ในการเรียนวิชาวิทยาศาสตร์ นอกจากการเรียนภายในตำราแล้ว สิ่งที่ขาดไม่ได้คือการทดลองทางวิทยาศาสตร์ ซึ่งผู้เรียนจะต้องรู้จักกับ อุปกรณ์ทางวิทยาศาสตร์ เพื่อใช้ในการทดลองและหาคำตอบจากการตั้งสมมติฐานของผู้เรียน โดยเครื่องมือและอุปกรณ์ทางวิทยาศาสตร์มีอะไรบ้าง
อุปกรณ์ทางวิทยาศาสตร์ มีกี่ประเภท
การเรียนวิชาวิทยาศาสตร์ เป็นการเรียนรู้ที่ผู้เรียนมักจะได้รับความสนุกจากการเรียนวิชานี้ เพราะได้มีการทดลองและลงมือปฏิบัติภายในห้องทดลอง ทั้งนี้ผู้เรียนจะต้องรู้จักและเข้าใจการใช้งานของ อุปกรณ์ทางวิทยาศาสตร์ คือ เครื่องมือที่ให้ทั้งภายในและภายนอกห้องปฏิบัติการเพื่อใช้ทดลองและหาคำตอบต่าง ๆ ทางวิทยาศาสตร์ โดยสามารถแบ่งอุปกรณ์ทางวิทยาศาสตร์เป็น 3 ประเภท ดังนี้
1.ประเภทอุปกรณ์ทั่วไป
อุปกรณ์ทางวิทยาศาสตร์ ประเภทอุปกรณ์ทั่วไป เป็นอุปกรณ์ที่สามารถนำไปใช้ได้หลายห้องปฏิบัติการ เช่น บีกเกอร์ หลอดทดสอบ ไพเพท บิวเรต กระบอกตวง หลอดหยดสาร แท่งแก้วคนสาร อุปกรณ์เหล่านี้ผลิตจากวัสดุที่เป็นแก้ว เพราะจะต้องใช้กับสารเคมีและความร้อน นอกจากนี้ยังมี เครื่องชั่ง กล้องจุลทรรศน์ ตะเกียงแอลกอฮอล์ เป็นต้น
2.ประเภทอุปกรณ์เครื่องมือช่างหรือเครื่องมือเฉพาะ
อุปกรณ์ทางวิทยาศาสตร์ ประเภทเครื่องมือช่างหรือเครื่องมือเฉพาะ เป็นอุปกรณ์ที่ใช้ได้ทั้งภายในห้องปฏิบัติการและภายนอกห้องปฏิบัติการ เป็นอุปกรณ์ที่ต้องใช้ในการวัด ชั่ง ตวง ซึ่งต้องมีความแม่นยำสูง ได้มาตรฐานและมีใบรับรอง เช่น เวอร์เนีย คีม และแปรง เป็นต้น
3.ประเภทอุปกรณ์สิ้นเปลือง และสารเคมี
อุปกรณ์ทางวิทยาศาสตร์ เป็นอุปกรณ์ทางวิทยาศาสตร์ประเภทอุปกรณ์สิ้นเปลืองและสารเคมี ที่ใช้แล้วหมดไปไม่สามารถนำกลับมาใช้ได้อีก เช่น กระดาษกรอง กระดาษลิตมัส และสารเคมี
อุปกรณ์ทางวิทยาศาสตร์ แต่ละประเภทใช้งานอย่างไร
เมื่อทำความรู้จักกับประเภทของอุปกรณ์ทางวิทยาศาสตร์แล้ว ผู้เรียนจะต้องรู้จักวิธีการใช้งานของอุปกรณ์ทางวิทยาศาสตร์แต่ละประเภท ซึ่งมีการใช้งานที่แตกต่างกันโดยแยกประเภทใช้งานดังนี้
1. การใช้งานอุปกรณ์วิทยาศาสตร์ประเภททั่วไป
บีกเกอร์ (BEAKER)
บีกเกอร์ สามารถใช้งานได้หลายวัตถุประสงค์ ทั้งการทดลองง่าย ๆ ไปจนถึงการทดลองในห้องปฏิบัติการ โดยบีกเกอร์จะมีหลายขนาดและมีความจุต่างกัน สามารถสัมผัสความร้อนและเย็น และสารเคมีได้ โดยที่ข้างบีกเกอร์จะมีตัวเลขระบุความจุของบีกเกอร์ มีทั้งแบบสูง แบบเตี้ย และแบบรูปทรงกรวย (conical beaker) บีกเกอร์ จะมีปากงอเหมือนปากนก เรียกว่า spout
หลอดทดสอบ (TEST TUBE)
หลอดทดสอบมีหลายชนิดและหลายขนาด ชนิดที่มีปากและไม่มีปาก ชนิดธรรมดาและชนิดทนไฟ ขนาดของหลอดทดสอบ ส่วนมากใช้กับทดลองปฏิกิริยาเคมีระหว่างสารละลาย ใช้ต้มของเหลวที่มีปริมาตรน้อย โดยมี test tube holder จับกันร้อนมือ ทั้งนี้หลอดทดสอบแบบทนไฟจะมีขนาดใหญ่ และหนากว่าหลอดธรรมดา ใช้สำหรับเผาสารด้วยไฟโดยตรงในอุณหภูมิที่สูง และไม่ควรนำไปใช้ทดลองปฏิกิริยาเคมีระหว่างสารเหมือนหลอดธรรมดา
ไพเพท (PIPETTE)
ไพเพท เป็นอุปกรณ์ที่ใช้ในการวัดปริมาตรได้อย่างใกล้เคียง มีอยู่หลายชนิด แต่โดยทั่วไปที่มีใช้อยู่ในห้องปฏิบัติการมีอยู่ 2 แบบ คือ Volumetric pipette หรือ Transfer pipette และ Measuring pipette Transfer pipette ซึ่งใช้ในการวัดปริมาตรได้เพียงค่าเดียว คือถ้าหาก Transfer pipette จุ 25 มล. ก็จะวัดปริมาตรของของเหลวได้เฉพาะ 25 มล. เท่านั้น Transfer pipette มีหลายขนาดตั้งแต่ 1 มล. ถึง 100 มล. ถึงแม้ไพเพทชนิดนี้จะใช้วัดปริมาตรได้อย่างใกล้เคียงความจริงก็ตาม แต่ก็ยังมีข้อผิดพลาดซึ่งขึ้นอยู่กับขนาดของไพเพท
บิวเรท (BURETTE)
บิวเรท เป็นอุปกรณ์วัดปริมาตรที่มีขีดบอกปริมาตรและมีก๊อกสำหรับเปิด-ปิดของเหลว บิวเรทเป็นอุปกรณ์ที่ใช้ในการวิเคราะห์ มีขนาดตั้งแต่ 10 มล. จนถึง 100 มล. บิวเรท สามารถวัดปริมาตรได้อย่างใกล้เคียงความจริงมากที่สุด แต่ก็ยังมีความผิดพลาดอยู่เล็กน้อย ซึ่งขึ้นอยู่กับขนาดของบิวเรท
เครื่องชั่ง (BALANCE)
เครื่องชั่งแบ่งเป็น 2 ประเภท แบบ triple-beam balance เป็นเครื่องชั่งชนิด Mechanical balance ที่มีราคาถูกและใช้ง่าย แต่มีความไวน้อย เครื่องชั่งชนิดนี้มีแขนข้างขวาอยู่ 3 แขนและในแต่ละแขนจะมีขีดบอกน้ำหนักไว้เช่น 0 – 1.0 กรัม,0 – 10 กรัม, 0 – 100 กรัม และยังมีตุ้มน้ำหนักสำหรับเลื่อนไปมาได้อีกด้วย แขนทั้ง 3 นี้ติดกับเข็มชี้อันเดียวกันส่วน แบบ equal-arm balance เป็นเครื่องชั่งที่มีแขน 2 ข้างยาวเท่ากัน เมื่อวัดระยะจากจุดหมุน ซึ่งเป็นสันมีด ขณะที่แขนของเครื่องชั่งอยู่ในสมดุล เมื่อต้องการหาน้ำหนักของสารหรือวัตถุ จะต้องวางสารบนจานด้านหนึ่งของเครื่องชั่ง และต้องใส่ตุ้มน้ำหนัก เพื่อปรับให้แขนเครื่องชั่งอยู่ในสมดุล
2.การใช้งานอุปกรณ์วิทยาศาสตร์ประเภทเครื่องมือช่าง
เวอร์เนีย (VERNIER )
เวอร์เนีย เป็นเครื่องมือที่ใช้วัดความยาวของวัตถุทั้งภายในและภายนอกของชิ้นงาน
คีม (Tong)
คีมมีอยู่หลายชนิด คีมที่ใช้กับขวดปริมาตรเรียกว่า flask tong คีมที่ใช้กับบีกเกอร์เรียกว่า beaker tong และคีมที่ใช้กับเบ้าเคลือบเรียกว่า crucible tong ซึ่งทาด้วยนิเกิ้ลหรือโลหะเจือเหล็กที่ไม่เป็นสนิม ห้ามนำ crucible tong ไปใช้จับบีกเกอร์หรือขวดปริมาตรเพราะจะทำให้ลื่นตกแตกได้
3.การใช้งานอุปกรณ์วิทยาศาสตร์ประเภทอุปกรณ์สิ้นเปลืองและสารเคมี
กระดาษกรอง (FILTER PAPER)
เป็นกระดาษที่กรองสารที่อนุภาคใหญ่ออกจากของเหลวซึ่งมีขนาดของอนุภาคที่เล็กกว่า
กระดาษลิตมัส (LITMUS)
เป็นกระดาษที่ใช้ทดสอบสมบัติความเป็นกรด – เบสของของเหลว กระดาษลิตมัสมีสองสีคือสีแดงหรือสีชมพู และสีน้ำเงินหรือสีฟ้า วิธีใช้คือการสัมผัสของเหลวลงบนกระดาษ ถ้าหากของเหลวมีสภาพเป็นกรด (pH < 4.5) กระดาษจะเปลี่ยนจากสีน้ำเงินเป็นสีแดง แต่ถ้าของเหลวมีสภาพเป็นเบส (pH > 8.3) กระดาษจะเปลี่ยนจากสีแดงเป็นสีน้ำเงิน ถ้าหากเป็นกลาง (4.5 ≤ pH ≤ 8.3) กระดาษทั้งสองจะไม่เปลี่ยนสี
สารเคมี
สารที่ประกอบด้วยธาตุเดียวกันหรือสารประกอบจากธาตุต่างๆรวมกันด้วยพันธะเคมีซึ่งในห้องปฏิบัติการจะมีสารเคมีมากมาย
การเรียนวิชาวิทยาศาสตร์ ผู้เรียนจะต้องรู้จักกับ อุปกรณ์ทางวิทยาศาสตร์ ซึ่งมีมากมายหลายอย่าง และที่สำคัญจะต้องระมัดระวังในการใช้งาน สวมชุดป้องกันอย่างเช่น แว่นตา ชุดกราวด์ หรือถุงมือ เป็นต้น เพราะในการใช้อุปกรณ์วิทยาศาสตร์นั้น จะต้องมีการสัมผัสสารเคมี และความร้อนนั่นเอง ผู้เรียนควรป้องกันตัวเองและใช้อุปกรณ์อย่างระมัดระวังด้วย
