La main à la pâte
إثبات ذوبان بعض الغازات بالماء
06/02/2003
تاريخ
 
سؤال من
 

يدور سؤالي حول ذوبان بعض الغاز بالماء، ذلك لأني أريد أن أثبت لتلاميذي عن طريق بعض التجارب، إن المشروبات الغازية تحتوي على جزيئات من الغاز المذاب، وإن هذا الغاز ليس بالهواء. فما هي التجارب التي تنصحوني بها لإثبات أن هذا الغاز ليس بالهواء. إقترح أحد المراجع إجراء تجربة عن طريق إحضار كوب (أ) يحتوي على مياه غازية، وآخر (ب) يحتوي على ماء الصنبور، ثم القيام بوضع شمعة مضيئة داخل كل من الكوبين. تظل الشمعة التي بالكوب (ب) مضيئة، أما التي توجد بالكوب (أ)، فينطفيء نورها. قد حاولت إجراء هذه التجربة، ولكن محاولتي باءت بالفشل. شكرا مقدما لمساعدتكم

 

 
 
07/03/2003
تاريخ
 
إجابة من
 

يعد تجميع أكبر قدر من الغاز داخل قارورة الخطوة الأولى للتمكن من دراسة خصائص الغاز المنبعث من المياه الغازية ويعتبر الجهاز التالي جهازا فعالا حيث لا ينبعث منه سوى الغاز.

تعد التجربة التي تقوم على وضع شمعة معلقة بسلك معدني داخل قنينة يحتوي على غاز مجمع وآخر يحتوي على هواء، تجربة متنوعة تعطي نتائج مرضية. يلاحظ أن الشمعة التي يتم وضعها في القنينة تحتوي على كميات متساوية من كل من غاز ثاني أكسيد الكربون والهواء، وتنطفىء شعلتها بمجرد أن تصل إلى فتحة القنينة، ويعني ذلك إنه يكفي وجود ولو كمية صغيرة من غاز الكربون بالهواء لكي يطفىء الشمعة. وهناك محاولة أخرى تعطي أيضا نتائج مرضية، وهي تعتمد على كون غاز الكربون أثقل من الهواء. فحين نقوم بقلب قنينة بها غاز الكاربون على أخرى بها هواء، فأن الشمعة تنطفيء. وهكذا يعد الغاز الكربوني في هذه الحالة كالسائل وذلك لأنه أثقل وزنا من الهواء، حيث أن وزن لتر من الهواء يبلغ 1.3 جم، في حين يبلغ وزن 1ليتر من غاز الكربون حوالي 2جم. مع الملاحظة، أن الغاز الأثقل وزنا الذي يحتويه الهواء يميل إلى النزول أسفل، في حين أن الغاز الأقل وزنا يميل إلى الصعود إلى أعلى، ولكن مع ذلك، فإن غازين متفاوتين في الوزن كالهواء والكربون يخطلتان إذا ما وضعا في نفس القنينة و يشغلان معا مساحة الفراغ به بصفة عامة و ينتشران في الفراغ المتاح لهم. [لمزيد من المعلومات إرجع إلى باب انتشار الغازات]

 
 
إثبات ذوبان بعض الغازات بالماء

 
 
03/03/2003
تاريخ
 
إجابة من
 

تحية طيبة، لا تعد تلك التجربة التي تطرحها تجربة يمكن تنفيذها ومنطقية، حيث أن الغاز القليل المنبعث من المياه الغازية ليس بالقدر الكافي ليؤدي إلى منع وصول الهواء لشعلة الشمعة. إذا ما كان هذا التأثير المرجو حدوثه من التجربة, بالإضافة إلى أن عملية احتراق الشمعة نفسها، ينتج عنها غاز كربوني، وهو ثاني أكسيد الكاربون. مما لا يسعفنا إلى استخلاص أي نتائج أو استنتاجات من هذه التجربة. ولكنك هنا، تطرح سؤالا مزدوجا، فمن ناحية، تريد إثبات نظرية ذوبان الغازات، ومن ناحية أخرى، تريد أن تثبت، إن الغاز الذي تحتوي عليه المشروبات الغازية ليس بهواء. ومن وجهة نظري، فإن إثبات ذوبان الغازات يعد أصعب من أن يستوعبه تلاميذ المرحلة الابتدائية، ويكفي التنبيه، إلى ملاحظة أنه في بداية عملية تسخين الماء، تتكون فقاعات من الهواء في قاع الوعاء، وهي ناتجة من محاولة خروج الهواء المذاب بالماء، أو إلى إن السمك يتنفس هذا الهواء المذاب داخل الماء. كما أن الحديث عن الجزيئات، يعد موضوعاً خارج المنهج الدراسي. أما فيما يتعلق بنوع الغازات المذابة في المشروبات الغازية، فمن الضروري الاستعانة بالماء الجيري في هذه الحالة، فهو سائل يتعكر، أي يصبح لونه أبيض حين يتعرض لغاز ثاني أكسيد الكربون، ولن يتعكر الماء الجيري إذا ما تم سكب بعض منه في ماء عذب، ولكن يتحول لونه إلى اللون الأبيض كاللبن إذا ما سكب في مياه غازية. ومن المثير للاهتمام، حين نقوم بالنفخ في الماء الجيري فإنه سيتعكر، وذلك لأننا ننفخ فيه بهواء محمل بغاز ثاني أكسيد الكربون. [أنظر الباب الخاص بالتنفس]