בניסוי הזה ננפח בלון באמצעות תגובה כימית, בלי שום מאמץ פיזי.

ציוד

  • בלון
  • בקבוק (עדיף קטן יחסית)
  • כפית
  • אבקת סודה לשתייה (אפשר לקנות בכל סופרמרקט)
  • חומץ
  • מגש (כדי לעשות עליו את הניסוי ולמנוע לכלוך. לא חובה)

מהלך הניסוי

את מהלך הניסוי אפשר לראות בסרטון הבא:

הערה: אפשר גם להפוך את סדר הדברים – למלא את הבקבוק בחומץ עד כמחצית מגובהו, ולמלא את הבלון בזהירות בשתיים-שלוש כפיות של אבקת סודה לשתייה, אבל זה קצת יותר קשה לביצוע. בשיטה הזו הבלון מתנפח בדרך כלל קצת מעט יותר מאשר בשיטה שמוצגת בסרט, כי כמות החומרים המגיבים – החומץ ואבקת הסודה לשתייה – גדולה יותר בדרך הזאת.

הסבר

החומץ, שנוסחתו הכימית היא: CH3COOH, הוא חומר חומצי (כפי ששמו מעיד עליו); הסודה לשתייה, NaHCO3, היא חומר בסיסי, וביחד הם מגיבים במה שנקרא "תגובת חומצה-בסיס". תגובות חומצה בסיס הן תגובות כימיות שבהן פרוטון (H+) עובר מהחומצה לבסיס, והן מתאפיינות במהירות רבה מאוד. מבחינה כימית, התגובה שמתרחשת היא:
CH3COOH(aq) + NaHCO3(aq) ----> CH3COONa(aq) + H2O(l) + CO2(g)

(aq) מסמל חומר מומס במים; ((l מסמל מצב צבירה נוזלי; ו-((g מסמל מצב צבירה גזי. במילים פשוטות התגובה אומרת לנו שחומץ וסודה לשתייה שמומסים במים מגיבים זה עם זה בתהליך שבין השאר משחרר גז פחמן-דו-חמצני (CO2).

כששופכים את החומץ על אבקת הסודה לשתייה רואים מיד הרבה בועות – זה הגז שנפלט. הגז משתחרר אל חלל הבקבוק ומתחיל למלא אותו ולהעלות את הלחץ בתוכו - כיוון שהבלון אוטם את פתח הבקבוק אין לגז אפשרות להשתחרר באופן חופשי אל חלל החדר. כעבור זמן קצר מאוד הלחץ במערכת כבר חזק מספיק כדי לנפח את הבלון – ממש כמו שאנחנו ממלאים את הבלון אוויר בנשיפה.

למען הדיוק המדעי, חשוב לציין שפליטת גז פחמן-דו-חמצני היא לא מאפיין של תגובת חומצה בסיס, אלא רק של תגובות חומצה בסיס מאוד ספציפיות, בין חומצות לבין שתי 'משפחות' של בסיסים שנקראים פחמות (קרבונטים) ודו-פחמות (בי קרבונטים, ובאמת סודה לשתייה נקראת גם נתרן בי-קרבונט). הפחמות הן המקור לשיחרור הגז בתגובה.

מעניין לציין

אפשר להשתמש באותה תגובה כימית כדי לבצע ניסוי שיוצר הר געש של קצף.

8 תגובות

  • אנונימית

    שלום, רציתי לשאול האם כמות

    שלום, רציתי לשאול האם כמות הסודה לשתייה תשפיע על התגובה הכימית וקוטר הבלון? אם כן, האם כמות רבה מדי תגרום לכך שהתגובה לא תתקיים או שהתגובה תיהיה גדולה יותר? מדוע? תודה רבה ויום טוב

  • מומחה מצוות מכון דוידסוןאבי סאייג

    למה שלא

    שלום לאנונימית

    זאת שאלה מצויינת שאת יכולה לבדוק בניסוי פשוט: תכיני 4 בלונים ובקבוק, ותחזרי על הניסוי 4 פעמים:
    נגיד פעם אחת עם רבע כפית סודה, פעם עם חצי, פעם עם כפית, ופעם עם 2 כפיות - תצלמי ותשווי גודל הבלון.

    (כמובן שצריך להקפיד בכל הניסויים על אותה כמות חומץ בדיוק, כדי לשמור על שיוויון תנאים בניסוי, פרט לגורם שאותו את רוצה לבדוק - הסודה לשתייה).

    לגבי למה זה יקרה (מה שיקרה) - זאת תגובה כימית בין החומץ לסודה לשתייה, ברור שאם אחד המגיבים בחוסר, התגובה תיעצר ברגע שאחד המגיבים יסיים להגיב... (בין אם זה החומץ או הסודה לשתייה).

    בברכה

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

  • אנונימי

    היייייייייייי

  • נטלי

    סוג הבקבוק

    הי
    האם בטיחותי לערוך את התגובה בתוך בקבוק מים מינרלים מפלסטיק, במקום בתוך בקבוק זכוכית?
    תודה מראש

  • נטלי

    בקבוק ריק ממים, כמובן....

    .

  • מומחה מצוות מכון דוידסוןאבי סאייג

    סוג הבקבוק

    היי נטלי
    אין בעיה להשתמש בבקבוק מפלסטיק, זה אפילו יותר בטיחותי מבקבוק זכוכית. אני הייתי ממליץ על בקבוק של משקה מוגז כלשהו (קולה, סודה וכו') על פני מים מינרלים, כי בבקבוקי מים מינרלים הפלסטיק יחסית גמיש, והוא יכול להתנפח 'על חשבון' הבלון והתוצאה תהייה טיפה פחות יפה. בקבוק של משקה מוגז כבר עמיד בגזים ולא מתנפח ולכן הוא עדיף. בכל מקרה כל בקבוקי הפלסטיק בטיחותיים לשימוש בניסוי הזה.

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

  • אדווה קלמן

    טעות בערך

    סודה לשתייה אינה נקראת נתרן בי-קרבונט אלא סודיום בי-קרבונט.

  • מומחה מצוות מכון דוידסוןאבי סאייג

    לא טעות

    סודיום הוא נתרן בעברית...
    בכימיה לא כל המונחים עברו תרגום לעברית או תרגום שהתקבל, ולכן נפוצים ביטויים שהם 'מיש-מש' של אנגלית ועברית.
    השם העברי הכימי התקין הוא נתרן-מימן-פחמתי. אולם מניסיוני לא משתמשים בו, אלא במה שכתבתי - את יכולה לבדוק את אלפי האיזכורים בגוגל: http://bfy.tw/EzKq , לחלופין יש המשתמשים באנגלי המלא כפי שכתבת.

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