مفاهيم أساسية

الكيمياء

الأحماض

الامتصاص

قابلية الذوبان

مقدمة

لا شك أن معظمنا قد تعرض لذلك الموقف: ترتدي قميصًا جديدًا للمرة الأولى، وبينما تتناول طعام الغداء تسقط على صدرك مباشرة وفي منتصف القميص بقعة عملاقة من الكاتشب، أو ربما من زبدة الفول السوداني أو صلصة المكرونة السباجتي. وبصرف النظر عن نوع البقعة فهي تعطي دائمًا مظهرًا قبيحًا وربما يكون من الصعب إزالتها. هل تعلم أن هناك أنواعًا مختلفة من البقع وأن كل نوع منها يتطلب أنواعًا مختلفة من وسائل التنظيف لإزالته؟ فإذا حاولت أن تنظف بقعة خردل، على سبيل المثال، باستخدام سائل تنظيف الحمامات، فربما لن تحصل على نتائج جيدة. لماذا يُعَد نوع البقعة مهمًّا؟ في نشاطنا اليوم سوف نستكشف بعض أنواع البقع المختلفة، ونحاول تحديد أفضل طريقة لتنظيفها وإزالتها!

معلومات أساسية

هناك أنواع عديدة مختلفة من المنظفات المنزلية لأن هناك أنواعًا مختلفة من البقع الصعبة التي يكون تنظيفها مطلوبًا. يمكن حصر البقع تقريبًا في أربع فئات مختلفة: بقع إنزيمية (مثل بقع العشب أو الدم)، وبقع قابلة للأكسدة (مثل بقع القهوة أو الشاي)، وبقع شحمية (مثل بقع الزبد أو الزيت)، وبقع الجسيمات (وهي البقع والأوساخ اليومية المعتادة).

تحدث البقع الإنزيمية عمومًا نتيجة لعمل البروتينات، ومن ثَم فإن منظفات الإنزيمات سوف تساعد في تحطيم تلك البروتينات إلى جزيئات أصغر حجمًا وأكثر انحلالًا بالماء (أي قابلة للذوبان في الماء). أما البقع القابلة للأكسدة فعادةً ما تكون ذات ألوان زاهية، مثل بقع العصير. يمكن إزالة هذه البقع باستخدام المواد المبيضة، على سبيل المثال، بيروكسيد الهيدروجين. وهذه العوامل المؤكسِدة تفتِّت المكونات التي تمنح المركبات الكيميائية لونها بحيث تصبح البقعة غير مرئية! في حالة البقع الشحمية تُعَدُّ أفضل المنظفات عادةً هي منظفات التوتر السطحي؛ إذ تحيط تلك المنظفات بالبقعة الدهنية وتكشف الأجزاء القابلة للذوبان في الماء من التركيبة الكيميائية المسببة للبقعة، مما يساعد على تحلُّلها في الماء وإزالتها عن طريق الغسيل. أخيرًا يتم تنظيف بقع الجسيمات عادةً بواسطة مركبات تُسمى البانيات. تساعد تلك البانيات على إزالة الأيونات المعدنية الموجبة، مثل تلك المكونة من الكالسيوم والمغنسيوم، وتفتيت بقع الأوساخ الصعبة، مما يسمح بإزالتها عن طريق الغسيل.

في هذا النشاط سوف نختبر قوة التنظيف لثلاثة محاليل تنظيف مختلفة مصنوعة من منتجات منزلية. وسوف نقيِّم مدى قدرتها على التنظيف الجيد لثلاثة أنواع مختلفة من البقع. سجِّل النتائج الخاصة بك، وربما تتمكن من إضافة بعض المعارف والمعلومات العلمية إلى عملية الغسيل عند الانتهاء من هذا النشاط!

المواد المستخدمة

  • ثلاثة أكواب صغيرة (أكواب بسعة ثلاث أوقيات سوف تفي بالغرض)
  • مقدار ثُمن كوب من الخل الأبيض
  • ملعقتان كبيرتان من نشا الذرة
  • ملعقتان إلى أربع ملاعق كبيرة من الحليب
  • مقدار ثُمن كوب من بيروكسيد الهيدروجين
  • معجون أسنان لا يحتوي على الهلام (الجل) أو كريم التارتار
  • ماء
  • قطعة من القماش ذات لون فاتح يمكن أن تظهر فيها البقع (مثل خرقة التنظيف) (تأكد من استئذان شخص راشد لإجراء النشاط قبل اختيار قطعة القماش!)
  • قلم تحديد أسود
  • كاتشب
  • قهوة أو شاي
  • ملعقة صغيرة
  • ورق
  • قلم رصاص أو قلم جاف
  • مؤقت أو ساعة حائط
  • إمكانية الوصول إلى حوض غسيل
  • قفازات غسل الأطباق
  • صينية خَبْز مسطحة
  • مساعد راشد (نستخدم في هذا النشاط مواد كيميائية منزلية، يمكن إذا عولجت بشكل غير صحيح أن تصبح مصدرًا للخطورة. لذا يجب الاستعانة بمساعدة شخص راشد!)

الإعداد للتجربة

  • ضع وسمًا للأكواب المستخدمة كما يلي: الكوب رقم 1 "الخل"، والكوب رقم 2 "البيروكسيد"، والكوب رقم 3 "نشا الذرة"، والكوب رقم 4 "الماء".
  • صب الخل في كوب الخل.
  • صب البيروكسيد في الكوب الخاص بالبيروكسيد. أضف ربع ملعقة صغيرة من كريم التارتار أو معجون الأسنان الذي لا يحتوي على الجل. قلِّب المزيج حتى يختلط.
  • في كوب النشا أضف الحليب إلى النشا وقلِّب المزيج حتى يأخذ قوام العجين.
  • ضع قطعة القماش على سطح جاف (مثل طاولة المطبخ). إذا لم يكن السطح أسفل قطعة القماش مقاومًا للبقع، فعليك بحمايته باستخدام أوراق الصحف أو وعاء مسطح.
  • استخدم قلم التحديد لرسم صف من أربع علامات على قطعة القماش. تأكد من ترك مساحة خالية لا تقل عن بوصتين بين كل علامة والأخرى، وحاول أن تجعل العلامات كلها مصفوفةً على التوازي. بجوار كل علامة على قطعة القماش ضع بقعةً صغيرةً من الكاتشب مع الحفاظ على مسافة لا تقل عن بوصتين بين الحبر والكاتشب. ضع برفق كميةً صغيرةً من الكاتشب في صفٍّ ثانٍ بجوار صف الحبر الأول. أنشئ صفًّا ثالثًا باستخدام القهوة أو الشاي وأسقط برفق مقدارًا صغيرًا من القهوة بجوار كل بقعة من بقع الكاتشب، وتأكد مرة أخرى من الحفاظ على مسافة لا تقل عن بوصتين بين بقعة الكاتشب وبقعة القهوة.
  • استخدم الورق والقلم الرصاص لعمل جدول يتكون من أربعة أعمدة وخمسة صفوف. في الصف الأول ضع الوسوم التالية للأعمدة بالترتيب: "طريقة التنظيف"، و"الحبر"، و"الكاتشب"، و"القهوة". في العمود الأول ضع الوسوم التالية للصفوف بالترتيب: "الخل الأبيض"، و"مزيج بيروكسيد الهيدروجين"، و"مزيج النشا والحليب"، و"المجموعة الضابطة". سوف يساعدك هذا الجدول في تدوين ملحوظاتك في أثناء تنفيذ هذا النشاط.

خطوات التجربة 

  • ابدأ بكوب الخل. استخدم الملعقة الصغيرة في وضع مقدار ملعقة صغيرة واحدة من الخل عبر صف واحد من البقع المختلفة بعناية، بحيث تضيف ملعقةً صغيرةً من الخل إلى بقعة حبر وبقعة كاتشب وبقعة قهوة. ضع كوب الخل إلى جانب ذلك الصف. هل تَغيَّر أي شيء عندما أضفت الخل إلى البقع؟ أي البقع هي الأغمق لونًا؟ وأيها الأفتح؟
  • اضبط المؤقت على مدة 10 دقائق.
  • اشطف الملعقة الصغيرة بالماء، ثم استخدمها من جديد في وضع ملعقة صغيرة واحدة من البيروكسيد (من كوب البيروكسيد) عبر صفٍّ واحد من البقع المختلفة بعناية، بمعنى إضافة ملعقة صغيرة من البيروكسيد إلى بقعة حبر وبقعة كاتشب وبقعة قهوة. ضع كوب البيروكسيد إلى جانب ذلك الصف.
  • كرر الخطوة ذاتها مرةً أخرى برفق بوضع عجينة النشا على كل بقعة من البقع. (إذا كانت العجينة قد أصبحت صلبة القوام، أضف كميةً صغيرةً من الحليب مع التقليب). ماذا تلاحظ بشأن مزيج النشا والحليب؟ هل يختلف القوام عن وسائل التنظيف الأخرى التي تختبرها؟
  • عندما يرن المؤقِّت، ارتدِ قفازات غسل الأطباق واحمل قطعة القماش بعناية إلى حوض الصرف.
  • اشطف كل بقعة لمدة 10 ثوانٍ بالماء البارد، بما في ذلك صف البقع غير المعالجة. استخدم أصابعك لفرك قطعة القماش برفق وأنت تشطف البقع.
  • اعصر قطعة القماش برفق حتى لا يتبقى فيها أي سوائل وضعها على صينية الخَبْز.
  • في الجدول الذي صممته رتِّب بقع الحبر من الأغمق إلى الأفتح لونًا. يجب أن تأخذ البقعة الأكثر تلاشيًا الرقم 1 والبقعة الأقل تلاشيًا الرقم 4. افعل الشيء نفسه مع بقع الكاتشب والقهوة.
  • تأمل النتائج التي توصلت إليها وقارن بين حلول التنظيف وبين البقع في المجموعة الضابطة. هل حصل أي حل من حلول التنظيف على الترتيب 1 في جميع الحالات؟ وهل حصل أحدها على الترتيب 4 في كل الحالات؟ هل كان لأحد الحلول تأثيرٌ جيد على نوعٍ واحد من البقع ولكن ليس على البقع الأخرى؟ بصفة عامة، أي حلول التنظيف كان الأفضل أداءً؟ وأيها كان الأسوأ؟ هل كانت هناك بقعة واحدة من البقع أكثر صعوبةً في إزالتها من البقع الأخرى؟
  • نشاط إضافي: كرِّر هذا النشاط باختبار منتجات منزلية أخرى وأطعمة عادةً ما تسبب حدوث بقع، على سبيل المثال، الخردل أو زيت الطهي. وقارن بين النتائج.
  • نشاط إضافي: اختبر ما إذا كان ترك محاليل التنظيف على البقعة مدةً أطول من الوقت يؤدي إلى تغيُّر في النتائج التي توصلت إليها.

الملحوظات والنتائج

في أثناء هذا النشاط قمت بتجربة ثلاثة منتجات منزلية مختلفة لمعرفة مدى فاعلية كل منتج منها في إزالة أنواع مختلفة من البقع من قطعة القماش. وعلى الرغم من أن جميع تلك المنتجات تعد من مزيلات البقع الممتازة، فإن كل منتج منها يعمل بطريقة مختلفة، ومن ثَم يكون أكثر فاعليةً مع أنواع مختلفة من البقع.

بدايةً، يعمل الخل كمنظف منزلي فعال للغاية لأنه حمض. تزيل الأحماض البقع وتنظف بواسطة إضافة شحنة كيميائية إلى جزيئات البقعة. تشبه الصورة إلى حدٍّ كبير مغناطيسًا يسحبه مغناطيس آخر، إذ تنجذب تلك الجزيئات المشحونة حديثًا إلى الشحنات الموجبة والسالبة في الماء. ونتيجةً لذلك، فإنها تنسحب بعيدًا عن القماش ويمكن شطفها بالماء. يؤثر الخل بشكل جيد على الأوساخ والعفن والرواسب المعدنية، وكذلك على البقع الحمضية الأخرى بما فيها القهوة. لذلك، ربما تكون قد وجدت أن الخل أبلى بلاءً حسنًا في إزالة بقعة القهوة أو الشاي.

أما بيروكسيد الهيدروجين فيعمل على نحوٍ مختلف عن الخل ويتفوق عليه في إزالة أنواع مختلفة من البقع. في الواقع، بيروكسيد الهيدروجين لا يزيل البقع وإنما يجعلها غير مرئية فحسب! بمعنى أنه يحطم الروابط الكيميائية القوية في البقع بما في ذلك الحبر، وعندما يفعل ذلك يجعل البقع عديمة اللون، ولكنها لا تزال موجودة! نتيجة لذلك، ربما تكون قد وجدت في تجاربك أن البيروكسيد كان صاحب أفضل أداء في "إزالة" بقعة الحبر.

وأخيرًا، يعمل نشا الذرة على نحوٍ جيد كمزيل للبقع؛ لأنه يجذب الجزيئات ويمتصها من البقعة. يكون للنشا تأثير جيد بخاصة على بقع الشحوم وبقع الأطعمة، لذلك، ربما تكون قد وجدت أنه أدى عملًا جيدًا في إزالة بقعة الصلصة الملتصقة بقطعة القماش.

مزيد من الموضوعات للاستكشاف

كيمياء التنظيف: اصنع الصابون الخاص بك لدراسة تركيب الصابون، من ساينس باديز

كيمياء الكرنب: العثور على الأحماض والقواعد، من ساينتفك أمريكان

نظافة صديقة للبيئة: هل المنظفات "الصديقة للبيئة" أقل سُمِّيَّةً من المنظفات التقليدية؟ من ساينس باديز

نشاطات علمية لجميع الأعمار: من ساينس باديز

نقدم لك هذا النشاط بالتعاون مع أصدقاء العلوم (ساينس باديز)