בפעילות זו נערבב חומרים שונים עם קצת מים - ונגלה מה קורה. כן, גם פעולה פשוטה כמו הרטבה של אבקות שיש לכולנו בבית והתבוננות בתוצאה היא תהליך חקר מדעי. בדרך נלמד על התכונות של מים ושל החומרים שבאים במגע איתם.
מה צריך?
איך לבנות?
שמים בערך 1/2 כפית מכל אחד מהחומרים היבשים בכוס או קערית (כל חומר בנפרד).
מוסיפים 1 כפית מים לכל כוס או קערית. אם משתמשים באותה כפית, חשוב לנקות ולייבש אותה לפני המעבר לחומר חדש.
מתבוננים.
מערבבים ומתבוננים שוב.
מוסיפים 2 כפיות מים לכל כוס, מערבבים ובודקים מה קרה: משווים בין החומר היבש לחומר הרטוב ובין החומרים השונים מבחינת צבע, מרקם ונפח. מה השתנה?
מה קורה פה?
כושר ההמסה של חומרים הוא אחד הנושאים החשובים שהכימיה עוסקת בהם. המים הם ממס יוצא מן הכלל: הם ממסים קבוצה גדולה של חומרים, ולכן מכונים לפעמים "ממס אוניברסלי". בתהליך ההמסה, המולקולות של המים מפרידות בין המולקולות של החומר המומס ועוטפות אותן כך שהן נשארות מופרדות זו מזו. התהליך הזה נקרא "התמוססות", ובו הממס והמומס יוצרים תמיסה - תערובת נוזלית, אחידה וצלולה של שני חומרים או יותר. יש חומרים שבבואם במגע עם מים משנים תכונות כמו צבע, משקל, מרקם, נפח, דביקות ועוד. לפעמים נוכל להחזיר את המצב לקדמותו לאחר שנייבש את התמיסה, ולפעמים נגלה שהשינוי היה בלתי הפיך.
מים וסוכר
מולקולות המים, בבואן במגע עם הסוכר, פורצות אל בין גבישי הסוכר וחודרות לתוכם.
המסת הסוכר מדגימה תהליך של פיעפוע (דיפוזיה) של הסוכר המוצק בנוזל – התפזרות חומר בתוך חומר אחר במידה שווה.מולקולות המים חודרות אל בין מולקולות המוצק הגבישי, יוצרות איתן קשרים (שנקראים קשרי מימן) ומפרידות אותן זו מזו. עכשיו מולקולות הסוכר מפוזרות בין מולקולות המים, ומולקולות המים נמצאות בין מולקולות הסוכר. מכיוון שהסוכר היה מוצק והמים נוזליים ומכיוון שיש יותר מים מסוכר, אנחנו אומרים שהסוכר התמוסס במים. התהליך מסתיים כשכל האבקה נמסה בנוזל בצורה שווה. אפשר לזרז את התהליך על ידי ערבוב או חימום, שגורמים לתנועה יותר מהירה של המולקולות. אם רוצים, אפשר להפריד בין הממס (המים) והמומס (הסוכר) על ידי אידוי התמיסה בחימום. המים יהפכו לאדים - והסוכר המוצק יישאר בכלי.
מים ומלח
בשפת היומיום אנחנו משתמשים במילה "מלח" כשמתייחסי למלח הבישול – אבל זאת רק דוגמה אחת לקבוצת החומרים שנקראים בכימיה "מלחים". המלח הוא מוצק גבישי שבנוי מחלקיקים טעונים חשמלית שנקראים יונים.תהליך ההתמוססות של מלח במים שונה מעט מזה של הסוכר: מולקולות המים מקיפות את חלקיקי המלח הטעונים חשמלית (היונים) ויוצרות מעטפת שנצמדת אליהם. היונים עם המעטפת הצמודה מתפזרים בשאר המים, כך שנוצרת תמיסה ואנחנו מפסיקים לראות גבישים. תמיסה היא תערובת אחידה וצלולה, שלא ניתן להפריד בין מרכיביה בעזרת סינון. אבל יש גבול לכמה מלח אפשר להוסיף לתמיסה: בשלב מסוים המלח לא יתמוסס יותר.
כמו במקרה של הסוכר, אם נאדה את המים מהתמיסה בחימום, נקבל בחזרה את המלח המוצק.
מים וקמח
הקמח אינו מתמוסס במים. כשמערבבים מעט קמח עם הרבה מים הקמח צף על המים או מתפזר בהם ומעכיר אותם. מכיוון שהתערובת אינה צלולה היא לא נקראת תמיסה.אם נערבב קמח עם מעט מים ונלוש את התערובת נקבל גוש בצק דביק וגמיש. הסיבה היא שהקמח עצמו הוא תערובת של חומרים, בעיקר פחמימות (סוכרים) וחלבונים. בהוספת מים מרכיבים מסוימים (למשל חלבונים כמו גלוטן) מתנפחים ויוצרים רשת סיבים. הגלוטן מלכד את הבצק ונותן לו גם גמישות. אם נאפה את הבצק בחום, הוא יקבל מרקמים שונים עד שיתייבש ויתקשה. אי אפשר להפריד את הבצק ולקבל קמח בחזרה, כי החלבונים שבקמח עברו תהליך כימי בלתי הפיך.
מים ותבלינים
ניסיתם להמיס תבלינים שונים במים. מה גיליתם?
אהבתם את הפעילות?
אנחנו שולחים דיוורים עם מגוון פעילויות הניתנות לעשייה בבית. מוזמנים למלא את הפרטים ונשלח אליכם גם.
