شکر کجا می‌رود؟
کوفی یک قاشق شکر را در لیوانی آب هم می‌زند. اول دانه‌های سفید را می‌بیند که در آب می‌چرخند. کمی بعد دیگر نیستند و آب مثل قبل زلال است. اما وقتی جرعه‌ای می‌نوشد، آب شیرین است. پس شکر کجا رفت؟
شکر هنوز آنجاست
همان مزه‌ی شیرین به کوفی می‌گوید که شکر غیب نشده است. راه دیگری هم برای امتحانش هست. لیوان آب و قاشق شکر را با هم روی ترازوی آشپزخانه بگذارید و عددش را یادداشت کنید. بعد شکر را آن‌قدر هم بزنید که دیگر دیده نشود، و دوباره وزن کنید. ترازو همان عدد را نشان می‌دهد. شکر هنوز در لیوان است؛ فقط دیگر آن را نمی‌بینید.
وقتی چیزی این‌طور در مایعی پخش می‌شود و انگار ناپدید می‌شود، می‌گوییم حل شده است (dissolve). شکر در آب حل شد. مخلوطی که به دست می‌آید، شیرین و شفاف، محلول (solution) نام دارد. در درس «خالص یا مخلوط؟» با مخلوط آشنا شدیم. محلول جور خاصی از مخلوط است: بخش‌هایش آن‌قدر ریز با هم قاطی شده‌اند که همه‌اش یک چیز به نظر می‌رسد.
ذره‌ها چه می‌کنند
در درس «ذره‌های ریزِ در حرکت» دیدیم که همه‌چیز از ذره‌هایی ریز ساخته شده که همیشه در حرکت‌اند. هر دانه‌ی شکر انبوهی بزرگ از ذره‌های شکر است که به هم چسبیده‌اند. وقتی دانه در آب است، ذره‌های آب که مدام در حرکت‌اند به آن می‌خورند و ذره‌های شکر را یکی‌یکی از دانه جدا می‌کنند. ذره‌های شکر لابه‌لای ذره‌های آب، در سراسر لیوان پخش می‌شوند.
هر ذره‌ی شکر بسیار ریزتر از آن است که دیده شود. برای همین آب زلال به نظر می‌رسد، و همه‌جایش، بالا و پایین، شیرین است.
آب گرم شکر را زودتر از آب سرد حل می‌کند، چون ذره‌هایش تندتر حرکت می‌کنند و محکم‌تر به دانه‌ها می‌خورند. هم زدن هم کمک می‌کند. اما یک لیوان آب فقط تا اندازه‌ای می‌تواند شکر حل کند: اگر باز هم شکر اضافه کنید، از جایی به بعد شکرِ اضافه فقط ته لیوان می‌نشیند.
همه‌چیز حل نمی‌شود
نمک هم مثل شکر در آب حل می‌شود. می‌گوییم نمک و شکر در آب حل‌شدنی (soluble) هستند. اما شن این‌طور نیست. شن را در آب هم بزنید: کمی می‌چرخد و بعد ته لیوان می‌نشیند، و هنوز همان شن است. فلفل یا روی آب می‌ماند یا ته می‌رود، و روغن خوراکی لایه‌ای روی آب درست می‌کند. این‌ها در آب حل‌نشدنی (insoluble) هستند، یعنی در آب حل نمی‌شوند. به آن‌ها نامحلول هم می‌گویند.
در خانه امتحان کنید
- چهار لیوان را تا یک اندازه با آب گرمِ شیر آب پر کنید.
- در هر کدام یک قاشق چای‌خوری از چیزی متفاوت بریزید: شکر، نمک، شن (یا خاک) و آرد.
- هر کدام را یک دقیقه هم بزنید، بعد یک دقیقه صبر کنید و نگاه کنید.
باید ببینید که شکر و نمک ناپدید می‌شوند و آب زلال می‌ماند: آن‌ها حل‌شدنی‌اند. شن ته لیوان می‌نشیند، و آرد آب را کدر می‌کند و آرام‌آرام ته‌نشین می‌شود: این دو حل نمی‌شوند.
مراقب باشید
از این لیوان‌ها ننوشید، و هیچ‌وقت چیزی جز خوراکی را نچشید.
واژه‌های این درس
- حل شدن - چنان ریز در مایعی پخش شدن که دیگر دیده نشود، مثل شکر در آب
- محلول - مخلوطِ شفافی که وقتی چیزی در مایعی حل می‌شود به دست می‌آید
- حل‌شدنی - چیزی که در مایعی حل می‌شود، مثل نمک و شکر در آب
- حل‌نشدنی - چیزی که در مایعی حل نمی‌شود، مثل شن در آب
ایده‌ی اصلی
وقتی شکر در آب حل می‌شود، ناپدید نمی‌شود. ذره‌هایش لابه‌لای ذره‌های آب پخش می‌شوند، ریزتر از آنکه دیده شوند. بعضی مواد در آب حل می‌شوند و بعضی نه.