Gummy-karhut tarjoavat lapsille keinon kiinnostaa ja ymmärtää osmoosia - jotain kirkkaanvärisestä, maukkaasta karkista kiehtoo nuoria opiskelijoita. Kumikarhojen kanssa tehdyissä osmoosikokeissa karhut turpoavat jopa useita kertoja normaalikokoonsa nähden, mikä voi olla melko hauskaa ja odottamatonta sekä lapsille että aikuisille. Opettajat pitävät kumikarhuosmoosikokeista, koska ne ovat yksinkertaisia, viihdyttäviä ja helposti selitettäviä ja ymmärrettäviä.
Osmoosin ehdot
Tärkeimpien termien ymmärtäminen on ratkaisevan tärkeää, jotta voidaan oppia, mitä tapahtuu karhun osmoosikokeissa. Osmoosia esiintyy, kun nesteet virtaavat puoliläpäisevän kalvon läpi laimennetusta väkevään ympäristöön. Puoliläpäisevät kalvot antavat joidenkin molekyylien kulkea niiden läpi - useimmiten nesteet - mutta eivät toiset. Tutkijat selittävät tämän käyttämällä termejä hypertoninen ja hypotoninen: hypertonisilla ratkaisuilla on korkeampi liuenneiden aineiden - nesteisiin liuenneiden kiintoaineiden - pitoisuudet, kun taas hypotonisilla on suhteellisen alhaiset pitoisuus. Diffuusio on aineen aktiivinen liike hypertonisesta hypotoniseen, kunnes saavutetaan isotoninen liuos - sama pitoisuus.
Gummy Bear koostumus
Valmistettu gelatiinista, vedestä ja makeutusaineesta, kuten sokerista tai maissisiirapista, kumikarhut alkavat nesteenä ja jäähtyvät pureskeltavaksi, kumimaiseksi liuokseksi. Kumikarhujen pureskelu johtuu gelatiinin läsnäolosta, jonka molekyylit ovat ketjumaisia ja luovat kiinteän matriisin.
Gummy Bear -kokeilu: Vesijohtovesi
Ensimmäiseen kokeeseen kuuluu kumikarhujen liottaminen yön yli puhtaassa vedessä. Pyydä oppilaitasi mittaamaan ennen liottamista kumikarhun korkeus, leveys ja syvyys ja kirjaamaan nämä tiedot laboratoriakirjoihinsa. Aseta kumikarhut vesikuppeihin - yksi opiskelijaa kohti - ja aseta sivuun. Keskustelkaa sitten hypoteeseista - mitä opiskelijoiden mielestä tapahtuu karhuille? Seuraavana päivänä karhut ovat laajentuneet, kun vesi liikkuu diffuusiona karhun puoliläpäisevän läpi kalvolla päästäkseen isotoniseen tilaan, jossa vesimolekyylien pitoisuus karhun sisällä ja ulkopuolella oli sama. Opiskelijoiden tulisi mitata karhut uudelleen ja laskea niiden ennen ja jälkeen tiedot kasvuprosentin laskemiseksi.
Gummy Bear -kokeilu: Suolavesi I
Suorita sama koe, tällä kertaa liottamalla uusia kumikarhuja suolaisessa vedessä. Pyydä jälleen oppilaita ennustamaan tulos: Muuttaako suolan lisääminen kokeen lopputulosta millään tavalla? Oppilaasi voivat olla yllättyneitä tuloksista. Uudet suolavedessä kastetut kumikarhut kutistuvat, mutta huomaamattomasti. Karhun gelatiinirakenne saa sen pitämään muodonsa ja koonsa suurimmaksi osaksi, vaikka vesi poistuu karhusta.
Gummy Bear -kokeilu: Suolavesi II
Liota alkuperäiset, vedellä laajennetut kumikarhut ensimmäisestä kokeestasi suolaisessa vedessä, ja pyydä oppilaita ennustamaan tulos. Karhut kutistuvat, kun osmoosi saa veden poistumaan kumimaisesta karhusta.