יצירה עם עלים וקישוט לסוכה - אבל לא מה שחשבתם... (אלא עם הצבעים שמסתתרים בעלה: כרומטוגרפיה)
עלה ירוק נראה כמו דבר פשוט. ירוק, וזהו.
אבל בתוך אותו עלה בדיוק מסתתרים גם צהוב, גם כתום, ולפעמים גם אדום.
והם שם כל הזמן, ממש עכשיו, בעלה שתלשתם מהעץ בדרך הביתה. פשוט אי אפשר לראות אותם.
בפעילות הזאת נשתמש בשיטה מדעית אמיתית כדי להפריד בין הצבעים ולראות אותם בעיניים.
התוצאה תהיה פס נייר עם שכבות של צבעים שעולות זו מעל זו כמו קשת חיוורת - ומהפסים האלה נכין שרשרת קישוט לסוכה.
אגב, החיבור לחג הוא לא מקרי. הסכך שמעל הראש שלכם הוא בדיוק אותו תהליך, בשידור חי. ענפים ירוקים שנקטפו, הונחו על הגג, ולאורך שבוע מחווירים ומצהיבים לנו מול העיניים.
מה צריך
לניסוי:
עלים ירוקים. עלי תרד טרי עובדים נהדר, וגם פטרוזיליה, בזיליקום או עלי גפן. אפשר גם עלים מהסכך עצמו.
אצטון או אלכוהול. אצטון (מסיר לק) נותן את התוצאות הכי חדות. אלכוהול 70% מבית המרקחת עובד גם, אבל לאט יותר. אלכוהול רפואי מדולל מדי ולא יעבוד היטב.
נייר סינון. מסנן של קפה פילטר עובד נעולה אבל אפשר גם נייר מגבת איכותי או נייר סופג.
כוסות זכוכית שקופות וצרות (כוסית של שוט - מושלמת).
מטבע, מקל שיפוד או קצה של כפית למעיכת העלים.
עיפרון או שיפוד כדי לתלות עליו את הנייר.
מספריים וסרגל.
שימו לב לבטיחות!
אצטון דליק ומתאדה מהר. עבדו בחדר מאוורר, הרחק מלהבה, ואל תשאירו את הבקבוק פתוח.
אצטון מגרה עיניים ועור. מזיגה היא עבודה של מבוגר בלבד. שטפו ידיים בסיום.
אין לשאוף את האדים במכוון. אם הריח חזק, פתחו חלון.
אצטון ממיס פלסטיק וצבע. השתמשו בכוסות זכוכית בלבד, והניחו הכול על משטח שאתם לא חוששים לו.
לילדים קטנים העדיפו אלכוהול 70% על פני אצטון. התוצאה חלשה יותר, אבל בטוחה יותר.
אל תשתמשו בעלים שאתם לא מזהים. יש צמחי נוי רעילים. למשל הרדוף. ביג נו-נו.
לקישוט:
חוט או סרט לשרשרת.
מנקב חורים.
לפי הצורך: נצנצים, טושים, נייר צבעוני.
איך מכינים
שלב 1: גוזרים רצועות
גזרו את נייר הסינון לרצועות ברוחב 2 ס"מ ובאורך של כ-12 ס"מ. הן צריכות להיות ארוכות מספיק כדי שיגיעו מהעיפרון עד לתחתית הכוס.
חתכו את הקצה התחתון לצורת V מחודדת. זה לא חובה, אבל זה יעזור לנוזל לעלות בקו אחיד ולא מפוזר.
שלב 2: מועכים את העלה על הנייר
זה השלב הכי חשוב, ואם עושים אותו חפיף, התוצאה תהיה חיוורת. אז תקפידו.
הניחו עלה על הרצועה, בערך 2 ס"מ מהקצה התחתון, ושפשפו אותו על הנייר עם קצה של מטבע או בציפורן. שפשפו חזק, שוב ושוב, עד שתראו שנוצר קו ירוק כהה ורווי.
עכשיו הזיזו את העלה קצת וחזרו על הפעולה על אותו קו בדיוק. עשו את זה חמש עד עשר פעמים.
הכלל פשוט: ככל שהקו ירוק יותר, כך התוצאה תהיה צבעונית יותר. קו חיוור יביא לתוצאה מאכזבת.
שלב 3: מכינים את הכוס
מזגו לכוס כחצי סנטימטר בלבד של אצטון או אלכוהול.
זו הנקודה הקריטית ביותר בכל הניסוי: הנוזל חייב להיות מתחת לקו הירוק, ולא לגעת בו.
אם הקו הירוק טובל בנוזל, הצבע פשוט יימס לתוך הכוס והכול יילך לאיבוד. הנוזל צריך לטפס בנייר ולעלות אל הקו מלמטה.
שלב 4: תולים ומחכים
קשרו או הדביקו את קצה הרצועה העליון לעיפרון, והניחו את העיפרון על שפת הכוס כך שהרצועה תלויה בפנים כשרק הקצה התחתון נוגע בנוזל. רחוק מהקו הירוק, כאמור.
כסו את הכוס בצלחת קטנה או בניילון נצמד - זה מאט את ההתאדות ומשפר מאוד את התוצאה.
עכשיו מחכים. בין 20 ל-45 דקות. אתם תראו את קו הנוזל מטפס לאט במעלה הנייר.
שלב 5: מוציאים ומייבשים
כשהנוזל הגיע לכ-2 ס"מ מהקצה העליון, הוציאו את הרצועה והניחו לייבוש.
ועכשיו הסתכלו טוב. אתם אמורים לראות פסים בצבעים נפרדים (ההסברים יגיעו בהמשך, אל תדאגו):
ירוק כהה בתחתית או במרכז - זה כלורופיל א'.
ירוק בהיר או ירוק צהבהב מעט מעליו - כלורופיל ב'.
צהוב גבוה יותר - קסנתופילים.
כתום או צהוב-כתום בחלק העליון - קרוטנואידים.
הפסים לפעמים עדינים ודורשים אור טוב. הרימו את הרצועה מול מקור אור (חלון זה סבבה) וזה יקפוץ לעין.
שלב 6: הופכים לשרשרת סוכה
נקבו חור בראש כל רצועה והשחילו על חוט אחד ארוך.
אפשר לגזור את הרצועות לצורת עלה לפני התלייה.
אפשר להדביק כל רצועה על בריסטול צבעוני ולמסגר אותה.
רעיון נוסף:
הכינו רצועה אחת מכל סוג עלה שמצאתם - תרד, פטרוזיליה, עלי גפן, עלה מהסכך - ותלו אותן זו לצד זו. השרשרת תהפוך לטבלת השוואה חיה בין הצמחים.
כתבו על כל רצועה בעיפרון את שם הצמח והתאריך.
ההסבר המדעי - מה זו בכלל כרומטוגרפיה?
השם מגיע מיוונית ומשמעותו (בערך) "כתיבת צבע", וזו אחת השיטות השימושיות ביותר במעבדות בעולם - בכימיה, ברפואה, בזיהוי פלילי ובבדיקת מזון.
הרעיון פשוט להפליא: כשמערבבים כמה חומרים יחד, קשה מאוד להפריד ביניהם. אבל אם נותנים לכולם לרוץ באותו מסלול, הם ירוצו במהירויות שונות - ואז הם ייפרדו מעצמם.
למה הנוזל בכלל מטפס למעלה?
זה אחד הדברים היפים כאן, כי הוא עובד נגד כוח הכבידה.
נייר עשוי מסיבים דקיקים של תאית, ובין הסיבים יש רווחים זעירים כמו רשת של תעלות מיקרוסקופיות. מולקולות הנוזל נמשכות אל דפנות התעלות ומטפסות עליהן, וגם נמשכות זו לזו וגוררות אחריהן את הטיפות השכנות.
התופעה הזאת נקראת נימיות, והיא אותה תופעה בדיוק שבזכותה מגבת סופגת מים כלפי מעלה, ובזכותה עצים מצליחים להעלות מים מהשורשים ועד לצמרת שגובהה עשרות מטרים.
ולמה הצבעים נפרדים?
כאן מתרחשת התחרות.
כל פיגמנט נמצא בין שני כוחות מנוגדים:
הוא נמשך לנוזל ורוצה לנסוע איתו כלפי מעלה.
הוא נמשך לנייר ורוצה להיצמד ולהישאר במקום.
היחס בין שני הכוחות האלה שונה בכל פיגמנט, כי לכל אחד מהם מבנה מולקולרי אחר.
קרוטנואידים כתומים נמשכים חזק לנוזל ורק מעט לנייר. הם נוסעים הכי רחוק ומגיעים לראש הרצועה.
כלורופיל ירוק נמשך חזק לנייר. הוא נגרר לאט ונשאר נמוך.
והשאר - מסתדרים באמצע לפי אותו היגיון.
וככה, בלי שעשינו כמעט כלום, החומרים סידרו את עצמם.
ומה הפיגמנטים האלה עושים בעלה?
זה לא קישוט. לכל אחד מהם תפקיד:
כלורופיל הוא הפיגמנט המרכזי של הפוטוסינתזה - התהליך שבו הצמח קולט אור שמש והופך אותו לסוכר. הוא בולע בעיקר אור כחול ואור אדום, ומחזיר לנו את הירוק - וזו הסיבה שאנחנו רואים אותו ירוק.
קרוטנואידים וקסנתופילים הם עוזרים. הם קולטים אורכי גל של אור שהכלורופיל לא מצליח לקלוט ומעבירים לו את האנרגיה. חשוב מזה, הם מגינים על העלה מנזק כשיש יותר מדי אור שמש. בלעדיהם, אור חזק היה שורף את מנגנון הפוטוסינתזה.
וכאן מגיעה ההפתעה האמיתית
הכלורופיל נמצא בעלה בכמות עצומה ביחס לשאר, והוא מכסה עליהם לגמרי. אנחנו רואים ירוק, אז אנחנו מניחים שיש רק ירוק.
אבל בסתיו, כשהימים מתקצרים והטמפרטורה יורדת, העץ מפרק את הכלורופיל בכוונה ומעביר את החומרים היקרים שבו בחזרה אל הענפים לקראת החורף.
והפיגמנטים האחרים? הם נשארים. הם עמידים יותר ומתפרקים לאט יותר.
כלומר העלה לא צובע את עצמו בכתום ובצהוב בסתיו. הוא פשוט מפסיק להסתיר אותם.
הצבעים היו שם כל הקיץ.
(אגב, זה נכון לגבי הצהוב והכתום. האדום דווקא כן נוצר מחדש בסתיו, מפיגמנטים בשם אנתוציאנינים, שהעץ מייצר במיוחד בתקופה הזאת. כתבנו כבר בהרחבה למה העלים משנים צבע, ולמה בישראל השלכת נראית אחרת מבארצות אחרות)
הידעת?
כרומטוגרפיה היא לא רק ניסוי לילדים. גרסאות משוכללות שלה משמשות היום כדי לבדוק אם יש חומרי הדברה במזון, כדי לזהות חומרים בזירת פשע, כדי לבדוק את טוהר התרופות שאנחנו לוקחים, וכדי לבדוק אם ספורטאים השתמשו בחומרים אסורים.
העיקרון זהה לחלוטין לזה שעשיתם בכוס: תערובת רצה במסלול, וכל רכיב בה רץ במהירות אחרת.
הנייר שמשמש לבדיקה נקרא נייר לקמוס.
רגע למחשבה
ראינו עלה ירוק והנחנו שהוא ירוק. וטעינו. לא כי לא הסתכלנו טוב, אלא כי הדבר החזק ביותר הסתיר את כל השאר.
וזה קורה הרבה מאוד. הדבר הבולט תמיד מושך את העין, ומה שנמצא לידו נעלם.
איזה עוד דברים בעולם אנחנו רואים בצבע אחד בלבד, רק כי משהו אחד גדול מסתיר את השאר?
בא לכם להמשיך בניסויים?
קבלו עוד כמה רעיונות
טוש שחור: ציירו נקודה בטוש שחור על הנייר הסופג, טפטפו טיפת מים במרכזה, וצפו איך השחור מתפצל לכחול, לסגול ולוורוד. למה? כי טוש שחור כמעט אף פעם אינו שחור באמת.
השוו בין עלים: עלה של תרד לעומת עלה של כרוב אדום לעומת עלה שכבר החל להצהיב. התוצאות שונות מאוד, וזה מרתק להשוות.
עלה שחזר מהחג: קחו עלה מהסכך בתחילת החג ובסופו, הכינו רצועה מכל אחד, והשוו. תראו איך פס הכלורופיל נחלש.
