Олег Ольгин - Опыты без взрывов
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 довольно высоко 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.
Приступим теперь к анализу яблок. Здесь мы встретимся с таким затруднением: в яблоках содержится фермент аскорбиноксидаза, в присутствии которого аскорбиновая кислота быстро окисляется на воздухе. Чтобы этого не произошло, анализ надо проводить в кислой среде.
