Дехидратиращ научен проект от Science Buddies

краставица

"data-newsletterpromo_article-image =" https://static.sciachingamerican.com/sciam/cache/file/CF54EB21-65FD-4978-9EEF80245C772996_source.jpg "data-newsletterpromo_article-button-text =" Регистрация "data-newsletterpromo_art button-link = "https://www.sciachingamerican.com/page/newsletter-sign-up/?origincode=2018_sciam_ArticlePromo_NewsletterSignUp" name = "articleBody" itemprop = "articleBody">

Основни понятия
Материалознание
Наука за храната
Химия
Водна абсорбция

Въведение
Случвало ли ви се е да се намокри електронна джаджа и тя да е спряла да работи? Би било чудесно, ако можете по някакъв начин да го изсушите, преди да се повредят вътрешните части, нали? Всъщност има някои вещества, които могат да абсорбират вода от заобикалящата ги среда. Може да сте забелязали, когато купувате нови обувки, електроника или говеждо месо, че често има малка опаковка с предупреждението: „силикагел, не яжте“. Тази малка торбичка с гел предпазва продукта от леки повреди от водата, например когато е много влажен. Представете си, че вашият дрип е изцяло влажен и лигав - той няма да има текстурата, която очаквате!

В това забавно занимание ще използвате краставица, за да изследвате как различните вещества могат да абсорбират вода от средата си. Може да се изненадате как ще се промени краставицата при излагане на сол, захар или бакпулвер. И ще откриете как бихте могли да спасите електронна притурка следващия път, когато се намокри!

Заден план
Някои материали или вещества могат да привлекат вода от заобикалящата я среда - те се наричат ​​хигроскопични. Водните молекули, които те абсорбират, могат или да попаднат в порите на материала, слабо свързани с молекули на веществото, или да образуват „кристална вода“, която е вода, която се появява в кристалната структура на съединения като сол. Някои съединения дори абсорбират толкова много вода, че се разтварят в течен разтвор. Тези материали се наричат ​​разпръскващи.

Но за какво е полезно всичко това? Всъщност хигроскопичните материали са навсякъде около вас. Някои често срещани включват дърво, глина и вълна. Тъй като хигроскопичните вещества вършат толкова добра работа, като абсорбират вода, те често се използват като сушители или сушители, като малките опаковки от силикагел. Те са полезни, когато искате да запазите продукта много сух. За да определят колко хигроскопичен е материалът, учените измерват колко вода абсорбира в зависимост от относителната влажност на околната среда. И сега можете да тествате някои от тези впечатляващи материали у дома. Нека да започнем и да проучим какви вещества във вашата кухня могат да абсорбират вода от заобикалящата ги среда.

Материали

  • Краставица
  • Захар
  • Бакпулвер
  • Сол
  • Кухненска везна (по избор)
  • Нож (и помощ за възрастни при използването му)
  • Четири малки чинии
  • Чаена лъжичка
  • Гледайте или часовник
  • Плоско работно пространство, достатъчно голямо, за да настроите всичките си материали

Подготовка

  • Вземете небелената краставица и с помощта на възрастен отрежете четири еднакви парчета с нож. Резените трябва да са с дебелина около 0,5 сантиметра. Как изглежда парче краставица? Много ли е мокро? Какво е усещането, когато го докоснете? Чувства ли се свеж, твърд или мек? Когато го вземете, запазва ли твърдостта си?
  • Ако имате кухненска везна, можете да претеглите всяка от филийките краставица и да запишете теглото на всяка филийка.
  • Поставете всеки резен в различна чиния; всеки парче вече ще получи различно третиране.

Процедура


Наблюдения и резултати
Наблюдавахте ли как краставиците се свиват? Прясната краставица трябваше да остане много свежа и влажна през 30-те минути, през които сте я наблюдавали. Това е така, защото 96 процента от краставицата всъщност е вода. За филийките със сол, захар или бакпулвер отгоре трябва да сте забелязали, че с течение на времето веществата са се намокрили и са попили водата от краставицата. Вероятно е трябвало да обменяте солта най-често по време на дейността. След 30 минути експерименталните филийки краставица трябва да са отслабнали и резените може да са станали по-тънки и много по-фини в сравнение с контролния резен. Някои от тези резени може да са започнали дори да изглеждат по-малки.

Всъщност има няколко причини краставицата да се свие. Едното е хигроскопичното свойство на веществата, които сте тествали. Солта има силна способност да абсорбира вода от околностите. Над относителната влажност на въздуха от около 75 процента солта дори ще стане деликестираща, което означава, че поема толкова много вода, че се превръща в разтвор. Захарта също е хигроскопична; той образува слаби връзки с водните молекули в околността. Всъщност това свойство е много полезно при печене на сладкиши и бисквитки. Забелязвали ли сте някога, че хрупкава бисквитка става дъвчаща, след като е оставена за известно време? Това е така, защото захарта абсорбира вода от въздуха, което прави бисквитката влажна. Въпреки че содата за хляб е по-малко хигроскопична, парчето краставица със сода върху нея може все още да е отслабнало, което означава, че бакпулверът може да абсорбира малко вода от краставицата.

Освен хигроскопията, осмозата също допринася за наблюдаваните загуби на вода в краставицата. Водата вътре в краставицата не съдържа много сол или захар, но водата върху филийката ще има висока концентрация на сол или захар. За да компенсира този дисбаланс, водата вътре в клетките на краставицата започва да се движи през клетъчните мембрани във високите концентрации на солена или захарна вода отгоре; този процес се нарича осмоза. Това е и причината, поради която сте толкова жадни, след като ядете много солена и сладка храна. Високото количество сол или захар в храната „изтегля“ водата в клетките ви, което води до мозъка, който ви казва да пиете повече вода.

Сега се връщаме към началото: Как може хигроскопията да помогне на вашата електронна джаджа? Следващия път, когато дадено устройство се намокри, след като го изключите и изсушите отвън, опитайте да го поставите в херметична чанта и добавете много хигроскопично вещество. Хигроскопичната сила на пълните със сол торбички за чай или онези малки пакети със силикагел може просто да свършат работа, за да я изсушат и да заработят отново.

Почисти
Ако компостирате, можете да компостирате резените си краставици. В противен случай филийките краставица, солта, захарта и бакпулвера могат да бъдат изхвърлени в кошчето.

Тази дейност ви донесе в партньорство с Science Buddies