“น้ำ” เป็นสารประกอบเคมีชนิดหนึ่ง มีสูตรเคมีคือ H2O ประกอบด้วยไฮโดรเจน 2 อะตอม และออกซิเจน 1 อะตอม มีสถานะเป็นของเหลวที่อุณหภูมิ 25 องศาเซลเซียส แต่ก็ยังมีสิ่งที่น่ารู้เกี่ยวกับน้ำอีกมากมายที่เรายังไม่รู้ วันนี้พี่มิคกี้จะพาไปเจาะลึกเรื่องอื่น ๆ ที่น่ารู้ของน้ำกัน



ว่ากันด้วยเรื่องของน้ำหลาย ๆ คนคงทราบข้อมูลหลายอย่างกันดีอยู่แล้ว เช่น น้ำเป็นส่วนประกอบหนึ่งของโลกที่ปกคลุมพื้นที่ผิวโลกถึง 3 ใน 4 ส่วน น้ำเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับมนุษย์และสิ่งมีชีวิตอื่น ๆ แม้ว่าน้ำจะไม่มีแคลอรีหรือมีสารอาหารที่เป็นสารประกอบอินทรีย์ใด ๆ เลย

pH แสดงความเป็นกรดหรือเบสของน้ำ โดยทั่วไปน้ำจะมีการแตกตัวเป็นไอออนอยู่แล้ว เป็น H+ และ OH– แต่มีปริมาณที่น้อยมาก ๆ น้ำที่มีสภาพเป็นกรดคือ มีไอออน H+ มาก (pH ต่ำ) มักมาจากน้ำทิ้งโรงงานอุตสาหกรรม มีค่า pH ต่ำกว่า 4.5 ซึ่งมาจาก CO2 ที่ละลายน้ำ ส่วนน้ำที่มีสภาพความเป็นเบสสูงจะประกอบด้วยไอออนของ OH–, CO3–, H2CO3 ของธาตุแคลเซียม (Ca), โซเดียม (Na), แมกนีเซียม (Mg), โพแทสเซียม (K), หรือแอมโมเนีย (NH3) ซึ่งสภาพเบสนี้จะช่วยทำหน้าที่คล้ายบัฟเฟอร์คือ ต้านการเปลี่ยนแปลงค่า pH ในน้ำได้ สำหนับน้ำดื่มควรมีค่า pH ระหว่าง 6.8-7.3

ความกระด้าง (Hardness) การไม่เกิดฟองกับสบู่และเมื่อต้มน้ำกระด้างนี้จะเกิดตะกอน แบ่งเป็น
น้ำกระด้างชั่วคราว เกิดจากสารไบคาร์บอเนต (CO32–) รวมตัวกับไออออนของโลหะเช่น Ca2+ หรือ Mg2+ สามารถแก้ได้โดยการต้ม

น้ำกระด้างถาวร เกิดจากไอออนของโลหะและสารที่ไม่ใช่พวกคาร์บอเนต เช่น ซัลเฟต (SO42–), ไนเตรต (NO3–), คลอไรด์ (CI–) รวมตัวกับ Ca2+, Fe2+, Mg2+ เป็นต้น สามารถแก้ด้วยการกลั่นหรือกรองด้วยเรซิ่น
ความกระด้างจึงเป็นข้อเสียในด้านการสิ้นเปลืองทรัพยากรคือ ต้องใช้ปริมาณสบู่หรือผงซักฟอกในการซักผ้าในปริมาณมาก เพราะจะเกิดฝ้าตระกันลอยอยู่เหนือน้ำที่ซัก ทำให้ผ้าที่ซักนั้นไม่สะอาดเท่าที่ควร

ค่า DO หรือ ปริมาณออกซิเจนที่ละลายน้ำ (Dissolved Oxygen) ค่าที่จะบอกว่าแหล่งน้ำนั้นมีออกซิเจนเพียงพอต่อความต้องการของสิ่งมีชีวิตหรือไม่ ในน้ำนั้นจะมีแบคทีเรียที่ต้องใช้ออกซิเจนเพื่อย่อยสลายสารอนินทรีย์ เรียกว่า “Aerobic bacteria” ซึ่งจะทำให้จะทำให้ปริมาณออกซิเจนที่ละลายในน้ำลดลงเป็นสาเหตุของน้ำเสีย ซึ่งมีค่า DO จะต่ำ ดังนั้นในน้ำที่สะอาดจะมีค่า DO ที่สูง มาตรฐานของน้ำที่มีคุณภาพดีโดยทั่วไปจะมีค่า DO ประมาณ 5-8 มิลลิกรัมต่อลิตร หรือ 5-8 ppm น้ำเสียจะมีค่า DO ต่ำกว่า 3 ppm

ค่า BOD (Biological Oxygen Demand) ค่าปริมาณออกซิเจนที่จุลินทรีย์ต้องการใช้ในการย่อยสลายสารอินทรีย์ในน้ำ น้ำที่มีคุณภาพดีควรมีค่าบีโอดีไม่เกิน 6 ppm ถ้าค่าบีโอดีสูงมากแสดงว่าน้ำนั้นเสียมาก การหาค่า BOD หาได้โดยการใช้แบคทีเรียย่อยสลายอินทรียสารไปเรื่อย ๆ ในขวดปิดฝา วางทิ้งไว้ในที่มืด 5 วัน ที่อุณหภูมิ 20 องศาเซลเซียส จากนั้นค่อยนำมาวิเคราะห์หาปริมาณออกซิเจนที่ใช้ไป

ค่า COD (Chemical Oxygen Demand) ค่าปริมาณออกซิเจนที่สารเคมีใช้เพื่อย่อยสลายสารอินทรีย์ ไม่ควรเกิน 6 ppm เช่นเดียวกับค่า BOD แต่ในการวิเคราะห์แล้ว COD จะมีค่ามากกว่า BOD เสมอ โดยใช้สารละลาย เช่น โพแทสเซียมไดโครเมต (K2Cr2O7) ในปริมาณมากเกินพอในกรดซัลฟิวริก (H2SO4) ซึ่งสารอินทรีย์ในน้ำทั้งหมดจะถูกทำปฏิกิริยาและย่อยสลายภายใต้ภาวะที่เป็นกรดและการให้ความร้อน ดังนั้นค่า COD จึงเป็นตัวแปรที่สำคัญตัวหนึ่งที่แสดงถึงความสกปรกของน้ำเสีย

จัดเต็มความรู้เรื่องน้ำ แต่สมบัติและคุณประโยชน์ของน้ำยังมีอีกเยอะมากที่พี่มิคกี้ยังไม่ได้พูดถึง ถ้าน้อง ๆ ลองศึกษาหาความรู้เกี่ยวกับน้ำดูอีกหน่อยจะรู้เลยว่า น้ำ นั้นเป็นสารตัวหนึ่งที่น่าอัศจรรย์มาก ๆ อย่างไรก็ตามอย่าลืมเอาเกร็ดความรู้เหล่านี้ไปตะลุยกันในห้องสอบด้วยนะครับ พี่มิคกี้เป็นกำลังใจให้น้อง ๆ ทุกคนครับ 

----------------------------------------------------------
เรื่องโดย ธงทัย ตีรณะชัยดีกุล
“อาจารย์มิคกี้” บัณฑิตวิทยาศาสตร์ จากรั้วมหิดล มีประสบการณ์การสอนในสายวิทยาศาสตร์นานกว่า 7 ปี ผู้คิดค้นเทคนิคการสอบเข้าโรงเรียนดัง อาทิ มหิดลวิทยานุสรณ์ เตรียมอุดมศึกษา สาธิตฯ รวมถึงการสอบเข้ามหาวิทยาลัยชั้นนำต่าง ๆ ภายใต้โรงเรียนกวดวิชา MUTUTOR