נוסח השאלה המלא: איזה תגובה מתרחשת בזמן מריחת אקונומיקה על שמיר (כלורופיל). עשינו במעבדה שלנו בכימיה ניסוי ומרחנו חומרים שונים על צמחים שונים ובתוכם פיגמנטים שונים. לא הצלחנו להבין מדוע המלבין הלבין את הכלורופיל בשמיר?
בעבר נענתה שאלה דומה – כיצד אקונומיקה מלבינה צבעים, לחצו על הקישור לפתיחת התשובה.
הכלורופיל, מהמולקולות החשובות ביותר בעולם החי (היא המולקולה החשובה ביותר בתהליך ה'פוטוסינתזה' שמתרחש בצמחים, אשר במהלכו הופכים הצמחים מים ופחמן דו חמצני לסוכר גלוקוזה, התהליך אוגר למעשה את אנרגיית השמש בתור אנרגיה כימית, מיצר חמצן, ומאפשר למעשה את התקיימותם של כל שאר היצורים החיים, שאינם צמחים, על פני כדור הארץ, ומכאן חשיבות התהליך והמולקולה).
הכלורופיל מקנה לצמחים את צבעם הירוק. תמונה באדיבות ויקיפדיה
למעשה אין רק מולקולת כלורופיל אחד, אלא ישנם 5 סוגים: a,b,c1,c2,d. כאשר לכולם גוון ירוק (כלומר – כאשר אור לבן, שמכיל את כל הצבעים מאיר על הכלורופיל – הוא בולע את שאר הצבעים, ומחזיר חזרה לעיננו את האור הירוק).
הכלורופיל הוא מולקולה אורגנו-מטאלית, כלומר מולקולה המשלבת מתכת (מטאל, בכל מולקולה של כלורופיל מכילה אטום אחד של מגנזיום, Mg, במצב יוני) ושלד אורגני – של של פחמן. מבנה המולקולה לדוגמא:
כלורופיל מסוג b (ימין) ו-c1 (שמאל), הקווים השחורים מיצגים קשרים עם אטומי פחמן. התמונות באדיבות אתר ויקיפדיה
פרט לתפקידיו החשובים בפוטוסינתזה, הכלורופיל הוא גם 'סתם' צבע (הוא גם משמש כצבע מאכל טבעי ירוק), וכפי שניתן לראות במולקולה, הכלורופיל מכיל שרשרת ארוכה של קשרים כפולים מצומדים, כלומר שרשרת ארוכה של קשרים כימיים שהם לסירוגין קשר אחד (קו שחור אחד בציור המולקולה) וקשר כפול (2 קווים מקבילים בציור המולקולה). כפי שהוסבר בעבר, שרשרת קשרים כזו היא המאפשרת למולקולות אורגניות לבלוע פוטונים המרכיבים את האור – ולהיות בעלות צבע. (להסבר המפורט ראו התשובה על האקונומיקה בקישור למעלה).
כלומר – הכלורופיל אינו שונה מבחינה זו מכל מולקולת צבע אורגנית אחרת, וכאשר האקונומיקה, שהיא חומר מחמצן חזק, נוגעת בכלורופיל (המחמצן הוא יון ההיפוכלוריט,-ClO, שהאקונומיקה מכילה) – היא מצליחה לחמצן את (חלק מ) הקשרים הכפולים שבו, כאשר אלה מתחמצנים, הם הופכים לקשרים יחידים ולכן נהרסת השרשרת הארוכה של הצימוד (של קשר יחיד-כפול-יחיד-כפול...) - כאשר נהרסת השרשרת הזאת נהרסת היכולת של הכלורופיל לבלוע צבע, והוא הופך לבן – כלומר, הוא מחזיר חזרה כל צבע שמואר עליו.
בנוסף לכך, האקונומיקה יכולה להרוס את יכולת בליעת הצבעים של הכלורופיל במנגנון נוסף: האקונומיקה היא חומר מאוד בסיסי, כלומר חומר שריכוז יוני ההידרוקסיד שבו, (יוני -OH) מאוד גבוה. כאמור – בכל מולקולת כלורופיל ישנו במרכז יון מגנזיום, שהאינטראקציה בינו לבין הקשרים הכפולים גם-כן תורמת לצבע הספציפי של הכלורופיל. כאשר יון הידרוקסיד בה במגע עם יון מגנזיום נוצר משקע קשה תמס, של מגנזיום הידרוקסיד (Mg(OH)2) , לפי התגובה:
Mg2+ + 2OH- -------------> Mg(OH)2
משקע זה בעצם מסלק את המגנזיום ממולקולת הכלורופיל, ולכן תורם גם-כן להעלמת הצבע.
אם מקורו של הצבע הירוק בצמח השמיר לא היה בכלורופיל או במולקולה אורגנית אחרת, אלא בחומר אנאורגני – אזי האקונומיקה לא היתה מצליחה להלבין אותו. (למשל: אקונומיקה לא תצליח להלבין את החולות הציבעוניים שבהרי אילת וסיני, משום ששם מקור הצבע במתכות מחומצנות, ולא בתרכובות אורגניות).
מאת: ד"ר אבי סאייג
מכון 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.
