Исследование свойств водных растворов крахмалов

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Презентация
• Наградные документы

Великая А.А. 1

---

1МБОУ СОШ №8

Егорова Т.Ю. 1

---

1МБОУ СОШ №8

Работа в формате PDF

840 KB

---

Файл презентации

2.1 MB

---

Автор работы награжден дипломом победителя III степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителяДиплом участника II этапаДиплом за подготовку участника II этапаДиплом лауреата II этапаДиплом за подготовку лауреата II этапа

Введение

Вода встречается на Земле почти повсеместно. Вода входит в состав всех живых организмов. Вода нужна человеку не только для питья и приготовления пищи. Вода – это растворение красок, крашение кожи и ткани; изготовление бумаги, мыла, стекла, выпечка хлеба; полив растений и др.

Существует особая реакция воды - синтез растениями крахмала и других подобных соединений (углеводов). При активном фотосинтезе на ярком свете в листьях растений синтезируется больше углеводов, чем нужно для получения энергии. Излишек превращается в сахарозу и транспортируется в другие части растения для использования в качестве топлива или для хранения. У большинства растений крахмал — главное запасаемое вещество.

Углевод – широко распространенное в животном и растительном мире органическое вещество, состоящее из углерода, кислорода и водорода. К углеводам относятся крахмал, сахар, клетчатка и т.д.

Крахмал широко распространен в природе. Главными источниками крахмала в мире являются зерновые культуры. Крахмал является наиболее распространенным углеводом в рационе человека и содержится во многих основных продуктах питания.

В данной работе мы исследуем водные образцы основных продуктов питания человека, а также некоторые продукты быта на содержание в них крахмала. Для этого мы проведем убедительные опыты действием йода на продукт и его водный раствор и докажем присутствие крахмала.

Работа состоит из 3-х частей. Первая часть работы посвящена изучению качественной реакции на крахмал в сухих образцах (2018/19 учебный год). Вторая часть работы – исследование содержания крахмала с помощью качественной реакции в водных растворах этих же образцов (2020/21 учебный год). На следующий год планируем продолжение работы по теме.

Гипотеза: предполагаем, что по интенсивности окраски водных растворов крахмалсодержащих продуктов можно определить содержание крахмала.

Мы решили узнать: как способствует применение качественной реакции исследованию свойств водных растворов крахмалов.

Актуальность работы: распространенность углеводов - как источника в рационе питания и быта человека.

Цель работы: исследование крахмала в основных продуктах питания человека, косметических средствах, других продуктах быта, а также в их водных растворах с помощью качественной реакции раствором йода.

Задачи:

Изучить общие сведения о воде как растворителе.

Изучить физические свойства крахмала.

Провести наблюдение за химическими свойствами крахмала и его растворами, исследуя разные образцы.

Проанализировать результаты исследований.

Методы исследования:

Работа с источниками информации. Теоретические исследования.

Экспериментальные методы.

Наблюдение и фотографирование.

Анализ полученных результатов.

Теоретическая часть

Вода и её свойства как растворителя

Вода является универсальным растворителем значительного количества веществ. Вода как растворитель играет важную роль на Земле. Исследователи утверждают, что данное соединение является основой для образования жизни. Всё живое нуждается в воде, которая является одновременно и важнейшей составной частью растений, животных и человека. Наше тело примерно на 65% состоит из воды; у некоторых медуз её содержание доходит даже до 99%.

Многие технологические процессы в разных отраслях промышленности протекают в растворах.

Раствор – это однородная система, состоящая из частиц растворённого вещества, растворителя и продуктов их взаимодействия.

Растворимость веществ в воде зависит от температуры. Как правило, растворимость твёрдых веществ в воде увеличивается с повышением температуры.

При работе с веществами важно знать их растворимость в воде. Вещество считают хорошо растворимым, если при комнатной температуре в 100 г воды растворяется больше 1 г этого вещества.

1.2.Крахмал и его свойства

Крахмал – мучнистый углевод, добываемый из растений. Накапливается в виде зерен, главным образом в клетках семян, луковиц, клубней, а также в листьях и стеблях. Крахмал – основная часть важнейших продуктов питания: муки (75-80%), картофеля (25%) и другие.

Крахмал: картофельный, рисовый, кукурузный.

Крахмал – безвкусный, аморфный порошок белого цвета, нерастворимый в холодной воде. Под микроскопом видно, что это зернистый порошок; при сжатии в руке он издаёт характерный «скрип», вызванный трением частиц.

В горячей воде набухает (растворяется), образуя коллоидный раствор - клейстер.

Крахмал при взаимодействии с йодом дает синее окрашивание – это является качественной реакцией для определения крахмала в составе испытуемого образца.

Свойство крахмала – способность давать синюю окраску при взаимодействии с йодом - легко наблюдать, если поместить каплю раствора йода на срез картофеля или ломтик белого хлеба. С помощью йода можно открыть самые незначительные количества крахмала.

1.3. Получение и применение крахмала и его растворов

Главными источниками крахмала в мире являются зерновые культуры: рис, пшеница, кукуруза; различные корнеплоды: картофель, маниок. Большинство других крахмалистых продуктов произрастают в местах с определенным климатом. Например: рожь, ячмень, гречиха, овес, пшено, желуди, бананы, каштаны, сорго, батат, плоды хлебного дерева, многие виды бобовых – чечевица, бобы, горох, нут.

Производство крахмала было известно в глубокой древности. По свидетельству ряда античных писателей пшеничный крахмал получали на островах Средиземного моря, в Древней Греции и Риме. Зерна пшеницы замачивали подслащенной во­дой в деревянных чанах, подвергали брожению, после чего разминали нога­ми, затем массу пропускали через льняную ткань или сито; полученную крахмальную суспензию осаждали в специальных отстойниках, сырой крах­мал намазывали на камни и высушивали на солнце. Начало производства крахмала из пшеницы в других евро­пейских странах относится к XVI в., а в XVII в. почти одновре­менно с распространением культуры картофеля, завезенной из Америки, стали получать картофельный крахмал. Более широко распространилось производство картофельного крахмала почти во всех странах Европы в конце XVIII в. после изобретения ручной тёрки.

Из научной литературы мы узнали, что крахмал используется как загуститель при изготовлении колбас, конфет. Его применяют при изготовлении бумаги и картона. Выполняют поделки в технике папье-маше, используя клейстер. Крахмал идёт на производство спичек, кра­сок. Даже Рембрандт добавлял в краски пшеничный крахмал, делавший краски более вязкими, густыми и прозрачными. Картофельный крахмал служит основой для различных мазей, таблеток, порошков, присыпок, компрессов, используется в качестве обволакивающего, смягчающего и противовоспалительного средства при заболеваниях желудочно-кишечного тракта. Он предохраняет слизистую оболочку кишечника от раздражения при приеме лекарств. Ванны из крахмала снимают зуд диатеза у маленьких детей. Уют в доме создают накрахмаленные скатерти, салфетки, шторы. Подкрахмаленное постельное бельё выглядят опрятно, долго сохраняют свежий вид. Широко известными блюдами, содержащими крахмал, можно назвать: хлеб, блины, лапшу, макароны, каши, кисели, лепешки. Таким образом, крахмал является не только важным пищевым продуктом, но и необходимым сырьем для промышленных производств.

Наш эксперимент – провести наблюдения по определению крахмала в составе водных растворов испытуемых образцов с помощью качественной йод - крахмальной реакции.

Практическая часть

Совместно с руководителем разработали план работы:

инструктаж по правилам безопасной работы в школьной лаборатории;

подготовка лабораторного оборудования и химической посуды для проведения работы;

ознакомление с устройством и приёмами работы с данным оборудованием и посудой;

ознакомление с техникой проведения работы;

изучение физико-химических свойств крахмала и его растворов;

эксперименты.

2.1. Выбор и подготовка лабораторного оборудования и химической посуды для работы

Оборудование: лабораторный штатив, спиртовка, спички, ступка с пестиком, химический стакан, предметное стекло, пробирка, пробиркодержатель, штатив для пробирок, пипетка, шпатель.

Каждый предмет лабораторного оборудования имеет своё назначение.

2.2. Исследование образцов крахмала

План работы: ознакомление с образцами крахмала.

Цель – изучить внешний вид веществ.

Сырье:

образец 1 – крахмал картофельный;

образец 2 – крахмал кукурузный.

Внимательно рассмотрев вещества, я записала свои наблюдения в таблицу 1 «Исследование физических свойств крахмала».

Таблица 1. Исследование физических свойств крахмала

Результат: В ходе исследования я узнала о том, что крахмал – это безвкусный порошок белого цвета, нерастворимый в холодной воде и в руке он издает характерный «скрип», вызванный трением частиц.

2.3. Практические опыты

Практический опыт 1. Определение крахмала в его растворе

Цель: Исследование крахмального раствора на содержание крахмала.

Сырье: Водный раствор крахмала; йодно-спиртовой реактив.

Приготовление водно-спиртового раствора йода представлено в виде таблицы

Таблица 2. Приготовление водно-спиртового раствора йода

Результат: приготовлен реактив – водно-спиртовой раствор йода.

Приготовление водного раствора крахмала и наблюдение качественной реакции представлено в виде таблицы.

Таблица 3. Наблюдение качественной реакции

Результат: исследованы разбавленные растворы разных крахмалов. При взаимодействии двух исходных веществ – раствора крахмала (прозрачный раствор) и раствора йода (желто-коричневого цвета) было получено совершенно новое вещество синего цвета. Появление и исчезновение окраски раствора изменяется в зависимости от температуры.

Явления, в результате которых из одних веществ образуются другие,называют химическими явлениями или химическими реакциями.

Вывод: данная реакция иллюстрирует обратимость химических реакций и их зависимость от температуры. Характерной качественной реакцией на крахмал является его реакция с йодом. Сравнение окраски растворов крахмала (образец 1 и образец 2) показало, что интенсивность цвета одинакова, в образце 2 присутствует фиолетовый оттенок. Оставим окрашенные растворы, как контрольные пробы, для сравнения интенсивности цвета в последующих опытах по исследованию содержания крахмал в водных растворах.

Практический опыт 2. Определение крахмала в хлебобулочном изделии и в его водном растворе

Цель: исследование хлебного изделия и его водного раствора на содержание крахмала. Сырье: крахмал картофельный, хлеб пшеничный, вода, спиртовой раствор йода (реактив).Исследование образца белого хлеба на содержание крахмала отражено в таблице 4.Пусть: образец 1 – крахмал картофельный/его водный раствор; образец 2 – мякиш белого хлеба/его водный раствор.

Таблица 4. Наблюдение за химическим явлением

Результат: наблюдала изменение окраски, т.е. химическое явление. Признак химического явления – изменение окраски крахмала и хлеба. Окраска изменилась и в сухих образцах, и в их водных растворах.

Вывод: в водных растворах хлеба присутствует крахмал.

Заключение: крахмал в соединении с йодным раствором окрашивается в сине-черный цвет. В сухих образцах ярко выражен сине-черный окрас, ближе к черному. В растворах наблюдала темно-синий окрас.

Практический опыт 3. Определение крахмала в муке и в ее водном растворе

Цель: определение наличия крахмала в муке разных видов и в их водных растворах.

Исследование сухого образца муки и ее водного раствора на содержание крахмала отражено в таблице 5.

Пусть: образец 1 – мука пшеничная/ее водный раствор;

образец 2 – мука ржаная/ее водный раствор;

образец 3 – мука кукурузная/ее водный раствор.

Таблица 5. Наблюдение за химическим явлением

Результат: мука и ее раствор окрасились в сине-черный цвет. Сравнивая насыщенность окраса контрольного образца с образцом раствора муки, можно отметить, что контрольный образец имеет более яркий синий окрас.

Вывод: в муке, как и в хлебе, содержится крахмал. В водном растворе муки крахмала меньше, о чем свидетельствует менее интенсивная окраска.

Практический опыт 4. Определение крахмала в смеси и в ее водном растворе

Цель: определение содержания крахмала в образце смеси и в ее водном растворе. Сырье: мел, крахмал, смесь мела и крахмала и их водные растворы. Внимательно рассмотрев мел, я записала свои наблюдения в таблицу 6 «Исследование физических свойств мела».

Таблица 6. Исследование физических свойств мела

Дальнейший ход работы в виде таблицы 7 «Определение крахмала в смеси и ее водном растворе.

Пусть образец 1 – мел;

образец 2 – смесь мела и крахмала;

образец 3 – водная смесь образца 2.

Таблица 7. Определение крахмала в смеси и ее водном растворе

Смесь – продукт, представляющий собой совокупность веществ, механическое соединение элементов.

Результат: смесь и ее водный раствор окрасились в синий цвет. В сравнении с контрольным образцом раствор смеси крахмала и мела дает менее глубокий синий цвет.

Вывод: в составе смеси содержится крахмал.

Практический опыт 5. Определение крахмала в сыром картофеле, картофельном соке и в его водном растворе

Исследование картофеля на содержание крахмала отражено в таблице 8.

Пусть образец 1 - сырой картофель;

образец 2 - сок картофельный;

образец 3 - водный раствор тертого картофеля.

Таблица 8. Наблюдение за химическим явлением

Результат: картофель, картофельный сок и картофельный раствор окрасились в сине-черный цвет. При сравнении с контрольным образцом можно заметить, что интенсивность синего окрашивания близка к контрольной пробе. Вывод: появившаяся синяя окраска доказывает, что в картофеле и его растворах содержится крахмал.

Практический опыт 6. Исследование продуктов питания и их водных растворов на наличие крахмала.

Цель: исследовать образцы продуктов питания и их водные растворы на наличие крахмала.

С помощью раствора йода проведем анализ некоторых продуктов питания, капнув на их образцы или добавив в водные растворы несколько капель йодного раствора. Для приготовления водных растворов продукты были первоначально измельчены пестиком в ступке. Наблюдения оформлены в виде таблицы 9 «Исследование образцов на наличие крахмала».

Таблица 9. Исследование образцов на наличие крахмала

Результат: исследованные водные растворы образцов показали либо наличие, либо отсутствие крахмала. По цвету раствора продукта, можно определить не только наличие крахмала, но и его концентрацию (чем интенсивнее синий цвет, тем больше крахмала содержится в продукте).

Вывод: оказывается, крахмал есть во многих продуктах питания, таблетках. Продукты животного происхождения не содержат крахмал. В основном крахмал содержится в продуктах растительного происхождения и в смешанных продуктах. В моем эксперименте ни в колбасе, ни в майонезе, ни в сметане, ни в сгущенном молоке крахмал не обнаружен. Спасибо производителям за то, что они беспокоятся о нашем здоровье и добросовестно подходят к своей работе.

Практический опыт 7. Исследование косметических средств

Цель: исследовать наличие крахмала в образце пудры и в ее водном растворе. Наблюдения оформлены в таблице 10.

Таблица 10. Исследование образца пудры и ее водного раствора на наличие крахмала

Вывод: в данном образце пудры крахмал не обнаружен. Можем сделать вывод, что это хорошая качественная пудра.

Заключение

Главный источник энергии для человеческого организма — уг­леводы. Ос­новной представитель углеводов в питании человека — крахмал. Он образуется в зеленых частях растений под действием лучей солнца. Чтобы понять, какую роль играет крахмал в питании человека, мы постарались узнать о нём как можно больше, изучили литературу по теме исследования. При более внимательном изучении крахмала с помощью наблюдений, опытов и исследований мы пришли к следующим выводам: крахмал - белый безвкусный порошок, который хранит много тайн и секретов; крахмал – важная часть в рационе питания человека; крахмал добавляют в качестве загустителя в продукты питания; крахмал используют как компонент лекарственных средств; крахмал применяют для получения патоки, глюкозы и этилового спирта, а также в аналитической химии для обнаружения йода.

Эта работа помогла мне узнать много нового о свойствах крахмала, о его полезном и разнообразном применении. Я бы хотела поделиться своими наблюдениями и знаниями. Потому что, если мои ровесники будут владеть научно обоснованной информацией о применении крахмала в жизни и быту, то будут осмысленно относиться к процессу его применения и употребления. Я планирую продолжить свои исследования.

Практическая значимость моей работы заключается в том, что о результатах исследования можно рассказать на уроках окружающего мира, конференции или классном часе. Познакомить одноклассников с технологией опытов по обнаружению крахмала в продуктах питания.

Таким образом,мы выяснили, что отказываться от крахмалосодержащих продуктов не стоит. Дело не в крахмале, а в нашем отношении к своему здоровью. Больше необходимо двигаться, заниматься спортом, есть свежие фрукты и овощи, поменьше булочек и полуфабрикатов. И никакой крахмал не навредит нашему здоровью, а принесет пользу.

Выводы

1. Из литературных источников мы узнали, что с помощью обычной воды и света растения могут образовывать и накапливать крахмал, необходимый для питания человека. Вода участвует в образовании крахмала, являющегося самым распространенным углеводом в рационе питания человека. Вода, как хороший природный растворитель, содержится во многих продуктах питания и быта человека.

2. В практической части работы мы изучили физические свойства образцов крахмала: картофельного и кукурузного. По внешним признакам образцы имеют схожие свойства. Образцы отличаются оттенком цвета. Кукурузный крахмал имеет бледно-желтоватый оттенок.

3. Исследование крахмала в составе водных растворов различных образцов с помощью качественной реакции показало его наличие в составе многих продуктов. Основное химическое свойство крахмала, позволяющее обнаружить его присутствие – окрашивание в темно-синий или фиолетовый цвет при взаимодействии с йодом. Этим способом можно обнаружить крахмал и в сухих смесях и в их водных растворах.

4. Анализ результатов проведенной работы позволяет сделать вывод, что интенсивность окраски исследованных образцов показывает количество содержания крахмала в смеси. Пятнадцать из двадцати исследованных нами образцов – крахмалсодержащие. Этот факт позволяет сделать вывод, что крахмал и его растворы широко применяются человеком в питании и быту.

5. В результате можно сделать вывод, что цель работы достигнута, выполнены все поставленные задачи. Предполагаемый результат нашёл своё подтверждение в нашем исследовании.

Таким образом, проведенное исследование помогло мне узнать много нового и интересного. Свойства крахмала можно использовать в самых разных сферах жизни. В ходе экспериментов я обнаружила продукты питания из повседневного рациона, в которых содержится крахмал, нашла продукты, в которых его нет.

Это исследование еще раз убедило меня в том, что для получения ответов на вопросы, не обязательно ждать, когда мы начнём изучать химию. Можно просто устроить лабораторию на кухне!

Список литературы

Габриелян О.С. Химия. 8 класс: учеб. для общеобразоват. учреждений – М.: Дрофа, 2013 – 267с

Журин А.А., Зазнобина Л.С. Начала химического эксперимента: Практические занятия по химии. 8-й класс сред. общеобразоват. школы. –М.: Школьная Пресса, 2001 – 128 с.

Крицман В.А. Книга для чтения по неорганической химии. Пособие для учащихся. – М.: Просвещение, 2004 – 303с.

Люцис К. Большая детская энциклопедия. Химия М.: Русское энциклопедическое товарищество. 2000.

Люцис К. Малая детская энциклопедия. Химия М.: Русское энциклопедическое товарищество. 2001.

Ольгин О. Забавная химия для детей. М.: «Детская литература», 1997

Савина Л. А. Я познаю мир. Химия. - М.: Изд-во «АСТ», 1999.

Ушаков Д.Н. Большой толковый словарь современного русского языка. – М.: Роосса, 2008 – 1247с.

Интернет ресурсы

https://multiurok.ru/all-goto/?url=http://www.uroki.net/docxim.htm

https://multiurok.ru/all-goto/?url=http://interneturok.ru/ru/school/chemistry/9-klass

http://www.alhimik.ru/

https://ru.wikipedia.org/wiki/Крахмал

Приложение

Фото 1-2.Приготовление водно-спиртового раствора йода. Фото автора

Фото 3-5. Приготовление водного раствора крахмала и наблюдение качественной реакции. Фото автора

Фото 6-8. Определение крахмала в хлебобулочном изделии и в его водном растворе

Фото 9-10. Определение крахмала в муке и в ее водном растворе. Фото автора

Фото 11-12. Определение крахмала в смеси с мелом и в ее водном растворе Фото автора

Фото 13-14.Определение крахмала в сыром картофеле, картофельном соке и в его водном растворе. Фото автора

Фото 15. Исследование образца пудры и ее водного раствора на наличие крахмала. Фото автора

Фото16-21. Исследование продуктов питания и их водных растворов на наличие крахмала. Фото автора