大蛋殼分解

將去殼雞蛋放入不同的液體中,觀察它們如何生長和收縮

關鍵概念
化學
細胞
擴散
滲透
 
介紹
你有沒有想過將雞蛋視為一個大細胞? 當然,它是由許多許多實際的細胞組成的。但是你可以用它作為一個模型來探索不同的液體是如何透過細胞膜轉移到其他細胞的。這個過程現在正在你的身體裡以更小的規模發生!但是為了用肉眼看到它,我們可以嘗試這個宏觀活動!
 
背景
我們身體的每個細胞都被包裹在質膜中,質膜是一個由許多不同層組成的複雜邊界。它將細胞內容物與細胞外部的周圍世界分隔開來,周圍世界通常由液體組成。這些膜在維持細胞內部內容物的適當平衡(體內平衡)方面起著重要作用,透過控制什麼物質可以透過它們。質膜最重要的特性之一是其選擇性滲透性,這意味著它們允許某些物質自由透過,但限制其他物質透過。看看雞蛋如何在你可以觀察到的尺度上做到這一點!
 
材料

  • 雞蛋一枚

  • 幾個杯子或罐子——足夠大以容納一個雞蛋和足夠的液體來淹沒它

  • 白醋——足夠淹沒一個雞蛋

  • 大湯勺

  • 水——足夠淹沒一個雞蛋

  • 玉米糖漿——足夠淹沒一個雞蛋

  準備


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  • 將雞蛋放入杯子或罐子中,然後倒入足夠的白醋以完全覆蓋它。觀察雞蛋。你看到蛋殼上形成細小的氣泡嗎?

  • 蓋住雞蛋,放置 24 小時。

  步驟

  • 第二天早上,用大勺子將雞蛋從醋中撈出。蛋殼有什麼不同嗎? 有什麼不同?

  • 倒掉舊醋,用新鮮的醋覆蓋你現在軟綿綿的雞蛋。

  • 讓雞蛋再靜置 24 小時。

  • 取出你的雞蛋並再次觀察它。它又發生了變化嗎?

  • 第三天早上,用勺子舀出雞蛋,並在水龍頭下用清水沖洗。小心:因為蛋殼已經溶解,蛋膜可能是唯一將它固定在一起的東西。膜不如蛋殼耐用。雞蛋的外觀現在看起來如何?

  • 將裸蛋放入一杯水中,靜置八小時。去殼雞蛋看起來一樣嗎?它發生了什麼變化?

  • 小心地取出雞蛋,將其放入一杯玉米糖漿中,再靜置八小時。雞蛋的外觀又發生了變化嗎?如何變化?

[中斷]
觀察和結果
當您首次將雞蛋放入醋中時,當酸性醋與蛋殼中的鈣發生反應時,會產生二氧化碳。隨著雞蛋在醋中靜置,蛋殼會慢慢溶解,產生“去殼”雞蛋。到第三天,蛋殼應該完全消失,只剩下一團蛋清和蛋黃留在薄膜內。
 
去殼雞蛋是人體細胞的良好模型。蛋殼消失後,會留下白色薄膜。(實際上是兩層膜,但它們緊緊地結合在一起。)這種膜,就像人體細胞的膜一樣,是選擇性滲透的,整個雞蛋可以作為單個細胞的模型。
 
可以輕鬆透過雞蛋膜的物質將遵循擴散原理:它們將從膜濃度較高的一側移動到濃度較低的一側。這種交換將持續到膜兩側的濃度相等為止。
 
水可以自由地透過細胞膜。(水穿過膜的運動是擴散的一種特殊形式,稱為滲透)當雞蛋浸泡在溶液中時,溶液中的水濃度高於雞蛋內部的水濃度,水會從外部溶液移動,穿過膜並進入雞蛋。結果,雞蛋膨脹並變大。這就是雞蛋在水中時發生的情況。
 
然而,當雞蛋浸泡在溶液中時,溶液中的水濃度低於雞蛋內部的水濃度,水會從雞蛋中移動,穿過膜,並進入外部溶液。結果,雞蛋失去質量,最終可能看起來像一個癟了的氣球。這就是雞蛋在玉米糖漿中發生的情況。
 
我們細胞的質膜的行為很像雞蛋的質膜。水、氧氣和營養物質必須透過質膜進入我們的細胞,廢物必須排出。氧氣擴散到我們肺部的紅細胞中,它們將其輸送到我們的組織,在那裡氣體擴散到其他細胞中。胃和腸道中的水透過滲透作用進入血液。
 
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本活動由探索館合作呈現

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