Experimento con flores y colorante

En este experimento usaremos colorante y unas flores para observar el proceso mediante el que las plantas transportan agua y nutrientes desde suelo a todos los lugares de la planta.

Materiales:

• Flores de color claro, preferiblemente blancas. Nosotros usamos margaritas silvestres.
• Colorante alimentario.
• Vasos.
• Tijeras.

Procedimiento:

• Prepara unos vasos con agua y un buen chorro de colorante.
• Corta el tallo de las flores en diagonal para favorecer el contacto con el agua.
• Coloca las flores en los vasos y observa lo que va ocurriendo a lo largo de varios días.

Después de unos días en los pétalos han aparecido zonas teñidas. Los niños ya saben por qué: la flor se ha bebido el agua y como era de colores se ha manchado. ¿Y cómo pueden beben las flores? Porque el agua puede trepar, como ocurrió en el experimento que hicimos con terrones de azúcar, y porque además las plantas sudan, transpiran y cuanto más sudan más beben.

Ahora que los niños saben cómo beben las plantas, seguro que quieren conocer más cosas sobre ellas. Una manera muy divertida de seguir aprendiendo sobre el tema es hacer la disección de una flor y así estudiar su estructura y su función en la reproducción de las plantas angiospermas.

¿Qué ha ocurrido?

Las plantas transforman la energía del sol, el dióxido de carbono (CO₂) del aire y el agua y las sales minerales del suelo en alimento mediante el proceso de la fotosíntesis. Como la fotosíntesis se realiza en las hojas, debe existir un mecanismo de transporte para que el agua y las sales minerales disueltas en ella asciendan desde las raíces hasta las hojas. Este transporte se lleva a cabo gracias a la acción conjunta de dos fenómenos físicos: la capilaridad y la transpiración.

Capilaridad. Para entender este proceso vamos primero a recordar dos importantes propiedades del agua debidas a la estructura de su molécula.

La molécula de agua está formada por dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno dispuestos de tal manera que por el lado del oxígeno posee carga negativa y por el lado del hidrógeno carga positiva. Esta diferencia de carga es lo que hace que la molécula de agua sea polar.

Pensemos en las consecuencias de esta disposición: como las cargas de distinto signo se atraen, las moléculas de agua se van a atraer fuertemente entre ellas. Esta propiedad del agua se llama cohesión.  Y ahí no queda todo porque también gracias a su polaridad, el agua presenta una gran atracción por otras sustancias distintas a ella. Por ello, el agua tiene una elevada adhesión.

Resumiendo:

Cohesión: atracción entre las moléculas de agua.

Adhesión: atracción por otras moléculas distintas.

Ahora ya estamos en condiciones de explicar la capilaridad. La capilaridad o acción capilar es la capacidad que tiene el agua de ascender en contra de la gravedad por pequeños tubitos, poros o capilares. El que el agua pueda desafiar así a la gravedad se debe a las propiedades de adhesión y cohesión del agua. El agua se pega a la supercicie del tubito por adhesión. Las moléculas que se han adherido a la superficie del tubito están fuertemente ligadas a otras moléculas de agua (gran cohesión entre ellas). De este modo las moléculas que se han agarrado al tubito arrastran a sus moléculas vecinas tirando de ellas hacia arriba. Y el agua consigue trepar.

En el caso de las plantas los tubitos se llaman vasos conductores del xilema y puedes verlos haciendo el experimento de transporte de savia bruta (agua y sales minerales) con apio y colorante.

Y si quieres descubrir mucho más sobre capilaridad estos experimentos te serán de ayuda:

Experimento de capilaridad: transferencia de agua entre dos vasos

Mezcla de colores con capilaridad

Círculos de cromatografía con rotuladores

Transpiración. La capilaridad por sí sola no es suficiente para que el agua y las sales minerales recorran el largo camino desde las raíces hasta las hojas. Llega un momento en el que la masa de agua es tan grande que las fuerzas de adhesión y cohesión no pueden vencer a la gravedad.

Para ayudar a la capilaridad entra en acción la transpiración. La transpiración es la pérdida de agua mediante evaporación a través de las hojas, principalmente, pero también por el tallo y las flores. La pérdida de agua hace que la presión hidrostática en los vasos conductores baje, lo que produce un empuje hacia arriba de la columna de agua. El agua que ha subido reemplazará a la que se ha evaporado y el proceso comenzará de nuevo.

Nuestras flores se tiñen. Una flor cortada se marchita rápidamente. Ya podemos imaginar por qué. La flor queda desprovista de agua y nutrientes, pero podemos prolongar su vida si la ponemos en un vaso con agua. Así al menos podrá sustituir el agua que se evapora por transpiración.

Las flores de nuestro experimento absorben el agua coloreada gracias a la capilaridad y a la transpiración. Como consecuencia, sus pétalos y los vasos del tallo (corta para obsevarlo) se tiñen. El proceso puede tardar varios días y además es posible que los pétalos no se tiñan de forma espectacular. Dependerá de varios factores relacionados con las condiciones atmosféricas y con las características del colorante que hayas usado. Por ejemplo si hace calor la flor transpirará más que si hace frío. A nosotros nos sucede lo mismo, sudamos más o menos dependiendo de la temperatura. También influyen los pigmentos del colorante, como hemos podido comprobar en experimentos de cromatografía con papeles de filtro (Cromatografía con hojas de otoño, o, Cromatografía con hojas rojas ). En estos experimentos hemos visto que los pigmentos menos solubles y con mayor masa se quedan pegados al papel de filtro antes, mientras que los que tienen menor masa y son más solubles ascienden más alto por el papel.

Los padres tienen la responsabilidad de elegir las actividades que según su criterio son seguras para sus hijos. Todas las actividades propuestas en Educaconbigbang deben estar siempre supervisadas por un adulto.