Wielka Księga Eksperymentów

Celem tej inicjatywy, jest zebranie jak największej ilości interesujących doświadczeń, które potrafią wzbogacić każdą lekcje. Intrygujące eksperymenty, wraz z opisem ich wykonania i potrzebnymi składnikami, zostaną zgromadzone w wielkim segregatorze, dostępnym dla każdego członka naszego Koła.
Każdy z was może przyczynić się do jej poszerzenia.
Swoje propozycje zgłaszać należy na zebraniach i w komentarzach.

Aktualnie opracowane i sprawdzone przez nas eksperymenty:

1.Prąd z korniszona.
Potrzebny sprzęt:
- 10 sztuk ocynkowanych gwoździ
- 10 sztuk miedzianych elementów (gwoździ, nitów, podkładek, drucików itp.)
- 10 przewodów spinających tzw. "krokodylków"
- kartka z pozytywką
- kalkulator szkolny
- słoik ogórków kwaszonych
- voltomierz

Przebieg eksperymentu:

W każdy z naszych ogórków wbijamy po jednym ocynkowanym gwoździu i jednym miedzianym nicie, podkładce lub splecionym druciku (im większa powierzchnia reagującej miedzi, tym lepszy wynik eksperymentu). Uważamy, aby oba metale nie zetknęły się ze sobą wewnątrz ogórka. W tym momencie stworzyliśmy prostą baterię z minusem na ocynowanym gwoździu i plusem na części miedzianej. Używając przewodów z krokodylkami, spinamy kilka ogórkowych baterii ze sobą, bacząc na to aby łączyć je na przemian (ocynkowany gwóźdź jednej baterii z miedzią na drugiej). Powinniśmy otrzymać dwa wolne końce. Podłączamy je do voltomierza i sprawdzamy jakie napięcie udało nam się osiągnąć. Przy użyciu dużych miedzianych nitów, można otrzymać napięcie rzędu 4V już z 7-8 ogórków. Dowolnie modyfikujemy nasz ogórkowy obwód elektryczny dodając lub eliminując liczbę baterii. Następnie podłączamy wolne końce obwodu (te podpięte wcześniej do voltomierza) do kalkulatora szkolnego (przewód idący od cynku do sprężynki, przewód idący od miedzi - po przeciwnej stronie) i prezentujemy widowni. Jeżeli osiągnęliśmy napięcie równe lub większe od 1,5 V, możemy też podpiąć nasze baterie do kartki z pozytywką.

Wyjaśnienie:
Miedź jest bardziej elektrododatnia od cynk (Patrz "szereg napięciowy metali"). Między tymi dwoma metalami umieszczonymi w roztworze elektrolitu (jakim jest w tym wypadku kwas octowy, użyty do zakwaszania ogórków) istnieje więc różnica potencjałów, co jest tożsame z zaistnieniem napięcia elektrycznego (V). Miedź staje się plusem baterii, a cynk jej minusem. Powstające napięcie nam nie zagraża, ponieważ - po pierwsze jest śmiesznie małe - a po drugie, nie ma tutaj wysokiego natężenia, które odpowiada za siłę z jaką człowiek jest rażony prądem.

2A. Drożdże , balonik i niewidzialna woda

Potrzebny sprzęt:

- butelka 0,33l z wąską szyjką (taką na którą da się naciągnąć balonik)

- balonik

- gumka recepturka

- większe naczynie z ciepłą wodą (np. miska) w którym postawimy później butelkę

- drożdże spożywcze

- woda

- cukier lub mleko

Do butelki nalewamy ciepłej wody - tzn. takiej która w dotyku już nas nie oparzy, ale też nie jest zbyt chłodna. Odrywamy kawałek drożdżowej kostki, delikatnie rozkruszamy w palcach i dodajemy do butelki z ciepłą wodą po czym wsypujemy z 2 łyżki cukru lub dolewamy parę łyżek mleka. W doświadczeniu możemy też w ogóle zastąpić wodę ciepłym mlekiem. Całość mieszamy aby roztwór przybrał barwę beżową/brązowo-kremową. Następnie na wylot butelki naciągamy balonik i zabezpieczamy go gumką recepturką (aby nie zleciał pod wpływem rosnącego w butelce ciśnienia)

Naszą butelkę z wodą (lub mlekiem), drożdżami i cukrem oraz naciągniętym balonikiem umieszczamy w misce lub innym większym naczyniu z ciepłą wodą - o temperaturze podobnej lub nieco większej niż ta w butelce. Gdy zacznie się ochładzać wybieramy kilka szklanek wody z miski i uzupełniamy podgrzaną wodą z czajnika elektrycznego.

Po pewnym czasie obserwujemy, że balonik zaczyna samoczynnie napełniać się gazem. Możemy ostrożnie zdjąć balonik i wypróżnić powoli jego zawartość na dno wysokiej szklanki. Będzie można jej użyć w dalszej części doświadczenia.

Bardzo ważna uwaga: świeżo kupione baloniki są zwykle mało elastyczne przed pierwszym nadmuchaniem. Trzeba je kilkakrotnie napełnić powietrzem do prawie pełnej objętości (tylko ostrożnie aby nie pękł) aby guma z której jest zrobiony trochę się rozciągła - dzięki temu ciśnienie gazu w butelce będzie w stanie samoczynnie nadmuchać balonik. Jeśli będzie zbyt sztywny, napełni się gazem tylko trochę i już się nie powiększy.

Wyjaśnienie:

Umieszczając drożdże spożywcze w ciepłej wodzie z dodatkiem cukru lub mleka zapewniliśmy im idealne warunki do bytowania. Drożdże zaczynają odżywiać się cukrem, w zamian produkując alkohol etylowy i dwutlenek węgla. Reakcję możemy w uproszczeniu zapisać tak:

C₆H₁₂O₆ ---enzymy drożdzowe-->2 C₂H₅OH + 2CO₂

Glukoza pochodzi rzecz jasna z cukru który jest w sensie chemicznym sacharozą, a więc dwucukrem - połączeniem glukozy i fruktozy. Dwutlenek węgla który powstaje w reakcji w stanie gazowym, zaczyna wypełniać najpierw butelkę a potem - z braku miejsca - także balonik zamocowany na szyjce. W czasie zaledwie 0,5 h balonik będzie znacznie napełniony dwutlenkiem węgla, o ile wcześniej dobrze rozciągnęliśmy balonik.

Część druga: Niewidzialna woda

Sprzęt:

- 2 wysokie szklanki

- podgrzewacz lub inna niewielka świeczka

Zebrany do wysokiej szklanki dwutlenek węgla z balonika, możemy wykorzystać do kolejnego doświadczenia. Wypróżniamy (bardzo powoli) balonik w taki sposób aby jego szyjka znajdowała się jak najbliżej dna szklanki. W ten sposób dwutlenek węgla zgromadzi się na dnie naczynia. Nie musimy się bać, że z niego "wyfrunie", jest bowiem cięższy od powietrza. Po dłuższym czasie bez przykrycia opuści jednak szklankę dyfundując w powietrzu.

Szklanka wypełniona CO₂ nadal wygląda na pustą. Bierzemy drugą szklankę i umieszczamy w niej podgrzewacz lub świeczkę po czym zapalamy ją.

Teraz kluczowy moment doświadczenia. Energicznym ruchem (tak jakbyśmy wylewali ze szklanki niewidzialną wodę) przechylamy szklankę z zawartym w niej dwutlenkiem węgla nad drugą szklankę z palącą się świeczką. Odległość dzieląca obie szklanki nie może być duża, bo istnieje ryzyko, że dwutlenek węgla nie trafi do naczynia ze świeczką!

Jeśli wszystko nastąpiło zgodnie opisem, świeczka w szklance zgaśnie niczym ugaszona niewidzialną wodą.

Wyjaśnienie:

Dla procesu spalania niezbędny jest stały udział tlenu z powietrza. Wylewany ze szklanki dwutlenek węgla jako gaz cięższy od powietrza, opada na świeczkę, otulając płomień a tym samym odcinając dopływ tlenu. Tym samym świeczka gaśnie.

2B. Ocet, soda i niewidzialna woda

Sprzęt:

- ocet spirytusowy

- soda oczyszczona

- niewielki dzbanek

- 2 szklanki

- podgrzewacz lub niewielka świeczka

W tym doświadczeniu mieszamy ze sobą dwa produkty dostępne w prawie każdej kuchni: sodę oczyszczoną i ocet. Nalewamy do naszego dzbanka od 250-500 ml octu. Dodajemy 1-2 płaskie łyżki sody oczyszczonej i kołyszemy dzbankiem aby się ze sobą zmieszały. Powstały roztwór powinien się pienić i "gazować".

To właśnie ten gaz który wydobywa się z nad pienistej cieczy zbieramy do osobnej szklanki przechylając dzbanek w taki sposób jakbyśmy chcieli przelać roztwór, pilnując jednak by nie przedostała się tam ani jedna jego kropla. Chodzi nam tylko o gazowy produkt

Analogicznie jak w przypadku doświadczenia z drożdżami, możemy użyć zgromadzonego w szklance gazu do ugaszenia świeczki umieszczonej w osobnej szklance [patrz doświadczenie nr 2A]

Wyjaśnienie:

Ocet to 10% roztwór kwasu octowego i wody. Soda oczyszczona natomiast to wodorowęglan sodu czyli NaHCO₃. Po wymieszaniu obu tych substancji, dochodzi do następującej reakcji:

NaHCO₃ + CH₃COOH -> CH₃COONa + H₂O + CO₂

Dwutlenek węgla wydostaje się z mieszanki w postaci gazowej. Możemy zebrać go do osobnej szklanki i użyć do zgaszenia świeczki. Dwutlenek węgla jako cięższy od powietrza wypadając z naczynia otuli płomień odcinając tym samym dopływ tlenu, co spowoduje zniknięcie płomienia świecy. [patrz doświadczenie 2A]

3.Jak zajrzeć do jajka, bez rozbijania/ "Gumowe jajko"

Potrzebny sprzęt:
- 2 jajka
- 2 słoiki
- ocet spirytiusowy
- pasta do zębów

Opis eksperymentu:

Do obu słoików wlewamy ocet spirytusowy. Do jednego z nich wkładamy ostrożnie zwykłe, surowe jajko, tak aby spoczywało całe zanużone w occie. Zakręcamy słoik i odstawiamy na 24 godziny. Drugie jajko smarujemy dokładnie pastą do zębów i zanurzamy je tak samo w drugim słoiku z octem.
Po jednym dniu odnotowujemy, że "niewypastowane" jajko straciło całą swoją skorupkę i stało się prawie przeźroczyste. w tej chwili żółtko z białkiem trzyma w kupie już tylko delikatna, przeźroczysta błonka. Ostrożnie wyciągamy jajko i oglądamy je pod światło.
Drugie jajko, które zostało przez nas wysmarowane pastą, straciło co prawda na twardości, ale wciąż pokrywa je cieńka skorupka.

Wyjaśnienie
Jaka tajemnica stoi za wynikami eksperymentu? Ocet spirytusowy to nic innego jak mocno rozcieńczony (zazwyczaj około 10%) kwas octowy. Ten oto kwas wchodzi w reakcje z węglanem wapnia z którego składa się skorupka jaja. Przebieg chemiczny tego procesu obrazuje równanie reakcji:

2CH3COOH+ H2O + CaCO3 ->Ca(CH3COO)2+ 2H2O + CO2
(woda pojawia się wśród substratów, ponieważ ocet jest roztworem kwasu octowego i wody)

Podczas rozpuszczania się skorupki jaja, na jej powierzchni widoczne są małe pęcherzyki gazu. To właśnie powstający dwutlenek węgla.
Drugie jajko nie uległo w pełni działaniu kwasu octowego, gdyż zabezpieczyliśmy je pastą do mycia zębów. W ten sam sposób pasty chronią nasze zęby przed działaniem szkodliwych kwasów bakteryjnych.

Uzyskane gumowe jaja możemy użyć w eksperymencie "Osmoza Pana Misiożelka"

4. Skąd się bierze barwa mleka

Sprzęt:

- woda (około 2-3 szklanki)

- olej rzepakowy (około pół szklanki)

- blender

- wysokie naczynie do miksowania (chyba że posiadamy blender kielichowy)

Do blendera kielichowego lub naczynia w którym będziemy miksować, odmierzamy około 2-3 szklanki wody i dodajemy około pół szklanki oleju rzepakowego. Możemy przypomnieć widzom, że olej jako ciecz o mniejszej gęstości, gromadzi się na powierzchni wody. Przystępujemy do miksowania. Błyskawicznie nasz roztwór przybiera barwę mleka.

Wyjaśnienie:

Krowa nie ma w brzuchu ani oleju rzepakowego ani blendera. Olej użyty w doświadczeniu ma reprezentować tutaj tłuszcz zwierzęcy. Naturalne mleko jest bowiem emulsją właśnie wody i tłuszczu zwierzęcego. Emulsja to zawiesina jednej cieczy w drugiej. Olej nigdy nie rozpuszcza się w wodzie - po zmiksowaniu w blenderze jego mikrokropelki nadal są zawieszone w wodnej przestrzeni. To właśnie te mikrokropelki odbijają niczym malutkie lusterka całe światło słoneczne wprost do naszych oczu, co jest przez nas odbierane jako kolor biały.

Z czasem te małe kropelki łączą się ze sobą w większe agregaty i wytrącają na powierzchni naszego "wodno-olejowego" mleka w postaci mętnej warstewki. Jest to zjawisko analogiczne do tego które oglądały kiedyś nasze babcie, kiedy po dojeniu z "wyjątkowo tłustego mleka" wytrącała się warstwa żółtawego tłuszczu.

5. Wykrywanie żelaza w płatkach śniadaniowych

Sprzęt:

- płatki kukurydziane ( typu "Corn flakes") - niewielka ilość

- płatki kukurydziane pokryte czekoladą (typu Nesquic, Chocapic) lub zawierające ją (typu Cookiecrisp) - niewielka ilość

- głęboki talerz z wodą

- magnes neodymowy

Przebieg:

Stawiamy na powierzchni stołu płatek kukurydziany pokryty czekoladą i przysuwamy do niego magnes na odległość około 1cm. Nic szczególnego się nie dzieje. Umieszczamy następnie płatek w misce/ głębokim talerzu z wodą, starając się unieruchomić go mniej więcej na środku tafli wody.

Po zbliżeniu magnesu na odległość około 1cm od płatka obserwujemy jego ruch w kierunku magnesu! Pozwala nam to prowadzić płatek za magnesem niczym na "niewidzialnej smyczy".

Wykonujemy kolejną próbę z wykorzystaniem zwykłego płatka kukurydzianego. Tym razem ani na stole, ani na wodzie, płatek nie wykazuje przyciągania przez magnes.

Wyjaśnienie

Oba płatki nie będą przyciągane jeśli znajdują się na powierzchni stołu. Działa tu bowiem za duże tarcie. Sytuacja zmienia się jednak kiedy umieścimy płatki w wodzie.

Czekoladowe płatki kukurydziane swoje "magnetyczne" właściwości zawdzięczają właśnie czekoladzie, która zawiera dużo żelaza. To dlatego krwiodawcy dostają czekolady w ramach uzupełnienia poziomu hemoglobiny we krwi (żelazo jest niezbędnym składnikiem hemoglobiny). Płatek nie pokryty czekoladą zawiera stanowczo za mało żelaza aby zostać przyciągniętym, nawet przez dość silny magnes neodymowy. Możemy jednak spróbować różnych płatków które producenci reklamują jako te "z wysoką zawartością żelaza" i sami ocenić ich prawdomówność.

Uwagi!

- Nie próbujcie tego doświadczenia umieszczając oba płatki w mleku! Jest zbyt gęste i płatki przesuwają się w stronę magnesu opornie i bardzo wolno.

- To musi być magnes neodymowy - lodówkowe i te z głośników są stanowczo za słabe.

- Nie zmoczcie magnesu! Mokry magnes traci swoje właściwości.

- Gdy płatek dopływa do brzegu naczynia może się przykleić i nie będzie reagował na magnes, dlatego przed każdą demonstracją należy umieszczać płatek na środku naczynia.

6. Mączny oddech smoka

Sprzęt:

- mąka tortowa/ mąka kukurydziana (skrobia kukurydziana) lub ziemniaczana (skrobia ziemniaczana)/ cukier puder

- łyżeczka

- zapalniczka z długim "dziubkiem"

Przebieg:

Wysypujemy kupkę mąki tortowej lub skrobii na stół i próbujemy ją podpalić. Nic z tego. Mąka w tej formie jest niepalna - może ciut zbrązowieć w miejscu gdzie przytykaliśmy ogień.

Pakujemy sobie do ust dwie czubate łyżki mąki i włączamy zapalniczkę. Następnie formujemy usta tak jakbyśmy chcieli zagwizdać i wydmuchujemy z nich mąkę celując w płomień zapalniczki. Rozpylona mąka przepuszczona przez ogień gwałtownie spala się w powietrzu formując niewielką kulę ognia.

Wyjaśnienie:

Mąka zebrana w grudki lub kupki jest niepalna, ponieważ posiada zbyt dużą (w porównaniu do swojej powierzchni) objętość. Zwęgli się jedynie kilka drobinek w miejscu które zetknęliśmy z płomieniem. Rozpylając mąkę na drobne cząstki, możemy to łatwo zmienić. Po wydmuchnięciu, w powietrzu fruwają maleńkie drobinki, które mają teraz dużą, w stosunku do swojej małej objętości powierzchnie reakcji z tlenem. Umożliwia to ekspresowe spalenie, co daje efekt niewielkiej kuli ognia. Z tego powodu niegdyś dochodziło do wielkich pożarów w młynach, gdyż w powietrzu unosiła się podczas upałów silnie rozdrobniona mąka.

Uwagi

- nasz oddech nie może być ani zbyt gwałtowny - wtedy zasypiemy płomień zapalniczki mąką i zwyczajnie ją zgasimy - ani też zbyt słaby, bo efekt będzie słabo widoczny

- oczywiście nie dmuchamy pod wiatr, nie wykonujemy pokazu w przeciągu

- usuwamy z otoczenia wszystkie łatwopalne przedmioty

- robimy pokaz w pewnym oddaleniu od widzów

- po zakończeniu wentylujemy pomieszczenie

7. Domowy plastik

Sprzęt:

- mleko

- ocet

- garnek

- łyżka

- kuchenka gazowa/turystyczna

- sitko

- papierowe ręczniki

- pojemnik próżniowy

Przebieg

Do garnka wlewamy mleko i podgrzewamy. Doprowadzamy je do stanu silnego parowania, zważając jednak aby go nie zagotować. Ściągamy je wtedy z kuchenki i dolewamy 3-4 łyżki octu spirytusowego. Mieszamy i obserwujemy wytrącające się białe grudki. Przelewamy zawartość garnka przez sitko i zbieramy zgromadzone w nim białe grudki. Kładziemy je na ręczniki papierowe i staramy się wycisnąć z nich wilgoć do reszty. Zgęstniałą masę umieszczamy na dnie pojemnika próżniowego i dociskamy. Pojemnik umieszczamy w ciepłym miejscu. Po kilku dniach otrzymujemy twardy jak kamień, biały twór, przypominający nieco plastik.

Wyjaśnienie:

Nasze białe grudki, powstające w garnku z mlekiem i octem to kazeina - białko naturalnie znajdujące się w mleku. Zakwaszając mleko octem, przyśpieszamy tak naprawdę proces który zachodzi całkiem naturalnie z udziałem bakterii kwasu mlekowego - czyli kwaśnienie mleka. Dlatego białe grudki które zbieramy prawidłowo kojarzą nam się z twarogiem.

Odciągając z grudek kazeiny całą wodę i umieszczając ją w pojemniku próżniowym powodujemy jej wyschnięcie, co sprawia, że przybiera ona mocno zestaloną formę, podobną nieco w swoich właściwościach do plastiku. Ze świeżo odcedzonej kazeiny możemy ulepić guziki lub figurki. Proces suszenia możemy przyśpieszyć umieszczając kazeinę w piecyku na około 45 min.

8. Osmoza gumowych jajek / Osmoza Pana Misiożelka

Sprzęt:

- żelki Haribo w kształcie misiów lub 3 "gumowe jajko" z eksperymentu nr 3

- 3 plastikowe pojemniki na żywność lub szklanki

- woda z kranu

- cukier

- sól

Przebieg

Sporządzamy w pojemnikach lub szklankach 2 nasycone roztwory: wody z solą, wody z cukrem i czystą wodę z kranem w trzecim naczyniu. Do każdej z nich wrzucamy misiożelka Haribo lub gumowe jajko z eksperymentu nr 3. Zostawiamy roztwory na około 17 godzin. Po tym czasie obserwujemy zmiany rozmiarów misiożelków / jajek.

Wyjaśnienie

Za zmianę rozmiarów użytych żelków lub jajek, odpowiada zjawisko osmozy. Osmoza polega na ruchu cząsteczek wody ze środowiska o jej większym stężeniu do środowiska gdzie występuje w mniejszym stężeniu. Można kolokwialnie powiedzieć, że "woda wędruje z miejsca gdzie jest więcej do miejsca gdzie jest jej mało", co jest przejawem dążenia natury do równowagii. Misiożelek i gumowe jajko to stężone roztwory (w przypadku miśka - cukrów, w przypadku jajek - białek i tłuszczów) zawierające mniej cząsteczek wody niż szklanka czystej wody z kranu. Mówiąc fachowo, żelek i jajko są hipertoniczne względem wody kranowej. Dlatego też woda wnika do misiożelka i jajka (przez błonkę półprzepuszczalną) zwiększając tym samym w ich objętość.

Jajko umieszczone w nasyconym roztworze soli znajduje się w odwrotnej sytuacji niż powyżej. Środowisko w jajku, w przeliczeniu na objętość zawiera więcej wolnej wody niż słony roztwór w szklance, toteż woda ucieka z jajka i przechodzi do słonego roztworu. Jajko jest w tym momencie hipotoniczne względem słonej wody. Misiożelek zarówno w słonej wodzie jak i tej z dodatkiem cukru, będzie zwiększał swoją objętość ponieważ sam w sobie jest zbyt stężonym roztworem cukru i w przeliczeniu na objętość zawsze zawiera mniej wody w porównaniu z wodnymi roztworami soli czy cukru.

Uwagi

- zaleca się przeprowadzenie doświadczenia na gumowych jajkach, ponieważ :

1) niezapłodnione jajko jest przecież pojedyńczą komórką co czyni je dobrym "biologicznym" modelem dla zjawiska osmozy.

2) można pokazać zachowanie komórek zarówno w roztworze hipo i hipertonicznym

9. Mierzenie zawartości witaminy C w sokach owocowych.

Sprzęt:

- zwykły sok z kartonu

- sok jednodniowy

- świeżo wyciśnięty sok z cytryny

- rozpuszczona w wodzie tabletka witaminy C

- krochmal (kisiel przygotowany z wody i skrobii ziemniaczanej)

- jodyna lub płyn Lugola

- woda

- 4 kieliszki

- statyw na probówki

- 4 probówki

- 4 pipety (pasterówki)

- zlewka

Przebieg

Przelewamy soki do osobnych kieliszków. W ostatnim rozrabiamy witaminę C w objętości wody, pomiernej do reszty soków (czyli jeśli każdego soku nalaliśmy po kieliszku to tabletkę też rozpuszczamy w kieliszku wody).

W zlewce zawierającej 100ml ciepłej wody rozpuszczamy łyżeczkę krochmalu. Wkraplamy tam 2 krople Jodyny lub płynu Lugola. Powinniśmy otrzymać granatowo-niebieski roztwór. Odmierzamy równe ilości otrzymanej cieczy do 4 probówek. Następnie pobieramy pipetą kilka mililitrów zwykłego soku z kartonu i wkraplamy do pierwszej probówki 4 krople. Roztwór w probówce nieznacznie się odbarwi. Pobieramy kolejny sok, tym razem jednodniowy i również wkraplamy 4 jego krople do kolejnej probówki. Roztwór powinien ciut lepiej się odbarwić. Analogicznie postępujemy z sokiem z cytryny i roztworem wodnym tabletki witaminy C. To w tej ostatniej probówce obserwujemy najlepsze rezultaty.

Wyjaśnienie

Skrobia tworzy z wolnym jodem cząsteczkowym kompleks o barwie granatowej. Witamina C - kwas askorbinowy, jest silnym utleniaczem, a więc wchodzi w reakcje z wolnym jodem. Brak wolnych cząsteczek jodu w roztworze skutkuje zanikiem granatowo-niebieskiej barwy.

Stopień odbarwienia w probówkach do których wkraplaliśmy różne soki , zależy od zawartości w nich witaminy C. Najlepsze wyniki powinniśmy uzyskać przy wkropleniu roztworu w którym rozpuściliśmy tabletkę witaminy C. Druga w kolejności powinna być cytryna, następnie sok jednodniowy i zwykły sok z kartonu.

Uwagi:

- soki różnych producentów mogą dać różne, odbiegające od przewidywanych, rezultaty

- gęste soki powodują zmętnienie roztworu, co utrudnia oszacowanie odbarwienia. Można spróbować lekko je rozcieńczyć/przesączyć

10. Niepalny banknot

Sprzęt:

- banknot wzięty od widza (najlepiej o niskim nominale)

- szklanka lub zlewka

- woda - min. 40ml

- alkohol etylowy C₂H₅OH - min. 40ml

- sól kuchenna (NaCl)

- zapalniczka lub inne źródło ognia

Przebieg

W zlewce lub szklance mieszamy ze sobą w proporcji 1:1 alkohol etylowy i wodę. Dosypujemy łyżeczkę soli i mieszamy. Następnie bierzemy od widza banknot i moczymy go dokładnie w przygotowanym roztworze. Następnie gasimy światło/ zasłaniamy rolety w pomieszczeniu i podpalamy mokry banknot. Ujrzymy jak pomarańczowy płomień okala cały banknot, ale nie powoduje na nim żadnych uszkodzeń. Ogień gaśnie a banknot jest wciąż cały i lekko wilgotny.

Wyjaśnienie

Alkohol jest bardziej lotny od wody. Gdy moczymy banknot w roztworze alkoholu z wodą, otrzymujemy tak naprawdę banknot pokryty szczelną warstwą wody którą z wierzchu otacza warstwa parującego alkoholu. Podczas pokazu pali się tylko ten ostatni, natomiast banknot pozostaje nienaruszony, gdyż cały czas otaczała go cienka wodna osłonka. Jako, że alkohol pali się bladym, fioletowym płomieniem, słabo widocznym w warunkach dziennych, dodajemy do naszego roztworu soli kuchennej - NaCl. Jony sodu nadają płomieniowi barwę pomarańczową.

Uwagi

- może się zdarzyć że żaden widz nie będzie posiadał banknotu, w tej sytuacji lepiej mieć przygotowany własny w zapasie

- przed podpaleniem musimy bardzo dokładnie wymoczyć banknot w roztworze - jeśli choć mała jego część nie pokryła się wodą z alkoholem, może ulec uszkodzeniu

- to się jeszcze nigdy nie przydarzyło, ale przy nieostrożnym działaniu lub nieprzestrzeganiu procedur może się zdarzyć, że banknot zostanie uszkodzony - stąd trzeba zawsze trzymać w zapasie banknot, jako rekompensatę dla widza.

11. Sztuczna krew

Sprzęt:

- Rodanek potasu ( KCNS)

- Chlorek żelaza (III) (FeCl₃)

- duży nóż

- ręczniki papierowe

Przebieg

W dwóch osobnych moczówkach tworzymy wodne roztwory rodanku potasu (1-2 czubate plastikowe łyżeczki na objętość wody w moczówce) i chlorku żelaza (1 płaska łyżeczka na moczówkę). Polewamy i smarujemy rękę ochotnika z widowni chlorkiem żelaza, tłumacząc że to zwykła dezynfekcja. następnie moczymy nóż w roztworze rodanku potasu. Szybkim ruchem przykładamy tępą(!) stronę noża do miejsca które wcześniej smarowaliśmy chlorkiem żelaza i naszym oczom ukazuje się cieknąca po ręce krew.

Wyjaśnienie

Rozpuszczony w wodzie chlorek żelaza i rodanek potasu tworzą barwne "krwiste" kompleksy zgodnie z równaniem:

FeCl₃ + 6KCNS= K₃[Fe(CNS)₆] + 3 KCl

Krwistoczerwony związek to K₃[Fe(CNS)₆] i ma tym intensywniejszą barwę im więcej grup [FeCNS)₆] jest podłączonych do kationu potasu.

Warto też dodać, że żelazo na III stopniu utlenienia nadaje krwistą barwę naszej hemoglobinie a także "czerwonym ziemią" w Afryce i wielu innym substancjom.

Reakcji też używa się na masową skalę w hollywood do imitowania krwi w produkcjach filmowych.

12. Złoto alchemika

Sprzęt:

- minimum 3 miedziane monety - np. eurocenty

- pył cynkowy

- woda

- wodorotlenek sodu (NaOH)

- zlewka do gotowania

- dygestorium!

- kuchenka turystyczna

- szczypce

Przebieg:

Tworzymy w zlewce wodny roztwór wodorotlenku sodu - około 2 łyżeczki na 350 ml wody. Kładziemy na kuchence turystycznej i doprowadzamy do zagotowania. Następnie dodajemy pył cynkowy tak, aby stworzył warstwę na dnie naczynia. Szczypcami umieszczamy oczyszczone wcześniej i opłukane 2 miedziane monety na warstwie pyłu cynkowego. Monety muszą całą powierzchnią przylegać do cynku! Zamykamy dygestorium i czekamy około 30 min. w trakcie których kontrolujemy zlewkę aby nie wyparowała lub wykipiała. Po około 15 min. odwracamy monety. Powinny przybrać srebrną barwę od strony umieszczonej na cynkowym pyle. Gdy całe monety pokryją się już srebrną warstwą wyciągamy je z roztworu. Prezentujemy widowni, że miedziana moneta zmieniła się w złotą. Odstawiamy jedną z nich dla późniejszego porównania. Następnie drugą srebrną monetę umieszczamy na kilka sekund bezpośrednio na tafli kuchenki. Gdy tylko przybierze złotą barwę ściągamy szczypcami z kuchenki i umieszczamy w szklance z zimną wodą. Kładziemy złotą monetę obok srebrnej i miedzianej. Otrzymaliśmy złoto alchemika.

Wyjaśnienie:

Wodorotlenek sodu roztwarza metaliczny cynk który w formie jonowej przechodzi do roztworu. Po jakimś czasie niektóre jony sodu przechodzą jednak znów w postać metaliczną. Jako że umieszczamy w roztworze miedziane monety, które bardziej przyciągają jony cynku, zaczynają one tworzyć srebrzystą warstwę na powierzchni monety. Umieszczając miedzianą monetę, pokrytą cynkiem na tafli kuchenki powodujemy stopienie się tych dwóch metali ze sobą. Cienka warstwa cynku stapia się z powierzchniowymi atomami miedzy z monety, dając w efekcie mosiądz, który imituje złoto swoją barwą.

Uwagi!

- opary gotującego się wodorotlenku sodu są szkodliwe, toteż całość wykonujemy pod dygestorium, wyciągając jedynie gotowe, srebrne i złote monety

- jeśli monety nie stykają się z cynkiem podczas podgrzewania, doświadczenie nie wyjdzie

- trzeba wybrać monety lub inne elementy o dużej zawartości miedzi - im cieńsze tym lepsze

- najlepiej przed pokazem zetrzeć monety papierem ściernym i zmoczyć w occie, dla wytrawienia zanieczyszczeń; trzeba jednak dobrze spłukać ocet aby nie zepsuł on doświadczenia.

- doświadczenie trzeba kilka razy przećwiczyć, dobrze też mieć gotowe, złote monety w zapasie jako asekuracja w sytuacji gdy wystąpią problemy z doświadczeniem

13. Znikający styropian

Sprzęt:

- styropian w formie belek o niewielkiej szerokości

- aceton lub benzyna

- cylinder

- duże naczynie pokroju miski

Przebieg

Umieszczamy naczynie w cylindrze i napełniamy acetonem lub benzyną przed pokazem. Dbamy aby widzowie nie widzieli naczynia podczas umieszczania cylindra na stoliku. Powoli wkładamy styropianowe belki do miski w kapeluszu. Styropian powoli znika w kapeluszu.

Wyjaśnienie

Styropian to w sensie chemicznym spieniony polistyren. Większą część styropianu stanowią gazy odpowiadające za "nadmuchaną" i lekką strukturę styropianu. Gdy umieszczamy styropian w roztworze rozpuszczalnika, gazy te są uwalniane a sam polistyren rozpuszcza się w acetonie lub benzynie.

Uwagi!

- trzeba wybrać styropian o niskiej gęstości - zbyt gęsty rozpuszcza się bardzo wolno i opornie.

- często styropian przemysłowy zawiera różne dodatki i zanieczyszczenia toteż po stopieniu w naczyniu zostaje nam coś na kształt styropianowego, kleistego placka
- czystość acetonu/innego rozpuszczalnika też ma znaczenie. Zalecany jest aceton pochodzący ze sklepu z odczynnikami.

- doświadczenie wykonujemy w rękawiczkach - aceton może podrażnić nasze dłonie w miejscach gdzie występowały otarcia lub drobne rany.

14. Wykrywanie katalazy w warzywach i owocach

Sprzęt:

- ziemniak

- banan

- jabłko

- nóż

- woda utleniona (H₂O₂)

- opcjonalnie 3 probówki i statyw dla nich.

Przebieg:

Kroimy po plastrze każdego z wymienionych warzyw lub owoców. Następnie nakrapiamy na nie po kilka kropel wody utlenionej. Obserwujemy, że miejsce na plasterku ziemniaka i jabłka, które skropiliśmy, zaczyna się pienić. Efektu tego nie odnotowujemy w przypadku banana.

W innym wariancie doświadczenia napełniamy 3 probówki do połowy wodą utlenioną i do każdej z nich wrzucamy kawałek innego owocu. Podobnie jak w przypadku plastrów, w probówkach do których wrzuciliśmy kawałki ziemniaka i jabłka powinniśmy zaobserwować wydzielające się pęcherzyki gazu. W probówce z bananem taki proces nie zachodzi.

Wyjaśnienie

Woda utleniona to 3% roztwór nadtlenku wodoru (H₂O₂). W komórkach ziemniaka i jabłka istnieją pęcherzyki zwane peroksysomami. Zawierają one enzym - katalazę, która rozkłada nadtlenek wodoru na wodę i tlen:

H₂O₂ --> H₂O + O₂

Pęcherzyki gazu powstające na plasterkach ziemniaka i jabłka to właśnie tlen powstający jako produkt reakcji rozpadu. Dowodzi on obecności katalazy w komórkach jabłka i ziemniaka. Banan nie zawiera katalazy, toteż w jego przypadku reakcja nie zachodzi.

15. Wpływ owocowych proteaz na zastyganie galaretek

Sprzęt:

- galaretka na bazie żelatyny

- galaretka na bazie agaru

- jabłko

- ananas

- kiwi

- nóz

- 6 pojemniczków na żywność/ 6 szalek Petriego

Przebieg

Przygotowujemy dzień przed pokazem galaretkę na bazie żelatyny oraz galaretkę na bazie agaru i rozlewamy je do pojemniczków na żywność lub szalek Petriego (3 pojemniczki z galaretką żelatynową i 3 z agarową).

W dniu pokazu, parę godzin przed nim, wkrajamy na zastygłe galaretki żelatynowe kolejno: plaster jabłka, kawałki ananasa i plaster kiwi. Podobnie z agarową.

Do czasu pokazu galaretki żelatynowe na które położyliśmy kawałki ananasa i kiwi powinny zostać nadtrawione i lekko rozpuszczone. Galaretka z plasterkiem jabłka oraz wszystkie galaretki agarowe pozostają nienaruszone.

Wyjaśnienie

Żelatyna na której bazują klasyczne galaretki zawiera kolagen - włókniste białko, nadające galaretkom sztywność. Kiwi i ananas to owoce zawierające proteazy - enzymy trawiące różne białka w tym także kolagen. Dlatego galaretki żelatynowe uległy rozpuszczeniu po umieszczeniu na nich kawałków kiwi i ananasa. Jabłko nie zawiera proteaz, toteż w pojemniku z galaretką opatrzoną plastrem jabłkowym nic się nie wydarzyło.

Galaretki na bazie agaru też pozostały nienaruszone. To dlatego że agar jest polisacharydem (cukrem złożonym). W tych galaretkach nie ma białka, które mogłoby ulec strawieniu.

Aby cieszyć się mimo wszystko galaretką żelatynową z dodatkiem kiwi i ananasa. można wygotować kawałki tych owoców co wywoła upośledzenie funkcji proteaz (enzymy tracą swoje biologiczne właściwości w wysokiej temperaturze).

16. Chemiczna lokomotywa

Sprzęt:

- Nadmanganian potasu (KMnO₄) - ilość mieszcząca się na czubku łyżeczki

- Perhydrol (ponad 30% nadtlenek wodoru - H₂O₂ ) - 100ml

- Kolba stożkowa z wąską szyjką

- plastikowa łyżeczka

Przebieg

Napełniamy kolbę stożkową 100 ml perhydrolu. Plastikową łyżeczką nabieramy niewielką ilość nadmanganianu potasu (około 1/4 - 1/5 łyżeczki). Bardzo szybkim ruchem odsunąwszy się uprzednio od naczynia, wsypujemy zawartość łyżeczki do kolby. W mgnieniu oka kolbę opuszcza słup rozgrzanej pary.

Wyjaśnienie

W normalnych warunkach nadtlenek wodoru rozpada się z czasem na tlen i wodę zgodnie z reakcją:

2H₂O₂ --> 2H₂O + O₂

Nadmanganian potasu jest silnym katalizatorem, który niesamowicie przyśpiesza przebieg reakcji. W dodatku jest ona silnie egzotermiczna a powstałe w niej ciepło podgrzewa roztwór do temp. ponad 100^oC. Powstająca woda momentalnie przechodzi w tych warunkach w stan gazowy.

Para wodna gwałtownie się rozpręża, co zwiększa ciśnienie w kolbie, przez co chmura gazu szybko opuszcza kolbę tworzą spektakularny słup pary.

17. Jak zbadać pH za pomocą soku z czerwonej kapusty.

Sprzęt:

- 2 duże liście czerwonej kapusty

- garnek

- zlewka

- pipety

- probówki (ilość zależna od liczby badanych roztworów)

- różne roztwory wodne: soku z cytryny, octu, sody oczyszczonej (NaHCO3), mydła, kostki myjącej o pH 5,5, coca-coli, proszku do prania, środek udrażniający "kret" (NaOH), proszku do pieczenia.

Przebieg:

Wkładamy porwane liście czerwonej kapusty do wody i gotujemy aż do momentu gdy roztwór nabierze granatowego/ciemnofioletowego zabarwienia. Otrzymaliśmy właśnie prosty wskaźnik pH.

Nalewamy do probówek badane roztwory (sok z cytryny, wodny roztwór mydła, ocet itp.) poczym wkrapiamy do nich kilka kropel otrzymanego wcześniej soku z czerwonej kapusty (aż do uzyskania zmiany barwy). Obserwujemy powstające, różne kolory roztworów w probówkach.

Wyjaśnienie:

Sok z czerwonej kapusty zawiera antocyjany - barwne związki chemiczne które przyjmują różne zabarwienie - od jasno czerwonych/różowych, aż po ciemnoniebieskie -w zależności od pH środowiska w jakim się znajdują.

Uwaga! Sok z czerwonej kapusty daje inne wyniki jako wskaźnik niż papierek uniwersalny! Przykładowo: najbardziej zasadowe roztwory takie jak NaOH, dają zabarwienie żółte, co w przypadku papierka uniwersalnego oznacza pH zbliżone do 7!
(Patrz rysunek u góry)

Na co dzień, antocyjany odpowiadają za piękne barwy niektórych kwiatów (np. chabra bławatka) a także purpurowych i czerwonych liści. Łatwo też zauważyć, że wspomniany tu chaber, przybiera niekiedy barwę różową a innym razem zbliżoną do fioletowej. Zależy to od pH gleby na której rośnie.

Uwagi:

- środek udrażniający "kret" to NaOH, a więc bardzo żrący wodorotlenek sodu. Nie możemy więc zapomnieć o rękawiczkach. Na zajęciach z dziećmi lepiej wogóle go nie używać. Ponadto probówka z roztworem wodnym "kreta" szybko i mocno się nagrzewa (parzy), toteż lepiej umieścić ją w statywie niż trzymać w ręku.

18. Wrzenie wody w temperaturze pokojowej

Sprzęt:

- strzykawka

- woda

- cokolwiek, służące zatkaniu otworu strzykawki

Przebieg

Zatykamy wylot strzykawki (ten w którym normalnie jest umocowana igła) i napełniamy ją wodą. dociskamy tłok do krawędzi wody, tak aby w strzykawce nie było powietrza. Dla pewności możemy wypuścić z niej trochę wody. Teraz mocno blokujemy wylot i energicznym ruchem ciągniemy za tłok strzykawki. Ujrzymy bulgocącą w wyniku wrzenia wodę!

Wyjaśnienie:

W dobrze zablokowanej strzykawce nie ma powietrza, toteż ciągnąć za tłok gwałtownie obniżamy ciśnienie w komorze strzykawki. Woda ma więcej miejsca do zajęcia, toteż poszczególne jej cząsteczki odrywają się od siebie i woda przechodzi w stan gazowy a więc paruje. Wrzenie to z kolei parowanie cieczy jej całą objętością. Zwykle widzimy jak woda wrze podgrzana do 100^oC. Przejście fazowe substancji, w tym wypadku w stan gazowy, da się jednak wywołać nie tylko poprzez zmianę temperatury, ale także przez zmianę ciśnienia (tutaj obniżenie). To dlatego woda w strzykawce wrze w temperaturze pokojowej. Z kolei gwałtownie zwiększając ciśnienie (np. pod wpływem strumienia sprężonego powietrza - niczym w dezodorancie) można spowodować przejście wody w stały stan skupienia, a więc lód.

19. "Zdjęcie na liściu" / Wpływ światła na produkcje skrobii w liściu.

Sprzęt:

- Żywe, rosnące w dobrze nasłonecznionym miejscu drzewo, o nisko położonych gałęziach

- folia aluminiowa /czarna kartka papieru

- jodyna/płyn Lugola

Przebieg:

Przed doświadczeniem musimy być pewni, że nadchodzący dzień będzie słoneczny. Wybieramy liść nieuszkodzony, w miarę gładki i dzień przez doświadczeniem otulamy go papierową torbą aby nie dochodziły do niego promienie słoneczne.

Rankiem odwijamy nasz liść, który w tym momencie nie ma w sobie zgromadzonych zapasów skrobi i umieszczamy na nim czarny pasek papieru, folii aluminiowej lub negatyw zdjęciowy i przyczepiamy klamerkami lub spinaczami biurowymi. Możemy też wyciąć jakiś wzorek w czarnym kartoniku i w ten sam sposób umieścić go na liściu.

Odczekujemy do wieczora. Przez cały ten czas liść musi pozostać na drzewie! Gdy słońce zajdzie, zrywamy nasz listek i wkładamy go kolejno:

- do miseczki z ciepłą wodą (ok 70^oC) na 1-1,5 minuty

- do miseczki z ciepłym alkoholem na 7-8 minut (liść wybieleje)

- do jodyny, do momentu aż pojawi się czarna smuga/wzorek/lub obraz (w zależności czy położyliśmy na liściu czarny pasek, kartkę z wyciętym wzorkiem czy negatyw zdjęciowy)

Następnie wypłukujemy liść w wodzie i cieszymy się uzyskanym efektem.

Wyjaśnienie

Fotosynteza to proces w którym (w dużym uproszczeniu) z wody i dwutlenku węgla przy udziale światła i wielu innych czynników chemicznych powstaje glukoza, będąca substancją odżywczą i tlen jako efekt uboczny (patrz reakcja).

CO₂+H₂O ----światło---> C₆H₁₂O₆ (glukoza) + O₂

W obszarach liścia okrytych przez nas czarnym kartonikiem lub folią (ewentualnie ciemnymi obszarami negatywu zdjęcia) nie zachodziła fotosynteza (lub zachodziła bardzo słabo), ponieważ nie dochodziło do nich światło słoneczne. Z tego powodu w komórkach znajdujących się w tych obszarach nie powstała glukoza.

Glukoza wyprodukowana w komórkach liścia, łączy się ze sobą w polimer o nazwie skrobia.

Wyparzając liść w wodzie i alkoholu, usuwamy z niego barwniki i inne substancje które mogłyby maskować efekt doświadczenia. Po umieszczeniu liścia w roztworze jodyny, możemy zauważyć, że powstające ciemne obszary, odpowiadają tym które były wystawione na światło słoneczne. To dlatego, że była produkowana w nich skrobia, która połączyła się z jodem zawartym w jodynie w specyficzne kompleksy [patrz wyjaśnienie doświadczenia 25], dając w efekcie granatowo-czarne zabarwienie. Obszary które zostały przez nas zasłonięte nie zawierają skrobi, gdyż nie zachodziła w nich fotosynteza, toteż jod nie ma się do czego w tych miejscach przyłączyć.

20. Czy w liściach kryją się inne kolory? - Chromatografia bibułowa barwników roślinnych.

Sprzęt:

- świeże, ciemno zielone liście

- liście w kolorze pomarańczowym, czerwonym, purpurowym

- moździerz

- aceton

- kapilarka

- cylinder miarowy/ wysoka zlewka lub słoik

- bibuła chromatograficzna

- szalka petriego lub inne płaskie naczynie/zakrętka jako nakrywka na cylinder miarowy/zlewkę/słoik

- ołówek

- suszarka

Przebieg:

W odległości mniej więcej 2 cm od końca bibuły rysujemy ołówkiem (nie długopisem!) cieńką linię.

Ucieramy liście w moździerzu z niewielką ilością acetonu. Pobieramy otrzymany ekstrakt za pomocą kapilarki i nanosimy na bibułkę w miejscu zaznaczonym uprzednio ołówkiem - na tzw. linii start, formując plamkę w kształcie kreski (aby zatrzymać naciągnięty roztwór w kapilarce zasłaniamy palcem jej górny wylot, natomiast aby ją opróżnić analogicznie - puszczamy). Naniesiona przez nas kreska nie może być zbyt szeroka! Wlewamy do zlewki/cylindra miarowego wcześniej wymieszane: aceton i benzynę w proporcji 3:1 na wysokość ok. 1 cm. Zakładamy pasek na brzeg naczynia, zanurzając jednocześnie jego oznaczony wcześniej koniec w acetonie. Gdy aceton dotrze po bibule na wysokość ok. 1 cm od brzegu zlewki, wyciągamy i suszymy pasek. Powinniśmy odnotować pojawienie się nowych kolorów. których wcześniej nie było.

Możemy jednocześnie przeprowadzić obok chromatografię pomarańczowych i żółtych liści dla porównania. Na bibule nie pojawi się wtedy zielony kolor.

Wyjaśnienie:

a) Metoda chromatografii bibułowej

Bibuła nasiąka rozpuszczalnikiem (acetonem), który wędruje po niej ku górze, dlatego w tym doświadczeniu jest on nazywany "fazą wędrującą". Przemieszczając się, aceton zgarnia ze sobą naniesiony przez nas ekstrakt z liści. Tu pojawia się jednak jeszcze jedna sprawa - ekstrakt składa się z różnych składników. Nie wszystkie wędrują z rozpuszczalnikiem z tą samą prędkością. Niektóre z nich są mocniej przyciągane przez powierzchnię bibuły, to też przemieszczają się dość wolno. Tak zachowuje się np. niebiesko-zielony chlorofil a (patrz poniżej), dlatego znajdziemy go niedaleko od naszej "linii start". Inne, takie jak chociażby żółte ksantofile, mają małe powinowactwo do powierzchni bibuły i wędrują wraz z czołem rozpuszczalnika do górnych warstw bibuły

b)Barwniki

W każdym zdrowym liściu, poza zielonym barwnikiem jakim jest chlorofil, występują jeszcze inne barwne związki takie jak chociażby pomarańczowe karoteny i żółte ksantofile, które możemy odnaleźć na naszej bibule. Sam chlorofil także występuje u wszystkich roślin (poza krasnorostami) w dwóch odmianach - jako chlorofil a (niebiesko-zielony) i chlorofil b (jasnozielony). Na co dzień ksantofile i karoteny są maskowane przez chlorofile, toteż pozostają dla nas niewidoczne. Sytuacja zmienia się jesienią, kiedy w liściach ustaje synteza chlorofilu. Ten który jeszcze w nich pozostał rozpada się i naszym oczom ukazuje się cała paleta pozostałych barwników. Jako że w żółtych i pomarańczowych liściach nie ma chlorofilu, nie znajdziemy go również na bibule z chromatografii tychże liści.

Oprócz karotenów i ksantofili, w liściach często występują też antocyjany, powstałe z przekształcenia cukrów zgromadzonych w liściach. Nadają one barwę czerwoną lub purpurową. Barwników tych nie wydzielimy jednak metodą naszej chromatografii bibułowej.

Uwagi:

- najlepiej jest użyć w doświadczeniu igieł Cisa pospolitego - to ciut kontrowersyjne bo ten gatunek jest akurat chroniony. Ponadto aby dobrze rozetrzeć igły, trzeba do moździerza dosypać nieco piasku,

- nie wolno ruszać cylindrem miarowym/ wysoką zlewką podczas trwania eksperymentu. Każde wahanie się płynu wewnątrz komory chromatograficznej, może zepsuć wynik eksperymentu,

- linia start musi być zaznaczona ołówkiem - jeśli użyjemy długopisu, tusz ulegnie rozdzieleniu na budujące go barwniki, tak jak nasz ekstrakt z liści i popsuje doświadczenie.

21. Giętka lub krucha kość.  

Sprzęt

- 2 kości, najlepiej z kurczaka

- ocet, lub inny kwas jeśli posiadamy

- zlewka

- ogień

- szczypce metalowe

Przebieg:

Jedną z kości umieszczamy w zlewce/słoiku z octem. Możemy zamiast octu, który jest 10% roztworem wodnym kwasu octowego, użyć silniejszego kwasu, o ile go posiadamy. Przez kilkanaście dni wymieniamy ocet w zlewce/słoiku i obserwujemy zmiany zachodzące w kości. Po ponad tygodniu z kawałkiem, kość powinna stać się giętka.

Drugą kość chwytamy w metalowe szczypce i opalamy ją dość długo i dokładnie nad ogniem, byleby jej całkiem nie zwęglić. Tak potraktowana kość staje się krucha i łamliwa.

Wyjaśnienie:

Kość potraktowana octem lub innym kwasem, zostaje wytrawiona z budujących ją substancji mineralnych (np. Ca₃(PO₄)₂ ). Substancją która pozostaje jest natomiast osseina - elastyczne białko, produkowane przez nasze komórki kostne, nadające giętkość kościom. Pozbawione minerałów, stają się elastyczne i można je wyginać.

Kość którą opalaliśmy nad płomieniem, straciła z kolei osseinę (która jak każda substancja organiczna, ulega zniszczeniu w ogniu) a pozostały w niej substancje mineralne. Pozbawiona nadającej elastyczność osseiny, kość staje się krucha i dość łatwo ją złamać.

22. Wykrywanie skrobii w produktach spożywczych.

Sprzęt:

- Jodyna lub płyn Lugola

- plaster ziemniaka

- kromka chleba

- twaróg

- jogurt naturalny

- jogurt zagęszczany skrobią (można taki spreparować celowo)

Przebieg

Nakrapiamy po kilka kropel jodyny (lub płynu Lugola) na każdy z wybranych produktów: plaster ziemniaka, kromkę chleba, twarożek oraz do obu jogurtów. W przypadku ziemniaka, chleba i jogurtu zagęszczanego skrobią, odnotujemy pojawienie się fioletowego zabarwienia. Na innych produktach - jogurcie naturalnym, niezagęszczonym i twarożku - jodyna lub płyn Lugola, pozostaną w swojej naturalnej, żółtawo-brązowej barwie.

Wyjaśnienie:

Skrobia występuje w przyrodzie w dwóch formach - alfa-amylozy i amylopektyny. Ta pierwsza tworzy helikalną strukturę w której mogą zostać zamknięte cząsteczki jodu pochodzące z płynu Lugola lub Jodyny. To właśnie kompleks jodu ze skrobią nadaje użytym próbkom żywności barwę fioletowo-granatową. Podczas gotowania struktura alfa-amylozy ulega degradacji, przez co jod zostaje uwolniony i granatowa barwa zanika.

Produkty takie jak twaróg lub jogurt naturalny nie zawierają skrobi. Czasem jednak producent jogurtów może jej używać do sztucznego zagęszczania produktu, co jest łatwo wykrywalne przy użyciu powyższego doświadczenia.

23. Izolacja DNA z pomidora w domowych warunkach.

Sprzęt:

- pomidor

- woda

- sól kuchenna

- płynu do mycia naczyń

- wywabiacz do plam (Ace)

- zmrożony alkohol etylowy 96% (spirytus retryfikowany)

- łyżka

- łyżeczka

- zakraplacz

- miarka na 20 ml, np. strzykawka

- blender

- termometr do herbaty

- zamrażarka

- filtr do kawy

- lejek

- 2 zlewki

- garnek

- probówka

Przebieg:

Do zlewki wlać 50 ml wody. Dodać łyżeczkę soli, łyżkę płynu do mycia naczyń i 3-5 kropli wywabiacza do plam. Całość wymieszać. Uważać, by nie spienić! 20 ml przygotowanego roztworu przelać do drugiej zlewki. Pomidora pokroić, rozetrzeć blenderem. 2 łyżeczki uzyskanego musu przenieść do drugiej zlewki z roztworem. Wymieszać. Mieszaninę ogrzewać przez 15 min. w łaźni wodnej o 65°C. Mieszaninę włożyć do lodu na 10 min. Mieszaninę przesączyć na filtrze do kawy w lejku do probówki. Powoli po ściance probówki wlać taką samą objętość zmrożonego alkoholu.

Powinniśmy zaobserwować delikatną smużkę/chmurkę na granicy faz roztwór/alkohol.

Wyjaśnienie:

Miksowanie tkanek (homogenizacja) jest dobrą metodą rozbijania tkanek na pojedyncze komórki. Czas miksowania jest istotny. Długotrwałe miksowanie zniszczy kwasy nukleinowe. Roztwór soli kuchennej (NaCl) z dodatkiem detergentów (płyn do mycia naczyń i wywabiacz do plam) wywołuje rozpad błon komórkowych, otoczki jądrowej, błon organelli i innych błon wewnątrzkomórkowych. Uwolniona w ten sposób zawartość komórek przedostaje się do roztworu. Wysokie stężenie soli oczyszcza kwasy nukleinowe z powiązanych z nimi białek. Inkubacja w temperaturze 65°C przyspiesza rozpad błon komórkowych oraz prowadzi do denaturacji nukleaz. Nukleazy to enzymy, a więc białka, które trawią kwasy nukleinowe (DNA i RNA). Zastosowanie filtra powoduje zatrzymanie niepotrzebnych elementów tkanek. W przefiltrowanym przesączu znajdują się duże ilości kwasów nukleinowych. Głównie DNA. Reszty kwasów nukleinowych są naładowane ujemnie, więc będą otaczane przez jony Na+. DNA wytrąca się w obecności co najmniej jednokrotnej objętości alkoholu etylowego. Niska temperatura alkoholu zwiększa wydajność wytrącania.

24. Czy w liściu jest powietrze?

Sprzęt:

- szklana butelka

- gumowy korek

- słomka

- woda

- świeżo zerwany, zdrowy, duży liść

- drucik

Przebieg:

Nalewamy wody do wysokości 3/4 butelki. Następnie w gumowy korek wbijamy drucik, tak aby po zamknięciu butelki tkwił on pod wodą. Do końca drucika przywiązujemy świeżo zerwany, zdrowy, duży liść. Jednocześnie przez korek, przekładamy też słomkę, jednak w taki sposób, aby nie wchodziła ona po zamknięciu butelki do wody. Gdy wszystko jest umocowane, szczelnie zamykamy butelkę przygotowanym korkiem. Aparatura powinna wyglądać jak na rysunku.

Teraz pochylamy się nad słomką i wciągamy powietrze z butelki. Na naszych oczach z listka zaczną wychodzić pęcherzyki powietrza.

Wyjaśnienie:

Jako, że liście stanowią dla roślin nie tylko organ służący do fotosyntezy, ale i miejsce wymiany gazowej, oczywistym jest że obecne jest w nich powietrze. Zmontowana przez nas aparatura umożliwia wyciąganie powietrza przez słomkę. W ten sposób zmniejszamy gwałtownie ciśnienie w butelce, co sprawia że powietrze zawarte w liściach zostaje z nich "wyssane", czego dowodzą wychodzące z liścia bąbelki.

Lista będzie systematycznie uzupełniana.
Opisy eksperymentów wkrótce!