วันพุธที่ 11 มกราคม พ.ศ. 2555

ความซื่อสัตย์

ความซื่อสัตย์

ในพจนานุกรมได้ให้ความหมายของคำว่า ซื่อ ว่าหมายถึง ตรง ไม่มีเล่ห์เหลี่ยม ไม่คดโกง ส่วนคำว่า ซื่อตรง หมายถึง ความประพฤติตรง ไม่เอนเอียง ไม่คดโกง และ ซื่อสัตย์ หมายถึง ความประพฤติตรงและจริงใจ ไม่คิดคดทรยศ ไม่คดโกงและไม่หลอกหลวง หรือเราอาจจะพูดง่ายๆว่าคนที่ซื่อสัตย์ ก็คือ คนที่เป็นคนตรง ประพฤติสิ่งใดก็ด้วยน้ำใสใจจริง
                   มีพุทธภาษิตบทหนึ่งกล่าวไว้ว่า สจฺเจน กิตฺตี ปปฺโปติ แปลว่า คนเราจะบรรลุถึงเกียรติได้เพราะความสัตย์ นั้นก็หมายความว่า คนที่จะมีเกียรติ ย่อมต้องเป็นคนที่มีความสัตย์ซื่อ จึงจะเป็นที่ยอมรับนับถือของคนในสังคมได้อย่างจริงใจ โดยไม่ต้องไม่เสแสร้งแกล้งทำ
            ความซื่อสัตย์ เป็นคุณธรรมที่จำเป็นต่อทุกสังคม ไม่ว่าจะเป็นความซื่อสัตย์ในระดับไหนก็ตาม จะต้องมีการปลูกฝังหรือสอนเยาวชนรุ่นหลังให้ประพฤติปฏิบัติ ทั้งนี้เพราะ หากคนในสังคมขาดคุณธรรมข้อนี้เมื่อใด สังคมก็จะวุ่นวาย ไม่สงบ คนจะเอารัดเอาเปรียบกัน และเห็นแก่ตัวมากขึ้น จนก่อให้เกิดปัญหาอื่นๆตามมาอีกมากมาย
                                

วันพฤหัสบดีที่ 5 มกราคม พ.ศ. 2555

การหายใจระดับเซลล์

กระบวนการหายใจระดับเซลล์เป็นการผลิตพลังงานจากสารอาหารที่เซลล์ได้รับ พลังงานที่ได้จะสะสมอยู่ใน รูปของพลังงานพันธะ เมื่อเซลล์ต้องการใช้พลังงาน ก็จะสลายพันธะดังกล่าวเพื่อปลดปล่อยพลังงานออกมา ใช้ในกิจกรรมต่าง ๆ ของเซลล์ เช่น การนำสารบางชนิดเข้าสู่เซลล์, การเคลื่อนที่ เป็นต้น
สารอินทรีย์ที่สามารถสร้างพันธะเพื่อสะสมพลังงานได้มีหลายชนิด แต่สารอินทรีย์ที่สำคัญมากที่สุดที่ใช้ใน การสะสมพลังงานในสิ่งมีชีวิตคือ ATP (ADENOSINETRIPHOSPHATE) ชื่อของสารอินทรีย์บอกให้เรา ทราบว่าสารนี้ประกอบด้วยหมู่ฟอสเฟต 3 หมู่ (TRI = 3) การสลายพันธะระหว่างหมู่ฟอสเฟตจะเป็น การปลอดปล่อยพลังงานที่สะสมอยู่ในพันธะออกมา ในทางกลับกันการสร้างพันธะเหล่านี้ก็ต้องอาศัย พลังงานเช่นกัน (ดูรูปที่ 1)
เนื่องจาก ATP มีความสำคัญมากในการสร้างพลังงานภายในเซลล์ เซลล์จึงต้องสร้าง ATP ขึ้นมาใหม่ ตลอดเวลา ถ้าเราให้ร่างกายของคนเราประกอบด้วยเซลล์ประมาณ 20-30 ล้านล้านเซลล์ แต่ละเซลล์ จะต้องสลาย ATP ประมาณ 1-2 พันล้านโมเลกุล ให้เป็น ADP ทุก ๆ นาที หรือเทียบเท่ากับน้ำหนัก ถึงประมาณ 40 กิโลกรัมต่อวัน! เพื่อให้เราสามารถดำรงชีวิตได้อย่างปกติสุข ดังนั้นเซลล์จะต้องสร้าง ATP ขึ้นมาใหม่ ADP ที่เป็นผลจากการสลาย ATP จึงจะสามารถสร้าง ATP ได้พอกับความต้องการ
สารอินทรีย์อีกชนิดที่คล้ายคลึงกันคือ GTP (GUANOSINE TRIPHOSPHATE) ก็สามารถสะสม พลังงานในรูปของพลังงานพันธะและสามารถถ่ายทอดพลังงานนี้ไปยัง ATP ได้อีกด้วย (1 โมเลกุล GTP จะสามารถสร้าง ATP ได้ 1 โมเลกุล)
นอกจากนี้ยังมีสารอินทรีย์อีกพวกหนึ่ง สามารถเก็บสะสมพลังงานจากสารอาหารในรูปของอิเล็กตรอน ซึ่งจะสามารถปล่อยพลังงานที่สะสมไว้ออกมา เมื่อมีการถ่ายเทอิเล็กตรอนไปยังตัวรับอิเล็กตรอนอื่น ๆ พลังงานเหล่านี้จะถูกนำไปใช้สังเคราะห์ ATP เพื่อสะสมพลังงานไว้ใช้ต่อไป สารเหล่านี้ได้แก่ NAD+ (NICOTINAMIDE ADENINE DINUCLEOTIDE) และ FAD (FLAVIN ADENINE DINUCLEOTIDE) ในการรับอิเล็กตรอนของ NAD+ และ FAD นั้นมักมีการรับโปรตอน (H+) มาด้วย ทำให้โมเลกุลของสารทั้งสองตัวที่รับอิเล็กตรอนมาแล้วอยู่ในรูปของ NADH (ดูรูปที่ 2) และ FADH2 ตามลำดับ
การสลายสารอาหารเพื่อให้ได้พลังงานนั้นเซลล์ต้องใช้กระบวนการซับซ้อนเพื่อค่อย ๆ ปล่อยพลังงาน ออกมาอย่างช้า ๆ เซลล์จึงจะสามารถนำพลังงานเหล่านั้นไปเก็บสะสมในรูปของ ATP ได้อย่างมี ประสิทธิภาพ และถึงกระนั้นก็ตามพลังงานจำนวนมากก็สูญเสียไปในรูปของความร้อน ดังนั้นถ้าการปล่อย พลังงานของสารอาหารในสิ่งมีชีวิตเป็นไปอย่างรวดเร็ว นอกจากอาจทำให้เซลล์ได้รับพลังงานลดลงแล้ว อาจเกิดความร้อนสูงเกินไปจนเป็นอันตรายต่อเซลล์
สารอาหารที่ถูกใช้เป็นตัวอย่างในการศึกษาการสลายสารอาหาร คือ น้ำตาลกลูโคส การสลายน้ำตาลกลูโคส จะต้องอาศัยกลุ่มของปฏิกิริยา 3 กลุ่ม คือ ไกลโคลิซิส (GLYCOLYSIS), การสร้างแอซีติลโคเอนไซม์ เอ และ วัฏจักรเครบส
ผลิตภัณฑ์ที่ได้จากการย่อยสลายกลูโคส คือ พลังงาน, คาร์บอนไดออกไซด์, น้ำและสารอื่น ๆ ที่ได้จาก การนำเอาสารในกระบวนการย่อยสลายไปสังเคราะห์ขึ้น การคำนวณหาพลังงานที่ได้อาจพิจารณาจาก แผนภาพง่าย ๆ นี้ (ดูรูปที่ 4)
จะเห็นได้ว่าในการย่อยสลายกลูโคสจะได้พลังงานในรูปของ ATP และ GTP จำนวนหนึ่ง ส่วนพลังงานที่เก็บ ในรูปของอิเล็กตรอนใน NADH และ FADH2 นั้น จะถูกเปลี่ยนเป็น ATP โดยการถ่ายทอดอิเล็กตรอนไปยัง ตัวรับอิเล็คตรอนต่าง ๆ หรือที่เรียกว่า ออกซิเดทีพฟอสโฟริเลชั่น (OXIDATIVE PHOSPHORYLATION) ดังนี้ (ดังรูปที่ 5)
จากแผนภูมิข้างต้นทำให้เราสามารถสรุปได้ว่า NADH1 โมเลกุลเมื่อถ่ายทอดอิเล็กตรอนแล้วจะปลดปล่อย พลังงานเพียงพอสำหรับการสังเคราะห์ ATP 3 โมเลกุล ส่วน FADH2 ให้เพียง 2 ATP เท่านั้น แต่เนื่องจาก ว่าการถ่ายทอดอิเล็กตรอนจะเกิดในไมโทคอนเดรีย (MITOCHONDRIA) เท่านั้น ดังนั้น NADH ที่เกิดจาก ไกลโคลิซิส ในส่วนที่เรียกว่า ไซโทพลาซึม (CYTOPLASM) ของเซลล์ จะต้องถูกนำเข้าสู่ไมโทคอนเดรีย เพื่อ ถ่ายทอดอิเล็กตรอน ในเนื้อเยื่อหัวใจ ตับ และไต NADH จะส่งโปรตอนและอิเล็กตรอนไปยัง NAD+ ที่อยู่ ภายในไมโทคอนเดรียด้วยกระบวนการที่ซับซ้อน NADH ที่เกิดขึ้นในไมโทคอนเดรีย จะถูกเปลี่ยนให้เป็น ATP โดยการถ่ายทอดอิเล็กตรอนผลลัพธ์ของการถ่ายเทอิเล็กตรอนจึงเท่ากับ 3 ATP ตามเดิม ส่วนในเนื้อเยื่อ กล้ามเนื้อลายสมอง และกล้ามเนื้อที่ใช้ในการบินของแมลง NADH จะส่งโปรตอนและอิเล็กตรอนไปยัง FAD จึงได้พลังงานเพียง 2 ATP
ด้วยเหตุผลที่กล่าวมาแล้วผลรวมของการย่อยสลายกลูโคสในเนื้อเยื่อ หัวใจ ตับ และไตจึงอาจมีค่าเท่ากั
6 ATP - 2 ATP + 3(10ATP) + 2(2ATP) = 38 ATP
ส่วนในเนื้อเยื่อ กล้ามเนื้อลาย สมอง และกล้ามเนื้อที่ใช้ในการบินของแมลงจะมีค่าเท่ากั
6 ATP - 2 ATP + 2(2ATP) + 3(8ATP) + 2(2ATP) = 36 ATP
ในการถ่ายทอดอิเล็กตรอนนั้นจะสังเกตได้ว่า ออกซิเจนจะเป็นตัวรับอิเล็กตรอนตัวสุดท้าย นั่นแสดงให้เห็น ว่าการที่ร่างกายของเราหายใจเอาออกซิเจนเข้าไปนั้น ก็เพื่อไปใช้ในการถ่ายทอดอิเล็กตรอนนั่นเอง และเมื่อ เราหายใจออกก็เป็นการถ่ายเทเอาของเสียคือ คาร์บอนไดออกไซด์ ที่ได้จากการย่อยสลายสารอาหารออกมา (ในช่วงวัฏจักรเครบส์) เราจึงเรียกการหายใจระดับเซลล์แบบนี้ว่า การหายใจแบบใช้ออกซิเจน (Aerobic respiration)

ผ้าทนไฟ

วัสดุอุปกรณ์

    1. เหรียญสลึง หรือเหรียญ 50 สตางค์ หรือเหรียญอื่น ๆ (ใช้เหรียญทองแดงดีที่สุด)
    2. เศษผ้าฝ้ายหรือเศษผ้าสำลี
    3. ธูป 1 ดอก และไม้ขีดไฟ


วิธีการ

    1. จุดธูปแล้วนำมาจี้ที่เศษผ้า ชี้ให้เพื่อน ๆ ดูตรงรอยไหม้ที่เป็นรู
    2. นำเศษผ้าชิ้นเดียวกันนี้มาห่อเหรียญไว้ แล้วใช้มือรวบชายเศษผ้าให้ตึง
    3. นำธูปมาจี้ตรงผ้าบริเวณที่ห่อเหรียญไว้ (ดังรูป) แล้วให้เพื่อน ๆ สังเกตดูว่าเกิดอะไรขึ้น
    4. เอาธูปออก แล้วโชว์ผ้าให้เพื่อนดูตรงบริเวณที่ใช้ธูปจี้ ซึ่งจะสังเกตเห็นว่าไม่มีรอยไหม้เกิดขึ้นเลย



คำถาม

    1. ทำไมผ้าที่หุ้มด้วยเหรียญจึงไม่ไหม้เมื่อเอาธูปจี้ และทำไมผ้าที่ไม่หุ้มเหรียญจึงไหม้ได้โดยง่าย
    2. หลังจากที่เราพยายามเอาธูปจี้ตรงผ้าที่หุ้มเหรียญแล้วเมื่อเราเอามือจับเหรียญจะรู้สึกอย่างไร
    3. น้อง ๆ คิดว่า เราสามารถใช้วัสดุอย่างอื่น เช่น นิกเกิล แผ่นไม้ แผ่นพลาสติก แทนเหรียญได้หรือไม่
    4. ความร้อนจากธูปจะผ่านออกไปจากผ้าได้อย่างไร



คำอธิบาย

น้อง ๆ จะเห็นได้ว่าตอนแรกธูปเพียงดอกเดียว ก็สามารถทำให้ผ้าไหม้เป็นรูได้โดยง่าย แต่เมื่อเราเอาเศษผ้า นี้ไปห่อเหรียญเอาไว้แล้วใช้ธูปจี้ ผ้าก็ไม่ไหม้เพราะว่าความร้อนจากธูปนี้จะถูกเหรียญดูดเก็บไว้ และเหรียญ จะเป็นตัวนำความร้อนออกจากผ้า จึงทำให้อุณหภูมิของผ้าลดลง และความร้อนจากธูปก็ไม่สามารถที่จะทำให้ เหรียญไหม้ได้

การหามวลโมเลกุลของสาร

โมเลกุลของธาตุประกอบด้วยอะตอมของธาตุชนิดเดียวกัน เช่น โมเลกุลของก๊าซออกซิเจนประกอบด้วยธาตุออกซิเจน 2 อะตอม ส่วนโมเลกุลของสารประกอบที่ประกอบด้วยอะตอมของธาตุต่างชนิดกันเช่น โมเลกุลของคาร์บอนไดออกไซด์ประกอบด้วยธาตุคาร์บอน 1 อะตอมและธาตุออกซิเจน 2 อะตอม
ในกรณีที่ไม่ทราบชนิดและจำนวนอะตอมของธาตุที่เป็นองค์ประกอบในโมเลกุลของสาร แต่ทราบมวลเป็นกรัมของสาร 1 โมเลกุล จะหามวลโมเลกุลของสารได้จากความสัมพันธ์ดังนี้
1. ใช้การเปรียบเทียบเช่นเดียวกับการหามวลอะตอม

2. คิดจากผลบวกของอะตอมของธาตุต่าง ๆ ที่เป็นองค์ประกอบใน 1 โมเลกุลของสารนั้น
มวลโมเลกุล H2O = (2x1) 16 = 18
มวลโมเลกุล CuSO4 * 5H2O = 63.5 + 32 + (4x16) + (5x18) = 249.5

มวลอะตอม

เนื่องจากอะตอมของแต่ละธาตุมีมวลน้อยมาก เช่น อะตอมของไฮโดรเจนมีมวล 1.66 * 10-24 กรัม อะตอมของออกซิเจนมีมวล 2.65 * 10-23 กรัม ทำให้ไม่สามารถชั่งมวลของธาตุ 1 อะตอมได้โดยตรง ดอลตันจึงได้พยายามหามวลอะตอมของแต่ละธาตุโดยใช้วิธีการเปรียบเทียบว่าอะตอมาตุชนิดหนึ่งมีมวลเป็นกี่ท่าของอะตอมของอีกธาตุหนึ่งที่กำหนดให้เป็นมาตรฐาน
ดอลตันได้พบว่าไฮโดรเจนเป็นธาตุที่อะตอมมีมวลน้อยที่สุด จึงเสนอให้ใช้ไฮโดรเจนเป็นธาตุมาตรฐานในการเปรียบเทียบเพื่อหามวลอะตอมของธาตุอื่นๆ โดยกำหนดให้ไฮโดรเจน 1 อะตอมมีมวลเป็น 1 หน่วย ด้วยวิธีการเช่นนี้ อะตอมของคาร์บอนมีมวลเป็น 12 เท่าของไฮโดรเจนก็จะมีมวลเป็น 12 หน่วย อะตอมของออกซิเจนมีมวลเป็น 16 เท่าของไฮโดรเจนก็จะมีมวลเป็น 16 หน่วย ตัวเลขที่ได้จากการเปรียบเทียบมวลของธาตุ 1 อะตอมกับมวลของธาตุมาตรฐาน 1 อะตอม เรียกว่า มวลอะตอมของธาตุ
ต่อมานักวิทยาศาสตร์จึงได้ตกลงใช้คาร์บอน-12 ซึ่งเป็นไอโซโทปหนึ่งของคาร์บอนเป็นมาตรฐานในการเปรียบเทียบมวล เนื่องจากธาตุคาร์บอนสามารถทำปฏิกิริยากับธาตุอื่นๆ เกิดเป็นสารประกอบได้เป็นจำนวนมาก และคาร์บอน-12 เป็นไอโซโทปที่มีปริมาณสูงกว่าไอโซโทปอื่นๆ ของคาร์บอนอีกด้วย โดยกำหนดให้คาร์บอน-12 จำนวน 1 อะตอมมีมวล 12 หน่วยมวลอะตอม ดังนั้น 1 หน่วยมวลอะตอมจึงมีค่าเท่ากับ 1/12 มวลของคาร์บอน-12 จำนวน 1 อะตอมหรือเท่ากับ 1.66 * 10-24 กรัม ค่าของมวลอะตอมของธาตุจึงเขียนเป็นความสัมพันธ์ไดดังนี้
ธาตุส่วนใหญ่ในธรรมชาติมีหลายไอโซโทป และแต่ละไอโซโทปมีปริมาณมากน้อยต่างกัน มวลอะตอมของคาร์บอนที่คำนวณได้นี้เป็นค่ามวลอะตอมที่เฉลี่ยของคาร์บอน ซึ่งสอดคล้องกับค่ามวลอะตอมของธาตุที่ปรากฏอยู่ในธรรมชาติ ดังนั้นค่ามวลอะตอมของธาตุใดๆ ในตารางธาตุจึงเป็นค่ามวลอะตอมเฉลี่ยซึ่งขึ้นอยู่กับค่ามวลอะตอมและปริมาณของแต่ละไอโซโทปที่พบอยู่ในธรรมชาติ ปัจจุบันนี้นักวิทยาศาสตร์จึงหามวลอะตอมและปริมาณของไอโซโทปของแต่ละธาตุ โดยใช้เครื่องมือเรียกว่า แมสสเปกโตรมิเตอร์ ทำให้ได้ค่าที่แน่นอนและมีความถูกต้องสูง

สารประกอบ



สารประกอบ คือสารบริสุทธิ์ที่มีธาตุตั้งแต่ 2 ชนิดขึ้นไปเป็นองค์ประกอบ เช่น
 
กรดแอซีติก (CH3COOH)
 
กรดซาลิซิลิก
แอซีโตน
 
และ เมทิลโพรพาโนเอต