Ósmosis y presión osmótica
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Autores: Silvia Cerdeira, Helena Ceretti y
Eduardo Reciulschi. Responsable disciplinar:
Silvia Blaustein. Área disciplinar:
Química. Temática: Propiedades de las
soluciones. Nivel: Secundario, ciclo
básico. Secuencia didáctica elaborada por Educ.ar.
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Propósitos generales
• Promover el uso de los equipos portátiles en el proceso de enseñanza y aprendizaje.• Promover el trabajo en red y colaborativo, la discusión y el intercambio entre pares, la realización en conjunto de la propuesta, la autonomía de los alumnos y el rol del docente como orientador y facilitador del trabajo.
• Estimular la búsqueda y selección crítica de información proveniente de diferentes soportes, la evaluación y validación, el procesamiento, la jerarquización, la crítica y la interpretación.
Introducción a las actividades
Un pepino en salmuera se arruga y se contrae; una zanahoria flácida recupera su aspecto si se la coloca en agua; las personas que comen demasiada sal en los alimentos sufren la retención de agua en las células de los tejidos. Todos estos procesos tienen una explicación en común: el proceso de ósmosis.
Durante el proceso de ósmosis, el agua se mueve desde un área donde su concentración es elevada –concentración baja de soluto– hacia un área de menor concentración –alta concentración de soluto– a través de la membrana semipermeable que solo permite su paso.
Se pueden mencionar diversos procesos naturales e industriales en los que se aplican los principios del fenómeno de ósmosis. Por ejemplo, el movimiento ascendente del agua presente en el suelo hacia el interior de las raíces de las plantas y posteriormente hacia las partes superiores se debe, en parte, a la ósmosis.
A través del proceso de ósmosis, una bacteria que se encuentre en la carne salada o en la fruta azucarada pierde agua, se deshidrata y muere. Este método se ha empleado y se usa actualmente para conservar alimentos.
La presión osmótica puede definirse como la presión que se debe aplicar a una solución para detener el flujo neto de disolvente, generalmente agua a través de una membrana semipermeable. Es decir, detener la ósmosis.
La presión osmótica es una de las cuatro propiedades coligativas de las soluciones (dependen del número de partículas en disolución, sin importar su naturaleza) y su estudio ha permitido el desarrollo de tecnologías innovadoras para la purificación de aguas y efluentes industriales líquidos.
Objetivos de las actividades
Que los alumnos:
• interpreten el fenómeno de ósmosis a nivel molecular;• investiguen la presencia de los procesos osmóticos en la vida cotidiana.
Actividad 1
Van a experimentar cómo es el transporte de soluto a través de una membrana semipermeable.
a) Miren la simulación Presión osmótica.
La presión para detener este proceso –presión osmótica– está vinculada con la presión atmosférica y la altura que es capaz de alcanzar una columna de líquido.
Además de las membranas celulares, hay otros materiales que actúan como membranas semipermeables, por ejemplo, la cerámica, el celofán y algún tipo de polietileno.
b) Realicen un experimento similar al que vieron. No se olviden de filmar el proceso con las cámaras de sus equipos portátiles.
Materiales
• Un tubo transparente de vidrio o de plástico de 1-2 cm de diámetro.• Un poco de papel celofán (de algún envase de alimentos o artículo de kiosco).
• Un soporte metálico con una agarradera para él.
• Hilo piolín.
• Agua destilada o de la canilla.
• Azúcar.
• Un vaso.
• Una cuchara.
Procedimiento
1. Tomen el vaso y agreguen agua hasta aproximadamente la mitad de su capacidad.
2. Por otro lado, tapen uno de los extremos del tubo con celofán y átenlo fuertemente con hilo de modo que quede armado una especie de vaso alto.
3. Coloquen el tubo en el soporte e introdúzcanlo dentro del vaso con agua, con el extremo que tiene el celofán para abajo.
4. Agreguen agua por dentro del tubo y esperen 5 minutos.
5. Verifiquen que el agua dentro del tubo esté a la misma altura que fuera del tubo.
6. A continuación, agréguenle una cucharada de azúcar al tubo.
7. Esperen el tiempo necesario para que se vuelva a estabilizar la altura de la columna de agua y midan la diferencia entre la altura del líquido en el interior del tubo respecto de la del vaso de agua.
Actividad 2
a) Miren el video «Ósmosis». Utilicen el programa Draw de sus equipos portátiles para realizar una secuencia de cuatro esquemas similar a la del video, que represente el proceso de ósmosis hasta llegar al equilibrio.
b) Con esos esquemas y el video de la actividad anterior, armen un clip similar a los que han visto.
Actividad 3
Una vez que en un sistema se ha detenido el proceso de ósmosis, si se aplica mayor presión que la presión osmótica, se invertirá el proceso de ósmosis, es decir, se obtendrá solvente puro a partir de una solución.
Lean el artículo «Ósmosis inversa».
Busquen qué aplicaciones prácticas tiene esta tecnología.