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DES EXPÉRIENCES DIVERTISSANTES À LA MAISON
Pourquoi les baies libèrent-elles du jus ? Expériences chimiques
Expériences divertissantes à la maison / Expériences de chimie pour les enfants Lorsqu’une plante sèche et que ses feuilles jaunissent, cela signifie que les cellules végétales n’ont pas assez d’eau. Mais chaque cellule est enfermée dans une membrane. Comment l’humidité absorbée par les racines pénètre-t-elle dans la membrane cellulaire ? Et qu’est-ce qui fait que l’eau se déplace contre la gravité, de bas en haut, des racines aux feuilles ? Avant d’obtenir des réponses à ces questions, nous réaliserons des expériences préliminaires avec une membrane rappelant quelque peu une membrane cellulaire. Si deux solutions sont séparées par une cloison dense, elles ne se mélangent bien sûr pas. S'il n'y a aucune cloison, alors les solutions, au contraire, se mélangent d'elles-mêmes, même si elles ne sont pas agitées. Et si le septum était semi-perméable ? Ce sera le sujet de l'expérience, et un morceau de parchemin ou de cellophane (mais pas de polyéthylène) servira de membrane semi-perméable. Pour qu'il acquière les propriétés qui nous intéressent, il faut le conserver dans l'eau jusqu'à ce qu'il ramollisse. Préparez du sirop de sucre - une solution saturée de sucre si épaisse que le sucre ne se dissout plus. Il est plus rapide et plus pratique de préparer une telle solution dans de l'eau chaude. Versez le sirop à hauteur dans un verre, couvrez d'une feuille imbibée et nouez bien. Assurez-vous qu'il n'y a pas de bulles d'air sous le film. Placez le verre dans un bocal ou une casserole avec de l'eau (l'eau doit recouvrir le verre) et laissez reposer plusieurs heures. Lorsque vous regardez à nouveau le verre de sirop, vous remarquerez immédiatement que le film avec lequel il est fermé a gonflé : une bulle semble s'être formée au-dessus du verre.
Pour comprendre ce qui s’est passé, il faut d’abord comprendre ce qu’est une membrane semi-perméable. Il s’agit d’un film qui retient certaines molécules tout en laissant passer d’autres. Les films de cellophane et de parchemin sont poreux, mais leurs pores sont si petits qu'ils sont impénétrables aux molécules de sucre. Il y a de l'eau des deux côtés de notre cloison, mais du côté où se trouve la solution sucrée, il y a moins de molécules d'eau par section de surface. Par conséquent, du côté de l'eau, davantage de molécules traversent la membrane, ce qui entraîne une augmentation du volume de liquide dans le verre et, par conséquent, un gonflement du film semi-perméable. Dans la nature, tout s'efforce d'équilibrer, en l'occurrence d'égaliser la concentration des solutions. Et bientôt l'équilibre se produit : autant de molécules d'eau pénètrent dans le verre contenant le sirop, autant en sortent dans le récipient extérieur. La bulle n’est donc pas trop grosse. Le phénomène physico-chimique que nous venons d’observer s’appelle l’osmose, et la pression qui provoque la flexion du film est appelée pression osmotique. Pour observer l'osmose, il faut absolument une cloison et deux liquides : une solution d'une substance et un solvant pur (nous avons de l'eau) ou au moins une solution plus faible. La membrane des cellules vivantes est toujours une membrane semi-perméable. Il retient les molécules de nombreuses substances dissoutes dans l’eau, mais laisse passer l’eau. Par conséquent, chaque cellule animale et végétale est un système osmotique microscopique et la pression osmotique joue un rôle très important dans la vie des organismes. L'osmose peut être observée dans les expériences les plus simples. A l'aide d'un couteau bien aiguisé, coupez une fine tranche de citron et placez-la sur une soucoupe. Remarque : il n'y a quasiment pas de jus en surface. Saupoudrez la tranche de sucre cristallisé ou, mieux encore, de sucre en poudre - et très vite le citron libérera du jus. Une expérience similaire peut être réalisée avec des fraises et d'autres baies en les plaçant dans des bocaux secs. Les baies saupoudrées de sucre libèrent rapidement du jus. Dans tous ces cas, l’osmose fonctionne. Une solution concentrée de sucre se forme à la surface du citron ou des baies, et le jus, beaucoup moins concentré, a tendance à diluer cette solution ; il pénètre dans les membranes cellulaires et ressort - tout comme dans l'expérience précédente, l'eau d'un pot s'est précipitée dans un verre de sirop. Notre prochain objet est le chou. Naturellement, nous ne le saupoudrerons pas de sucre, mais de sel. Hachez le chou avec un couteau, saupoudrez de sel et frottez soigneusement - le chou donnera également du jus. C'est ce qui arrive lorsque le chou est fermenté ; et il est vivement conseillé de râper soigneusement les salades de chou pour que le jus soit libéré et que le chou devienne plus doux et plus tendre. La raison est la même : l’osmose. Passons aux pommes de terre. Coupez trois cubes de pommes de terre, de préférence de la même taille. Préparez trois pots. Versez de l’eau salée dans l’un, une solution saline concentrée dans l’autre et versez simplement de l’eau dans le troisième. Placez un cube de pomme de terre dans chaque pot. Après deux ou trois heures, examinez attentivement les cubes. Vous ne constaterez aucun changement par rapport à celui qui était dans l'eau salée. Mais les deux autres ont changé, et sensiblement. Le cube qui se trouvait dans une solution saline concentrée est devenu beaucoup plus petit, et celui que vous avez plongé dans l'eau, au contraire, est devenu sensiblement plus grand. Voyons d’abord pourquoi le premier cube n’a pas changé. C'était dans une solution diluée et la concentration en sel s'est avérée être à peu près la même que dans le jus de pomme de terre lui-même. Le cube, qui se trouvait dans une solution concentrée, a commencé à libérer de l'eau, réduisant ainsi la concentration de cette solution ; L'eau a quitté les pommes de terre et le cube a rétréci. Et le dernier cube, celui qui était dans l’eau, commença à absorber de l’eau et grossit. Passons des pommes de terre aux carottes et faisons-les fonctionner comme une pompe. Coupez le dessus des carottes et insérez un tube de verre dans le « sommet de la tête ». Placer les carottes dans un verre d'eau; vous pouvez probablement facilement comprendre comment garder les carottes verticales. Remplissez le tube de verre à moitié avec une solution saline et faites des observations. Bientôt, le niveau d'eau dans le tube commencera à augmenter et, si l'expérience est effectuée correctement, de l'eau s'écoulera même du tube. Les carottes semblent pomper l’eau du verre et la faire monter. Lorsque vous arrosez les carottes qui poussent dans votre jardin, elles pompent l’eau du sol vers les cimes de la même manière. La concentration de sels dans son jus est plus élevée que dans l'eau d'irrigation, et grâce à l'osmose, non seulement les racines, mais aussi tous les tissus de la plante reçoivent une humidité vitale. Auteur : Olgin O.M.
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