การศึกษาความสามารถในการดูดซับสารระเหยของซิลิกาจากแกลบ

ชื่อนักเรียนผู้จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์

ธนัชดา เกิดปานทอง, สุธีรา ถาริยะ, ไพลิน งดงาม

อาจารย์ที่ปรึกษาโครงงานวิทยาศาสตร์

ทองเพียร สิงห์ชัย

โรงเรียนที่กำกับดูแลโครงงานวิทยาศาสตร์

โรงเรียนวิทยาศาสตร์จุฬาภรณราชวิทยาลัย เชียงราย

ปีที่จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์

พ.ศ. 2561

บทคัดย่อโครงงานวิทยาศาสตร์

แกลบ (Rice Husk) คือ เปลือกแข็งของเมล็ดข้าวที่ได้จากการสีข้าว หรือเป็นส่วนที่เหลือใช้จากการสีข้าว ประกอบด้วยเซลลูโลส เฮมิเซลลูโลส ลิกนิน และเถ้าซึ่งมีซิลิกาอยู่มาก แกลบไม่ละลายในน้ำ มีความคงตัวทางเคมี ทนทานต่อแรงกระทำ จึงเป็นตัวดูดซับที่ดีในการบำบัดน้ำเสียที่มีโลหะหนัก การกำจัดโลหะหนักด้วยแกลบมีรายงานว่าสามารถใช้ได้กับ แคดเมียม ตะกั่ว สังกะสี ทองแดง โคบอลต์ นิกเกิลและเงิน โดยใช้ได้ทั้งในรูปที่ทำและไม่ทำปฏิกิริยากับสารเคมี สารเคมีที่นิยมใช้ทำปฏิกิริยากับแกลบเพื่อให้ดูดซับโลหะมากขึ้นคือ โซเดียมไฮดรอกไซด์ โซเดียมคาร์บอเนต และอีพิคลอโรไฮดริน

ซิลิกา หรือ ซิลิกอนไดออกไซด์ (SiO2) เป็นสารประกอบของซิลิกอน และออกซิเจน มีลักษณะเป็นผลึก ไม่มีสี หรือเป็นผลึกสีขาว ไม่มีกลิ่น และรส มีความถ่วงจำเพาะระหว่าง 2 – 2.6 จุดหลอมเหลวประมาณ 170 องศาเซลเซียส ไม่ละลายน้ำหรือละลายได้น้อยมาก ไม่ละลายในกรดยกเว้นสารละลายกรดไฮโดรฟลูออริก (HF) และละลายได้ในสารละลายด่างได้เป็นสารละลายซิลิเกต (Silicate) ซิลิกาที่พบในแกลบมี 2 ชนิด คือ 1) ซิลิกาแบบอสัณฐาน (Amorphous) ได้จากการเผาที่อุณหภูมิไม่สูงเกิน จะมีความว่องไวในการทำปฏิกิริยาเนื่องจากมีพื้นที่ผิวของกลุ่มไฮดรอกซิลซิลินอล (Hydroxyl silanl group, Si3OH) คงอยู่เมื่อให้ความร้อนถึง 400 องศาเซลเซียส มีการจัดเรียงโครงสร้างแบบไม่เป็นระเบียบ 2) ซิลิกาแบบผลึก (Crystalline) ค่อนข้างอยู่ตัวและเฉื่อยต่อการทำปฏิกิริยาทั้งนี้ขึ้นอยู่กับระยะเวลาและอุณหภูมิในการเผา แต่ที่อุณหภูมิสูงซิลิกาจะเปลี่ยนรูปแบบอสัณฐานเป็นผลึกของควอรตซ์(Quartz) คริสโตบาไลต์ (Christobalite) และทริมิดไมท์ (Tridymite) ซึ่งมีการจัดเรียงตัวอย่างเป็นระเบียบ ซึ่งโดยทั่วไปไม่ทำปฏิกิริยากับกรด ยกเว้นกรดไฮโดรฟลูออริก ซึ่งสามารถทำให้ซิลิกาแตกตัวเป็นฟลูออโรซิลิเกต (Fluorosilica, SiF4) เนื่องจากในปัจจุบันมีสารระเหยในชีวิตประจำวันเป็นจำนวนมาก อีกทั้งยังส่งผลเสียต่อระบบหายใจทำให้เกิดการระคายเคือง หลอดเหลือฝอยแตก และอาจจะทำให้ระบบหายใจล้มเหลว สารระเหยที่ผู้จัดสนใจที่จะนำมาศึกษาก็คือ ทินเนอร์ ซึ่งเป็นสารที่มีการใช้อย่างแพร่หลายและพบมากในชีวิตประจำวัน ผู้จัดทำจึงได้มีความสนใจที่จะนำซิลิกาที่ได้จากแกลบมาดูดซับสารระเหยดังกล่าวเพื่อที่จะได้ลดปริมาณสารระเหยดังกล่าวที่ส่งผลเสียต่อร่างกายให้ลดลง และยังเป็นการรักษาสภาพอากาศในธรรมชาติอีกด้วย