ניסויים מדעיים באוסמוזה של תפוח אדמה

אוסמוזה, התהליך שבו מולקולות ממס עוברות מאזור של ריכוז מומס נמוך יותר לאזור עם ריכוז מומס גבוה יותר, ניתנות להדגמה בקלות בניסויי תפוחי אדמה. תפוחי אדמה מלאים גם במים וגם בעמילן, וירוויחו מים כשהם שקועים בתמיסות מימיות. לעומת זאת, הם יאבדו מים כאשר הם נמצאים בתמיסות מרוכזות, כמו אלה שמכילים עמילן רב. אתה יכול להשתמש בתפוחי אדמה כדי להקים ניסויים באוסמוזה לסטודנטים בכל הגילאים והרמות.

חותכים תפוח אדמה לשניים, ושוקעים את אחד החצאים בתמיסה מלוחה מאוד של מים - אחת המכילה רבע כוס מלח בכוס מים. טובלים את החלק השני במי ברז ללא תוספת מלח. השאירו את שניהם בתמיסות שלהם למשך חצי שעה, ואז הסירו את חצאי תפוחי האדמה מהפתרונות שלהם וצפו בהבדלים ביניהם. זה שבתמיסה המלוחה יתכווץ, מה שמעיד על כך שהמים מתפזרים מתמיסה פחות מרוכזת לתמיסה מרוכזת יותר. זה שבתמיסת מי הברז, לעומת זאת, למעשה יתנפח מעט, מה שמעיד שהוא לוקח מים.

ניסוי זה עוזר לתלמידים להבדיל בין דרגות שונות של שיפועי ריכוז. הכינו תמיסת מי מלח אחת, תמיסת מי סוכר אחת, ולפתרון השלישי, פשוט השתמשו במי ברז. הכינו שלוש פרוסות תפוח אדמה דקות - בעובי 1/2 ס"מ. מניחים כל פרוסת תפוח אדמה לכל אחת מהתמיסות, ומשאירים את הפרוסות בתמיסות למשך חצי שעה.

שימו לב שהפרוסה המונחת במלח גמישה מאוד, ואילו הפרוסה המונחת בסוכר גמישה, אך פחות. מכיוון שתפוחי אדמה כבר מכילים סוכר, פחות מים יתפזרו מתפוח האדמה המונח במי סוכר. הנתח המונח במים יהיה נוקשה, מכיוון שהוא יספוג מים.

תן לתלמידיך "צילינדרים" תפוחי אדמה שאורכם וגודלם אחיד: למשל, תוכל לחתוך אותם לאורך של 70 מ"מ וקוטר 7 מ"מ. הכינו תמיסות של מלוחים בשלושה ריכוזים שונים, 20 אחוז, 0.9 אחוז ו 0.1 אחוז. בקשו מהתלמידים למדוד את אורכיהם ואת קוטרם של גלילי תפוחי האדמה לפני ואחרי השרייתם בתמיסות המלוחים למשך חצי שעה. לאחר מכן, בקשו מהם לחשב את השינויים באורכים ובקטרים ​​של הגלילים, ושרטטו את ריכוזי המלח לעומת השינויים.

חותכים תפוחי אדמה לארבע קבוצות של קוביות קטנות ואחידות בגודל 1/2 ס"מ על 1/2 ס"מ. הכינו ארבעה פתרונות שונים של סוכרוז: 10 אחוז, 5 אחוז, אחוז אחד ו 0.01 אחוז. שקלו כל קבוצה, על איזון המוני, לפני שתטבלו אותה בתמיסת הסוכרוז המתאימה למשך חצי שעה. לאחר הטבילה, שקלו שוב כל קבוצה ותבקשו מהתלמידים שלכם לחשב את השינויים במסת תפוחי האדמה. בקש מהם להגיב מדוע קבוצה צברה מסה, הפסידה מסה או שמרה על אותה מסה.