МАОУ

Средняя общеобразовательная школа № 4

О, химия - наука века!

Ты есть повсюду, и на кухне человека…

Исследовательский проект по химии

Автор: Абрамова Дарья,

2 «в» класс, МАОУ «СОШ №4»

Научный руководитель:
Кадыкова Ольга Сергеевна, классный руководитель

Миасский городской округ, 2016

Содержание

Введение……………………………………………………………………………..3                                                                 Глава 1. Химия на кухне………………………………………………………...….5

1. История химии ………………………. ……………………………….……...5
2. Что такое химия? ……………..…………….………………………………...6
3. Химические реактивы на кухне……...……………………….……..….……6

Глава 2. Практическая часть. Опыты на кухне……………………………….…...9

2.1. Опыт №1  «Химия в выпечке»…………………………………………...…….9

2.2. Опыт №2 «Варим без огня»………………….………………….…………….12

2.3. Опыт №3 «Самодельный творог»………………………...…………………..12

2.4. Опыт № 4 «Кухонные индикаторы»………………………………………….13

Заключение………………………………………………………………………...14

Библиография……………………………………………………………………..15

Введение

«Далеко простирает химия руки свои в дела человеческие»

М.В. Ломоносов.

О, царство кухни! Кто не восхвалял

Твой синий чад над жарящимся мясом,

Твой легкий пар над супом золотым."

( Эдуард Багрицкий, "Тиль Уленшпигель")

Химия вокруг нас, оглянитесь вокруг. На что бы ни упал наш взгляд — всюду разнообразные вещества и волшебные превращения этих веществ. Косметика, волшебные ароматы, вкусная выпечка, медикаменты. Искушенные в химии люди часто становятся хорошими кулинарами. Ведь они знают о продуктах то, чего не пишут в поваренных книгах: как те реагируют на различные соединения, каким образом влияют на организм человека, да и безопасны ли вообще.

 Однажды, я увидела в магазине огромную коробку, на которой было написано. «Опыты по химии на кухне. Меня это очень заинтересовало. Но, к сожалению, я так и не нашла возможность поэкспериментировать. В начале учебного года я задумалась о  теме моего проекта. И неожиданно я вспомнила про несбывшеюся мечту.  Время для проведения экспериментов на кухне  настало!

Цель работы: выяснить чем кухня похожа на химическую лабораторию.

Задачи:

1. Изучить литературу по теме исследования.
2. Проделать опыты и установить похожа ли кухня на химическую лабораторию.

        Гипотеза: предположим, что кухня это химическая лаборатория.

        Объект исследования: продукты и вещества, которые используются для приготовления пищи.

Предмет исследования: изучение явлений, которые происходят с веществами и продуктами, используемыми на кухне.

Методы исследования: изучение научной литературы, эксперимент, наблюдение, анализ полученных результатов.

Практическая значимость заключается в том что, мир вокруг нас утроен хитро. Каждый человек, все происходящие вокруг него процессы  - это сложная химическая лаборатория. В них постоянно происходят множество химических реакций. Никто не может эти реакции сосчитать. Каждая молодая хозяйка хочет знать, как приготовить вкусную и полезную еду. Жизненный опыт убеждает, что здесь не обойтись без химических знаний. В свою очередь, многие методы химии и химической технологии выросли из древних "кухонных" приемов. Главное  - химические законы едины для всех. И невероятно интересно познавать эти законы, изучая химические реакции, и понимать что происходит вокруг нас. Тогда мы попытаемся сделать жизнь лучше.

Глава 1. Химия на кухне

1.1.        История химии

Зачатки химии возникли ещё со времён появления человека разумного. Первыми учеными-химиками были египетские жрецы. Они владели многими, до сих пор неразгаданными химическими секретами. Поскольку человек всегда так или иначе имел дело с химическими веществами, его первые эксперименты с огнём, приготовлением пищи можно назвать зачатками практической химии. Постепенно практические знания накапливались, и в самом начале развития цивилизации люди умели готовить некоторые краски, эмали, яды и лекарства.

Такие ремёсла, как металлургия, стеклоделие, крашение, парфюмерия, косметика, достигли значительного развития ещё до начала нашей эры. К европейцам химическая наука попала главным образом от арабов после завоевания ими Испании в 711 году. Они называли эту науку «алхимией», от них это название распространилось и в Европе.

Алхимию вряд ли можно назвать наукой. Слишком много в ней было веры в чудеса. На ниже представленной картине изображен алхимик. Он похож на колдуна из сказки. Перед ним - широкий стол. На столе большой стеклянный кувшин с круглыми боками и узким горлышком, в кувшине голубая жидкость. Такая посуда называется колбой.

Смешивая разные вещества, алхимики открыли новые вещества, придумали посуду и приборы, которыми химики пользуются и в наши дни. В общем, подготовили все для новой науки - химии.

Настоящей наукой химия стала совсем недавно - не более 200 лет назад. Теоретические основы химии заложили древнегреческие ученые - Анаксагор и Демокрит. Создателями  современной системы представлений о строении вещества считаются: великий русский ученый  М.В.Ломоносов, французский химик А.Лавуазье, английский физик и химик Дж. Дальтон, итальянский физик А.Авогадро и конечно же Д.И. Менделеев, который создал Периодическую систему химических элементов.

1.2.        Что такое химия?

        Химия - это наука, которая изучает превращения одних веществ в другие. Эти превращения называются химической реакцией.

Вещества - это то, из чего состоит все вокруг. Веществ на свете очень много. В стакан налито вещество вода. А название вещества, из которого сделан стакан - стекло. В солонку насыпано вещество соль. А в сахарницу - вещество сахар. А если замерзнет вода и получится лед, будет ли это химическое превращение? Конечно нет. Лед - это та же самая вода, только замерзшая.  Химия изучает другие превращения, те, в которых получается что-то новое. Мы с ними постоянно сталкиваемся: положили в костер ветку, она сгорела - из древесины получилась зола. Оставили железную вещь в сырости, и она покрылась ржавчиной. Нагрели картошку на сковородке и сырые ломтики стали мягкими, с вкусной корочкой. А корочка получилась из-за того, что мы нагрели крахмал, который есть в картофеле, и он превратился в другое, более твердое вещество.

Химия  - это удивительная наука. Как только человек появляется на счет, он попадает в мир химических веществ. Первый вздох и вот уже в легких смесь газов, первый глоток материнского молока и самый главный шедевр химической эволюции - белок начинает работать в организме малыша.

Наш организм - «химический реактор», ведь он превращает одни вещества в другие и при этом выделяется энергия для жизни. Разобраться с бесчисленными полезными и вредными веществами, узнать их строение, свойства, роль в природе - одна из задач химии. Она нужна и фермеру, и строителю, и врачу, и домохозяйке, и повару.

1.3. Химические реактивы на кухне

     Интересно, чем же кухня напоминает научную лабораторию?

Раскроем кухонный шкаф и что мы видим: уксус, пищевая сода, растительное масло, сахар, мука, соль, молоко, мясо.

 Ничего химического, скажите вы, здесь нет. Обычные продукты питания.

 Но не тут – то было! Это настоящие химические вещества с помощью которых на нашем столе появляются вкусные, питательные и полезные блюда. У этих веществ даже есть химические названия.

Поваренная соль в действительности называется хлоридом натрия, и в изначальном виде представляет собой кристаллы, которые потом дробят до различного состояния.

Сода, на магазинных упаковках предпочитают писать именно это название, хотя в научном мире данный элемент имеет другое название: гидрокарбонат натрия можно назвать химией на кухне. Соду используют не только в кулинарии, но также и в медицине – с её помощью можно эффективно нейтрализовать ожог кожи, если его вызвала кислота. Или же понизить кислотность желудочного сока в человеческом организме.

В кулинарии у соды несколько более скромная миссия: она является как основным, так и дополнительным разрыхлителем для выпечки (весь секрет в том, что, если растворенную соду немного подогреть, она начнет источать углекислый газ). Если вы используете чистую соду, очень важно правильно соблюсти все пропорции: в ней содержится карбонат натрия, который оставляет довольно существенный вкус.

Или вот – уксус. Эта специя была известна ещё в глубокой древности (есть, к примеру, китайская гравюра, где Будда, Конфуций и Лао-Цзы сидят вместе перед бочкой уксуса), хотя также имеет непосредственное отношение к химии. В этом продукте содержится большое количество уксусной кислоты, которая обычно получается после микробиологического синтеза при участии уксуснокислых бактерий, которые в свою очередь происходят из пищевого спиртосодержательного сырья.

Внешне уксус выглядит, как прозрачная или слабо окрашенная жидкость, наделенная специфическим ароматом и кислым вкусом. Сегодня уксус может быть как натуральным, так и синтетическим. Различие между ними следующее: в натуральном присутствует уксусная или другие пищевые кислоты (яблочная, лимонная), эфиры, альдегиды, сложные спирты. Все это в сумме дает неповторимый аромат и букет уксуса. Синтетический же уксус пахнет исключительно уксусной кислотой – и ничем больше.

Лимонная кислота это химия на кухне также представляет собой кристаллическое вещество белого цвета, и точно так же быстро растворяется в воде (или этиловом спирте). Более того: у лимонной кислоты есть свои соли и эфиры, которые называются цитратами. Сегодня лимонная кислота добывается путем биосинтеза из сахаристых веществ и сахара. А ранее использовался лимонный сок и биомасса махорки. Интересно отметить, что лимонную кислоту используют далеко не только в кулинарии: она нашла свое применение и в медицине, косметике и даже нефтяной промышленности.

Сплошная химия! Ну, что похимичем ?

II глава    Опыты на кухне

     Как только человек начал готовить себе пищу, он, пусть и неосознанно, стал химиком. На сковородах и в жаровнях, в бочках и глиняных сосудах шли сложнейшие химические  процессы. И все для того чтобы пища была вкуснее.  

    Итак, приглашаем в кулинарную лабораторию.

Опыт 1.   «Химия в выпечке».

     Что нужно для приготовления вкусного бисквита?  Мука, яйцо, сахар. Мы смешали эти ингредиенты и  отправили запекаться в духовку, бисквит получился не пышный. Почему? Потому что мы не положили в тесто «шипучку».

      Для того чтобы приготовить «шипучку» нам понадобится:

1. Сода пищевая – одна чайная ложка
2. Уксус 9% - 3-4 капли
3. Ложка
4. Пипетка

      Возьмем чайную ложечку соды и капнем на нее немного уксуса, сода начинает шипеть – это выделяется газ, который называется углекислым.

     Вывод: Мы получили разрыхлитель для выпечки. Углекислый газ образует в тесте пузыри, из-за чего оно становится рыхлым, а готовый продукт более пористым и легче переваривается. Из такого теста и бисквит получаются очень аппетитными и вкусными.

А если уксуса и соды взять побольше, то газом можно надуть даже воздушный шарик или создать настоящий уксусно-содовый «вулкан».

      Для того чтобы надуть шарик углекислым газом  нам понадобится:

1. Уксус 9% - 50 мл
2. Сода пищевая – 2 столовые ложки
3. Шарик  воздушный
4. Бутылка

     В бутылку наливаем уксус, а в шарик насыпаем соду. Одеваем шарик на горлышко бутылки и потихоньку высыпаем соду из шарика в бутылку. Начинается реакция выделения углекислого газа которым наполняется шарик.

        Я не могла удержаться и решила провести опыт по созданию вулкана.

Наш «вулкан», конечно, будет «мирным» и «холодным», никаких разрушений он не вызовет, да и шуметь особо не будет, только немного пошипит из-за выделения газа.  

      Для создания «вулкана»  нам понадобится:

1. Макет «извергающегося вулкана»
2. Пищевая сода
3. Столовый уксус
4. Оранжевый пищевой краситель
5. Растворимый кофе
6. Алебастр
7. Вода
8. Одноразовый пластиковый стаканчик для замешивания алебастра
9. Кисть

Приготовим макет «извергающегося вулкана». В качестве основы мы использовали стеклянную бутылку из под соевого соуса. Замешали в пластиковым стаканчике алебастр с небольшим количеством воды до получения однородной смеси. Используя кисть, обмазали им и все стороны «горы» и изнутри «кратер» будущего вулкана. Через несколько часов алебастр затвердел. Макет был готов. Потом поместили «вулкан» на пластиковую тарелку. На нее стекала вулканическая «лава».

Насыпали в «кратер вулкана» примерно чанную ложку пищевой соды. Добавили пищевой краситель и немного крупинок растворимого кофе. Это была имитация камней. «Вулкан» готов.

Налили в мерный шприц уксус.

Привели вулкан в действие.

Сода вступила в реакцию с уксусом, при этом выделился углекислый газ. Из-за этого смесь, подкрашенная красителем, выползла из кратера и стекла по «вулкану».

     Вывод: при взаимодействии соды и уксуса происходит  химическая реакция выделения углекислого газа.

Опыт 2. «Варим без огня».

     А вы знаете зачем  мясо для шашлыка кладут в уксусный раствор. Попробуем положить маленький кусочек мяса в уксус. Уже через несколько минут мясо изменило цвет и стало похоже на вареное.    

Вывод: мясо состоит из химического вещества-белка, который в кислоте «сворачивается», т.е становится вареным. Поэтому перед приготовлением шашлыка мясо «сваривают» в уксусе и приготовление на огне занимает времени меньше, и мясо остается сочным и вкусным.

Опыт 3.  «Самодельный творог».

      Как вы думаете, возможно,  ли  сделать творог самим? Давайте попробуем.
     Нам понадобятся:  

1. Молоко.
2. Уксус.

Необходимо налить в тарелку немного молока. Добавить несколько капель уксуса. Происходит образование белого хлопьевидного осадка (говорят, что молоко свернулось). Это выделяется белок казеин. При этом в растворимом состоянии остаются сывороточные белки. Если такую смесь профильтровать,  то на фильтре останется белая масса, состоящая в основном из казеина. Это и есть творог.

Вывод:  Творог можно сделать своими руками.

Опыт 4. «Кухонные индикаторы»

        Я люблю жареный картофель. Самое вкусное в нем -  это золотистая хрустящая корочка. Почему она образуется?  Ответ прост, потому что в картофеле содержится крахмал. Во время жарки вода из картофеля испаряется, а  крахмал  подрумянивается на жире.

        Чтобы убедиться, что картофель содержит крахмал, капнем йодом на разрезанный картофель. Картофель приобрел синий оттенок. При взаимодействии с йодом крахмал синеет.

Вывод:  картофель –это индикатор. Содержащийся в нем крахмал изменяет цвет при взаимодействии с йодом, а при жарке крахмал превращается в вкуснейшую золотистую корочку.

Если в черный чай добавить дольку лимона, то он изменит цвет. Почему чай стал светлее? Чай  - это тоже индикатор, он светлеет, если довить кислоту. В лимоне, как все известно содержится кислота.

Проведя эти опыты, я убедилась, что кухня - это химическая лаборатория, где можно ежедневно проводить химические эксперименты.

Заключение.

Изучив литературу, проделав опыты, мы убедились в том, что многие процессы происходящие на нашей кухне – химические явления. Чтобы овладеть всеми тонкостями искусства приготовления пищи, надо знать очень многое. Настоящий кулинар должен быть человеком, образованным в области химии, биологии, биохимии, физиологии питания.

     Наша гипотеза верна. Кухня- химическая лаборатория.

     Продукты, как и всё во Вселенной, состоят из химических элементов, поэтому, готовя, мы, в сущности, производим химические реакции и надеемся, что получится вкусно!

     Моя мечта осуществилась. Я провела эксперименты на кухне и почувствовала себя, от части, настоящим химиком. Может быть в будущем я стану  специалистом пищевой промышленности? Но, а если я передумаю, я буду отличной хозяйкой, которая знает химические секреты приготовления вкусных блюд.

Библиография

1.  С.А. Лаврова «Занимательная химия».
2. Л.А. Яковишин «Опыты по химии на кухне».
3. Е.Качур «Увлекательная химия».
4. История химии. [Электронный ресурс]– URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/История_химии
5. Химия на кухне.  [Электронный ресурс]– URL: http://www.originallady.ru/kitchen/mirovaya-kukhnya/khimiya-na-kukhne.html
6. Химия на каждый день. [Электронный ресурс]– URL: http://www.alhimik.ru