วันเสาร์ที่ 15 สิงหาคม พ.ศ. 2552

ทำให้แห้ง (ไม่มีน้ำ) MO Memoir : วันศุกร์ที่ ๒๑ พฤศจิกายน ๒๕๕๑

เป็นเรื่องปรกติที่เราใช้น้ำในการล้างเครื่องแก้วต่าง ๆ พอล้างเสร็จแล้วก็เอาไปอบแห้งหรือผึ่งลมให้แห้ง โดยทั่วไปน้ำประปาจะมีไอออนต่าง ๆ ละลายอยู่ ดังนั้นถ้าล้างเครื่องแก้วด้วยน้ำประปาแล้วนำเครื่องแก้วไปอบให้แห้ง ไอออนต่าง ๆ ที่ละลายอยู่ในน้ำประปาก็จะตกผลึกเป็นเกลือที่ตาเรามาองไม่เห็นเกาะอยู่บนผิวแก้ว ในงานที่ต้องการความบริสุทธิ์สูงมากก็จะต้องทำการล้างเครื่องแก้วด้วยน้ำกลั่นอีกครั้งก่อนใช้งาน การล้างด้วยน้ำกลั่นก็เพื่อชะเอาเกลือที่ละลายติดอยู่บนผิวแก้วออกไป

แต่ก็มีบางงานที่น้ำเป็นสิ่งปนเปื้อนที่ยอมรับไม่ได้

(เช่นการใช้งานกับพวกสารเคมีที่ทำปฏิกิริยากับน้ำ) ถ้าเป็นอุปกรณ์เครื่องแก้วประเภทไม่ได้บรรจุสาร (เช่นแท่งแก้วคน) หรือพวกที่บรรจุของเหลวได้แต่มีปากภาชนะที่กว้าง (เช่นบีกเกอร์) เมื่อล้างอุปกรณ์ด้วยน้ำกลั่นแล้วนำไปอบแห้งก็จะได้เครื่องแก้วที่แห้งสนิท







รูปที่ 1 Volumetric flask ที่ใช้กันทั่วไปในการเตรียมสารละลาย จะมีปัญหาเรื่องการทำให้ขวดแห้ง เนื่องจากปากขวดมีขนาดเล็กเมื่อเทียบกับตัวขวด


เครื่องแก้วประเภทตัวอ้วนแต่ปากเล็กเช่นขวดวัดปริมาตร (Volumetric flask) ที่แสดงในรูปที่ 1 ข้างบนจะมีปัญหาในการทำให้ภายในขวดแห้ง เมื่อเราล้างภายในขวดด้วยน้ำกลั่นแล้วนำขวดไปอบแห้ง จะเห็นว่าเมื่อนำขวดออกมาจากตู้อบขวดจะแห้ง แต่ถ้าตั้งทิ้งไว้สักพักให้ขวดเย็นจะเห็นมีหยดน้ำมาเกาะข้างขวดใหม่ หยดน้ำที่มาเกาะข้างขวดก็เป็นไอน้ำที่อยู่ในขวดนั่นเอง เมื่อเรานำขวดน้ำที่ล้างภายในด้วยน้ำกลั่นแล้วไปอบแห้ง ความร้อนจะทำให้หยดน้ำในขวดกลายเป็นไอน้ำ บางส่วนจะหลุดออกมานอกปากขวดจากการขยายตัวของแก๊ส แต่จะยังมีส่วนหนึ่งที่ยังคงค้างในขวดไม่แพร่ออกมาข้างนอกด้วย (เพราะความดันข้างในกับข้างนอกขวดสมดุลกัน) เมื่อผิวขวดเย็นลง ไอน้ำที่ยังคงค้างในขวดก็จะควบแน่นกลับเป็นหยดน้ำเกาะติดข้างขวดใหม่อีกครั้งหนึ่ง วิธีการหนึ่งที่พอจะลดปัญหาดังกล่าวได้คือการคว่ำเอาปากขวดลงเวลาพึ่งขวดให้แห้ง เพราะจะช่วยให้น้ำที่เปียกอยู่ข้างขวดไหลลงมาข้างล่าง นอกจากนี้ยังอาจใช้การเป่าแก๊สที่แห้งเข้าไปในขวด (เช่น อากาศแห้ง ไนโตรเจน อาร์กอน เป็นต้น) เพื่อไอน้ำที่ค้างอยู่ในขวดออกมา (ทำได้หลังจากนำขวดออกมาจากตู้อบและก่อนที่ขวดจะเย็นตัวลง) เมื่อขวดเย็นตัวลงจะได้ไม่มีไอน้ำควบแน่นบนผิวขวดด้านใน


วิธีการหนึ่งที่มีคนใช้ในการกำจัดน้ำพวกนี้คือทำการล้างน้ำกลั่นทิ้งอีกครั้งด้วยอะซีโทน (acetone, H3CCOCH3) เนื่องจากอะซีโทนละลายน้ำได้เล็กน้อยและมีจุดเดือดที่ต่ำ (หรือมีความดันไอสูง) เมื่อนำอะซีโทนไปชะเอาน้ำกลั่นออกมาก็จะมีแต่อะซีโทนตกค้างอยู่ภายในขวด เนื่องจากความดันไอที่สูงของอะซีโทน ทำให้อะซีโทนระเหยออกมานอกขวดได้ง่าย (แต่ก็ยังมีบางส่วนยังคงค้างอยู่ในขวด)


เมื่อไม่กี่ปีมานี้เคยได้รับแจ้งถึงเหตุการณ์หนึ่ง ซึ่งได้เกิดหลายครั้งด้วย (แต่ตอนนี้เงียบหายไปกว่าปีแล้ว ยังไม่เคยได้ยินว่าเกิดขึ้นอีก) เหตุการณ์ดังกล่าวผู้เขียนไม่ได้เห็นด้วยตาตัวเอง เพียงแต่เป็นผู้ได้รับรายงานและผู้ที่ประสบกับเหตุการณ์ดังกล่าวถามว่าน่าจะเกิดจากอะไร คือมีการพบว่ามีเครื่องแก้วที่อบแห้งอยู่ในตู้อบมีการแตกเสียหาย ผู้ที่พบเห็นบอกว่าสงสัยว่าจะมีการระเบิดเกิดขึ้นในตู้อบ ตอนแรกมีการสงสัยกันว่าอาจมีผู้นำเอาสารเคมีที่เมื่ออบแล้วให้สารที่ติดไฟได้ไปอบในตู้อบ (เช่นพวกสารดูดซับ (absorbent) ต่าง ๆ) แต่เมื่อตรวจสอบดูแล้วพบว่าไม่มีการนำสารใด ๆ เข้าไปอบในตู้ดังกล่าว และในขณะนั้นก็ไม่มีการทำการทดลองที่เกี่ยวข้องกับสารดังกล่าวด้วย เมื่อสืบสวนแล้วพบว่าสาเหตุที่น่าจะเป็นไปได้มากที่สุดคือการนำเอาขวดวัดปริมาตร (ดังรูปที่ 1นั่นแหละ) ที่ผ่านการล้างด้วยอะซีโทนเข้าไปอบในตู้อบ (เพื่อที่มันจะได้แห้งเร็ว ๆ) เมื่ออะซีโทน (ทั้งส่วนที่เป็นของเหลวเปียกผิวด้านในและที่เป็นไอ) ที่อยู่ในขวดวัดปริมาตรได้รับความร้อนก็จะกลายเป็นไอและขยายตัวแพร่ออกมาข้างนอกทางปากขวด เมื่อไออะซีโทนไปกระทบกับขดลวดที่ให้ความร้อนแก่อากาศในตู้ ก็เกิดการลุกติดไฟและระเบิดขึ้นในตู้อบ ทำให้เครื่องแก้วที่อบอยู่ในตู้อบเกิดความเสียหายได้


ข้อความในย่อหน้าข้างต้นเป็นเพียงข้อสัณนิฐานจากข้อมูลที่ได้รับทราบ และการสอบถามสภาพการใช้งาน (ซึ่งแน่นอนว่ายากที่จะได้ความจริง เพราะผู้ให้ข้อมูลก็กลัวว่าจะผูกมัดตัวเองว่าเป็นผู้ทำผิด) ดังนั้นจึงพึงใช้วิจารณาญานในมากเป็นอย่างยิ่งในการอ่าน



ไม่มีความคิดเห็น: