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Vamos mergulhar no estudo da vida e dos organismos vivos com um novo conjunto de experiências de biologia para crianças! Tudo isto é fácil e simples de fazer em casa ou na sua sala de aula, e todos eles são líquidos ou à base de água, por isso é provável que tenha tudo o que precisa à mão para dar vida a estes projectos científicos. Estaremos explorando osmose, cromatografia, homogeneização, transpiração, ação capilar e evaporação.

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Osmose de Urso Gomoso

“Soluto” é um termo geral que se refere a uma molécula dissolvida numa solução. Em uma solução de água salgada, por exemplo, as moléculas de sal são os solutos. Quanto mais sal colocamos na solução, mais aumentamos a concentração de solutos.

A água passa de uma área com menor concentração de solutos para uma área com maior concentração de soluto. Este movimento de moléculas de água é chamado de “osmose”. A fim de examinar o processo de osmose e observar como funciona, podemos olhar para o que acontece aos ursos gomosos quando eles são deixados de molho em diferentes soluções durante a noite.

O que você vai precisar:

• Dois recipientes como taças, copos ou jarros
• Taça de medição
• Ursinhos de goma
• Sal
• Água
• Régua

Direcções

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1. Adicionar ½ taça de água a cada um dos dois recipientes vazios. Adicione 1 colher de chá de sal a um dos recipientes e mexa bem.

1. Deixe cair uma goma de urso em cada recipiente e deixe-a 8 horas ou durante a noite.

1. Observe o que aconteceu com cada goma de urso. Compare as gomas de urso entre si, e também com uma goma de urso que não foi deixada de molho durante a noite.

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O que está acontecendo?

A concentração de solutos dentro da goma de urso é maior do que a concentração de solutos em água normal. Como resultado, em nossa experiência, a água fluiu para a goma de urso causando seu inchaço, e é por isso que a goma de urso cresceu da noite para o dia.

O mesmo se aplica à goma de urso colocada na solução de água salgada. No entanto, a diferença na concentração da goma não foi tão grande, por isso menos água fluiu para a goma. Em outras palavras, foi necessária menos água para equilibrar a concentração de soluto dentro e fora da goma de urso. Assim, o urso gomoso na solução de água salgada cresceu menos do que o urso na solução de água normal.

Você pode experimentar com diferentes concentrações de soluto para ver como isso afeta o resultado. O que acontece quando se adiciona o dobro de sal à solução de água salgada durante a noite? Existe alguma quantidade de sal que possa ser adicionada para manter a goma de urso do mesmo tamanho?

Explorar a cromatografia

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Cromatografia é uma técnica usada para separar os componentes de uma mistura. A técnica utiliza duas fases – uma fase móvel e uma fase estacionária. Existem vários tipos de cromatografia, mas neste experimento, estaremos olhando a cromatografia em papel.

Cromatografia em papel, a fase estacionária é o papel filtro. A fase móvel é o solvente líquido que se move sobre o papel de filtro. Para este experimento, vamos usar tinta marcadora para examinar como a cromatografia funciona.

O que você vai precisar:

• Três recipientes transparentes como copos ou frascos de pedreiro
• Filtros de café
• Álcool de lubrificação
• Óleo vegetal
• Água
• Marcador solúvel em água, qualquer cor
• Marcador Sharpie, qualquer cor
• Régua
• Pencil

Direcções

1. Marcar um recipiente com um “A”, um segundo recipiente com um “W”, e um terceiro recipiente com um “O”.” Encha o fundo do recipiente “A” com álcool de friccionar, o recipiente “W” com água, e o recipiente “O” com óleo vegetal. Certifique-se de que o líquido em cada recipiente não sai mais do que ½ a uma polegada do fundo.

1. Retirar três filtros de café e medir a 1 polegada do fundo. Marque este ponto desenhando uma linha com o lápis. Faça um ponto nesta linha usando o marcador hidrossolúvel. Faça o mesmo com o marcador Sharpie.

1. Coloque um filtro de café em cada recipiente para que o fundo do filtro de café fique submerso no solvente, mas o solvente NÃO toque nos pontos da tinta do marcador. O solvente irá percorrer o filtro de café para cima e passar os pontos. Observe o que acontece com os pontos à medida que o solvente se move sobre eles.

O que está acontecendo?

Dissolve-se como, assim as substâncias vão interagir com os solventes que são semelhantes a ele. A tinta marcadora solúvel em água é polar, por isso irá interagir com fases polares móveis como a água e o álcool. Quando um solvente não polar como o óleo vegetal se move sobre ele, ele não irá interagir, e portanto não se moverá.

Tinta marcadora é “permanente” no sentido de que não pode ser lavada com água. Não é solúvel em água. No entanto, quando o álcool esfregaço se move sobre ela, vemos que a tinta Sharpie interage com ela. Isto é porque a tinta Sharpie contém álcoois. Seguindo o princípio de “como se dissolve”, ela interage com o álcool de friccionar.

Usando o Leite Tie-Dyed para observar a homogeneização

Moléculas numa solução tendem a agregar com outras moléculas que são carregadas de forma semelhante. As moléculas de gordura, por exemplo, irão se aglomerar junto com outras moléculas de gordura. O leite é composto por diferentes tipos de moléculas, incluindo gordura, água e proteínas. Para evitar que estas moléculas se separem completamente para formar camadas, o leite passa por um processo chamado homogeneização.

Após a homogeneização, entretanto, as moléculas de gordura flutuando livres em solução se unirão quando o leite for deixado sentado sem ser perturbado. Para visualizar este processo, e o que acontece quando essas moléculas são dispersas, podemos usar corantes alimentares e sabonete em prato.

O que você vai precisar:

• Leite gordo cheio
• Sabão para louça
• 1 tigela pequena
• Algodão para cotonetes

Direções

1. Deite um pouco de leite em uma tigela pequena. Não precisa de muito leite para isto, apenas o suficiente para encher o fundo da sua tigela. Deixe o leite assentar de modo que a superfície do leite fique imóvel antes de passar ao passo 2.

1. Adicionar uma gota de corante alimentar à superfície do leite.

Baixar um cotonete em sabonete e tocar o cotonete na superfície do leite, directamente adjacente à gota de corante alimentar. O que acontece com o corante alimentar?

O que acontece?

Você já tentou misturar óleo e água? As moléculas de gordura no óleo, tal como as do leite, são “hidrofóbicas”, ou seja, não gostam de estar perto de moléculas carregadas como a água, e farão tudo o que puderem para se manterem afastadas delas. Para conseguir isso, elas se aglomeram. Como as moléculas de gordura são menos densas que a água, os glóbulos de gordura flutuam para cima e formam uma camada acima da água. Na nossa experiência, adicionamos corantes alimentares a esta camada de glóbulos gordos.

Sabão para pratos é um detergente. As moléculas de detergente têm uma extremidade hidrofóbica e uma extremidade hidrofílica. Por causa disso, eles são capazes de formar uma ponte entre as moléculas de gordura e as moléculas de água, fazendo com que os glóbulos de gordura se partam e se dispersem. O que estamos vendo quando adicionamos o sabonete em prato é esta dispersão dos cachos de gordura, levando o corante alimentar com ele e resultando em um lindo padrão tingido de gravata. O resultado é mais dramático se você adicionar várias gotas de corante alimentar e incluir uma variedade de cores.

Fazer viajar a água através da ação capilar

Toalhas de papel são projetadas para captar rapidamente os derramamentos, absorvendo muito líquido com apenas algumas folhas. Mas o que é que as toalhas de papel têm que as torna tão absorventes? A resposta é, em parte, a acção capilar.

Nesta experiência, vamos observar como funciona a acção capilar para tornar as toalhas de papel eficientes. Usando apenas toalhas de papel e os princípios que regem a acção capilar, vamos fazer a água viajar de um recipiente para outro.

O que você vai precisar:

• 3 recipientes (copos ou frascos)
• Água
• Toalhas de papel
• Corantes de alimentos

Direcções

1. Linha os três recipientes. Encha os dois recipientes em ambas as extremidades cerca de ¾ cheio de água. Adicione várias gotas de corante alimentar a cada um dos frascos. Qualquer que seja a cor que você usar, mas o efeito funciona melhor se as duas cores se combinarem para fazer uma terceira cor. (Por exemplo – amarelo e azul fazem verde.)

1. Dobrar uma toalha de papel em 4 no sentido do comprimento. Coloque uma extremidade do papel toalha dobrado num dos recipientes cheios de água colorida (certifique-se que a extremidade está imersa na água) e deixe a outra extremidade pendurada dentro do recipiente vazio. Repita usando uma segunda toalha de papel e o restante recipiente cheio.

1. Deixe os recipientes sentarem-se durante quatro horas. Verifique após 1 hora, 2 horas, e 4 horas. O que você vê?

O que está acontecendo?

As toalhas de papel são altamente porosas. Estes poros funcionam como pequenos tubos, ou capilares, para absorver água. Duas propriedades permitem que isto aconteça. A primeira é a aderência. As moléculas de água são atraídas para as paredes dos capilares e “colam-se” a eles. Isto é realçado em nossa experiência porque as toalhas de papel são feitas de moléculas de celulose que são altamente atraentes para a água. A segunda propriedade é a coesão. As moléculas de água gostam de se colar umas às outras. Juntas, estas duas propriedades permitem que a água “viaje” ao longo da toalha de papel contra a gravidade, saindo de um recipiente e caindo no outro.

As toalhas de papel eficientes são mais porosas do que as marcas menos eficientes, dando-lhes um maior grau de absorção. Tendo isto em conta, como acha que o progresso observado em cada momento seria diferente se usasse toalhas de papel de baixa qualidade em vez de toalhas de papel altamente absorventes? Como esperaria que a cor no frasco do meio mudasse se usasse uma toalha de papel menos absorvente para fazer a água azul viajar, e uma toalha de papel mais absorvente para fazer a água amarela viajar?

Observar Xilema em Aipo

Todas as plantas precisam de água para sobreviver. Para deslocar a água do solo para cima e para os seus rebentos e folhas, as plantas desenvolveram um sistema de transporte de água. Este sistema é chamado de “xilema”. Podemos observar o movimento da água através do transporte do xilema colocando talos de aipo em água colorida. A água colorida se move através do talo e sobe até as folhas, tornando visível o caminho da água através deste sistema.

O que vai precisar:

• Um recipiente como um frasco ou vaso
• Celaria
• Coração de alimentos
• Copo de medição
• Água

Direcções

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1. Adicionar 1 copo de água ao recipiente vazio. Adicione 2 gotas de corante alimentar à água (ou quantas forem necessárias para obter a cor desejada) e mexa bem para misturar.

1. Selecione um talo de aipo que tenha folhas presas à parte superior. Corte cerca de 1 polegada do fundo do talo.

1. Coloque o talo na vertical no recipiente, certificando-se de que o fundo do talo esteja imerso na água.

1. Deixe o aipo fora durante a noite. Observe o que acontece. Tire o aipo da água e corte-o para ver melhor o caminho que a água tomou.

O que está a acontecer?

As plantas usam um sistema chamado xilema para puxar a água do chão e transportá-la através do rebento para as suas folhas. Este processo é passivo, o que significa que não requer nenhuma energia para que ocorra. É por isso que o aipo foi capaz de puxar a água para cima durante a noite. O aipo puxou água colorida pelo seu talo através do sistema de transporte do xilema. A água colorida viajou até às folhas, manchando-as.

O sistema de transporte do xilema pode ser visto mais claramente quando o aipo é cortado. A água colorida mancha as células do xilema, tornando-as visíveis.

Um fenômeno que impulsiona o fluxo de água através de uma planta é a transpiração. Transpiração é o nome dado ao processo pelo qual a água evapora das folhas de uma planta. O que você acha que aconteceria se repetissemos a experiência usando um talo de aipo cujas folhas tivessem sido cortadas? Experimente e veja!

Como fazer chover em interiores

Uma das propriedades da água é que ela pode existir em diferentes fases. Pode existir como um líquido, que é a forma com a qual estamos mais familiarizados, e também pode existir como um sólido (gelo), ou gás (vapor de água). Nesta experiência, vamos levar a água através de duas das suas fases – líquido e gás. Vamos observar como a temperatura faz a água passar de uma fase para outra. Isto nos permitirá ter uma idéia melhor do que acontece com a água na natureza, e o papel que a temperatura desempenha no ciclo da água.

O que você vai precisar:

• Boião grande como um pote
• Uma placa de cerâmica
• Água
• Ice

Direções

1. Aqueça aproximadamente oito xícaras de água para apenas fumegar. Isto pode ser feito no fogão ou no microondas, mas um fogão dará mais controle sobre o processo de aquecimento.
2. Derrame a água para dentro do frasco até que esteja completamente cheio e deixe o frasco sentar por cinco minutos. Isto irá aquecer o frasco para a experiência. Após cinco minutos, descarte a água.
3. Adicione água aquecida o suficiente para encher o pote aproximadamente até a metade. Cubra a abertura do jarro com a placa, certificando-se de que nenhum vapor possa escapar. Deixe o jarro sentar-se durante 3 minutos. Observe o que acontece com a água do jarro. Observe quaisquer alterações que você veja.
4. Após 3 minutos, coloque gelo suficiente em cima do prato para cobrir sua superfície. Observe o que acontece com o jarro.

O que acontece?

O ciclo da água é responsável pela produção de chuva. A água líquida evapora, enviando vapor de água para a atmosfera. Quando o vapor de água chega ao ar mais frio na atmosfera superior, condensa-se de volta em gotículas de água, formando nuvens. Se demasiada água condensa, ou se a temperatura se torna mais fria, a água condensada cairá de volta à terra sob a forma de chuva.

Nesta experiência, nós replicamos estas condições para produzir “chuva”. Primeiro, deixamos a água aquecida formar vapor de água dentro do frasco. O vapor de água preencheu o espaço entre a superfície da água e a placa. Depois adicionamos gelo ao prato, iniciando uma rápida queda de temperatura. A temperatura mais baixa fez com que o vapor de água se condensasse. Isto era visível como gotas de água que escorriam pelos lados do jarro. É assim que a chuva acontece. Fizemos chover dentro do nosso jarro!

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