อณุ หภมู ิ เปน การทําใหโมเลกุลของสารต้ังตนมีพลังงานจลนสูงขึ้น จึงมีโอกาส เปลย่ี นแปลงเปน ผลติ ภัณฑไ ดง ายขนึ้ ปฏิกริ ิยาจงึ เกดิ เรว็ ข้ึน 4. การใชตัวเรงหรือตัวหนวงปฏิกิริยาเปนการทําใหกลไกของปฏิกิริยาเปลี่ยนแปลงไป จงึ ทําใหปฏกิ ิริยาเกดิ ไดเ ร็วข้ึน (เมอื่ ใชต วั เรง ) หรือเกิดข้นึ ไดชา ลง (เมอ่ื ใชต วั หนวง) จงยกตวั อยางปฏกิ ิริยาทพ่ี บในชีวติ ประจาํ วนั และผลกระทบของปฏกิ ริ ยิ านนั้ ๆ ในชีวิตประจําวันเราตองเก่ียวของกับปฏิกิริยาเคมีอยูตลอดเวลา ทุกที่ทุกแหง เพราะในรา งกายเราเองก็เกิดปฏกิ ิริยาเคมีเชน กนั ตัวอยา งปฏิกิริยาเคมที พี่ บในชีวิตประจาํ วัน เชน

79 1) ปฏิกิริยาการเผาไหมกลูโคสเปนพลังงานเพ่ือใชในกระบวนการดํารงชีวิต ท่ีเรียกวา การหายใจระดับเซลล โดยกลูโคส (C6H12O6) ถูกเผาไหมดวยกาซออกซิเจน (O2) เปล่ียนเปนกาซ คารบ อนไดออกไซด (CO2) และไอนาํ้ ปนออกมากับลมหายใจ ดังสมการ C6H12O6 + 6O2 6CO2 + 6H2O + พลังงาน ปฏิกิริยาน้ีปลดปลอยพลังงานออกมา เพ่ือเปนตนกําเนิดของพลังงานของรางกาย และ การเผาไหมกลูโคสในบรรยากาศก็มีผลลัพธเชนเดียวกันน้ี เพียงแตการเผาไหมในรางกายนั้น กลไกการเกดิ การเปล่ียนแปลงเกิดโดยเอนไซมแ ละสารอื่น ๆ ท่ีเก่ียวขอ งอีกหลายชนิด 2) การเผาไหมของกํามะถัน การเผาไหมของกํามะถัน ไมวาจะเปนกํามะถันท่ีบริสุทธิ์หรือ กํามะถันท่ีปนอยูกับเชื้อเพลิงอ่ืน ๆ เชน ถานหินที่ใชในการผลิตกระแสไฟฟา เชื้อเพลิงกลุมน้ํามันเตา เปนตน การเผาไหมกํามะถันหรือสารที่มีกํามะถันปนอยูดวย จะทําใหกํามะถันทําปฏิกิริยากับกาซ ออกซิเจนในอากาศเปล่ียนเปนกาซซัลเฟอรไดออกไซด (SO2) และซัลเฟอรไดออกไซด สามารถทํา ปฏกิ ริ ิยากบั กา ซออกซิเจนเกิดเปนกาซซลั เฟอรไตรออกไซด (SO3) ดงั นี้ S(s) + O2(g)  SO2(g) 2SO2(g) + O2(g)  2SO3(g) กาซซัลเฟอรไตรออกไซดนี้ละลายในน้ําไดดี เมื่อสัมผัสกับน้ํา จะเปล่ียนเปนกรดซัลฟวริก ดังสมการ SO3(g) + H2O(l)  H2SO4(aq) (sulfuric acid) บริเวณรอบ ๆ โรงงานที่ใชถ า นหินซงึ่ มีกํามะถันปนอยูดวย จะเกิดปรากฏการณนี้ เม่ือฝนตกลง มาหรอื เม่อื เกิดหมอกในฤดูหนาว นํา้ ฝนหรือไอหมอกจะละลายกาซซัลเฟอรไตรออกไซดน้ีจะละลายนํ้า ลงมาเปนฝนกรดหรือละอองหมอกท่ีเปนกรดในอดีต เคยเกิดปรากฏการณนี้ท่ีโรงไฟฟาแมเมาะ จังหวดั ลาํ ปาง กา ซคารบอนไดออกไซดในอากาศ กส็ ามารถทําใหน ้าํ ฝนมีสภาพเปนกรดไดเชนกัน เรยี กวา กรดคารบอนกิ (H2CO3) ดังสมการ H2O(l) + CO2(g)  H2CO3(aq)

80 เมื่อน้ําฝนท่ีมีสภาพเปนกรดไหลไปตามภูเขาหินปูนก็จะทําปฏิกิริยากับแคลเซียมคารบอเนต (CaCO3) ในหินปูน และไดสารละลายแคลเซียมไฮโดรเจนคารบอเนต (Ca(HCO3)2) ออกมาดังสมการ H2CO3(aq) + CaCO3(s)  Ca(HCO3)2 (aq) เม่ือสารละลายแคลเซียมไฮโดรเจนคารบอเนตไหลซึมไปตามเพดานถ้ํา น้ําจะระเหยไปเหลือแต หินปูนเกาะจนกลายเปนหินยอยท่ีเพดานถํ้า ถาสารละลายนี้หยดลงบนพื้นถํ้า เมื่อนํ้าระเหย ไปจะกลายเปนหินงอก 3) ปฏิกิรยิ าการหมักนํา้ ตาลเปนแอลกอฮอล โดยจุลินทรียกลุม ยสี ตแ ละรา โดยใชเอมไซม ผลผลติ สุดทายของปฏิกริ ยิ าเปนไปดังสมการ C6H12O6 2C2H5OH + 2CO2 ปฏิกิริยาน้ีใชในการหมักนํ้าตาลเปนเคร่ืองดื่มแอลกอฮอล เชน ไวน เปนปฏิกิริยา ที่คนทั่วไปใชประโยชนมาเปนเวลานาน ตั้งแตสมัยโบราณ นอกจากนี้ยังพบเหตุการณนี้ ในการ หมักขนมปงซึ่งใสยีสตลงไปดวย ในเนื้อขนมปงมีนํ้าตาลเปนสารต้ังตน เอนไซมจากยีสตจะไป เปลี่ยนนา้ํ ตาลใหเ ปน เอทลิ แอลกอฮอลแ ละคารบ อนไดออกไซด การทีเ่ นือ้ ขนมปงฟูขึ้นมาเน่ืองจาก กาซคารบอนไดออกไซดแทรกออกมาระหวางที่หมัก หากลองดมดูในขณะหมักจะไดกล่ิน แอลกอฮอล

81 บทท่ี 9 โปรตีน คารโ บไฮเดรต และไขมนั โปรตีนคอื อะไร ถายอยโปรตนี ใหเ ล็กลง อนภุ าคท่มี าประกอบกันเปน โปรตีน คอื อะไร โปรตีนเปนสารชีวโมเลกุลประกอบดวยธาตุคารบอน (C) ไฮโดรเจน ไฮโดรเจน(H) ไนโตรเจน (N) ออกซิเจน (O) และอาจมีธาตุอ่ืน เชนซัลเฟอร (S) อยูดวย โปรตีนประกอบข้ึนมา จากโมเลกุลเล็ก ๆ ท่ีเรียกวา กรดอะมิโน(Amino acid) หลาย ๆ โมเลกุลมาตอกันดวยพันธะ เปปไตด (Peptide bond) เกิดเปน โมเลกลุ ท่เี ปน สายยาว ๆ เรียกวา พอลิเปปไตด (Polypeptide) สายพอลิเปปไตดส ามารถจดั โครงสรางของโมเลกุลของมันเองได 2 ลักษณะ ลักษณะแรก คือขดเปนเกลียว (ใหนึกถึงการขดสายโทรศัพทแบบที่ใชตามบาน) เรียกเกลียวแบบน้ีวาเกลียว แอลฟา (alpha helix) ลกั ษณะท่ี 2 เปนแบบพับทบไปทบมาเรียกวา แผนพลีทบีตา (beta pleat sheet) โมเลกุลโปรตีนเกิดจากสายพอลิเปปไตดหลาย ๆ สาย ทั้งแบบ เกลียวแอลฟาและแผน พลที บตี า อาจจะมามวนเปนกอน พันกันไปกันมา หรอื สานกนั เปน รางแห ดังน้ันถายอยโปรตีนจนมีขนาดเล็กลง จะไดอนุภาคท่ีเปนองคประกอบ คือกรดอะมิโน น่ันเอง กรดอะมโิ นมีโครงสรา งอยางไร มกี ชี่ นดิ และกรดอะมิโนมสี มบตั สิ ําคญั อะไรบา ง กรดอะมิโนทุกชนิดมีโครงสรางหลักเหมือนกัน คือมีหมูกรด หรือหมูคารบอกซิล (carboxyl group , -COOH) และหมอู ะมิโน (amino group , -NH2) กรดอะมิโนแตละชนิดจะแตกตา งกันท่ีหมู – R หรอื เรยี กวา ทเ่ี รยี กวา side chain กรดอะมโิ นตางชนดิ กัน โครงสรา งจะแตกตางกนั ตรงสวนน้ี OO O H2N CH C OH H2N CH C OH H2N CH C OH R H CH3 General formula Glycine (Gly) Alanine (Ala) สูตรทัว่ ไปของกรดอะมิโน กรดอะมโิ นชือ่ ไกลซนี กรดอะมิโนชือ่ อะลานีน

82 ในธรรมชาติมกี รดอะมโิ นประมาณ 20 ชนิด สว นใหญล ะลายนา้ํ ได มีบางชนิดที่ละลายน้ํา ไดน อย ถาแบงกลุมกรดอะมโิ นตามความเปน กรดเปน เบส แบงได 3 กลุม 1. กลุมท่ีเปนกรด ไดแก ท่ีกรดอะมิโนที่สวนของหมู –R มีหมูกรด –COOH อกี หนงึ่ หมู เชน กรดกลตู ามิก กรดแอสพารท กิ 2. กลุมท่ีเปนกลาง ไดแก กรดอะมิโนที่สวนของหมู –R เปนไฮโดรคารบอน เชน ไกลซีน อะลานนี แวลีน 3. กลมุ ท่เี ปน เบส ไดแก กรดอะมโิ นท่ีสวนของหมู –R มีหมู –NH2 อีกหน่ึงหมู เชน ไลซนี แอสพาราจีน ไดเปปไตด ไตรเปปไตด พอลเิ ปปไตด คอื อะไร เม่อื โมเลกุลกรดอะมโิ น 2 โมเลกลุ เกดิ ปฏิกิรยิ า โดยหมู –COOH สว นปลายทางขวา ของ กรดอะมิโนตัวแรก ทําปฏิกริ ยิ ากับหมู –NH2 สว นปลายทางซา ยของกรดอะมโิ นตวั ที่ 2 ดูตัวอยาง OO OO H2N CH C OH2 H2N CH C OH H2N CH C NH CH C OH + H2O H CH3 H CH3 Gly-Ala Gly Ala พันธะเปปไตด ตามตัวอยางกรดอะมิโนตัวแรกคือ Glycine ตัวที่สองคือ Alalnine เกิดสารใหมเรียกวา ไดเปปไตด มีชื่อเฉพาะวา glycyl alanine พันธะท่ีกรดอะมิโน 2 ชนิดนี้ เชื่อมตอกันเรียกวา พันธะเปปไตด (peptide bond) ดังน้ัน ไดเปปไตด คือสารท่ีเกิดจากกรดอะมิโน 2 โมเลกุลตอกันดวยพันธะเปปไตด 1 พันธะปลายทางขวาของไดเปปไตด สามารถตอกับหมู –NH2 ของกรดอะมิโนตัวอ่ืน ๆ ไดอีก ทํานองเดยี วกนั ปลายทางซายของไดเปปไตดก ส็ ามารถตอกับหมู –COOH ของกรดอะมิโนชนิดอ่ืน ไดอ ีกเชน กัน จงึ ทําใหก รดอะมโิ นสามารถตอ กันเปน สายยาว ๆ ดว ยพันธะเปปไตด ไดเร่อื ย ๆ

83 รากศัพทจากภาษาละติน คําวา ได (di) แปลวา 2 ไตร (tri) แปลวา 3 และคําวาพอลิ (poly) แปลวา หลาย ดังน้ันไตรเปปไตด คือสารที่เกิดจากกรดอะมิโน 3 โมเลกุลตอกันดวยพันธะเปปไตด 2 พันธะ และ พอลิเปปไตด คือ สารท่ีเกิดจากกรดอะมิโนหลายโมเลกุลตอกันดวยพันธะเปปไตด โดยมจี ํานวนพันธะเปปไตดน อ ยกวา จาํ นวนกรดอะมโิ นอยู 1 เชน สายพอลิเปปไตดท่ีมีกรดอะมิโน 21 โมเลกุล ยอ มมีพนั ธะเปปไตด 20 พันธะ กรดอะมิโนในธรรมชาตมิ เี พยี ง 20 ชนดิ ทาํ ไมจึงมโี ปรตีนชนิดตาง ๆ มากมาย กอ นตอบคาํ ถามน้ี ถามวา ตัวอกั ษรภาษาอังกฤษมีกี่ตัว คําในภาษาอังกฤษในพจนานุกรม มีกี่คํา จะเห็นชัดวา ตัวอักษรมีเพียง 26 ตัวแตคําในภาษาอังกฤษมีมากมาย ทั้งน้ีเนื่องจาก การนาํ ตัวอกั ษรมาเรยี งนนั้ บางคํามี 2 ตัวอกั ษร บางคาํ มี 3 ตัวอักษร บางคาํ มหี ลายตัวอกั ษร ที่งายที่สุดคําวา ON กับคําวา NO เกิดจากตัวอักษรชุดเดียวกัน แตความหมายตางกัน ทั้งน้เี นอื่ งจากลําดบั ในการเรยี งตางกนั ไดเปปไตด ก็เชน กนั ไดเปปไตดท่ีจะมีสมบัติเหมือนกัน ตองเกิดจากกรดอะมิโนคูเดียวกัน และลําดับในการเรียงตองเหมือนกัน นั่นแสดงวา ไดเปปไตดตัวอยางท่ียกมาขางตนไดเปปไตดที่ เกิดจากไกลซีน(อยูซาย)ตอกับอะลานีน(อยูขวา) ซ่ึงมีช่ือเรียกเฉพาะวา Glycyl alanine (Gly-Ala) ยอ มมสี มบตั ิแตกตางจาก ไดเปปไตดท ่เี กดิ จากกบั อะลานีน(อยูซาย)ตอไกลซีน (อยูขวา) ซึง่ มชี ือ่ เรียกเฉพาะวา Alanyl glycine (Ala –Gly ) อีกตัวอยางหนึ่งคําวา CONSERVATION กับ CONVERSATION มีองคประกอบของ ตัวอักษรเหมือนกัน แตสลับที่ตัวอักษร V กับ S ในลําดับที่ 4 กับลําดับ 7 ความหมายของคํา 2 คําน้แี ตกตางกัน คาํ แรกหมายถงึ การอนรุ กั ษ คําหลังหมายถงึ บทสนทนา เชนกันพอลิเปปไตดที่จะมีสมบัติเหมือนกัน จึงตอง มีลักษณะ 2 ประการตอไปน้ี คือ ประการแรก ตองมีจํานวนกรดอะมิโนที่เปนองคประกอบเหมือนกันและจํานวนเทากัน และ ประการที่สอง คือลาํ ดบั การเรยี งจากซายไปขวาตองเหมือนกนั ลําดับของกรดอะมิโนในโมเลกุลพอลเิ ปปไตดมคี วามสาํ คญั มาก โรคทางพันธุกรรมบางโรค เชนโรคโลหิตจางท่ีเรียกวา Sickel cell amemia เกิดจากลําดับการเรียงของกรดอะมิโนใน โมเลกุลเปปไตดสายหน่ึงของเม็ดเลือดแดงคือกรดอะมิโนช่ือแวลีน(ของคนท่ีเปนโรค)ไปแทนที่

84 กรดอะมโิ นชื่อกรดกลูตามกิ (ของคนปกต)ิ ในตําแหนงท่ี 6 ของสารพอลเิ ปปไตดสายหนึ่ง ผิดจากคน ปกติเพียงแคต วั เดียว ขอตกลงสําคัญที่เปนสากลในการเขียนสายพอลิเปปไตด จะตองเขียนใหหมู –NH2 อยูทางซาย เรียกวาปลาย N (N-terminal) และเขียนใหหมู –COOH อยูทางขวา เรียกวา ปลาย C (C-Terminal) ดวยเหตุที่กรดอะมิโนตอกันดวยพันธะเปปไตดไดหลายแบบ ดวยจํานวนท่ีแตกตางกัน เชนน้ี โปรตนี จงึ มมี ากมาย ท้งั ๆ ทีม่ ีกรดอะมิโนเพียง 20 กวา ชนิด ใหย กตวั อยา งโปรตนี ในระบบของส่ิงมีชวี ติ มา สัก 2 ตวั อยา ง ในที่น้ีจะยกตัวอยางโปรตีนในระบบชีวภาพสัก 2 ตัวอยาง ไดแกโปรตีนในเลือด และ ฮอรโมนอินซูลิน ในเม็ดเลือดแดงมีองคประกอบสําคัญ คือ ฮีโมโกลบิน ซึ่งประกอบดวยธาตุเหล็ก กับโปรตีน ในฮีโมโกลบินมีโปรตีน 4 สาย เปนแบบเกลียวแอลฟา 2 สาย แผนพลีทบีตา 2 สาย มาขดพนั รอบ ๆ โมเลกลุ ที่มธี าตุเหล็กเปน แกน ท่ีเรียกวา ฮมี ฮอรโ มนอนิ ซูลนิ เปนฮอรโมนที่ทําหนาท่ีเปลีย่ นน้ําตาลกลูโคสในเลือดไปเก็บสะสมไวท่ีตับ หรือกลามเน้ือในรูปไกลโคเจน ผูที่รางกายผลิตอินซูลินไมได จะปวยเปนโรคเบาหวาน อินซูลิน ประกอบดว ยสารพอลิเปปไตด 2 สายแรกเรียกสาย A มีจํานวนกรดอะมิโน 21 โมเลกุล สายที่ 2 เรียกสาย B มจี ํานวนกรดอะมิโน 30 โมเลกลุ พอลิเปปไตด 2 สายน้ยี ึดกันดวย พันธะซีสทีน 2 จุด คอื เชอื่ มตอระหวาง กรดอะมิโนซีสเตอีนตัวท่ี 7 ของสาย A กับตัวท่ี 7 ของสาย B และ เช่ือมตอ ระหวา ง กรดอะมโิ นซีสเตอนี ตัวที่ 20 ของสาย A กบั ตวั ที่ 19 ของสาย B เราสามารถแบงประเภทของโปรตนี กปี่ ระเภท ดว ยเกณฑใ ดบา ง การจาํ แนกประเภทของโปรตนี แบง ไดเปนประเภท ตามเกณฑต า ง ๆ ไดด งั น้ี ใชเ กณฑก ารแบงตามหลกั ชวี เคมี แบง ได 3 ประเภท คือ 1. โปรตนี เชิงเดี่ยว (Simple protein) เปนโปรตีนชนิดท่ีไมซ บั ซอนประกอบดวยกรดอะมิ โนเพียงอยา งเดียว ไมม ีสารอ่ืนเจือปนอยู เชน

85 - serum albumin เปนโปรตีนในนํ้าเลือด myosin - legumin เปนโปรตีนในเมลด็ ถั่ว - myosin เปน โปรตีนในกลามเน้อื - lactoglobulin เปนโปรตีนในขาวสาลี 2. โปรตนี เชงิ ประกอบ (Compound protein) เปน โปรตีนชนดิ ทซี่ ับซอน ประกอบดวย กรดอะมิโน และมสี ารอน่ื ปนอยูดวย เชน - phosphoprotein เปนโปรตีนทมี่ ีฟอสเฟตอยูดวย - lipoprotein เปน โปรตีนทม่ี ีไขมันรวมอยูดวย เชน ไขแ ดง เยอื้ หมุ เซลล น้ํานม - glucoprotein เปนโปรตีนท่ปี ระกอบดว ยคารโ บไฮเดรต พบใน น้ําลาย 3. อนุพันธของโปรตนี (Derived Protein) เปน โปรตีนชนิดทไ่ี ดจ ากการสลายตวั ของ โปรตีนเชงิ เดี่ยว และโปรตีนเชงิ ประกอบ เชน Myosin ไดจาก myosin ซ่ึงเปน โปรตนี เชิงเดีย่ วในกลามเนือ้ เกณฑก ารแบง โปรตนี ตามหนาทีแ่ บงไดเ ปน กป่ี ระเภท อะไรบา ง ใชเกณฑก ารแบง ตามหนาท่ขี องโปรตีน แบงได 8 ประเภท คอื 1. โปรตนี ท่ีทาํ หนา ท่เี ปนโครงสราง (Structure protein) คอื โปรตีนทท่ี ําหนา ที่เปน องคป ระกอบของโครงสรา งของรา งกาย เชน เย้อื หุม เซลล ประกอบดวยโปรตนี ฝง อยใู นพน้ื ที่ทีเ่ ปนไขมัน ไรโบโซม เปนแหลงทมี่ ีการสงั เคราะหโปรตีน ประกอบดวยโปรตนี 50% และ RNA 50% collagen ในกระดกู และเนือ้ เยอ่ื เก่ยี วพัน 2. โปรตีนทท่ี าํ หนา ทีข่ นสง (Transport protein) คือโปรตีนที่ทาํ หนาท่ลี ําเลียงแกส ออกซิเจน และคารบ อนไดออกไซด เชน Hemoglobin ในเม็ดเลอื ด ทาํ หนา ท่ีนําออกซิเจนจากปอดไปสงทวั่ รา งกาย Transferrin ในซีรัม ทาํ หนา ที่ขนสงธาตุเหล็ก 3. โปรตนี ทท่ี าํ หนาทเ่ี ปนเอนไซม (Enzyme protein) คือ โปรตีนทท่ี ําหนา ท่ีเก่ียวกับ การเรงปฏกิ ิรยิ าเคมีตางๆ ในรางกาย เชน catalase เปน เอนไซมท ี่เรง ปฏกิ ิริยาการสลายตวั ของ H2O2

86 lipase เปน เอนไซมของปฏิกริ ยิ าการสลายลิพิด 4. โปรตีนทีท่ ําหนา ทเ่ี กยี่ วกับเคลื่อนไหว (Contractile protein) คือโปรตนี ท่ีอยูในเซลล ของกลา มเนื้อ คือ แอกทิน และไมโอซิน 5. โปรตนี ท่ที ําหนา ทเี่ กบ็ สะสม (Storage protein) คอื โปรตีนทีท่ ําหนา ทสี่ ะสมอาหาร เชน ovalbumin ในไขขาว casein และ lactoglobulin ในนํ้านม 6. โปรตนี ทท่ี ําหนา ที่สารพิษ (Toxin) คอื โปรตีนที่ทําหนา ที่เปน สารมีพษิ พบท้งั ในเช้ือโรค สัตว และพชื เชน พิษงู งบู างชนิดมีพิษซึ่งประกอบดว ยเอนไซมท ย่ี อ ยพวกลิพดิ ซึ่งเปน พิษตอ ระบบเลือด งูบางชนิดมพี ิษตอระบบประสาททเี่ รียกวา neurotoxin 7. โปรตนี ทที่ าํ หนาที่ปอ งกัน (Protective protein) คือ โปรตีนท่ที าํ หนาทเี่ ปนภูมิคมุ กัน โรคใหก บั รา งกาย เชน immunoglobulin เปนไกลโคโปรตนี ซงึ่ ทําหนาที่กาํ จัดสารหรอื เช้ือโรคที่ ผา นเขา สรู า งกาย 8. โปรตีนทีท่ าํ หนา ที่ควบคมุ (Control protein) คอื โปรตนี ท่ที ําหนา ทีค่ วบคมุ การทาํ งาน ของเซลลในรา งกาย ไดแ ก พวกฮอรโมนตางๆ เชน Insulin เปน ฮอรโ มนที่ควบคมุ เมแทบอลซิ มึ ของกลูโคส parathormone เปนฮอรโมนที่ ควบคุมระดบั สมดุลของแคลเซยี มและฟอสฟอรัสในรา งกาย growth hormone เปน ฮอรโมนท่ี ควบคุมและกระตุนการเจริญเติบโตของเนื้อเย่ือตางๆในรางกาย ใชเ กณฑก ารแบงตามหลกั โภชนาการ สามารถแบงได 2 ประเภท คอื 1. โปรตีนประเภทสมบูรณ (complete protein) คือ โปรตีนท่ีมีกรดอะมิโนที่จําเปนตอ รา งกายครบทุกชนดิ มักไดจาก เน้อื สตั ว ไข นม เปนตน 2. โปรตีนประเภทไมสมบูรณ (incomplete protein) คือ โปรตีนที่มีกรดอะมิโนชนิด จาํ เปน ตอ รา งกายไมค รบทกุ ชนดิ สว นใหญเ ปน โปรตนี จากพืช ใชเกณฑก ารแบงตามลกั ษณะโครงรปู ทงั้ โมเลกลุ สามารถแบง ได 2 ประเภท คอื 1. โปรตนี ลักษณะแบบเสนใย (fibrous protein) เปนโปรตีนที่โมเลกุลมีลักษณะเปนเสน ยาว สายพอลิเมอรจะเรียงตัวเปนระเบียบมีความแข็งแรง เหนียว ยืดหยุนไดมาก และมักจะไม ละลายน้ํา เชนโปรตนี ในเสนผม โปรตีนในเสนขน โปรตีนในเสนเอ็น โปรตีนในเขาสัตว โปรตีนใน เสน ใหม เปน ตน

87 2. โปรตีนลกั ษณะเปน กอ น (globular protein) เปน โปรตนี ทมี่ สี ายพอลิเพปไทดพันไปมา และอัดกันแนน ทําใหมีลักษณะเปนกอน บางสวนของสายเพปไทดอาจทบกันอยางเปนระเบียบ หรอื มลี ักษณะเปนเกลยี ว หรือเปนแผน เชน โปรตีนพวกเอนไซม โปรตีนพวกฮีโมโกลบิน โปรตีน พวกฮอรโ มน โปรตนี ท่ีอยใู กลกลา มเนอื้ เปนตน จะสรุปความสําคญั ของโปรตนี ตอสง่ิ มชี ีวิตอยางยอ ๆ ไดอ ยางไรบา ง ความสําคัญของโปรตนี ตอ ส่งิ มชี วี ติ มดี งั น้ี 1. เปนสารอาหารทใ่ี หพ ลงั งานแกร า งกาย โดยโปรตนี 1 กรมั จะใหพ ลงั งานประมาณ 4.1 กิโลแคลอรี 2. เปน สวนประกอบของเซลล โดยเปนองคประกอบของเยือ่ หุมเซลลแ ละโพรโทพลาสซมึ ของเซลล 3. เปน โครงสรา งของผิวหนัง เสน ผม และขน 4. ชวยในการเจรญิ เติบโต และซอมแซมสว นทส่ี ึกหรอในรา งกาย โดยรา งกายจะนําโปรตีน ไปใชใ นการสรา งเน้อื เย่ือใหม 5. ชว ยในการหดตัวของกลามเนอื้ ทาํ ใหส ง่ิ มชี ีวติ สามารถเคลื่อนไหวได 6. เปน สารทท่ี าํ หนา ที่สําคัญตา งๆ ในรางกาย เชน ทาํ หนาที่ในการลําเลียงออกซิเจนและคารบ อนไดออกไซด สรา งภูมติ า นทานใหแ กรางกาย ชว ยกระตุน การเกิดปฏิกิริยาเคมีตางๆ ในรา งกาย 7. สามารถเปล่ยี นเปน คารโบไฮเดรต และไขมันได โดยพบวา กรดอะมโิ นชนิดหน่ึงอาจ เปลย่ี นแปลงไปเปนกรดอะมิโนอื่นๆ ได คารโบไฮเดรต (carbohydrate) คารโ บไฮเดรต คอื อะไร คารโบไฮเดรต (Cabohydrate) เปนสารประกอบอินทรียที่เปนแหลงใหพลังงานและ คารบอนที่สําคัญของส่ิงมีชีวิตเพื่อนําไปใชในการดํารงชีวิตและสรางสารอื่นๆตอไป โมเลกุลของ

88 คารโบไฮเดรตประกอบดวยอะตอมของธาตุ คารบอน (C) ไฮโดรเจน (H) และออกซิเจน (O) โดยมีอัตราสวนของอะตอมไฮโดรเจนตอออกซิเจน เทากับ 2:1 (H:O = 2:1) จํานวนและการ เรียงตัวของอะตอมท้ังสามธาตุนี้แตกตางกัน จึงทําใหคารโบไฮเดรตมีหลายชนิด เชน นํ้าตาลกลูโคส (C6H12O6) นาํ้ ตาลซูโครส(C12H22O11) แปง พืชสีเขียวสามารถสรางอาหารข้ึนได โดยกระบวนการสังเคราะหดวยแสง โดยใช คารบอนไดออกไซดและน้ําเปนวัตถุดิบในการผลิตกลูโคส น้ําตาลอ่ืนๆ แปง เซลลูโลส และสาร อื่นๆ คารโบไฮเดรตที่พบในพืช มักอยูในรูปของพอลิแซ็กคารไรด (Polysaccharides) คารโบไฮเดรตทเี่ รารูจกั กันดี คอื นา้ํ ตาลชนดิ ตา งๆ และแปง นํ้าตาล มีรสหวานบางคร้ังเรียกวา แซ็กคาไรด (Saccharides) มีอยูท่ัวไปท้ังในเนื้อเย่ือ ของพชื และสตั ว มนุษยแ ละสัตวมีกลโู คสเปน นํ้าตาลในเลอื ด มไี กลโคเจนสะสมเปนกลูโคสสํารอง ไวใชในเนอื้ เยือ่ ของตบั และกลามเนอ้ื คารโบไฮเดรตทง้ั สองชนิดนี้ เปน สารท่ีเซลลจะนําไปสลายให ไดพ ลงั งานทีจ่ าํ เปนสาํ หรับการดํารงชีวิต คารโ บไฮเดรต คอื อะไร ประกอบขึ้นมาจากอะไร คารโบไฮเดรต (Carbohydrate) เปนสารประกอบชีวโมเลกุล ที่ประกอบดวยธาตุ คารบอน (C) ไฮโดรเจน (H) และธาตุออกซิเจน(O) คารโบไฮเดรตเปนสารท่ีสําคัญมากในระบบ ชีวภาพ เพราะทาํ หนาทเี่ ปนแหลง พลงั งานใหกับสิง่ มชี วี ติ และยังทําหนาท่ีเปนโครงสรางใหกับพืช คารโ บไฮเ ดรต มีอง คประ กอบท่ี เปนห นวย ยอย ท่ีเรีย กวา น้ําต าลโม เลกุล เด่ีย ว (monosaccharide) คารโบไฮเดรต แบงไดก ่กี ลมุ อะไรบาง เราสามารถแบงประเภทของคารโบไฮเดรต เปนกลุม ๆ ตามจํานวนโมเลกุลของนํ้าตาล โมเลกลุ เด่ยี ว โดยแบงได 3 พวก ดงั นี้ 1. น้ําตาลโมเลกลุ เดีย่ ว (Monosaccharide) น้าํ ตาลโมเลกุลเดีย่ วมีหลายกลุม หลายชนิด มจี าํ นวนอะตอมคารบอนในโมเลกุลไดตัง้ แต 3 อะตอม จนถงึ 7 อะตอม ทีพ่ บมากในส่ิงมีชีวิตคือมี จํานวนอะตอมในโมเลกุล 5 – 6 อะตอม น้ําตาลโมเลกุลเดี่ยวท่ีมีจํานวนอะตอมคารบอนใน

89 โมเลกุล 5 อะตอม เรียกวา กลุมเพนโทส (Pentose) นํ้าตาลโมเลกุลเด่ียวที่มีจํานวนอะตอม คารบอนในโมเลกุล 6 อะตอม เรียกวา เฮกโซส (Hexose) ตัวอยางน้ําตาลโมเลกุลเดี่ยวที่คุนเคย เชน กลูโคส (Glucose ,C6H12O6) ฟรักโทส ( Fructose ,C6H12O6) ไรโบส (Ribose ,C5H10O5) ดีออกซีไรโบส (Deoxyribose, C5H10O4) กลูโคสพบไดในน้ําผลไม เปนนํ้าตาลในเลือด ฟรักโทสพบไดในน้ําผลไม ในรางกายทํา หนาทเี่ ปนอาหารเล้ียงอสจุ ิ ไรโบส เปน องคประกอบในโมเลกลุ RNA RNA เกีย่ วของกับระบบการ สรางโปรตีนในรางกายและการสรางสารพันธุกรรม ดีออกซีไรโบสเปนองคประกอยในโมเลกุล DNA เปนสารพนั ธกุ รรมของส่งิ มชี ีวติ HO OH HO O OH HO O HO HO OH HO OH D-Glucose D-Fructose HO O HO O HO OH HO H OH OH RiBose Deoxyribose 2. น้าํ ตาลโมเลกลุ คู (Disaccharide) เกดิ จากการทําปฏิกริ ิยาระหวา งน้าํ ตาลโมเลกุลเดี่ยว 2 โมเลกุล โดยสญู เสยี นาํ้ ออกไป 1 โมเลกุล เชน น้ําตาลทราย หรือ ซูโครส (Sucrose) ซ่ึงเกิดจาก นาํ้ ตาลกลูโคสกบั นาํ้ ตาลฟรักโทส นา้ํ ตาลมอลโทสมาจากกลูโคส 2 โมเลกุล นํ้าตาลโมเลกุลคูจึงมี สตู รเปน C12H22O11 มาจาก C6H12O6 + C6H12O6  C12H22O11 + H2O พันธะท่ียึดระหวางน้ําตาลโมเลกุลเด่ียว 2 นี้ไวดวยกันนี้เรียกวาพันธะไกลโคไซค (Glycosidic Lingage)

90 ตัวอยางน้าํ ตาลโมเลกลุ คู พนั ธะไกลโคไซด พนั ธะไกลโคไซด OH OH OH OH OH HO HO O HO OH O O OO OH HO HO O OH HO OH HO Sucrose maltose มาจากกลโู คส มาจากฟรักโคส มาจากกลูโคส มาจากกลโู คส โครงสรางของนา้ํ ตาลซูโครส โครงสรางของนํา้ ตาลมอลโทส นํา้ ตาลโมเลกลุ คอู นื่ ๆ เชนนํา้ ตาลในนม ที่ชื่อวา Lactose (Lact เปนรากศัพทภาษาละติน แปลวานม) เกดิ จากนํา้ ตาลกลโู คสกบั นาํ้ ตาลกาแลกโทส มีโครงสราง ดงั แสดง HO OH O OH O O HO OH OH HO OH 3. พอลิแซคคาไรด (Polysaccharide) หรือน้ําตาลโมเลกุลใหญ เกิดจากน้ําตาลโมเลกุล เด่ียวตอกันดวยพันธะไกลโคไซด หลาย ๆ พันธะ ตอกันไดหลายแบบ ตัวอยาง พอลิแซคคาไรด ไดแก - แปง(Starch) ไดจากมาจากธัญพืช เชน ขาวเหนียว ขาวเจา ขาวสาลี พืชที่สะสม อาหารในลําตนหรือในราก เชน เผือก มัน แปงประกอบดวยสารสําคัญ 2 ชนิด คือ อะมิโลส (Amylose) และอะมิโลเพคติน (Amylopectin) ทั้งอะมิโลสและอะมิโลเพคติน เกิดจากโมเลกุล กลโู คสหลาย ๆ โมเลกลุ มาตอกนั ดวยพันธะไกลโคไซด แตตอ ในรปู แบบทีแ่ ตกตางกัน

91 - ไกลโคเจน (Glycogen) เปนพอลิแซคคาไรดทสี่ ะสมในเซลลส ัตว เชนในคน สะสมไวท่ี ตับและกลามเน้อื ใชเปน แหลงพลงั งานสํารองของรางกายเกิดจากกลูโคสหลาย ๆ โมเลกุล มาตอ กนั เชน กัน - เซลลโู ลส (Cellulose) เปนพอลิแซคคาไรดเปน โครงสรา งในพืช เชน เกิดจากกลูโคส หลาย ๆ โมเลกลุ มาตอ กันเชน กัน รูปแบบการตอกนั ของนาํ้ ตาลกลโู คสในแปง ในไกลโคเจน ในเซลลูโลส แตกตางกัน จึงทํา ใหโครงสรา งของสารเหลา นี้แตกตา งกนั เมือ่ คารโ บไฮเดรตเขาไปสรู า งกาย กลไลในรา งกายจะยอยเปนสารใด รางกายจะใชป ระโยชนคารโบไฮเดรตในรูปของสารใหพลังงาน โดยจะยอยใหเปนกลูโคส ดังนนั้ - เราด่ืมนํา้ ผลไม มีน้ําตาลกลูโคสกบั ฟรกั โทส กลโู คสไมต อ งยอยดูดซึมแลวนําไปใชไดเลย สว นฟรักโทส รางกายจะเปลยี่ นใหเปนกลูโคส โดยเอนไซม Fructose – Glucose isomerase - เรากินนาํ้ ตาลทราย Sucrose รางกายจะยอ ยเปนกลโู คส กบั ฟรักโทสโดย เอนไซมซูเครส (sucrose) - เรากินแปง เขา ไปรางกายจะยอ ยเปนกลโู คสโดยเอนไซมอะไมเลส (Amylase) - เรากินใบไม มีเซลลูโลส เขาไป รางกายยอยไมไดเพราะไมมีเอนไซมเซลลูเลส (Cellulase) แต วัว ควาย กินหญา นําเซลลูโลสเขาสูรางกาย โปรโตซัวในกระเพาะวัว ควาย สามารถยอยเซลลโู ลส ใหเปนกลูโคสได เพราะมีเอนไซมเซลลเู ลส - ปลวกกินไม กระดาษ ซึ่งเปนเซลลูโลส และยอยเปนกลูโคสได เพราะโปรโตซัวในลําไส ปลวกมีเอนไซมเซลลเู ลส จึงสามารถยอ ยเซลลโู ลสได น่ันคือกลไกของรางกายของสัตวจะยอย คารโบไฮเดรต ใหเปนน้ําตาลกลูโคส แลวจึง นําไปใชเ ปนพลงั งาน

92 สมบตั ทิ ี่สาํ คญั ของของคารโ บไฮเดรต มอี ะไรบา ง คารโ บไฮเดรต มสี มบัติทส่ี ําคัญ ดงั ตอไปน้ี 1. เนื่องจากมีองคป ระกอบเปน คารบอน ไฮโดรเจน และออกซิเจน คารโบไฮเดรต จึงเปน เชือ้ เพลิง เกดิ ปฏกิ ริ ยิ าเผาไหมไ ดดี 2. นาํ้ ตาลโมเลกุลเดย่ี วและนํา้ ตาลโมเลกุลคลู ะลายนาํ้ ไดดี แตพอลแิ ซคคาไรดล ะลายนํ้าได นอ ย 3. น้ําตาลโมเลกุลเดี่ยว ทุกชนิด เกิดปฏิกิริยากับสารละลายเบเนดิกตได เรียกวา เปน น้ําตาลรีดิวซ (Reducing Sugar) น่ัน คือถานําสารละลายของนํ้าตาลโมเลกุลเด่ียวใสในหลอด ทดลอง แลว เตมิ สารละลายเบเนดกิ ต (สีฟา มีไอออนของธาตุทองแดง Cu2+ และสารละลายเบส) เมื่อใหความรอ น จะเกดิ ตะกอนสีแดงอิฐของ Cu2O นํ้าตาลโมเลกุลคู ไมมีสมบัติเชนน้ี จึงเรียกวา น้ําตาลนอนรีดิวซ และพอลิแซคคาไรด ก็ไมม สี มบัตเิ ชนนี้ วิธกี ารทดสอบนา้ํ ตาลโมเลกุลเด่ียว จงึ ใชส ารละลายเบเนดกิ ต นํานาํ้ แปงหมักไวก บั นํ้าลาย แลวนําไปทดสอบกบั สารละลายเบเนดกิ ต เกิดผลอยางไร แปงไมทําปฏิกิริยากบั สารละลายเบเนดิกต แตถาหมักแปงไวกับนํ้าลาย เอนไซมอะไมเลส ในนํ้าลายจะยอยแปงใหเปนนํ้าตาลกลูโคส เมื่อนําของผสมที่หมักแปงไวกับนํ้าลายไวระยะเวลา หนึ่ง มาทดสอบกับสารละลายเบเนดิกตจะเกิดตะกอนสีแดงอิฐ เพราะขณะน้ันแปงเปล่ียนเปน นาํ้ ตาลกลูโคส โดยการยอยดว ยเอนไซมอะไมเลสแลว ใหย กตัวอยา งคารโ บไฮเดรตอ่ืนๆ ตวั อยางคารโ บไฮเดรต อน่ื ๆ เชน ไคทิน (chitin) เปนพอลแิ ซคคาไรดเกดิ จากอนุพันธขุ องกลโู คส ท่ีเรยี กวา นา้ํ ตาลอะมโิ น ใน คารโ บไฮเดรตกลมุ น้จี งึ พบธาตไุ นโตรเจนอยดู วย ไคตินพบในสตั วไมมีกระดกู สันหลัง ทําหนาท่ีเปน สวนท่ีเปนเปลือกแข็งหุมตัวสัตว เชน กระดองปู เปลือกกุง เปนตน ไคทินไมละลายนํ้าและไม สามารถยอ ยสลายดวยนํ้ายอ ยของรา งกาย

93 เฮปาริน (heparin) เปนพอลิแซคคาไรดท ีพ่ บในปอด ตบั มา ม ผนังเสน เลือด เฮปารินเปน สารท่ีทาํ ใหเ ลือดไมแ ขง็ ตวั ลิกนิน (lignin) เปนพอลิแซคคาไรดท่ีพบในเนื้อเยื่อพืชมีความแข็งแรง โดยจะสะสมตาม ผนังเซลลพืช เพกทิน (pectin) เปนพอลิแซคคาไรดที่พบในผลไมมีลักษณะคลายวุน ประกอบดวย โมเลกุลของ กาแลคโทสหลาย ๆโมเลกุลมารวมกัน พบในผนังเซลลพืช เปลือกผลไมตางๆ เชน สม มะนาว และยังพบในสว นของรากและใบท่ีเปน สเี ขียวของพืชดว ย คารโ บไฮเดรตมีความสาํ คญั ตอ ส่ิงมชี ีวิตอยางไร มปี ระโยชนอ ืน่ ๆ อยางไรบา ง ดงั ที่ไดกลา วแลว วา คารโ บไฮเดรต เปนแหลงพลังงานหลกั ของสงิ่ มีชีวิต หนา ที่สําคญั ของ คารโ บไฮเดรต ในระบบชีวภาพท่สี าํ คัญ สรปุ ไดด งั น้ี 1. เปน สารอาหารทใ่ี หพ ลงั งานแกเ ซลล คารโบไฮเดรต 1 กรมั จะใหพ ลังงานประมาณ 4.1 กโิ ลแคลอรี 2. เปนโครงสรางใหก ับส่ิงมีชีวติ เชน เซลลโู ลส ลิกนิน เปนโครงสรา งของพืช ไคตนิ เปน โครงสรางใหกบั สัตวพ วกกุง ปู 3. นา้ํ ตาลโมเลกลุ เดยี่ ว บางชนดิ เปน สารองคประกอบของสารพนั ธุกรรม กรดนิวคลิอิก ไดแ ก Ribose เปนสวนประกอบใน Ribonucleotide (RNA) 2-Deoxyribose เปน องคประกอบ ใน Deoxyribonucleotide (DNA) 4. เซลลโู ลส จากใบไม จากผัก แมรา งกายจะยอ ยไมได แตเปนกากใยหรือไฟเบอร(Fiber) ชว ยอมุ นํ้าในลาํ ไสใ หญ ชวยใหก ารขบั ถา ยกากอาหารหรืออจุ จาระไดงายขึ้น ไมเ กดิ อาการทอ งผกู 5. เซลลูโลส เปนองคประกอบในผลิตภณั ฑพ วกกระดาษ และเซลลโู ลสสามารถนํามาทาํ เปนเสนใย (ใยฝา ย) และเปน วัตถุดิบตงั้ ตนในการผลติ เสนใยกึง่ สังเคราะหไ ด

94 ลิพดิ คอื อะไร ลิพดิ (lipid) เปนสารประกอบพวกเอสเทอร เกิดจากการทําปฏกิ ิริยาระหวาง กรดอนิ ทรีย (R-COOH) 3 โมเลกุล กับ กลีเซอรอล( C3H8O3) เกดิ เปนโมเลกลุ ใหม เรยี กวา Triglyceride กลีเซอรอล + กรดไขมนั 3 โมเลกลุ  ไตรกลีเซอไรด 1 โมเลกุล นํ้า 3 โมเลกุล Triglyceride ท่เี กิดขึ้นนีเ้ รียกวา Simple Lipid ซง่ึ เปนองคป ระกอบในไขมันและน้ํามนั กลเี ซอรอล (Glycerol) คืออะไร กลีเซอรอลเปนสารอนิ ทรยี ในกลมุ แอลกอฮอล โดยที่ใน 1 โมเลกุล มีหมู –OH 3 หมู หมู –OH น้ี เปนหมูท่ีแสดงสมบัติเฉพาะ(หมูฟงกชัน)ของความเปนแอลกอฮอล สารท่ีมีหมูฟงกชัน –OH นี้ สามารถทําปฏกิ ริ ยิ ากับสารอินทรียก ลุมกรดอนิ ทรีย (Carboxylic acid) ไดดี กรดอนิ ทรีย (Carboxylic acid) คอื อะไร กรดอินทรีย คือสารท่ีมีสูตรทั่วไป R- COOH โดยท่ีหมู R เปนสวนของไฮโดรคารบอน กรดอนิ ทรียแตล ะชนดิ จะแตกตางกนั ที่จํานวนอะตอมคารบอนในหมู R

95 กรดไขมัน (Fatty acid) คอื อะไร กรดไขมัน ก็คือ กรดอินทรีย เพียงแตจํานวนอะตอมของคารบอนในสวนของหมู R มจี าํ นวนหลายอะตอม กลาวงาย ๆ วา กรดไขมนั ก็คอื กรดอนิ ทรยี ท ่ีมีหมู R ยาว ๆ นั่นเอง ตวั อยา งกรดไขมัน 2 ยกตวั อยา งมา 2 ชนิด คือ กรดสเตียริกกบั กรดโอเลอกิ O OH H3C H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 C C C C C C C CH2 CCCCCCCC H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 กรดสเตยี รกิ (Stearic acid) C17H35COOH มคี ารบอนในสวนของหมู R 17 อะตอม พนั ธะของคารบอนเปนพนั ธะเด่ยี วท้ังหมด H3C CH2 O OH H2C C CH2 H2C H2C CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 H2C H2C H2C HC CH CH2 กรดโอเลอกิ (Oleic acid) C17H33COOH มีคารบอนในสว นของหมู R 17 อะตอม มพี นั ธะคูร ะหวางคารบ อน 1 พันธะ(ระหวา ง C9 กับ C10) กรดไขมันอิม่ ตวั กบั กรดไขมนั ไมอ ิ่มตัว คอื อะไร แตกตา งกนั อยา งไร กรดไขมันที่พันธะระหวางคารบอนกับคารบอนในสวนของหมู R เปนพันธะเด่ียวทั้งหมด เรียกวา กรดไขมันอ่ิมตัว (Saturated Fatty Acid) สวนกรดไขมันท่ีพันธะระหวางคารบอนกับ คารบอนในสวนของหมู R เปนพันธะคูอยางนอย 1 พันธะ เรียกวา กรดไขมันไมอิ่มตัว