Osmose Practicum

Inleiding Osmose
Aardappelen eet iedereen wel eens. Maar over de osmotische waarde van aardappelen en de veranderingen die bij aardappelstaafje optreden als ze een tijdje in een bepaalde zoutoplossing hebben gelegen, denkt haast niemand bij na.
Osmose is een vorm van diffusie (het willekeurig bewegen van deeltjes, wat betekent dat de deeltjes zich gelijkmatig verdelen over bijv. een ruimte of vloeistof). Het gaat om het stromen van water door een semipermeabele wand, een soort filter dat wel de watermoleculen maar niet de daarin opgeloste stof(fen) doorlaat, doordat de poriën erg klein zijn.
Het kan voorkomen dat er aan de ene kant van de wand een grotere hoeveelheid oploste stof is dan aan de andere kant van de wand. Dan treedt osmose op, een netto waterverplaatsing van de oplossing met de laagste concentratie naar de oplossing met de hoogste concentratie. Hierdoor daalt de concentratie van deze laatste oplossing.

Doordat er bij de oplossing met de laagste concentratie wegstroomt, stijgt de concentratie van deze oplossing.
De concentratie aan opgeloste stoffen heet de osmotische waarde.

Belang
Door middel van osmose worden cellen voorzien van water. Osmose is een proces dat voorkomt in cellen; planten zijn er van afhankelijk voor hun stevigheid.
Zonder osmose zouden er dus geen planten kunnen groeien, waardoor geen zuurstof geproduceerd zou worden. Hierdoor zouden weer geen dieren kunnen leven.
Osmose kan tegenwoordig ook gebruikt worden voor het reinigen van zeewater tot drinkwater.
Het is dus van groot belang voor de samenleving. En toch is het vrij onbekend. Met dit proefje vergroten we onze kennis over osmose. Het practicum heeft als doel het effect van osmose te demonstreren met een simpele opstelling.

Onderzoeksvraag en hypothese
De onderzoeksvraag is: Wat is het gevolg van osmose op plantaardige cellen?
De hypothese is: Aardappels veranderen van grootte als er osmose plaatsvindt.
Verwachting: Als aardappels in een zoutoplossing worden geplaatst, treedt er osmose op, waardoor de cellen en dus het stukje aardappel zal krimpen.
Door het verschil in osmotische waarde zal er veel water door de celwand stromen en zal de turgor, de druk op de celwand afnemen. Hierna zal plasmolyse oftewel het verkleinen van de cel optreden, doordat er water de cel uit stroomt. Hierdoor zal het stukje aardappel kleiner worden.

Materiaal
-6 reageerbuizen

-6 etiketten
-1 grote aardappel
-1 bekerglas gedistilleerd water
-1 bekerglas met NaCl-oplossing van 8%
-1 reageerbuisrek
-Pipet (10 ml)
-Stift
-Mesje
-Liniaal
-Veerunster
-Ruitjespapier
-Zeef
-Naald

Methode
De proef is als volgt uitgevoerd:
-Alle buisjes werden van te voren genummerd. Op ieder buisje plakten we een etiket en schreven we met een stift het nummer, vervolgens hebben we alle buisjes in het rek gezet.
- We vulden het eerst buisje 6 met 20 ml zoutoplossing van 8%, en 4 andere met 10 ml gedestilleerd water. We namen met het pipet 10 ml uit het buisje 6, en deden dit vervolgens voorzichtig, door het pipet schuin leeg te laten lopen, in buisje 5.
- Hierna vulden we het pipet volledig met gedestilleerd water en lieten we het leeglopen in de gootsteen, zodat het buisje schoon was, en er geen resten oplossing overbleven. Hierna vulden we buisje 4 met 10 ml oplossing uit buisje 5, en maakten we het pipet weer schoon.

- Dit herhaalden we voor de opeenvolgende buisjes 3 en 2.
- Buisje 1 vulden we met gedestilleerd water.
- We sneden 6 stukjes aardappel van 7,0 x 7,0 x 40,0 mm, gemeten met de liniaal.
- In elk buisje plaatsten we de stukjes aardappel, elk met exact dezelfde afmetingen.
- Dit lieten we een dag staan.
- Na een dag haalden we een voor een de stukjes aardappel uit de reageerbuisjes door deze om te keren boven een zeef bij de gootsteen.
- Ieder stukje maten we met een liniaal en schreven de resultaten op.
- Op een stukje ruitjespaper werd een aardappelschijfje neergelegd.
- Vervolgens werd ieder aardappelschijfje met twee vingers vastgepakt, zodat het aangeraakte gedeelte precies 10,0 mm was. Op 3,0 mm afstand van het andere uiteinde, punt R, werd in het midden van het aardappelschijfje met een naald een gaatje geprikt. Hierin werd het veerunster bevestigd.
- Vervolgens trokken we met de veerunster x Newton aan de schijfjes. De uitwijking van R werd gemeten in mm.
-Alle resultaten schreven we op en met de volgende formule berekenden we de procentuele groei: l(dag1) - l(dag0) / l(dag0) x 100


Resultaten
De buisjes hadden tijdens het experiment dus concentraties zoutoplossing van:

Buis 1: 0%
Buis 2: 0.50%
Buis 3: 1%
Buis 4: 2%
Buis 5: 4%
Buis 6: 8%

Overzicht waarnemingen na een dag
-Na het verwijderen van de aardappels is er merkbaar verschil in het peil van de NaCl-oplossing. Hoewel de hoogte van het peil in de buizen 3,4 en 5 (peil X) onderling niet erg verschilt, zijn de hoogtes van buizen 1, 2 en 6 zowel onderling als in vergelijking tot peil X erg verschillend. De volgorde van laag naar hoog van de buizen is als volgt:
X, 2, 1 en als hoogste 6
-Er komen belletjes uit de aardappel, vooral buis 1

-De stukjes aardappel zijn aan één kant bruin gekleurd. Dit is bij buis 6 goed zichtbaar, buis 5 en 4 hebben deze verkleuring minder, en buis 3, 2 en 1 hebben dit nauwelijks tot niet.
- De stukjes aardappel verschillen in hardheid. Buisje 1 is hard, langzaam teruglopend tot buisje 6, waar het aardappelschijfje slap is.

Conclusie
De hypothese is juist. Door de osmose worden de aardappelschijfjes groter of kleiner.
Een verklaring voor het feit dat sommige aardappelstaafjes groter worden naarmate de oplossing minder zout bevat, is dat de oplossing dan minder deeltjes bevat en dus de osmotische waarde van de oplossing lager is dan in de cel. De cel neemt meer water op om ongeveer hetzelfde niveau te bereiken en zwelt op door wandruk. Hierdoor worden de cellen groter en neemt de lengte en de stevigheid toe. De vacuole is dan heel groot. Dit noem je turgescent.
Dat is duidelijk te zien bij buis 1,2 en buis 3. Na buis 3 is duidelijk dat deze aardappelstaafjes plasmolyse bezitten want de aardappelstaafjes worden kleiner naarmate je ze langer in de NaCl-oplossing zet.

Vragen
1. Er zijn veranderingen opgetreden in stevigheid. Deze zijn veroorzaakt door osmose en verwacht.
2. Tussen de punten met 0 en 1 procent oplossing vindt turgor plaats, deze cellen zijn opgezwollen en de aardappel is gemiddeld langer. Ongeveer vanaf het punt met 1 procent oplossing zijn de aardappels gekrompen en zijn de cellen dus verslapt. Hier vindt dus plasmolyse plaats. Bij het snijpunt van de grafiek met de x-as zou dus grensplasmolyse plaats moeten vinden.
3. Waarschijnlijk is de osmotische waarde van de aardappel rond de 1%, omdat de meeste lijnen hier de x-as raken en er 0% groei plaats zou moeten vinden. Dit betekent dat er geen groei. plaatsvindt en dus ook geen netoverplaatsing van water. De osmotische waarde is daar dus gelijk.


Foutendiscussie
Het proefje is in principe verlopen zoals bedoeld; echter ging niet alles perfect, bijv.:
-We hadden de exacte hoeveelheid vloeistof na het proefje moeten meten; dit is niet gebeurd. Hierdoor is de osmotische waarde moeilijk te schatten of te berekenen.
-Om dit te voorkomen en de osmotische waarde exacter te kunnen berekenen moet de hoogte van het peil EN de hoeveelheid vloeistof exacter gemeten worden, bijv. met een maatglas voor de inhoud en een liniaal of iets vergelijkbaars voor het peil.