נוסח השאלה המלא: מדוע הכתמת בגד באקונומיקה או חומצה/בסיס אחרים איננה הפיכה, מה קורה לצבע? אריאל

ראשית, הסבר קצר על צבעים בבגדים – בכדי לצבוע בגדים משתמשים בדרך-כלל בתרכובות אורגניות צבעוניות, (ולא, למשל במלחים צבעוניים של מתכות).
חומר בעל צבע בעצם 'בולע' פוטונים בעלי אנרגיה/ באורך-גל /צבע מסויימים. כאשר אלומה של אור נראה שמכילה תערובת של כל אורכי הגל / הצבעים (כמו אור ממנורה, או אור השמש) פוגעת בחומר צבעוני מוחזרים אלינו חזרה קרני האור בצבע שהחומר לא בלע, והחומר נראה לנו כבעל צבע. לדוגמא – חומר בצבע אדום בעצם בולע את הצבעים הכחולים והירוקים, ומחזיר חזרה את אורכי הגל האדומים.
בכדי שחומר אורגני יהיה מסוגל לבלוע פוטונים, עליו להכיל שרשרת של "קשרים כפולים מצומדים" כלומר שרשרת של אטומי פחמן, אשר הקשרים ביניהם הינם קשר יחיד וקשר כפול לסירוגין. אחד המנגנונים הנפוצים לבליעת אור הוא שבקצה האחד של השרשרת ישנה קבוצה עשירה באלקטרונים (כגון –NH) ובקצה השני – קבוצה ענייה באלקטרונים (כגון COO) בליעת פוטון מתרחשת כאשר אור פוגע בקבוצה העשירה באלקטונים ומצליח לדחוף אלקטרון, דרך שרשרת הקשרים הכפולים המצומדים עד הקבוצה הענייה באלקטרונים כפי שרואים בדוגמא:

החצים על המולקולה העליונה מציינים את כיוון תנועת האלקטרונים בזמן בליעת האור.

אורך הגל הספציפי של הפוטון שנבלע נקבע עלי ידי אורך השרשרת וסוג הקבוצות דוחפות או מושכות האלקטרונים. לדוגמא: המולקולה המקנה לג'ינס כחול את צבעו האופייני - אינדיגו כחול:

אינדיגו כחול, המולקולה עשירה בקשרים כפולים מצומדים (התמונה נלקחה מויקיפדיה)

או מולקולות שתוכננו כך שיבלעו דווקא קרינת UV (אולטרא-סגולית) ומשמשות כמרכיבים של קרמים להגנה מפני השמש, כפי שניתן לקרוא בתשובה לשאלה 'כיצד עובד קרם הגנה נגד שיזוף'.
אקונומיקה גורמת להלבנה, כלומר לאובדן הצבע, כלומר לאובדן יכולת בליעת האלקטרונים של החומר-צבע, היון ClO- שנמצא באקונומיקה הוא מחמצן חזק, ומחמצן בקלות את הקשרים הכפולים במולקולות הצבע, ובכך שובר את הצימוד ביניהם ואת יכולת העברת האלקטרונים בין קצוות המולקולה (ואת בליעת הפוטון). היון גם יכול להתפרק ולשחרר חמצן אטומרי (אטום חמצן) שהוא מחמצן מאוד מאוד חזק, לפי התגובה הכימית:
OCl- -> Cl- + O
חומצה ובסיס – יכולים או להגיב עם הקבוצות דוחפות או מושכות האלקטרונים, למשל חומצה עם חלק אמיני:
+R-NH2 + H+ -> R-NH3
(כאשר R מיצר את יתר המולקולה האורגנית), אולם תגובה זו היא פשוט תגובת חומצה בסיס, והיא תגובה הפיכה, ובמקרה כזה הוספת בסיס יחזיר לצבע את צבעו המקורי (זה עיקרון הפעולה של 'אינדיקטורים' המשנים את צבעם בנוכחות חומצה או בסיס) כמו-כן, חומצה ובסיס מזרזים תגובות פירוק של קשרים אורגניים חשובים כמו קשר אסטרי -COOC-, או קשר אמידי –CONH-. במקרה כזה – מתפרקת מולקולת הצבע, והשינוי אינו הפיך.

מאת:ד"ר אבי סאייג
המחלקה לנוירוביולוגיה ומכון דוידסון לחינוך מדעי
מכון ויצמן למדע

הערה לגולשים
אם אתם חושבים שההסברים אינם ברורים מספיק או אם יש לכם שאלות הקשורות לנושא, אתם מוזמנים לכתוב על כך בפורום. אנו נתייחס להערותיכם. הצעות לשיפור וביקורת בונה תמיד מתקבלות בברכה.

13 תגובות

  • חיים לוטם

    כתם צהוב בעקבות ניקוי כתם בבד לבן מכותנה

    ההסברים באתר על חומציות\בסיסיות וקשר כמיה\לצבע יוצאים מן הכלל!! שאלתי קשורה בניקוי כתמים בעזרת מחמצן בכותנה. זה לא נדיר שניקוי הכתם מלווה בכתם צהבהב חדש אותו לא הצלחתי לסלק. הכתם החדש דומה לכתמים על בד ישן. נא הסברך.
    תודה

  • מומחה מצוות מכון דוידסוןאבי סאייג

    הצהבת בגדים עקב שימוש באקונומיקה

    היי חיים
    בעוד שלשאלה 'מדוע אקונומיקה מלבינה' – יש תשובה מדעית ברורה, בנושא ההצהבה אין, מחיפוש לא מצאתי מחקרים בנושא, אבל מצאתי 2 השערות עיקריות, ואני אוסיף אחת נוספת:
    1. כתמים צהובים נוצרים כאשר במים בהם משתמשים יש הרבה ברזל, ובתגובה עם הבסיס שבאקונומיקה, שוקעת בתוך הבד חלודה שצבעה חום בהיר-צהבהב. משקעים כאלה אפשר לנסות להוריד עם מיץ לימון.
    2. הרבה סיבים צבעם המקורי הוא צהבהב, והם עצמם צבועים בצבעים לבנים ו/או צבעים פלואורסנטים – שכאשר מוקרנים באור אולטרה-סגול מקרינים לבן. שימוש באקונומיקה הורס גם את הצבעים הלבנים הללו ומחזירים לסיב את צבעו הצהבהב המקורי (וזה שינוי לא הפיך). לדעתי זה נכון בעיקר לסיבים שאסור להשתמש בהם באקונומיקה, ופחות לכותנה, אם כי יכול להיות שיש גם בדי כותנה שספוגים בצבע כזה שנהרס.
    לפי כל ההמלצות – הצהבה מתרחשת כאשר משתמשים בריכוז גבוה של אקונומיקה (ולכן ממליצים תמיד על שימוש בריכוז נמוך), והצהבה יכולה להתרחש גם בחשיפה ארוכה לשמש. שילוב שתי העובדות הנ"ל מוביל אותי להשערה שלישית בקשר להצהבה: האקונומיקה (או השמש) יכולים לחמצן גם את סיבי הכונתה עצמם. תהליך חימצון כזה הוא למעשה תהליך שריפה, רק מאוד מתון. בתהליך שריפה נוצרות תרכובות רבות בעלות צבע. תחשוב על בד שנשרף – הגוונים שלו משתנים מלבן דרך צהוב, חום ועד שחור, תלוי בדרגת החימום והשריפה, ואולי זה גם מה שמתרחש גם בשימוש באקונומיקה מרוכזת (חימצון ייתר).
    בברכה
    ד"ר אבי סאייג
    מכון דוידסון לחינוך מדעי
    מכון ויצמן למדע

  • מרים

    אקונומיקה וקולה

    למה כששמים אקונומיקה בקולה הקולה נהיית שקופה?

  • מומחה מצוות מכון דוידסוןאבי סאייג

    בדיוק מהסיבה המוסברת בכתבה

    האקונומיקה מחמצנת והורסת את מולקולות הצבענים שבקולה.

  • משה

    אקונומקה אינדיגו

    איך האינדיגו חוזר למצבו המקורי האם הוא פולט בחזרה פוטון אדום ירוק א''כ הוא לא כחול???

  • מומחה מצוות מכון דוידסוןאבי סאייג

    באמצעות חום

    אחרי שהאינדיגו בולע פוטון הוא עובר למצב מעורר - עם עודף אנרגיה. את העודף הזה הוא לא פולט כפוטון נוסף (זה מתרחש בתהליך שנקרא פלורסנציה- ראה הניסוי שלנו בנושא), אלא פשוט כחום, כלומר המולקולות נעות מהר יותר,  מתחממות.

    בברכה
    ד"ר אבי סאייג
    מכון דוידסון לחינוך מדעי
    מכון ויצמן למדע

  • אריאל

    תודה על התשובה המחכימה

    תודה רבה על התשובה המחכימה והמלמדת, עכשיו אני יודע מדוע המכנסיים שלי שינו צבע לתמיד. הבסיס זירז את התפרקות הצבעניים האורגניים וזה לא הפיך! המכנסיים הולכות לפח...

  • אריאל

    מדוע מכונת כביסה מושכת חוטים מהבגדים בזמן סחיטה?

    מדוע בסחיטה של כביסה במכונת הכביסה נמשכים חוטים מהתפרים של הבגדים?

  • מאיר ברק

    תשובה

    בהנחה שהמכונה תקינה ואין פגימות בתוף היכולות לפגוע בבגדים, הסיבה היא המהירות הגבוהה בה מכונת הכביסה מסתובבת.

    במידה ויש איזה שהוא קצה חוט רופף או תפר שסיומו גלוי הוא יכול להימשך כתוצאה מהסיבוב המהיר.
    מכונות הכביסה החדשות מגיעות לכמעט 1000 סיבובים לדקה!! אך גם הישנות מגיעות בקלות ל 600 ס"לד.
    כאשר הבגד רטוב החיכוך גדול יותר ובנוסף בגלל כמות הכביסה במכונה והעובדה שכל הכבסים נדחקים לדפנות יש חיכוך רב בין חלקי הבגד השונים.

    במידה ויש קצה של חוט חופשי - התנועה החוזרת והמהירה יכולה לגרום להתחלת משיכתו וכמובן שככל שהחוט נמשך יותר כך הוא מתארך והסיכוי למשיכה נוספת או קריעה עולה.

    דוגמא לתנועה של המכונה ניתן לראות בתשובה הבאה (הנושא שונה אך העקרון זהה)
    קישורים:
    פירוק חומר ב"מכונת כביסה"
    http://www.weizmann.ac.il/zemed/net_activities.php?cat=1446&incat=1412&a...

  • ניצן

  • אבי סאייג.

    לא

    המים, שהם המרכיב העיקרי באקונומיקה, יכולים להתנדף. אבל המלח NaClO שהוא החומר הפעיל באקונומיקה, לא יתנדף, ההפך - עם התאדות המים ריכוזו יעלה ויעלה (כלומר עם האידוי מתקבלת אקונומיקה יותר 'מרוכזת'/ חזקה).

    ולכן כדי לסלק אקונומיקה יש לשטוף אותה הייטב בהרבה מים מהמקום.

    אבי

  • טכנאי מכונות כביסה

    הסבר מצוין !!

    תעודה הצטינות רשמית בתחום הכשרת טכנאי מכונות כביסה תוענק לך בקרוב.

  • עם הגוף...

    לאריאל: גם אם תקרא את המאמר של אבי על מגע אקונומיקה

    תבין שגם עם המגע הזה המצב יכול להיות בלתי הפיך...בייחוד כששכבת העור העליונה שלנו "טעימה" לאקונומיקה...ונאכלת במהירות...
    הסברים מצוינים של אבי סאייג ומועילים ...