מעשה בחמישה בלוני הליום

אבא, למה?, כימיה, מדע כללי 2 תגובות »

טור שלי שפורסם במדור 'אבא, למה?' של גלילאו צעיר בגיליון פברואר 2014.
קוראי 'מדע ושאר רוח' יכולים לקבל גליון דיגיטלי במתנה בעמודה משמאל.

אליה: אבא, תראה איזה בלון קיבלתי ביום ההולדת!

אבא: מקסים, את יודעת מה יש בתוכו?

אליה: הֶליוּם.

אבא: מה זה הליום?

אליה: האמת, רציתי לשאול אותך.

אבא: הליום הוא אחד הגָזים הנְפוֹצים ביְקוּם.

אליה: מי נָפוץ יותר ממנוּ?

המשך »

12 עובדות מרתקות בכימיה

כימיה, מדע כללי תגובה אחת »

(1) ניחוח ברקים כאשר מבזיק ברק, האנרגיה הנוצרת מפרקת את מולקולות החמצן (O2) לרדיקלים אשר יוצרים מולקולות אוזון (O3). מכאן בא הריח האופייני לאחר סופות ברקים.

(2) סוף המסיבה הליום הוא היסוד הנפוץ ביותר ביקום אחרי מימן, אך למרות זאת, השימוש העממי בהליום למילוי בלונים מוביל לחוסר גלובלי ביסוד מתכלה זה. על פי הערכות כבר בשנת 2020 לא תהיה אפשרות להשתמש בהליום למילוי בלונים.  בשביל מה בכלל צריך הליום, אתם שואלים? ובכן, הנה כמה שימושים: דימות רפואי, מנועי רקטות, ציוד עקיבה וקירור מאיצי חלקיקים בהליום נוזלי. אילו היינו משלמים עבור המחיר האמיתי של הפקת הליום, בלון אחד היה עולה $400

המשך »

אבא, למה?

גבולות המדע, כימיה, מדע כללי, מדע עם חיוך 4 תגובות »

שיחה בין שרה בת השלוש לאביה, פרופסור לכימיה  / מאת סטיפן מקניל

שרה: אבא, היית במקלחת?

אבא: כן, הייתי במקלחת

שרה: למה?

אבא: הייתי מלוכלך. המקלחת ניקתה אותי.

שרה: למה?

אבא: למה המקלחת ניקתה אותי?

שרה: כן.

אבא: מפני שהמים שוטפים את הלכלוך כאשר אני משתמש בסבון.

שרה: למה?

אבא: למה אני משתמש בסבון?

שרה: כן.

אבא: מפני שהסבון תופס את הלכלוך, ונותן למים לשטוף אותו מהגוף.

שרה: למה?

אבא: למה הסבון תופס את הלכלוך?

שרה: כן.

אבא: כי הסבון הוא חומר פעיל שטח.

שרה: למה?

אבה: למה הסבון הוא חומר פעיל שטח?

שרה: כן.

אבא: זו שאלה מ-צ-ו-י-י-נ-ת. סבון הוא חומר פעיל שטח מפני שהוא יוצר מיצלות (micelles) מסיסות במים שלוכדות את חלקיקי הלכלוך והשומן. בלי הסבון, לא היה אפשר היה ללכוד את החלקיקים האלו.

שרה: למה?

אבא: למה הסבון יוצר מיצלות?

שרה: כן.

אבא: מולקולות הסבון הן שרשראות ארוכות עם ראש הידרופילי קָטְבִּי (פולארי) , וזנב הידרופובי לא קָטְבִּי. את יכולה להגיד 'הידרופילי'?

שרה: הייקרופיווי.

אבא: ואת יכולה להגיד 'הידרופובי' ?

שרה: הייקופוויי.

אבא: מצוין! כשאומרים 'הידרופובי'  מתכוונים ל-'נמנע ממים'.

שרה: למה?

אבא: למה מתכוונים לזה?

שרה: כן.

אבא: כי זה ביוונית! 'הידרו' זה מים ו-'פובי' זה 'מפחד ממשהו'.  'פובוס' זה פחד, אז 'הידרופובי' זה 'מפחד ממים'.

שרה: כמו מפלצת?

אבא: את מתכוונת כמו לפחד ממפלצת?

שרה: כן.

אבא: מפלצת מפחידה, בטח. אם את מפחדת ממפלצת, איש מיוון יגיד שאת גורגופובית.

(פאוזה)

שרה: (מגלגלת עיניה) חשבתי שאנחנו מדברים על הסבון.

אבא: אנחנו מדברים על הסבון.

(פאוזה ארוכה)

שרה: למה?

אבא: למה למולקולות יש ראש הידרופילי וזנב הידרופובי?

שרה: כן.

אבא: זה בגלל שקשרי C-O שבראש קָטְבִּיים מאוד, וקשרי C-H בזנב כמעט לא קָטְבִּיים בכלל.

שרה: למה?

אבא: כי בעוד שלפחמן ולמימן יש כמעט אותה אלקטרו-שליליות, החמצן הרבה יותר אלקטרו-שלילי, ולכן הוא מקטב את הקשר C-O.

שרה: למה?

אבא: למה החמצן יותר אלקטרו-שלילי מפחמן וממימן?

שרה: כן.

אבא: זה מסובך. יש תשובות שונות לשאלה הזו בהתאם לסולם האלקטרו-שליליות שאליו מתייחסים: זה של פאולינג, או זה של מיליקן. הסולם של פאולינג מתבסס על עצמת קשר בין אטומים דומים או שונים, בעוד שהסולם של מיליקן מבוסס על אנרגיות יינון ואפיניות של אלקטרונים באטום. בסופו של דבר, זה מסתכם במטען גרעיני אפקטיבי. לאלקטרוני הקשר באטום החמצן יש פחות אנרגיה מאלו שבאטום הפחמן, ואלקטרונים משותפים נמצאים קרוב יותר לחמצן, וזה בגלל שהאלקטרונים של אטום החמצן חווים מטען גרעיני גדול יותר, ולכן משיכה חזקה יותר לגרעין האטום! מגניב, הא?

(פאוזה)

שרה: אני לא מבינה את זה.

אבא: זה בסדר, גם רוב הסטודנטים שלי לא מבינים.

(תרגום א.פרבר, מתוך  The Science Creative Quaterly)

אלכוהול וקפאין – רעיון לא טוב

כימיה, מדע כללי 4 תגובות »

פחיות שתיה של אלכוהול וקפאין הינן מוצר צריכה פופולארי בארה"ב. מסתבר, שצעירים מחבבים את השילוב המנצח בין שני העולמות: מצד אחד, אלכוהול המביא לתחושה נעימה ושחרור מעכבות, ומאידך קפאין, המגביר את העירנות ונוגד חלק מהתסמינים הפחות נעימים הכרוכים בצריכת אלכוהול. גם בארץ נפוץ השילוב הזה (רד-בול + וודקה, למשל) אך עדיין לא באותה פחית.

הגליון האחרון של סיינטיפיק אמריקן מדווח שבשנה האחרונה, מדינות כמו מישיגן ואוקלהומה עושות צעדים מעשיים על מנת להגביל הפצת משקאות קפאין עם אלכוהול, וזאת בשל מקרים בהם צעירים הגיעו לבתי חולים עם רמות אלכוהול מסוכנות בדם בעקבות צריכת משקאות אלו. מובן, שגם אם יצליחו למנוע את שיווק הפחיות, עדיין ניתן יהיה לערבב אלכוהול עם קפאין, ולכן חשוב להבין את הסכנות הטמונות בכך, כפי שמוסבר במאמר.

אלכוהול במהותו הינו סם הרגעה, משכך ומרדים. הוא עושה זאת על ידי שחרור נוירוטרנסמיטר בשם GABA שמתפקד כמרסן ומאט (ואף מגביל) של פעילות עצבית במוח. השפעתו יכולה להביא להשקטה של חרדות, תחושת רוגע, וגם שחרור מעכבות ('נכנס יין, יצא סוד'). ברמות גבוהות יותר של אלכוהול בדם, ההשפעה יכולה להביא להאטה של פעילות מוטורית וקוגניטיבית, תסמינים גרוטסקיים שונים, חוסר הכרה ואפילו מוות (ראה טבלה). אם למשל, שתיתי שתי כוסות מרטיני ושליש כוס בירה ואני גבר השוקל 70 ק"ג, כמות האלכוהול בדמי תהיה 0.13, מה שאומר שאסור לי בשום פנים ואופן לנהוג!  תוכלו לנסות עוד אפשרויות בעזרת מחשבון לחישוב ריכוז אלכוהול בדם.

קפאין, מנגד, הינו סם פסיכואקטיבי מעורר. מולקולת הקפאין מעכבת קישור של הנוירוטרנסמיטר אדנוזין, שהינו בעצמו מגביל ומרסן של פעילות עצבית. יוצא מכאן שהקפאין פועל במנגנון של 'הפוך על הפוך',  בכך שהוא מגביל פעילותו של חומר מגביל. הערנות שמביא הקפאין היא אכן מבורכת, אך ברמות גבוהות יופיעו גם עצבנות, חרדות, ודופק מואץ. על ההשפעות ארוכות הטווח של קפאין כבר נכתב רבות.

לכאורה אלכוהול וקפאין הינם חומרים בעלי השפעה מנוגדת ("גז וברקס ביחד"), אך יש להם גם אפקט משותף – העלאת רמת הדופמין במוח. רמות גבוהות של דופמין מלוות (בין השאר) בתחושה של נועם ואופוריה. שילוב קפאין ואלכוהול מעצים את אפקט הדופמין (מה שעושים גם סוגים אחרים של סמים) ומכאן האטרקטיביות הרבה. הנקודה היא, שהקפאין מצמצם חלק מתסמיני השכרות ובכך מאפשר שתייה רבה יותר.  כך, רמת העירנות המוגברת יוצרת אשלייה מסוכנת של פיכחון בעוד ריכוז האלכוהול בדם הולך וגדל. המחשבה, שהקפאין איכשהו 'מבטל' את השפעת האלכוהול, קשורה מן הסתם למיתוס שכוס קפה חזק עוזרת לשיכור 'לחזור לעצמו'.


שתה קפה – תוכל לעשות דברים מטופשים במהירות ועם יותר אנרגיה!

ההשלכה המיידית, כמובן, היא על נהיגה. אותו 'שיכור עירני' משוכנע שהוא מסוגל לנהוג כהלכה, בעוד שלמעשה מוחו ספוג האלכוהול רחוק מאוד מתפקוד תקין.  במחקר שנערך ב-2001 התברר שקפאין אינו תורם לשיפור בזמן התגובה תחת השפעת אלכוהול, ומחקר נוסף מ-2008, בקרב תלמידי קולג', מצביע על מספר כפול של אירועי ניצול מיני ופציעה תחת צריכה משולבת של אלכוהול וקפאין, בהשוואה לצריכה של אלכוהול בלבד.

לאור האמור, יש רק לקוות (ולדרוש) שפחיות משולבות אלכוהול וקפאין לא יגיעו לישראל, ושהמערבבים את השניים באופן עצמי יהיו מודעים להשלכות.  מישהו אמר תשדירי שירות?

קישורים
אלכוהול וקפה – תמהיל קטלני מאת דניאל גיגי
רוח גבית מאתר הברמנים 'זמן אמיתי'
הילה רפופורט מדווחת על מחקר הבודק את השפעת רד-בול-וודקה