ስርጭት መቲሊን ብሉን ፐርማንጋነትን፦ ፈተነ ኣጋር እንታይ የርኢ

ሓደ መምህር ኣብ ሰሌዳ ኣጋር ክልተ ጉድጓዳት ይቖርጽ፣ ነቲ ሓደ ብሰማያዊ መሕበሪ፣ ነቲ ካልእ ድማ ብሐምላይ ምሕላል ይመልኦ፣ እቶም ተምሃሮ ድማ ክዕዘቡ ይነግሮም። ድሕሪ ሓደ ሰዓት፣ እቲ ሐምላይ ቀለቤት ዝሰፍሐ ይኸውን። እቶም ተምሃሮ፣ ፖታስየም ፐርማንጋነት ዝቐለለ ስለ ዝኾነ ካብ መቲሊን ብሉ ብዝቐልጠፈ ከም ዝዝርጋሕ ይጽሕፉ።

እዛ ሓረግ ፍርቃ ቅኑዕ፣ ፍርቃ ድማ መደናገሪ እያ፤ እቲ መደናገሪ ፍርቂ ድማ እዩ እቲ መሳጢ ክፋል። እቲ መርኣያ ልሙድ ትምህርቲ ስርጭት እዩ፤ ንኣብነት ኣብዚ ናይ ላቦራቶሪ ልምምድ ስርጭት ኣብ ኣጋር ተገሊጹ ኣሎ። እንተኾነ፣ ተምሃሮ ዝርእይዎ ውጽኢት ሞለኪዩላዊ ክብደት ጥራይ ኣይኮነን። እቲ ዝርእይዎ፣ ብዓቐን ኣዮን፣ ብማይ ምኽባብ፣ ምትእስሳር መሕበሪ፣ ክምችት፣ ሙቐትን እቲ ወሰን ብኸመይ ከም ዝዕቀንን ዝጽሎ፣ ብዓይኒ ዝርአ ወሰን ሕብሪ ብውሽጢ ጀል ዝገብሮ ምንቅስቓስ እዩ።

እቲ ሕብሪ ዘለዎ ወሰን ኮኤፊሽንት ስርጭት ኣይኮነን

ስርጭት፣ ዝሓቐቑ ቅንጣታት ካብ ዝለዓለ ክምችት ናብ ዝተሓተ ክምችት ምዝርጋሖም እዩ። ኮኤፊሽንት ስርጭት፣ መብዛሕትኡ ግዜ D ተባሂሉ ዝጽሓፍ፣ ሓደ ዝሓቐቐ ንጥረ ነገር ኣብ ዝተወሰነ ማእከልን ሙቐትን ክንደይ ብቕልጡፍ ከም ዝዝርጋሕ ይገልጽ።

ኣብ ክፍሊ ዝጥቀሙሉ ሰሌዳ D ብቐጥታ ኣየርእን። እቲ ዘርእዮ፣ ሕብሪ ክሳብ ብዓይኒ ዘይርአ ዝሃስሰሉ ወሰን እዩ። እዚ ወሰን፣ ኣብ ስርጭት ጥራይ ዘይኮነ፣ ኣብ ክእለት መሕበሪ ብርሃን ናይ ምምጣጥ፣ መብራህቲ፣ ብርሃን ካሜራ ዝቕበለሉ ቅጥዒ፣ ኣብቲ ጉድጓድ ዝተቐመጠ ክምችትን እቲ መسطር ዝሓዘ ሰብ ዝገብሮ ግምትን ይምርኮስ።

ነቲ ኣብ ክፍሊ ዝዕቀን ብትኽክለኛ ስሙ ጸውዕዎ፦ ምንቅስቓስ ብዓይኒ ዝርአ ወሰን ስርጭት። መደበኛ ስነ-ሒሳባዊ ትንተናታት፣ ከምቶም ኣብ ትንተና ፊካዊ ስርጭት ዘለዉ ርክባት፣ ማእከላይ ትርብዒት ምፍንቓል ምስ D የተኣሳስሩ። እንተኾነ፣ D ካብ መረዳእታ ንምውጻእ፣ ምስ ግዜ ዝቕየሩ ፕሮፋይላት ክምችት የድልዩ፤ ኣብ መወዳእታ ክፍሊ ዝተወስደ ሓደ ዲያሜትር ጥራይ ኣይኣክልን። ሓደ ዝተሓትመ ናይ ክፍሊ መጽናዕቲ፣ ናይ መወዳእታ ዓቐናት ሕብሪ ኣብ ክንዲ ምንጽጻር፣ ትርብዒት ርሕቀት ምስ ግዜ ብምስኣል፣ ንመቲሊን ብሉ ኣብ ጀል ናብ 4.5 ግዜ 10^-10 m^2/s ዝቐረበ ኮኤፊሽንት ስርጭት ኣውጺኡ። ሓደ ናይ ሓንቲ እዋን ስእሊ ነዚ ስራሕ ክሰርሖ ኣይክእልን።

እዚ እዩ እቲ መርኣያ ዝምርኮሰሉ ሓሳብ፤ ኩሉ እቲ ዝተረፈ ድማ፣ እቲ ሰሌዳ ነዚ ሓሳብ ክሳብ ክንደይ ብትኽክል ከም ዝውክሎ ዝምልከት ዝርዝር እዩ።

ክልተ ሕብሪ ዘለዎም ኣዮናት፣ እምበር ክልተ ሞለኪዩላት ኣይኮኑን

ክልቲኦም ዝሓቐቑ ንጥረ ነገራት፣ ከምቲ ኣብ ጥርሙዞም ዝተሓትመ ቀመር ኮይኖም ኣብ ኣጋር ኣይንቀሳቐሱን። ክልቲኦም ኣብ ማይ ዝፈላለዩ ሓያላት ኤሌክትሮላይታት እዮም።

ፖታስየም ፐርማንጋነት (KMnO4፣ ናይ ቀመር ክብደቱ ኣስታት 158.03 g/mol) ናብ ኣዮናት ፖታስየምን ኣዮናት ፐርማንጋነትን ይፈላለ። እቲ ሐምላይ ተንቀሳቓሲ፣ ኣብ ከባቢኡ ብሽፋን ማይ ዝተኸበበ ኣዮን ፐርማንጋነት MnO4^- እዩ፤ ክብደቱ ኣስታት 118.94 g/mol እዩ። መቲሊን ብሉ ክሎራይድ (ማይ ዘይብሉ ጨው C16H18ClN3S፣ ኣስታት 319.85 g/mol) ናብ ክሎራይድን እቲ ሰማያዊ ኦርጋኒክ ካትዮን MB^+ን ይፈላለ። እዚ ካትዮን ክብደቱ ኣስታት 284.41 g/mol እዩ፣ ንሱውን ብማይ ዝተኸበበ እዩ። መዝገብ መቲሊን ብሉ ናይ NISTን መዝገብ መቲሊን ብሉ ናይ ChEBIን ነዞም ቅርጽታት ይስንዱ። መወከሲ ኬሚስትርን ኣቃውማን ድማ እቲ ካትዮን፣ ማይ ዘይብሉ ጨውን ሃይድሬታትን ስለምንታይ ዝተፈላለዩ ስማት ከም ዘድልዮም ይገልጽ።

ካብዚ ሰለስተ ውጽኢታት ይስዕቡ።

ቀዳማይ፣ 158 ምስ 320 ምንጽጻር፣ እቲ ናይ ሓቂ ፍልልይ ዓቐን ኣብ መንጎ እቶም ሕብሪ ዘለዎም ኣዮናት ካብ ዘለዎ የንእሶ። ምኽንያቱ፣ እቲ ኣስታት 119 g/mol ዝኾነ ሐምላይ ኣዮን፣ ካብቲ ኣስታት 284 g/mol ዝኾነ ሰማያዊ ካትዮን ኣዝዩ ዝነኣሰ እዩ፤ ክልቲኦም ድማ ነቲ ውጽኢታዊ ዓቐኖም ዝውስኹ ናይ ማይ ሽፋናት ይሕዙ።

ካልኣይ፣ ካትዮናት መቲሊን ብሉ ኣብ ነገራት ይጣበቑ። ክምችት እናወሰኸ ክኸይድ ከሎ፣ ዳይመራትን ዝዓበዩ እኩባትን ይፈጥሩ፣ ኣብ ገጽ ኣጋር ድማ ይጣበቑ። ኣብ መጽናዕትታት ኣድሶርፕሽን ኣጋር፣ ሞኖመርን ዳይመርን ክልቲኦም ከም ዝተኣሳሰሩ ተገሊጹ ኣሎ። ኣብ ገጽ ዝተጣበቐ መሕበሪ ኣይንቀሳቐስን። ነቲ ጀል ሕብሪ ይህቦ፣ ነቲ ወሰን ግን ኣየሰጉሞን።

ሳልሳይ፣ እቲ ልሙድ ዱቄት ሪኤጀንት ሃይድሬት እዩ፤ ስለዚ ሓደ ዝተመዘነ ግራም ኣብ ክሪስታሉ ማይ ይሕዝ። ምንጽጻር ትራይሃይድሬትን ማይ ዘይብሉ ቅርጽን፣ እዚ ሞላሪቲ ብኸመይ ከም ዝቕይሮ የርኢ። ፍትሓዊ ምንጽጻር ኣብ ክፍሊ ንምግባር፣ ምሕላላት ብማዕረ ሞላራዊ ክምችት ጨዋት ኣዳልዉ፣ ኣየናይ ጽኑዕ ቅርጽ ከም ዝተጠቐምኩም ድማ መዝግቡ።

ዝቐለለ ማለት ኣብዚ ዝቐልጠፈ ማለት ስለምንታይ ኣይኮነን

ኣብ ቀጢን ምሕላላት፣ ካብ ክብደት ዝሓሸ መጀመርታ ሞዴል፣ ሞዴል ስቶክስ-ኣይንስታይን እዩ። ኣብዚ ሞዴል፣ ኮኤፊሽንት ስርጭት ምስ ሙቐት ይውስኽ፣ ብቪስኮሲቲን ሃይድሮዳይናሚካዊ ራድየስን ግን ይምቀል። ብማይ እንከበብ ዝነኣሰ ዓቐን ምህላው እዩ ዝጠቅም። ኣብ ውሽጢ ሓደ ኬሚካላዊ ስድራ፣ ዝተሓተ ክብደት መብዛሕትኡ ግዜ ምስ ዝነኣሰ ዓቐን ይዛመድ፤ ስለዚ ዝቐለለ ምዃን ከም መብርሂ ክመስል ይኽእል። እዚ ርክብ እዩ፣ እምበር እቲ መካኒዝም ኣይኮነን።

ሕጊ ግራሃም፣ ፍጥነት ጋዝ ብንእሽቶ ቀዳድ ናይ ምውጻእ ምስ መገልበጢ ድርብ ሱር ሞላራዊ ክብደት ከም ዝዛመድ ይገልጽ፤ ነዚ ሰሌዳ ግን ኣይገዝኦን። ኣመንጫጭቱ ካብ ኪነቲካዊ ክልሰ-ሓሳብ ጋዛት እዩ፣ እዚ ድማ ኣብዚ መብርሂ OpenStax ብዛዕባ ጋዛት ብቐዳድ ምውጻእን ስርጭትን ተጠቓሊሉ ኣሎ። ፈሳሲታት ቪስኮሲታዊ ተቓውሞ፣ ብማይ ምኽባብ፣ ጽልዋ ቅርጽን ጽቕጥቕጥን ይውስኹ። ጀላት ድማ ኣቃውማ ቀዳዳት፣ ጥውይዋይ መገዲ፣ ኣድሶርፕሽንን ምስ ፖሊመር ዝህሉ ናይ ቻርጅ ርክባትን ይውስኹ።

እቶም ቁጽርታት ነቲ ፍልልይ የቃልዕዎ። ሕጊ ግራሃም ን158 ምስ 320 እንተተጠቒሙ፣ ኣስታት 1.42 ዝኾነ ሬሾ ፍጥነት ይግምት። ኣብ ማይ ንቀጢን ምሕላላት ዝተዓቀኑ ኮኤፊሽንታት ስርጭት ግን ካልእ ነገር የርእዩ፦ ፐርማንጋነት ኣስታት 1.6 ክሳብ 1.8 ግዜ 10^-9 m^2/s፣ መቲሊን ብሉ ድማ ኣስታት 4.5 ክሳብ 5 ግዜ 10^-10 m^2/s፣ እዚ ሬሾ ናብ 3 ወይ 4 ዝቐረበ እዩ። ክብደት ጥራይ ነዚ ሬሾ ከፍሪ ኣይክእልን። ብማይ እንከበብ ዝህሉ ዓቐን፣ ምእካብን ምስ ጀል ምትእስሳርን ነቲ ዝተረፈ ፍልልይ ይገልጽዎ።

ነቲ ዝቐለለ-ዝቐልጠፈ ሓሳብ ግምታት ዘለዎ ሞዴል ከም ዝኾነ ተመልከትዎ፦ ክብዋር ቅንጣታት፣ ዘይምትእስሳር፣ ዘይምእካብን ሓደ ዓይነት ኩነታትን። እቲ ሰሌዳ ብውሑዱ ንክልተ ካብዞም ግምታት ኣየማልእን።

ፍትሓዊ ምንጽጻር ብኸመይ ይካየድ

እዚ መርኣያ ከም ሶፍትዌር እዩ ዝፈሽል፦ እቲ መሰረታዊ ሓሳብ ቅኑዕ እዩ፣ ካብ ሓሳብ ናብ መለክዒ ዝግበር ምስግጋር ግን ብመፈንጠራታት ዝመልአ እዩ። ነፍሲ ወከፍ ካብዞም ነገራት፣ ዝኾነ ሞለኪዩላዊ ባህሪ ከይቀየረ ነቲ ውጽኢት ይቕይሮ።

ካብ ሓደ ዙር ዝተዳለወ፣ ብማዕረ ዕምቆት ዝፈሰሰ ኣጋር፣ ሓደ መቑረጺ ጉድጓድ፣ ማዕረ መጠን ፈሳሲን ማዕረ ሞላራዊ ክምችትን ተጠቐሙ። ምእካብ መቲሊን ብሉ ንምድራትን ሕብሪ ከይጸግብ ንምግባርን፣ እቲ ክምችት እኹል ዝተሓተ ይኹን። ንነፍሲ ወከፍ ዝሓቐቐ ንጥረ ነገር ብውሑዱ ሰለስተ ተደጋገምቲ ጉድጓዳት ቁረጹ፣ እቶም ወሰናት ፈጺሞም ከይራኸቡ ድማ ኣርሕቑዎም። ነቶም ሳህናት ሸፍኑ፣ ደልደል ኣቢልኩም ኣቐምጥዎም፣ ሙቐት ድማ ቀዋሚ ኣብ ዝኾነ መጠን ሓዙ፤ ምኽንያቱ፣ መጽናዕትታት መሕበሪ ኣብ ኣጋር ሓያል ጽግዕተኛነት ኣብ ሙቐትን ክምችትን የርእዩ። ግዜ ዜሮ ነታ ጉድጓድ ዝምላእላ ህሞት ጌርኩም ወስኑ፣ ቅድሚ ምዕቃን ድማ እቲ ወሰን እንታይ ከም ዝኾነ ወስኑ፦ ሰማያዊን ሐምላይን ብዓይኒ ክልለዩ ዝኽእሉሉ ደረት ዝተፈላለየ ስለ ዝኾነ፣ ኣብ ስእሊ ዝተወሰነ ቀዋሚ ደረት፣ ብዓይኒ ካብ ዝግመት ወሰን ይሓይሽ። ንነፍሲ ወከፍ ነጥቢ ሕብሪ ክልተ ንሓድሕዶም ቀጥ ዝበሉ ዲያሜትራት መዝግቡ፣ ናብ ማእከላይ ራድየስ ድማ ቀይርዎም፤ ምኽንያቱ፣ ራድየስን ዲያሜትርን ምድንጋር፣ ዝኾነ ናይ ትርብዒት ርሕቀት ግራፍ ብረቛሒ ኣርባዕተ የዛብዖ።

መለለዪ ጽሑፋት፦ እቲ ጸጋማይ ክፋል፣ ንነፍሲ ወከፍ ወሰን ስርጭት ካብ ወሰን ጉድጓድ ክሳብ ወሰን ሕብሪ ዝዕቀን ራድየስ ካብ ላዕሊ የርኢ፤ እቲ የማናይ ክፋል፣ መቑረጺ ኣጋር ምስ ዕምቆት ጉድጓድን ናብ ደገ እናወጹ ዝሃስሱ ዙርያታት ሕብርን የርኢ፤ እቲ መፍትሕ ስእሊ ድማ ቁጽጽር ዝግበረሎም ተለዋወጥቲ ይዝርዝር (ሚእታዊት ኣጋር፣ ርጉድና፣ ሞላሪቲ መሕበሪ፣ መጠን ፈሳሲ፣ ዓቐን ጉድጓድ፣ ሙቐት፣ ግዜ ዜሮ፣ መብራህቲ)።

ንዘምስሉ ነገራት ተጠንቀቑ። ኣብ ገጽ ኣጋር ዝፈስስ ፈሳሲ ፈጣን ስርጭት ይመስል፣ ኣብ ንኣሽቱ ጉድጓዳት ኣጋር ዝርአ ዝተሰነደ ናይ ፈተነ መዛብዒ ድማ እዩ። ፐርማንጋነት ሓያል ኦክሲዳንት እዩ፣ ብደቂቕ ትርፊ ኦርጋኒክ ንጥረ ነገር ክውዳእ ይኽእል፤ እዚ ድማ ንወሰኑ ደው የብሎ ወይ ሕብሩ የጥፍኦ። መቲሊን ብሉ ኣብ ሬዶክስ ንጡፍ እዩ፣ ኣብ ትሕቲ ብርሃን ወይ ሬዱክሽን ዘስዕቡ ኩነታት ድማ ክሃስስ ይኽእል፤ ኬሚስትሪ ሬዶክስ መቲሊን ብሉን እቲ ሕብሪ ዘይብሉ ሬዱክሽን ዝተገብረሉ ቅርጹን ነዚ ባህሪ ይገልጽ።

ሓጺር መዘኻኸሪ ብዛዕባ መሕቀቒ፦ ኣብቲ ልሙድ መርኣያ ክልቲኦም ጉድጓዳት ማያዊ ምሕላላት ይሕዙ። ሓደ ፕሮቶኮል ነቲ መሕቀቒ እንተቐየሮ፣ መጀመርታ መምርሒ ሓቃቕነትን ምድላው ምሕላልን ተወከሱ፤ ምኽንያቱ፣ ሓቃቕነትን ምእካብን ምስቲ ማእከል ይቕየሩ።

ናይ ክፍሊ ቅጥዒ ምዝገባ ትዕዝብቲ

ነዚ ሰንጠረዥ ናብ ደፍተራትኩም ቅድሕዎ፣ ወይ ንነፍሲ ወከፍ ጉድጓድ ሓደ መስርዕ ሕተሙ። ንነፍሲ ወከፍ ሳህኒ ሓደ ሰንጠረዥ ምጥቃም፣ ተደጋገምቲ ፈተነታት ብትኽክል ክምዝገቡ ይሕግዝ።

ንትንተና፣ ንነፍሲ ወከፍ ጉድጓድ ትርብዒት ማእከላይ ራድየስ ምስ ዝሓለፈ ግዜ ኣብ ግራፍ ስኣሉ፣ ነቶም ዝንባለታት ድማ ኣነጻጽርዎም። ኣብ ጎኒ እቲ ግራፍ፣ እቲ ወሰን ብኸመይ ከም ዝተወሰነ ግለጹ። ኩሎም ሽዱሽተ ኩርባታት ምስ ስፍሓት ፍልልዮም እንተተራእዮም፣ እቶም ተምሃሮ ፍልልይ ከም ዘሕፍር ነገር ዘይኮነ፣ ከም መረዳእታ ይርእይዎ።

ድሕነት ክፋል እቲ ፕሮቶኮል እዩ፦ ጓንትን መከላኸሊ ዓይንን ተጠቐሙ፤ ምኽንያቱ፣ መቲሊን ብሉ ንቖርበትን ክዳንን የርክስ፣ ፐርማንጋነት ድማ ዘርክስን ዘቖጥዕን ኦክሲዳንት እዩ። ምሕላላት ናብ ኣፍ ከይኣትዉ ተጠንቀቑ፣ ኣብ ልዕሊ ሳህኒ ስርሑ፣ ሰሌዳታትን ፈሳሲታትን ድማ ናብ መሕጸቢ ኣብ ክንዲ ምድፋእ፣ ብናይቲ ቤት ትምህርቲ ስርዓት ኣወጋግዳ ኬሚካላዊ ቆሻሻ ኣወግድዎም።

ክትጽሓፍ ዝግብኣ ሓረግ

ኣብዞም ናይ ኣጋር፣ ክምችትን ሙቐትን ኩነታት፣ እቲ ብዓይኒ ዝርአ ወሰን ፐርማንጋነት መብዛሕትኡ ግዜ ካብ ወሰን መቲሊን ብሉ ብዝቐልጠፈ ይዝርጋሕ። እዚ፣ ፐርማንጋነት ዝዓበየ ውጽኢታዊ ኮኤፊሽንት ስርጭት ምህላዉ ይሰማማዕ። ቀንዲ ምኽንያቱ ድማ፣ እቲ ብማይ ዝተኸበበ ኣዮኑ ኣዝዩ ዝነኣሰ ምዃኑን ከም መቲሊን ብሉ ዘይእከብ ወይ ምስ ኣጋር ዘይተኣሳሰር ምዃኑን እዩ። ኣብዚ፣ ሞለኪዩላዊ ክብደት ምስቲ ፍልልይ ዓቐን ይዛመድ፤ ክብደት ጥራይ ግን ኣብ ፈሳሲታት ወይ ጀላት ፍጥነት ስርጭት ኣይውስንን።

ነዛ ሓረግ ዝጽሕፉ ተምሃሮ ክልተ ነገራት ተማሂሮም ኣለዉ፦ ብዛዕባ ክልተ ሕብሪ ዘለዎም ኣዮናት ሓደ ሓቂ፣ ከምኡውን ሓደ መርኣያ ዝብሎ ዝመስል ቅድሚ ምእማኖም፣ እንታይ ከም ዝዕቅን ናይ ምሕታት ልምዲ።