なぜベリーはジュースを放出するのですか. 自宅で楽しい化学体験

なぜベリーから果汁が出るのでしょうか？化学実験

化学の面白い実験

植物が枯れたり、葉が黄色くなったりすると、植物細胞に十分な水分がなくなっていることを意味します。しかし、それぞれの細胞は膜に包まれています。根から吸収された水分はどのようにして細胞膜に浸透するのでしょうか？そして、水は重力に逆らって下から上へ、根から葉へと移動するのはなぜでしょうか?

これらの質問に対する答えを得る前に、細胞膜に似た膜を使って予備実験を行ってみましょう。

XNUMX つの溶液が密な隔壁によって分離されている場合、当然、それらは混合しません。仕切りがまったくない場合は、逆に、混合されていなくても、溶液は自動的に混合します。では、セプタムが半透性であればどうなるでしょうか?

これが実験の対象となり、羊皮紙またはセロハン（ポリエチレンではない）のシートが半透膜として機能します。私たちにとって興味深い特性を得るには、柔らかくなるまで水に浸しておかなければなりません。

砂糖が溶けなくなるほど濃い飽和砂糖溶液であるシュガーシロップを準備します。このような溶液を熱湯で調製する方が速くて便利です。グラスにシロップを上まで注ぎ、浸した葉っぱで覆い、しっかりと口を結びます。フィルムの下に気泡が残らないように注意してください。ガラスを水の入った瓶または鍋に入れ（水がガラスを覆うはずです）、数時間放置します。シロップの入ったガラスをもう一度見ると、閉じているフィルムが膨らんでいるのがすぐにわかります。ガラスの上に泡ができているように見えます。

ベリーがジュースを放出するのはなぜですか

何が起こったのかを理解するには、まず半透膜とは何かを理解する必要があります。これは、一部の分子を保持し、同時に他の分子を通過させる膜です。セロハンフィルムとクッキングシートフィルムはどちらも多孔質ですが、その細孔は非常に小さいため、糖分子は通過できません。隔壁の両側には水がありますが、砂糖溶液がある側では、表面のセクションあたりの水の分子の数が少なくなります。したがって、水側からより多くの分子が膜を通過し、これによりガラス内の液体の体積が増加し、その結果、半透膜が膨張します。自然界では、すべてがバランスをとろうとしますが、この場合は溶液の濃度を均一にすることです。そしてすぐに平衡が起こります。多くの水分子がシロップの入ったグラスに入ると、同じ数がグラスから出て外側の容器に入ります。したがって、バブルはそれほど大きくありません。

今観察した物理化学現象を浸透といい、膜を曲げる圧力を浸透圧といいます。浸透を観察するには、必ず隔壁と XNUMX つの液体、つまり何らかの物質の溶液と純粋な溶媒 (水があります)、または少なくとも弱い溶液が必要です。

生きた細胞の膜は常に半透膜です。水に溶けている多くの物質の分子を捕捉しますが、水は通過させます。したがって、動植物の細胞はそれぞれ微視的な浸透圧系であり、浸透圧は生物の生命にとって非常に重要な役割を果たしています。

浸透は最も簡単な実験で観察できます。鋭利なナイフを使ってレモンを薄く切り、受け皿に置きます。注：表面にはほとんど汁がありません。スライスにグラニュー糖、またはさらに良いのは粉砂糖を振りかけると、すぐにレモンから果汁が出てきます。

イチゴや他のベリー類を乾いた瓶に入れれば、同様の体験ができます。砂糖をまぶしたベリーはすぐに果汁を出します。

これらすべての場合において、浸透が機能します。濃縮された砂糖溶液がレモンやベリーの表面に形成され、濃縮度がはるかに低い果汁はこの溶液を薄める傾向があり、細胞膜を貫通して出てきます。前の実験と同じように、瓶から水が勢いよく流れ出しました。シロップのグラスに。

次の目的はキャベツです。当然、砂糖ではなく塩をふりかけます。キャベツをナイフで刻み、塩をふりかけ、よくこすってください。キャベツからもジュースが出ます。キャベツを発酵させるとこんなことが起こります。キャベツのサラダは、汁が出てキャベツがより柔らかくなるように、徹底的にすりおろすことを強くお勧めします。理由は同じで、浸透です。

ジャガイモに移りましょう。ジャガイモから立方体をXNUMXつ、できれば同じ大きさに切ります。瓶をXNUMXつ用意します。 XNUMX つに塩水を注ぎ、もう XNUMX つに濃縮食塩水を注ぎ、XNUMX つ目には水道水を注ぎます。各瓶にジャガイモの角切りを入れます。 XNUMX ～ XNUMX 時間後、キューブを注意深く調べます。塩水に漬けたものには変化が見られません。しかし、他の XNUMX つは顕著に変化しています。濃塩水に浸した立方体ははるかに小さくなり、逆に水に浸した立方体は著しく大きくなりました。

まず、最初の立方体が変更されない理由について話しましょう。それは希薄溶液中であり、塩濃度はジャガイモジュースそのものとほぼ同じであることが判明した。濃縮溶液中にあった立方体は水を放出し始め、この溶液の濃度が減少した。水分がジャガイモから残り、立方体が縮んでしまいました。そして最後の立方体、水中にあった立方体は水を吸収し始め、サイズが大きくなりました。

ジャガイモからニンジンに移り、ポンプのように機能させてみましょう。

ニンジンの上部を切り取り、ガラス管を「頭のてっぺん」に挿入します。にんじんをコップ一杯の水に入れます。おそらくニンジンを直立に保つ方法がわかるでしょう。

食塩水をガラス管に半分入れて観察します。すぐにチューブ内の水位が上昇し始め、実験が正しく設定されていれば、チューブから水が溢れ出すこともあります。ニンジンはグラスから水を汲み上げて上に移動させているように見えます。

庭で育てているニンジンに水をやるとき、同じように土から上部に水を汲み上げます。そのジュースの中の塩分濃度は灌漑用水よりも高く、浸透のおかげで根だけでなくすべての植物組織も生命を与える水分を受け取ります。

著者：オルギンO.M.

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