ما أحلى قضاء وقتًا ممتعًا ومفيدًا مع طفلك! ومن أساليب تحقيق هذا الهدف إجراء بعض الأنشطة المسلية (كرافتس) أو بعض التجارب العلمية البسيطة. وفي هذا المقال اخترنا لكم تجربة علمية مبسطة وسهلة هي تجربة زراعة الكريستال (بلورات جيلي الماء).
جميعنا استخدمنا حفاضات الأطفال في حياة أطفالنا، ودائمًا ما كان يثيرنا قدرتها على الإمتصاص للسوائل وعدم تسريبها. فكيف يحدث ذلك؟
أعجوبة كيميائية تعرف ب “بوليمر فائق الإمتصاص” وهي تحويل الماء إلى بلورات صغيرة “نقط ضخمة” مليئة بالماء. وهي التي تحبس الرطوبة في حفاضات الأطفال حتى لا تتسرب. وفي هذه التجربة الشيقة والمثيرة للدهشة سوف نرى كيف تمتص البوليمرات الماء؟
الأدوات المستخدمة في تجربة زراعة الكريستال
- بوليمرات.
- ماء.
- دلو أو وعاء شفاف.
- كيس بلاستيكي (لمشاهدة تحول الماء إلى بلورات).
- ألوان طعام بألوان طفلك المفضلة في حال أردت الحصول على بلورات ملونة.
- معلقة صغيرة.
خطوات Growing Crystals Experiment
- إذا كانت هذه تجربة طفلك الأولى في زراعة الكريستال ننصحك بعدم إضافة ألوان طعام للماء لكي يستطيع طفلك رؤية كريستالات الماء بشكل أوضح ويمكنك تلوينها في مرات لاحقة. قم بوضع معلقة صغيرة من البوليمرات في الوعاء أو الكيس البلاستيكي الشفاف (لسهولة مراقبة التجربة) ثم إملأ الكيس بالماء وأغلقه بإحكام.
- يمكنك وضع الكيس في وعاء لمنع تسرب الماء على الأرض.
- راقب ماذا يحدث في البلورات بعد 10 دقائق.
- أعد مشاهدة البلورات بعد نصف الساعة، ثم بعد ساعة.
- يفضل ترك البوليمرات منقوعة في الماء ليلة كاملة.
- بعد فترة سوف تجد أن القطع الصغيرة من البوليمارات قد أمسكت بجزيئات الماء وانفجرت في شكل بلورات ضخمة من جيلي الماء نتيجة لذلك.
- اغسل يديك وجففها جيدًا ثم أخرج حفنة من الكتل الباردة من كريستالات الماء المتلألئة من الكيس، وانتبه لأن البلورات تكون هشة جدًا ويمكن أن تنكسر بسهولة. فتأكد من التعامل معها برفق شديد، وكلما تركتها منقوعة أكثر كلما زاد حجمها نتيجة امتصاصها لكمية أكبر من الماء.
- استشعر ملمس البلورات بين يديك، وسوف تشعر بإحساس مثير للإهتمام.
- حاول ملاحظة إختلاف أحجام وملمس البلورات الكريستالية.
- يمكنك محاولة تقسيم الكتل الكبيرة من الكريستال إلى كتل أصغر بأصابعك الجافة، وحاول الإجابة على التساؤلات التالية:
- ما الكيمياء التي حدثت داخل كريستالات الماء؟
- لماذا نمت الكريستالات بهذه الأحجام الضخمة؟
- كيف أصبحت الكريستالات لينة جدًا؟
- ما الذي يملأ بلورات الماء الهلامية؟
شرح تجربة زراعة الكريستال
- إن البوليمر عبارة عن سلسلة طويلة جدًا تتكون من جزيئات متطابقة. تعمل الجزيئات كحلقات في السلسلة.
- تخيل أن هذه السلسة تعمل كإسفنج صغير ينتظر الإتصال بجزيئات الماء.
- في حالة عدم وجود الماء، تكون سلسلة البوليمر ملتوية وملفوفة بإحكام.
- وعند وضع سلسلة البوليمر في الماء فإن الروابط الجزيئية الموجودة على الجزء الخارجي من الكتلة الصخرية تلتقطها وتثبت من خلال ربط بسيط.
- وكلما زادت كمية المياه المتوفرة، زاد استرخاء البوليمر للحصول عليها.
-
تبدأ السلسلة في الإنتفاخ من الخارج، مما يسمح بدخول المزيد من الماء إلى البوليمر إلى نقاط الارتباط المتاحة، مما يؤدي إلى مزيد من التوسع.
-
يستمر هذا الترابط والتورم حتى لا يتوفر المزيد من الأماكن لتجميع المياه.
-
عندما يتوقف الامتصاص، تتوسع بلورات البوليمر إلى حوالي 300 ضعف وزنها الأصلي.
-
يتكون البلور من حوالي 98٪ ماء و 2٪ بوليمر. هذا كثير من الماء!
البوليمرات
إن البوليمرات شائعة جدًا وتوجد في كثير من المنتجات والمواد مثل:
- الحرير.
- الصوف.
- النايلون.
- القطن.
- السليلوز.
- المطاط.
- البلاستيك.
- مواد الإيبوكسي.
- السيليكون.
- البوليسترين.
- المواد اللاصقة.
- الجيلاتين.
- البوليستر.
- الأقراص المضغوطة.
- التيفلون وغيرهم من المواد الكثير.
لماذا يجب أن تغسل يديك جيدًا قبل التعامل مع بلورات جيلي الماء؟
يجب أن تغسل يديك جيدًا قبل التعامل مع بلورات جيلي الماء لأن الكريستال يتكون في الغالب من الماء، والجراثيم الموجودة على يديك سوف تتراكم على البلورات مما يتسبب في رائحة كريهة وغير مستحبة. كما أن الماء الموجود على اليدين المبللة ممكن أن يفقد البوليمر قدرته على الإمتصاص مما يفقد تجربتك النتيجة الصحيحة النهائية المرجوة.
الدروس المستفادة من تجربة زراعة الكريستال
يتعلم الطفل كيفية زراعة الكريستال في المنزل، ويمكنه مشاهدة تجربة تحول الماء إلى بلورات مبهرة، كما تتيح له التعرف على ما يسمى بالبوليمرات وكيف أنها تدخل في تكوين الكثير من المواد التي نستخدمها في حياتنا اليومية.
وفي النهاية، لا تنسى عزيزي القاريء أن تقوم بمتابعتنا أيضا عبر منصات التواصل الاجتماعي:
