Osmosis en tiras de papa: leer datos y detectar fallas de diseño
En un liceo de Santiago, cinco grupos de 4.º de secundaria colocan tiras de papa de 5.0 cm en vasos con soluciones de sacarosa de 0.0, 0.2, 0.4, 0.6 y 0.8 M. Tras 30 minutos miden la longitud con una regla graduada en milímetros y registran la firmeza al doblar la tira. Resultados: 0.0 M → 5.3 cm y muy firme; 0.2 M → 5.1 cm, firme; 0.4 M → 5.0 cm, firme; 0.6 M → 4.8 cm, algo flexible; 0.8 M → 4.6 cm, flácida. Un grupo usó papas que habían estado una semana en refrigeración y otro midió a los 10 minutos porque sonó el timbre. Antes de entregar el informe, el profesor pide explicar el patrón, ubicar la concentración isotónica aproximada y decidir si los datos permiten afirmar que la papa perdió agua "porque se encogió".
1. Explique el patrón de los resultados y estime la concentración isotónica de la papa.
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Interpretación del patrón. El tejido de papa tiene dentro de sus células una disolución con solutos (azúcares, sales). El agua se mueve por osmosis desde donde hay menor concentración de solutos hacia donde hay mayor concentración.
- En 0.0 M (agua destilada) el medio es hipotónico: entra agua, la vacuola se llena, aumenta la turgencia y la tira se alarga (5.3 cm) y se siente rígida.
- En 0.6 y 0.8 M el medio es hipertónico: sale agua, la membrana se despega de la pared (plasmólisis), la tira se acorta y pierde firmeza.
- En 0.4 M la longitud casi no cambia (5.0 cm) y la firmeza se mantiene.
Estimación. El punto de cambio está entre 0.2 y 0.4 M; la concentración isotónica aproximada es ≈0.3 M de sacarosa. Lo importante es el razonamiento: la isotonía se deduce por la ausencia de cambio neto de volumen y turgencia, no por un valor memorizado, y con solo cinco puntos la estimación es un intervalo, no una cifra exacta.
2. ¿Basta el acortamiento para concluir que la papa perdió agua? Justifique y proponga la medición que falta.
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No basta, y la afirmación del informe es circular. "Se encogió porque perdió agua" usa como prueba lo mismo que intenta explicar. La longitud es un indicador indirecto y poco sensible: el cambio máximo observado es de 0.4 cm sobre 5.0 cm (8%), dentro del error de una regla milimétrica y de la variación natural entre tiras.
Lo que sí falta: masa. Pesar cada tira antes y después, secándola suavemente con papel para quitar el líquido superficial, permitiría ver una pérdida o ganancia de masa medible (una balanza de 0.01 g detecta cambios de varias centésimas). También conviene usar tiras del mismo grosor y de la misma papa, con repeticiones por concentración.
Cómo redactarlo con rigor: "la disminución de firmeza y la ligera reducción de longitud son compatibles con pérdida de agua; la confirmación requiere registrar la masa". La firmeza, además, es una observación cualitativa: sirve como indicio, no como dato numérico.
3. Evalúe el efecto de las dos fallas de procedimiento y prediga qué ocurriría si se usara papa hervida como control.
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Falla 1: papa refrigerada una semana. El almacenamiento en frío altera la composición de azúcares y el estado de las membranas, así que su concentración interna puede no ser la misma que la de las papas frescas. Un grupo estaría midiendo otro sistema: sus datos no son comparables y deben descartarse o repetirse con la misma partida.
Falla 2: medir a los 10 minutos. La osmosis es un proceso que se aproxima al equilibrio con el tiempo; a los 10 minutos el cambio de masa o longitud es menor que a los 30, y por tanto subestima el efecto y rompe la comparabilidad entre grupos. Todos deben medir al mismo tiempo.
Control con papa hervida. El calor desnaturaliza las proteínas y destruye la membrana celular; sin membrana selectiva no hay osmosis y las tiras no cambiarían de longitud de forma sistemática con la concentración (probablemente se deshacen o se vuelven blandas en todas las soluciones). Ese control demuestra que el efecto depende de la membrana viva y no solo del contacto con el líquido.