Η όσμωση, η διαδικασία κατά την οποία τα μόρια του διαλύτη μετακινούνται από μια περιοχή χαμηλότερης συγκέντρωσης διαλυμένης ουσίας σε μια περιοχή υψηλότερης συγκέντρωσης διαλυμένης ουσίας, μπορεί εύκολα να καταδειχθεί με πειράματα πατάτας. Οι πατάτες είναι γεμάτες νερό και άμυλο και θα αποκτήσουν νερό όταν βυθιστούν σε υδατικά διαλύματα. Αντίθετα, θα χάσουν νερό όταν βρίσκονται σε συμπυκνωμένα διαλύματα, όπως αυτά που περιέχουν πολύ άμυλο. Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε πατάτες για να ρυθμίσετε πειράματα όσμωσης για μαθητές όλων των ηλικιών και επιπέδων.
Πατάτες στο αλμυρό νερό
Κόψτε μια πατάτα σε δύο και βυθίστε ένα από τα μισά σε ένα πολύ αλμυρό διάλυμα νερού - ένα που περιέχει ένα τέταρτο φλιτζάνι αλάτι σε ένα φλιτζάνι νερό. Βυθίστε το άλλο κομμάτι σε νερό βρύσης χωρίς αλάτι. Αφήστε και τα δύο στα αντίστοιχα διαλύματά τους για μισή ώρα και μετά αφαιρέστε τα μισά της πατάτας από τα διαλύματά τους και παρατηρήστε τις διαφορές τους. Αυτό στο αλμυρό διάλυμα θα συρρικνωθεί, υποδεικνύοντας ότι το νερό διαχέεται από ένα λιγότερο συμπυκνωμένο διάλυμα σε ένα πιο συμπυκνωμένο διάλυμα. Αντίθετα, αυτό που υπάρχει στο νερό της βρύσης θα διογκωθεί ελαφρώς, υποδεικνύοντας ότι παίρνει νερό.
Αλάτι, ζάχαρη και καθαρό νερό
Αυτό το πείραμα βοηθά τους μαθητές να κάνουν διάκριση μεταξύ διαφορετικών βαθμίδων κλίσεων συγκέντρωσης. Φτιάξτε ένα διάλυμα θαλασσινού νερού, ένα διάλυμα νερού ζάχαρης και για το τρίτο διάλυμα, απλώς χρησιμοποιήστε νερό βρύσης. Φτιάξτε τρεις λεπτές φέτες πατάτας - πάχους 1/2 cm. Τοποθετήστε κάθε φέτα πατάτας σε κάθε ένα από τα διαλύματα και αφήστε τις φέτες στα διαλύματα για μισή ώρα.
Παρατηρήστε ότι η φέτα που τοποθετείται στο αλάτι είναι πολύ εύκαμπτη, ενώ η φέτα που τοποθετείται στη ζάχαρη είναι εύκαμπτη, αλλά λιγότερο έτσι. Δεδομένου ότι οι πατάτες περιέχουν ήδη ζάχαρη, λιγότερο νερό θα διαχέεται από την πατάτα που τοποθετείται σε νερό ζάχαρης. Η φέτα που τοποθετείται στο νερό θα είναι άκαμπτη, καθώς θα απορροφά νερό.
Μήκος πατάτας σε αλατούχα διαλύματα
Δώστε στους μαθητές σας πατάτες "κυλίνδρους" που έχουν ομοιόμορφο μήκος και μέγεθος: για παράδειγμα, θα μπορούσατε να τους κόψετε να έχουν μήκος 70 mm και διάμετρο 7 mm. Κάντε διαλύματα αλατούχου διαλύματος σε τρεις διαφορετικές συγκεντρώσεις, 20%, 0,9% και 0,1%. Ζητήστε από τους μαθητές να μετρήσουν τα μήκη και τις διαμέτρους των κυλίνδρων πατάτας πριν και μετά το μούσκεμα στα αλατούχα διαλύματα για μισή ώρα. Στη συνέχεια, ζητήστε τους να υπολογίσουν τις αλλαγές στα μήκη και τις διαμέτρους των κυλίνδρων και να σχεδιάσουν τις συγκεντρώσεις αλατούχου διαλύματος σε σχέση με τις αλλαγές.
Βάρη κύβου πατάτας
Κόψτε τις πατάτες σε τέσσερις ομάδες μικρών, ομοιόμορφων κύβων διαστάσεων 1/2 cm επί 1/2 cm. Κάντε τέσσερα διαφορετικά διαλύματα σακχαρόζης: 10 τοις εκατό, 5 τοις εκατό, 1 τοις εκατό και 0,01 τοις εκατό. Ζυγίστε κάθε ομάδα, σε μια ισορροπία μάζας, προτού την βυθίσετε στο κατάλληλο διάλυμα σακχαρόζης για μισή ώρα. Μετά τη βύθιση, ζυγίστε ξανά κάθε ομάδα και ζητήστε από τους μαθητές σας να υπολογίσουν τις αλλαγές στις μάζες πατάτας. Ζητήστε τους να σχολιάσουν γιατί μια ομάδα κέρδισε μάζα, έχασε τη μάζα ή διατήρησε την ίδια μάζα.