בלשות כימית וכמה עצות לחיים ארוכים ומעשירים
לפני שנים התפרסמה ידיעה על ניסוי מדעי שהשתבש במרכז מחוננים בשלומי. אחת התלמידות, גל מכיתה ו, סיפרה ל-Ynet:
"זה קרה בשיעור מדעים, עשינו ניסוי במהלכו המורה בדקה כמה סוגי אבקות מעל להבת אש. בשלב מסוים עף גיץ של מגנזיום וגרם לפיצוץ". לדברי גל, המורה פתחה את ברז המים בכיור ועשן התפזר בחלל החדר. מיד יצאנו מהכיתה והמזכירה הורתה לכל התלמידים במבנה לצאת החוצה. אחרי כמה דקות הרגשנו צריבות בעיניים וחלק מהילדים השתעלו והתקשו קצת בנשימה", אמרה והוסיפה כי "לשמחתנו זה נגמר רק בזה".
הסיפור נגמר בשלושה עשר (!) פצועים קל: עשרה תלמידים ושלושה אנשי צוות,כולל המורה. מה בדיוק קרה שם? מהתיאור של גל וקצת ידע בכימיה תיכונית ננסה לפענח מה התרחש וכיצד היה אפשר למנוע זאת.
נא להכיר: מגנזיום
מגנזיום הוא מתכת אלקאלית, כלומר מתכת שנמצאת בעמודה השמאלית במערכה המחזורית יחד עם כמה חברים מוכרים כמו ליתיום, נתרן ואשלגן. אחת התכונות המעניינות של מתכות האלקאליות היא שהן מגיבות באינטנסיביות עם מים. תגובה זו מפרקת את מולקולות המים ומשחררת מימן אשר ממהר להתפוצץ בהשפעת החום שנפלט.
חבורת ברייניאק הפכה את העובדה הנפיצה הזו לקטע קלאסי עבור כל כימאי, פירומן או סתם שוחר פיצוצים.
בשפת ההירוגליפים הכימית, מתארים התגובה בין מגנזיום למים כך:
ובשפת אנוש: מגנזיום ומים הופכים למימן ומגנזיום הידרוקסיד (עליו נדבר מיד)
למגנזיום תכונה ייחודית: בעת בעירתו הוא פולט אור לבן ובוהק המזכיר פלאש. ואכן, הפלאש של המצלמות הראשונות, שלווה בפיצוץ קל ועננת עשן, היה מבוסס על בעירה מהירה של אבקת מגנזיום. דוגמאות בשפע להתלקחויות נפיצות של מגנזיום אפשר לראות כאן.
נחזור לשלומי - אפשר לשער שגוש המגנזיום בא במגע עם מים והדבר גרם ל-'בום' קטן שלווה בהתלקחות והבזק אור. המורה נבהלה, וכנראה עשתה את המעשה האינטואיטיבי המתבקש: לזרוק את המגנזיום לכיור.
דם, אש ותמרות עשן
כפי שראינו, מגנזיום בוער לא הולך טוב עם מים. בקטע הזה, אפשר לראות שהמים, בניגוד לטבעם הנוח בדרך כלל, מלבים את הלהבה כמו דלק! למעשה, מגנזיום בוער לא הולך טוב עם כלום. גם התזה עם מטפה על הלהבה תביא לתוצאה הפוכה מהמצופה, מכיוון שהמגנזיום מחמצן את הפחמן הדו-חמצני שבקצף, והבעירה רק גוברת. איך בכל זאת מכבים אותו? עוד מעט נסביר.
אם כן, המגנזיום שלנו משכשך בכיור הרטוב והעניינים רק מסתבכים. תוצר הבעירה הראשוני הוא המלח מגנזיום אוקסידי (MgO) שנראה כמו אפר לבנבן ובו משתמשים מתעמלים לאבק את כפות ידיהם (כדי להגביר החיכוך עם המכשירים). כאשר מלח זה בא במגע עם מים מתקבל אותו מגנזיום הידרוקסיד שהוזכר קודם. מדובר בבסיס תוקפני למדי.
כעת, הבערה בכיור מייצרת עשן לבנבן (MgO) שחלקו הקטן הפך למגנזיום הידרוקסידי. בנוסף, נוצר גם חום רב שהופך את המים לקיטור, דבר שמגביר את פיזור תוצרי הבערה. זה לא טוב.
עיניים שלי
כידוע, בסיסים וחומצות חזקים אינם חביבים על גוף האדם. זו הסיבה שיש ללבוש כפפות גומי כאשר עובדים עם דטרגנטים וחומרי ניקוי חזקים (כולם בסיסים). במיוחד רגישות העיניים, ומכאן ההמלצה הגורפת להשתמש במשקפי מגן בכל ניסוי שלא ברור לחלוטין מה יהיו תוצאותיו, וזה תופס כמעט לכל ניסוי שמעורבת בו בעירה. בניסוי שלפנינו לא חולקו משקפי מגן ולכן המגנזיום ההידרוקסידי שבא במגע עם העיניים גרם לגירוי צורב. בנוסף, מערכת הנשימה גורתה על ידי ההידרוקסיד הגועלי והגיבה בשיעולים וקוצר נשימה כפי שתארה בנאמנות הילדה גל.
מה אפשר היה לעשות? ראשית, למנוע מגע בין המגנזיום למים. אבל מרגע שהמגנזיום מתחיל לבעור אסור לכבות אותו בשום דרך! לא מים, לא מטפה לא חול – כלום. זאת ועוד, המלצה זו תופסת עבור התלקחות של כל מתכת באשר היא. פשוט: לא לעשות כלום עד שהלהבה תדעך מעצמה. כך נוהגים גם ציוותי כיבוי האש כאשר מפעל כימיקאלים עולה בלהבות.
ניסוי ותהייה?
האם האירוע המצער צריך לגרום לצמצום היקף הניסויים וההדגמות בכיתה? נדמה שמבחינת משרד החינוך התשובה היא חיובית, גורפת וכמעת אוטומאטית. רשימת המגבלות והאיסורים המוטלת על מורי המדע הולכת ותופחת חדשים לבקרים, והתלמידים נאלצים להסתפק בשיעורים פרונטאליים. רבים המורים שמוותרים על הדגמה או ניסוי חשובים רק על מנת שלא "להסתבך", שכן כל דבר פעוט הפך להיות "מסוכן". משמעות הדבר היא שהמדע הופך פחות נגיש, פחות מלהיב ופחות מושך. ההשלכות ברורות: פחות תלמידי מדע, פחות מדענים, פחות טכנולוגיה מבוססת מדע. אין ספק שזהירות ובטיחות הם במקום הראשון, אבל מה שצריך לקבוע - לעניות דעתי - אם ואיך לבצע ניסוי או ההדגמה הוא לא פחד ובורות אלא הבנה, ידע וחזון של לימודי מדע מרתקים ומעשירים.
קישורים:
מגנזיום ומים 2 (לאוהבי הג'אנר)
פגיעות עיניים (כולל פגיעות כימיקאלים)