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DIVERTENTI ESPERIENZE A CASA
Perché le bacche rilasciano il succo? Esperimenti chimici
Esperienze divertenti a casa / Esperimenti di chimica per bambini Quando una pianta secca e le sue foglie ingialliscono, significa che le cellule vegetali non hanno abbastanza acqua. Ma ogni cellula è racchiusa in una membrana. Come fa l'umidità assorbita dalle radici a penetrare nella membrana cellulare? E cosa fa sì che l’acqua si muova contro la gravità, dal basso verso l’alto, dalle radici alle foglie? Prima di ottenere risposte a queste domande, condurremo esperimenti preliminari con una membrana che ricorda in qualche modo una membrana cellulare. Se due soluzioni sono separate da una partizione densa, ovviamente non si mescolano. Se non c'è alcuna partizione, le soluzioni, al contrario, si mescolano da sole, anche se non vengono mescolate. E se il setto fosse semipermeabile? Questo sarà l'oggetto dell'esperimento e un pezzo di pergamena o cellophane (ma non polietilene) fungerà da membrana semipermeabile. Affinché possa acquisire le proprietà che ci interessano è necessario tenerlo in acqua finché non si ammorbidisce. Preparare lo sciroppo di zucchero: una soluzione satura di zucchero così densa che lo zucchero non si dissolve più. È più veloce e conveniente preparare una tale soluzione in acqua calda. Versare lo sciroppo fino in cima in un bicchiere, coprire con una foglia imbevuta e legare bene. Assicurarsi che non siano rimaste bolle d'aria sotto la pellicola. Metti il bicchiere in un barattolo o una padella con acqua (l'acqua dovrebbe coprire il bicchiere) e lascialo riposare per diverse ore. Quando guarderete nuovamente il bicchiere di sciroppo, noterete subito che la pellicola con cui è chiuso si è gonfiata: sembra essersi formata una bolla sopra il bicchiere.
Per capire cosa è successo dobbiamo prima capire cos’è una membrana semipermeabile. Si tratta di una pellicola che trattiene alcune molecole e allo stesso tempo ne lascia passare altre. Sia le pellicole di cellophan che quelle di pergamena sono porose, ma i loro pori sono così piccoli da essere impenetrabili alle molecole di zucchero. C'è acqua su entrambi i lati del nostro divisorio, ma sul lato dove si trova la soluzione zuccherina ci sono meno molecole d'acqua per sezione della superficie. Pertanto, dal lato dell'acqua, più molecole passano attraverso la membrana, e questo porta al fatto che il volume del liquido nel vetro aumenta e, di conseguenza, il film semipermeabile si gonfia. In natura, tutto tende all'equilibrio, in questo caso - per equalizzare la concentrazione delle soluzioni. E presto si verifica l'equilibrio: quante molecole d'acqua entrano nel bicchiere con lo sciroppo, altrettante ne escono nel recipiente esterno. Pertanto, la bolla non è troppo grande. Il fenomeno fisico-chimico che abbiamo appena osservato si chiama osmosi, e la pressione che fa piegare la pellicola si chiama pressione osmotica. Per osservare l'osmosi, avrai sicuramente bisogno di un divisorio e di due liquidi: una soluzione di una sostanza e un solvente puro (abbiamo acqua) o almeno una soluzione più debole. La membrana delle cellule viventi è sempre una membrana semipermeabile. Trattiene le molecole di molte sostanze disciolte nell'acqua, ma lascia passare l'acqua. Pertanto, ogni cellula animale e vegetale è un sistema osmotico microscopico e la pressione osmotica gioca un ruolo molto importante nella vita degli organismi. L'osmosi può essere osservata negli esperimenti più semplici. Utilizzando un coltello affilato, tagliate una fetta sottile di limone e posizionatela su un piattino. Nota: non c'è quasi alcun succo in superficie. Cospargete la fetta con zucchero semolato o, meglio ancora, zucchero a velo - e molto presto il limone rilascerà il succo. Un esperimento simile può essere fatto con fragole e altri frutti di bosco mettendoli in barattoli asciutti. Le bacche cosparse di zucchero rilasciano rapidamente il succo. In tutti questi casi l’osmosi funziona. Sulla superficie del limone o delle bacche si forma una soluzione concentrata di zucchero, ed il succo, molto meno concentrato, tende a diluire questa soluzione; penetra nelle membrane cellulari e fuoriesce - proprio come nell'esperimento precedente, l'acqua scorreva da un barattolo in un bicchiere di sciroppo. Il nostro prossimo oggetto è il cavolo. Naturalmente lo cospargeremo non di zucchero, ma di sale. Tritare il cavolo con un coltello, cospargere di sale e strofinare accuratamente: anche il cavolo darà il succo. Questo è ciò che accade quando il cavolo viene fatto fermentare; e si consiglia vivamente di grattugiare bene le insalate di cavolo in modo che il succo venga rilasciato e il cavolo diventi più morbido e tenero. Il motivo è lo stesso: osmosi. Passiamo alle patate. Taglia tre cubetti di patate, preferibilmente della stessa dimensione. Preparare tre vasetti. Versare acqua salata in uno, una soluzione salina concentrata nell'altro e semplicemente acqua di rubinetto nel terzo. Metti un cubetto di patate in ogni barattolo. Dopo due o tre ore, esamina attentamente i cubi. Non troverai alcun cambiamento in quello che era in acqua salata. Ma gli altri due sono cambiati, e notevolmente. Il cubo che giaceva in una soluzione salina concentrata è diventato molto più piccolo e quello che hai immerso nell'acqua, al contrario, è diventato notevolmente più grande. Innanzitutto, parliamo del motivo per cui il primo cubo non è cambiato. Era in una soluzione diluita e la concentrazione di sale si è rivelata più o meno la stessa del succo di patate stesso. Il cubo, che si trovava in una soluzione concentrata, cominciò a rilasciare acqua, riducendo la concentrazione di questa soluzione; L'acqua ha lasciato le patate e il cubo si è ristretto. E l'ultimo cubo, quello che era nell'acqua, cominciò ad assorbire acqua e ad aumentare di dimensioni. Passiamo dalle patate alle carote e facciamole funzionare come una pompa. Taglia la parte superiore della carota e inserisci un tubo di vetro nella "sommità della testa". Metti le carote in un bicchiere d'acqua; probabilmente puoi facilmente capire come mantenere le carote in posizione verticale. Riempire a metà il tubo di vetro con la soluzione salina e fare osservazioni. Presto il livello dell'acqua nel tubo inizierà a salire e, se l'esperimento viene eseguito correttamente, l'acqua uscirà addirittura dal tubo. Le carote sembrano pompare l'acqua dal bicchiere e farla muovere verso l'alto. Quando innaffi le carote che crescono nel tuo giardino, pompano l'acqua dal terreno alle cime più o meno allo stesso modo. La concentrazione di sali nel suo succo è maggiore rispetto all'acqua di irrigazione e, grazie all'osmosi, non solo le radici, ma anche tutti i tessuti della pianta ricevono umidità vivificante. Autore: Olgin O.M.
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