פעילות בנושא המד חום הכרת חומרים נוספים

 

דיברנו על מוצרים שמשרתים את בני האדם , החומרים מהם הם מורכבים והתכונות שלשם כך

נבחרו.

בפעילות "החומר ותכונותיו" דיברנו על נורת הלהט וגילינו שהיא מורכבת מארבעה רכיבים עיקריים:

 

חוט להט – עשוי מטונגסטן , סימול כימי W , מתכת שמותכת בטמפ' גבוהה מאוד ומפיצה אור אדום

כשמתחממת בהולכת זרם חשמלי דרכה.

חלל הנורה - גז "אינרטי" (שאיננו מגיב עם הרכיבים האחרים בתוך הנורה – גם כשמתחמם)

לעיתים הנורה ממולאת בגז ארגון, סימול כימי Ar ולעיתים בגז חנקן סימול כימי -  N2

 אילו הנורה הייתה מלאה באויר (וכך היה בה גם חמצן) חוט הלהט היה נשרף!

מעטפת – עשויה זכוכית – נוסחא כימית SiO2 , זכוכית מאפשרת לאור לעבור דרכה כי היא שקופה

וכמובן הזכוכית קלה לעיבוד

תבריג – עשוי ממתכת מוליכה בדרך כלל נחושת , סימול כימי Cu.

 

ועכשיו , קצת על החומר הכסוף שנמצא במד החום.

אם תשאלו את מרבית האנשים מה יש במד החום שמראה את הטמפ' הם יגידו כספית – סימול כימי Hg

כספית היא המתכת היחידה שנמצאת במצב צבירה נוזלי בטמפרטורת החדר ויש לה תכונה מיוחדת

שהיא מתכווצת ומתרחבת  בשינוי קטן של טמפרטורה – כך באמת בנו פעם את מדי החום.

בתוך צינור זכוכית הכניסו מעט כספית נוזלית ובשינוי הטמפ' הכספית עלתה וירדה בתוך הצינורית.

 

הבעיה היא שכספית היא מתכת רעילה מאוד! – והיא מסוגלת לדלוף ממד החום גם כשהוא נראה סגור.

היום לא משתמשים בכספית לייצור מדי חום אלא בחומר אחר

יסוד שנמצא בטבלה המחזורית בשם גליום , סימול כימי Ga

 

המשימה שלכם בפעילות זו היא לגלות את נפלאות היסוד.

דרך צפיה בסרטון.

 

מאחר והסרטון באנגלית , פעילות זו היא בונוס! ותזכה אותכם בניקוד נוסף לשיעורי הבית

חלק מהמידע  לשאלות הבאות אינו מופיע בסרטון ויהיה עלים לחפש אותו במקורות מידע אחרים.

 

צפו בסרטון וענו על השאלות המופיעות למטה:

 

 

לכל התלמידים שביצעו את פעילות הגליום (בונוס) כל הכבוד!! , שימו לב להערות מטה.

להל"ן המשתתפים שזוכו בניקוד בונוס ומשוב התוצאות אחריו:
 י5 - אפרין סספדס
י6 - אלמוג ויצמן , ענבל שילוח ואילון גואטה
י9 - שקד דובני, אליה ספיר, עדן אבנעים, גיל ציקורל , עידן ברלד , ולנטינה ניקולנקו וירין גדעון.
י10 - רועי פרייליך, גל גולדנברג, מאיה קליין ומעיין בויום.

תושובות מלאות לפעילות.

מי ניבא לראשונה את היסוד גליום? דימיטרי מנדלייב . מנדלייב עבד שנים על סידור היסודות בטבלה שהפכה להיות הטבלה המחזורית של היסודות הידועה לנו היום. שיטת עבודתו היתה מיוחדת והוא חיפש תכונות משותפות ליסודות שנמצאו בימיו. הסדר  שגילה הוביל אותו למסקנה שקיימים יסודות שעדיין לא התגלו בימיו הוא אף יכל לנבא את תכונותיהן והשאיר להם מקומות מיוחדים בטבלה המחזורית. ואכן 30 שנה אחר פרסום הטיוטא הראשונה של הטבלה המחזורית נתגלה היסוד החסר גליום. אפילו שלא מצא את היסוד בעצמו מנדלייב ידע על קיומו.

מי גילה את היסוד גליום ומה מקור השם? מדען צרפתי בשם פאול לקוק דה בואבודרן גילה את היסוד בשנת
1875 כאשר בדק דוגמאות סלע מחבל הפירנאיים.
האיזור בו נתגלה היסוד היה גול – השם של מה שכולל היום את צרפת ובלגיה ולכן נקרא גליום.

טמפרטורת ההיתוך של גליום היא כ 30 מעלות צלזיוס (עמוד 8 בחוברת הנתונים הירוקה – המערכה המחזורית (נקודות היתוך ורתיחה)

מדוע משתמשים בגליום במדי חום רפואיים?
טמפרטורת הגוף של האדם נעה מ34 מעלות ומעלה – לכן גליום מתאים במיוחד לטווח טמפרטורות זה כי מ30 מעלות צלזיוס נמצא במצב צבירה נוזלי ובעל תכונות התרחבות כמו של כספית.

היתרון של גליום על כספית הוא הרעילות הנמוכה יחסית
.

התרכובת שעליה מדובר בסרטון :בסרטון מדבר המדען על תגלית מרעישה באוניברסיטת נוטינגהם. מדענים הצליחו ליצור תרכובת שבה אטום גליום יוצר קשר כימי עם אטום אורניום – עד עכשיו לא הצליחו לעשות זאת!
בגלל חוסר יציבות התרכובת יש להכין אותה בתוך תא כפפות – לחצו כאן כדי ללמוד על תא כפפות מפי יונית בוסי – מסטרנטית לכימיה אורגנית בטכניון.

אגב, אין קשר בין הניסוי "הלב הפועם"  של גליום (הניסוי שמוסבר בתחילת הסרטון)  ולתרכובת זו.

הסבר לניסוי "לב הגליום הפועם"
ראשית, מבצע הניסוי התיך את הגליום בעזרת חום ידו – ניתן לראות שבטמפרטורת החדר  (כ 25 מעלות צלזיוס) גליום נמצא במצב צבירה מוצק – חום היד (בן אדם בריא 36-7 מעלות) מתיך את הגליום עד שנראה כמו טיפת כספית.

גליום מגיב עם חומצה גופרתית (אותה יש למהול קודם) ונוצרת שכבה דקה סביב גוש הגליום.

לשכבה זו יש מתח פנים גדול ולכן גוש הגליום מתכווץ לגולה קטנה.
לגולה הקטנה (גליום עטוף בתרכובת גליום גופרתי) ששוחה בשאריות חומצה גופרתית , מוסיפים דיכרומט שהוא חומר מחמצן חזק מאוד.

ברגע זה יש תגובה בין הציפוי הדק והדיכרומט. כתוצאה מזה המעטפת שנוצרה בהתחלה מתפרקת והגליום כבר לא עטוף בקרום עם מתח פנים גבוה.
הגליום נמרח שוב ומתפשט... אבל אז שאריות החומצה הגופרתית שוב מגיבות עם הגליום החשוף והניסוי חוזר חלילה.

שאלות יפות במיוחד ששאלתם:

למה התרכובת של יסוד אורניום ויסוד גליום משמשת? (מעיין בויום מ י 10)

עלתה בי השאלה, כיצד ניתן לנצל את התנועה המחזורית הזו כאנרגייה חלופית? (עידן ברלד מ י 9)

 כשאיינשטיין היה חוזר הביתה לא שאלו אותו "מה עשית בביה"ס?" או "מה למדת היום?"
השאלה תמיד הייתה :
"מה שאלת היום?"

 מי מעוניין לענות????