נתחיל בהסבר קצרצר מה זה תמיסה: תמיסה זאת בעצם תערובת של חומרים – אבל ברמה של המולקולות המרכיבות את החומר. כלומר – אבנים שמעורבבים בתוך חול זאת לא תמיסה, כי למרות שמדובר בתערובות, החומרים לא מעורבבים ברמת החלקיקים (אטומים / מולקולות / יונים) המרכיבים אותם. מה זה כן תמיסה: למשל מלח מומס בתוך מים, קפה נמס בתוך מים או סוכר בתוך מים.
חשוב לציין שאפשרי תמיסות בין כל אפשרויות מצבי הצבירה: מוצק ונוזל (כמו מלח במים), נוזל בנוזל – כמו וודקה למשל, המכילה אלכוהול מומס במים, גז בנוזל (כמו סודה – שבה הגז פחמן דו חמצני מומס במים, וכמו המים באקווריום שאת החמצן שמומס בהם נושמים הדגים), גז בגז (האויר הוא תערובת של גזים) אפשרי גם תמיסה מוצקת (מושגת בעיקר על ידי הקפאה מהירה של תמיסות נוזליות) וכו'. תמיסה חייבת להיות ב"פאזה" אחת – כלומר שכל מדגם של חומר ממנה יהיה אחיד בהרכב ובמבנה.
טיפת יוד מתערבבת עם מים. התמונה באדיבות gagstreet.
אפשרי גם תמיסות שמורכבות מיותר מ-2 רכיבים, למשל המשקה עראק (וגם אוזו) הוא תערובת משולשת של מים, אלכוהול ושמן שמופק מגרעיני אניס (המכיל בעיקר את החומר אנת'ול Anethol).
למרות שרוב התמיסות הנוזליות שאנו נתקלים בהם בחיי היום-יום מכילות מים, אין שום מניעה (כמובן) שתמיסה נוזלית לא תכיל מים.
כדי שתתאפשר תמיסה נוזלית בטמפרטורה של 70oC- כל מה שצריך הוא לפחות חומר אחד שנמצא במצב נוזל בטמפרטורה זו. חומר כזה למשל, שנמצא בכל בית – הוא האתנול – שזה בעצם ה"אלכוהול" שנמצא בכל המשקאות האלכוהוליים. במצב טהור האתנול קופא רק בטמפרטורה של 114oC- , כלומר הוא נשאר נוזל ב 70oC- (כהערת אגב, זו הסיבה שבארצות קרות משתמשים במדחומים עם אלכוהול דווקא, ולא עם כספית, כדי למדוד טמפ' חיצונית).
באמצעות שימוש באתנול תוכל לעשות תמיסות הנשארות נוזליות גם בטמפ' קרה של -70oC. צריך לשים לב, שישנו מעיין "כלל אצבע" בנוגע למסיסות וטמפ' (יש יוצאים מהכלל, אבל זה נכון באופן כללי): מסיסות של מוצקים בתוך נוזלים, בדרך-כלל פוחתת עם הטמפ', כלומר תצליח להמיס מעט מאוד סוכר (מוצק) או קרח-מים (מוצק) באתנול קר. מסיסות של נוזלים זה בזה – כמעט לא מושפעת מהטמפ' (תוכל להכין תמיסה של אתר בתוך אתנול, שניהם נוזלים בטמפ' המבוקשת), ומסיסות של גזים בנוזל – עולה עם ירידת הטמפ' (נקרא 'חוק ראול', תחשוב על קולה קרה, שמצליחה להכיל גזים, לעומת קולה חמה שמיד כל הגזים בורחים ממנה).
אם בכל זאת תרצה לעבוד עם מים, כממס הנוזלי, מעניין לציין שהמסת מלח בתוך מים מורידה את נקודת הקיפאון שלהם, ובצורה ניכרת, תמיסה בריכוז של 23.3% מלח בישול בתוך מים גורמת להם לקפוא בטמפרטורה של -21.2oC. תמיסה של המלח סידן כלורי (CaCl2) בתוך מים, מורידה את נקודת הקיפאון ל 52 מעלות מתחת לאפס (!), אומנם לא -70oC אבל בהחלט נמוך בצורה ניכרת.
מאת: ד"ר אבי סאייג
המחלקה לנוירוביולוגיה ומכון דוידסון לחינוך מדעי
מכון ויצמן למדע
הערה לגולשים
אם אתם חושבים שההסברים אינם ברורים מספיק או אם יש לכם שאלות הקשורות לנושא, אתם מוזמנים לכתוב על כך בפורום. אנו נתייחס להערותיכם. הצעות לשיפור וביקורת בונה תמיד מתקבלות בברכה.