نفخ البالون دون عناء بواسطة قوة الكيمياء

ملاحظة: من الممكن أيضاً قلب الترتيب - مَلْء القنينة بالخل حتى منتصفها، وتعبئة البالون بملعقتين صغيرتين أو ثلاث من مسحوق الصودا للشرب، ولكن سيكون من الأصعب إجراء التجربة بهذا الترتيب. ومن جهة أخرى، عادةً ما ينتفخ البالون بهذه الطريقة أكثر قليلاً من انتفاخه بالطريقة المعروضة في الفيلم، لأن كمية المواد المتفاعلة - الخل ومسحوق الصودا للشرب - تكون أكبر في هذه الطريقة.

شرح

الخل، الذي صيغته الكيميائية هي: CH₃COOH هو مادة حمضية، و صودا الشرب، NaHCO₃، هي مادة قاعدية، وتتفاعل المادتان فيما بينهما بتفاعل يسمى "تفاعل حمض - قاعدة". تفاعلات حمض - قاعدة هي تفاعلات كيميائية يتم فيها انتقال بروتون(H⁺) من الحمض إلى القاعدة، ومما يمَيّز هذه التفاعلات أنها تحدث بسرعة فائقة. التفاعل الحاصل من الناحية الكيميائية هو:

CH₃COOH(aq) + NaHCO₃(aq) ----> CH₃COONa(aq) + H₂O(l) + CO₂(g)

يشير الرمز(aq) إلى مادة مذابة في الماء، (l) يرمز إلى الحالة التراكمية السائلة، (g) يرمز إلى الحالة التراكمية الغازية. تبيّن لنا هذه المعادلة ببساطة أن الخل وصودا الشرب المذابة في الماء يتفاعلان فيما بينهما في عمليةٍ ينطلق منها غاز ثنائي أكسيد الكربون (CO₂) بالإضافة للمواد الناتجة الأخرى.

عندما نسكب الخل على مسحوق صودا الشرب نشاهد فوراً ظهور فقاعات كثيرة - هذا هو الغاز المنبعث. ينطلق الغاز في فراغ القنينة فيملؤها مما يؤدي إلى زيادة الضغط في القنينة، وبما أن البالون يغلق فتحة القنينة لا يمكن للغاز أن ينطلق بشكل حر إلى الخارج. بعد مرور فترة قصيرة جداً يصبح الضغط داخل النظام عالياً بما فيه الكفاية، مما يؤدي إلى انتفاخ البالون، تماماً كما نفعل عندما ننفخ البالون بواسطة تعبئته بهواء الزفير.  

لتوخي الدقة العلمية، من الجدير ذكره أن انطلاق غاز ثنائي أكسيد الكربون ليس بالأمر الذي يُمَيّز تفاعلات الحمض - قاعدة، وإنما هذا يحدث في تفاعلات حمض قاعدة معينة فقط، بين الحمض وبين 'عائلتين' من المواد القاعدية واللتين تسمّيان كربونات وبيكربونات (أو هيدروجين كربونات). الاسم الكيميائي لصودا الشرب هو بيكربونات الصوديوم أو هيدروجين كربونات الصوديوم. الكربونات هي مصدر انبعاث ثنائي أكسيد الكربون في التفاعل.

ومن الجدير ذكره أيضاً

يمكن استعمال نفس التفاعل لإجراء التجربة التي تُكَوّن بركاناً من الرغوة.

الترجمة للعربية: خالد مصالحة