Исследование свойств газированной воды

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Ковтун  Е.Н. 1

---

1МБОУ «СОШ № 8 г. Выборга»

Егорова  Т.Ю. 1

---

1МБОУ «СОШ № 8 г. Выборга»

Работа в формате PDF

567.8 KB

Автор работы награжден дипломом победителя II степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Введение

Газированная вода – популярный безалкогольный прохладительный напиток. Она представляет собой питьевую или природную минеральную воду, обогащенную диоксидом углерода.

Мы решили изучить газированную воду – её свойства, состав, получение, применение и влияние на организм человека.

В данной работе рассматривается история открытия углекислого газа, с помощью которого стало возможным производство газированной воды. В работе проводится сравнительный анализ: полезны или нет напитки, содержащие газ и что ещё входит в их состав. В литературный обзор вошли разделы, посвященные истории возникновения газированных напитков и их влияния на организм человека. Практическая часть работы включает опыты по приготовлению газированной воды и лимонада, а также приводятся результаты исследования некоторых свойств газированных напитков.

Проблема: чрезмерное употребление газированной воды человеком.

Гипотеза исследовательской работы: действительно ли вредно постоянно пить газированную воду.

Актуальность работы: газированная вода, вред и польза которой обсуждается врачами, пьётся многими как обычная вода.

Цель работы: исследование свойств и влияния газированной воды на организм человека.

Задачи:

Изучить общие сведения о газированной воде.

Изучить физические и химические свойства веществ, из которых изготавливаются газированные напитки.

Приготовить газированные напитки и провести исследование возможного влияния их на организм человека.

Проанализировать полученные результаты.

Методы исследования: теоретические исследования, экспериментальные методы, наблюдение, анализ полученных результатов.

Теоретическая часть. Основные сведения о газированной воде

1.1. Краткий очерк истории открытия газированной воды

Вода – прозрачная, бесцветная жидкость, которая в чистом виде представляет собой химическое соединение кислорода и водорода. [1]

Газированный напиток (газировка) – жидкость, насыщенная газом.

Природная вода с газом известна с древнейших времён. Первому создать газированную воду удалось английскому химику Джозефу Пристли (Приложение 1, фото 3) в 1767 году. Это удалось ему после экспериментов с газом, выделяющимся при брожении в чанах пивоваренного завода. [3]

Первым промышленное производство газированной воды начал Якоб Швепп. В начале ХlХ века Швепп для удешевления производства стал применять для газирования обычную пищевую соду - стали называть «содовая».[5]

В дореволюционной России бутылочная вода считалась напитком «господским», её называли зельтерской (сельтерской), по названию напитка (взято от немецкого минерального источника Нидерзельтерс), производимого петербургским рестораном Ивана Излера в 30-х годах ХlХ века.[5]

История лимонада

В ХVII веке лимонадом назывался напиток, приготавливаемый из лимонного сока и лимонной настойки.

Американский фармацевт Джон Пембертон пытался найти средство от головной боли. С этой целью он сварил необычный сироп карамельного цвета. В рецептуру напитка входили отвар листьев коки, сахар и кофеин. В результате получился необыкновенно тонизирующий напиток.

В СССР были напитки из натуральных компонентов. В газированные напитки добавляли сахар и лимоны, а также экстракты различных трав и других растений. Хранились они всего 7 дней. [5]

Для приготовления напитка «Лимонад» используют сахар, лимонную кислоту, лимонную настойку, яблочный сок и колер. Этот напиток обладает жёлтым цветом, освежающим вкусом и ароматом эфирных масел лимона. Налитый в стакан, он продолжительное время выделяет углекислый газ.

Для приготовления «Ситро» применяется сахар, лимонная кислота, мандариновая, апельсиновая и лимонная настойки. Напиток светло-жёлтого цвета, имеет освежающий вкус и своеобразный аромат смеси цитрусовых плодов. На этикетках лимонадов в составе, как правило, указан колер - так называют жженый сахар. Его получают путём нагревания увлажнённого сахара и применяют в качестве натурального красителя. Его раствор в воде имеет тёмно – коричневый цвет и характерный приятный запах.

Статья АиФ.ru «Экстракт зверобоя против кофеина. Как делалась советская газировка» переносит нас во времена существования Советского Союза, чтобы мы могли узнать: из чего делали самые популярные советские газированные напитки.[5]

Выпуск «Байкала» был начат в Советском Союзе в 1973 году. В его состав помимо воды, сахара, лимонной кислоты добавляли экстракт зверобоя, солодкового корня, элеутерококка и эфирные масла: эвкалиптовое, лимонное, лавра, пихтовое. Рецепт «Байкала» сохранен и сейчас, его даже выкупили известные западные компании.

«Буратино» - самый знаменитый советский лимонад. Состав: вода, сахар, лимоны и апельсины.

Лимонадная основа грушевого газированного напитка «Дюшес» :грушевый настой, лимоны, сахар углекислый газ.

Рецепт «Тархуна» появился еще в XIX веке. Его придумал аптекарь Митрофан Лагидзе, живший в Тифлисе. Он добавил в подслащенную газированную воду экстракт растения тархуна (эстрагона).

Рецепт лимонада «Саяны» разработали в середине 60-х годов. В газированую лимонадную основу добавляется экстракт горной травы левзеи.

1.3. Получение и применение газированной воды

В природе газированная вода встречается редко и быстро выдыхается из-за низкой концентрации углекислого газа, теряя свои свойства. 24 апреля 1833 года в США была запатентована газированная содовая вода.

Способы получения газированной воды

Процесс газирования может быть осуществлён двумя способами:

- механическим способом в результате газирования в сифонах под высоким давлением, насыщая воду газом от 5 до 10 г/л;[3]

- химическим способом путём добавления в воду кислот и пищевой соды или методом брожения (квас, сидр).

Состав газированной воды

Газированную воду в бутылках обогащают углекислым газом, который очищает воду от микробов. При соединении углекислого газа с водой образуется угольная кислота.

Часто под маркой минеральной газированной воды продаётся искусственно минерализованная вода — обычная вода с добавлением соды, соли и углекислого газа. В таком случае на этикетке указано — «искусственно минерализованная».

Применение газированной воды

По потребительским свойствам газированная вода делится на четыре группы.[5]

Питьевая. Вода имеет невысокую минерализацию — до 0,5 г солей на один литр. Используется как для питья, так и для приготовления пищи.

Столовая. Минеральная (натуральная) вода пригодна для ежедневного применения. Содержание солей в ней не превышает 1 грамма на литр воды. На её основе изготовляются прохладительные напитки.

Лечебно-столовая. Вода содержит от 1 до 10 граммов солей на литр воды. Она не пригодна для приготовления пищи.

Лечебная. По своему химическому составу минеральная вода бывает:

– хлоридной. Хлоридные воды рекомендуются при болезнях обмена веществ, желудочно-кишечного тракта, желчных путей, печени, но противопоказаны при гипертонии.

– сульфатной. Сульфатные воды пьют при заболеваниях желчных путей, хроническом гепатите, сахарном диабете, ожирении, однако не рекомендуются детям и подросткам в период формирования костного скелета, так как могут препятствовать усвоению кальция.

– гидрокарбонатной. Гидрокарбонатные воды применяют для лечения мочекаменной болезни, сахарного диабета, противопоказаны страдающим гастритами.

1.4. Влияние газированной воды на организм человека

Газированная вода утоляет жажду, содержит полезные микроэлементы и исключает риск заражения опасными микроорганизмами. Вода необходима всем тканям человеческого тела, она разжижает кровь и способствует очищению организма от нежелательных веществ и продуктов распада.

Выпитые два стакана газировки вреда не принесут, но при частом употреблении угольная кислота раздражает слизистую оболочку желудка, а углекислый газ растягивает стенки желудка, повышает секрецию желудочного сока и провоцирует метеоризм. Употреблять газированную воду на голодный желудок нельзя. Минеральную воду следует пить после удаления из неё газа.

Столовую минеральную воду можно пить и готовить из неё еду.

Лечебно-столовая вода, если её минерализация больше 2–2,5 г на литр, пьётся после консультации с врачом, обычно не более 2–4 стаканов в день.

Лечебную минеральную воду пить строго по врачебной рекомендации.

Самой полезной газировкой является вода из природных минеральных источников. Благодаря растворённым в них природным газам, вода обладает лечебными свойствами — утоляет жажду, повышает аппетит и улучшает пищеварение. Детям врачи рекомендуют пить минеральную газированную воду только после трёх лет. Газированная вода противопоказана гипертоникам, так как углекислый газ может вызвать повышение давления.

2. Практическая часть

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 веществ;

опыты.

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

Оборудование: весы, набор разновесов, лабораторный штатив, химические стаканы, химическая воронка, бумажные фильтры, стеклянная палочка с резиновым наконечником, предметное стекло, пробирки, пробка с коленчатой стеклянной трубкой, спиртовка, спички, шпатель. (Приложение 1, фото 2).

2.2. Практические опыты

Практический опыт 1. Получение углекислого газа нагреванием соды

Цель – получить углекислый газ.

Сырье: сода, вода, известковая вода.

Таблица 1. Исследование физических свойств веществ

Таблица 2. Получение углекислого газа из соды

Результат: из соды в воду поступает какой-то газ, который растворяется в воде. Получается газированная вода.[1] (Приложение 1, фото 1)

Продолжим опыт, только вместо простой воды возьмем известковую воду

Таблица 3. Обнаружение углекислого газа

Результат: из соды при нагревании выделяется газ.

Вывод: полученный газ – это углекислый газ. При пропускании через известковую воду углекислого газа, она мутнеет. Такой опыт служит для распознавания углекислого газа. Известковая вода является индикатором для обнаружения этого газа.[1]

Практический опыт 2. Обнаружение углекислого газа в лимонаде

Цель – обнаружить углекислый газ в лимонаде.

Сырье: лимонад, известковая вода.

Мы знаем, что качественной реакцией, с помощью которой можно распознать наше вещество – углекислый газ, является помутнение известковой воды при пропускании через нее углекислого газа.[1] (Приложение 2, фото 1).

Ход работы представлен в виде таблицы 4.

Таблица 4. Обнаружение углекислого газа в лимонаде

Результат: лимонад содержит газ.

Вывод: лимонадный газ – это углекислый газ. Он образуется из содержащейся в лимонаде угольной кислоты.

Практический опыт 3. Определение кислоты в газированной воде

Гипотеза: в газированной воде содержится кислота.

Цель: определить наличие кислоты в газированной воде.

Сырье: минеральная вода, газированная вода, лимонад, обычная вода. (Приложение 3, фото 1).

Небольшое количество минеральной воды налили в пробирку №1. Небольшое количество газированной воды налили в пробирку №2. Небольшое количество лимонада налили в пробирку №3. Небольшое количество простой воды налили в пробирку №4. Образцы испытали действием индикатора лакмуса.

Таблица 5. Определение кислоты в образцах с помощью индикатора лакмуса

Результат: наблюдали химическое явление. Признак химического явления – изменение окраски раствора индикатора лакмуса в среде газированных вод. В нейтральной среде обычной воды окрас не изменился.[1]

Вывод: в исследуемых газированных водах присутствует кислота. Наличие кислоты в газированных водах мы определили с помощью индикатора. [4] (Приложение 2, фото 2).

Гипотеза подтвердилась – в минеральных водах, лимонаде и газированной воде содержится кислота – угольная кислота.

Практический опыт 4. Свойства угольной кислоты

Цель: изучить свойства угольной кислоты.

Сырье: минеральная вода, лакмусовая бумага.

Ход работы: немного газированной воды налить в пробирку и прокипятить над спиртовкой. После кипячения проверить воду при помощи лакмусовой бумаги. Лакмусовая бумага своего цвета не изменила.

Вывод: при нагревании угольная кислота разрушается. [4]

Заключение: чтобы угольная кислота не разлагалась в газированных напитках, их рекомендуется держать в холодном месте.

Практический опыт 5. Кислота выгоняет из соды углекислый газ

Цель – получить из соды углекислый газ.

Сырье: сода, слабая кислота (лимонная), вода.

Таблица 6. Исследование физических свойств лимонной кислоты

Ход работы: изложен в таблице 7.

Таблица 7. Получение углекислого газа из соды

Результат: наблюдали химическое явление – образование газа. Получили углекислый газ.[1]

Вывод: любая кислота выгоняет из соды углекислый газ. (Приложение 3, фото 2).

Заключение: при помощи этой химической реакции можно получить настоящий лимонад.

Практический опыт 6. Приготовление лимонада

Цель – приготовить лимонад.

Сырье: сода, сахар, лимонная кислота.

Способ приготовления лимонада в таблице 8.

Таблица 8. Приготовление лимонада

Результат: получили сухую смесь для приготовления лимонада.

Вывод: из одного пакетика можно получить стакан освежающего лимонада.[4]

Заключение

Газированная вода в небольших количествах полезна для нашего организма. Например, охлажденная газированная вода лучше утоляет жажду, чем негазированная вода. А самой полезной газированной водой является вода из природных источников газированная естественным образом. Такая вода максимально питает клетки всего организма. Газированная минеральная вода улучшает работу сердечно-сосудистой, нервной и лимфатической систем, повышает гемоглобин, усиливает аппетит и улучшает процесс пищеварения.

Полезными также являются газированные напитки содержащие экстракты лечебных трав, такие как «Байкал», «Тархун», «Саяны» и «Дюшес».

Газированная вода содержит углекислый газ. Качественной реакцией на обнаружение углекислого газа является помутнение известковой воды. При соединении углекислого газа с водой образуется угольная кислота. Кислоту можно обнаружить с помощью индикатора лакмуса. В газированные напитки добавляется сахар, лимоны, экстракты различных трав, лимонная кислота.

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.

Шкурко Д.И. Забавная химия. Занимательные, безопасные и простые химические опыты – Л.: «Детская литература», 1976 -64 с.

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

Электронный ресурс: aif.ru›Экстракт зверобоя против кофеина. 

Приложения

Приложение 1

Фото 1. Получение углекислого газа из соды. Фото автора.

Фото 2. Используемая в работе лабораторная посуда. Фото автора.

Фото 3. Джозеф Пристли.

Приложение 2

Фото 1. Обнаружение углекислого газа. Фото автора

Фото 2. Опыт по распознаванию кислотной среды. Фото автора

Приложение 3

Фото 1. Кислота выгоняет из соды углекислый газ. Фото автора