בניסוי הזה ניצור משהו שנראה כמו הר געש קטן, באמצעות ציוד שאפשר למצוא בכל בית או חנות מכולת.

ציוד

  • 2 כוסות, עדיף גבוהות וצרות.
  • חומץ
  • כפית
  • אבקת סודה לשתייה (אפשר לקנות בכל סופרמרקט)
  • סבון נוזלי או נוזל לשטיפת כלים
  • טיפה של צבע מאכל (לא חובה)
  • מגש (כדי לעשות עליו את הניסוי ולמנוע לכלוך; לא חובה)

מהלך הניסוי

את מהלך הניסוי אפשר לראות בסרטון הבא:

 

הסבר

החומץ, שנוסחתו הכימית היא CH3COOH, הוא חומר חומצי (כפי ששמו מעיד עליו); הסודה לשתייה, NaHCO3, היא חומר בסיסי וביחד הם יוצרים מה שנקרא "תגובת חומצה-בסיס". תגובות חומצה-בסיס הן תגובות כימיות שבהן פרוטון (H+) עובר מהחומצה לבסיס, והן מתאפיינות במהירות גבוהה מאוד. מבחינה כימית, התגובה שמתרחשת היא:
CH3COOH(aq) + NaHCO3(aq) ----> CH3COONa(aq) + H2O(l) + CO2(g).

(aq) מסמל חומר מומס במים; ((l מסמל מצב צבירה נוזלי; ו-((g מסמל מצב צבירה גזי. במילים פשוטות התגובה אומרת לנו שחומץ וסודה לשתייה שמומסים במים מגיבים זה עם זה בתהליך שבין השאר משחרר גז פחמן-דו-חמצני (CO2). התגובה, כאמור, מהירה מאוד, מה שאומר שגם הגז נפלט בקצב מהיר מאוד וכל התמיסה גועשת מגז בבת אחת.

כשאנחנו מוסיפים לתמיסה סבון, הגז שנפלט מצליח להקציף אותו (באופן דומה אפשר לנשוף בקשית לתוך מי סבון ולראות שיוצא הרבה קצף) וליצור בו הרבה בועות סבון קטנות.

לצבע המאכל אין שום תפקיד מהותי בניסוי והוא משמש רק כדי להקנות צבע לקצף, ולכן הוא אינו מרכיב חובה בניסוי.

למען הדיוק המדעי, חשוב לציין שפליטת גז פחמן-דו-חמצני היא לא מאפיין של תגובת חומצה בסיס, אלא רק של תגובות חומצה בסיס מאוד ספציפיות, בין חומצות לבין שתי 'משפחות' של בסיסים שנקראים פחמות (קרבונטים) ודו-פחמות (בי קרבונטים, ובאמת סודה לשתייה נקראת גם נתרן בי-קרבונט). הפחמות הן המקור לשיחרור הגז בתגובה.

מעניין לציין

אפשר להשתמש בניסוי כדי לבצע הדגמה ממשית של הר געש, כך שבמקום כוס אפשר ליצור או לקחת מבנה חסין מים דמוי הר געש, או שאפשר לבנות מקרטון או חימר או פלסטלינה מבנה בצורה המתאימה (חרוט עם חור בראשו) ולהתקין אותו מסביב לכוס. נסו גם לשנות את כמות הסבון שבתמיסה ותראו איך זה משפיע על קצב התהליך (המוצקות שלו, גודל הבועות וכו') או לשנות את כמות המים ואת הטמפרטורה שלהם.

גם בהר געש אמיתי הסלע המותך (הלבה) שפורץ מתוך ההר מכיל גזים שמקציפים אותו. אפשר לראות זאת אם מסתכלים מקרוב על אבן טוף (אבן שנפלטת בזמן נהתפרצות של הר געש) – רואים שהיא מלאה בועות, שריד לגזים שהקציפו אותה כשהייתה עדיין נוזלית.


אבן טוף במבט קרוב – מלאה בועות אוויר שהקציפו אותה

דרך אגב, באותה תגובה כימית שמוצגת בניסוי הזה אפשר להשתמש גם כדי לנפח בלון. אפשר גם לעשות הר געש דומה אם מערבבים סוכריות מנטוס עם משקה מוגז.

28 תגובות

  • stam golesh

    קישור בסוף הכתבה

    בסוף הכתבה אמור להיות קישור ל "סוכריות מנטוס עם משקה מוגז". זה נראה לי מעניין - אבל הקישור לא מוביל לשום מקום. אשמח אם תעדכנו. תודה

  • מומחה מצוות מכון דוידסוןאבי סאייג

    תוקן

    תוקן, עכשיו הקישור 'חי'. תודה.
    (זה בגלל שעברנו אתר, עדיין יש פה ושם קישורים לאתר הישן שלא עובדים)

  • יובל

    ותאורטית? ה"פיצוץ" אמור להיות

    ותאורטית? ה"פיצוץ" אמור להיות חלש יותר?

  • מומחה מצוות מכון דוידסוןאבי סאייג

    אתה מתכוון בהקשר של השאלה למטה?

    אתה מתכוון בהקשר של השאלה למטה - על דברים חומציים פחות?
    כמו שכתוב בכתבה - תגובות חומצה בסיס הן תגובות מהירות מאוד. רמת הpH של החומצה (יותר מדוייק - קבוע הפירוק שלה) יקבע אם היא תגיב בכלל עם הסודה לשתייה או לא. כלומר מרמת 'חולשה' מסויימת חומצות לא יגיבו כלל. אבל אם יגיבו - לא יהיה הבדל שתהייה מסוגל לראות בעין. דרך אגב - חומץ היא גם ככה חומצה שנחשבת 'חלשה' (בגלל זה אפשר לשתות אותה, לגעת בה) - והנה אתה רואה שהתגובה מהירה מאוד. אפילו אם תיקח חומצה חזקה פי מאה, כמו חומצת מלח לניקוי אסלות, לא תראה הבדל בקצב..., וכך גם לכיוון השני.
    רק חומצות שממש נמצאות על הגבול - בין להגיב או לא, רק שם יהיה הבדל בקצב.

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

  • שלום

    מה יקרה אם אני אוסיף חומר

    מה יקרה אם אני אוסיף חומר פחות קיצוני בסולם ph מחומץ (למשל עגבניה)?
    ה"התפרצות" תהיה איטית\חלשה יותר?

  • מומחה מצוות מכון דוידסוןאבי סאייג

    מה יקרה??

    שלום – שאלת שאלה שקל מאוד לבדוק בניסוי, אתה מוזמן לנסות ולבדוק ולהגיד מה קורה. תוצאה של ניסוי היא חזקה יותר מכל תשובה תיאורטית של מומחה.
    שים לב שאם מדובר בעגבניה, למשל, חוץ מרמת החומציות יש גם פקטור של מרקם (סמיך...) שסביר שישפיע (אולי יותר מרמת הph ).
    אני לא יודע מה הרקע שלך – אבל אתה מדבר כאן על שאלות של קצב של תגובה כימית – אתה יכול לקרוא מה הגורמים המשפיעים על קצב של תגובה כימית:
    http://davidson.weizmann.ac.il/online/askexpert/chemistry/%D7%9E%D7%94%D...
    בברכה
    ד"ר אבי סאייג
    מכון דוידסון לחינוך מדעי
    מכון ויצמן למדע

  • אסנת

    אנדותרמי

    שלום רב
    ומה שלא ברור בעיני זה: מדועתגובה זו הינה אנדותרמית (טמפ' הסביבה יורדת) כשתגובת סתירה בין חומצה כלורית לבסיס נתרן הוא אקסותרמי (טמפ' הסביבה עולה). מה ההבדל? תודה

  • מומחה מצוות מכון דוידסוןאבי סאייג

    אנרגיה בתגובה

    היי אסנת,
    שאלת שאלה שקצת חורגת מרמת הניסוי הזה (והיא יותר לרמה של כימיה של תיכון ואוניברסיטה)...
    אכן, במהלך הניסוי הזה מרגישים קור, שהטמפרטורה של המים יורדת. בתגובת סתירה פשוטה כמו של חומצה מימן-כלורית ובסיס הנתרן טמפרטורת הסביבה עולה – נפלטת אנרגיה.
    את שואלת מה ההבדל? – ההבדל הוא הכל, אלו תגובות שונות לגמרי. כללית, בתגובה הנוכחית –
    למרות שרשמתי אותה בשורה אחת, מתקיימים למעשה מספר תהליכים במקביל (המסה של סודה לשתיה בתמיסה מימית של חומץ ותגובת חומצה-בסיס שכוללת יצירת גז שמבעבע החוצה מהתמיסה). סה"כ נקלטת יותר אנרגיה מאשר האנרגיה שנפלטת.
    ספציפית - השלבים של המסת הסודה במים ובעיקר פליטת הפחמן הדו חמצני (שהוא שלב שגם מבצע עבודה, כלומר מפעיל כוח לאורך דרך מסויימת, שדורשת אנרגיה, וגם ניתוק קשרים – פירוק הקשרים בחומצה פחמתית H2CO3 לפחמן דו-חמצני ומים, שדורש אנרגיה) הם אנדותרמיים, כך שמטים את כל התהליך כולו להיות אנדותרמי.
    את יכולה לבדוק בעצמך בנפרד – להמיס אבקת סודה לשתייה במים, ולראות שזה שלב אנדותרמי – מקרר את התמיסה, ומנסיונך – כדי לגרום לפחמן-דו-חמצני לצאת מתוך סודה – צריך לחמם את הסודה, להשקיע אנרגיה...
    כאמור שני השלבים דורשי האנרגיה הללו 'מנצחים' את שלב פולט האנרגיה של תגובת החומצה-בסיס הפשוטה עצמה, ובסך הכל כל ה'שורה' המתארת את התהליך הכימי מתארת תהליך קולט אנרגיה, אנדותרמי.
    בברכה
    ד"ר אבי סאייג
    מכון דוידסון לחינוך מדעי
    מכון ויצמן למדע

  • אנונימי

    מהלך הניסוי כתוב

    נוח יותר שמהלך הניסוי כתוב, ולא רק כסרטון.

  • מומחה מצוות מכון דוידסוןאבי סאייג

    אם יוטיוב חסום אצלך

    אם אתה כותב את זה כי אתה גולש בספק אינטרנט שחוסם את יוטיוב, אתה יכול לפחות להוריד את קובץ התמלול של הסרט, למשל באתר הזה:
    http://www.vidqt.com/id/HglYwcgAzfo?lang=iw

    או באמצעות האתר הבא, עבור כל סרט שלו יש תמלול ביוטיוב (כל הסרטים של 'מדע בבית'):
    http://downsub.com/

    החלטתי לא להוסיף את מהלך הניסוי בכתב, כי זה כפילות מיותרת.

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

  • שרבל

    נחש פרעה

    שלום
    בקשר לניסוי של נחש פרעה שלא נמצא פה, המורכב מחול,סודה לשתיה,סוכר ואתנול. מה הסוד ? למה מתנפיח ומה התגובה הכימית לאחר הדלקת האתנול?

  • בארי אלן

    אני ממש אוהב את הניסוי הזה!

    זה אחד הניסוייים הכי מעניינים שלכם

  • מומחה מצוות מכון דוידסוןאבי סאייג

    :-)

    :-)

  • מומחה מצוות מכון דוידסוןאבי סאייג

    ניסוי נחש פרעה

    היי שרבל,
    בעתיד אני מתכוון להוסיף את הניסוי הזה, ושם יהיה גם הסבר מפורט.
    בקצרה – הסודה לשתייה מתפרקת בחום, ופולטת פחמן דו חמצני (זאת הסיבה שמוסיפים אותה לפעמים באפיה לצורכי התפחה). הפחמן הדו חמצני הוא שמנפח את ה"נחש".
    ראה כאן תגובות כימיות המתרחשות במהלך ניסוי נחש פרעה.
    http://www.motnet.proj.ac.il/apps/ww/page.aspx?ws=5dd54bfd-f1b8-4c5d-834...

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

  • דבורה קוליץ

    הסבר עבור הניסוי

    אשמח אם מלבד הסירטון יהיה גם הסבר מילולי כיצד יש לבצע את הניסוי, עבור אילו שיש להם באינטרנט חסימה לסירטונים.

  • מומחה מצוות מכון דוידסוןאבי סאייג

    יוטיוב

    שלום דבורה,

    הסירטונים נמצאים באתר יוטיוב באינטרנט - שזה האתר המוביל לסרטי וידאו. בדר"כ רק חסימות מחמירות ביותר חוסמות אותו, אולי תנסי לגלוש ממקום פתוח / מטלפון נייד?- כל העניין בסרטונים באתר הוא שלא נצטרך לכתוב את מהלך הניסוי...
    באתר הבא תוכלי לראות את התמלול של הניסוי (שזה בעצם תיאור של מהלך הניסוי):
    http://www.vidqt.com/id/HglYwcgAzfo?lang=iw

    ובאותו אתר תוכלי לחפש תמלולים לניסויים נוספים:
    http://www.vidqt.com/

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

  • עינה אוחנה

    מלח סידן

    עשינו ניסוי התמוססות של קליפת ביצה בחומץ, מיץ תפוזים וקולה. בבדיקה מוקדמת, חומציות ה - PH של הקולה הגיעה ל - 4 . למרות רמת חומציות נמוכה, יחסית לשני החומרים האחרים, התמוססה הביצה בצורה איטית. אשמח לדעת האם ההתמוססות האיטית, מעבר לנושא החומציות, קשור לחומר שנפלט מהקולה, הנקרא מלח סידן ומקיף את הביצה וכך מונע את התמוססותה. ההשערה לא מבוססת ומסתמכת על קריאה בלבד. כיצד ניתן לבדוק השערה זו ? תודה ,עיינה מורה למדעים, כיתות ד.

  • מומחה מצוות מכון דוידסוןאבי סאייג

    על ידי בידוד גורמים

    העלתם השערה - ועכשיו צריך לבודד גורמים כדי לבדוק אותה.
    כיוון שגם מיץ לימון וגם קולה אלו הן תערובות של חומרים רבים, כדי לבדוק את ההשערה צריך לבודד גורמים, להשתמש בחומצות הטהורות שנמצאות בתוך הנוזלים ולבדוק האם גם בהן קצב התגובות הוא אותו קצב כמו שמצאתם (ואז הסיבה היא סוג החומצות והתוצרים שהן יוצרות) או שכאשר משתמשים בחומצות טהורות באותו pH אין הבדל בין התגובות - ואז הסיבה היא חומר אחר שנמצא בקולה.
    כללית - החומצה בלימון היא חומצת לימון (אפשר להמיס את התבלין "מלח לימון" במים, שזו חומצת לימון טהורה), החומצה בחומץ היא חומצת חומץ (חומצה אצטית) והחומצה העיקרית בקולה היא חומצה זרחתית.
    בהערת אגב - אומר שלדעתי ההשערה שלכם נכונה - חלקית. כלומר זה לא חומר שנמצא בקולה אלא תוצר התגובה בין הקולה לקליפת הביצה. תוצר התגובה בין חומצה זרחתית לקליפת ביצה (שזה אבן גיר, סידן פחמתי) הוא החומר סידן זרחתי - שהוא פשוט לא מסיס במים. כלומר תוצר התגובה נוצר על פני הקליפה ומגן עליה די טוב מהמשך ההתמוססות.
    ראי כאן מסיסות במים של מלחים שונים, תראי כמה סידן אצטט מסיס (התוצר של התגובה עם חומץ) - הרבה יותר מסידן פוספאט (התוצר של התגובה עם החומצה שבקולה).
    http://en.wikipedia.org/wiki/Solubility_table

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

  • עינה אוחנה

    התמוססות קליפת ביצה בקולה

    תודה מקרב לב על התשובה, אנו נחקור זאת.

  • מעיין

    שאלה בקשר לחומץ

    שלום. דבר ראשון רציתי להגיד שאני מאד נהנה מההדגמות והניסויים שלכם. ונגיע לשאלה. למה הנוסחה של החומץ נכתבת CH3COOH ולא C2H4O2? דרך אגב - כשאני כותב אותה כך אני רואה דמיון מסוים למולקולת החד-סוכר C6H12O6. יש קשר בין הדברים?

  • מומחה מצוות מכון דוידסוןאבי סאייג

    שיטות של כתיב כימי

    דבר ראשון – תודה, אני שמח לקרוא שאתה נהנה מהאתר :-)

    בקשר לשאלה – זה פשוט שיטות שונות של כתיב כימי. כללית אפשר לכתוב את הנוסחה של חומץ כ- C2H4O2– וזאת נקראת הנוסחה המולקולרית של החומר, וזאת שיטת הרישום הנפוצה למולקולות פשוטות, אבל כאשר מדובר במולקולות מעט מסובכות יותר, ובייחוד בתרכובות של פחמן (C), נהוג להשתמש במה שנקרא 'נוסחאות מבנה' – שקצת רומזות על מבנה החומר, הנוסחה המולקולרית המקוצרת –לא אומרת לנו איזה אטום מחובר לאיזה אטום במולקולה, אבל  כאשר כותבים
    CH3COOH יודעים שהמולקולה של החומץ בנוייה מאטום פחמן (C) שמחובר ל-3 אטומי מימן (H) וגם לאטום פחמן נוסף, שמחובר לשני אטומי חמצן (O) כאשר אחד החמצנים מחובר למימן נוסף. הכתיב הזה גם מראה לי בדיוק איזה מימן מתוך המולקולה מגיב בתגובה הכימית – מגיב המימן שמחובר לחמצן.
    בכימיה אורגנית זה מאוד נפוץ, וככה אפשר 'לזהות' במבט קצר על נוסחת המבנה מה המשפחה הכימית של החומר, למשל הקבוצה COOH – מיצגת חומצות, OH – כהלים וכו' (הסוכרים, דרך אגב, זאת משפחה אחרת, ואכן, בשימוש בנוסחה מולקולרית – כל החומרים האורגנים – המכילים פחמן נראים דומים, וזאת עוד סיבה לא להשתמש בה).
    להרחבה – ראה בויקיפדיה את הערך המצויין העוסק בכתיב נוסחאות כימיות.

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

  • אנדרי

    למה מים?

    לא הבנתי למה צריך מים ?

    אחרי הכל ,כאשר החומץ מתערבב אם אבקת הסודה לשתייה זה יוצר תהליך כימי שהופך אותו למין "הר געש" , אבל לפי דעתי המים מיותרים ,כל הכבוד תמשיכו לעלות סרטונים :) מאוד מעניין ללמוד מדע בבית למרות שאני כיתה ח'.

    כייף שיש מי ש"ירענן" לי את הזיכרון בנושא המדע והכימיה .. :)

    כל הכבוד והבצלחה בניסויין הבאים !!!:)

  • מומחה מצוות מכון דוידסוןאבי סאייג

    תשובה

    אתה צודק, גם ללא מים תהייה תגובה, אבל לא מהירה כל-כך כמו עם מים. המים משמשים להמסת הסודה לשתייה מראש. תגובה כימית בתמיסה מהירה בעשרות מונים בהשוואה לתגובה בין מוצק לנוזל, זה משום שבתמיסה מרכיבי הסודה לשתייה מפוזרים באופן אחיד ובשטח פנים אדיר, בעוד שבמוצק רק השטח החיצוני מגיב. להרחבה על הנושא, אתה יכול לקרוא את התשובה לשאלה (מתוך מדור 'שאל את המומחה'): מה הגורמים שמשפיעים על קצב תגובה כימית?
    בנוסף - אם נשתמש במים חמים, התגובה תהייה עוד יותר מהירה.
    אם לא נשתמש במים כלל - (ואז צריך לערבב את הסבון בחומץ מראש ולשפוך את התערובת לסודה) - התגובה תהייה איטית יותר, אבל יותר מתמשכת.

  • שאלתיאל

    עדיף לא להגיד "הר געש"

    שלא לקשר בין התגובה הזו לבין התפרצות געשית, שהיא משהו שונה לגמרי.
    ילד שרואה את זה עלול לחשוב שהלבה שנפלטת מהר געש מורכבת איכשהו מסודה לשתיה, חומץ וסבון.

  • מומחה מצוות מכון דוידסוןאבי סאייג

    אני נותן קצת קרדיט לילדים

    תודה על ההערה, אבל אני נותן קרדיט לילדים :-) . לניסוי קוראים הר געש של קצף (קרי משהו ייחודי שפולט קצף, בניגוד לסתם ל'הר געש' רגיל). ובנוסף לכך בכתבה כתוב מפורשות שהר געש אמיתי מכיל סלע מותך.
    בכל מקרה - למי שאולי עלול להתבלבל, יש גם את ההבהרה שלך.

  • אליגזר

    :(

    אווף לא הצלחתי :( לא מגניב בכלל ולא ואואואואוואואואואו

  • מומחה מצוות מכון דוידסוןאבי סאייג

    נסה שוב :)

    ניסויים לפעמים לא מצליחים, כמו כל דבר בעולם :-)
    אבל זה לא סיבה להתייאש - אם לא הצליח - אפשר לנסות שוב, אם מקפידים על כל החומרים בדיוק כמו בניסוי - הוא תמיד יצליח (שים לב להשתמש בחומרים טריים, יכול להיות שהסודה לשתייה שהתה הרבה זמן בארון, וספגה לחות ופחמן דו-חמצני מהאויר, וכבר לא מגיבה טוב).

  • שימשון

    :)

    ואואואואואואו איזה מגניב!!