คุณภาพน้ำดื่ม

ขณะที่คุณลูกค้า(ชื่อทอม)กำลังอ้าปากจะตอบนั้นเซลแมนก็พูดตัดว่าผมจะแสดงให้ดู เซลแมนก็จัดแจงเอาแก้วมาเติมน้ำจากก๊อกในห้องครัว หลังจากนั้นเขาก็จุ่มขั้ว 2 อันที่ต่อกับอุปกรณ์ไฟฟ้าอันหนึ่งที่มีหลอดไฟติดอยู่ (เหมือนกับอุปกรณ์ทดสอบการนำไฟฟ้าทั่วไป) ทันได้นั้นไฟก็ติดขึ้น เขาทำแบบนั้นอีกทีแต่คราวนี้ทดลองกับ “น้ำกลั่น” จากขวดที่เค้านำมาเอง คราวนี้หลอดไฟกับไม่ติด

เซลแมนก็ได้โอกาสถามทอมถึงความแตกต่างที่เห็นพร้อมกับยิ้มอย่างมั่นใจ คุณทอมก็เริ่มระลึกถึงความรู้สมัยเรียนมัธยมแล้วก็เริ่มร่ายยาว “น้ำจากก๊อกนั้นมีเกลือแร่ที่...”

ก่อนที่ทอมจะพูดจบ เซลแมนก็พูดตัดว่า “ผมว่าคุณยังไม่รู้หรอกว่าน้ำจากก๊อกนี้มันอันตรายแค่ไหน” พร้อมกับหยิบหนังสือ The Miracle of Distilled Water ขึ้นมาแล้วก็เปิดไปหน้าที่เกี่ยวกับโรคหัวใจที่เกิดจากน้ำแร่

เซลแมนก็พูดเสริมอีกว่า “น้ำก๊อกอาจจะดูใสสะอาด แต่เราไม่มีทางรู้ว่ามันมีสารเจือปนที่อันตรายต่อสุขภาพอยู่ในนั้น” พอพูดจบเซลแมนก็แสดงการทดลองอีกอันหนึ่ง คราวนี้เขาเอาอุปกรณ์ที่เค้าเรียกว่า “เครื่องตกตะกอน” ออกมา มันมีลักษณะเป็นขั้วไฟฟ้า 2 อันต่อกับกล่องสีดำๆ เขาก็เอาขั้วทั้ง2 จุ่มลงในแก้วน้ำที่บรรจุน้ำจากก๊อก หลังจากที่เซลแมนได้ต่อเครื่องตกตะกอนเข้ากับไฟฟ้ากระแสสลับ ทันไดนั้นก็มีฟองปุดๆขึ้นมาจากขั้วไฟฟ้าทั้ง 2 อันและน้ำที่ใสสะอาดก็เปลี่ยนเป็นสีเหลือง เมื่อเขาทิ้งไว้สักพักก็เริ่มมีเศษสีน้ำตาลลอยอยู่บนผิวน้ำ หลังจาก 15 นาที แก้วน้ำนั้นก็เต็มไปด้วยตะกอนสีน้ำตาลดำ เซลแมนผู้นี้ได้ทดลองกับน้ำกลั่นอีกครั้ง แต่คราวนี้ไม่มีอะไรเกิดขึ้น น้ำยังคงใสสะอาดเหมือนเดิม

คุณทอมก็ถามด้วยความตกใจว่า “ตะกอนดำๆพวกนี้มาจากน้ำก๊อกเหรอ”

เซลแมนของเราก็ตอบว่า “จะมากจากไหนอีกนอกจากน้ำก๊อก” พร้อมกับเล่าการทำงานของเครื่องตกตะกอนของเขาว่าเครื่องนี้จะตกตะกอนโลหะหนักและสารอื่นๆออกมาแล้วเขาก็เริ่มโฆษณาขายของ “แต่คุณทอมไม่ต้องเป็นห่วง เพียงแค่คุณใช้ผลิตภัณฑ์ของเรา คุณสามารถเปลี่ยนน้ำก๊อกเป็นน้ำกลั่นที่ปลอดภัยสำหรับดื่มได้ในราคาเพียง 600 ดอลล่า ซึ่งประหยัดกว่าไปซื้อน้ำแกลลอนด้วยเงิน 80 เซ็นจากซุปเปอร์มาเก็ต

ทอมก็พยายามยับยั้งชั่งใจและยังไม่ซื้อผลิตภัณฑ์ของเซลแมนทันทีเพราะคิดว่าเงิน 600 ดอลล่ามันก็มีค่ามากเหมือนกันที่จะซื้ออุปกรณ์ที่เขาได้เห็นเพียงแวปเดียว เซลแมนก็ได้ทิ้งเครื่องตกตะกอนไว้ที่ทอมให้เขาได้ทดลองใช้และบอกว่าจะกลับมาหาทอมอีกที ทอมจึงตัดสินใจไปปรึกษาซาราห์ เพื่อนของเขาที่เป็นครูสอนเคมีในโรงเรียนแห่งหนึ่ง

ข้อสังเกตุที่ 1 หลังจากที่ซาราห์ได้ตรวจดูเครื่องตกตะกอนแล้วก็สรุปว่า...ขั้วไฟฟ้านั้นอันหนึ่งเป็นอลูมิเนียมส่วนอีกอันเป็นเหล็ก เนื่องจากปฏิกิริยาแยกน้ำด้วยไฟฟ้าไม่สามารถเกิดขึ้นได้โดยใช้ไฟฟ้ากระแสสลับ เพราะเหตุใดเครื่องตกตะกอนต้องมีตัวแปลงกระแสสลับเป็นกระแสตรง และเพราะเหตุได้น้ำจึงร้อนขึ้นระหว่างการแยกน้ำด้วยไฟฟ้า
ตอบ การเกิดปฏิกิริยาแยกน้ำด้วยไฟฟ้านั้นต้องการพลังงานไฟฟ้าในรูปของความต่างศักย์ค่าหนึ่งและในทิศทางหนึ่ง ดั้งนั้นกระแสไฟฟ้าที่ใช้จึงต้องเป็นกระแสตรงเท่านั้น และปริมาณพลังงานไฟฟ้าที่ใช้นั้นเกินความต้องการที่จะใช้ในปฏิกิริยา จึงสูญเสียไปในรูปของความร้อน

ข้อสังเกตุที่ 2 ตะกอนสีน้ำตาลดำที่เห็นสรุปได้ว่าเป็นโลหะชนิดใดเป็นแคโถดและแอโนด
ตอบ ตะกอนสีน้ำตาลดำคือออกไซด์ของเหล็ก ซึ่งล่อนออกมาจากขั้วไฟฟ้าที่เป็นเหล็ก ดังนั้นขั้วที่เป็นเหล็กก็คือแคโถด และขั้วอลูมิเนียมคือแอโนด

ข้อสังเกตุที่ 3 จงเขียนปฏิกิริยาที่คาดว่าจะเกิดขึ้นทั้งหมดที่ขั้วทั้ง 2 พร้อมทั้งอธิบายว่าเหตุใดจึงมีโอกาสเกิดมากกว่า 1 ปฏิกิริยาที่ขั้วข้างหนึ่ง
ตอบ


ข้อสังเกตุที่ 4 ในการตรวจสอบน้ำหลังจากใช้เครื่องตกตะกอน ซาราห์พบอลูมิเนียม จงสรุปโครงสร้างของสารประกอบอลูมิเนียมไอออน พร้อมทั้งสมบัติของอลูมิเนียมที่ทำให้สารนั้นละลายน้ำได้
ตอบ อลูมิเนียมไอออนทำปฏิกิริยากับน้ำกลายเป็นไฮดรอกไซด์ของอลูมิเนียม(Al(OH)3) ที่สามารถทำปฏิกิริยาต่อเป็น เตตระไฮดรอกโซอลูมิเนท (Al(OH)4-) ซึ่งละลายน้ำได้ (เนื่องจากขาดอิเล็กตรอนวงนอกอีก 1 คู่)

ข้อสังเกตุที่ 5 จงเสนอ 2 ผลการทดลองที่ยืนยันผลว่าตะกอนที่เกิดขึ้นเกิดจากขั้วไฟฟ้า ไม่ใช่จากน้ำก๊อก
ตอบ
I. ตรวจความเข้มข้นของอลูมิเนียมไอออนในสารละลายก่อนและหลังการใช้เครื่องตกตะกอน จากการทดลองนี้ จะทราบได้ว่าความเข้มข้นของไอออนนี้เพิ่มขึ้นอย่างชัดเจน(มาจากขั้วอลูมิเนียม)
II. ใช้เครื่องตกตะกอนกับน้ำปริมาณมากๆ ขั้วไฟฟ้าทั้ง 2 จะกร่อนไปอย่างเห็นได้ชัด

เทคนิคการโฆษณาข้างต้นถูกใช้อย่างแพร่หลายโดยเฉพาะอย่างยิ่งกลุ่มพนักงานขายเครื่องกรองน้ำ RO ซึ่งแท้ที่จริงแล้วตะกอนสีดำ-น้ำตาลที่เห็นเกิดมาจากขั้วไฟฟ้าที่ใช้ ไม่ได้เกิดจากไอออนที่ละลายอยู่ในน้ำอย่างที่กล่าวอ้าง ดังนั้นขอให้ท่านผู้อ่านรู้เท่าทันและอย่างได้หลงเชื่อกลลวงดังกล่าวเป็นอันขาด