การทดลองวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับออสโมซิสของมันฝรั่ง

ออสโมซิส ซึ่งเป็นกระบวนการที่โมเลกุลตัวทำละลายเคลื่อนที่จากบริเวณที่มีความเข้มข้นของตัวถูกละลายต่ำกว่าไปยังบริเวณที่มีความเข้มข้นของตัวถูกละลายสูงกว่า สามารถแสดงให้เห็นได้อย่างง่ายดายด้วยการทดลองมันฝรั่ง มันฝรั่งเต็มไปด้วยน้ำและแป้ง และจะได้รับน้ำเมื่อนำไปแช่ในสารละลายที่เป็นน้ำ ในทางกลับกัน พวกมันจะสูญเสียน้ำเมื่ออยู่ในสารละลายเข้มข้น เช่น สารละลายที่มีแป้งจำนวนมาก คุณสามารถใช้มันฝรั่งเพื่อสร้างการทดลองออสโมซิสสำหรับนักเรียนทุกวัยและทุกระดับได้

หั่นมันฝรั่งเป็นสองชิ้น แล้วจุ่มครึ่งหนึ่งในน้ำเกลือที่มีเกลือมาก โดยชิ้นหนึ่งประกอบด้วยเกลือหนึ่งในสี่ส่วนในน้ำหนึ่งถ้วย จุ่มอีกชิ้นลงในน้ำประปาที่ไม่เติมเกลือ ทิ้งมันฝรั่งทั้งสองไว้ในสารละลายตามลำดับเป็นเวลาครึ่งชั่วโมง จากนั้นนำมันฝรั่งครึ่งหนึ่งออกจากสารละลายแล้วสังเกตความแตกต่าง ตัวที่อยู่ในสารละลายที่มีรสเค็มจะหดตัว แสดงว่าน้ำกำลังกระจายจากสารละลายที่มีความเข้มข้นน้อยกว่าไปเป็นสารละลายที่มีความเข้มข้นมากกว่า ในทางตรงกันข้าม หนึ่งในสารละลายน้ำประปาจะบวมเล็กน้อย ซึ่งบ่งชี้ว่ากำลังรับน้ำ

การทดลองนี้ช่วยให้นักเรียนแยกแยะความแตกต่างระหว่างการไล่ระดับความเข้มข้นต่างๆ ทำน้ำเกลือหนึ่งสารละลาย น้ำน้ำตาลหนึ่งสารละลาย และสำหรับสารละลายที่สาม เพียงใช้น้ำประปา ทำมันฝรั่งแผ่นบางสามชิ้น - หนา 1/2 ซม. วางมันฝรั่งแต่ละชิ้นลงในสารละลายแต่ละชิ้น แล้วปล่อยให้มันฝรั่งหั่นเป็นแว่นในสารละลายเป็นเวลาครึ่งชั่วโมง

สังเกตว่าชิ้นที่ใส่เกลือนั้นยืดหยุ่นได้มาก ในขณะที่ชิ้นที่ใส่น้ำตาลนั้นยืดหยุ่นได้ แต่น้อยกว่านั้น เนื่องจากมันฝรั่งมีน้ำตาลอยู่แล้ว น้ำจึงกระจายออกจากมันฝรั่งที่ใส่น้ำตาลน้อยลง ชิ้นที่วางไว้ในน้ำจะแข็งเพราะจะดูดซับน้ำ

ให้ "กระบอกสูบ" มันฝรั่งแก่นักเรียนของคุณที่มีความยาวและขนาดเท่ากัน: ตัวอย่างเช่น คุณสามารถตัดให้มีความยาว 70 มม. และเส้นผ่านศูนย์กลาง 7 มม. ทำสารละลายน้ำเกลือในความเข้มข้นต่างกัน 3 ระดับ คือ 20 เปอร์เซ็นต์ 0.9 เปอร์เซ็นต์ และ 0.1 เปอร์เซ็นต์ ให้นักเรียนวัดความยาวและเส้นผ่านศูนย์กลางของกระบอกมันฝรั่งก่อนและหลังแช่ในน้ำเกลือเป็นเวลาครึ่งชั่วโมง จากนั้นให้พวกเขาคำนวณการเปลี่ยนแปลงในความยาวและเส้นผ่านศูนย์กลางของกระบอกสูบ และพล็อตความเข้มข้นของน้ำเกลือกับการเปลี่ยนแปลง

หั่นมันฝรั่งเป็นลูกเต๋าเล็กๆ สม่ำเสมอกันสี่กลุ่ม ขนาด 1/2 ซม. x 1/2 ซม. ทำสารละลายซูโครสสี่แบบที่แตกต่างกัน: 10 เปอร์เซ็นต์, 5 เปอร์เซ็นต์, 1 เปอร์เซ็นต์ และ 0.01 เปอร์เซ็นต์ ชั่งน้ำหนักแต่ละกลุ่มด้วยมวลสมดุล ก่อนจุ่มลงในสารละลายซูโครสที่เหมาะสมเป็นเวลาครึ่งชั่วโมง หลังจากแช่แล้ว ให้ชั่งน้ำหนักแต่ละกลุ่มอีกครั้งและให้นักเรียนคำนวณการเปลี่ยนแปลงของมวลมันฝรั่ง ขอให้พวกเขาแสดงความคิดเห็นว่าเหตุใดกลุ่มหนึ่งจึงมีมวล สูญเสียมวล หรือยังคงมวลเดิมไว้