أسبوع كيمياء وطني سعيد للجميع، يعد هذا الأسبوع فرصة عظيمة لنا لدعم الهام والقيّم من الكيمياء في حياتنا.
قال مرة الكيميائي الجورجي سامويل باركس “لا شيء يميل إلى ترك بصمة الحقائق الكيميائية في العقل أكثر من معرض التجارب المثيرة”، التي تبقى على حد سواء صحيحة هذا اليوم. تجربة “الإشارات المرورية الكيميائية” يمكن أن تكون مؤهلة قطعًا وتتفق تمامًا مع موضوع الأسبوع “الكيمياء تلون حياتنا”.
صنف التفاعل المعين كتفاعل الساعة الكيميائي. إنه يأخذ مكان عندما تتمكن تراكيز النواتج والمتفاعلات من التغير دوريًا، هذا التغير الدوري يمكن أن يحدث بأتباع التغيرات السريعة بشأن ملكية المكونات أو خلال فترة زمنية محددة. ليس كأغلب التفاعلات الكيميائية، فإنّ النواتج تتحول تلقائيًا إلى متفاعلات والمتفاعلات إلى نواتج مثل تحول الوزن على أرجوحة.
يرتفع تركيز أحد المكونات إلى أعلى مستوى ومن ثم يتناقص إلى أدنى مستوى ويبقى يتقلب ويتذبذب بمرور الوقت حتى يحصل الاتزان في النهائية.
هناك مجموعة صغيرة من التفاعلات الكيميائية المتذبذبة المعروفة جيدًا (تفاعل بيلؤوسوف-جابوتينسكي، وتفاعل بريغز-أفادت …الخ)، على أية حال فإنها مهمة لملاحظة أنّ تلك الأنواع من التفاعلات تحدث بصورة طبيعية. التفاعلات المتذبذبة تطبق على أنظمة الكيمياء الحيوية، وأحد تلك التفاعلات التي تؤكد حياة الانسان كلها هو التحلل. هذا المسار الأيضي يحول الجلوكوز الى البيروفات ونواتج متشكلة في وقت واحد من (الادينوسين ثلاثي الفوسفات ATP)، لكل 100 جزيئة متكونة في الثانية.
ماذا يحدث في هذا التفاعل؟
تجربة إشارات المرور هذه تتضمن تفاعلات أكسدة واختزال متذبذبة. يعمل محلول الجلوكوز القلوي كعامل مختزل، وعند إضافة المحلول يحتوي على الكاشف (تم تسميته مصادفة بالقرمزي النيلي) يمكننا ملاحظة تغير اللون من من الأخضر إلى الأحمر إلى الأصفر. على أية حال فإنه بسبب نسبة الأوكسجين في الجو (21%). عندما تهتز قارورة التفاعل وينقص القرمزي النيلي بسبب إعادة الأكسدة، فإنه يعبر في الاتجاه المعاكس. إنّ لون المحلول يتغير إلى الاحمر اعتماداً على بدء الأكسدة وإذا كان الاهتزاز قوي فإنّ المحلول الأخضر المتأكسد بشكل تام يعاد انتاجه.
السيطرة عبر التغير من الأحمر إلى الأخضر – الآن هناك شيء لتفكر به في المرة القادمة عندما تكون في زحام اشارة المرور!
المصدر:
Chemistry Week: Chemical traffic light. (October 22, 2015). Frontiers Blog. Retrieved October 16, 2016, from https://blog.frontiersin.org/2015/10/22/chemistry-week-chemical-traffic-light/
