Jajko zanurzone w occie traci skorupkę i staje się gumową kulą. Włożone do gęstego syropu kurczy się. W czystej wodzie rośnie. To osmoza – siła, która kieruje każdą żywą komórką.

Co nam będzie potrzebne?

Jak wykonać doświadczenie?

Etap 1 – usunięcie skorupki (2–3 dni): Włóż jajko do słoika i zalej octem tak, żeby było całkowicie zanurzone. Zamknij słoik. Natychmiast zobaczysz bąbelki CO₂ na skorupce – kwas octowy reaguje z węglanem wapnia ze skorupki. Po 24 godzinach zmień ocet na świeży i odczekaj kolejną dobę. Po 2–3 dniach skorupka jest całkowicie rozpuszczona – zostaje tylko cienka błona (błona jajkowa). Ostrożnie wyjmij jajko i delikatnie opłucz wodą. Jajko jest giętkie jak gumowa piłka i półprzezroczyste.

Zważ jajko (opcjonalnie) i zapisz wynik.

Etap 2 – osmoza z syropem (24 h): Zanurz gumowe jajko w gęstym syropie cukrowym. Po dobie wyjmij i porównaj rozmiar i wagę z poprzednim. Jajko będzie wyraźnie mniejsze i bardziej pomarszczone – straciło wodę.

Etap 3 – osmoza z wodą (24 h): Zanurz teraz to samo jajko w czystej wodzie destylowanej. Po dobie wyjmij. Jajko wyraźnie wzrosło – nabrało wody i jest bardziej napięte. Możesz porównać wagę ze wszystkimi poprzednimi etapami.

Wyjaśnienie naukowe

Błona jajkowa, która zostaje po usunięciu skorupki, jest półprzepuszczalna – przepuszcza cząsteczki wody (małe), ale nie przepuszcza dużych cząsteczek cukru. To ta sama właściwość, którą mają błony wszystkich żywych komórek.

Osmoza to ruch wody przez błonę półprzepuszczalną z miejsca o niższym stężeniu substancji rozpuszczonej (bardziej “rozcieńczonego”) do miejsca o wyższym stężeniu. Woda “stara się” wyrównać stężenia po obu stronach błony.

Wnętrze jajka zawiera białko i inne substancje – jest bardziej stężone niż czysta woda. Dlatego gdy jajko jest zanurzone w wodzie, woda “wchodzi” do środka przez błonę, żeby rozcieńczyć wnętrze jajka. Jajko pęcznieje.

Gdy jajko jest zanurzone w gęstym syropie, syrop jest bardziej stężony niż wnętrze jajka. Teraz woda “ucieka” z wnętrza jajka na zewnątrz, do syropu. Jajko traci wodę i kurczy się.

Osmoza rządzi każdą żywą komórką. Rośliny nabierają turgoru (twardości) dzięki osmozie – woda wchodzi do komórek roślinnych, które napierają na ściany komórkowe. Czerwone krwinki umieszczone w hipertonicznym roztworze soli kurczą się i marszczą (plazmoliza). W hipotonicznym roztworze mogą pęcznieć aż do pęknięcia.

Usunięcie skorupki octem to reakcja chemiczna: kwas octowy (CH₃COOH) reaguje z węglanem wapnia (CaCO₃): CaCO₃ + 2 CH₃COOH → Ca(CH₃COO)₂ + H₂O + CO₂↑

Bąbelki CO₂ są widocznym dowodem tej reakcji.

Warianty

Pomiar ilościowy – zważ jajko po każdym etapie i narysuj wykres: masa vs. środowisko. Zaobserwujesz, że woda destylowana daje wzrost masy, a syrop – spadek. Oblicz procent zmiany masy w każdym etapie.

Różne stężenia syropu – przygotuj trzy syropy o różnym stężeniu (1 łyżka cukru/100 ml, 5 łyżek/100 ml, 15 łyżek/100 ml). Zanurz osobne jajka w każdym. Porównaj, jak bardzo każde skurczyło się po dobie. Wyższe stężenie = silniejsza osmoza = większy skurcz.

Zabarwione jajko – gdy jajko jest już bez skorupki, zanurz je w wodzie z bardzo intensywnym barwnikiem spożywczym. Po kilku godzinach przekrój jajko – zobaczysz zabarwioną warstwę przy błonie. Barwnik wszedł do środka razem z wodą, ale jego cząsteczki są za duże, żeby swobodnie dyfundować w głąb.

Często zadawane pytania

Dlaczego jajko staje się miękkie i giętkie po usunięciu skorupki? Skorupka jest zbudowana z twardego węglanu wapnia – nadaje jej sztywność. Pod nią leży elastyczna błona jajkowa zbudowana z włókien białkowych. Gdy ocet rozpuszcza skorupkę, zostaje tylko ta błona – giętka i wytrzymała, ale bez sztywności minerału.

Czy osmoza zachodzi też u człowieka? Nieustannie. Nasze nerki regulują stężenie krwi, żeby komórki krwi nie kurczyły się ani nie pęczniały. Dlatego dożylne kroplówki muszą mieć dokładnie takie samo stężenie soli jak krew (0,9% NaCl – tzw. sól fizjologiczna). Słodsza lub bardziej słona kroplówka spowodowałaby uszkodzenie czerwonych krwinek przez osmozę.

Dlaczego do osmozozy używamy wody destylowanej, a nie z kranu? Woda z kranu zawiera minerały i chlor, które mogą zaburzać wyniki i wpływać na błonę jajkową. Woda destylowana jest czystym rozpuszczalnikiem bez soli – zapewnia czyste warunki dla osmozowania, gdzie jedyną różnicą stężeń jest zawartość substancji w jajku vs. czysta woda na zewnątrz.