Ozmózis tojással 3 egyszerű kísérlet húsvétra - Keinstein ládája
A húsvét egyre közelebb kerül, és az emberek kézműves foglalkozással, főzéssel, sütéssel és díszítéssel vannak elfoglalva. De a húsvétnak is sok kínálata van a természettudósoknak - elvégre manapság minden a természet egy kis csodája körül forog: a tojás. És elmondom, milyen izgalmas dolgokat tehet egy tojással - és tanulhat belőlük.
Jól olvasta: A következő három kísérletet egymás után végezheti egyetlen nyers tojással! Ezért mielőtt elpróbálná, olvassa el teljesen az utasításokat, hogy a megfelelő időben mindent megadhasson. Az inspiráció erre egyébként az angol nyelvterületből származik, ahol ők is kísérletezgetéssel vannak elfoglalva.
Ez a cikk egyben a hegyi testvérekkel „Együtt húsvétig” című blogparádé része. Itt további tippeket és ötleteket talál a húsvétról!
1. A meztelen tojás
Tudta, hogy meg lehet hámozni a nyers tojást anélkül, hogy károsítaná a belsejét vagy szétesne?
Neked kell
• nyers csirke tojás
• Háztartási ecet (kb. 10% ecetsav vízben)
• fedhető edény, amelyben rengeteg hely van egy tojás számára, például mézes üveg
• kb. 24 óra
végrehajtás
A körülbelül két-hét centiméter magas edényt töltse meg háztartási ecettel, és óvatosan csúsztassa bele a tojást. Fedje le a nyílást, például egy megfelelő csavaros kupakkal (csak tegye fel, ne csavarja szorosan!), És hagyja az edényt egy napig állni.
Amit megnézhetsz
Amint a tojás érintkezik az ecettel, apró buborékok képződnek a felszínén, és lassan a víz felszínére emelkednek. Kémiai reakció megy végbe, amelyben gáz keletkezik!
Ezért soha ne zárja le szorosan az edényt. Ellenkező esetben a gáz csapdába esik, és túlnyomás jön létre, amely a reakciót leállítja (miért van ez, magyarázza Le Châtelier a repülőtéren).
Amikor egy nap múlva kiveszi a tojást az ecetből (az emberi bőr védve van a savtól: biztonságosan megfoghatja a tojást puszta kézzel 10% -os háztartási ecetben és kihalászhatja. Ezután alaposan öblítse le a tojást és folyó vízzel !), a kemény héj eltűnt. Ehelyett habos maradványok lebeghetnek az ecet felületén, amelyek, ha olyan barna tojást használnak, mint én, barna színű csíkokat tartalmaznak. Mindez ártalmatlan és egyszerűen lemosható.
Marad a nyers tojás belseje, vékony, bársonyos bőr veszi körül. A tojás most rugalmas: (óvatosan) benyomhatja az ujjaival.
És áttetsző: láthatja a sárga sárgáját a külső bőrön keresztül, vagy a tojást a fény felé tarthatja, hogy sötét árnyékként láthatóvá váljon. Ezenkívül - lehet, hogy már észrevette - a tojás nagyobb, mint az ecetes fürdés előtt volt!
Hogyan épül fel a tojás?
A tyúktojás elsősorban fehérjéket, zsírokat és vizet tartalmaz. Ezenkívül szinte minden vitamin (Link) (csak C-vitamin csak akkor képződik, ha megtermékenyített petesejt kel ki) és sok ásványi anyag található. Végül is a tojást egy fejlődő csaj táplálására tervezték.
A tojás közepe a sárgája, más néven tojássárgája, amely a fiatal csirke embrió fő táplálékforrása. 16% fehérjét, 32% zsírt és 50% vizet tartalmaz. A fennmaradó 2% ásványi anyag és szénhidrát. A tojássárgája a tyúk petefészkében jön létre, és vékony membránnal körülvéve (ez a membrán a tojássárgáját is egy sült tojáson tartja!), Az ovuláció után lefelé mozog.
A sárgáját fokozatosan több réteg tojásfehérje veszi körül: Először is egy vastag réteg, amely kifut a jégesőbe, amely a tojás közepén tartja a sárgáját. Ezután két vékony réteg van, amelyek külsejét kettős belső tojáshéj membrán veszi körül (a tojáshéj membránja az a vékony bőr, amelyet a főtt tojáson gyakran külön-külön lehúzhatunk). A tojásfehérje nemcsak a csaj második táplálékforrásaként, hanem lengéscsillapítóként is szolgál. 87% vízből és csak 11% fehérjéből áll - a többi összetevő legfeljebb 2%.
A finom tojáshéj membrán védelme érdekében a tojást kívülről kemény mészhéj veszi körül. A héjban körülbelül 10 000 pórus lehetővé teszi nagyon kicsi molekulák, például oxigén és szén-dioxid cseréjét, hogy a fejlődő csaj "lélegezzen". A héjon lévő ostya-vékony hámréteg (a kutikula) a tojásfehérjéhez hasonlóan csírataszító hatású, így az ép tojásokat viszonylag hosszú ideig lehet tartani nemcsak a tyúk alatt, hanem szobahőmérsékleten is.
Mi történik az ecetben?
Az ecet, amelyet kémikusok „ecetsavnak” neveznek, gyenge, de hatékony sav. Ez azt jelenti, hogy az ecetmolekulák felszabadíthatják azokat a H + -ionokat, amelyeket egy „bázis” abszorbeál:
A víznél erősebb bázis a mészben lévő karbonátion (kémikusoknál kalcium-karbonát, CaCO3), így az ecet könnyebben reagál a tojáshéj mészével:
Szénsav (H2CO3) keletkezik, amely gyorsan szén-dioxiddá és vízzé bomlik:
A szén-dioxid gázbuborékokban gyűlik össze, és a tojáshéjból az ecet felületére emelkedik. Maradtak a kalcium (Ca 2+) és az acetát (H3C-COO -) ionok, amelyek együttesen elég jól oldódnak a vízben. Mivel a tojáshéj 90% mészből áll, az ecettel reagálva teljesen feloldódik. A fennmaradó 10% - a barna tojás színét is beleértve - többé-kevésbé folyékony maradékként gyűlik össze az ecet felületén.
2. A zsugorodott tojás
Ha a tojás héj nélkül nagyobb lesz, akkor lehet kisebb is? És hogy jön létre?
Kipróbálásához szükség van
• az 1. kísérlet csupasz tojása
• az 1. kísérletből megtisztított edény
• Glükózszirup vagy magas cukortartalmú édes italszirup
• körülbelül 12-18 óra
végrehajtás
Helyezze a csupasz tojást az üres edénybe, és töltse fel szinte a színéig a sziruppal. A tojás a felszínen úszik.
Tehát ezúttal zárja le teljesen a fedelet, vagy mérjen le egy laza fedelet, hogy a tojás a folyadékba tolódjon. Ezután hagyja, hogy az egész éjjel nyugodtan álljon.
Amit megnézhetsz
Ha a tojást éjszakai fürdése után kihalászja a szirupból, és öblíti le, akkor érezhetően lágyabb és hajlékonyabb. Tehát a saját súlya már egyértelműen lenyűgözi, amikor a sík felületre helyezi.
Ez is eredeti méretére zsugorodott, talán még tovább!
Mivel sötét italszirupot használtam, a tojásom is felvette a szirup barna színét.
Miért zsugorodik a tojás?
Minden anyag apró részecskékből áll (amelyek az abszolút nulla fölött) mindig mozgásban vannak. Szilárd anyagban ezek a részecskék rögzített rácsban vannak elrendezve, de a helyükön folyamatosan előre-hátra ingadoznak. Folyadékban vagy gázban viszont a részecskék nagyrészt szabadon lebegnek egymás körül, mint az emberek a forgalmas városi téren.
Ha két folyadékot vagy gázt hoz össze, részecskéik elkerülhetetlenül egymás körül robognak: az egyik anyag részecskéi behatolnak a másodikba, a második anyagé az elsőbe. A kémikusok (és fizikusok) ezt az akaratlan mozgást egymásban "diffúziónak" nevezik.
A tojáshéj membrán ma „féligáteresztő” bőr: Apró pórusokat tartalmaz, amelyeken keresztül csak nagyon kicsi molekulák, például víz (H2O), oxigén (O2), nitrogén (N2) és szén-dioxid (CO2) juthatnak át. Nagyobb molekulák, például cukormolekulák (az asztali cukor (szacharóz) egy molekulája 45 atomból áll, a szőlőcukor (glükóz) 24 atomból áll!) Nem tudnak átjutni. Ha egy ilyen membrán két (vagy több) anyag permetező részecskéinek útjába kerül, csak azok a részecskék tudnak migrálni a másik anyagba, amelyet a membrán átenged.
A petesejtben található albumin fehérjékből - nagyon nagy molekulákból - és vízből áll, míg a szirup főleg cukorból, azaz nagyobb molekulákból és vízből áll. Így csak a vízmolekulák jutnak át a tojáshéj membránján: A petesejtből, ahol sok van (a normális tojásfehérje 87% -a vízből áll, a csupasz tojásban még több!), Sokan kívül vándorolnak. Ezzel szemben nagyon kevesen vándorolnak a szirupból a tojásba, mivel a szirupban csak néhány vízmolekula található. A tojás egyre kevesebb víz marad: zsugorodik! Az egész addig működik, amíg a cukorhoz vagy a fehérjéhez képest ugyanannyi víz van kívül és belül - mert akkor mindig ugyanannyi vízmolekula vándorol ki és be.
A féligáteresztő membránon keresztüli diffúziót csak egy irányban „ozmózisnak” nevezik, és az élő sejtek anyagcserére használják. Sok sejtmembránnak sok pórusa van a víz számára, de kevésbé só (k) vagy ionok számára. Ha nagyon nagy mennyiségű étkezési sót fogyasztunk (a csípős sós íz általában megakadályozza ezt), így testünk sejtjei között sok só található, a víz elsősorban a sejtekből vándorol ki, így azok zsugorodnak, mint a tojás. Ennek pedig végzetes következményei lehetnek, amint arról a "Chemical Reporter" beszámol.
A tojáshéj membránján lévő pórusok lehetővé teszik a szirupban lévő barna színezék áthaladását is: Mivel a festékmolekulák kezdetben csak kint voltak elérhetők a szirupban, egyesek a tojásba vándoroltak, így a szirupban való fürdés után barnának tűnik. Ez azt mutatja, hogy a diffúzió valójában egyszerre, mindkét irányban vagy minden irányban zajlik!
3. A tojás szökőkút
Újra nőhet a tojás? És mennyivel nagyobb lehet?
Kipróbálásához szükség van
• a 2. kísérlet csupasz, összezsugorodott tojása
• a 2. kísérletből megtisztított edény
• Csapvíz
• esetleg ételfesték
• 12-18 óra
• egy tojástartó poharat, és ha szükséges, egy tányért, amely alá helyezhető
• éles fogpiszkáló vagy tű
végrehajtás
Töltse fel a tartályt legalább két hüvelyk magas csapvízzel. Ha színtelen szirupot használt a 2. kísérletben, akkor most keverhet néhány ételfestéket a vízbe, amíg erősen meg nem színeződik. Ezután helyezze be a zsugorított tojást. A tojás sűrűbb, mint a víz, és magától az edény aljára süllyed.
Hagyja a tojást még 12-18 órán át a vízben ülni. Ezután vegye ki, óvatosan szárítsa meg kissé, és tegye a tojástartóra a csúcsával felfelé. A tűvel vagy a fogpiszkálóval szúrja meg a tojást a tetején - és figyelje a szökőkutat!
Amit megnézhetsz
A csapvízben végzett tizenkét órás fürdése során a tojás legalább akkora lesz, mint az 1. kísérlet után, de nem szignifikánsan nagyobb. Ha sötét szirupot használt a 2. kísérletben, akkor a kezdetben színtelen víz enyhén színezett lesz.
Ha az utolsó lépésben színtelen szirupot és ételfestéket használt, a tojás színt kap (igazi húsvéti tojás!). Mindenesetre a 2. kísérlet után ismét zsugorodottnak tűnik.
Ha a felállított tojást erőteljesen megszúrja a tetején, folyadék, elsősorban víz, kis szökőkútban fog kijönni. Ezért, ha a tojástartójának nincs ereszcsatornája, tegyen alatta egy tányért!
Ha nem fél a goótól, akkor szétszedheti a tojás maradványait, és közelebbről megnézheti. A tojássárgáját a háromnapos váltakozó fürdés után keményen megfőzték: Valami, ami a tojásba került - ecetsav, kis mennyiségű alkohol a szirupból vagy sok víz - nyilván a fehérjék koagulálását okozta.
ártalmatlanítás
Mindhárom kísérletet kizárólag élelmiszer-összetevőkkel végzik (a háztartási ecet nem más, mint tömény, tiszta asztali ecet). A maradékot ezért le lehet engedni a lefolyóba. A tojás szilárd maradványait a szerves hulladékba helyezheti. A 3. kísérletben alaposan mosson kezet, miután kezelte a nyitott nyers tojást!
Az ozmotikus nyomás és következményei
Ha a zsugorodott tojást tiszta vízbe helyezzük, a mozgás irányát egyszerűen megfordítja az ozmózis: nagyobb molekulákhoz viszonyítva sokkal több víz van a jégen kívül, mint belül. Tehát most több vízmolekula vándorol be a tojásba, mint ki: a tojás újra növekszik (emiatt a kemény héj feloldódásakor is nőtt: az ecetoldat vize vándorolt bele).
Ha a víz ételfestéket is tartalmaz, a festékmolekulák, amelyek számára a tojáshéj membránja is áteresztő, a vízhez hasonlóan a tojásba vándorolnak és „színezik”.
A vízmolekulák állandó beáramlása egyre szorosabbá teszi a petesejtben: Nyomás növekszik - az ozmotikus nyomásról beszélünk. Ez a nyomás lelassíthatja a molekulák további vándorlását (ha a tojásba szorulnak a dolgok, a membrán pórusai elakadnak), vagy ha kiszabadul a kezéből, a membrán felszakadhat!
A kettős tojáshéj-membrán azonban sokat képes ellenállni, így az ozmotikus nyomás lelassítja a víz bevándorlását, mielőtt a membrán felszakadna. Ez a nyomás még mindig érezhető: összehúzza a membránt, mint a megtöltött léggömb nyomása összehúzza a ballon bőrét. Ha ezután célzottan kilyukasztja a tojást, a benne kialakult nyomás lehetővé teszi, hogy a víz nagy ívben lőjön ki a lyukon keresztül.
Az emberek és állatok testsejtjei kevésbé robusztusak: Például, ha vörösvértesteket viszünk tiszta vízbe, sok vízmolekula vándorol beléjük a sejtmembránon keresztül. A felgyülemlő ozmotikus nyomás eredményeként a sejtek kitágulnak - a legrosszabb esetben, amíg fel nem repednek. És ez rendkívül káros az életre. Ezért az orvos által adott infúzió mindig annyi sót és nagyobb molekulákat tartalmaz, mint a normál vérplazma (vérfolyadék). A vérplazma úgy jön létre, hogy sem a túlzott mennyiségű víz nem vándorolhat be a vérsejtekbe, sem pedig azokból.
Egyébként a növényi sejtek jobban megbirkóznak az ozmotikus nyomás eltolódásaival: szilárd külső faluk van, amely megakadályozza őket a felrepedésben, és a saját víztározójukban vannak a felesleges vízmennyiség érdekében. Például a sejtfalaikban lévő sejtek összezsugorodnak, amikor a növény szomjas, így ernyedtnek és elszáradtnak tűnik, de nem veszíti el teljesen alakját. Ha ezután erőteljesen önt, a víz a sejtekbe vándorol, és a tartályt (a vakuolát is) megtölti, így a sejtfalak alátámasztódnak, és a növény nagyon rövid időn belül újra feszes és friss.
Kívánok nagyon szórakoztató kísérleteket a „meztelen tojással” és annak ozmózis képességeivel - és egy csodálatos, kreatív és oktató húsvétot!
Másolta a kísérleteket:
Ha valami nem működött, vagy csak részben működött, írja meg a megjegyzésekbe. Örömmel segítek a hibaelhárításban!