หน้าหลัก » Blogs » ชั้นเรียนประถม – ประสมศาสตร์ประสานศิลป์ STEM ตอนที่ 91 – จากแบตเตอรี่สู่อาหาร

สารบัญ

บทความที่เกี่ยวข้อง


จากแบตเตอรี่สู่อาหาร

อนุภาคไฟฟ้าบวก (Proton) 1 ตัว จะดึงดูด (Attract) อนุภาคไฟฟ้าลบ (Electron) 1 ตัว ดังนั้น ถ้าอะตอมของไฮโดรเจน (Hydrogen atom) มีอนุภาคไฟฟ้าบวก 1 ตัว และอนุภาคไฟฟ้าลบ 1 ตัว มันจะอยู่ในสถานะเป็นกลางทางไฟฟ้า (Electrically neutral) อะตอมส่วนใหญ่สามารถแบ่งปัน (Share) อนุภาคไฟฟ้าลบให้อะตอมอื่นได้

และเมื่อมีการแบ่งปันดังกล่าว เพื่อว่าอะตอมรวมทั้งหมด (All combined) จะกลายสถานะเป็นกลางทางไฟฟ้า ก็จะก่อร่าง (Form) เป็นสิ่งที่เราเรียกว่า “สารประกอบ” (Compound) อะตอมเองสามารถสูญเสีย หรือได้มาซึ่งอิเล็กตรอน

ตัวอย่างเช่น เมื่ออะตอมไฮโตรเนที่เป็นกลางสูญเสียอิเล็กตรอน มันจะเหลือเพียงประจุไฟฟ้าบวก (หรือโปรตอน) แต่ไม่มีอิเล็กตรอน ซึ่งจะเรียกว่า “ไฮโดรเจนไอออน” (Hydrogen ion) โดยมีสัญลักษณ์ H+ ตัวไอออนมิได้มีสถานะเป็นกลางทางไฟฟ้า แต่อะตอมอาจรวมตัวกันได้ โดยการแบ่งปันอิเล็กตรอน

อะตอมของไฮโดรเจน (H) สามารถแบ่งปันอิเล็กตรอน 1 ตัว ในขณะที่อะตอมของออกซิเจน (Oxygen) [สัญลักษณ์ O] สามารถแบ่งปันอิเล็กตรอน 2 ตัว ถ้าอะตอมออกซิเจนที่เป็นกลาง (Neutral oxygen) แบ่งปันอิเล็กตรอน 1 ตัวให้อะตอมไฮโดรเจนที่เป็นกลาง ก็ยังมีอิเล็กตรอนอีก 1 ตัวที่อะตอมออกซิเจนสามารถแบ่งปันในการรวมตัว (Union)

การรวมตัวระหว่างอะตอมไฮโดรเจน 1 ตัว กับอะตอมออกซิเจน 1 ตัว จะผลิต (Produce) ไอออนซึ่งรู้จักกันในนาม ไอออนไฮโดรเจน (Hydroxide ion [สัญลักษณ์ OH-]) คำถามต่อไปก็คือ แล้วไอออนไปเกี่ยวข้องอย่างไรกับสารอาหาร (Food substance) ว่า เป็นกรด (Acid) หรือเป็นด่าง (Alkaline)

ถ้าสารอาหารมีไอออนโฮโดรเจน (H+) เข้มข้นสูง (High concentration) ก็นับว่าสารนั้นเป็นกรด อย่างไรก็ตาม ถ้าสารอาหารมีไฮโดรเจนไอออน เข้มข้นสูง (OH+) ก็นับว่า สารนั้นเป็นด่าง การวัดผลของสภาวะกรด (Acidity) กับสภาวะด่าง (Alkalinity) เรียกว่า “การวัดผลพีเอช” (pH measurement) การวัดผลค่า pH ของสารใดก็ตาม คือการวัดความเข้มข้นของไอออนไฮโดรเจนในสารนั้น อันที่จริงตัวอักษร pH มาจากคำว่า “Power of Hydrogen”

เราวัดปริมาณของช่วง pH เป็นตัวเลข (Numerical range) จาก 0 ถึง 14 โดยที่ ณ pH = 0 สารอาหารเป็นกรดค่อนสูง (Strongly acidic และ ณ pH = 7 มีสภาวะเป็นกลาง (Neutral pH) ดังนั้น สารอาหารที่มีค่า pH ต่ำกว่า 7 ถือว่าเป็นกรด และถ้าค่า pH สูงกว่า 7 ถือว่าเป็นด่าง

ตัวอย่างเช่น เมื่อน้ำส้มสายชูใส (White vinegar) มีช่วง pH ระหว่าง 2 – 2.4 นับว่าเป็นกรด นมสดมีค่า pH ประมาณ 6.6 นับว่าใกล้เคียงกับความเป็นกลาง โซดาไฟ (Baking soda) มีค่า pH ที่สูงกว่า 8 เล็กน้อย ถือว่าเป็นด่าง ส่วนอาหารอื่นๆ ในครัว เราสามารถวัดค่า pH ของอาหารเหลว (Liquid) ได้อย่างง่ายดาย โดยใช้กระดาษทดสอบ (Litmus paper) สีน้ำเงิน จะพบว่า นานาอาหารมีผลกระทบที่เป็นกรด หรือด่างเมื่ออยู่ในร่างกายมนุษย์

แหล่งข้อมูล:

  1. Sawah, Rihab and Anthony Clark. (2015). The Everything STEM Handbook – Help Your Child Learn and Succeed in the Fields of Science, Technology, Engineering, and Math. Avon, MA: Adams Media.
  2. Battery (electricity) - https://en.wikipedia.org/wiki/Battery_(electricity). [2018, March 22].
  3. Food chemistry - https://en.wikipedia.org/wiki/Food_chemistry. [2018, March 22].

สมาชิกที่ใช้งานอยู่ขณะนี้ คน