วิดีโอภายนอก
การศึกษาสำหรับคนรุ่นใหม่: เคมีที่ถูกกำหนดไว้ในประวัติศาสตร์สถาบันประวัติศาสตร์วิทยาศาสตร์

ชุดอุปกรณ์เคมีเป็นของเล่นเพื่อการศึกษาที่ช่วยให้ผู้ใช้ (โดยทั่วไปคือวัยรุ่น) สามารถทำการทดลอง ทางเคมี อย่างง่ายได้

ต้นแบบของชุดอุปกรณ์เคมีคือหนังสือในศตวรรษที่ 17 เกี่ยวกับ "เวทมนตร์ธรรมชาติ" ซึ่ง "นักปราชญ์ผู้ยอดเยี่ยมทุกคนยอมรับและชื่นชม และยกย่องด้วยความชื่นชมอย่างยิ่ง ไม่มีสิ่งใดที่ได้รับการยกย่องหรือคิดว่าดีกว่านี้จากนักปราชญ์" ^{[ 1 ]}ผู้เขียน เช่น Giambattista della Porta ได้รวมเอากลเม็ดมายากลทางเคมีและปริศนาวิทยาศาสตร์ไว้ด้วย พร้อมกับหัวข้อที่จริงจังมากขึ้น^{[ 1 ] [ 2 ]}

ชุดอุปกรณ์เคมีชุดแรกถูกพัฒนาขึ้นในศตวรรษที่ 18 ในประเทศอังกฤษและเยอรมนีเพื่อสอนวิชาเคมีแก่ผู้ใหญ่ ในปี ค.ศ. 1791 หนังสือDescription of a portable chest of chemistry : or, Complete collection of chemical tests for the use of chemists, physicians, mineralogists, metallurgists, scientific artists, manufacturers, farmers, and the cultivators of natural philosophyโดยJohann Friedrich August Göttlingซึ่งแปลจากภาษาเยอรมัน ได้รับการตีพิมพ์เป็นภาษาอังกฤษ^{[ 3 ]} Friedrich Accumแห่งลอนดอน ประเทศอังกฤษ ยังจำหน่ายชุดอุปกรณ์เคมีแบบพกพาและวัสดุสำหรับเติมอีกด้วย^{[ 4 ​​]}โดยส่วนใหญ่ใช้สำหรับการฝึกอบรมเภสัชกรและนักศึกษาแพทย์ แต่ก็สามารถพกพาและใช้งานในภาคสนามได้เช่นกัน^{[ 5 ]}

ชุดอุปกรณ์วิทยาศาสตร์ยังดึงดูดสมาชิกชนชั้นสูงที่มีการศึกษาดีซึ่งชื่นชอบการทดลองและการสาธิตผลลัพธ์^{[ 5 ]}เจมส์ วูดเฮาส์แห่งฟิลาเดลเฟียได้นำเสนอYoung Chemist's Pocket Companion (1797) พร้อมห้องปฏิบัติการพกพาที่มุ่งเป้าไปที่สุภาพสตรีและสุภาพบุรุษโดยเฉพาะ หนังสือเคมีของ เจน มาร์เซ็ตช่วยทำให้เคมีเป็นที่นิยมในฐานะงานอดิเรกของผู้มีฐานะดีทั้งชายและหญิง^{[ 4 ]}

ตั้งแต่ช่วงปลายทศวรรษ 1850 John J. Griffin & Sonsได้จำหน่าย "ตู้เคมี" ซึ่งในที่สุดก็มีให้เลือกถึง 11 ประเภท โดยส่วนใหญ่จะจำหน่ายให้กับผู้ใหญ่ รวมถึงครูโรงเรียนประถม ตลอดจนนักศึกษาที่วิทยาลัยราชนาวีสมาคมเกษตรกรรมหลวงและมหาวิทยาลัยออกซ์ฟอร์ดและเคมบริดจ์^{[ 4 ]}

ตั้งแต่ช่วงกลางถึงปลายศตวรรษที่ 19 ในอังกฤษ ของเล่นมายากลและของเล่นภาพลวงตาทำให้เด็กๆ สามารถทำดอกไม้ไฟเอง สร้างหมึกที่หายไป และทำให้สีเปลี่ยนไปได้ ซึ่งส่วนใหญ่เป็นกลที่ใช้สารเคมีเป็นหลัก^{[ 6 ]}สารานุกรมโคลัมเบียนปี 1897 นิยาม "ของเล่นเคมี" ว่า "ส่วนใหญ่เป็นดอกไม้ไฟแนะนำให้ใช้เพื่อแสดงให้เด็กๆ เห็นพื้นฐานของวิชาเคมี แต่น่าจะเป็นอันตรายมากกว่ามีประสิทธิภาพสำหรับการใช้งานดังกล่าว" โดยระบุตัวอย่างที่เป็นอันตรายต่างๆ ไว้^{[ 7 ]}

ตั้งแต่ช่วงต้นทศวรรษ 1900 ชุดเคมีสมัยใหม่มุ่งเป้าไปที่กลุ่มคนรุ่นใหม่โดยมีจุดประสงค์เพื่อทำให้วิชาเคมีเป็นที่นิยม ในสหรัฐอเมริกาบริษัท Porter Chemical Companyและบริษัท AC Gilbert Companyผลิตชุดเคมีที่เป็นที่รู้จักมากที่สุด แม้ว่า Porter และ Gilbert จะเป็นผู้ผลิตชุดเคมีรายใหญ่ที่สุดของอเมริกา แต่ผู้ผลิตรายอื่น ๆ เช่น บริษัท Skilcraftก็มีบทบาทเช่นกัน^{[ 5 ]}

จอห์น เจ. พอร์เตอร์ และฮาโรลด์ มิทเชลล์ พอร์เตอร์ น้องชายของเขา ได้ก่อตั้งบริษัท The Porter Chemical Company ในปี 1914 จุดประสงค์เริ่มต้นของพวกเขาคือการขายสารเคมีบรรจุภัณฑ์ แต่ในไม่ช้าพวกเขาก็ได้แนะนำชุดอุปกรณ์ จอห์นทำการวิจัยการทดลอง ในขณะที่ฮาโรลด์เขียนคู่มือการใช้งาน ของเล่นชุดแรกของพวกเขาภายใต้เครื่องหมายการค้า "Chemcraft" คือชุด "มายากลเคมี" ซึ่งขายในราคาต่ำกว่าหนึ่งดอลลาร์ (หรือประมาณ 25 ดอลลาร์ในปี 2017 ^{[ 8 ]} ) ในช่วงทศวรรษ 1920 พวกเขาขายชุดอุปกรณ์ที่แตกต่างกันหกชุด โดยชุดที่ใหญ่ที่สุดขายในราคา 25 ดอลลาร์ (หรือประมาณ 320 ดอลลาร์ในปี 2017 ^{[ 9 ]} ) ขอบเขตของของเล่นของพวกเขากว้างขึ้นตลอดช่วงทศวรรษ 1930 ^{[ 5 ]}ในช่วงทศวรรษ 1950 เป็นไปได้ที่จะซื้อของเล่นที่มีแร่กัมมันตรังสี เช่น " ห้องปฏิบัติการพลังงานปรมาณู Gilbert U-238 " ซึ่งรวมถึงเครื่องวัดรังสีไกเกอร์และห้องเมฆ^{[ 10 ]}

อัลเฟรด คาร์ลตัน กิลเบิร์ตหาเงินจากการแสดงมายากลระหว่างเป็นนักศึกษาแพทย์ที่เยล เขาและจอห์น เพทรี ก่อตั้งบริษัท Mysto Manufacturing Company (ต่อมาคือบริษัท AC Gilbert Company ) ในปี 1909 และเริ่มขายชุดมายากลบรรจุกล่อง ในปี 1917 พวกเขาขายชุดเคมี ซึ่งผลิตต่อเนื่องมาจนถึงช่วงสงครามโลกครั้งที่สองแม้จะมีข้อจำกัดเรื่องวัสดุ โรเบิร์ต ทรีท จอห์นสัน สังเกตเห็นจำนวนนักศึกษาเคมีที่เยลซึ่งเริ่มสนใจวิทยาศาสตร์จากชุดเคมี จึงโต้แย้งว่าการผลิตชุดเคมีเป็น "หน้าที่ของพลเมือง" ^{[ 5 ]}

บริษัทของเล่นส่งเสริมชุดเคมีผ่านแคมเปญโฆษณา "Chemcraft Chemist Club" และ "Chemcraft Science Magazine" ที่เกี่ยวข้อง หนังสือการ์ตูน และการประกวดเรียงความ เช่น "Why I want to be a scientist" ของ Porter เป้าหมายในการดึงดูดนักเรียนให้สนใจอาชีพเคมีมักจะระบุไว้อย่างชัดเจนในการตั้งชื่อและการโปรโมตชุดเคมี^{[ 5 ]}ชุดเคมีอาจเป็นของเล่นอเมริกันชุดแรกที่ทำการตลาดให้กับผู้ปกครองโดยมีเป้าหมายเพื่อ "พัฒนา" เด็กให้ประสบความสำเร็จในชีวิตภายหลัง^{[ 10 ]}

กลุ่มเป้าหมายของชุดอุปกรณ์เคมีนั้นแทบจะเป็นเด็กผู้ชายโดยเฉพาะ ซึ่งถือเป็น "หนุ่มนักวิทยาศาสตร์" อย่างไรก็ตาม ในช่วงทศวรรษ 1950 กิลเบิร์ตได้แนะนำชุดอุปกรณ์ที่มุ่งเป้าไปที่เด็กผู้หญิง พวกเขาขายชุดอุปกรณ์ในกล่องสีชมพูที่สวยงาม แต่ชุดอุปกรณ์นั้นระบุว่าเด็กผู้หญิงเป็น "ผู้ช่วยห้องปฏิบัติการ" หรือ "ช่างเทคนิคห้องปฏิบัติการ" ไม่ใช่นักวิทยาศาสตร์^{[ 5 ] [ 10 ]}

ในปี พ.ศ. 2514 ชุดทดสอบสิ่งแวดล้อม จอห์นนี่ ฮอไรซันได้รับอนุญาตจากกระทรวงมหาดไทยของสหรัฐอเมริกาและผลิตโดยบริษัทพาร์เกอร์ บราเธอร์ส ชุด นี้ประกอบด้วยการทดสอบมลพิษทางอากาศ 4 รายการ และการทดสอบมลพิษทางน้ำ 6 รายการ สำหรับนักวิทยาศาสตร์สิ่งแวดล้อมรุ่นเยาว์^{[ 11 ]} ชุดทดสอบสิ่งแวดล้อมจอห์นนี่ ฮอไรซัน วางจำหน่ายให้กับทั้งเด็กชายและเด็กหญิง^{[ 12 ]}

ชุดทดลองเคมีที่มีชื่อเสียงจากสหราชอาณาจักร ได้แก่ ชุดทดลองในช่วงทศวรรษ 1960 และ 1970 โดย Thomas Salter Science (ผลิตในสกอตแลนด์) และต่อมาคือ ชุด Salter Scienceและ ชุด "MERIT"ในช่วงทศวรรษ 1970 และ 1980 บริษัท Dekkertoys ก็ได้ผลิตชุดทดลองที่คล้ายคลึงกัน โดยมีหลอดทดลองแก้วบรรจุสารเคมีแห้งครบชุด

ในช่วงประมาณทศวรรษ 1960 ความกังวลด้านความปลอดภัยเริ่มจำกัดขอบเขตของวัสดุและการทดลองที่มีอยู่ในชุดเคมี ในสหรัฐอเมริกาพระราชบัญญัติการติดฉลากสารอันตรายของรัฐบาลกลางปี ​​1960 พระราชบัญญัติความปลอดภัยของของเล่นปี 1969 คณะกรรมการความปลอดภัยของผลิตภัณฑ์สำหรับผู้บริโภคที่จัดตั้งขึ้นในปี 1972 และพระราชบัญญัติควบคุมสารพิษปี 1976 ล้วนนำมาซึ่งกฎระเบียบระดับใหม่^{[ 4 ]}ซึ่งนำไปสู่การลดลงของความนิยมของชุดเคมีในช่วงทศวรรษ 1970 และ 1980 ^{[ 13 ]} บริษัท AC Gilbert เลิกกิจการในปี 1967 และบริษัท Porter Chemical เลิกกิจการในปี 1984 ^{[ 4 ]}

ชุดเคมีสมัยใหม่ ยกเว้นบางชุด มักจะมีสารเคมีให้เลือกน้อยลงและมีคำแนะนำที่ง่ายขึ้น ชุดเคมีหลายชุดใช้ได้ครั้งเดียว โดยมีเฉพาะสารเคมีชนิดและปริมาณที่เหมาะสมสำหรับการใช้งานเฉพาะ^{[ 14 ] [ 15 ]}ผู้เขียนหลายท่านตั้งข้อสังเกตว่าตั้งแต่ทศวรรษ 1980 เป็นต้นมา ความกังวลเกี่ยวกับการผลิตยาเสพติดผิด กฎหมาย การก่อการร้ายและความรับผิดทางกฎหมายทำให้ชุดเคมีมีความน่าเบื่อและไม่น่าตื่นเต้นมากขึ้นเรื่อยๆ^{[ 16 ] [ 17 ] [ 18 ] [ 19 ]}

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ชุดอุปกรณ์เคมีได้รับการปรับปรุงใหม่ให้เป็นชุดอุปกรณ์สำหรับการเรียนรู้ด้วยตนเอง โดยทั่วไปจะนำเสนออุปกรณ์ที่ดีกว่าและเนื้อหาการสอนที่อธิบายได้ชัดเจนยิ่งขึ้นให้กับนักเรียน ตัวอย่างเช่นThames & Kosmosนำเสนอชุดอุปกรณ์เคมี CHEM series หลายชุดที่มุ่งเป้าไปที่เด็กโต โดยมีชุดอุปกรณ์ C3000 เป็นชุดอุปกรณ์หลัก ซึ่งประกอบด้วยคู่มือ 172 หน้าที่อธิบายการทดลอง 387 รายการ แม้ว่าจะมีราคาขายปลีกเกือบ 300 ดอลลาร์สหรัฐก็ตาม^{[ 4 ] [ 20 ]}

โดยทั่วไปแล้ว ชุดอุปกรณ์เคมี ซึ่งรวมถึงอุปกรณ์และสารเคมี อาจประกอบด้วย:

• ขวดบรรจุสารเคมีแห้ง
• สายโลหะเช่น ทองแดง นิกเกิล หรือสังกะสี
• ผงโลหะ เช่นเหล็ก
• แท่งกราไฟต์
• เครื่องชั่งและตุ้มน้ำหนัก
• กระบอกตวง
• เทอร์โมมิเตอร์​
• แว่นขยาย​
• ปิเปตต์
• บีกเกอร์ , รีทอร์ต , ฟลาสก์ , หลอด ทดลอง , หลอดรูปตัวยู หรือภาชนะปฏิกิริยาอื่นๆ
• จุกไม้ก๊อก
• แว่นนาฬิกา
• ท่อแก้วและยาง
• ที่วางหลอดทดลอง ขาตั้งรีทอร์ตและที่หนีบ
• เตาแอลกอฮอล์หรือแหล่งความร้อนอื่นๆ
• กรวยกรองและกระดาษกรอง
• กระดาษทดสอบความเที่ยงตรงสากล หรือ กระดาษลิตมัส
• แว่นตานิรภัย
• คู่มือการใช้งาน

โดยทั่วไปแล้ว การทดลองที่อธิบายไว้ในคู่มือการใช้งานจำเป็นต้องใช้สารเคมีจำนวนหนึ่งซึ่งไม่ได้จัดส่งมาพร้อมกับชุดอุปกรณ์เคมี เนื่องจากเป็นสารเคมีที่ใช้ในครัวเรือน ทั่วไป :

• กรดอะซิติก (ในน้ำส้มสายชู)
• แอมโมเนียมคาร์บอเนต ("แอมโมเนียสำหรับทำขนมปัง" หรือ "เกลือของฮาร์ทชอร์น")
• กรดซิตริก (ในมะนาว)
• เอทานอล (ในแอลกอฮอล์ที่เจือปน )
• โซเดียมไบคาร์บอเนต ( เบกกิ้งโซดา )
• โซเดียมคลอไรด์ ("เกลือแกง")

สารเคมีอื่นๆ รวมถึงกรดเข้มข้น ด่างเข้มข้น และสารออกซิไดซ์ ไม่สามารถขนส่งไปพร้อมกับชุดอุปกรณ์ได้อย่างปลอดภัย และสารเคมีอื่นๆ ที่มีอายุการเก็บรักษาจำกัด ต้องซื้อแยกต่างหากจากร้าน ขายยา

• กรดไฮโดรคลอริก
• ไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์
• ซิลเวอร์ไนเตรต
• โซเดียมไฮดรอกไซด์

• เคมีสมัครเล่น

วิกิมีเดียคอมมอน ส์มีสื่อที่เกี่ยวข้องกับชุดอุปกรณ์เคมี

• การศึกษาสำหรับคนรุ่นใหม่: เคมีที่ถูกกำหนดไว้ในประวัติศาสตร์สถาบันประวัติศาสตร์วิทยาศาสตร์