פינת "זה מעניין" - מספר 8 - קרח שוקע?!
סרטון נחמד ומדליק שפירסמתי בפורום כימיה לפני הרבה זמן (בתקופה שכתבתי שם על בסיס קבוע) - שמדגים את האפקט האיזוטופי של מים.
כולנו מכירים את החומר - מים - הנוזל הכי חשוב, שמכסה 75% משטח כדור הארץ בערך, ולולא היה קיים כאן במצב נוזלי לא היו מתקיימים כאן חיים.
כידוע יצורים חיים זקוקים למים במצב צבירה נוזלי על מנת לשרוד.
אך למים יש תכuנה מיוחדת - בניגוד לשאר הנוזלים המקטינים את נפחם כאשר הם קופאים (נובע מכך שמולקולות או אטומי הנוזלים מתקרבים זה לזה ולכן נפח החומר קטן) - המים מתנהגים אחרת - הם דווקא מגדילים את נפחם כאשר הם קופאים - תכונה מיוחדת זו נקראת "האנומליה של המים" (בתרגום לעברית - "חוסר הנורמליות של המים). תופעה זו מומחשת היטב כאשר אנו מכניסים בקבוקי פלסטיק מלאים במים למקפיא, ולאחר זמן מה הבקבוקים מתפוצצים, משום שהקרח פשוט התרחב עד שלא היה מקום בבקבוק הפלסטיק, ולכן הוא שבר אותו.
תכונה נוספת שנובעת מן ה"אנומליה של המים" היא הקטנת הצפיפות של הקרח - צפיפות היא המסה ליחידת נפח - וכאשר ניקח את אותה מסת מים נוזליים, ונקפיא אותם, המים יגדילו את נפחם ולכן צפיפות הקרח תהיה קטנה מזו של המים הנוזליים.
בטבע ידוע שחומר פחות צפוף - צף מעל חומר יותר צפוף - בקישור לדוגמא שלפנינו - הקרח יצוף על המים - ניתן לראות זאת כל פעם שמתחשק משקה קר ואין מים קרים בנמצא - אז פשוט שמים קוביות קרח שצפות מעל המים הנוזליים.
בסרטון הבא, שלכאורה שובר את חוקי הטבע - ניתן לראות קרח שאינו צף מעל המים - כי אם שוקע בהם. הסיבה - מצוינת גם בסרטון - הקרח למעשה הוקפא ממים כבדים.
לאלו מאיתנו שיודעים כימיה/פיזיקה - ההסבר המדעי - המים הם מולקולה שמורכבת משני אטומי מימן המחוברים לאטום חמצן. בטבע אטומי המימן באים במספר צורות הנקראות איזוטופים - כלומר אותם אטומי מימן הנבדלים ביניהם במספר המסה שלהם (ובפירוט רב יותר במספר הנויטרונים - החלקיקים הניטראלים חשמלית שבגרעין האטום). בטבע ישנם 3 איזוטופים - כאשר הנפוץ ביותר הוא מימן עם פרוטון בגרעין בלבד (ללא נויטרונים). איזוטופ פחות נפוץ שלו הוא הדאוטריום - ולו נויטרון אחד בגרעין. סביר להניח אם "ניקח" שני אטומי מימן - כאשר אחד הוא האיזוטופ הנפו. והשני הוא הדאוטריום "ונשקול" אותם - לא נבחין בהבדל משמעותי מאחר והמסות שלהם מאוד קטנות.
אם ניקח קובית קרח - ובה כמות עצומה של מולקולות מים (ולאלו שיודעים כימיה/פיזיקה - קוביית קרח מכילה כמה מולי מים) - נוכל לשים לב להבדל משמעותי במשקל - קוביית קרח שתהיה עשויה ממים כבדים - כלומר מים שבהם אטום המימן הנפוץ יותר הוחלף באטום דאוטריום - תהיה, פשוטו כמשמעו - כבדה יותר.
באופן הזה היא פשוט תשקע במים (רגילים ממים רגילים כמובן) - כיוון שהיא תהיה כבדה יותר מהם.
סרטון מומלץ מאוד באדיבות אתר chem - toddler ויוטיוב:
https://www.youtube.com/watch?v=YYInVraBe7s
תהנו!
g1u2y32
סרטון נחמד ומדליק שפירסמתי בפורום כימיה לפני הרבה זמן (בתקופה שכתבתי שם על בסיס קבוע) - שמדגים את האפקט האיזוטופי של מים.
כולנו מכירים את החומר - מים - הנוזל הכי חשוב, שמכסה 75% משטח כדור הארץ בערך, ולולא היה קיים כאן במצב נוזלי לא היו מתקיימים כאן חיים.
כידוע יצורים חיים זקוקים למים במצב צבירה נוזלי על מנת לשרוד.
אך למים יש תכuנה מיוחדת - בניגוד לשאר הנוזלים המקטינים את נפחם כאשר הם קופאים (נובע מכך שמולקולות או אטומי הנוזלים מתקרבים זה לזה ולכן נפח החומר קטן) - המים מתנהגים אחרת - הם דווקא מגדילים את נפחם כאשר הם קופאים - תכונה מיוחדת זו נקראת "האנומליה של המים" (בתרגום לעברית - "חוסר הנורמליות של המים). תופעה זו מומחשת היטב כאשר אנו מכניסים בקבוקי פלסטיק מלאים במים למקפיא, ולאחר זמן מה הבקבוקים מתפוצצים, משום שהקרח פשוט התרחב עד שלא היה מקום בבקבוק הפלסטיק, ולכן הוא שבר אותו.
תכונה נוספת שנובעת מן ה"אנומליה של המים" היא הקטנת הצפיפות של הקרח - צפיפות היא המסה ליחידת נפח - וכאשר ניקח את אותה מסת מים נוזליים, ונקפיא אותם, המים יגדילו את נפחם ולכן צפיפות הקרח תהיה קטנה מזו של המים הנוזליים.
בטבע ידוע שחומר פחות צפוף - צף מעל חומר יותר צפוף - בקישור לדוגמא שלפנינו - הקרח יצוף על המים - ניתן לראות זאת כל פעם שמתחשק משקה קר ואין מים קרים בנמצא - אז פשוט שמים קוביות קרח שצפות מעל המים הנוזליים.
בסרטון הבא, שלכאורה שובר את חוקי הטבע - ניתן לראות קרח שאינו צף מעל המים - כי אם שוקע בהם. הסיבה - מצוינת גם בסרטון - הקרח למעשה הוקפא ממים כבדים.
לאלו מאיתנו שיודעים כימיה/פיזיקה - ההסבר המדעי - המים הם מולקולה שמורכבת משני אטומי מימן המחוברים לאטום חמצן. בטבע אטומי המימן באים במספר צורות הנקראות איזוטופים - כלומר אותם אטומי מימן הנבדלים ביניהם במספר המסה שלהם (ובפירוט רב יותר במספר הנויטרונים - החלקיקים הניטראלים חשמלית שבגרעין האטום). בטבע ישנם 3 איזוטופים - כאשר הנפוץ ביותר הוא מימן עם פרוטון בגרעין בלבד (ללא נויטרונים). איזוטופ פחות נפוץ שלו הוא הדאוטריום - ולו נויטרון אחד בגרעין. סביר להניח אם "ניקח" שני אטומי מימן - כאשר אחד הוא האיזוטופ הנפו. והשני הוא הדאוטריום "ונשקול" אותם - לא נבחין בהבדל משמעותי מאחר והמסות שלהם מאוד קטנות.
אם ניקח קובית קרח - ובה כמות עצומה של מולקולות מים (ולאלו שיודעים כימיה/פיזיקה - קוביית קרח מכילה כמה מולי מים) - נוכל לשים לב להבדל משמעותי במשקל - קוביית קרח שתהיה עשויה ממים כבדים - כלומר מים שבהם אטום המימן הנפוץ יותר הוחלף באטום דאוטריום - תהיה, פשוטו כמשמעו - כבדה יותר.
באופן הזה היא פשוט תשקע במים (רגילים ממים רגילים כמובן) - כיוון שהיא תהיה כבדה יותר מהם.
סרטון מומלץ מאוד באדיבות אתר chem - toddler ויוטיוב:
https://www.youtube.com/watch?v=YYInVraBe7s
תהנו!
g1u2y32