سحر الأسيتون والبوليستيرين الذائب

سوف نجعل البوليستيرين "يختفي" عن طريق إذابته.  
 

المعدات

• قطعة من البوليستيرين (الكلكر)
• أسيتون أو مزيل طلاء أظافر يحتوي على الأسيتون غير المُخفف. (انتبهوا! في الأسواق، غالباً ما يتم بيع الأسيتون المُخفف في الماء، والذي لن يعمل في هذه التجربة، كذلك الحال أيضًا في مزيلات طلاء الأظافر "الخالية من الأسيتون" - كما يمكن رؤيته في التجربة. يمكنكم أيضًا شراء أسيتون صافي من دكان لبيع مواد البناء).
• صحن صغير أو وعاء صغير.

الشرح

الكلكر، أو باسمه العلمي "البوليستيرين الرغوي"، ينتمي إلى عائلة من المواد تسمى البوليمرات، أي أنها تتركب من العديد (بولي) من الوحدات المتكررة (مونومير) المرتبطة مع بعضها البعض عدة مرات بحيث تشكل معًا جزيئًا عملاقًا والذي نراه كالبلاستيك الصلب. في الواقع، جميع أنواع البلاستيك عبارة عن بوليمرات.

يمكننا رؤية البوليستيرين بصورته الصلبة إذا نظرنا إلى علبة من لبنة الكوتج أو لبن اليوغورت - البلاستيك الأبيض الصلب المبنية منه هو البوليستيرين. لكن في الكلكر يمر البوليستيرين عملية رغوية: أثناء إعداده، في الوقت الذي يكون فيه لا يزال سائلًا، يُدخلون فيه الغازات التي تقوم بنفخه وتنتج رغوة مما يؤدي إلى إنتاج كريات تذكرنا برغوة الصابون (إذا كنتم مهتمين، لدينا مقالة موسعة تفسر كيفية إنتاج البوليستيرين). لأن البوليستيرين يكون صلبًا في درجة حرارة الغرفة، بعد أن تبرد الرغوة، يتبقى لدينا شيء شبيه بالرغوة الصلبة التي نسميها "كلكر".

عندما يلتقي الكلكر بالأسيتون، يتم امتصاص الأسيتون في الكلكر، مما يؤدي إلى تليينه وانهيار شكله. يشبه ذلك الماء الذي يتم امتصاصه في المعكرونة ويجعلها لينة ومرنة، في الطهي الطويل قد تفقد شكلها أيضًا.  

التليين هي ظاهرة شائعة في عالم البوليمرات، وهي بمنزلة المرحلة الوسيطة التي تسبق الذوبان. تتشكل بعد امتصاص الجزيئات الصغيرة بين سلاسل البوليمر. الذوبان الكامل، مثل السكر في الماء، لا يحدث دائمًا في البوليمرات: إذا أمعنتم النظر جيدًا سوف تلاحظون أنّ الأسيتون لا يُذيب الكلكر بصورة مطلقة - يعني لا ينتج محلول شفّاف بل شيء يشبه المستنقع الصغير داخل الأسيتون (كالهلام في "سيلان الأنف").

يحدث ذلك لعدم قدرة الأسيتون على فصل جزيئات طويلة من البوليستيرين عن بعضها البعض بصورة تامة لكنه يفعل ذلك بصورة جزئية فقط. يتمّ استخدامه كمادة لتليين أو "تزييت" الجزيئات ويسمح بتزلج الواحدة على الأخرى. يبقى البوليستيرين لاحقًا في مرحلة "التليين" للذوبان الجزئي.

ينجح الأسيتون الصافي فقط في تليين الكلكر، وذلك بسبب قانون الذوبان الكيميائي الذي يحدد أن المواد التي تشبه بعضها البعض من ناحية قطبيتها الكيميائية (المرتبطة مع بعضها البعض) تذوب في بعضها البعض. كما يمكننا رؤية ذلك في الفيديو، لا تنجح جميع المذيبات في تليين الكلكر. الكحول، على سبيل المثال، لن يُذيب الكلكر كما أنه لا يذيب طلاء الأظافر. كما أنّ إضافة الماء إلى الأسيتون تؤدي إلى تغيير في القطبية الكيميائية للخليط لذلك لا يُليّن الكلكر. لا تُلين المياه الصافية الكلكر بكل تأكيد ولا تذيبه بدون أدنى شك - لذلك فإننا نستطيع شرب السوائل في الكاسات المصنوعة من الكلكر.

في عملية التليين، يتم إطلاق فقاعات الهواء المحبوسة في الأسيتون. إذا أصغيتم جيدًا، قد تنجحون في سماعها أثناء إطلاقها. تعطي العملية انطباعًا بأنّ الكلكر قد اختفى، لكن كما ذكرنا سابقا فإنه لا يختفي فعليًا بل يقوم بتغيير شكله: يتحرر الهواء المحبوس في داخله، وتلين المواد الصلبة التي تركبه لتصبح كعجينة في الأسيتون.

إذا وضعتم الأسيتون كي يتبخر في نهاية التجربة، سوف يتبقى البوليستيرين الصافي في الصحن، كسطحٍ من البلاستيك الأبيض.

الترجمة للعربيّة: بنان مواسي