השאלה המקורית: כשאני מוסיף מעט מים לטחינה גולמית היא נהיית קשה, ורק כשאני מוסיף כמות נוספת של מים היא הופכת נוזלית. מישהו יודע להסביר לי את התעלומה הזאת? למה זה קורה?



הגורם לתעלומה הוא המראה המטעה של הטחינה הגולמית. הטחינה נוזלית כיוון שהיא מורכבת מ-50 אחוז שמן סומסום, שבטמפרטורת החדר נמצא במצב צבירה נוזלי. המרכיבים הנוספים בטחינה הם חלקיקים יבשים אוהבי מים (הידרופיליים) הבאים משאריות של תאי סומסום טחונים. החלקיקים האלה בטחינה יבשים כיוון שהטחינה הגולמית לא מכילה מים. הם מעורבבים בשמן בצורה פחות או יותר חלקה אולם אינם מומסים בו כיוון שמעצם הגדרתם חלקיקים הידרופיליים יכולים להתמוסס רק במים.


טחינה גולמית. אפשר לראות את ההפרדה הטבעית הנוצרת בין שמן הסומסום לשאר המרכיבים | תמונה: ויקיפדיה

כשמתחילים למזוג מים לטחינה הגולמית מתרחש תהליך דומה לזה המתרחש כשמטפטפים מעט מים לכלי של סוכר או קמח – נוצרים גושים. כמות המים אינה גדולה מספיק כדי להמס את החלקיקים, אולם כיוון שהחלקיקים האלה אוהבי מים הם נמשכים לטיפות המים ונדבקים זה לזה. כך נוצרים הגושים בטחינה כשרק מתחילים להוסיף לה מים, וכך גם נוצרים הגושים בכלי סוכר כשמכניסים לתוכו כפית רטובה.

ההבדל העיקרי בין הטחינה לבין הסוכר והקמח הוא שהטחינה נראית מראש נוזלית ולכן אנו מופתעים כשהמים שאנו מוזגים לתוכה גורמת לה דווקא להתקשות. אולם כשמבינים שהנוזל בטחינה הוא נוזל שומני הידרופובית (דוחה מים), בעוד הגושים נוצרים מההתכנסות של חלקיקים אחרים אוהבי מים, שהיו יבשים בדיוק כמו הסוכר והקמח, אפשר להבין מדוע לא מספיקה כמות קטנה של מים כדי להמיס אותם.


בצק – קמח עם נוזלים | תמונה: ויקיפדיה

כשממשיכים להוסיף מים, וכמותם גדלה מספיק כדי לעטוף את החלקיקים ההידרופיליים מכל הכיוונים, החלקיקים נפרדים זה מזה, מומסים במים והטחינה מתרככת והופכת נוזלית. בדיוק באותה צורה אפשר להמס סוכר אם מוסיפים לו כמות מספקת של מים, למשל בכוס תה.

ומוסר ההשכל? לא כל מה שנוזלי רטוב ומצב צבירה בהחלט יכול להטעות. :-)

בומרנג – בחזרה אליך
תוכל לחשוב על מקרה נוסף שמתרחש בו תהליך דומה לזה שתיארתי בטחינה. רמז: מדובר בתופעה שמתרחשת כשמוסיפים מים למאכל קקאו מותך.

רות חייט
המחלקה לכימיה ביולוגית
מכון ויצמן למדע



הערה לגולשים
אם אתם חושבים שההסברים אינם ברורים מספיק או אם יש לכם שאלות הקשורות לנושא, אתם מוזמנים לכתוב על כך בתגובה לכתבה זו ואנו נתייחס להערותיכם. הצעות לשיפור וביקורת בונה יתקבלו תמיד בברכה.

 

السُّؤال الأَصليّ: عندما أُضيفُ القليل مِنَ الماء للطّحينة الخامّ تصبح صُلبَةً، وعند إِضافة كمِّيّة إِضافيّة مِنَ الماء فقط تتحوَّل إِلى سائل. هل يستطيع أَحَدٌ أن يشرحَ لي هذا اللُّغز؟ لماذا يحدُثُ ذلك؟ 


سببُ اللُّغز هو المظهر المـُضلِّل للطّحينة الخامّ. الطّحينة سائلة لأَنّها مكوَّنة من 50 بالمائة من زيت السُّمسم، ويكون سائلاً في درجة حرارة الغرفة. المكوِّنات الأُخرى في الطّحينة هي جُسَيمات جافّة مُحِبَّة للماء (هيدروفيليَّة) مصدرها بقايا خلايا سمسم مطحونة. هذه الجُسَيمات في الطّحينة جافّة لأَنَّ الطّحينة الخامّ لا تحتوي على الماء. فهي مخلوطةٌ بالزَّيت بشكلٍ أَو بآخر، لكنَّها غير ذائبة فيه لأَنَّهُ بحكم تعريفها جُسيماتٍ هيدروفيليّة، فإِنّها تذوب في الماء فقط.


طحينة خامّ. يمكِنُ رؤية الفصل الطَّبيعيّ بين زيت السُّمسم وبقية المكوِّنات | صورة: ويكيبيديا

عندَ الابتداء بخلط الماء مَعَ الطّحينة الخامّ، تحدُثُ عمليّة مشابهة لتلك الّتي تحدث عند تقطير القليل مِنَ الماء لوعاءٍ فيه سُكَّر أَو طحين- تتكوَّنُ كُتَلٌ. كمِّيَّة الماء غير كافية من أَجل إِذابة الجُسَيمات، ولأَنَّ هذه الجسيمات مُحِبَّة للماء، فإِنّها تنجذب لقطرات الماء، وتلتصق ببعضها البعض. هكذا تتكوَّنُ الكُتَلُ في الطّحينة عند البدء بإِضافة ماءٍ لها، وهكذا تتكوَّن الكُتَل في وعاء السُّكَّر إِذا أَدخلنا إِليه ملعقةً رطبة.

الفارِقُ الأَساسيّ بين الطّحينة وبين السُّكَّر والطّحين، هو أَنَّ الطَّحينة تبدو منذ البداية سائلةً، لهذا نُفاجَأُ عندما يتسبَّبُ الماء الّذي نضيفه لها بالتَّصلُّب. لكن عندما نفهم أَنَّ السَّائل في الطّحينة هو سائل زيتيّ هيدروفوبيّ (يرفُضُ الماء)، في حين أَنَّ الكُتَل المتكوِّنة مِن تداخل الجسيمات الأُخرى مُحِبَّة للماء، وكانت جافّة تمامًا مثل السُّكَّر والطَّحين، يمكِنُ أَن نفهم لماذا لا تكفي كمِّيَّة قليلة مِنَ الماء مِن أَجل إِذابتها.


عجين- طحينٌ مع سوائل | صورة: ويكيبيديا

عند الاستمرار بإِضافة الماء، وعندما تكونُ كمِّيَّتُهُ كافيةٌ من أَجل تغليف الجُسَيمات الهيدروفيليّة مِنَ الاتِّجاهات كافَّةً، تنفصل الجُسَيمات عن بعضها البعض، وتذوب في الماء وترتخي الطَّحينة وتتحوَّل إِلى سائل. في الشَّكل نفسِهِ تمامًا، يمكِنُ إِذابة سُكَّر إِذا أَضفنا له كمِّيَّةً كافيةً مِنَ الماء، في كأسِ شايٍ مثلًا.

والمغزى؟ ليست كلُّ السَّوائل رطبةً، ويمكِنُ أَن تكون الحالة مضلِّلَةً بالتَّأكيد. :-)

ردّ - والعودةُ إِليك
يمكِنُ التّفكير في حالةٍ إِضافيّة تحدُثُ فيها عمليّة مشابهة لتلك الّتي وصفتها في الطّحينة. رمز: الحديث عن ظاهرة تحدُثُ عند تقطير ماء لأَحَدِ مأكولات الكاكاو المنصهرة.

 

0 تعليقات