ผมสอนปริมาณสารสัมพันธ์ให้ฟรี ฉลองวันโมล 🥳🎉
อันที่จริงลูกชิ้นไม่ได้จะสอนคุณผู้อ่านหรอกครับ แอดจะทดลองเขียนสื่อการสอนเพื่อสอนตัวเอง (self-taught) 👩🏫
ขออนุญาตขโมยสไลด์อาจารย์นะครับ 👀
ไอเดียนี้เกิดขึ้นหลังจากที่พูดคุยกับเพื่อนหลังจากไม่ได้คุยกันนานเป็นเดือน ๆ แล้วมีการถามสารทุกข์สุกดิบกัน แน่นอนว่าเพื่อนแอดบอกว่า “เค้าทำสื่อการสอนสอนตัวเอง โดยการสร้าง Google Meet แล้วแชร์สไลด์แล้วสอนตัวเองวันละ 1 ชั่วโมงเป็นการทบทวนตัวเอง” 👩🏻💻
ทันทีที่แอดได้ยิน แอดร้อง เอ้ย เลย เพราะมันสุดยอดมาก เราทุกคนได้ยินสิ่งที่เรียกว่า Self-taught ว่ามันดีมานานแค่ไหน แล้วปกติเราอาจจะแค่อ่านหรือเรียนแล้วไปนั่งอธิบายให้ตัวเองฟังหน้ากระจก แต่นี่คือเอามาสอนใหม่ให้ตัวเองเลย สุดยอดมาก ๆ ❤️🔥🤩
ก่อนอื่น แอดขอสวัสดีวันโมลก่อนครับ 🙏
ทำไมวันที่ 23 ตุลาคม ถึงเป็นวันโมล? และไม่ใช่แค่วันนี้ แต่เป็นแค่เวลา 6 โมงเช้า 2 นาที ถึง 6 โมงเย็น 2 นาที เท่านั้น !!!
เหตุผลคือ โมลมีค่า เท่ากับ 6.022 * 10^23 และตุลาคมคือเดือนที่ 10 เท่านั้นเองครับ…
ถ้าใส่วินาทีได้คงใส่แล้วแหละครับ ว่าไหมครับ?
ปริมาณสารสัมพันธ์ หมายถึง วิชาที่ว่าด้วยการศึกษาสูตรเคมี หรือ ปฏิกิริยาเคมีโดยสนใจปริมาณ 🧪
อธิบายด้วยคำง่าย ๆ ก็คือ ในการทำไข่เจียวต้องใส่วัตถุดิบอะไรบ้าง ปริมาณเท่าไหร่ เพื่อให้ได้ไข่เจียวที่เราต้องการ 🍳
(เหตุผลที่ยกตัวอย่างไข่เจียวเพราะ ep ที่พูดถึงคอมพิวเตอร์จะใช้ไข่เจียวเหมือนกัน XD)
ในเช้าวันอันเร่งรีบ แม่ของคุณตื่นสายทำให้ไม่ได้เตรียมอาหารเช้าให้คุณและพี่น้องของคุณ คุณจึงตัดสินใจจะทำไข่เจียวให้คนในครอบครัวคนละ 1 แผ่น แผ่นละ 2 ฟองก่อนไปโรงเรียนอันน่าอยู่ (เพราะมีเธออยู่ ไม่ใช่ไร อุอิ) และครอบครัวคณมี 5 คน รวมพ่อแม่พี่น้องและตัวคุณ
แต่ติดปัญหาเดียว คือ คุณเป็นคนหัวเฟอร์เฟคมาก ๆๆๆๆ คุณต้องการให้ไข่เจียวทุกแผ่นที่ทำเหมือนกันทุกประการ คุณจึงจำเป็นต้องมีสิ่งที่เรียกว่าปริมาณพื้นฐาน
โมล (Mole) เป็นปริมาณที่นักเคมีกำหนดให้เป็นปริมาณพื้นฐาน โดยจำนวนองค์ประกอบมีค่าเท่ากับ อะตอมคาร์บอน-12 มวล 12 กรัม (หน่วย SI)
โดย 1 โมลที่ว่ามีองค์ประกอบ 6.022 * 10^23 (อะตอม/โมเลกุล/หน่วยสูตร) นั่นเอง
คุณเริ่มจากการตอกไข่ไก่หลายเบอร์ใส่ชามยักษ์ จากนั้นคุณจึงเริ่มคนให้ไข่แดงและไข่ขาวผสมกันพอดี (ทุก ๆ การตักมีสัดส่วนไข่แดงกับไข่ขาวเท่ากันเสมอ) แน่นอนว่าเรารู้กันอยู่แล้วว่าไข่ไก่ทุกฟองมีน้ำหนักไม่เท่ากัน 😬
แต่คุณอยากให้ทุกคนได้กินในปริมาณที่เท่า ๆ กัน ดังนั้น เมื่อคุณตอกใส่ชามครบ 10 ฟอง จากนั้นคุณก็ชั่งน้ำหนักช้อนก่อนไปตักไข่ไก่ไปชั่ง พบว่าผลค่างน้ำหนักคือ 2.35 กรัม ทำให้ทราบว่าตัก 1 ครั้งได้น้ำหนัก 2.35 กรัม และเมื่อคุณตักแบ่งทีละช้อนจนครบ 5 ถ้วย ถ้วยละ 10 ช้อน คุณจะพบว่าไข่ไก่ทั้งหมดมีน้ำหนัก 117.5 กรัม
ในชีวิตประจำวัน เราสามารถบอกได้ว่าคุณซื้อไข่ไก่ 10 ฟอง แต่คุณไม่สามารถบอกได้ว่าแต่ละฟองหนักเท่าไหร่ (หากไม่ได้ชั่ง) แต่โมลสามารถบอกได้ทันที่ว่า สาร A 1 โมลมีมวลเท่าไหร่ ดังนั้น ในทางเคมี หากเราระบุว่า เรามีน้ำ 2 โมล ก็หมายความว่า น้ำนั้นหนัก 18.02 * 2 กรัมนั่นเอง 😂
ทีนี้คุณก็จะได้ปริมาณพื้นฐานในการทำไข่เจียวแล้ว คุณก็เริ่มใช้ช้อนตักน้ำมันลงกระทะแล้วตั้งไฟรอน้ำมันเริ่มร้อน
แน่นอนว่าไข่ไก่แต่ละฟองน้ำหนักไม่เท่ากัน ไม่ต่างไรกับธาตุที่ค้นพบในธรรมชาติ แม้เป็นธาตุเดียวกันแต่น้ำหนักก็ต่างกัน (สิ่งนี้เรียกว่าไอโซโทป ก็คือ จำนวนนิวตอนในนิวเคลียสไม่เท่ากัน) เราจึงนำเปอร์เซ็นที่ค้นพบแต่ละน้ำหนักมาหาค่าเฉลี่ยถ่วงน้ำหนักกัน แล้วถือว่าน้ำหนักที่ได้จากการเฉลี่ยนั้นเป็นน้ำหนัก
สมมติว่าในการทำอาหารครั้งนี้ คุณใช้ไข่ไก่ 3 เบอร์ คือเล็ก กลาง ใหญ่ ที่มีน้ำหนักแน่นอนคือ 2 ฟอง 3 ฟอง และ 5 ฟอง และน้ำหนักคือ 7 กรัม 10 กรัม และ 15.5 กรัม ตามลำดับ
แปลว่าโอกาสในการพบไข่ไก่แต่ละเบอร์จากเล็กไปใหญ่ คือ 20% 30% และ 50%
นั่นหมายความว่า น้ำหนักไข่ไก่ 1 ฟอง จะมีค่าเท่ากับ (7*0.2 + 10*0.3 + 15.5*0.5)/1 = 11.75 กรัมต่อฟอง เท่ากับข้างบนพอดี
หากเปิดตารางธาตุ จะเจอเลขแปลก ๆ ทศนิยมหลายตำแหน่ง นั่นแหละครับคือน้ำหนักที่คิดด้วยวิธีการหาน้ำหนักต่อฟองของคุณเมื่อสักครู่นี้
ระหว่างที่คุณรอให้น้ำมันร้อน (แล้วแต่สูตร บางคนก็ใช้น้ำมันเย็น แต่อันนี้ขอยึดตามสูตรนี้)
คุณคิดว่าอยากจะให้ไข่เจียวสุดท้ายที่อร่อยสุด ๆ ต้องเป็นยังไง คุณจึงเขียนไข่เจียวก่อนหลังเจียวแทนด้วยสัญลักษณ์ต่อไปนี้
กำหนดให้
สัญลักษณ์แทนไข่ไก่ คือ Kj
สัญลักษณ์แทนน้ำปลา คือ Np
สัญลักษณ์แทนน้ำมัน คือ Om
สิ่งนี้ในทางเคมีเรียกว่า สัญลักษณ์ธาตุ ซึ่งคุณจะเห็นเป็นตัวอักษรพิมพ์ใหญ่และเล็กภาษาอังกฤษในตารางธาตุ โดยตัวแรกพิมพ์ใหญ่และพิมพ์เล็กหลังจากนั้นเพื่อใช้แทนการเขียนชื่อเต็มที่ย้าวยาววว
คุณใส่น้ำมันไป 100 ช้อน ไข่ไก่ 10 ช้อน และน้ำปลา 7 ช้อน ได้ผลดังสมการไข่เจียว
100 Om + 10 Kj + 7 Np —> 3 Kj3Om2Np + Kj + 94 Om + Np
เนื่องจากไข่เจียวบางส่วนติดกะทะ และน้ำปลาส่วนน้อยซึมออกจากไข่เจียว แถมไข่เจียวของคุณก็อมน้ำมันมาก ๆ ⛽️
เราเรียกสมการไข่เจียวว่า สมการเคมี เนื่องจาก เมื่อสารมีการเปลี่ยนแปลงไม่ว่าจะเกิดจากการสลายตัว แตกตัว หรือทำปฏิกิริยา โดยปกติข้างซ้ายจะเขียนสารตั้งต้นตามด้วยลูกศรชี้ขวาเพื่อบอกทิศทางผลิตภัณฑ์ และผลิตภัณฑ์ก็อยู่หลังลูกศรนั่นเอง
แน่นอนว่าหลังจากที่คุณเทไข่ลงไปครั้งแรก น้ำมันจะลดลงเหลือเพียง 94 ช้อน แต่ไม่ต้องกังวลไปว่ารสชาติจะเสีย เพราะยังไงก็เหลือมากพอที่จะได้ไข่เจียวอมน้ำมันอยู่ คุณก็สามารถทำของคนที่สองต่อได้เลย เร็วสิ เขาหิวกันแล้วว
คุณต้องตักไข่เจียวขึ้นมาเมื่อคุณได้ 3 Kj3Om2Np เหตุผลก็คือ ต่อให้ทิ้งไว้นานกว่านี้ ก็ไม่เกิดไข่เจียวเพิ่มขึ้นแล้วครับ Kj ที่เหลือติดกะทะยังไงก็ติดอย่างนั้นครับ (ถ้าชีวิตจริงก็คงไหม้แน่ ๆ ถ้าทิ้งไว้นานกว่านี้) ปรากฎการณ์นี้เรียกว่า “ตัวกำหนดปฏิกิริยา”
น้ำมันในกะทะมีมากพอให้ไข่เจียวที่ใส่มาใหม่อมได้เรื่อย ๆ แต่ไข่ไก่ที่คุณใส่เข้ามาเป็นตัวกำหนดว่า สุดท้ายแล้วคุณจะได้ไข่เจียวเท่าไหร่กันแน่
หลังจากคุณทอดไข่เจียวครบทั้ง 5 ครั้งแล้ว คุณจะพบว่ามีไข่เจียวติดกระทะอยู่มากถึง 5 ช้อน และมีน้ำปลาผสมในน้ำมัน 5 ช้อนเช่นกัน แต่น้ำมันเหลืออยู่ 60 ช้อน
ดังนั้น หากจะบอกว่าน้ำมันหลังทอดไข่เจียวของคุณมีความเข้มข้นของน้ำปลาอยู่ 7.14% ก็ได้ ในการบอกว่ามีสารหนึ่งผสมอยู่ในสารทั้งหมดอยู่เท่าไหร่ เราเรียกว่า “ความเข้มข้น”
โดยความเข้มข้นมีทั้งแบบเปรียบเทียบมวลกับมวล ปริมาตรกับปริมาตรหรือมวลกับปริมาตร ขึ้นอยู่กับว่าต้องการอะไร (เศษส่วนโมลก็ถือเป็นความเข้มข้น)
จากบทความข้างต้นจะเห็นว่า ไข่เจียว ที่นำมาเปรียบเทียบกับ ปริมาณสารสัมพันธ์ นั้นมีสิ่งหนึ่งที่แอดใช้ไม่ยอมหยุด นั่นคือ แอดใช้หน่วยเป็นช้อนเสมอก่อนทำอย่างอื่น
ในทางเคมีจริง เราจะไม่ใช้อย่างอื่นนอกจากโมล เพราะ 1 โมลบอกปริมาณ บอกน้ำหนักแบบพื้นฐานที่ทำปฏิกิริยากันแล้ว ดังนั้น เวลาทำข้อสอบอย่างลืมแปลงข้อมูลที่โจทย์ให้ก่อนทำนะงับ
เลขที่มีทศนิยมเยอะ ๆ ในตารางธาตุคือมวลอะตอม มีค่าในหน่วย amu ซึ่ง 1 amu = 1 g/mole
ในการแปลงหน่วยเพื่อการคำนวณ
เหตุผลที่มีหลากหลายหน่วยนั่นเพราะว่า เราใช้ตัวเปรียบเทียบสิ่งที่เห็นแตกต่างกัน ไม่ว่าจะเปรียบเทียบปริมาณเดียวกัน หรือคนละปริมาณ ดังนั้น หลักการแปรงหน่วยเพื่อการคำนวณนั้นให้จินตนาการกว่าหน่วยเป็นตัวแปรหนึ่ง และต้องรู้ว่า 1 หน่วยที่ต้องการ = กี่หน่วยของหน่วยตั้งต้น
จากนั้นก็จับ 1 หน่วยที่ต้องการ / X หน่วยตั้งต้น เมื่อ X คือจำนวนจริงใด ๆ ที่ไม่เป็นลบ
หลายครั้งอาจารย์จะเรียกการแปลงหน่วยข้างต้นว่า Conversion Factor
เป็นอย่างไรบ้างครับ 🤧
เวลาแอดเรียน แอดก็ชอบจินตนาการและหาตัวอย่างเปรียบเทียบในหัวอยู่บ่อย ๆ เพราะภาพของปรากฎการณ์ทางเคมีจริง ๆ แทบไม่มีใครเคยเห็นเลย ดังนั้น เรามีอิสระที่จะแปลงเป็นภาพอื่นที่เข้าใจง่ายขึ้น (หรือสนุกขึ้น) 😗👀
หากชื่นชอบไข่เจียว ครั้งหน้าจะได้พบไข่เจียวอีกแน่ ๆ ครับ เพราะแอดว่าแอดจะเล่นในบทความที่เกี่ยวข้องกับการเขียนโปรแกรม อุอิอุอิ 😶
ขอบคุณมากที่เข้ามาอ่านนะครับ ฝากไลก์และแชร์ให้เพื่อน ๆ ด้วยนะครับ เย้ บะบุย
1ถูกใจ
5แชร์
92รับชม
แสดงความคิดเห็นของคุณ...
