1. รายงาน
เรื่อง สมดุลเคมีในสิ่งมีชีวตและสิ่งแวดล้อม
ิ
จัดทาโดย
1.นายวิศิษฏ์
ชู ทอง
ม.5/1 เลขที่
2.นายเนติพงษ์
วงศ์ ประพันธ์ ม.5/1 เลขที่
3.นางสาวปิ ยนันท์ เพชรสุ ข ม.5/1 เลขที่
4.นายทศพร
สินศรชัย ม.5/1 เลขที่
4
2
8
6
รายงานนีเ้ ป็ นส่ วนหนึ่งของรายวิชา เคมี
กลุ่มสาระการเรียนรู้ วทยาศาสตร์
ิ

2. ผลการเรียนรู้ ที่คาดหวัง
นาหลักการของสมดุลเคมีมาใช้ อธิบาย กระบวนการ
และ ปฏิกริยาต่ างๆ ทีเ่ กิดขึน ในร่ างกายของสิ่ งมีชีวต และ
ิ
้
ิ
อธิบาย ปรากฏการณ์ในธรรมชาติและสิ่ งแวดล้อมได้

3. สมดุลเคมีในสิ่ งมีชีวตและสิ่ งแวดล้ อม
ิ
สมดุลเคมีในสิ่ งมีชีวตและสิ่ งแวดล้ อม นั้นเกิดขึนได้ ในหลากหลาก
ิ
้
รู ปแบบไม่ ว่าจะเป็ น
1. ปฏิกริยาทีเ่ กิดขึน ภายในร่ างกาย ทีมีลกษณะสมดุลไดนามิก เช่ น
ิ
้
่ ั
กระบวนการหายใจ และ แลกเปลียนแก๊ สในระบบ หมุนเวียนเลือด
่
2. การนาความรู้ เกี่ยวกับสมดุลเคมีอธิบายสมดุลของแคลเซียมในร่ างกาย
3. การเกิดปรากฎการณ์ วัฏจักรคาร์ บอน
4. เกิดปรากฏการณ์ทพบเห็นในธรรมชาติ เช่ น การเกิดหินงอกและหินย้อย
ี่

4. การดารงชี วตของมนุษย์ จะเกียวข้ องกับกระบวนการและปฏิกริยาต่ างๆ
ิ
่
ิ
ภายในร่ างกาย ซึ่งเกิดขึนในลักษณะชองสมดุลไดนามิก เช่ น กระบวนการ
้
หายใจและแลกเปลียนแก๊ สในระบบหมุนเวียนเลือด ในภาวะปกติขณะที่
่
ร่ างกายพักผ่อน
ผู้ชายจะใช้ O2 ประมาณ 250 มิลลิลตรต่ อนาที และมีความต้ องการ
ิ
เพิมขึนเมื่อทากิจกรรมหรือออกแรงมากขึน O2 จะถูกลาเลียงไปยังส่ วนต่ างๆ
่ ้
้
ของร่ างกายโดยรวมไปกับโมเลกุลของฮีโมโกลบิน (Hb) ซึ่งเป็ นโปรตีนในเม็ด
เลือดแดง โมเลกุลของฮีโมโกลบินทีรวมอยู่กบ O2 เรียกว่า ออกซีฮีโมโกลบิน
่
ั
เขียนสมการอย่างง่ ายๆแสดงได้ ดังนี้

5. ขณะทีหายใจเข้ า O2 จะผ่านหลอดลมฝอยและเข้ าสู่ ถุงลมปอด ความดันของ O2 ใน
่
ถุงลมปอดจะสู งกว่ าความดันในเส้ นเลือดฝอยและรวมตัวกับฮีโมโกลบินทีเ่ ม็ดเลือด
แดงกลายเป็ นออกซิโมโกลบิน ปฏิกริยาจะดาเนินไปข้ างหน้ า เมือเลือดไหลเวียนไป
ิ
่
ยังเนือเยือต่ างๆของร่ างกายซึ่งจาเป็ นต้ องใช้ O2 เพือทากิจกรรมต่ างทีเ่ ป็ นผลจากเม
้ ่
่
ทาบอลิซึม O2 ในเลือดจึงถูกปล่ อยออกมา ปฏิกริยาจะเกิดในทิศทางย้ อนกลับเพือ
ิ
่
เพิมปริมาณ O2 เนื่องจาก กระบวนการทั้งสองนีดาเนินไปอย่ างต่ อเนื่องรวมทั้งมี
่
้
อัตราการเกิดปฏิกริยาไปข้ างหน้ าและปฏิกริยาย้ อนกลับเท่ ากัน จึงทาให้ มภาวะ
ิ
ิ
ี
สมดุลเกิดขึน
้

6. ในกระบวนการหายใจ นอกจากจะมีการปรับสมดุลของ O2 แล้ว ให้
พิจารณาสมการแสดงปฏิกิริยาทีเ่ กิดขึนในกระบวนการเมทาบอลิซึมของ
้
กลูโคส ซึ่งใช้ ออกซิเจนดังต่ อไปนี้
จากสมการทาให้ ทราบว่ าในการเผาผลาญกลูโคส 1 โมเลกุล จะต้ องใช้ O2
จานวนมากและทาให้ เกิด CO2 มากด้ วยเช่ นกัน เมื่อ CO2 ทีเ่ นือเยือมี
้ ่
ปริมาณสู งขึน CO2 จะแพร่ เข้ าสู่ เลือดในหลอดเลือดฝอยเพือส่ งผ่ านไปยัง
้
่
ปอด ซึ่ง CO2 จะทาปฏิกริยากับนาเกิดเป็ นกรดคาร์ บอนิก (H2 CO3) และ
ิ
้
แตะตัวอยู่ในรู ปของไฮโดรเจนคาร์ บอเนตไอออน (HCO3) กับไฮโดรเจน
ไอออน (H+) ดังสมการ

7. ไฮโดรเจนคาร์ บอเนตไอออนถูกส่ งถึงหลอดเลือดฝอยรอบถุงลมปอด ซึ่งภายในถุง
ลมปอดมีความดันของ CO2น้ อย ปฏิกริยาจะเกิดย้ อนกลับเพือเพิมความดัน โดย
ิ
่ ่
CO2ในหลอดเลือดฝอยจะแพร่ เจ้ าสู่ ถุงลมปอดและถูกขับออกจากปอดในขณะทีเ่ รา
หายใจออก ระบบการขนส่ ง O2 และ CO2 ของร่ างกายจากการศึกษาพบว่ าในเลือด
ของคนทีอาศัยอยู่ในพืนทีทสูงกว่ าระดับนาทะเลมากๆจะมีความเข้ มข้ นของ
่
้ ่ ี่
้
ฮีโมโกลบินเม็ดเลือดแดงสู ง แสดงว่ าภาวะแวดล้ อมทีแตกต่ างกันเป็ นปัจจัยทีมผลต่ อ
่
่ ี
การทางานของระบบต่ างๆภายในร่ างกาย
ดังนั้นผู้ทต้องเดินทางไปในพืนทีทสูกว่ า
ี่
้ ่ ี่
ระดับนาทะเลมากๆ อาจเกิดอาการที่
้
เรียกว่ าไฮพอกเซีย (hypoxia) ซึ่งเกิด
จากทีมออกซิเจนไปเลียงเนือเยือของ
่ ี
้ ้ ่
ร่ างกายไม่ เพียงพอ ในรายทีเ่ ป็ นรุนแรง
อาจถึงตายได้ เราทราบมานานแล้ วว่ า
หน้ าทีหลักของฮีโมโกลบินคือการขนส่ ง
่
ออกซิเจนไปเลียงส่ วนต่ างๆของร่ างกาย
้

8. เนื่องจากความดันของออกซิเจนทีระดับความสู งจากระดับนาทะเลมากๆ มีค่าตากว่ า
่
้
่
ความดันของออกซิเจนในบรรยากาศมีค่าประมาณ 0.14 บรรยากาศ ส่ วนความดัน
ย่ อยของออกซิเจนในบรรยากาศทีระดับนาทะเลมีค่าประมาณ 0.2 บรรยากาศ ดังนั้น
่
้
การอยู่ในทีระดับความสู งมากๆ จึงมีปริมาณของ O2 ในอากาศลดลง ตามหลักของ
่
เลอชาเตอลิเอ เมือความเข้ มข้ นของสารตั้งต้ นในทีนีคอออกซิเจนลดลง ปฏิกริยา
่
่ ้ื
ิ
ย้ อนกลับจะเกิดมากขึน ทาให้ ปริมาณของออกซีฮีโมโกลบินลดลง เป็ นผลให้ การ
้
ขนส่ ง O2 ไปเลียงเนือเยือส่ วนต่ างๆได้ น้อยลง จึงทาให้ เกิดอาการไฮพอกเซีย
้ ้ ่
อย่ างไรก็ตามถ้ าอยู่ในบริเวณนั้นนานๆ ร่ างกายสามารถปรับตัวโดยสร้ าง Hb ใน
เลือดให้ เพิมมากขึนจนมีผลให้ ฮีโมโกลบินสามารถจับกับ O2เกิดเป็ นออกซี
่
้
ฮีโมโกลบินได้ อย่ างเพียงพอ ด้ วยเหตุนีคนทีอยู่ในบริเวณทีมความสู งมากๆ จึงมี
้ ่
่ ี
ระดับความเข้ มข้ นของฮีโมโกลบินในเลือดสู งกว่ าของคนทีอยู่ทระดับนาทะเลปกติ
่ ี่
้
เนื่องจากกระบวนการทั้งสองเกิดขึนอย่ างต่ อเนื่องและมีอตราการเกิดปฏิกริยาไป
้
ั
ิ
ข้ างหน้ าและปฏิกริยาย้ อนกลับเท่ ากัน ในทีสุดระบบก็จะปรับตัวเข้ าสู่ ภาวะสมดุล
ิ
่

9. การนาความรู้ เกียวกับสมดุลเคมีอธิบายสมดุลของแคลเซียมในร่ างกาย
่
แคลเซียมจัดเป็ นธาตุทมปริมาณมากทีสุดในร่ างกายของมนุษย์ โดยคิดเป็ นร้ อยละ1.5 – 2 ของนาหนัก
ี่ ี
่
้
ร่ างกายผู้ใหญ่ ปริมาณแคลเซียมในร่ างกายร้ อยละ 98-99 เป็ นองค์ ประกอบของฟันและกระดูก ส่ วนทีเ่ หลือ
จะอยู่ในเนือเยือและกระแสเลือด หน้ าทีหลักของแคลเซียมในร่ างกายคือการเสริมสร้ างและซ่ อมแซม
้ ่
่
กระดูกและฟัน นอกจากนียงมีส่วนร่ วมในการทางานของเอนไซม์ กระบวนการเมทาบอลิซึมของวิตามินดี
้ั
การหดตัวของกล้ ามเนือ การเต้ นของหัวใจ การแข็งตัวของเลือด การเจริญเติบโตของกระดูกจะถึง
้
จุดสู งสุ ดเมืออายุประมาณ35 ปี และหลังจากอายุ 40 ปี จะเกิดการสู ญเสี ยแคลเซียมในกระดูกไปร้ อยละ
่
1 – 2 ต่ อปี เมืออายุประมาณ 65 ปี จะสู ญเสี ยแคลเซียมได้ ถึงร้ อยละ 30 – 50 ต่ อปี การสู ญเสี ยแคลเซียม
่
ของผู้หญิงจะเกิดเร็วในช่ วงภาวะหมดประจาเดือนเพือให้ การทางายของระบบต่ างๆในร่ างกายอยู่ในสภาพ
่
ปกติ จึงต้ องมีการรักษาระดับแคลเซียมในเลือดให้ คงทีและอยู่ในภาวะสมดุลกับปริมาณแคลเซียมใน
่
กระดูก ภายใต้ การควบคุมของวิตามินดีและพาราทอร์ โมน การลดปริมาณแคลเซียมในเลือดเพียงเล็กน้ อย
จะไปกระตุ้นให้ มการปลดปล่ อยแคลเซียมจากกระดูก เพิมการดูดซึมแคลเซียมจากลาไส้ พร้ อมกับลด
ี
่
การสู ญเสี ยทางปัสสาวะ หรือขณะทีร่างกายอยู่ภาวะทีมการซ่ อมแซมกระดูกทีแตกหักก็จะเกิด
่
่ ี
่
การดูดซึมแคลเซียมเข้ าไปในกระแสเลือดเพิมมากขึน กระบวนการทีเ่ กิดขึนตามทีกล่ าวมาแล้ วมี
่
้
้
่
ลักษณะของสมดุลไดนามิกทั้งสิ้น

10. การรักษาสมดุลของแคลเซียมในเลือด
การทางานของต่ อมไทรอยด์ และพาราไทรอยด์ จะทางานร่ วมกัน เพือควบคุม
่
สมดุลของปริมาณแคลเซียมในเลือด โดย
ถ้ าแคลเซียมในเลือดสู ง จะกระตุ้นให้ ต่อมไทรอยด์ หลัง
่
ฮอร์ โมนแคลซิโทนิน เพือลดระดับแคลเซียม
่
ถ้ าแคลเซียมในเลือดตา จะกระตุ้นให้ ต่อมพาราไทรอยด์ หลังพาราทอร์ โมน เพือ
่
่
่
เพิมระดับแคลเซียม
่

11. พาราทอร์ โมน
หรือ พาราไทรอยด์ ฮอร์ โมน
เป็ นฮอร์ โมนทีสร้ างจากต่ อมพารา
่
ไทรอยด์ มีหน้ าทีควบคุมภาวะ
่
สมดุลของแคลเซียมและ
ฟอสฟอรัสในร่ างกาย ซึ่งได้ แก่
- การเคลือนย้ ายแคลเซียมและ
่
ฟอสฟอรัสออกจากกระดูกและ
การดูดซึมกลับ
- การเพิมการดูดซึมกลับของ
่
แคลเซียมทีไต
่
- การเพิมการดูดซึมของแคลเซียม
่
ทีลาไส้
่
- การลดการดูดซึมฟอสฟอรัสทีไต
่

12. มารู้จักกับ ต่ อมพาราไทรอยด์
ต่ อมพาราไทรอยด์ หรือ Parathyroid
Glands เป็ นต่ อมไร้ ท่อประเภททีจาเป็ น
่
ต่ อชีวต (Essentail endocrine gland)
ิ
ขนาดเล็กเท่ าเมล็ดถั่วเขียว ฝังอยู่ด้านหลัง
ของต่ อมไทรอยด์ ด้านละ 2 ต่อม รวมเป็ น
4 ต่อม ทำหน้ำที่ผลิต และหลังฮอร์โมน
่
"พาราทอร์ โมน" (Parathormone) ซึ่ง
เป็ นสำรพอลิเพปไทด์ ประกอบด้วย
กรดอะมิโน 84 โมเลกุล ทำหน้ำที่ร่วมกับ
แคลซิโทนิน และวิตำมินดี
ต่ อมพาราไทรอยด์

13. การเกิดปรากฎการณ์ วัฏจักรคาร์ บอน
สมดุลเคมีนอกจากจะเกิดขึนในระบบต่ างๆของร่ างกายตามทีกล่ าวมาแล้ ว ยังเกิดกับ
้
่
ปรากฎการณ์ ต่างๆในธรรมชาติอกด้ วย เช่ น วัฎจักรของคาร์ บอน อะตอมของคาร์ บอนมี
ี
บทบาทสาคัญในกระบวนการทางเคมีต่างๆ ทั้งในสิ่งมีชีวตและสิ่งไม่ มชีวต ทาให้ เกิด
ิ
ี ิ
สารประกอบของคาร์ บอนจานวนมาก สารประกอบของคาร์ บอนอาจจะสะสมในรูปของ
มวลชีวภาพ สารอินทรีย์ทตกตะกอนทับถมกัน หรือในรูปของคาร์ บอเนตในหินปูนใน
ี่
เปลือกหอยและปะการังสารประกอบของคาร์ บอนจะมีการหมุนเวียนกลับสู่ บรรยากาศ
และแหล่ งนาได้ โดยกระบวนการหายใจ
้
การเผาไหม้ และการเน่ าเปื่ อย เมือ CO2
่
ถูกปล่อยออกมาในบรรยากาศ บางส่ วน
จะคงอยู่ในบรรยากาศ บางส่ วนจะ
ละลายลงในแหล่ งนา มหาสมุทร
้
หรือละลายในนาฝนแล้ วซึมลงดิน
้

14. ปริมาณของแก๊ ส CO2ในบรรยากาศกับในแหล่ งนาบนพืนโลกจะ
้
้
อยู่ในภาวะสมดุลกันการเพิมปริมาณ CO2 ให้ กบบรรยากาศจะมีผลให้ เกิดการ
่
ั
ละลายของ CO2 ลงในแหล่ งนามากขึน เพือลดผลของการรบกวนสมดุลตามหลัก
้
้ ่
ของเลอชาเตอลิเอ ซึ่งในทีสุดก็จะปรับเข้ าสู่ สมดุลใหม่ การละลายนาของแก๊ ส
่
้
CO2 เป็ นสาเหตุสาคัญทีทาให้ นาในธรรมชาติมสภาพเป็ นกรด ปัจจุบันแก๊ ส CO2
่
้
ี
ในบรรยากาศมีปริมาณเพิมขึน เพราะว่ ามีการเผาไหม้ เชื้อเพลิงจานวนมากใน
่ ้
กระบวนการผลิตทางอุตสาหกรรม การขับเคลือนยามพาหนะทีใช้ สัญจร และใน
่
่
การดารงชีวตประจาวัน รวมทั้งการทาลายป่ า มีผลทาให้ ฝนทีตกลงมาและนาใน
ิ
่
้
แหล่ งต่ างๆมีความเป็ นกรดเพิมขึน ปฏิกริยาจากการละลายของ CO2 ทีทาให้ มี
่ ้
ิ
่
สภาพความเป็ นกรดเป็ นดังนี้

15. เกิดปรากฏการณ์ ทพบเห็นในธรรมชาติ
ี่
การเกิดหินงอกและหินย้ อย
สภาพความเป็ นกรดของน้าในสิ่ งแวดล้ อมทาให้ เกิดปรากฏการณ์ ต่างๆ
ตัวอย่ างที่พบเห็นในธรรมชาติ เช่ น การเกิดหินงอกและหินย้ อน ซึ่งเกิดจาก
นาที่มสภาพความเป็ นกรดไหลซึมผ่ านพืนดินและทาปฏิกริยากับหินปูน จะ
้ ี
้
ิ
ได้ ผลิตภัณฑ์ เป็ นแคลเซียมไฮโดรเจนคาร์ บอเนต แคลเซียมไฮโดรเจน
คาร์ บอเนตจะละลายในน้าที่ซึมผ่ านจนอิมตัวและอาจมีความเข้ มข้ นถึง 200
่
ppm เมือนาไหลซึมผ่ านเข้ าไปในถาซึ่งมี CO2 ในบรรยากาศเข้ มข้ น
่ ้
้
ประมาณร้ อยละ 0.04 สารละลายดังกล่ าวจะอยู่ในภาวะสมดุลกับบรรยากาศ
ภายในถ้า ปฏิกริยาที่เกิดขึนเป็ นดังนี้
ิ
้

16. ปฏิกริยาไปข้ างหน้ าถึงการละลายนาของ CO2 จากอากาศหรือจากการเน่ าเปื่ อย
ิ
้
ของซากพืชและสัตว์ ในดิน ทาให้ นามีสภาพเป็ นกรด ถ้ าสารละลายมีความเป็ น
้
กรดสู งจะละลาย Ca CO2 จากแหล่ งหินปูนได้ ดี หินปูนจึงเกิดการผุกร่ อนเป็ น
โพรงหรือถาได้ เมือสารละลายไหลไปตามผนังหรือหยดลงบนพืนถาและนาหรือ
้
่
้ ้
้
CO2 สามารถแยกตัวออกจากสารละลายได้ ปฏิกริยาจะเกิดย้ อนกลับ เป็ นผลให้ มี
ิ
Ca CO2 ตกผลึกแยกออกมาเกิดเป็ นหินย้ อยตามเพดานหรือหินงอกบนพืนภายใน
้
ถา ปฏิกริยาย้ อนกลับเกิดได้ ช้ามาก ต้ องใช้ เวลานานหลายร้ อยหลายพันปี กว่ าจะได้
้
ิ
หินย้ อยและหินงอกทีมสภาพใหญ่ โตและสวยงามดังทีเ่ ห็น ดังรูป
่ ี

17. หินงอก - หินย้อย
หินงอกคือหินทีงอกจากพืนหินย้อย คือหินทีย้อยลงมาจากด้ านบนเกิดมาก
่
้
่
โดยเฉพาะภูเขาหินปูน(CO2 ) ซึ่งละลายในนาฝน กลายเป็ นกรดคาร์ บอนิก
้
(H2CO3)ไหลไปตามก้ อนหิน และทาปฏิกริยากับแคลเซียมตาร์ บอเนตทีมี
ิ
่
อยู่ในหินปูนเกิดเป็ นสารละลายแคลเซียมไฮโดรเจน-คาร์ บอเนต ซี่งไหลไป
ตามพืนผนังถาเมือนาระเหยหมดก็เหลือตะกอนสะสมเป็ นหินงอกหินย้ อย
้
้ ่ ้

18. แหล่ งอ้ างอิง
•http://www.lks.ac.th/student/kroo_su/chem18/
7.6.htm
•chemical.gulife.com/diary/%3Fdat...page%3D1
•www.becthai.com/events_detail.ph...ail%3D42
•61.7.235.246/basic_nurse/apichat...ell.html
•health.kapook.com/view5652.html
•www.thaigoodview.com/node/72701
•gotoknow.org/blog/ort2511/209800
•202.143.160.21/LM/Sci%40/bio/atm...tion.htm
•mybody-by-urng.blogspot.com/2009...ive.html