Загальна інформація
Опис
Експериментальна установка
Використаний тут сегментний пристрій (камера для демонстрації та спостереження осмотичних процесів) можна з успіхом використовувати не тільки для експериментів з осмосу, а й для експериментів з інших тем навчальної програми (наприклад, з електрохімії).
В експериментах з осмосу такий пристрій дає змогу подвоїти ефективну площу мембрани і тим самим прискорити осмотичний процес, що є великою перевагою не тільки для практичних експериментів, а й для швидкої демонстрації.
Додаткова інформація (1/4)
Додаткова інформація (1/2)
Попередні знання
Школярі та студенти мали заздалегідь ознайомитися з принципом осмосу та вивчити відповідну літературу.
Принцип
Принцип осмосу ілюструється на прикладі різних концентрованих розчинів.
Додаткова інформація (2/4)
Додаткова інформація (2/2)
Мета навчання
Учні та студенти мають з'ясувати, що більш концентрований розчин буде швидше підніматися в капілярах, ніж менш концентрований.
Завдання
Учні та студенти мають порівняти різні концентровані розчини за їхньою капілярною дією.
Система підходить як для якісних, так і для кількісних вимірювань.
Інструкції з техніки безпеки
- Одягніть рукавички та захисні окуляри.
- До цього експерименту застосовуються загальні інструкції щодо безпечного проведення експериментів під час викладання природничих наук.
- Зберіть розчини, що містять іони важких металів, у контейнер для розчинів солей важких металів. У цей контейнер також збираються тверді залишки, що містять важкі метали або їхні іони.
Правила роботи з небезпечними речовинами наведено у відповідних паспортах безпеки!
Теорія
Під час осмосу два розчини різної концентрації "стикаються" (взаємодіють) один з одним, наприклад, 2% фізіологічний розчин з одного боку і 15% фізіологічний розчин з іншого. Ці два розчини розділені напівпроникною мембраною.
Процес, який називається осмосом, полягає в дифузії води (або іншого розчинника) через цю мембрану за градієнтом концентрації, поки не буде досягнута однакова концентрація по обидва боки.
Обладнання
| Позиція | Матеріал | Пункт №. | Кількість |
|---|---|---|---|
| 1 | Підставка для фільтрів на 2 воронки | 33401-88 | 1 |
| 2 | Штативний стрижень, нерж. ст., l=600 мм, d = 10 мм | 02037-00 | 2 |
| 3 | Штативний стрижень, нерж. ст., l=750 мм | 02033-00 | 1 |
| 4 | Прямокутний затискач | 37697-00 | 2 |
| 5 | Камера для демонстрації та спостереження осмотичних процесів | 35821-00 | 1 |
| 6 | Допоміжна камера для осмосу/електрохімії | 35821-10 | 5 |
| 7 | Капіляр. трубка, внутр. d=1,5 мм, l=450 мм | 05939-00 | 7 |
| 8 | Тримач для скляної трубки | 05961-00 | 7 |
| 9 | Шкала, l=350 мм | 64840-00 | 7 |
| 10 | Мензурка, висока, 250 мл | 46027-00 | 1 |
| 11 | Ложка-шпатель, сталь, l = 150 мм | 33398-00 | 1 |
| 12 | Промивалка, пластмаса, 500 мл | 33931-00 | 1 |
| 13 | Скляний стрижень, l=300 мм | 40485-05 | 3 |
| 14 | Воронка, скло, верхній діам. 50 мм | 34457-00 | 1 |
| 15 | Ножиці лабораторні, прямі, l=180 мм | 64798-00 | 1 |
| 16 | Целофан, 300x200 мм, 10 листів | 32987-00 | 1 |
| 17 | Прецизійні ваги, Sartorius, 620 г : 1 мг | 49311-99 | 1 |
| 18 | Купрум (ІІ) сульфат-5-гідрат | 30126-25 | 1 |
| 19 | Вода дистильована | 31246-81 | 1 |
| 20 | D(+)-глюкоза, 250 г | 30237-25 | 1 |
Підготовка та виконання роботи
Підготовка - частина 1
Підготовка (1/2)
Схема експериментальної установки
- Зберіть експериментальну установку для вивчення осмосу (з 7 камерами).
- Ця установка дає змогу досліджувати як основну функцію осмосу, так і залежність осмотичного тиску від концентрації розчину.
- Виріжте з целофану мембрани. По діаметру має вийти коло діаметром 52 мм (зробіть шаблон).
- Помістіть їх у дистильовану воду на кілька хвилин для набухання.
- Встановіть цю напівпроникну мембрану між кільцями ущільнювачів.
Підготовка - частина 2
Підготовка (2/2)
- Щоб розмістити мембрани в установку, помістіть одну мембрану без згинів між 2 кільцями ущільнювачів і, з їхньою допомогою, розмістіть її на фланець одного сегмента, що утримується горизонтально.
- Потім покладіть зверху наступний сегмент із відповідним фланцем і щільно прикрутіть обидва сегменти до тримача фланця.
- Муфти скляних трубок із кришками, що загвинчуються, мають бути завжди спрямовані в один бік.
- Прикріпіть цю установку до тримача штатива, як показано на рисунку праворуч.
Виконання роботи - Частина 3
Виконання роботи
- Заповніть сегменти 2, 3 і 4, 5 до країв скляних носиків 10% і 15% розчином сульфату міді (мідного купоросу) (або розчином цукру відповідної концентрації). Важливо, щоб це був перший крок, оскільки він забезпечує правильний натяг мембран.
- Перевірте герметичність мембран. Рідина не повинна потрапляти в сусідню камеру.
- Налийте дистильовану воду в решту камер до країв скляних трубок.
- Одягніть гвинтові кришки з кільцями ущільнювачів і вставте капіляри в кільця ущільнювачів. Їх слід втиснути так, щоб рідина у всіх капілярах піднялася до 100 мм.
- Відзначте рівні рідини на шкалі з тильного боку капілярів.
- Запишіть показання та проаналізуйте свої спостереження.
Протокол
Завдання 1
Вставте слова в тексті Під час осмосу два розчини з ____ концентрацією стикаються один з одним. Ці два розчини розділені ____ ____. Процес, який називається ____, полягає в ____ води (або іншого розчинника) через цю мембрану за ____, поки по обидва боки не буде досягнута однакова концентрація.
Завдання 2
Питання
Завдання 3
Питання