การทดลองออสโมซิสกับกัมมี่แบร์

กัมมี่แบร์เสนอวิธีให้เด็กๆ ได้สนใจและเข้าใจระบบออสโมซิส ซึ่งบางอย่างเกี่ยวกับลูกกวาดสีสันสดใสแสนอร่อยก็ดึงดูดใจนักเรียนตัวน้อย ในการทดลองออสโมซิสกับกัมมี่แบร์ หมีจะพองตัวขึ้นหลายเท่าของขนาดปกติ ซึ่งอาจเป็นเรื่องน่าขบขันและคาดไม่ถึงสำหรับเด็กและผู้ใหญ่ ครูชอบการทดลองออสโมซิสของกัมมี่แบร์ เพราะมันง่าย สนุก และอธิบายและเข้าใจได้ง่าย

การทำความเข้าใจคำศัพท์สำคัญเป็นสิ่งสำคัญในการเรียนรู้สิ่งที่เกิดขึ้นระหว่างการทดลองออสโมซิสของกัมมี่แบร์ ออสโมซิสเกิดขึ้นเมื่อของเหลวไหลผ่านเมมเบรนแบบกึ่งซึมผ่านจากสภาวะที่เจือจางจนถึงสภาพแวดล้อมที่มีความเข้มข้น เมมเบรนแบบกึ่งซึมผ่านได้ยอมให้โมเลกุลบางตัวผ่านเข้าไปได้ ซึ่งส่วนใหญ่เป็นของเหลว แต่ไม่ใช่อย่างอื่น นักวิทยาศาสตร์อธิบายสิ่งนี้โดยใช้คำว่า hypertonic และ hypotonic: สารละลาย hypertonic มีความสูงกว่า ความเข้มข้นของตัวถูกละลาย - ของแข็งที่ละลายในของเหลว - ในขณะที่ตัวถูกละลายน้ำมีค่าต่ำกว่า ความเข้มข้น การแพร่กระจายคือการเคลื่อนที่เชิงแอคทีฟของสารจากไฮเปอร์โทนิกไปจนถึงไฮโปโทนิก จนกระทั่งได้สารละลายไอโซโทนิกซึ่งมีความเข้มข้นเท่ากัน

กัมมี่แบร์ทำมาจากเจลาติน น้ำ และสารให้ความหวาน เช่น น้ำตาลหรือน้ำเชื่อมข้าวโพด กัมมี่แบร์เริ่มเป็นของเหลวและเย็นลงในสารละลายเหนียวหนึบ ความเคี้ยวของกัมมี่แบร์เกิดจากการมีเจลาตินซึ่งมีโมเลกุลคล้ายลูกโซ่และสร้างเมทริกซ์ที่เป็นของแข็ง

การทดลองแรกเกี่ยวข้องกับการแช่เยือกแข็งของคุณค้างคืนในน้ำเปล่า ก่อนแช่ตัว ให้นักเรียนวัดความสูง ความกว้าง และความลึกของกัมมี่แบร์ แล้วบันทึกข้อมูลนี้ลงในสมุดแล็บ วางกัมมี่แบร์ลงในถ้วยน้ำ – หนึ่งชิ้นต่อนักเรียน – แล้วพักไว้ จากนั้นอภิปรายสมมติฐาน – นักเรียนคิดว่าจะเกิดอะไรขึ้นกับหมี? วันรุ่งขึ้นหมีจะขยายตัวเมื่อน้ำเคลื่อนตัวโดยการแพร่กระจายผ่านตัวหมีกึ่งซึมผ่านได้ เมมเบรนไปถึงสถานะไอโซโทนิกที่มีความเข้มข้นของโมเลกุลน้ำภายในและภายนอกหมี เหมือน. นักเรียนควรวัดหมีอีกครั้งและใช้ข้อมูลก่อนและหลังในการคำนวณเปอร์เซ็นต์ของการเจริญเติบโต

ทำการทดลองแบบเดียวกัน คราวนี้แช่กัมมี่แบร์ตัวใหม่ในน้ำเกลือ ขอให้นักเรียนทำนายผลลัพธ์อีกครั้ง: การเติมเกลือจะเปลี่ยนผลลัพธ์ของการทดลองในทางใดทางหนึ่งหรือไม่ นักเรียนของคุณอาจประหลาดใจกับผลลัพธ์ กัมมี่แบร์ตัวใหม่ที่แช่ในน้ำเกลือจะหดตัวแต่ก็มองไม่เห็น โครงสร้างเจลาตินของหมีจะทำให้เจลาตินคงรูปร่างและขนาดของมันได้เป็นส่วนใหญ่ แม้ว่าน้ำจะออกจากหมีก็ตาม

แช่เยือกแข็งตัวเดิมที่ขยายพันธุ์ด้วยน้ำจากการทดลองครั้งแรกของคุณในน้ำเกลือ แล้วขอให้นักเรียนคาดการณ์ผลลัพธ์ หมีจะหดตัวเมื่อออสโมซิสทำให้น้ำออกจากกัมมี่แบร์