الكيمياء

نشاط عملي يوّضح آلية عمل حفاضات الأطفال

2011 الكيمياء في حياتنا اليومية

غريس ودفورد

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

حفاضات الأطفال آلية عمل حفاضات الأطفال الكيمياء

الأهداف:

1- اختبار خواص البوليمرات فائقة الامتصاص.

2- اكتشاف السبب الذي يجعل حِفاضات الأطفال تحتجز كمية معينة من السائل قبل أن يحين وقت تغييرها.

 

الأدوات التي تحتاجها:

– حِفاضات أطفال جديدة فائقة الامتصاص من النوع الذي يُستعمل لمرة واحدة

– مقص

– ربّاطة أكياس

– كيس بلاستيك كبير

– صحيفة

– كوب بلاستيكي

– كوب قياس

– ملح طعام

– ملعقة

 

خطوات العمل:

1- أولاً، يجب إزالة البوليمر من الحِفاض، وذلك عن طريق قص الحِفاض ووضع القطع في كيس البلاستيك.

2- أحكم سدّ الكيس البلاستيكي بواسطة ربّاطة الأكياس، ثم امسك عنق الكيس وهزه بقوة لبضع دقائق. ستشاهد مسحوقاً أبيض اللون يخرج من قطع الحِفاض.

ضع يديك داخل الكيس وفرّق قطع الحِفاض عن   بعضها. قد يستغرق تحرير المسحوق الأبيض كله بضع دقائق.

3- افتح الكيس وأخرج الحِفاض البلاستيكي وكل بقايا الحِفاض وتخلص منها. ضع صحيفة على الطاولة وأفرغ مكونات الكيس عليها.

بإمكانك الآن إزالة المسحوق من على الصحيفة مستعيناً بورقة أو ملعقة. ضع نصف ملعقة من المسحوق في الكوب البلاستيكي.

4- أضف عشر أونصات (300 مل) من الماء الساخن وحركه مع المزيج، ماذا يحدث؟

5- أضف الآن نصف ملعقة صغيرة من ملح الطعام إلى الكوب وحرك المزيج ثانية. ما التغيرات التي تلاحظها؟

 

إذا كان لديك ميزان علمي، تستطيع تكرار هذه التجربة بوزن 0.016 أونصة (0.5 غرام) من المسحوق بدلاً من استخدام ملعقة صغيرة.

ولمعرفة استطاعة تحمّل البوليمرات على احتجاز الماء فيها، كرر الخطوة رقم (4)، ولكن هذه المرة بعد إضافة 10 أونصات (300 مل) من الماء.

استمر في إضافة واحد ونصف أونصة (50 مل) في كل مرة إلى أن يصبح البوليمر عاجزاً عن الاحتفاظ بمزيد من الماء.

 

وإذا تسرب الماء عندما  تقلب الكوب للأسفل فإن استطاعة البوليمر على الاحتفاظ بالسائل تكون قد وصلت إلى سعتها القصوى.

بإمكانك الآن حساب عدد المرات التي يستطيع فيها البوليمر امتصاص ما يعادل وزنه من الماء، مستعيناً بالمعلومة التي تشير إلى أن 34 أونصة من الماء (1.000 مل) تزن 32 أونصة (1.000 غرام).

لذلك إذا كان باستطاعة 0.5 غرام من البوليمر الاحتفاظ ب 17 أونصة من الماء (500 مل)، فهذا يعني أنها امتصت 16 أونصة (500 غرام) أو 1.000 مرة أكثر من وزنها من الماء.

 

كما يمكنك أيضاً قياس كمية الملح التي يمكن للبوليمر استيعابها كي يحرر الماء، وذلك عن طريق إضافة الملح بكميات صغيرة، 0.016 أونصة (0.5 غرام) في كل مرة والتحريك بعد كل إضافة.

كرر التجربة من جديد مستخدماً سوائل مختلفة لها نسب أملاح عالية مثل الكولا والمشروبات التي يتناولها الرياضيون.

 

ما العمل إذا لم أتمكن من فصل حبيبات البوليمر من الحِفاض؟

يمكنك استخدام ملقط لالتقاط الحبيبات بشكل منفر. وإذا عجزت عن فصل البوليمرات عن الحِفاض، تستطيع شراء البوليمرات على هيئة حبيبات من متجر لبيع معدات الحدائق، تُعرف هذه البوليمرات عادة باسم الحبيبات الماصة للماء.

اطلب مساعدة صاحب المتجر كي يرشدك إلى مكان وجودها.

 

نصائح للسلامة

أبعد غبار البوليمر بعيداً عن وجهك وعينيك وتجنب استنشاق جسيمات البوليمر.

بعد انتهاء التجربة، تخلص من البوليمر برميه في القمامة (وليس في البالوعة)، ثم اغسل يديك جيدا.

 

تحليل النشاط:

يُصنع المسحوق الأبيض الموجود في حِفاضات الأطفال فائقة الامتصاص من مزيج مؤلف من نوعين من البوليمرات: «البولي أكريلامايد» و «بولي أكريليت الصوديوم».

يستطيع هذا المزيج امتصاص كمية من الماء أكبر من وزنه بمئات المرات، فالجزيئات الأحادية (المونومرات) الموجودة في هاتين المادتين تفكك بعضاً من روابطها، وتستخدم تلك الروابط الزائدة في إمساك”جزيئات الماء والاتحاد معها.

ويمكنك إضافة الملح لإبعاد جزيئات الماء عن البوليمرات، لأن الملح هو عبارة عن مركّب مكوّن من أيونات الصوديوم والكلور.

 

وبعد إضافة كمية معينة من الملح، تقوم البوليمرات بالتخلص”من جزيئات الماء وتتحد بدلاً من ذلك مع أيونات الصوديوم.

تضع الشركات المصنعة لحِفاضات الأطفال كمية صغيرة من البوليمرات في منتجاتها بهدف إكسابها قدرة فائقة على الامتصاص.

وكما رأيت سابقاً عندما قمت بقصّ الحِفاض إلى قطع صغيرة فإن الشركات المنتجة لحِفاضات الأطفال تضع البوليمرات بين طبقات من القماش المغطى كله بالبلاستيك.

 

يتسرّب البول عبر القماش فيمتصه البوليمر ويقوم الغطاء البلاستيكي بمنع حدوث أي تسريب.

بما أن معظم البول يتكوّن من الماء، يسهل على البوليمر امتصاص كميات كبيرة منه، لكن البول يحتوي أيضاً على الصوديوم، لذلك فإن الحِفاض الذي نصنعه للطفل يبدأ بالتسريب بعد فترة من الزمن.

وعندما يصل مستوى الصوديوم إلى نقطة معينة، يبدأ البوليمر بتحرير جزيئات الماء، ما يعني أن الوقت قد حان لتغيير الحفاض.

 

هناك استعمالات عديدة أخرى للبوليمرات فائقة الامتصاص، فعلى سبيل المثال يستخدم المزارعون البوليمرات في ري بعض المحاصيل، فضلاً عن استخدامها في تربة أصيص النباتات المنزلية.

فعندما تقوم بسقاية النباتات تمتص البوليمرات الكثير من الماء، ثم تلجأ النباتات إلى امتصاص الماء ببطء مع مرور الوقت، وهذه الطريقة مفيدة جداً إذا كنت ستقوم برحلة ولا تستطيع سقاية نباتاتك كل يوم.

كما تستخدم البوليمرات فائقة الامتصاص في إزال الماء من وقود الطائرة، لاسيما أن الماء يُعدّ ملوثاً في هذه الحالة لأنه يمنع الوقود من الاحتراق.

مجلة العلوم
‫‪الهرمونات الجنسية  تفسر سبب إصابة الرجال أكثر بالفيروس
قلم:       ميريديث وادمان
ترجمة:   د. عبد الرحمن سوالمة
في يناير ذكرت إحدى أولى النشرات العلمية عن المصابين بفيروس كورونا المستجد  Novel coronavirus في ووهان بالصين، أن ثلاثة من كل أربعة أدخلوا المستشفى كانوا ذكورًا. ومنذ ذلك الوقت أكدت بيانات من مختلف أنحاء العالم أن الرجال يواجهون خطرًا أكبر للإصابة بمرض شديد أو الوفاة، وأن الأطفال مستَثْنَوْن بشكل كبير. مؤخرًا، توصل العلماء الذين يبحثون في الكيفية التي يؤدي  الفيروس بها إلى الوفاة ... (قراءة المقال)
مجلة العلوم
‫‪دراسات كبيرة تذوي آمال عقار الهيدروكسي كلوروكوين
قلم:      كاي كوبفرشميدت
ترجمة:   د. عبد الرحمن سوالمة
تغطية مجلة ساينس Science لأخبار كوفيد-19 يدعمها مركز بوليتزر Pulitzer Center.
عبر ضباب مزاعم الاستغلال، والأمل، والمبالغة في الدعاية، والتسييس الذي يكتنف الدواء هيدروكسي كلوروكوين Hydroxychloroquine، دواء لعلاج الملاريا Malaria الذي أعلن عنه كعلاج لمرض كوفيد-19 COVID-19، تبدأ حاليا الصورة العلمية بالتجلي.
الهيدروكسي كلوروكوين الذي أثنى عليه رؤساء كمعجزة شفائية محتملة ... (قراءة المقال)
التقدم العلمي
‫‪الإشكاليات الطبية لمرض كوفيد 19
. جمال المطر اختصاصي في أمراض الأذن والأنف والحنجرة، الكويت
تعد الكائنات الحية الدقيقة والفيروسات من العوامل الممرضة الشائعة للإنسان، ويتميز بعضها عن بعض بعدد من الخصائص والسمات. فبعض الفيروسات يصيب النباتات وبعضها يصيب الحيوانات، وهناك أنواع تصيب الإنسان مسببة له أمراضاً متنوعة مثل متلازمة عوز نقص المناعة المكتسبة الإيدز، والتهاب الكبد الفيروسي، والحصبة. ويشهد العالم حاليا أول جائحة يسببها فيروس كورونا الذي ينتمي إلى فصيلة فيروسات واسعة ... (قراءة المقال)
‫‪مجرة درب التبانة و جيرانها
لسلام عليكم .. في كثير من حلقات البرنامج السابقة تكلمنا عن اهم عناصر المجموعة الشمسية التي نعيش فيها من كواكب و أقمار و كيوكبات و احزمة .. و انتهينا بشرح عن بلوتو و حدود المجموعة الشمسية .. ولكن هذه المجموعة تقع و تدور ضمن كيان و محيط اكبر .. و هي المجرة التي نعيش فيها و تحوي الملايين و الملايين من النجوم المشابهة لشمسنا و غيرها من الشموس و نطلق عليها درب التبانة .. في هذه الحلقة سنسافر في رحلة كونية بعيدة نتعرف فيها على بنية المجرة و مكوناتها ... (قراءة المقال)
أخبار العلوم
‫‪التعديل الوراثي التخلّقي يصل إلى الحمض النووي الريبي
قلم: كين غاربر، في شيكاغو بولاية إلينوي
ترجمة: صفاء كنج
انتقلت فكرة تأثير الواسمات الكيميائية في الجينات على تعبيرها الخارجي دون تغيير تسلسل الحمض النووي اختصاراً: الحمض DNA من كونها مسألة مفاجئة في الماضي إلى أن صارت مادة مقبولة تُدرس في الكتب.
ظاهرة التعديل الوراثي التخلقي Epigenetics، وصلت إلى الحمض النووي الريبي المرسال اختصاراً: الجزيء mRNA، وهو الجزيء الذي يحمل المعلومات الوراثية من الحمض النووي إلى مصانع تصنيع البروتين في ... (قراءة المقال)
مجلة مدار
‫‪هل تنجح هيئة الخدمات الصحية في مشروع تتبع الاتصالات الذي تعده؟
جرّب الفرع الرقمي لهيئة الخدمات الصحية الوطنية اختصاراً: الفرع NHSX تطبيقا App سيخبرك ما إذا خالطت أي شخص ظهرت عليه أعراض كوفيد -19. ولكن ما هي التكلفة المترتبة على خصوصيتك جراء ذلك؟
إن أحد التحديات الكبيرة التي تطرحها مكافحة فيروس كوفيد-19 COVID-19 هو أنه معدٍ قبل ظهور أي أعراض على الأشخاص المصابين به. ويمكن أن يساعد تتبع الأشخاص الذين اختلطوا بالمصاب على الحد من انتشار الفيروس، من خلال معرفة عدد الأشخاص الذين ربما نقل إليهم المريض ... (قراءة المقال)
التقدم العلمي
‫‪المكملات الغذائية... ضرورة صحية أم ترف عصري
. أمجد قاسم
يحرص كثير من الناس على تناول مجموعة من المكملات الغذائية التي تعرف باسم المضافات التغذوية Nutritive Additives مع وجباتهم الغذائية، من أجل التمتع بصحة جيدة والعيش طويلاً، وتحصين أجسادهم قبل مواجهة الأمراض المختلفة. وتسوق كثير من الشركات العالمية لفوائد هذه المكملات في حملات دعائية، فتحيطها بهالة سحرية وتكسبها بعض الصفات المبالغ فيها في كثير من الأحيان. فأين تكمن الحقيقة؟ وهل تناول المكملات الغذائية على اختلاف أنواعها أمر صحي ... (قراءة المقال)
التقدم العلمي
‫‪النظائر المشعة وفوائدها الطبية
لمهندس أمجد قاسم
ترتبط كلمة الإشعاعات لدى كثير من الناس بالأخطار والكوارث النووية، إلا أن الحقيقة تدحض بعض تلك المزاعم، فعلى الرغم من أخطار بعضها، فإن لكثير من تلك الإشعاعات دوراً مفيداً للإنسان، وقدمت خدمات جليلة على امتداد نحو قرن من الزمن. علماً أنه في كل لحظة تخترق أجسامنا آلاف الأنواع من الأشعة، ولم يعرف الإنسان ماهيتها حتى وقت قريب نسبياً، بعد أن تنبه عدد من الباحثين لها، وجرى الكشف عن أنواعها وهويتها وفوائدها وأضرارها.
الإشعاع ... (قراءة المقال)
مجلة العلوم
‫‪الهرمونات الجنسية  تفسر سبب إصابة الرجال أكثر بالفيروس
قلم:       ميريديث وادمان
ترجمة:   د. عبد الرحمن سوالمة
في يناير ذكرت إحدى أولى النشرات العلمية عن المصابين بفيروس كورونا المستجد  Novel coronavirus في ووهان بالصين، أن ثلاثة من كل أربعة أدخلوا المستشفى كانوا ذكورًا. ومنذ ذلك الوقت أكدت بيانات من مختلف أنحاء العالم أن الرجال يواجهون خطرًا أكبر للإصابة بمرض شديد أو الوفاة، وأن الأطفال مستَثْنَوْن بشكل كبير. مؤخرًا، توصل العلماء الذين يبحثون في الكيفية التي يؤدي  الفيروس بها إلى الوفاة ... (قراءة المقال)
‫‪شهر يونيو شهر النشاط الفلكي
هر يونيو هو وقت تحدٍ للنشاط الفلكي، فهناك الكثير من الأحداث الفلكية التي يمكن مراقبتها مع الأطفال وخصوصاً الكسوف الشمسي الذي سيمر على منطقتنا في صباح يومٍ بتاريخ 21 يونيو 2020، لا تفوتوا فرصة مشاهدة هذا الحدث الرائع ولا تنسوا استخدام وسائل الأمان لحماية عيون أطفالكم وعيونكم.
استخدموا النظارات الخاصة برصد الكسوف لمتابعة هذا الحدث شبه النادر مع العائلة، لن تحتاج سوى إلى مكان تستطيع مشاهدة الشمس منه ونظارات حماية العيون من أشعة الشمس ... (قراءة المقال)
‫‪علوم و فنون انترسلتر - الجزء الأول
لسلام عليكم .. في الحلقة الماضية تكلمنا عن اهم الأفلام التي صنعت في مجال الفضاء و الكونيات .. واستعرضت قائمة من ١٠ أفلام تكلمت فيها باختصار عن كل فلم و اهم مميزاته العلمية والفنية .. و كان فلم انتيرستيلر قد حل في المركز الاول و قد وعدت بان اخصص حلقة كاملة لشرح اهم المفاهيم العلمية التي طرحت في الفلم ..ولكن بعد مراجعة تفاصيل الفلم تبين انه من الأفضل ان اقسم المفاهيم التي سأطرحها الى حلقتين  .. حلقة أولى سأتكلم بنبذة بسيطة عن بذور ولادة هذا الفلم ... (قراءة المقال)