การค้นพบโครงสร้างโมเลกุลของเบนซีนในความฝัน "งู" งับหางตัวเองในความฝันของคิคูเล
การค้นพบโครงสร้างโมเลกุลของเบนซีนในความฝัน “งู” งับหางตัวเองในความฝันของคิคูเล
ก่อนปี ค.ศ. 1865 นั้น ว่ากันว่า นักเคมี ที่ศึกษาสารอินทรีย์ทำงานเหมือนกับอยู่ในห้องมืด กล่าวคือแม้ว่านักเคมีในยุคนั้น จะสามารถ สังเคราะห์และศึกษาสมบัติของสารต่าง ๆ และ เริ่มได้ข้อมูลที่สำคัญแล้วก็ตาม แต่ปัญหา เกี่ยวกับโครงสร้างของสารนั้นช่างมืดมนเหลือเกิน
ย้อนกลับไปในปี ค.ศ. 1825 ไมเคิล ฟาราเดย์ ทำการทดลองหาได้ว่า เบนซีน (benzene) ประกอบด้วยอะตอมของธาตุคาร์บอน และไฮโดรเจนเท่านั้นและมีจำนวนเท่า ๆ กัน
แต่โครงสร้างโมเลกุลของเบนซีนก็ยังคงเป็นความลับ จนกระทั่งในปี ค.ศ. 1865 คิคูเล (Friedrich August Kikule) ยอดนักเคมีซึ่งผู้ครุ่นคิดเกี่ยวกับโครงสร้างทางเคมีของสารต่าง ๆ รวมทั้งเบนซีนมานาน แต่ “คิด ๆ เท่าไรก็ไม่ออกสักที” ก็เกิดเหนื่อยจนผล็อยหลับไปข้างเตาผิง และแล้วความฝันอันบรรเจิดก็เกิดขึ้น ขณะที่คิคูเลกำลังงัวเงียครึ่งหลับครึ่งตื่นอยู่นั้น เขาเห็น “งู” หลายตัวมาเลื้อยอยู่ตรงหน้า และแล้วก็มีงูตัวหนึ่งม้วนตัวหมุนเป็นวงกลม แล้วงับหางตัวเอง ! (บางตำราบอกว่ามีงู 6 ตัว แต่ละตัวจะไปงับหางตัวที่อยู่ด้านหน้ารวมกันเป็นวงกลม)
เหมือนสายฟ้าฟาดเปรี้ยง ! คิคูเลตื่นขึ้นมาทันที และใช้เวลากลางคืนนั้นเขียน สมมุติฐานเกี่ยวกับโครงสร้างของเบนซีน ซึ่งมีคาร์บอน 6 ตัว ต่อกันเป็นวงกลมเหมือน “งู” ที่งับหางตัวเองฉะนั้น (นี่ถ้าคิคูเลเป็นพี่ไทยคงตีเป็นตัวเลข 60 หรือทำนายว่าจะพบเนื้อคู่เข้าให้แล้ว !)
สมบัติทางกายภาพของเบนซีน
สารเคมีซึ่งมีสูตร C6H6 มีจุดหลอมเหลว 5 oC จุดเดือด 80 oC ความหนาแน่นสัมพันธ์ 0.879 เป็นของเหลวไม่มีสี มีกลิ่นเฉพาะตัว จัดเป็นสารจำพวกอะโรมาติกไฮโดรคาร์บอน ซึ่ง 1 โมเลกุลประกอบด้วยอะตอมของคาร์บอน 6 อะตอมต่อกันเป็นวง พันธะระหว่างอะตอมของคาร์บอนเป็นพันธะคู่สลับกับพันธะเดี่ยว พันธะระหว่างคาร์บอนทั้ง 6 อะตอมมีความยาวเท่ากัน คือ 136 พิโกเมตร และมีไฮโดรเจน 1 อะตอมจับกับคาร์บอน 1 อะตอม) เป็นสารระเหยง่ายที่อุณหภูมิปรกติ ไอของเบนซีนติดไฟได้ง่าย เนื่องจากเบนซีนมีเลขออกเทนสูงจึงอาจใช้เบนซีนเป็นสารเติมแต่งผสมกับน้ำมันเบนซินและเป็นสารที่อาจก่อมะเร็ง ตามมาตรฐานน้ำมันเบนซีนจำกำหนดให้ใช้จำนวนจำกัด เบนซีนมีค่าความร้อนสูง 42.33 เมกะจูลต่อกิโลกรัม
สมบัติทางเคมีของเบนซีน
1. ติดไฟ มีเขม่า
2. ไม่ทำปฏิกิริยากับ KMnO4
3. เกิดปฏิกิริยาแทนที่ได้ผลิตภัณฑ์ 2 ชนิด
- ปฏิกิริยาแทนที่ด้วยแฮโลเจน โดยมี FeBr3 เป็นตัวเร่งปฏิกิริยา
แหล่งที่พบ
เบนซีน เกิดขึ้นได้จากปรากฏการณ์ทางธรรมชาติต่าง ๆ เช่น ไฟป่า และภูเขาไฟระเบิด นอกจากนี้แหล่งที่พบทั่วไป คือ เกิดจากผลพลอยได้จากกระบวนการผลิตในโรงงานอุตสาหกรรมต่าง ๆ เนื่องจากเบนซีนเป็นวัตถุดิบในการผลิตพลาสติก ไนลอน และผลิตภัณฑ์บางชนิด เช่น สารหล่อลื่น สี ยาง เป็นต้น
ร่างกายมนุษย์สามารถได้รับเบนซีนได้หลายทาง ได้แก่ ควันบุหรี่ ไอเสียจากยานพาหนะต่าง ๆ ควันพิษที่ปล่อยออกมาจากโรงงานอุตสาหกรรม และจากผลิตภัณฑ์ที่มีเบนซีนเป็นองค์ประกอบ เช่น กาว สี เป็นต้น อันตรายต่อสุขภาพ
เมื่อได้รับเบนซีนเข้าไปในระยะแรก ๆ จะเกิดอาการวิงเวียน คลื่นไส้ ถ้าดื่มหรือกินอาหารที่มีเบนซีนปนเปื้อนอยู่สูง จะทำให้มีอาการปวดท้องเนื่องจากกระเพาะถูกกัดกร่อน เวียนศรีษะ คลื่นไส้ อาเจียน ง่วงนอน ชัก หัวใจเต้นแรง และอาจเสียชีวิตได้
เมื่อหายใจเอาเบนซีนเข้าไปในระดับสูงและเป็นเวลานานอาจทำให้เซื่องซึม วิงเวียน หมดสติ ใจสั่น อาจรุนแรงจนถึงขั้นเสียชีวิตได้ และเมื่อสูดดมเป็นเวลานานจะทำให้เป็นโรคมะเร็งเม็ดเลือด (Leukemia) ได้
การได้รับเบนซีนเป็นเวลานานจะมีผลทำให้เป็นโรคโลหิตจาง (Anemia) ได้ เนื่องจากเบนซีนจะเข้าไปทำลายไขกระดูก ซึ่งเป็นสาเหตุทำให้จำนวนเม็ดเลือกลดลง และทำลายระบบภูมิคุ้มกันภายในร่างกายได้ ดังนั้นเราควรหลีกเลี่ยงบริเวณที่จะทำให้เราได้รับอันตรายจากเบนซีน ได้พยายามไม่เข้าไปใกล้บริเวณที่มีเบนซีนอยู่เป็นเวลานานจนเกินไป และถ้าได้รับเบนซีนเข้าไปในร่างกาย ควรรีบปรึกษาแพทย์ทันที เพราะอาจมีผลต่อร่างกายได้
แหล่งอ้างอิงเรื่องเบนซีน
1. https://www.ipst.ac.th/chemistry/articles11/benzene1.htm
2. https://www.electron.rmutphysics.com/physics-glossary/index.php?option=com_content&task=view&id=1349&Itemid=34
3. หนังสือคู่คิดครูวิทยาศาสตร์ โดย ดร. บัญชา ธนบุญสมบัติิ
โดย นายพุทธพงศ์ เลขะวิพัฒน์
โรงเรียนปัว อำเภอปัว จังหวัดน่าน
สังกัดสำนักงานเขตพื้นที่การศึกษาน่าน เขต 2
ที่มา : https://www.sahavicha.com/?name=knowledge&file=readknowledge&id=4