Gumijas lāči bērniem piedāvā veidu, kā interesēties un saprast osmozi - kaut kas par koši krāsainām, garšīgām konfektēm aizrauj mazos studentus. Veicot osmozes eksperimentus ar sveķainiem lāčiem, lāči uzbriest pat vairākas reizes, salīdzinot ar parasto lielumu, kas gan bērniem, gan pieaugušajiem var būt diezgan uzjautrinoši un negaidīti. Skolotājiem patīk gumijas lācīšu osmozes eksperimenti, jo tie ir vienkārši, izklaidējoši, viegli izskaidrojami un saprotami.
Osmozes noteikumi
Lai uzzinātu, kas notiek gumijas lācīšu osmozes eksperimentos, ir svarīgi saprast galvenos terminus. Osmoze rodas, kad šķidrumi plūst caur daļēji caurlaidīgu membrānu no atšķaidītas līdz koncentrētai videi. Daļēji caurlaidīgas membrānas ļauj dažām molekulām iziet cauri tām - visbiežāk šķidrumiem -, bet citām ne. Zinātnieki to izskaidro, izmantojot terminus hipertonisks un hipotonisks: hipertoniskiem risinājumiem ir augstāks izšķīdušo vielu - šķidrumos izšķīdinātu cieto vielu - koncentrācija, savukārt hipotoniskām ir salīdzinoši zemāka koncentrēšanās. Difūzija ir vielas aktīva kustība no hipertoniskas līdz hipotoniskai, līdz tiek sasniegts izotoniskais šķīdums - vienāda koncentrācija.
Gumijas lāča sastāvs
Izgatavoti no želatīna, ūdens un saldinātāja, piemēram, cukura vai kukurūzas sīrupa, sveķaini lāči sākas kā šķidrums un atdziest košļājamā, sveķainā šķīdumā. Gumijas lācīšu košļājamība ir saistīta ar želatīna klātbūtni, kura molekulas ir līdzīgas ķēdei un veido cietu matricu.
Gumijas lāča eksperiments: Krāna ūdens
Pirmais eksperiments ietver sveķu lāču mērcēšanu naktī tīrā ūdenī. Pirms mērcēšanas palūdziet studentiem izmērīt sveķainā lāča augstumu, platumu un dziļumu un ierakstiet šo informāciju savās laboratorijas grāmatās. Ielieciet sveķainos lāčus ūdens tasēs - vienu katram studentam - un noliekiet malā. Pēc tam apspriediet hipotēzes - kas, pēc skolēnu domām, notiks ar lāčiem? Nākamajā dienā lāči būs paplašinājušies, jo ūdens difūzijas ceļā pārvietojās pa lāča daļēji caurlaidīgo membrānu, lai sasniegtu izotonisku stāvokli, kur ūdens molekulu koncentrācija bija lācī un ārpus tā tas pats. Studentiem vēlreiz jāmēra lāči un jāizmanto viņu pirms un pēc dati, lai aprēķinātu pieauguma procentu.
Gumijas lāča eksperiments: sālsūdens I
Veiciet to pašu eksperimentu, šoreiz iemērcot jaunus gumijas lāčus sālsūdenī. Atkal lūdziet studentiem paredzēt rezultātu: Vai sāls pievienošana kaut kādā veidā mainīs eksperimenta iznākumu? Jūsu studenti var būt pārsteigti par rezultātiem. Jaunie sveķaini lāči, kas izmērcēti sālsūdenī, saruks, bet nemanāmi. Lāču želatīna konstrukcija lielākoties saglabās savu formu un izmēru, pat ja ūdens atstāj lāci.
Gumijas lāča eksperiments: sālsūdens II
Mērcējiet sākotnējos, ar ūdeni paplašinātos gumijas lāčus no pirmā eksperimenta sālsūdenī un lūdziet studentus paredzēt rezultātu. Lāči samazināsies, jo osmoze izraisa ūdens atstāšanu no sveķainā lāča.