Chemické pokusy s nanomateriály/Koloidní povaha želatiny

Koloidní povaha želatiny
Pomůcky	elektrický vařič, kádinka, skleněná tyčinka, laserové ukazovátko a želatina
Typ pokusu	žákovský domácí pokus a základní škola
Časová náročnost	15 min
Některá data mohou pocházet z datové položky.

Popis pokusu

Provedením pokusu lze dokázat koloidní povahu želatiny. Pokud skrze koloidní směsi prochází paprsek světla, dochází k charakteristickému rozptylu tohoto paprsku (Tyndallův jev). Při prosvícení koloidní suspenze želatiny laserovým ukazovátkem, lze tento rozptyl zřetelně pozorovat.

Princip

Želatina je protein produkovaný částečnou hydrolýzou kolagenu z kostí, pojivových tkání a orgánů některých živočichů. Želatinu lze často pořídit v dehydratované formě sypkého prášku. Ve chvíli, kdy se tento prášek smíchá s vodou vznikne viskózní roztok, který při chladnutí tuhne a vytváří koloidní suspenzi. Při opakovaném zahřátí přechází opět do kapalného stavu, a při dalším chladnutí kapalina tuhne a přechází na pevnou látku. Existence želatiny v gelové podobě je limitovaná velmi specifickým rozmezím teplot. Fakt, že želatina vytváří koloidní suspenzi lze dokázat pomocí prosvícení laserovým paprskem. Při hydrolýze kolagenu vznikají nanostruktury, které lze pozorovat díky rozptylu paprsků elektromagnetického záření (světla) procházejícího skrz koloidní suspenzi želatiny. Tento rozptyl na pevných částicích koloidních směsí se nazývá Tyndallův rozptyl. (Homogenní roztoky na rozdíl od koloidních suspenzí Tyndallův efekt nevykazují a průchod paprsku sledovat nelze. Při pokusu je možné demonstrovat tento rozdíl srovnáním chování želatiny a vody.)

Postup

Ilustrace popisující chemický pokus - Důkaz koloidní povahy želatiny. V ilustraci je znázorněn postup práce a schématické znázornění hierarchické vnitřní struktury kolagenu, tvořícího želatinu.

1. Připravíme koloidní suspenzi želatiny: Do kádinky s 50 ml vody přidáme 0,5 g želatiny v prášku a kádinku umístíme na elektrický vařič. Za stálého míchání přivedeme směs k varu. Poté vypneme vařič a želatinu necháme zchladnout.
2. Zchladlou želatinu prosvítíme laserovým paprskem a pozoruje Tyndallův rozptyl, způsobený nanostrukturami přítomnými v koloidním gelu.
3. Pro porovnání můžeme laserovým paprskem prosvítit i kádinku s vodou a pozorovat rozdíly v chování světla při průchodu skrz.