حوضچه‌ی آب در سیب‌زمینی

هم‌نشینی با علم > یک تجربه > حوضچه‌ی آب در سیب‌زمینی

تاریخ انتشار: ۱۵ آذر ۱۳۹۹

problem

چرا برای پختن مربا، میوه را چند ساعت داخل شکر می‌گذاریم؟ سلول‌های ما چطور مقدار آب داخل و خارج سلول را تنظیم می‌کنند؟

تجربه‌ای ساده با یک سیب‌زمینی و مقداری نمک انجام می‌دهیم و چرایی این پدیده‌ها را آزمایش می‌کنیم.

دست به کار شوید!

۱

این وسایل را آماده کنید:

  • یک سیب‌زمینی
  • نمک

۲

سیب‌زمینی را نصف کنید و نیمی از آن را بپزید.

۳

با قاشق درون سیب‌زمینی‌ها را خالی کنید.

داخل هر دو سیب‌زمینیِ پخته و خام نمک بریزید.

۴

یک تا دو ساعت صبر کنید. چه می‌بینید؟

سیب‌زمینی خام آب از کجا آورده است؟ چرا این اتفاق در سیب‌زمینی پخته نیفتاد؟

چه می‌شود اگر همین‌ آزمایش را با میوه یا سبزی دیگری تکرار کنید، مثلاً ترب یا سیب؟

اگر به جای نمک شکر بریزیم چه می‌شود؟

یک بار هم داخل سیب‌زمینی خام چیزی نریزید، بعد از چند ساعت به آن نگاه کنید. چه می‌شود؟

چطور اتفاق افتاد؟

در طبیعت پدیده‌ای جالب وجود دارد که در این آزمایش هم اتفاق افتاد. برای آشنایی با این پدیده فرض کنید ظرفی داریم که با لایه‌ای به دو نیمه تقسیم شده است. در یک نیمه آب می‌ریزیم و در نیمه‌ی دیگر محلول آب و نمک. لایه‌ی بین این دو نیمه فقط به مولکول‌هایی مثل آب اجازه‌ی عبور می‌دهد و به نمک اجازه‌ی عبور نمی‌دهد. به این لایه، غشاء نیمه‌ تراوا می‌گویند.

 

اگر مدتی بگذرد به‌تدریج آب از لایه رد می‌شود و از ظرفی که فقط آب دارد به ظرفی که آب و نمک دارد می‌رود تا غلظت نمک در محیط آب و نمک کم شده و غلظت نمک در دو محیط به هم نزدیک شود. حرکت آب و جمع شدنش در یک طرف باعث افزایش فشار در آن طرف می‌شود. در نتیجه به‌تدریج فشار در محیط آب و نمک بیشتر می‌شود و همین باعث می‌شود این حرکت بعد از مدتی متوقف بشود. در علم به این پدیده، اُسمز می‌گویند.

 

در سیب‌زمینی هم این اتفاق افتاد. برای اینکه غلظت نمک بیرون و داخل سیب‌زمینی یکی شود، آب از بافتِ سیب‌زمینی خارج شده و وارد نمک‌ها می‌شود تا غلظت نمک در دو محیط باهم برابر شود.

جالب است بدانید…

در پخت مربا هم این اتفاق می‌افتد. وقتی میوه را چند ساعت در شکر می‌گذارید، غلظت شکر در بیرون و داخل سلول‌های میوه فرق دارد. آب از داخل سلول‌های میوه خارج می‌شود تا این غلظت برابر شود و بعد مربا را داخل همین آب میوه و شکر می‌پزید.

 

در سلول‌های زیستی هم پدیده‌ی اسمز به صورت خود به خود و بدون هیچ‌گونه صرف انرژی از خارج، اتفاق می‌افتد. یک نمونه از آن به این شکل است: در خون، داخل سلول‌ها و محیط بیرونِ سلول‌های ما یون‌هایی مثل سدیم و پتاسیم وجود دارند. این یون‌ها که الکترولیت هم نامیده می‌شوند، با آب یا غذاهایی که می‎خوریم وارد بدن ما می‌شوند. الکترولیت‌ها کارهای مختلف و مهمی در بدن انجام می‌دهند، کارهایی مثل متوازن کردن مایعات بدن، تنظیم فشار خون و کمک به فعالیت ماهیچه‌ها و عصب‎‌های بدن.

 

معمولاً غلظت یون‌هایی مثل سدیم و پتاسیم در داخل و خارج سلول‌های ما برابر است. اگر آب وارد بدن شود و غلظت یون‌های موجود در آن کم باشد، کلیه‌ها آب اضافی را از بدن خارج می‌کنند تا غلظت یون‌ها در بدن تغییر نکند و میزان آن در بیرون و درون سلول‌ها با هم برابر بماند.سرعت کار کلیه‌ها محدود است و اگر سرعت آب خوردنِ ما بیشتر از سرعت کار کلیه‌ها باشد، آبِ زیادی در بیرون سلول‌های ما جمع می‌شود و غلظت یون‌ها را در بیرون سلول کم می‌کند. در نتیجه آب وارد سلول‌ها می‌شود تا غلظت یون‌ها در درون و بیرون سلول دوباره به هم نزدیک شوند و با ورود آب، سلول‌ها ورم می‌کنند.

مطالب مرتبط