การตัดแก้ว และการใช้เครื่องชั่ง

การตัดแก้ว (ตอนที่ 1)

การตัดแก้วและลบคมแก้ว     

การตัดแก้วหรือหลอดแก้ว ที่ขอบตรงรอยตัดจะคมมาก อาจเป็นอันตรายต่อผู้ตัดได้  ดังนั้น เมื่อตัดแก้วหรือเมื่อถือแก้วที่ตัดใหม่ จะต้องระมัดระวังเป็นพิเศษ  การตัดแก้ว มีเทคนิคตามลำดับดังนี้

           1. ถูแท่งแก้วหรือหลอดแก้วตรงตำแหน่งที่ต้องการจะตัดด้วยตะไบสามเหลี่ยมหรืออุปกรณ์ตัดแก้ว โดยถูบนเนื้อแก้วตามขวางเบา ๆ ให้เข้าเป็นร่องลึก ๆ รอบแท่งแก้ว

           2. พันแท่งแก้วด้วยผ้า เพื่อป้องกันแก้วบาดมือ แล้วใช้นิ้วหัวแม่มือสองข้างจรดใกล้ ๆ ตำแหน่งรอยตะไบที่ถูไว้

          3. ใช้แรงจากหัวแม่มือทั้งสองเพียงเล็กน้อยดันไปข้างหน้า  เพื่อให้แท่งแก้วหรือหลอดแก้วหักออกจากกัน

หมายเหตุ  ในกรณีแท่งแก้วหรือหลอดแก้วไม่หักเมื่อใช้นิ้วหัวแม่มือกด  อาจเป็นเพราะรอยตะไบที่ถูไว้ตื้น  ก็อย่าฝืนดันแรงเกินไป เพราะหลอดแก้วอาจจะหักไม่ตรงตามรอยที่ถูไว้  วิธีแก้ไขปัญหานี้ก็คือ  จะต้องใช้ตะไบถูตามรอยเดิมให้ลึกลงไปอีก  แล้วหักใหม่จะหักได้ง่ายขึ้น

การลบคมแก้ว           

แท่งแก้วหรือหลอดแก้วที่ตัดใหม่  รอยตัดจะคมมาก  ดังนั้น ก่อนที่จะนำไปใช้งาน จึงต้องลบคมเสียก่อน เพื่อป้องกันบาดมือหรือทำให้อุปกรณ์อื่น ๆ เป็นรอยขีดข่วน การลบคมแก้วที่ตัดใหม่ ๆทำได้ดังนี้

             1. ถือแท่งแก้วด้วยมือซ้ายและถือตะแกรงลวดมือขวา

             2. ถูปลายแท่งแก้วหรือหลอดแก้วที่ตัดกับตะแกรงลวดเบา ๆ โดยหมุนแท่งแก้วไปด้วย  

ในกรณีที่ตัดหลอดแก้วยาวกว่าที่ต้องการเล็กน้อย  จะต้องครูดปลายแก้วออก  โดยผสมวัสดุสำหรับใช้ขัดกับน้ำให้มีลักษณะคล้ายแป้งเปียก  วางบนแผ่นโลหะหรือแผ่นแก้ว  นำหลอดแก้วหรือแท่งแก้วมาถู

             3. การใช้เปลวไฟลบคมแก้ว  คือนำส่วนที่มีคมของแท่งแก้วหรือหลอดแก้วไปเผาไฟตรงส่วนที่ร้อนที่สุด พร้อมหมุนไปมาอย่างช้า ๆ   เมื่อเปลวไฟมีสีเหลืองเกิดขึ้น แสดงว่าแก้วเริ่มหลอมตัว แล้วจึงเอาออกจากเปลวไฟ  ควรวางไว้บนที่ยึดวงแหวนก่อน  ไม่ควรวางบนโต๊ะปฏิบัติการ  เพราะจะทำให้เป็นรอยไหม้ได้  ปล่อยทิ้งไว้ให้เย็นจึงนำไปใช้งาน

             4. การลบคมแก้วด้วยกระดาษทราย ใช้กระดาษทรายเบอร์ 0 หรือกระดาษทรายนำ  วางบนพื้น แล้วนำปลายแก้วที่ตัดใหม่มาถูพร้อมหมุนแก้วจนกว่าคมแก้วจะหมด  

การตัดแก้ว (ตอนที่ 2)             

การตัดท่อแก้วขนาดโต              

ท่อแก้วขนาดโต เราจะใช้ตะไบถูให้เป็นรอย แล้วหักให้หลุดออกจากกัน ตามวิธีการที่เหมือนกับแก้วขนาดเล็กนั้นทำได้ยากมาก  เพราะไม่สามารถหักให้หลุดออกจากกันได้  และหลอดอาจแตกเกิดอันตรายได้มาก  วิธีที่ดีที่สุดและได้ผลแน่นอนคือ  ใช้หลักการขยายตัวโดยใช้ความร้อนเข้าช่วย  ถ้าเราทำรอยร้าวให้เกิดขึ้นที่หลอดแก้ว  หลอดแก้วนั้นจะขยายตัวดันให้เนื้อแก้วแตกตามรอยร้าวที่ทำไว้  เราจึงใช้หลักการอันนี้นำมาตัดหลอดแก้วได้ ทั้งหลอดแก้วขนาดเล็กและขนาดโต

วัสดุอุปกรณ์  วัสดุอุปกรณ์ที่จะต้องใช้มีดังนี้

            1. ตะไบสามเหลี่ยม

           2. ตะเกียงอัลกอฮอล์หรือตะเกียงแก๊สแบบบุนเสนหรือเปลวไฟจากแก๊สเชื่อม (แก๊สออกซิเจน + แก๊สอะเซติลีน) หรือเปลวไฟจากไอแก๊สน้ำมันเบนซิน

           3. กระดาษหนังสือพิมพ์ตัดเป็นชิ้นยาว ๆ มีแถบกว้างประมาณ 1 cm แช่น้ำทิ้งไว้จนเปียกโชก (แช่ทิ้งไว้ประมาณ 15 นาที)

วิธีทำ

           1. นำหลอดแก้วที่จะตัดมาวางบนพื้นโต๊ะ  ใช้ตะไบถูให้เป็นรอยตรงแนวที่จะตัด (ถูเพียงครั้งเดียว ถ้าถูหลายครั้ง หลอดที่จะตัดจะไม่เรียบ และอาจแตกไม่ตรงตามแนวรอยตะไบที่ถูไว้) แล้วเช็ดตรงบริเวณที่จะตัดแห้งและสะอาด

           2. นำกระดาษที่แช่น้ำเปียกโชกพันรอบหลอดประมาณ 2 mm ต้องพันกระดาษแนบท่อแก้วให้สนิท และพันหนา ๆ หลาย ๆ ชั้น ต่อมานำกระดาษไปพันอีกด้านหนึ่ง ห่างรอยตะไบเหล็กประมาณ 2 mm พันให้หนาเช่นเดียวกับคราวแรก

           3. นำหลอดแก้วนี้มาลนไฟโดยรนตรงแนวรอยตะไบ  พร้อมทั้งหมุนหลอดให้หมุนเคลื่อนไปทางเดียวกันอย่างสม่ำเสมอในเวลาไม่นานนัก

           4. หลอดแก้วจะขยายตัวเกิดแรงดันกันและกัน ทำให้หลอดขาดออกจากกันตามแนวรอยตะไบเหล็กที่ถูไว้                 

โดยวิธีเดียวกันนี้ เราสามารถนำไปตัดขวด  ขวดโหล  ขวดน้ำกลั่นขนาดโต  หลอดเรืองแสงหรือหลอดฟลูออเรสเซนต์ (Fluorescent) ฯลฯ ได้

ข้อระวัง

           1. ถ้าต้องการจะนำหลอดเรืองแสงหรือหลอดฟลูออเรสเซนต์ (Fluorescent) มาตัดเพื่อทำอุปกรณ์ทางเคมี  ก่อนอื่นต้องใช้เหล็กแหลมเจาะที่ปลายหลอดแก้วด้านใดด้านหนึ่งให้เป็นรูทะลุเข้าไปในหลอด เพื่อให้อากาศไหลเข้าหลอดได้ (เนื่องจากหลอดนี้บรรจุแก๊สเฉื่อยและไอปรอทไว้  ถ้าเผาให้ร้อนแก๊สนี้จะขยายตัวดันให้หลอดระเบิดเกิดอันตรายได้)

            2. ผงสีขาวที่ฉาบข้างในหลอดนั้นเป็นสารเรืองแสง ต้องระวังอย่าให้ผงเข้าแผลได้  จะทำให้แผลรักษาหายยาก  วิธีล้างผงสารเรืองแสงออกจากหลอดเรืองแสงหรือหลอดฟลูออเรสเซนต์ (Fluorescent) นั้นทำได้ง่ายมาก คือ ใช้เศษผ้าพันปลายไม้ยาว ๆ แล้วจุ่มลงในผงซักฟอกที่ละลายน้ำ  แล้วนำไปถูภายในหลอดแก้วเรืองแสงหรือหลอดฟลูออเรสเซนต์ (Fluorescent) ก็จะทำให้ผงเรื่องแสงหลุดออกโดยง่าย  แล้วนำไปล้างให้สะอาด  ก็จะใช้เป็นท่อแก้วหรือหลอดแก้วเป็นอย่างดี  อาจนำไปใช้สร้างอุปกรณ์ทางเคมีได้หลายชนิด

วิธีการดึงหลอดแก้ว                  

ในการประดิษฐ์ผลิตภัณฑ์แก้ว  วิธีการดึงหลอดแก้วเป็นวิธีประดิษฐ์ที่สำคัญอีกวิธีหนึ่ง เช่น การทำหลอดแก้ว หลอดหยดน้ำยา  ช้อนตักสาร  หรือ ช้อนเขี่ยสารเคมี การดึงหลอดแก้วมีวิธีปฏิบัติดังนี้

           1. การดึงหลอดแก้วนั้น ครั้งแรกนำหลอดแก้วไปลนไฟให้ค่อย ๆ ร้อนจนทั่วถึงทั้งหลอด  แล้วจึงลนเฉพาะที่ต้องการจะดึงให้ยืดออก  พร้อมทั้งหมุนแก้วไปรอบ ๆ  เพื่อให้แท่งแก้วบริเวณที่ต้องการดึงออกนั้น ได้รับความร้อนอย่างสม่ำเสมอ และเกิดการหลอมเหลวพร้อม ๆ กัน

           2. เพื่อให้บริเวณแท่งแก้วตรงที่ต้องการจะดึงออกนั้นร้อนอย่างสม่ำเสมอกันและหลอมเหลวพร้อม ๆ กัน เมื่อสังเกตเห็นแก้วเริ่มอ่อนตัว โดยมีสีแดงอ่อน ๆ แล้วใช้มือทั้งสองข้างค่อย ๆ ดึงให้แก้วยืดออกจากกัน

           3.  ถ้าแก้วร้อนมากเกินไป จะเกิดการหลอมเหลวมาก ต้องรีบนำออกนอกเปลวไฟ  มิฉะนั้นหลอดแก้วที่ดึงออกนั้นจะหลอมเหลวมากเกินไป  เมื่อดึงให้ยืดออกจะได้รูปทรงไม่สวยงาม  ถ้าแข็งตัวมากไปจะดึงไม่ออกเช่นเดียวกัน  ต้องรีบนำมาลนเปลวไฟใหม่ แล้วดึงให้ยืดได้รูปทรงตามต้องการ

            4. เมื่อดึงหลอดแก้วให้ยืดได้เรียบร้อยแล้ว  เวลาจะตัดแก้วออกจากกัน ทำได้โดยใช้ปลายคีมเล็ก ๆ บีบหรือเคาะเบา ๆ หรือถูด้วยตะไบสามเหลี่ยม  หรือใช้เปลวไฟลนให้ขาดออกจากกัน หรือใช้ของแข็งเล็ก ๆ เคาะให้หักออกจากกัน

เครื่องชั่ง

(ตอนที่ 1)           

การทดลองทางเคมีจะต้องใช้เครื่องชั่งเสมอ  เริ่มตั้งแต่การเตรียมสารละลายที่ใช้ในการทดลองจะต้องชั่งสารเพื่อทำเป็นสารละลาย  การชั่งหามวลหรือนำหนักของสารที่ได้จากปฏิกิริยา  หรือการชั่งสารเพื่อเติมลงไปในปฏิกิริยาเป็นต้น  ด้วยเหตุนี้จึงจำเป็นต้องรู้เทคนิคเกี่ยวกับการใช้เครื่องชั่งเป็นอย่างดี

ชนิดของเครื่องชั่ง  ปัจจุบันมีเครื่องชั่งหลายชนิด แต่ละชนิดมีหลายแบบซึ่งมีความเหมาะสมกับงานแต่ละประเภท  จึงควรเลือกใช้ให้ถูกต้อง  ถ้าจะแบ่งเครื่องชั่งตามหลักการทำงานแล้ว  อาจแบ่งได้เป็น 2 ชนิดใหญ่ ๆ คือ

          1  เครื่องชั่งชนิด แม็คแคนิคอล (Machanecal  balance)

          2  เครื่องชั่งชนิด อีเล็กทริคอล (Electrical  balance)

ในที่นี้จะกล่าวถึงเครื่องชั่งชนิด แม็คแคนิคอล (Machanecal  balance) ซึ่งใช้กันอย่างกว้างขวางในห้องปฏิบัติการ

          เครื่องชั่งชนิด แมคแคนิคอล (Machanecal  balance) จำแนกออกเป็น 2 ประเภท คือ

          ก.  ชนิดสองจาน (Equal-arm  balance)  เป็นเครื่องชั่งซึ่งมีแขน 2 แขน ยาวเท่ากัน เมื่อวัดระยะจากจุดหมุน ซึ่งเป็นสันมีด ขณะที่แขนของเครื่องชั่งอยู่ในภาวะสมดุล  เมื่อใส่สารหรือวัตถุ เพื่อชั่งหาค่ามวลบนจานด้านหนึ่งของเครื่องชั่ง ความไม่สมดุลจะเกิดขึ้นทันที  แรงที่เกิดขึ้นนี้ (F1) มีค่าเท่ากับค่ามวลของสารคูณกับความยาวของแขนเครื่องชั่ง  ส่วนจานอีกข้างหนึ่งก็ต้องใส่ตุ้มค่ามวลเพื่อปรับให้แขนเครื่องชั่งอยู่ในภาวะสมดุล (F2)  นั่นคือต้องทำให้มีแรงกระทำเท่ากันทั้งสองข้าง  ดังนั้น เมื่อเครื่องชั่งอยู่ในลักษณะสมดุล  จึงอาจเขียนได้ว่า  F1 =  F2 (เมื่อ F1 และ F2 เป็นแรงที่ตรงข้ามกัน) แต่เนื่องจากแขนทั้งสองข้างของเครื่องชั่งยาวเท่ากัน ดังนั้นค่ามวลทั้งสองแขนจึงเท่ากันด้วย

          ข.  เครื่องชั่งชนิดทริปเปิลบีม (Triple  beam) เป็นเครื่องชั่งที่มีแขนข้างขาว  3  แขน  บนแขนแต่ละแขนจะแบ่งขีดบอกค่ามวลไว้ เช่น 0 - 1.0 g  0 - 10 g  0 - 100 g  นอกจากนี้บนแขนแต่ละแขนยังมีตุ้มนำหนักเลื่อนไปมาได้อีกด้วย  แขนทั้ง 3 แขนนี้ติดกับเข็มชี้อันเดียวกัน

เครื่องชั่ง

(ตอนที่ 2)             

การใช้เครื่องชั่งชนิดทริปเปิลบีม (Triple  beam)    

วิธีการใช้เครื่องชั่งชนิด ทริปเปิลบีม (Triple  beam) มีขั้นตอนดังนี้

1.  ตั้งเครื่องชั่งให้อยู่ในแนวระนาบ แล้วปรับให้แขนเครื่องชั่งแย่ในแนวระนาบ โดยหมุนสกรูให้เข็มชี้ตรงขีด 0 ในการปรับให้ตรงขีด 0 นี้ ถ้ารอให้เข็มหยุดนิ่งตรงขีด 0 ต้องใช้เวลามาก  เพื่อแก้ปัญหานี้ อาจสังเกตดูการแกว่งของเข็มชี้ ถ้วเข็มชี้แกว่งขึ้นข้างบนและลงล่างเท่า ๆ กัน ก็ถือว่าอยู่ตรงขีด 0 ได้

2.  วางขวดบรรจุสารบนจานของเครื่องชั่ง แล้วเลื่อนตุ้มค่ามวลบนแขนทั้ง 3 เพื่อปรับให้เข็มชี้ตรงขีด 0 อ่านค่ามวลบนแขนของเครื่องชั่ง จะเป็นค่ามวลของขวดบรรจุสาร

3.  ถ้าต้องการชั่งสารตามค่ามวลที่ต้องการ  ก็บวกค่ามวลของสารกับค่ามวลของขวดบรรจุสารที่ได้ในข้อที่ 2 แล้วเลื่อนตุ้มนำหนักบนแขนทั้ง 3 ให้ตรงกับค่ามวลที่ต้องการ

4.  เติมสารที่ต้องการชั่งลงในขวดบรรจุสาร  จนเข็มของเครื่องชั่งชี้อยู่ตรงขีด 0 พอดี จะได้ค่ามวลของสารตามต้องการ

5.  นำขวดบรรจุสารออกจากจานของเครื่องชั่ง แล้วเลื่อนตุ้มนำหนักทุกอันให้อยู่ที่ขีด 0 ทำความสะอาดเครื่องชั่ง

หมายเหตุ    การหาค่ามวลของสารอาจหาค่ามวลทั้งขวดบรรจุสารและสารรวมกันก่อนก็ได้  แล้วชั่งขวดบรรจุสารอย่างเดียวทีหลัง  ต่อจากนั้นก็นำค่ามวลทั้ง 2 ครั้งลบกัน  ผลที่ได้จะเป็นค่ามวลของสารที่ต้องการ

ข้อผิดพลาดจากการชั่งหาค่ามวล  การชั่งหาค่ามวลของวัตถุหรือสารเคมีใด ๆ อาจคลาดเคลื่อนไปจากค่ามวลของสารที่แท้จริงได้  ความคลาดเคลื่อนอาจเกิดจากสิ่งต่าง ๆ ดังต่อไปนี้

1.  การเปลี่ยนแปลงความชื้นหรือแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ของสารขณะที่ชั่ง  สารบางชนิดสามารถดูดนำหรือแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ในระหว่างการชั่งหาค่ามวลได้ ทำให้ค่ามวลที่ชั่งได้คลาดเคลื่อนไปจากค่ามวลที่แท้จริงของสารนั้น  วิธีแก้ไขคือ ควรนำสารนั้นอยู่ในระบบที่ปิดมิดชิด

2.  การระเหยของสารในขณะที่ชั่ง การชั่งสารที่ระเหยง่ายที่อุณหภูมิห้อง จะได้ค่ามวลของสารที่น้อยกว่าค่ามวลจริง ๆ เพราะในขณะชั่ง สารจะเกิดการระเหยออกไป  ดังนั้น การชั่งสารที่มีคุณสมบัติเช่นนี้ จึงควรให้สารอยู่ในระบบที่ปิดมิดชิด

3.  อุณหภูมิของสารในขณะที่ชั่ง  ถ้าสารที่ชั่งมีอุณหภูมิสูง  จะทำให้อากาศบริเวณจานของเครื่องชั่งร้อนและจะดันจานให้ลอยสูงขึ้น  เป็นเหตุให้ค่าของมวลที่ชั่งน้อยกว่าค่าของมวลจริง ๆ ของสารนั้น  การแก้ไขข้อผิดพลาดนี้คือ  ควรชั่งสารที่มีอุณหภูมิเท่ากับอุณหภูมิของห้องทดลอง

การใช้และระวังรักษาเครื่องชั่ง  การใช้เครื่องชั่งต้องระวังรักษาให้ดี หากชำรุดเสียหาย การชั่งหาค่ามวลของวัตถุจะคลาดเคลื่อน จนไม่สามารถนำมาใช้งานได้  ด้วยเหตุนี้ผู้ใช้เครื่องชั่งควรปฏิบัติดังนี้

1.  ตั้งเครื่องชั่งบนพื้นที่แน่นหนา  อย่าให้มีการสั่นสะเทือน  และฐานของเครื่องชั่งต้องอยู่ในแนวระนาบ

2.  ก่อนชั่งต้องปรับให้เข็มอยู่ที่ขีด 0 พอดี

3.  ขณะชั่งต้องนั่งตรงกึ่งกลางของเครื่องชั่งเสมอ  เพื่อไม่ให้การอ่านค่ามวลผิดพลาด

4.  ห้ามวางสารเคมีที่จะชั่งบนจานของเครื่องชั่งโดยตรง  เพราะสารเคมีอาจทำให้จานของเครื่องชั่งชำรุดเสียหายได้ วิธีที่ถูกต้องคือ จะต้องใส่สารเคมีบนกระจกนาฬิกา  หรือขวดชั่งสาร  อย่าใช้วัสดุที่เป็นกระดาษรองสารเคมีในการชั่งสารเป็นอันขาด

5.  การชั่งสารที่กัดโลหะ  จะต้องใส่สารลงในขวดชั่งสารที่มีฝาปิดมิดชิด

6.  ห้ามนำวัตถุหรือสารเคมีที่ยังร้อนอยู่นำไปชั่ง  ควรตั้งสารนั้นทิ้งไว้ให้เย็นเท่ากับอุณหภูมิของห้องก่อน

7.  อย่าใช้มือหยิบตุ้มค่ามวลหรือวัตถุที่จะชั่ง วิธีที่ถูกคือ ใช้ปากคีบหยิบ หรือใช้กระดาษพับเป็นแผ่นเล็ก ๆ คาดรอบขวดชั่งหรือตุ้มค่ามวล

8.  เมื่อชั่งหาค่ามวลเรียบร้อยแล้ว หากมีสารเคมีตกหล่นอยู่บนจานชั่ง ต้องทำความสะอาดทันที

9.  อย่างชั่งสารที่มีมวลมากกว่าความสามารถของเครื่องชั่งที่จะชั่งได้

10. เมื่อชั่งสารเสร็จเรียบร้อยแล้ว ควรจัดเครื่องชั่งให้อยู่ในลักษณะเดิม เช่น นำตุ้มค่ามวลออกหรือเลื่อนตุ้มค่ามวลมาอยู่ที่ขีด 0

11. ต้องรักษาเครื่องชั่งให้สะอาดอยู่เสมอ หลังจากใช้ทุกครั้ง ควรคลุมเครื่องชั่งเพื่อป้องกันฝุ่นละออง