Efecto de la concentración de sal sobre la ósmosis en células de patata Respuestas de laboratorio

INTRODUCCIÓN

La membrana celular rodea la célula y es responsable de la regulación de sustancias dentro de la célula. Hay muchos procesos en los que las sustancias pueden viajar a través de la membrana, uno de ellos es la ósmosis.

La ósmosis es una forma de transporte pasivo (no requiere energía) y es un tipo de difusión en sustancias líquidas. Es el transporte de moléculas de agua a través de la sección semipermeable de la membrana desde áreas de baja a alta concentración de soluto (Figura uno). La ósmosis ayuda a mantener el soporte en una célula vegetal.

Además, la ósmosis garantiza el equilibrio de los niveles de líquido para que la célula no explote ni se arrugue. El agua es atraída por la sal en las células y viaja hacia donde hay más sal para equilibrar los niveles. Por tanto, los tres estados de un ambiente (hipertónico, hipotónico e isotónico) determinan el movimiento del agua a través de la membrana.

Por ejemplo, si el agua dentro de la célula es hipotónica en comparación con el ambiente extracelular, entonces el agua viajará hacia la célula por ósmosis. Cuando el agua dentro de la célula es hipertónica en comparación con el ambiente extracelular, el agua sale por ósmosis. Si ambas áreas son isotónicas, ambas soluciones seguirán equilibradas.

Figura 1

APUNTAR

Determinar el efecto que tiene la concentración de sal sobre la tasa de ósmosis.

HIPÓTESIS

Si se aumenta la concentración de la solución salina, la papa experimentará una mayor disminución de masa debido a la aparición de ósmosis.

VARIABLES

La variable independiente que se cambió fueron las tres soluciones de NaCl (5%, 10% y 15%) y el agua destilada (que contiene 0% de sal).

La variable dependiente fue la tasa de ósmosis medida por el cambio porcentual promedio en masa.

Variable controlada Por qué Cómo Duración de las patatas en soluciones salinas. Si el tiempo fuera inconsistente, los resultados serían poco confiables e incomparables debido a los resultados falsos. Si algunas patatas se dejaran en la solución durante más tiempo, se produciría más ósmosis y si las patatas se dejaran durante menos tiempo, se produciría menos ósmosis. El tiempo de las patatas en la solución salina se puede mantener constante utilizando un cronómetro y dejando los cubos de patatas en la solución durante sólo 20 minutos. Tamaño Las dimensiones y la masa tenían que ser consistentes entre todas las papas o la relación SA: Vol sería diferente, lo que resultaría en tasas de ósmosis más rápidas, lo que proporcionaría datos inexactos. Las dimensiones y la masa se mantuvieron similares usando una regla para ajustar las dimensiones de los cubos de papa y pesándolos todos para asegurar una masa similar. Volumen de solución Si el volumen de solución salina es diferente en los cuatro vasos, entonces habrá más/menos agua para transportar por ósmosis. Luego, las patatas ganarían o perderían masa, creando un error aleatorio y dando como resultado datos que difieren de la respuesta verdadera. El volumen de la solución salina se puede controlar utilizando una probeta medidora para mantener resultados precisos. La solución debe medirse en una mesa plana y estable. tipo de patata Si las patatas son de diferentes tipos, entonces se variará la sal en las patatas. Si el nivel de sal es diferente, afectará la velocidad de ósmosis y creará un error aleatorio en los datos. Se debe utilizar la misma variedad de patatas en todas las pruebas para tener el mismo nivel de sal y mantener la coherencia de los datos.

EQUIPO

  • 2 patatas
  • Cuchillo
  • Policía
  • Gobernante
  • 4 vasos de 250 ml
  • Cilindro de medición
  • escalas electronicas
  • Toalla de papel
  • Cuchara
  • 50 ml de agua destilada
  • 50 ml de solución de NaCl al 5%, 10% y 15%

MÉTODO

  1. Pelar la patata.
  2. Corta con precisión 4 cubos de papa que midan 2 x 2 x 2 cm.
  3. Pese todos los cubos de papa individualmente y registre los datos.
  4. Coloque 50 ml de agua destilada en un vaso de precipitados.
  5. Coloca los 2 cubos de papa en el agua destilada.
  6. Dejar actuar 20 minutos.
  7. Usa una cuchara para sacar con cuidado los 2 cubos de papa del vaso y colócalos sobre un trozo de papel toalla para eliminar el exceso de agua.
  8. Registre cualquier observación visual en su tabla.
  9. Pesar los cubos y registrar.
  10. Calcula el cambio de masa.
  11. Calcule el % de pérdida o ganancia de masa y regístrelo en la tabla.
  12. Coloque los cubos de papa en el recipiente para desecharlos.
  13. Repita los pasos 3 a 12 para una solución salina al 5%, 10% y 15% con un retraso de cinco minutos entre cada solución.

AUDITORÍA DE SEGURIDAD

Peligros Precaución preventiva Cuchillo y pelador El uso de cuchillos y peladores debe realizarse con precaución. Se debe prestar total atención al manejo del objeto punzante y debe estar de espaldas al usuario. Al transportar objetos punzantes, estos deben sujetarse por el costado del usuario con la hoja hacia abajo para evitar que se produzcan incidentes. Solución de sal Si la solución salina se derramara, las personas podrían caerse. Debido al peso de las botellas de solución salina, el usuario debe asegurarse de verter en un banco estable y mantener un buen agarre del recipiente. Si se derrama alguna sustancia, el usuario debe alertar a las personas circundantes y limpiar el derrame antes de continuar con la práctica. Cristalería (vasos) Para evitar roturas y vidrios afilados, el usuario debe tener cuidado al transportar la cristalería. El vidrio debe utilizarse sobre un banco estable para evitar que se caiga.

El nivel de riesgo previsto del estudio práctico ‘Efecto de la concentración de sal sobre la ósmosis en células de patata’ es bajo.

RESULTADOS

REGISTRO DEL CAMBIO EN CUBOS DE PATATA:

Concentración de solución salina (%) N.º de cubo Masa inicial (g) Masa final (g) Cambio en masa (g) Cambio (%) Promedio (%) 0 1 10,5 10,6 0,1 0,1 0,05 2 9,2 9,2 0 0 5 3 8,9 8,1 – 0,8 -9 -8,5 4 8,5 7,8 – 0,7 -8 10 5 9,4 8,5 – 0,9 -10 -9,5 6 8,5 7,7 – 0,8 -9 15 7 10,6 9,6 -1 -9 -9 8 10,6 9,6 – 1-9

Figura 2

Observaciones: La textura de la papa se volvió más esponjosa después de que se produjo la ósmosis. El agua se volvió ligeramente turbia y más almidonada.

DISCUSIÓN

La tendencia general mostró que la solución salina con mayor concentración experimentó una mayor tasa de ósmosis, lo que resultó en una mayor disminución de masa aparte del final del gráfico individual, lo que sugeriría que se produjo un error aleatorio. Ambos conjuntos de datos mostraron que las soluciones con mayor concentración son hipertónicas en comparación con las células de papa, lo que significa que el agua viajaría a la solución porque contenía más sal.

Evidentemente, la tasa de ósmosis en soluciones con menos sal fue menor porque el agua de las células de la patata fue atraída menos. El agua destilada resultó hipotónica en comparación con las células de papa que contienen aproximadamente un 2% de sal. De ahí que tanto los datos individuales como los de clase indicaran un aumento en la masa de papa.

Estos resultados quedaron representados en la tendencia lineal negativa del gráfico (Figura tres). La ósmosis práctica no planteó ninguna situación en la que la célula de papa y la solución estuvieran en un estado isotónico; sin embargo, se podía predecir que no se produciría ningún movimiento neto general y que la masa de papa permanecería igual.

EVALUACIÓN

Es importante mantener todas las variables controladas iguales en todas las soluciones salinas para producir datos precisos. Si las variables difieren entre las soluciones, los resultados se verían afectados y producirían datos inexactos. De forma práctica se pueden encontrar diversos errores que pueden influir en los resultados, haciéndolos diferir de la respuesta verdadera.

El error específico encontrado no puede determinarse mediante el gráfico; sin embargo, la dispersión y/o traducción de los datos de la línea de mejor ajuste pueden determinar que hay errores involucrados. Se tomaron 10 conjuntos de datos que eran todos similares; comparar los datos individuales con la línea de mejor ajuste de los datos de clase (Figura cinco) puede mostrar dónde pueden haber ocurrido errores aleatorios.

Si se fuera a mover todo el conjunto de datos pero tuviera una forma similar en la línea de mejor ajuste, entonces se podría determinar que se estaba produciendo un error sistemático. La presencia de errores aleatorios se puede ver en el gráfico de dispersión (Figura cinco), donde los datos de la solución al 5% varían mucho y tienen un valor atípico.

Un error aleatorio encontrado fue la ligera diferencia en el tamaño de los cubos de papa. Un ser humano no puede cortar todos los cubos de papa con precisión, teniendo el mismo peso y dimensiones en todos los cubos. Aunque sólo se produjo una ligera diferencia con los cubos que oscilaban entre 8,5 y 10,6 gramos, los cubos más pequeños tendrían una tasa de ósmosis más eficiente debido a su mayor relación SA:Vol y tendrían una mayor disminución de masa. Esto podría mejorarse mediante el uso de tecnología en la que se pueda confiar para cortar todos los cubos con precisión.

La precisión de que un humano ponga en marcha el cronómetro en el momento exacto en que se sumergieron las patatas no es confiable debido a su tiempo de reacción. La imprecisión del tiempo puede provocar que algunos cubos queden sumergidos en la solución durante más tiempo y da tiempo para que se produzca más ósmosis, lo que significa que la masa no será válida.

Para lograr una sincronización precisa, se podría utilizar tecnología para comenzar y terminar exactamente cuando los cubos se sumergen y se sacan. Otro error aleatorio presente fue el exceso de agua eliminado después de que se produjera la ósmosis. Secar los cubos con una toalla de papel no podría ser igual en todos los cubos y podría eliminar diferentes cantidades de agua de cada cubo.

Esto cambiaría la masa porque los cubos con menos agua absorbida tendrían una masa más pesada.

Los errores sistemáticos encontrados en la práctica incluyeron la calibración de equipos como el cronómetro bajo el supuesto de que ya estaba funcionando, provocando datos inválidos.

Las suposiciones también pueden convertirse en una causa de un error sistemático, un ejemplo es la suposición de la concentración de sal en la solución, ya que no se probó antes de la práctica y podría dar como resultado resultados constantemente altos o bajos. Los efectos ambientales como la temperatura del laboratorio, la concentración de células de la papa y la edad de la papa son errores sistemáticos que pueden estar presentes en la práctica.

CONCLUSIÓN

Al probar cubos de papa en soluciones salinas con diferentes concentraciones, se determinó que cuando se aumentaba la concentración de la solución salina, la papa experimentaba una mayor disminución de masa debido a la ocurrencia de ósmosis.

La hipótesis fue respaldada por los datos individuales (Figura dos) y cuando ocurrieron errores, el valor verdadero fue respaldado por los datos de la clase. Estuvieron presentes algunas limitaciones en el experimento, como el equipo limitado y la tecnología que podría haber mejorado la precisión, lo que resultó en datos inexactos y la imposibilidad de repetir el experimento, lo que redujo la validez y confiabilidad de los datos obtenidos.

BIBLIOGRAFÍA

Ósmosis – una visión general | Temas de ScienceDirect (2020). Disponible en: https://www.sciencedirect.com/topics/neuroscience/osmosis (Consulta: 18 de marzo de 2020).

Difusión y Ósmosis: Diferencia y Comparación | Diferencia (2020). Disponible en: https://www.diffen.com/difference/Diffusion_vs_Osmosis (Consulta: 23 de marzo de 2020).

Tonicidad: soluciones hipertónicas, isotónicas e hipotónicas (artículo) | Academia Khan (2020). Disponible en: https://www.khanacademy.org/science/biology/membranes-and-transport/diffusion-and-osmosis/a/osmosis (Consulta: 23 de marzo de 2020).

(2020) Colby.edu. Disponible en: http://www.colby.edu/chemistry/CH142/lab/ErrorAnalysisExample.pdf (Consulta: 27 de marzo de 2020).

APÉNDICE

Grupo 1 2 4 5 6 7 8 9 10 % de concentración promedio de sal 0 1,44 2,32 1 0 1,3 1,64 3,1 0 0,05 1,205556 5 -5,55 -5,63 -8 -4,02 -5,9 -4,33 3,9 -5,5 -8,5 -4,83667 10 – 6,96 -7,25 -7 -9,7 -7,1 -5,99 -6,2 -8,3 -9,5 -7,55556 15 -10,83 -9,23 -8,5 -6,58 -8,4 -7,15 -6,6 -8,85 -9 -8,34889

Figura 5, Datos de clase (eliminado el grupo 3, datos inexactos)

Tonicidad: hipertónica,…