דוח ניסוי

מטרה: איך משפיעים הנוזלים- כוהל, מים ואציטון על קצב והפרדת הכרומוטוגרפיה של טוש שחור?
השערה: הכוהל ישפיע בצורה החזקה ביותר על התהליך
כלים וחומרים: 3 כוסות כימיות, נייר סינון, טוש שחור, מים, כוהל, אציטון, קיסמים
מהלך הניסויי: לקחנו שלוש רצועות של נייר סינון וציירנו בשלושתם פס בטוש שחור באותו מקום (בערך בשלוש תרבע הנייר) וחיברנו קיסם לקצהו. לאחר מכן מילאנו בכל כוס כמות שווה של נוזלים שונים. כשהחומרים היו מוכנים הכנסנו את הנייר לנוזלים וחיכינו. 

תוצאות:

	0.5 דקות	1 דקות	2 דקות	3 דקות	4+5 דקות
מים	עלו למעלה צבעים: ורוד וכתום עלו עד רבע הדף	עלו עד שלוש תרבה דף צבעים: ורוד, כתום, תכלת	עלו צבעים ורוד, כתום וכחול עד שלוש תרבה דף	עלו עד שלוש תרבה צבעים: ורוד, כתום, כחול והשחור נעלם	עלו ממש גבוה הצבעים: ורוד, כתום וכחול
כוהל	עלו צבעים: תכלת עלה עד רבע דף	עלו עד חצי דף צבעים: סגול ותכלת	עלו עד חצי צבעים: סגול ותכלת	עלו עד שלוש תרבה צבעים: תכלת וסגול	עלו שלוש תרבה הצבעים: תכלת וסגול
אציטון	עלה הצבע: תכלת עד רבע דף	עלו עד חצי דף צבעים: סגול ותכלת	עלו עד חצי צבעים: כחול, סגול ותכלת	עלו עד שלוש תרבה צבעים: תכלת וורוד	עלו לגובה הצבעים: תכלת וורוד

בסיום ה-5 דקות:

מים: צבעים שנוצרו לפי הסדר- ורוד, כתום, שחור, תכלת. גובה- בחצי דף.

כוהל: צבעים שנוצרו לפי הסדר- שחור בתחתית, ורוד, כחול, תכלת. גובה: בחצי דף.

אציטון: צבעים שנוצרו לפי הסדר- שחור בתחתית, סגול, תכלת. גובה- בגובה הקיסם.

* הצבעים מסודרים מלמטה למעלה בנייר. 

מסקנות: 1. הנוזל שבו הכרומוטוגרפיה פועלת הכי טוב הוא המים
2. יותר צבעים התפרקו במים מאשר בנוזלים אחרים
3. בין דקה לשלוש דקות נראה שבשלושת הנוזלים התוש השחור התפרק עד שלוש תרבע דף

חקר מדעי- מעודכן

*בעיה - איך משפיעים נוזלים שונים כוהל,מים,אצטון על קצב והפרדת הכרומטוגרפיה של טוש שחור?
*השערה- הכוהל ישפיע בצורה הטובה ביותר על הכרומטוגרפיה של הטוש השחור.

*תכנון שיטת המחקר- 
ניסוי: 
כלים וחומרים- 3 כוסות כימיות, נייר סינון, טוש שחור, מים, כוהל, אצטון, קיסם. 
מהלך הניסוי- לקחנו שלוש רצועות של נייר סינון וציירנו בשלושתם פס בטוש שחור באותו מקום (בערך בשלוש תרבע הנייר) וחיברנו קיסם לקצהו. לאחר מכן מילאנו בכל כוס כמות שווה של נוזלים שונים. כשהחומרים היו מוכנים הכנסנו את הנייר לנוזלים וחיכינו. 
איזה גורם מבודד- הנוזלים השונים
מהם הגורמים שעליהם נקפיד לשמור- מקום הניסוי, כמות זהה של נוזלים, מקום ציור הפס, סוג וחוזק הטוש השחור.
בקרה- נייר עם פס טוש שחור בכוס בלי נוזלים.
הדרך שאנחנו מתכננים למדוד את התוצאות- טבלה ובה טור של זמן ועמודה של כוס עם נוזל.

שינויים בחקר

החלטנו לשנות את הנושא המחקר שלנו לכרומטוגרפיה בטוש שחור במקום על לורד שחור ולהשאיר את הנוזלים המשפיעים עליו שהם: מים, אצטון וכוהל מכיוון שניסינו לבצע את הניסוי אך ראינו שהתוצאות אינן ציבעוניות כמו שחשבנו וכאשר חקרנו על הכרומטוגרפיה על טוש שחור הבנו שהיא יותר מעניינת וצבעונית. החלטנו להוסיף מידע על הנוזלים מים כוהל ואיצטון ועל החומר החדש הטוש השחור.
בנוסף שינינו את שאלת החקר: איך ישפיעו הנוזלים כוהל מים ואצטון על קצב והפרדת הכרומטוגרפיה של לורד שחור?
כעט ניגש לענות על שאלות המשנה החדשות:
1. כיצד מכונים הנוזלים בתהליך וכיצד מכונה הטוש?
2. מהו המבנה של המים וכיצד הוא ממס?
3. מהו המבנה של האצטון וכיצד הוא ממס?
4. מהו המבנה של הכוהל וכיצד הוא ממס?
5. ממה מורכב הטוש השחור? 
6. כיצד פועלים הנוזלים על הטוש (כיצד משפיע הפאזה הנעה על הנייחת)?
תשובות:
1. הנוזלים הם החומר המשפיע ובנוסף גם הפאזה הנעה בתהליך. הטוש השחור הוא המושפע והפאזה הנייחת בתהליך. 
2. הנוסחה הכימית של המים הוא: H2O  כוחות הפועלים בין מולקולות המים הקוטביות הם קשרי מימן, שהם כוחות משיכה חשמליים. כדי שחומר ימס במים, חלקיקי החומר המומס צריכים להיות גם קשורים ביניהם בכוחות משיכה חשמליים, כלומר הם צריכים להיות קוטביים או יוניים.
3. הנוסחה הכימית של האציטון היא: C3H6O הוא מתמוסס בקלות בין השאר במים,אתר וכוהל ומשמש בעצמו כממס חשוב.

4. הנוסחה הכימית של הכוהל היא:  C_nH_2n+1OH והוא 1מסיסות טובה בממיסים קוטבים.

5. הטוש השחור הוא למעשה תערובת של מספר צבעים של דיו. כל אחד מהצבעים שיופיעו בשורת הצבעים, מייצג את אחד ממרכיבי התערובת דיו.

6. בתהליך הכרומטוגרפיה "מניחים" כמות קטנה של התערובת הנבדקת בקצה הפאזה הנייחת ומריצים את המריץ על פני הפאזה הנייחת.  המריץ "גורר" את התערובת הנבדקת. 

ביוגרפיה-מצגת:על מים

 portal.herzliya.k12.il/sites/sciens_7/maim/.../תכונות%20המים.ppt

ויקיפדיה בערכים- כוהל ואציטון.

מצגת: על כוהל

www.kdror.co.il/studies/subjects/science/helpers/alcohl.ppt
כרומטוגרפיה של טוש שחור:
http://portal.herzliya.k12.il/sites/science_8/shinuy/DocLib1/%D7%9B%D7%A8%D7%95%D7%9E%D7%98%D7%95%D7%92%D7%A8%D7%A4%D7%99%D7%94%20%D7%A9%D7%9C%20%D7%98%D7%95%D7%A9%20%D7%A9%D7%97%D7%95%D7%A8.pdf

חקר מדעי

*בעיה - איך משפיעים נוזלים שונים (כוהל,מים,אצטון) על תהליך הכרומטוגרפיה בלורד שחור?

*השערה- הכוהל ישפיע בצורה הטובה ביותר על הכרומטוגרפיה של הלורד השחור.
*תכנון שיטת המחקר-
ניסוי: 
כלים וחומרים- כוס כימית, נייר סופג, לורד שחור, מים, כוהל, אצטון, קיסם. 
מהלך הניסוי- לקחנו שלוש רצועות של נייר סופג וציירנו בשלושתם פס בלורד שחור באותו מקום (בערך בשלוש תרבע הנייר) וחיברנו קיסם לקצהו. לאחר מכן מילאנו בכל כוס כמות שווה של נוזלים שונים. כשהחומרים היו מוכנים הכנסנו את הנייר לנוזלים וחיכינו. 
איזה גורם מבודד- החמצן בחלל
מהם הגורמים שעליהם נקפיד לשמור- מקום הניסוי, כמות זהה של נוזלים, מקום ציור הפס, סוג וחוזק הלורד השחור.
בקרה- נייר עם פס לורד שחור בכוס בלי נוזלים.
הדרך שאנחנו מתכננים למדוד את התוצאות- טבלה ובה טור של זמן ועמודה של כוס עם נוזל.

רישום נושא העבודה ושאלת חקר ממוקדת + רקע מדעי

א. נושא ושאלת החקר
1. נושא המחקר הוא כרומטוגרפיה של לורד שחור.
2. אנחנו בחרנו בנושא הכרומטוגרפיה כי רצינו נושא צבעוני ומיוחד ובנוסף התחברנו לנושא כי אנחנו אוהבים דברים צבעוניים ומעניינים שלא דורשים המון חקירות ועומקים רבים.
3. שאלת החקר שלנו היא: איך נוזלים שונים משפיעים על קצב ופעולת הכרומטוגרפיה של לורד שחור?
4. המשתנה התלוי הוא: הלורד השחור
    המשתנה הבלתי תליו הוא: הנוזלים השונים

5. אנחנו מתכוונים לבצע את החקר בעזרת ניסוי.

ב. רקע מדעי

1. מהו תהליך הכרומוטוגרפיה?
2. באיזה טמפרטורות מתבצע התהליך?
3.כמה זמן אורך התהליך?

תשובות

כרומטוגרפיה היא שם כולל למספר טכניקות יעילות ביותר להפרדת תערובת הומוגנית נוזלית. לכרומטוגרפיה שימושים מדעיים רבים בכימיה ובביולוגיה. ניתן לפגוש בכרומטוגרפיה בתחום הזיהוי הפלילי, בתעשיית המזון, בתעשיית התרופות ובבתי חולים. הכרומטוגרפיה מאפשרת זיהוי וקביעת כמּותם של חומרים הנמצאים בתערובת.הכרומטוגרפיה מתבצעת בטמפרטורת החדר עד 90 מעלות. התהליך מתבצע במהירות אך תלוי באיזה חומר.

1. האם כמות הנוזלים משפיעה על התהליך?
2. האם הנוזל קושר אינטראקציות חזקות עם הנייר?

3. למה גורם הנוזל?

תשובות
הפאזה הנעה מתחילה "לטפס" במעלה הנייר; כשהיא פוגשת את טיפת התערובת היא גוררת את מרכיביה איתה. עתה מתבצעת ההפרדה: מרכיבי התערובת שאינם יוצרים אינטראקציות חזקות עםמולקולות הנייר מטפסים במהירות עם הפאזה הנעה אל קצה הנייר; המרכיבים שיוצרים אינטראקציות עם הנייר מזדחלים באיטיות.

1. למה מתפרק הלורד השחור?
2. כיצד רואים שמתפרק הלורד השחור?3. האם הלורד השחור מושפע מכל נוזל?- ניתן לדעת רק כשנבצע את הניסוי.
4. האם הלורד השחור קושר אינטראקציות חזקות עם הנייר?
תשובות
הפאזה הנעה מתחילה "לטפס" במעלה הנייר; כשהיא פוגשת את טיפת התערובת היא גוררת את מרכיביה איתה. עתה מתבצעת ההפרדה. מרכיבי התערובת שאינם יוצרים אינטראקציות חזקות עם מולקולות הנייר.

ביבליוגרפיה:
http://portal.herzliya.k12.il/sites/science_8/shinuy/DocLib1/%D7%9B%D7%A8%D7%95%D7%9E%D7%98%D7%95%D7%92%D7%A8%D7%A4%D7%99%D7%94%20%D7%A9%D7%9C%20%D7%98%D7%95%D7%A9%20%D7%A9%D7%97%D7%95%D7%A8.pdf

http://he.wikipedia.org/wiki/%D7%9B%D7%A8%D7%95%D7%9E%D7%98%D7%95%D7%92%D7%A8%D7%A4%D7%99%D7%94

שאלות משנה לשאלת החקר

שאילת שאלות משנה:

שאלות על תהליך הכרומוטוגרפיה:
1. מהו תהליך הכרומוטוגרפיה?
2. באיזה טמפרטורות מתבצע התהליך?
3.כמה זמן אורך התהליך?

שאלות על המשפיע (הנוזלים השונים):
1. האם כמות הנוזלים משפיעה על התהליך?
2. האם הנוזל קושר אינטראקציות חזקות עם הנייר?3. למה גורם הנוזל?

שאלות על המושפע (הלורד השחור):
1. למה מתפרק הלורד השחור?
2. כיצד רואים שמתפרק הלורד השחור?
3. האם הלורד השחור מושפע מכל נוזל?
4. האם הלורד השחור קושר אינטראקציות חזקות עם הנייר?

תיקון שאלת חקר

לאחר שיחה עם המורה הבנו כי הנושא שבחרנו טוב אך השאלה שהעלנו היא מחקר פיזיקלי ולא כימי.
הבנו שאפשר להישאר עם נושא הצבעים אך לשנות את השאלה ואת החקר עצמו.
לאחר שהעלנו את התהליך הכימי כרומטוגרפיה שהוא עוסק בהפרדה של צבע טוש לצבעים המרכיבים אותו בעזרת טבילת נייר עם קו של הצבע טוש במים, חשבנו שאפשר לבדוק את השפעת הנוזלים השונים על התהליך. לכן החלטנו לבדוק את התהליך עם הנוזלים: מים כוהל ואצטון.
והחלטנו ששאלת החקר היא:
,איך משפיעים נוזלים שונים (כוהל,מים,אצטון) על תהליך הכרומטוגרפיה בלורד שחור?
המשפיע הוא: הנוזל השונה
המושפע הוא: צבע הלורד השחור