Rozdzielanie mieszanin - chromatografia i absorpcja

Mieszaniny można rozdzielać na wiele sposobów. Poniżej dwa przykłady  rozdzielenia płynnych mieszanin jednorodnych. Można je wykonać w domu, w szkole, na kółku... Powodzenia!

Chromatografia bibułowa

Potrzebne pomoce:
- szklanka
- pasek bibuły (najlepsza z białego filtra po kawie, ale można też użyć krepiny)
- ołówek
- czarny flamaster (warto popróbować też z innymi kolorami, np. zielonym, fioletowym, brązowym...)
- woda
- ocet
- nożyczki

Wykonanie:
1) Z bibuły wycinamy pasek, który jednym końcem owijamy wokół ołówka (można przykleić taśmą klejącą)
2) Do szklanki wlewamy mieszaninę octu z wodą w proporcji 1:1 na wysokość ok. 1-2 cm (odmierzyłam po prostu 1 kieliszek octu i 1 kieliszek wody)
3) Na końcu paska malujemy flamastrem (tylko jednym kolorem!) pasek lub kropkę.
4) Pasek umieszczamy w szklance z mieszaniną octowo-wodną.
5) Malunek flamastrowy powinien znajdować się nieco powyżej wody z octem. Trzeba to sobie dokładnie wymierzyć, żeby eksperyment się powiódł.
Całość konstrukcji wygląda tak:

Obserwacja:
Teraz spokojnie czekamy obserwując, co się dzieje w szklance. A dzieje się wiele. Woda z octem wsiąka w bibułę i przemieszcza się ku górze zabierając ze sobą po drodze barwnik z flamastra. Na dodatek niektóre składniki barwnika flamastrowego ciągnie do góry szybciej, a inne wolniej. Czarny kolor mazaka okazuje się być mieszanką kilku barw, które pojawiają się na pasku bibuły.

Na takie barwy rozdzieliła się czerń z mojego mazaka. Nie zapomnijcie potestować na innych barwach!

Absorpcja

Potrzebne pomoce:
- węgiel aktywny (z apteki)
- lejek
- bibuła (krepina, filtr do kawy itpd.)
- woda
- szklanka i 2 inne pojemniki do mieszania składników
- atrament (1 nabój)
- łyżeczka

Wykonanie:
1) Jeśli macie węgiel aktywny w postaci tabletek i na dodatek dysponujecie moździerzem - koniecznie użyjcie go do rozdrobnienia tabletek na proszek. To całkiem przyjemna czynność. Jeśli moździerza brak - kupcie węgiel sproszkowany w kapsułkach. Do doświadczenia trzeba uwolnić węgiel z kapsułki.
2) Wodę w szklance zabarwcie atramentem.
3) Wymieszajcie sproszkowany węgiel z atramentową wodą.
4) Wyścielcie lejek bibułą i umieśćcie go nad szklanką
5) Mieszaninę atramentowo-weglową wlejcie do lejka wyścielonego bibułą

Obserwacja:
Z lejka sączy się woda, która jest zupełnie przezroczysta - straciła kolor niebieski! I to wcale nie są czary:) Węgiel zaabsorbował barwnik, czyli innymi słowy wchłonął go. Takie jest właśnie jego zadanie w czasie zatrucia pokarmowego - węgiel wchłania grasujące w żołądku czy jelitach chorobotwórcze drobnoustroje i ich toksyczne wydzieliny. Hamuje dzięki temu biegunkę, wzdęcia, wymioty.

Po prawej stronie woda z atramentem - po lewej już przezroczysta - atramentowy barwnik został na "filtrze" węglowym

Oczywiście sposobów rozdzielania mieszanin jest o wiele więcej, zależnie od tego co ze sobą wymieszacie. Jeśli chcecie dowiedzieć się o tym więcej i wykonać jeszcze więcej ciekawych eksperymentów zajrzyjcie do podręcznika "Chemia 7" (zwróćcie uwagę na eksperymenty w podglądzie podręcznika).
Jako nauczyciel doceniłabym szczególnie generator testów sprawdzających (30 tys. zadań) i bogatą zawartość Multiteki. Polecam dokładniejsze informacje o książce na stronie Wydawnictwa "Operon".

Jak działają płuca?

Czy wiecie jak działają płuca? Trudno zajrzeć w głąb funkcjonującego organizmu, ale można wykonać prosty model. Praca wymaga samodzielności, ale jest bardzo ciekawa – zobaczcie:

Potrzebne pomoce:
- czysta butelka PET
- 2 baloniki
- słomka do napojów
- plastelina
- gumka recepturka
- ostre nożyczki lub nożyk

Ta butelka nie zdała egzaminu - okazała się zbyt giętka i bardzo trudno było naciągnąć na nią balonik. Na kolejnych zdjęciach - twardsza butelka po "Kubusiu".

Wykonanie:
Butelkę pozbawiamy naklejek, tak, żeby jej wnętrze było dobrze widoczne.
Teraz należy przeciąć butelkę na pół. (Ja zrobiłam to tak, że rozgrzałam nad gazem czubek ostrza nożyczek - rozgrzany szpikulec łatwo robi dziurkę w plastiku i można łatwiej rozpoczynać cięcie. Spróbujcie sami -  jeśli czujecie się niepewnie - przy asyście dorosłego lub poproście go o pomoc).
Interesuje nas górna połowa.

Od spodu tej górnej połowy butelki naciągamy balonik.To też jest pewne wyzwanie. Najlepiej mieć dość duży balonik. Widziałam też opcję z użyciem gumowej rękawiczki, która jest od balonika większa. Należy odciąć "ustnik" balonika nożyczkami. W każdym razie balonik powinien być dobrze naciągnięty i napięty na butelce.


Do słomki do napojów przymocowujemy gumką drugi balonik. I tu znowu zadbajcie o szczelność i solidność mocowania. Rurkę z balonikiem wsuwamy do środka butelki i na wysokości szyjki butelki uszczelniamy rzecz całą plasteliną (nie żałujcie towaru!). Sprawdźcie czy słomka nie jest pęknięta!

Ukończony model

I tyle, jeśli chodzi o produkcję.

Sprawdzamy, jak działa model:

"Pociągnij delikatnie za gumę przykrywającą dno butelki. Co się dzieje z balonem? Jak to wyjaśnisz?
Co się stanie, gdy puścisz gumę i delikatnie wciśniesz ją w głąb butelki? Która część modelu symbolizuje przeponę, a która płuca i drogi oddechowe?"
- te mądre pytania zadają Autorzy podręcznika "Operonu". Zada je zapewne Nauczyciel.

Wdech

Wydech

A zatem - wyjaśnienie:
Przepona jest mięśniem nieco wysklepionym ku górze. Skurcz przepony powoduje jej obniżenie się w dół. Współdziałają z nią mięśnie międzyżebrowe, które rozszerzają klatkę piersiową.
Skurcz mięśni powoduje powstanie podciśnienia (czyli bardzo niskiego ciśnienia) w klatce piersiowej. Ponieważ ciśnienie na zewnątrz płuc jest bardzo małe - powietrze w ich wnętrzu ma ciśnienie wyższe, płuca łatwo wypełniają się powietrzem, jest ono wręcz zasysane z zewnątrz do płuc. Rozkurcz przepony i mięśni międzyżebrowych (ten moment, gdy wciskamy gumkę balonu w głąb butelki) powoduje wypchnięcie powietrza z płuc (wydech).

Natchnienie do wykonania modelu zaczerpnęłam z materiałów promujących nowy podręcznik "Przyroda 4" Wydawnictwa "Operon". Wydawnictwo to bardzo lubię jeszcze z czasów, gdy sama byłam uczennicą - licealistką przygotowującą się do matury z biologii i do studiów. Dlatego chętnie zaglądam do jego nowości z dziedziny nauk przyrodniczych. Wy też możecie zajrzeć do kawałka podręcznika do przyrody TUTAJ. Miło się go ogląda, treść jest nieprzeładowana, fakty intrygujące, rysunki przejrzyste. No i doświadczenia, modele, obserwacje... czyli to, co najważniejsze i najprzyjemniejsze w nauce przyrody.

 P.S. Dla Nauczycieli zastanawiających się nad nowym podręcznikiem - więcej informacji o nim, obudowie merytorycznej, autorach TUTAJ.

Chlorofil i inne barwniki roślinne - obserwacje

Chlorofil to zielony barwnik liści roślin. Jest on wykorzystywany przez roślinę do procesu fotosyntezy. Jeśli roślina chlorofilu nie ma - używa innego barwnika, który akurat posiada. Chlorofil jest jednak najczęściej wykorzystywany do fotosyntezy.

Co jest potrzebne roślinie żeby wytworzyła chlorofil?
Światło. I to światło dzienne, naturalne, słoneczne. Roślina może też wytworzyć chlorofil przy świetle sztucznym, ale specjalnego rodzaju, naśladującym światło dzienne (chodzi tu o długość fal świetlnych, a zatem zagadnienia z fizyki, które poznacie w klasach starszych). Poza tym do tego, żeby powstał w liściu chlorofil i prawidłowo przebiegała fotosynteza potrzebny jest dwutlenek węgla, woda i rozpuszczone w niej sole mineralne, a także odpowiednia temperatura, najlepiej ok. 25 stopni Celsjusza.

Obserwacja 1
Powstawanie chlorofilu w roślinie
Należy wynaleźć kiełkującą w piwnicy (w ciemności) cebulę lub czosnek. Liście cebulowe czy czosnkowe rozwijające się bez światła są bladożółte. Wystarczy wystawić je na parapet  na działanie światła. Zaobserwujcie, jak wyglądają liście po 2-3 dniach.

Obserwacja 2
Gdy już doczekacie się na parapecie ładnego szczypiorku zasłońcie jeden z liści folią aluminiową. Trzeba go szczelnie owinąć, tak, aby do liścia nie dostała się ani odrobina światła.
Pamiętajcie, żeby zasłonić tylko jeden z liści - pozostałym umożliwić kontakt ze światłem. Zastanówcie się - jaki efekt zaobserwujemy na zasłoniętym liściu po kilku dniach, np. po 3? Jaki po tygodniu? A po jeszcze dłuższym czasie? Czy ma to znaczenie, że pozostałe liście mogą swobodnie przeprowadzać fotosyntezę i wytwarzać chlorofil? Czy coś by się zmieniło, gdyby zasłonić wszystkie liście? Jak myślicie, czy dobrze przylegająca folia aluminiowa utrudnia liściowi jeszcze inny proces oprócz fotosyntezy? Zapiszcie najpierw swoje przypuszczenia, a potem je sprawdźcie. Zapiszcie przypuszczenia i wyniki obserwacji w formie tabelki. Jakie są Wasze wnioski?

Obserwacja3
Cebulę wyjętą z ciemności umieśćcie na parapecie okiennym. Jednemu z liści odetnijcie dostęp światła folią aluminiową. Po 3 dniach odsłońcie zakryty liść. Pozostałe powinny się już dość dobrze zazielenić - można porównać ich barwy.
Po jakim czasie świeżo odsłonięty liść nabierze soczystej, zielonej barwy? czy potrzebuje on więcej czy mniej czasu w porównaniu z liśćmi cebuli z obserwacji 1? Czy słoneczna pogoda ma Waszym zdaniem znaczenie? A może ważny jest jakiś inny czynnik? Spróbujcie uzasadnić odpowiedź?

 

Okazało się, że liście cykorii hodowane bez światła są o wiele mniej gorzkawe niż te naświetlone. Fakt ten wykorzystuje się w uprawie cykorii i sprzedaje się ją właśnie taką "rozbieloną", bez chlorofilu. Jest wtedy smaczniejsza. Podobnie postępuje się ze szparagami, choć i wersja zielona czy nawet fioletowa, w tym wypadku bez goryczki, mają swoich zwolenników.

Gdy wybierzecie się nad morze - możliwe, że uda Wam się natrafić na roślinę, która nie używa chlorofilu tylko innego barwnika. Rośliny wodne np.  zielenice, brunatnice czy krasnorosty muszą używać światła przefiltrowanego przez wodę morską, a w tym wypadku nie zawsze chlorofil jest wystarczający. Im głębiej, tym z dostępem światła gorzej. Zielenicom wystarcza on, owszem, choć są to również specjalne rodzaje chlorofilu. Ale brunatnice i krasnorosty potrzebują innych barwników (karotenów i ksantofili, fikocyjaniny, fukoksantyny, fikoerytryny...)

Zadania dla Uczniów:
1. Wyjaśnij krótko pojęcie: etiolacja.
2. W jakich częściach komórki występuje chlorofil?
3. Wymień jak najwięcej warzyw, które mają jadalne, ciemnozielone liście. Które z nich jadasz najczęściej? Których jeszcze nie próbowałeś? Może warto to zrobić?
4. Ciemnozielone liście roślin są bogate w chlorofil, ale również w żelazo i kwas foliowy. Jakie funkcje pełnią te składniki w organizmie człowieka?
5. Spróbuj użyć ciemnozielonych liści pokrzywy do farbowania wielkanocnych jaj (mocny wywar pokrzywowy z octem - włożyć do niego ugotowane jaja, najlepiej białe - im dłużej będziemy jaja trzymać w wywarze - tym kolor intensywniejszy).
6. Dlaczego liście drzew jesienią zmieniają kolory?