ניסוי פשוט שמדגים כיצד אפשר ליצור שכבת פחם בעזרת חימום של קרח
באינטרנט מסתובבים סרטים שמראים ששלג שמחומם במצית "הופך" לפחם בגלל "כימיקלים" שמפוזרים באוויר, בניסויי הנוכחי נראה איך אפשר לעשות את זה בבית בניסוי פשוט תוך שימוש בקרח נקי.
הניסוי מחייב השגחה של אדם מבוגר!
ציוד
- מצית ארוך צוואר
- מלקחיים
- קוביית קרח / קרח כתוש ומהודק לגוש / שלג מהודק לגוש
מהלך הניסוי
את מהלך הניסוי אפשר לראות בסרטון הבא:
אפשר גם לראות ניסוי שעשינו בדף הפייסבוק שלנו, עם פתיתי קרח נקי בחורף 2015 כדי להפריך את הטענה שיורד בישראל שלג מזוייף שהופך לפחם...
הסבר
כשמדליקים מצית, או נר – מתרחשת תגובה כימית הנקראת תגובת שריפה. הגז של המצית או השעווה של הנר מגיבים עם החמצן שבאוויר ונשרפים. גם הגז של המצית (גז בוטאן) וגם שעוות הנר הן תרכובות של מימן (מסומל כ- H בכימיה) ושל פחמן (מסומל כ- C בכימיה). במהלך תגובת השריפה התרכובות מתפרקות, מגיבות עם החמצן (O2), והופכות לתחמוצות של היסודות המרכיבים אותן: מים H2O שהם בעצם 'תחמוצת של מימן', שמשתחררים כאדים, ולגז פחמן דו-חמצני, CO2.
אם שמים על להבה של נר כפית, רואים כי הכפית מתכסה במהירות בפיח שחור, הפיח שזה מורכב מחלקיקי פחמן (C), שצבעו שחור, שעדיין לא נשרפו (לא הגיבו עם החמצן), והם נדבקים אל הכפית הקרה (יחסית לאש). הקור היחסי של הכפית מספיק לעצור את תגובת השריפה לפני שהיא מתרחשת באופן מלא, כך שהפחמן נותר כפי שהוא כיסוד. התהליך נקרא 'שריפה חלקית'.
להבה של מצית היא 'נקייה' יותר מזו של נר, היא לא כמעט 'מפחמת' ובדרך כלל לא יוצרת שכבה של פיח כאשר מניחים מעליה כפית, זה בגלל שהמולקולה של הגז במצית קטנה בהרבה מזו של השעווה, ולכן נשרפת בקלות יותר ובטמפרטורה נמוכה יותר. במילים אחרות – הקור היחסי של הכפית לא מצליח לעצור את התגובה הכימית של השריפה.
כדי ליצור פיח מלהבה של מצית, דרוש משהו קר עוד יותר – כמו קרח או שלג – וזה מה שאנו עושים בניסוי הנוכחי. כלומר הקרח פשוט מספק את הקור שעוצר את תגובת השריפה, אבל הפיח השחור לא מגיע מהקרח, אלא מהגז!
במהלך הניסוי אפשר גם להריח ריחות אופייניים – הם נגרמים בגלל תרכובות כימיות שונות שנוצרות משברי מולקולות הגז שמגיבים אלה עם אלה בעת עצירה הפתאומית של התגובה הכימית.
פיח שחור נוצר גם בשיטה אחרת לגמרי שגורמת לשריפה חלקית – כאשר השריפה מתרחשת בסביבה ענייה מאוד בחמצן, תרכובות של פחמן ומימן נשרפים: למים ולפיח (פחמן). (בכמות ביניים של חמצן הפחמן נשרף לגז הרעיל פחמן חד-חמצני CO).
מעניין לציין
לפיח של להבה, יש שימושים בעת ייצור דיו. למעשה המתכון המקורי להכנת הדיו השחורה שבה משתמשים סופרי סת"ם (שמשמש לכתיבת ספרי תורה, תפילין ומזוזות) כולל פיח עשן כמקור צבעו השחור.
