มนุษย์นำธาตุมาใช้ประโยชน์ตั้งแต่อดีตกาล เช่น นำทองคำมาทำเครื่องประดับ นำเหล็กมาทำมีด นำ ทองแดงมาทำภาชนะเครื่องใช้ในปัจจุบันมีการค้นพบและศึกษาสมบัติของธาตุมากขึ้นจึง มีการนำธาตุมาใช้ประโยชน์ได้หลากหลายมากขึ้น ในหัวข้อนี้นักเรียนจะได้เรียนรู้เกี่ยวกับประโยชน์ ของธาตุบางชนิด รวมทั้งศึกษาถึงผลกระทบที่มีต่อสิ่งมีชีวิตและสิ่งแวดล้อม
2.7.1 ประโยชน์ของธาตุ
การจำ แนกธาตุออกเป็นกลุ่มนอกจากจะช่วยให้ง่ายต่อการศึกษาสมบัติของธาตุแล้ว ยังง่าย ต่อการพิจารณาสมบัติที่เหมาะสมในการนำ ไปประยุกต์ใช้งานได้อีกด้วย ตัวอย่างการใช้ประโยชน์ จากธาตุดังนี้
ธาตุโลหะมีสมบัติการนำ ความร้อนและนำ ไฟฟ้าได้ดีจึงนิยมนำ มาทำ เป็นอุปกรณ์ไฟฟ้า เช่น นำ ทองแดงมาทำ สายไฟฟ้า นำ สังกะสีมาทำ ขั้วไฟฟ้าของถ่านไฟฉาย นำ ลิเทียมมาทำ ขั้วไฟฟ้าใน แบตเตอรี่ลิเทียม นำ โซเดียมมาเป็นตัวกลางแลกเปลี่ยนความร้อนและหล่อเย็นในปฏิกรณ์นิวเคลียร์
ธาตุกึ่งโลหะ เช่น ซิลิคอน เจอร์เมเนียม มีสมบัติก้ำ กึ่งระหว่างสมบัติของโลหะกับอโลหะ เช่น นำ ไฟฟ้าได้แต่นำ ได้ไม่ดี นิยมนำ มาทำ เป็นสารกึ่งตัวนำ (semiconductors) ซึ่งมีสมบัติในการนำ ไฟฟ้าอยู่ระหว่างตัวนำ และฉนวนเพื่อใช้เป็นวัสดุทำ อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ต่าง ๆ
ธาตุหมู่ 18 หรือ VIIIA เป็นธาตุที่เฉื่อยต่อการเกิดปฏิกิริยาจึงนำ มาใช้ประโยชน์ตามสมบัติ ของแก๊สมีสกุล เช่น นำ ฮีเลียมซึ่งมีความหนาแน่นน้อยกว่าอากาศมาบรรจุในบอลลูนและเรือเหาะ แทนแก๊สไฮโดรเจน เนื่องจากแก๊สฮีเลียมไม่ติดไฟเหมือนแก๊สไฮโดรเจน นำ อาร์กอนมาเป็นแก๊ส บรรจุในหลอดไฟเพื่อให้ไส้หลอดมีอายุการใช้งานที่นานขึ้น ทั้งนี้เพราะอาร์กอนไม่ทำ ปฏิกิริยากับไส้ หลอดขณะที่ร้อน
สำ หรับธาตุที่มีไอโซโทปกัมมันตรังสี สามารถนำ มาใช้ประโยชน์ได้ดังที่กล่าวไว้แล้วในหัวข้อ 2.6.6 แม้ธาตุที่อยู่ในกลุ่มเดียวกันจะมีสมบัติคล้ายกัน แต่ธาตุทุกชนิดยังมีสมบัติเฉพาะตัวที่แตก ต่างกันด้วย ดังนั้นการนำ ไปใช้ประโยชน์จึงมีความจำ เพาะแตกต่างกัน การที่ธาตุแต่ละชนิดมีสมบัติ เฉพาะตัวแตกต่างกันทำ ให้บางครั้งนักวิทยาศาสตร์ต้องนำ ธาตุมากกว่า 1 ชนิดมาละลายหรือผสมกัน เพื่อให้มีสมบัติตามที่ต้องการและนำ ไปใช้ประโยชน์ได้หลากหลายมากขึ้น เช่น นำ เหล็กมาผสมกับ โครเมียมเพื่อป้องกันไม่ให้เหล็กเป็นสนิมจึงทนต่อการผุกร่อนมากขึ้น
เพื่อให้นักเรียนมีความรู้เกี่ยวกับตัวอย่างของการนำ ธาตุไปใช้ประโยชน์มากขึ้น ให้ทำ กิจกรรม 2.6 ซึ่งในกิจกรรมนี้นักเรียนต้องศึกษาข้อมูลที่กำ หนดให้ และทำ นายว่าข้อมูลการใช้ประโยชน์ที่ กำ หนดให้น่าจะเป็นการใช้ประโยชน์ของธาตุใด
2.7.2 ผลกระทบต่อสิ่งมีชีวิตและสิ่งแวดล้อม
จากความรู้เดิมนักเรียนคงทราบมาแล้วว่า ธาตุบางชนิดส่งผลกระทบต่อสิ่งมีชีวิตและสิ่งแวดล้อม เช่น ตะกั่วได้ถูกใช้ในอุตสาหกรรมการผลิตแบตเตอรี่ โลหะบัดกรีอิเล็กทรอนิกส์ อุตสาหกรรมสีหรือ ใช้เคลือบภาชนะ การปนเปื้อนของตะกั่วทั้งในดิน น้ำ และอากาศ ล้วนส่งผลกระทบต่อสิ่งมีชีวิต เช่น ถ้าตะกั่วปนเปื้อนในน้ำ อาจส่งผลต่อระบบการเจริญพันธุ์ ระบบโลหิตและระบบประสาทของสัตว์ใน แหล่งน้ำ นั้น มนุษย์สามารถนำ ตะกั่วเข้าสู่ร่างกายได้3 ทาง คือ การบริโภค การหายใจ และทางผิวหนัง เมื่อตะกั่วเข้าไปสะสมในร่างกายจะทำ ให้มีอาการอ่อนเพลีย ปวดท้อง ท้องอืด เบื่ออาหาร ปวดกล้าม เนื้อ ปวดกระดูกและข้อ ความดันโลหิตสูง โลหิตจาง ความจำ เสื่อม ภูมิต้านทานลดลง และขัดขวาง การทำ งานของเอนไซม์ในร่างกาย
มนุษย์นำแคดเมียมมาใช้ในอุตสาหกรรมผลิตอุปกรณ์ไฟฟ้า โลหะผสม แบตเตอรี่ อะไหล่ รถยนต์ การชุบโลหะ แคดเมียมที่ปนเปื้อนในน้ำ อากาศ อาหาร พืชผลทางการเกษตร เช่นในใบ ยาสูบเมื่อเข้าสู่ร่างกายจะส่งผลให้ไตทำ งานผิดปกติ เกิดโรคความดันโลหิตสูง ปวดกระดูกสันหลัง ทำ ให้กระดูกผุหรือเป็นโรคมะเร็งได้
ในอดีตเคยมีการนำแก๊สไฮโดรเจนมาบรรจุในลูกโป่งสวรรค์หรือเรือเหาะ ซึ่งการกระทำ ดังกล่าวนี้ส่ง ผลให้เกิดอุบัติเหตุมีผู้ได้รับบาดเจ็บสาหัสหลายคน ที่เป็นเช่นนี้เพราะแก๊สไฮโดรเจนเป็นแก๊สที่ติดไฟได้ ซึ่งเมื่อได้รับประกายไฟจึงเกิดระเบิดเป็นเพลิงลุกไหม้ได้ตัวอย่างอุบัติเหตุ เช่น ข่าวเพลิงไหม้เรือเหาะ ไฮเดนเบิร์กของเยอรมันในวันงดสูบบุหรี่โลก ข่าวไฟไหม้ในงานชกมวยที่ประเทศไทยเนื่องจากการนำ ลูกโป่งสวรรค์หลายร้อยลูกมาประดับ จากตัวอย่างที่กล่าวมาแสดงให้เห็นว่าการนำ ธาตุมาใช้ล้วนส่ง ผลกระทบต่อสิ่งมีชีวิตและสิ่งแวดล้อม ธาตุบางชนิดแม้ไม่ได้มีสมบัติเป็นพิษร้ายแรงแต่การนำ มาใช้ไม่ ถูกวิธีก็ส่งผลให้เกิดความเสียหายต่อชีวิตและทรัพย์สินได้เช่นกัน
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น