מגמת כימיה

מחוויותיו של תלמיד כימיה

"תארו לעצמכם שהמורה שלכם הייתה מציעה לכם לוותר על המבחן הקרוב ולהשתתף בתחרות במקום. נשמע טוב, לא?

זה בדיוק מה שקרה בתחילת שנת הלימודים הזו, במגמת כימיה! רחל אידלמן, המורה לכימיה, הגישה אותנו לתחרות "יש לנו כימיה- בראי החברה והפרט", בארגון מכון דוידסון; בה המשתתפים צריכים ליצור תוצר באחת הקטגוריות הבאות העוסק בכימיה בראי הפרט והחברה: תצלום, סרטון, כרזה, כתבה או חקר מדעי.

את ההערכה הראשונית על התוצרים קיבלנו מרחל, ולאחר מכן הגשנו אותם לשיפוט בתחרות.
מתוך 19 תלמידי המגמה, 11 עלו לשלב חצי הגמר!
במסגרת התחרות, נסענו למכון דוידסון לשיפוט והצגת העבודות בכנס אזורי. שמענו הרצאות בנושאים שונים מעולם הכימיה ונחשפנו לעבודות של תלמידים אחרים.

מבין התלמידים בכיתה, התוצר שלי עלה לשלב הגמר הארצי.
הפרויקט שלי היה כתבה שעסקה בתחושות הקור והחום בפה בעקבות אכילת מנטה ומאכלים חריפים.  גם בשלב זה, הצגתי את הכתבה שלי בפני שופטים ובפני תלמידים נוספים, ונהניתי מאוד מהמעמד ומהחוויה.

ואם זה לא מספיק, רחל הציעה לנו לרוץ יחד כמגמה במירוץ מודיעין.  כמובן שנענינו להצעתה.
כל תלמידי המגמה הגיעו למירוץ, בחולצה אחידה של מגמת כימיה. רובנו רץ במקצים השונים וחלקנו עודד. כולנו הסתובבנו בגאווה עם סמל ביה"ס עירוני ב' וחולצת המגמה, והראנו שיש לנו כימיה גם עם ספורט. זו הייתה חוויה מיוחדת.

ההשתתפות בתחרות והחוויות הכיתתיות כמגמת כימיה היו נהדרות!"

(הכותב לומד במגמת כימיה שכב יא'- איתי גרוסו )

מירוץ מודיעין 2017

קישור לסרטון מירוץ מודיעין בו השתתפו תלמידי המגמה משכבה יא'

קישור לסרטון למעבדות בלמונטה מגמת כימיה בהשתתפות י'-יב'

פרויקט "יש לנו כימיה- בראי החברה והפרט" הינה תחרות תלמידים ארצית בחסות מכון דוידסון שבמכון ויצמן.  במסגרת תחרות זו, התלמידים מציגים עבודות באחת מחמש קטגוריות: כרזה, כתבה, סרטון, תצלום וניסוי חקר.  תלמידי יא' ויב' הכינו עבודות לתחרות. 11 תלמידים עלו לשלב חצי הגמר ותלמיד אחד (איתי גרוסו) עלה לשלב הגמר עם כתבה.
לפניכם חלק מן התוצרים:

=======================================================================

'שני פנים לאיפור'

מגישות: אילה מאי, שני כהן, וגלי לזרובסקי

בתמונה מוצגת נערה המתבוננת במראה, מצד אחד פניה מאופרות אך מנקודת מבטה של המצלמה ניתן לזהות את חלק מהרכיבים הכימיים של אותם מוצרי איפור בהם השתמשה. מצד אחד נראים הצבעים העזים של האיפור ומצד שני נראים המרכיבים שחלקם מזיקים לנו ואותם אנחנו מעדיפים לא לראות אך עורנו לא יוכל להתעלם מהם.

איפור הוא שם כולל לחומרים קוסמטיים המשמשים לצביעת הפנים (ולעתים הגוף), בדרך-כלל במטרה לשפר את המראה. האיפור מכיל רכיבים שונים חלקם בריאים לעור וחלקם מזיקים ואף רעילים ומסרטנים. בחברה של ימינו רוב הנשים (וחלק מהגברים) משתמשים באיפור על בסיס קבוע כחלק מהרצון להתאים למודל היופי הקיים ואינם טורחים לבדוק מה מכילים מוצרים אלו ומה הסכנות בהם.

להלן מספר מוצרי איפור נפוצים שבהם גם השתמשנו בתצלום:

מייק אפ- בסיס שנועד לשוות לעור הפנים מראה אחיד, להסתיר פיגמנטציה, עייפות ופצעונים, לעמעם קמטים וסימני גיל אחרים ולהעניק מראה זוהר ובריא. המייקאפ מכיל מגוון רכיבים בעלי מטרות שונות:

ויטמין A - אחד מן הרכיבים המשמשים להבהרת כתמים בעור תפקידם לסייע בהתחדשות התאים ובהבהרת כתמים, היצרנים טוענים שבשילוב עם מוצרים ייעודים אחרים להבהרת העור תורמים מוצרי האיפור האלה להגדלת ההשפעה המיטיבה על העור.בצורתו הפעילה הוא מגיע כאיזוטריטינואין שהוא האיזומר הספציפי 13-cis-retinoic acid של הצורה החומצית של ויטמין A, חומצה רטינואית. לרטינואיד מספר השפעות על רקמת האפיתל(רקמת העור) אחת מהן היא מניעה של יצירת קומדונים (פצעונים, חצ'קונים).
נוסחת המבנה המקוצרת של ויטמין A בצורתו הכהלית נמצאת על המצח של הנערה.

ויטמין C-  טוב לגוף ולבריאות ולכן הוא גם טוב לעור. "הוכח שויטמין C מגן על העור מנזקי שמש", מציין ד"ר שלקוביץ. ויטמין C הינו אנטי אוקסידנט מהטובים ביותר - מנטרל רדיקליים חופשיים (הגורם מספר 1 להזדקנות העור) שנמצאים בגורמים חיצונים כמו פיח ועשן.  ויטמין C ממצק ומחדש את העור,  ויטמין C מזרז את קצב ההתחדשות של התאי פיברובלסטים (שהם אחראים על ייצור הקולגן ואלסין שלנו) בדרמיס - כלומר הוויטמין עוזר למניעת קמטים, הפחתת עומק הקמטים ומניעת רפיון בעור.
נוסחת המבנה המקוצרת של ויטמין C בתמונה נמצאת על הלחי של הנערה.

שפתון- (נקרא גם ליפסטיק או אודם) מוצר קוסמטי ורפואי הנמרח על השפתיים. שפתונים קוסמטיים משמשים להבלטה והדגשה חזותית של השפתיים או להברקה שלהן, לרוב צבעם אדום בגוונים שונים. מרכיבים בשפתון:
ויטמין E- מתפקד כקו אנזים בקרומי תאים והוא נוגד חמצון רב-עוצמה המגן על קרומי התאים וחלקים אחרים מפפסיסי שומן של הגוף כמו LDL מפני רדיקלים חופשיים.
נוסחתו המולקולרית היא C29H5O2 והיא נכתבה על השפה התחתונה של הנערה בתמונה.

וזלין- חומר שומני מאוד המופק מנפט. למרות התאמתו לטיפול במקרים קשים של יובש בידיים, הוא פחות מתאים לפנים בגלל המראה השומני שהוא גורם.

איילינר טוש- נראה כמו טוש ציור, לחיצה על העין מוציאה את החומר. חומר נוזלי בצבע שחור בדרך כלל אשר מדגיש את העין.

טרטזין- צבע מאכל סינתטי בגוון צהוב לימון. החומר מסיס במים. הטרטרזין, מעורר תגובות אלרגיות. מחקרים קישרו צריכה של טרטרזין להיפר-אקטיביות ולאובססיביות אצל ילדים. אלרגיות, אסתמה, אורטיקריה (סרפדת), גירודים, ראייה מטושטשת, מיגרנה וכאבי ראש, פגיעה בכרומוזומים, בבלוטות הלימפה ובבלוטת התריס ועידוד גידולים סרטניים שונים נוסחתו המולקולרית של טרטזין היא C16H9N4Na3O9S2 והיא מופיעה מעל העפעפיים של הנערה

מסקרה- תכשיר איפור המשמש להבלטת, הארכת, עיבוי, עיגול וטיפוח הריסים ועל ידי כך הבלטת העיניים. מסקרה משמשת גם לשינוי גוון הריסים, או על מנת להכהות אותם.
חברות רבות לייצור מסקרה מצהירות על תוספת רכיבים המאיצים את צמיחת השיער (כמו סרפד, שמן רוזמרין, שמן אקליפטוס, צמח הנים, ויטמין B5), ולטענתן אף שומרים על סיב השערה ומאריכים את חייה. ישנם מומחי עור המסתייגים מעט, כיוון שטרם נמצא רכיב שידוע כמאיץ צמיחת שיער. מכל מקום, גם אם התוספות לא יתרמו, הן לא יזיקו.

לסיכום, ניתן לראות שמוצרי האיפור אותם אנו צורכים, מכילים רכיבים בריאים ולא בריאים כאחד, ועלינו לבחון בביקורתיות את המוצרים בהם אנו משתמשים ולקחת בחשבון את הנזק שיכול להיגרם על ידי שימוש בהם.

=====================================================================

'חומרים מעכבי בעירה'

מגישים: עדי אלמוג, עומר יפה, מושיקו קנבסקי (ממגמת תקשורת)

התמונה צולמה בתאריך 24.11.16 , בשעה 7:45,  בגבעת התיתורה שבעיר מודיעין על ידי מושיקו קנבסקי, בן 16, מבית ספר עירוני ב', ממגמת תקשורת. בתמונה ניתן לראות את גבעת התיתורה עולה בלהבות לאחר הצתה מכוונת ומטוס שמכיל חומר מעכב שריפה שטס מעל הגבעה ומרסס את החומר על הלהבות.

מהו חומר מעכב בעירה?

חומר מעכב בעירה הוא כל חומר, שאינו מים, המשמש להפחתת דליקות של חומרים או המעכב את בעירתם. המונח מתאר בדרך כלל חומרים הפועלים באופן כימי, אך הוא כולל גם חומרים הפועלים באופן פיזיקלי, זאת אומרת שהחומרים פועלים בצורה כזו שהם מקררים את החומר ויוצרים שכבה מבודדת המונעת מהחומר להידלק.

היסטוריה

מכיוון שהחומרים מעכבי הבעירה הם תערובת של מים וחומרים כימיים שונים, קשה מאוד לפזרן במהירות ולמרחק גדול. לכן, מאז 1953 משתמשים במטוסי ריסוס כיוון שזו הדרך היעילה ביותר. מים לבדם אינם יכולים להתמודד עם שריפות גדולות מאוד - הם מתאדים במהירות, ודרושות כמויות אדירות של מים כדי לכבות שריפות יער. בבעירה של חומרים כימיים שונים, כמו למשל שריפות גדולות במפעלים, שימוש במים עלול להיות מסוכן, ואף לגרום לתגובות עם החומרים הבוערים שיגבירו את עוצמת ההתלקחות. בתנאים מסוימים גם תיתכן בעירה בתוך מים.

סוגי מעכבי בעירה

• קצף לכיבוי אש - הקצף הוא חומר נוזלי הכולא בתוכו בועות אוויר רבות. הוא חונק את הבעירה באמצעות בידוד האש מחמצן וגם עשוי לכלוא אדים דליקים או רעילים המשתחררים בשריפה. המים שבקצף מקררים את הדליקה. במקרה של שריפה שמקורה בדלק נוזלי, החומרים הסבוניים בקצף עשויים להתערבב עם חומרי הדלק וליצור תחליב דליק פחות.

• ג'ל מעכב בעירה - ג'ל מכיל בועיות מים ומתחמם לאט יותר מהקצף, המכיל בועות אוויר, לכן הוא יכול להיות יעיל מאוד בעיכוב בעירה. את הג'ל לא מרססים על השריפה, אלא על משטחים שמבקשים להגן עליהם מפני התפשטות האש. שכבת הג'ל מונעת מן האש להגיע אל המשטח, ובועיות המים קולטות את רוב החום של הבעירה.

הקשר הכימי

כיום נעשה כיבוי של שריפות - בעיקר גדולות - באמצעות חומרים כימיים המוגדרים "מעכבי בעירה".

שניים מן החומרים הנפוצים בעלי תכונות אלה הם אלומיניום הידרוקסיד Al(OH)3 ומגנזיום הידרוקסיד Mg(OH)2. בטמפרטורות גבוהות (אלומיניום הידרוקסיד ב-180 מעלות צלזיוס, מגזניום הידרוקסידי ב-332 מעלות)

החומרים מתפרקים, ונוצרת תגובה כימית אנדותרמית הבולעת חום רב ומשחררת אדי מים - שני תהליכים הגורמים לקירור ומאטים את הבעירה. התהליכים גם כן עוזרים לצמצום פליטת העשן.

שימושים לחומרי בעירה

חומרים מעכבי בעירה מוכנסים לטקסטיל ולחלקי פלסטיק כדי לצמצם את סכנת הבעירה הנשקפת מהם. ניתן למצוא חומרים אלו גם במבנים, מיושמים כצבע מיוחד על קירות ועל אלמנטים קריטיים ליציבות המבנים.

מעכבי בעירה משמשים גם לכיבוי שריפות, ומפוזרים מתוך מטפים או מתוך כלי רכב קרקעיים או אוויריים.

בפעילות לכיבוי שריפה גדולה, משתמשים בחומרים מעכבי בעירה בשולי השריפה בניסיון להכיל את השריפה בשטח מצומצם יותר. צוותי קרקע, ובעיקר כלי טיס המשמשים לכבאות אווירית, מפזרים את החומרים המגבילים את התפשטות האש ומקלים על צוותים קרקעיים את כיבוי האש המוחלט. במידת הצורך, מפזרים את החומרים ישירות על הלהבות בכדי לקרר אותן ולהקטינן.

חומרים מעכבי בעירה המשמשים לשריפות גדולות מכילים בדרך כלל תערובת של מים וחומרים כימים שונים. החומרים בתערובת כלולים מעכבי בעירה כימים וחומרים מסמיכים שמטרתם לשמור על התערובת מלהתפרק לרסס המתפזר ללא שליטה. התערובת כוללת גם צבע (לרוב אדום) המאפשר לזהות מהאוויר אזורים שטופלו בחומר מעכב בעירה.

צבע הארגמן

בכיבוי אווירי של שריפות יער משתמשים בדרך כלל בתרכובות של אמוניה (NH3)

וסלעי זרחן (פוספטים\זרחה (PO4) - בעל מטען יוני חשמלי של -3) המורידות את טמפרטורת הבעירה, מצמצמות את ההתלקחות וגם יוצרות שכבת אפר החונקת את האש. חומרי הריסוס מהאוויר צבועים בדרך-כלל באדום ארגמן בעיקר כדי לסמן את האזורים שכבר רוססו, ולהקל על הטייסים והתצפיתנים לתכנן את פעולות הכיבוי.

השפעות סביבתיות

חומרים מעכבי בעירה משמשים גם בייצור דשנים, ונוכחותם ביער מסייעת להתאוששות הצמחייה לאחר השריפה. את החומרים האלה אפשר לרסס ישירות על הלהבות, או על אזורים שעדיין לא התלקחו, כדי להאט את התפשטות האש אליהם. מעכבי בעירה המשמשים לכיבוי שריפות יער נחשבים ללא רעילים אך עדיין עלולים להוות בעיה בריכוזים גבוהים. הם עלולים לפגוע בדגה, בבעלי חיים ביערות וכן בכבאים הבאים במגע קרוב עימם.

ביבליוגרפיה:

• הדר, ג. (2010). אתר כלכליסט: מה יש בפנים: חומר מעכב בעירה פוס צ'ק של כיל http://www.calcalist.co.il/local/articles/0,7340,L-3443662,00.html?dcRef=ynet

• נבו, א. (2016). אתר מכון דוידסון הזרוע החינוכית של מכון ויצמן למדע: לא על המים לבדם – מה הם חומרים מעכבי בעירה? http://davidson.weizmann.ac.il/online/askexpert/%D7%9C%D7%90-%D7%A2%D7%9C-%D7%94%D7%9E%D7%99%D7%9D-%D7%9C%D7%91%D7%93%D7%9D-%E2%80%93-%D7%9E%D7%94-%D7%94%D7%9D-%D7%97%D7%95%D7%9E%D7%A8%D7%99%D7%9D-%D7%9E%D7%A2%D7%9B%D7%91%D7%99-%D7%91%D7%A2%D7%99%D7%A8%D7%94

• לוינסון, צ ודרור,ג. (2010). אתר אקולוגיה וסביבה - כתב עת למדע ולמדיניות הסביבה: לצאת מן

           הקופסה - דרושה חקיקת כימיקלים בישראל http://magazine.isees.org.il/ArticlePage.aspx?ArticleId=74

================================================================================

'צבעי האש'

מגישים: רותם כרם, איליין שיקובטה, אורי כבל

אצטרובלים הנשרפים בצבע צהוב כתוצאה מהשרייה בתמיסה של מים ומלח שולחן.

להבת האש, שנראית כאור, מורכבת מחלקיקים של החומר הבוער ומגזים. האש נוצרת מהתרכבות של חמצן עם חומרים אחרים. להיווצרות אש צריכים להתקיים שלושה תנאים: חומר בעירה, חמצן בכמות מספקת, וטמפרטורה גבוהה מספיק (טמפרטורת ההצתה) להתחלת הבעירה. שלושה התנאים האלו הם משולש הבערה.

משולש האש

אטום שעובר תהליך של שריפה פולט אנרגיה בצורה של קרינה אלקטרומגנטית. מכיוון שכל חומר מורכב מאטומים שונים, הוא פולט כמות אנרגיה שונה– המתבטאת בצבעים שונים של הלהבה כשהוא נשרף. האור הנראה בלהבה הוא אותו תחום של קרינה אלקטרומגנטית שנקלט בעין האדם באופן טבעי. זהו תחום צר מאוד של הספקטרום, הכולל גלים אלקטרומגנטיים באורכים שונים גל שבין 0.4 מיקרון לבין 0.8 מיקרון בקירוב. המוח מפרש בצורה שונה תדירויות שונות של גלים (שמתאימות לאורכי גל שונים). כך מתקבלים במוח הצופה צבעים שונים, כאשר אורך הגל הארוך ביותר הוא אדום, והקצר ביותר הוא הסגול (הצהוב קצר יותר מאורך הגל האדום). האור הסגול הוא בעל האנרגיה הגבוהה ביותר והאור האדום – בעל האנרגיה הנמוכה ביותר.

מלח הבישול או מלח שולחן הוא תרכובת יונית הנקראת נתרן כלורי: NaCl. כאשר האצטרובלים הטבולים במלח נשרפו, נפלטה מאטומי הנתרן כמות אנרגיה מסויימת, שמתפרשת במוחנו כלהבה צהובה כך לדוגמא שריפה של אטומי אשלגן מפיקים צבע כחול-סגול, ליתיום נשרף בלהבה אדומה ואטומי נתרן נותנת צבע צהוב כמו שאפשר לראות בתמונה שלנו.

=================================================================================

'האם מים באמת קופאים רק באפס מעלות צלזיוס?'

מגישים: שחר כהן ומיכאל גלזנר

למרות שמים בדרך כלל קופאים בסביבות 0 מעלות צלזיוס יש למים מצב מיוחד שבו הם יורדים מתחת ל 0 ונשארים נוזליים עד 48- מעלות, יותר מזה, אפשר להשתמש במים כאלו להכין ברד.

כולם יודעים שמים קופאים ב 0 מעלות. חלקכם אולי יודעים שמים לא תמיד קופאים ב 0 מעלות  כיוון שיש שינויים בלחץ או כיוון שהם לא מזוקקים, אך רובכם הגדול וודאי לא יודעים שישנה אפשרות להוריד מים הרבה מתחת לטמפרטורת הקיפאון (מים מזוקקים, ללא שינוי הלחץ) מבלי שהמים יקפאו, עד ל 48- מעלות צלזיוס. אתם ודאי שואלים, כיצד זה יתכן? הרי טמפרטורת הקיפאון היא הטמפרטורה בה המים קופאים ואכן מים קופאים בטמפרטורת הקיפאון שלהם אך כדי שהמים יתחילו לקפוא דרוש שיהיה מוקד שממנו יתחילו להתגבש המים לקרח, אם אין מוקד כזה אז המים לא יתחילו לקפוא וישארו נוזליים.

במים רגילים מהברז ישנם הרבה חלקיקים קטנים כגון גרגרי אבק שמשמשים כמוקדים טבעיים להתחלת התגבשות הקרח, אולם במים מזוקקים אין מוקדים טבעיים להתחלת התגבשות הקרח. התהליך הזה של קירור המים מתחת לטמפרטורת הקיפאון שלהם נקרא קירור-על(supercooling) ומים במצב זה נקראים supercooled water. מצב זה יחסית לא יציב ואם לוקחים מים במצב זה ומנערים אותם/שופכים אותם/מערבבים אותם או אפילו דופקים אותם על שולחן הם קופאים מייד. מצב זה אינו ייחודי למים וניתן להביא גם נוזלים אחרים למצב זה.

למרות שבאקלים החם בארץ אנו לא נתקלים בתופעות הקשורות לקירור על, במקומות קרים יותר כמו קנדה ישנה תופעת טבע הרסנית שקשורה לקירור על הנקראת גשם קופא(freezing rain). תופעה זו כפי ששמה מעיד מתארת מצב בו גשם נופל וברגע שהוא פוגע ברצפה הוא מיד קופא. תופעה זו מתרחשת כאשר מתחיל לרדת גשם ובין הארץ לעננים יש שיכבה קרה(מתחת ל 0) באטמוספרה. טיפות המים שהיו נוזליות כשהתחילו לרדת מגיעות למצב של קירור על בשכבה הקרה וכאשר הן פוגעות בקרקע הן קופאות מייד. הטיפות שקופאות יכולות לכסות דברים רבים כגון כבישים עמודי וחוטי חשמל ועצים, בשכבה של קרח המכסה אותם, ובכך לגרום לנזק רב. עצים רבים נופלים מהמשקל הנוסף של הקרח המכסה אותם, והכבישים יכולים להפוך להיות מאוד חלקים באופן ספונטני.

איור 1: גשם קפוא מכסה עץ בשכבה עבה

איור 2: גשם קפוא מכסה עץ

איור 3: רחוב שלם מכוסה קרח כתוצאה מגשם קפוא

 בנוסף לתוצאות ההרסניות של גשם קפוא על האדמה, ישנה תופעה דומה באוויר. אם ישנו ענן או גשם שיורד בטמפרטורה אל מתחת ל 0 מעלות צלזיוס ומטוס עובר דרכם אז הם יכולים להתחיל להתמצק על המטוס והמטוס מתמלא קרח.

למרות התופעות השליליות של קירור על יתכן שיש לתופעה גם שימושים חיוביים. חוקרים ייצרו תמיסה מיוחדת המיועדת לשימור איברים בקירור על. הם הביאו את התמיסה למצב של קירור על והם הצליחו לשמר כבד בתמיסה במשך ארבעה ימים. הכבד הושתל בהצלחה (השתלה לבעלי חיים לא לאנשים). בנוסף לכך מנסים לפתח תרופות המנצלות את תכונות קירור העל.

היה בעבר גם שימוש מסחרי לקירור על, חברת קוקה קולה הכינה בקבוקי קולה וקיררה אותם למצב של קירור על. לאחר מכן הבקבוקים הוכנסו למכונות שתיה מיוחדות. כשהיו קונים בקבוק הוא היה נוזלי אך ברגע שהיו מנערים אותו מעט הנוזל היה קופא והיה נשאר בתוך הבקבוק מעין ברד קולה.

איור 4: ברד קולה שנוצר בעזר קירור-על

גם אתם יכולים להביא מים לקירור על בבית ולהתנסות עם המצב המוזר הזה. כל מה שאתם צריכים הוא משקה מוגז או מים מזוקקים(כפי שהוסבר קודם מי ברז אינם טובים לצורך זה). שימו את המים המזוקקים או המשקה בבקבוק והכניסו אותו למקפיא של ביתכם. היזהרו לא להרעיד את המקפיא או לפתוח אותו וכעבור בערך שעתיים- שלוש פתחו את המקפיא ובזהירות הוציאו את הבקבוק. אם תיקחו את הבקבוק ותדפקו אותו על השולחן או על השיש תראו אותו מייד קופא והנוזל יהפוך להיות כמו ברד(אם הנוזל לא קפא סימן שלא נתתם לו מספיק זמן להתקרר). כדאי לציין שיתכן שתצטרכו לנסות את את הקירור כמה פעמים לפני שהדבר יעבוד, אם תשאירו את הנוזל במקפיא יותר מדי זמן הוא יקפא וייתכן שיקפא אפילו אם לא תשאירו אותו הרבה זמן במקפיא. לאחר שקיבלתם נוזל כמו ברד ניתן לעשות איתו מה שרוצים, לשחק, לשתות או לשפוך.

ביוטיוב ניתן למצוא סרטונים רבים המדגימים את הניסוי. קישור לסרטון הדגמה

איור 5: בקבוק מים במצב קירור-על באמצע תהליך התמצקות

איור 6: מים במצב קירור-על נשפכים מבקבוק ומתמצקים בעת פגיעה בכוס

קירור-על היא תופעה עם פוטנציאל לעשות הרבה טוב, אך לעיתים גורם, גם הרבה נזק. התופעה עשויה לעזור לאנשים בעתיד אך דרושה עוד עבודה ומחקר עד שנוכל להשתמש בתופעה ברפואה ובתעשייה. בינתיים נוכל לשחק עם התופעה ולהנות ממנה.

ביבליוגרפיה:

https://en.wikipedia.org/wiki/Freezing_rain

https://en.wikipedia.org/wiki/Supercooling

https://www.youtube.com/watch?v=ph8xusY3GTM

https://van.physics.illinois.edu/qa/listing.php?id=1618

https://www.youtube.com/watch?v=NMSxuORKynI

https://whybecausescience.com/tag/global-weather/ -תמונה מהאתר

http://english.sina.com/life/p/2010/0225/305736.html -תמונה מהאתר

 ======================================================================

'תדבק לשוני לחיכי אם לא אטעמכי'

מגיש: איתי גרוסו

"כמו אש, אש על הפנים"

יום שישי בצהריים, כל המשפחה יושבת לאכול פלאפל. כולם לקחו את המנות הרגילות- חומוס, סלט, מלפפונים חמוצים וטחינה, ורק אני, הסקרן והנועז שבמשפחה, ביקשתי גם סחוג במנת הפלאפל שלי; מה כבר יכול להיות?
לקראת "סוף הפיתה", אני מתחיל להרגיש צריבה בפה. במהירות הפה שלי מרגיש כאילו הוא בוער, והעיניים שלי מתחילות לדמוע.
התחושה לא עוברת! מיד אני מוזג לעצמי מים, וגם לאחר ששתיתי שתי כוסות ה"שריפה" לא כובתה.
רק אחרי שאכלתי קצת צ'יפס ופיתה, החריפות נרגעה ויכולתי לסיים את המנה.

אני מניח שאני לא היחיד שחווה את התופעה הזאת וממשיך לחוות אותה בכל פעם שאני טועם חריף.

למה זה קורה?

על חריף:
חריפות היא תחושה ייחודית לחוש הטעם. התחושה מאופיינת בהרגשת צריבה, חום או כאב בעקבות טעימה של מאכלים מסוימים.
אנו חשים טעמים בזכות פקעיות הטעם הפזורות על הלשון. מכיוון שהחריפות לא נקלטת באף פקעית טעם, היא לא נחשבת לטעם בהגדרה.

בפלפלים חריפים, הגורם לחריפות הוא הקפסאיצין - C₁₈H₂₇NO₃.
מולקולה הידרופובית, חסרת צבע וריח.
בפלפל שחור, הגורם לחריפות הוא הפיפרין -   C₁₇H₁₉NO,ובשום מצוי
אליצין - C₆H₁₀OS₂.

בחרדל, צנון, חזרת ו-ווסאבי, יש חומר הנקרא אליל אזותיאוציאנט , C₄H₅NS- והוא נבדל משאר התרכובות שהוזכרו. במה? על זה נדבר בהמשך.

על חישה:

כל מידע שאנחנו קולטים מהסביבה מתבצע על ידי חיישנים, קולטנים או סוגי מנגנונים אחרים שמטרתם להעביר מידע למוח על הגירויים אותם אנחנו חווים.
בזכות המנגנונים הללו, הגוף שלנו יודע על רמת חומציות בקיבה, פגיעת כדור במשחק מחניים, מתיקות מזון ועוד.

חלק מהמידע שאנחנו מקבלים מועבר למערכת העצבים דרך מנגנון הנקרא "תעלות יונים".
תעלות היונים הן מבנים חלבוניים היודעים להיפתח ולהיסגר כתגובה למשתנים שונים. כשהתעלות פתוחות, הן מאפשרות מעבר יונים דרכן אל התא או מחוצה לו, ובכך משנות את המתח החשמלי היחסי בתא. השינוי נקלט בעצבים ומועבר למוח שמעבד את המידע בהתאם לגירוי הספציפי אליו מתייחסות תעלות היונים.

לדוגמה, בעקבות שינוי ברמת החומציות בקיבה, נפתחות ונסגרות תעלות היונים של התאים הרלוונטיים. העצבים "חשים" בשינוי במתח החשמלי היחסי בסביבת התא ומעבירים התראה למוח על סטייה ברמת החומציות.

אז מה הקשר?

יש סוגים רבים של קולטנים המיועדים לקליטת כל סוגי המידע מהסביבה.
בין הקולטנים הללו קיימת משפחת ה- TRP,הכוללת בין היתר קולטנים לפגיעה בגוף ולטמפרטורה.
קולטן אחד השייך למשפחה זו, והוא בנוי כתעלות יונים, הוא TRPV1. הוא מגיב לחום מעל  43 מעלות צלזיוס ומתריע על כך למוח. קולטנים מסוג זה נמצאים בכל חלקי הגוף, כולל בפה ובאף.
למרבה ההפתעה, יש חומרים המסוגלים "לעבוד" על הקולטן הזה, שמוסר למוח שהטמפרטורה גבוהה למרות שהיא בכלל לא עלתה.

החומרים הללו הם קפסאיצין, פיפרין, אליצין ואליל אזותיאוציאנט. נשמע מוכר? אלו החומרים שציינו שגורמים לחריפות!
חומרים אלו נקשרים ל-TRPV1, פותחים וסוגרים את תעלות היונים, משנים את המתח החשמלי היחסי בתא, וכך מעבירים למערכת העצבים התראה למוח על חום קיצוני וכאב בפה. לכן אנו מרגישים חום וצריבה בפה באכילת מאכלים חריפים.
אל דאגה, אין באמת פגיעה בתאים, זוהי רק הטעיה כאמור, ולדעתי היא די מוצלחת.

אליל אזותיאוציאנט, הנמצא בחזרת, צנון, חרדל ובוואסבי, שונה משאר המולקולות "החריפות". בהתבוננות בנוסחה המולקולרית שלו, ניתן לראות שהוא קטן יותר משאר המולקולות האחרות, ולכן הוא קל יותר.
עובדה זו מקנה לו את היכולת לנוע בקלות ובמהירות יתרה ובכך הוא מועבר במעלה חלל הפה אל חלל האף. זו הסיבה שאכילת המאכלים הללו גורמת לתחושת החריפות באף יותר מאשר בפה.

איך מעבירים את תחושת החריפות?

כפי שהמנוסים שביניכם יודעים, וכפי שהבנתם מסיפור הפלאפל, שתיית מים לא עוזרת להעביר את תחושת החריפות.
זאת משום שהתרכובות "החריפות" הידרופוביות. מה הכוונה?
בגלל המבנה המולקולרי שלהן, יכולת הקשירה הבין-מולקולרית שלהן עם מים נמוכה מאוד, ולכן הן לא ייקשרו למים ולא נוכל "לשטוף" אותן מהפה.
בדרך כלל מולקולות שהן הידרופוביות נקשרות טוב לשמנים ושומנים באמצעות יצירת כוחות ון-דר-ולס. לכן אכילת מזונות המכילים שומן יעילים יותר ממים.
לדוגמא, אפשר לשתות חלב (החלב מכיל בין היתר שומן) או כל מאכל אחר המכיל שומן, כמו הצ'יפס במקרה הפלאפל.

בנוגע לחריפות באף, עצם היותה של תרכובת אליל אזותיאוציאנט נדיפה וקלה יותר, תחושת הצריבה תעבור מהר יחסית ואין דרך יעילה להעברתה.

שוקולד מנטה מסטיק

אחרי שסיימנו עם הפלאפל וחזרנו הביתה, התעורר בי צורך עז בקינוח. פתחתי את המזווה, וכתגובת נגד לחום שגרמה החריפות קודם לכן, פתחתי חבילה של
שוקולד-מנטה.
נגיסה ראשונה בקוביית השוקולד, המילוי החריף מתחיל לנזול, ומיד פי מרגיש קריר ורענן. כמה שאני אוהב את התחושה הזאת!
לא יכולתי לסיים את הקינוח בלי לשאול את עצמי גם הפעם:

למה זה קורה?

המנתול הוא החומר המצוי בנענע, מנטה וכל העלים ממשפחה זו והאחראי לטעמם האופייני - C₁₀H₂₀O.

כבר הכרנו את קולטני החום שפועלים בין היתר במקרי החריפות. סוג קולטנים נוסף הקיים בגוף הוא קולטני קור- TRMP8.
קולטנים אלו מפוזרים בכל חלקי הגוף כולל העור והפה, ואף הם פועלים במנגנון של תעלות יונים.
בדומה לקולטני החום, גם קולטני הקור יכולים להיות מוטעים על ידי חומרים אחרים, ביניהם המנתול.
המנתול נקשר לתעלות היונים של קולטן ה-TRMP8, מפעיל את מנגנון התעלות ובכך משתנה המתח החשמלי היחסי בתא. מערכת העצבים קולטת את השינוי במתח, ומוסרת למוח מידע המתפרש כתחושת קור. זו הסיבה שטעם המנטה מרגיש "קריר".

בפעם הבאה ש"תשרוף" לכם הלשון או שתרגישו רעננים בזכות סוכריית מנטה, תזכרו שהכימיה מסביבנו היא שגורמת לתופעות האלו, ושתמיד יש טעם ללמוד עליהן.

  

ביבליוגרפיה:

·        ערכים מתוך ויקיפדיה האנגלית:

Transient receptor potential channels, Menthol, TRMP8, TRPV1, Capsaicin, Ion Channels, Allyl Isothiocyanate, Taste

·        סרטוני יוטיוב:

DNews: "Why do things feel hot orcold?"
RicochetScience: "Channel Proteins"
SciShow: "Why does spicy taste 'hot' and minty taste 'cool'?"
TED-Ed: "The science of spiciness – Rose Eveleth"

========================================================