XXIX Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

PRO.Сода

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы

Кузнецова Г.С. 1

---

1МБОУ СОШ №3

Турсунова О.А. 1

---

1МБОУ СОШ №3

Работа в формате PDF

3.9 MB

Введение

С детства я очень люблю эксперименты: я изготавливала мыло, духи, свечи, блеск для губ и даже выращивала кристаллы. Однажды по телевизору я увидела опыты с содой, особенно меня удивило как при прикосновении пальцем к воде, вода тут же превратилась в лёд. Оказалось, что это была не вода, а смесь соды и уксуса, доведённая до кипения на плите.В повседневной жизни я часто использую пищевую соду: добавляю в тесто, применяю для уборки, но о том, что с содой можно проводить опыты я услышала впервые. И тут мне стало интересно, чем же таким волшебным обладает сода  и почему так популярна для экспериментов. Так и появился мой проект. Свою работу я назвала просто PRO.Сода. Актуальность моего исследования состоит в том, что сода — это доступное и безопасное вещество, с помощью которого можно проводить интересные и наглядные опыты.

Цель исследования: изучить свойства соды и на практике проверить возможность применения в изготовлении различных предметов и проведения опытов в домашних условиях. 

Задачи исследования:

1. Узнать, что такое сода.

2. Изучить исторические сведения о соде.

3. Определить сферы использования и эффективность соды

4. Провести опыты и проанализировать полученные результаты

Гипотеза: япредположила, что пищевая сода является не только помощником человека в быту, но и веществом для наблюдения и проведения опытов. Своим исследованием я хочу подтвердить гипотезу о том, что сода может участвовать в химических реакциях, изменяя свойства других веществ.

1. Общие сведения о соде

Сода — это общее название для нескольких видов натриевых солей угольной кислоты. Слово «сода» происходит от sodium - так в английском и французском языках называется элемент натрий. Все натриевые соли угольной кислоты представляют собой бесцветные кристаллы, которые, будучи размолотыми в мелкий порошок, становятся белыми; без запаха, хорошо растворяющиеся в воде. Наиболее распространённый вид — пищевая сода (NaHCO₃). Под таким привычным названием скрывается гидрокарбонат натрия, а также кислая соль угольной кислоты. Если на упаковке какого то кулинарного продукта встречается надпись Е 500, то это не что иное, как пищевая сода, которая регистрируется под этим номером в качестве пищевой добавки. Этот белый порошок есть почти на каждой кухне. Так зачем же нужна сода и насколько она безопасна? Рассказываю!

1. 1. История соды

История соды насчитывает несколько тысячелетий. Ещё в древности люди использовали природные соединения, похожие на соду, задолго до того, как узнали их химический состав. Состав соды не знали до 30-х годов 18 века, но практическим путем поняли, что сода нейтрализует кислоты. Одно из первых упоминаний соды относится к Древнему Египту. Египтяне применяли природную соду — натрон, которую добывали из высохших солёных озёр. Натрон использовали для стирки, очистки тканей, изготовления стекла, а также в процессе мумификации, так как он хорошо впитывал влагу и обладал очищающими свойствам. Однако в то время люди не понимали, почему сода действует — это объяснили только много веков спустя с развитием химии. Настоящий прорыв произошёл в XVIII–XIX веках. В 1791 году французский химик Николя Леблан разработал первый промышленный метод её получения. Позже, в 1861 году, бельгийский учёный Эрнест Сольве предложил более дешёвый и безопасный способ производства соды, который используется и в настоящее время.

Пищевая сода, известная нам сегодня как гидрокарбонат натрия, стала широко применяться в быту только в XIX веке. Благодаря своей доступности, безопасности и полезным свойствам она быстро получила распространение во всём мире.

1.2 Содовые озера или как получают соду

Содовые озёра — это природные водоёмы, в которых содержится большое количество солей натрия, в том числе соды. Такие озёра обычно находятся в засушливых районах, где вода активно испаряется, а растворённые соли остаются и накапливаются. Наиболее известным природным источником соды является минерал натрон. Самые большие в мире месторождения натрона находятся в США. Содовые озёра так же встречаются в Африке, Азии, Южной Америке. Например, известны содовые озёра в Кении, Танзании и США. (Приложение 1) Вода в таких озёрах часто имеет щелочную среду, что делает их непригодными для большинства живых организмов.

В настоящее время основное количество соды получают промышленным способом, так как природных источников недостаточно. Самый распространённый способ получения соды — метод Сольве. Этот метод используется и сегодня, в т.ч и в России.

Суть метода заключается в том, что берут раствор поваренной соли, через него пропускают углекислый газ, добавляют аммиак, в результате чего образуется гидрокарбонат натрия, затем вещество очищают и высушивают.

Таким образом, сода может быть получена как из природных источников (содовых озёр), так и искусственным путём в промышленности. Сравнительная таблица: природная и промышленная сода (Приложение 2).

1.3 Разнообразие соды

В промышленности и в быту сода известна в трех видах:

• кальцинированная

• каустическая

• пищевая

Кальцинированная сода имеет формулу Na2СO3 - (карбонат натрия). Внешне это белый порошок или мелкие гранулы. Гигроскопична, поглощает влагу на воздухе, поэтому при хранении слеживается и скатывается. Кальцинированной такая сода называется из-за способа ее получения. Гидрокарбонат натрия прокаливается или кальцинируется и в результате получается чистый Na2СO3. Кальцинированная сода непригодна в пищу (может вызвать легкое отравление).

Каустическая сода самая распространенная щелочь, формула которой NaOH, гидроксид натрия. Внешне это белое вещество, достаточно твердое и мылкое на ощупь. Каустик даже зарегистрирован как пищевая добавка Е-524 и применяется в продуктовой промышленности.

Пищевая сода - это гидрокарбонат натрия - NaHCO3, питьевая сода, пищевая сода - кислая соль угольной кислоты и натрия. Обыкновенно представляет собой мелкокристаллический порошок белого цвета. Зарегистрирован в качестве пищевой добавки E500.

1.4 Польза и вред соды

Сода – настоящая палочка-выручалочка, которая может прийти на помощь практически в любых ситуациях. Использование этого вещества является целесообразным в таких сферах, как пищевая промышленность, химическая отрасль, легкая промышленность, медицина.

Кальцинированная сода и её польза и вред.

Среди множества полезных свойств этого химического соединения, можно выделить самые главные:

• отлично удаляет жирные пятна, краску, старую грязь;

• с легкостью чистит керамику, эмаль, фарфор, кафель, раковину;

• можно применять для устранения засора в трубах;

• смягчает жесткую воду;

• применяется для стирки одежды;

• используется для борьбы с содовыми и огородными вредителями;

• применяют для дезинфекции.

Наряду с полезными свойствами, кальцинированная сода приносит и вред. Но это не корректное выражение, правильнее сказать, что неправильное использование кальцинированной соды приводит к различным побочным эффектам, которые могут дать негативный результат.

Каустическая сода и её польза и вред.

Каустическая сода в пищевой промышленности зарегистрирована как добавка Е524. Ее с успехом используют в косметической и пищевой промышленности, добавляют при изготовлении мороженого, шоколада, напитков.В целлюлозно-бумажной промышленности - для производства картона, искусственных волокон и т.п.В химической промышленности используют при изготовлении чистящих и моющих средств, для нейтрализации кислот и химического анализа алюминия.В косметологии едкий натр применяют с целью очистки ороговевших участков кожи, ликвидации бородавок и папиллом.Едкий натр – токсичное вещество, разрушающее слизистую оболочку и кожные покровы. Ожоги от гидроксида натрия очень медленно заживают, оставляя рубцы. Попадание вещества в глаза чаще всего приводит к потере зрения.

Пищевая сода и её пользаи вред.

Невзрачный на вид белый порошок оказывается настоящей домашней аптечкой и косметичкой в одной коробке. Полезные свойства пищевой соды можно перечислять бесконечно.

Пищевую соду можно использовать в медицинских целях, в косметологии, в кулинарии, в уборке помещения, в тушении огня. Но необходимо избегать длительного контакта соды с кожей, а также попадания ее на слизистые оболочки или в глаза. В результате вы получите раздражение или даже ожоги. А еще хозяйки добавляют частенько щепотку соды при варке овощей, чтоб цвет овощей сохранить, но этого делать не нужно, так как сода разрушает витамины в овощах.

1. Практическая часть

   1. Мои эксперименты:

Теория дала мне знания, но оставила много вопросов. Чтобы сода показала свои свойства по‑настоящему, я решила перейти к опытам и проверить всё на практике. Так началась самая интересная часть моего проекта.

Опыты я проводила в период с 1 по 5 апреля 2026г. В ходе работы я использовала такие методы исследование как:

- опыт;

- наблюдение;

- описание.

Все опыты я проводила с помощью взрослых.

Опыт 1. Надуваем шарик при помощи соды (Приложение 3)

На первый взгляд звучит странно и необычно, но на самом деле все довольно просто. Этот опыт наглядно показывает, к чему может привести простая химическая реакция. Для опыта я взяла пищевую соду, уксус, воздушный шарик, небольшую пластиковую бутылка и перчатки. Сначала насыпала соду внутрь шарика воронкой или чайной ложечкой. Насыпать можно около трех четырех чайных ложек. В бутылку налила немного уксуса. Далее взяла шарик и надела его на горлышко бутылки. Надела шарик так, чтобы сода пока осталась внутри шарика и не падала в бутылку. Потом резко выпрямила шарик, чтобы сода высыпалась внутрь бутылки.

Наблюдение: как толькосода высыпалась внутрь бутылки произошла химическая реакция. Я увидела как уксус начал булькать и пенится, при этом шарик начал надуваться. Я использовала много соды и уксуса, поэтому шарик надулся очень сильно.

Вывод: уксусная кислота вступает в реакцию с содой. Данная реакция называется — нейтрализацией, так как в результате не получаем ни базовое вещество, ни кислоту. В результате химической реакции получаем новые вещества: воду, вид соли и двуокись углерода (углекислый газ). Углекислый газ покидает жидкую смесь, расширяется внутри бутылки и шарика и надувает шарик.

Опыт 2. Делаем пластилин (Приложение 4)

Мне понадобилось:1 стакан пищевой соды, ½ стакана кукурузного крахмала, ¾ стакана воды, ёмкость, которую можно ставить на огонь, например, небольшая кастрюлька или ковшик, ложка, гелиевый пищевой краситель (по желанию). В кастрюле смешала сначала сухие ингредиенты, а затем добавила воду. Поставила кастрюлю на небольшой огонь. Пока смесь нагревается, постоянно помешивала её.

Наблюдение: вскоре смесь приобрела консистенцию, похожую на картофельное пюре, и начала отделяться от стенок кастрюли. Внимание: в этот момент снимайте кастрюлю с огня, не перегревайте смесь! Ложкой переложила смесь из кастрюли в миску и дала ей остыть до комнатной температуры — для этого потребуется около получаса. Затем вынула смесь из миски и разомнула её в руках. Смесь должна была однородной, пластичной и не прилипала к рукам. Если она немного прилипает, рабочую поверхность можно слегка присыпать крахмалом. Мягкая и абсолютно безопасная масса для лепки готова!

Вывод:Сода обладает мягкими щелочными свойствами, которые помогают формировать нужную текстуру пластичной массы. При взаимодействии с другими ингредиентами она способствует загустению смеси

Опыт 3 Огнетушитель из соды (Приложение 5)
Для опыта мне понадобились столовый уксус, сода, свеча, стакан с водой.

Я смешала уксус и соду, поднесла стакан к свече, но не выливала смесь.

Наблюдение: пламя постепенно начало гаснуть.

Вывод: с помощью соды у меня отлично получилось потушить огонь. Это произошло потому, что углекислый газ тяжелее кислорода, и при наклоне стакана он «прогоняет» кислород, из-за чего пламя тухнет.

Опыт 4 «Изготовление красок» (Приложение 6).

Для изготовления красок я взяла 4 столовые ложки пищевой соды, 2 столовые ложки белого уксуса, 2 столовые ложки кукурузного крахмала, пищевые красители, глюкозный сироп. Для начала я смешала соду и уксус. Смесь будет шипеть — продолжала смешивать, пока шипениене прекратится. Можно делать это над раковиной, так как смесь может пузыриться. Добавила в смесь крахмал и глюкозный сироп. Хорошо перемешала, пока крахмал не растворится.

Наблюдение: после того, как реакция закончилась, полученную смесь разлила в баночки и добавила в каждую пищевой краситель различных цветов и перемешала. Заполнила каждое отделение наполовину, так как необходимо, чтобы смесь высохла перед добавлением воды ииспользованием.

П олучились очень яркие и удобные в обращении краски.

Вывод: При взаимодействии соды и кислоты сода начинает шипеть и пениться, а на поверхности могут образоваться узоры, цветы или другие фигуры. Так же при взаимодействии выделяется углекислый газ, за счёт чего рисунки получаются «объёмными».

Опыт 5 «Невидимые чернила». (Приложение 7)

Я взяла соду, воду, стакан, ватную палочка, белый лист бумаги, источник тепла (например, утюг). Нужно сделать насыщенный раствор пищевой соды в воде. Я использовала пропорцию 1 чайная ложка соды на 2–3 чайные ложки воды. С ватной палочки нанесла раствор соды на бумагу и сделала надпись.  После нанесения раствора воде нужно испариться, и на бумаге не останется видимых следов. Чтобы сделать надпись видимой, бумагу нагрела. Для этого прогладила её горячим утюгом.

Наблюдение: при нагревании утюгом проступал тёмно-коричневый текст

Вывод: бесцветные в составе соды при повышении температуры реагируют с материалом бумаги, образуя окрашенные продукты.

Опыт 6. «Вулкан» из соды (Приложение 8)

Я взяла пищевую соду, лимонную кислоту или уксус (9%), воуа, жидкое мыло или моющее средство, красный краситель (гуашь или пищевой краситель), ёмкость для проведения опыта (например, макет вулкана или стакан), воронку для удобства смешивания компонентов. В ёмкость (например, в макет вулкана) насыпала соду. Добавила моющее средство и краситель. Смешала лимонную кислоту (или уксус) с водой. Осторожно влила полученную «кислую воду» в «жерло» вулкана.

Наблюдение: начинается бурная реакция с выделением углекислого газа. Из жерла вулкана начинает вытекать пена, которая может напоминать «лаву». Реакция длится несколько минут.

Вывод:  углекислый газ, образующийся в результате реакции, выталкивает «лаву» наружу, добавление моющего средства усиливает пенообразование, что делает эффект более зрелищным. Опыт наглядно продемонстрировал взаимодействие щелочи и кислоты, а также дал элементарные представления о природном явлении — вулкане. 

Опыт 7 «Бомбочки для ванны» (Приложение 9)

Для опыта я взяла пищевую соду, лимонную кислоту, дополнительные ингредиенты (эфирные масла, морская соль, красители).Соду просеила через сито, лимонную кислоту измельчила с помощью кофемолки. Затем сухие компоненты соединила в глубокой миске и тщательно перемешала.Добавила эфирное масло и краситель. С помощью распылителя сбрызгивала получившуюся массу водой. После каждого пшика быстро перемешивала массу руками, чтобы смесь не начинала шипеть. Консистенция должна напоминать влажный песок — смесь должна легко собираться в комок при сжатии в руке.Полученную смесь утрамбовала в формочки. Оставила бомбочки в тёплом сухом месте до полного высыхания на сутки.

Наблюдение: после высыхания бомбочку аккуратно извлекла из формы и опустила в тёплую воду, бомбочка начала шипеть.

Вывод: бурление и шипение бомбочки — результат химической реакции между содой и лимонной кислотой. При контакте с водой эти вещества вступают в реакцию, выделяя углекислый газ, который вспенивает воду.

Заключение

Однажды на кухонной полке стояла обычная пачка соды. С первого взгляда казалось, что она совсем не интересная. Но когда я начала работать над проектом, сода будто «ожила» и раскрыла свои секреты. Я узнала, что она помогает печь вкусные пироги, очищать вещи и участвовать в удивительных опытах.

Во время экспериментов сода показывала мне свои свойства и доказывала, что даже самое простое вещество может быть полезным и необычным. Я наблюдала, делала выводы и училась объяснять то, что происходит.

Работая над проектом я достигла цели и решила все задачи. Я подтвердила гипотезу о том, что сода может участвовать в химических реакциях, изменяя свойства других веществ.

В итоге я поняла, что сода — это не просто порошок, который тихо стоит на кухне и ждёт своей очереди. Она оказалась активной, полезной и немного шумной участницей моего исследования. Теперь, проходя мимо кухонной полки, я смотрю на неё с уважением и даже с улыбкой, ведь знаю: передо мной не просто сода, а настоящий герой моего проекта.

Список используемых источников литературы

1.Коннашкова И.П. Сода: вред или польза? – М.: Крук, 2024, с.40-64

2. Костина Т.С.  Пища богов. О вреде и пользе соды. – М.: АРКТИ, с.14-42

3. Литвина И.И. Живите долго. - М.: Физкультура и спорт, 2004., с.5-10

4. Пульцин М.Н. Сласти и страсти. - СПб.: Норма, 2004, с.33-78

5. Родионова И. Здоровое питание. - Эксмо, 2006., с.45-58

6. Вайткене Л.Д. «Большая книга опытов и экспериментов для детей и взрослых», 2011, с.43-66

7. Зарапин В., Яковлева М., Болушевский С. «Большая книга научных опытов для школьников», 2020, с.12-43

8. Биндер Ф. Важная информация о соде и практические советы по ее использованию. М. – Издательство «Диля», 2009, с.5-17

9. Абросимова Д. Сладкая правда. Журнал «АВС», 2010, №1-2., с.23-31

Приложения

Приложение 1.

Содовые озёра — это водоёмы с сильно щелочной средой, обычно с уровнем pH от 9 до 12. Их отличительная черта — высокие концентрации карбонатных солей. Многие содовые озёра содержат значительные объёмы хлорида натрия и других растворённых солей, что делает их также солёными или гиперсолёными

Приложение 2.

Сравнительная таблица природной и промышленной соды

Приложение 3.

Подготовила все необходимое для опыта: пищевую соду, уксус, воздушный шарик, небольшую пластиковую бутылку

насыпаю соду внутрь шарика воронкой и в бутылку налила немного уксуса

Ш арик с содой аккуратно надела на горлышко бутылки так чтобы сода осталась внутри шарика и не падала в бутылку

резко выпрямила шарик, сода высыпалась внутрь бутылки, уксус начал булькать и пенится, при этом шарик начал надуваться.

Приложение 4.

Подготовила все необходимые ингредиенты: 1 стакан пищевой соды, ½ стакана кукурузного крахмала, ¾ стакана воды, кастрюльку, ложку, пищевой краситель.

В кастрюле смешала сначала сухие ингредиенты, а затем добавила воду и краситель.

Поставила ковшик на небольшой огонь. Пока смесь нагревается, постоянно помешивала её

вскоре смесь приобрела консистенцию, похожую на картофельное пюре, в этот момент я сняла кастрюлю с огня

переложила смесь в миску и дала ей остыть

масса для лепки готова!

Приложение 5

Смешиваю соду и уксус

Наблюдаю за реакцией - сода начала шипеть

Зажигаю свечу

подношу стакан к свече, но не выливаю смесь. Пламя погасло

Приложение 6

Подготовила все необходимое для опыта: пищевая сода, уксус, кукурузный крахмал, пищевые красители, глюкозный сироп.

Смешиваю соду и уксус

Для удобства переложила смесь в миску, добавила глюкозный сироп и крахмал

хорошо перемешала, пока крахмал не растворился и распределила смесь по палитре. Добавила красители и немного блесток для красоты.

Поставила смесь в теплое место для полного высыхания.

Через сутки яркие краски готовы.

Пробую что-то нарисовать, получилось как настоящими красками

Приложение 7

Я взяла соду, воду, стакан, белый лист бумаги, утюг. Смешиваю соду и воду

Наношу надпись на бумагу.

что написала не видно

п осле того как надпись на бумаге высохла и испарилась вода, прогладила горячим утюгом и началпроступать тёмно-коричневый текст

Приложение 8

Подготовила все необходимое для опыта: пищевую соду, уксус (9%), воду, моющее средство, красный краситель, ёмкость с водой.

в ёмкость с водой добавляю капельку моющего средства и краситель.

добавляю соду и готовлюсь влить «кислую воду» в «жерло» вулкана.

из жерла вулкана вытекла пена, которая напомнила мне «лаву»

Приложение 9

Я взяла пищевую соду, лимонную кислоту, эфирное масло, краситель, формочки, перчатки, сито, воду, емкость куда будет стекать «лава».

отмеряю 6 ч.л соды и просеиваю через сито.

лимонную кислоту измельчила с помощью кофемолки и добавила к просеянной соде, сделала лунку, куда добавила эфирное масло и краситель.

перемешивала массу руками

полученную смесь утрамбовала в формочки

оставила на сутки до высыхания и вот что получилось

готовлюсь проверить реакцию

при контакте с водой бомбочка начала бурлить и шипеть