Занимательные опыты. Конспект опытно-экспериментальной деятельности «Чудесные свойства крахмала
Почему чернеют фруктовые ножи ?!
Почему чернеют фруктовые ножи
Если добавить к какому-нибудь фруктовому соку раствор соли железа (раствор соли железа можно легко получить в домашних условиях, если в медный купорос опустить на полчаса, например, гвоздь или несколько кнопок, скрепок), то жидкость сразу потемнеет. Мы получим раствор слабых чернил. Фрукты содержат дубильную кислоту , которая с солью железа образует чернила. Для того чтобы получить раствор соли железа дома, опустите гвоздь в раствор медного купороса и подождите минут десять. Потом слейте зеленоватый раствор. Полученный раствор сульфата железа (FeSO 4) можно использовать в реакциях.
Чай тоже содержит дубильную кислоту. Раствор соли железа, добавленный в слабый раствор чая, изменить окраску чая на чёрную. Именно по этому не рекомендуется заваривать чай в металлическом чайнике!
Химические реакции с поваренной солью
Иногда поваренную соль специально йодируют, т. е. добавляют к ней иодиды натрия или калия. Делается это потому, что йод входит в состав различных ферментов в организме, и при его недостатке ухудшается работа щитовидной железы.
Растворы медного купороса с поваренной солью (зелёного цвета)
Обнаружить добавку достаточно просто. Нужно сварить крахмальный клейстер: четверть чайной ложки крахмала развести в стакане холодной воды, нагреть до кипения, кипятить пять минут и охладить. Клейстер значительно более чувствителен к йоду, чем сухой крахмал. Далее треть чайной ложки соли растворяют в чайной ложке воды, в полученный раствор добавляют несколько капель уксусной эссенции (или половину чайной ложки уксуса), половину чайной ложки перекиси водорода и через две-три минуты - несколько капель клейстера. Если соль была йодирована, то перекись водорода вытеснит свободный иод:
2I - + Н 2 О 2 +2СН 3 СООН→ I 2 +2Н 2 О+2СН 3 СОО - ,
который окрасит крахмал в синий цвет. (Опыт не получится, если для иодирования соли использовали KClO 3 вместо KI). Можно провести опыт с медным купоросом и поваренной солью . Здесь не будет происходить ни одна из вышеперечисленных реакций. Но реакция красивая... При смешивании купороса и соли наблюдайте образование красивого зелёного раствора тетрахлорокупрата натрия Na 2
Занимательные опыты с марганцовкой:
Растворите в воде несколько кристалликов перманганата калия и подождите некоторое время. Вы заметите, что малиновая окраска раствора (объясняемая наличием перманганат-ионов в растворе) постепенно станет более бледной, а затем и совсем исчезнет, на стенках же сосуда образуется коричневый налёт оксида марганца (IV):
4КMnО 4 +2Н 2 О→ 4MnO 2 +4КОН+3О 2
Посуду, в которой вы проводили опыт, легко очистить от налёта раствором лимонной или щавелевой кислоты. Эти вещества восстанавливают марганец до степени окисления +2 и переводят его в растворимые в воде комплексные соединения. В тёмных склянках растворы перманганата калия могут сохраняться годами. Многие считают, что перманганат калия хорошо растворим в воде. На самом деле растворимость этой соли при комнатной температуре (20 °С) составляет всего 6,4 г на 100 г воды. Однако раствор имеет настолько интенсивную окраску, что кажется концентрированным.
Если нагреть марганцовку до 200 0 C, то перманганат калия превратится в тёмно-зелёный манганат калия (К 2 MnO 4). При этом выделяется большое количество чистого кислорода, который можно собрать и использовать для других химических реакций. Особенно быстро раствор марганцовки портится (распадается) в присутствии восстановителей. Например, восстановителем является этиловый спирт C 2 H 5 OH. Реакция марганцовки со спиртом протекает следующим образом:
2КMnO 4 +3C 2 H 5 OH→ 2KOH+2MnO 2 +3CH 3 CHO+2H 2 O.
Моющее средство из марганцовки:
Для того чтобы получить самодельное «моющее средство», надо смешать марганцовку с кислотой. Конечно, не со всякой. Некоторые кислоты могут сами окисляться; в частности, если взять соляную кислоту, из неё выделится ядовитый хлор:
2КMnO 4 +16HCl→ 2MnCl 2 +5Cl 2 +2KCl+8Н 2 О.
Так его часто и получают в лабораторных условиях. Поэтому для наших целей лучше использовать разбавленную (примерно 5-процентную) серную кислоту. В крайнем случае её можно заменить разбавленной уксусной кислотой - столовым уксусом. Возьмём примерно 50 мл (четверть стакана) раствора кислоты, добавим 1-2 г перманганата калия (на кончике ножа) и тщательно перемешаем деревянной палочкой. Затем промоем её под струёй воды и привяжем к концу кусок поролоновой губки. Вот этой «кисточкой» быстро, но аккуратно размажем окислительную смесь по загрязнённому участку раковины. Вскоре жидкость начнёт менять цвет на тёмно-вишнёвый, а затем - на коричневый. Значит, реакция окисления пошла полным ходом.
Здесь необходимо сделать несколько замечаний. Работать надо очень осторожно, чтобы смесь не попала на руки и одежду; хорошо бы надеть клеёнчатый фартук. И не следует медлить, так как окислительная смесь очень едкая и со временем «съедает» даже поролон. После использования поролоновую «кисть» нужно погрузить в заранее приготовленную банку с водой, промыть и выбросить. Во время подобной очистки раковины может появиться неприятный запах, издаваемый продуктами неполного окисления органических загрязнений на фаянсе и самой уксусной кислоты, поэтому помещение должно проветриваться.
Минут через 15-20 смоем побуревшую смесь струёй воды. И хотя раковина предстанет в ужасном виде - вся в бурых пятнах, волноваться не стоит: продукт восстановления перманганата калия - диоксид марганца MnO 2 легко удалить, восстановив нерастворимый марганец (IV) до хорошо растворимой в воде соли марганца.
А вот когда перманганат калия взаимодействует с концентрированной серной кислотой , образуется оксид марганца (VII) Mn 2 О 7 - маслянистая тёмно-зелёная жидкость. Это единственный жидкий при нормальных условиях оксид металла (tпл=5,9°С). Он очень неустойчив и легко взрывается при незначительном нагревании (tразл=55°С) или при сотрясении. Mn 2 О 7 является ещё более сильным окислителем, чем КMnO 4 . При контакте с ним воспламеняются многие органические вещества, например этиловый спирт. Это, кстати, один из способов зажечь спиртовку, не имея спичек!
Занимательные опыты с перекисью водорода
Пероксид водорода может быть как окислителем (это его свойство широко известно), так и восстановителем! В последнем случае он реагирует с веществами-окислителями:
Н 2 О 2 -2е→ 2Н + +О 2 . Диоксид марганца как раз и является таким веществом. Подобные реакции химики называют «восстановительным распадом пероксида водорода».
Вместо аптечной перекиси можно использовать таблетки гидроперита - соединения пероксида водорода с мочевиной состава CO(NH 2) 2 Н 2 О 2 . Это не химическое соединение, поскольку между молекулами мочевины и пероксида водорода нет химических связей; молекулы Н 2 О 2 как бы включены в длинные узкие каналы в кристаллах мочевины и не могут выйти оттуда, пока вещество не растворят в воде. Поэтому такие соединения называют канальными соединениями включения. Одна таблетка гидроперита соответствует 15 мл (столовой ложке) 3-процентного раствора Н 2 О 2 . Для получения 1-процентного раствора Н 2 О 2 берут две таблетки гидроперита и 100 мл воды.
Используя диоксид марганца в качестве окислителя пероксида водорода, нужно знать одну тонкость. MnO 2 - хороший катализатор реакции разложения Н 2 О 2 на воду и кислород:
2Н 2 О 2 → 2Н 2 О+О 2 .
И если просто обработать раковину раствором Н 2 О 2 , то он мгновенно «вскипит», выделяя кислород, а бурый налёт так и останется, ведь катализатор в ходе реакции и не должен расходоваться. Чтобы избежать каталитического разложения Н 2 О 2 , нужна кислая среда. Здесь тоже подойдёт уксус. Сильно разбавим водой аптечную перекись, добавим немного уксуса и этой смесью протрём раковину. Произойдёт настоящее чудо: грязно-бурая поверхность засверкает белизной и станет как новая. А чудо случилось в полном соответствии с реакцией
MnO 2 +Н 2 О 2 +2Н + → Mn 2+ +2Н 2 О+О 2 .
Остаётся только смыть хорошо растворимую соль марганца струёй воды. Таким же способом можно попробовать почистить загрязнённую алюминиевую сковороду: в присутствии сильных окислителей на поверхности этого металла образуется прочная защитная плёнка оксида, которая предохранит его от растворения в кислоте. А вот чистить подобным методом эмалированные изделия (кастрюли, ванны) не стоит: кислая среда медленно разрушает эмаль. Для снятия налёта MnO 2 можно использовать также водные растворы органических кислот: щавелевой, лимонной, винной и др. Причём специально подкислять их не понадобится - кислоты сами создают в водном растворе достаточно кислую среду.
Занимательные опыты
"Золото" в колбе
Конечно, золото - не настоящее, но опыт красивый! Для Химической реакции нам потребуется растворимая соль свинца (подойдёт уксуснокислый синец (CH 3 COO) 2 Pb- соль образованная растворение свинца в уксусной кислоте) и соль йода (например, йодид калия KI). Уксуснокислый свинец можно получить и в домашних условиях, опустив кусочек свинца в уксусную кислоту. Йодид калия иногда используют для травления электронных плат
Йодид калия и уксуснокислый в свинец - две прозрачные жидкости, по внешнему виду не отличаются от воды.
Начнём реакцию: к раствору йодида калия прилейте раствор уксуснокислого свинца. Соединяя две прозрачные жидкости наблюдаем образование золотисто-жёлтого осадка - йодида свинца PbI 2 , - эффектно! Реакция протекает следующим образом:
(CH 3 COO) 2 Pb+KI→ CH 3 COOK+PbI 2
Занимательные опыты с канцелярским клеем
Канцелярский клей - это не что иное, как жидкое с текло или его химическое название "силикат натрия" Na 2 SiO 3 Можно сказать также - это соль натрия кремниевой кислоты. Если добавить к силикатному клею раствор уксусной кислоты, в осадок выпадет нерастворимая кремниевая кислота - гидратированный оксид кремния:
Na 2 SiO 3 +2СН 3 СООН→ 2CH 3 COONa+H 2 SiO 3 .
Полученный осадок H 2 SiO 3 можно высушить в духовке и развести разбавленным раствором водорастворимых чернил. В результате чернила осядут на поверхности оксида кремния, и смыть их не удастся. Такое явление называется адсорбцией (от лат. ad - «на» и sorbeo - «поглощаю»)
Ещё один красивый занимательный опыт с жидким стеклом . Нам понадобятся медный купорос CuSO 4 , сульфат никеля NiS0 4 , хлорид железа FeCl 3 . Сделаем химический аквариум. В высокую стеклянную банку с силикатным клеем, разбавленным пополам водой, одновременно из двух стаканов выливают разбавленные водные растворы сульфата никеля и хлорида железа. В банке постепенно вырастают силикатные "водоросли" жёлто-зелёного цвета, которые, переплетаясь, опускаются сверху вниз. Теперь добавим в банку по каплям раствор медного купороса, заселим аквариум "морскими звёздами". Рост водорослей - это результат кристаллизации гидроксидов и силикатов железа, меди и никеля, которые образуются в результате обменных реакций.
Занимательные опыты с йодом
Добавим к йодной настойке несколько капель перекиси водорода H 2 O 2 и перемешаем. Через некоторое время из раствора выделится чёрный поблёскивающий осадок. Это кристаллический йод - плохо растворимое в воде вещество. Иод выпадает быстрее, если раствор немного подогреть горячей водой. Перекись нужна для того, чтобы окислить содержащийся в настойке иодид калия KI (его добавляют, с целью увеличить растворимость иода). С плохой растворимостью иода в воде связана и другая его способность - экстрагироваться из воды жидкостями, состоящими из неполярных молекул (маслом, бензином и т.д.). В чайную ложку воды добавим несколько капель подсолнечного масла. Перемешаем и увидим, что масло с водой не смешивается. Если теперь туда капнуть две-три капли йодной настойки и сильно встряхнуть, то слой масла приобретёт тёмно-коричневую окраску, а слой воды - бледно-жёлтую, т.е. большая часть йода перейдёт в масло.
Йод - весьма едкое вещество. Чтобы убедиться в этом, несколько капель йодной настойки поместим на металлическую поверхность. Через некоторое время жидкость обесцветится, а на поверхности металла останется пятно. Металл прореагировал с иодом с образованием соли - йодида. На этом свойстве иода основан один из способов нанесения надписей на металл.
Цветной занимательный опыт с аммиаком
Под веществом "аммиак" мы подразумеваем водный раствор аммиака (нашатырный спирт). На самом же деле - аммиак - это газ, при растворении в воде который образует новый класс химических соединений - "основания". Именно с основанием мы и будем экспериментировать. Эффектный опыт можно проделать с раствором аммиака (нашатырным спиртом). Аммиак образует с ионами меди окрашенное соединение. Возьмите бронзовую или медную монету с тёмным налётом и залейте её нашатырным спиртом. Сразу или через несколько минут раствор окрасится в синий цвет. Это под действием кислорода воздуха медь образовала комплексное соединение - аммиакат:
2Cu+8NH 3 +3Н 2 О+О 2 → 2(OH)
Занимательные опыты: гашение извести
Гашение извести - это химическая реакция между оксидом кальция (СaO - негашеная известь) и водой. Она протекает следующим образом:
Бухарметова Лейсан (справа) с группой поддержки на городской научно-практической конференции учащихся "ЛИК - 2012"
Сейчас много говорят о здоровом питании. Телевидение, журналы, газеты спорят о необходимости диет. Юные красавицы доводят себя до истощения, а врачей тревожит другая крайность - лишний вес школьников. Чтобы человек был жизнерадостным и здоровым, его питание должно быть разнообразным и полезным.
На уроке окружающего мира мы узнали, что в рацион нашего питания должны входить и витамины, и белки, и жиры и углеводы. Оказывается углеводы - источник энергии. Но папа прячет от меня конфеты, а мама наливает по утрам сладкий чай, варит каши, дедушка угощает мёдом. Мы с братом уплетаем за обе щеки, а мама бережёт фигуру.
Мы будем говорить сегодня об углеводах. В течение жизни человек потребляет около 14 тонн углеводов. В среднем наш организм получает от 50 до 70% углеводов из дневного рациона. Запасы углеводов в организме приходится регулярно пополнять. Тому, кто затрачивает много энергии, например, во время занятий спортом, требуется больше углеводов, чем сидящему без движения за компьютером.
Современный человек потребляет много углеводов, но мало двигается. Мы уже не трудимся в поте лица, как наши предки, добывая хлеб насущный. В народных пословицах нет и намёка на диеты, на ограничение в потреблении углеводов. Люди много работали, и относились с уважением и к хлебу, и каше: Каша - мать наша. Хлеб всему голова. Хлеб да крупы на здоровье лупи.
Изучая вопрос потребления углеводов, мы отметили, что противники лишнего веса «обвиняют» во всех бедах не конфеты, а … крахмал!
Чтобы узнать о роли этого углевода в питании, мы стали работать над темой: «Крахмал. Опыты с крахмалом».
Возникло много вопросов:
- Что за вещество - крахмал, если он есть во многих растениях, но мы его не видим?
- Как получают крахмал и где используют?
- Как влияют на наше здоровье продукты, содержащие крахмал?
Цель исследования: поиск крахмала в продуктах питания и изучение его свойств.
Задачи исследования:
- изучить один из способов обнаружения крахмала в продуктах питания и растениях,
- выделить крахмал из картофеля и пшеницы;
- узнать о сфере применения крахмала
Мы предположили, что е сли подробнее изучим крахмал, познакомимся с его свойствами, то эти знания помогут нам оценить пользу и вред продуктов, которые мы потребляем в пищу и, возможно, внести изменения в свой рацион питания.
Обратились к книгам, Интернету. Нашли научные определения крахмала, а больше всего понравилась статья из словаря Владимира Ивановича Даля: Будет на экране
Из неё мы не только узнали о свойствах крахмала, и из чего его получают, но познакомились с новыми словами: так, крахмал называли скорбилом , слова, которые почти не употребляют в речи крахмаленье , крахмалка , крахмальница. Жаль, что теперь не часто крахмалят бельё, это создаёт уют в доме!
Мы составили план по исследованию крахмала :
1) попытаемся выделить крахмал из клубней картофеля и зёрен пшеницы;
2) опытным путём с помощью раствора йода проверим наличие или отсутствие крахмала в различных частях растений, продуктах питания;
3) покажем практические способы применения крахмала в быту и творчестве.
Из словарных статей нам стало известно, что крахмал получали из картофеля и пшеницы. Известно, что пшеничный крахмал получали в Древней Греции и Риме. В странах Европы крахмал из картофеля стали получать в 17 веке.
А в нашей лаборатории два вида картофеля - белый и красный. Очистили клубни, взвеси, взяли по 300 граммов каждого сорта. Натёрли картофель на тёрке, залили водой, дали отстояться и профильтровали через марлю. Картофельную гущу разбалтываем с водой и пропускаем через сито. Вода вымывает крупицы крахмала из картофеля. Когда крахмал осел на дно, воду слили. Весы показали разницу - 2 грамма в пользу белого картофеля.
Но
оказывается, наибольшее содержание крахмала в зёрнах злаков: пшеницы, ржи,
кукурузы, риса - до 80% крахмала, в клубнях картофеля только до 25%.
Выделяем крахмал из зёрен пшеницы. Моя мама работает на элеваторе. И вот мы в лаборатории, где исследуют качество злаков. Наблюдаем за исследованием.
Поместили зёрна в дробильную установку. В стеклянную банку сыпался шрот - вещество, напоминающее муку. В тестомесилке замесили тесто и оставили на несколько минут.
Под струёй воды над плотным капроновым ситом отмывали клейковину от крахмала и оболочек пшеницы. Вода в тазу стала мутной. Когда из таза вылили воду, на дне был осадок - частицы крахмала и оболочки пшеницы (отруби).
Лаборант продолжила исследование клейковины, а мы уже получили результат - выделили крахмал не только из картофеля, но и пшеницы. Изучим некоторые свойства крахмала.
1. При смешивании крахмала с водой, крахмал не растворяется, на дне ёмкости появляется осадок. В горячей воде набухает, становится вязким, получается клейстер.
2. Сравниваем крахмал, изготовленный нами, и промышленный продукт по внешнему виду, цвету и запаху. И особых отличий не наблюдаем.
3. Вкус, свойственный крахмалу, не сильно выражен.
4. Проверили реакцию йода с крахмалом. В ёмкости, где был раствор воды с крахмалом и пищевой содой, добавили йод. В результате взаимодействия йода с крахмалом, жидкость окрасилась в синий цвет.
Продолжаем исследования. Повар школьной столовой рассказала, что крахмал используется для приготовления киселей, соусов, добавляется к тесту при замешивании лапши, выпечке пирожных, изготовлении колбас, конфет.
Учитель биологии постаралась объяснить, что крахмал - сложный углевод, организму нужно много трудиться для расщепления этого вещества. Поэтому сторонники здорового питания предпочитают углеводы, который легко усваивается организмом, например, мёд.
Где же прячется крахмал? В каких продуктах он есть? Предупреждают ли производители, что в составе того или иного продукта есть крахмал? Для опытов мы использовали овощи и некоторые продукты питания.
Первым прошёл испытания картофель: сырой и отварной. Йодные пятна на срезе клубня стали синими - так реакция с йодом обнаруживает крахмал в продукте.
Вы помните, что в соревнованиях между белым и красным картофелем победил белый. Когда картофель отварили, белый картофель разварился, а красный остался целым. Значит содержание крахмала влияет на качество продукта.
Крахмал из пшеницы мы выделили и знаем, что он есть во всех злаках. Закономерно, что хлебный мякиш окрасился в тёмно-фиолетовый цвет, как и тесто, и манная крупа.
Проверяем овощи и фрукты на содержание крахмала. Опытам с йодом подвергли ломтики моркови, баклажана, лимона, капусты, свежий срез тыквы и кабачка, ранеток.
Вывод: крахмал содержится во многих овощах и фруктах, есть растения, овощи, которые не содержат крахмал.
Исследуем другие продукты питания. В сахаре, соли крахмала нет. Проверили молочные продукты сметану, кефир, творог . В натуральных молочных продуктах крахмала быть не должно. Но некоторые производители, для того чтобы сделать продукт более густым, добавляют крахмал или муку. Результат порадовал - крахмал в молочных продуктах, произведённых нашим молокозаводом, не обнаружен.
По синеватому оттенку пятен на срезе колбасного сыра и ветчины, можно сделать вывод, что есть некоторое количество крахмала, как и в майонезе «Махеев». А вот производители майонеза «Ряба» не кривят душой, когда пишут, что крахмала нет - пятно йода остаётся коричневым. Производители колбасы указали на этикетке крахмал, а вот на упаковке сока «Добрый» о крахмале ни слова, но пятно йода посинело.
В нашей лаборатории продукт, который считается лёгким, полезным, йогурт.
В составе йогурта «Fruttis» крахмал не указан, и производители йогурта «Danone» тоже держат в тайне крахмал, заменяя его словом «загуститель». При нанесении йода на эти йогурты мы наблюдали изменение цвета пятна, что доказывает наличие крахмала.
На упаковке йогурта «Нежный» мы с трудом обнаружили слово «крахмал», и опыт подтвердил его наличие. В списке составляющих «Растишки», находим крахмал ! Но пятно не стало синим. Значит крахмала в этом йогурте мало, и реакция не произошла.
Производители «Фругурта» указали, что в качестве загустителя применили пиктин - натуральный фруктовый сироп. Действительно, пятно йода осталось коричневым.
Теперь вы тоже сможете выбрать йогурт наиболее полезный для здоровья. А чтобы получить ответы на вопросы, не обязательно ждать, когда мы начнём изучать химию. Можно просто устроить лабораторию на кухне!
В результате мы установили, что многие продукты содержат крахмал. Как же сделать правильный выбор?
«Совсем отказываться от крахмалосодержащих продуктов не надо, точнее даже важно, чтобы они были в рационе. Но! Их должно быть не более 20 процентов от всей пищи, а не 80-90, как это принято сейчас», - объяснила нам медсестра школы.
Не нужно отказываться от киселей. А красивые накрахмаленные салфетки и скатерти? Крахмал применяют при изготовлении бумаги и картона. И мы выполняли подклки в технике папье-маше, используя клейстер. Крахмал идёт на производство спичек, кра-сок. Даже Рембрандт добавлял в краски пшеничный крахмал, делавший краски более вязкими, густыми и прозрачными. Крахмал используют в медицине для мазей, таблеток, порошков.
Проведя исследования, мы выяснили, что отказываться от крахмалосодержащих продуктов не стоит. Дело не в крахмале, а в нашем отношении к своему здоровью. Больше двигайтесь, занимайтесь спортом, ешьте свежие фрукты и овощи, поменьше булочек и полуфабрикатов. И тогда никакой крахмал не навредит вашему здоровью.
Исследовательский проект (Архив Win RAR1,57 MB)
Цель: развитие экологического образования (детей) через опытно - экспериментальную деятельность. Задачи: образовательные: - расширение.
