תפוח אדמה מזיע?

אילו חומרים יגרמו לתפוח האדמה להזיע? 

תפוח אדמה מוגדר כפקעת – גבעול קצר ומעובה שנמצא באדמה ותפקידו בעיקר לאגור חומרי מזון. מתחתית הפקעת יוצאים שורשים ומהחלק העליון שלה יוצאים גבעולים ועלים. הפקעת הזאת מכילה גם מים. בניסוי שנערוך היום נבדוק כיצד חומרים שונים משפיעים על יציאת המים מתאי הפקעת של תפוח אדמה.

ציוד:

2 תפוחי אדמה 

סכין (בעזרת ההורים) 

כפית 

מלח (כפית)

סוכר (כפית)

קמח (כפית)

4 צלחות 

פתקים או מדבקות לתיוג

מהלך הניסוי

לוקחים שני תפוחי אדמה ובעזרת מבוגר או מבוגרת חוצים כל אחד מהם לשניים, כך שיתקבלו בסך הכל 4 חצאים של תפוח אדמה. לאחר מכן חופרים גומה בעזרת הכפית במרכז של כל חצי תפוח אדמה. בגומה שבאחד מחצאי תפוח האדמה שמים מלח, בשנייה סוכר, בשלישית קמח וגומה רביעית נשארת ריקה לצורך בקרה על הניסוי. רושמים על ארבעה פתקים או מדבקות "מלח", "סוכר", "קמח" ו"בקרה", ומצמידים אותם לתפוחי האדמה המתאימים. עכשיו נשאר לנו רק להמתין בסבלנות ולהתבונן. 

התוצאה

בגומה עם המלח ובגומה עם הסוכר מופיע נוזל, והמלח והסוכר מתמוססים. בגומה עם הקמח ובגומה הריקה לא מופיע נוזל. הקמח אינו מתמוסס.

הסבר 

החיתוך בסכין גורם להפרשת נוזל מתאי תפוח האדמה שנפגעו. נוזל זה מכיל בעיקר מים. הגומה הריקה משמשת לנו לבקרה: היא מראה לנו שהחיתוך אכן פוצע את התאים וגורם להם להפריש נוזל, ומאפשרת לנו להעריך כמה נוזל יוצא כתוצאה מהחיתוך בלבד, בלי השפעה של חומרים נוספים. בגומות שבהן הוספנו מלח או סוכר יש כמות נוזל גדולה יותר מאשר בגומת הבקרה. לעומת זאת, בגומה שבה הוספנו קמח אין נוזל כלל.

מסיסות היא היכולת של שני חומרים להתערבב וליצור תערובת הומוגנית, שבה חומר אחד מתפרק לחלקיקים בתוך החומר האחר. הממס (למשל מים) הוא החומר שבתוכו מתפרק החומר המסיס (למשל מלח או סוכר). לאחר ההתפרקות, החומר המסיס נקרא "מומס". יש חומרים שהם "קלי תמס", כלומר מתמוססים בקלות בחומר ממס, וכאלה שהם "קשי תמס", כלומר מתקשים להתמוסס בחומר ממס.

מכיוון שמלח וסוכר הם חומרים מסיסים במים, הם מתמוססים בנוזל שיצא מהתאים החתוכים ויוצרים תמיסה. בגומה שהוספנו לה מלח נקבל תמיסה מרוכזת של מלח ובגומה שהוספנו לה סוכר נקבל תמיסה מרוכזת של סוכר. התמיסה המרוכזת גורמת להפרשת מים גם מתאים סמוכים, שלא נחתכו. זאת כתוצאה מהפרש הריכוזים: מים נעים מהתמיסה שבתוך תאי תפוח האדמה, שריכוז המומסים בה נמוך יחסית, אל תמיסת המלח או הסוכר, שריכוז המומסים בה גבוה יותר. תוך כדי כך הם עוברים דרך קרומי התאים של תפוחי האדמה. תופעה זו נקראת אוסמוזה.

המלח הוא תרכובת יונית, כלומר הקשרים בין האטומים הם חשמליים. כאשר המלח מתמוסס במים, הוא מתפרק לאטומים שמהם הוא מורכב (נתרן וכלור). זאת בשונה מסוכר, המורכב ממולקולות חסרות מטען חשמלי. כאשר סוכר מתמוסס במים, הוא מתפרק למולקולות שמהן הוא מורכב והן מתפזרות במים באופן אחיד. המשותף לגומה ששמנו בה מלח ולגומה ששמנו בה סוכר הוא שבשתיהן נוצרה תמיסה מרוכזת, שגרמה למים נוספים לזרום החוצה מתפוח האדמה. משום כך בגומות אלו היה נוזל רב יותר מאשר בגומת הבקרה.

לעומת המלח והסוכר, קמח בדרך כלל אינו מתמוסס במים. הוא מורכב מעמילן, מחלבונים ומשומנים, שאינם מסיסים במים. חלק מהחלבונים בקמח הם גלוטן, שבמגע עם מים הופך לרשת סיבית גמישה שיכולה להתייצב ולהימתח. לפיכך, כאשר שמנו את הקמח על תפוח האדמה, הקמח לא התמוסס במים אלא ספג אותם ויצר תרחיף דביק, או במילים אחרות – שכבה שמנעה את המים מלהמשיך לזרום החוצה.