แลปการไทเทรตกรด-เบส ภาคการศึกษาต้น ปีการศึกษา ๒๕๖๐ MO Memoir : Wednesday 30 August 2560

ทฤษฎีที่แต่ก่อนเรียนกันในระดับมหาวิทยาลัย ปัจจุบันมีการนำไปสอนกันในระดับมัธยม

ปฏิบัติการที่แต่ก่อนพอจะได้เรียนกันบ้างในระดับมัธยม ปัจจุบันต้องมาเริ่มต้นกันในระดับมหาวิทยาลัย

Memoir ฉบับนี้เป็นส่วนหนึ่งของบันทึกข้อความที่ผมส่งให้กับนิสิตวิศวกรรมเคมี ป.ตรี ปี ๒ หลังเสร็จสิ้นการเรียนการไทเทรตกรด-เบส เมื่อวันพฤหัสที่แล้ว ในสัปดาห์ที่สองของภาคการศึกษา และเป็นการทดลองแรกของการเรียน

การสอนปฏิบัติการนั้น ผมมองว่ามันมีลำดับการสอนคือ

เริ่มจากการทำให้ดูเป็นตัวอย่าง

จากนั้นให้ทดลองลงมือปฏิบัติ ภายใต้การกำกับดูแลของผู้สอน และปิดท้ายด้วย

การปล่อยให้สามารถทำการทดลองได้เองโดยอิสระ

แต่เดิมนั้นเรามองว่านิสิตที่ผ่านมาถึงภาควิชานั้น ได้ผ่านขั้นตอนการทดลองลงมือปฏิบัติ ภายใต้การกำกับดูแล และอาจมาถึงระดับสามารถปล่อยให้ทำการทดลองได้เองโดยอิสระ แต่เอาเข้าจริง ๆ กับพบว่า มุมมองดังกล่าวนั้นไม่สอดคล้องกับข้อเท็จจริงมาหลายปีแล้ว
 

นิสิตที่เข้ามาเรียนแลปเคมีกับผม มักมองว่าถ้าผลการทดลองออกมาผิดพลาด จะโดนหักคะแนนในรายงาน ทำให้เกิดความเกร็ง ความกังวล เวลาที่ให้ทำแลป ผมต้องบอกกับพวกเขาว่า สิ่งที่อยากได้ในการเรียนคือ ให้พวกคุณได้ "ลงมือปฏิบัติ" เพราะผลการทดลองที่จะเอามาวิเคราะห์ได้นั้นต้องได้มาจากปฏิบัติการทดลองที่ถูกต้อง และการที่จะปฏิบัติการทดลองได้ถูกต้องนั้น มันต้องผ่านกระบวนการฝึกมาก่อน ไม่ใช่ว่าอ่านคู่มือวิธีทำแลปที่แจกให้ แล้วจะทำได้ถูกต้องเลย (จะมีบ้างก็พวกที่ผ่านค่ายวิชาการบางค่ายมาแล้ว แต่เอาเข้าจริง ๆ ก็ยังสามารถทำให้พวกเขาสับสนได้ด้วยคำถามพื้นฐานง่าย ๆ) สิ่งที่อยากให้เรียนรู้ก็คือ การที่ได้ลงมือทำเองนั้น มันแตกต่างจากทฤษฎีที่เรียนมาอย่างไร สิ่งที่คิดว่ามันง่าย ๆ ใช้เวลาไม่นานนั้น เอาเข้าจริง ๆ แล้วมันเป็นอย่างไร เผื่อที่เวลาไปทำงานแล้วมีตำแหน่งสูงขึ้น จะได้เข้าใจผู้ใต้บังคับบัญชาว่างานที่สั่งให้เขาไปทำนั้น มันมีความยากง่ายหรือต้องใช้เวลานานเพียงใด และยังต้องมีความสามารถในการตรวจสอบผลที่ได้รับมาด้วย ว่ามีความน่าเชื่อถือที่จะนำมาวิเคราะห์ต่อหรือไม่
 

คำโบราณกล่าวไว้ว่า

สิบปากว่า ไม่เท่าตาเห็น

สิบตาเห็น ไม่เท่ามือคลำ

สิบมือคลำ ไม่เท่าทำเอง

ถ้าว่ากันตามนี้ การได้ลงมือทำเพียงครั้งเดียว ย่อมจะได้อะไรมากกว่าการได้ยินได้ฟังจากคนกว่าร้อยคน

ปัญหาต่าง ๆ ที่เกิดขึ้นในการทดลองการไทเทรตกรด-เบสในสัปดาห์ที่แล้ว ขอนำบางปัญหามาเล่าสู่กันฟังดังนี้
 

๑. เรื่องของปริมาตรตัวอย่างที่จะใช้

ผมไม่ได้กำหนดปริมาตรตัวอย่างที่ต้องนำมาไทเทรต เพราะผมอยากให้นิสิตทดลองเอาเองว่ามันจะมีปัญหาอะไรหรือไม่ เวลาที่นิสิตมาถามผมว่าควรเอาตัวอย่างมาเท่าไรดี ผมบอกกับพวกเขาเพียงว่า ตรงนี้ไม่มีคำตอบที่แน่นอน แต่มีหลักการคือ ถ้าตัวอย่างมีความเข้มข้นสูงก็ไม่ต้องปิเปตมามาก (ค่อยเติมน้ำเพิ่มได้) แต่ถ้าตัวอย่างมีความเข้มข้นต่ำก็ต้องนำปิเปตมามาก (และไม่จำเป็นต้องเติมน้ำลงไปเจือจาง) ในกรณีที่เราไม่รู้ว่าตัวอย่างเป็นอะไร เราคงทำอะไรไม่ได้มากนอกจากทำการทดลองเบื้องต้นดูก่อน (เหมือนกับโยนหินถามทาง) หรืออาจใช้พีเอชมิเตอร์ช่วยในการประมาณค่าเบื้องต้นได้
 

การที่ไม่ได้กำหนดปริมาตรตัวอย่างให้นั้น เพราะต้องการจำลองสถานการณ์การทำงานจริงในบางเหตุการณ์ (อาจเป็นการวิเคราะห์ตัวอย่างนอกเหนือไปจากตัวอย่างประจำที่เคยวิเคราะห์) ในบางงานที่เคยเจอนั้น อย่าว่าแต่จะใช้ตัวอย่างเท่าใดเลย แม้แต่ตัวอย่างก็ยังไม่มีข้อมูลว่าเป็นอะไรหรือประกอบด้วยอะไรเลย

๒. ปริมาตร titrant ที่ต้องใช้เพื่อทำให้อินดิเคเตอร์เปลี่ยนสีสมบูรณ์ (ยกเว้น phenolphthalene)

ผมบอกว่าตัวอย่างที่เตรียมไว้ให้นั้นอาจเป็นสารละลายของกรด H₂SO₄ H₃PO₄ หรือ CH₃COOH แต่ผมไม่ได้บอกว่าขวดไหนเป็นสารละลายอะไร เพียงแต่บอกให้ทราบว่าถ้าคุณทดลองไทเทรตด้วยอินดิเคเตอร์ที่เปลี่ยนสีในช่วงพีเอชที่แตกต่างกัน และสังเกตปริมาตร titrant (สารละลาย NaOH) ที่ต้องใช้นับจากเมื่อเริ่มเห็นอินดิเคเตอร์เปลี่ยนสี ไปจนเปลี่ยนสีสมบูรณ์ คุณจะสามารถบอกได้ว่าขวดไหนควรจะเป็นสารละลายของกรดตัวไหน (ในการทดลองนี้เตรียมอินดิเคเตอร์ไว้ให้ ๔ ตัวคือ Methyl orange และ Methy red ที่เป็นสีในช่วงพีเอชที่เป็นกรด Bromthymol blue ที่เปลี่ยนสีคร่อมช่วงพีเอชทั้งกรดและเบส และ Phenolphthalein ที่เปลี่ยนสีในช่วงพีเอชที่เป็นเบส)
 

ปริมาตรดังกล่าวจะเป็นตัวบอกให้รู้ว่าอินดิเคเตอร์ที่ใช้นั้นมันจับตรงจุดสมมูล (equivalent point) ของการไทเทรตหรือไม่ ในกรณีที่พบว่าปริมาตรดังกล่าวมีค่ามาก (เช่นระดับหลาย ml ขึ้นไป) แสดงว่าอินดิเคเตอร์ดังกล่าวนั้นไม่น่าจะจับตรงตำแหน่งจุดสมมูลของการไทเทรต
 

ถ้าเป็นการไทเทรตกรดแก่ (หรือกรดอ่อนที่มีค่าคงที่การแตกตัวสูง) -เบสแก่ ปริมาตรตรงนี้จะน้อยมาก (เช่นครึ่งหยดหรือหนึ่งหยด)
 

แต่ปัญหาใหญ่เรื่องหนึ่งที่ประสบคือ นิสิตเรียนรู้ "สี" ของอินดิเคเตอร์จาก "ตัวอักษร" พอมาเจอของจริงเข้ามันก็เลยบอกไม่ได้ว่าสีที่เห็นนั้นเป็นสีสุดท้ายหรือยัง สีที่เห็นในตำราเรียนนั้นมันก็ยังผิดเพี้ยนจากความเป็นจริงได้

๓. การหาตำแหน่งจุดสมมูลของการไทเทรตโปรตอนด้วยการใช้พีเอชมิเตอร์

ตรงนี้มันมีคำถามว่า ในเมื่อมีพีเอชมิเตอร์อยู่แล้ว ทำไมต้องไทเทรตอีก เอาค่าพีเอชไปคำนวณความเข้มข้นของ "กรด" เลยไม่ได้หรือ คำตอบก็คือ "ไม่ได้" เพราะพีเอชมิเตอร์มันมองเห็นเฉพาะกรดที่แตกตัวให้โปรตอน กรดที่ไม่แตกตัวมันมองไม่เห็น ดังนั้นค่าพีเอชที่ได้จึงบ่งบอกเพียงแค่ค่าความเข้มข้นของ "โปรตอน" ไม่ใช่ความเข้มข้นของ "กรด"
 

ในกรณีของสารละลายที่ประกอบด้วยกรดที่มีความแรงแตกต่างกันผสมกันอยู่ ๒ ชนิดขึ้นไป ความชัดเจนของการเพิ่มค่าพีเอชนั้นขึ้นอยู่กับความแรงของกรดแต่ละตัว เช่นสมมุติว่าตัวอย่างนั้นมีกรดที่แตกตัวให้โปรตอนได้ ๑ ตัวอยู่ ๒ ชนิดที่มีความแรงแตกต่างกัน กราฟการเปลี่ยนแปลงค่าพีเอชของการไทเทรตโปรตอนตัวแรก (ของกรดตัวที่แรงกว่า) จะเพิ่มขึ้นอย่างเด่นชัดหรือไม่นั้นขึ้นอยู่กับความสามารถในการให้โปรตอนของกรดตัวที่สองที่อ่อนกว่า ถ้าความแรงของกรดตัวที่สองนั้นอ่อนกว่าของตัวแรกมาก เราก็จะเห็นการเปลี่ยนแปลงค่าพีเอช ณ จุดสะเทินโปรตอนของกรดตัวแรกได้ชัดเจน (กรณีของกรด H₃PO₄) แต่ถ้ากรดตัวที่สองนั้นแตกตัวได้ดีมาก (คือแม้จะน้อยกว่าตัวแรก แต่ก็ใกล้เคียงกับของตัวแรก) เรามีสิทธิที่จะไม่เห็นการเพิ่มขึ้นของค่าพีเอชในจังหวะที่ทำการสะเทินตัวแรก แต่จะไปเห็นการเพิ่มขึ้นของค่าพีเอชที่ชัดเจนในการสะเทินตัวที่สอง (กรณีของกรด H₂SO₄)

๔. เรื่องการเปลี่ยนสีของ phenolphthalein

ปัญหาที่เกิดขึ้นก็คือนิสิตมักจะคิดว่าต้องให้เห็นแค่สีชมพูอ่อน อย่าให้เข้มกว่านั้น 
  

ถ้าเป็นการไทเทรตระหว่างกรดแก่-เบสแก่ จุดสมมูลจะอยู่ที่ค่า pH 7 แต่ phenolphthalein จะเปลี่ยนสีให้เห็นได้ที่ค่า pH ตั้งแต่ 8 ขึ้นไป ดังนั้นเมื่อเห็นสีของ phenolphthalein ก็แสดงว่าใส่ titrant เลยจุดสมมูลไปแล้ว ยิ่งสีเข้มมากก็ยิ่งแสดงว่าใส่เลยจุดสมมูลไปมาก
 

แต่ในกรณีของตัวอย่างที่เป็นกรดอ่อนนั้น จุดสมมูลจะอยู่ที่ค่า pH มากกว่า 7 ส่วนจะมากกว่าแค่ไหนนั้นขึ้นอยู่กับว่ากรดนั้นอ่อนแค่ไหน ยิ่งอ่อนมากก็ยิ่งห่างออกไปมาก ดังนั้นจะอิงตรงที่เมื่อเริ่มเห็นสีของ phenolphthalein แล้วก็ให้หยุดการไทเทรตเลยนั้นไม่ได้ เพราะจุดสมมูลอาจไปอยู่ในช่วง pH ที่ phenolphthalein แสดงสีสมบูรณ์แล้วก็ได้

๕ อื่น ๆ (ที่ดูเหมือนเป็นเรื่องไม่มีสาระ แต่เกิดขึ้นให้เห็นเรื่อย ๆ ในทุกปีการศึกษา)

- ไทเทรตโดยคิดว่าใส่ phenolphthalein แต่ในความเป็นจริงยังไม่ได้ใส่ (ตัวอย่างไม่ได้เข้มข้นมากหรอก ก็เล่นไม่ใส่อินดิเคเตอร์แล้วจะรู้ได้ยังไงว่าไทเทรตจนถึงจุดยุติแล้ว)

- หยดสารละลาย NaOH จากบิวเรตจนต่ำกว่าขีดวัดปริมาตรต่ำสุดของบิวเรต (แล้วจะอ่านค่าอย่างไร)

- ใช้ titrant จนเกือบหมด โดยที่ยังไม่ได้ทำการหาความเข้มข้นที่แน่นอน (standaradization) งานนี้ได้เริ่มทำใหม่

- เทสารละลาย NaOH ใส่บิวเรตในระดับที่สูงกว่าสายตา (ย้ำเสมอว่าอย่างทำ แต่ก็ลืมกันหลายราย)

- คุกเข่าตวงสารบนพื้นห้องปฏิบัติการ (อย่าคิดว่าพื้นห้องมันสะอาดนัก อาจมีเศษแก้วหรือสารเคมีซ่อนอยู่ก็ได้)

- เอาตัวอย่างมาไทเทรตโดยไม่ได้วัดปริมาตรที่แน่นอนของตัวอย่างที่นำมา (แล้วจะคำนวณความเข้มข้นอย่างไร)

- กลุ่มวันพุธ ทำสถิติกลับช้าสุดด้วยเวลา ๑๗.๔๕ น (ตามตารางสอนคือ ๑๖.๐๐ น)

แม่นก กกลูกนก MO Memoir : Sunday 27 August 2560

เขามาอยู่ตั้งแต่เมื่อใดไม่ได้สังเกต บ่ายวันนี้ภรรยาจะไปเก็บลูกหม่อนก็เลยเห็นเข้า

 
ตอนแรกนึกว่าเพียงแค่มากกไข่ พอเอากล้องมาลองซูมเพื่อจะถ่ายรูปเป็นที่ระลึกซะหน่อย ปรากฏว่ามีอะไรดุกดิกขยับอยู่ข้างตัวแม่นก ที่แท้ก็มีไข่ฟักเป็นตัวแล้ว

ตอนนี้ก็เหลือแต่รอดูว่ามีทั้งสิ้นกี่ตัว หวังว่าคงจะไม่โดนงูเล่นงานไปเสียก่อน เพราะเมื่อวานตอนต่ำก่อนฝนตก ก็เพิ่งจะพบลูกงูเขียวหางไหม้มาเพ่นพ่านอยู่บนพื้นหน้าบ้านเหมือนกัน

ภาพบันทึกความทรงจำ กว่าจะเป็นวิศวกรเคมี ๑๒๑-๑๓๐ MO Memoir : Thursday 24 August 2560

ภาพในชุดนี้เป็นภาพที่บันทึกเอาไว้ในช่วงปีพ.ศ. ๒๕๔๙ - ๒๕๕๑ หรือเมื่อราว ๆ สิบปีที่แล้ว กับภาพที่บันทึกเอาไว้เมื่อสัปดาห์ที่ผ่านมาที่เป็นสัปดาห์แรกของปีการศึกษา ๒๕๖๐ รูปที่ผมมีนั้น ถ้าเป็นรูปตั้งแต่ปีพ.ศ. ๒๕๕๕ ย้อนขึ้นไปจะเป็นภาพที่ถ่ายด้วยกล้องฟิล์มและนำไปสแกน ดังนั้นสีอาจดูแล้วไม่สดใจหรือด้านหลังจะดูมืดไปบ้าง พอจะนำมาลงในที่นี้ก็เลยมีการปรับความสว่างเพิ่มเล็กน้อยเพื่อให้เห็นภาพชัดขึ้น ส่วนภาพที่ดูชัด ๆ และมีวันที่กำกับนั้นเป็นภาพที่ถ่ายด้วยกล้องดิจิตอล 
  

ชุดนี้มีพิเศษหน่อยคือมีโปสเตอร์ที่สแกนมาให้ชมกัน เป็นโปสเตอร์ที่เจ้าตัวเอามามอบให้เป็นที่ระลึกในโอกาสที่เขาต้องเปิดการแสดงเพื่อสอบเดี่ยวเปียนโน และจะว่าไปแล้วในภาพชุดนี้มีนักเปียนโนหญิงอยู่ ๒ คน คนหนึ่งคงไม่ต้องเดาอะไรเพราะเห็นได้จากโปสเตอร์ ส่วนอีกคนหนึ่ง (ได้ยินว่าจบไปแล้วยังรับงานเป็นครูสอนเปียนโนด้วย) จะเป็นใครนั้น ก็ขอให้สืบหากันเอาเองก็แล้วกันครับ
 

ส่วนภาพที่อยู่ข้างล่างในหน้านี้ไม่ได้นำขึ้น blog เพียงแค่เอามาใส่ให้เต็มหน้ากระดาษที่ว่างอยู่ เป็นภาพที่ถ่ายเอาไว้เมื่อวันจันทร์ที่ ๑๕ พฤษภาคม ๒๕๖๐ เป็นบอร์ดที่ทาง อบจ. นำมาตั้งหน้าอาคารจามจุรี ๙ ช่วงสอบปลายภาค อาคารนี้ชั้นล่างเป็นโถงอเนกประสงค์และร้านอาหารว่าง ชั้นสองเป็นที่ทำการสหกรณ์ออมทรัพย์จุฬาฯ และหน่วยแพทย์ของมหาวิทยาลัย ชั้นสามขึ้นไปเป็นพื้นที่ที่นิสิตสามารถเข้ามาทำงานต่าง ๆ ได้ โดยในช่วงสัปดาห์การสอบเคยมีการเปิดให้นิสิตเข้ามาใช้ได้ตลอดทั้งคืน
  

2560-08-04-Fri

วันเสาร์ที่ ๔ สิงหาคม ๒๕๕๐ งาน Bye Neior นิสิตที่สำเร็จการศึกษาในปีการศึกษา ๒๕๔๙ ณ สมาคมนิสิตเก่าจุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย
 

2560-08-06-Sun

วันพฤหัสบดีที่ ๓๐ ตุลาคม ๒๕๕๔ งานไหว้ครูภาควิชาที่ห้องเรียน ณ อาคารวิศว ๓ (ภาพถ่ายด้วยฟิล์ม ผ่านการสแกนและปรับแสงให้สว่างขึ้น)
 

2560-08-08-Tue

ด้านหน้าของเอกสารประชาสัมพันธ์การแสดงเดี่ยวเปียนโนเพื่อการสอบวัดระดับความสามารถ ของนิสิตหญิงรายหนึ่งของภาควิชา ที่จัดแสดงในวันอาทิตย์ที่ ๑๙ พฤศจิกายน พ.ศ. ๒๕๔๙
 

2560-08-10-Thu

ด้านหลังของเอกสารประชาสัมพันธ์การแสดงเดี่ยวเปียนโนเพื่อการสอบวัดระดับความสามารถ ของนิสิตหญิงรายหนึ่งของภาควิชา ที่จัดแสดงในวันอาทิตย์ที่ ๑๙ พฤศจิกายน พ.ศ. ๒๕๔๙ (ต่อจากภาพที่แล้ว)
 

2560-08-12-Sat

วันอังคารที่ ๑๗ มิถุนายน ๒๕๕๑ (4) แลปเคมีวิเคราะห์นิสิตปี ๒ กลุ่ม ๔
 

2560-08-14-Mon

วันพุธที่ ๑๔ มิถุนายน ๒๕๔๙ แลปเคมีวิเคราะห์กลุ่ม ๕ ตอนเรียน ๑๖ - ๑๙ น.
 

2560-08-16-Wed

วันอังคารที่ ๑๕ สิงหาคม ๒๕๖๐ นิสิตวิศวกรรมเคมีปี ๒ กลุ่มที่ ๑ เข้ารับการอบรมพื้นฐานการทำแลปเคมี ในวันแรกของการเปิดภาคการศึกษา
 

2560-08-18-Fri

วันพุธที่ ๑๖ สิงหาคม ๒๕๖๐ นิสิตวิศวกรรมเคมีปี ๒ กลุ่มที่ ๒ เข้ารับการอบรมพื้นฐานการทำแลปเคมี ในวันแรกของการเปิดภาคการศึกษา
 

2560-08-20-Sun

วันพฤหัสบดีที่ ๑๗ สิงหาคม ๒๕๖๐ นิสิตวิศวกรรมเคมีปี ๒ กลุ่มที่ ๓ เข้ารับการอบรมพื้นฐานการทำแลปเคมี ในวันแรกของการเปิดภาคการศึกษา
 

2560-08-22-Tue

วันศุกร์ที่ ๑๘ สิงหาคม ๒๕๖๐ งานปฐมนิเทศน์นิสิตป.ตรีปี ๒-๔ ของภาควิชา เนื่องในโอกาสเริ่มภาคการศึกษาใหม่ ณ ห้องประชุมชั้น ๒ อาคารวิศว ๔

แนวทางหัวข้อการทำวิทยานิพนธ์นิสิตรหัส ๕๘ (ตอนที่ ๒๐) MO Memoir : Wednesday 23 August 2560

เอกสารฉบับนี้แจกจ่ายเป็นการภายใน ไม่นำเนื้อหาลง blog

เนื้อหาในเอกสารฉบับนี้เป็นการสรุปการประชุมย่อยเมื่อช่วงเช้าวันอังคารที่ผ่านมา

อุบัติเหตุจาก saturator (๒) MO Memoir : Monday 21 August 2560

เวลาประมาณ ๑๖ นาฬิกา วันอังคารที่ ๒๕ กรกฎาคม ๒๕๖๐ ขวดแก้วที่ใช้ทำ saturator (รูปที่ ๑) เพื่อการระเหยเอทานอลเกิดระเบิด ผลจากแรงระเบิดทำให้นิสิตรายหนึ่ง (ที่ไม่ได้เกี่ยวข้องกับการทดลองที่ใช้ saturator ดังกล่าว แต่บังเอิญนั่งทำงานอยู่บริเวณนั้น) ได้รับบาดเจ็บจากเศษแก้วที่ปลิวบาด และหูอื้อไปข้างหนึ่ง (จากเสียงระเบิด) แรงระเบิดส่งผลให้เอทานอลที่บรรจุอยู่ใน saturator นั้นรั่วไหลออกมา เกิดเพลิงลุกไหม้บริเวณที่เกิดเหตุ แต่นิสิตรายอื่นที่อยู่ใกล้เคียงเข้ามาระงับเหตุได้ทัน นอกจากนี้กระจกของประตูตู้ hood (เป็นกระจกนิรภัย) ที่อยู่ห่างไปประมาณ ๓ เมตรแตกละเอียดด้วย (เข้าใจว่าเป็นเพราะเศษแก้วจากขวดที่ใช้ทำ saturator ปลิวไปกระทบ)
 

ก่อนเกิดเหตุ นิสิตรายหนึ่งเตรียมทำการทดลอง ด้วยการเปิดแก๊ส "ออกซิเจนบริสุทธิ์" ให้ไหลผ่าน saturator ไปยัง quartz reactor ที่บรรจุอยู่ furnace ภายใน reactor บรรจุตัวเร่งปฏิกิริยาเอาไว้ จากนั้นได้ทำการเพิ่มอุณหภูมิ furnace ไปยังอุณหภูมิที่ต้องการทำการทดลอง ช่วงระหว่างรอให้อุณหภูมิ furnace เข้าที่นั้นพบว่าอุณหภูมิ furnace ที่ตัว temperature indicator แสดงนั้นมีการกระโดดขึ้นไปสูงมากในบางจังหวะ นิสิตจึงรอให้ระบบนิ่งก่อนจะทำการทดลอง การระเบิดเกิดขึ้นในขณะที่เตรียมการทดลองนี้
 

อุปกรณ์ตัวเดียวกัน ส่วนผสมเดียวกัน เกิดการระเบิดเหมือน ๆ กัน แต่ห่างกันเกือบ ๖ ปี เรื่องราวเหตุการณ์ครั้งก่อนหน้านี้อ่านได้ใน Memoir ปีที่ ๔ ฉบับที่ ๓๖๓ วันศุกร์ที่ ๑๔ ตุลาคม ๒๕๕๔ เรื่อง "อุบัติเหตุจาก saturator"

รูปที่ ๑ ขวดแก้วที่ใช้ทำ saturator เป็นขวดที่มีลักษณะดังรูป แต่ตัวที่ระเบิดเป็นขวดขนาดความจุประมาณ 500 ml (ใหญ่กว่าตัวที่นำมาให้ดูเป็นตัวอย่างสองเท่า) ในขณะเกิดเหตุมีเอทานอลอยู่ประมาณ 70 ml
 

รูปที่ ๑ เป็นตัวอย่างขวดแก้วที่นำมาดัดแปลงทำเป็น saturator โดยเจาะรูที่ฝาสองรูป เพื่อต่อท่อให้แก๊สไหลเข้าหนึ่งรู และไหลออกหนึ่งรู ในระหว่างการใช้งานจะตั้งขวด saturator นี้ไว้บนพื้นโต๊ะปฏิบัติการโดยไม่มีอะไรป้องกัน ระดับที่ตั้ง saturator อยู่ที่ประมาณระดับความสูงของโต๊ะทำงานทั่วไป การทดลองนี้ได้กระทำมาเป็นระยะเวลาหนึ่งแล้ว
 

รูปที่ ๒ เป็นภาพร่างแผนผังบริเวณที่เกิดเหตุ โต๊ะตั้งอุปกรณ์ทดลองนั้นมีการแบ่งครึ่งออกเป็นสองด้านตามแนวยาว ทำให้สามารถตั้งอุปกรณ์ทดลองได้ทั้งสองฝั่งของโต๊ะ ในรูปที่ ๒ นั้นทางด้านหลังของ saturator มีอุปกรณ์ทดลองอื่นตั้งอยู่ ทางด้ายขวาจะเป็นตู้เหล็กติดตั้งอุปกรณ์วัด ทางด้านซ้ายเป็น furnace ที่ให้ความร้อนแก่ reactor ที่รับแก๊สที่ไหลมาจาก saturator ตัว saturator เองนั้นตั้งอยู่ระหว่างตัว furnace และตู้อุปกรณ์วัด

รูปที่ ๒ ภาพร่างแผนผังบริเวณที่เกิดอุบัติเหตุ โต๊ะปฏิบัติการตั้งอยู่ตรงกลางระหว่าง Hood และโต๊ะตั้งอุปกรณ์ทดลอง ระยะห่างระหว่าง Hood 2 และโต๊ะตั้งอุปกรณ์ทดลองประมาณ 3 เมตร

ในขณะเกิดเหตุนั้นมีนิสิตผู้หนึ่งนั่งทำงานอยู่ที่โต๊ะปฏิบัติการ โดยนั่งหันหลังให้แต่เยื้องออกมาทางด้านขวาของตัว saturator แรงระเบิดที่เกิดขึ้นทำให้เศษแก้วปลิวบาดแขนและลำตัวด้านข้างด้านซ้ายของนิสิตที่นั่งทำงาน เสียงที่ดังทำให้หูด้านซ้ายของนิสิตผู้นั้นอื้อไปเป็นวัน และยังทำให้กระจกประตู Hood 2 (ที่เป็นกระจกนิรภัยชนิด tempered) ที่อยู่ห่างออกไปนั้นแตกละเอียด มีไฟเกิดขึ้นตรงบริเวณด้านข้างตู้อุปกรณ์วัดคุม แต่ได้รับการดับลงอย่างรวดเร็วด้วยการใช้เครื่องดับเพลิงชนิดผงเคมีแห้ง
 

การระเบิดที่ saturator เชื่อว่าเกิดจากการลุกไหม้ที่เกิดขึ้นกับแก๊สที่อยู่ใน reactor ส่วนต้นตอที่ทำให้เกิดการลุกไหม้นั้นไม่สามารถยืนยันได้ว่าเกิดจากการที่ furnace นั้นมีอุณหภูมิสูงเกินไปจากเกินค่าอุณหภูมิติดไฟได้ด้วยตนเอง (ที่ภาษาอังกฤษเรียกว่า autoignition temperature หรือ self ignition temperature) หรือเกิดจากการทำปฏิกิริยาของตัวเร่งปฏิกิริยาที่เป็นปฏิกิริยาคายความร้อนและเร่งตัวเองจนทำให้ไอผสมที่อยู่โดยรอบเกิดการลุกไหม้ได้ ประกอบกับการที่การทดลองนี้ใช้ออกซิเจนบริสุทธิ์ผสมกับเชื้อเพลิง ไม่เพียงแค่โอกาสที่ไอผสมจะเกิดการลุกไหม้จะเกิดได้ง่ายขึ้น แต่ความรุนแรงของการเผาไหม้จะเพิ่มมากตามไปด้วย ทำให้เปลวไฟที่เกิดขึ้นนั้นสามารถวิ่งทวนทิศทางการไหลของแก๊สจาก reactor ย้อนไปตามท่อ (ที่เป็นสายยาง) ไปยัง saturator ได้ ทำให้เกิดการระเบิดรุนแรงที่ saturator เนื่องจากเป็นแหล่งที่มีไอผสมพร้อมเผาไหม้อยู่เป็นจำนวนมาก

ส่วนสถานที่เกิดเหตุนั้นมีลักษณะเป็นเช่นใด ก็ขอเชิญชมภาพที่ถ่ายมาให้ดูก็แล้วกัน (รูปที่ ๓ ถึง ๑๒) เนื้อหาเหตุการณ์ส่วนที่เหลือก็อยู่ในคำบรรยายภาพต่าง ๆ อยู่แล้ว

รูปที่ ๓ บริเวณที่เกิดเหตุ ถ่ายไว้ในตอนเช้าวันที่สองหลังการระเบิด พื้นที่ดังกล่าวได้รับการทำความสะอาดแล้ว รูปนี้เป็นการมองจากด้านหลังจุดระเบิดไปยังประตู Hood ที่ได้รับความเสียหาย

รูปที่ ๔ ถ่ายในวันเดียวกับรูปที่ ๓ แต่เป็นการมองจากตำแหน่งประตู Hood ที่แตกออกมา 1 คือบริเวณที่ตั้ง saturator ที่เกิดการระเบิดในวันเกิดเหตุ ส่วน 2 คือ furnace ที่ใช้ในการทดลอง

รูปที่ ๕ บริเวณตำแหน่งที่เกิดการระเบิด ถ่ายไว้ในเช้าวันรุ่งขึ้นหลังวันระเบิด สภาพที่เกิดเหตุส่วนใหญ่ยังคงสภาพไว้เช่นเดียวกับหลังการระงับเหตุเสร็จ คือในระหว่างการดับเพลิงนั้น ไม่สามารถยืนยันได้ว่ามีการเคลื่อนย้ายวัตถุใดบ้าง ทราบแต่ว่าหลังจากที่ระงับเหตุได้เสร็จสมบูรณ์และนำคนเจ็บส่งโรงพยาบาลแล้ว ยังไม่มีการจัดการใด ๆ กับที่เกิดเหตุ ยังดีหน่อยตรงที่นิสิตที่เข้ามาดับเพลิงนั้นใช้ผงเคมีแห้ง ไม่ได้หยิบถังโฟมมาใช้ เพราะถ้าใช้ถังโฟมอาจเกิดปัญหาไฟฟ้าลัดวงจรตามมาได้ เพราะไม่ได้มีการตัดระบบไฟฟ้าในที่เกิดเหตุออก

รูปที่ ๖ บริเวณที่เกิดการระเบิด ทางด้านล่างซ้ายของภาพที่เห็นมีวาล์วสองตัวคือฝาปิดตัว saturator (ส่วนลำตัวที่เป็นแก้วกระจายหายไปหมดแล้ว) ตรงกลางคือ furnace ส่วนสายไฟที่อยู่ทางมุมซ้ายบนเป็นสายสัญญาณวัด พึงสังเกตตำแหน่งของคราบเขม่าบนผนังตู้อุปกรณ์วัด ทางด้านซ้ายบนแถวสายสัญญาณเป็นคราบเกิดจากสายไฟที่ไหม้ ส่วนที่อยู่ทางด้านล่าง (ด้านหลัง furnace) เกิดจากแอลกอฮอล์ที่รั่วออกมา ที่เห็นเป็นฝุ่นผงขาวทั่วไปหมดคือผงเคมีแห้งจากถังดับเพลิง

 

รูปที่ ๗ ฝาปิดขวดแก้วที่ใช้ทำ saturator ท่อยาวเป็นท่อให้แก๊สพาหะไหลเข้า (รอยไหม้ที่ปลายท่อเข้าใจว่าเกิดจากสายยางที่ต่อจากปลายท่อลงไปใต้ระดับของเหลวที่บรรจุอยู่) ส่วนท่อสั้นเป็นท่อให้ไอผสมไหลออก เศษแก้วที่เห็นเป็นเศษของตัว saturator ที่แตกออก พึงสังเกตว่าจะแตกออกโดยมีรูปร่างที่มีลักษณะแหลมคม ที่แปลกใจอยู่หน่อยก็คือไม่เห็นเศษแก้วชิ้นใหญ่ เช่นก้นขวดเหลือเลย ไม่รู้ว่ามันแตกเป็นชิ้นเล็กหมดหรือถูกเก็บทิ้งไปก่อนหน้าแล้วเพราะหาคนให้คำตอบนี้ไม่ได้

รูปที่ ๘ สายสัญญาณที่เกิดการลุกไหม้ (ที่เห็นรอยดำเป็นรูปสายสัญญาณนั่นไม่ใช่คราบเขม่า แต่เป็นเงาของสายสัญญาณที่ทอดลงผลผนังตู้อุปกรณ์วัด) พึงสังเกตว่าสีที่ทาเคลือบผนังตู้อุปกรณ์วัดนั้นไม่ได้รับผลกระทบจากความร้อนของเปลวไฟเท่าใดนัก

รูปที่ ๙ ภาพขยายตรงส่วนบริเวณชุมสายของสายสัญญาณในรูปที่ ๘

รูปที่ ๑๐ บริเวณที่นิสิตที่ได้รับบาดเจ็บนั่งทำงาน ขณะนั้นใช้เก้าอี้มีพนักพิง หันหลังโดยเยื้องมาทางด้านขวาของจุดที่เกิดการระเบิด เศษแก้วที่เห็นบนพื้นด้านหลังเก้าอี้ไม่สามารถบอกได้ว่าเป็นเศษแก้วที่ปลิวมากระทบเก้าอี้จากการระเบิด หรือเกิดจากการเข้าไประงับเหตุ สิ่งของต่าง ๆ ที่วางอยู่บนโต๊ะปฏิบัติการทางด้านซ้าย แม้ว่าจะมีน้ำหนักเบาก็ไม่ได้ถูกพัดปลิวจากการระเบิด ส่อให้เห็นว่ากระจก Hood ที่แตกนั้นไม่น่าจะเป็นผลจากแรงอัด

รูปที่ ๑๑ บริเวณพื้นที่ทำงานของ Hood ที่กระจกแตก กระจกบานประตูเป็นกระจกนิรภัยชนิด tempered ที่จะแตกออกเป็นเม็ดข้าวโพดเล็ก ๆ เต็มไปหมดถ้าผิวกระจกมีรอยขูดขีดลึกลงไปเพียงนิดเดียว เศษกระจกที่แตกจะมีลักษณะใกล้เคียงกับรูปทรงสี่เหลี่ยม (เป็นรูปทรงที่มีมุมแหลมน้อยสุด) กระจกบานนี้สูงประมาณ 60 cm ยาวประมาณ 180 cm

รูปที่ ๑๒ บริเวณพื้นด้านหน้า hood ที่กระจกแตก พบเศษแก้วที่มีลักษณะแหลมคมตกปนอยู่ด้วย (ในกรอบสี่เหลี่ยม) ทำให้เชื่อว่าน่าจะมีเศษแก้วจาก saturator บางชิ้นปลิวมากระแทกบานกระจกของประตู hood ทำให้กระจกของประตู hood แตกออก

ประเด็นเรื่องไอผสมระหว่าง เอทานอล + ออกซิเจน เกิดการลุกติดไฟได้อย่างไรนั้น โดยส่วนตัวแล้วคิดว่าบทบาทของตัวเร่งปฏิกิริยาที่บรรจุอยู่ใน reactor ที่ใช้ในการทดลองในขณะนั้น เป็นสิ่งที่ไม่สามารถตัดทิ้งไปได้ ในกรณีของตัวเร่งปฏิกิริยาการออกซิไดซ์ที่เป็นปฏิกิริยาคายความร้อนนั้น ความร้อนที่เกิดขึ้นมีสิทธิทำให้อนุภาคตัวเร่งปฏิกิริยานั้นร้อนจัดกว่าแก๊สที่ไหลผ่านโดยรอบ และถ้าแก๊สที่ไหลผ่านนั้นมีส่วนผสมอยู่ในช่วง flammability limit ด้วยแล้ว โอกาสที่แก๊สนั้นจะลุกติดไฟอันเป็นผลจากการสัมผัสกับอนุภาคตัวเร่งปฏิกิริยาที่มีอุณหภูมิสูงกว่าอุณหภูมิติดไฟได้ด้วยตนเองก็เป็นประเด็นที่ควรต้องพึงคำนึงถึงด้วย ส่วนที่ว่าจะเกิดการลุกติดไฟทันทีเมื่อสัมผัส หรือต้องรอให้ตัวเร่งปฏิกิริยาสะสมความร้อนก่อนเป็นระยะเวลาหนึ่ง ตรงนี้คงขึ้นอยู่กับชนิดตัวเร่งปฏิกิริยาและเชื้อเพลิง

เรื่องการจุดไฟด้วยตัวเร่งปฏิกิริยานี้ไม่ใช่เรื่องใหม่ กองทัพสหรัฐเองก็เคยมีการพิจารณาเทคนิคการใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาในการจุดไฟให้กับเครื่องพ่นไฟที่ใช้ในการรบ มาตั้งแต่ยุคสมัยสงครามโลกครั้งที่สองแล้ว (รูปที่ ๑๓)

รูปที่ ๑๓ ส่วนหนึ่งของข้อความจากเอกสาร "Chemical ignition of flame thrower" ที่เกี่ยวข้องกับการจุดไฟให้กับเชื้อเพลิงเหลวที่ฉีดออกจากหัวฉีดของเครื่องพ่นไฟ ของกองทัพสหรัฐที่จัดทำในปีค.ศ. ๑๙๔๔ (พ.ศ. ๒๔๕๗) หรือก่อนสงครามโลกครั้งที่ ๒ สิ้นสุดหนึ่งปี มีการกล่าวถึงการพิจารณาใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาเป็นตัวจุดไฟให้กับเชื้อเพลิง

อีกประเด็นหนึ่งที่ขอบันทึกไว้เพื่อพิจารณาคือ ถ้าเปลี่ยนท่อด้านขาออกจาก saturator ไปยัง reactor จากเดิมที่เป็นท่อสายยางไปเป็นท่อโลหะที่มีขนาดเล็กจะช่วยป้องกันการเดินทางย้อนกลับของเปลวไฟได้หรือไม่ ท่อขนาดเล็กจะช่วยเพิ่มความเร็วเชิงเส้นในการไหลให้สูงขึ้น (ถ้าสูงมากกว่าความเร็วของเปลวไฟก็จะทำให้เปลวไฟเดินทางย้อนกลับไม่ได้) และท่อโลหะขนาดเล็กจะมีพื้นที่ผิวต่อหน่วยปริมาตรที่สูง ทำให้ระบายความร้อนออกสู่สิ่งแวดล้อมภายนอกได้ดี จึงน่าจะมีโอกาสที่จะทำให้เปลวไฟเย็นลงจนดับได้ (ทำนองเดียวกับการทำงานของ flame arrester)