หัดรู้จัก pH (ความเป็นกรดเป็นด่าง) การเคลื่อนที่ของคลื่นใน Slinky

วันอังคารที่ผ่านมาผมไปทำกิจกรรมวิทยาศาสตร์กับเด็กๆมาครับ เด็กประถมได้ทำความรู้จักกับค่า pH และทดลองวัดค่าสำหรับของเหลวต่างๆเช่นน้ำก๊อก น้ำอัดลม ชาเขียว ซุปไก่สกัด น้ำมะนาวความเข้มข้นต่างๆ baking soda ละลายน้ำ น้ำยาล้างจาน เด็กประถมปลายได้ฟังผมเล่าข่าวเรื่องพบหมึกสายวงฟ้า (Blue-ringed octopus) ที่มีพิษร้ายแรงในตลาดขายปลาหมึกด้วยครับ เด็กอนุบาลสามทับสองได้เล่นและสังเกตคลื่นในสปริงยาวๆที่เราเรียกว่า Slinky ได้สังเกตการตกของ Slinky และได้ดูคลิป Infinite Slinky ด้วยครับ

(อัลบั้มบรรยากาศกิจกรรมอยู่ที่นี่นะครับ คราวที่แล้วเรื่อง “คุยกันเรื่องคลื่นความโน้มถ่วง หัดดูคลื่นเคลื่อนที่ใน Slinky” ครับ)

สำหรับเด็กประถม ผมคุยกับเด็กๆว่าเรื่องค่า pH ซึ่งเป็นตัวเลขที่จะบอกว่าสารละลายในน้ำมีความเป็นกรด เป็นด่างแค่ไหน ในทางเทคนิค นักวิทยาศาสตร์จะวัดความเข้มข้นที่มีหน่วยเป็นโมลต่อลิตรของไฮโดรเจนไอออน (H+) แล้วใส่เครื่องหมาย -Log[ ] เข้าไปครับ จะได้ค่า pH = -Log[H+] รายละเอียดนี้ผมไม่ได้บอกเด็กๆไปครับ แต่เล่าเรื่องโมเลกุลน้ำที่หน้าตาเหมือนมิกกี้เมาส์ที่เต้นไปมาเป็นแสนล้านครั้งต่อวินาที บางทีก็แตกตัวเป็นมิกกี้เมาส์หูหลุด (H20 เปลี่ยนร่างไปมาเป็น OH + H+) แล้วเราก็วัดว่ามีความเข้มข้น H+ เท่าไร ถ้าเอาสารเคมีไปละลายในน้ำ ความเข้มข้น H+ ก็เปลี่ยนไป เราวัดความเข้มข้นนี้เป็นตัวเลขชี้วัดว่าสารละลายเป็นกรดเป็นด่างเท่าไร

โมเลกุลน้ำหน้าตาเหมือนมิกกี้เมาส์ครับ
โมเลกุลน้ำหน้าตาเหมือนมิกกี้เมาส์ครับ


ผมเอาอุปกรณ์วัด pH มาเล่นกับเด็กๆครับ เด็กๆรู้อยู่แล้วว่าสารที่กรดค่า pH จะน้อยกว่า 7 สารที่เป็นด่างค่า pH จะมากกว่า 7 เราก็มาลองดูว่าของต่างๆที่หามาได้มีค่า pH เท่าไรกัน ได้ผลดังนี้ครับ

  สารละลาย ค่า pH กรด-ด่าง?
1 น้ำก๊อก 7.4 กลางๆ
2 รูทเบียร์ 3.5 กรด
3 เบคกิ้งโซดา 1 ช้อนโต๊ะ+น้ำก๊อก 50 cc 8.3 ด่าง
4 น้ำมะนาว 1.7 กรด
5 น้ำมะนาวเติมน้ำ 60 cc 2.0 กรด
6 น้ำมะนาวเติมน้ำ 120 cc 2.2 กรด
7 น้ำมะนาวเติมน้ำ 180 cc 2.3-2.4 กรด
8

น้ำมะนาวเติมน้ำ 180 cc + สารละลาย

เบคกิ้งโซดา (ข้อ 3) 10 cc

5.8 กรดเล็กน้อย
9

น้ำมะนาวเติมน้ำ 180 cc + สารละลาย

เบคกิ้งโซดา (ข้อ 3) 20 cc

6.5 เกือบกลาง
10

น้ำยาล้างจานไลปอนเอฟ

5.1

กรด

11

น้ำยาล้างจานไลปอนเอฟผสมน้ำเหมือนจะล้างจาน

7.0-7.1

เป็นกลาง

 12 แบรนด์ซุปไก่สกัด 5.4 กรด
13 อิชิตันชาน้ำผึ้งมะนาว 2.5 กรด

เด็กมัธยมหรือมหาวิทยาลัยอาจจะอยากอธิบายว่าทำไมเราเติมน้ำเข้าไปหลายเท่าผสมกับน้ำมะนาวแต่ค่า pH เปลี่ยนทีละน้อยๆเท่านั้นนะครับ

ซุปไก่สกัดครับ
ซุปไก่สกัดครับ
ชาเขียวมะนาวครับ
ชาเขียวมะนาวครับ

ถ้าสนใจหลักการทำงานของเครื่องวัด pH ลองดูที่หน้านี้นะครับ

นอกจากเครื่องวัด pH แล้ว เรายังได้เอากระดาษลิตมัสมาเล่นด้วยครับ กระดาษสีฟ้าๆจะเปลี่ยนเป็นสีแดงๆเมื่อโดนกรด กระดาษสีแดงๆจะเปลี่ยนเป็นสีฟ้าๆเมื่อโดนด่าง

กระดาษลิตมัสสองสีครับ
กระดาษลิตมัสสองสีครับ

มีน้องออมเด็กป.3 สงสัยว่าถ้ากระดาษลิตมัสเปลี่ยนสีแล้ว เอาไปจุ่มอีก สีจะเปลี่ยนได้อีกไหม ผมก็ไม่รู้เหมือนกัน เราเลยทดลองดูครับ:

สำหรับเด็กประถมปลายผมเล่าข่าวหมึกสายวงฟ้าด้วยครับ เอามาจากหน้าอาจารยธรณ์ ธำรงนาวาสวัสดิ์:

หมีกสายวงฟ้า
อาจารย์ธรณ์บอกว่า “มีคนพบหมึกสายวงฟ้าปะปนกับหมึกสายอื่นๆ แล้วขายอยู่ในตลาด หมึกชนิดนี้มีพิษร้ายแรงมาก แนะนำดังนี้ครับ ‪#‎อย่ากินเด็ดขาด‬
1. หมึกสายวงฟ้าพบในอ่าวไทย มีโอกาสที่เรือประมงจับได้ เช่น อวนลาก
2. พิษหมึกชนิดนี้อยู่ในน้ำลายและตามเนื้อเยื่อส่วนต่างๆ ทั่วร่าง เมื่อหมึกกัดพิษจะเข้าบาดแผล รุนแรงถึงขั้นเสียชีวิต หรือเมื่อกินอาจอันตราย เพราะฉะนั้น อย่าริลองกินเด็ดขาด
พิษพวกนี้เป็น TTX (tetrodotoxin) เหมือนปักเป้า ไม่สลายเมื่อโดนความร้อนครับ
3. หมึกชนิดนี้ขนาดเล็ก น่าจะมีรสเหมือนหมึกสายทั่วไป ไม่ใช่อาหารฮ่องเต้ ไม่มีเมนูชาติไหนในโลกนำไปกินนะจ๊ะ
4. เนื่องจากตัวเล็ก หากจะติดมากับหมึกอื่น จะมาพร้อมกับหมึกสายอื่น ไม่มีใครเอาไปแล่เนื้อทำเย็นโตโฟหรือทำอาหารแบบหมึกแล่ชนิดอื่น จึงไม่ต้องกลัวการกินเนื้อหมึกทั่วไป เช่น สุกี้ ฯลฯ (เขาใช้หมึกหอม หมึกกล้วย หมึกกระดอง ฯลฯ)
5. ไม่ต้องกลัวหมึกสายที่นำมาทำซูชิ นั่นเป็นหมึกสายขนาดใหญ่ เอาหนวดมาหั่น ไม่ใช่เอาหมึกสายตัวเล็กมาทำ
6. แม้หมึกสายวงฟ้าจะพบในไทย แต่ยังมีปริมาณไม่มากนัก โอกาสเสี่ยงมีน้อย แม้ตายแล้วยังพอมองเห็นลวดลายครับ (สังเกตภาพนะจ๊ะ)
ระวังกันไว้นิดนะครับ ส่วนอาการถ้ากินเข้าไป ผมไม่ทราบเหมือนกันเพราะค้นเท่าไหร่ก็ไม่เจอ แต่อาจคล้ายปักเป้า ปากชา หน้าชา หายใจไม่ค่อยออก ทางแก้คือช่วยหายใจฉุกเฉินและส่งแพทย์โดยด่วน พิษ TTX ไม่มียาแก้พิษครับ”

ถ้าพบให้หลีกเลี่ยงนะครับ ถ้าใครโดนพิษให้ช่วยหายใจไปเรื่อยๆนะครับเพราะผู้โดนพิษจะหายใจเองไม่ได้ แต่พิษจะถูกย่อยสลายไปตามเวลาครับ ถ้ายังช่วยหายใจไปเรื่อยๆก็มีทางรอด

สำหรับเด็กอนุบาลสามทับสอง ผมให้เขาสังเกตการตกของสปริงครับ ก่อนจะปล่อยให้ตกให้เขาเดากันว่าจะตกยังไง ด้านบนตกก่อน ด้านล่างตกก่อน หรือตกพร้อมๆกัน แล้วถ่ายเป็นภาพสโลโมชั่นให้เขาดูกันครับ:

ให้ดูภาพสโลโมชั่นกันครับ
ให้ดูภาพสโลโมชั่นกันครับ

จากนั้นผมก็ลองให้เขาทดลองสร้างคลื่นในสปริงให้สังเกตการเคลื่อนที่และสะท้อนของมันกันครับ:

ให้เขาสังเกตกันว่าคลื่นวิ่งผ่านกันได้ไหม เวลาสะท้อนคลื่นกลับข้างมาไหม แกว่งสปริงในอากาศทำไมคลื่นวิ่งไปมาได้นานกว่าเวลาวางสปริงไว้บนพื้น (ให้เขาลองโบกมือในอากาศและลากมือบนพื้น ให้สังเกตความฝืดที่ต่างกัน)

เจ้าสปริงใหญ่ๆ อ่อนๆนี่เรียกว่าสลิงกี้ครับ (Slinky) ถ้าเอาไปปล่อยให้ตกแถวๆบันไดที่ขั้นแคบๆหน่อยมันจากค่อยๆ”เดิน”ลงมาครับ มีคนทำบันไดเลื่อนให้มันเดินตลอดไปด้วยครับ เด็กๆดูแล้วตื่นเต้นกันใหญ่:

One thought on “หัดรู้จัก pH (ความเป็นกรดเป็นด่าง) การเคลื่อนที่ของคลื่นใน Slinky”

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *