توجه کنید که این آزمایش حتما باید با نظارت و همراهی توسط اراد بزرگسال و آشنا به مواد شیمیایی و گیاهی ذکر شده در آزمایش، انجام شوند. و معنای بمب جمام در اینجا ایجاد کف صابونی بسیار و  با سرعت زیاد در وان حمام است و نه شوخی با مواد محترقه.

مقدمه:

آیا تا به حال یک حمام سرحال کننده با نمک حمام یا حباب‌های فراوان را تجربه کرده‌اید؟ چطور می‌توان از شیمی استفاده کرد تا هم یک حمام پر از حباب داشت و هم نمک آرامش‌بخش؟ در حقیقت چنین ترکیبی در وجود دارد و بمب حمام نامیده می‌شود. اگر تا امروز هرگز آن را تجربه نکرده‌اید، جالب است بدانید که این بمب‌ها در هنگام تماس با آب از خود حباب‌های گاز متصاعد می‌کنند. چرا؟

 

این موضوع مربوط به واکنش شیمیایی میان مواد تشکیل دهنده‌ی بمب حمام می‌شود. در این فعالیت شما می‌توانید بمب حمام دست‌ساز خودتان را تهیه کنید و بیاموزید که چگونه با تغییر مقدار مواد دخیل در واکنش شیمیایی، واکنش بمب نسبت به آب شدیدتر یا ضعیف‌تر می‌شود. سپس اگر مایل باشید می‌توانید چنین حمامی را در بهترین حالتی که یاد گرفته‌اید برای روز مادر به مادرتان هدیه بدهید!

پیش‌زمینه:

بمب‌های حمام می‌توانند اجزا و عناصر مختلفی داشته باشند، مانند نمک‌های حمام (که موجب تسکین عضلات بدن می‌شوند)، رنگ‌های خوراکی، اسانس‌های مختلف و غیره. اما اجزای اصلی بمب حمام که در همه‌ی انواع این بمب‌ها مشترک هستند عبارت‌اند از: جوش شیرین و اسید سیتریک. چرا؟

 

هنگامی که اسید سیتریک و جوش شیرین با هم ترکیب می‌شوند و سپس به آب افزوده می‌شوند، یک واکنش شیمیایی را ایجاد می‌کنند. این واکنش حباب‌های فراوان تولید می‌کند. این حباب‌ها در آب حل می‌شوند و شما می‌توانید آن‌ها را بینید. آب به شکل آب گازدار در می‌آید. این حباب‌ها در واقع حباب‌های گاز کربن دی‌اکسید هستند که در آب حل شده است.

ماده‌ی دیگری که اغلب در بمب حمام به کار می‌رود نشاسته‌ی ذرت است. این ماده در حقیقت نقش «پر کننده» را بر عهده دارد و با جوش شیرین و اسیدسیتریک واکنش‌دهنده مخلوط می‌شود. در فعالیت امروز شما خواهید دید که تغییر اندازه‌ی نشاسته‌ی ذرت چه اثری بر گازدار بودن بمب خواهد داشت و همچنین بمب حمام ایده‌آل خودتان را نیز خواهید ساخت!

 

مواد و وسایل مورد نیاز:

اسیدسیتریک (اسیدسیتریک را معمولاً می‌توان در خواربار فروشی‌ها در قسمت کنسروها یافت)

جوش شیرین

نشاسته‌ی ذرت

آب

قاشق برای اندازه‌گیری

روغن گیاهی

رنگ خوراکی (دست کم دو رنگ متفاوت)

قطره‌چکان دارویی

قاشق و چنگال برای مخلوط کردن

مواد انتخابی برای افزودن به بمب حمام، مانند نمک فرنگی (یا همان نمک اپسوم که در فروشگاه‌های لوازم شیمیایی و برخی فروشگاه‌های لوازم آرایشی و بهداشتی موجود است) و عطرها (مانند روغن‌های اسانس‌دار)

چهار عدد کاسه

یک ظرف مافین یا ظرف مکعبی یخ (اگر از ظرف مافین استفاده می‌کنید  می‌توانید بمب حمام را به مدت ۴۵ دقیقه در فر خشک کنید. یا می‌توانید آن را شب تا صبح در دمای اتاق نگه دارید تا خشک شود. اگر در ناحیه‌ای پر رطوبت زندگی می‌کنید، توصیه‌ی ما این است که بمب را در فر خشک کنید. اما اگر از ظرف مکعبی یخ استفاده می‌نمایید، تنها باید در طول شب بمب را در دمای اتاق قرار دهید تا خشک شود.

یک وان حمام برای برپایی حمام گرم و آزمایش بمب حمام در آن

 

آماده‌سازی:

اگر از ظرف مافین استفاده می‌کنید، دمای فر را روی ۱۷۰ درجه‌ی فارنهایت (یا کمترین درجه‌ی حرارت فر) تنظیم کنید. همواره هنگام استفاده از فر از یک فرد بزرگسال کمک بگیرید.

توجه داشته باشید که میزان مواد پیشنهادی برای این فعالیت علمی، تقریباً به یک ظرف مافین یا سه ظرف مکعبی یخ نیاز دارند. البته این تعداد تخمینی است، زیرا به اندازه‌ی ظرف شما بستگی دارد. اگر می‌خواهید بمب حمام بیشتری بسازید، می‌توانید مواد اولیه را دو یا سه برابر کنید.

 

روش کار:

در یک کاسه، به اندازه‌ی یک و یک سوم قاشق غذاخوری اسیدسیتریک را با دو و دو سوم قاشق غذاخوری جوش شیرین و دو قاشق غذاخوری نشاسته‌ی ذرت مخلوط کنید. اگر از نمک اپسوم هم استفاده می‌کنید، می‌توانید دو قاشق چایخوری از آن را به مخلوط اضافه کنید.

در کاسه‌ی دوم یک قاشق چایخوری روغن گیاهی را با یک قاشق چایخوری آب و دو قطره رنگ خوراکی مخلوط نمایید. اگر از اسانس هم استفاده می‌کنید، ۱۵ قطره از اسانس مورد نظرتان را به مخلوط بیافزایید. حتماً قطره‌چکان و قاشق پیمانه‌ی خود را پس از ریختن هر ماده و برای ریختن ماده‌ی بعدی آبکشی کنید.

 

با استفاده از یک قطره‌چکان تمیز، چند قطره از محلول به دست آمده را در مخلوط خشک موجود در کاسه‌ی اول بریزید. هنگامی که یک قطره از محلول را درون مواد خشک می‌ریزید، چه چیزی رخ می‌دهد؟ باید حباب‌های گاز را ببینید. اکنون واکنش شیمیایی بمب حمام در حال اجرا است! اما شما که نمی‌خواهید بمب اکنون فعال شود، با پشت یک قاشق تمیز نقاطی که حباب از آن‌ها متصاعد می‌شود را فشار دهید. این کار می‌بایست تولید حباب را متوقف کند. این مراحل را آن قدر ادامه دهید تا محلول شما تمام شود. هر بار تنها چند قطره را به مواد خشک بیافزایید تا بمب به آرامی ساخته شود.

نکته: یکی از بخش‌های چالش برانگیز ساخت بمب حمام خانگی، اضافه کردن مقدار صحیحی از محلول به مواد خشک است. اگر در محیطی مرطوب زندگی می‌کنید، ممکن است نیازی نباشد که کل محلول را به محتویات کاسه‌ی اول بیافزایید. اگر ماده‌ی به دست آمده پس از اینکه محتویات دو کاسه را خوب با هم مخلوط کردید، هنوز هم در حال پف کردن باشد، این یعنی که احتمالاً بمب شما بیش از حد مرطوب شده است. اگر چنین اتفاقی رخ داد، دوباره همه‌ی مراحل را از ابتدا آغاز کنید. با این تفاوت که میزان آب مصرفی در دستور ساخت را کمتر کنید. اگر فکر می‌کنید که بمب شما با آب کمتر، بهتر ساخته می‌شود، از همان ابتدا میزان آب را تا حدی کاهش دهید.

با قطره‌چکان تمیز، یک قطره روغن گیاهی در هر کدام از ظروف مکعبی یخ یا مافینی مورد نظر خود بریزید و سپس با انگشت، روغن را روی سطح و دیواره‌ها پخش کنید.

یکی از ظروف را پر از مخلوط بمب حمام کنید. در ابتدا یک قاشق غذاخوری پر را در ظروف بریزید. سپس با پشت قاشق یا با کف دستتان روی آن را صاف و فشرده کنید.

در کاسه‌ی سوم، یک قاشق غذاخوری اسید سیتریک را با دو قاشق غذاخوری جوش شیرین و سه قاشق غذاخوری نشاسته‌ی ذرت ترکیب کنید. اگر از نمک اپسوم استفاده می‌کنید، دو قاشق چایخوری از این نمک هم در کاسه بریزید و به خوبی مخلوط کنید.

در کاسه‌ی چهارم یک قاشق چایخوری روغن گیاهی را با دو و نیم قاشق چایخوری آب و دو قطره رنگ خوراکی که متفاوت از رنگ کاسه‌ی دوم باشد بریزید. اگر مایلید، ۱۵ قطره اسانس هم به محلولتان بیافزایید. همانند مراحل قبل، مطمئن شوید که قطره‌چکان و قاشق چایخوری در هر مرحله آبکشی می‌شوند.

با یک قطره‌چکان تمیز به آرامی محلول را قطره قطره در کاسه‌ی سوم بریزید. هر بار تنها یک قطره بیاندازید. با پشت قاشق جاهایی را که شروع به حباب‌سازی می‌کنند فشار دهید. مخلوطتان که آماده شد، به میزانی که دستور قبلی  بمب حمام را در ظروف ریخته بودید، این مخلوط را نیز در ظرف‌هایتان بریزید.

بمب‌های حمام را رها کنید تا کاملاً خشک شوند. اگر از ظروف مافین استفاده می‌کنید، ابتدا فر را که قبلاً روشن کرده بودید خاموش کنید و سپس ظرف‌ها را برای مدت ۴۵ دقیقه در فر خاموش با درب بسته قرار دهید. اگر از ظرف مکعبی یخ با جنس پلاستیک استفاده می‌کنید، بمب را در طول شب در دمای اتاق نگه دارید تا خشک شود. وقتی که بمب‌های حمام خشک شدند، آن‌ها را از قالب خارج کنید.

نکته: اگر بمب‌ها خیلی ترد و شکننده هستند، احتمالاً در مواد اولیه‌ی شما آب به میزان کافی نبوده است. برای حل این مشکل، می‌توانید بمب‌ها را دوباره از ابتدا تهیه کنید. این بار در دستور موادتان، از کمی آب بیشتر استفاده کنید.

برای انداختن بمب در حمام آماده شوید! وان حمام را با آب داغ ( اما نه سوزاننده) پر کنید. سپس بمب‌ها را در وان قرار دهید. هنگامی که بمب‌ها وارد آب می‌شوند چه اتفاقی می‌افتد؟ آیا دو بمب به شکل متفاوتی کف می‌کنند؟ آیا یکی از بمب‌ها زودتر واکنش نشان داده و حباب تولید می‌کند در حالی که بمب دیگر به زمان بیشتری برای حل شدن احتیاج دارد؟ به نظر شما کدامیک بهتر است؟ به نظر شما مقدار نشاسته‌ی ذرت چه تأثیری بر نتیجه‌ی فعالیت علمی شما دارد؟

 

اختیاری: در این آزمایش آب داخل وان حمام داغ بود. می‌توانید آزمایش را با آب کمی سردتر تکرار کنید. می‌توانید از یک زمان‌سنج استفاده کنید تا بفهمید که در هر حالت چقدر طول می‌کشد تا بمب‌ها در آب حل شوند. آیا مدت زمان لازم برای حل شدن بمب‌ها با تغییر دمای آب تغییر می‌کند؟

اختیاری: می‌توانید به جای اسیدسیتریک، از جایگزین‌هایی مانند کرم تارتار یا آب لیمو استفاده کنید. بمب‌هایی که با اسید سیتریک ساخته شده‌اند، در عملکرد چه تفاوتی با بمب‌هایی حاوی آب لیمو یا کرم تارتار دارند؟

در این فعالیت شما میزان نشاسته‌ی ذرت در هر بمب را با هم مقایسه کردید. اما آیا می‌توان بمبی ساخت که در آن نشاسته اصلاً به کار نرفته باشد؟ این نوع بمب‌ها در مقایسه با بمب‌های حاوی نشاسته چه تفاوتی دارند؟ آیا خیلی متفاوت‌اند؟

مشاهده و نتیجه‌گیری:

آیا بمب حمامی که در آن نشاسته‌ی ذرت بیشتری به کار رفته بود (دستور تهیه‌ی دوم) نسبت به بمب حمام اول به زمان بیشتری برای حل شدن در آب نیاز داشت؟ آیا بمب حمام با نشاسته‌ی کمتر، حباب بیشتری تولید می‌کرد؟

هنگامی که یک بمب حمام در تماس با آب قرار می‌گیرد، جوش شیرین و اسیدسیتریک ب هم واکنش می‌دهند و حباب‌های کربن دی اکسید تولید می‌کنند. این واکنش یک واکنش اسید-باز است. زیرا در آن اسیدسیتریک یک اسید ضعیف و جوش شیرین (یا همان سدیم بیکربنات) یک باز ضعیف است. نشاسته‌ی ذرت نقش یک «پر کننده» را دارد که واکنش میان جوش شیرین و اسیدسیتریک را کنترل می‌کند.

در این فعالیت، دستور تهیه‌ی دوم نسبت به دستور اول، جوش شیرین و اسیدسیتریک کمتر و نشاسته‌ی بیشتری داشت. در نتیجه مشاهده کردید که بمب اول حباب‌های بیشتری تولید می‌کند و واکنش به مراتب شدیدتری دارد و سریع‌تر در آب حل می‌شود. (ابعاد و اندازه‌ی بمب‌ها هم در آزمایش اثرگذارند، زیرا بمب‌های بزرگتر دیرتر در آب حل می‌شوند. از آن‌جایی که در آزمایش ما، در دستورهای مختلف اندازه‌ی بمب‌ها برابر بود، این عامل حذف می‌شود و در نتیجه اثری ندارد.)


Maryam Doroodian

منبع:

Scientific american

0 پاسخ

دیدگاه خود را ثبت کنید

تمایل دارید در گفتگوها شرکت کنید؟
در گفتگو ها شرکت کنید.

پاسخی بگذارید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *