Исследовательская деятельность при изучении химии

Исследовательская деятельность при изучении химии.

Химия один из самых сложных предметов, изучаемых в школе.  В начале изучение химии вызывает интерес: лабораторные опыты, демонстрационные эксперименты,  но по мере изучения теории в 8 классе интерес часто угасает.  Решение задач,  составление уравнений реакций, которые, к сожалению не всегда можно продемонстрировать экспериментально вызывают сложности, и как следствие угасание интереса.  Для повышения интереса мы используем ученические исследования.

Наибольший интерес вызывают работы с проведением исследования знакомых объектов, например продуктов питания.

В течение нескольких лет под нашим руководством выполнен ряд таких  работ с исследованием продуктов: газированные напитки, мороженое, молочные продукты, кислоты в продуктах питания. Каждая работа сопровождается презентацией. Далее приведено краткое описание  работ с указание цели, основных разделов и выводов.

1. Исследовательская работа «Изучение кислотности газированных напитков», автор Карасева Ирина, 9б класс.

Руководители: учитель химии , учитель математики

Цель:

Выяснить какие кислые вещества содержаться в газированных напитках и как они влияют на полезность данных продуктов.

Задачи:

Рассмотреть понятия «кислоты», «кислотность»; Рассмотреть способы измерения кислотности; провести измерение кислотности напитков. Рассмотреть содержание кислот в исследуемых продуктах. Провести анкетирование учащихся. По полученным данным построить диаграммы.

Реферативная часть работы посвящена изучению истории создания газированных напитков, составу, способам получения. Отдельно рассмотрены вопросы пользы или вреда употребления данных напитков.

В работе проведено анкетирование учащихся нескольких классов. Проведенная работа показала, что газированные напитки являются очень популярными среди учащихся гимназии, их употребляет до 95% опрошенных.

Большинство учащихся считают вредным употребление газированных напитков, в частности Кока-колы, но все равно употребляют ее.

Выводы:

1. В состав газированных напитков входят кислоты, которые добавляются для улучшения вкуса и как консерванты;

2. Кислотность раствора можно определять с помощью индикаторов или ионометрически, для определения кислотности газированных напитков удобнее использовать ионометрический способ;

3. Количественной характеристикой кислотности служит величина pH, для газированных напитков величина pH  приблизительно равна 3, самыми кислыми являются Кока-кола и Пепси;

4. Несовпадение величин кислотности и содержания сахара с восприятием вкуса напитков учащимися может быть связано с тем, что наше восприятие вкуса индивидуально и субъективно.

5. Содержание кислот в напитках достаточно высоко, что может вызывать ряд заболеваний, соответственно употреблять их нужно умеренно.

2. Исследовательская работа «Мороженое: То, что мы не знали о нем». Авторы Пинчук Дарья, Шакунова Диана, 8в класс.

Руководители: учитель химии , учитель математики .

Цель работы является изучение состава мороженого различных производителей.

Задачи:

Изучить по литературным источникам историю мороженого. Пользуясь литературными источниками и информацией на упаковках, выяснить состав мороженого. Составить анкету и провести анкетирование учащихся гимназии о предпочитаемых марках, видах, вкусах мороженого. Провести эксперимент по изучению состава мороженого и сравнить результаты с информацией на упаковках.

Теоретическая часть работы содержит рассмотрение таких вопросов как, история мороженого, виды и сорта мороженого, способы производства мороженого.

Была составлена анкета для опроса учащихся:

1 Употребляете ли вы мороженое?	Да_ Нет_
2 Как часто?	1 Часто 2 Иногда 3 не употребляю.
3 Какой вид	1 Фруктовый 2 Шоколадный 3 Ванильный
4 Какой марки?	1 Петрохолод 2 Карелия 3 Талосто 4 Дав 5 Другое(написать) _________________
5 Какой формы?	1 Эскимо 2 Трубочка 3 Стаканчик 4 Брикет 5 большая порция в ванночках

Результаты анкетирования были обработаны (см. табл. 1) и представлены в виде диаграмм.

Таблица 1

Результаты обработки анкет.

Вопрос	8в	5б
Употребляете ли вы мороженное в пищу?	Да  15 Нет 1	Да  25 Нет
Какой вид?	Фруктовое 5 Шоколадное 5 Ванильное 6 Сливочное 5 Фруктовый лед 6	Фруктовое 10 Шоколадное 9 Ванильное 12 Сливочное 8 Фруктовый лед 6
Как часто?	Часто 9 Иногда 7	Часто 5 Иногда15
Какой марки?	Петрохолод  5 Карелия 2 Талосто 2 Дав 5 Не важно 7	Петрохолод 6 Карелия 1 Талосто 0 Дав 0 Не важно 12
Какой формы?	Эскимо 6 Трубочка 8 Стаканчик 8 Брикет 5 Большая порция в ванночках 4	Эскимо 7 Трубочка 13 Стаканчик 11 Брикет 1 Большая порция в ванночках 4

Анкетирование показало, что большинство учащихся как 5б класса, так и 8в класса употребляют мороженое в пищу. Употребляют мороженое часто.  Особым предпочтением не пользуется ни один вид мороженого, примерно в равной степени популярны все виды мороженого: и фруктовое, и шоколадное, и ванильное, и сливочное. По форме наиболее предпочтительны оказались такие как трубочка и эскимо. Производитель оказался не важен для половины опрошенных 8в класса и более четверти в 5б классе. Остальные учащиеся 5б предпочитают мороженое «Петрохолода».

Экспериментальная часть работы была посвящена изучению состава мороженого на содержание белка и крахмала, так же измерению кислотности мороженого. Мороженое,  в состав которого входят либо сливки, либо молоко, должно содержать белок, но не должно содержать крахмал, а фруктовое мороженое не должно содержать белка.

Для обнаружения крахмала использовали качественную  реакцию на крахмал. С помощью йода можно открыть самые незначительные количества крахмала. К небольшому количеству мороженого в пробирке добавляли каплю раствора иода и наблюдали за окраской.

Для обнаружения белка использовали качественную  цветную биуретовую реакцию. К небольшому количетву исследуемого мороженого приливают столько же 20%-го раствора щелочи и по каплям – медный купорос. После каждой капли пробирка тщательно встряхивается. Появление фиолетового окрашивания говорит о присутствии белка.

Измерения pH проводились с помощью ЦЛ «Архимед».

Исследуемые образцы:

Сахарная трубочка «хладокомбинат№1». «Как раньше» пломбир ванильный Петрохолод «Балтийское» сливочное ванильное  хладокомбинат№1 «Филевское» пломбир Айсбери «Гигант» пломбир в сахарном рожке Глав холод Макс Твистер «Инмарко» Малина-персик 100% сок «Айсбери» Корнетто инигма малина «Инмарко» Щербет из  черной смородины «Петрохолод» Щербет «яблоко груша» Айсбери

Результаты измерений представлены в таблице:

Проба на крахмал	Проба на белок	pH	Т, 0С
1	Нет	Окраска изменилась Белок есть	6,75	22,43
2	Нет	Окраска изменилась Белок есть	6,84	22,31
3	Нет	Окраска изменилась Белок есть	6,71	22,38
4	Нет	Окраска изменилась Белок есть	6,75	22,38
5	Нет	Окраска изменилась Белок есть	6,51	22,33
6	Нет	Окраска слабо изменилась Белок есть	4,18	24,44
7	Нет	(не изменилась) Белка нет	3,43	24.6
8	Нет	Окраска изменилась Белок есть	5,44	24,56
9	Нет	Окраска изменилась Белок есть	3,62	24,5
10	Нет	Нет изменений Окраски Белка нет	3,95	24,25

Эксперимент показал, что крахмала не содержит ни один образец мороженого, наличие белка подтвердилось во всех молочно-сливочных  сортах мороженого и не  выявлено во фруктовых сортах. Мороженое относится к молочным продуктам и имеет кислую или слабокислую среду. Наиболее кислым оказалось мороженое марок: Макс Твистер «Инмарко»,  Щербет из  черной смородины «Петрохолод», Щербет «яблоко груша» Айсбери. Щербет представляет собой замороженный сок, что объясняет более кислую среду данного мороженого.

Измерение pH образцов

Исследуемые образцы.

Работа позволила сделать следующие выводы:

Мороженое (в варианте замороженного сока фруктов и ягод) имеет древнюю историю, как продукт питания известно со времен древнего Китая, а в Европе с XIV века. Обычно в состав мороженого входят молочные  ингредиенты, так же существуют сорта мороженого, в состав которых входит сок фруктов или ягод и сахар. Существует огромное количество видов и сортов мороженого, отличающихся составом, формой, упаковкой. Опрос показал, что большинство учащихся класса употребляют мороженое в пищу часто. Особым предпочтением не пользуется ни один вид мороженого. По форме наиболее предпочтительны оказались такие как трубочка и эскимо. Производитель оказался не важен для половины опрошенных учащихся. Эксперимент показал, что крахмала не содержит ни один образец мороженого, наличие белка подтвердилось во всех молочно-сливочных  сортах мороженого и не  выявлено во фруктовых сортах. Наиболее кислым оказалось мороженое марок: Макс Твистер «Инмарко»,  Щербет из  черной смородины «Петрохолод», Щербет «яблоко груша» Айсбери. Щербет представляет собой замороженный сок, что объясняет более кислую среду данного мороженого.

3. «Исследование состава молочных продуктов»,  авторы работы: Голубева Наталья, Баклушина Анна, 10б класс.

Руководители: учитель химии , учитель биологии

Цель работы: изучить состав молочных продуктов, экспериментально исследовать содержание крахмала в молочных продуктах, измерить кислотность молочных продуктов.

В реферативной части работы рассмотрены такие вопросы, как состав молоко, строение вымени коровы, секреция молока, виды молочных продуктов, способы производства молочных продуктов.

Цель экспериментальной части - исследовать содержание крахмала в молочных продуктах, измерить кислотность молочных продуктов.

Исследованы 8 образцов творога т творожных продуктов:

1-Сыр «Мраморный», Россия

2-Сыр «Кантри», сыродельный комбинат», респб. Беларусь

3-Сыр «Российский», Россия

4-Сыр «Эдам», Россия

5-Сыр «Тысяча озёр», Россия, Спб

Исследованы 5 образцов сыра:

1-Светлогорье респб. Беларусь 2%

2-ГОСТ, куплен на рынке 22.01.2015. 5%

3-Сельский, куплен на рынке 22.01.2015. 17%

4-Фермерский, куплен на рынке 22.01.2015. 26%

5-Домик в деревне, зерновой,5%, г. Москва -Билль-Данн»

6-Простоквашено,5%,г. Москва, комбинат»

7-Сырок «Чудо» 23%, ОДО «Мостра-групп» г. Минск

8-Сырок «Вкуснотеево» 16%,

Исследованы 6 образцов сметаны:

1-Простоквашино 15% АО «Данон Россия»

2-Простоквашино 20% АО «Данон Россия»

3-Пискаревская 15% молокозавод»

4-«Рецепты, проверенные временем» 15% молочный завод»

5-Снежок 15% Великий Новгород»

6-Фермерская сметана 30%

1. Исследование сыра

Исследование содержания крахмала в сыре.

На тарелку были выложены образцы сыра. На каждый из них капнули 2-6 капель йода.

Исследование pH сыра.

Каждый из образцов был измельчен в однородную массу и смешан с водой. Затем в каждый раствор было помещено устройство для измерения pH, также была измерена температура (Т).

Результаты представлены в таблице:

№ Образца	Результаты пробы на крахмал (сыр)	Температура	pH
1	Нет	23	6,01
2	Нет	23	5,69
3	Нет	23	5,85
4	Нет	23	5,85
5	Нет	23	5,68

2 Исследование творога

Исследование содержания крахмала в твороге

На тарелку были выложены 4 образца творога. На каждый из них капнули 2-6 капель йода.

Исследование pH творога

Каждый из образцов был измельчен в однородную массу и смешан с водой. Затем в каждый раствор было помещено устройство для измерения pH, также была измерена температура (Т).

Проверка на содержание растительных жиров

Образцы  творога были выложены на тарелку и оставлены в помещении лаборантской кабинета химии на 2 суток.

Результаты представлены в таблице:

№ образца	Результаты пробы на крахмал	Температура	pH	Проба на растительные жиры
1	Нет	23С	4,99	Да
2	Да	22С	4,56	Нет
3	Нет	22С	4,54	Нет
4	Небольшое количество крахмала	22С	4,70	Да
5	Нет	24С	5,64	-
6	Нет	24С	4,87	-
7	Да	24С	4,69	-
8	Нет	24С	4,29	-

3. Исследование сметаны

Проверка качества исходных сливок

Каждый образец поместили в отдельную пробирку и залили небольшим количеством горячей воды.

Исследование pH сметаны

Каждый из образцов был измельчен в однородную массу и смешан с водой. Затем в каждый раствор было помещено устройство для измерения pH, также была измерена температура (Т).

Исследование содержания крахмала в сметаны

На тарелку были выложены образцы сметаны. На каждый из них капнули 2-6 капель йода.

Проверка на содержание растительных жиров

Образцы  творога были выложены на тарелку и оставлены в помещении лаборантской кабинета химии на 2 суток.

Результаты представлены в таблице:

№ образца	Результаты пробы на растительные жиры	Опыт с горячей водой	Темпе-ратура	pН	Результаты пробы на крахмал
1	Да	Свернулся	24	4,47	Нет
2	Да	Свернулся	24	4,42	Да
3	Да	Свернулся	24	4,62	Да
4	Да	Растворился	24	4,34	Да
5	Да	Свернулся	24	4,55	Нет
6	Да	Растворился	24	4,34	Нет

Выводы

Крахмал содержат образцы творога под номером 2 и 4, также сырок под номером 3. Крахмала не содержат образцы сыра и сметаны. Растительные жиры предположительно содержат все образцы сметаны. Кислотность образцов творога и сметаны находится в пределах 4-5, что является нормой. Кислотность образцов сыра меньше. Образцы сметаны 1, 2, 3, 5 свернулись при действии горячей воды, вероятно, при их производстве использовались восстановленные сливки.

 

Исследование образцов

4.  «Кислоты в продуктах питания и способы их обнаружения», автор работы Жуков Андрей, 8а класс

Руководители: учитель химии , учитель биологии

Цель: выяснить какие кислоты содержаться в продуктах и какими способами их можно обнаружить.

Задачи:

Выяснить классификацию кислот Рассмотреть содержание кислот в продуктах Выяснить роль кислот при приготовлении Выяснить способы обнаружения кислот

Реферативная часть работы посвящена изучению классификации кислот, применению кислот. Особое внимание уделено вопросу содержанию кислот в организмах и в продуктах питания. Так же рассмотрен вопрос о применении кислот  при приготовлении пищи:  лимонную кислоту добавляют в продукты, чтобы они не портились или, чтобы усилить цвет. Яблочная кислота добавляется в вина и кондитерские изделия, как вкусовую добавку. Аскорбиновую кислоту добавляют, как консервант, а также существуют витамины с аскорбиновой кислотой для повышения витамина C в организме человека. Вторая часть реферата посвящена изучению Способов обнаружения кислот, выяснено, что кислоты можно определить с помощью индикаторов и инструментальными методами.

Цель экспериментальной части: рассмотреть некоторые продукты и растения в качестве индикаторов.

Для эксперимента были взяты различные виды чая, пакетик чая заваривали в горячей воде, остужали, брали две пробы, в одну добавляли раствор соляной кислоты, в другую – раствор гидроксида калия. результаты представлены в таблице.

Сорт чая	Чёрный чай	Красный чай	Зелёный чай (Dammann)	Чёрный чай (Greenfield)	Зелёный чай (Lipton)
(Вода)	Светло-коричневый	Красный	Светло-жёлтый	Коричневый	Жёлтый
(соляная кислота)	Жёлтый	Более насыщенный красный	Чуть светлее	Светлее	Светлее
(щёлочь)	Коричневый	Зелёный	Коричневый	Чёрный	Коричневый

Из таблицы видно, что черны и зеленый чай меняет окраску и в растворе кислоты и в растворе основания, но в растворе основания изменения более сильные. Красный чай сильно изменил окраску под действие основания.

Для эксперимента были взяты различные овощи и фрукты. Сначала  исследуемый образец измельчался, из него выжимался сок. Пробу сока делили на три части,  в одну добавляли раствор соляной кислоты, в другую – раствор гидроксида калия. Результаты представлены в таблице.

Плод	(вода)	(соляная к-та)	(щёлочь)
Черноплодная рябина	Розовый	Ярко-красный	Зелёный
Клюква	Розовый	Оранжевый	Серо-синий
Слива	Красный	Оранжевый	Зелёный
Виноград	Светло-розовый	Светло-розовый	Светло-зелёный
Гранат	Фиолетовый	Красный	Зелёный
Кожура красного яблока	Светло-бежевый	Розовый	Светло-жёлто-зелёный
Ежевика	Фиолетовая	Красная	Зелёная
Огурец	Бесцветный	Бесцветный	Светло-розовый
Киви	Тёмно-зелёный	Светло-зелёный	Жёлто-розовый
Кожура зелёного яблока	Бесцветная	Бесцветная	Жёлтая
Помидор	Розовый	Жёлтый	Светло-розовый
Жёлтый перец	Жёлтый	Жёлтый	Жёлтый
Салат	Бесцветный	Бесцветный	Бесцветный

Работа позволила сделать выводы:

Кислоты – это большой класс органических и неорганических веществ. Кислоты содержатся в большом количестве растений и выполняют различную биологическую роль. Многие кислоты добавляют при приготовлении пищи или используют в качестве лекарств. Мой эксперимент показал, что некоторые продукты можно использовать в качестве индикаторов. 

Все учащиеся, выполнявшие работы представляли результаты своей деятельности на конференциях различных уровней.

Выполнение таких работ позволяет повысить интерес к химии не только тех учащихся кто непосредственно выполняет работу, но и других учащихся.