בניסוי הזה נלמד איך להפיק צבע מכרוב סגול ואיך אפשר לגרום לו לשנות את צבעו. הניסוי מחייב השגחה של מבוגר!

ציוד

  • כרוב סגול
  • קנקן או קערה או צנצנת גדולה
  • 5 כוסות
  • 5 כפיות
  • מסננת תה קטנה (לא חובה)
  • חומר לניקוי אסלות (יש להשתמש בחומר חסר צבע)
  • חומץ
  • מלח בישול
  • סודה לשתייה
  • אבקת כביסה
  • כל חומר אחר (מומס במים) שתרצו לבדוק

מהלך הניסוי

את מהלך הניסוי אפשר לראות בסרטון הבא:

הסבר

בתוך עלי הכרוב יש קבוצה של חומרים שנקראת אנתוציאנינים, שמגנים על הצמח מפני קרינת השמש (כמו שעושה קרם ההגנה שאנחנו מורחים על עורנו בחוף הים). החומרים הללו נמצאים לא רק בכרוב אלא גם בפרחים (רקפות, כלניות ועוד) ופירות רבים (ענבים, תפוחים ועוד). כמו כן, בתקופת השלכת הרבה עלים עוטים גוונים אדומים, בעיקר בגלל האנתוציאנינים שנמצאים בהם.

נוסף על ההגנה מפני השמש מתברר שהחומרים הללו יכולים לשמש כחומרי בחן – אינדיקטורים, כלומר חומרים שמשנה את צבעם כשמערבבים אותם עם חומרים אחרים שהם חומצות או בסיסים. מיץ לימון וחומץ, לדוגמה, הם חומרים חומציים וסודה לשתייה ואבקת כביסה הם חומרים בסיסיים ולכל חומר יש דרגת חומציות או בסיסיות אופיינית לו כשממסים אותו במים. האנתוציאנין מגיב כימית באופן שונה לחומצות ולבסיסים, כשלכל תוצר של תגובה יש צבע אופייני שונה. כך פועלים למעשה כל האינדיקטורים.

למשל: אנתוציאנין סגול + חומצה --> תוצר בצבע אדום.
או אנתוציאנין סגול + בסיס --> תוצר בצבע ירוק.

דרגת החומציות או הבסיסיות של חומר נמדדת בסולם pH, כך שמספרים נמוכים משבע בסולם הזה מעידים על תמיסות חומציות, מספרים גבוהים משבע מסמלים תמיסות בסיסיות ומספרים קרובים לשבע מסמלים תמיסות נייטרליות מבחינת רמת החומציות/בסיסיות שלהן.

מה שיפה באנתוציאנינים הוא שכל שינוי של 3-2 מספרים ברמת ה-pH שלהם משנה גם את המבנה הכימי שלהם. כתוצאה מכך גם הצבע שלהם משתנה, ולכן תמיסה של כרוב מאפשרת לנו לדעת לא רק אם חומר הוא בסיס או חומצה, אלא גם את עוצמת החומציות או הבסיסיות שלו. מאחר שמדובר כאן לא רק בחומר אחד אלא במשפחה של חומרים, כל אחד מהם משנה את צבעו בדרגת pH קצת שונה ואנחנו יכולים לקבל גוונים רבים מאוד. אם נשחק עם חומרים שונים בעלי דרגת חומציות או בסיסיות אחרת, נוכל לקבל גם צבע צהבהב, ורוד או סגול-לילך.

39 תגובות

  • אנונימי

    אני עושה עבודה יש לכם שאלות

    אני עושה עבודה יש לכם שאלות מתאימות לנושא?

  • מומחה מצוות מכון דוידסוןאבי סאייג

    לא הבנתי

    אנחנו כאן עונים על שאלות באתר, לא שואלים (ובטח לא מכינים עבודות / שיעורי בית...)

  • ענבר

    קירור

    חובה לקרר שלוש שעות? או שאפשר פחות זמן במקרר? דחוף מאוד מאוד

  • מומחה מצוות מכון דוידסוןאבי סאייג

    רק כדי שיהיה קר למגע

    היי ענבר
    הקירור הוא מסיבה בטיחותית - כדי ש'מיץ הכרוב' יהיה קר למגע ולא יגרום כוויות. לא חובה שלוש שעות ואפשר גם במקרר.
    בהצלחה בניסוי!

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

  • ירין

    הפיכת עלה ירוק לצהוב

    איך ניתן להפוך עלים ירוקים של תרד לצהובים בצורה מלכותית ולא בשמש

  • מומחה מצוות מכון דוידסוןאבי סאייג

    תנסה

    היי ירין
    תנסה לטבול את העלים באקונומיקה, אבל למעט זמן (אחרת הם כבר יהפכו ללבנים). כמובן שהתרד אסור באכילה אחרי טיפול כזה. להרחבה והסבר ראה הכתבה שלנו כאן:
    https://davidson.weizmann.ac.il/online/askexpert/chemistry/%D7%9E%D7%93%...

    בהצלחה
    ד"ר אבי סאייג
    מכון דוידסון לחינוך מדעי
    מכון ויצמן למדע

  • חגית חלימי

    ניסוי הכרוב הסגול ושבוע הבריאות

    שלום לך, שמי חגית.
    הסרטונים שלך מעשירים מאוד את המפגשים המדעיים בכתה ובגן ילדים. תודה גדולה.
    אני מעוניינת לקשר את ניסויי זיהוי חוצה ובסיס לשבוע הבריאות . תוכל לעזור לי מעט בקישורים והסברים מתאימים?

  • מומחה מצוות מכון דוידסוןאבי סאייג

    חומציות בסיסיות ובריאות

    היי חגית
    אני שמח שהסרטונים עוזרים ומעניינים. בקשר לשבוע הבריאות, אולי את יכולה לקשר את נושא החומציות לבריאות השיניים: חשיפת שיניים לחומצה לזמן ארוך הורסת אותם, ממיסה את תרכובות הסידן (סידן זרחתי) מהן בנויות השיניים. עצמות בנויות מאותו סוג של מינרל כמו השיניים, ותראי מה קורה להם אחרי כמה ימים בתוך חומץ:
    http://goo.gl/WrzLD9
    אז אף אחד לא באמת ממלא את הפה במשקה חומצי למשך כמה ימים, אלא חושף אותו לכמה שניות, אבל עם השנים זה הורס את השיניים. אז אפשר להראות / לבדוק חומציות של משקאות או מאכלים שונים, והאם הם בריאים לשיניים. אגב – גם משקאות מתוקים לא בריאים לשיניים: החיידקים מייצרים מהסוכר חומצה וככה 'קודחים' לנו חורים בשיניים. הכל 'אשמה' החומצה.
    (אולי את יכולה להשרות שן של מישהו בתוך חומצה במשך שבוע, בהשוואה להשרייה סתם במים לצורך ניסוי).
    מהצד השני, בסיסים חזקים מאוד – גורמים לנזק לרקמות, לכן חייבים לשטוף ידיים אם נוגעים באבקת כביסה.
    עוד משהו שקשור לבריאות: חומצה ובסיס סותרים זה את זה, ולכן אנשים שסובלים מצרבת (חומצה שעולה מהקיבה) שותים תמיסה עם אבקת סודה לשתייה (בסיס) כדי לסתור את החומצה.
    בברכה
    ד"ר אבי סאייג
    מכון דוידסון לחינוך מדעי
    מכון ויצמן למדע

  • רוני

    יצירת צבע מאכל טבעי כחול

    שלום אבי,
    מעוניינת להכין צבע מאכל כחול טבעי מהכרוב.
    הבעיה היא שבהוספת אבקת סודה לשתיה הצבע שמתקבל אצלי הוא ירוק חזק. מה ניתן לעשות כדי להגיע ל pH הרצוי וגם לשמור על יציבות של התמיסה לאחר הוספה לקרם של העוגה ? יש באפשרותי להשתמש בנייר pH אם זה יכול לעזור
    תודה!! ניסוי נחמד מאד
    תודה!

  • מומחה מצוות מכון דוידסוןאבי סאייג

    כחול

    היי רוני
    תמיסת מי-כרוב מקבלת צבע כחול בדרגות pH של 8-9. אלו הדרגות של תמיסות סודה לשתייה מהולות – כמו שאפשר לראות בניסוי שלנו. צבע ירוק מתקבל בתמיסה בסיסית יותר של pH=10 ומעלה. אם את מקבלת ירוק – סימן שהתמיסה שלך בסיסית מדי, נסי להוסיף פחות סודה לשתייה – הרבה פחות (תתחילי בקמצוץ), או למהול יותר את התמיסה, או להוסיף טיפה חומר חומצי – כמו מיץ לימון, להוסיף בהדרגה בכמות קטנטנה (נגיד באמצעות קיסם טבול במיץ לימון), עד שהצבע הירוק שקיבלת הופך להיות כחול. לחלופין את יכולה להיעזר בנייר pH כדי לנסות להגיע לדרגה של סביבות 8-9.
    אני מוסיף קישור לבלוג על הכנת צבעי מאכל טבעיים (גם שם ממליצים להתחיל מכמות קטנה של סודה לשתייה כדי לקבל צבע כחול) : http://michalbakescakes.com/?p=400#more-400
    בהצלחה
    ד"ר אבי סאייג
    מכון דוידסון לחינוך מדעי
    מכון ויצמן למדע

  • רוני

    תודה רבה על המידע המועיל!

    תודה רבה על המידע המועיל!
    אנסה,
    רוני

  • אנונימית

    מדוע דווקא החומצות גורמות

    מדוע דווקא החומצות גורמות לצבע אדום ואילו הבסיסים לצבעי ירוק? פירוט על מה גורם לכך

  • מומחה מצוות מכון דוידסוןאבי סאייג

    הצבעים הספציפיים זה לא משהו אוניברסלי

    הצבעים הספציפיים זה לא משהו אוניברסלי, כלומר זה לא איזה חוק טבע שבסיסים תמיד יצרו צבע 'ירוק' וחומצות תמיד יצרו צבע אדום. זה תלוי באינדיקטור שבו את משתמשת:
    למשל האינדיקטור פנולפתלאין דווקא וורוד בבסיסים וחסר צבע ברוב טווח החומציות,
    האינדיקטור קונגו אדום – הוא כחול – בחומצות חזקות, ואדום בסביבות בסיסיות יותר וכן הלאה וכן הלאה, את יכולה לראות כאן צבעים של אינדיקטורים שונים בטווחי חומציות-בסיסיות שונים:
    https://he.wikipedia.org/wiki/%D7%90%D7%99%D7%A0%D7%93%D7%99%D7%A7%D7%98...
    יש ממש את כל צבעי הקשת ללא חוקיות.
    אם את רוצה - הסבר על קצה המזלג על צבעים ועל שינויי צבע:
    הצבע של חומר אורגני (כמו באינדיקטורים) נובע מכך שהמולקולות שלו, או ליתר דיוק האלקטרונים שבמולקולות שלו, בולעים חלק מקרני האור שמקרינים עליו, כך שלעיננו חוזר רק חלק אחר של האור, שלא נבלע - ואלו הם הצבעים שאנו רואים (האור מהשמש מכיל בהתחלה את כל צבעי הקשת בערבובייה, לאחר שחלק נבלעו אנו רואים את האחרים). כל שינוי, אפילו קל, במולקולה, גורם לשינוי בצבע האור הנבלע, ולכן גם בצבע שאנו רואים בעין. חומצות ובסיסים גורמים לשינויים שונים במולקולה (למעשה יש בכרוב כמה מולקולות שיכולות להגיב), כך שאין פלא שהצבע שונה אחרי תגובה עם בסיס או עם חומצה.
    בליעת אור על ידי חומר זהו תהליך הקשור לתורת הקוונטים, ואם רוצים לחזות מראש איזה 'צבע' יהיה למולקולה יש לערוך חישובים על המערך האנרגטי ורמות האנרגיה של האלקטרונים במולקולה, כי כאשר אלקטרון בולע פוטון – שהוא חלקיק אור, האלקטרון עולה ברמת האנרגיה שלו, הפרשי האנרגיה ברמות האנרגיה השונות של האלקטרון הם שיקבעו איזה פוטון יבלע. חישובים כאלו מצריכים שנים של לימוד - ומעבר להיקף הכתבה באתר (ולמעשה – אני לגמרי לא בטוח שהחישוב נעשה על מולקולות האנתוציאנין שבכרוב, חישובים כאלה נמצאים בחזית המדע של המחקר בנושא).
    בברכה
    ד"ר אבי סאייג
    מכון דוידסון לחינוך מדעי
    מכון ויצמן למדע

  • אנונימי

    מה הרקע לניסוי זה?

  • מומחה מצוות מכון דוידסוןאבי סאייג

    כל מה שכתוב

    היי
    הרקע הוא כל מה שכתוב בכתבת הטקסט - בחלק הראשון של ההסבר.
    גם רקע מנקודת המבט הביולוגית - של הצמחים ועלי הכרוב, והחומרים שבהם.
    וגם רקע כימי על חומצות ובסיסים וסולמות pH .

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

  • תמר

    שאלה דחופה

    רציתי לדעת אם הכמות של המיץ הסגול משפיעה על הגורמים המשתנים?

  • מומחה מצוות מכון דוידסוןאבי סאייג

    כל אחד והניסוי שלו

    היי תמר –
    זה תלוי מה את בודקת בניסוי, ומה הגורמים המשתנים שמעניינים אותך, כל אחד יכול לתכנן ניסוי אחר ובו גורמים משתנים אחרים. וכיוון שכך – את צריכה בעצם לבדוק את השאלה בעצמך בניסוי.
    ובאופן כללי – במדע עדיף כמה שפחות להניח דברים מראש בלי לבדוק, כלומר בקשר לשאלה שלך אי אפשר להניח מראש שלכמות המיץ הסגול אין השפעה בכלל על מהלך הניסוי / גורמים בניסוי. תמיד צריך להניח שיכולה להיות לו השפעה, ולבדוק בניסוי מבוקר האם אמנם כך או לא.
    בברכה
    ד"ר אבי סאייג
    מכון דוידסון לחינוך מדעי
    מכון ויצמן למדע

  • דנה

    אינדיקטורים מזהים

    היי... רציתי לשאול אם האינדיקטורים האחרים בטבע, כמו תה היסמין ותה הלבנדר טובים כמו הכרוב הסגול בזיהויי הבסיסים והחומצות....

  • מומחה מצוות מכון דוידסוןאבי סאייג

    פחות

    היי דנה
    אני אישית לא התנסיתי בתה לבנדר או יסמין כאינדיקטורים, אבל ממה שמצאתי כאן:
    http://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/ed070p326
    רשימה של "תה-ים" כאינדיקטורים. כפי שאפשר לראות - כל סוגי התה ברשימה (גם תה רגיל!) משנים את הצבע בחומצות ובסיסים - ובכך הם טובים.
    אבל לכולם רק 2 שינויי צבע בלבד, אחד ל'חומצה, וצבע שני ל'בסיס' (תה יסמין מצהוב לחום, ותה לבנדר מוורוד לירוק) ואילו בכרוב הסגול יש טווח של צבעים (כי מכיל תערובת של אינידקטורים) ברמות חומציות-בסיסיות שונות - ובכך הוא טוב בהרבה מכל השאר.

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

  • כפיר

    יש לי שאלה.

    יש לי שאלה.
    אבקת אפייה זה חומצה או בסיס?

  • מומחה מצוות מכון דוידסוןאבי סאייג

    בסיס

    אבקת אפייה זה בסיס, חלש יחסית.
    אפשר לדעת את זה גם לפי הצבע שנוצר במי הכרוב - הגוון שמופיע בסרט (מין 'טורקיז') אופייני לבסיסים חלשים.

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

  • יאיר

    ד"ר סייג - אתה אלוף

    אין כמוך בהנגשת המדע לילדים.
    יש להמליץ עליך לפרס ישראל.
    אנו לא צוחק

  • מומחה מצוות מכון דוידסוןאבי סאייג

    תודה יאיר

    תודה על המחמאות, יאיר!
    תגובות כמו שלך נותנות לי מוטיבציה להמשיך ולהעלות סרטים חדשים :-)

    אבי

  • טל

    שאלה

    מהן המטרות הרגשיות ? מהו הרציונל העומד מאחורי הניסוי ?

  • מומחה מצוות מכון דוידסוןאבי סאייג

    רגשות ומדע

    לא ברורה לי השאלה, במדע משתדלים להניח את הרגשות בצד, כדי לא להיות מוטים לכיוון כלשהו. אין מטרה רגשית לניסוי.
    הרציונל של ניסוי הדגמה זה הוא להסביר שבטבע יש חומרים הנקראים 'חומצה' ושיש חומרים הנקראים 'בסיס' ושמי-כרוב יכולים להבדיל ביניהם. בנוסף הוא מזמין את הצופים להמשיך ולנסות בבית ולבדוק בעצמם חומרים שונים – האם הם חומצות או בסיסים.
    אולי אפשר להגיד שמטרת העל (וכאן אולי יש מטרה רגשית) של כל המדור 'מדע בבית' היא להראות את הדברים המגניבים והמרגשים במדע. כמו הניסוי הנוכחי שהוא מרגש ומלהיב למי שרואה אותו לראשונה.
    בברכה
    ד"ר אבי סאייג
    מכון דוידסון לחינוך מדעי
    מכון ויצמן למדע

  • אפנאן

    האם שינוי בצבע התה כתיוצאה מהוספת לימון הוא שינוי כימי או פיזיקא

    האם שינוי בצבע התה כתיוצאה מהוספת לימון הוא שינוי כימי או פיזיקאלי

  • מומחה מצוות מכון דוידסוןאבי סאייג

    שינוי כימי - כמו בניסוי הנוכחי

    שינוי כימי - כמו בניסוי הנוכחי

  • חן

    לאיזה גילאים מתאים?

    האם מתאים. לגילאי ארבע ארבע וחצי ואם לא...איזה ניסויים כן?
    תודה

  • מומחה מצוות מכון דוידסוןאבי סאייג

    4 עד 80

    זה מתאים לכולם, ברצינות - השאלה היא כמובן מה רמת ההסבר שאת רוצה לתת (לגילאי 4 הסבר פשוט כמו שכתבתי באחד הטוקבקים למטה, ובתיכון אפשר ממש להסביר על חומצות ובסיסים).
    וזה תלוי כמובן אם את רק רוצה להדגים - או שהילדים יעזו בעצמם (לא מומלץ לילדים קטנים כי דורש סכין ומים רותחים).
    לילדים קטנים -ניסויים שהם יכולים לעשות בעצמם הם למשל לדקור בלון בלי לפוצץ אותו.
    או בלון הליום מזוייף.
    ובכלל את יכולה להסתכל ברשימת הניסויים המלאה שלנו -ולבחור מהניסויים היותר פשוטים.

    אבי

  • brooj

    taebey

    شكرا لكم على هذة الفعلية الجميلة شكرا جزيرا

  • דנה

    התאמת ההסבר המדעי לגילאי4-5

    אשמח לקבל הסבר פשוט יותר המסביר את התופעה. הסבר שמתאים לגילאים 4-5.

  • מומחה מצוות מכון דוידסוןאבי סאייג

    ננסה

    גילאי 4-5 זה גן ילדים. אז ההסבר ברמה הכי פשוטה שאני יכול:
    יש בעולם חומרים שנקראים חומצות, ויש חומרים שנקראים בסיסים, הצבע של הכרוב "יודע" אם הוא פוגש חומצה או בסיס - ואם הוא פוגש חומצה הוא הופך לאדום, ואם הוא פוגש בסיס הוא הופך לירוק. בעצם הכרוב עוזר לנו לדעת אם חומר מסויים הוא חומצה או בסיס לפי הצבע שהוא הופך אליו.
    (מקווה שזה יהיה ברור לילדי גן)

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

  • שאול

  • מומחה מצוות מכון דוידסוןאבי סאייג

    כדאי לנסות

    כדאי לנסות ולראות בעצמך - זה בדיוק כל הרעיון של המדע.
    בקולה יהיו שני גורמים שישפיעו על הצבע - 1. זה רמת החומציות 2. הצבע החום-שחור שקיים באופן טבעי בקולה.
    התוצאה תהייה תערובת של השניים. מומלץ להוסיף מעט קולה כדי שהצבע השחור שלה לא 'ישתלט' על כל צבע התמיסה.

  • שני

    האם הצבע יכול להשתנות גם בחום וקור?

    האם הצבע משתנה רק עם הוספת חומצה או בסיס או גם בהשפעה של חום וקור?

  • מומחה מצוות מכון דוידסוןאבי סאייג

    תשובה

    א. את פשוט יכולה לבדוק ולראות :-)
    ב. כללית - באופן כללי לא. אבל תיאורטית יכול להיות מצב בו את נמצאת בדיוק בגבול ה-pH בו מתרחש שינוי צבע וחימום או קירור ישנו מעט את קבועי שיווי המשקל של התגובה ויגרמו לשינוי צבע כאשר התמיסה במצב ייחודי כזה.
    אבי

  • אלמוני

    תנסו אחרי הניסוי לשפוך את הכוס של המלח לימון לכוס של בסודה לשתיה

    זה יתסוס

  • עידן

    כן, זה תוסס והילדים מתים על זה אבל

    התסיסה מלווה בשחרור גז, אם מדובר באקנומיקה וחומצת חומץ, זה לא גז רעיל ומסוכן לילדים להריח? האם יש צורך להזהיר את החונכים לא לעשות את זה?

  • מומחה מצוות מכון דוידסוןאבי סאייג

    מסוכן!

    ערבוב של אקונומיקה וחומץ (או כל חומצה אחרת) עלול לפלוט גז כלור- שהינו רעיל ומסוכן!
    ראה עוד על ההשפעה של דרגת חומציות / בסיסיות על אקונומיקה בכתבה על 'למה לאקונומיקה יש מגע חלקלק על העור' (ראה גם התגובות)

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