Gå til hovedindhold

Hvad er filtrering?

Filtrering er en simpel proces, som tit indgår som en tidligt i forbindelse med produktion af drikkevand. Eleverne arbejder med et simpelt forsøg, der illustrerer, hvad der sker, når man filtrerer sodavand med og uden aktivt kul. Der trækkes paralleller til membraner, herunder aquaporin-membraner.

Aktivitetsvejledning

Forsøget er en simpel illustration af, hvad der sker, når man filtrerer. Eleverne filtrerer sodavand, først med almindeligt kaffefilter, derefter med kaffefilter og aktivt kul. Eleverne arbejder sammen i mindre grupper på 2 eller 3 elever om selve forsøgene, men registrerer resultaterne enkeltvis i egne logbøger.

Forsøgsvejledningen med tilhørende video finder I på https://testoteket.dk/tildinundervisning/sodavandsrens

OBS: I videoen renses kun med aktivt kul, og der bruges rød sodavand. Start med, at I prøver at filtrere sodavanden udelukkende med kaffefilter - ikke med aktivt kul. I kan også bruge grøn sodavand, mens gul sodavand og cola ikke fungerer.

Hypotese og resultater

Det er vigtigt, at eleverne noterer i hver sin logbog. Ved hvert af de to forsøg noterer de først deres egen hypotese - hvad vil der ske, og hvorfor tror de, det vil ske? Når forsøgene er sat i gang, noterer eleverne, hvad de observerer - hvad er resultatet? Er farven filtreret fra? Er smag eller duft? Og er der andre indholdsstoffer i sodavanden, der ikke lige kan ses med det blotte øje, men som kunne være filtreret fra?

Logbøgerne skal de efterfølgende benytte sig af i aktiviteten Lav dit eget drikkevand.

Så husk at eleverne skal gemme deres logbog til senere brug.

Forklaring

Et filter fungerer ved at have en masse små huller, som en væske kan løbe igennem. Alle partikler i væsken, der er større end hullerne, bliver fanget i filteret, fordi de ikke kan komme igennem hullerne. Eleverne kender processen fra kaffebrygning, hvor kaffefilteret holder selve kaffegrumset tilbage, men tillader at smag, duft og væske kommer ned i kaffekanden.

Farven i sodavand består af farvemolekyler, der er opløst i væsken. Normalt kan man ikke filtrere opløste molekyler fra væsker, for selv om hullerne i et almindeligt filter er små, så er de alligevel alt for store til at fange opløste molekyler.

Aktivt kul er et stof, der har en form, som gør at enkelte opløste molekyler kan blive fanget inde midt i stoffet. Samtidig er den indre overflade enormt stor - omkring 500 m2 pr. gram kul.  På den måde virker kullet som et filter, der kan fange molekyler.

  • Hvad filteret tilbageholder, afhænger altså af størrelsen på åbningerne på filteret.
  • Et almindeligt kaffefilter kan hverken tilbageholde farve, smag eller duft.
  • Kulfilteret kan tilbageholde farven, men ikke smag eller duft - altså er molekylestørrelsen på farve større end på duft og smag.

Prøv også at …

  • snakke om, hvorfor man kan købe aktivt kul på apoteket.

Grunden til, at man kan købe aktivt kul på apoteket er, at det kan hjælpe, hvis man er kommet til at spise noget giftigt. Hvis man spiser en mundfuld aktivt kul, så vil det nede i maven indfange nogle af de giftige molekyler, man har spist. Derefter vil kullet passere igennem tarmsystemet, og komme ud i den anden ende, uden at giftstoffet gør skade på kroppen.

  • snakke om membraner som filter. Cellemembranen er et yderst effektivt filter, der tillader nogle stoffer at komme igennem - og holder andre ude. Cellemembranen indeholder noget, der kaldes aquaporiner. Disse aquaporiner gør, at cellerne aktivt kan udveksle vandmolekyler med omgivelserne.

Aquaporiner er nogle komplekse ‘figurer’ i cellemembranen, hver ‘figur’ indeholder en vandkanal. Protoner er ikke i stand til at passere gennem kanalerne, hvilket gør cellerne i stand til at opretholde et elektrokemisk potentiale over cellemembranen, selv om cellemembranen er permeabel over for vand. Aquaporiner er specielt talrige i cellemembranerne i nyrerne.

Opdagelsen af aquaporiner er forholdsvis ny. Et dansk firma arbejder med udvikling af kunstige aquaporin-membraner, som benyttes til produktion af rent drikkevand fx i Kina. Aquaporin ligger i Lyngby, og de tager imod skoleklasser, hvor eleverne kan arbejder i et laboratorium med udvikling af disse membraner.

Se mere på Aquaporin.dk, og læs denne artikel