Gumasti medvjedi djeci nude način da se zainteresiraju i razumiju osmozu - nešto o ukusnim slatkišima jarkih boja osvaja mlade učenike. U eksperimentima s osmozom s gumenim medvjedima, medvjedi nabreknu i do nekoliko puta više od svoje normalne veličine, što može biti prilično zabavno i neočekivano za djecu i odrasle. Učitelji vole eksperimente s osmozom na gumenom medvjedu jer su jednostavni, zabavni te ih je lako objasniti i razumjeti.
Uvjeti osmoze
Razumijevanje ključnih pojmova presudno je za naučiti što se događa tijekom eksperimenata s osmozom gumenog medvjeda. Osmoza se javlja kada tekućine teku kroz polupropusnu membranu iz razrijeđenog u koncentrirano okruženje. Polupropusne membrane omogućuju prolazak nekih molekula kroz njih - najčešće tekućine - ali ne i drugih. Znanstvenici to objašnjavaju korištenjem izraza hipertonični i hipotonični: hipertonična rješenja imaju više koncentracije otopljenih tvari - krutina otopljenih u tekućinama - dok hipotonične imaju relativno niže koncentracije koncentracija. Difuzija je aktivno kretanje tvari iz hipertonične u hipotoničnu, sve dok se ne postigne izotonična otopina - jednaka koncentracija.
Sastav gumenog medvjeda
Napravljeni od želatine, vode i zaslađivača poput šećera ili kukuruznog sirupa, gumeni medvjedi počinju kao tekućina i hlade se u žvakaću, gumenu otopinu. Do žvakaće gumenih medvjeda dolazi zbog prisutnosti želatine, čije su molekule lančane i stvaraju čvrstu matricu.
Eksperiment sa gumenim medvjedom: Voda iz slavine
Prvi eksperiment uključuje natapanje gumenih medvjedića preko noći u običnoj vodi. Prije natapanja, neka vaši studenti izmjere visinu, širinu i dubinu gumenog medvjeda i zabilježe te podatke u svoje laboratorijske knjige. Stavite gumene medvjediće u šalice vode - po jednu po učeniku - i ostavite sa strane. Zatim razgovarajte o hipotezama - što studenti misle da će se dogoditi s medvjedima? Sljedećeg dana medvjedi će se proširiti, jer se voda difuzijom kretala kroz medvjedovu polupropusnost membrana da bi postigla izotonično stanje u kojem su bile koncentracije molekula vode unutar i izvan medvjeda isto. Studenti bi trebali ponovno izmjeriti medvjede i koristiti svoje podatke prije i poslije za izračunavanje postotka rasta.
Eksperiment sa gumenim medvjedom: slana voda I
Izvedite isti eksperiment, ovaj put namočivši nove gumene medvjediće u slanoj vodi. Ponovno zamolite svoje studente da predvide ishod: Hoće li dodavanje soli na bilo koji način promijeniti ishod eksperimenta? Vaši će se učenici možda iznenaditi rezultatima. Novi gumeni medvjedi natopljeni slanom vodom smanjit će se, ali neprimjetno. Konstrukcija želatine medvjeda učinit će da zadrži oblik i veličinu, uglavnom, čak i kad voda napusti medvjeda.
Eksperiment sa gumenim medvjedom: Slana voda II
Namačite izvorne gumene medvjediće proširene vodom, iz vašeg prvog eksperimenta, u slanoj vodi i zamolite svoje učenike da predvide rezultat. Medvjedi će se smanjiti jer osmoza uzrokuje da voda napusti gumenog medvjeda.
