วันเสาร์ที่ 29 สิงหาคม พ.ศ. 2552

ให้ตัวเลขออกมาสวยก็พอ MO Memoir : วันเสาร์ที่ ๒๙ สิงหาคม ๒๕๕๒

ในบรรดาข้อต่อท่อ (tube fitting) นั้น ยี่ห้อ Swagelok ดูเหมือนจะได้รับความนิยมมากที่สุด โดยเฉพาะในวงการอุตสาหกรรมที่ต้องการ tube fitting ที่ไว้วางใจได้ ส่วนในงานวิจัยหรือในห้องปฏิบัติการเองก็นิยมใช้เนื่องจากข้อต่อดังกล่าวสามารถถอด-ประกอบได้หลายครั้งโดยที่ยังคงความสามารถในการป้องกันการรั่วซึม

คำว่า "ท่อ" ในภาษาไทยนั้น ถ้าแปลเป็นอังกฤษจะมีคำอยู่ 2 คำคือ "Pipe" กับ "Tube" แต่ท่อชนิด "Pipe" กับ "Tube" ตามภาษาอังกฤษนั้นมีข้อกำหนดคุณลักษณะที่แตกต่างกัน ทั้งส่วนตัวท่อเองและข้อต่อที่ใช้ เอาไว้วันหลังจะเล่าให้ฟังอีกที สำหรับในบทความนี้คำว่า "ท่อ" จะหมายความถึงท่อชนิด "Tube" เท่านั้น และคำว่า "ข้อต่อท่อ" จะหมายความถึง "Tube fitting" เท่านั้น เว้นแต่จะมีการระบุไว้เป็นอย่างอื่น

Catalogue เดิมของ Swagelok นั้น ตัว Swagelok เองจะหมายถึงส่วนที่เป็นข้อต่อท่อ ในส่วนของวาล์วและอุปกรณ์ตัวอื่นที่ปรากฏอยู่ใน catalogue เล่มเดียวกันจะเป็นของบริษัทอื่น โดยบริษัทอื่นที่ทำวาล์ว ฯลฯ จะใช้ข้อต่อท่อของ Swagelok ในการเชื่อมต่อวาล์วของบริษัทเองเข้ากับท่อ แต่ภายหลังเห็นเปลี่ยนไปใช้ชื่อ Swagelok เพียงชื่อเดียว

ข้อต่อท่อของ Swagelok นั้นมีชิ้นส่วนที่สำคัญที่เป็นตัวทำให้ข้อต่อของ Swagelok ป้องกันการรั่วซึมได้ดีอยู่ 2 ชิ้นคือ Front ferrule (ตาไก่หน้า) กับ Back ferrule (ตาไก่หลัง) front ferrule มีลักษณะเป็นกรวยยอดตัดส่วน back ferrule มีลักษณะเป็นวงแหวนดังแสดงในรูปที่ 1


รูปที่ 1 Ferrule ของ Swagelok (ภาพจาก http://www.swagelok.com)

รูปที่ 2 ภาพตัดขวางเมื่อท่อถูกสอดเข้าไปในข้อต่อ (ภาพจาก http://www.swagelok.com)

ในการเชื่อมต่อนั้น เราจะต้องทำการสอดท่อผ่าน back ferrule และ front ferrule จนกระทั่งปลายท่อชนเข้ากับไหล่ของ fitting (หรือตัววาล์ว) ดังแสดงในรูปที่ 2 จากนั้นจึงทำการขันนอตให้ตึงด้วยมือก่อน ตามด้วยการใช้ประแจขันต่อไปอีก 1 1/4 รอบ (ตามข้อกำหนดของ Swagelok)

ในขณะที่เราทำการขันนอตเข้าไปนั้น ตัวนอตจะค่อย ๆ ดันให้ back ferrule และ front ferrule เคลื่อนตัวไปข้างหน้าจนกระทั่งพื้นผิวรูปกรวยด้านนอกของ front ferrule สัมผัสกับพื้นผิวรองรับรูปกรวยด้านในของข้อต่อ และเมื่อเราทำการขันให้แน่นต่อไปอีก back ferrule จะพยายามดัน front ferrule ให้เคลื่อนที่ไปข้างหน้า แต่เนื่องจาก front ferrule ไม่สามารถเคลื่อนที่ไปข้างหน้าได้เนื่องจากสัมผัสกับตัวข้อต่อแล้ว ขอบด้านหน้าของตัว front ferrule ก็จะเคลื่อนที่จิกลงไปบนผิวด้านนอกของท่อพร้อม ๆ กับการบานออกของตัว front ferrule เนื่องจากการดันของ back ferrule และในขณะเดียวกันขอบด้านหน้าของตัว back ferrule ก็จะจิกลงไปบนผิวด้านนอกของท่อเช่นเดียวกันดังแสดงในรูปที่ 3

รูปที่ 3 การทำงานของ front ferrule และ back ferrule เมื่อถูกขันให้แน่น (ภาพจาก http://www.swagelok.com)

ปัจจัยหลักที่ทำหน้าที่ป้องกันการรั่วซึมของข้อต่อคือ (1) ความราบเรียบของผิวสัมผัสระหว่าง front ferrule กับ fitting และ (2) การกัดลงไปของ ferrule บนผิวท่อ พึงสังเกตว่าส่วนที่เป็นเกลียวไม่มีส่วนร่วมใด ๆ ทั้งสิ้นในการป้องกันการรั่วซึม (ดูรูปที่ 2) แต่ก่อนในห้องแลปของเรานั้นเวลาที่นิสิตใช้ข้อต่อ Swagelok จะต้องพันเทปเทฟลอนที่เกลียวของนอตทุกครั้ง เรื่องนี้ผมได้เคยอธิบายไปหลายครั้งแล้วแต่เขาก็ไม่รับฟังกัน (เพราะรุ่นพี่เขาทำกันอย่างนี้ ก็เลยขอทำอย่างนี้ตาม) ใช้เวลาอยู่นานเหมือนกันกว่าพฤติกรรมเช่นนี้จะหมดไป

จากประสบการณ์ที่ผ่านมาพบว่าการใช้ ferrule หรือการติดตั้ง ferrule อย่างไม่เหมาะสมมักเป็นตัวการหลักที่ทำให้เกิดปัญหาการรั่วซึม ตัวอย่างเช่นการใช้ ferrule ที่ทำจากโลหะที่มีความแข็งน้อยกว่าผิวท่อ เช่นการใช้ ferrule ชนิดทองเหลืองกับท่อสเตนเลส ท่อสเตนเลสนั้นแข็งกว่าทองเหลือง ดังนั้น ferrule ทองเหลืองจะไม่สามารถจิกเข้าไปในผิวท่อได้ ในกรณีนี้ถ้าความดันไม่สูงมากนั้นก็จะตรวจไม่พบ

ส่วนอีกกรณีที่ตรงข้ามกันคือการใช้ ferrule ที่แข็งกว่าตัวข้อต่อ เช่นการใช้ ferrule ที่ทำจากสเตนเลสกับข้อต่อที่ทำจากทองเหลือง แม้ว่า ferrule ที่เป็นสเตนเลสจะจิกเข้าไปในเนื้อท่อทองแดงได้ แต่การที่สเตนเลสนั้นมีความแข็งแรงมากกว่าทองเหลืองจึงทำให้เมื่อทำการขันแน่นซ้ำหลายครั้ง (ซึ่งต้องทำเมื่อทำการถอด-ประกอบใหม่) ตัว ferrule เองจะดันให้ตัวข้อต่อบานออกจนสูญเสียรูปร่างถาวร เมื่อนำตัวข้อต่อทองเหลืองดังกล่าวมาใช้กับ ferrule ที่เป็นทองเหลืองจึงพบว่ามุมลาดเอียงของ front ferrule แตกต่างไปจากมุมลาดเอียงของพื้นผิวสัมผัสของตัวข้อต่อ ทำให้ front ferrule ไม่แนบสนิทเข้ากับตัวข้อต่อ

เมื่อไม่นานมานี้พึ่งจะมีประสบการณ์อีกรูปแบบหนึ่ง ซึ่งตอนนี้ไม่รู้เหมือนกันว่าเกิดได้อย่างไร คือในระหว่างการตรวจสอบเครื่องปฏิกรณ์เครื่องหนึ่งที่สงสัยว่ามีปัญหาการรั่วซึม (ตรวจพบออกซิเจนในระบบทั้ง ๆ ที่ไม่น่าจะมี) พบว่าข้อต่อที่หลายตำแหน่งนั้น เมื่อ ferrule กัดลงไปบนผิวท่อแล้ว ตัว front ferrule เองยังไม่ทันสัมผัสกับพื้นผิวของตัวข้อต่อ กล่าวคือระยะจากปลายท่อถึงตำแหน่งที่ front ferrule กัดผิวท่อนั้นมีค่ามากเกินไป เมื่อถอดตัวข้อต่อท่อออกมาดูและสวมตัวท่อลงไปจะเห็นว่า front ferrule ไม่แนบกับตัวข้อต่อ ดังนั้นในระหว่างทดลอง ในช่วงที่ความดันในระบบสูงกว่าความดันบรรยากาศก็จะเกิดการรั่วออกมาข้างนอก แต่พอถึงช่วงที่ความดันในระบบต่ำกว่าความดันบรรยากาศ อากาศก็จะรั่วเข้าไปในระบบ

ในระหว่างการทดลองนั้น ผู้ทดลองผ่านแก๊สที่มีความดันสูงกว่าบรรยากาศเล็กน้อยให้ไหลผ่านเครื่องปฏิกรณ์ (ตรงนี้ไม่ทราบเหมือนกันว่ามีการตรวจสอบว่ามีการรั่วซึมหรือไม่ หรือมีการตรวจสอบ แต่เนื่องจากความดันในระบบสูงกว่าความดันบรรยากาศเพียงเล็กน้อย ก็เลยทำให้ตรวจสอบการรั่วออกไม่เห็น) แต่พอตอนจะวิเคราะห์องค์ประกอบของแก๊สตัวอย่าง ผู้ทดลองใช้วิธีต่อท่อแก๊สออกจากเครื่องปฏิกรณ์เข้ากับเครื่องมือวิเคราะห์แก๊ส (NOA-7000) โดยตรง

เครื่องวิเคราะห์แก๊สที่ใช้นั้นต้องการแก๊สตัวอย่างในปริมาณที่สูงกว่า 1000 ml/min โดยใช้ปั๊มดูดแก๊สเข้าเครื่อง แต่แก๊สที่ไหลผ่านเครื่องปฏิกรณ์มีเพียงแค่ 200 ml/min ดังนั้นเมื่อปั๊มดูดแก๊สตัวอย่างทำงานจึงทำให้เกิดสุญญากาศขึ้นในระบบท่อ อากาศจากภายนอกจึงรั่วเข้าไปในระบบ จากข้อมูลที่ทราบคร่าว ๆ พอจะประมาณได้ว่ามีอากาศรั่วเข้าไปในระบบไม่น้อยกว่าเท่าตัว

การแก้ปัญหาทำโดยรื้อตรวจข้อต่อทุกจุด และทำการตะไบเอาปลายท่อส่วนที่ยาวเกินไปออกเพื่อให้ระยะจากปลายท่อถึงตำแหน่งที่ front ferrule กัดผิวท่อสั้นลง ก็ทำให้ front ferrule แนบกับตัวข้อต่อได้

ที่น่าแปลกก็คือ การเกิดการรั่วซึมดังกล่าวปรากฏอยู่ตลอดในระหว่างการทำการทดลอง ซึ่งจะเห็นความเข้มข้นของออกซิเจนที่วัดได้ขึ้นสูงกว่าค่าที่ป้อนเข้ามามาก แต่ผู้ทำการทดลองได้มองข้ามปัญหาดังกล่าวนี้ไป โดยไปโทษว่าการที่เครื่องวัดรายงานว่ามีปริมาณออกซิเจนในระบบสูงขึ้นนั้นเกิดจากการที่เครื่องวัดมีความบกพร่อง และยังไปบอกคนที่จะมารับช่วงงานต่อด้วยว่าไม่ต้องไปสนใจตัวเลขดังกล่าว (ทั้ง ๆ ที่เมื่อทดสอบโดยไม่ได้ป้อนสารตัวอย่างเข้าไปก็พบว่าเครื่องวัดออกซิเจนทำงานปรกติ) เพราะตัวเลขอีกตัวที่เป็นที่สนใจนั้นให้ค่าออกมาดีเป็นพิเศษ (ก็แน่นอนอยู่แล้ว เมื่อมีอากาศรั่วซึมเข้ามาเจือจาง ก็ทำให้เห็นความเข้มข้นของสารตั้งต้นในสายออกจากเครื่องปฏิกรณ์มีค่าลดลง ทำให้คำนวณค่า conversion ได้สูง เห็นตัวเลขอย่างนี้ใคร ๆ ก็ชอบ) ปัญหาเรื่องนี้สงสัยว่าจะไม่จบเพียงแค่นี้ เพราะตัวเลขผลการทดลองดังกล่าวได้ถูกส่งให้บริษัทหนึ่งไปเป็นที่เรียบร้อยแล้ว

ผมมักบอกเสมอว่า "ในการทำการทดลองนั้น สิ่งสำคัญที่สุดคือวิธีการทำการทดลอง ถ้าวิธีการผิดพลาด ผลการทดลองที่ได้และข้อสรุปต่าง ๆ ก็โยนทิ้งไปได้เลย ไม่มีค่าแก่การพิจารณาใด ๆ"

แต่ในการพิจารณาผลงานนั้น จากประสบการณ์ที่ผ่านมาพบว่าคนส่วนมากมักดูที่ตัวเลขสุดท้ายที่ได้มาเป็นหลัก ถ้าตัวเลขออกมาดีก็รีบสรุปเลยว่างานนั้นได้ผลดี โดยไม่ได้ใส่ใจเลยว่าที่มาของตัวเลขนั้นได้มาอย่างไร ในเมื่อเป็นอย่างนี้ก็ไม่รู้เหมือนกันว่าเสียเวลาทำการทดลองไปทำไม สู้เอาเวลาไปนั่งแต่งตัวเลขให้มันดูดี ๆ และไม่ขัดแย้งกันก็น่าจะพอแล้ว

เคยมีอยู่ครั้งหนึ่งพบในระหว่างการสอบวิทยานิพนธ์ว่าตัวเลขที่นิสิตรายงานนั้นไม่ได้มีการวิเคราะห์จริง เพียงแต่คิดว่าจะต้องได้ตามนี้ก็ใส่ตัวเลขที่คิดไว้เข้าไปในผลการทดลอง งานนี้นิสิตสอบผ่านด้วยมติเสียงข้างมาก เพราะตัวเลขเหล่านั้นได้รับการตีพิมพ์ในวารสารวิชาการเรียบร้อยแล้ว

วันศุกร์ที่ 28 สิงหาคม พ.ศ. 2552

น่าคิดนะ MO Memoir : วันศุกร์ที่ ๒๘ สิงหาคม ๒๕๕๒

มีอยู่หลายครั้งที่นิสิตที่จบไปแล้วหรือผู้ที่กำลังจะจบมาปรึกษาปัญหาเรื่องต่าง ๆ มีหลายรายเหมือนกันที่มาบ่นโน่น บ่นนี่ ให้ฟัง วันนี้ก็เลยขอรวบรวมบางเรื่องที่คิดว่าน่าสนใจและเคยเล่าให้ใครต่อใครฟังไปแล้ว มาบันทึกไว้เป็นลายลักษณ์อักษรดูสักที เรื่องที่จะกล่าวต่อไปไม่ได้เรียงตามลำดับการเกิด เพียงแต่คิดเรื่องไหนได้ก่อนก็พิมพ์ลงไป ส่วนบทสนทนาจะคงไว้ซึ่งเนื้อหา

แน่นอนว่าการพูดกันในวันนั้นคงไม่ได้พูดตามบทที่เขียนนี้ เพราะใครจะไปจำได้ทุกรายละเอียด คงจำได้แต่ว่าเนื้อหาโดยรวมเป็นอย่างไรเท่านั้นเอง

เรื่องที่ 1 ชั่วโมงละ 100 บาท

นิสิตป.โทรายหนึ่งที่พึ่งจบการศึกษาไป ยังไม่มีงานทำ (งานบริษัท) มาบ่นให้ฟังว่ายังไม่ได้งานสักที ตอนนี้มีรายได้จากการสอนพิเศษเด็กประถม ชั่วโมงละ 100 บาท ที่ห้างสรรพสินค้าใกล้บ้านแถวรังสิต

ผม : ก็ดีนี่ เป็นอาชีพอิสระ ไม่ต้องตื่นแต่เช้า ตอนกลางวันก็ยังมีเวลาไปทำโน่นทำนี่

นิสิต 1 : แต่ไม่ได้ใช้ที่เรียนมาเลยนี่คะอาจารย์ แถมยังได้เงินน้อยกว่าคนที่เขาได้งานแล้วด้วย

พอดีมีนิสิตคนที่สองที่จบรุ่นเดียวกันผ่านมาพอดี รายนี้ได้งานแล้ว ตัวนิสิตเองบ้านอยู่กรุงเทพ แต่ต้องไปทำงานบริษัทที่ระยอง เลยเรียกมาคุย

ผม : ถามหน่อยนะ นี่คุณได้เงินเดือนเริ่มต้นเดือนละเท่าไร มี OT ไหม

นิสิต 2 : 3x,xxx บาทครับ ไม่มี OT

ผม : แล้วต้องทำงานวันละกี่ชั่วโมง กี่วันต่อสัปดาห์ เอาเวลาที่ต้องทำงานจริง ๆ นะ ไม่ใช่เอาเวลาที่เขาบอกว่าจ้างคุณทำตั้งแต่กี่โมงถึงกี่โมง กี่วันต่อสัปดาห์

นิสิต 2 : ก็ตกราว ๆ 12 ชั่วโมงต่อวัน บางทีก็ 7 วันต่อสัปดาห์ครับ

ผม : คิดเป็นค่าจ้างต่อชั่วโมงแล้วได้ชั่วโมงเท่าไร

นิสิต 2 : (หลังจากกดเครื่องคิดเลขอยู่พักหนึ่ง) ตกราว ๆ ชั่วโมงละ 100 บาทครับ

ผม : (หันไปถามนิสิต 1) เห็นไหมล่ะ เขาก็ได้เงินเท่า ๆ กับคุณนั่นแหละ แถมยังต้องตื่นไปทำงานแต่

เช้าตรู่ กว่าจะได้กลับถึงบ้านก็ดึกดื่น ไม่เหมือนคุณหรอกที่ตื่นสายก็ได้ แถมสอนหนังสือเสร็จยังเดินเที่ยวห้างได้อีก


เรื่องที่ 2 โบนัสหายไป 2 เดือน

เหตุเกิดในช่วงเดือนธันวาคม ๒๕๕๑ มีลูกศิษย์กลุ่มหนึ่งแวะมาเยี่ยมที่ห้องทำงาน

ผม : เป็นยังไงกันบ้าง ได้โบนัสกันคนละกี่เดือน

ลูกศิษย์ : ปีนี้ได้ตั้ง 4 เดือนครับอาจารย์

ผม : แล้วตอนที่เขาจ้างคุณทำงานเขาบอกว่าจ้างทำงานวันละกี่ชั่วโมง แล้วตอนทำงานจริง เขาใช้คุณทำงานวันละกี่ชั่วโมง

ลูกศิษย์ : ตอนจ้างก็บอกวันละ 8 ชั่วโมง แต่ตอนทำงานจริงก็วันละ 12 ชั่วโมงครับ

ผม : เขาจ้างคุณทำงานวันละ 8 ชั่วโมง แต่คุณทำงานวันละ 12 ชั่วโมง แสดงว่าคุณทำงานให้เขาเท่าครึ่งของเงินเดือนที่เขาจ่ายให้พวกคุณ ดังนั้นในแต่ละปีนอกจากคุณจะได้เงินเดือน 12 เดือนแล้ว ยังควรได้ที่ทำงานเพิ่มให้เขาอีก 6 เดือน ดังนั้นปีนี้พวกคุณควรจะมีรายได้คิดเป็น 18 เดือนนะจึงจะเสมอตัว นี่เขาจ่ายเงินเดือนให้ 12 เดือน และโบนัสให้อีก 4 เดือน รวมแล้วยังได้แค่ 16 เดือนเอง ผมว่ายังขาดทุนอยู่อีก 2 เดือนนะ

ลูกศิษย์ : ???


เรื่องที่ 3 ก็ตรงไปตรงมาดีนะ

นิสิตรายหนึ่งไปได้งานบริษัทต่างชาติที่มาทำงานก่อสร้างโรงงานอยู่ที่ชลบุรี มาปรึกษาว่าจะไปทำงานที่นี่ดีไหม

นิสิต : หนูจะไปทำงานที่นี่ดีไหมค่ะ เขาว่างานหนักมากค่ะ

ผม : แล้วทำงานกันสัปดาห์ละกี่วันล่ะ

นิสิต : ก็แล้วแต่ช่วงการก่อสร้าง บางทีก็ 7 วัน ไม่มีวันหยุดเลย

ผม : แล้วเขาจ่ายคุณเท่าไรล่ะ

นิสิต : ก็หลักแสนต่อเดือนค่ะ

ผม : ผมว่าเขาก็ตรงไปตรงมาดีนะ บอกตรง ๆ เลยว่าใช้งานคุณหนัก และก็บอกคุณตรง ๆ เลยว่า

ยินดีจ่ายหนักให้ด้วย ไม่เหมือนหลายบริษัทที่บอกว่าให้เกียรติคุณ เราไม่มี OT ให้ แต่คุณต้องทำงานให้เสร็จ (ลองกลับไปอ่านเรื่องที่ 1 และ 2 ดู)


เรื่องที่ 4 แล้วยังจะบ่นอะไรอีก

วันหนึ่ง (ก็กว่า 10 ปีที่แล้ว) ลูกศิษย์รายหนึ่งที่ทำงานอยู่ที่รัฐวิสาหกิจ (ในขณะนั้น) แห่งหนึ่งแวะมาเยี่ยม (หรือมาบ่น) ให้ฟังเรื่องเงินเดือน

ลูกศิษย์ : อาจารย์ หนูได้เงินเดือนน้อยจัง ไม่ถึง 20,000 เลย เพื่อนหนูเขาได้มากกว่าหนูอีก

ผม : แล้วถ้าทำล่วงเวลาคุณได้ OT หรือเปล่า

ลูกศิษย์ : ได้ค่ะอาจารย์

ผม : แล้วเริ่มเข้างานจริงตอนกี่โมง

ลูกศิษย์ : ก็ราว ๆ 9 โมงค่ะ (หน่วยงานนี้จริง ๆ แล้วบอกว่าเริ่มงาน 8.30 น)

ผม : แล้วพักกินข้าวเที่ยงล่ะ

ลูกศิษย์ : 11 โมงครึ่งก็ไปแล้วค่ะอาจารย์ กว่าจะกลับมาก็บ่ายโมงกว่าแล้ว

ผม : แล้วกลับบ้านล่ะ

ลูกศิษย์ : สี่โมงก็เก็บของกลับแล้วค่ะอาจารย์ (หน่วยงานนี้จริง ๆ แล้วบอกว่าเลิกงาน 16.30 น)

ผม : เห็นไหมล่ะ คุณทำงานน้อยกว่าเพื่อนคุณวันละกี่ชั่วโมง ได้เงินเดือนน้อยกว่าก็ไม่เห็นจะแปลกนี่

วันอาทิตย์ที่ 23 สิงหาคม พ.ศ. 2552

ทำความรู้จักกับ Chromatogram (ตอนที่ 2) MO Memoir : วันศุกร์ที่ ๑๐ กรกฎาคม ๒๕๕๒

ก่อนอื่นต้องของแสดงความยินดีกับสมาชิกของกลุ่มที่เข้ารับพระราชทานปริญญาบัตร (ทั้งมหาบัณฑิตและดุษฎีบันฑิต) ไปเมื่อวานนี้ (พฤหัสบดีที่ ๙ กรกฎาคม) หวังว่าทุกคนจะได้ดำเนินชีวิตต่อไปดังที่ตนเองปราถนา

MO Memoir ฉบับนี้เป็นฉบับขึ้นปีที่ ๒ แล้ว (ฉบับแรกออกเมื่อวันพุธที่ ๙ กรกฎาคม ๒๕๕๒) นับดูปีแรกก็ได้ออกไปทั้งสิ้น ๔๒ ฉบับ รวม ๑๔๖ หน้า ส่วนเรื่องอะไรบ้างนั้นก็ขอให้ดูในดัชนีที่แนบมาด้วยก็แล้วกัน

เนื้อหาใน MO Memoir ฉบับนี้ต่อเนื่องจาก MO Memoir 2552 July 3 Fri ทำความรู้จักกับ Chromatogram (ตอนที่ 1) ในตอนที่แล้วได้กล่าวถึงหลักการในการแปลงสัญญาณที่วัดได้ให้เป็นสมการคณิตศาสตร์ เพื่อที่จะระบุตำแหน่งที่เริ่มเกิดพีค ตำแหน่งสูงสุดของพีค และตำแหน่งสิ้นสุดของพีค ส่วนในตอนนี้จะกล่าวถึงการรายงานผลและตัวอย่างโครมาโทแกรมที่ได้จากการวิเคราะห์จริง และสิ่งที่ต้องระวังในการอ่าน

ตัวอย่างที่กล่าวถึงจากจุดนี้ไปจะอาศัยผลการวิเคราะห์ที่ใช้โปรแกรมการคำนวณและวิเคราะห์ผลของเครื่องอินทิเกรเตอร์ Shimadzu ที่ใช้อยู่ในแลปเป็นหลัก ขอย้ำว่าอุปกรณ์ต่างยี่ห้อหรือต่างรุ่นกัน ตัวโปรแกรมวิเคราะห์และรายงานผลไม่จำเป็นต้องเหมือนกันเสมอไป

เนื่องจากสัญญาณที่ได้จากการวัดนั้นอาจมีความไม่ราบเรียบ (ซึ่งมักเป็นเรื่องปรกติ) ดังนั้นในการรายงานผลเพื่อไม่ให้เครื่องรายงานสัญญาณที่ไม่ราบเรียบนั้นออกมาเป็นพีคนั้น ตัวโปรแกรมจึงได้เปิดช่องให้สามารถกำหนด "พื้นที่ของพีค" หรือ "ความสูงของพีค" ที่น้อยที่สุดที่จะพิมพ์รายงานออกมา ซึ่งโดยปรกติมักต้องกำหนดทั้งสองเงื่อนไข สัญญาณบางชนิดเช่นสัญญาณรบกวนที่เป็น impulse เข้ามาในระบบนั้นจะมีลักษณะปรากฏเป็นพีคที่สูงแต่แคบ (ความกว้างถือว่าเป็นศูนย์หรือเกือบเป็นศูนย์) ดังนั้นพื้นที่ใต้กราฟจึงน้อยมาก ถ้าเรากำหนดพารามิเตอร์ดังกล่าวให้มีขนาดใหญ่เกินไป เราก็จะมองไม่เห็นพีคเล็ก ๆ ที่เกิดขึ้นและอาจมองไม่เห็นผลิตภัณฑ์ที่เกิดขึ้นได้ (ปัญหานี้มักจะเกิดในกรณีที่เราทำการทดลองที่มีค่า conversion ต่ำ หรือมองหาผลิตภัณฑ์ข้างเคียงที่มีค่า selectivity ที่ต่ำ) แต่ถ้าเรากำหนดไว้น้อยเกินไปจะทำให้มีการรายงานผลพีคที่ไม่ได้เกิดจากสารตัวอย่างปรากฏออกมาด้วย

รูปที่ 1 แสดงตัวอย่างของพีคที่ปรากฏบนโครมาโทแกรม แต่ไม่มีการพิมพ์รายงานออกมา (A) ถ้าเราพิจารณาโครมาโทแกรมจะเห็นว่าควรมีพีคอีก 3 พีคที่ตำแหน่งเวลาประมาณ 18 นาที 21 นาทีและ 24 นาที แต่เนื่องจากพีคมีขนาดเล็กและเตี้ย เครื่องก็เลยไม่พิมพ์ผลการคำนวณที่ได้ออกมา (ในความเป็นจริงพีคที่ 3 ตำแหน่งนี้เป็นของผลิตภัณฑ์ที่ต้องการวิเคราะห์) แต่ในรูปที่ 2 มีการรายงานว่ามีพีคที่ตำแหน่งเวลาประมาณ 18 นาทีและ 21 นาที แต่ไม่มีการรายงานว่ามีพีคที่ตำแหน่งเวลาประมาณ 24 นาที ทั้ง ๆ ที่โครมาโทรแกรมแสดงให้เห็นว่าพีคที่ตำแหน่ง 24 นาทีนั้นไม่ได้มีขนาดเล็กไปกว่าพีคที่ตำแหน่ง 18 นาทีหรือ 21 นาทีเลย ในความเป็นจริงนั้นพบว่าถ้านำพีคที่ตำแหน่งเวลา 18 นาที 21 นาทีและ 24 นาทีไปทำการแยกพีคและคำนวณพื้นที่ของแต่ละพีคใหม่ จะพบว่าพีคที่ตำแหน่งเวลา 24 นาทีนั้นมีพื้นที่มากกว่าพีคที่เวลา 21 นาทีอีก

ต่อไปขอให้พิจารณาพื้นที่และความสูงของพีคที่ตำแหน่งเวลา 0.93-0.94 นาทีในรูปที่ 1 และ 2 จะเห็นว่าพื้นที่ใต้พีคที่รายงานในรูปที่ 2 มีค่าประมาณ 2/3 ของพื้นที่ใต้พีคของรูปที่ 1 แต่ความสูงของพีคทั้งสองเท่ากับ (ประมาณ 1,225,000) ลักษณะดังกล่าวเป็นลักษณะที่แสดงการ "อิ่มตัว" ของ detector กล่าวอีกนัยหนึ่งคือปริมาณตัวอย่างนั้นมากเกินกว่าความสามารถของ detector ที่จะตรวจวัดได้ ปรากฏการณ์นี้เสมือนกับการที่เราเอาของหนัก 10 กิโลกรัมหรือมากกว่าไปวางบนตาชั่งที่ชั่งน้ำหนักได้เต็มที่ 10 กิโลกรัม เราก็จะเห็นตาชั่งแสดงตัวเลขน้ำหนักสูงสุดที่ 10 กิโลกรัมเหมือนกันหมด ทั้ง ๆ ที่ของแต่ละชิ้นนั้นหนักไม่เท่ากัน แต่พีคที่ตำแหน่งเวลาประมาณ 1.8 และ 3.9 นาทีนั้น แม้ว่าไม่ปรากฏในรูปกราฟ แต่ตัวรายงานที่พิมพ์ออกมาก็แสดงให้เห็นว่าพื้นที่ของพีคและความสูงของพีคนั้นเปลี่ยนแปลงไปในทิศทางเดียวกัน (พีคที่สูงกว่าก็มีพื้นที่มากกว่าพีคที่เตี้ยกว่า) ลักษณะเช่นนี้แสดงว่าสัญญาณที่เครื่องใช้ในการวาดโครมาโทแกรมและสัญญาณที่นำไปคำนวณพื้นที่และความสูงของพีคนั้นเป็นคนละสัญญาณกัน

พีคที่ตำแหน่ง 1.27 นาที (B) ในรูปที่ 2 นั้นไม่มีรายงานปรากฏในรูปที่ 1 แต่ถ้านำพื้นที่ของพีคที่ตำแหน่ง 0.94 นาทีและ 1.27 นาทีมารวมกัน ก็จะได้พื้นที่ใกล้เคียงกับพีคที่ตำแหน่งเวลา 0.933 ของรูปที่ 1 (D) การแปลผลรายงานดังกล่าวควรต้องใช้ความระมัดระวัง การที่เห็น 2 พีคในรูปที่ 2 นั้นมีสาเหตุได้หลายสาเหตุ เช่นตัวอย่างที่ทำการฉีดในรูปที่ 2 นั้นมีสารประกอบอื่นที่ไม่มีในตัวอย่างที่ฉีดในรูปที่ 1 หรือในระหว่างที่ทำการกดฉีดสารในรูปที่ 2 นั้นมีการหยุดชะงัก ไม่ได้เป็นการกดฉีดเข้าไปทีเดียวจนหมดเข็ม ทำให้การฉีดสารเป็นเสมือนการฉีดตัวอย่าง 2 ครั้งเข้าไปติด ๆ กัน พีคแรก (เวลา 0.94 นาที) เกิดจากการฉีดเข้าไปครั้งแรก ส่วนพีคที่สองนั้น (เวลา 1.27 นาที) เกิดจากการฉีดสารที่เหลือค้างอยู่ในเข็มเข้าไปจนหมด เหตุการณ์ดังกล่าวมักเกิดกับพีคที่ออกมาตอนแรก ๆ เพราะพีคเหล่านี้มีลักษณะที่แหลมและคม แต่จะไม่เห็นกับพีคในช่วงหลังเพราะพีคในช่วงหลังจะแผ่กว้างออกมากว่า ทำให้ความแตกต่างถูกลบหายออกไป

ส่วนหนึ่งของรายงานที่นิสิตมักไม่ให้ความสนใจทั้ง ๆ ที่เป็นตัวสำคัญที่จะบอกว่าพื้นที่/ความสูงที่เครื่องรายงานออกมานั้นน่าเชื่อถือหรือไม่คือวิธีการลากเส้น base line (C) สำหรับเครื่อง Shimadzu ที่เราใช้นั้น ถ้าการคำนวณนั้นไม่ได้ใช้ base line เส้นเดิมที่ใช้ในตอนเริ่มการวัด จะใช้วิธีพิมพ์สัญลักษณ์กำกับว่าการลาก base line และการแบ่งพีคนั้นใช้วิธีการใด ตัวอย่างเช่นกรณีของพีคเล็กที่อยู่บนหางของพีคใหญ่ (พีคที่ตำแหน่งเวลาประมาณ 18 นาที 21 นาทีและ 24 นาที ซึ่งอยู่บนหางของพีคที่เวลา 0.94 นาที) การคำนวณพื้นที่/ความสูงควรต้องวัดจากส่วนหางของพีคใหญ่ ไม่ใช่วัดจากเส้น base line

เมื่อสัก 10 กว่าปีที่แล้ว (ก่อนปี 2540) เคยมีเหตุการณ์ที่นิสิตพบว่าสารที่ออกมาจาก reactor นั้นมีปริมาณน้อยกว่าสารที่ป้อนเข้า reactor ทำให้มีการเสนอแนวความคิดว่าสารตั้งต้นเกิดเป็น coke สะสมบนตัวเร่งปฏิกิริยา แต่เมื่อวัดปริมาณ coke ที่เกิดแล้วก็พบว่ายังมีมวลสารหายไปอีก นิสิตคนดังกล่าวนำปัญหานี้มาปรึกษากับผม ผมก็ของดูโครมาโทรแกรมของการวิเคราะห์ผลิตภัณฑ์ เท่านั้นเองก็ได้คำตอบ เพราะโครมาโทแกรมแสดงให้เห็นว่าเขาได้ผลิตภัณฑ์สองตัวที่พีคไม่แยกจากกันชัดเจนดังแสดงในรูปที่ 3 แต่เครื่องไปลาก base line ตามแนวเส้นสีเขียว ทำให้พื้นที่พีคที่อยู่ใต้เส้นสีเขียวแต่อยู่เหนือเส้นระดับ base line ที่แท้จริงหายไป จึงทำให้เห็นว่ามวลสารบางส่วนหายไป


รูปที่ 3 การลาก base line ที่ไม่ถูกต้อง ทำให้การคำนวณพื้นที่และความสูงของพีคผิดพลาด

ในอดีตนั้นการแก้ปัญหาดังกล่าวมักต้องไปทำที่การปรับเครื่อง GC ให้แยกพีคทั้งสองออกจากกันให้ได้ก่อน แต่ถ้าไม่สามารถปรับแต่งที่ตัวเครื่องได้ก็ต้องมาแก้ปัญหาที่ผลที่พิมพ์ออกมา (ตัดกระดาษโครมาโทแกรมที่ได้แล้วไปชั่งน้ำหนัก) แต่ในปัจจุบันการแก้ปัญหาที่เกิดตามรูปที่ 3 ทำได้ง่าย (ถ้าตั้งใจทำ) ด้วยการเซฟข้อมูลโครมาโทแกรมเก็บเอาไว้ ถ้าพบว่าตัวเลขในรายงานมีปัญหา เราก็สามารถนำข้อมูลที่เซฟเก็บไว้นั้นมาทำการประมวลใหม่ด้วยโปรแกรม fityk ที่กลุ่มเราใช้กันอยู่ (เอาไว้วันหลังจะเล่าให้ฟังเป็นลายลักษณ์อักษรเสียทีว่าทำไมในกรณีนี้จึงใช้ฟังก็ชัน Split Gaussian) จะได้ไม่ต้องไปทำการทดลองใหม่ทั้งหมด

เครื่อง GC และอินทิเกรเตอร์ (Integrator) ของ Shimadzu ที่เราใช้นั้นสามารถทำการปรับความว่องไวของ detector ได้ที่การปรับช่วง range ถ้าจะยกตัวอย่างให้เห็นได้ง่าย ๆ ก็ขอให้นึกถึง multi meter ที่เราใช้วัดทั้งความต้านทางและความต่างศักย์ในงานไฟฟ้า เรามีมิเตอร์เพียงเครื่องเดียวแต่เราก็สามารถตั้งให้มันวัดเต็มสเกลที่ 1.5 V หรือ 220 V ก็ได้ ถ้าเราตั้งให้มันวัดเต็มสเกลที่ 1.5 V เราจะวัดความต่างศักย์ในช่วงนี้ได้ละเอียด แต่ถ้านำไปวัดที่ความต่างศักย์สูงกว่า 1.5 V มิเตอร์ก็จะตีเต็มสเกล (เผลอ ๆ อาจพังได้) แต่ถ้าเราตั้งให้วัดที่ความต่างศักย์เต็มสเกล 220 V เราก็สามารถนำไปใช้วัดไฟตามบ้านได้ แต่ถ้านำมาวัดว่าถ่านไฟฉาย 1.5 V นั้นไฟหมดหรือยัง เราจะไม่เห็นเข็มมันกระดิกแม้ว่าถ่านไฟฉายก้อนนั้นจะมีไฟเต็มก็ตาม ในการวิเคราะห์ด้วย GC ก็เช่นเดียวกัน ถ้าเราต้องการตรวจหาสารที่มีอยู่น้อยในตัวอย่าง เราก็ต้องตั้งเครื่องให้มีความว่องไวสูง (ใช้ค่า range ที่ต่ำ) เพื่อที่จะได้มองเห็นสารนั้นได้

นอกจากนี้ยังสามารถปรับขนาดสัญญาณได้ที่ปุ่ม (หรือตัวโปรแกรม) ที่เขียนว่า attenuation ได้อีก (attenuation แปลว่าการทำให้อ่อนลง) ส่วนการปรับที่ปุ่มนี้จะส่งผลต่อการวาดกราฟหรือการคำนวณพื้นที่ด้วยหรือเปล่านั้นต้องไปทดลองกับเครื่องเอง เพราะบางเครื่องก็ส่งผล บางเครื่องก็ไม่ส่งผล

นิสิตจำนวนไม่น้อย (หรือว่าเกือบทั้งหมด ?) ของนิสิตในแลปจะอ่านเฉพาะตัวเลขพื้นที่พีคเท่านั้นโดยไม่สนใจส่วนที่เหลือที่เครื่องพิมพ์ออกมา ที่แปลกก็คือถ้าสนใจเฉพาะตัวเลขเท่านั้น ทำไมไม่กำหนดให้เครื่องพิมพ์เฉพาะตัวเลขออกมาโดยไม่ต้องวาดกราฟ จะได้ไม่เปลืองกระดาษ แต่ก็อย่างว่านั่นแหละ ในเมื่อไม่ได้เป็นคนออกเงินซื้อของใช้เอง จะต้องไปสนใจทำไมว่าอะไรมันจะสิ้นเปลืองไปเท่าใด


รูปที่ 1 โครมาโทแกรมที่แสดงพีค แต่ไม่รายงานผล 3 พีคหลัง


รูปที่ 2 โครมาโทแกรมที่แสดงพีคแรกว่าประกอบด้วยหลายพีคย่อย

ทำความรู้จักกับ Chromatogram (ตอนที่ 1) MO Memoir : วันศุกร์ที่ ๓ มิถุนายน ๒๕๕๒

เนื้อหาในเรื่องนี้ใช้พื้นฐานคำนิยามโดยอ้างอิงจากเอกสาร MO Memoir 2552 Jan 24 Sat เรื่องศัพท์เทคนิค-เคมีวิเคราะห์

เครื่องแก๊สโครมาโทกราฟ (Gas chromatograph) หรือที่เรียกกันย่อ ๆ ว่า GC นั้นเป็นเครื่องมือหลักตัวหนึ่งที่ใช้ในงานวิจัย โดยใช้เพื่อแยกแยะและระบุองค์ประกอบของสารตัวอย่าง ผลที่รายงานออกมานั้นจะอยู่ในรูปของกราฟที่เรียกว่าโครมาโทแกรม (Chromatogram) แต่ถ้าใช้เครื่องอินทิเกรเตอร์ (Integrator) หรือในปัจจุบันซึ่งมีการใช้เครื่องไมโครคอมพิวเตอร์ ก็จะได้ข้อมูลตัวเลขที่เป็น เวลาที่เกิดจุดสูงสุดของแต่ละพีค (peak) พื้นที่ของแต่ละพีค และความสูงของแต่ละพีค ออกมาด้วย นอกจากนั้นก็ยังอาจมีข้อมูลอื่น ๆ (ขึ้นอยู่กับโปรแกรมคอมพิวเตอร์และความสามารถของอินทิเกรเตอร์แต่ละตัว) เช่น วิธีการลาก base line ในการคำนวณพื้นที่/ความสูงของแต่ละพีค ความเช้มข้นของสาร เป็นต้น

การระบุชนิดของสารจะดูได้จากเวลาที่เกิดจุดสูงสุดของแต่ละพีค และปริมาณสารจะหาได้จากพื้นที่หรือความสูงของพีคนั้น ๆ

ปัญหาหนึ่งที่พบเสมอเป็นประจำคือนิสิต (หรือตัวอาจารย์เองก็ตาม) มักจะรออ่านเฉพาะข้อมูลที่เป็นตัวเลข โดยไม่ได้ทำการศึกษาหรือให้ความสนใจใด ๆ เลยว่ามีปัจจัยใดบ้างในโปรแกรมหรือตัวเครื่อง ที่เป็นตัวกำหนดว่าข้อมูลตัวเลขที่เป็นไปตามเงื่อนไขใดจึงจะได้รับการแสดงผล หรือตัวเลขที่แสดงผลนั้นมีความถูกต้องตามความเป็นจริงหรือไม่

ความไม่สนใจในเรื่องเหล่านี้นำไปสู่การวิเคราะห์ข้อมูลที่ผิด โดยเฉพาะเรื่องการหาปริมาณที่ผิดพลาดและการมองไม่เห็นสารใดสารหนึ่งทั้ง ๆ ที่สารนั้นมีพีคปรากฏบนโครมาโทแกรม การรายงานสัญญาณรบกวนว่าเป็นพีค หรือการที่เห็นว่ามีรายงานว่ามีการเกิดพีคทั้ง ๆ ที่มองไม่เห็นพีคนั้นบนโครมาโทแกรม

จากประสบการณ์ที่พบมานั้น สัญญาณที่ส่งมาจากเครื่อง GC เมื่อเข้าสู่เครื่องอินทิเกรเตอร์หรือคอมพิวเตอร์แล้ว จะถูกแบ่งแยกออกเป็น 2 ส่วนดังนี้

สัญญาณส่วนที่หนึ่ง เป็นสัญญาณที่ใช้เพื่อการแสดงผล (อาจเป็นการเขียนกราฟลงบนกระดาษหรือวาดเป็นรูปบนหน้าจอคอมพิวเตอร์) สัญญาณส่วนนี้มักจะถูกปรับแต่งเพื่อให้เหมาะสมกับขนาดหน้ากระดาษหรือสเกลที่กำหนดไว้บนจอคอมพิวเตอร์ และ

สัญญาณส่วนที่สอง เป็นสัญญาณที่ใช้เพื่อการคำนวณพื้นที่และความสูงของพีค ส่วนเรื่องที่ว่าสัญญาณส่วนนี้จะมีความเกี่ยวข้องกับการปรับแต่งสัญญาณส่วนที่หนึ่งหรือไม่นั้น ขึ้นอยู่กับตัวชนิดและรุ่นของอุปกรณ์ที่ใช้งาน ซึ่งควรต้องทำการทดสอบก่อนเริ่มใช้งาน (ถ้ามีความเกี่ยวข้องคือเมื่อทำการปรับแต่งสัญญาณส่วนที่หนึ่ง สัญญาณส่วนที่สองจะถูกปรับแต่งตามไปด้วย แต่ถ้าไม่มีความเกี่ยวข้องคือการปรับแต่งใด ๆ ที่กระทำต่อสัญญาณส่วนที่หนึ่งจะไม่ส่งผลใด ๆ ต่อสัญญาณส่วนที่สอง)

การพิจารณาว่าเมื่อใดเกิดพีคนั้น ถ้าเป็นการใช้สายตาคนก็ไม่ยากอะไร ก็แค่ดูว่าเส้น base line มันไม่เรียบ มีการกระโดดขึ้นและตกลง แต่ถ้าต้องการให้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์นำสัญญาณดังกล่าวไปประมวลผล เราจำเป็นต้องแปลงสัญญาณที่เกิดขึ้นให้เราเห็นด้วยตาเปล่าให้เป็นสมการคณิตศาสตร์ให้ได้ก่อน

นับว่าเป็นโชคดีอย่างหนึ่งที่โครมาโทแกรมจากเครื่อง GC นั้นมักมีสัญญาณ base line ปรกติที่จัดได้ว่าราบเรียบเมื่อเทียบกับอุปกรณ์วัดชนิดอื่น ถ้านึกภาพไม่ออกว่า base line ที่ไม่ราบเรียบนั้นเป็นอย่างไร ก็ลองไปดูสัญญาณที่ได้จากเครื่อง XRD หรือ XPS เป็นตัวอย่าง base line ของโครมาโทแกรมอาจไม่ราบเรียบได้ถ้าพิจารณาจากสัญญาณที่มาจาก detector โดยตรงโดยไม่มีการหั่นสัญญาณ หรืออาจเกิดขึ้นจากการที่ detector หรือคอลัมน์สกปรก ทำให้มีสัญญาณของสิ่งปนเปื้อนส่งออกมาตลอดเวลา ซึ่งในกรณีดังกล่าวต้องมีการกรองสัญญาณ (อาจใช้ฮาร์ดแวร์หรือซอฟต์แวร์ก็ได้) เพื่อให้ได้สัญญาณที่ราบเรียบก่อน

ต่อไปจะกล่าวถึงเงื่อนไขของการเป็นพีคซึ่งมีอยู่ด้วยกัน 3 เงื่อนไขดังนี้ (เฉพาะกรณีที่อัตราส่วนสัญญาณต่อสัญญาณรบกวน (Signal to noise ratio หรือ S/N มีค่ามากกว่า 2 ซึ่งโดยปรกติสัญญาณ GC ก็มักเป็นเช่นนี้อยู่แล้ว)

เงื่อนไขที่ 1 จุดเริ่มต้นพีค

คือจุดที่สัญญาณมีการเปลี่ยนแปลงค่าความชัน (Slope) แตกต่างไปจากความชันของ base line เกินกว่าค่าที่กำหนดไว้ (กรณีของพีคเดี่ยว ดูรูปที่ 1 ประกอบ) หรือสัญญาณมีการเปลี่ยนแปลงค่าความชันแตกต่างไปจากความชันแตกต่างไปจากค่าความชันเฉลี่ย ณ ขณะช่วงเวลาใด ๆ เกิดกว่าค่าที่กำหนด (กรณีของพีคเล็กซ้อนอยู่บนหางพีคใหญ่ หรือกรณีของพีคที่ปรากฏเป็นไหล่ (shoulder) อยู่บนพีคใหญ่ ดูรูปที่ 2 ประกอบ)


รูปที่ 1 การกำหนดจุดเริ่มต้นเกิดพีค เส้นประคือ base line ส่วนเส้นทึบสีแดงคือสัญญาณ การจะให้ระบุว่าเกิดพีคขึ้นหรือไม่ต้องกำหนดค่าต่ำสุดของมุมระหว่าง base line และสัญญาณให้เหมาะสม

รูปที่ 2 การซ้อนกันของพีคเล็กบนพีคใหญ่ ในกรณีที่เกิดขึ้นบริเวณส่วนหางของพีคใหญ่จะเห็นเป็นพีคเล็กปรากฏชัดเจน แต่ถ้าเป็นการซ้อนกันโดยมีจุดยอดของพีคอยู่ใกล้กันจะเห็นเป็นลักษณะเกิดเป็นไหล่ (shoulder) บนพีคใหญ่ เส้นประคือแนวสัญญาณของพีคใหญ่ที่ควรเป็น ส่วนเส้นสีแดงเป็นสัญญาณรวมของพีคใหญ่และพีคเล็ก

ความชันของ base line นั้นไม่จำเป็นต้องเป็น 0 (ศูนย์) อาจมีค่าเป็นบวกเล็กน้อย (วิ่งขึ้น) หรือติดลบเล็กน้อย (วิ่งลง) ก็ได้ แต่ต้องไม่น่าเกลียดจนเกินไป ส่วนตัวผมเองนั้นถ้าเปิดเครื่องไว้ทั้งวัน (8-12 ชั่วโมง) และพบว่า base line มีการย้ายตำแหน่งสูงขึ้นหรือต่ำลงไม่เกิน 2 cm ก็เรียกว่ายังพอรับได้ (ส่วนคนอื่นจะคิดยังไงผมก็ไม่รู้ สามารถคิดเป็นอย่างอื่นได้โดยไม่ต้องตามผมเสมอไป)

โดยปรกติก่อนที่จะเริ่มทำการวิเคราะห์นั้นเรามักคาดหวังว่า base line นิ่งแล้ว (คือมีความชันคงที่แล้ว) แต่ในทางปฏิบัตินั้น base line อาจยังไม่เข้าที่ ทั้งนี้อาจเป็นเพราะระบบยังไม่นิ่ง เช่นอุณหภูมิใน oven เข้าที่แล้วแต่อุณหภูมิในคอลัมน์ยังไม่เข้าที่ (ซึ่งมักเกิดขึ้นเมื่อเปิดเครื่องใหม่ ๆ หรือภายหลังการทำ temperature programme) หรือมีสารบางสารค่อย ๆ ออกมาจากคอลัมน์อย่างช้า ๆ ตลอดเวลา หรือบางครั้งอาจเกิดขึ้นระหว่างการวิเคราะห์ (ซึ่งมักเกิดในระหว่างการทำ temperature programme)

ดังนั้นเพื่อป้องกันไม่ให้เห็นปรากฏการณ์ดังกล่าวว่าเป็นการเกิดพีค จึงต้องมีการกำหนดค่าต่ำสุดของความแตกต่างระหว่างความชันของสัญญาณที่วัดได้ ณ เวลาใด ๆ กับความชันของ base line ที่กำหนดไว้ก่อนเริ่มการวิเคราะห์ ถ้ากำหนดค่าดังกล่าวไว้สูงเกินไปก็อาจทำให้มองไม่เห็นพีคขนาดเล็กที่เกิดขึ้นในช่วงท้าย ๆ ของโครมาโทแกรม แต่ถ้ากำหนดไว้น้อยเกินไปก็อาจทำให้อ่านการ drift ของสัญญาณเป็นพีคได้

เงื่อนไขที่ 2 จุดสูงสุดของพีค

คือจุดที่สัญญาณที่มีการเปลี่ยนแปลงนั้นเกิดการวกกลับ (จุดที่ค่าความชันเปลี่ยนจาก (+) ไปเป็น (0) และไป เป็น (-)) (กรณีของพีคเดี่ยว ดูรูปที่ 3 ประกอบ)

จุดนี้มักใช้เป็นตำแหน่งรายงานผลว่าเกิดพีคที่เวลาใด ในทางปฏิบัตินั้นตำแหน่งนี้เปลี่ยนแปลงได้เล็กน้อยขึ้นอยู่กับปริมาณสารที่ออกมาจากคอลัมน์ การที่ต้องกำหนดว่าต้องมีการเปลี่ยนค่าความชันเปลี่ยนจาก (+) ไปเป็น (0) และไป เป็น (-) ก็เพื่อป้องกันไม่ให้อ่านการเปลี่ยนระดับของ base line ว่าเป็นการเกิดพีค การเปลี่ยนระดับของ base line เป็นปรากฏการณ์ที่พบได้เสมอเวลาที่ทำ temperature programme และใช้ detector แบบ TCD ซึ่งอุณหภูมิการทำงานของคอลัมน์ที่เปลี่ยนไปจะส่งผลต่อตำแหน่งของ base line

รูปที่ 3 การมีอยู่ของจุดสูงสุดของพีค (รูปซ้าย) ในขณะที่รูปขวาเป็นการเปลี่ยนตำแหน่งของ base line

แต่วิธีการกำหนดแบบนี้ใช้ไม่ได้กับกรณีที่พีคมีการซ้อนกันและพีคเล็กปรากฏเป็นไหล่บนพีคใหญ่ (ดูรูปที่ 2) เพราะในกรณีดังกล่าวจะไม่มีการวกกลับของสัญญาณ โดยสัญญาณอาจมีเครื่องหมายความชันในทิศทางที่เป็น (+) หรือ (-) ตลอดโดยไม่มีการวกกลับ การระบุตำแหน่งของพีคดังกล่าวควรกระทำโดยการนำข้อมูลสัญญาณดังกล่าวมาทำการแยกพีค (ด้วยกระบวนการที่เรียกว่า deconvolution) ซึ่งในปัจจุบันมีซอฟต์แวร์อยู่หลายตัวที่สามารถจัดการกับสัญญาณดังกล่าวได้ (เช่น fityk ที่เราใช้กันอยู่)

เงื่อนไขที่ 3 จุดสิ้นสุดพีค

คือจุดความชันของสัญญาณมีการกลับเข้าหาค่าความชันของ base line โดยมีความแตกต่างไม่เกินไปจากค่าที่กำหนดไว้ (ในกรณีของพีคเดี่ยว) หรือความชันของสัญญาณกลับคืนสู่ค่าความชันก่อนเกิดพีคโดยมีความแตกต่างไม่เกินไปจากค่าที่กำหนดไว้ (ในกรณีของพีคเล็กซ้อนอยู่บนพีคใหญ่)

รูปที่ 4 (ซ้าย) พีคกลับมาสิ้นสุดที่ระดับ base line เดิม และ (ขวา) พีคไปสิ้นสุดที่ระดับ base line ใหม่

ในกรณีของพีคเดี่ยวนั้น การสิ้นสุดของพีคมักดูที่ความชันของสัญญาณเป็นหลัก ไม่ได้ดูที่ขนาดของสัญญาณ ดังนั้น ณ จุดสิ้นสุดของพีคนั้นตำแหน่งของ base line ไม่จำเป็นต้องอยู่ที่เดิม ตัวอย่างเช่นถ้าเรากำหนดให้พีคสิ้นสุดเมื่อความชันของสัญญาณวิ่งเข้าหาศูนย์ แต่ที่ตำแหน่งความชันของสัญญาณวิ่งเข้าหาศูนย์นั้นระดับสัญญาณอาจจะยังอยู่ ณ ตำแหน่งก่อนเริ่มเกิดพีค (รูปที่ 4 ด้านซ้าย) หรืออยู่คนละตำแหน่งก็ได้ (รูปที่ 4 ด้านขวา)

ในกรณีของพีคตั้งแต่ 2 พีคขึ้นไปที่แยกจากกันไม่สมบูรณ์นั้น จุดสิ้นสุดพีคจะขึ้นอยู่กับลักษณะของการเหลื่อมซ้อนและความฉลาดของซอร์ฟแวร์ที่ใช้ ในกรณีที่พีคตัวหลังมีขนาดที่ไม่เล็กเกินไปเมื่อเทียบกับพีคตัวแรกหรืออยู่ห่างจากพีคตัวแรกมาพอสมควร พีคตัวหลังก็จะแสดงลักษณะเป็นพีคที่ชัดเจนได้ดังแสดงในรูปที่ 5 ด้านซ้าย ในกรณีนี้ตัวโปรแกรมมักชอบระบุว่าตำแหน่งที่สัญญาณมีการวกกลับ (ลูกศรสีน้ำเงิน) เป็นตำแหน่งสิ้นสุดของพีคตัวแรก ทั้ง ๆ ที่ในความเป็นจริงไม่ใช่ตำแหน่งดังกล่าว ส่วนในกรณีที่พีคตัวหลังมีขนาดเล็กกว่าพีคตัวแรกและอยู่ห่างจากพีคตัวแรกไม่มาก พีคตัวหลังมักปรากฏเป็นไหล่ซึ่งไม่มีตำแหน่งยอด (รูปที่ 5 ด้านขวา) ลักษณะของพีคแบบนี้บางทีตัวโปรแกรมจะมองไม่เห็นและบอกว่ามีเพียงพีคเดียว โดยจะรวมพีคทั้งสองเข้าด้วยกันและรายงานเป็นพีคเดียว ซึ่งเป็นสิ่งที่ไม่ถูกต้อง


รูปที่ 5 ตัวอย่างพีค 2 พีคที่แยกจากกันไม่สมบูรณ์ ลูกศรสีน้ำเงินแสดงตำแหน่งที่ตัวโปรแกรมมักระบุว่าเป็นตำแหน่งสิ้นสุดของพีคแรก

ในอดีตนั้นพีคตามลักษณะที่แสดงในรูปที่ 5 จะก่อให้เกิดปัญหาเรื่องการระบุพื้นที่ใต้พีคหรือความสูงของพีคแต่ละพีค ทำให้เกิดวิธีการประมาณในรูปแบบต่าง ๆ ซึ่งยังคงตกค้างอยู่จนถึงปัจจุบันแม้ว่าในปัจจุบันจะมีคอมพิวเตอร์ความสามารถสูงและราคาถูกให้ใช้งาน แต่ในปัจจุบันนั้นเราสามารถทำการแยกพีคโดยใช้ซอร์ฟแวร์ช่วยได้ ทำให้สามารถระบุตำแหน่ง ความสูง และพื้นที่ของแต่ละพีคได้ถูกต้องมากขึ้น ซึ่งเทคนิคเดิมนั้นผมเห็นว่าไม่ควรจะนำมาใช้ถ้ามีคอมพิวเตอร์ให้ใช้

ขนาดและรูปร่างของพีคนั้นจะขึ้นอยู่กับชนิดคอลัมน์ที่ใช้และเวลาที่สารออกมาจากคอลัมน์ อาจกล่าวได้ว่าคอลัมน์ GC ที่ใช้กันอยู่ทั่วไปนั้นแบ่งออกได้เป็น 2 ประเภทคือ packed column และ capillary column ในกรณีของ packed column นั้นพีคที่ออกมาในช่วงแรกจะมีลักษณะที่แคบและสูงและมักไม่ค่อยมีการลากหาง (tailing) ส่วนพีคที่ออกมาในช่วงหลังจะมีลักษณะที่เตี้ยและกว้างและมักมีการลากหางที่ยาวกว่า ส่วน capillary column นั้นจะให้พีคที่มีลักษณะแคบและสูงไม่ว่าจะเป็นพีคที่ออกมาในช่วงแรกหรือช่วงหลังก็ตาม ส่วนสาเหตุที่ว่าทำไมคอลัมน์ทั้งสองจึงให้พีคที่มีลักษณะแตกต่างกันนั้นค่อยเอาไว้เล่าคราวหลัง

pH Probe MO Memoir : วันพุธที่ ๑ กรกฎาคม ๒๕๕๒

ในบรรดาอุปกรณ์วัดต่าง ๆ ที่ใช้ในห้องปฏิบัติการเคมีแล้ว อาจจัดได้ว่า pH probe เป็นอุปกรณ์ที่ต้องทำการสอบเทียบ (calibrate) บ่อยครั้งที่สุด ถ้าจำเป็นต้องใช้งานที่ต้องการความถูกต้องแล้ว ควรต้องทำการสอบเทียบก่อนทำการใช้งานในแต่ละวัน

โครงสร้างทั่วไปของ pH probe ประกอบด้วยขั้วไฟฟ้าอ้างอิง (reference electrode) กับขั้วไฟฟ้าที่ใช้วัดความต่างศักย์เทียบกับขั้วไฟฟ้าอ้างอิง (indicator electrode หรือ working electrode) การออกแบบในยุคแรกนั้นจะแยกขั้วไฟฟ้าทั้งสองออกเป็นขั้วไฟฟ้าสองชิ้นซึ่งไม่ค่อยจะพบเห็นกันแล้วในปัจจุบัน รูปแบบที่ใช้กันในปัจจุบันเป็นแบบที่เรียกว่า combined electrode กล่าวคือเป็นชนิดที่รวมขั้วไฟฟ้าสองขั้วไว้ใน probe ตัวเดียวกันดังแสดงในรูปที่ 1 ข้างล่าง

รูปที่ 1 ตัวอย่างโครงสร้างของ combined electrode ที่ใช้สำหรับวัดค่า pH (ภาพจาก http://www.southforkinst.com/ph_electrode_facts.htm)

ขั้วไฟฟ้าอ้างอิงที่ใช้กับ pH probe ในปัจจุบันจะเป็นชนิด Ag/AgCl ที่แช่อยู่ในสารละลาย KCl แรงเคลื่อนไฟฟ้าของขั้วไฟฟ้านี้จะขึ้นอยู่กับความเข้มข้นของสารละลาย KCl ที่ใช้ (เคยถามไหมว่าทำไมต้องใช้แต่เกลือ KCl เท่านั้น ไม่มีการใช้เกลือตัวอื่นเลย) เช่นบางรายอาจกำหนดมาให้ใช้กับสารละลาย KCl เข้มข้น 3.0 M หรือบางรายกำหนดให้ใช้กับสารละลาย KCl อิ่มตัว ในระหว่างการใช้งานนั้นจะมีสารละลาย KCl รั่วไหลออกไปจากขั้วไฟฟ้าทีละน้อย ๆ ดังนั้นเมื่อใช้งานไปเป็นระยะเวลาหนึ่งก็ต้องทำการเติมสารละลาย KCl เข้าไปชดเชย ความเข้มข้นของสารละลาย KCl ที่เติมเข้าไปชดเชยก็ต้องตรงกับที่บรรจุไว้เดิม การใช้สารละลาย KCl อิ่มตัวก็มีข้อดีตรงที่เตรียมสารละลายได้ง่าย ไม่ต้องคิดอะไรมาก ก็แค่เอาเกลือ KCl ละลายน้ำจนไม่ละลายอีก (มีของแข็งตกค้างอยู่) และเพื่อให้มั่นใจว่าสารละลายจะอิ่มตัวอยู่เสมอก็ต้องให้มีของแข็งตกค้างอยู่ในภาชนะที่บรรจุสารละลายนั้นด้วย ทั้งนี้เพราะเมื่ออุณหภูมิเปลี่ยนไป ความสามารถในการละลายของ KCl ก็จะเปลี่ยนไป (ถ้าละลายได้น้อยลงก็จะตกผลึกออกมา ถ้าละลายได้มากขึ้นส่วนที่เป็นของแข็งก็จะละลายไป แต่ถ้าปล่อยให้ส่วนที่เป็นของแข็งละลายไปจนหมดก็จะไม่สามารถบอกได้ว่าสารละลายนั้นอิ่มตัวหรือยัง) แต่สิ่งนี้ก็เป็นข้อเสียของการใช้สารละลาย KCl อิ่มตัวเพราะจะทำให้ความเข้มข้นของ KCl ในสารละลายเปลี่ยนไปตามอุณหภูมิ ทำให้แรงเคลื่อนไฟฟ้าเปลี่ยนแปลงไปตามอุณหภูมิการใช้งานได้ ไม่เหมือนกับการใช้สารละลายที่เข้มข้นที่ค่า ๆ หนึ่ง เพราะความเข้มข้นของสารละลายนั้นจะไม่เปลี่ยนไปตามอุณหภูมิ

ส่วนขั้วไฟฟ้าที่ใช้วัดความต่างศักย์นั้น (indicator electrode) นั้นจะอยู่ในส่วนกระเปาะที่ทำจากผนังแก้วแลกเปลี่ยนไอออนที่เรียกว่า pH glass (ดูรูปที่ 1) ผนังแก้วนี้จะยอมให้เฉพาะ H3O+ เท่านั้นแพร่ผ่าน ส่วนการที่ H3O+ จะแพร่เข้าหรือออกก็ขึ้นอยู่กับว่าความเข้มข้นของ H3O+ ระหว่างด้านในและด้านนอกของกระเปาะด้านไหนจะมากกว่ากัน เมื่อความเข้มข้นของ H3O+ เปลี่ยนแปลงไปก็จะทำให้แรงเคลื่อนไฟฟ้าเปลี่ยนแปลงไปด้วย ดังนั้นสัญญาณจริงที่ออกมาจาก pH probeก็คือค่าแรงเคลื่อนไฟฟ้า การที่เราเห็นว่ามันแสดงค่า pH ก็เป็นเพราะเราไปทำการสอบเทียบโดยการนำเอา pH probe ไปแช่ในสารละลายมาตรฐานที่มีค่า pH ต่าง ๆ กัน แล้วสร้างเป็นกราฟขึ้นมาว่าถ้าวัดค่าแรงเคลื่อนไฟฟ้าได้เท่านี้ ก็ให้แสดงค่า pH เท่านี้


รูปที่ 2 ตัวอย่างกราฟความสัมพันธ์ระหว่างค่าแรงเคลื่อนไฟฟ้าที่วัดได้และค่า pH ที่แสดง กรอบสีน้ำเงินแสดงบริเวณที่มีปัญหาในการแสดงค่าพีเอช

พีเอชมิเตอร์ที่ใช้กันในปัจจุบันนั้นมักเป็นแบบอิเล็กทรอนิกส์ที่มีหน่วยความจำและหน่วยประมวลผลอยู่ภายในตัวเครื่อง การสอบเทียบ pH probe การทำ pH probe ไปแช่ในสารละลายมาตรฐาน (มักเป็นสารละลายบัฟเฟอร์) ที่ทราบค่าพีเอชที่แน่นอน แล้วให้ตัวเคลื่อนจำค่าแรงเคลื่อนไฟฟ้าที่วัดได้ เมื่อเราเปลี่ยนสารละลายบัฟเฟอร์ที่ใช้แช่ เราก็จะได้จุดอ้างอิงจุดใหม่ ส่วนการที่จะแช่ในสารละลายที่มีค่าพีเอชเท่ากับเท่าใดนั้นขึ้นอยู่กับช่วงที่เราต้องการวัดและความถูกต้องที่ต้องการ ตัวอย่างเช่นในการทดลองไทเทรตกรดเบสที่กระทำกันในห้องปฏิบัติการนั้น จุดยุติของการไทเทรตส่วนใหญ่จะอยู่ในช่วงประมาณพีเอช 4-10 ดังนั้นการสอบเทียบพีเอชมิเตอร์ก่อนให้นิสิตทำการทดลองจึงนำ pH probe ไปแช่ในสารสารละลายบัฟเฟอร์ที่มีค่าพีเอช 4 7 และ 10 จากนั้นโปรแกรมในตัวเครื่องก็จะทำการประมวลผลและสร้างเส้นกราฟขึ้นมาสำหรับแสดงค่าพีเอชที่ค่าแรงเคลื่อนไฟฟ้าต่าง ๆ กัน ความถูกต้องของการวัดจะไว้ใจได้ค่อนข้างดีถ้าทำการวัดค่าพีเอชในช่วง 4-10 หรือนอกขอบเขตนี้ออกไปไม่ไกลนัก แต่ถ้าทำการวัดห่างจากช่วงดังกล่าวไปมากก็อาจจะทำให้เกิดปัญหาได้ดังจะกล่าวถึงต่อไป

pH probe แต่ละตัวนั้นจะไม่เหมือนกัน 100% แต่จะมีคุณลักษณะเฉพาะของแต่ละตัว เมื่อนำมาแช่ในสารละลายที่มีค่าพีเอชเดียวกันก็จะทำให้เกิดแรงเคลื่อนไฟฟ้าที่ไม่เท่ากัน ดังนั้นถ้าเราจับคู่ pH probe กับตัวมิเตอร์วัดตัวใดแล้ว ตัวมิเตอร์วัดก็จะจำเส้นโค้งลักษณะของ pH probe ตัวที่เราทำการสอบเทียบ ถ้าเราเปลี่ยน pH probe ที่ใช้กับมิเตอร์วัดตัวนั้นก็ต้องทำการสอบเทียบใหม่ หรือถ้าเราถอด pH probe จากเครื่องหนึ่งไปใช้กับมิเตอร์วัดอีกเครื่องหนึ่งก็ต้องทำการสอบเทียบใหม่เช่นเดียวกัน และเมื่อนำ pH probe 2 ตัวมาแช่ในสารละลายเดียวกันก็ไม่จำเป็นต้องแสดงค่าเดียวกัน (เว้นแต่ว่าสารละลายนั้นมีค่าพีเอชตรงกับค่าพีเอชที่ใช้ในการสอบเทียบ) ตัวอย่างเช่น probe 1 และ probe 2 ในรูปที่ 2 ที่ทำการสอบเทียบที่ค่าพีเอช 4 7 และ 10 จุดสี่เหลี่ยมหรือวงกลมเป็นค่าที่ได้จากการวัดจริง ส่วนตัวเส้นนั้นได้มาจากการประมวลผลของตัวเครื่องด้วยการลากเส้นเชื่อมจุดที่ได้จากการวัด (interpolation) และทำการประมาณค่านอกช่วงออกไป (extrapolation) pH probe ทั้งสองตัวถ้านำมาแช่ในสารละลายที่มีค่าพีเอช 4 7 และ 10 จะแสดงค่าพีเอชเดียวกัน แต่ถ้านำไปแช่ในสารละลายอื่นที่ไม่ใช่ค่าพีเอช 3 ค่านี้ก็ไม่จำเป็นต้องแสดงค่าพีเอชเดียวกัน

มีสิ่งหนึ่งที่นิสิตบางกลุ่มพบเห็นในระหว่างการไทเทรตกรดเบส (ในการทดลองนั้นเรามีตัวอย่างที่เป็นกรดอยู่ในบีกเกอร์ แล้วหยดสารละลาย NaOH ลงมาจากบิวเรต) คือเมื่อเริ่มหยดสารละลาย NaOH ลงมาจากบิวเรตนั้น ปรากฏว่าค่าพีเอชในสารละลายกลับลดลง แทนที่จะเพิ่มขึ้นเพราะว่ากรดบางส่วนถูกสะเทินไป นิสิตบางรายมาถามผมซึ่งผมก็ยังไม่ตอบอะไร บอกแต่ว่าให้ทำต่อไปแล้วคอยดูว่าเกิดอะไรขึ้น เครื่องมือหรือการทดลองของคุณไม่ได้มีปัญหาอะไร และนี่คือคำอธิบายว่าเหตุการณ์ดังกล่าวมันเกิดขึ้นได้อย่างไร

ปรากฏการณ์ดังกล่าวมักจะเกิดขึ้นในกรณีที่ตำแหน่งที่ทำการวัดนั้นอยู่ห่างจากตำแหน่งที่ทำการสอบเทียบไปมาก กล่าวคือทางด้านกรดนั้นตัวอุปกรณ์ได้ับการสอบเทียบไว้ที่ค่าพีเอชต่ำสุดคือ 4 แต่บางกลุ่มเตรียมสารละลายตัวอย่างโดยมีค่าพีเอชน้อยกว่า 1 (บางกลุ่มได้ติดลบด้วยซ้ำไป) เหตุดังกล่าวเกิดขึ้นเพราะเนื่องจากเราสอบเทียบเครื่องไว้เพียงแค่ 3 จุด (คือที่พีเอช 4 7 และ 10) เมื่อมีจุด 3 จุดตัวเครื่องก็จะสร้างสมการกำลัง 2 สำหรับแสดงค่าพีเอชที่ค่าแรงเคลื่อนไฟฟ้าใด ๆ ที่วัดได้ ทีนี้เนื่องจากสมการกำลัง 2 ซึ่งเป็นโค้งพาราโบลานั้นมีการวกกลับได้ (บริเวณกรอบและเส้นสีน้ำเงินที่เป็นส่วนต่อของเส้นสีเชียวที่แสดงในรูปที่ 2) พอเราไปทำการทดลองวัดค่าแรงเคลื่อนไฟฟ้าในบริเวณดังกล่าวก็เลยเห็นค่าพีเอชลดลงเมื่อหยดสารละลาย NaOH ลงไปแทนที่จะเพิ่มขึ้น แต่เมื่อไทเทรตไปสักพักหนึ่งก็จะเห็นค่าพีเอชไต่ขึ้นในทิศทางเดียว

ในการใช้งาน pH probe นั้นต้องให้ pH probe ตั้งตรงและให้ระดับสารละลายใน pH probe อยู่เหนือระดับสารละลายที่ต้องการวัด ทั้งนี้เพื่อเป็นการป้องกันไม่ให้สารละลายที่ต้องการวัดรั่วซึมเข้าไปในตัว probe แต่จะยอมให้สารละลาย KCl ที่อยู่ในตัว probe รั่วซึมออกมาข้างนอกแทน เมื่อไม่ใช้งานก็ต้องล้าง probe ให้สะอาดและแช่น้ำเอาไว้ เพราะถ้าปล่อยให้ pH glass แห้งเป็นเวลานานก็อาจทำให้ตัว probe เสียหายถาวรได้ ถ้าต้องการเก็บ probe ไว้เป็นเวลานานก็มักจะใช้ปลอกยางที่เติมสารละลาย KCl ไว้ข้างใน จากนั้นจึงนำไปสวมปิดหัว probe ที่มี pH glass อยู่ รูปที่ 3 ข้างล่างแสดงตัวอย่างการเก็บและการใช้งาน pH probe อย่างถูกและผิดวิธี

รูปที่ 3 การเก็บ pH probe อย่างถูกวิธีและผิดวิธี ภาพจาก http://stu.inonu.edu.tr/~e982527

ตัว body ของ pH probe นั้นมีทั้งแบบที่ทำด้วยแก้วและทำด้วยพลาสติก และสารละลายที่บรรจุอยู่ภายในก็มีทั้งแบบที่เป็นของเหลว (สารละลาย KCl) ที่ต้องคอยตรวจเติมเสมอ และแบบที่เป็นเจลที่ไม่ต้องคอยตรวจเติม แต่ละแบบก็มีจุดเด่น-จุดด้อยของมันเอง ในบางงานเราจะเลือกใช้แบบไหนก็ได้ แต่ในบางงานควรต้องเลือกใช้ให้เหมาะสม ไม่เช่นนั้นตัวสารละลายที่ทำการวัดเองอาจทำให้ probe เกิดความเสียหายได้

สมัยหนึ่งที่เคยทำหน้าที่เป็นผู้ดูแลเครื่องมือสำหรับให้นิสิตยืมใช้ วันหนึ่งมีนิสิตป.โทผู้หนึ่งมาขอยืมพีเอชมิเตอร์ เราเองในฐานะผู้ดูแลก็ต้องสอบถามก่อนว่าใช้งานเป็นหรือยัง และจะนำไปใช้วัดอะไร เพื่อที่จะได้จัดเครื่องมือที่เหมาะสมที่สุดให้ ปรากฏว่านิสิตไม่สามารถตอบได้ รู้อย่างเดียวว่าต้องการใช้เครื่องที่ใหม่ที่สุด เครื่องที่ hi-tech มากที่สุด เป็นเครื่องที่ราคาแพงที่สุด สิ่งที่เขาคิดอยู่ในหัวก็คือต้องได้ของแพง ๆ เอาไว้ก่อน ส่วนจะใช้เป็นหรือไม่หรือมันเหมาะสมหรือไม่นั่นมันอีกเรื่องหนึ่ง และคงคิดอยู่ว่าพีเอชมิเตอร์เครื่องไหน ๆ มันก็เหมือนกันหมด พอให้นิสิตไปหารายละเอียดเพิ่มเติมก็ไม่ไปหา กลับไปฟ้องอาจารย์ที่ปรึกษาว่าโดนกลั่นแกล้งไม่ยอมให้ยืมเครื่องมือ เรื่องนี้ลากยาวไปถึงที่ประชุมภาควิชา พอซักกันจริง ๆ ผมก็ย้อนในที่ประชุมว่า เรื่องนี้ถ้าใครคิดว่ารู้ดีกว่าผม ทำได้ดีกว่าผม ก็ขอให้สมัครมานั่งทำงานที่ตำแหน่งนี้แทนเลย ผมไม่หวงตำแหน่งหรอก

ปรากฏว่าที่ประชุมเปลี่ยนเรื่องประชุมแทบไม่ทัน และไม่มีการหยิบยกเรื่องนี้มากล่าวอีกเลย

อย่าคิดว่าคนอื่นจะคิดเหมือนเราเสมอไป (2) MO Memoir : วันศุกร์ที่ ๒๘ มิถุนายน ๒๕๕๒

วันนี้อยากให้ลองทำโจทย์เตรียมความพร้อมสำหรับเด็กอนุบาล/เด็กป. 1 ดูสักหน่อย

โจทย์มีอยู่ว่าให้กากบาททับรูปที่อยู่ทางขวา

ถ้าเด็กรู้จักด้านซ้าย-ขวาแล้ว โจทย์ข้อแรกมักไม่มีปัญหา จงกากบาททับรูป "ดาว"

แต่พอเป็นข้อ
2 ปรากฏว่ามีหลายรายกากบาททับรูป "สี่เหลี่ยม"

คำถามคือ "ทางขวา" เรายึดอะไรเป็นหลัก

ถ้าเรายึดตัวเราผู้อ่านเองเป็นหลัก ภาพที่อยู่ทางด้านขวาก็คือรูปดาว

แต่ถ้าไปยึดตัวรูปภาพที่อยู่ตรงกลางเป็นหลัก รูปวงกลมในโจทย์ข้อ 1 ไม่มีด้านหน้า-ด้านหลัง ดังนั้นจึงไม่มีด้านซ้าย-ด้านขวา

แต่รูปคนที่อยู่ในโจทย์ข้อ 2 มีด้านหน้า-ด้านหลัง ถ้าเอาตัวคนในรูปเป็นหลัก ซึ่งคนในรูปหันหน้าเข้าหาผู้อ่าน รูปสี่เหลี่ยมจะเป็นรูปที่อยู่ทางด้านขวาของคนในรูป แต่เป็นรูปที่อยู่ทางด้านซ้ายของคนทำโจทย์

ถ้าคุณเป็นคุณครู คุณจะอธิบายเด็กอย่างไร