น้ำส้มสายชูผสมกับผงฟูจะเกิดอะไรขึ้น

อัลบั้มภาพการเรียนการสอนอยู่ที่นี่ครับ

ถ้าสงสัยว่าไม่เห็นรูปหรือวิดีโอ เข้าไปดูที่เว็บ https://witpoko.com/ นะครับ ส่วนใหญ่ถ้าอ่านในเมล์จะไม่เห็นวิดีโอครับ

(คราวที่แล้วเรื่องเหนี่ยวนำไฟฟ้าและเบรกแม่เหล็กอยู่ที่นี่ครับ)

วันนี้ผมไปสอนเด็กๆกลุ่มบ้านเรียนปฐมธรรม กลุ่มบ้านเรียนภูมิธรรม และอนุบาลบ้านพลอยภูมิครับ วันนี้เรื่องสนุกกับเบคกิ้งโซดาและน้ำส้มสายชูครับ  วันนี้เด็กๆกลุ่มบ้านเรียนภูมิธรรมและพลอยภูมิมานั่งเรียนด้วยกัน หัวข้อวันนี้เกิดจากคำขอพิเศษของเด็กๆหลายๆคนที่อยากทำถุงระเบิดที่เขาเคยเห็นเมื่อประมาณสองปีก่อนครับ

ผมเริ่มโดยถามเด็กๆว่าใครรู้บ้างว่าทำขนมปังให้ฟูๆอย่างไร เด็กๆบอกว่าใส่ยีสต์ ใส่ผงฟูในแป้งขนมปัง ผมก็บอกว่าใช่แล้ว เรามีวิธีหลายวิธีที่จะทำให้ขนมปังฟู วิธีแรกก็คือใส่ยีสต์เข้าไป เด็กๆรู้ไหมว่ายีสต์คืออะไร เด็กๆหลายคนรู้จักว่าเป็นสิ่งมีชีวิตเล็กๆ ผมจึงเสริมว่ายีสต์เป็นสิ่งมีชีวิตเล็กๆที่เรามองไม่เห็น สามารถกินน้ำตาลแล้วขับถ่ายก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ออกมาได้ ถ้าเราผสมยีสต์เข้าไปในแป้งขนมปังแล้วนวด ยีสต์จะกินน้ำตาลบางส่วนในแป้งแล้วปล่อยฟองก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ออกมาตามเนื้อแป้ง พอเราเอาแป้งไปอบ ยีสต์ก็จะตาย แต่ฟองคาร์บอนไดออกไซด์จะแทรกอยู่ตามเนื้อขนมปัง ทำให้ขนมปังนิ่ม

วิธีที่สองก็คือใช้เบคกิ้งโซดา (Baking Soda) หรือที่มีชื่อทางเคมีว่าโซเดียมไบคาร์บอเนต สารนี้ประกอบไปด้วยอะตอมของโซเดียม คาร์บอน ออกซิเจน และไฮโดรเจน เวลาเขียนเป็นสูตรเคมีจะเขียนเป็น NaHCO3 เจ้าสารตัวนี้ถ้าผสมกับกรดต่างๆจะปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ออกมาเหมือนกัน ถ้าผสมไปในแป้งขนมปังที่มีส่วนผสมเป็นกรดบ้างเช่น นม ช็อคโคแลต บัตเตอร์มิลค์  น้ำผึ้ง โยเกิร์ต หรือนำ้มะนาว มันก็จะปล่อยฟองคาร์บอนไอออกไซด์ออกมาแทรกในเนื้อแป้ง ทำให้ขนมปังนุ่ม

วิธีที่สามก็คือใช้เบคกิ้งพาวเดอร์ (Baking Powder) หรือผงฟู มีส่วนผสมของเบคกิ้งโซดา และสารที่เมื่อโดนความชื้นจะกลายเป็นกรด ดังนั้นเมื่อใส่ผงฟูเข้าไปในแป้งขนมปังที่มีความชื้นอยู่ ส่วนประกอบที่เป็นเบคกิ้งโซดาก็จะผสมกับกรดแล้วปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ออกมาแทรกในเนื้อแป้ง ทำให้ขนมปังนุ่ม

สำหรับวันนี้ เราจะปล่อยคาร์บอนไดออกไซด์เยอะๆเร็วๆ เราจึงเอาเบคกิ้งโซดามาผสมกับกรดน้ำส้มที่มีอยู่ในน้ำส้มสายชู แล้วเราก็เอาก๊าซไปเล่นแบบต่างๆกัน

ผมให้เด็กๆมองสมการทางเคมีของการผสมกันระหว่างเบคกิ้งโซดาและกรดน้ำส้ม โดยบอกเด็กๆว่ามันเป็นภาษาแบบหนึ่งที่บอกว่าอะไรผสมกับอะไรแล้วจะได้อะไรขึ้นมา แต่เราไม่ต้องจำมันตอนนี้ ไว้เด็กๆโตขึ้นแล้วสนใจค่อยไปศึกษาเพิ่มเติมก็ได้ สมการนั้นหน้าตาเป็นอย่างนี้:

NaHCO3 + CH3COOH  —–>  CO2 + H2O + CH3COO- + Na+

ผมชี้ให้เด็กเห็นว่าตัวอักษรต่างๆมันหมายถึงอะตอมชนิดต่างๆ มีบางอย่างที่เราเคยรู้จักไปแล้วเช่น คาร์บอน (C) ไฮโดรเจน (H) ออกซิเจน (O)  นอกจากนี้เด็กๆยังเคยรู้จักน้ำ (H2O) และคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) ไปแล้วเมื่อเราปั้นดินน้ำมันสีต่างๆมาต่อกันเป็นโมเลกุล  ลูกศรที่อยู่ตรงกลางเป็นส่วนที่แบ่งว่าเราเริ่มด้วยการเอาสารต่างๆด้านซ้ายของลูกศรมาผสมกัน แล้วเราจะได้สารต่างๆด้านขวาของลูกศร  เนื่องจากเด็กๆยังไม่เคยได้ยินเกี่ยวกับโซเดียมมาก่อนเขาจึงเดาไม่ได้ว่าตัวไหนในสมการคือเบคกิ้งโซดา แต่เรื่องอย่างนี้ไม่สำคัญ ค่อยๆเก็บค่อยๆคุ้นเคยไปเรื่อยๆก็ได้  ผมจึงบอกว่าตัวเบคกิ้งโซดาคือ NaHCO3และกรดน้ำส้ม (Acetic Acid) คือ CH3COOH

ส่วนที่เราสนใจเอามาเล่นวันนี้คือคาร์บอนไดออกไซด์ที่ออกมาจากเบคกิ้งโซดานั่นเอง

แผนของผมก็คือเราจะทำการทดลองสามแบบคือ 1. เอาเบคกิ้งโซดากับน้ำส้มสายชูผสมกันในขวดที่ปิดปากด้วยลูกโป่งเพื่อเราจะได้เก็บก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ไว้เป่าเทียน 2. เอาเบคกิ้งโซดากับน้ำส้มสายชูผสมกันในถุงพลาสติก zip-lock ถุงจะได้ระเบิด และ 3. เอาเบคกิ้งโซดากับน้ำส้มสายชูผสมกันในขวดที่อุดด้วยจุกคอร์ก ก๊าซคาร์บอนได้ออกไซด์จะได้ดันจุกคอร์กให้กระเด็นขึ้นฟ้า  ความจริงมีการทดลองแบบที่สี่สำหรับเด็กโตด้วยคือเราจะชั่งน้ำหนักส่วนผสมเบคกิ้งโซดาและน้ำส้มสายชูก่อนและหลังผสมกัน ว่าน้ำหนักจะเปลี่ยนแปลงไปไหมอย่างไร (น้ำหนักควรจะลดหลังผสมเพราะก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์จะลอยออกไปจากภาชนะที่ผสม) แต่เวลาเราหมดเสียก่อนจึงรอไว้ทำในโอกาสหน้า (สำหรับเด็กอนุบาลสาม ผมสาธิตการทดลองที่ 1 และ 2 ให้ดูครับ)

สำหรับการทดลองที่หนึ่ง เราใช้เบคกิ้งโซดาครึ่งช้อนชาถึงหนึ่งช้อนโต๊ะใส่ไว้ในลูกโป่ง และใส่น้ำส้มสายชูประมาณ 30-60 ซีซีที่ใส่ไว้ในขวด  จากนั้นเราก็เอาลูกโป่งมาปิดปากขวดแล้วเราก็เขย่าให้เบคกิ้งโซดาตกลงจากลูกโป่งลงไปผสมกับน้ำส้มสายชูในขวดเพื่อให้เกิดคาร์บอนไดออกไซด์มาทำให้ลูกโป่งพองครับ เชิญดูคลิปประกอบครับ:

ผมลองเอาคาร์บอนไดออกไซด์ในลูกโป่งมาลองเป่าเทียนดูครับ สงสัยว่าเทียนดับเพราะแรงลมมากกว่าก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ 🙂

จากนั้นเราก็ทำการทดลองที่สอง คือทำถุงระเบิด โดยเราเติมน้ำส้มสายชูประมาณ 30-60 ซีซีเข้าไปในถุงพลาสติก zip-lock ขนาดเล็ก แล้วเราก็ตักเบคกิ้งโซดามาประมาณ 1 ช้อนโต๊ะแล้วห่อด้วยกระดาษทิชชู่ จากนั้นเราก็ค่อยๆเอาห่อกระดาษทิชชู่ที่มีเบคกิ้งโซดาไปใส่ไว้ในถุงพลาสติกโดยระวังไม่ให้มันโดนน้ำส้มสายชู จากนั้นเราก็ปิดปากถุงพลาสติกให้สนิทไม่ให้อากาศผ่านได้ แล้วเราก็เขย่าถุงให้ห่อทิชชู่โดนน้ำส้มสายชู สักพักเบคกิ้งโซดาในห่อทิชชู่ก็จะผสมกับน้ำส้มสายชูแล้วปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์มาดันให้ถุงป่องจนแตก เชิญชมคลิปครับ:

สำหรับการทดลองที่สามที่เราทำจรวดจุกคอร์ก ผมทำให้เด็กๆดู ไม่ได้ให้เด็กๆทำกันเองเพราะมันอาจจะอันตรายได้ เนื่องจากจุกคอร์กจะพุ่งออกมาด้วยความเร็ว ถ้าไม่ระมัดระวังอาจโดนตาบาดเจ็บได้ ผมเน้นว่าเราต้องไม่เอาตาไปส่องตามลำกล้องของปืนของเล่น(หรือปืนของจริงก็ตาม) รวมทั้งของเล่นต่างๆที่ยิงชิ้นส่วนออกมาเร็วๆด้วย ไม่งั้นตาเราจะบอดได้ วิธีทำจรวดจุกคอร์กก็คือหาขวดแก้วเช่นขวดไวน์มาใส่น้ำส้มสายชูสัก 60 ซีซี แล้วตักเบคกิ้งโซดาประมาณหนึ่งช้อนโต๊ะมาห่อด้วยกระดาษทิชชู่ แล้วม้วนให้เป็นทรงกระบอกเล็กๆที่สอดเข้าไปในปากขวดได้ แล้วเราก็เอียงขวดให้น้ำส้มสายชูอยู่ก้นขวด แล้วสอดหลอดกระดาษทิชชู่ไว้ที่คอขวด แล้วก็เอาจุกคอร์กมาปิดปากขวดให้แน่นปานกลาง จากนั้นเราก็ปล่อยให้หลอดกระดาษทิชชู่ตกลงไปผสมกับน้ำส้มสายชูที่ก้นขวด เขย่าๆให้เข้ากันแต่ต้องระวังให้ปากขวดชี้ไปในทิศทางที่ไม่มีคน สัตว์ และสิ่งของเสมอ แล้วเราก็รอให้ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ออกมามากขึ้นเรื่อยๆในขวด ทำให้ความดันในขวดสูงขึ้นเรื่อยๆ จนดันจุกคอร์กกระเด็นออกมาด้วยความเร็ว เชิญชมคลิปเลยครับ:

หลังจากเด็กๆได้ทำการทดลองเองกันแล้ว ผมก็ให้เขาดูคลิปแม่เหล็กตกผ่านท่อทองแดงช้าๆ เพื่อเชื่อมโยงกับการทดลองสัปดาห์ที่แล้วที่เราปล่อยให้แม่เหล็กไหลมาตามรางอลูมิเนียมช้าๆครับ:

แล้วผมก็ให้เด็กๆดูชาวนอร์เวย์เล่นเบคกิ้งพาวเดอร์ ซึ่งไม่ต้องผสมกับกรด แค่ผสมน้ำก็จะปล่อยก๊าซออกมา เด็กๆหัวเราะกันใหญ่:

ตัวอย่างบันทึกของเด็กๆครับ อัลบั้มเต็มอยู่ที่นี่ครับ