Опыты без взрывов - Олег Ольгин

Теперь займитесь поливкой, и вскоре вода начнет подыматься по трубке. Если диаметр трубки не более 5 мм, то столб воды будет высоким.

Но осмотическое давление — не единственная причина, по которой вода в растениях движется снизу вверх. Среди других причин — транспирация, т. е. испарение воды листьями. Отдав питательные вещества растениям, вода через устьица листьев испаряется, а на ее место поступают новые порции воды из корней. Опыт с транспирацией прост. Поставьте в пробирку с водой срезанную веточку какого-нибудь растения, отметьте на пробирке уровень воды (хотя бы перевязав ее в этом месте цветной ниткой), и скоро вы заметите, как опускается уровень воды в пробирке. Но может быть, причина в том, что вода испаряется прямо из пробирки?

Чтобы исключить прямое испарение, налейте на поверхность воды чуть-чуть вазелинового или растительного масла: оно полностью закроет поверхность, препятствуя испарению. Однако уровень воды и в этом случае будет опускаться. Значит, вода испарялась через листья. Если у вас есть весы, то опыт с транспирацией можно ускорить и сделать более наглядным: пробирку с веткой (не забудьте о нескольких каплях масла на поверхности) поставьте на чашку весов и уравновесьте. Вскоре равновесие нарушится, и та чашка, на которой стоят пробирка, подымется вверх.

Подобные опыты можно поставить с разными растениями, с домашними цветами: скорость транспирации у них будет неодинаковой. Но попробуем немного видоизменить опыт: накроем ветку растения перевернутой стеклянной банкой. Можно даже не срезать для такого опыта ветку, а просто накрыть банкой какое-либо небольшое комнатное растение, например, молодую настурцию. Если растение полито как следует, то в замкнутом объеме атмосфера очень скоро насытится водяными парами, и вода не сможет больше испаряться из листьев. Транспирации заведомо нет, однако спустя некоторое время на листьях появляются капельки воды. Отчего? Опять стало работать осмотическое давление…

А еще вода подымается по стеблю благодаря тому, что растение пронизано тончайшими сосудами — капиллярами, по которым жидкость движется вверх тем быстрее, чем они тоньше. Если бы у вас был стеклянный капилляр диаметром 0,02 мм, то вода могла бы подняться по нему на три метра! А в растениях есть капилляры и потоньше…

В несколько стеклянных банок налейте воды и подкрасьте ее несколькими каплями чернил. Стебли или ветки разных растений срежьте острым ножом (предпочтительнее под водой) и поставьте в банки. Мало-помалу подкрашенная вода заполнит все сосуды растения, подымется по капиллярам. Обнаружить ее движение легко — изменится цвет прожилок на листьях. Если сделать на каждой ветке несколько поперечных срезов, то вы увидите, как расположены капилляры (советуем взять для этой цели лупу посильнее).

И последний опыт с растениями. Воду, подкрашенную чернилами, налейте в какой-либо широкий сосуд, например, в миску. Ветку опустите в воду и обрежьте под водой часть стебля. Через несколько минут выньте ветку и сделайте острым ножом несколько срезов. За считанные минуты (не забудьте отметить, за сколько именно) вода довольновысоко продвинется по стеблю.

Другую, точно такую же ветку обрежьте на воздухе, после чего погрузите в ту же миску и держите столько жe минут в воде. На этот раз, как показывают срезы, вода поднялась гораздо ниже!

Причина в том, что капилляры растений очень тонкие, они легко забиваются воздушными пробками — крохотными пузырьками воздуха. И тогда поступление воды к листьям прекращается. А когда стебель срезан под водой, то воздушным пробкам неоткуда взяться.

Наверное, вам теперь понятен смысл совета, который дают опытные цветоводы: если вы хотите, чтобы срезанные цветы стояли в вазе как можно дольше, обрезайте стебли не на воздухе, а под водой.

СКОЛЬКО В ЯБЛОКЕ ВИТАМИНА С?

Ответ на этот вопрос можно найти в справочнике. Но там говорится о яблоке вообще, а сколько витамина С именно в этом яблоке, которое вы собираетесь съесть?

Определение витаминов — дело сложное. Но витамин С — аскорбиновую кислоту — можно определить и в домашних условиях.

Возможно, вы решили: коль скоро витамин С — кислота, то определять его количество надо с помощью щелочи. Хорошо бы… Но в нашем случае такой анализ не годится. В плодах, кроме аскорбиновой, есть много других органических кислот: лимонная, яблочная, винная и прочие, все они вступают со щелочью в реакцию нейтрализации. Значит, щелочь не поможет.

Мы воспользуемся характерной особенностью аскорбиновой кислоты — легкостью ее окисления. Вы, конечно, знаете, что при хранении и при готовке теряется много витамина С. Связана это с тем, что молекула аскорбиновой кислоты неустойчива, она легко окисляется даже кислородом воздуха, превращаясь в другую кислоту, дегидроаскорбиновую, которая не имеет витаминных свойств. Мы же используем для анализа еще более сильный окислитель — йод.

Запасемся раствором йода известной концентрации. Для этого можно взять аптечный спиртовой раствор йода (йодную настойку) с концентрацией йода 5 %, т. е. 5 г в 100 мл. Далее приготовим раствор крахмала: разведем 1 г его в небольшом количестве холодной воды, выльем в стакан кипятка и прокипятим еще с минуту. Такой раствор пригоден для опытов в течение недели.

Теперь все готово для определения витамина. Но прежде чем приступить к анализу, потренируемся на чистой аскорбиновой кислоте.

Возьмите 0,5 г аптечной аскорбиновой кислоты (без глюкозы), растворите ее в 500 мл воды и отберите 25 мл раствора. Добавьте примерно полстакана воды — точное ее количество значения не имеет — и еще 2–3 мл раствора крахмала. Теперь осторожно, по каплям, прибавляйте из аптечной пипетки раствор йода, постоянно взбалтывая содержимое (удобнее делать это в конической колбе), Внимательно считайте капли и следите за цветом раствора. Как только йод окислит всю аскорбиновую кислоту, следующая же его капля, прореагировав с крахмалом, окрасит раствор в синий цвет. Это означает, что наша операция — титрование — закончена.

Но как узнать, сколько мы израсходовали йодной настойки? Капли — не единицы измерения… В химических лабораториях есть специальные бюретки с делениями — сразу в миллилитрах. Мы же воспользуемся другим, вполне точным, методом, хотя и более долгим. С помощью той же пипетки посчитаем, сколько капель содержится в аптечной склянке о йодом (она вмещает обычно 10 мл). Не пугайтесь — вся работа займет несколько минут. Зная объем одной капли, можно довольно точно определить объем раствора йода, израсходованного на титрование аскорбиновой кислоты. И теперь, воспользовавшись уравнением реакции (предлагаем вам написать его самостоятельно), можно проверить, сколько в таблетке было аскорбиновой кислоты. А можно решить и обратную задачу: зная количество кислоты, определить концентрацию йодной настойки — действительно ли она пятипроцентная?

Этот несложный способ анализа химики часто используют для определения йода и других окислителей. Он называется аскорбинометрией.

Теперь приступим к решению нашей основной задачи — определению количества витамина С. Концентрация раствора йода нам известна: 1 мл его 5 %-ного раствора соответствует 35 мг аскорбиновой кислоты (кстати, именно столько ее содержится в одном драже поливитаминов).

Начнем с апельсинового или лимонного сока (только что выжатого или консервированного). Отмерьте 20 мл сока и разбавьте водой до объема примерно 100 мл. Влейте немного раствора крахмала, а затем, как и раньше, добавляйте по каплям раствор йода до появления устойчивого синего окрашивания, не исчезающего в течение 10–15 с. Правда, теперь в растворе значительно меньше аскорбиновой кислоты, чем в опыте с таблеткой, и йода пойдет на титрование тоже меньше. Если содержание витамина С очень мало, может случиться так, что потребуется всего 1–2 капли йодной настойки; при этом наш анализ будет, конечно, очень приблизительным. Чтобы результат был более точным, надо либо взять очень много сока, либо разбавить йодную настойку. Химики (да и все любители вкусного сока) предпочтут второй путь. При анализе фруктовых соков удобно разбавить иод водой в 40 раз, при этом получится 0,125 %-ный раствор, 1 мл которого соответствует 0,875 мг аскорбиновой кислоты. Не забудьте только, что поверхностное натяжение воды больше, чем спирта, и, следовательно, капли воды значительно крупнее. Значит, придется заново посчитать объем одной капли.

В школьной лаборатории или в химическом кружке требуемый раствор йода можно приготовить точнее: 1 л его должен содержать 1,27 г йода. Но растворимость йода в воде при комнатной температуре очень мала (всего 0,3 г/л), поэтому в раствор придется добавить немного йодида калия или йодида натрия, в присутствии которых растворимость йода в воде сильно возрастает. Одна из этих солей непременно есть в аптечном растворе йода.