XV Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Влияние физических свойств соли на области ее применения в современное время
Автор работы награжден дипломом победителя II степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Введение
В давние времена соль добывали с трудом и потому стоила она дорого. Сегодня соль доступна каждому, без нее мы не можем представить свою жизнь. Например, пищевая соль нужна нам для приготовления пищи, консервации продуктов.
Но оказывается, соль бывает разной, используется и в других областях. Благодаря ее физическим свойствам она применяют в косметологии, медицине, ее добавляют в антигололедные реагенты. Я знаю далеко не все о пользе соли, а также почему она находит такое широкое применение в современном мире. Поэтому для меня исследование свойств соли и их влияния на области ее использования является актуальным.
Объект моего исследования - соль.
Предмет – влияние физических свойств соли на области ее применения.
Цель работы заключается в изучении влияния физических свойств соли на области ее применения в современном мире.
Для ее достижения мы определили следующие задачи:
- выяснить, какие бывают виды соли;
- определить, в каких областях современной жизни и почему применяется соль;
- описать физические свойства соли;
- опытным путем проверить, как проявляются физические свойства соли и сделать вывод, где они могут найти применение;
- составить рекомендации и дать в них практические советы об использовании соли.
Моя гипотеза следующая. Я предполагаю, что применение соли возможно в разных сферах, но в то же время важна ее концентрация.
В исследовании я использовал следующие общенаучные методы. Анализ и синтез во время работы с литературой и отбором нужной информации. Метод эксперимента, наблюдения и сравнения применялся в работе над второй главой во время проверки влияния концентрации соли.
Источниками работы послужили данные экспериментов.
Практическая значимость исследования заключается в том, что его результаты могут быть презентованы в рамках уроков по окружающему миру.
Глава 1. Виды соли и ее физические свойства.
1.1 Разновидности соли в природе.
Внешний вид, качество, стоимость и сфера применения соли зависит в том числе от того, каким способом ее добывают.Очень давно люди добывали соль методом сжигания некоторых видов растений. Получившуюся золу использовали в качестве специи. А для дополнительного насыщения поливали морской водой [7].
Сегодня соль добывают другими методами.В повседневной жизни мы с вами чаще всего сталкивается со следующими видами соли.
Поваренная соль (хлорид натрия, NaCl, хлористый натрий, столовая соль, пищевая соль, или просто соль) – это пищевой продукт. В измельченном виде представляет собой бесцветные кристаллы. Является солью природного происхождения, почти всегда имеет в структуре дополнительные вкрапления (следы других минеральных солей). Эти примеси могут придавать соли различные оттенки. Такая соль добывается методом разработки шахт. Поваренная соль производится в различных видах: чистая, йодированная, крупного или мелкого помола, нитритная соль и т.д. [1]. В зависимости от чистоты поваренная соль делится на сорта: высший, первый, второй.
Следующая разновидность соли – каменная. Представляет собой природный минерал, который возник в земной каре после высыхания морей. Природное название – галит [1]. Является единственным минералом, который люди используют в пищу. Каменная соль – это также соли крупных помолов. Метод добычи аналогичен с поваренной. Это самая популярная соль для дачных засолов. Кроме пищевого назначения также применяется в промышленности. Разновидность каменной соли, концентрат минерального галита называют технической солью.
Соль экстра представляет собой наиболее чистый, качественный продукт. Добывается методом вываривания соляного раствора.
Морская соль – это соль, добываемая из морской воды, как правило, естественным путём (испарением воды под воздействием солнца) или выпариванием. В целом в мире 30 % соли получают из морской воды и содержащих соль подземных вод, а остальную добывают из месторождений или залежей каменной соли [10].
В данном параграфе я выяснил, что существуют такие виды соли, как каменная, морская, экстра, поваренная. Каждый вид соли имеет свой способы получения: испарение, добыча методом разработки шахт, вываривание.
1.2 Современные области применения соли.
Соль, которую мы употребляем в пищу, химики называют хлористым натрием – веществом, чрезвычайно важным и необходимым для жизни. Существуют разные способы применения соли [11].
1. Приготовление пищи. Пищевая промышленность использует соль для консервирования, выпечки, обработки муки и других продуктов, для хранения мяса, соления рыбы, производства масла и придания вкуса пищевым продуктам. Соль является консервантом, поскольку затрудняет жизнедеятельность бактерий, развивающихся в пище. После попадания на еду, она вытягивает из микроорганизмов воду, фактически убивая их.
2. Чистка (посуды, столов, устраняет засоры в раковинах, др.).
3. Стирка белья (выведение пятен, сушка белья зимой). Соль добавляют в стиральную машину.
4. В домашнем хозяйстве (отпугивание муравьев, ремонт стен, др.).
5. В сельском хозяйстве соли используют для улучшения качества почвы и повышения урожайности сельскохозяйственных культур.
6. В личной гигиене (можно использовать вместо зубной пасты, заживляет ранки в ротовой полости, как скраб для тела).
7. В медицине (соляные ванны, лечение горла, ванны для ногтей). Министерство здравоохранения России рекомендует поваренную соль (хлорид натрия) как средство профилактики коронавируса. Эксперты ведомства предлагают делать из нее раствор для орошения слизистых оболочек носа.
8. В промышленности: металлургической – для обработки мехов. Продукт в больших объемах используется химической промышленностью. Основное применение технической соли – обработка дорог. Вступая в реакцию со льдом, она заставляет его таять [9].
9. Один из способов использования водных растворов солей – для тушения торфяных пожаров. Он основан на том, что водные растворы больше, чем вода способствуют изменению структуры торфа, так называемому «разрыхлению», в результате чего объем пор увеличивается, и изменяются многие свойства торфа. Эта стадия является определяющей в поглощении растворов [5].
Итак, соль издревле человек употреблял, главным образом, в пищу, но в современное время она получила более широкое разнообразное применение. Возможно, в будущем будут открыты и новые способы ее применения для новых отраслей народного хозяйства. Свойства соли нельзя переоценить, сегодня она, действительно, является незаменимым веществом как в быту, так и в промышленности.
Глава 2. Влияние физических свойств соли на направления ее использования.
2.1. Физические свойства соли.
Рассмотрев виды соли и способы ее применения, перейду к изучению ее физических свойств. Поваренная соль имеет несколько названий, если рассматривать ее со стороны химии. Поваренная соль – это та же самая каменная соль, которая является осадочной породой минерала галит. Но вряд ли кто знает об этом, потому что использование данного термина в отношении минерала, который дает всем нам знакомую поваренную соль, присуще исключительно геологам.
Поваренная соль, конечно, была открыта не ими, геологами, а обычными людьми, причем древними. Тогда ей дали название «белое золото», ведь ее свойства были действительно ценными, таковыми остаются и по сегодняшний день.
Соль абсолютно растворяется всего лишь при 25° С, а вот чтобы ее расплавить, потребуется температура в разы больше – примерно 801° С. При температуре в 1413° С каменная соль может спокойно закипеть [7].
Одно из главных физических свойств поваренной соли – это ее солоноватый вкус при полнейшем отсутствии какого-либо запаха. Также ей присущ характерный прозрачный или белый оттенок. Еще она имеет слабый стеклянный блеск. Другое свойство солей – их растворимость в воде, а также способность растворять, плавить лед.
Все эти физические свойства поваренной соли не только объясняют ее внешний вид и присущий вкус, но и многие другие интересные характеристики. Рассмотрим их опытным путем во втором параграфе.
2.2. Опыты по определению свойств соли и влияния ее концентрации.
Далее для определения свойств соли я провел серию опытов. Задача опытов заключалась в том, чтобы наглядно увидеть разные виды влияния соли и сделать самостоятельный вывод о возможностях ее применения в разных сферах. Также я планировал исследовать, какой эффект оказывает концентрация соли.
Опыт 1. Соль-как консервант.
Основное свойство соли – это консервация. Поэтому в первом опыте я решил исследовать именно это свойство соли.
Для этого я взял 3 кусочка хлеба, 3 стеклянных стакана, воду, соль.
В каждый стакан я положил кусочек хлеба. В первом стакане хлеб был покрыт только водой, во втором – в воде я растворил несколько ложек поваренной соли и также покрыл этим раствором кусочек хлеба. В последнем стакане был только хлеб. Все стаканы были закрыты пищевой пленкой.
В ходе эксперимента на второй день стакане под № 3 (просто хлеб) на куске хлеба появилась плесень (приложение 1, фото 1), в остальных стаканах хлеб выглядел так же, как в начале эксперимента. На третий день в стакане №1 (хлеб с водой), вода стала мутная (приложение 1, фото 2).
Стакан № 3 (вода с солью и хлеб) хлеб не заплесневел.
Таблица «Наблюдение за состоянием хлеба»
|
состояние хлеба день |
Банка 1 |
Банка 2 |
Банка 3 |
|
День 1 |
Хлеб без изменения |
Хлеб без изменения |
Хлеб без изменения |
|
День 2 |
Хлеб без изменения |
Хлеб без изменения |
Появилась плесень |
|
День 3 |
Вода помутнела |
Хлеб без изменения |
Появилась плесень |
Я делаю вывод: соль действительно предотвращает порчу, гниение продуктов, помогает продлить срок их хранения даже без холодильника. Именно поэтому она с давних времен активно используется в пищевой промышленности.
Опыт 2. Плотность соляного раствора. Как влияет количество соли на плавучесть тел.
Для этого опыта мне понадобилось 3 стакана, соль, сахар, сырое куриное яйцо.
В каждый стакан я налил воды. В стакан № 1 добавил 2 столовые ложки соли. В стакан № 2 добавил 2 столовые ложки сахара. Перемешал до полного растворения. По очереди опустил яйцо в каждый стакан. В стакане № 2 и № 3 яйцо опустилось на дно (приложение 1, фото 4, 5), в стакане № 1 яйцо всплыло (приложение 1, фото 6,7). Я решил продолжить эксперимент и добавить еще соль и сахар в соответствующие стаканы. В стакане № 2 яйцо так и осталось лежать на дне. А вот стакане № 1 яйцо поднялось выше к поверхности (приложение 1, фото 8).
Я делаю вывод: чем выше концентрация соли в воде, тем легче предмету удержаться на поверхности. Этот явление называется «эффектом мертвого моря». Чем соленее вода, тем выше ее плотность.
Опыт 3. Соль как чистящее средство.
Для проведения следующего опыта я взял соль и грязную кружку (приложение 1, фото 9).
На губку я высыпал соль, протер ею грязный стакан. Стакан стал чистым (приложение 1, фото 10).
Я делаю вывод: соль действительно обладает чистящими свойствами, поэтому она используется в промышленности как очиститель, входит в состав очищающих средств.
Опыт 4.Соль и лед.
Для данного опыта я использовал замороженные кубики льда и соль.
Я взял 2 тарелки и на обе положил кубики льда. На тарелке (с красным кубиком) я посолил кубики льда. Через пятнадцать минут лед, посыпанный солью, начал таять (приложение 1, фото 11). Лед без соли таял только от плюсовой температуры менее активно, чем лед на тарелке № 1 (приложение 1, фото 12).
Когда в данном опыте я наблюдал за тем, как соль заставляет лед таять, увидел следующее: вначале лед таял под кристаллами соли, лед деформировался от соли, а на второй тарелке он медленно и плавно таял. Соль словно разъедала лед.
Я делаю вывод: на дорогах и тротуарах, посыпая лед солью, мы заставляем его растаять, так как соль растворяется в воде и снижает точку ее замерзания, отчего лед тает.
Опыт 5. Влияние концентрации соли на температуру замерзания воды.
Проведя предыдущий опыт, мне стало любопытно, как количество соли влияет на температуру замерзания воды.
Для этого я взял соль, воду и три стакана.
Чтобы узнать это я приготовил 3 раствора. В первый стакан была добавлена 1 столовая ложка соли, во второй – 2 столовые ложки соли, и в третий – 3 ложки соли. Я все тщательно перемешал. Убрав все растворы в морозильную камеру, засек время. Через час я увидел, что раствор в стакане №1 начал замерзать около стенок, а второй и третий стакан еще не замерзли. Еще через час я увидел, что и раствор во втором стакане тоже начал замерзать, а третий оставался в первоначальном виде, в первом же стакане образовался лёд (приложение 1, фото 13). Вода в третьем стакане начала замерзать только в конце второго часа эксперимента.
Я делаю вывод: чем больше соли в растворе, тем ниже температура его замерзания. Это свойство соли можно использовать, если нужна какая-то быстрая разморозка. Соленая вода быстрее повлияет на таяние льда. Например, мясо быстрее разморозится в соленой воде. Или замерзшую железную трубу отогреть быстрее с помощью соленой воды.
Таким образом, проведя серию опытов, я выяснил, что благодаря физическим свойствам соли (соленый вкус, способность растворяться в воде, плавить лед) она, действительно, находит широкое применения в мире человека. Однако для необходимого эффекта важна ее достаточная концентрация. Таким образом, гипотеза, выдвинутая в начале исследования, подтвердилась.
Заключение
Проведя данное исследование, я выяснил, какие бывают виды соли, и какими полезными свойствами и характеристиками они обладают. Узнал, что область применения соли очень широка. Способы её применения разнообразны. Она используется в пищевой промышленности, медицине, металлургии, для очищения загрязнений, ее добавляют в реагенты для таяния льда, с ее помощью тушат пожары в болотах.
Любой продукт может быть полезен и вреден для здоровья человека и для всего, с чем он соприкасается. Так происходит и с солью. Устраняя гололед на зимних улицах наших городов, мы не только чистим дороги, но и наносим ущерб кожаной обуви, кузовам автомобилей, экологии близлежащих водоемов. Избыток соли приводит к повышенной нагрузке на почки, а недостаток может повлечь за собой обезвоживание и проблемы сосудисто-сердечной системы. Поэтому при обращении даже с таким безобидным веществом, как соль, требуется соблюдать правила предосторожности
Благодаря проведенным опытам я наглядно доказал, что соль хорошо сохраняет продукты, растворяется в воде, понижает температуру таяния снега и льда, понижает температуру замерзания воды. Растворяясь, соль повышает плотность воды, что объясняет поведение некоторых тел в ней. Тем самым я подтвердил выдвинутую мной гипотезу: в современном мире соль имеет широкое применение, но важно соблюдать в использовании ее достаточную концентрацию, чтобы добиться нужного эффекта.
Также я побывал на соленом озере Эбейты в Омской области и увидел, как образуется соль (приложение 2, фото 1, 2, 3, 4). В завершении исследования я подготовил памятки о полезных свойствах соли, которые могут пригодиться в быту, дал советы о том, как правильно солить еду.
Список использованной литературы и источников
1. Виды соли// Электронный ресурс: http//www/vimpi.ru/news/kakie_byvayut_vidy_soli/ (дата обращения 04.08.2021)
2. Галилео. Наука опытным путем. – выпуск 5 – 2013. – С. 17-19
3. Играем в науку/ Джил Франкель Хаузер; Пер. с англ. – М.: Интеллектуальная Литература, 2017. – 176с. – С. 48-51
4. Отчего и почему? //Энциклопедия для любознательных/ Авторы текста. Ганери А., Уолпол Б, Стил Ф. и др. – 2018. –256с. – С. 159
5. Рекомендации по тушению торфяных пожаров на осушенных болотах // Электронный ресурс: http//www/asi.ru/upload/upload_docs/sml/kuksin/turf.pdf (дата обращения 14.08.2021)
6. Фейгин О. Практическая наука: удивительные опыты и эксперименты в домашних условиях, 2015. – 88с. – С.28
7. Физические свойства поваренной соли // Электронный ресурс:http//www/kakprosto.ru/kak-857480-fizicheskie-svoystva-povarennoy-soli (дата обращения 28.07.2021)
8. 365 Научных эксперимента. – 2010. – 200с. – С.135-136
9. https://www.gazeta.ru/science/2016/01/18_a_8023121.shtml (дата обращения 16.08.2021)
10. https://ru.wikipedia.org/wiki/Морская_соль (дата обращения 28.07.2021)
11.https://ru.wikipedia.org/wiki/Поваренная_соль (дата обращения 28.07.2021)
Приложение 1. Фотографии опытов с солью.
Фото 1. Первый день. Хлеб без изменений.
Фото 2. Второй день. Стакан с водой помутнел.
Фото 3. День третий. В стакане №3 образовалась плесень.
Фото 4. В стакане с сахаром яйцо опустилось на дно.
Фото 5. В стакане с обычной водой яйцо опустилось на дно.
Фото 6. Стакан с солью
Фото 7. Стакан с солью.
Фото 8. Увеличил концентрацию соли и сахара в соответствующих стаканах.
Фото 9. Грязный стакан.
Фото 10. Стакан после чистки с помощью соли.
Фото 11. Таяние льда при помощи соли.
Фото 12. Кубики льда через 20 минут.
Фото 13. Вода с солью.
Приложение 2. Памятка «Полезные советы о применении соли»
Фото 1. Оз. Эбейты-самое большое солёное озеро Омской области.
Фото 2. Лечебная грязь озера.
Фото 3. Соляные кристаллы.
Фото 4.
Памятка 1 «Полезные советы: соль в быту»
А вы знали, что существует специальный Институт Соли?
По данным исследований этого института, её можно применять 1400 различными способами!!! В этой памятке я поделюсь несколькими из них.
При стирке в стиральной машине необходимо добавить 4 столовых ложки соли в отсек, предназначенный для ополаскивателя. Лучше использовать соль Экстра, а при желании можно даже совместить ее с ополаскивателем. В результате вещи обретут приятный аромат, а ткань станет мягкой на ощупь.
Соль способна также выводить различные пятна. К примеру, если вы пролили на скатерть или одежду вино, посыпьте это место солью. Вино впитается именно в нее. После этого белье необходимо замочить на полчаса в холодной воде и постирать.
От пятен ржавчины и плесени поможет смесь соль с лимонным соком. Полученным раствором потрите пятна. Просушите на солнце вещи и прополоскайте.
Кроме того, соль позволяет белью намного быстрее высыхать. Зимой на улице, например, оно промораживается, потому сохнет не один день. Вода остается в вещах в кристаллизованном виде. Если вы добавите соль в воду при полоскании, вы сможете этого избежать.
Для того, чтобы предотвратить засоры в раковинах, регулярно насыпайте туда соль и заливайте горячей водой. Помимо чистки слива будут устраняться неприятные запахи.
Чтобы устранить белые следы на деревянных столах и поверхностях, протрите пятна смесью из соли и растительного масла.
Смесь газированной минеральной воды с солью быстро и экологично избавит ваш холодильник от неприятных запахов и освежит поверхности.
Если свечи обмакнуть в соленую воду, то они будут меньше оплывать, будут гореть ровнее и дольше.
Компрессы из сухой или влажной соли уменьшают отечность.
При укусах насекомых смочите место укуса и посыпьте его солью.
Памятка 2 «Как правильно солить еду».
Мясо, рыба. Следует солить в самом конце жарки или после того, как на мясе или рыбе появилась защитная корочка.
Овощи солят за 5 минут до окончания приготовления. Салаты – перед подачей на стол.
Фасоль, горох, соя. В соленой воде они плохо развариваются, поэтому солить их лучше почти готовыми.
Крупы при варке надо солить сразу. Они развариваются медленно, и надо дать возможность соленой воде впитаться в них равномерно.
Жареная картошка. Солить только после жарки, иначе картошка не будет хрустящей.
Мясной бульон. Солить за 15-20 минут до снятия с огня. В уху добавлять соль сразу после снятия пенки.