การยกระดับความปลอดภัยในห้องปฏิบัติการเคมีทั่วไปโดยการประยุกต์ใช้เทคนิคปฏิบัติการย่อส่วน: กรณีศึกษาการทดลองสมดุลเคมีและสมดุลการละลาย
Keywords:
การลดของเสีย, ความปลอดภัยในห้องปฏิบัติการ, ปฏิบัติการย่อส่วน, มาตรฐาน ESPReL, หลักเลอชาเตอลิเยร์Abstract
การศึกษาครั้งนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อพัฒนาและปรับเปลี่ยนกิจกรรมการทดลองจากการศึกษาอัตราการเกิดปฏิกิริยาไปสู่การทดลองสมดุลเคมีและสมดุลการละลายในรูปแบบปฏิบัติการย่อส่วนสำหรับรายวิชาปฏิบัติการเคมีทั่วไป รวมทั้งประเมินผลของการปรับเปลี่ยนในด้านการใช้สารเคมี การเกิดของเสีย ระยะเวลาในการดำเนินงาน และความปลอดภัยในการปฏิบัติงาน การศึกษานี้เป็นการวิจัยเชิงประเมินผลในบริบทของการจัดการเรียนการสอนจริง โดยเปรียบเทียบการทดลองอัตราการเกิดปฏิกิริยาแบบเดิมกับการทดลองสมดุลเคมีและสมดุลการละลายในรูปแบบปฏิบัติการย่อส่วน ข้อมูลรวบรวมจากบันทึกการใช้สารเคมี ปริมาณของเสีย ระยะเวลาในการดำเนินงาน ข้อมูลด้านความปลอดภัย และแบบประเมินความคิดเห็นของอาจารย์ผู้สอน ผู้ช่วยสอน และเจ้าหน้าที่ห้องปฏิบัติการ จำนวน 25 คน แบบประเมินมีค่าความเชื่อมั่น (Cronbach’s alpha) เท่ากับ 0.863 วิเคราะห์ข้อมูลด้วยสถิติเชิงพรรณนาและสถิติ One-sample t-test ผลการศึกษาพบว่าการประยุกต์ใช้เทคนิคปฏิบัติการย่อส่วนช่วยลดการใช้สารเคมีต่อคู่ปฏิบัติการจาก 314.00 เป็น 11.85 มิลลิลิตร คิดเป็นร้อยละ 96.23 ลดปริมาณสารเคมีที่ต้องเตรียมจาก 91.3 เหลือ 9.7 ลิตรต่อปีการศึกษา แม้ว่าจำนวนนิสิตจะเพิ่มขึ้นจาก 510 คน เป็น 1,400 คน นอกจากนี้ยังช่วยลดปริมาณของเสีย ระยะเวลาในการเตรียมสารเคมี ระยะเวลาปฏิบัติการ และความเสี่ยงจากการสัมผัสสารเคมี การถ่ายเทสาร การรั่วไหลของสารเคมี และการใช้เครื่องแก้ว ผลการประเมินความคิดเห็นอยู่ในระดับมาก (4.46 ± 0.61) และมีค่าเฉลี่ยสูงกว่าค่าเกณฑ์อย่างมีนัยสำคัญทางสถิติ (p < 0.001) สรุปได้ว่าการประยุกต์ใช้เทคนิคปฏิบัติการย่อส่วนเป็นแนวทางที่มีประสิทธิภาพในการยกระดับความปลอดภัย ลดการใช้ทรัพยากรและการเกิดของเสีย เพิ่มประสิทธิภาพการบริหารจัดการห้องปฏิบัติการ และสนับสนุนการดำเนินงานตามแนวทาง Green Laboratory และมาตรฐาน ESPReL โดยสามารถใช้เป็นต้นแบบในการพัฒนากิจกรรมปฏิบัติการเคมีอื่นในระดับอุดมศึกษาต่อไป
Downloads
References
Anastas, P. T., & Eghbali, N. (2010). Green chemistry: Principles and practice. Chemical Society Reviews, 39(1), 301-312. https://doi.org/10.1039/B918763B
Anastas, P. T., & Warner, J. C. (1998). Green chemistry: Theory and practice. Oxford University Press.
Armstrong, L. B., Rivas, M. C., Zhou, Z., Irie, L. M., Kerstiens, G. A., Robak, M. T., Douskey, M. C., & Baranger, A. M. (2019). Developing a green chemistry focused general chemistry laboratory curriculum: What do students understand and value about green chemistry? Journal of Chemical Education, 96(11), 2410-2419. https://doi.org/10.1021/acs.jchemed.9b00277
Brown, T. L., LeMay, H. E., Bursten, B. E., Murphy, C. J., Woodward, P. M., & Stoltzfus, M. W. (2018). Chemistry: The central science (14th ed.). Pearson.
Cabrera-Franco, J., Rivas, H., Cruz, R., Jin, Z., & Cui, J. (2026). Small changes, big impact: Integrating green chemistry into the organic chemistry laboratory through optimized experimental methods. Journal of Chemical Education, 103(6), 3227-3234. https://doi.org/10.1021/acs.jchemed.5c01111
Creary, X., & Morris, K. M. (1999). A new twist on the iodine clock reaction: Determining the order of a reaction. Journal of Chemical Education, 76(4), 530. https://doi.org/10.1021/ed076p530
Hensley, M. S., Burrows, N. L., Galerneau, A. J., Bekkala, A. P., & Hungwe, K. N. (2024). Investigating the impact of RAMP-based safety instruction on student learning in an organic chemistry lab course. Journal of Chemical Education, 101(6), 2203-2214. https://doi.org/10.1021/acs.jchemed.3c00955
Hill, R. H., Jr., & Finster, D. C. (2016). Laboratory safety for chemistry students (2nd ed.). John Wiley & Sons.
MacKellar, J. J., Constable, D. J. C., Kirchhoff, M. M., Hutchison, J. E., & Beckman, E. (2020). Toward a green and sustainable chemistry education road map. Journal of Chemical Education, 97(8), 2104-2113. https://doi.org/10.1021/acs.jchemed.0c00288
O’Neil, N. J., Scott, S., Relph, R., & Ponnusamy, E. (2021). Approaches to incorporating green chemistry and safety into laboratory culture. Journal of Chemical Education, 98(1), 84-91. https://doi.org/10.1021/acs.jchemed.0c00134
Rogat, C., Barnes, C., & Gallant, S. K. (2025). Implementation of a green chemical hygiene and safety experiment in the General Chemistry I laboratory. Journal of Chemical Education, 102(1), 311-315. https://doi.org/10.1021/acs.jchemed.4c00634
Sattsangi, P. D. (2011). A microscale approach to chemical kinetics in the general chemistry laboratory: The potassium iodide hydrogen peroxide iodine-clock reaction. Journal of Chemical Education, 88(2), 184-188. https://doi.org/10.1021/ed100140w
Singh, M. M., Szafran, Z., & Pike, R. M. (1999). Microscale chemistry and green chemistry: Complementary pedagogies. Journal of Chemical Education, 76(12), 1684-1686. https://doi.org/10.1021/ed076p1684
