בניסוי הזה נפריד את הצבע השחור של טוש לצבעים שמהם הוא מורכב, ונראה שהוא בעצם בנוי מתערובת של כמה צבעים.

ציוד

  • נייר סינון, פילטר של קפה חתוך לרצועה, נייר בריסטול לבן או נייר לבן רגיל (בעדיפות האחרונה – עדיף להשתמש בנייר כמה שיותר עבה)
  • כוס שקופה
  • טוש שחור על בסיס מים (טוש לא מחיק, המבוסס על אצטון, לא יעבוד!)
  • מים


הציוד הדרוש לניסוי

מהלך הניסוי

1. שפכו לכוס מים בגובה של סנטימטר אחד.
2. סמנו באמצעות הטוש השחור קו בגובה של 2-1.5 ס"מ על רצועת הנייר כמתואר בתמונה.

3. הכניסו את רצועת הנייר לכוס. הקו השחור צריך להיות מעל מפלס המים בכוס, כך שהמים לא יגעו בו.

4. המתינו כמה דקות. יש לשמור את הכוס יציבה ולא להזיז אותה עד שהמים ייספגו ויגיעו כמעט עד ראש רצועת הנייר.

5. הוציאו את הרצועה והתבוננו בה היטב. תגלו שהצבע השחור נעלם ובמקומו הופיעו צבעים רבים מרוחים על פני כמה גבהים. אלה למעשה הצבעים שמהם הצבע השחור היה מורכב.

הסבר

כרומטוגרפיה היא שיטה בכימיה אנליטית שמאפשרת הפרדה של חומרים המצויים בתערובת. הטוש השחור הוא תערובת של דיו בכמה צבעים. המים מטפסים במעלה רצועת הנייר על פי עקרון הנימיות (ראו את ניסוי מים בורחים מכוס המציג את העיקרון). כאשר טיפת המים מגיעה אל קו הדיו השחור, הדיו נמס במים,. הדיו אמנם מצליח לטפס ביחד עם המים, אבל כל צבע של דיו עולה לגובה שונה. כך למעשה נעשית ההפרדה: מרכיבי התערובת שאינם יוצרים אינטראקציות חזקות (כלומר כוחות משיכה) עם מולקולות הנייר מטפסים עם המים במהירות במעלה הנייר, ואילו המרכיבים שיוצרים אינטראקציות חזקות עם הנייר מזדחלים באיטיות, כי הם נשארים דבוקים יותר זמן בחוזקה לנייר. התוצאה המתקבלת היא שורה של צבעים, שכל אחד מהם מייצג אחד ממרכיבי התערובת.

מעניין לציין

כרומטוגרפיה היא שיטה נפוצה באנליזה כימית של ימינו ומשתמשים בה לזיהוי כמותי ואיכותי של חומרים. קראו על כך בהרחבה בתשובה לשאלה על כרומטוגרפיה.

10 תגובות

  • חדוה מאילת

    כרומטוגרפיה של טוש שחור

    שלום ד"ר אבי...
    אני חדוה מאילת...
    הניסוי פשוט לא עובד לי... טושים שונים דפים שונים... והניסוי לא עובד..
    מה אני עושה לא נכון??

  • מומחה מצוות מכון דוידסוןאבי סאייג

    להקפיד ולנסות

    היי חדוה
    אל תתייאשי. מוזר מה שאת כותבת, כי במקרה לפני חודש חזרתי על הניסוי ועבד לי בצורה מרשימה. כמה עצות ודברים לנסות:
    הדף שעובד הכי טוב זה דף של פילטר סינון, אם יש לך - תנסי אותו.
    וטושים שעובדים הכי טוב - אלו טושים פשוטים של ילדים על בסיס מים, את יכולה לבדוק שזה על בסיס מים בכך שאין ריח לטוש, וכשאת טובלת אותו בטיפת מים לשנייה, הצבע נמס ממנו לתוך המים.
    הצבעים שעובדים טוב יותר אלו כהים: שחור, ירוק כהה, תנסי סגול כהה, אדום בורדו.
    אם כל זה לא עובד, תנסי לערבב גם אלכוהול במים, למשל 30% אלכוהול 70% מים, או חצי חצי - באחת האפשרויות זה בטח יצליח!

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

  • בתיה

    כוחות תאחיזה

    שלום
    האם ככל שכוחות התאחיזה גדולים יותר, הצבע יעלה יותר, או ההיפך? תודה

  • מומחה מצוות מכון דוידסוןאבי סאייג

    תאחיזה עם מי

    היי בתיה
    התשובה מאוד אינטואיטיבית: כמו בחיי היום יום, ככל שמשהו תופס אותך יותר חזק את מתעכבת. ככה ככל שכוחות התאחיזה בין הצבע לנייר גדולים יותר - הוא מתעכב יותר, ומגיע לאט יותר (או פחות גבוה באותו פרק זמן).
    אגב - אפשר לדבר גם על כוחות בין הצבע לממס (המים) - ושם המצב הפוך, ככל שהצבע 'אחוז' יותר במים - הוא יותר יצמד אליהם, ויעלה יחד איתם, כלומר יעלה יותר.

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

  • גלית

    כרומטוגרפיה

    האם אפשר לבצע את הניסוי עם כהל? במקום מים?

  • מומחה מצוות מכון דוידסוןאבי סאייג

    כן, ואפשר גם

    כן, אפשר להשתמש באלכוהול, ואפשר גם להשתמש בתערובת של אלכוהול ומים ביחסים שונים. בכל 'מריץ' (ככה נקרא הנוזל איתו מבצעים כרומטוגרפיה) שונה, הפרדת החומרים תהייה שונה. חיפוש אחרי מריץ מתאים להפרדה זה מה שעושים גם במעבדות בכרומטוגרפיה מחקרית.
    בברכה,
    ד"ר אבי סאייג
    מכון דוידסון לחינוך מדעי
    מכון ויצמן למדע

  • מוטי

    דיו נעלם

    שלום,
    כיצד פועל ה"דיו הנעלם"?
    קיים היום "עט שבת" המבוסס על דיו שנעלם תוך מספר שעות - כיצד זה פועל והאם ה"דיו הנעלם" ניתן לשחזור ו/או צפיה בדרכים אחרות?
    תודה.

  • מומחה מצוות מכון דוידסוןאבי סאייג

    התבלבלת במדור

    שלום מוטי -
    השאלה שלך לא קשורה לניסוי ולמדור מדע בבית, אלא ל'שאל את המומחה' - אתה מוזמן להגיש את השאלה שלך דרך טופס הגשת שאלות באתר, ותענה בהקדם.
    http://davidson.weizmann.ac.il/webforms/askexpert
    אבי

  • אורן

    מדוע כל צבע מגיע לגובה שונה?

    האם זה קשור למסה של כל צבע שונה או לקצב המסיסות שלו?

  • מומחה מצוות מכון דוידסוןאבי סאייג

    תשובה

    שלום אורן - במולקולוקות קטנות (כמו מולקולות הצבענים של הטוש) אין למסה השפעה על קצב התנועה בכרומטוגפיה, וגם המסיסות לא קשורה לעניין (הכל ממילא מומס). הסיבה היא שפשוט מדובר במולקולות שונות - שיוצרות כוחות משיכה חשמליים שונים בינם לבין המים ובינם לבין הנייר. הכוחות השונים מעקבים באופן שונה את החומרים בזמן תנועת המים הנספגים כלפי מעלה, והתוצאה הפרדה. זה היה הסבר קצר, אתה יכול לקרוא בהרחבה על כרומטוגרפיה בשאלה נפרדת.
    אבי