Fyzika v kuchyni – osmóza

Oblast: fyzika, přírodopis, chemie 
Téma: osmotické jevy
Doporučeno pro: 8. a 9. třídy ZŠ, odpovídající ročníky víceletých gymnázií, první ročníky SŠ

Jednoduchý pokus, který si může každý žák provést doma sám, propojuje nenásilným způsobem oblasti přírodních věd a umožní žákům pozorovat jev, který je předmětem učiva v domácím prostředí. 

Při osmóze dochází k prolínání molekul mezi roztoky s různou koncentrací, které jsou oddělené polopropustnou membránou. Polopropustná membrána je taková membrána, kterou prostupují pouze některé malé molekuly, např. rozpouštědla, jako je voda. Jinými slovy lze říci, že při osmóze dochází k vyrovnávání koncentrací dvou roztoků o nestejné koncentraci přes polopropustnou membránu. Molekuly vody putují vždy z míst s nižší koncentrací rozpuštěných látek do místa s vyšší koncentrací ve snaze o vyrovnání obou koncentrací. 

Úloha je součástí online kurzu „Proč nám chutná?“, který společně s dalšími aktivitami naleznete v nabídce Talnetu – programu pro zvídavé a nadané žáky.  

anotace pro učitele

  1. Nastudujte si průběh pokusu v instrukcích pro žáky. Jedná se o samostatnou aktivitu, kterou žáci mohou dělat bez přímého dozoru. Pokyny pro žáky níže uvedené si dle svého upravte. 
  2. Dávejte důraz zejména na dokumentační stránku pokusu, přinese vám nejlepší zpětnou vazbu o tom, jak si žáci s úlohou poradili. Při výuce na dálku nabídněte žákům více možností dokumentace pokusu – textově, video nebo audio vzkaz. 
  3. Chtějte interpretaci pozorovaných jevů. Není nutné, aby vám psali vědecké pojednání, důležité je primární pochopení jevu. Na konci aktivity jsou uvedeny popisy experimentu od studentů online kurzů Talnetu. 
  4. V přílohách také najdete pracovní list a řešení z příručky „Úlohy pro rozvoj přírodovědné gramotnosti“ (ČŠI, 2012). 

instrukce pro žáky

V pokusu, který si doma můžete zrealizovat, se stanete objevitelem speciálního fyzikálního jevu. Staňte se objeviteli a sdílejte zkušenost se spolužáky. Po skončení pokusu můžete použité suroviny použít při vaření na přípravu cuketové pochoutky. 

1. Co budete potřebovat? 

  • 1 cuketa (případně okurka) 

  • sůl – máte-li více hrubostí soli, můžete je zkusit použít a porovnat 
  • nůž 
  • kuchyňská papírová utěrka nebo ubrousek

2. Pokus

  • Z cukety ukrojte kolečka silná cca 0,5 cm a osušte je papírovou utěrkou, rozložte na talíř. Pokud použijete pouze jednu hrubost soli, stačí vám kolečka dvě. Na další hrubosti si dle libosti nakrájejte kolečka další.
  • Jedno kolečko nechte nedotčené, další kolečka posolte jednotlivými typy soli.  
  • Nechte 10 min stát.  
  • Pozorujte výsledek.

Popište průběh svého experimentu. Co jste pokusem zjistili? Co je příčinou pozorovaného jevu?  

Dobrovolný úkol pro kuchtíky – recept: 

  • Cuketu předem nezapomeňte umýt a osušit.  
  • Postupujte podle pokusu v této aktivitě a vysvětlete pozorovaný jev.  
  • Smíchejte 1 lžíci hladké mouky s 1 lžičkou koření podle chuti a domácích zásob (grilovací, steakové, provensálské...).  
  • „Mokrá“ kolečka cukety osušte papírovou utěrkou a obalte v okořeněné mouce.  

Na pánvi rozpalte 1 lžíci oleje a obalená kolečka opečte přibližně 2 min po každé straně. 

Dobrou chuť. 

obsah balíčku cvičení

zkušenosti mladých objevitelů 

Protože jsem neměla cuketu, použila jsem okurku. Jedno kolečko jsem nechala neposolené, druhé jsem posolila jemnou himálajskou solí. 

Už po několika minutách je možné pozorovat, že na nasolené okurce se vytvořily kapičky vody, které se postupně spojily, a vypadá to, jako by okurka byla politá vodou. Na nenasolené okurce se vytvořily pouze drobounké kapky vypadající jako rosa.  

Je to proto, že sodík, který sůl obsahuje, na sebe váže molekuly vody, které „vytáhne“ z okurky, a proto na jejím povrchu vidíme vodu. Určitě to znáte, třeba když si dáte slané jídlo (typicky např. špekáčky na ohni), máte potom žízeň, a to způsobuje právě výše popsaný proces. Ze stejného důvodu může být nadměrný příjem sodíku příčinou dehydratace organismu, takže i proto je nebezpečné konzumovat příliš soli.  

Jinak osmóza jako taková je proces, při kterém látky procházejí přes polopropustnou membránu – některé projdou, jiné ne. I to, že sůl vytáhne vodu z potravin, je osmóza. Toho se také využívá při konzervaci potravin – sůl či cukr vytáhnou vodu z bakterií a tím je vysuší.  

Takže to, co jsem zjistila dnešním pokusem, je, že: sůl na sebe navazuje vodu z látek, že tento proces se nazývá osmóza a že má pozitivní (konzervace potravin) i negativní (nadměrná konzumace soli → dehydratace) účinky.  

Adéla, 14 let 

Polopropustné membrány mají vlastnost, které se říká osmóza. Pokud membrána rozděluje různě koncentrované roztoky, mají tendenci koncentraci „vyrovnávat“. Začne působit takzvaný osmotický tlak. Rozpouštědlo z méně koncentrovaného roztoku začne proudit přes membránu do více koncentrovaného roztoku, skončí to až ve chvíli, když jsou oba roztoky stejně koncentrované. To znamená, že rozpouštědla (vody) je více na cuketě (v dříve více koncentrované části) a méně rozpouštědla je nakonec uvnitř cukety. 

Šimon, 12 let