Amidon Power Generation Gooey Gels - Scientific American
Concepts clés
Chimie
gels
Molécules
Solutions
introduction
Avez-vous déjà demandé comment les gels sont faits? Vous avez probablement plusieurs types de produits autour de votre maison certains que vous mangez-que des gels d'utilisation: puddings, des couches, des semelles de chaussures, l'emballage, la crème glacée, du dentifrice et beaucoup d'autres.
Un gel est un mélange de particules solides en suspension dans un liquide. Les particules solides dans le gel peuvent absorber l'eau, ce qui provoque le gel à gonfler et augmenter en volume. Si jamais vous dunked une couche dans une baignoire d'eau, vous avez vu en action; la couche se gonflent comme il absorbe l'eau, et si vous coupez la couche ouverte, vous verrez les morceaux de gel qui absorbent l'eau. Ces propriétés des gels les rendent très utile pour des fins diverses. Quels sont quelques-unes des choses que vous pouvez penser que les gels peuvent aider à faire?
Contexte
Gels sont très fréquents parce qu'ils ont tant d'usages, non seulement autour de la maison, mais aussi dans la science. Autour de la maison, vous trouverez peut-être aussi des gels dans: genouillères, Jell-O, sièges de vélo, carburant sterno, désodorisants, produits capillaires, compresses froides, de jouets et de capsules de gel de médecine. Dans le domaine médical, les bio-gels-gels contenant des médicaments, sont à l'étude qui peut être utilisé dans le corps pour la réparation ou de livrer des médicaments. Gels, en particulier aérogels, ont été utilisés sur les sondes spatiales pour recueillir la poussière d'étoiles et le retourner à la Terre pour l'étude. Gels ont même été conçus pour nettoyer la contamination radioactive.
Un gel simple peut être fait en utilisant la fécule de maïs et de l'eau, et en faisant varier le rapport va changer ses propriétés. La fécule de maïs, comme son nom l'indique, est un amidon dérivé du maïs. L'amidon est un glucide de consommation courante qui est faite de nombreuses molécules de glucose liées (un type de sucre). Il est fait par la plupart des plantes pour une utilisation comme source d'énergie. Lorsque l'eau est ajoutée et il est chauffé, une partie des liaisons entre les molécules de glucose rupture et l'amidon subit « gélatinisation », ce qui signifie, vous avez vous-même votre propre gel maison!
Matériaux
- Fécule de maïs
- Eau
- cuillères et tasses à mesurer
- Deux bâtons ou des fourches remuer
- Deux bols pour micro-ondes
- Four micro-onde
- mitaines de four ou petite serviette
- Papier ciré
- Une surface plane, rigide (par exemple un comptoir de cuisine)
- Pièce à gratter de papier et un stylo (facultatif)
- papier graphique (en option)
Préparation
- Pour un bol, ajouter une troisième tasse et trois cuillères à café (ou une cuillère à soupe) d'eau. Dans le même bol ajouter une cuillère à café de fécule de maïs. Ce bol contient maintenant 5 pour cent la fécule de maïs.
- Pour le second bol, ajouter une troisième tasse d'eau. Dans le même bol ajouter quatre cuillères à café (ou une cuillère à soupe et une cuillère à café) de fécule de maïs. Ce bol contient 20 pour cent la fécule de maïs.
- Chaque bol doit avoir le même volume total. Gardez une trace dont bol est qui. Vous voudrez peut-être faire de petites étiquettes à l'aide d'un morceau de papier à gratter et un stylo.
- Soyez extrêmement prudent lorsque vous cuisez les gels. Comme vous chauffez le gel, il peut devenir surchauffé et provoquer une brûlure.
Observations et résultats
Avant microwaving, était la solution de fécule de maïs de 20 pour cent moins opaque, plus blanc et plus difficile à remuer que la solution à 5 pour cent? Après microwaving, les deux solutions ne tournent clairement? Est-ce que la solution de 20 pour cent deviennent beaucoup plus épais que la solution à 5 pour cent? Après avoir refroidi, a fait la solution à 20 pour cent répartis beaucoup moins que celui de 5 pour cent?
Est composé de fécule de maïs de nombreuses molécules de glucose, amylopectine spécifiquement et de l'amylase. Lorsque l'amidon est chauffé avec de l'eau, les granules d'amidon gonflent et éclatent, les obligeant à se décomposer et libérer les molécules de glucose dans l'eau. Par conséquent, les molécules d'amidon interagissent avec plus d'eau, ce qui augmente le caractère aléatoire de la solution. Ce processus est connu sous le nom gélatinisation. Lorsque la solution chauffée de l'amidon de maïs et de l'eau se refroidit, les molécules d'amylase peuvent se lier les uns les autres à nouveau pour créer un maillage moléculaire. Les plusieurs molécules d'amylase sont nombreux, plus ferme, plus ou visqueux, le maillage sera. Après le chauffage, une solution avec plus d'amidon en elle, comme la solution d'amidon de maïs 20 pour cent par rapport au 5 pour cent un, sera plus ferme et plus collant. Parce qu'il est plus visqueux, la solution de 20 pour cent se déploieront beaucoup moins que les 5 pour cent une fois refroidi. Différents gels peuvent être fabriqués en utilisant différents amidons, car les amidons de les consistances varient avec les proportions d'amylase et l'amylopectine qui les composent.
Que pourriez-vous utiliser vos gels pour?
Et de l'eau gagnent la fécule de maïs également des propriétés intéressantes quand ils sont mélangés à la température ambiante. Essayez l'activité « Il est un solide ... C'est un liquide ... Il est Oobleck! » Pour avoir plus de plaisir scientifique avec ces ingrédients simples.
Nettoyer
Solutions avec l'amidon de maïs peut être très collant et en désordre. Le gel de 20 pour cent de la fécule de maïs devrait être composté ou jeté à la poubelle. La solution à 5 pour cent peut être jeté ou dilué avec de l'eau et on le rince à l'eau.