VIII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Исследование процесса окрашивания цветов различными красителями
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
ВВЕДЕНИЕ
Я очень люблю проводить различные опыты и эксперименты. В библиотеке мне на глаза попалась книга Эва-Лена Ларсона «Поделки Финдуса», в ней я нашел огромное количество идей, но одна меня поразила и удивила своей простотой, красотой и необычайностью. Это – окрашивание цветов [2, стр. 12]. Кого можно сегодня удивить красной розой или белой гвоздикой? А если они будут синего, зеленого или красно-сине-зеленого цвета? Меня заинтересовала эта тема, и я решил провести эксперименты по окрашиванию цветов.
Цель работы: окрашивание цветов различными красителями в домашних условиях.
Гипотеза: если я подберу подходящий краситель, то смогу качественно окрасить цветы.
Задачи:
а) расширить знания о строении цветов;
б) собрать и изучить информацию о различных способах окрашивания срезанных цветов;
в) провести анкетирование среди учащихся 3 А, 4 А и 5 А классов, с целью, выяснить много ли они знают о цветах и их окрашивании;
г) исследовать процесс окрашивания цветов в домашних условиях (использовать различные виды цветов и красителей);
д) разработать инструкцию «Как окрасить цветы в домашних условиях?».
Актуальность: создать свой необычный букет.
Практическая значимость: использовать окрашенный букет в виде подарка на любое мероприятие.
ТЕОРИТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
Почему цветы разных цветов?
Слово «цветок» произошло от слова «цвет», «небольшой кусочек цвета». И правда, эти удивительные растения поражают невероятным разнообразием оттенков [4]!
За цвет растения отвечают флавоноиды – органические соединения, имеющиеся в огромном количестве в каждом цветке. Именно их сочетания придают растению его неповторимый вид и оттенок. Также зависит от уровня кислотности. Чем она выше, тем сильнее цветок стремится к красному оттенку.
Ц веты, которые я использовал в эксперименте, лишены корней. Но растение не теряет возможность поглощать воду. Это возможно благодаря процессу транспирации - процесс движения воды по сосудам растения и её испарение через стебель, листья и цветы. Сосуды не содержат никакого пигмента, но если в воду подмешать, например, красный краситель, то цветок выпьет ее, и будет видно, где проходят эти сосуды [3, стр. 93].
Известно огромное количество флавоноидов, относящихся по химическому строению к нескольким группам. Антоцианин придает цветам фиолетовый, синий, сиреневый, красный и другие оттенки. А зеленый, оранжевый и желтый проявляются благодаря другим пигментам, к которым относят хлорофилл, каротин и похожие вещества, имеющие тоже разнообразную химическую структуру. Желтые пигменты хорошо поглощают ультрафиолетовый цвет, и растения не блекнут от солнца. Высокогорные цветы окрашены именно в этот оттенок.
История создания красителей
Самую древнюю краску – черную - люди сделали из сажи более 40 тысяч лет назад [1, стр. 97]. Потом они узнали, что некоторые виды глины и растертые камни тоже рисуют. Например, красная и желтая охра, которая иногда попадается в глине, рисует желтым и красно-коричневым цветом, а мел – белым. Если растереть в порошок камень малахита, будет зеленая краска. А если лазурит – синяя. Еще краски добывали из растений.
Цветок шафрана – бледно-фиолетового цвета [1, стр. 87]. Как же получают из него желтую краску? Оказывается, краска находится в пестиках цветка, которые собирают и высушивают. На крохотное количество краски необходимы сотни цветов, да и растут они только на юге России, так что для моего опыта шафран вряд ли подойдет.
И в стебле ревеня, и в кленовом листе, и в салате, и в перьях лука содержится особое зеленое вещество – хлорофилл, которое образуется в растениях под действием солнечного света.
Можно попробовать достать зелень из листьев. Положите в кастрюлю листья, залейте разбавленным спиртом. Нагрейте на водяной бане несколько минут. Пусть постоит, пока вода не остынет. Потом вытащите листья, они стали бледными и некрасивыми. Зато спирт – зеленый. Частички спирта соединились с частичками зеленого вещества. Потому что спирт – очень активное вещество. Этот краситель я не стал использовать в своих опытах, так как там содержится спирт. Я думаю, он может навредить моим цветам.
Химики научились извлекать разные вещества из листьев и цветов. Но не для развлечения, а чтобы применять их для нужд человека. Так я использовал готовые пищевые красители для окрашивания своих цветов.
Еще я использовал в своих экспериментах марганцовку. Это темный порошок, его продают в аптеках. В воду необходимо добавить на кончике ложки порошка. Получится ярко-малиновый раствор.
Можно использовать зеленку. Нужно добавить в воду несколько капель зеленки. Получится зеленовато-голубоватый раствор.
ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
Что мы знаем об окрашивании цветов?
Чтобы ответить на этот вопрос, сначала я провел анкетирование среди учащихся 4 А класса. В анкетировании приняли участие 26 учащихся. Для сравнения я провел анкетирование в 3 А классе, в котором приняли участие 26 человек и в 5 А классе, приняли участие – 23 человека (см. приложение 1).
1. Можно ли окрасить живые цветы? Больше всего учеников ответили «да» в 4 А кл. – 24 чел.
2. Чем можно окрасить воду, в которой стоят цветы? Больше правильных ответов у учеников 4 А и 5 А кл.
3. Вы пробовали окрашивать цветы? Во всех классах 15 % (3-4 чел.) учеников ответили «да».
4. Через какое время цветок начинает окрашиваться? Больше правильных ответов у учеников 5 А кл.
После проведенного анкетирования я сделал вывод, что учащиеся знают немного об окрашивании цветов, но я познакомил их с более точной информацией о цветах.
Ребята были удивлены, что так легко и просто можно окрасить цветы. Думаю, для всех учеников пригодятся полученные знания об окрашивании цветов.
Исследование процесса окрашивания цветов различными красителями
И так начнем экспериментировать.
1. Я приобрел в магазине свежие белые хризантемы.
2. Наполнил стаканы и пробирки водой.
3. Добавил в каждую из них краситель (красный пищевой, зеленый пищевой, йод, зеленка, гуашь).
4 . В воде обрезал стебель цветка наискосок на 2 см под углом 45°.
5. Затем быстро переместил цветы из воды в стаканы с красителями, зажав срез пальцем, т.к. при контакте с воздухом в сосудах стебля образуются воздушные пробки, мешающие воде свободно проходить по стеблю.
6. Поместил по одному цветку в каждый стакан с красителем. Ещё взял один цветок, надрезал его стебель на 3 части и опустил каждую часть в стаканы с красителями (зеленый пищевой, йод, марганец).
7 . И ждал, пока окрашенная вода поднимется по стебелькам растений вверх и окрасит их лепестки.
Ц веток в слабом растворе красного красителя, через сутки лепестки окрасились в розовый цвет. Цветок в густом растворе зеленого красителя, через сутки лепестки окрасились в ярко-зеленый цвет. Добавил йод в воду, через сутки лепестки не окрасились. Вода стала светлее.
Д обавил зеленку в воду, лепестки не окрасились. Вода стала намного светлее. В три стакана с водой добавил йод, марганец, зеленый пищевой краситель. Надрезал стебель на 3 части и каждую часть опустил в отдельный стакан. Через сутки только некоторые цветочки окрасились в зеленый цвет.
Д обавил в воду гуашь, цветы не окрасились, гуашь осела на дно. Цветок, уже окрашенный в зеленый цвет, я попробовал окрасить в красный. Через сутки лепестки слегка окрасились в красный цвет. Цветок, уже окрашенный в розовый цвет, я захотел окрасить в зеленый. Через сутки цветок окрасился в ярко-зеленый цвет.
Результаты окрашивания хризантем я занес в таблицу 1 (см. приложение 2).
П осле достижения желаемого окраса лепестков, я достал цветы из раствора, подрезал, ополоснул и поставил в чистую воду, так они простояли до 17 октября.
Для сравнения я попробовал окрасить белые тюльпаны.
Д ля окрашивания тюльпанов я использовал пищевые красители и гуашь.
Ч ерез 2 суток букет из окрашенных тюльпанов я подарил бабушке на 8 марта.
Она предложила продолжить эксперимент и понаблюдать насколько ярче окрасятся цветы. Я промыл, подрезал цветы и поставил в стаканы с красителями. Результат меня поразил, цветы выпрямились и окрасились в яркие цвета, листья стали жесткими. Почему цветы ожили? С этим вопросом я обратился к учителю биологии Нелли Анатольевне. Она пояснила так: «Цветок – это живой организм, которому нужно подпитываться свежей водой. Как и любое живое создание, он заживляет срез стебля, что мешает ему пить и жить». Результаты окрашивания тюльпанов я занес в таблицу 2 (см. приложение 3). Тюльпаны простояли в окрашенной воде до 11 марта.
В своих опытах я использовал только свежие цветы. Как-то в магазине я увидел цветы, которые стояли отдельно и выглядели несвежими, стебель и листья были уже сухими. Я купил такой цветок и попробовал окрасить. Но через сутки цветы не окрасились. Нелли Анатольевна прокомментировала так: «У «вялого» растения было повреждение сосудов. Поэтому весь процесс всасывания и движения был нарушен».
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В результате изучения литературы я расширил знания о строении цветов. Собрал и изучил информацию о различных способах окрашивания срезанных цветов.
Проведя анкетирование, я выяснил, что учащиеся 3 А, 4 А и 5 А классов владеют некоторой информацией об окрашивании цветов, но я познакомил их с более точными фактами.
Я сделал эксперименты, где были созданы условия для окрашивания цветов.
Мною проведены исследования процесса окрашивания цветов в домашних условиях.
Продуктом моей работы является инструкция «Как окрасить цветы в домашних условиях?» с выработанными мной рекомендациями (см. приложение 4).
Гипотеза подтвердилась – я подобрал подходящий краситель и смог качественно окрасить цветы.
Я удивил и обрадовал своих близких родственников очень красивым букетом.
Я могу использовать окрашенный букет в виде подарка на любое мероприятие.
ВЫВОДЫ
По результатам проведенных исследований мною сделаны следующие выводы:
Я думаю, что окрасить цветы может любой человек в домашних условиях.
Я провел эксперименты с различными цветами и красителями.
Я выяснил, что белые хризантемы и тюльпаны способны окрашиваться в другие цвета. Для окрашивания подходят только свежие цветы и пищевой краситель.
Время окраски цветов зависит от строения стебля.
У хризантем стебель плотный, вода поступает к листьям и цветам значительно медленнее.
У тюльпанов стебель мягче, поэтому окрашивание происходит быстрее, чем у хризантем.
Для окрашивания цветов не подходят йод, зеленка, марганец, гуашь. В своих опытах я не использовал чернила и химические красители, т.к. боялся навредить цветам. Из беседы с Нелли Анатольевной я узнал, что чернила производятся из натурального сырья (жидкости осьминога) и они не навредят цветам. Значит, чернила можно использовать для окрашивания цветов.
А вот химические красители вредны растениям, т.к. состоят из синтетических веществ.
В дальнейшем я буду продолжать эксперименты с другими видами цветов: роза, ромашка, гвоздика и красителями: свекла, зверобой, липа, чернила. Попробую окрасить один цветок в 5 или 6 цветов. Планирую желтый цветок окрасить в синий цвет. Ещё хочу посадить тюльпаны в горшок с землей и в вазу с водой, затем поливать их окрашенной водой. Но для того, чтобы получить хороший результат и не навредить цветам, необходимо будет изучить подходящую литературу.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ И ЛИТЕРАТУРЫ
1. Лаврова С. Г. Занимательная химия. М.: Белый город, 2013. 128 с.
2. Ларсон Эва-Лена, Даниельсон Кеннерт. Поделки Финдуса. - М.: Белая ворона, 2015. – 62 с.
3. Спивак А., Феданова Ю. Эксперименты и опыты для детей. Увлекательная энциклопедия. – Ростов н/Д.: Владис, 2014. – 128 с.
4. http://fb.ru/article/71682/hotite-uznat-pochemu-tsvetyi-raznogo-tsveta
Приложение 1
Анкетирование учеников 3 А класса (26 человек)
1. Как вы думаете, можно ли окрасить живые цветы?
а) да – 8 чел.
б) нет – 18 чел.
2. Чем можно окрасить воду, в которой стоят цветы?
а) йод – 5 чел.
б) зеленка – 4 чел.
в) пищевой краситель – 14 чел.
г) чернила – 2 чел.
д) марганец – 0 чел.
е) свёкла – 15 чел.
3. Вы пробовали окрашивать цветы?
а) да – 3 чел.
б) нет – 23 чел.
4. Через какое время цветок начинает окрашиваться?
а) 1-2 минуты – 2 чел.
б) 15-20 минут – 4 чел.
в) 1 час – 2 чел.
г) 1 день – 18 чел.
Анкетирование учеников 4 А класса (26 человек)
1. Как вы думаете, можно ли окрасить живые цветы?
а) да – 24 чел.
б) нет – 2 чел.
2. Чем можно окрасить воду, в которой стоят цветы?
а) йод – 12 чел.
б) зеленка – 8 чел.
в) пищевой краситель – 17 чел.
г) чернила – 7 чел.
д) марганец – 11 чел.
е) свёкла – 4 чел.
3. Вы пробовали окрашивать цветы?
а) да – 4 чел.
б) нет – 22 чел.
4. Через какое время цветок начинает окрашиваться?
а) 1-2 минуты – 1 чел.
б) 15-20 минут – 5 чел.
в) 1 час – 13 чел.
г) 1 день – 13 чел.
Анкетирование учеников 5 А класса (23 человека)
1. Как вы думаете, можно ли окрасить живые цветы?
а) да - 13 чел.
б) нет – 10 чел.
2. Чем можно окрасить воду, в которой стоят цветы?
а) йод – 4 чел.
б) зеленка – 4 чел.
в) пищевой краситель – 20 чел.
г) чернила – 4 чел.
д) марганец – 11 чел.
е) свёкла – 7 чел.
3. Вы пробовали окрашивать цветы?
а) да – 4 чел.
б) нет – 19 чел.
4. Через какое время цветок начинает окрашиваться?
а) 1-2 минуты – 0 чел.
б) 15-20 минут – 10 чел.
в) 1 час – 3 чел.
г) 1 день – 7 чел.
Не ответили - 3 чел.
Приложение 2
Таблица 1
Р езультаты окрашивания хризантем
Приложение 3
Таблица 2
Р езультаты окрашивания тюльпанов
Приложение 4
И нструкция «Как окрасить цветы в домашних условиях?»