|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
ЗАВАЖЛИВІ ДОСВІДИ БУДИНКУ
Солодкі чудеса. Хімічні експерименти
Цікаві досліди вдома / Досліди з хімії для дітей
Для солодких чудес потрібні:
Щоб не заплутатися, давай візьмемо для дослідів щось доступне та добре вивчене. Наприклад, цукор. Тим більше що, займаючись літніми чудесами, ти вже ставив з ним деякі досліди. Той цукор, що у цукорниці, носить хімічне ім'я сахарози. Його найближчі родичі, солодкі та не дуже, звуться так: цукру. Або так: вуглеводи. Це одне і теж. Сахарозу ти можеш лизати, гризти, класти в чай та кашу. Для цього вона і призначена. А всі інші речовини, які вийдуть у дослідах, без спеціального дозволу не пробуй. Бо солодкі чудеса обернуться гірким розчаруванням. Незвичайне явище, яке ти зараз побачиш на власні очі, з наукового погляду дуже складне. А робиться просто. І не треба жодних речовин, окрім цукру. Запасися двома-трьома шматками рафінаду і столовою ложкою піску, бажано великого, у вигляді кристаликів. Ось і все поки що. Ні, не все, ще потрібне темне приміщення. Скажімо, ванна, комора, стінна шафа. Попередь, щоб не відчиняли кілька хвилин двері і не вмикали світло. Посидь у темряві, щоб звикнути до неї, щоб зір став гострішим. А потім – за досліди. Їх лише два. Перший досвід – з рафінадом. Міцно затисніть шматок цукру в руці і з силою чиркни їм кілька разів по якійсь не дуже гладкій поверхні. Скажімо, за цементом. Або по шорсткій плитці, якою настилають підлогу у ванних кімнатах і на сходових клітках. Якщо ти підбереш підходящий матеріал і навчишся цвіркати по ньому шматочком цукру, то око, яке звикло до темряви, помітить, як за цукром тягнуться смуги, що світяться. Щоправда, вони майже одразу згасають. Можливо, у вас вдома є кавовий млин із прозорою кришкою. У такому разі спробуй змолоти в ній шматок рафінаду (знов-таки, зрозуміло, у темряві). І цього разу цукор чітко світитиметься. Але чому? Коли ти притискаєш кристали цукру до твердої поверхні, то завдяки сильному тертю спалахують крихітні електричні іскорки. Так найкоротше можна пояснити це диво. У другого дива пояснення те саме; для нього тобі знадобиться ступка з маточкою, добре б фарфорова. Як і раніше, залишися на кілька хвилин у темній кімнаті. Заздалегідь насип у ступку трохи цукрового піску. Звикнувши до темряви, не поспішаючи круговими рухами розтирати пісок. Потім рухай маточка швидше, швидше, ще швидше. І ось уже у ступці світиться холодним блакитним світлом кільце з найдрібніших іскор. Коли потренуєшся, коли досвід отримуватиметься у тебе бездоганно, можеш запросити з собою у темряву глядачів. Пам'ятай, що якщо досвід зі ступкою робити не поспішаючи, не прискорюючи руху, то замість кільця з'являтимуться окремі іскри - і це теж справляє враження. Перейдемо тепер до перетворення цукру. У столову ложку, бажано стару, поклади цукрового піску та потримай над вогнем. Утворюється клейка, коричнева, маса, що приємно пахне, іменована паленим цукром, або карамеллю. Можливо, ти бачив, як мама чи бабуся готували її для кулінарних потреб; морозиво крем-брюле набуває кольору і запаху теж завдяки паленому цукру. Його, ясна річ, на смак куштувати можна - якщо ложка була чиста. А що буде, якщо нагріти шматок цукру прямо на вогні? Перевіримо. Затисніть шматочок цукру пінцетом або щипцями і внеси його в полум'я свічки або сірники. Цукор ніяк не спалахує. А коли тримаєш його довше, то з'являється знайомий запах карамелі та коричневе забарвлення. Трохи змінимо досвід. Прямо на шматок цукру насип трохи попелу від сигарети (і це, наскільки я знаю, єдиний випадок, коли від куріння є хоч якийсь толк – не для здоров'я, звичайно, а для хімічного досвіду). Отже, насипавши попіл і піднісши шматок цукру до полум'я, ти побачиш, що цього разу він спалахує! Правда, цукор горить не дуже яскраво і під час горіння плавиться, але все-таки горить. Що сталося з ним? Займаючись літніми чудесами, ти відчував інгібітори, що містяться в рослинах. Тобто такі речовини, що уповільнюють хімічні реакції. І може, подумав тоді: а раптом бувають речовини і з протилежною дією - такі, що не сповільнюють, а навпаки, прискорюють реакції? Такі речовини справді є. Їх називають каталізаторами. У всій величезній хімічній промисловості знайдеться не так багато реакцій, які обходяться без каталізаторів. Коли реакція йде недостатньо швидко, для неї підбирають каталізатор – і справа прискорюється у десятки та сотні разів. Речовини, що містяться в тютюновому попелі, стали каталізатором горіння цукру. А у наступному досвіді каталізатором буде кислота. З її допомогою ти перетвориш один цукор на два. Говорячи точніше, перетвориш сахарозу (ту, що в цукорниці) на глюкозу і фруктозу. Глюкозу називають також виноградним цукром, а фруктозу – фруктовим цукром. На заводах, які готують нам смачні речі, скажімо сиропи і варення, часто роблять таке перетворення. Ти знаєш, що домашнє варення зацукровується, коли воно довго стоїть без вживання. З рідини виділяються кристали цукру, прямо як у дослідах із кристалізації. Вони хрумтять на зубах, і взагалі, варення зовсім не те, що було раніше... З тим варенням, яке продається в магазині, таке лихо трапляється набагато рідше. Суміш глюкози та фруктози, тобто виноградного та фруктового цукру, майже не кристалізується при зберіганні. Отримують її при нагріванні зі звичайного цукру, використовуючи при цьому каталізатор. У промисловості – сірчану кислоту. Але вона їдка, з нею краще не мати. Ми цілком обійдемося лимонною кислотою, набагато слабкішою, проте безпечною, навіть якщо її трошки з'їсти. Чотири-п'ять ложок цукрового піску розчини в половині склянки гарячої води. Склянка має бути з тонкими стінками (інакше вона може луснути). Ще надійніше взяти емальований кухоль. Прямо в гарячий розчин кинь щіпку лимонної кислоти або, якщо є бажання і можливість, вичавлюй сік з чверті лимона. У цьому соку, зрозуміло, також є лимонна кислота. Постав склянку або кухоль з розчином у каструльку з киплячою водою, тобто на водяну баню, і потримай там з півгодини. Зовні начебто нічого не змінилося, але насправді із цукром сталися серйозні перетворення. І зараз ти в цьому переконаєшся. Відлий трохи розчину у флакон і додай до нього кілька крапель розчину барвника метиленового синього. Цей барвник використовують як ліки та продають в аптеці; але можна взяти і розведену у воді синьку для білизни, синє чорнило для авторучок. Влий у пляшечку трошки нашатирного спирту або розчину пральної соди, постав у гарячу воду і спостерігай за забарвленням. Незабаром вміст бульбашки стане майже безбарвним. Постав такий самий досвід із звичайним розчином цукру - забарвлення і не подумає змінюватися. Значить, із цукром справді відбулися якісь зміни. Кожна його молекула розпалася на дві, менші: на молекули глюкози і фруктози. Обидві ці речовини солодкі і їстівні, але їх хімічні властивості не зовсім ті ж, що у сахарози. Таку суміш називають зазвичай інвертним цукром. Влаштуємо йому ще одне хімічне випробування. Налий у пробірку трохи лугу - нашатирного спирту або кип'яченого розчину пральної соди. Додай кілька крапель розчину мідного купоросу. Відразу з'явиться блакитний осад речовини, яка називається гідроксидом міді. Рідина акуратно злий, а до осаду гідроксиду додай піпеткою кілька крапель приготовленого тобою розчину інвертного цукру. Струси пробірку кілька разів, зрозуміло, закривши її. Осад розчиниться, утворюючи темно-синій розчин. Але це ще не все. Нагрій пробірку з темно-синім розчином у киплячій водяній бані. Спочатку розчин пожовкне, потім стане помаранчевим, а зрештою на дно випаде червоний осад. Обидві ці реакції вказують виразно на те, що в нашому солодкому розчині є глюкоза. Щоб остаточно переконатися в цьому, купи в аптеці глюкозу в таблетках, розчини одну-дві таблетки у воді і зроби обидві реакції з мідним купоросом та лугом. Вони підуть точно так само. Глюкоза міститься не тільки у винограді (хоча її і назвали виноградним цукром), а в багатьох овочах і фруктах. Повтори той самий досвід із яблучним, грушевим, морквяним чи огірковим соком. Натріть трішки яблука, груші і т. д. на тертці, вичавлюй сік і проціди його через марлю, а потім роби з ним так само, як з розчином інвертного цукру. До нього, до речі, нам час уже повернутися. Поки ти брав проби і вивчав яскраві реакції, вміст склянки або кружки, мабуть, зовсім охололо. Нагрій суміш глюкози та фруктози на водяній бані, але цього разу грей довше, щоб вода зі склянки випаровувалась. Розчин потроху згущуватиметься і жовтітиме. Досить скоро він нагадуватиме мед... Нічого дивного. Випарений розчин інвертного цукру з добавкою меду або медової есенції – це штучний мед. Його продають у магазинах і використовують зазвичай для готування, тому що він набагато дешевший від справжнього. Справа в тому, що і бджолиний мед складається на три чверті з глюкози та фруктози. Охолоди отриману тобою густу рідину, додай до неї трохи натурального меду, розмішай і скуштуй смак: зовсім непогано. Досвід можна повторити, взявши замість лимонної кислоти апельсиновий сік. Або будь-який інший кислий сік. Або навіть некислий, але із добавкою лимонної кислоти. Ти отримаєш дуже різні, але незмінно апетитні сиропи, які можна сміливо їсти, бо ти брав для них їстівні та смачні продукти. Якщо штучний мед здасться тобі недостатньо густим, візьми розчин міцнішого цукру і тримай його на водяній бані довше, щоб випарувалося більше води. Але не надумай гріти для швидкості прямо на вогні; отримаєш не мед, а коричневу карамель. Чи звернув ти увагу, що сироп, навіть якщо він дуже густий, не кристалізується, а залишається рідким? В тому то й справа. Варення на инвертном цукру і справді майже зацукровається. Тож сміливо можеш радити старшим, коли вони вирішать варити варення: якщо ягоди чи фрукти за своєю природою не кислі, то перед кінцем варіння не заважає додати лимонної кислоти. Твоя порада подвійно цінна, тому що даєш ти її не з чуток, а на основі досвіду, поставленого своїми руками... Кажуть, не все золото, що блищить. А ми додамо: не все те цукор, що солодке. Ось, наприклад, гліцерин. На смак він чітко солодкий, і навіть назва його в перекладі з давньогрецької означає "солодкий". Але за хімічною будовою гліцерин відноситься до так званих багатоатомних спиртів, а ніяк не до цукрів. Давай проведемо гарну реакцію, яка дозволить нам відрізнити гліцерин від справжнього цукру – глюкози, не пробуючи ці речовини на смак. Прокип'яти розчин пральної соди і розлий його в дві пробірки (або в дві бульбашки). В одну пробірку додай приблизно рівну кількість гліцерину, в іншу - стільки ж розчину глюкози. Потім капні по черзі в обидві бульбашки кілька крапель блакитного розчину мідного купоросу. В обох пробірках випаде блакитний осад, який легко розчиниться після струшування, утворюючи насичений колір темно-синій розчин. Для людини, яка вже вивчала хімію, нічого дивного тут немає: глюкоза, як і гліцерин, містить спиртові групи, а отже, деякі реакції у цих речовин повинні йти однаково. Але загалом ці речовини не дуже схожі, і різницю можна виявити вже в наступному досвіді. Темно-синю рідину у двох бульбашках нагрій на водяній бані. Стеж за тим, як змінюється колір. Розчин, що містить гліцерин, на нагрівання ніяк не відреагує – як був синім, так синім і залишився. Але рідина з глюкозою поведеться інакше: з неї випаде при нагріванні жовтий осад, який при подальшому нагріванні стане червоним. Ця реакція й у багатьох цукрів, але з гліцерину. А чи не можна перетворити гліцерин на справжній цукор? Я маю на увазі цукор у хімічному сенсі слова, а не той цукор, що у цукорниці. У хімічному сенсі – перетворити можна. Але пробувати на смак продукт, який вийде в результаті реакції, все ж таки не треба. Ми пізнаємо його не до смаку, а за допомогою кольорової реакції. Той самий розчин, який не бажав змінювати синього кольору при нагріванні, охолоди до кімнатної температури і додай трохи, не більше двох крапель, аптечного перекису водню. Розмішай суміш і знову постав її на водяну баню, тобто в каструльку з гарячою водою. І ось тепер вона поведеться майже так само, як розчин глюкози: спочатку пожовкне, потім стане жовто-червоною, і, зрештою, випаде червоний осад. Гліцерину, як ти пам'ятаєш, це зовсім не властиво, а властиво лише справжнім цукром. Таке перетворення сталося з гліцерином під дією сильного окислювача – перекису водню. Виноградний цукор (глюкозу) можна відрізнити від очеретяного або бурякового (сахарози) ще за однією хімічною реакцією, давно відомою, простою та красивою. Називається вона реакцією срібного дзеркала. Слово "срібний" вжито тут не в переносному, а в прямому значенні: в ході цієї реакції на склі з'являється тонкий і блискучий шар срібла. В аптеці купи пачку глюкози, флакон нашатирного спирту та нітрат срібла. Мабуть, за дослідами з фотографією та кільцями Лізеганга ти пам'ятаєш цю речовину, відомішу, втім, під назвою "ляпис". Як і раніше, для нашого досвіду цілком придатний і ляписний олівець, незважаючи на те, що в ньому містяться деякі домішки. Суть реакції срібного дзеркала у тому, що глюкоза, на відміну сахарози, здатна відновлювати металеве срібло з його сполук. І це срібло, якщо досвід встановлено правильно, осідає у вигляді тонкого шару на скляній стінці судини. Дуже важливе попередження: посудина має бути абсолютно чистою. Раджу тобі вести цю реакцію в пробірці або в прозорій бульбашці, попередньо відмиті, що називається, до повного блиску, причому не зовні, а зсередини. Наприклад, так. Спочатку, озброївшись йоржиком, вимий пляшечку з содою або з пральним порошком. Потім поклади його в каструльку з тією ж содою (або порошком), постав на вогонь та прокип'яті. Нарешті, промийте кілька разів проточною водою. У дуже чисту посудину налий приблизно 20 мл, тобто столову ложку звичайної води. Додай потовчену пігулку глюкози – зазвичай вона важить півграма. Збовтай воду, щоб таблетка повністю розчинилася, відстав посудину вбік і займися другим розчином. Наконечник від ляписного олівця розчини в невеликій кількості води і додай по краплях нашатирний спирт. Спершу з'явиться осад. Продовжуйте капати нашатирний спирт, і осад буде потроху розчинятися. Як тільки він зовсім зникне, припини додавати нашатирний спирт і розбавити розчин водою, що утворився, приблизно вдвічі. Тепер повернися до посудини з розчином глюкози. Влий у нього другий розчин, щоб заповнити посудину майже догори, розмішай, нагрій на водяній бані, в киплячій воді. Тепер тобі вже навряд чи треба нагадувати, що в жодному разі не можна тримати його голими руками. Візьми прищіпку для білизни або саморобну тримку з дроту. А ще краще – зроби таку тримку, щоб її можна було покласти на край каструльки та звільнити руки. Як би там не було, якщо бульбашка відмитий як слід, то дуже скоро на його стінках утворюється блискуче срібне дзеркало. Можливо, воно виявиться не таким гарним, як хотілося б. Тоді повтори досвід, взявши нову, настільки ж чисту посудину, і спробуй змінювати співвідношення першого та другого розчинів. Зазвичай доводиться брати поменше розчину ляпісу або, що те саме, більше розчину глюкози. Сахароза не дає реакції срібного дзеркала. Хочеш вір – хочеш перевір. А ось випробувати розчин інвертного цукру дуже раджу. Досвід ставиться так само, як із глюкозою, але саморобного інвертного цукру візьми вдвічі-втричі більше. І ще подивися, як поводитиметься якийсь прозорий сік з тих, які, за твоїми спостереженнями, містять глюкозу. Можливо, що гарного дзеркала цього разу ти не отримаєш, але реакцію помітиш хоча б по темних частинках срібла, які збираються в пластівці. Насамкінець займемося крохмалем. Не дивуйся, будь ласка. Крохмаль, хоча він і несолодкий, теж із сімейства Сахарів. Його величезна складна молекула складається з безлічі молекул глюкози та інших простих цукрів, поєднаних одна з одною. У відповідних умовах крохмаль розпадається на складові та стає солодким! Але як би нам виявити, що молекула крохмалю, розщеплюючись, стає меншою і меншою? За допомогою йоду. Пам'ятаєш, розбавлена йодна настойка забарвлює крохмаль у синій колір? Значить, чим менше залишиться крохмалю, тим слабшим буде забарвлення. А коли всі його молекули розпадуться на складові, вона зовсім зникне. У каструльку або в чисту консервну банку всип дві чайні ложки крохмалю, залий склянкою холодної води, розмішай і нагрій, весь час розмішуючи, поки не вийде прозорий клейкий розчин - крохмальний клейстер. До нього треба додати каталізатор – кислоту. І тут з'являється складність. З лимонною кислотою молекули крохмалю розщеплюватимуться дуже повільно. Оцет не годиться, тому що він випаровується при нагріванні. З тієї ж причини незручно працювати і з соляною кислотою: доведеться, по-перше, час від часу додавати її до каструльки, по-друге, добре провітрювати приміщення. На заводах роблять так: додають трохи розведеної сірчаної кислоти. Але я думаю, що тобі ще рано самостійно працювати з такою їдкою. Тому, будь ласка, попроси старших приготувати тобі зовсім трошки, буквально одну-дві чайні ложки розведеної кислоти. Вона продається у господарських магазинах, але заради ложки не варто купувати цілу пляшку. Декілька крапель кислоти можна позичити у будь-якого автомобіліста: сірчаною кислотою заливають автомобільні акумулятори. Коли хтось із старших розбавлятиме для тебе кислоту водою - приблизно вдесятеро, - то нагадай йому, будь ласка, що обов'язково треба вливати кислоту у воду, а не навпаки, інакше можна обпектися. Навіть кількома краплями. Коли сірчана кислота так сильно розбавлена, вона вже не дуже пекуча, але до дірки одяг може проїсти. Тому обережно влий розчин кислоти в каструльку або банку з клейстером: там вона так розбавлена, що вже зовсім не небезпечна. Постав суміш на слабкий вогонь, і нехай вона собі потихеньку кипить. Якщо рідина помітно википить, часткою води до попереднього рівня. Незабаром після початку варіння візьми піпеткою дві-три краплі гарячої рідини, капни на чисте скельце, дай трохи охолонути і іншою піпеткою капні розбавлену йодну настоянку. Як ти пам'ятаєш, має з'явитися синє забарвлення. Іноді бери нову пробу суміші та перевіряй її йодом. Синє забарвлення скоро зміниться червоно-бурим. Отже, справа йде на лад. Це утворилися "уламки" молекул крохмалю, їх називають декстринами. А потім з'являється речовина, схожа на сахарозу - мальтоза, вона ж солодовий цукор. Мальтоза у свою чергу перетворюється на глюкозу, яку йод взагалі не забарвлює. У міру того як крохмаль за допомогою каталізатора - кислоти розпадається на прості речовини, забарвлення з йодом буде змінюватися. Можливо, що вона повністю не зникне, тому що готовий продукт - це не чиста глюкоза або мальтоза, а суміш багатьох речовин, які утворилися під час реакції. У такому вигляді його називають патокою та часто використовують на кондитерських фабриках. Але поки що в патоці є кислота, її, зрозуміло, і в рот не можна брати. Коли забарвлення від йоду зникне зовсім або стане зовсім слабким, прокип'яти суміш ще п'ять - десять хвилин, зніми з вогню, злегка охолоди і поступово при розмішуванні додай столову ложку товченого крейди або зубного порошку: з його допомогою ти позбавишся кислоти. Вона вступає з крейдою в реакцію, при цьому бурхливо виділяється вуглекислий газ, що дуже зручно - поки суміш вирує і з'являється піна, ти знаєш, що кислота ще залишилася. А як тільки бульбашки та піна зникли – з кислотою покінчено. Ще погрій рідину на вогні, щоб википіла зайва вода і проціди через марлю, складену в кілька шарів. У тебе вийшла патока, яка, на жаль, не така смачна, як хотілося б: вона гірчить через добавку крейди. На заводах патоку очищають набагато краще, але нам це недоступно. Тож спробувати її можна, а ось їсти - не раджу... У нашому організмі, у шлунку, крохмаль також розкладається до мальтози і далі до глюкози. Причому без будь-якої кислоти (не кажучи вже про сірчану). А каталізаторами є спеціальні природні речовини, які є в будь-якому живому організмі. Називаються вони ферментами. Як працює один із ферментів, ти зараз побачиш на власні очі. Його ім'я - "амілаза", він міститься в слині і вміє перетворювати крохмаль на мальтозу. Що дуже для нас важливо, особливо коли ми їмо картоплю чи хліб, у яких багато крохмалю. Чистою кип'яченою водою прополощі рот приблизно з хвилину, Поклади у вирву лист промокашки або складену в три-чотири шари марлю, злегка змочіть водою, встав воронку в склянку і вили в неї воду з рота. У тебе вийде чистий розчин слини. Змішай його з рівною кількістю остиглого крохмального клейстеру, перелий суміш у бульбашку і постав у склянку з теплою (близько 40 ° С) водою. Як і раніше, бери час від часу проби з йодом на скельці. Забарвлення змінюватиметься у тій послідовності, як із реакції з участю сірчаної кислоти. Але зверни увагу: цього разу справа йде без жодного кип'ятіння і набагато швидше. Вже хвилин за п'ятнадцять суміш перестане фарбуватися йодом. Каталізатори, створені природою, діють швидко та точно. Недарма хіміки намагаються пристосувати ці речовини те щоб вони могли працювати у живих організмах, а й у заводських апаратах. А ось і останнє із солодких чудес. Для нього не буде потрібно ні пробірки, ні йоду, ні ляпісу. Загалом нічого, крім шматочка білого хліба. Поклади в рота трохи хліба і старанно, кілька хвилин, розжовуйте. Ти відчуєш, як на смак він стає дедалі солодшим. І вже не здивуєшся цьому, бо знаєш: так працює фермент амілаза, перетворюючи зовсім несолодкий крохмаль на солодкий цукор мальтозу. Автор: Ольгін О.М.
Шум транспорту затримує зростання пташенят
06.05.2024 Бездротова колонка Samsung Music Frame HW-LS60D
06.05.2024 Новий спосіб управління та маніпулювання оптичними сигналами
05.05.2024
▪ Усім ультрабукам із Windows 8 - сенсорні панелі ▪ Axis M3027-PVE – панорамна камера для зовнішнього відеоспостереження ▪ Перспективний матеріал для літій-іонних акумуляторів
▪ розділ сайту Інфрачервона техніка. Добірка статей ▪ стаття Мартін Лютер Кінг. Знамениті афоризми ▪ стаття Де можна захищати автомобіль від угону за допомогою вогнемету? Детальна відповідь ▪ стаття Машиніст бурової установки. Посадова інструкція ▪ стаття Як продовжити життя лампочки? Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки
Коментарі до статті: олень Круто [:o] Ірина Дякую, дуже цікаво! Гість Клас! Ось уже не думав, що з гліцерину можна зробити цукор.
Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт
www.diagram.com.ua |
Рекомендуємо цікаві досліди з фізики:
Дивіться інші статті розділу 
Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:
All languages of this page