XXVI Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Уксус - полезная кислота

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Гуляева Е.А. 1

---

1МБУО Лицей№20

Балакшина Л.Г. 1

---

1МБУО Лицей№20

Работа в формате PDF

2.3 MB

Автор работы награжден дипломом победителя II степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

ВВЕДЕНИЕ

Мне нравится исследовать разные вещества и применять их свойства в быту и творчестве. Поэтому я продолжаю серию исследований веществ. Во втором классе я изучила свойства крахмала, в третьем – соль. Настоящая работа посвящена исследованию свойств уксуса. Что это за вещество? Полезное или вредное? Где и как можно применить свойства уксуса?

ТЕМА моего исследования: «Уксус – полезная кислота».

ЦЕЛЬ: изучение применения свойств уксуса в быту.

Для достижения цели поставила следующие ЗАДАЧИ:

1. Изучить и проанализировать информацию по теме.

2. Определить свойства уксуса.

3. Провести опыты по применению свойств уксуса в быту.

4. Обобщить полученные данные.

5. Приготовить уксус в домашних условиях.

ОБЪЕКТ ИССЛЕДОВАНИЯ: свойства уксуса.

ПРЕДМЕТ ИССЛЕДОВАНИЯ: применение свойств уксуса.

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ:

анализ информационных источников,

обобщение,

наблюдение,

опыты и

эксперименты.

ГИПОТЕЗА: думаю, что, уксус – полезное вещество, которое можно применять в быту; у меня получится приготовить уксус в домашних условиях.

2. ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

1. Теоретическая часть

1.1. История возникновения уксуса

Слово «уксус» происходит от греческого «оксюс», что значит «кислый». По словам историков, уксус был получен случайно в Вавилоне в 5 тысячелетии до нашей эры. Человек забыл молодое финиковое вино на солнце, и оно забродило (скисло). В результате этого процесса появился натуральный уксус, которым стал пользоваться весь мир. Сначала как приправой к пище. Древние фармацевты использовали уксус при составлении лекарственных смесей, как дезинфицирующее средство в быту.

Выяснилось, что уксусный раствор отлично утоляет жажду. По легенде Царица Египта Клеопатра растворяла в уксусе жемчуг и пила этот «коктейль», искренне веря, что он принесёт ей вечную молодость.

Во всем мире пользовались уксусом и готовили его из доступного сырья.  В Западной Европе и Центральной Азии – из винограда, в Англии – из ячменного солода, в Китае и Японии – из риса, в Америке – из тростникового сахара, на островах Океании – из кокосового молока. На Руси упоминания об уксусе и рецептах его приготовления встречаются в «Домострое» (свод правил семейной, хозяйственной жизни 16 века). Наши предки готовили хлебный, ржаной, яблочный, берёзовый уксус.

В 13 веке в Европе наладили промышленное производство натурального уксуса. Процесс превращения вина в уксус оставался загадкой. Лишь в середине 19 века французский микробиолог Луи Пастер обнаружил, что скисание происходит под воздействием особой бактерии Acetobacter aceti (ацетобактер ацети). Бактерию называют «уксусной маткой».

В 1898 году немецкий ученый К.А. Гофман впервые получил синтетическую уксусную кислоту. Производство этого продукта оказалось проще и дешевле ферментации натурального.

1.2. Производство и разновидности уксуса.

По способу производства уксусы можно подразделить на натуральный и синтетический.

Натуральный пищевой уксуспроизводятбиохимическим способом двух этапной ферментации (спиртовой и уксусной).

Производят из сырья, в котором содержатся углеводы (фрукты, ягоды, пивное сусло, зерно и пр.). Сырье измельчают и сбраживают. В процессе выделяется этиловый спирт, к которому добавляются ацетобактерии. Эти уксуснокислые бактерии при доступе воздуха окисляют этиловый спирт до уксусной кислоты. Полученный уксус выдерживается до созревания в течение многих месяцев. Он отличается особенно приятным ароматом и полезными свойствами.

Разновидность натурального уксусаопределяется в зависимости от сырья, из которого он получен: яблочный уксус изготавливают путём сбраживания яблочного сока. Бальзамический уксус — наиболее дорогой уксус получен из виноградного сока, выдержанного в дубовых бочках. Рисовый уксус из риса. Солодовый. Гранатовый. Облепиховый. В литературе говорится, что разновидностей уксуса насчитывается до 4 тысяч.

Синтетическую уксусную эссенцию производят методом химического синтеза из природного газа, побочных продуктов производства химических удобрений. Или при сухой перегонке тонко измельчённой древесины (лесохимическая уксусная кислота) из отходов деревообрабатывающего производства хвойных пород. Разновидности различаются в зависимости от концентрации разведения водой:

Ледяная уксусная кислота - концентрация 100%;

Эссенция - это раствор уксусной кислоты, разбавленный водой на 30% - 80%;

Столовый уксус - концентрация кислоты от 3% до 9%.

1.3. Свойства уксуса

Уксусная кислота – органическое химическое соединение. Бесцветная жидкость с резким запахом и кислая без вкусовых оттенков и ароматов.

1. Уксусная кислота растворима в воде.

2. Температура кипения 118° по Цельсию.

3. Является консервантом, подавляет размножение микроорганизмов.

4. Уксусная кислота обладает высокой коррозионной активностью по отношению ко многим металлам.

5. Синтетическая пищевая уксусная кислота – легко воспламеняется.

6. Обладает антисептическими и антибактериальными свойствами.

7. Разрушает кальций.

Цвет и запах натурального уксуса зависит от использованного сырья.

1.4. Применение уксуса в промышленности и быту

• Пищевая промышленность - крупнейший потребитель уксусной кислоты для производства консервов и маринованных продуктов, сыров, сырков и др. молочных продуктов, соусов, салатов.

• В химической промышленности уксусная кислота используется для производства чистящих средств. Практически все моющие и чистящие средства содержат уксусную кислоту в низкой или средней концентрации. Для производства ацетона, красителей.

• Косметическая промышленность использует уксус в качестве регулятора и «балансировки» аромата. Хотя уксусная кислота имеет очень неприятный запах, она может сбалансировать сладкие запахи.

• В текстильной промышленности: при крашении тканей, производстве искусственного шелка и большинства латексных и искусственных тканей. Благодаря своим гигроскопическим свойствам она поглощает влагу из окружающей среды при производстве тканей.

• Фармакологическая промышленность использует уксус как компонент для производства препаратов для снижения уровня сахара в крови, стабилизации кровяного давления, уменьшения боли или проблем с кишечником и желудком, изготовления мазей.

Спектр применения уксуса в быту очень широк,в литературе я встретила порядка 95 способов применения. Самые распространённые:

• как консервант, для сохранения продуктов,

• как антисептик, для обработки кухонных поверхностей, устранения запахов,

• пятновыводитель,

• закрепитель цвета при окраске тканей и продуктов,

• как приправа к пище,

• жаропонижающее средство,

• противовоспалительное средство при укусах насекомых,

• средство борьбы с насекомыми в помещениях.

1.5. Польза и вред уксуса для здоровья человека

12мл. синтетического уксуса – это смертельная доза для человека. По степени воздействия на организм относится к веществам 3-го класса опасности. При попадании в организм происходит химический ожег тканей желудочно-кишечного тракта. Пары такого уксуса вызывают поражение верхних дыхательных путей, глаз. Разрушительно действует на зубную эмаль. Поэтому 100% уксусную кислоту (ледяную) никогда не используют в пищевых целях. В пищу можно употреблять только в разведенном виде.

Натуральный уксус напротив полезен для организма. Такой уксус содержит витамины, микроэлементы и другие полезные вещества, которые содержало сырье. Например, яблочный уксус содержит 20 важнейших минеральных веществ и микроэлементов (калий, натрий, кальций, фосфор, медь, железо, кремний, фтор и т. д.), органические кислоты, пектин, ферменты и аминокислоты, витамины А, В1, В2, В6, С, Е, Р и провитамин бета-каротин. Нормализует обмен веществ. Улучшает работу щитовидной железы. Понижает кровяное давление. Очищает печень. Яблочный уксус в народе называют «Домашним доктором», т.к. лечит нервную, сосудистую и пищеварительную системы.Противопоказан людям с повышенной кислотностью и при заболеваниях желудка.

Вывод: Уксус – органическое химическое соединение. Уксус – уникальный продукт, который в зависимости от происхождения, концентрации может быть, как очень полезным для здоровья человека, так и крайне вредным. Благодаря уникальным свойствам применяется в различных сферах промышленности и в обычной жизни человека. Натуральный уксус полезен для здоровья человека. Синтетический уксус применяется только в разведённом виде, при использовании необходимо соблюдать технику безопасности.

2. ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

2.1. Использование свойств уксуса

Опыт №1 «Сохранение продукта» провела с целью проверки консервирующего свойства уксуса. Взяла два одинаковых куска сыра. Один кусок обернула бумажной салфеткой, смоченной в уксусе, и положила в закрытую колбу. Второй кусок поместила в колбу без обработки. Обе колбы поставила в шкаф. (см. Приложение 1, фото 1-6)

Результаты занесла с таблицу.

Вывод: Уксус - хороший консервант. Его можно применять для консервирования продуктов.

Опыт №2 «Продлеваем жизнь срезанным цветам» проведён с целью проверки обеззараживающего и подавляющего рост бактерий свойства уксуса. (см. Приложение 1, фото 7-11)

В три стакана поставила по розочке. Стакан №1 с чистой водой, стакан №2 с раствором синтетического уксуса и воды (1 десертная ложка на стакан воды), стакан №3 с раствором воды и натурального яблочного уксуса (3 десертные ложки на стакан). Ежедневно обновляла срез цветов.

На третьи сутки в стакане №1 цветок поник, а стаканах №2 и 3 цветы имели прежний вид. Через 5 дней в стакане №1 бутон розы стал вялым, потерял форму и эстетический вид. В стаканах №2 и 3 листва и лепестки цветов потеряли влагу, но сохранили форму и эстетический вид сохранился.

Вывод: Уксус любой разновидности дезинфицирует воду, его можно использовать для продления жизни срезанным цветам.

Опыт №3 «Устранитель запаха» провела, чтобы проверить свойства уксуса устранять запахи. (см. Приложение 1, фото 12-16)

На двух разделочных досках порезала рыбу. Все инструменты помыла жидкостью для мытья посуды. Одну из досок сполоснула раствором уксуса. Сравнила запахи. Доска необработанная уксусным раствором продолжала источать запах рыбы. На обработанной уксусом доске запаха рыбы не было.

Вывод: Уксус удаляет запахи. Это свойство можно применять в быту для обработки кухонной утвари, для устранения запаха в холодильнике.

Опыт №4 «Закрепитель краски» провела с целью проверки применения свойства уксуса сохранять яркость цвета предметов.

Два куска хлопковой ткани окрасила текстильным красителем. Один кусок прополоскала в растворе уксуса, а второй в воде. После высыхания оба куска постирала с мылом. Сравнила результат. Ткань, обработанная уксусным раствором, сохранила более яркий цвет. Также выяснилось, что ткань, обработанная уксусом, стала более мягкой. (см. Приложение 1, фото 17-21)

Вывод: Уксус сохраняет цвет окрашенной ткани и смягчает её. В быту можно использовать для сохранения яркости цвета окрашенных предметов.

Опыт №5 «Уксус разрушает кальций»: проверяем взаимодействие уксуса на поверхность, состоящую из кальция. (см. Приложение 1, фото 22-27)

Взяла куриное яйцо, поместила в ёмкость с уксусной эссенцией.

Результат наблюдения занесла в таблицу.

Вывод: Уксусная кислота разрушительно действует на кальций. Кислота может разрушать зубную эмаль, которая тоже состоит из кальция. В быту можно применять для очистки налёта на сантехнике.

Опыт №6 «Действие уксуса на металл». Проверяем антикоррозийное свойство уксуса на металл.

Берём два гвоздя, один опускаем в сосуд с эссенцией, другой в воду. Через 2 часа началась химическая реакция окисления, на фото видно движение воздушных пузырьков к поверхности, гвоздь стал чёрным. Через 4 дня уксус окрасился в рыжий цвет. (см. Приложение 1, фото 28-32)

Вывод: Уксусная кислота вызывает окисление металлов и способствует отделению ржавой коррозии с металлических поверхностей. Уксус можно применять для чистки металлических поверхностей от ржавчины.

Опыт №7 «Надуваем шарик». Проверяем свойство уксуса выделять углекислый газ при взаимодействии с содой. (см. Приложение 1, фото 33-38)

Для этого опыта взяла бутылку объёмом 1 литр.Насыпала соду в шарик на одну треть. В бутылку налила 100мл уксуса. Надела шарик на горлышко бутылки — сода пересыпалась в бутылку и шарик надулся.

Вывод: Произошла химическая реакция, в результате которой выделился углекислый газ, который надул шарик. Данное свойство можно использовать для устранения засора водостока (пузырьки газа разъедают грязь).

Опыт №8 «Моделируем вулкан». Этот опыт также основывается на химической реакции уксуса и соды. (см. Приложение 1, фото 39-44)

В пластилиновый вулкан засыпаем соду затем заливаем подкрашенным уксусом. В результате реакции образовался углекислый газ, который и выталкивает пену наружу. Напоминает лаву, извергающегося вулкана.

Вывод: Опыт можно показывать на уроках окружающего мира.

2.2. Приготовление уксуса

Эксперимент №1 «Приготовление столового уксуса из эссенции».

Цель: приготовить 100мл 9%-го столового уксуса.

Материалы: уксусная эссенция (70%), стеклянная посуда, холодная вода,

ложка, мерный стаканчик, перчатки. (см. Приложение 1, фото 45-48)

Для расчёта пропорции воспользуемся формулой: C₁ × V₁ = C₂ × V₂,

C₁ — начальная концентрация эссенции - 70%,

V₁ — необходимый объем 70%-й эссенции,

C₂ — желаемая концентрация - 9%,

V₂ — желаемый объем 9% - го раствора.

Если нам нужно 100 миллилитров 9%-й уксусной кислоты.

То по формуле: 70 × V₁ = 9 × 100.

Проведем расчет: V₁ = 9×100:70 =12,9 мл.

Так, чтобы получить 100 мл уксуса концентрацией 9%, понадобится 13 мл уксусной 70% эссенции и 87 мл (100мл. - 13мл) воды.

Вывод: в домашних условиях можно приготовить столовый уксус любой концентрации, рассчитав пропорцию по формуле.

Эксперимент №2 «Приготовление яблочного уксуса».

Согласно рецепту, взятому из книги «Целебные свойства уксуса» Юрия Константинова ¹ продукт можно получить в течение 1 месяца.

Цель: Приготовить яблочный уксус в домашних условиях.

Материалы: ступка с пестиком, кастрюля, 1кг. яблок сладких сортов, 50 г сахара, горячая вода. Дуршлаг, марля, бутылка.

(см. Приложение 1, фото 49-57)

Ход работы:

1. Сбраживание яблок.25 января размельчила яблоки с помощью ступки и пестика растёрла в кашицу, добавила сахар, залила горячей водой, перемешала. Ёмкость поставила в тёплое тёмное место на две недели. Ежедневно два раза в день перемешивала, чтобы смесь не покрылась сухой коркой.

Смесь приобрела коричневый цвет, вспенилась, стала более однородной, появился резкий запах алкоголя. Следовательно, в результате сбраживания яблок появился спирт.

2. Окисление. 9 февраля смесь процедила через марлю, перелила в высокую бутылку, закрыла крышкой, поместила в тёплое и тёмное место ещё на 2 недели, чтобы актобактерии переработали спирт в уксус. Через 2 недели (23 февраля) жидкость в бутылке стала более светлой, на дно выпал осадок молочного цвета. Сняла крышку и обнаружила, что жидкость имеет запах спирта, а по рецепту должен получиться настоящий яблочный уксус, который имеет кислый запах.

3. Проанализировав, нашла ошибкуусловий приготовления: для активной работы уксусных бактерий необходим кислород, я же закрыла бутылку с забродившим яблочным соком плотной крышкой. Это и явилось препятствием в процессе окисления спирта. Было решено 2 этап ферментации (окисление) продлить ещё на две недели. Крышку сняла, дав доступ кислороду.

4 марта обнаружила, что на поверхности жидкости образовались небольшие белесые пятна, и на стенках бутылки - белый налёт. Эти белесые плёнки и есть уксусные бактерии. Запах алкоголя стал слабее.

25 мартасняла пробу, это настоящий яблочный уксус. Продукт процедила через марлю, плотно закрыла крышкой. Натуральный яблочный уксус готов.

Процесс приготовления яблочного уксуса оказался длительным, занял два месяца.

Вывод: При соблюдении технологии (доступ кислорода, температурный режим, покой) яблочный уксус можно получить в домашних условиях.

III. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В ходе данного исследования, я проверила, опытным путём, применение свойств уксуса в быту, оценила значимость его для человека.

Гипотеза, что уксус – полезное вещество, которое можно применять в быту подтвердилась частично. Действительно, эта кислота приносит практическую пользу в быту. Но следует помнить, что уксусная кислота требует осторожного обращения, соблюдения техники безопасности, иначе она может нанести вред человеку.

При соблюдении технологических особенностей, натуральный яблочный уксус можно изготовить в домашних условиях. Столовый уксус приготовить легко, высчитав по формуле пропорции.

Мои исследования могут стать хорошим методическим материалом для уроков окружающего мира.

6. СПИСОК ИСТОЧНИКОВ

1. Книга Юрия Константинова «Целебные свойства уксуса»https://www.litres.ru/book/uriy-konstantinov/celebnye-svoystva-uksusa-11655009/chitat-onlayn/

2. Статья «Уксус. Что это такое и как его делают»

https://www.nkj.ru/archive/articles/4506/

3. Статья «Уксусная кислота – уникальные свойства»

https://www.products.pcc.eu/ru/blog/уксусная-кислота-уникальные-свойст/

4. Статья «Уксус: польза и вред для организма»

https://www.kp.ru/family/eda/uksus-polza-i-vred/

5. Статья «Продукты уксусы – некислое дело»

https://magazine.tabris.ru/food/nekisloe-delo-2/

6. Статья «10 видов уксуса: чем они различаются и какой купить.»

https://journal.tinkoff.ru/short/vinegar/

7. Статья «Уксусная кислота»

https://ru.ruwiki.ru/wiki/

8. Статья «Уксусная кислота – уникальные свойства https://www.products.pcc.eu/ru/blog/

5. ПРИЛОЖЕНИЯ

Приложение 1. Фотографии

Изготовление уксуса