XVIII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Соль в жизни человека
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
1. Введение
Есть у нас такой продукт, без которого нельзя приготовить ни одного блюда. Казалось бы, что интересного можно сказать о такой банальной вещи как соль. Да, пачка соли найдется в каждом доме, её обязательно ставят на стол, и продаётся она практически в любом продовольственном магазине. Верно. А почему?
Потому что эта вещь, представьте себе, имеет огромное значение. Без неё не может прожить человек. Соль – единственное минеральное вещество, которое мы с вами едим в чистом виде, и которое ничем нельзя заменить.
Объектом исследования в данной работе является соль, как минерал.
Цель работы: исследовать соль как минерал, имеющий огромное значение в жизни человека.
Методы работы: наблюдение, сбор и обработка информации, анализ литературы.
Гипотеза: соль играет важную роль в жизнедеятельности человека
Для достижения цели необходимо решить следующие задачи:
Собрать и проанализировать информацию о видах соли, о месторождениях соли, способах её добычи и практическом применении.
Узнать о вреде или пользе соли на организм человека.
Провести опыт "Получение кристалла соли в домашних условиях".
Провести опыт "Влияние соли на плотность воды".
2. История соли
Люди настолько привыкли к соли, что есть ощущение, будто она была на столах всегда. О ней известно то, что этот продукт помогает сохранить продукты, в том числе мясо, более долгое время, и этим с успехом пользовались древние люди, чтобы обеспечить пропитание на зимний период времени. Кроме того, соль — природный усилитель вкуса и аромата блюд. Но что такое соль, как и где она появилась, какие таит в себе загадки?
Что такое соль? Соль - это природное вещество, представляющее собой соединение кристаллов хлорида натрия. Многие продукты можно заменить на аналоги, даже у сахара есть заменители. Но для соли ученые пока не смогли изобрести замены. К счастью, наша природа богата этим веществом, и во многих странах ведется добыча соли.
Жизнь каждого человека так или иначе связана с этим минералом. В древние времена соль считалась неимоверным богатством. Из-за нее даже разгорались войны.
Поваренную соль, или, как сказали бы химики, хлористый натрий, назвать обычным веществом нельзя. Свойства у нее удивительные и судьба очень интересная.
В Древнем Риме караваны с солью медленно брели по главной торговой дороге – виа Солариа, что означало «Соляной путь». Караваны сопровождали отряды воинов, чтобы соль, драгоценное сокровище, не стала добычей разбойников. В древности соль ценилась буквально на вес золота.
Нехватка соли вызывала и народные волнения. В истории известны соляные бунты.
Трудно представить, что в прошлом во многих странах соль служила источником пополнения казны, важным предметом торговли. Соль была очень дорога. Из-за нее велись кровопролитные войны между соседними народами.
В некоторых странах соль выполняла функцию денежной единицы. В Китае использовали монеты из кристаллов соли. В некоторых странах Африки еще в ХIХ веке в качестве денежной единицы использовали бруски каменной соли.
Римским войскам нередко жалованье выплачивали солью. Ученые считают, что именно с этим связано происхождение итальянского слова «сольдо» и французского слова «салер». Некоторые ученые считают, что и слово «солдат» произошло от итальянского «сольдо».
На Руси соль издавна добывали из рассолов, которые выкачивали из недр. Первое упоминание о добыче соли относится к 1037 году, когда князь Святослав Олегович в Новгороде повелел взимать с каждой солеварни налог солью.
История добычи соли на Руси отражена не только в древних рукописях, но и в названиях старинных русских городов: Соликамск, Сольвычегодск, Усолье-Сибирское.
Самое известное месторождение соли на Южном Урале, в Оренбургской области – город Соль-Илецк. Илецкое месторождение – уникальный природный объект. Здесь много лет ведется добыча соли. Той самой – каменной пищевой поваренной, без которой сложно представить жизнь любого человека.
Самое первое исследование Илецкая соль прошла под пристальным контролем М. В. Ломоносова. Этот великий ученый был убежден, что она более твердая, в отличие от других солей. Даже после растолчения она остается кристально белой, не принимая влажность из воздуха. Это ее основные плюсы. Невероятно, но первое упоминание об этой соли относится к далекому XVI веку. Тогда составлялась карта Русского государства под названием «Большой чертеж». Есть упоминания и в Первом собрании законов России от 1723 года. Конечно, наши предки тогда еще не понимали, каковы масштабы залежей, не имели достоверной информации об уровне качества и составе. Тогда добычу вели вручную, используя труд каторжан, рабочих людей и поселенцев. Этот процесс показан на полотне соль-илецкого художника В. П. Лапина. На тот момент не было корректно организованного промысла, как это происходит сегодня.
Илецкая соль представляет собой кристаллический минерал, образующийся в природе. На 100% органический, экологически чистый продукт. Он появился на ранней стадии высыхания древних морей. Когда-то на месте современной Оренбургской области было море, но оно высохло. На его месте и образовалась соль, возраст которой превышает отметку в 270 000 000 лет.
Илецкое месторождение не имеет аналогов. Это соляной купол, у которого ядро выведено на поверхность. Если посмотреть на соляное тело в сечении, то его форма напоминает эллипс. Это месторождение до 1889 года отрабатывалось в карьере разными методами: открытым, подземным.
Интересно, что после Великой Отечественной войны на руднике стали строить новую шахту, более механизированную. Уже к 1964 году она стала активно эксплуатироваться и с успехом работает сегодня. На данный момент пищевая соль добывается в руднике №2, за год получается 1 250 000 тон.
3. Способы добычи соли
Добыча соли - достаточно сложный и трудоемкий процесс. Раньше соль добывали вручную - с помощью лопаты, кирки и других подручный средств. Сейчас процесс механизирован, благодаря чему появилась возможность добывать гораздо большее количество соли.
Соль добывается по всему миру, более 100 стран занимаются ее извлечением и продажей. Естественные запасы этого востребованного продукта по-настоящему огромны- она извлекается из соляных озер и из недр земли.
В настоящее время выделяют несколько основных метода добычи соли:
Шахтный метод применяется для извлечения соли, находящейся большой глубине. Такая соль образовалась очень давно, из-за чего она стала окаменевшей и монолитной. Залежи соли могут находиться на глубине от 100 до 600 метров, именно поэтому для извлечения соли прорубают глубокие шахты и тоннели. Выемка производится с помощью специальных устройств, все крупные куски соли измельчаются, после чего поднимаются наверх с помощью вагонеток или лифтов.
Это один из самых распространенных способов добычи соли. Работа в шахтах может осуществляться независимо от времени года и погодных условий. После прекращения разработок солевых месторождений шахты очень часто используются в качестве основы для создания оздоровительных комплексов и туристических маршрутов.
Бассейновый способ применяется для извлечения соли из вод морей и соленых озер. Раньше в прибрежной зоне выкапывали ёмкости, заливали их морской водой и ждали до полного выпаривания жидкости. Когда соль с песком осаживалась, смесь пересыпали в другой бассейн и вновь ждали испарения жидкости. Сухой остаток складывали горками, и они промывался дождями, образуя идеально белый продукт. Данный способ добычи соли во многом зависит от природных условий, однако является самым экологичным.
Одним из районов, где соль добывается в бассейнах, является местность около озера Баскунчак в Астраханской области. Здесь применяются специальные соледобывающие комбайны, которые способны произвести выемку и погрузку около 3000 тонн соли в час.
Вакуумный. С помощью вакуумного метода добычи соли получают самую популярную в России соль Экстра. Производят ее следующим образом: в массив соли, расположенный под землей, загоняют чистую несолёную воду через систему специальных скважин. После чего соль поступает наверх в виде соляной жидкости. Раствор проходит чистку и направляется в специальные вакуумные камеры. Под влиянием низкого давления воздуха жидкость начинает испаряться, формируются кристаллы соли. С помощью специальных устройств соль отделяют от воды и отправляют на дальнейшую обработку. В результате этого процесса и появляется мелкая и удобная для готовки соль Экстра.
Производством соли вакуумным путем занимаются солеварочные заводы, например, Усольский в Иркутской области или Славянский на Украине.
Виды соли и ее практическое применение
В зависимости от способа добычи выделяют следующие виды соли:
Морская соль кроме хлорида натрия содержит еще до 5 % других минералов: соли магния, кальция, калия, марганца, фосфора, йода. Считается, что морская соль более полезна для человека, она оздоравливает, благодаря большому количеству макро- и микроэлементов.
Почему вода в море соленая? Все дело в химических свойствах воды. Она очень хорошо умеет растворять разные вещества. Течет вода по камням и пещерам, по подземным ходам и расщелинам в скалах, по песку и глине, по полям и лесам. И везде, где протекает, она растворяет в себе разные соли. Текут в океан сотни рек, несут в океан сотни килограммов солей. А над океанами и морями светит яркое солнце. Оно греет воду, частички воды превращаются в пар и улетают в небо. А соль остается.
Каменная соль природный минерал, который возник в земной коре на стадии высыхания древних морей и океанов. Состоит из отдельных кристалликов кубической формы, плотно прилегающих друг к другу. Соль легко растворяется в воде, имеет соленый вкус
Каменную соль мы употребляем каждый день: крупной подсаливаем блюда во время готовки, применяем в домашних соленьях, а мелкую добавляем в тарелку.
Поваренная соль - пищевой продукт. Производится и используется после промышленной очистки минерала Галит (вещество — хлорид натрия), известного также под названием «каменная соль». Натрий является одним из основных веществ, необходимых для того, чтобы наш организм нормально функционировал. Натрий поддерживает в тонусе сосуды, нервы, мышцы; хлор необходим в образовании соляной кислоты – основного компонента желудочного сока, заботится о выведении из организма мочевины, отвечает за состояние нервной системы и костной.
Очень широко люди используют соль в быту, консервируют продукты (засолки овощей, грибов, рыбы), подсаливают пищу. Соль является уникальным средством, которое может убивать бактерии и микробы, вызывающие порчу продуктов. Но есть нормы потребления соли в день для взрослого здорового человека — 2-3 грамма. Основное количество соли, около 71%, поступает в наш организм из готовых пищевых продуктов. Чрезмерное потребление соли вызывает болезни сердца и почек. Обычная пищевая соль служит сильнейшим ядом. С одной стороны, без соли невозможно жить, с другой стороны, доза в 100 раз превышающая суточную норму потребления, является смертельной. Летальная доза составляет 3 грамма на 1 килограмм массы тела. для того чтобы получить избыток соли, совсем не обязательно досаливать еду. Во многих продуктах существует скрытая соль! Соль содержится практически во всех продуктах, в том числе, колбасах, сырах, консервах, снеках (чипсы, сухарики, орешки и пр.), соусах,столовой воде. Таким образом, человек получает дневную норму соли, даже ничего не досаливая.
В народной медицине соль используется в качестве лекарства. Чтобы облегчить зубную боль, нужно развести столовую ложку соли в стакане теплой воды и прополоскать рот. Разогретая и сложенная в полотняный мешочек крупная соль может служить в качестве сухого компресса, т.к. кристаллы соли долго держат тепло.
В фармацевтической промышленности соль используется для изготовления лекарств. Хлористый натрий является основным компонентом в составе соли и именно он обуславливает многие из ее лечебных свойств. Основные показания к применению соли в лечении – это нарушение обмена веществ, обезвоживание организма, при которых натрий хлор восстанавливает кислотно-щелочной баланс в организме, нормальный уровень содержания влаги. Как известно, именно хлорид натрия применяется во многих медицинских растворах, которые используются для реабилитации больных после операций, тяжелый заболеваний. В широком ассортименте выпускаются специальные добавки, содержащие морскую соль.
В сельскомхозяйствесолииспользуют для улучшения качества почвы и для повышения урожайности сельскохозяйственных культур.
Также соль используют как противогололёдный реагент на автомобильных дорогах.
Интересные факты о соли
Поваренная соль природного происхождения практически всегда имеет примеси других минеральных солей, которые могут придавать ей оттенки разных цветов.
Вплоть до начала 20 века фунт соли был основной валютой в Абиссинии, ныне называемой Эфиопией.
Состав соли Мёртвого моря существенно отличается от состава соли других морей.
В Англии принят закон, требующий сообщать в этикетках пищевых продуктов о содержании в них соли.
Весной 1648 года в Москве произошёл Соляной бунт, вызванный непомерно высоким налогом на соль.
Для очищения авиационного топлива соль смешивается с ним для того, чтобы избавиться содержащейся в нём воды.
Из всех специй, известных человечеству, соль является наиболее древней.
Соль используется для изготовления таких вещей, как мыло и стекло.
Когда животные испытывают нехватку соли, они интуитивно находят подходящие минералы и лижут их, пока не насытятся. Бабочки поступают хитрее – они пьют слезы и пот крупных животных.
Чтобы дрова горели дольше, их нужно посыпать солью. Этот же метод отлично справляется с лишней влагой, если ветки для растопки оказались сырыми.
В зимнюю погоду, чтобы не остаться без питьевой воды, можно растопить снег. Кстати, морской лед тоже подойдет, так как соль оседает на глубине моря, а замерзшая вода становится пресной.
Исследовательская работа
Опыт № 1 «Получение кристаллов соли в домашних условиях».
Основным компонентом для образования кристалла является у меня является поваренная соль. Образование кристалла будет происходить в воде. Она так же должна быть хорошо очищенной от примесей. Лучше всего налить дистиллированную воду или прокипятить жидкость и отфильтровать.
Посуда для эксперимента не должна быть металлической, так как она может окисляться из-за действия соляного раствора. Объем посуды для выращивания не имеет значения и ограничивается только размером желаемого кристалла.
В ёмкости не должно быть соринок и мусора. Они будут препятствовать нарастанию соли на основной кристалл. Поэтому перед экспериментом посуду следует хорошо промыть и высушить.
Я подготовил насыщенный солевой раствор (в только что вскипяченной воде разбавлял соль до тех пор, пока она не перестала растворятся) (рис.1). Полученный раствор отфильтровал и перелил в ёмкость (рис.2). В эту емкость для основы я поместил маленький кристалл соли, привязанный на нить (рис.3). Нить привязал к СД-диску, накрыл им и листом бумаги ёмкость, чтобы внутрь не попали посторонние предметы и пыль (рис.4). Поставил ёмкость с соляным раствором в тёмное место на ровную поверхность. Через некоторое время, после того, как раствор стал остывать, ниточка покрылась мелкими кристаллами соли. В процессе опыта я несколько раз менял насыщенный раствор на новый, чтобы рост кристалла проходил быстрее. Рост кристалла я наблюдал на протяжении 14 дней (рис.5-рис.12).
Вывод:
На основе проводимых наблюдений можно сделать вывод, что в подогретом растворе соль лучше и быстрее растворяется. При испарении воды на стенках ёмкости, нити и самом кусочке соли образуются кристаллы, наблюдается их рост. Кристалл растет за счёт нарастания на него вещества из водного раствора соли. На размер кристалла могут повлиять и температура раствора, и его насыщенность. Кристалл из поваренной соли очень хрупкий, поэтому нужно быть аккуратным и осторожным при его перемещении из ёмкости.
Опыт № 2 «Влияние соли на плотность воды».
Я взял два яйца и две ёмкости одну с обычной водой, другую с соленой водой (рис.13). Опустил в эти ёмкости сырые яйца (рис.14). Одно яйцо опустилось на дно сосуда, другое осталось на поверхности (рис.15, рис.16).
Вывод:
Плотность яйца намного выше, чем плотность водопроводной воды, поэтому яйцо в ней утонуло. Когда мы растворяем соль в воде, её плотность повышается, и яйцо уже не тонет в ней. Таким образом, можно сделать простой вывод: объекты тонут в жидкости, если их плотность выше, чем плотность жидкости. Соль влияет на плотность воды.
Заключение
В ходе исследовательской работы я узнал много интересного о соли. Я пришёл к следующим выводам: соль – это жизненно важное вещество. Область применения соли очень широка — это и повседневная жизнь человека, и пищевая промышленность, сельское хозяйство и медицина. Соль очень важна и незаменима для жизни и здоровья человека. Она способна помочь при различный заболеваниях и является далеко не "белой смертью", как считают некоторые. Исключение из рациона соли не только бессмысленно, но и вредно. Соль имеет большое значение в жизнедеятельности человека. Она является другом. Но в случае передозировки соль вредна и оказывает неблагоприятное действие на здоровье человека, соответственно, превращается во врага. Таким образом моя гипотеза подтвердилась.
Список используемой литературы и источников:
1. Владимиров А.В./Соленое золото: Научно-худож. литература-М.: Дет. лит., 1986.-127 с.
2. Лаврова С.А./ Моя первая книга. Занимательная химия- М.: Белый город, 2016.- 127 с.
3. Сайт Все о соли http://saltcaves.ru/vse-o-soli.html
4. Сайт Википедия https://ru.wikipedia.org/
5. Сайт Роспортребнадзора https://74.rospotrebnadzor.ru/
6. Я познаю мир: Химия: Дет. энцикл./ Авт. сост. Л.А. Савина- М.: "Издательство Астель", 2004.- 442 с.
Приложение.
Опыт № 1 «Получение кристаллов соли в домашних условиях».
Рис.1 Рис.2 Рис.3
Рис. 4 Рис. 5
Рис. 6 Рис.7
Рис.8 Рис. 9
Рис. 10 Рис. 11
Рис.12
Опыт № 2 «Влияние соли на плотность воды».
Рис.13 Рис. 14
Рис. 15 Рис. 16