โครงงานวิทยาศาสตร์เรื่องการขจัดก๊าซมลพิษในอากาศ

บทคัดย่อโครงงานวิทยาศาสตร์

โครงงานวิทยาศาสตร์นี้ เป็นความพยายามที่จะลดปริมาณของก๊าซมลพิษได้แก่ SO2,NO2,CO,ไอน้ำมัน (สารประกอบไฮโดรคาร์บอน),เขม่า และฝุ่นละออง ที่ปนเปื้อนอยู่ตามท้องถนน เพื่อช่วยให้ผู้ที่ปฏิบัติงานอยู่ริมถนน เช่น ตำรวจจราจรตามป้อมสัญญาณไฟจราจร ได้มีอากาศที่ค่อนข้างสะอาดและพร้อมกับมีราคาถูก ไว้ใช้ในการหายใจ ในการขจัดก๊าซมลพิษเหล่านี้ออกจากอากาศที่จะนำมาใช้หายใจ คณะผู้จัดทำเลือกใช้วิธีที่คิดว่าเหมาะสม 2 วิธีร่วมกันคือ 1.การทำให้ก๊าซมลพิษเกิดการเปลี่ยนแปลงทางเคมีได้สารที่ไม่เป็นพิษ วิธีการนี้ใช้ขจัดก๊าซมลพิษที่มีสมบัติเป็นกรด คือ SO2 และ NO2 ก๊าซทั้งสองนี้ทำปฏิกิริยาได้กับสารที่เป็นเบส (จากความรู้เรื่องกรด-เบส) โดยได้เลือกใช้แคลเซียมไฮดรอกไซด์(Ca(OH2) เพราะหาง่ายและมีราคาถูก ปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นในการขจัดก๊าซทั้งสองชนิดเป็นดังนี้ Ca2+(aq) + 2OH-(aq) + SO2(G)------->- CaSO3 + H2o(l) 2OH-(aq) + 2NO2(G)-----> NO2- + NO3- +H2O(l) 2.การดูดซับก๊าซบนของแข็ง (Absorption) วิธีนี้ใช้ขจัดก๊าซ CO และไอน้ำมัน (สารประกอบไฮโดรคาร์บอน) โดยเลือกใช้ Actiated Carbon (ถ่านกัมมันต์) ซึ่งมีคุณสมบัติในการดูดซับก๊าซเหล่านี้ได้ดี เนื่องจากขาดอุปกรณ์ที่ใช้ในการตรวจสอบ CO และไอน้ำมัน โครงงานนี้จึงไม่เน้นการแก้ไขปัญหาหรือการแสดงผลการขจัดก๊าซ CO และไอน้ำมัน แต่จะเน้นการแก้ไขปัญหาและการแสดงผลการขจัด SO2 และ NO2 เป็นหลัก โดยปัญหาที่เกิดขึ้นในการขจัดก๊าซมลพิษทั้งสองนี้อยู่ที่แคลเซียมไฮดรอกไซด์ ซึ่งเป็นเบสที่ละลายน้ำได้ไม่ดี ทำให้ในสารละลายแคลเซียมไฮดรอกไซด์มี Ca2+ และ OH- อยู่ด้วยปริมาณและความเข้มข้นไม่มากนัก จึงน่าจะขจัดก๊าซพิษทั้งสองชนิดนี้ได้ในปริมาณที่น้อยและช้า ฉะนั้นจึงได้แก้ปัญหานี้เพื่อให้ก๊าซทั้งสองนี้ถูกขจัดได้ดีขึ้น โดยใช้ความรู้ 2 เรื่อง คือ 1.การเพิ่มพื้นที่ผิวทำให้อัตราการเกิดปฏิกิริยาเพิ่มขึ้น โดยใช้ลูกทรายให้อากาศในตู้ปลา ซึ่งเป็นลักษณะที่หาง่าย ราคาถูกเข้ามาช่วยในการเพิ่มพื้นที่ผิวสัมผัสระหว่างอากาศกับสารละลายแคลเซียมไฮดรอกไซด์ เพื่อให้อัตราการเกิดปฏิกิริยาระหว่างก๊าซมลพิษกับ Ca2+ และ OH- 2. การทำลายภาวะสมดุลของการละลายของแคลเซียมไฮดรอกไซด์ แคลเซียมไฮดรอกไซด์มีสมการแสดงภาวะสมดุลของการละลาย คือ CA(OH)2(2)--- Ca2+(aq) + OH-(aq) ถึงแม้ว่าในสารละลายมี Ca2+ และ OH- ไม่มากนักทำให้น่าที่จะขจัดก๊าซมลพิษทั้งสองได้ในปริมาณไม่น้อย แต่จากการที่ Ca2+ และ OH- ถูกดึงออกจากสมดุลไปใช้ ซึ่งเป็นการทำลายภาวะสมดุลตามหลักของ เลอ ชาเตอริเยร์ มีผลให้แคลเซียมไฮดรอกไซด์เกิดการละลายออกมาทดแทนเรื่อย ๆ ทำให้สามารถขจัดก๊าซมลพิษได้ในปริมาณที่มากขึ้น ผลที่ได้จากการทดลองศึกษาข้างต้นนั้น สามารถนำไปใช้ในการขจัดก๊าซมลพิษได้ผลเป็นที่น่าพอใจ ซึ่งจะเป็นประโยชน์ของมนุษย์ต่อไป

ชื่อนักเรียนผู้จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์

• กฤษฏ์เลิศ สัมพันธารักษ์

• ทรงพล ดีจงกิจ

• มิตร พฤกษ์วิมลพันธ์

• สุนธิรา สุธานนท์

• อานนท์ เรืองจรุงพงศ์

อาจารย์ที่ปรึกษาโครงงานวิทยาศาสตร์

• จิตรลดา เพชรโพธิ์แก้ว

• เมธี พงษ์มาลา

โรงเรียนที่กำกับดูแลโครงงานวิทยาศาสตร์

โรงเรียนเตรียมอุดมศึกษา

รางวัลการประกวดโครงงานวิทยาศาสตร์

ม.ปลาย ชนะการประกวดรางวัลชมเชย ทั่วไป ภาคกลาง

การตีพิมพ์ผลงาน

วารสารบทคัดย่อการศึกษาวิทยาศาสตร์คณิตศาสตร์และเทคโนโลยี 2536 4(10) p65

คำสำคัญ (keywords) ของโครงงาน

• การขจัดก๊าซพิษ SO2และNO2

• ก๊าซมลพิษ วิธีการขจัด

ประเภทโครงงานวิทยาศาสตร์

• โครงงานประเภทการทดลองทางวิทยาศาสตร์