Transcript תהליך פיסיקלי

‫תוסס או מבעבע?‬
‫שושנה צובל ‪5/2004‬‬
‫בועות‪/‬ניסויים‪/‬מה עשינו?‬
‫‪ .1‬הרתחת מים‬
‫‪ .2‬כוס סודה‬
‫‪ .3‬הוספת מים‪/‬חומץ לסודה לשתייה‪ ,‬לאבקת אפיה‬
‫‪ .4‬כוס יין פנטזיה מוכן‬
‫‪ .5‬כוס יין‬
‫מה התהליך בכל מקרה?‬
‫איזה גז מבעבע בכל מקרה?‬
‫מה המשותף? מה השונה?‬
‫שושנה צובל ‪5/2004‬‬
‫מבעבע ותוסס‬
‫• תהליך כימי‬
‫פירוק או‪/‬ו יצירה של קשרים כימיים ויצירת חומרים‬
‫חדשים‪.‬‬
‫• תהליך פיסיקלי‬
‫שינוי בחומר שלא כולל שינוי כימי (שינוי טמפ'‪,‬‬
‫ערבוב והפרדה‪ ,‬שינוי מצב צבירה‪)..‬‬
‫שושנה צובל ‪5/2004‬‬
‫רתיחה‬
‫‪ .1‬הרתחת מים (תהליך)‬
‫רתיחה – שינוי פיסיקלי (אין שינוי במבנה המולקולרי של החומר)‬
‫חום‬
‫)‪(g‬‬
‫‪H2O‬‬
‫)‪(l‬‬
‫‪H2O‬‬
‫שינוי במצב צבירה ע"י קליטת אנרגיה‬
‫החומר נשאר מים במצב נוזל‪ ,‬מים במצב גזי‪ H2O ,‬גז מבעבע‬
‫שושנה צובל ‪5/2004‬‬
‫סודה‬
‫‪ .2‬כוס סודה (תופעה)‬
‫בעבוע – שינוי פיסיקלי (אין שינוי במבנה המולקולרי של החומרים)‬
‫סודה – תמיסה של גז בנוזל (‪ - CO2‬פחמן דו חמצני מומס במים)‬
‫הכנת התמיסה – ערבוב הגז ‪ CO2‬במים ‪ -‬שינוי פיסיקלי‬
‫הפרדה בין החומרים מהתמיסה – שינוי פיסיקלי‬
‫‪CO2‬‬
‫)‪(g‬‬
‫‪+‬‬
‫‪H2O‬‬
‫)‪(l‬‬
‫חום‬
‫‪CO2‬‬
‫)‪(aq‬‬
‫הפרדה בין חומרים מתמיסה (תערובת נוזלית) ‪ -‬ע"י קליטת אנרגיה‬
‫החומר הנשאר מים‪ CO2 ,‬גז מבעבע‬
‫שושנה צובל ‪5/2004‬‬
‫סודה לשתייה‬
‫‪3‬א‪ .‬הוספת מים לסודה לשתייה (תהליך)‬
‫המסה – שינוי פיסיקלי (אין שינוי במבנה המולקולרי של החומרים)‬
‫המסה (ומיום)‬
‫‪+‬‬
‫‬‫‪Na + HCO3‬‬
‫)‪(aq‬‬
‫)‪(aq‬‬
‫המסה בד"כ תהליך הצורך אנרגיה‪,‬‬
‫לעתים מלווה בפליטת אנרגיה‬
‫שושנה צובל ‪5/2004‬‬
‫‪H2O‬‬
‫‪NaHCO3‬‬
‫)‪(s‬‬
‫סודה לשתייה‬
‫‪3‬ב‪ .‬הוספת חומץ לסודה לשתייה ‪( -‬תהליך)‬
‫בשלב ראשון המסה – שינוי פיסיקלי‪ ,‬שלב שני – תגובת סתירה‬
‫תגובת סתירה – שינוי כימי (שינוי במבנה המולקולרי של החומרים)‬
‫‪+‬‬
‫‬‫סודה לשתיה במים ‪Na + HCO3‬‬
‫)‪(aq‬‬
‫‪- (aq) +‬‬
‫חומצת חומץ‬
‫‪+‬‬
‫‪CH3COO‬‬
‫‪H‬‬
‫במים‬
‫)‪(aq‬‬
‫)‪(aq‬‬
‫)‪(g‬‬
‫‪H2CO3 = H2O + CO2‬‬
‫)‪(l‬‬
‫)‪(aq‬‬
‫‪H2O‬‬
‫‪H2O‬‬
‫)‪(s‬‬
‫‪CH3COOH‬‬
‫)‪(l‬‬
‫‪+‬‬
‫)‪(aq‬‬
‫שושנה צובל ‪5/2004‬‬
‫‪NaHCO3‬‬
‫‪-‬‬
‫‪HCO3 + H‬‬
‫)‪(aq‬‬
‫תגובת סתירה בין חומץ לסודה לשתייה‬
‫תגובת סתירה ‪ -‬תגובה כימית‬
‫)‪(g‬‬
‫‪H2CO3 = H2O + CO2‬‬
‫)‪(l‬‬
‫)‪(aq‬‬
‫‪+‬‬
‫‪-‬‬
‫‪HCO3 + H‬‬
‫)‪(aq‬‬
‫תגובה בין סודה לשתיה (בסיס) לחומץ (חומצה)‬
‫יון שלילי (מהסודה לשתיה) ‪ +‬יון חיובי (מהחומץ)‬
‫מגיבים ומתקבלת ח' פחמתית רוויה ‪H2CO3‬‬
‫שהיא מתפרקת למים וגז ‪ CO2‬מבעבע‬
‫שושנה צובל ‪5/2004‬‬
‫)‪(aq‬‬
‫אבקת אפיה‬
‫‪3‬ג‪ .‬הוספת מים לאבקת אפייה‬
‫שלב ראשון – המסה‪ ,‬שלב שני ‪ -‬תגובת סתירה‬
‫תגובת סתירה – שינוי כימי (שינוי במבנה המולקולרי של החומרים)‬
‫אבקת אפיה מכילה‬
‫סודה לשתיה המגיבה כבסיס‬
‫‪NaHCO3 + C6H6O7‬‬
‫וחומצת לימון המגיבה כחומצה‬
‫)‪(s‬‬
‫)‪(s‬‬
‫שניהם מוצקים‬
‫בהמסה במים משתחררים יונים מהבסיס ומהחומצה‬
‫המגיבים בתגובת סתירה ‪ -‬שינוי כימי‬
‫)‪(g‬‬
‫‪H2CO3 = H2O + CO2‬‬
‫)‪(l‬‬
‫וגז ‪ CO2‬מבעבע‬
‫)‪(aq‬‬
‫‪+‬‬
‫)‪(aq‬‬
‫שושנה צובל ‪5/2004‬‬
‫‪-‬‬
‫‪HCO3 + H‬‬
‫)‪(aq‬‬
‫והתגובה בין המרכיבים‬
‫תגובת סתירה ‪ -‬תגובה בין בסיס לחומצה‬
‫‪+‬‬
‫‬‫סודה לשתיה במים‬
‫‪Na + HCO3‬‬
‫)‪(aq‬‬
‫)‪(aq‬‬
‫‬‫חומצת לימון במים ‪+‬‬
‫‪C6H5O7 + H‬‬
‫)‪(aq‬‬
‫)‪(aq‬‬
‫‪H2CO3 = H2O + CO2‬‬
‫)‪(g‬‬
‫)‪(l‬‬
‫)‪(aq‬‬
‫מתקבלת ח' פחמתית רוויה ‪H2CO3‬‬
‫שהיא מתפרקת למים וגז ‪ CO2‬מבעבע‬
‫שושנה צובל ‪5/2004‬‬
‫‪H2O‬‬
‫‪NaHCO3‬‬
‫)‪(s‬‬
‫‪H2O‬‬
‫‪C6H6O7‬‬
‫)‪(s‬‬
‫‪+‬‬
‫‪-‬‬
‫‪HCO3 + H‬‬
‫)‪(aq‬‬
‫)‪(aq‬‬
‫יין פנטזיה‬
‫‪ .4‬כוס יין ‪ -‬פנטזיה‬
‫בעבוע – שינוי פיסיקלי (אין שינוי במבנה המולקולרי של החומרים)‬
‫הפרדה בין חומרים מתמיסה (תערובת גז בנוזל)‬
‫ע"י קליטת אנרגיה‬
‫החומר הנשאר יין‪ CO2 ,‬גז מבעבע (הגז בורח‪)...‬‬
‫היין תוסס?‬
‫מנין הפחמן הדו חמצני (‪ - (CO2‬ביין?‬
‫שושנה צובל ‪5/2004‬‬
‫יין‬
‫‪ .5‬כוס יין ‪-‬‬
‫ביין אין בעבוע‬
‫האם יש קשר בין תסיסה ליין?‬
‫האם תסיסה היא שינוי פיסיקלי או כימי?‬
‫איך נוצר היין ממיץ ענבים (האלכוהול מסוכר ענבים)?‬
‫שושנה צובל ‪5/2004‬‬
‫בעבוע‪/‬מושגים קשורים‬
‫תהליך‪ ,‬תופעה‪,‬‬
‫שינוי כימי‪ ,‬שינוי פיסיקלי‪,‬‬
‫בעבוע‪ ,‬רתיחה‪ ,‬מצב צבירה‪ ,‬גז‪ ,‬נוזל‪ ,‬צבע‪,‬‬
‫תמיסה (הפרדה מתמיסה‪ ,‬תכונה מפרידה)‪ ,‬אנרגיה‬
‫שושנה צובל ‪5/2004‬‬
‫מבעבע ותוסס‬
‫• בעבוע ‪ -‬תהליך פיסיקלי‬
‫שינוי במצב החומר שלא כולל שינוי כימי –‬
‫ברתיחה (שינוי מצב צבירה)‪ ,‬במשקה תוסס (הפרדה מתמיסה)‬
‫• תסיסה ‪ -‬תהליך כימי‬
‫(פירוק או‪/‬ו יצירה של קשרים כימיים בחומרים קיימים‬
‫ויצירת חומרים חדשים)‬
‫התהליך נקרא תסיסה כשקורה רק‬
‫בנוכחות מיקרואורגניזמים (יצורים חיים) ונפלט ‪CO2‬‬
‫בענבים זה קורה רק בנוכחות שמרים‪ ,‬מתקבל אתנול‬
‫ותוסס ‪CO2‬‬
‫שושנה צובל ‪5/2004‬‬
‫מה דעתך?‬
‫מתוך כתבה בעיתון הארץ‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫בהתעמלות בוקר עלתה השאלה‪:‬‬
‫"כיצד מתפיחים השמרים את הבצק ?"‬
‫התשובה הייתה‪:‬‬
‫"תאי שמרים הם חיידקים זעירים הפועלים בעזרת מים‬
‫חמימים‪ .‬אוכלים את העמילן שבקמח וממירים אותו‬
‫בגלוקוז‪ .‬כשהשמרים פעילים הם מתחלקים ומתרבים‬
‫בבצק מיליוני פעמים‪ ,‬ופולטים דו תחמוצת הפחמן‪ :‬הגז‬
‫מתפשט בבצק‪ ,‬מתפיח אותו והופך אותו נקבובי וקל‪".‬‬
‫איזה דרך נוספת להתפחת בצק אתה מכיר?‬
‫האם התהליך המוזכר דומה למה שקורה ביין?‬
‫שושנה צובל ‪5/2004‬‬
‫אנרגיה כימית‬
‫קיימות מס' צורות של אנרגיה‪:‬‬
‫(גובה) פוטנציאלית‪ ,‬תנועה‪ ,‬קול‪ ,‬אור‪ ,‬חום‬
‫ואנרגיה כימית – אנרגיה האגורה בחומר‬
‫חומר ‪ -‬מעצם מהותו מוגדר אוסף חלקיקים בעלי אנרגיה עצמית‬
‫בתהליכים כימיים החומרים משתנים ומתקבלים חומרים אחרים‬
‫בעלי אנרגיה נמוכה או גבוהה יותר מחומרי המוצא‬
‫התהליכים הכימיים מלווים בשינויי אנרגיה (תהליכים‬
‫אקסותרמיים‪ ,‬תהליכים אנדותרמיים)‬
‫שושנה צובל ‪5/2004‬‬
‫אנרגיה כימית בחי‬
‫בעלי חיים בנויים מחומר – (ורוח)‬
‫לפי ההגדרה ‪:‬‬
‫חומר ‪ -‬חלקיקים ואנרגיה (האגורה בחומר)‬
‫האנרגיה דרושה לתפקוד‪ ,‬נשימה‪ ,‬התפתחות‪,‬‬
‫התרבות‪...‬‬
‫חילוף חומרים בגוף החי –‬
‫תהליכים כימיים המלווים בשינויי אנרגיה‬
‫שושנה צובל ‪5/2004‬‬
‫אנרגיה כימית בצמח‬
‫• אגירת האנרגיה‬
‫נעשית בתהליך הפוטוסינתזה – (המלווה‬
‫בקליטת אנרגיה חיצונית – אנרגיית אור)‬
‫(מקובל שהמקור הראשוני – השמש)‬
‫• ניצול האנרגיה נעשה תוך כדי חילוף‬
‫חומרים בתהליכים כימיים חלקם תהליכי‬
‫תסיסה (המלווים בשחרור אנרגיה)‬
‫שושנה צובל ‪5/2004‬‬
‫פוטוסינתזה‪ ,‬נשימה ואנרגיה‬
‫•בתהליך הפוטוסינתזה –‬
‫פחמן דו חמצני ומים הופכים לסוכר וחמצן‬
‫(תהליך אנדותרמי – אנרגיה בצורה של אור הופכת‬
‫לאנרגיה כימית בחומרים בגוף החי)‬
‫•בתהליך הנשימה –‬
‫סוכר וחמצן הופכים לפחמן דו חמצני ומים‬
‫(תהליך אקסותרמי – אנרגיה כימית הופכת‬
‫לאנרגית חום שמנוצלת לתפקוד בגוף החי)‬
‫שושנה צובל ‪5/2004‬‬
‫נשימה‪ ,‬ואנרגיה בחי‬
‫• נשימה‬
‫נשימה אירובית תהליך הקורה בנוכחות חמצן –‬
‫גלוקוז וחמצן הופכים לפחמן דו חמצני ומים‬
‫תהליך המלווה בשחרור הרבה אנרגיה‬
‫נשימה אנארובית תהליך הקורה שלא בנוכחות חמצן –‬
‫גלוקוז הופך לאלכוהול או לחומצה‬
‫תהליך המלווה בשחרור מעט אנרגיה‬
‫שושנה צובל ‪5/2004‬‬
‫תסיסה ביין ‪ -‬שמרים ואנרגיה‬
‫יין נוצר בתהליך תסיסה (תהליך רב שלבי) ע"י‬
‫שמרים‪/‬פטריות (מיקרואורגניזמים)‬
‫השינוי הכימי סה"כ –‬
‫חומר המוצא גלוקוז במיץ ענבים‬
‫התוצרים אתנול ביין (תוך שחרור ‪)CO2‬‬
‫המנוע לתהליך ‪ -‬האנרגיה‬
‫המשתחררת מנוצלת להתרבות השמרים‬
‫**התהליך מלווה בתגובות נוספות המקנות‬
‫טעמים מיוחדים ליין‬
‫שושנה צובל ‪5/2004‬‬
‫האנזימים שבשמרים ותסיסה‬
‫מה בתוך השמרים החומר המתסיס?‬
‫החומר המתסיס נמצא לראשונה בתוך שמרים‬
‫לכן קיבל את השם אנזים‬
‫‪ -EN-ZYME‬בתוך השמרים‬
‫בשמר מס' אנזימים (חומרים המשמשים כזרזים‬
‫המתפקדים בגוף)‬
‫תהליך התרבות השמרים יכול להתקיים רק בנוכחותם‬
‫בשלבים שונים בתהליך מתפקדים אנזימים שונים‬
‫שושנה צובל ‪5/2004‬‬
‫אנזימים‬
‫• האנזימים הם הזרזים לתגובות בתא‪ ,‬ללא אנזימים‬
‫התא לא יוכל להתקיים‬
‫• כל אנזים הוא חלבון (לא רק חלבון – קואנזים)‬
‫• בכל תא אלפי אנזימים המהווים את מרביתו של‬
‫חלבון התא‬
‫שושנה צובל ‪5/2004‬‬
‫תסיסה‪/‬מושגים קשורים‬
‫מיקרואורגניזמים‪ ,‬שמרים‬
‫תהליך אירובי‪ ,‬אנארובי (נשימה אירובית‪ ,‬אנארובית)‬
‫תסיסה‪ ,‬גליקוליזה‪ ,‬אנזימים (אינברטאז‪ ,‬עמילאז)‬
‫סוכרים‪ ,‬חד סוכר (גלוקוז‪ ,‬פרוקטוז)‪ ,‬דו סוכר (סוכרוז)‬
‫רב סוכר (עמילן)‪ ,‬אלכוהול (אתנול)‬
‫אנרגיה‪ ,‬תהליך אנדותרמי‪ ,‬תהליך אקסותרמי‬
‫שושנה צובל ‪5/2004‬‬
‫בברכה שושנה צובל‬
‫שושנה צובל ‪9/2000‬‬