Какие физические свойства отличают соль от сахара

муниципальное казенное общеобразовательное учреждение

средняя общеобразовательная школа п. Ключи Кирово-Чепецкого района

Белые кристаллы

Автор:

Коротаев Лев, 2 класс

Руководитель:

Карелина Анастасия Александровна,

учитель начальных классов

п. Ключи

2015

Содержание

Введение……………………………………………………..………….………………  3

1. История появления соли и сахара

        1.1. «Белое золото»…………………………………………………..…………. 4

        1.2. Сладкие кристаллы………………………………………………………… 5

2.  Экспериментальная работа по определению физических свойств соли и сахара

        2.1. Определение физических свойств соли и сахара………………………… 8

        2.2. Анкетирование учащихся начальных классов …………………………….9

Заключение…………………………………………………………………………..….10

Список используемых источников ………………………………………………..…..11

Введение

Однажды я остался дома один. Решив попить чай, я пришел на кухню. Налил горячей воды, положил пакетик с чаем и потянулся за сахаром… В ящике я увидел две одинаковые баночки, в них были белые кристаллики. Как же узнать, где лежит сахар?

        Я решил попробовать кристаллики на вкус. Кристаллы в первой баночке оказались солеными, я понял, что это соль. Во второй баночке кристаллы сладкие на вкус. Значит это сахар.

        Выпив свой чай, я снова посмотрел на баночки и подумал, можно ли соль и сахар отличить не только по вкусу. Этот вопрос и стал проблемой моего исследования.

        Я поставил цель: узнать сходства и отличия физических свойств соли и сахара.

        Для реализации цели я поставил следующие задачи:

– проанализировать научную литературу,

– изучить историю появления соли и сахара,

– провести ряд экспериментов,

– изучить физические свойства соли и сахара.

Гипотеза: я предполагаю, что соль и сахар похожи не только внешне, но и своими физическими свойствами.

Объект исследования: соль и сахар.

Предмет: физические свойства соли и сахара.

Методы исследования:

анализ, обобщение

эксперимент, анкетирование

1. История появления соли и сахара

1.  «Белое золото»

Поваренная соль, на самом деле, имеет несколько названий, если рассматривать ее со стороны химии. Поваренная соль – это та же самая каменная соль, которая является осадочной породой такого минерала, как галит. Но вряд ли кто знает о таком, потому что использование данного термина присуще исключительно геологам, а не простым людям, как мы.

Поваренная соль, конечно, была открыта не ими, геологами, а обычными людьми, причем древними. Тогда ей дали название «белое золото», ведь свойства ее были действительно ценными, каковыми остаются и по сегодняшний день.

Первые главные из физических свойств поваренной соли – это ее солоноватый вкус (при полнейшем отсутствии какого-либо запаха у нее) и характерный прозрачный или белый оттенок; также она имеет слабый стеклянный блеск [2].

Однако в природе можно встретить каменную соль и других оттенков: например, серого, желтого или даже голубого и красного. Все это вполне нормально для галита и очень легко и доступно объясняется тем, что необычный оттенок минералу придают различного рода примеси. В зависимости не только от вида, но и от количества примесей галит меняет свой оттенок. Белый или прозрачный оттенок ему придают образовавшиеся внутри минерала пузырьки воздуха. Желтый и синий цвет галит может приобрести из-за рассеявшихся частичек металлического натрия, а красный – от частичек гематита. Серый же оттенок может появиться от взаимодействия минерала с частицами глины.

Осадок с «цветных» пород галита не попадает на прилавки наших магазинов – в пищу может быть употреблена исключительно белая поваренная соль, не имеющая примесей, которые могут навредить человеческому организму или и вовсе быть совершенно непригодными для использования в пищу [4].

По шкале Мооса твердость галита составляет всего лишь 2-2,5, что объясняет измельченную до гранул форму соли, в какой мы привыкли ее видеть. На поверхности минерала можно без особых усилий оставить заметную черту, проведя по поверхности стеклом, да и раскрошить его можно, не прибегая к особым усилиям.

Соль жизненно необходима для жизнедеятельности человека, равно как всех прочих живых существ. Ион хлора в соли является основным материалом для выработки соляной кислоты — важного компонента желудочного сока. Ионы натрия вместе с ионами других элементов участвуют в передаче нервных импульсов, сокращении мышечных волокон, поэтому недостаточная их концентрация в организме приводит к общей слабости, повышенной утомляемости и другим нервно-мышечным расстройствам. Суточная потребность в соли составляет 10-15 г, а в условиях жаркого климата, вследствие повышенного потоотделения, — до 25-30 г. Поскольку организму требуется не соль, как таковая, а ионы натрия и хлорид-ионы, то на потребность в соли влияет потребление других солей натрия и хлора. Недостаток соли организм восполняет разрушением костной и мышечной тканей. Недостаток соли может привести к депрессиям, нервным и психическим заболеваниям, нарушениям пищеварения и сердечно-сосудистой деятельности, спазмам гладкой мускулатуры, остеопорозу, анорексии. При хронической нехватке составляющих соль ионов, как и других макроэлементов в организме, возможен смертельный исход. Известный биохимик и публицист Жорес Медведев сообщает, что человек может выдержать полное отсутствие соли в диете не более 10-11 суток. Солевые растворы применяются при промывании носовой полости. Издревле племена охотников и скотоводов удовлетворяли потребность в соли, используя в пищу мясопродукты, иногда в сыром виде. Земледельческие же народы потребляют, в основном, растительную пищу, бедную хлористым натрием. Признаками нехватки соли являются головная боль и слабость, головокружение, тошнота. Улучшение самочувствия после добавления соли в пищу, а также отличные консервационные свойства соли в эпохи, когда иные методы длительного сохранения продуктов питания были неизвестны, породили к ней особое отношение, как к самому ценному продукту.

Откуда же соль брали и берут?

В глубокой древности соль добывалась сжиганием некоторых растений в кострах; образовывавшуюся золу использовали в качестве приправы. Для повышения выхода соли их дополнительно обливали солёной морской водой.

Самые древние солеварни на территории Европы и Передней Азии найдены в ходе раскопок на черноморском побережье Болгарии. Данное поселение с середины VI тысячелетия до н. э. представляло собой крупный центр производства поваренной соли; при этом вода из местного соляного источника выпаривалась в массивных глинобитных печах куполообразной формы. К концу V тысячелетия до н. э. производство соли достигло здесь промышленных масштабов, увеличившись до 4—5 тонн.

Не менее двух тысяч лет назад добыча соли стала вестись также выпариванием морской воды. Этот способ вначале появился в странах с сухим и жарким климатом, где испарение воды происходило естественным путём; по мере его распространения воду стали подогревать искусственно. В северных районах, в частности на берегах Белого моря, способ был усовершенствован: пресная вода замерзает раньше солёной, а концентрация соли в оставшемся растворе соответственно увеличивается. Таким образом из морской воды одновременно получали пресную и концентрированный рассол, который затем вываривали с меньшими энергетическими затратами.

Также соль добывается промышленной очисткой добытого из залежей галита (каменной соли), располагающихся на месте высохших морей [5].

2.  Сладкие кристаллы

Са́хар — бытовое название сахарозы. Сахар (сахарный песок, рафинад) является важным пищевым продуктом. Обычный сахар (сахароза) относится к углеводам, которые считаются ценными питательными веществами, обеспечивающими организм необходимой энергией. Поступая в пищеварительный тракт сахароза расщепляется на глюкозу, которая обеспечивает более половины энергетических затрат организма. Глюкоза обладает способностью поддерживать барьерную функцию печени против токсических веществ благодаря участию в образовании в печени так называемых парных серных и глюкуроновых кислот. Вот почему приём сахара внутрь или введение глюкозы в вену рекомендуется при некоторых заболеваниях печени, отравлениях.

Родина сахара — Индия. Европе сахар был известен ещё во времена римлян. Коричневые сахарные крупицы приготавливали из сока сахарного тростника и ввозили в Европу из Индии.

История сахара в России начинается примерно с 11-12 веков. Когда сахар впервые завезли, пробовать его могли только князь и его приближённые. Первая в России «сахарная палата» была открыта Петром I в начале 18 века, и сырьё для сахара ввозилось из-за границы. В 1809 году стало налаживаться производство сахара из отечественного сырья — сахарной свёклы [4].

Коричневый сахар — это тростниковый нерафинированный сахар. Он  состоит из кристаллов сахара, покрытых тростниковой мелассой с естественным ароматом и цветом. Производится увариванием сахарного сиропа по специальной технологии. Существует большое количество разновидностей коричневого сахара, которые различаются между собой главным образом по количеству содержащейся патоки мелассы. Тёмный тростниковый сахар имеет более интенсивный цвет и более сильный аромат патоки, чем светлый. Иногда коричневый сахар называют «чайный» или «кофейный». Производителями коричневый сахар позиционируется как элитный экологически чистый деликатесный продукт. В то время как диетологи отмечают, что неочищенный сахар может содержать нежелательные примеси и имеет большую калорийность.

В 1747 году Андреас Марграф опубликовал в мемуарах Берлинской академии наук свои наблюдения о возможности извлекать сахар из корнеплодов свекловицы и указал даже порядок работы, который в существенных чертах сохранился и до настоящего времени. В России первый завод для добывания свекловичного сока основан генерал-майором Бланкенигелем в 1802 году в Тульской губернии, затем сахарный завод был устроен Иваном Акимовичем Мальцовым в 1809 году, дальнейшее развитие русского свеклосахарного производства многим обязано семье графов Бобринских. В 1897 году в России работали 236 заводов, производительность которых составляла до 45 млн пудов в год [5].

Процесс производства свёклы длительный. На фабрике свёклу промывают и нарезают, сахарный сироп извлекается горячей водой путем диффузии. Сдаваемый с диффузоров сок проходит через мерники, причём обыкновенно из 100 кг корнеплодов получается 120 кг сока, который пропускают через фильтры из древесных стружек или грубой ткани или через металлические сита. После того сок подогревается до 60°С в котлах, снабжённых трубками, через которые проходит сок, а в пространство между трубками пускается пар; после этого сок поступает в дефекатор и несколько раз подвергается очищению.  

Очищенный сок настолько освобождается от примесей, что его можно простым выпариванием довести до такой концентрации, при которой из уваренной массы будут осаждаться кристаллы сахара. Сгущённый сок, или сироп при процеживании подвергается окончательному увариванию. Отделение кристаллов от патоки производят при помощи центрифуг. По окончании кристаллы сахара вынимают из центрифуги и высушивают, пропуская через вращающиеся цилиндры, через которые проходит струя нагретого воздуха.

Кленовый сахар — традиционный сахар в восточных провинциях Канады, добываемый из сока сахарного клёна, для чего стволы в феврале и в марте просверливают, и тогда из отверстий начинает вытекать сок, содержащий до 3 % сахара. Течение сока продолжается несколько недель, так что из каждого дерева его получается большое количество. Сок выпаривают, получают «кленовый сироп», а затем из сиропа добывают сахар. Он употребляется местным населением вместо обыкновенного тростникового сахара.

Пальмовый сахар или ягре — добывается в Южной и Юго-Восточной Азии, на Молуккских островах и многих островах Индийского океана из сладкого сока, вытекающего в большом количестве из надрезов на молодых цветочных початках различных видов пальм. В Индии, на Мальдивских и Молуккских островах, на Шри-Ланке его получают, главным образом, из сока кокосовой пальмы (так называемый кокосовый сахар. Сахар, получаемый из пальмового сока выпариванием, формуется в скорлупах кокосовых орехов и в виде круглых караваев поступает на рынок. Потребление его ограничивается по преимуществу местами производства. Добывают пальмовый сахар также и из финиковой пальмы, аренги и других пальм.

Добывание сахара из стеблей сорго сахарного практиковалось ещё с глубокой древности в Китае, позднее получило распространение в северных штатах США во время гражданской войны, когда подвоз тростникового сахара по морю блокировался Англией, но сорговый сахар не получил широкого распространения, так как сорго не оправдало возлагаемых ожиданий как удобный сырьевой материал для добычи сахара. Объясняется это тем, что хотя сорговый сок и весьма богат сахарозой, извлечение из него последней в чистом виде сопряжено со значительными трудностями ввиду большого содержания в соке минеральных солей, вследствие этого выход чистого кристаллического сахара весьма мал [4].

2. Экспериментальная работа по определению физических свойств соли и сахара

2.1. Определение физических свойств соли и сахара

С целью сравнения соли и сахара, я решил выяснить их физические свойства. Для этого я организовал серию экспериментов.

1.Соль и сахар  насыпал на лист цветной бумаги и заметил, что сквозь кристаллы виден цвет бумаги. Это значит, что и соль и сахар бесцветные и прозрачные [2].        

2. Рассмотрим растворимость. Для этого я взял стакан с холодной и горячей водой, положил в них одинаковое количество соли и сахара.  В стакане с горячей водой соль растворилась быстрее, чем в стакане с  холодной водой. В стакане с холодной водой образовался осадок.  Сахар повел себя также. Это говорит о том, что растворимость соли и сахара лучше проходит в горячей воде.

 3.  Я приготовил концентрированный раствор соли и сахара. В оба стакана опустил куриное яйцо и заметил, что оно не тонет. А происходит это из-за того, что соль и сахар увеличили плотность воды и она «выталкивает» яйцо.

4. Можно ли вырастить кристаллы самому? Оказывается можно! Никаких особенных химических препаратов для этих целей не понадобится. Я использовал обычную пищевую (поваренную) соль.

– Налил в стакан воды (эффект будет лучше, если вода будет дистиллированная, но подойдёт и обычная), поставил стакан в кастрюлю, также наполненную тёплой водой (50-60 градусов по Цельсию, не больше);

-Насыпал в стакан пищевой соли, размешал и оставил так минут на пять-семь. Стакан нагрелся, а соль, в свою очередь, растворилась;

-Воду в кастрюле немного подогрел, в стакан добавил ещё соли и перемешал;

-Повторял до тех пор, пока соль перестала растворяться. Она осела на дно стакана. И так, у приготовил насыщенный раствор.

-Раствор соли перелил в другую ёмкость такого же объёма, выкинув осадок из соли, который образовался на дне;

-Выбрал крупный кристаллик соли и положил его на дно стакана с насыщенным солевым раствором. Такой кристаллик ещё называют «затравкой»;

-Стакан накрыл салфеткой, чтобы не попадала пыль.

Уже через несколько дней я увидел, что кристаллик начинал расти.

Можно ли вырастить кристалл из сахара? Оказывается – да!

Для того что бы вырастить кристалл из сахара  мне понадобились: вода, чайник или кипятильник, стакан, карандаш, нитка, маленькая бусинка.

Я налил кипяток в стакан. Затем насыпал сахар и постоянно помешивал. Делал это до тех пор, пока сахар не перестал растворяться.

Взял тонкую нитку и один конец привязал к карандашу прямо по центру, а ко второму концу привязал маленькую бусинку (лучше всего для этой цели подойдет бисер) – этот грузик нужен для того, чтобы нитка висела идеально прямо. Положил карандаш на стакан с сахарным раствором, а нитку опустил внутрь.

Дальше мне оставалось только ждать. Через две недели в моем стакане вырос замечательный кристалл.

Таким образом кристаллы можно вырастить и из соли, и из сахара.

5. А еще я решил вырастить соляную и сахарную веточку. Всыпал одинаковое количество соли и сахара в кастрюли с водой. На один литр воды я взял 1 килограмм соли и сахара. Прокипятил полученный раствор в течение 30 минут. А потом опустил в кастрюли по веточке. Через 12 часов из соляного раствора я достал веточку покрытую кристаллами соли. А сахарная веточка не получилась.

Проведя серию экспериментов, я сделал вывод о том, что соль и сахар очень похожи по своим физическим свойствам.

2.2. Анкетирование учащихся начальных классов

Я решил узнать, что известно моим товарищам о свойствах соли и сахара. Только 4% опрошенных догадались о некоторых свойствах. Поэтому я решил показать некоторые опыты ребятам.

Заключение

Проанализировав полученную информацию, я пришел к выводу: выдвигаемая мной гипотеза полностью нашла подтверждение.

1. Поваренная соль – химический элемент хлорид натрия, минерал, а также незаменимый пищевой продукт. Соль добывают в шахтах или путем выпаривания соленых вод.

 История соли в пищевой промышленности и культуре питания ведет начало с самой зари человечества. В давние времена соль ценилась в буквальном смысле на вес золота, из-за нее велись войны. Сегодня, когда стало известно, что Земля обладает практически неисчерпаемыми запасами хлорида натрия, ее рыночная цена резко снизилась – соль стала самой дешевой пищевой приправой. Это, однако, не означает, что люди стали меньше ее ценить. Помимо того, что соль улучшает вкусовые качества пищи, она обладает также рядом полезных для человеческого организма свойств.

2. Сахар, расщепляясь на глюкозу обеспечивает более половины энергетических затрат организма. Поэтому прием сахара внутрь или введение глюкозы в вену рекомендуется при некоторых заболеваниях печени, отравлениях.

Сахар прошел долгий путь, который начинался в Индии. Египет, провинция Римской империи, был посредником в торговле с Индией. Позднее сахарный тростник появился на Сицилии и в Южной Испании. В России он появился примерно с 11-12 века.

3. Проведя ряд экспериментов я отметил сходство физических свойств соли и сахара: бесцветность и прозрачность, хрупкость, растворимость, способность образовывать кристаллы.

Большой интерес у меня вызвало выращивание кристаллов, в дальнейшем хочу попробовать вырастить их из других веществ.

Список используемых источников

1. Алексинский В.Н. Занимательные опыты по химии: Пособие для учителей.- М.: Просвещение, 1980. -127с., ил.

2. Габриелян, О.С. Химия. Вводный курс. 7 класс: учеб. пособие/ О.С.Габриелян, И.Г.Остроумова, А.К.Ахлебинин. – 4-е изд., стереотип. –М.: Дрофа, 2009.

3. Руководство по набору «Юный химик»/ под ред. Р.И.Аистова, 1969

4. https://wikipedia. org

5.https://www.kakprosto.ru/kak-857480-fizicheskie-svoystva-povarennoy-soli