Chcete, aby sa deti nielen zabavili, ale sa mnohému priučili? Poďte si s nami, u seba doma, vyskúšať experiment s gumovým vajcom! Deti si na mnohých školách stále vedomosti a poznatky osvojujú hlavne memorovaním. No predstavte si, že vlastným pričinením, skúsenosťou - empíriou si vedia zapamätať a najmä pochopiť o vyše polovicu viac než samotným učením. Súvislostiam zrazu porozumejú s ľahkosťou - stačí im hra a trochu experimentovania.
Skúste si preto s nami v domácom prostredí trošku zaexperimentovať a poskytnite im zároveň vysvetlenia javov - možno sa z nenávidených predmetov stanú obľúbené! Vajíčko - také bežné a pritom také zaujímavé. Je symbolom príchodu jari, a teda nového života. Je silné a krehké zároveň. Vajíčka, s ktorými sa bežne stretávame, majú pevnú, tvrdú škrupinu a tvar nemenia. Dokážete zmeniť tvar surového vajíčka?
Experiment: Gumové vajíčko
Čo budete potrebovať?
- Surové vajíčko
- Pohár (sklenica)
- Ocot
- Misku alebo tácku na prikrytie pohára
Varovanie! Pozor na manipuláciu s vajíčkami, mohli by sa rozbiť. Experimentujte radšej v kúpeľni či v kuchyni na podložke tak, aby sa prípadná nehoda dala ľahko upratať.
Postup experimentu
Pripravte si s deťmi pohár naplnený octom. Vajce vložte do pohára a zalejte octom tak, aby bolo úplne ponorené. Pohár môžete zakryť, aby ste zápach z octu nemali všade. A teraz už len čakať a pozorovať.
Po niekoľkých minútach môžete vajíčko skontrolovať. Najprv sa na vajíčko pozrite cez pohár, čo vidíte? Počkajte do druhého dňa a vyberte vajíčko z octu. Má vajíčko škrupinu? Odstráňte zvyšky rozpustenej škrupinky z povrchu vajca. Vajíčko môžete jemne opláchnuť vo vode (ponorte do pohára s čistou vodou).
Miznutie škrupinky môžete urýchliť, keď dáte vajíčko do čerstvého octu alebo keď vajíčko natočíte tak, aby sa zvyšná škrupinka nedotýkala pohára. Keď vajíčko vrátite späť do octu a ešte niekoľko hodín počkáte, škrupinka zmizne úplne. Celé vajíčko bude kryté iba pružnými blanami, ktoré môžu ľahko meniť tvar, ale pozor, rovnako ľahko sa môžu aj pretrhnúť. Vajíčko opatrne vyberte a vyskúšajte, že sa dá deformovať. S takýmto vajíčkom sa dá opatrne hrať a správa sa ako skákavá loptička.
Pokus s lentilkami - Experiment with smarties
Časová os pozorovaní
Počas experimentu s vajíčkom v octe môžete pozorovať postupnú premenu:
| Časový úsek | Pozorovania |
|---|---|
| Po niekoľkých minútach | Okolo vajíčka sa tvoria vzduchové bublinky na povrchu škrupinky. |
| Po 12 hodinách | Vajíčko sa zväčšilo a pláva navrchu. |
| Po 24 hodinách | Škrupinka je už takmer úplne rozpustená alebo zostali len zvyšky; vajíčko je väčšie, nafúknuté, na dotyk gumové. Vo svetle uvidíte presvitať vo vajíčku žĺtok, ktoré sa premiestňuje, pláva vo vnútri. |
| Po niekoľkých dňoch | Škrupinka je úplne rozpustená, vajíčko je mäkké a pružné. |
Upozornenie: Pozor po prepichnutí, alebo pokuse rozrezať ho, jednoducho praskne.
Vysvetlenie javu
Anatómia vajíčka
Vajíčko tvorí niekoľko základných častí. Všetci rozoznáme žĺtok, bielok a škrupinu. No medzi bielkom a škrupinou sú ešte 2 blany. Jedna je spojená so škrupinou a druhá obaľuje bielok a medzi nimi sa tvorí vzduchová bublina. Blany spozorujete, keď používate vajíčka do pečenia a potrebujete rozdeliť bielok a žĺtok do zvlášť misiek. Žĺtok je v podstate samostatné vajíčko, z ktorého môže vzniknúť kuriatko.
Chemická reakcia: Ocet a vaječná škrupina
Vaječná škrupina je tvorená uhličitanom vápenatým. Len čo sa škrupinka vajca dostane do kontaktu s octom, medzi kyselinou octovou (ocot) a uhličitanom vápenatým v škrupine začne prebiehať chemická reakcia. Ocet škrupinu rozkladá a vzniká aj oxid uhličitý, ktorý vidíme ako bublinky na škrupine. Vzniká oxid uhličitý, voda a octan vápenatý. Po niekoľkých dňoch sa vďaka tejto reakcii škrupina úplne rozpustí. Celé vajíčko bude kryté iba pružnými blanami, ktoré ocot nerozloží. Vajce po umytí ostane mäkké a pružné, bielok a žĺtok budú totiž chránené len vaječnou blanou. Tá v sebe obsahuje keratín, vďaka čomu je blana pevná a odolná.
Fyzikálny jav: Osmóza
Keď sa škrupinka rozpustí, gumené vajce môžete ponoriť buď do čistej vody, alebo do roztoku cukru alebo soli. V čistej vode sa vajce napučí a bude skákať lepšie, pretože voda prenikne cez membránu vnútri vajca. Tento jav sa nazýva osmóza, pri ktorej dochádza k prechodu molekúl vody cez semipermeabilnú membránu z prostredia s nižšou koncentráciou rozpustenej látky do prostredia s vyššou koncentráciou.
Ďalšie fascinujúce experimenty s vajíčkami
Pevnosť vaječnej škrupiny
Vajíčka sú prekvapivo tvrdé a odolávajú silám, ktoré na ne rovnomerne pôsobia. Neudržia však tak dobre tlak nerovnomerných síl, čo je dôvod, prečo sa tak ľahko rozbijú o hranu nádoby alebo pri páde na podlahu. Škrupinka vajíčka má jedinečný tvar. Práve pre jeho pevnosť ho napodobňujú architekti pri stavbách. Príkladom je útulňa na vrchole Mont Blanc. Tzv. škrupinová konštrukcia je tenkostenná, spravidla len niekoľko centimetrov hrubá, najčastejšie železobetónová konštrukcia. Má zakrivený, zalomený alebo inak upravený tvar, vďaka ktorému získava tuhosť.
Postup 1: Stláčanie vajíčka v dlani
Vezmite si vajíčko a celé ho skryte do svojej dlane. Stlačte ho tak, aby ste naň tlačili zo všetkých strán rovnako. Malo by sa vám podariť ho stlačiť veľmi silno bez toho, aby sa rozbilo (ale pre istotu vykonávajte tento pokus nad umývadlom alebo nejakou nádobou). Vajíčko ani pri silnom tlaku nepukne, ak ho budeme stláčať celou dlaňou.
Postup 2: Testovanie pevnosti škrupín
Prázdne škrupiny sú tiež celkom pevné. Pokúste sa rozbiť dve surové vajíčka tak, aby sa škrupiny približne rozpôlili. Tieto štyri polovičky škrupín vypláchnite a nechajte ich vyschnúť. Ich tvar môžete doupraviť nožnicami. Mali by mať všetky rovnakú výšku, keď ich postavíte otvorenou stranou na stôl. Potom na ne opatrne postavte veľkú knihu. Pevnosť škrupiny: Škrupinka vajíčka je taká pevná, že vydrží tlak kníh aj ruky. Príroda to tak zariadila, aby bola škrupina dosť pevná na to, aby chránila vnútornú časť, prípadne malého vtáčika vo vnútri. Na jednu stranu je škrupina pevná, na druhú je ale veľmi krehká.
Tvar vajíčka má však aj svoje chyby. Keď zatlačíme na vajíčko bodovo, t. j. jedným prstom do boku vajíčka, s veľkou pravdepodobnosťou praskne. Vtáky profitovali z miliónov rokov vývoja, aby vytvorili dokonalú škrupinu vajec - tenkú, ochrannú, biomineralizovanú komoru na rast embryí, ktorá obsahuje všetky živiny potrebné na rast mláďat. Doba liahnutia.
Plávanie vajíčka v slanej vode
Overte si, či viete prinútiť vajce plávať na vodnej hladine. Ak chceme poznať odpoveď, pristúpme k týmto otázkam ako naozajstní vedci. Poďme si to skúsiť! Potrebujeme k tomu: tri vajíčka, tri poháre, vodu, soľ a polievkovú lyžicu. Do pohára číslo 2 dajte lyžičku alebo dve soli a do tretieho pohára 5 lyžíc. Dolejte vodou a vložte vajíčka. Presvedčili sme vajíčko, aby plávalo? Áno. Slaná voda je totiž ťažšia ako vajíčko. Preto v soľou nasýtenom roztoku vajíčko plávalo, v roztoku, v ktorom sa nachádzalo len málo soli sa vajíčko vznášalo v strede pohára. Vo vode bez soli vajíčko padlo nadol. Pretože obyčajná voda je ľahká a vajce neudrží na svojej hladine. Slaný roztok zvýši hustotu vody v pohári a vajíčko vypláva. Má totiž hustotu len o málo väčšiu, ako je hustota čistej vody. To, či vajíčko dokáže plávať aj v sladkej vode závisí od jeho čerstvosti. Plávanie vajíčka: Archimedov zákon. Využitie: napríklad gazdinky podľa toho poznajú, či je vajíčko čerstvé alebo nie.
Rotácia vajíčka: Surové vs. varené
Rozlišujte medzi surovým a vareným vajíčkom pomocou rotácie. Roztočíme vajíčka a potom na ne na okamih položíme prst, akoby sme ich chceli zastaviť, a následne prst odtiahnime. Vajíčko uvarené natvrdo zostane stáť a čerstvé vajíčko sa začne znova točiť. Pokiaľ hneď spadne, je surové a pokiaľ sa krásne točí, je uvarené. V surovom vajíčku je totiž kvapalina (bielok a žĺtok), ktorá sa ťažko roztáča. Keď rukou zastavíte škrupinku točiaceho sa surového vajíčka, tak sa tekutý obsah ešte chvíľu točí a pomaly zastavuje trením o škrupinku. Keď potom dáte ruku rýchlo preč, celé vajíčko sa trochu roztočí od rotácie tekutej časti.
Keď roztočíme vajíčka veľmi rýchlo - vajíčko natvrdo sa nám postaví na špičku a bude sa na nej točiť. Nevarenému vajíčku sa pri roztočení roztočí aj vnútro vajíčka, ale keď ho na chvíľku zastavíme, zastavíme vlastne len škrupinku a vnútro pokračuje v točení, preto dokáže po uvoľnení škrupinku znova roztočiť. Uvarené vajíčko sa pri silnom roztočení postaví na špičku, naopak surové vajíčko to nedokáže. Uvarené vajíčko sa usiluje zaujať polohu tak, aby os otáčania prechádzala osou jeho symetrie, pričom jediná os jeho symetrie prechádza práve špičkami vajíčka.
