science >> Wetenschap >  >> Fysica

Gemarineerde eieren gebruiken om diffusie aan te tonen

Vergelijking van kleurstofpenetratie in het eiwit bij verschillende temperaturen. Credits:Carson Emeigh, Hyeonggeun Luke Bak, Dilziba Kizghin en Haipeng Zhang

Gemarineerde of gepekelde eieren worden door culturen over de hele wereld genoten. Er zijn gepekelde eieren van rode bieten uit Pennsylvania, in Duitse stijl met een zware dosis mosterd en Aziatische recepten die rijstazijn en sojasaus gebruiken, om er maar een paar te noemen.

De basis van elk recept is het marineren van hardgekookte eieren in azijn of pekel, die de eieren genezen door de eiwitten voldoende te verzadigen via diffusie. In American Journal of Physics , werden onderzoekers van de Universiteit van Nebraska-Lincoln geïnspireerd om op een eenvoudige en meetbare manier te demonstreren hoe diffusie werkt.

"We wilden een experiment ontwikkelen voor middelbare scholieren en studenten STEM (wetenschap, technologie, techniek en wiskunde) om hen op een eenvoudige visuele manier te laten zien hoe diffusie werkt en om ervoor te zorgen dat het experiment gemakkelijk thuis te doen was, zodat kinderen kunnen leren verspreiding op hun eigen, "zei co-auteur Carson Emeigh.

Gedreven door thermische energie, vindt diffusie plaats wanneer atomen, moleculen of andere deeltjes zich in de loop van de tijd door een vloeistof (lucht of vloeistof) verspreiden van het hoogste concentratiepunt naar het laagste. Diffusie wordt op grote schaal bestudeerd voor talloze toepassingen, van vliegtuigmotoren tot de ontwikkeling van geneesmiddelen.

In hun experiment vergeleken de onderzoekers penetratieniveaus van rode voedselkleurstof in het wit van gepelde hardgekookte eieren bij drie verschillende temperaturen:koelkasttemperatuur (40 F / 4,5 C), kamertemperatuur (70 F / 21 C) en in een koele convectieoven (140 F / 60 C).

Elk ei werd op een vooraf bepaald tijdstip (een uur, drie uur, vijf uur, acht uur of 24 uur) uit de oplossing gehaald, doormidden gesneden met een eiersnijder en afgebeeld. Boven de lichtbak werd een digitale camera op statief geplaatst.

De studie toonde aan dat bij elk toenemend tijdsinterval de kleurstof dieper in het eiwit diffundeerde, waarbij diffusie sneller optrad bij hogere temperaturen.

Het experiment kan worden vereenvoudigd voor thuis of in de klas door een pan of slowcooker te gebruiken in plaats van een heteluchtoven, en eieren kunnen van tevoren worden bereid, zodat studenten alle metingen tegelijkertijd kunnen doen. Handmatige metingen van de penetratieafstand kunnen de beeldvormingsmethode vervangen. Sojasaus of marinade naar keuze van de studenten kan worden gebruikt in plaats van een voedselkleurstofoplossing, zodat studenten de verschillen in diffusie kunnen "proeven". + Verder verkennen

De diffusie van koolstofisotopen opsporen met behulp van vibratiespectroscopie op atomaire schaal