نیروهای مولکولی مشغول کارند: ساختن حباب های صابون

آزمایش های ساده ی زیر را می توانید به راحتی در کلاس خود اجرا کنید.

شما می توانید کلاس شیمی را جذاب تر کنید، به این ترتیب که نشان دهید شیمی بخشی از جهان واقعی است و نه فقط چند بطری مایع اسرارآمیز و لوله ی آزمایش. دانش آموزان پس از این درس قادر خواهند بود:

1. ارتباط بین عبارت های " کشش سطحی "، " پیوستگی " و " چسبندگی " را با حباب های صابون کشف کنند.
2. نتایج آزمایش را حدس بزنند.
3. داده‌ها و شرایط آزمایش را تحلیل کنند.
4. قطبیت مولکول آب را به رفتار صابون‌ها و شوینده‌ها مربوط کنند.

این پیشنهادات بر مبنای نیروهای مولکولی و میزان کشش سطحی هستند که هر دو به نیروهای بین مولکولی بستگی دارند. مایعاتی که نیروهای بین مولکولی قوی دارند، کشش سطحی بیش تری دارند. بین مولکول های آب پیوند هیدروژنی وجود دارد که هر کدام ، نیروی بین مولکولی قوی ای دارند؛ در نتیجه، کشش سطحی بسیار قوی ای در سطح آب به وجود می‌آید.

حباب های صابون از مخلوط مولکول های صابون و مولکول های آب تشکیل شده اند. یک مولکول صابون، یک سر قطبی و یک سر غیر قطبی دارد. اما آب، مولکولی قطبی است. سر قطبی مولکول صابون جذب سر قطبی مولکول آب می‌شود و سر غیر قطبی آن دور از آب می‌ایستند و باعث تشکیل حباب می شود.

روش کار:

1. یک سوزن یا تیغ ریش تراشی را در آب پتری دیش که روی اورهد قرار داده اید، شناور کنید. کشش سطحی مولکول های آب، جسم را روی سطح آب نگه می‌دارد.
3. با استفاده از نخ ابریشمی یک حلقه بسازید و آن را در یک ظرف باز آب، شناور کنید. قطره ای صابون مایع درون حلقه بچکانید و توجه کنید که حلقه به شکل دایره ای کامل درمی آید.
5. روی سطح آب درون یک پتری دیش، فلفل سیاه بپاشید. یک قطره مایع شوینده، به مرکز توده ی فلفل‌ها اضافه کنید و ببینید چه طور از هم دور می‌شوند.
7. آزمایش قایق صابونی را انجام دهید.
9. یک پارچ دهان گشاد را با کمی آب پر کنید. روی آن یک پارچه ی کرباسی بگذارید و با کش آن را روی دهانه ی پارچ محکم کنید. سپس پارچ را با سرعت برگردانید. اگر با مداد نوکی سوراخ کوچکی در پارچه ایجاد کنید، آب برای مدت کوتاهی بیرون می‌ریزد، اما بعد از چند لحظه کشش سطحی و فشار هوا ( که میزان آن در داخل پارچ کم تر از بیرون است )، به کمک هم سوراخ را می بندند و نشتی قطع می‌شود.
11. پارچه ی توری را روی یک بشقاب قرار دهید و آن را با کش محکم کنید. آب را به آرامی روی آن بریزید. این کار را یک بار با آب لوله کشی و بار دیگر با آب و صابون انجام دهید. آب شیر روی توری باقی می‌ماند، اما آب و صابون از سوراخ ها رد می‌شود و داخل بشقاب جمع می‌شود.
13. با استفاده از فرمول زیر، آب صابون درست کنید. از دانش آموزان بخواهید حباب بسازند و رنگ های روی آن، ضخامت نسبی بالا و پایین حباب، حرکت آب روی حباب و مدت زمان باقی ماندن حباب را مشاهده کنند. % 85 آب مقطر %10 مایع شوینده %5 گلیسیرین . با هر کدام از پیشنهادهای بالا می‌توانید تمامی مفاهیم لازم را به دانش آموزان منتقل کنید. البته انجام چند آزمایش و کمی بازی هم لذت یادگیری خاص خودش را دارد!