Osmosi

Introduzione all’osmosi: il movimento delle molecole attraverso una membrana semipermeabile determinato da un gradiente di concentrazione, che costituisce il principio fondamentale dell’assorbimento idrico.

La scienza alla base di questo esperimento

Attrezzatura utilizzata

Sostanze chimiche e reagenti

Domande per gli studenti

Cosa aspettarsi

Il livello del liquido all’interno del tubo sale fino a un’altezza determinata, per poi fermarsi. La pressione osmotica deriva dalla naturale tendenza delle soluzioni con concentrazioni diverse a mescolarsi fino a raggiungere una concentrazione uniforme. Se due soluzioni sono separate da una membrana semipermeabile, il sistema tende a raggiungere una concentrazione costante. Le molecole d’acqua esercitano una pressione sulla membrana e sulla soluzione a concentrazione inferiore. L’essenza di un esperimento di osmosi è una membrana che separa soluzioni di concentrazioni diverse. Questa membrana deve essere selettivamente permeabile, ovvero deve essere permeabile al solvente ma impermeabile al soluto. Pertanto, il cloruro di sodio rimane all’interno del tubicino di cardo, mentre l’acqua è libera di passare in entrambe le direzioni. Una soluzione ad alta concentrazione si sposterà sempre verso una soluzione più concentrata. La membrana che state utilizzando proviene da un tubo per dialisi che blocca il passaggio delle molecole il cui peso molecolare supera i 10.000 amu. Con soli 18 amu, l’acqua non ha alcuna difficoltà ad attraversare tale membrana, ma le macromolecole come le proteine possono avere pesi molecolari che superano facilmente questo valore. (1000 amu = 1 kiloDalton o kD.). L’apparato è costruito in modo tale che, man mano che l’acqua vi si diffonde, la soluzione venga spinta verso l’alto lungo il tubo contro la forza di gravità. Poiché il soluto rimane sempre all’interno del tubo, non può mai raggiungere la concentrazione zero della soluzione di acqua pura dall’altra parte della membrana. La soluzione non salirà all’infinito. L’«energia libera di miscelazione» è controbilanciata dall’energia gravitazionale associata all’ascesa della soluzione fino a quando le due soluzioni non raggiungono l’equilibrio. Se le soluzioni sono ideali (o quasi), la pressione è data dall’espressione della pressione osmotica. La pressione misurata, in mm Hg, corrisponde ai mm di soluzione rapportati al rapporto tra le densità della soluzione e del mercurio. La densità dell’Hg è pari a 13,6 g/cc. = (n / V) RT = C RT.

Smaltimento

Smaltire i liquidi nel contenitore per i rifiuti acidi e basici.

Prova a fare questo esperimento in classe

Questo esperimento fa parte di ATP Volta, un laboratorio scientifico mobile autonomo che trasforma una normale aula in un vero e proprio laboratorio STEM, con oltre 200 esperimenti di fisica, chimica, biologia, robotica e ingegneria. Gali, il tutor basato sull’intelligenza artificiale integrato in ATP Connect, guida gli studenti in ogni fase e risponde alle loro domande direttamente al banco di lavoro.

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