ÓSMOSIS
INTRODUCCIÓN
Uno
de los fenómenos más comunes en el universo es la difusión, que por
definición es el flujo de materia o energía de una zona con mayor
concentración a una con menor concentración.
La difusión al ser
un fenómeno natural puede adoptar varias formas tales como difusión
calorífica (energética), osmosis y diálisis (en la materia). Siempre que
tengan un gradiente de concentración con relación al medio que les
rodea.
Las soluciones
presentan el fenómeno de la osmosis cuando se separan mediante una
membrana semipermeable (que permite el paso del disolvente, pero no
así del soluto), y cuyas concentraciones son distintas. En éstas
condiciones se observa que el disolvente tiene tendencia a atravesar la
membrana en el sentido de la disolución cuya concentración es más
elevada, lo que tiene como consecuencia un aumento de la cantidad de
disolvente en la parte que contiene la disolución más concentrada y una
disminución de la cantidad de éste en el lado en que se encuentra la
disolución cuya concentración es menor. De tal forma que cuando el
volumen de la solución más diluida disminuye, el volumen de la solución
más concentrada aumenta. El efecto continúa hasta que la presión
hidrostática consigue equilibrar dicha tendencia. Por lo tanto, se dice
que la solución más diluida ejerce una presión a la que se da el nombre
de presión osmótica. Este equilibrio entre la presión hidrostática y la
presión osmótica permite determinar la magnitud de ésta a partir de la
medición de altura que alcanza el disolvente.
El proceso
osmótico depende de varios factores que determinan su eficacia; los dos
principales son la solubilidad del soluto en el disolvente, y la
naturaleza de la membrana a utilizar.
A su vez, la
solubilidad se encuentra determinada por los enlaces químicos que cada
componente en la disolución presenta, la entalpía y la entropía de los
factores y los cambios estructurales que presenten los iones con que se
esté trabajando. Por ello, antes de preparar la disolución deben
conocerse la solubilidad del soluto, tener en cuenta que la solubilidad
aumenta con la temperatura, que algunas sustancias absorben o desprenden
energía en forma de calor al ser disueltas y que cuando se mezcla un
soluto con el solvente puede ocurrir una concentración o aumento del
volumen.
En tanto que las
membranas a utilizar, son más permeables con las soluciones que tengan
orígenes parecidos, así una membrana animal tendrá preferencia por una
solución de lípidos, mientras que una membrana de origen vegetal
facilitará la acción de una solución de naturaleza glúcida.
OBJETIVO
El objetivo principal que se pretende lograr en éste
experimento es que el alumno observe el fenómeno de la difusión.
Para ello se introducirá al alumno en el manejo del
método científico experimental, determinando para ello las etapas del
mismo, y por tanto dando inicio a la aplicación de dicho método, propiciando
así la elaboración de pequeños proyectos experimentales.
JUSTIFICACIÓN
Este proyecto experimental tiene como finalidad que el
alumno aplique los conocimientos adquiridos en la parte teórica del
curso, en lo referente a las etapas del método científico.
Particularmente en la etapa de la observación. Para lo cual se induce al
alumno a realizar mediciones que le permitan apreciar o distinguir
cambios significativos en un proceso físico. Así mismo estudiar el
concepto de concentración dando inicio al estudio de algunos tópicos de
interés para la química.
PROYECTO EXPERIMENTAL
Observación del efecto del cambio de la concentración
de una solución, y/o del efecto del cambio de la superficie de una
membrana en el fenómeno
de la ósmosis.
DISEÑO EXPERIMENTAL
MATERIALES REACTIVOS
Un vaso de
precipitados 300 mL. |
Agua destilada |
Una probeta de
250 mL |
Solución 0.1 M de
glucosa. |
Una cinta
métrica. |
Solución 0.3 M de
glucosa. |
Una balanza
analítica. |
Solución 0.5 M de
glucosa. |
Huevos |
Solución al 15%
de ácido acético. |
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METODOLOGÍA: Para
la observación del efecto del
en
el fenómeno de la ósmosis.
El material debe estar limpio y seco.
Actividades a desarrollar por
el alumno: Preparar una solución al 15 % de
ácido acético.
Tomar las mediciones de la circunferencia longitudinal
y transversal de varios huevos, así como su masa. Sumergir
éstos en la solución previamente preparada y dejar reposar durante la
noche para que reaccione el carbonato del cascarón de los mismos.
Al día siguiente enjuagar perfectamente los huevos,
realizar mediciones de la circunferencia (longitudinal, transversal y
masa, así como del volumen final del fluido en el vaso.
Terminado lo anterior, se introducen los mismos huevos
en las diferentes soluciones de glucosa. Se dejan reposar durante
toda la noche, al día siguiente se realizan las mediciones de
circunferencias, masa y volumen final del fluido en el vaso.
Se repiten las actividades anteriores para otras
soluciones, si así se propone, y se determinan los datos experimentales.
Anotar en una tabla los resultados del
experimento.
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Masa del
huevo |
Circunferencia Longitudinal |
Circunferencia Transversal |
Volumen del
Fluido Inicial |
Volumen del Fluido Final |
Ácido Acético
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Glucosa en sus
diferentes concentraciones |
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Agua Destilada
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Otras soluciones |
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METODOLOGÍA: Para
la observación del efecto del
en el fenómeno de la
ósmosis.
El material debe estar limpio y seco.
Actividades a desarrollar por
el alumno: Preparar una solución al 15 % de
ácido acético. Sumergir en esta solución
varios huevos en diferentes vasos, cada uno con diferente nivel de la
solución, de tal manera que al reaccionar el ácido acético con el
carbonato de sodio de los cascarones éste genere diferentes áreas de
membrana. Dejar por una noche que el ácido reaccione con el carbonato de
los cascarones.
Enjuagar al día siguiente los huevos, y medir las
diferentes áreas de membrana.
Por el extremo opuesto de cada huevo realizar una
perforación de manera muy cuidadosa e introducir un pequeño tubo de
vidrio, procurando sellar las uniones y proceder a observar la difusión,
colocando los huevos en una solución de concentración conocida.
Anotar en una tabla los resultados del
experimento.
Evitar que la concentración de las soluciones sean
demasiado altas
1.- En caso de que esto
ocurra, el alumno debe explicar que sucede en este caso y por qué.
Los experimentos no requieren de material o equipo
sofisticado. Es muy importante que la reacción del carbonato del
cascarón de los huevos con el ácido acético, se lleve a cabo de manera
completa para dejar completamente libre la membrana.
REFERENCIAS
"Referencias
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Bibliografía básica:
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-
Claude A. Ville, Biología,
7ª edición, Editorial
Interamericana, México 1985.
-
R. H. Petrucci, Química General, Fondo Educativo
Interamericano, EUA, 1977.
-
Samuel H. Maron y Carl F. Prutton, Fundamentos de Fisicoquímica,
Décima edición, editorial Limusa, México 1979.
-
Vázquez, G. F. y Gil F. E. “Concentración de soluciones.
Molaridad, normalidad y molalidad”, A. G. T. Editor, México, 1992,
pp. 39.
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Bibliografía
:
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-
Crank
J. “The mathematics of diffusion”, second edition, Oxford
science publications, New York, pp 5., 2000
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Web Bibliografía básica:
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