בניסוי הזה נגרום לקלקר "להיעלם" בכך שנמוסס אותו.

ציוד

  • פיסת קלקר
  • אצטון או מסיר לק המכיל אצטון לא מהול. (שימו לב! בשווקים, נמכר הרבה פעמים אצטון מהול במים, שלא יפעל בניסוי הזה, וכך גם מסירי לק "ללא אצטון" – כפי שאפשר לראות בניסוי. אפשר לקנות גם אצטון טהור בחנות לחומרי בניין).
  • צלוחית או קערה קטנה.
     

מהלך הניסוי

את מהלך הניסוי אפשר לראות בסרטון הבא:

 

הסבר

קלקר, או בשמו המדעי "פוליסטירן מוקצף", שייך למשפחת החומרים שנקראים פולימרים, כלומר מורכבים מהרבה (פולי) יחידות חוזרות (מונומרים) שמחוברות זו לזו שוב ושוב ויוצרות יחד מולקולה ענקית שאנחנו רואים כפלסטיק מוצק. למעשה כל סוגי הפלסטיק הם פולימרים.

את הפוליסטירן בצורתו המוצקה אפשר לראות אם נסתכל על גביע של קוטג' או של יוגורט – הפלסטיק הלבן והקשיח שממנו הם בנויים הוא פוליסטירן. אבל בקלקר הפוליסטירן עובר הקצפה: במהלך ההכנה שלו, כשהוא עדיין נוזלי, מכניסים לתוכו גזים שמתפיחים ומקציפים אותו ויוצרים כדורונים שמזכירים קצף של סבון (אם מעניין אתכם, יש לנו כתבה נרחבת שמסבירה איך מייצרים קלקר). מכיוון שבטמפרטורת החדר הפוליסטירן מוצק, אחרי שהקצף מתקרר אנו נשארים עם מעיין קצף מוצק שאנחנו מכנים "קלקר".

כשקלקר ואצטון נפגשים, האצטון נספג בקלקר, גורם לו להתרכך ולצורה שלו לקרוס. זה דומה מעט למים שמצליחים להיספג בפסטה ולרכך אותה, ובבישול ארוך אף הורסים את צורתה.

ריכוך היא תופעה נפוצה בעולם הפולימרים, מעין שלב ביניים לפני התמוססות. היא נוצרת בעקבות ספיגה של מולקולות קטנות בין שרשראות הפולימר. התמוססות מלאה, כמו של סוכר במים, לא תמיד מתרחשת בפולימרים: אם תתבוננו היטב תראו שהאצטון אינו ממיס את הקלקר לחלוטין – כלומר לא נוצרת תמיסה צלולה אלא מעין שלולית קטנה בתוך האצטון (ג'ל דמוי "נזלת").

זה קורה מפני שהאצטון לא מצליח להפריד לחלוטין בין המולקולות הארוכות של הפוליסטירן אלא עושה את זה רק באופן חלקי. הוא משמש כחומר שמרכך או "משמן" את המולקולות ומאפשר להן להחליק זו על גבי זו. הפוליסטירן נותר לאחר מכן בשלב ה"מרוכך" של התמוססות חלקית.

רק אצטון טהור מצליח לרכך את הקלקר, בגלל חוק המסיסות הכימי שקובע שרק חומרים שדומים זה לזה מבחינת הקוטביות הכימית שלהם (ושיצרו קשרים זה עם זה) יצליחו להתמוסס זה בזה. כפי שאפשר לראות בסרטון, גם לא כל הממסים מצליחים לרכך הקלקר. אלכוהול, למשל, לא ימוסס קלקר כפי שהוא לא ממס לק. גם הוספת מים לאצטון תגרום לשינוי בקוטביות הכימית של התערובת ולכן הקלקר לא יתרכך. מים טהורים כמובן לא מרככים קלקר ובטח שלא ממסים אותו – בזכות זה אנו מצליחים לשתות נוזלים מכוסות קלקר.

בתהליך הריכוך, בועות האוויר שהיו כלואות באצטון משתחררות. אם תקשיבו היטב אולי אפילו תצליחו לשמוע אותן משתחררות. התהליך מעורר את הרושם שהקלקר נעלם, אך כאמור הוא לא באמת מפסיק להתקיים אלא רק משנה את צורתו: האוויר שהיה כלוא בו משתחרר ואילו המוצקים שמרכיבים אותו מתרככים לעיסה באצטון.

אם בסיום הניסוי תניחו לאצטון להתאדות, יישאר על הצלחת פוליסטירן טהור, מעין משטח פלסטיק לבן.

11 תגובות

  • גדעון

    כאשר ממסים את הקלקר

    כאשר ממסים את הקלקר האם הוא פולט חומר רעיל ?

  • מומחה מצוות מכון דוידסוןאבי סאייג

    לא

    לא

  • שמואל

    במה זה יכול לעזור לי

    במה זה יכול לשמש אותי . או את העולם אולי מחזור או צמצום חומר זה ....?

  • מומחה מצוות מכון דוידסוןאבי סאייג

    שימושים

    דבר ראשון – לא כל ניסוי צריך לשמש משהו, זה בעיקר ניסוי הדגמה להדגים מסיסות של חומרים. ספציפית יש ואפשר למצוא שימושים: החל מאומנות (לפסל כך בקלקר, להדביק חתיכות זו לזו), דרך מיחזור, ועד יצירת חוטים: אחרי שממסים אפשר למשוך סיבים או להזריק דרך מחט דקה ליצור סיבים. למעשה גם 'ספריי חוטים' של פורים עובד בשיטה דומה: בתוך המיכל יש פולימר מומס, כאשר הוא יוצא מהמיכל הממס מתאדה במהירות ואז נשאר רק מין 'חוט' פולימרי יבש.
    בברכה
    ד"ר אבי סאייג
    מכון דוידסון לחינוך מדעי
    מכון ויצמן למדע

  • רננה

    האם הפוליסטירן מתקשה שוב

    האם הפוליסטירן מתקשה שוב ואפשר לראות את הפוליסטירן בצורה אחרת?

  • מומחה מצוות מכון דוידסוןאבי סאייג

    כן

    היי רננה
    כן - אחרי שהאצטון מתאדה - הפוליסטרן מתקשה שוב. אבל הוא כבר ללא בועות האוויר שמאפיינות קלקר, ולכן נוצר חומר דחוס וקשיח יותר. אפשר גם ליצר ממנו סיבים וחוטים ארוכים (במצב הרך) ולתת להם להתקשות באוויר. את מוזמנת לנסות ולבדוק בעצמך :-)

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

  • עינת

    הי! לא עבד לנו...

    קנינו בקבוקון אצטון ולא המיס את הקלקר... איך עושים שזה יעבוד? תודה!!

  • מומחה מצוות מכון דוידסוןאבי סאייג

    המסקנה היא שהאצטון שקניתם

    המסקנה היא שהאצטון שקניתם מהול במים. כפי שכתבתי בכתבה - הרבה מהאצטונים הנמכרים בשווקים מהולים במים - וקשה לדעת מראש אם זה מהול או לא. את יכולה לקנות מה שהשתמשנו בו בסרט, או אם את רוצה שהניסוי יצליח ב-100% פשוט לקנות אצטון בחנות לחומרי ביניין, שם האצטון תמיד טהור.

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

  • עינת

    תודה

    תודה
    היה כתוב על הבקבוק- אצטון
    אפיל ו לא מסיר לק עם אצטון
    אז הייתי בטוחה שזה אחלה
    ננסה שוב
    אחלה יום!

  • גלית לוי

    התגובה הכימית

    שלום, אפשר בבקשה לדעת מה התגובה הכימית בין האצטון לקלקר?
    ובנוסף, מה מיוחד דווקא באצטון שממיס את הקלקר לעומת חומרים אחרים?
    תודה

  • מומחה מצוות מכון דוידסוןאבי סאייג

    אין תגובה כימית

    היי גלית
    לא מתרחשת תגובה כימית בין האצטון לקלקר, זה תהליך של המסה. בדומה לסוכר שנמס במים. או יותר מדוייק – לק שנמס באצטון: http://davidson.weizmann.ac.il/online/askexpert/chemistry/%D7%9E%D7%93%D...
    כפי שכתוב בכתבה, ההמסה היא חלקית, כך שמתרחש רק ריכוך הקלקר ולא המסה מלאה לתמיסה צלולה.
    לגבי מדוע האצטון ממיס – ולא חומרים אחרים. אז – א. גם חומרים אחרים. באופן כללי חומרים שדומים זה לזה מבחינת המבנה הכימי יתמוססו אלו באלו כי יוכלו ליצור קשרים בין מולקולרים אלו עם אלו – שזה מה שדרוש בשביל מסיסות. להרחבה – ראי הכתבה שלנו על מסיסות של חומרים:
    http://davidson.weizmann.ac.il/online/askexpert/chemistry/%D7%9E%D7%94%2...
    בברכה
    ד"ר אבי סאייג
    מכון דוידסון לחינוך מדעי
    מכון ויצמן למדע