ናይ ሰማያዊ ጥርሙዝ ፈተነ፦ ኬሚስትሪ፣ ኣገባብ ኣፈጻጽማን ትዕዝብትታትን

ጸሪ ጥርሙዝ ኣብ መደርደሪ ላቦራቶሪ ተቐሚጡ ኣሎ። ከም ማይ ይመስል። ሓደ ሰብ ይነቕንቖ፣ እቲ ፈሳሲ ድማ ብሩህ ሰማያዊ ይኸውን። ተቐሚጡ እንተተገዲፉ፣ እቲ ሰማያዊ ሕብሪ ኣብ ውሽጢ ሓደ ወይ ክልተ ደቒቕ ይጠፍእ። ዳግም ነቕንቖ፣ ሰማያዊ ሕብሩ ይምለስ። ሓንቲ ምምላእ ነዚ ልዕሊ ዕስራ ግዜ ክትደግሞ ትኽእል።

ተማሃሮ መብዛሕትኡ ግዜ ገለ ነገር ኣብቲ ጥርሙዝ ተሓቢኡ ነይሩ ወይ ምንቕናቕ ክልተ ንጣብታት ኣተሓዋዊሱ ኢሎም ይግምቱ። ክልቲኡ ግምታት ግን ብመሃሪ መንገዲ ጌጋ እዮም። እቲ ሕብሪ ካብ ሓደ ቀለም፣ ሜቲሊን ብሉ፣ እዩ ዝመጽእ፣ እዚ ድማ ኣብ መላእ እቲ ፈሳሲ ኣሎ። ዝቕየር እቲ ቀለም ክንደይ ኤሌክትሮናት ከም ዝሕዝ እዩ። እቲ ምርኢት ብዓይኒ ዝርአ ናይ ረዶክስ ዑደት እዩ፣ እቶም ክፍሊ ክትዕዘቦም ዝኽእል ተለዋዋጢ ረቛሒታት ኩሎም፣ ግዜ ምንቕናቕ፣ ሙቐት፣ ኮንሰንትሬሽን፣ ምስ ክፋል ናይቲ ኬሚስትሪ ይዛመዱ።

ክልተ ቅርጽታት ናይ ሓደ ቀለም

ኦክሳይድ ዝኾነ ሜቲሊን ብሉ ጸፊሕ፣ ፖዘቲቭ ቻርጅ ዘለዎ ስርዓት ቀለበት እዩ። ኣብ ከባቢ 600 to 700 nanometres ብሓይሊ ይውሕጥ፣ ዓይኒ ድማ ነዚ ከም ዓሚቝ ሰማያዊ ይርእዮ። እቶም ክልተ ቅርጽታትን ስፔክትራኦምን ኣብ መምርሒ ኣቃውማን ባህርያትን ሜቲሊን ብሉ ተገሊጾም ኣለዉ።

ረዱክሽን ክልተ ኤሌክትሮናትን ሓደ ፕሮቶንን ይውስኽ፣ እዚ ድማ ሊዩኮሜቲሊን ብሉ ይፈጥር፦ ቻርጅ ዘይብሉ፣ ጸፊሕ ዘይኮነ፣ ብግብሪ ሕብሪ ዘይብሉ። ኣብ ኣልካላይን ሶሉሽን እቲ ፍርቂ-ምላሽ MB+ + H2O + 2 e- ⇌ LMB + OH- ኢሉ ይንበብ። እዚ ደረጃ ምሉእ ብምሉእ ክምለስ ዝኽእል እዩ። ሰማያዊ ማለት ኦክሳይድ ዝኾነ፣ ሕብሪ ዘይብሉ ማለት ረዱስ ዝኾነ እዩ፣ ክትከታተሎ ዘለካ ሳልሳይ ኩነታት ድማ የለን። እዚ እዩ ነዚ ከም ጽሩይ ቀዳማይ ምርኻብ ምስ ረዶክስ ኬሚስትሪ ዝገብሮ።

እቲ ዑደት፦ ግሉኮዝ ይረድስ፣ ኦክስጅን ዳግም የኦክሳይድ

እቲ ጥርሙዝ ሰለስተ ኣገደስቲ ተዋሳእቲ ንጥረ ነገራት ይሕዝ፦ ሜቲሊን ብሉ፣ ግሉኮዝ፣ ከምኡውን ሓያል ኣልካላይ፣ ፖታስየም ወይ ሶድየም ሃይድሮክሳይድ። ኣልካላይ ንግሉኮዝ ናብ ኤሌክትሮናት ናብቲ ቀለም ዝህቡ ምላሽ ዝገብሩ ዲፕሮቶኔትድ ቅርጽታት የሰጋግሮ፦

ረዱሲንግ ሽኮር + MB (ሰማያዊ, ኦክሳይድ ዝኾነ) -> ኦክሳይድ ዝኾኑ ፍርያት ሽኮር + LMB (ሕብሪ ዘይብሉ)

እዚ ዝሕጉስ ደረጃ እቲ ጥርሙዝ ተቐሚጡ ከሎ ነቲ ሕብሪ የጥፍኦ። ግሉኮዝ መስዋእታዊ ለጋሲ እዩ እሞ ይውዳእ። እቲ ቀለም ኤሌክትሮናት ጥራይ የጓዓዕዝ፣ ስለዚ ሒደት ነጠብጣባት ንምሉእ ጥርሙዝ ይኣኽላ። ኣረጊት ናይ ክፍሊ ትምህርቲ መግለጺታት ግሉኮዝ ናብ ግሉኮኒክ ኣሲድ ይቕየር ይብሉ። እዚ ሓጺር መግለጺ ነቶም ትዕዝብትታት ይትንበ፣ ግን መምህራን ምሉእ ከም ዘይኮነ ክፈልጡ ይግባእ፦ ኣብ Royal Society Open Science ዝተሓትመ መካኒዝማዊ ትንተና እቲ ኦክሲዴሽን ብሓደ ምላሽ ዝገብር ኤነዲዮሌት ናብ ዳይካርቦኒል፣ እዚ ድማ ናብ ዝነኣሱ ኣሲዳት ከም ዝከፋፈል ይከታተል።

ምንቕናቕ ነቲ ዝርአ ውጽኢት ይግልብጦ። ምንቅስቓስ ካብቲ ኣብ ርእሲ ፈሳሲ ተዓጽዩ ዘሎ ኣየር ኦክስጅን የሕቅቕ፣ እቲ ኦክስጅን ድማ ነቲ ረዱስ ዝኾነ ቀለም ዳግም የኦክሳይዶ፦

LMB (ሕብሪ ዘይብሉ) + O2 -> MB (ሰማያዊ) + ረዱስ ዝኾኑ ፍርያት ኦክስጅን

ተቐሚጡ እንተተገዲፉ፣ ዝሓቐቐ ኦክስጅን ይውዳእ፣ ግሉኮዝ ነቲ ቀለም ዳግም ይረድሶ፣ ሕብሩ ድማ ይሃስስ። ኣብ ብዙሓት ዑደታት እቲ ድምር ኬሚካዊ ለውጢ ብኣየር ሽኮር ምኦክሳይድ እዩ፣ እቲ ቀለም ግን ከም ረዶክስ ሜዲየተር ከይተቐየረ ይዘዋወር። ጽኑዕ ካታሊስት ዘይኮነ ሜዲየተር እዩ፣ ምኽንያቱ ኦክሲዴሽን ሽኮር ብዘይ እኡ እውን ይካየድ፣ እቲ ሕብሪ ምህሳሱ ድማ ዲኮምፖዚሽን ኣይኮነን፦ ዝፈረሰ ቀለም ብምንቕናቕ ዳግም ክምለስ ኣይክእልን። ኣብ መንጎ ምርኢታት ናይ ቀለም ስቶክ ሶሉሽናት ርጉኣት ንምሕላው፣ መዘኻኸሪታት ኣተሓሕዛን ምኽዛንን ሶሉሽናት ሜቲሊን ብሉ ርአ።

ብክትትል ንዝግበር ምርኢት ዝኸውን ኣገባብ

እዚ ብክትትል ዝግበር ምርኢት እዩ፣ ናይ ገዛ ንጥፈት ኣይኮነን። ኣልካላይ መከላኸሊ ዓይኒ፣ ጓንቲ፣ ከምኡውን ንምድላውን ንጽህናን ሓላፍነት ዝወስድ መምህር ይሓትት። ክልተ ዝተመዝገቡ ፎርሙሌሽናት ብኣቃውማ ይሰማምዑ፣ ብመጠን ግን ይፈላለዩ።

እቲ ብክፍሊ ኬሚስትሪ Indiana University ዝተሓትመ ምርኢት ዝተደገፈ ወረቐት መምርሒ ብግምት 5 percent ፖታስየም ሃይድሮክሳይድ፣ 4 percent ግሉኮዝ፣ ከምኡውን 1 percent ናይ ማይ ሜቲሊን ብሉ ይጥቀም። ማዕረ መጠን ናይ ኣልካላይን ግሉኮዝን ሶሉሽናት ናብ ጸሪ 250 or 500 millilitre ጥርሙዝ ፍርቁ ክሳብ ዝመልእ ኣፍስስ፣ እቲ ዝተረፈ ድማ ከም ናይ ኣየር ቦታ ግደፎ። ሒደት ነጠብጣባት ቀለም ወስኽ፣ ዕጸዎ፣ መላግቦኡ ኣሽጎ፣ እቲ ሰማያዊ ክሳብ ዝጠፍእ ድማ ተቐሚጡ ግደፎ። ኣገባብ Royal Society of Chemistry ነዚ ተመሳሳሊ ሓሳብ ናብ 1 litre ብስቶፐር ዝተዓጽወ ፍላስክ የዕብዮ፦ 300 millilitres ማይ፣ 10 grams ግሉኮዝ፣ 8 grams ፖታስየም ሃይድሮክሳይድ (ወይ 6 grams ሶድየም ሃይድሮክሳይድ)፣ ምስ ሒደት millilitres ቀጢን ናይ ቀለም ስቶክ።

ንምፍጻም፣ ብሓይሊ ነቕንቖ። ምሉእ ሰማያዊ ኣብ ውሽጢ ሰከንድታት ይምዕብል። ነቲ ፍላስክ ኣቐምጦ እሞ እቲ ሕብሪ ንኽሃስስ ዝወስዶ ግዜ ለክዕ። Royal Society of Chemistry ኣብ ሓደ ምምላእ ልዕሊ ዕስራ ዑደታት ከም ዝከኣሉ ይገልጽ። ነቲ ጥርሙዝ ፈጺምካ ክሳብ ኣፉ ኣይትምላእ፦ ኣብ ውሽጡ ዝተዓጽወ ኣየር እንተዘየለ፣ ክሓቅቕ ዝኽእል ዕቑር ኦክስጅን የለን።

እንታይ ክትዕዘብ ኣለካ፣ ግዜኡኸ እንታይ ይቕይሮ

ሰለስተ ነገራት ግዜኦም ለክዕ፦ ክሳብ ምሉእ ሰማያዊ ዝኸውን ምንቕናቕ (seconds)፣ ክሳብ ሕብሪ ዘይብሉ ዝኸውን ተቐሚጡ ምጽናሕ (ክሳብ ሒደት ደቒቕ)፣ ከምኡውን እቲ ሰማያዊ ቅድሚ ምድኻሙ ዝካየዱ ብዝሒ ዑደታት። ኣብ መወዳእታ ነፍሲ ወከፍ ምህሳስ፣ ነቲ ገጽ ተዓዘብ። ቀጢን ሰማያዊ ንጣብ መብዛሕትኡ ግዜ ኣብቲ ኣየርን ፈሳስን ዝራኸቡሉ ዶብ ይጸንሕ፣ ኣብኡ ኦክስጅን ብቐጻሊ ስለ ዝዲፊዩዝ። እዚ መስመር ብዓይኒ ዝርአ ዲፊዩዥን እዩ።

ምላሽ ሰማያዊ ጥርሙዝ ነቲ ምስ ኣገባብ Royal Society of Chemistry ዝቐረበ ኤምፒሪካዊ ሕጊ ፍጥነት ይኽተል፦ rate = k[MB oxidised][glucose]OH-. ነፍሲ ወከፍ ተርም ናይ ክፍሊ ትምህርቲ ፈተነ እዩ። ተወሳኺ ግሉኮዝ፣ ኣልካላይ፣ ወይ ቀለም ነቲ ሰማያዊ ግዜ የሕጽሮ። ሙቐት ነቲ ምህሳስ የቀላጥፎ፤ ዝሑል ፍላስክ ይዝሕትል። ዝሓየለ ምንቕናቕ ዝያዳ ኦክስጅን የሕቅቕ፣ ስለዚ እቲ ሰማያዊ ንዝነውሐ ግዜ ይጸንሕ። ዝዓበየ ናይ ኣየር ቦታ ነቲ ናይ ፈተነ ግዜ የናውሖ። ዑደታት ኣብ መወዳእታ ክደኽሙን እቲ ፈሳሲ ብጫ ክኸውንን ከሎ፣ እቲ ሽኮር ተወዲኡ ኣሎ፣ ናይ ጎድኒ ፍርያት ድማ ተኣኪቦም ኣለዉ። እቲ መወዳእታ ነጥቢ ባዕሉ ክምዝገብ ዝግብኦ ውጽኢት እዩ።

ወረቐት ስራሕ ትዕዝብቲ

ነዚ ሰንጠረዥ ናብ መዝገብ ጽሑፍ ቅዳሕ፣ ንነፍሲ ወከፍ ፈተነ ሓደ መስርዕ። እዚ ወረቐት ስራሕ ምስቲ ኣብ ላዕሊ ዘሎ ዲያግራም ምላሽ ናይዚ ጽሑፍ ክሕተሙ ዝኽእሉ ንብረታት እዮም።

ቅድሚ ነፍሲ ወከፍ ፈተነ ዝምለሱ ናይ ትንበያ ሕቶታት፦

• እቲ ጥርሙዝ ልክዕ ድሕሪ ምንቕናቕ ሰማያዊ እዩ። ኣየናይ ቅርጺ ቀለም ይዕብልል፣ እንታይከ ናብኡ ኣብጺሕዎ?
• እቲ ጥርሙዝ ተቐሚጡ ሕብሩ ይሃስስ። ኣየናይ ምላሽ ይዕብልል ኣሎ፣ ኣየናይ ንጥረ ነገርከ ይውዳእ?
• ድሕሪ ብዙሓት ዑደታት እቲ ሰማያዊ ፈኲሱ ብጫ ዝተሓወሶ ይኸውን። ብቀለም፣ ኣልካላይ፣ ወይ ግሉኮዝ ኣየናይ ዳግም የበራብሮ፣ ስለምንታይከ?
• ንሓደ ዑደት ሕብሪ ምስ ግዜ ከመይ ከም ዝቕየር ስእሊ ግበር። ኦክስጅን ናብቲ ሶሉሽን ዝኣትወሉ ቦታ ምልክት ግበር። መልስታት መምህር፦ (1) ኦክሳይድ ዝኾነ ሜቲሊን ብሉ፣ ብዝሓቐቐ ናይ ኣየር ቦታ ኦክስጅን ዳግም ዝተኦክሳይደ፤ (2) ብግሉኮዝ ረዱክሽን፣ ግሉኮዝ ይውዳእ፤ (3) ግሉኮዝ፣ እቲ ዝውስን ለጋሲ፣ ምኽንያቱ እቲ ቀለም ከይተቐየረ ይዘዋወር፤ (4) ኣብ ምንቕናቕ ቅልጡፍ ምዕባለ፣ ተቐሚጡ ከሎ ቀስ ብቐስ ምውራድ፣ ኦክስጅን ድማ ኣብ ግዜ ምዕባለ ጥራይ ይኣቱ።

ክጥቀሱ ዝግብኦም ቀረባ ዘመዳት

እቲ ናይ ትራፊክ ላይት ምርኢት ኣብ ክንዲ ሜቲሊን ብሉ ኢንዲጎ ካርማይን ይጥቀም፣ ብኦክስጅኔሽን ድማ ብጫ፣ ቀይሕን ቀጠልያን ደረጃታት ይሓልፍ። እቲ ስም ቀጠልያ ጥርሙዝ ብሰፊሑ ይጥቀሙሉ፦ ሓደ ሓደ ግዜ ነቲ ቫርያንት፣ ሓደ ሓደ ግዜ ድማ ንዝቐጠለዩ ፎርሙሌሽናት ከም ስርዓታት ኣስኮርቢክ ኣሲድ ወይ ብAmerican Chemical Society ዝተገልጸ ኤንዛይማዊ ስርዓት ዑደት። ተማሃሮ ካብ ዝተፈላለዩ ኬሚስትሪታት ዝረኸብዎ ትዕዝብቲ ከይሓዋውሱ፣ ኣብቲ መደርደሪ ዘሎ ቫርያንት ኣየናይ ምዃኑ ስመዮ።

ድሕነትን ኣተሓሕዛን

ኣብ ምሉእ እቲ መስርሕ ክትትል ይሃሉ። ነቲ ኣልካላይን ሶሉሽን ኣብ ምሓዝ ወይ ነቲ ብስቶፐር ዝተዓጽወ መትሓዚ ኣብ ምንቕናቕ፣ ካብ ኬሚካዊ ፍንጣሪ ዝከላኸል መከላኸሊ ዓይንን ጓንትን ተጠቐም። ኣልካላይ የቃጽል፣ እቲ ቀለም ቆርበትን ጨርቅን ይለክፍ፣ ኣብ ኤታኖል ዝተዳለዉ ናይ ቀለም ስቶክ ሶሉሽናት ድማ ናብቲ መደርደሪ ብቐሊሉ ዝቃጸል ሶልቨንት ይውስኹ። ኣብ ምንቕናቕ እቲ መትሓዚ ዕጹው ይኹን። ድሕሪኡ፣ ዝተጠቕሙ ሶሉሽናት ብመሰረት ናይ ትካልኩም ውሽጣዊ ሕግታት ላቦራቶሪ ንኣተሓሕዛ ዓቅብዎም። ኣብ ኣልካላይን ቀለም ዝሓዘን ጎሓፍ ዝምልከቱ ጠለባት ካብ ትካል ናብ ትካልን ካብ ስልጣን ናብ ስልጣንን ይፈላለዩ፣ ስለዚ ካብ ካልእ ምንጪ ኣገባብ ኣብ ክንዲ ምውሳድ፣ እቲ ላቦራቶሪኹም ዝተቐበሎ ኣገባብ ተኸተሉ።

ኣብ ክንዲ ለውጢ ሕብሪ ቁጽርታት እንተደሊኹም፣ ንሜቲሊን ብሉ ዝግበሩ መጠናዊ ኣሰይታት እዚ ምርኢት ካብ ዝውድኣሉ ቦታ ይቕጽሉ።

መምህራን ነዚ ጥርሙዝ ስለምንታይ ይዕቅብዎ

ሓደ ፍላስክ ኣርባዕተ ሓሳባት ኣብ ሓደ የጠቓልል። ረዶክስ ኣብ ክንዲ ትርጉም ሕብሪ ይኸውን። ሜዲየተር ሒደት መጠን ናይ ሓደ ንጥረ ነገር ብዙሕ መጠን ናይ ካልእ ከመይ ከም ዝሕብር የርኢ። ኪኔቲክስ ካብ ቴርሞዳይናሚክስ ብዓይኒ ዝርአ መንገዲ ይፍለ፦ ምንቕናቕ ኦክስጅን እናቕረበ ከሎ ኦክስጅን ይዕብልል፣ ቀረብ ምስ ተቋረጸ ድማ ግሉኮዝ ይዕብልል። ዲፊዩዥን፣ ኣብ ኬሚስትሪ እቲ ዝሓሰረ ድምጺ ዘለዎ መስርሕ፣ ነቲ ምሉእ ምርኢት ክካየድ ይገብሮ፣ ምኽንያቱ ነፍሲ ወከፍ ሰማያዊ ብልጭታ ብኦክስጅን ካብ ኣየር ናብ ማይ ብምስጋር እዩ ዝጅምር። ተማሃሮ ነዚ ኩሉ ብስቶፕዎችን ሰንጠረዥን ክትንብዩ፣ ግዜኡ ክልክዑን ክገልጹን ዘኽእሎም ምርኢት ኣብ መደርደሪ ላቦራቶሪ ቦታ ክረክብ ይግብኦ።