Esperimenti di diffusione, osmosi e plasmolisi: un'analisi dettagliata

In questo appunto viene descritto un esperimento di chimica focalizzato su questi aspetti principali: diffusione semplice, osmosi e plasmolisi. Si prende in considerazione il procedimento dell'esperimento, i principali richiami teorici, con le dovute conclusioni finali all'esperimento.

Diffusione semplice del colorante

Osserviamo lo svolgersi dell’esperienza suddividendola in tre parti.

Scopo dell’esperienza: osservare in che modo il colorante si diffonde nella vaschetta di acqua mediante il fenomeno di diffusione semplice.

1. Vaschetta di vetro.
2. Acqua.
3. Colorante blu di metilene.

Riempiamo una vaschetta trasparente con acqua. Preleviamo con il contagocce il blu di metilene, e lasciamo cadere qualche goccia solamente in un lato della vaschetta contenente acqua.

Osserviamo che il colore si sposta dalla parte in cui è più concentrato verso quella dov’è meno concentrato, ovvero seguendo il proprio gradiente di concentrazione: in circa un’ora otteniamo una stessa concentrazione di colorante per tutta l’acqua della vaschetta, e quindi un colore azzurro.

Questo avviene senza aiuti dall’esterno che possano in alcun modo facilitare la diffusione.

L’acqua, ovvero il solvente,penetra nelle cellule per diffusione semplice: abbiamo così la diffusione passiva del blu di metilene nell’acqua.

• Blu di metilene, il colorante blu che è spesso utilizzato in esperimenti di questo genere.
• La permeabilità selettiva della membrana, dovuta alla disposizione del doppio strato fosfolipidico, permette ad alcune sostanze di entrare autonomamente mentre altre necessitano di proteine di trasporto per poter entrare ed uscire dalla cellula.
• La diffusione, ossia il fenomeno in cui le particelle tendono a distribuirsi nello spazio a disposizione in modo uniforme da zone di maggiore verso zone di minor concentrazione.
• Il colorante si diffonde in base al suo gradiente di concentrazione.
• Il trasporto passivo: le molecole si muovono liberamente senza che la cellula compia alcun lavoro.

Con un semplice ma efficace esperimento è evidente come la diffusione semplice permette al colorante di muoversi e spostarsi nell’acqua fino a rendere quest’ultima di un colore azzurro.

Scopo dell’esperienza:

• Capsula di Petri (in vetro).
• Acqua.
• Sale (cloruro di sodio, NaCl).
• Sezione di patata.

Che cos'è l'osmosi nella patata?

Quindi creiamo una cavità su una sezione di patata, prendiamo qualche granello di sale grosso e poniamolo nella cavità appena fatta. Successivamente appoggiamo la patata nella capsula di Petri, e riempiamo quest’ultima circa fino a metà con acqua.

La zona con il sale sarà la zona ipertonica, ossia la zona a maggior concentrazione di soluto, mentre la zona con l’acqua sarà ipotonica, ovvero a minor concentrazione.

Vedremo in poco tempo come l’acqua passa attraverso la patata, riempie la cavità con il sale che si scioglie: questo avviene per il fenomeno dell’osmosi, in quanto si cerca una situazione di equilibrio e stabilità di concentrazione. Quando hanno raggiunto questa condizione le soluzioni diventano isotoniche.

• Solvente e soluto: l’agente che scioglie è il solvente, la sostanza che viene sciolta il soluto. Se il solvente è l’acqua si parla di soluzione acquosa.
• Situazione ipertonica: ha una maggior concentrazione di soluto. Situazione ipotonica: ha una minor concentrazione di soluto.
• Situazione isotonica: ha uguale concentrazione di soluto.
• Permeabilità selettiva (vedi richiamo precedente).

Anche questo semplice esperimento ci ha permesso di vedere in prima persona il fenomeno dell’osmosi, vedendo l’acqua salire e sciogliere il sale, così da raggiungere l’equilibrio di soluto cercato.

Scopo dell’esperienza: Materiale relativo alla plasmolisi:

• Microscopio ottico.
• Vetrino portaoggetti.
• Vetrino copri-oggetti.
• Acqua.
• Cloruro di sodio diluito.
• Pezzetto di foglia di radicchio rosso.

Plasmolisi nel radicchio rosso

Asportiamo un frammento di foglia di radicchio rosso: questo servirà per vedere la reazione della cellula animale in un ambiente ipertonico, ovvero il verificarsi del fenomeno chiamato plasmolisi.

Poniamo il frammento sul vetrino porta-oggetti, vi appoggiamo sopra il vetrino copri-oggetti e iniziamo l’osservazione per mezzo del microscopio ottico.

Osserviamo a condizione normale con il microscopio ottico la sezione di radicchio rosso, prima con l’ingrandimento minore 4X, successivamente aumentiamo l’ingrandimento fino a 10X. Siamo in grado di vedere tutte le cellule, con una forma poligonale e di un’intensa colorazione rossa.

Preleviamo con il contagocce una goccia di acqua salata,quindi la posiamo sopra il radicchio, sotto il vetrino copri oggetti si verifica un cambiamento drastico.

Visivamente la parte bianca appare più grossa, mentre più piccola la parte centrale e i vacuoli.

Succede infatti che la membrana plasmatica si distacca dalla parete cellulare, la cellula si raggrinzisce, perde il proprio turgore e muore.

Cellula in condizioni normali.

Cellula in condizione di plasmolisi.

• Elementi che compongono la cellula vegetale, membrana plasmatica, parete cellulare e vacuolo centrale.
• Ambiente ipertonico (vedi richiamo precedente).
• Fenomeno della plasmolisi, la membrana plasmatica si stacca dalla parete cellulare.

Poiché le cellule del radicchio hanno una colorazione intensa, si riesce a notare in modo efficiente il distacco tra membrana plasmatica e parete cellulare, e la perdita di turgore della cellula, il fenomeno quindi della plasmolisi è evidente.