Osmoza cu ou 3 experimente simple de Paști - cutia lui Keinstein
Paștele se apropie și oamenii sunt ocupați cu lucrări de artizanat, gătit, coacere și decorare. Dar Paștele are și multe de oferit naturaliștilor - la urma urmei, zilele acestea totul se învârte în jurul unui mic miracol al naturii: oul. Și vă voi spune ce lucruri interesante puteți face cu un ou - și să învățați de la ele.
Ați citit corect: Puteți efectua următoarele trei experimente unul după altul cu un singur ou crud! Prin urmare, citiți instrucțiunile complet înainte de a le încerca, astfel încât să aveți totul la îndemână la momentul potrivit. De altfel, inspirația pentru acest lucru vine din lumea vorbitoare de limbă engleză, unde și ei sunt ocupați să experimenteze.
Acest articol face parte, de asemenea, din parada blogului „Împreună prin Paște” cu frații și surorile montane. Acolo veți găsi mai multe sfaturi și idei despre Paște!
1. Oul gol
Știați că puteți curăța un ou crud fără a deteriora interiorul sau a se destrăma?
Trebuie să
• un ou crud de pui
• Oțet de uz casnic (aproximativ 10% acid acetic în apă)
• un recipient acoperibil în care există mult spațiu pentru un ou, de exemplu un borcan cu miere
• aproximativ 24 de ore
execuţie
Umpleți borcanul cu oțet alb de aproximativ două până la patru inci și glisați cu grijă oul în el. Acoperiți deschiderea, de exemplu cu un capac cu șurub adecvat (pur și simplu puneți-l, nu-l strângeți bine!) Și lăsați vasul să stea nemișcat o zi.
Ce poți urmări
De îndată ce oul intră în contact cu oțetul, se formează bule mici pe suprafața acestuia și se ridică încet la suprafața apei. Are loc o reacție chimică în care se creează un gaz!
Prin urmare, nu trebuie să închideți niciodată recipientul etanș. În caz contrar, gazul este prins în el și se creează o suprapresiune care duce la oprirea reacției (de ce este așa, explică Le Châtelier la aeroport).
Când scoateți oul din oțet după o zi (pielea umană este protejată împotriva acidului: puteți apuca în siguranță oul cu mâna goală în 10% oțet de uz casnic și pescuiți-l. Apoi clătiți oul și mâna bine sub apă curgătoare !), coaja tare a dispărut. Pe de altă parte, pot exista reziduuri spumoase care plutesc pe suprafața oțetului, care, dacă folosiți un ou maro ca mine, va conține dungi maronii de colorant. Toate acestea sunt inofensive și pot fi pur și simplu spălate cu.
Ce a rămas este interiorul oului crud, înconjurat de o piele subțire, catifelată. Oul este acum elastic: îl puteți apăsa (cu atenție) cu degetele.
Și este translucid: puteți vedea gălbenușul galben prin pielea exterioară sau puteți ține oul până la lumină pentru a-l face vizibil ca o umbră întunecată. De asemenea - poate ați observat deja - oul este mai mare decât era înainte de a fi scăldat în oțet!
Cum este structurat un ou?
Un ou de găină conține în principal proteine, grăsimi și apă. În plus, există aproape toate vitaminele (Link) (numai vitamina C se formează numai atunci când un ou fertilizat este eclozat) și multe minerale. La urma urmei, oul este conceput pentru a hrăni un pui în curs de dezvoltare.
Centrul unui ou este gălbenușul, cunoscut și sub denumirea de gălbenuș de ou, care este principala sursă de hrană pentru tânărul embrion de pui. Este format din 16% proteine, 32% grăsimi și 50% apă. Restul de 2% sunt minerale și carbohidrați. Gălbenușul de ou este creat în ovarul găinii și, înconjurat de o membrană subțire (această membrană ține gălbenușul împreună pe un ou prăjit!), Se deplasează în jos în trompa uterină după ovulație.
Gălbenușul este înconjurat treptat de mai multe straturi de albuș de ou: în primul rând, un strat gros care se scurge în grindină care ține gălbenușul în mijlocul oului. Apoi, există două straturi subțiri, al căror exterior este înconjurat de o membrană interioară dublă a cojii de ou (membrana cojii de ou este pielea subțire care poate fi desprinsă individual pe un ou fiert). Albușul servește nu numai ca a doua sursă de hrană pentru pui, ci și ca amortizor. Se compune din 87% apă și doar 11% proteine - restul ingredientelor alcătuiesc cel mult 2%.
Pentru a proteja membrana fină a cojii de ou, oul este înconjurat în exterior de o coajă de var tare. Aproximativ 10.000 de pori din cochilie permit schimbul de molecule foarte mici, de exemplu oxigen și dioxid de carbon, astfel încât puiul în curs de dezvoltare să poată „respira”. O epidermă subțire de napolitane pe coajă (cuticula), ca albușul de ou, are un efect de respingere a germenilor, astfel încât ouăle intacte pot fi păstrate relativ mult timp nu numai sub găină, ci și la temperatura camerei.
Ce se întâmplă în oțet?
Oțetul, „acid acetic” în rândul chimiștilor, este un acid slab, dar eficient. Aceasta înseamnă că moleculele de oțet pot elibera ioni H + care sunt absorbiți de o „bază”:
O bază mai puternică decât apa este ionul carbonat din var (sub chimisti carbonatul de calciu, CaCO3), astfel încât oțetul reacționează mai ușor cu varul din coaja oulului:
Se produce acid carbonic (H2CO3), care se descompune rapid în dioxid de carbon și apă:
Dioxidul de carbon se colectează în bule de gaz și se ridică de la coaja de ouă la suprafața oțetului. Ceea ce rămâne sunt ionii de calciu (Ca 2+) și acetat (H3C-COO -), care împreună se dizolvă destul de bine în apă. Deoarece coaja de ou este formată din 90% tei, se dizolvă complet atunci când reacționează cu oțetul. Restul de 10% - inclusiv culoarea ouălor brune - se colectează ca un reziduu mai mult sau mai puțin lichid pe suprafața oțetului.
2. Oul micșorat
Dacă un ou se mărește fără coajă, se poate micșora și el? Și cum se întâmplă?
Pentru a încerca aveți nevoie
• oul gol din experimentul 1
• vasul curățat din experimentul 1
• Sirop de glucoză sau un sirop cu băuturi dulci bogate în zahăr
• aproximativ 12-18 ore
execuţie
Așezați oul gol în vasul gol și umpleți-l aproape până la refuz cu siropul. Oul va pluti la suprafață.
De aceea, de data aceasta închideți complet capacul sau cântăriți un capac slăbit, astfel încât oul să fie împins în jos în lichid. Apoi lăsați totul să stea liniștit peste noapte.
Ce poți urmări
Dacă pescuiți oul din sirop după baia de noapte și îl clătiți, acesta este vizibil mai moale și mai flexibil. Deci, este deja clar impresionat de propria greutate atunci când îl așezați pe suprafața plană.
De asemenea, s-a micșorat la dimensiunea inițială, poate chiar mai departe!
De când am folosit un sirop de băutură întunecată, oul meu a luat și culoarea maro a siropului.
De ce se micșorează oul?
Toate substanțele constau din particule minuscule care (peste zero absolut) sunt întotdeauna în mișcare. Într-un solid, aceste particule sunt aranjate într-o rețea fixă, dar vibrează continuu înainte și înapoi în locurile lor. Pe de altă parte, într-un lichid sau un gaz, particulele plutesc în mare măsură libere una în jurul celeilalte, ca oamenii dintr-o piață aglomerată a orașului.
Dacă aduceți două lichide sau gaze împreună, particulele lor se scurg inevitabil unul în jurul celuilalt: particulele unei substanțe pătrund în a doua, cele ale celei de-a doua substanțe în prima. Chimiștii (și fizicienii) numesc această mișcare involuntară unul în celălalt „difuzie”.
Membrana cu coajă de ou este acum o piele „semipermeabilă”: conține pori mici prin care pot trece doar molecule foarte mici, cum ar fi apa (H2O), oxigen (O2), azot (N2), dioxid de carbon (CO2). Moleculele mai mari, cum ar fi moleculele de zahăr (o moleculă de zahăr de masă (zaharoză) este formată din 45 de atomi, zahărul din struguri (glucoza) este format din 24 de atomi!) Nu se poate trece. Dacă o astfel de membrană împiedică particulele care se scurg din două (sau mai multe) substanțe, numai acele particule pot migra în cealaltă substanță pe care membrana o permite prin.
Albusul din ou este format din proteine - molecule foarte mari - și apă, în timp ce siropul constă în principal din zahăr, adică molecule mai mari și apă. Acesta este modul în care numai moleculele de apă trec prin membrana cojii de ou: Din ou, unde sunt multe (87% din albușul normal de ou este format din apă, într-un ou gol chiar mai mult!), Mulți migrează în exterior. În schimb, foarte puțini migrează din sirop în ou, deoarece există doar câteva molecule de apă în sirop. Oul rămâne din ce în ce mai puțină apă: se micșorează! Întregul lucru funcționează până când există aceeași cantitate de apă în exterior și în interior în raport cu zahărul sau proteina - pentru că atunci același număr de molecule de apă migrează întotdeauna în exterior și în.
Difuzia printr-o membrană semipermeabilă într-o singură direcție se numește „osmoză” și este utilizată de celulele vii pentru a schimba substanțe. Multe membrane celulare au mulți pori pentru apă, dar mai puțin pentru sare (sere) sau ioni. Dacă consumăm cantități foarte mari de sare de masă (gustul sărat înțepător ne împiedică de obicei), astfel încât să se găsească multă sare între celulele corpului nostru, apa migrează în principal din celule, astfel încât acestea să se micșoreze ca un ou. Și asta poate avea consecințe fatale, după cum raportează „Chemical Reporter”.
Porii din membrana cu coajă de ou permit, de asemenea, să treacă vopseaua maro din sirop: Deoarece moleculele de vopsea erau disponibile inițial numai în afara siropului, unele dintre ele au migrat în ou, astfel încât să pară maro după scăldarea în sirop. Aceasta arată că difuzia are loc de fapt simultan în ambele sau în toate direcțiile!
3. Fântâna cu ouă
Oul poate crește din nou? Și cu cât poate crește?
Pentru a încerca aveți nevoie
• ouul gol, micșorat din experimentul 2
• vasul curățat din experimentul 2
• Apă de la robinet
• eventual colorant alimentar
• 12 până la 18 ore de timp
• o cană cu ou și, dacă este necesar, o farfurie pe care să o așezați sub
• o scobitoare ascuțită sau un ac
execuţie
Umpleți vasul cu apă de la robinet, cu o înălțime de cel puțin două centimetri. Dacă ați folosit un sirop incolor în experimentul 2, acum puteți amesteca niște coloranți alimentari în apă până când acesta este puternic colorat. Apoi așezați oul micșorat înăuntru. Oul este acum mai dens decât apa și se scufundă de unul singur până la fundul vasului.
Lăsați oul să stea în apă încă 12 până la 18 ore. Apoi scoateți-l, uscați-l ușor puțin și așezați-l pe cupa cu ou, îndreptați-l în sus. Folosiți acul sau scobitoarea pentru a înțepă oul în partea de sus - și urmăriți fântâna!
Ce poți urmări
În timpul băii de douăsprezece ore în apă de la robinet, oul devine cel puțin la fel de mare ca după experimentul 1, dar nu semnificativ mai mare. Dacă ați folosit sirop întunecat în experimentul 2, apa inițial incoloră va fi ușor colorată.
Dacă ați folosit în schimb sirop incolor și coloranți alimentari în pasul final, oul va lua culoarea lor (un adevărat ou de Paște!). În orice caz, se simte din nou grăsuț în comparație cu starea micșorată după experimentul 2.
Dacă înțepați oul ridicat viguros în partea de sus, lichidul, în principal apa, va ieși într-o mică fântână. Prin urmare, dacă oul dvs. nu are jgheab, puneți o farfurie sub ea!
Dacă nu ți-e frică de goo, poți apoi să dezmori resturile oului și să arunci o privire mai atentă. Gălbenușul meu a fost fiert tare după băile alternante de trei zile: Ceva care a pătruns în ou - acid acetic, o cantitate mică de alcool din sirop sau multă apă - aparent a cauzat coagularea proteinelor.
eliminare
Toate cele trei experimente sunt efectuate exclusiv cu ingrediente alimentare (oțetul de uz casnic nu este altceva decât oțet de masă concentrat și curat). Prin urmare, orice reziduu poate fi spălat pe canal. Puteți pune resturile solide ale oului în deșeurile organice. Spălați-vă bine mâinile după ce ați manipulat oul crud deschis în experimentul 3!
Presiunea osmotică și consecințele ei
Dacă oul micșorat este plasat în apă curată, direcția de mișcare este inversată pur și simplu prin osmoză: în raport cu moleculele mai mari, există mult mai multă apă în afara gheții decât în interior. Așadar, acum mai multe molecule de apă migrează în ou decât în afară: oul crește din nou (din acest motiv a crescut și când s-a dizolvat coaja tare: apa din soluția de oțet a migrat în el).
Dacă apa conține și coloranți alimentari, moleculele de vopsea, pentru care membrana cojii ouă este permeabilă, migrează în ou ca și apa și „colorează-o”.
Fluxul constant de molecule de apă îl face din ce în ce mai strâns în ou: Presiunea se acumulează - se vorbește despre presiunea osmotică. Această presiune poate încetini migrarea ulterioară a moleculelor (dacă lucrurile se strâng în ou, porii membranei se vor bloca) sau, dacă scapă din mână, poate provoca explozia membranei!
Cu toate acestea, membrana dublă cu coajă de ou poate rezista mult, astfel încât presiunea osmotică încetinește imigrația apei înainte ca membrana să poată exploda. Această presiune poate fi încă simțită: strânge membrana ca și presiunea dintr-un balon umplut strânge pielea balonului. Dacă înțepați oul într-un mod țintit, presiunea acumulată în el permite apei să treacă într-un arc înalt prin gaură.
Celulele corpului oamenilor și animalelor sunt mai puțin robuste: De exemplu, dacă aduceți celule roșii din sânge în apă pură, multe molecule de apă migrează prin membrana celulară în ele. Ca rezultat al presiunii osmotice care se acumulează, celulele se extind - în cel mai rău caz, până când izbucnesc. Și asta este extrem de dăunător vieții. Acesta este motivul pentru care o perfuzie de la medic conține întotdeauna la fel de multă sare și molecule mai mari ca și plasma sanguină normală (lichid din sânge). Plasma sanguină este creată în așa fel încât nici cantități excesive de apă să nu poată migra în celulele sanguine, nici în afara acestora.
De altfel, celulele vegetale fac față mai bine schimbărilor de presiune osmotică: au un perete exterior solid care le împiedică să explodeze și în interiorul propriului rezervor pentru exces de apă. De exemplu, celulele din pereții lor celulari se micșorează când planta este însetată, astfel încât să pară moale și ofilită, dar nu își pierde forma complet. Dacă turnați viguros, apa migrează în celule și umple rezervorul (vacuolul), astfel încât pereții celulari să fie susținuți, iar planta să pară strânsă și proaspătă din nou într-un timp foarte scurt.
Vă doresc multă distracție experimentând oul „gol” și abilitățile sale de osmoză - și un Paște minunat, creativ și educativ!
Ați copiat experimentele:
Dacă ceva nu a funcționat sau a funcționat doar parțial, scrieți-l în comentarii. Mă bucur să vă ajut cu soluționarea problemelor!