هل من الممكن تحويل الماء إلى نبيذ وكيف يتم ذلك؟ وتحويل النبيذ إلى حليب؟ والحليب إلى جعة؟ - التفسير العلمي
عرضنا في مقالةٍ سابقة سحراً تحوّل فيه الماء إلى نبيذ وتحوّلَ النبيذ إلى حليب والحليب إلى جعة، وسنعرض في هذه المقالة التفسير العلمي الكامل وراء هذا "السحر". يشمل التفسير عدداً من التفاعلات الكيميائية المتتابعة:
توسّعٌ وتعمّق
لكل من يرغب في تجربة هذا "السحر"، نقدّم "الوصفة" الدقيقة التي استعملناها، مصحوبةً بتفسيرٍ لما حصلَ فعلًا، وذلك لمن لديه الاهتمام والرغبة للتعمق في التفسير الكيميائي لأبعد مما ورد في مقطع الفيديو:
-
كأس "الماء": تحتوي على خليط من 150 مليلتر (ملل) ماء بالإضافة إلى 20 ملل محلول مائي لكربونات الصوديوم (Na2CO3) بتركيز "%20" (20 غرام من المادة المذابة في 100 ملل محلول، وضعت % داخل أقواس، لأنه وعلى الرغم من الاستعمال الرائج لهذه الطريقة لوصف التركيز في مختبرات البيولوجيا، إلا أن الرمز % المستعمل لوصف تركيز محلولٍ كهذا هو غير صحيح، لأن هذا تركيز يعبر عن الكتلة مقابل الحجم، أي وحدات قياس مختلفة). 4 غرام كربونات الصوديوم في 170 ملل محلول.
-
كأس "النبيذ": 10 قطرات من المحلول الكاشف فينول فتالين. كما ذُكِر سابقاً فإن اللون الذي ينتج هو اللون الخاص والمميز لتفاعل المادة القاعدية مع المادة الكاشفة. تتكوّن قاعدية المحلول نتيجة تفاعل أيون الكربونات (-CO32) مع الماء - حيث ينتج وسط قاعدي، أي أنه تنتج أيونات هيدروكسيد OH-، حسب التفاعل:
HCO3-(aq) + OH-(aq) ⇄ CO32-(aq) +H2O(l) -
كأس "الحليب": تحتوي هذه الكأس على 50 ملل محلول مائي مشبع من كلوريد الكالسيوم (CaCl2). كلوريد الكالسيوم الذي استعملناه لم يكن نقياً، ويبدو أنه احتوى على بقايا من هيدروكسيد الكالسيوم القاعدي، الأمر الذي اضطرنا إلى إضافة 20 قطرة من المحلول المائي لحمض ملحي (HCl) تركيزه 2M وذلك من أجل معادلة الوسط القاعدي.
-
تتفاعل أيونات الكالسيوم مع أيونات الكربونات الموجودة في كأس "النبيذ" في تفاعل ترسيب، كما ورد تفصيله في مقطع الفيديو. يؤدي تفاعل الترسيب إلى إبعاد أيونات الكربونات من المحلول، الأمر الذي يؤدي بدوره إلى زوال قاعدية المحلول (إذ يحصل التفاعل المعاكس في الصياغة أعلاه - أي من اليمين إلى اليسار -، وذلك وفقاً لمبدأ لا شاتلييه الذي يتطرق لحالات التوازن الكيميائي، كما هو الحال في العملية التي نحن بصددها).ولذلك فإنه مع ظهور اللون الأبيض لراسب كربونات الكالسيوم يختفي اللون الزهري الخاص بالفينول فتالين في الوسط القاعدي.
- تحتوي كأس "الجعة" على 20 ملل حمض ملحي (HCl) تركيزه 2M، وَ 20 قطرة من محلول المادة الكاشفة بروموثيمول أزرق ( محلول "%1" في إيثانول، أي إذابة 1 غرام مسحوق بروموثيمول أزرق في 99 ملل إيثانول) - وذلك لينتج لون "الجعة". يتفاعل الحمض بسرعة مع كربونات الكالسيوم الأبيض، فيصبح المحلول صافياً. غاز ثنائي أكسيد الكربون الذي ينبعث في هذا التفاعل يكوّن أثر الفقاعات والرغوة في "الجعة".
الترجمة للعربيّة: خالد مصالحة