0330 Опыты по химии на кухне Инструкция

Яковишин Л. А.

опыты по химии на кухне Практическое руководство

Харьков Издательство «Ранок»

Содержание Правила техники безопасности . . . . . 3 Приготовление растворов для опытов 6 1. П риготовление раствора гидроксида натрия NaOH . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 2. П риготовление растворов сульфата меди(II), хлорида железа(III) и сульфита натрия . . . . . . . . . . . . . . . . 6 Состав пищи . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 Опыты с пищевой солью . . . . . . . . . . . 8 1. « Снег» из соли . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 2. Ф антастический сад . . . . . . . . . . . . . . . 8 Опыты с уксусной кислотой и пищевой содой . . . . . . . . . . . . . . . . 10 1. Р еакция уксуса с пищевой содой . . . . . . 10 2. У ксусно-содовый «вулкан» . . . . . . . . . . 10 3. У странение накипи в чайнике . . . . . . . . 12 Опыты с растительными индикаторами и пищевыми красителями . . . . . . . . . 13 1. Ч то такое индикатор и рН . . . . . . . . . . . 13 2. П лодово-ягодные индикаторы . . . . . . . 13 3. Хроматография растительных красителей . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 4. Х роматография пищевых красителей . . . 16 5. П ищевые красители-индикаторы . . . . . . 17 Опыты с лимонной кислотой и лимоном . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 1. К ислота в лимоне . . . . . . . . . . . . . . . . 18 2. В ода — помощница . . . . . . . . . . . . . . . 18 3. Л имоннокислый «вулкан» . . . . . . . . . . . 18 4. У странение накипи лимоном . . . . . . . . 19 5. Б атарейка из лимона . . . . . . . . . . . . . . 19 6. Сахар с лимоном . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 Опыты с сахаром . . . . . . . . . . . . . . . . 22 1. П олучаем леденцы . . . . . . . . . . . . . . . 22 2. Г орение сахара . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 3. К ак обнаружить сахар . . . . . . . . . . . . . 23 4. Р асщепление сахарозы . . . . . . . . . . . . 23 5. « Змеи» из сахара . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 Опыты с виноградным соком . . . . . . 25 1. К расный виноградный сок — индикатор . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 2. П роба на глюкозу с виноградным соком . . . . . . . . . . . . . 25 Опыты с яблоками и яблочным соком . . . . . . . . . . . . . . . 26 1. П очему темнеют яблоки . . . . . . . . . . . . 26 2. Е сть ли в яблоках кислота? . . . . . . . . . . 26 3. Я блочная батарейка . . . . . . . . . . . . . . 26 4. Проба на глюкозу . . . . . . . . . . . . . . . . 27 Опыты с крахмалом и картофелем . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 1. Р еакция крахмала с йодом . . . . . . . . . . 28 2. Р еагирует ли с йодом сахар, соль и пищевая сода . . . . . . . . . . . . . . 29 3. К рахмал в муке, хлебе и макаронных изделиях . . . . . . . . . . . . 29

4. Готовим клейстер . . . . . . . . . . . . . . . . 29 5. Крахмальные чернила . . . . . . . . . . . . . 30 6. Химическая реакция во рту . . . . . . . . . 30 7. Из чего состоит картошка . . . . . . . . . . . 32 8. Темнеющий картофель . . . . . . . . . . . . . 32 9. Картофель — «подводная лодка» . . . . . . 33 10. Делаем картофель большим и маленьким . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 11. Батарейка из картошки . . . . . . . . . . . 34

Опыты с киви . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 1. Киви — размягчитель мяса . . . . . . . . . . 35 2. Батарейка из киви . . . . . . . . . . . . . . . . 35 Опыты с медом . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 1. Проба на глюкозу . . . . . . . . . . . . . . . . 36 2. Домашняя экспертиза . . . . . . . . . . . . . 36 Опыты с куриным яйцом . . . . . . . . . . 38 1. Готовим раствор белка . . . . . . . . . . . . . 38 2. Нагреваем белок . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 3. Почему спирт опасен для белка . . . . . . . 39 4. Проба на белок . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 5. Яйцо — химическая «подводная лодка» . . . . . . . . . . . . . . . 39 6. «Желудок» в пластиковом стакане . . . . . 40 7. Белая «субмарина» . . . . . . . . . . . . . . . 41 Опыты с растительным маслом . . . . 42 1. Вода с маслом . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 2. «Химическая матрешка», или Как действует средство для мытья посуды . . . . . . . . . . . . . . . . 42 3. Иллюзия разноцветных шариков . . . . . . 43 Опыты с чаем . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 1. Опыты с каркаде . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 2. Чайные чудеса . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45 3. Чай с содой . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45 4. Химическая реакция в чашке чая . . . . . 45 Опыты с молоком и молочными продуктами . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 1. Невидимые чернила . . . . . . . . . . . . . . 47 2. Белок в молоке . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 3. Самодельный творог . . . . . . . . . . . . . . 47 4. Как сделать сливочное масло . . . . . . . . 48 5. Самодельный кефир . . . . . . . . . . . . . . 48 6. Как сделать сметану . . . . . . . . . . . . . . 49 Опыты с мороженым . . . . . . . . . . . . . 50 1. Обнаружение белка . . . . . . . . . . . . . . 50 2. Проба на углеводы . . . . . . . . . . . . . . . 50 3. Где в мороженом крахмал . . . . . . . . . . 51 Опыты с шоколадом . . . . . . . . . . . . . 52 1. Как сделать шоколад «седым» . . . . . . . . 52 2. Сахар в шоколаде . . . . . . . . . . . . . . . . 53 3. Жировое «поседение» шоколада . . . . . . 53 Опыт с морковкой . . . . . . . . . . . . . . . 54 Получаем каротин . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 Опыт с жевательной резинкой . . . . . . 55 Спирт в жвачках . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 для заметок . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56

Правила техники безопасности информация для родителей (учителей) и детей! (обязательно прочитайте и запомните!!!) Предлагаемые опыты предназначены для детей 10 лет и старше, интересующихся естественными науками. Опыты можно проводить в домашних или школьных условиях.

1. Все опыты необходимо проводить только в присутствии взрослых! Проведению опытов ни в коем случае не должны мешать маленькие дети и домашние животные!

2. Вещества из набора нельзя употреблять в пищу. Оборудование для экспериментов не предназначено для приготовления, хранения и приема пищи, в том числе и используемые для опытов баночки и ложка.

3. Набор храните в месте, недоступном для маленьких детей и домашних животных, и вдали от пищевых продуктов. Эксперименты проводите в специально предназначенном для этого месте. Для работы используйте защитный халат или фартук и при необходимости специальные очки.

4. Перед проведением каждого опыта внимательно прочитайте инструкцию до конца и только потом начинайте эксперимент. Используйте только те количества веществ, которые указаны в инструкции. Не проводите экспериментов, не указанных в данном руководстве.

5. Во время проведения опытов категорически запрещается принимать пищу.

6. Избегайте попадания реактивов на кожу, в рот и глаза. Если это все-таки произошло, промойте кожу, рот и глаза большим количеством водопроводной воды. При попадании щелочи на кожу нейтрализуйте ее 2–3 %-м раствором столового уксуса и потом снова промойте кожу водой. При необходимости обратитесь к врачу.

7. Для определения запаха вещества сосуд с этим веществом нельзя подносить прямо к носу. Необходимо расположить его на расстоянии 15–20 см от носа и, помахивая рукой к носу, осторожно нюхать.

8. Для растворов реактивов сделайте этикетки.

9. Для экспериментов лучше использовать дистиллированную воду. Ее можно приобрести в аптеке или магазине хозтоваров, либо используйте кипяченую воду.

10. Поджигать вещества можно только на негорючей поверхности. Рядом не должны находиться легковоспламеняемые предметы и вещества. Не наклоняйтесь над пламенем. Задувать пламя категорически запрещено.

11. После проведения опытов вымойте оборудование и посуду, уберите рабочее место и протрите поверхность стола. Затем тщательно вымойте руки с мылом.

3

Набор содержит необходимые химические вещества, материалы и оборудование для проведения опытов № п/п

Название вещества

1

Медный купорос (сульфат меди(II) пентагидрат)

2

Хлорид железа(III)

3

Гидроксид натрия

4

Сульфит натрия

5

Алебастр (строительный гипс)

6

Пищевой краситель оранжевый

7

Пищевой краситель зеленый

8

Таблетки «Ацидин-пепсин»

9

Лимонная кислота

№ п/п 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17

Химическая формула CuSO4 ⋅ 5H2O FeCl3 NaOH Na2SO3 CaSO4 ⋅ 0,5H2O

C6H8О7

Наименование Мерный химический стакан Пластмассовый шпатель для насыпания веществ и перемешивания Пипетка полиэтиленовая Пробирки Штатив для пробирок Толстая медная проволока длиной 8–9 см Красный индикаторный светодиод на 2 В Фильтровальная бумага Тонкая медная проволока Индикаторная бумага Кисточка для рисования Самоклейкая бумага для этикеток Гвоздь Наждачная бумага Бинт Вата Лейка

Количество 1 1 1 3 1 4 1 5 1 5 1 1 4 1 1 1 1

Список дополнительного оборудования, материалов и веществ № п/п 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

Наименование Кипяченая (дистиллированная) вода Столовый уксус Пищевая сода Пищевая соль Этиловый спирт из аптечки Вазелин Коричневый пищевой краситель Ягоды (черники, ежевики, смородины, вишни) Яблоко Лимон Киви Крахмал Картофель Свекла Красная капуста Растворимый кофе

4

Примерное количество Несколько литров 300 мл 10 г до 1 кг 50 мл 1 1 несколько штук 3 3 3 1г 3 1 1 1г

17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59

Растительное масло Морковь Яйцо Молоко 2,5 %-й жирности Сметана 20 %-й жирности Сливки 20 %-й жирности Сливочное масло Сахар-песок Кубик кускового (прессованного) сахара Нож Карандаш простой Линейка Одноразовый пластмассовый стаканчик Лист плотной бумаги формата А4 Лист обычной белой бумаги формата А4 Узкий строительный шпатель (металлический или пластмассовый) Скрепки канцелярские Мультимер (например, DT-830B) Ножницы Защитные перчатки (рукавицы) для обращения с горячими предметами Универсальный клей Скотч Стеклянная банка емкостью 1 л Стеклянная банка емкостью 0,5 л Спички Фарфоровая тарелка Одноразовая пластмассовая тарелка Металлический противень от газовой плиты Утюг Ветка ели или сосны Сухая ветка Камешки Баночка с крышкой или пластиковая бутылка с пробкой на 200–500 мл Кусочек пластилина Чайная ложка Столовая ложка Бумажная салфетка Терка Мед Жевательная резинка Мороженое Кубик шоколада Раствор йода из аптечки

50 мл 1 3 100 мл 10 г 20 мл 1г 100 г 1 1 1 1 4 1 2 1 4 1 1 пара 1 1 1 2 1 1 2 1 1 1 1 несколько 1 1 2 1 несколько 1 10 г 1 5г несколько 1

Если реактив из набора израсходован, его можно купить в магазинах химических реактивов.

5

Приготовление растворов для опытов Для опыта понадобятся: хлорид железа(III) FeCl3, гидроксид натрия NaOH, сульфат меди(II) пентагидрат (медный купорос) CuSO4 ⋅ 5Н2О, сульфит натрия Na2SO3, мерный химический стакан, кипяченая (дистиллированная) вода, пластмассовый шпатель, три пустые бутылочки с пробками емкостью примерно 50 мл (например, из-под лекарств), самоклейкая бумага для этикеток. Чтобы провести занимательные опыты с пищевыми продуктами и добавками, вам понадобятся растворы определенных реактивов. Их необходимо приготовить заранее. Растворы лучше сделать на дистиллированной воде, т. к. она не содержит примесей. Если ее нет, то сгодится и кипяченая вода. Чтобы не перепутать полученные растворы, для них необходимо подготовить этикетки из самоклейкой бумаги с надписями «FeCl3», «CuSO4» и «Na2SO3». Этикетка «NaOH» для раствора гидроксида натрия уже нанесена на бутылочку.

1. Приготовление раствора гидроксида натрия NaOH

При обращении со щелочью будьте осторожны!

1. В мерный стакан налейте примерно 20 мл воды.

2. Перелейте ее в бутылочку с гранулами гидроксида натрия NaOH. Закройте ее пробкой и осторожно встряхните для растворения веществ. Смесь нагреется.

3. После того, как она остынет, налейте в бутылочку еще 20 мл воды, закройте ее крышкой и осторожно встряхните.

2. Приготовление растворов сульфата меди(II), хлорида железа(III) и сульфита натрия

1. Подготовьте этикетки из самоклейкой бумаги с надписями «FeCl3», «CuSO4» и «Na2SO3».

2. Подберите для реактивов необходимые бутылочки (например, пустые стеклянные или пластмассовые пузырьки от лекарств), рассчитанные на объем около 50 мл.

3. Наклейте на пузырьки этикетки.

4. В мерный стакан насыпьте соответствующее вещество из набора и прилейте необходимый объем воды (см. таблицу). Объемы воды, необходимые для приготовления растворов реактивов Реактив

Необходимый объем воды, мл

NaOH — гидроксид натрия

40

CuSO4 — сульфат меди(II)

20

FeCl3 — хлорид железа(III)

20

Na2SO3 — сульфит натрия

30

5. Перемешайте смесь шпателем до полного растворения веществ.

6. Перелейте раствор в соответствующую бутылочку и закройте ее пробкой.

6

Состав пищи Вы не задумывались о том, что мы употребляем в пищу? Наша пища состоит из белков, жиров, углеводов, витаминов, воды и пищевых добавок. Пищевые добавки (см. таблицы) — это вещества, которые вносят в продукты для придания им некоторых вкусовых качеств, увеличения срока годности, улучшения внешнего вида, облегчения переработки и для некоторых других целей. Пищевые добавки имеют специальное обозначение. Это буква «Е» с соответствующей цифрой (см. таблицы): красители (Е 100–Е 199), консерванты (Е 200–Е 299), антиоксиданты (Е 300–Е 399), стабилизаторы и эмульгаторы (Е 400–Е 499), регуляторы кислотности и разрыхлители (Е 500–Е 599), усилители вкуса и аромата (Е 600–Е 699), подсластители, глазирующие агенты и другие вещества (Е 900 и далее). Виды пищевых добавок Добавки Питательные добавки (повышают пищевую ценность продукта)

Примеры добавок Витамины, йод, йодированная соль, минеральные добавки

Вкусовые добавки (улучшают вкус продукта)

Пищевая соль, глутамат натрия, специи

Консерванты (предотвращают рост микроорганизмов)

Пропионовая и бензойная кислоты, бензоат натрия, пищевая соль, нитрит натрия

Разрыхлители (используются для придания продуктам пористости)

Пищевая сода и гидрокарбонат аммония (при нагревании выделяют углекислый газ)

Стабилизаторы (эмульгаторы) (придают продуктам стойкую консистенцию)

Модифицированный крахмал, лецитин

Увлажнители (сохраняют влагу в продукте)

Глицерин

Пищевые красители (используются для подкрашивания продуктов и придания им привлекательного вида)

b-Каротин, краситель из свеклы

Подсластители

Сахароза, фруктоза, сахарин, аспартам, сорбит, маннит

Подкислители

Лимонная и уксусная кислоты

Название некоторых пищевых добавок и их обозначение Обозначение добавки Е 211 Е 1422 Е 322 Е 954 Е 260 Е 450 Е 290 Е 420 Е 421 Е 330 Е 621 Е 951 Е 133 Е 102 Е 110 Е 1510 Е 476

Название пищевой добавки Бензоат натрия Модифицированный крахмал Соевый лецитин Сахарин Уксусная кислота Пищевая сода Углекислый газ Сорбит Маннит Лимонная кислота Глутамат натрия Аспартам Синий блестящий FCF (краситель) Тартразин (краситель) Желтый «солнечный закат» FCF (краситель) Этиловый спирт Эфиры полиглицерина и взаимоэтерифицированных рициноловых кислот (эмульгатор шоколада)

7

Опыты с пищевой солью Знакомство с пищевыми продуктами и добавками мы начнем с пищевой соли, ведь недаром гостей принято встречать хлебом с солью. Сейчас соль есть на каждой кухне. Стоимость ее невысока. Но так было не всегда. Раньше она ценилась как драгоценность. Тогда не каждый мог позволить себе иметь большое количество соли. В Древнем Риме соль была дороже золота. В Китае даже были монеты из соли, о чем сообщил известный путешественник М. Поло, побывав там в 1286 г. В некоторых странах из-за соли проходили войны и народные восстания. Пищевая соль состоит в основном из хлорида натрия. Это вещество имеет химическую формулу NaCl. Пищевая соль является вкусовой добавкой, она также предотвращает рост вредных микроорганизмов, т. е. выполняет роль консерванта. Соль можно не только добавлять в пищу, но и использовать для проведения занимательных опытов.

1. «Снег» из соли

Для опыта понадобятся: пищевая соль, кипяченая вода, баночка емкостью 0,5 л, пластмассовый шпатель, ветка ели или сосны, чайная ложка. Какой же Новый год без снега? Но если снег не выпал, то его можно сделать и самим. Конечно, он будет ненастоящим. Но зато такой «снег» и не растает. Для получения «снега» понадобится насыщенный раствор пищевой соли. Насыщенный раствор — это раствор, содержащий при данной температуре максимально возможное количество растворенного вещества.

1. Наполните банку наполовину водой. Добавляйте к ней пищевую соль при помешивании шпателем до тех пор, пока новая порция вещества уже не будет растворяться.

2. Опустите ветку сосны или ели в приготовленный раствор. Спустя несколько дней на ветках появится «снег». Это кристаллики соли, образовавшиеся после испарения воды. Пока идет этот опыт, можно перейти к следующим экспериментам.

2. Фантастический сад

Для опыта понадобятся: пищевая соль, пищевой краситель, сухая ветка, несколько камешков, мерный химический стакан, пол-литровая баночка, кипяченая вода, пластмассовый шпатель, столовая ложка, одноразовая пластмассовая тарелка, пластилин, вазелин из аптечки. Для получения фантастического сада придется потратить 1–2 недели, но зато получится очень красивый результат.

8

1. Возьмите одноразовую тарелку и смажьте ее края вазелином из аптечки.

2. Укрепите в центре тарелки с помощью пластилина небольшую засохшую веточку и положите вокруг нее несколько камешков.

3. Насыпьте на камешки и дно тарелки 5–6 столовых ложек пищевой соли (см. приложение, фото 1).

4. Пол-литровую банку заполните примерно наполовину кипяченой водой и добавляйте к ней пищевую соль при помешивании до тех пор, пока новая порция вещества уже не будет растворяться.

5. Добавьте к полученному раствору соли немного пищевого красителя (на кончике шпателя). Перемешайте смесь шпателем.

6. Перелейте раствор соли с красителем в тарелку так, чтобы он не доходил до ее краев (см. приложение, фото 2). Если раствор остался, то банку с ним закройте крышкой. Он вам еще пригодится.

7. Тарелку поставьте в теплое место, например на солнечный подоконник.

8. По мере испарения воды медленно добавляйте ближе к краю тарелки примерно по 20 мл оставшегося раствора соли или просто кипяченую воду. При этом перемешивать смесь не нужно! Пока идет этот опыт, можно перейти к следующим экспериментам. Через несколько дней вы увидите, что после испарения воды веточка и камни покроются кристалликами соли (см. приложение, фото 3). За счет капиллярных сил раствор поднимается по веточке и камням, поэтому они будут все больше и больше обрастать солевой шубой. Добавка красителя придаст вашему творению дополнительный эффект. Вазелин необходим для того, чтобы кристаллики соли не «выползли» из тарелки. Вы можете повторить этот опыт, подкрасив раствор соли другим красителем.

9

Опыты с уксусной кислотой и пищевой содой Уксусная кислота используется в быту в виде столового уксуса. Это разбавленный раствор (4–9 %) уксусной кислоты. Ее химическая формула CH3COOH. На кухне также можно найти пищевую соду NaHCO3. Химики называют это вещество гидрокарбонатом натрия. В быту также используют соду (карбонат натрия Na2CO3). Как видите, сода и пищевая сода — разные химические вещества. Уксус необходим при выпечке пирожков, тортов, для приготовления салатов, при засолке огурцов и помидоров. Пищевая сода также используется при выпечке, мойке посуды и ее даже принимают для устранения изжоги.

1. Реакция уксуса с пищевой содой

Для опыта понадобятся: пищевая сода, столовый уксус, пробирка, штатив для пробирок, пипетка, шпатель.

1. В пробирку насыпьте пищевую соду так, чтобы она покрыла ее дно.

2. Внесите в пробирку 1–2 капли столового уксуса. Используйте только столовый уксус — разбавленный раствор (4–9 %) уксусной кислоты! Происходит характерное шипение. Это при реакции уксусной кислоты и соды выделяется углекислый газ. Его химическая формула СО2: NaHCO3 + CH3COOH = CH3COONa + CO2­­­­+ H2O. Такую же реакцию проводят, когда хотят сделать тесто для пирога или торта. В тесто обязательно добавляют пищевую соду, к которой предварительно приливают уксус. В быту принято говорить, что соду гасят уксусом. Углекислый газ образует в тесте пузыри, из-за чего оно становится рыхлым, а готовый продукт более пористым и легче переваривается.

2. Уксусно-содовый «вулкан»

Для опыта понадобятся: пищевая сода, столовый уксус, оранжевый пищевой краситель, коричневый пищевой краситель, растворимый кофе, алебастр (строительный гипс), мерный стакан, водопроводная вода, лист плотной бумаги формата А4, ножницы, скотч или клей, пластмассовый шпатель из набора, строительный шпатель, одноразовый пластиковый стаканчик (баночка из-под сметаны, йогурта или майонеза) для замешивания алебастра, одноразовая пластиковая тарелка. Сейчас вам предстоит сделать искусственный вулкан. При извержении настоящего вулкана вытекает раскаленная лава, образуется пепел, выделяются различные газы, происходит землетрясение, наблюдается камнепад. Все это сопровождается сильным шумом. Наш «вулкан», конечно, будет «мирным» и «холодным», никаких разрушений он не вызовет, да и шуметь особо не будет, только немного пошипит из-за выделения газа. Сначала сделаем макет «извергающегося вулкана».

10

Шаг 1. Изготовление макета «вулкана»

Подготовка основы для «вулкана» 1. Лист плотной бумаги стандартного размера А4 сверните конусом (см. рисунок). Чтобы он не разворачивался, проклейте его или воспользуйтесь скотчем.

2. Обрежьте нижнюю часть конуса, чтобы он мог ровно стоять на поверхности (см. приложение, фото 4).

3. Верхнюю часть конуса высотой 6–7 см (это кратер вашего «вулкана») срежьте и поместите в нижнюю часть (см. рисунок и приложение, фото 4).

4. Замешайте в пластиковом стаканчике или другой посуде (потом их придется выбросить) немного алебастра с небольшим количеством воды до получения вязкой однородной смеси. Используйте узкий строительный шпатель. Добавьте коричневый пищевой краситель, чтобы придать «вулкану» цвет.

5. Пока алебастр не застыл, обмажьте им снаружи все стороны «горы» и изнутри «кратер» будущего вулкана (см. приложение, фото 5, 6). Для того, чтобы покрыть алебастром жерло вулкана, можно воспользоваться пластмассовым шпателем из набора или палочкой от мороженого. Учтите, что «кратер вулкана» должен быть герметичным, поэтому тщательно промажьте его алебастром (см. приложение, фото 6)! Через несколько часов алебастр окончательно затвердеет. Макет готов.

6. Поместите «вулкан» на одноразовую пластиковую тарелку. На нее будет стекать вулканическая «лава».

11

Шаг 2. Подготовка «вулкана» к «извержению» 1. Насыпьте в «кратер вулкана» примерно чайную ложку пищевой соды. Ее количество будет зависеть от емкости сделанного вами «кратера». Необходимо, чтобы осталось еще место для остальных компонентов.

2. Добавьте к соде на кончике шпателя пищевой краситель оранжевого цвета и немного крупинок растворимого кофе. Они будут имитировать камни. Смесь перемешайте шпателем. «Вулкан» готов (см. приложение, фото 7).

3. Налейте в мерный стакан примерно 10 мл уксуса.

4. Приведем «вулкан» в действие. Для этого налейте уксус в «кратер вулкана». Будьте осторожны! Не наклоняйтесь низко над «вулканом», т. к. кислота может разбрызгиваться!

5. После «извержения» помойте «вулкан» и тарелку водопроводной водой. Сохраните их для последующего использования. Сода вступает в реакцию с уксусом, при этом выделяется углекислый газ. Из-за этого смесь, подкрашенная красителем, выползает из кратера и стекает по «вулкану» (см. приложение, фото 8). Опыт многоразовый, при желании его можно повторить.

3. Устранение накипи в чайнике

Для опыта понадобятся: столовый уксус, чайник с накипью. При кипячении водопроводной воды некоторые из солей кальция и магния, содержащиеся в ней, распадаются и откладываются на дне и стенках чайника в виде осадка — накипи. Такими солями являются гидрокарбонаты кальция и магния Ca(HCO3)2 и Mg(HCO3)2. При нагревании этих солей образуются нерастворимые карбонаты, например: Ca(HCO3)2 = CaCO3 + CO2­­­­+ H2O. Карбонатная накипь реагирует с кислотами. При этом выделяется углекислый газ, а сама накипь растворяется: CaCO3 + 2CH3COOH = (CH3COO)2Сa + CO2­­+ H2O. Поэтому накипь в чайнике можно удалить уксусом.

1. Возьмите чайник с накипью. Нанесите на накипь немного уксуса. Не наклоняйтесь низко над чайником, чтобы на вас не попали брызги!

2. Накипь частично растворяется и выделяется углекислый газ. Наблюдается характерное шипение.

3. После опыта промойте чайник водопроводной водой.

12

Опыты с растительными индикаторами и пищевыми красителями 1. Что такое индикатор и рН

Для опыта понадобятся: полоска универсальной индикаторной бумаги, столовый уксус, раствор гидроксида натрия NaOH, пипетка. Существуют вещества, которые способны изменять свой цвет при взаимодействии с кислотами и (или) щелочами. Их называют индикаторами. Если в растворе не содержится кислота или щелочь, то его называют нейтральным. На кухне можно найти уксусную и лимонную кислоты. Щелочи могут входить в состав моющих средств. Пищевая сода дает слабощелочной раствор. Часто индикаторами пропитывают бумагу. Полученную индикаторную бумагу легко использовать для определения кислоты или щелочи, опуская ее в исследуемую жидкость или капая раствор на нее. Химики часто применяют универсальную индикаторную бумагу. В нейтральном растворе она желто-зеленая, в щелочном становится зеленой или синей, а в кислом приобретает желтый, розовый или красный цвет (см. приложение, фото 9). Чтобы различать растворы, пользуются величиной кислотности — рН (читается «пэ аш»). У растворов кислот рН меньше 7, у растворов щелочей рН больше 7, а у нейтральных растворов рН равно 7.

1. Возьмите полоску универсальной индикаторной бумаги.

2. Поместите на бумагу 1 каплю уксуса. При обращении с кислотой будьте осторожны!

3. Промойте пипетку водой.

4. Поместите на бумагу 1 каплю раствора гидроксида натрия NaOH, т. е. щелочи. При обращении со щелочью будьте осторожны! При добавлении кислоты бумажка окрасится в красный цвет, а щелочи — синий. По окраске бумажки определите величину рН (см. приложение, фото 9).

2. Плодово-ягодные индикаторы

Для опыта понадобятся: ягоды (черники, ежевики, смородины, вишни), столовая свекла, красная капуста, столовый уксус, раствор гидроксида натрия NaOH, мерный стакан, кипяченая (дистиллированная) вода, пластмассовый шпатель, две пробирки, штатив для пробирок, пипетка. Некоторые природные красители являются индикаторами. Они содержатся в окрашенных ягодах, например чернике, малине, ежевике, смородине, вишне, а также листьях красной капусты и столовой свекле.

13

1. В мерный стакан поместите 3–5 окрашенных ягод и измельчите их с помощью шпателя. При использовании свеклы или красной капусты небольшую ее часть мелко нарежьте и поместите в стакан так, чтобы кусочки покрыли его дно.

2. Налейте в стакан с ягодами (свеклой или капустой) 10–20 мл воды и перемешивайте полученную смесь шпателем в течение 2–3-х минут. Дайте смеси отстояться.

3. Перелейте приготовленный раствор в две пробирки (примерно по 1 см по высоте пробирок).

4. В первую пробирку прилейте с помощью пипетки 2–3 капли столового уксуса и слегка встряхните пробирку для перемешивания веществ. При обращении с кислотой будьте осторожны!

5. Промойте пипетку водой.

6. Во вторую пробирку добавьте 2–3 капли раствора гидроксида натрия NaOH. При обращении со щелочью будьте осторожны! Слегка встряхните пробирку для перемешивания веществ. При добавлении растительных индикаторов к кислоте и щелочи наблюдается изменение цвета индикаторов (см. приложение, фото 10). Получите индикаторы из разных ягод и сравните свои результаты. Наблюдения запишите в таблицу (см. образец). Таблица. Окраска растительных индикаторов

Индикатор

Цвет полученного раствора индикатора

Цвет индикатора в растворе кислоты

1. Из ежевики 2. Из черники …

14

Цвет индикатора в растворе щелочи

3. Хроматография растительных красителей

Для опыта понадобятся: ягоды (черники, ежевики, смородины или вишни), этиловый спирт из аптечки, мерный стакан с крышкой, пластмассовый шпатель, пробирки, штатив для пробирок, пипетка, фильтровальная бумага размером 6,56,5 см, простой карандаш, линейка, ножницы, пинцет. Растительные красители, полученные в предыдущем опыте, кажутся однородными. На самом деле это смеси нескольких веществ. Но как это увидеть? Нам поможет хроматография — специальный метод разделения веществ. В переводе с греческого «хрома» означает «цвет», а «графо» — «пишу». Впервые этот метод применил русский ученый М. С. Цвет в 1903 г. С помощью хроматографии он исследовал хлорофилл.

1. В пробирку поместите 3–5 окрашенных ягод и размягчите их с помощью шпателя.

2. Налейте в пробирку с ягодами этиловый спирт из аптечки (примерно 1–2 см по высоте пробирки) и перемешивайте полученную смесь шпателем в течение 1–2 минут. Дайте смеси отстояться.

3. Возьмите лист фильтровальной бумаги размером 6,56,5 см и разрежьте его примерно пополам (см. рисунок).

4. На полученную полоску нанесите простым карандашом точку на расстоянии примерно 1,5 см от нижнего края бумаги.

5. Пипеткой наберите немного раствора красителя и поместите 1 каплю в точку, отмеченную карандашом на бумаге. Не допускайте сильного растекания пятна! Подуйте на бумагу для испарения спирта. Как только спирт испарится, поместите еще 1 каплю раствора в точку и снова подуйте на бумагу.

6. В мерный стакан налейте этиловый спирт (0,3–0,5 см по высоте стакана).

7. Поместите бумагу с красителем в стакан со спиртом. Можно воспользоваться пинцетом. Учтите, что пятно на бумаге должно располагаться выше уровня спирта.

8. Осторожно закройте стакан крышкой. Спирт начнет подниматься по бумажке (см. приложение, фото 11).

9. Как только спирту останется подняться до конца бумажки примерно 0,5 см, выньте ее из стакана.

10. Подуйте на бумажку для испарения спирта. Рассмотрите ее. Такую бумажку называют хроматограммой (см. приложение, фото 12). Под действием капиллярных сил спирт будет подниматься по бумажке вверх и продвигать вещества из поставленной точки. Можно увидеть, что из одной точки появится несколько окрашенных пятен. Это свидетельствует о том, что краситель состоит из нескольких веществ. Исследуйте с помощью хроматографии красители из разных ягод. Сравните результаты.

15

Хроматография красителей из ягод

4. Хроматография пищевых красителей

Для опыта понадобятся: пищевой краситель зеленого цвета, этиловый спирт из аптечки, мерный стакан с крышкой, пластмассовый шпатель, пробирка, штатив для пробирок, пипетка, фильтровальная бумага 6,56,5 см, простой карандаш, линейка, ножницы, пинцет. Некоторые пищевые красители, как и природные, являются смесями нескольких окрашенных веществ. Например, пищевой краситель зеленого цвета из набора состоит из двух окрашенных веществ, что указано на упаковке. Это краситель Е 102 (тартразин желтого цвета) и краситель Е 133 (синий блестящий FCF).

1. В пробирку поместите краситель на кончике шпателя и добавьте к нему этиловый спирт из аптечки (примерно 1 см по высоте пробирки). Перемешайте полученную смесь шпателем.

2. Возьмите лист фильтровальной бумаги размером 6,56,5 см и разрежьте его пополам (см. рисунок в предыдущем опыте) или воспользуйтесь половинкой бумаги, если она осталась после предыдущего эксперимента.

3. На полученную полоску нанесите простым карандашом точку на расстоянии примерно 1,5 см от нижнего края бумаги.

16

4. Пипеткой наберите немного раствора красителя и поместите 1 каплю в точку, отмеченную карандашом на бумаге. . Не допускайте сильного растекания пятна! Подуйте на бумагу для испарения спирта. Как только спирт улетучится, поместите еще 1 каплю раствора в точку и снова подуйте на бумагу.

5. В мерный стакан налейте этиловый спирт (0,3–0,5 см по высоте стакана).

6. Поместите бумагу с красителем в стакан со спиртом. Можно воспользоваться пинцетом.

7. Осторожно закройте стакан крышкой. Спирт начнет подниматься по бумажке (см. приложение, фото 13).

8. Как только спирту останется подняться до конца бумажки примерно 0,5 см, выньте ее из стакана. Учтите, что пятно на бумаге должно располагаться выше уровня спирта.

9. Подуйте на бумажку для испарения спирта. Рассмотрите ее. На хроматограмме можно увидеть пятна двух веществ — зеленого и синего (см. приложение, фото 14).

5. Пищевые красители-индикаторы

Для опыта понадобятся: пищевой краситель оранжевого цвета, столовый уксус, раствор гидроксида натрия NaOH, кипяченая (дистиллированная) вода, мерный стакан, пластмассовый шпатель, две пробирки, штатив для пробирок, пипетка. Некоторые пищевые красители могут быть индикаторами. Проверим краситель оранжевого цвета из набора. Это пищевая добавка Е 110 (желтый «солнечный закат» FCF). В кислоте он становится желтым, а в растворе щелочи — красным. Давайте в этом убедимся.

1. Внесите в стакан оранжевый пищевой краситель на кончике шпателя. Прилейте к нему 10 мл воды и перемешайте полученную смесь шпателем.

2. Перелейте приготовленный раствор в две пробирки (примерно по 1 см по высоте пробирки).

3. В первую пробирку прилейте с помощью пипетки 2–3 капли столового уксуса. Слегка встряхните пробирку для перемешивания веществ. При обращении с кислотой будьте осторожны!

4. Промойте пипетку водой.

5. Во вторую пробирку добавьте 2–3 капли раствора гидроксида натрия NaOH. При обращении со щелочью будьте осторожны! Слегка встряхните пробирку для перемешивания веществ.

17

Опыты с лимонной кислотой и лимоном Лимонная кислота (пищевая добавка Е 330) используется в качестве подкислителя. Она способна увеличивать срок годности продуктов, т. к. является антиоксидантом — препятствует окислению. Лимонная кислота входит в состав кондитерских изделий, майонезов, кетчупов, соков, нектаров и других продуктов. В отличие от уксусной кислоты, лимонная кислота является твердым веществом. Лимонная кислота содержится в растениях. Например, ее много в плодах цитрусовых (лимонах, апельсинах и др.).

1. Кислота в лимоне

Для опыта понадобятся: лимон, полоска универсальной индикаторной бумаги, нож.

1. Возьмите полоску универсальной индикаторной бумаги.

2. Отрежьте от лимона небольшую дольку. При обращении с ножом будьте осторожны!

3. Поместите на бумагу 1 каплю сока лимона, выдавленного из дольки. Бумажка окрасится в красный цвет, т. к. в лимоне содержится кислота.

2. Вода — помощница

Для опыта понадобятся: лимонная кислота, пищевая сода, кипяченая (дистиллированная) вода, мерный стакан или одноразовый пластиковый стаканчик, пластмассовый шпатель, пипетка. Вы уже знаете, что если смешать пищевую соду и столовый уксус, то наблюдается характерное шипение из-за выделения углекислого газа. А если заменить столовый уксус твердой кислотой, например лимонной, будет ли происходить такой же процесс? Давайте выясним.

1. В стакан насыпьте немного лимонной кислоты и пищевой соды. Шпателем перемешайте вещества. Реакция не происходит.

2. Теперь добавьте к смеси несколько капель воды. Сразу происходит бурная реакция (см. приложение, фото 15). Вода растворила вещества, и они стали взаимодействовать друг с другом.

3. Лимоннокислый «вулкан»

Для опыта понадобятся: пищевая сода, лимонная кислота, оранжевый пищевой краситель, растворимый кофе, кипяченая (дистиллированная) вода, пластмассовый шпатель, одноразовая тарелка, макет «вулкана» из алебастра, мерный стакан.

18

Недавно вы познакомились с «вулканом» на основе пищевой соды и уксуса. Сделаем еще один «вулкан». Он будет «работать» на реакции лимонной кислоты с пищевой содой (см. предыдущий опыт). Макет «вулкана» из алебастра у вас уже имеется.

1. Насыпьте в «кратер вулкана» примерно чайную ложку пищевой соды и столько же лимонной кислоты. Количество веществ будет зависеть от емкости сделанного вами «кратера». Необходимо, чтобы осталось еще место для остальных компонентов.

2. Внесите в «кратер» оранжевый пищевой краситель на кончике шпателя и немного крупинок растворимого кофе. Смесь перемешайте шпателем (см. приложение, фото 16). «Вулкан» готов.

3. Налейте в мерный стакан примерно 10–20 мл воды.

4. Приведем в действие «вулкан». Для этого налейте воду в «кратер вулкана». Будьте осторожны! Не наклоняйтесь низко над вулканом, т. к. смесь может разбрызгиваться! Происходит «извержение» (см. приложение, фото 17).

5. Помойте «вулкан» и тарелку водопроводной водой. Сохраните их для последующего использования, если вы еще раз захотите повторить этот опыт.

4. Устранение накипи лимоном

Для опыта понадобятся: лимон, чайник с накипью. Вам уже известно, что накипь, образовавшаяся в чайнике, реагирует с кислотами. При этом выделяется углекислый газ, а сама накипь растворяется.

1. Возьмите чайник с накипью. Нанесите на накипь несколько капель сока лимона. Не наклоняйтесь низко над чайником!

2. Накипь частично растворяется и выделяется углекислый газ. Наблюдается характерное шипение.

3. После опыта промойте чайник водопроводной водой.

5. Батарейка из лимона

Для опыта понадобятся: 2 лимона, 4 кусочка толстой медной проволоки длиной 8–9 см, 4 гвоздя длиной 8–9 см, соединительный провод длиной около 50 см, мелкая наждачная бумага, светодиод, мультимер (например, DT-830B), ножницы, нож. Фрукты и овощи могут стать источниками электрического тока, т. е. батарейками. Правда, они будут давать небольшое напряжение и силу тока. Разработаны биобатарейки, которые питают электрической энергией часы, калькуляторы, электронные игры и даже компьютер. Попробуем сделать батарейку из лимона и подсоединить к ней светодиод.

19

1. Медную проволоку и гвозди зачистите наждачной бумагой.

2. Возьмите лимон и разрежьте его пополам. При обращении с ножом соблюдайте осторожность!

3. Воткните в половинку лимона медную проволоку и гвоздь (см. рисунок и приложение, фото 18).

4. При наличии мультимера замерьте напряжение на лимонной батарейке. Гвоздь будет «–», а медная проволока — «+». Подключите мультимер так, как показано на рисунке и фото 18 приложения. Напряжение окажется небольшим, примерно 0,5 В.

5. Сделайте еще 3 таких же батарейки из половинок лимона.

6. Последовательно соедините 4 батарейки из половинок (см. рисунок и приложение, фото 19).

7. Замерьте напряжение на полученном элементе (см. приложение, фото 19). Мультимер покажет около 2 В.

8. Подсоедините светодиод к батарейкам (см. приложение, фото 20). Необходимо соблюдать полярность! У светодиода более короткий контакт является «–» (находится со скошенной стороны, см. рисунок), а длинный — «+».

9. Чтобы увидеть свечение диода, поместите собранную установку в темное место (см. приложение, фото 21). Напряжение собранной батареи достаточно для работы светодиода. Однако сила тока получается мала, поэтому диод светится очень тускло. Увидеть его свечение можно в темноте. Батарейка из лимона

20

6. Сахар с лимоном

Для опыта понадобятся: лимон, сахар, чайная ложка, блюдце (небольшая тарелка), нож.

1. Отрежьте один ломтик лимона в виде кружочка.

2. Положите его на блюдце или небольшую тарелку.

3. Насыпьте на ломтик одну чайную ложку сахара.

4. Подождите несколько минут. Вскоре на поверхности проступит сок лимона (см. приложение, фото 22). Т. к. изначально поверхность лимона была немного влажной, а сахара взято много, то получается концентрированный раствор. Сок, находящийся внутри кусочка лимона, выходит наружу и разбавляет концентрированный раствор сахара. Такое явление называют осмосом. Осмос — переход вещества через полупроницаемую мембрану. Такими мембранами являются клеточные стенки.

21

Опыты с сахаром Сахар, который есть на каждой кухне, химики называют сахарозой, а также тростниковым или свекловичным сахаром. Такие названия связаны с тем, что сахарозу получают из тростника и сахарной свеклы. Химическая формула сахарозы С12Н22О11. Она является углеводом.

1. Получаем леденцы

Для опыта понадобятся: сахар, сливочное или растительное масло, две чайные ложки, кипяченая вода, защитные перчатки (рукавицы) или тряпочка для обращения с горячими предметами, тарелка. Сейчас вы научитесь делать леденцы.

1. Чайную ложку наполните наполовину сахаром и слегка смочите кипяченой водой. Кипяченую воду капайте из другой ложки.

2. Нагрейте ложку с сахаром на газе (см. приложение, фото 23). Чтобы не обжечься, ложку держите защитными перчатками (рукавицами) или тряпочкой! При пользовании газом помните, что помещение должно хорошо проветриваться!

3. Сахар карамелизуется и приобретает коричневый цвет (см. приложение, фото 23). При этом ощущается характерный запах. Но только сильно ложку не нагревайте. Иначе сахар обуглится, и вы получите уголек.

4. Прекратите нагревание. Коричневую жидкость вылейте из ложки на тарелку. Чтобы леденец не прилип к тарелке, предварительно смажьте ее сливочным или растительным маслом. Оставьте жидкость остывать. Вскоре она застынет. Вот так можно получать леденцы (см. приложение, фото 24). Теперь вы сами можете устроить настоящую леденцовую фабрику.

2. Горение сахара

Для опыта понадобятся: один кубик кускового (прессованного) сахара, табачный пепел, фарфоровая тарелка, спички. При нагревании сахар плавится. А вот будет ли он гореть? Сейчас проверим.

1. Положите кусочек сахара на фарфоровую тарелку и попытайтесь его поджечь. Для этого поднесите к сахару горящую спичку. Будьте осторожны! Гореть сахар не будет. Он только плавится.

2. Кусочек сахара посыпьте табачным пеплом и подожгите. Сахар загорится синим пламенем (см. приложение, фото 25). Почему же он стал гореть? Причина в том, что в табачном пепле есть вещества, содержащие элемент литий Li. Эти вещества ускоряют реакцию и помогают сахару загореться. Вещества, увеличивающие скорость химических реакций, называют катализаторами.

22

3. Как обнаружить сахар

Для опыта понадобятся: сахар, раствор сульфата меди(II) CuSO4, раствор гидро-ксида натрия NaOH, кипяченая (дистиллированная) вода, пробирка, штатив для пробирок, пипетка. Для обнаружения сахарозы существует специальная проба.

1. В пробирку насыпьте сахар в таком количестве, чтобы он покрыл ее дно.

2. Добавьте к сахару немного воды (примерно 1 см по высоте пробирки). Пробирку осторожно встряхните. Сахар растворится.

3. Добавьте к раствору сахара немного раствора гидроксида натрия NaOH (примерно 1 см по высоте пробирки). При обращении со щелочью будьте осторожны! Слегка встряхните пробирку для перемешивания веществ.

4. В полученную смесь прилейте 3–4 капли раствора сульфата меди(II) CuSO4. Осторожно встряхните пробирку для растворения осадка. При реакции щелочи NaOH с раствором медного купороса (сульфатом меди(II)) получается синий студенистый осадок (см. приложение, фото 26). Это образуется гидроксид меди(II). Его формула Cu(OH)2: CuSO4 + 2NaOH = Cu(OH)2 + Na2SO4. Это вещество взаимодействует с сахаром и получается ярко-синее окрашивание (см. приложение, фото 27). Это и есть проба (качественная реакция) на сахарозу. С помощью этой реакции можно обнаружить сахар в продуктах питания.

4. Расщепление сахарозы

Для опыта понадобятся: сахар, раствор сульфата меди(II) CuSO4, раствор гидро-ксида натрия NaOH, столовый уксус, кипяченая (дистиллированная) вода, горячая вода (60–70 °С), пробирка, штатив для пробирок, пипетка, термометр, мерный стакан. Сахароза состоит из остатков глюкозы и фруктозы. Глюкоза и фруктоза, также как и сахароза, являются углеводами. Сахарозу можно расщепить с образованием этих веществ. В этом нам поможет обыкновенная вода. Химики называют подобные реакции гидролизом, т. е. разложением каких-либо веществ водой. Для ускорения гидролиза можно использовать кислоту. Она является катализатором.

1. В пробирку насыпьте сахар в таком количестве, чтобы он покрыл ее дно.

2. Добавьте к сахару воду (примерно 1 см по высоте пробирки) и 4–5 капель пищевого уксуса. Пробирку осторожно встряхните, чтобы вещества смешались.

3. Пипетку помойте.

4. Поместите пробирку в стакан с горячей водой (60–70 °С). Соблюдайте осторожность! Подождите примерно 15–20 минут.

23

Глюкоза и фруктоза являются бесцветными веществами, поэтому их образование вы не заметите. Для того чтобы узнать, произошло ли разложение сахарозы, проведем пробу на сахарозу (см. предыдущий опыт).

5. Добавьте в пробирку со смесью немного раствора гидроксида натрия NaOH (примерно 1 см по высоте пробирки). При обращении со щелочью будьте осторожны! Слегка встряхните пробирку для перемешивания веществ.

6. Прилейте к смеси 3–4 капли раствора сульфата меди(II) CuSO4. Осторожно встряхните пробирку. Выпавший осадок постепенно растворится, и образуется ярко-синий раствор.

7. Поместите пробирку в стакан с горячей водой (60–70°С). Соблюдайте осторожность! Понаблюдайте за происходящим. При нагревании в кислой среде сахароза разлагается. При этом образуются глюкоза и фруктоза. Они, подобно сахарозе, реагируют с осадком Cu(OH)2 и дают ярко-синий раствор. При нагревании этого раствора появляется оранжевый осадок (см. приложение, фото 28). Это глюкоза окисляется, а из Cu(OH)2 получается новый гидроксид меди CuOH оранжевого цвета. Как видно, эти гидроксиды отличаются количеством атомов кислорода и водорода. Они имеют разный цвет. Реакцию, которую вы провели, называют пробой на глюкозу. Сахароза ее не дает.

5. «Змеи» из сахара

Для опыта понадобятся: сахарная пудра, пищевая сода, этиловый спирт из аптечки, фарфоровая тарелка, чайная ложка, пластмассовый шпатель, пипетка, металлический поднос, спички, вода. Сейчас вы получите несколько «химических змей». Как и настоящие, сахарные «змеи» будут извиваться.

1. На фарфоровой тарелке смешайте пол чайной ложки пищевой соды и 3 чайные ложки сахарной пудры. Для перемешивания используйте шпатель.

2. Смесь слегка пропитайте этиловым спиртом из аптечки (см. приложение, фото 29). Для этого добавляйте его пипеткой.

3. Тарелку обязательно поставьте на металлический поднос (например, от газовой плиты).

4. Подожгите спирт. Соблюдайте осторожность! Не наклоняйтесь над пламенем! При нагревании сахар карамелизуется и окисляется, а сода разлагается: С12Н22О11 + 6О2

6СО2­­+ 11Н2О­+ 6С

Na2CO3 + CO2­­­­­­­­+ H2O 2NaHCO3 Выделяющиеся углекислый газ и пары воды вспучивают твердую массу, поэтому из нее начинают выползать темно-серые «змеи» (см. приложение, фото 30).

5. После того как спирт выгорит, подождите, пока тарелка остынет. Залейте «змей» водой и помойте тарелку.

24

Опыты с виноградным соком 1. Красный виноградный сок — индикатор

Для опыта понадобятся: красный виноградный сок или виноградный нектар, содержащий красный виноградный сок, столовый уксус, раствор гидроксида натрия NaOH, 2 пробирки, штатив для пробирок, пипетка. В виноградном соке содержится много полезных веществ. Есть в нем и природные красители.

1. В две пробирки налейте немного виноградного сока или виноградного нектара (примерно 1 см по высоте пробирок).

2. В одну из пробирок добавьте 3–4 капли столового уксуса. При обращении с кислотой будьте осторожны! Слегка встряхните пробирку для перемешивания веществ.

3. Пипетку помойте.

4. Во вторую пробирку добавьте 3–4 капли раствора гидроксида натрия NaOH. При обращении со щелочью будьте осторожны! Слегка встряхните пробирку для перемешивания веществ. После добавления кислоты раствор слегка посветлел, а при добавлении щелочи стал зеленоватым. Такие изменения связаны с наличием фенольных веществ, придающих винограду характерную окраску. Их цвет меняется в зависимости от наличия кислоты или щелочи.

2. Проба на глюкозу с виноградным соком

Для опыта понадобятся: виноградный сок или нектар (красный или белый), раствор сульфата меди(II) CuSO4, раствор гидроксида натрия NaOH, мерный стакан, горячая вода (60–70 °С), пробирка, штатив для пробирок, пипетка, термометр.

1. В пробирку налейте немного виноградного сока или виноградного нектара (примерно 1 см по высоте пробирки).

2. Добавьте к соку столько же раствора гидроксида натрия NaOH (примерно 1 см по высоте пробирки). При обращении со щелочью будьте осторожны! Слегка встряхните пробирку, чтобы вещества перемешались. Если взять красный сок, то жидкость приобретет зеленоватый оттенок (см. предыдущий опыт).

3. В полученную смесь прилейте 3–4 капли раствора сульфата меди(II) CuSO4. Осторожно встряхните пробирку. Образовавшийся студенистый осадок растворяется.

4. В мерный стакан налейте 20–25 мл горячей воды (60–70 °С). Соблюдайте осторожность!

5. Поместите пробирку в стакан с горячей водой. Понаблюдайте за раствором. В растворе появится оранжевый осадок. Проба положительная, следовательно, в соке содержалась глюкоза.

25

Опыты с яблоками и яблочным соком 1. Почему темнеют яблоки

Для опыта понадобятся: яблоко, нож.

1. Возьмите яблоко и, соблюдая осторожность, разрежьте его пополам.

2. Понаблюдайте за местом среза яблока. Вскоре вы увидите, что на срезе оно темнеет. Как только яблоко разрезают, то на место среза попадает кислород. Начинается химическая реакция окисления. В результате получаются темные пигменты меланины.

2. Есть ли в яблоках кислота?

Для опыта понадобятся: яблоко, универсальная индикаторная бумага, нож.

1. Отрежьте небольшой кусочек яблока. При обращении с ножом будьте осторожны!

2. На полоску индикаторной бумаги поместите каплю яблочного сока. Т. к. в яблоках содержится кислота, то индикаторная бумага окрасится в розовый или красный цвет.

3. Яблочная батарейка

Для опыта понадобятся: два яблока, четыре кусочка толстой медной проволоки длиной 8–9 см, четыре гвоздя длиной 8–9 см, соединительный провод, мелкая наждачная бумага, светодиод, мультимер (например, DT-830B), одноразовая тарелка, нож. Батарейку можно сделать не только из лимонов, но и из обыкновенных яблок. Проверим это.

1. Медную проволоку и гвозди зачистите наждачной бумагой.

2. Возьмите яблоки и разрежьте их пополам. При обращении с ножом соблюдайте осторожность! Яблоки положите в тарелку.

3. Воткните в каждую половинку яблока на некотором расстоянии друг от друга по одной медной проволоке и гвоздю (см. рисунок и приложение, фото 43).

4. При наличии мультимера замерьте напряжение на одной яблочной батарейке. Гвоздь будет «–», а медная проволока — «+». Подключите мультимер, как это было сделано на примере лимона (см. приложение, фото 18). Напряжение окажется небольшим.

5. Последовательно соедините 4 батарейки из половинок яблок (см. рисунок и приложение, фото 31).

6. Замерьте напряжение на полученном элементе (см. приложение, фото 31). Мультимер покажет около 2 В.

26

7. Подсоедините светодиод к батарейкам. Необходимо соблюдать полярность! Напомним, что у светодиода более короткий контакт подсоединяется к «–» (находится со скошенной стороны, см. рисунок), а длинный — к «+» (см. рисунок и приложение, фото 32).

8. Чтобы увидеть свечение диода, поместите собранную установку в темное место. Яблочная батарейка

4. Проба на глюкозу

Для опыта понадобятся: яблоко или яблочный сок, раствор сульфата меди(II) CuSO4, раствор гидроксида натрия NaOH, горячая вода (60–70 °С), мерный стакан, пробирка, штатив для пробирок, пипетка, термометр.

1. В пробирку налейте немного яблочного сока, выжатого из яблока или купленного в магазине (примерно 1 см по высоте пробирки).

2. Добавьте к соку столько же раствора гидроксида натрия NaOH (примерно 1 см по высоте пробирки). При обращении со щелочью будьте осторожны! Слегка встряхните пробирку для перемешивания веществ.

3. В полученную смесь прилейте 3–4 капли раствора сульфата меди(II) CuSO4. Осторожно встряхните пробирку. Образовавшийся осадок растворяется.

4. В мерный стакан налейте 20–25 мл горячей воды (60–70 °С). Соблюдайте осторожность!

5. Поместите пробирку в стакан с горячей водой. Понаблюдайте за раствором. Раствор начнет приобретать оранжевый оттенок, т. к. в соке содержалась глюкоза.

27

Опыты с крахмалом и картофелем Крахмал относится к углеводам. Это вещество имеет формулу (С6Н10О5)n. Крахмал — это смесь двух веществ, амилозы и амилопектина. Молекула амилозы напоминает нить, свернутую в спираль. Молекула амилопектина похожа на ветку дерева. Такие молекулы называют разветвленными (см. рисунок). Молекулы амилозы и амилопектина очень большие и состоят из множества остатков глюкозы. Крахмал образуется в растениях в процессе фотосинтеза и накапливается в клубнях, семенах и корнях. Больше всего крахмала в зернах злаков (рисе, пшенице, кукурузе и др.). Там его содержание доходит до 60–80 %. Строение молекул амилозы и амилопектина

1. Реакция крахмала с йодом

Для опыта понадобятся: крахмал, раствор йода из аптечки, раствор сульфита натрия Na2SO3, кипяченая (дистиллированная) вода, пробирка, штатив для пробирок, пипетка.

1. Возьмите немного крахмала (на донышке пробирки).

2. Налейте в нее кипяченую (дистиллированную) воду (примерно 1 см по высоте пробирки). Встряхните пробирку. Крахмал в воде практически не растворяется, поэтому смесь в пробирке будет мутной.

3. Добавьте в полученную смесь 1–2 капли спиртового раствора йода из аптечки. Смесь окрашивается в сине-фиолетовый цвет.

4. Пипетку помойте. Этот опыт обычно используют для определения крахмала и называют йод– крахмальной реакцией. Обесцветить полученную смесь можно с помощью сульфита натрия. Это вещество имеет формулу Na2SO3. Окраска исчезнет благодаря химической реакции йода с сульфитом натрия.

5. К окрашенной смеси добавляйте по каплям раствор сульфита натрия Na2SO3. Пробирку встряхивайте после добавления каждой капли. Синефиолетовая окраска исчезнет.

28

2. Реагирует ли с йодом сахар, соль и пищевая сода

Для опыта понадобятся: сахар, пищевая соль, пищевая сода, раствор йода из аптечки, кипяченая (дистиллированная) вода, три пробирки, штатив для пробирок, пипетка. Проверим, будет ли реагировать йод с сахаром, солью и пищевой содой.

1. Насыпьте в пробирки сахар, пищевую соль и пищевую соду (каждое вещество в отдельную пробирку) так, чтобы они покрыли их дно.

2. Добавьте в каждую пробирку воду (примерно 1 см по высоте пробирок) и осторожно встряхните их, чтобы вещества перемешались.

3. В каждую из пробирок прилейте по 1–2 капли раствора йода из аптечки. Сине-фиолетовая окраска наблюдаться не будет, т. к. сода, сахар и соль не взаимодействуют с йодом.

3. Крахмал в муке, хлебе и макаронных изделиях

Для опыта понадобятся: мука, кусочек хлеба, макаронные изделия, раствор йода из аптечки, пипетка. Основным компонентом муки является крахмал. В ней его содержание доходит почти до 70 %. Наиболее богата крахмалом рисовая крупа (примерно 70 %). В макаронных изделиях высшего сорта крахмала с декстринами (о декстринах см. ниже) содержится около 70 %. В хлебе и хлебобулочных изделиях тоже много крахмала. В некоторых сортах его содержание вместе с декстринами составляет почти 50 %.

1. Капните на кусочек хлеба, муку, макаронные изделия по 1 капле йода из аптечки.

2. Понаблюдайте за происходящим. Появляется сине-фиолетовая окраска, подтверждающая

наличие крахмала.

4. Готовим клейстер

Для опыта понадобятся: крахмал, горячая кипяченая вода (60–70 °С), мерный стакан, пластмассовый шпатель, термометр. Крахмал практически не растворяется в холодной воде, но он может набухать в горячей воде, образуя клейстер. В состав киселя входит крахмал. Когда варят кисель, то получают клейстер, поэтому вся смесь становится густой.

1. Насыпьте крахмал в мерный стакан в таком количестве, чтобы он покрыл его дно.

2. Прилейте к крахмалу 30–40 мл горячей воды (60–70 °С). Будьте осторожны!

3. В течение 1–2 минут помешивайте смесь шпателем. Получается клейстер.

4. Сохраните клейстер для двух последующих опытов.

29

5. Крахмальные чернила

Для опыта понадобятся: приготовленный крахмальный клейстер, раствор йода из аптечки, раствор сульфита натрия Na2SO3, кипяченая (дистиллированная) вода, кисточка для рисования, лист белой бумаги, пробирка, штатив для пробирок, вата, пинцет.

1. Возьмите лист белой бумаги и напишите или нарисуйте на нем что-нибудь кисточкой, смоченной крахмальным клейстером.

2. Оставьте рисунок высыхать. Для ускорения процесса его можно просушить феном. Будьте осторожны при обращении с электроприборами!

3. В пробирку налейте воду (примерно 3–5 см по высоте пробирки) и добавьте к ней 3–5 капель раствора йода из аптечки.

4. Слегка встряхните пробирку для перемешивания веществ.

5. Возьмите пинцетом кусочек ваты и обмакните его в приготовленный раствор йода. Протрите ватой лист бумаги. Рисунок проявится, т. к. йод реагирует с крахмалом (см. приложение, фото 33). Чтобы рисунок исчез, воспользуемся раствором сульфита натрия Na2SO3.

6. Обмакните новый кусочек ваты в раствор сульфита натрия Na2SO3. Протрите им рисунок. Он исчезнет из-за химической реакции йода с сульфитом натрия (см. приложение, фото 34).

6. Химическая реакция во рту

Для опыта понадобятся: крахмальный клейстер, столовый уксус, раствор йода из аптечки, кипяченая (дистиллированная) вода, два одноразовых пластиковых стакана, теплая вода (примерно 40 °С), горячая вода (60–70 °С), две пробирки, штатив для пробирок, пипетка, марля или бинт, четыре канцелярские скрепки, термометр, раствор гидроксида натрия NaOH, раствор сульфата меди(II) CuSO4. Крахмал состоит из остатков глюкозы. Его можно расщепить гидролизом. Напомним, что гидролизом называют разложение веществ водой. Вещества, которые получаются при этом из крахмала, не дают характерной реакции с йодом, т. е. сине-фиолетовая окраска наблюдаться не будет. Распад крахмала происходит ступенчато. Сначала получаются декстрины, которые потом расщепляются с образованием мальтозы С12Н22О11 (состоит из двух остатков глюкозы) и в итоге — глюкозы С6Н12О6.

30

Гидролиз можно проводить с участием ферментов. Ферменты — это биологические катализаторы. Они способны ускорять реакции в 108–1012 раз! В слюне человека есть фермент амилаза, которая расщепляет крахмал. При пережевывании пищи, содержащей крахмал, амилаза его разрушает. Поэтому важно тщательно пережевывать пищу. Смоделируем процесс, который протекает во рту человека с крахмалсодержащей пищей. Шаг 1. Расщепление крахмала 1. Тщательно прополощите рот кипяченой водой для того, чтобы удалить остатки пищи.

2. Наберите в рот немного кипяченой воды (около двух столовых ложек) и ополаскивайте его, не выплевывая, примерно 1–2 минуты.

3. В это время зафиксируйте несколько слоев бинта (марли) на одноразовом пластиковом стакане, используя четыре канцелярские скрепки (см. рисунок и приложение, фото 35).

4. Профильтруйте воду, которую вы держали во рту, через бинт (марлю) в одноразовый стакан. Получается раствор слюны, в котором содержится фермент амилаза.

5. Перелейте немного профильтрованной жидкости в пробирку (примерно 1 см по высоте пробирки).

6. Добавьте в пробирку с раствором слюны столько же крахмального клейстера (примерно 1 см по высоте пробирки). Пробирку встряхните, чтобы вещества перемешались.

7. Поместите пробирку в одноразовый пластиковый стакан, заполненный на четверть теплой водой (примерно 40 °С).

8. Оставьте пробирку в стакане примерно на 15 мин. Шаг 2. Свойства продуктов расщепления крахмала 1. Достаньте пробирку из стакана и половину ее содержимого перелейте в новую пробирку (см. рисунок).

2. В одну из пробирок добавьте 1 каплю раствора йода из аптечки. Сине-фиолетовая окраска не появилась, значит, крахмал расщепился. Пипетку помойте.

3. Во вторую пробирку добавьте немного раствора гидроксида натрия NaOH (примерно 1 см по высоте пробирки). При обращении со щелочью будьте осторожны! Слегка встряхните пробирку для перемешивания веществ.

4. В полученную смесь прилейте 3–4 капли раствора сульфата меди(II) CuSO4. Осторожно встряхните пробирку. Образовавшийся осадок синего цвета растворяется. Получается синий раствор.

5. Налейте четверть одноразового стакана горячей воды (60–70 °С). Соблюдайте осторожность! Пробирку с синим раствором поместите в стакан.

6. Вскоре появится оранжевый осадок. Наблюдается положительная проба на глюкозу. Проба подтвердила, что в результате гидролиза из крахмала получается глюкоза.

31

Основные этапы проведения опыта по расщеплению крахмала амилазой слюны

7. Из чего состоит картошка

Для опыта понадобятся: картофель, раствор йода из аптечки, пипетка, нож. В картофеле содержится 15–20 % крахмала. Докажем, что картофель богат этим углеводом.

1. Отрежьте ломтик картофеля. Будьте осторожны при обращении с ножом!

2. Капните на него 1 каплю йода из аптечки. Наблюдается характерное сине-фиолетовое окрашивание, указывающее на присутствие крахмала.

8. Темнеющий картофель

Для опыта понадобятся: картофель, растительное масло, лимонная кислота, вата, пробирка, банка емкостью 0,5 л, кипяченая вода, нож. Вам уже известно, что яблоко на срезе темнеет. А будет ли темнеть картофель?

32

1. В пробирку насыпьте немного лимонной кислоты так, чтобы она покрыла ее дно.

2. Добавьте в пробирку воду (примерно 1–2 см по высоте пробирки). Встряхните пробирку для растворения кислоты.

3. Возьмите небольшую картофелину и разрежьте ее на 4 части. Соблюдайте осторожность!

4. Одну часть картофелины поместите в банку, заполненную наполовину водой, у другой части место среза помажьте растительным маслом, у третьей место среза обработайте раствором лимонной кислоты, а четвертую просто оставьте на столе. Для нанесения масла и кислоты пользуйтесь ватой, смоченной соответствующим веществом. Вскоре вы увидите, что место среза картофеля, оставленного на столе, начнет темнеть. Картофель, помещенный в воду, а также смазанный лимонной кислотой и растительным маслом, не темнеет. Выясним, почему так происходит. Картофель покрыт кожурой, которая его защищает от внешнего воздействия. Но как только картофель разрезают, то на место среза сразу попадает кислород, содержащийся в воздухе. Начинается химическая реакция окисления аминокислоты тирозина с помощью фермента. При этом получаются меланины — темные пигменты, поэтому разрезанный картофель темнеет. Вспомните причину потемнения разрезанных яблок. Если поместить картофель в воду или смазать растительным маслом, то доступ воздуха ограничивается. Поэтому обычно для сохранности очищенный картофель кладут в воду. Лучше для этой цели использовать кипяченую воду. В ней меньше растворено кислорода. Лимонная кислота уменьшает рН (создает кислую среду) и делает фермент неактивным. Фермент можно разрушить нагреванием, поэтому вареный картофель не темнеет.

9. Картофель — «подводная лодка»

Для опыта понадобятся: стеклянная банка емкостью 1 л, пищевая соль, чайная ложка, пластмассовый шпатель, дистиллированная (кипяченая) вода, картофель.

1. Налейте полбанки воды и опустите в нее картофель. Он утонет (см. приложение, фото 36). Выньте картофель из банки.

2. Добавьте в воду пищевую соль и помешивайте шпателем до тех пор, пока новая порция соли уже не будет растворяться. Опустите картофель в полученный раствор соли. Он сразу всплывет (см. приложение, фото 37).

3. Добавьте в банку воду. При этом картофель начнет погружаться (см. приложение, фото 38). Ну, чем не подводная лодка!

33

В чистой воде картофель тонет, так как он тяжелее воды. Но по сравнению с раствором соли он легче, поэтому и наблюдается его всплытие. При добавлении воды раствор соли разбавляется, и картофель снова становится тяжелее и начинает тонуть.

10. Делаем картофель большим и маленьким

Для опыта понадобятся: картофель, пищевая соль, кипяченая вода, нож, пластмассовый шпатель, мерный стакан, три одноразовых пластмассовых стакана, чайная ложка.

1. В три стакана налейте по 40–50 мл воды.

2. Приготовьте насыщенный раствор пищевой соли. Для этого в один из стаканов добавляйте пищевую соль, помешивая шпателем, до тех пор, пока новая порция соли перестанет растворяться.

3. Приготовьте разбавленный раствор пищевой соли. Для этого в другой стакан добавьте треть чайной ложки соли. Помешивайте смесь шпателем, пока соль не растворится.

4. В третьем стакане осталась кипяченая вода.

5. Из картофеля вырежьте три кубика одинакового размера и поместите по кубику в каждый стакан.

6. Через 2–3 часа посмотрите на кубики. Пока идет этот опыт, можно перейти к другим экспериментам. Кубик, находившийся в насыщенном растворе соли, уменьшился в размерах, а тот, который был в кипяченой воде без соли, наоборот, увеличился. Не изменился только кубик, который был опущен в разбавленный раствор пищевой соли (см. приложение, фото 39). Изменения произошли благодаря осмосу. С этим явлением вы уже знакомы. Вода из кубика переходила в насыщенный раствор соли, стремясь его разбавить. Кубик становился меньше. В другом случае за счет поглощения воды разбавлялись соли, находящиеся в самом картофельном кубике. При этом кубик стал больше по размеру. В последнем случае концентрация соли в кубике была примерно равна концентрации соли в растворе, поэтому изменений не было.

11. Батарейка из картошки

Для опыта понадобятся: две картофелины, четыре кусочка толстой медной проволоки длиной 8–9 см, четыре гвоздя длиной 8–9 см, соединительный провод, мелкая наждачная бумага, низковольтный светодиод, мультимер (например, DT-830B), тарелка, нож. Попробуйте теперь сделать батарейку из картошки. Соберите батарейку и подключите к ней мультимер и светодиод так же, как это было описано в опыте для лимонов и яблок.

34

Опыты с киви 1. Киви — размягчитель мяса

Киви — источник многих полезных веществ. В нем, например, содержится суточная доза витамина С. Иногда киви используют для маринования мяса для шашлыка. Почему так делают, вы узнаете из этого опыта. Для опыта понадобятся: киви, небольшой кусочек свежего мяса, кипяченая вода, нож, тарелка, одноразовый пластиковый стакан, пластмассовый шпатель, мерный стакан.

1. Осторожно отрежьте один ломтик киви в виде кружочка (см. приложение, фото 40).

2. Мелко его порежьте на тарелке и перенесите в одноразовый стакан.

3. Поместите в стакан с киви небольшой кусочек свежего мяса (см. приложение, фото 40).

4. Добавьте в стакан примерно 10 мл воды и перемешайте содержимое шпателем. Примерно через 30–60 минут вы увидите, что мясо стало светлым и мягким (см. приложение, фото 41). Через несколько часов оно станет слизким и еще более мягким (см. приложение, фото 42). Причина вот в чем. В киви обнаружен фермент, способствующий расщеплению белков. Поэтому под действием фермента мясо становится мягче и легче усваивается.

2. Батарейка из киви

Для опыта понадобятся: два киви, четыре кусочка толстой медной проволоки длиной 8–9 см, четыре гвоздя длиной 8–9 см, соединительный провод длиной около 50 см, мелкая наждачная бумага, низковольтный светодиод, мультимер (например, DT-830B), тарелка, нож. Киви может быть не только источником витаминов и других полезных веществ, но давать электричество. Соберите батарейку и подключите к ней мультимер и светодиод так же, как это было описано в опыте для лимонов и яблок.

35

Опыты с медом 1. Проба на глюкозу

Для опыта понадобятся: мед, раствор сульфата меди(II) CuSO4, раствор гидроксида натрия NaOH, кипяченая (дистиллированная) вода, горячая вода (60–70 °С), одноразовый пластмассовый стакан, пробирка, чайная ложка, штатив для пробирок, пипетка, мерный стакан, пластмассовый шпатель, термометр. В состав меда входят моносахариды глюкоза и фруктоза. Наличие глюкозы в меде можно подтвердить следующим образом.

1. В мерный стакан поместите пол чайной ложки меда и добавьте примерно 10 мл воды. Смесь перемешайте шпателем.

2. В пробирку налейте немного приготовленного раствора меда (примерно 1 см по высоте пробирки). Оставьте раствор меда для последующих опытов.

3. Прилейте к нему столько же раствора гидроксида натрия NaOH (примерно 1 см по высоте пробирки). При обращении со щелочью будьте осторожны! Слегка встряхните пробирку, чтобы вещества перемешались.

4. В полученную смесь добавьте 3–4 капли раствора сульфата меди(II) CuSO4. Осторожно встряхните пробирку. Образовавшийся осадок Cu(OH)2 растворяется. Образуется синий раствор.

5. Одноразовый стакан на четверть заполните горячей водой (60–70 °С). Соблюдайте осторожность! Поместите в этот стакан пробирку с синим раствором.

6. В скоре появится оранжевый осадок. Вы наблюдали положительную пробу на глюкозу. В результате химической реакции получился оранжевый осадок гидроксида меди(I) CuOH.

2. Домашняя экспертиза

Для опыта понадобятся: раствор меда, оставшийся после предыдущего опыта, мед, йод из аптечки, столовый уксус, крышечка от мерного стакана, пробирка, штатив для пробирок, пипетка. Всем известно, что мед очень полезный продукт. Бывают случаи его подделки — в мед добавляют крахмал, мел и даже песок. Иногда за мед выдают подкрашенный сахар. Подлинность меда проверяют специальные лаборатории. Но некоторые пробы можно провести даже в домашних условиях. Определение нерастворимых примесей В предыдущем опыте вы готовили раствор меда. Если в мед были добавлены твердые примеси (например, песок), то они должны остаться на дне стакана. Определение наличия крахмала 1. В пробирку налейте немного раствора меда (примерно 1 см по высоте пробирки).

36

2. Прилейте к нему 1–2 капли йода из домашней аптечки.

3. Пипетку помойте. Если в мед добавлен крахмал, то вы увидите сине-фиолетовое окрашивание, характерное для пробы на крахмал. Определение наличия мела 1. На крышечку от мерного стакана положите немного меда.

2. Добавьте к нему 1–2 капли столового уксуса. При обращении с уксусной кислотой соблюдайте осторожность! Выделение пузырьков углекислого газа свидетельствует о присутствии мела в меде. Карбонат кальция, из которого в основном состоит мел, реагирует с кислотой по следующему уравнению: СаСО3 + 2СН3СООН = (СН3СОО)2Са + СО2­­+ Н2О.

37

Опыты с куриным яйцом Мы привыкли говорить, что яйцо состоит из скорлупы, белка и желтка. Между тем содержание белков в желтке даже больше, чем в той части яйца, которую мы обычно называем белком. Хотя в белке куриного яйца гораздо меньше жиров, чем в желтке. В яйцах обнаружены микро- и макроэлементы, а также витамины, которые в основном находятся в желтке. В желтке также есть холестерин.

1. Готовим раствор белка

Для опыта понадобятся: куриное яйцо, кипяченая (дистиллированная) вода, баночка с крышкой или пластиковая бутылка с пробкой на 200–500 мл, мерный стакан, одноразовый пластиковый стакан, марля или бинт, четыре канцелярские скрепки, самоклейка для этикетки. Сейчас вы узнаете, что в яйцах содержится белок, растворимый и нерастворимый в воде. Раствор белка будет необходим для последующих опытов.

1. Белок куриного яйца осторожно отделите от желтка и поместите в небольшую баночку или пластиковую бутылочку.

2. Добавьте к белку примерно 100 мл кипяченой (дистиллированной) воды. Баночку или бутылочку закройте и встряхивайте в течение 5 минут.

3. Полученную смесь профильтруйте в одноразовый стакан, используя в качестве фильтра двойной слой марли или бинта. Как закрепить фильтр на стакане, см. в приложении, фото 35. Через фильтр пройдет раствор белка, который называют яичным альбумином, а на фильтре останется белок — яичный глобулин. Яичный глобулин нам не понадобится. Его можно выбросить.

4. Баночку (бутылочку) помойте водой и перелейте в нее раствор белка. Сделайте для нее этикетку, на которой напишите «Раствор белка». Храните его в холодильнике.

2. Нагреваем белок

Для опыта понадобятся: раствор белка, горячая вода (60–70 °С), пробирка, мерный стакан, термометр, штатив для пробирки.

1. Немного полученного раствора белка перелейте в пробирку (примерно 1 см по высоте пробирки).

2. В мерный стакан налейте 20–30 мл горячей воды (60– 70 °С). Соблюдайте осторожность! Поместите пробирку в этот в стакан. Белок станет белым — он свернулся. Ученые называют этот процесс денатурацией. При денатурации частично разрушается структура белка. У белка куриного яйца денатурация начинается примерно при 54 °С. Такая же реакция протекает, когда варят или жарят яйца. Денатурированный белок легче переваривается в организме, поэтому яйца в сыром виде обычно не употребляют. Их подвергают термической обработке — варят или жарят.

38

3. Почему спирт опасен для белка

Для опыта понадобятся: раствор белка, этиловый спирт из аптечки или одеколон, пробирка, штатив для пробирок, пипетка.

1. Налейте в пробирку раствор белка (1 см по высоте пробирки) и поставьте ее в штатив.

2. Добавьте в пробирку 4–5 капель этилового спирта из аптечки. Вместо спирта можно использовать одеколон. Белок свернулся, т. к. спирт денатурирует белок.

4. Проба на белок

Для опыта понадобятся: раствор белка, раствор гидроксида натрия NaOH, раствор сульфата меди(II) CuSO4, пробирка, штатив для пробирок, пипетка. Для обнаружения белка существует специальная проба, называемая биуретовой реакцией. Эта проба позволяет обнаружить белок даже тогда, когда его в растворе содержится очень мало.

1. Налейте в пробирку раствор белка (примерно 1 см по высоте пробирки).

2. Добавьте в пробирку столько же раствора гидроксида натрия NaOH. Соблюдайте осторожность! Слегка встряхните, чтобы вещества перемешались.

3. С помощью пипетки внесите в пробирку 2–3 капли раствора сульфата меди(II) CuSO4 и встряхните пробирку. Сначала получается синий студенистый осадок гидроксида меди(II) Cu(OH)2. Постепенно он растворяется, и образуется красивый фиолетовый раствор (см. приложение, фото 43). Получается, что с помощью Cu(OH)2 можно обнаружить не только сахар, но и белок.

5. Яйцо — химическая «подводная лодка»

Для опыта понадобятся: куриное яйцо, оставшееся после предыдущего опыта, 200–250 мл столового уксуса (9 %-го раствора уксусной кислоты), поллитровая стеклянная банка. Куриное яйцо может стать подводной лодкой еще и благодаря химической реакции с кислотой.

1. В пол-литровую стеклянную банку налейте примерно половину столового уксуса. Внимание! Для опыта необходим только столовый уксус (9 %-й раствор уксусной кислоты)! Не использовать уксусную эссенцию!

2. Опустите в уксус куриное яйцо. Оно покроется множеством пузырьков углекислого газа (см. приложение, фото 47). Он образуется при реакции кислоты с карбонатом кальция, который является основным компонентом яичной скорлупы: СаСО3 + 2СН3СООН = (СН3СОО)2Ca + CO2­­­­+ H2O.

39

Через некоторое время яйцо всплывет, потому что пузырьки выделяющегося углекислого газа поднимают яйцо (см. приложение, фото 48). Однако при всплытии яйца пузырьки газа переходят в воздух, и оно снова погружается. Этот процесс будет происходить, пока не закончится кислота или не растворится скорлупа.

6. «Желудок» в пластиковом стакане

Для опыта понадобятся: куриное яйцо, сваренное вкрутую, три таблетки ацидин-пепсина, раствор гидроксида натрия NaOH, раствор сульфата меди(II) CuSO4, кипяченая (дистиллированная) вода, кусочек универсальной индикаторной бумаги, мерный стакан, одноразовый пластиковый стакан, пластмассовый шпатель, пипетка, пробирка, нож или терка. Человек, конечно, не видит, как переваривается пища в его желудке. Но мы можем сделать «искусственный желудок» в обыкновенном пластиковом стакане и понаблюдать за процессом расщепления пищи в нем на примере белка куриного яйца. Шаг 1. Работа «искусственного желудка» 1. Сварите 1 куриное яйцо вкрутую. Отделите белок и мелко его нарежьте или натрите на терке. Будьте осторожны!

2. Поместите немного белка в одноразовый пластиковый стакан так, чтобы он покрыл его дно.

3. В мерный стакан налейте 20–25 мл воды и растворите в ней 3 таблетки ацидин-пепсина. Для перемешивания используйте шпатель.

4. Поместите 1 каплю полученного раствора на кусочек универсальной индикаторной бумаги. Она покраснеет, следовательно, в растворе есть кислота.

5. Полученный раствор таблеток перелейте в стакан с белком. Перемешайте смесь шпателем.

6. Поставьте стакан в теплое место, например, на стол рядом с газовой плитой или солнечный подоконник. Периодически смесь помешивайте и наблюдайте за ней. Первые изменения будут заметны не раньше, чем через 1 час, поэтому можно приступить к выполнению последующих опытов. Через несколько часов вы увидите, что белок в «искусственном желудке» начнет «исчезать». Ведь даже в человеческом желудке пища переваривается 6 и более часов. Через сутки белка в стакане почти не останется. Он расщепился под воздействием фермента пепсина, который содержался в таблетках. Пепсин вырабатывается в желудке человека и способствует перевариванию белка. Но действует он только в кислой среде. Поэтому желудочный сок содержит соляную кислоту HCl. Но мы в «искусственный желудок» кислоту не добавляли. Она образовалась при контакте с водой одного из компонентов таблеток — ацидина. Поэтому универсальная индикаторная бумага и окрасилась в красный цвет.

40

Шаг 2. Анализируем смесь после расщепления белка (примерно через сутки) 1. Налейте в пробирку немного содержимого стакана (примерно 1 см по высоте пробирки).

2. Добавьте в пробирку столько же раствора гидроксида натрия NaOH. Соблюдайте осторожность! Слегка встряхните пробирку, чтобы вещества перемешались.

3. С помощью пипетки внесите в пробирку 2–3 капли раствора сульфата меди(II) CuSO4 и осторожно встряхните пробирку. Образуется фиолетовый раствор, как в пробе на белок. Следовательно, белок полностью не расщепился. Под воздействием пепсина крупные молекулы белка распадаются на более мелкие, которые дают положительную пробу на белок. В настоящем желудке белок полностью также не расщепляется. Он попадает в кишечник, где происходит его дальнейшее переваривание.

7. Белая «субмарина»

Для опыта понадобятся: свежее куриное яйцо, водопроводная вода, литровая стеклянная банка, пищевая соль, чайная ложка, пластмассовый шпатель, бумажная салфетка. Куриное яйцо может стать подводной лодкой с помощью обыкновенной пищевой соли. Проверим это.

1. Возьмите свежее куриное яйцо. Если оно загрязнено, то осторожно помойте его водой. Вытрите яйцо бумажной салфеткой.

2. Налейте полбанки воды и опустите в нее яйцо. Оно утонет, т. к. тяжелее воды (см. приложение, фото 44). Выньте яйцо из банки.

3. Растворите в воде примерно 4 чайные ложки пищевой соли при помешивании шпателем. Опустите яйцо в полученный раствор. Оно сразу всплывет (см. приложение, фото 45).

4. Не вынимая яйца из банки, добавляйте в нее водопроводную воду и помешивайте раствор пластмассовым шпателем. При этом яйцо начнет снова погружаться на дно (см. приложение, фото 46). Яйцо легче раствора соли, поэтому всплывает на поверхность. При добавлении воды в раствор он постепенно разбавляется, поэтому яйцо становится тяжелее и начинает тонуть. Если в раствор снова добавлять соль, яйцо вновь всплывет.

5. После опыта выньте яйцо, промойте водопроводной водой и протрите салфеткой. Яйцо оставьте для следующего опыта.

41

Опыты с растительным маслом Растительные масла являются жирами. Как правило, растительные масла жидкие. Исключение составляет кокосовое масло. Оно твердое. При жарке на растительном масле его компоненты постепенно разрушаются, и накапливаются вредные вещества. Например, получается глицерин, который при дальнейшем нагревании распадается с образованием токсичного акролеина. Акролеин обладает резким неприятным запахом. Поэтому масло, оставшееся после жарки, использовать повторно не рекомендуется.

1. Вода с маслом

Для опыта понадобятся: растительное масло, кипяченая (дистиллированная) вода, мерный стакан, пипетка, пластмассовый шпатель.

1. Налейте в мерный стакан примерно 20 мл воды.

2. Внесите в стакан 3–5 капель растительного масла и перемешайте смесь шпателем. Растительное масло не смешивается с водой. Оно легче воды, поэтому плавает на ее поверхности. Оставьте смесь для следующего опыта.

2. «Химическая матрешка», или Как действует средство для мытья посуды

Для опыта понадобятся: смесь растительного масла и воды, оставшаяся после предыдущего опыта, жидкое средство для мытья посуды, пластмассовый шпатель, пипетка.

1. Возьмите смесь растительного масла и воды, оставшуюся после предыдущего опыта. Масло, как вам уже известно, в воде не растворяется и находится на его поверхности. Небольшие капельки масла соединяются друг с другом и образуют масляную пленку.

2. Добавьте в стакан 2–3 капли средства для мытья посуды и содержимое стакана перемешайте шпателем. Появляется пена. Можно увидеть, что капельки масла стали маленькими и не слипаются (см. приложение, фото 49). Их легко можно смыть. Частички масла и других загрязнений отталкивают воду, т. е. вода их не смачивает. Поэтому вымыть загрязнения очень трудно. Если в воду добавить средство для мытья посуды, обыкновенное мыло или стиральный порошок, то вода станет лучше смачивать загрязнения и будет их вымывать. Почему так происходит? Все дело в особом строении молекул моющих средств. Их молекулы состоят из двух частей. Одна часть, как и масло или другое загрязнение, отталкивает воду, а другая — наоборот (см. рисунок). Та часть мо42

лекулы, которая отталкивает воду, достаточно длинная. На рисунке она изображена в виде зигзагообразного хвостика. Фрагмент молекулы, не отталкивающий воду, имеет небольшой размер и на рисунке показан в виде шарика. Молекулы моющего средства могут прикрепляться к загрязнению и создавать вокруг него оболочку, подобную кокону. При этом моющее средство прикрепляется к поверхности масла или другого загрязнения своим длинным «хвостиком», отталкивающим воду. Снаружи оказываются части молекул, которые воду не отталкивают, поэтому загрязнение легко вымывается. Получается что-то, напоминающее матрешку. Снаружи располагается моющее средство, а внутри — масло или грязь. Действие средств для мытья посуды

3. Иллюзия разноцветных шариков

Для опыта понадобятся: растительное масло, кипяченая (дистиллированная) вода, пищевой краситель, мерный стакан, пластмассовый шпатель.

1. Налейте в стакан примерно 20 мл воды. Добавьте в воду пищевой краситель на кончике шпателя. Смесь перемешайте.

2. Добавьте в стакан около 20 мл растительного масла. Смесь интенсивно перемешайте шпателем. Масло не смешивается с водой. Поэтому в стакане вы увидите образование множества капелек масла, которые будут казаться подкрашенными (см. приложение, фото 50). Постепенно капельки соединяются и образуют слой над водой (см. приложение, фото 51). Видно, что краситель остался растворенным в воде. Масло не окрасилось. Можно взять красители разных цветов и получить иллюзию разноцветных шариков.

43

Опыты с чаем 1. Опыты с каркаде

Для опыта понадобятся: чай каркаде, раствор гидроксида натрия NaOH, пищевая сода, столовый уксус, раствор хлорида железа(III) FeCl3, теплая кипяченая вода (примерно 40–50°С), мерный стакан, три пробирки, штатив для пробирок, пластмассовый шпатель, пипетка, термометр, чайная ложка. Каркадэ — это кисловатый фито-чай ярко-красного цвета, который готовят из сушёных лепестков гибискуса суданского (розеллы, суданской розы). Его также называют «напитком фараонов». В последнее время он стал очень популярным. Красный цвет чая каркадэ обусловлен веществами, называемыми антоцианами. Каркадэ имеет кислый вкус из-за содержащихся в нем органических кислот, например, лимонной кислоты. В этом чае также много витаминов.

1. Насыпьте в стакан пол чайной ложки каркадэ и прилейте примерно 20 мл теплой воды (примерно 40–50 °С). Помешайте содержимое пластмассовым шпателем. Оставьте чай настаиваться, периодически помешивая. Вскоре жидкость приобретет красивый красный цвет.

2. Налейте в три пробирки немного приготовленного чая (примерно 1 см по высоте пробирок).

3. Добавьте в первую пробирку 3–5 капель столового уксуса, а во вторую — пищевую соду на кончике шпателя. Слегка встряхните пробирки. Понаблюдайте за происходящим.

4. Помойте пипетку.

5. В третью пробирку добавьте 3–5 капель раствора гидроксида натрия NaOH. При обращении со щелочью будьте осторожны! Встряхните пробирку для того, чтобы перемешались вещества. Уксусная кислота практически не изменяет красный цвет чая. А вот добавка пищевой соды не только изменит цвет чая на более темный, но и вызовет выделение газа. Добавка гидроксида натрия приведет к появлению темно-зеленого окрашивания. Чай каркадэ содержит кислоты, которые реагируют с содой. В результате выделяется углекислый газ. Цвет чая меняется из-за того, что сода и гидроксид натрия имеют щелочную среду. Антоцианы, как индикаторы, при этом изменяют свой цвет.

6. Возьмите пробирку, в которую была добавлена сода. Налейте в нее столовый уксус с помощью пипетки. Как только сода будет нейтрализована уксусом, красный цвет чая восстановится. При нейтрализации будут выделяться пузырьки углекислого газа.

7. Налейте в новую пробирку приготовленный чай каркадэ (примерно 1 см по высоте пробирки). Добавьте к чаю 3–5 капель раствора хлорида железа(III) FeCl3. Смесь потемнеет и приобретет коричневый цвет. Антоцианы каркадэ образуют комплексное соединение с железом(III). Вспомните, подобную реакцию дают дубильные вещества черного и зеленого чая.

44

2. Чайные чудеса

Для опыта понадобятся: пакетик зеленого и черного чая, раствор хлорида железа(III) FeCl3, горячая кипяченная вода (60–70 °С), кипяченая (дистиллированная) вода комнатной температуры, два пластиковых стаканчика, две пробирки, штатив для пробирок, пластмассовый шпатель, пипетка, термометр. В растениях содержатся танины (от франц. tanner — «дубить кожу»). Танины — это дубильные вещества фенольной природы. Они используются для специальной обработки кожи — дубления. При этом кожа теряет способность к гниению и затвердеванию при высыхании. В чае также присутствуют танины. Они придают ему характерный цвет и вкус. Для определения таких веществ существует определенная химическая реакция или проба на танины. Сейчас вы сможете ее провести.

1. Заварите в одном пластиковом стаканчике пакетик зеленого, а в другом — черного чая. Соблюдайте осторожность! Оставьте чай остывать.

2. Перелейте в одну пробирку немного остывшего черного чая (примерно 1 см по высоте пробирки), а в другую — столько же зеленого чая.

3. К чаю по каплям добавляйте ранее приготовленный раствор FeCl3. Жидкость в пробирках начнет темнеть. Окраска изменяется из-за образования комплексного соединения железа(III) с ОН-группами чайных танинов.

3. Чай с содой

Для опыта понадобятся: черный чай, пищевая сода, теплая кипяченая вода (примерно 40 °С), две пробирки, штатив для пробирок, пластмассовый шпатель, термометр.

1. Насыпьте в две пробирки по щепотке чая.

2. Прилейте в них немного теплой воды (примерно 2–3 см по высоте пробирки).

3. В одну из пробирок насыпьте с помощью шпателя немного пищевой соды. Перемешайте содержимое пробирки шпателем. Вы увидите, что в пробирке с содой чай «заваривается» лучше. Просто дубильные вещества чайного листа лучше извлекаются в раствор в щелочной среде, а раствор пищевой соды как раз имеет щелочную реакцию среды.

4. Химическая реакция в чашке чая

Для опыта понадобятся: чайная заварка, кипяченая вода, лимон, столовый уксус, две пробирки, штатив для пробирок, пластмассовый шпатель, пипетка, нож.

45

Вы, наверное, замечали, что если в чашку с чаем опустить ломтик лимона, то чай становится светлее. Сейчас вам предстоит выяснить, почему так происходит.

1. Налейте в две пробирки немного чайной заварки (примерно 1 см по высоте пробирок).

2. Добавьте в одну из пробирок несколько капель уксусной кислоты (столового уксуса). При этом жидкость просветлится.

3. Отрежьте небольшую дольку лимона. При обращении с ножом будьте осторожны!

4. Во вторую пробирку добавьте несколько капель сока из дольки лимона. Чай также стал светлее. Как известно, изменение окраски веществ — это признак химической реакции. Дубильные вещества чая вступают в реакцию с кислотами и становятся светлее. Столовый уксус — это раствор уксусной кислоты, а в соке лимона содержатся кислоты, например лимонная кислота.

46

Опыты с молоком и молочными продуктами Молоко содержит разнообразные вещества. Это белки, аминокислоты, жиры, жирные кислоты, холестерин, углеводы, витамины, минеральные вещества, ферменты. Из молока приготавливают различные продукты — сливки, кефир, сыры, мороженое и т. д.

1. Невидимые чернила

Для опыта понадобятся: молоко (например, 2,5 %-й жирности), мерный стакан, кисточка для рисования, лист белой бумаги, утюг.

1. Налейте в мерный стакан около 10 мл молока.

2. Возьмите лист белой бумаги и напишите или нарисуйте на нем что-нибудь кисточкой, смоченной в молоке.

3. Оставьте рисунок высыхать. Чтобы это произошло быстрее, его можно просушить феном. Будьте осторожны при обращении с электроприборами!

4. Теперь лист бумаги прогладьте утюгом. Будьте осторожны! При нагревании молоко начнет разлагаться и принимать коричневый цвет, поэтому рисунок или надпись проявятся (см. приложение, фото 52).

2. Белок в молоке

Для опыта понадобятся: молоко (например, 2,5 %-й жирности), раствор гидроксида натрия NaOH, раствор сульфата меди(II) CuSO4, пипетка, пробирка, штатив для пробирок. В молоке содержится белок. Обнаружить его достаточно просто. Для этого есть уже знакомая вам проба. Основным белком молока является казеин (от лат. сaseus — «сыр»).

1. Налейте в пробирку немного молока (примерно 1 см по высоте пробирки).

2. Добавьте в пробирку столько же раствора гидроксида натрия NaOH. Соблюдайте осторожность! Слегка встряхните пробирку для перемешивания веществ.

3. С помощью пипетки внесите в пробирку 3–4 капли раствора сульфата меди(II) CuSO4 и встряхните пробирку. Сначала получается синий студенистый осадок. Постепенно он растворится, и появляется фиолетовое окрашивание (см. приложение, фото 53). Молоко дает положительную пробу на белок — биуретовую реакцию.

3. Самодельный творог

Для опыта понадобятся: молоко (например, 2,5 %-й жирности), столовый уксус, мерный стакан, одноразовый пластиковый стакан, четыре канцелярские скрепки, марля или бинт, пипетка, пробирка, штатив для пробирок, чайная ложка.

47

Творог очень полезен, ведь в нем содержание белков примерно в 12 раз больше, чем в молоке. Давайте устроим свой молокозавод и сделаем творог. Для этого понадобится только молоко и уксус. Т. к. для получения творога будет использована химическая посуда, то его нельзя употреблять в пищу!

1. В мерный стакан налейте примерно 20 мл молока и добавьте к нему пол чайной ложки столового уксуса. Происходит образование белого хлопьевидного осадка (говорят, что молоко свернулось). Это выделяется белок казеин. При этом в растворимом состоянии остаются сывороточные белки. Если такую смесь профильтровать, то на фильтре останется белая масса, состоящая в основном из казеина. Это и есть творог.

2. Профильтруйте смесь через несколько слоев марли или медицинского бинта (см. приложение, фото 54). Отожмите отфильтрованную массу. Вы получили творог.

4. Как сделать сливочное масло

Для опыта понадобятся: охлажденные сливки жирностью 20 %, мерный стакан с крышкой, пластмассовый шпатель. Масло, которое вам приходилось намазывать на хлеб, получают сбиванием сливок. Поэтому оно так и называется — сливочное масло. А можно ли самому его сделать? Конечно! Только необходимо в магазине купить сливки. Т. к. для получения масла будет использована химическая посуда, то его нельзя употреблять в пищу!

1. Поместите сливки в холодильник на несколько часов, т. к. охлажденные сливки легче сбить в масло.

2. Налейте в стакан примерно 20 мл охлажденных сливок. Закройте его крышкой.

3. Приблизительно 30 минут встряхивайте стакан, придерживая при этом крышку.

4. Снимите крышку. Шпателем соберите полученное масло (см. приложение, фото 55). Частички жира, содержащегося в сливках, при встряхивании соединяются друг с другом и образуют кусочки. Так получается масло.

5. Самодельный кефир

Для опыта понадобятся: молоко (например, 2,5 %-й жирности), сметана (например, 20 %-й жирности), чайная ложка, мерный стакан, одноразовый пластмассовый стакан, пластмассовый шпатель.

48

Т. к. для получения кефира будет использована химическая посуда, то его нельзя употреблять в пищу!

1. Налейте в мерный стакан примерно 20 мл молока. Перелейте его в одноразовый пластиковый стакан.

2. Добавьте в молоко примерно пол чайной ложки сметаны. Смесь перемешайте шпателем.

3. Стакан поставьте в теплое место примерно на 5–7 часов. Если опыт делать вечером, то смесь можно оставить до утра. Вы увидите, что смесь приобретет вид и запах кефира. Сметана была необходима в качестве закваски, т. к. в ней имеются молочнокислые бактерии. Под их воздействием происходит образование молочной кислоты. В кефире ее накапливается до 0,9 %.

6. Как сделать сметану

Для опыта понадобятся: сливки 20 %-й жирности, сметана (например, 20 %-й жирности), чайная ложка, мерный стакан, одноразовый пластмассовый стакан, пластмассовый шпатель. Т. к. для получения сметаны будет использована химическая посуда, то ее нельзя употреблять в пищу!

1. Налейте в мерный стакан примерно 20 мл сливок. Перелейте их в одноразовый пластиковый стакан.

2. Добавьте к сливкам в качестве закваски примерно пол чайной ложки сметаны. Смесь перемешайте шпателем.

3. Оставьте стакан примерно на 7–10 часов. Если опыт делать вечером, то смесь можно оставить до утра. При возможности расположите стакан в теплом месте. Вы увидите, что смесь загустеет и приобретет запах сметаны (см. приложение, фото 56). Как и в предыдущем опыте, под воздействием молочнокислых бактерий происходит образование молочной кислоты (в среднем до 0,7 %).

49

Опыты с мороженым Мороженое — это взбитый замороженный продукт, который может состоять из молока, ягод, фруктов, орехов, сахара, шоколада, меда, жиров, ароматических веществ, стабилизаторов, красителей и прочих пищевых добавок. Мороженое бывает на молочной основе (пломбир, сливочное, молочное), плодово-ягодное и ароматическое. Впервые мороженое появилось около 3000 лет назад в Китае. Прообразом современного мороженого также можно считать замороженное молоко, которое раньше заготавливали в России. В Европу рецепт изготовления мороженого попал благодаря Марко Поло в 1292 г. Недавно в Луганске изготовили самый длинный в мире рулет из мороженого. Его длина составила 17 м 97 см. Это достижение внесено в «Книгу рекордов Гиннесса». Самое дорогое «мороженое» стоит 1 млн. дол. Это ювелирное изделие в форме мороженого. Оно изготовлено из золота и бриллиантов.

1. Обнаружение белка

Для опыта понадобятся: мороженое на молочной основе (например, классический пломбир), раствор гидроксида натрия NaOH, раствор сульфата меди(II) CuSO4, мерный стакан, кипяченая (дистиллированная) вода, пипетка, пробирка, штатив для пробирок, чайная ложка.

1. Поместите в стакан чайную ложку мороженого и добавьте примерно 10–20 мл воды. Смесь перемешайте шпателем.

2. Налейте в пробирку немного полученной смеси (примерно 1 см по высоте пробирки).

3. Добавьте в пробирку столько же раствора гидроксида натрия NaOH. Соблюдайте осторожность! Слегка встряхните пробирку, чтобы вещества перемешались.

4. С помощью пипетки внесите в пробирку 3–4 капли раствора сульфата меди(II) CuSO4 и встряхните пробирку.

5. Оставьте пробирку со смесью для следующего опыта. Получается синий студенистый осадок. Постепенно он растворяется, и образуется фиолетовый раствор. Положительная проба (биуретовая реакция) указывает на наличие белка в составе мороженого.

2. Проба на углеводы

Для опыта понадобятся: пробирка после биуретовой реакции, оставшаяся после предыдущего опыта, мерный стакан, горячая кипяченая вода (60–70 °С), штатив для пробирок, термометр. В состав молока входит лактоза. Поэтому и молочное мороженое будет содержать этот углевод. Кроме того, в мороженое добавляют сахарозу и крахмальную патоку. Патока — это продукт частичного распада крахмала. Она содержит глюкозу, декстрины и мальтозу. При взаимодействии гидроксида меди(II) Cu(OH)2 с углеводами получается ярко-синий раствор. Однако с Cu(OH)2 реагирует и бе50

лок. Сине-фиолетовая окраска, характерная для пробы на белок, забивает синюю окраску пробы на углеводы. Что же предпринять? Известно, что глюкоза и лактоза окисляются Cu(OH)2 с образованием оранжевого осадка. Проведем такую реакцию.

1. Мерный стакан наполовину заполните горячей водой (60–70 °С). Будьте осторожны!

2. Поместите в стакан пробирку, которая осталась после проведения пробы на белок в предыдущем опыте.

3. Понаблюдайте за содержимым пробирки. В пробирке появится оранжевый осадок, характерный для пробы на глюкозу и лактозу.

3. Где в мороженом крахмал

Для опыта понадобятся: небольшой кусочек вафельного стаканчика от мороженого, крышечка от мерного стакана, раствор йода из аптечки, пипетка. Проверим вафельный стаканчик из-под мороженого на наличие крахмала.

1. Возьмите кусочек вафельного стаканчика от мороженого и поместите его на крышечку мерного стакана.

2. Добавьте на кусочек вафли каплю раствора йода из аптечки. Появление темно-фиолетового окрашивания указывает на присутствие крахмала.

51

Опыты с шоколадом Шоколад содержит жиры, белки, углеводы, дубильные вещества, алкалоиды кофеин и теобромин. Шоколад готовят на основе какаопродуктов. В шоколаде содержание кофеина и теобромина может достигать 1–1,5 % (теобромина до 0,4 %). Они являются природными стимуляторами и объясняют тонизирующее действие шоколада на организм человека. В некоторых странах мира уже давно существуют музеи шоколада. Недавно такой открылся и в Украине (г. Симферополь). А в Пекине построили даже целый шоколадный парк.

11 июля отмечается Всемирный день шоколада. Самая большая плитка шоколада изготовлена в Украине. Ее масса 3 т, длина 4 м, ширина 2 м, а толщина 0,36 м. А в Бельгии соорудили пасхальное яйцо высотой с 2–3-этажный дом. Недавно была сделана шоколадная комната, предметы интерьера которой сделаны из шоколада.

1. Как сделать шоколад «седым»

Для опыта понадобятся: шоколад, раствор гидроксида натрия NaOH, раствор сульфата меди(II) CuSO4, мерный стакан с крышкой, кипяченая (дистиллированная) вода, пипетка, пробирка, штатив для пробирок, кусочек фольги. Шоколад чувствителен к колебаниям температуры, поэтому его необходимо хранить примерно при 18 °С. При понижении температуры пары воды, которые всегда присутствуют в воздухе, конденсируются и частично растворяют сахарозу, содержащуюся в шоколаде. Повышение температуры вызывает испарение влаги с поверхности шоколада и образование белого налета из кристалликов сахарозы. Вот так происходит сахарное «поседение» шоколада. Сделаем шоколад «седым» и подтвердим, что «седина» — это обыкновенная сахароза.

1. Обрызгайте водой 2–3 кубика шоколада. Заверните их в фольгу и поместите на несколько дней в холодильник (только не в морозильное отделение). Пока шоколад находится в холодильнике, вы можете перейти к выполнению других опытов.

2. Достаньте шоколад из холодильника и внимательно его рассмотрите. На поверхности шоколада появится налет. Это выступили кристаллики сахарозы.

3. В мерный стакан налейте примерно 5 мл воды и положите кусочки «поседевшего» шоколада.

4. Стакан закройте крышкой и встряхивайте в течение 1 минуты, придерживая при этом крышку.

5. В пробирку налейте немного (примерно 1 см по высоте пробирки) полученного раствора.

52

6. Добавьте в пробирку столько же раствора гидроксида натрия NaOH. Соблюдайте осторожность! Слегка встряхните пробирку для перемешивания веществ.

7. С помощью пипетки внесите в пробирку 2–3 капли раствора сульфата меди(II) CuSO4 и встряхните пробирку. Появляется характерное синее окрашивание. Проба на сахар подтвердилась.

2. Сахар в шоколаде

Для опыта понадобятся: шоколад (без добавления орехов, изюма и т.п.), раствор гидроксида натрия NaOH, раствор сульфата меди(II) CuSO4, мерный стакан с крышкой, кипяченая (дистиллированная) вода, пипетка, пробирка, штатив для пробирок, терка или нож, марля или бинт.

1. Кусочек шоколада потрите на терке или мелко порежьте. Будьте осторожны!

2. Насыпьте шоколад в мерный стакан и налейте к нему примерно 10 мл воды. Стакан закройте крышкой и, придерживая ее, встряхивайте в течение одной минуты.

3. В пробирку налейте немного полученного раствора (примерно 1 см по высоте пробирки). Постарайтесь, чтобы кусочки шоколада не попали в пробирку. При необходимости профильтруйте смесь через марлю или бинт.

4. Добавьте в пробирку столько же раствора гидроксида натрия NaOH. Соблюдайте осторожность! Слегка встряхните пробирку для перемешивания веществ.

5. С помощью пипетки внесите в пробирку 3–4 капли раствора сульфата меди(II) CuSO4 и встряхните пробирку. Происходит ярко-синее окрашивание. Реакцию дает сахароза, которая входит в состав шоколада.

3. Жировое «поседение» шоколада

Для опыта понадобятся: шоколад, кусочек фольги.

Если хранить шоколад при температуре, большей 18 °С, то он также может «поседеть». Только это будет другое «поседение» — жировое. В теплоте жиры, содержащиеся в шоколаде, проступают на его поверхности и дают матовый налет (см. приложение, фото 57). Так происходит жировое «поседение» шоколада.

1. Кусочек шоколада заверните в фольгу и положите в теплое место на 1–2 недели. Пока шоколад «седеет», вы можете перейти к выполнению других опытов.

2. Рассмотрите «поседевший» шоколад. «Поседение» шоколада портит лишь его внешний вид. Такой шоколад пригоден к употреблению в пищу.

53

Опыт с морковкой Получаем каротин

Для опыта понадобятся: морковь, растительное масло, терка, тарелка, пластмассовый шпатель, чайная ложка, мерный стакан. Вам, наверное, приходилось слышать, что в моркови содержится каротин. Каротин — это провитамин А. Это вещество придает характерный цвет моркови. Попадая в организм, каротин превращается в витамин А, необходимый нам для зрения. Поэтому так полезно есть морковь. Но лучше употреблять в пищу не просто морковь, а с добавкой растительного масла. Почему? Сейчас выясним.

1. Натрите на терке немного моркови. Будьте осторожны при обращении с теркой!

2. Налейте в мерный стакан примерно 20 мл растительного масла и добавьте к нему чайную ложку тертой моркови. В течение 20–30 минут периодически перемешивайте содержимое шпателем. Вскоре вы увидите, что масло окрасится в оранжевый цвет, а сама морковь побледнеет. Это каротин, имеющий оранжевый цвет, стал растворяться в растительном масле (см. приложение, фото 58).

54

Опыт с жевательной резинкой Если раньше люди жевали высушенный сок деревьев, парафин и пчелиный воск, то сейчас — жевательные резинки. Современные жвачки представляют собой совокупность многих веществ. Это каучуки и разнообразные пищевые добавки — красители, ароматизаторы, подсластители и т. д. Знаете ли вы, что 23 сентября — День изобретения жвачки. В состав некоторых жвачек входит даже карбамид, который иначе называется мочевиной.

Спирт в жвачках

Для опыта понадобятся: жвачка, раствор гидроксида натрия NaOH, раствор сульфата меди(II) CuSO4, мерный стакан, кипяченая (дистиллированная) вода, пипетка, пробирка, штатив для пробирок, пластмассовый шпатель, нож, тарелка или разделочная доска. Если прочитать информацию, которая написана на упаковке жвачек, то можно узнать, что в их состав входят ксилит, сорбит, маннит, глицерин. Все эти вещества относятся к многоатомным спиртам. Проверим, содержатся ли они в жевательной резинке.

1. Одну подушечку или пластинку жвачки порежьте на тарелке или разделочной доске. При обращении с ножом будьте осторожны!

2. Измельченную жвачку поместите в мерный стакан и добавьте примерно 5–10 мл воды.

3. Помешивайте смесь шпателем в течение 1 минуты.

4. Перелейте немного смеси в пробирку (примерно 1 см по высоте пробирки). Постарайтесь, чтобы кусочки жвачки не попали в пробирку.

5. Добавьте в пробирку раствор гидроксида натрия NaOH (примерно 1 см по высоте пробирки). Соблюдайте осторожность! Слегка встряхните пробирку для перемешивания веществ.

6. С помощью пипетки внесите в пробирку 2–3 капли раствора сульфата меди(II) CuSO4 и слегка встряхните пробирку. Образование ярко-синего раствора свидетельствует о наличии многоатомных спиртов.

55

для заметок

56