הגולש תומר שואל: האם מגנט יכול למנוע היווצרות אבנית?

כאשר מטיילים בארץ ישראל, בין אם בנחלי הצפון, או בהרי ירושלים והסביבה, רואים כי הארץ משופעת באבני וסלעי גיר – אלו האבנים בעלות הצבע הלבן האופייני. רוב חלוקי הנחל הלבנים, החצץ שמשמש לבנייה, ואפילו הפירמידות בגיזה עשויים סלעי גיר. מבחינה כימית מדובר בחומר פחמת הסידן (או קרבונט הסידן CaCO3). ומה הקשר בין נופי הארץ לבין האבנית שבקומקום החשמלי? ובכן, האבנית שבקומקום מקורה בדיוק בסלעים הללו. נסביר: כאשר הגשם (מים, H2O) יורד על הארץ הוא מתערבב עם הפחמן-הדו-חמצני (CO2) שנמצא באוויר באופן טבעי, ויוצר חומצה פחמתית (H2CO3), לפי התגובה הכימית הבאה:תגובה הכימית בין פחמן דו חמצני ומים
כאשר חומצה פחמתית נוגעת בסלע גיר, למשל כאשר המים זורמים בנחלים או כאשר מים מחלחלים דרך הסלעים למאגרי מי התהום (האקוויפרים), היא מצליחה להמיס אותו, לפי התגובה הכימית הבאה:ניסוח תגובה כימית בין גיר ל חומצה פחמתית
(aq- מסמל חומר מומס במים, s- מסמל מצב צבירה מוצק) אפשר לאחד את שתי התגובות הכימיות הנ"ל לתגובה אחת כוללת:ניסוח תגובה כוללת גיר פחמן דו חמצני ומים
או, במילים, מים עם פחמן דו-חמצני מצליחים להמיס סלע גיר. התוצאה – מים עשירים בסידן המגיעים אלינו לברזים בבית. מים אלו יוצרים שתי בעיות: האחת- יון הסידן פוגע בפעולתם של סבונים: הוא מגיב עם החומרים פעילי השטח שבסבון ו'מנטרל' אותם על ידי יצירת משקע מוצק (שאינו יכול יותר להקציף ולנקות). הבעיה השנייה – היא יצירת אבנית בעת חימום של המים. כאשר מחממים את מי הברז, הפחמן הדו-חמצני שהיה מומס בהם מתנדף לחלוטין (כמו בכוס קולה שנשארה מחוץ למקרר והתחממה), ומתרחשת התגובה הכימית ההפוכה לזו שהמיסה את סלע הגיר, תגובה הגורמת לשיקוע של גיר:ניסוח כימי שיקוע אבן גיר ממים עם גיר מומס
הסלע גיר הזה ששוקע, הוא האבנית, ומעניין שהסלע ששוקע לנו בקומקום הוא למעשה סלע הגיר מנחלי הצפון שפשוט נמס בזמן שהמים זרמו על ידו.
אם-כך, אבנית היא חומר ממשי שקיים במים, הוא פשוט קיים בצורה מומסת ולכן לא רואים אותו עד שהמים מורתחים והוא שוקע. מכאן- ברור מאליו שהשיטה היחידה למנוע אבנית היא לסלק את החומר מתוך המים, זהו פשוט הגיון פשוט. חומר לא יכול להעלם מעצמו (כך גם קובע חוק שימור החומר). כדי לסלק את האבנית השיטה המודרנית ביותר היא להשתמש במחליפי יונים – שפשוט מצליחים לסלק את יוני הסידן מתוך המים על ידי החלפתם ביונים אחרים: כמו יונים של נתרן שהמלחים שלו לא שוקעים עם החימום. אם תהיתם פעם מה תפקידו של המלח להברקה שצריך להוסיף במקום מיוחד במדיח הכלים: ובכן במדיחי הכלים המודרניים יש מחליף יונים מובנה, מלח הבישול (נתרן כלורי) נועד למחזר את מחליף היונים בתחילת כל הפעלה (לספק לו יוני נתרן חדשים להחלפת יוני הסידן), ועל ידי כך להבטיח גם פעילות טובה של חומרי הניקוי, גם שמירה על גופי החימום של המדיח מפני הצטברות אבנית וגם מניעת סימני משקע אבנית לבנים על הכלים.

ומה לגבי מגנט?
כפי שכתבתי, כיוון שאבנית היא חומר שממש מומס בתוך המים, שום דבר פרט להוצאת החומר לא יכול באמת למנוע אותה. בעקבות הטענות מצד גופים מסחריים על כך שמגנט מסוגל 'למנוע אבנית' נעשו בשנים האחרונות מספר מחקרים מדעיים על הנושא. לחצו כאן למאמר, באנגלית, משנת 1996, שבדק השפעת שדות מגנטיים על היווצרות אבנית (צריך להיות מנוי על העיתון בכדי לראות את כל המאמר) או לחצו כאן למאמר של Kobeושותפיו משנת 2002 על הנושא או לחצו כאן למאמר של Botello-Zubiateושותפיו משנת 2004 (כל שלושת המאמרים פורסמו בעיתונים מדעיים ועברו בחינה וביקורת על ידי מספר צוותים של מדענים אחרים, כך שהתוצאות בהם יכולות להחשב כאמינות).

החדשות הרעות – בכל המחקרים, למרות הטיפול במים במגנט שוקעת אבנית, ובאותה כמות, עם חימום המים. אבל כן ישנה השפעה של המגנט: המאמר הראשון מראה, שאם יש מגנט בעת חימום המים (למשל מגנט בתוך הקומקום) האבנית נוטה פחות להיווצר על המגנט, ובנוסף כאשר מסתכלים על גבישי האבנית במיקרוסקופ, רואים שאלו שליד המגנט יותר גדולים.


גבישים בגודל שונה, בשורה העליונה הגבישים שנוצרו במים ללא שדה מגנטי, בשורה התחתונה - עם. התמונות נלקחו מתוך המאמר הראשון, של L. Pach, S. Duncan, R. Roy and S. Komarneni מתוך J. Materials Science Letters 15, 613-615

המאמר השני בדק את סוג גבישי האבנית שנוצרים, אבל שוב, הבדיקה נעשתה כאשר יש מגנט נוכח בתוך המים, כך שזה פחות רלוונטי ל'סנני מגנט' ביתיים שבהם המים רק זורמים לרגע קצרצר ליד המגנט. המאמר השלישי בדק משהו יותר דומה למסננים – המים רק זרמו ליד מגנט, ואח"כ האבנית נבדקה. מסתבר שישנם שני סוגים של גבישים של אבנית, השונים זה מזה בצורה החיצונית: האחד הוא קלציט (calcite) והשני ארגוניט (aragonite) (לשניהם אותו מבנה כימי, רק צורת גביש שונה). לקלציט צורה של קובייה, ולארגוניט צורה של מחטים (ראו תמונה). הארגוניט פחות נוטה להידבק לעצמים אחרים, כלומר האבנית שלו יותר 'מרחפת' במים לעומת הקלציט – שנדבקת לדפנות הקומקום.


גביש סידן פחמתי מסוג ארגוניט, דמויי מחט (תמונה באדיבות ויקיפדיה)

המחקר מצא – שהמגנט מצליח לשנות את היחס בין הקלציט לארגוניט, אם במים רגילים, ללא טיפול יש 18% ארגוניט, אז אחרי הטיפול האחוז של האבנית-ארגוניט עלה ל 35%~. (אבל עדיין רוב האבנית היא קלציט, מהסוג ששנדבק), וגם בחדשה טובה זו יש הסתייגות: האפקט הושג רק לאחר שהמים עמדו במנוחה (זמן אינקובציה) בכלי לפחות 15 שעות (!) לאחר הטיפול, כלומר כדי להשיג את האפקט (שכאמור לא מסלק את האבנית, אלא רק משנה את אופיו של מיעוט מהחומר) על המים היה לעמוד. בהתחשב בזה, אפילו האפקט המדווח לא צפוי להימצא במסנני מים מגנטיים – כי הם לרוב נמצאים סביב צינור המים, והמים עוברים בהם במהירות רבה ביותר, ומיד משתמשים בהם ללא זמן מנוחה, אך כדי להיות בטוחים בכך ב100% גם את זה צריך לבדוק, ולמזלנו, גם זה נבדק בדיוק: כבר בשנת 1985 פרופ' דוד חסון מהמחלקה להנדסה כימית בטכניון בדק מה ההשפעה הריגעית של 'סנן מגנט' מסחרי על אבנית בתוך צינור מים, לאחר שימוש מדוייק על פי הוראות היצרן (לחצו כאן לקישור למאמר) והתוצאה: אפס, למגנט לא הייתה שום השפעה על היווצרות האבנית בתנאים כאלו.
לסיכום הטענה ש'מגנט מונע יצירת אבנית' היא פשוט 'קישקוש' שנובע מבורות (במקרה הטוב) או נוכלות (במקרה הרע). הדבר היחיד שניתן לומר הוא שבתנאים מאוד מסויימים (כאשר המים עומדים במנוחה מספר שעות אחרי חשיפה לשדה מגנטי חזק) – ישנו שינוי קל במבנה הגבישי של האבנית, שינוי שלא בא לידי ביטוי כאשר המים סתם חולפים ריגעית ליד מגנט כמו בסננים מגנטיים. במאמר מוסגר נאמר – שאם הם היו יעילים, מפעלים ומכבסות פשוט היו שמים מגנט על הצינור במקום להוציא כספים רבים על סילוק האבנית מתוך המים...

שימו לב - מידע חשוב נוסף בנושא - נמצא בפורום השאלות מתחת לכתבה.

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.

 

117 תגובות

  • טל

    מרכך מים

    אבי שלום
    הטכנאי שהחליף אצלי פילטר במיני בר מים ,שכנע אותי לרכוש גם מרכך מים מגנטי ,כמו זה שמחברים על צינור מכונת הכביסה...
    כפי שקראתי אין באמת הוכחות ליעילותו אך האם הפעולה המגנטית עלולה לגרום לנזק בריאותי?

  • שלומי דגן

  • יוסי

    האם יש ציפוי שמונע היווצרות אבנית?

    האם יש ציפוי שמונע היווצרות אבנית, או מונע את ההדבקה ... כך שהגיר ישטף החוצה.

  • מומחה מצוות מכון דוידסוןאבי סאייג

    כללית

    לפלסטיק טפלון לא נדבקים דברים, בגלל מבנהו הכימי. ובכלל - לפלסטיקים באופן כללי - האבנית לא צפוייה להדבק, או להדבק באופן רופף מאוד (בגלל שוני רב במבנה הכימי שלא מאפשר הידבקות טובה בין השניים, קושי לעשות אינטראקציות). שים לב שלקומקומים מפלסטיק האבנית כמעט לא נדבקת לפלסטיק אלא לגוף החימום עצמו, ואם נדבקת לפלסטיק יורדת בניגוב קל.

  • רמי

    מגנט ואבנית

    אצלי, בזכות המגנט , נעלמה האבנית לחלוטין ממעדני הזרם.
    במשך שנים, הייתי מחליף את מעדני הזרם בביתי כל 2-3 חודשים לאחר שהתמלאו אבנית וליכלוך.
    לפני כ 6 שנים רכשתי מתקן מגנטי קטן (מחברה גדולה) שהוצב אחר כבוד מתחת לכיור המטבח. מקיף את צינור המים (החלק המתכתי) של המטבח.
    למשך 3 חודשים ראשונים עדיין לא נראה יתרון משמעותי. אך לאחר החלפת מסננים זאת, לא נדרשתי יותר להחליף מסננים . כבר כמה שנים אין צורך לטפל במעדני הזרם!!!
    יש אבנית בביתי, הקומקום דורש טיפול כל חודש, אך משום מה מעדני הברז בברזים בבית נקיים מאבנית נדבקת.
    ראוי לציין שרוב צנרת המים בביתי עשויה מפלסטיק, דבר שכנראה עוזר לתופעה.

  • מומחה מצוות מכון דוידסוןאבי סאייג

    תודה

    תודה על העדות, כמובן זה לא ניסוי מדעי מבוקר עם 'ביקורת', אבל בכל זאת מעניין, יכול להיות שכאן ההשפעה המקומית עבדה (כי המעדן נמצא סנטימטרים ספורים מהמגנט עצמו), זה יכול להסביר גם מדוע בקומקום עדיין יש אבנית. כלומר - אם יש השפעה היא מקומית. אפשרות אחרת היא העובדה שבשנים האחרונות יותר ויותר ממקורות המים בישראל מגיעים מהתפלה, ופחות ופחות ממעיינות. מי ההתפלה מכילים הרבה פחות אבנית.

  • רמי

    השפעת המגנט

    אבי סאייג שלום!

    יש לי בביתי מספר מעדני זרם , כשהמרוחק מהמגנט מרחקו האווירי מעל 6 מטר ממנו (והצנרת ארוכה יותר). כולם נקיים ולא דורשים טיפול.
    (גם ראשי המיקלחת היו מתאבנתים לפני ימות המגנט, ומזמן שרותו לא נדרשתי לנקותם)
    יכול להיות שהמים שמגיעים אל ביתי באמת נקיים יותר (והתחילו להגיע, בצרוף מיקרים, בדיוק עם הגעת המגנט הכל יכול) ואין מספיק לכלוך/דבק להדביק את האבנית למעדנים ולסותמם. בקומקום המים מתאדים ולאבנית שנשארת אין מילוט אלא תחתית הקומקום .

    תודה על תשובתך.

  • מומחה מצוות מכון דוידסוןאבי סאייג

    עדיין

    חשוב להדגיש - שניסויים מדעיים מבוקרים, לא מצאו למגנט כל יתרון מעבר ללוקאלי לחלוטין, כמו שמוצג בהרחבה בכתבה, כך שהייתי נוטה יותר לכיוון הסברה של שינוי המים בישראל (ואם כבר עדות אישית - אותה התופעה התרחשה אצלי בבית, עד לפני שלוש שנים - ברז מתיזן עם חורים דקיקים היה מצריך טיפול ניקוי כל שלושה חודשים, ופתאום - הפסיק להיסתם, מיותר לציין שאני לא משתמש בשום מגנט)

  • אביהו

    הכרת תודה ושאלה

    ראשית, ברצוני להודות על ההסבר הפשוט והמצויין.
    לפני מספר חודשים הרכבתי מערכת "החייאת מים" של מיבריאה שעכשיו אני מבין שהפכה את האבנית אצלי בקומקום מאבנית קלצית לאבנית ארגונית בכמעט 100%. האם יש לכם מידע כיצד הדבר פועל בתחום החייאת המים?

  • מומחה מצוות מכון דוידסוןאבי סאייג

    תודה ותשובה

    השם 'החייאת מים' הוא מסחרי ולא מדעי. באתר החברה הם כותבים על המוצר שלהם כך (ציטוט): "חברת מיבריאה מפתחת תמציות מים לליבות ההחייאה, התמציות בליבות משפיעות על המים הזורמים בקרבתם ללא מגע פיזי בניהם על פי "עיקרון ההשראה" הטבעי של המים. מתקן ההחייאה מורכב על צנרת המים. מיקום שלושת ליבות ההחייאה במתקן יוצר תנועת וורטקס מחודשת במי הצנרת המשיבה למים מחיוניותם וחיותם. התוצאה - מי צנרת טעימים ואיכותיים. המים מתקתקים בעלי מרקם קטיפתי עדין ובליעתם חלקה וזורמת, הפחתה משמעותית בכמות הכלור הקשור במים ועלייה ביציבות הבקטריאלית ביחס למי צנרת שלא עברו החייאה. בדומה לתמציות מים מתחום ההומיאופתיה, פרחי בך ורפואת תדרים - אין אפשרות למדוד בערכים מדידים את תכולת התמצית, כמו את מידת ההשראה של המים. " - אם החברה עצמה כותבת שאין אפשרות למדוד בערכים מדידים את מידת ההשראה של המים - מובן שהדבר חוסם כל אפשרות להסבר מדעי. כמו-כן, הטענה היא שהמצב דומה ל"תמציות מים מתחום ההומיאופתיה" - וכאן אפשר לציין שאין אפילו לא ניסוי מדעי אחד שהצליח להראות כי הומאופתיה יעילה יותר מתרופת דמה/ פלצבו (כלומר השפעתה, שקיימת בהחלט, היא פסיכולוגית בלבד / באמצעות השפעה פסיכולוגית על הפיסיולוגיה-הגוף). אבי

  • שמעון רדליך

    נזקי אבנית -חיפוש מידע

    ראשית לכתבה עצמה. לטיפול המגנטי שמתקיים "אין זיכרון" כך שבהחלט מול מכונת כביסה למשל המים שעוברים ומושפעים מהשדה המגנטי יש תועלת קצרת טווח אך לשים מגנט ליד מונה המים הדירתי אין טעם כי מים עומדים לא זוכרים את ההשפעה כי המגנט משפיע נקודתית. אלקטרו מגנט משפיע יותר למרחק אך גם הוא לא פרמננטי. אותו פרו' חסון מצא במחקרו שמתכות מומסות במים מקטינות שיקוע וזה עובדתית נכון והטיפול פרמננטי. שאלה לפרו': האם יש לך מקור מידע אמין לאמדן הנזק האנרגטי שיש לאבנית- יש מחקרים שונים שנעשו באונ' קרנפילד באנגליה שמראים כ-6 מ"מ אבנית= 40% בזבוז אנרגיה .תודה

  • איתן

    האם הפילטרים הנמכרים עבור מכונות כביסה מונעים אבנית

    יש פילטרים שאמורים להיות מחוברים על צינור המכניס מים למכונת הכביסה ומכיל גולות לבנות (נראה כמו סוג מלח) שמצהיבות עם הזמן. הפילטר אמור למנוע הצטברות של אבנית בתוך המכונה. האם זה עובד ?

  • אבי סאייג.

    תשובה

    קשה לי לענות בדיוק, כי מהשאלה קשה לדעת פרטים באיזה חומר מדובר. מה שבטוח אפשר לומר – שאם הפילטר נמצא רק מסביב לצינור הכנסת המים, ולא בא במגע עם המים – אין סיכוי שימנע אבנית, מאותה הסיבה שהמגנטים לא מונעים (אין מניעה ב'השראה ממרחק'). אם הגולות נוגעות במים – ישנו סיכוי שימנעו אבנית, תלוי בחומר המדובר: אולי מדובר במחליף יונים (ראה תשובה) אבל הסיכוי לכך נמוך, כי מחליף יונים דורש תחזוקה שותפת של הוספת מלח. בנוסף – ישנו חומר בשם 'סיליפוס' (תרכובת של תחמוצת סיליקון וזרחן) שנמצא שהוא משנה את אופי ההתגבשות של אבנית, כך שלא נוטה להדבק למשטחים אלא להישאר מרחפת, וכך נמנעת הצטברות אבנית. אם בכך מדובר – אז אכן תימנע הצטברות אבנית. אבל הסיליפוס נמס עם הזמן במים, ודורש חידוש מדי פעם בפעם, אם הגולות הלבנות עליהם אתה מדבר לא נמסות, כנראה גם לא מדובר בזה.

    אבי

  • שמעון

    סיליפוס

    כאשר פילטר "למניעת אבנית"מיועד למי שתיה,האין סכנה בשתית מים המכילים את ה"סיליפוס" שנמס בם? ואם הסינון מתבסס על החלפת יונים ע"י נתרן כפי שתארת,האם מי השתיה לא יכילו נתרן בשיעורים גבוהים?
    תודה

  • מומחה מצוות מכון דוידסוןאבי סאייג

    סיליפוס ובריאות

    ראשית, כמו שאנחנו תמיד שבים ומדגישים באתר – האתר אינו רפואי, ואינו יכול ליעץ / לקבוע קביעות רפואיות.
    בקשר לסיליפוס – אכן כאשר נמס במים עולה בהם ריכוז הזרחן (פוספאט), לא מצאתי מחקרים הטוענים לבעיות בריאותיות עקב כך (זה כמובן לא אומר שיש או אין בכך בעיה), בכל אופן הסיליפוס מאושר לשימוש במי השתייה על ידי משרד הבריאות, ראה כאן תגובת המשרד לפניית אירגון אמון הציבור בנושא סיליפוס (במרכז הכתבה). להרחבה אתר בעברית
    http://ong.nana10.co.il/Article/?ArticleID=663728
    ובאנגלית על סיליפוס
    http://www.aquachemix.com/health.htm
    (יש ליזכור שהאתר האחרון, ודומים לו, 'משוחדים' לטובת הסיליפוס כי מטרתם למכור את החומר), בכל אופן הטענה המרכזית שלהם, והיא נשמעת לי הגיונית, היא שבמים מטופלי סיליפוס ריכוז הזרחן הוא 5 מ"ג לליטר, אם שותים מהם 2 ליטר ביום – צורכים תוספת של 10 מ"ג פוספט, וזה רק 0.3% מהצריכה היומית שלו ממזונות אחרים (לדוגמא, במנה של לחם יש 696 מ"ג פוספאט) – כך שלא אמורות להיות ממנו כל בעיה בריאותית (בכלל מומלץ לצרוך פוספסט / זרחה כמינרל ברמה של 800-1200 מ"ג ביום – לפי המלצת כל אירגוני הבריאות, פוספאט הוא מינרל חיוני לחיים, הדי-אן-איי, למשל, בנוי בחלקו הגדול מפוספט).
    חשוב לציין שסיליפוס הוא לא שם כימי – אלא שם מסחרי של חברה תעשייתית (חברת הכימיקלים BKG ראה כאן הדף הרישמי של הסיליפוס באתר החברה (חברה גרמנית במקור שבמקריות נרכשה על ידי חברת כימיקלים לישראל) http://www.iclwater.com/siliphos.html וגם כאן אישור בריאות: http://sunpowerspain.com/pdf/Domestico/SILIPHOS%20CERTIFICATE.pdf ), וההרכב המדוייק של החומר הוא סוד מסחרי ולא מפורסם ברבים, לצערי אין התיחסות כלל לכמות הסיליקטים שהסיליפוס משחרר למים (אלא רק לזרחן), שהחברה כותבת שהם חלק מהרכב המוצר – ועל השפעות בריאותיות, אם יש או אין להם.
    אם אתה בכל זאת חושש – אתה יכול להשתמש בו, כזהירות מונעת, רק במים שלא שותים אותם (למשל המים של מכונת הכביסה או המים שנכנסים לדוד מים חמים – כך אני אישית עשיתי בביתי).

    לגבי סילוק אבנית המבוסס על החלפת יוני סידן בנתרן – אתה צודק, כמובן שריכוז הנתרן במים כאלה יותר גבוה, מסננים המשתמשים בנתרן נמצאים במכשירים כמו מדיח כלים (ואז לא שותים את המים), למי-שתייה לרוב משתמשים במחליפי יונים שמחליפים את יוני הסידן ביוני מימן H+, (ואת היונים השליליים ביון הידרוכסיד OH-) - שמגיבים ביניהם לתת מים, כך שבסה"כ המים הופכים לנטולי מינרלים (לפחות חלקית), כי המינרלים 'נתפסים' בתוך מחליף היונים שבסנן – ולמעשה במקומם משתחררים למים - מים.

    בברכה,
    ד"ר אבי סאייג
    מכון דוידסון לחינוך מדעי
    מכון ויצמן למדע

  • אורן

    תודה, יופי של מאמר!

    במיוחד נחמד לראות את מיתוס המגנטים זוכה לטיפול פרטני שלא משאיר מקום לספקות.

  • אריאל

    תודה רבה!

    זה היתה תשובה נהדרת ולמדתי ממנה המון.

  • עמודים