Проектно-исследовательская работа
«Домашняя лаборатория. Опыты с жирами»
СОДЕРЖАНИЕ
Эксперименты:
1. «Обнаружение жиров в продуктах питания»,
2. «Растворимость жиров в различных растворителях»,
3. «Удаление жировых пятен с одежды»,
4. «Омыление жиров»,
5. «Доказательство непредельного характера растительных масел».
Эксперимент №1 «Обнаружение жиров в продуктах питания»
Методика исследования:
Жиры можно обнаружить по жирному пятну на фильтровальной бумаге, которое оставляет исследуемый продукт. Для этого его помещают между слоями фильтровальной бумаги и раздавливают. Эфирные масла дают сходный след, но, в отличие от жировых пятен, они исчезают после высыхания.
Наблюдения:
Для получения более четких пятен лучше использовать не стандартную фильтровальную бумагу, применяемую в кабинетах химии, а тонкие бумажные платочки.
Результат:
Жиры содержатся практически во всех продуктах рациона человека, за исключением таких групп продуктов: овощи, фрукты, ягоды и зелень, сахар, мед, соки, алкоголь.
Пищевые продукты с содержанием жиров (в расчете на 100 г продукта)
Продукт
Количество жиров, г
Масло (растительное, топленое, сливочное), маргарины, жиры кулинарные, шпик свиной
более 80
Сметана 20%-ной (и выше) жирности, сыр, свинина, утки, гуси, колбасы полукопченые и вареные, пирожные, халва и шоколад
от 20 до 40
Творог жирный, сливочное мороженое, сливки, баранина, говядина и куры 1-й категории, яйца, сардельки говяжьи, колбаса чайная, семга, осетр, сайра, сельдь жирная, икра
от 10 до 19
Молоко, кефир жирный, творог полужирный, молочное мороженое, баранина, говядина и куры 2-й категории, горбуша, скумбрия, ставрида, сдоба, конфеты
от 3 до 9
Творог и кефир обезжиренные, судак, треска, щука, хек, крупы, хлеб
менее 2
Вывод:
Жиры хорошо впитываются волокнистыми материалами, именно на этом свойстве основано использование бумажных и полотняных салфеток при приеме пищи.
Аналогичным способом можно обнаружить масла в семенах растений, где они накапливаются как запасные питательные вещества. Данная методика описана в учебниках ботаники. Нами были обнаружены масла в семенах подсолнечника, в грецких и кедровых орехах.
Обнаружение жиров в семенах растений методом экстракции.
Материалы и оборудование:
Семена и орехи различных растений, фарфоровая ступка с пестиком, шпатель, пробирки с пробками, органический растворитель (бензин или уайт-спирит), пипетка, фильтровальная бумага.
Методика исследования:
1. Истолочь семена в фарфоровой ступке,
2. поместить в пробирку, добавить 1-2 мл растворителя, закрыть пробкой и несколько раз встряхнуть.
3. Через 10-15 минут, после отстаивания, поместить каплю полученного экстракта с помощью пипетки на фильтровальную бумагу. Результат оценить после высыхания.
Результат:
После испарения растворителя на фильтровальной бумаге остается жирное пятно.
Вывод:
Данный опыт основан на хорошей растворимости жиров в неполярных органических растворителях. Содержащиеся в семенах растительные масла экстрагируются бензином или уайт-спиритом.
Эксперимент № 2 «Растворимость жиров в различных растворителях»
Материалы и оборудование:
пробирки с пробками, различные растворители, подсолнечное масло или жир.
Методика исследования:
Налить в пробирки по 2 - 3 мл различных растворителей:
1. Вода
2. Этиловый спирт
3. Уайт-спирит
4. Бензин
5. Ацетон
В каждую пробирку прилить по 0,5-1 мл растительного масла или поместить по небольшому кусочку жира (лучше топленого сала). Закрыть пробирки пробками т несколько раз встряхнуть.
Результаты:
1. В воде жиры не растворяются. Образующаяся после встряхивания эмульсия очень быстро расслаивается, слой масла над водой, следовательно, оно легче воды.
2. В этиловом спирте масло практически не растворяется, но образующаяся после встряхивания эмульсия более тонкая и держится дольше (на фото видна в виде помутнения в пробирке №2). Слой масла – на дне пробирки, следовательно, подсолнечное масло тяжелее этанола.
3. В уйат-спирите и бензине подсолнечное масло растворяется практически мгновенно, в ацетоне – несколько медленнее.
Выводы:
Жиры являются гидрофобными органическими веществами, т.е. нерастворимыми в воде. Этанол является слабополярным органическим растворителем, жиры в нем растворяются плохо. Лучшими растворителями для жиров являются неполярные органические растворители: бензин, уайт-спирит как смеси жидких предельных углеводородов («Подобное растворяется в подобном»). Данные вещества можно использовать для выведения жировых пятен с одежды.
Эксперимент № 3 «Удаление жировых пятен с одежды»
Мы попытались удалить жировые пятна с различных тканей, воспользовавшись практическими советами «Химчистки на дому».
1. Удаление жирового пятна с помощью фильтровальной бумаги и горячего утюга.
Методика:
Свежие жировые и масляные пятна с любой ткани выводят, проглаживая ткань утюгом (100 °С) через несколько слоев промокательной бумаги, приложенной с внутренней и с лицевой сторон ткани.
Результат:
Салфетки (фильтровальная бумага) становятся жирными, а ткань очищается.
Вывод:
Данный способ основан на способности жиров впитываться различными волокнистыми материалами. Он не требует использования растворителей и стирки, экономичен. Недостатком является НЕПОЛНАЯ очистка, даже после многократного повторения операции жировое пятно не удается свести полностью.
2. Удаление жирового пятна с помощью органических растворителей:
· уайт-спирита,
· бензина,
· ацетона.
Методика:
Перед работой необходимо проверить, как действуют растворители на данную ткань, так как возможно её разрушение или изменение окраски. Для пробы наносят немного растворителя на пробный кусочек ткани или, при его отсутствии, на участок кармана или шва с изнаночной стороны.
Убедившись в отсутствии нежелательных побочных явлений, приступают к чистке. Подложить под пятно чистую ткань или салфетки (бумажные платочки) и протирать пятно ваткой, смоченной в растворители. Тереть нужно от краев пятна к его центру.
При данной работе необходимо соблюдать технику безопасности: так как органические растворители являются легковоспламеняющимися жидкостями, необходимо работать вдали от нагревательных приборов и открытого пламени, лучше на открытом воздухе или в хорошо проветриваемом помещении. Избегать длительного вдыхания паров растворителя!!!
Очистка с помощью уайт-спирита
Очистка с помощью бензина
Очистка с помощью ацетона
Результат: пятно удается вывести практически полностью.
Вывод:
Данный способ основан на способности жиров растворяться в органических растворителях. Недостатком являются все вышеописанные тонкости с предварительной пробой и техникой безопасности.
3. Удаление жирового пятна с помощью мела.
Методика:
Пятна с атласной ткани можно вывести благодаря мелу, который надо хорошенько растереть по площади проблемной зоны, и затем, стряхнув его, промыть вещь под теплой водой.
Результат: пятно выводится довольно хорошо, но полного результата достичь не удалось.
Вывод:
Мел является довольно хорошим сорбентом и не разрушает ткань.
4. Удаление жировых пятен с помощью моющих средств.
Методика:
Постирать одежду с помощью моющих средств, предварительно нанеся их непосредственно на пятно.
Результат: если пятно свежее, а не застарелое, оно легко отстирывается данным способом.
Вывод:
Моющие средства являются хорошими поверхностно-активными веществами. Проникая длинными липофильными углеводородными «хвостами» в частицы жира, они тем самым не дают им слипаться и прилипать к поверхности ткани. Обработанные таким образом частицы жира легко смываются водой. Этим и объясняется моющее действие мыла.
Особенно хорошо отстирывают жировые пятна синтетические моющие средства (СМС), особенно средства для мытья посуды – Fary, Pril, «Биолан» и др.
5. Удаление жировых пятен с помощью специальных средств.
При использовании таких средств необходимо строго следовать прилагаемой инструкции. Результат обычно хороший, но данный способ весьма дорог.
И в заключение несколько советов по выведению жировых пятен с различных сайтов Интернета:
Ø Пятна от жира на тканях, которые не стирают, можно почистить так: нагревают до высокой температуры картофельную муку и густо посыпают ею пятно, под которое помещают белую чистую тряпочку. Через 20-25 минут муку стряхивают и заменяют новой порцией, тоже нагретой. Это повторяют до тех пор, пока пятно не исчезнет, после чего муку стряхивают, а одежду тщательно выбивают и вычищают щёткой.
Ø Старые жировые пятна на светлой шерстяной ткани можно почистить густой кашкой из разведенной в воде картофельной муки, наложив её на несколько часов на пятно. Если на ткани остались следы жира, их удаляют смоченным в бензине кусочком ткани, а затем вытирают корочкой черствого хлеба.
Ø Чтобы вывести пятно с шелковой ткани, погружают загрязненный участок на 5–10 мин в раствор, состоящий из нашатырного спирта, глицерина и воды. Затем изделие промывают в теплой воде.
Ø Свежие жировые пятна на бархате можно вычистить теплым мякишем белой булки. wmbook.com ›home/?page_id=127
Ø Пятно от жира или масла на одежде из плотных синтетических тканей посыпьте картофельным крахмалом и разотрите влажным полотенцем. Повторите несколько раз до полного удаления.
Ø От засаленности. Засаленные места на воротниках чистите тампоном, смоченным в растворе из поваренной соли и нашатырного спирта (1/2 ч. ложки поваренной соли, 3 ст. ложки нашатырного спирта). После этого воротник почистите щеткой, смоченной в мыльной воде. Промойте воротник чистой водой, высушите в проветриваемом месте. womantula.ru ›hobbi/homework/10184.html
Общие правила при выведении пятен
Используя тот или иной растворитель, важно запомнить, что:
ü Спирты и кислоты разрушают некоторые краски.
ü Ацетон и уксусная кислота разрушают ткани из ацетатного шелка.
ü Хлорная известь разрушают хлопчатобумажные ткани.
ü Щелочи и отбеливающие вещества применяются только для обработки белых тканей.
ü Перед обработкой пятна, обязательно тщательно вычистить вещь от пыли.
ü Перед обработкой пятен проверять устойчивость окраски – обязательно. Можно воспользоваться лоскутком, пришитым к вещи. А если он срезан и потерян – на скрытой детали.
ü Обрабатывать пятно надо по направлению от краев к середине.
ü К пятну подкладывают с изнанки чистую белую тряпку, сложенную в несколько слоев.
ü Чтобы не появились разводы и ореол, ткань вокруг пятна надо смочить водой, бензином или присыпать тальком, крахмалом.
ü Пятновыводители на небольшие пятна удобно наносить пипеткой или деревянной палочкой. При чистке пользуются ватой, тканью, жесткой кистью или щеткой. zhitiemoe.com ›6-poleznie-soveti/domovodstvo...pyaten
Эксперимент № 4 «Омыление жиров».
Материалы и оборудование:
Топленое свиное сало или гусиный жир, 20%-ный водный или 15%-ный спиртовой раствор щелочи гидроксида натрия, поваренная соль, вода, фарфоровая чашка, стеклянная палочка, стакан, спиртовка, штатив с кольцом, прибор для фильтрования.
Методика проведения эксперимента:
1. В фарфоровую чашку поместить 3 г жира, прилить 7-8 мл 20%-ного раствора щелочи. Для ускорения реакции добавить 1-2 мл этанола.
2. Смесь кипятить 15-20 минут, помешивая стеклянной палочкой и добавляя воду до исходного уровня.
3. Проверка полноты омыления: поместить в стакан с горячей водой 2-3 капли смеси. Если капли жира на поверхности воды не плавают, значит, процесс омыления завершен.
4. Высаливание мыла: после окончания реакции омыления к полученной массе добавить 0,5 г хлорида натрия и кипятить еще 1-2 минуты или после остывания смеси прилить насыщенный раствор поваренной соли.
5. Сушка мыла: собрать всплывшее на поверхность мыло в виде белых хлопьев и высушить в складчатом фильтре.
6. Проверка моющего действия полученного мыла: поместить немного мыла в стакан с теплой водой и энергично взболтать.
7. Обнаружение глицерина как второго продукта омыления: к раствору гидроксида натрия добавить несколько капель раствора медного купороса (сульфата меди) и к выпавшему голубому осадку прилить1 мл фильтрата (п.5).
Результат:
4. После проведения опыта на поверхности смеси всплывает мыло в виде белых хлопьев.
5. Сушка продолжалась около суток, мыло получилось в виде влажной хлопьевидной массы, которую мы спрессовали между листами фильтровальной бумаги.
6. Помешенное в стакан с водой мыло растворилось, образовался мутный пенящийся раствор.
7. После добавления фильтрата к гидроксиду меди появляется синее окрашивание. Данная качественная реакция доказывает, что полученный глицерин является многоатомным (трехатомным) спиртом.
Выводы:
1. Реакция омыления – это щелочной гидролиз жиров как сложных эфиров. В результате образуются натриевые соли высших карбоновых кислот – мыла (например, стеарат натрия) и глицерин: Этот процесс известен с древних времен, когда для получения мыла животные жиры кипятили с водой и древесной золой, содержащей карбонат калия. Существует легенда, что с горы Сапо (Sapo) в Италии, где совершались жертвоприношения, зола и животный жир, вытопившийся при сжигании животных на костре, смывались дождевой водой в реку Тибр. Женщины, приходившие на берег реки стирать бельё, заметили, что в тех местах, где в воду попадали горные стоки, вода становилась пенистой, а бельё легче отстирывалось. Таким образом, согласно легенде, люди узнали мыло. От названия горы и происходит слово «мыло». По-итальянски «sapone» значит «мыло».
2. Мыло нерастворимо в насыщенном растворе поваренной соли. Этим свойством и пользуются для выделения мыла, которое называют ядровым.
3. Мыла являются поверхностно-активными веществами, так как их частицы-анионы имеют длинный гидрофобный углеводородный «хвост» и гидрофильную карбоксильную «голову». Этим и объясняется моющее действие мыла.
В настоящее время в средствах массовой информации появились методики описания изготовления мыла в домашних условиях. В качестве основы используют или готовое детское мыло, или специальную жировую массу и щелочь. Удивительно, что полноту проводимого омыления предлагается проводить наперекор всем правил техники безопасности: нанеся каплю массы на палец или кончик языка!!! Мол, если щиплет, значит, процесс еще не завершен! Далее подробно описывается, какие отдушки и красители можно вводить, как делать мраморное, многослойное мыло или мыло с различными надписями. Данную информацию можно найти на сайтах: treeland.ru ›article/eko/soaphome/..., www.mirsovetov.ru, MoneyMakerFactory.ru›index.php...
Эксперимент № 5 «Доказательство непредельного характера растительных масел»
Методика исследования:
В пробирки поместить по 2 мл различных растительных масел, 1 г топленого свиного сала или гусиного жира (предварительно нагреть до расплавления жира).
1. Облепиховое масло
2. Пихтовое масло
3. Подсолнечное масло
4. Топленое свиное сало (на отдельном фото рядом с подсолнечным маслом)
В каждую пробирку добавить разбавленного раствора перманганата калия (розового цвета), закрыть пробирки пробками и встряхнуть.
Наблюдения и результаты:
В пробирках с растительными маслами раствор перманганата калия обесцвечивается, а в пробирке с топленым свиным салом его розовая окраска сохраняется.
Выводы:
1. Растительные масла окисляются водным раствором перманганата калия (реакция Вагнера), следовательно, они являются НЕПРЕДЕЛЬНЫМИ соединениями, содержащими кратные углерод-углеродные связи – двойные и (или) тройные. В состав растительных масел как сложных эфиров входят остатки таких непредельных кислот, как олеиновая С17Н33СООН (в молекуле одна двойная связь С=С), линолевая С17Н31СООН (в молекуле две двойные связи С=С), линоленовая С17Н29СООН (в молекуле три двойных связи С=С).
Уравнение реакции Вагнера с использованием олеиновой кислоты следующее:
3СН3 – (СН2)7 – СН = СН – (СН2)7 – СООН + 2KMnO4 + 4H2O →
3СН3 – (СН2)7 – СНOH – СНOH – (СН2)7 – СООН + 2MnO2↓ + 2KOH
В результате реакции двойная связь разрывается, и оба атома углерода присоединяют по гидроксильной группе –ОН . Соединения такого класса называют гликолями.
2. Твердые животные жиры НЕ окисляются водным раствором перманганата калия, так как содержат остатки ПРЕДЕЛЬНЫХ карбоновых кислот, таких как стеариновая С17Н35СООН, пальмитиновая С15Н31СООН, имеющих только одинарные углерод-углеродные связи С – С.
Источники информации:
1. Цветков Л.А. Органическая химия. Учебник для 10 класса средней школы. М., Просвещение, 1988
2. Новошинский И.И., Новошинская Н.С. Органическая химия. 11 класс. Базовый уровень: Учебник для общеобразовательных учреждений. – 2-е изд. – М.: ООО «ТИД «Русское слово – РС», 2008.
3. Урок химии в 10 классе по теме «Жиры», festival.1september.ru ›articles/550052/
4. Школа 1226! Химия. Опыты. Свойства жиров. s1226.net.ru ›chemistry/zir.htm