Мероприятие в рамках предметной недели «Химия-физика» на тему «Измерение кислотности различных напитков, употребляемых в пищу»

МЕРОПРИЯТИЕ В РАМКАХ ПРЕДМЕТНОЙ НЕДЕЛИ ХИМИЯ - ФИЗИКА

«ИЗМЕРЕНИЕ КИСЛОТНОСТИ (ВОДОРОДНОГО ПОКАЗАТЕЛЯ РН) РАЗЛИЧНЫХ НАПИТКОВ, УПОТРЕБЛЯЕМЫХ В ПИЩУ»

Цель: показать различие кислотности (водородного показателя рН) распространенных напитков с помощью универсальных индикаторов и датчиков цифровой лаборатории RELAB.

Ход мероприятия:

Добрый день, уважаемые гости, ребята! Рада вас видеть на занятии внеурочной деятельности. Думаю, сегодняшнее занятие поможет нам услышать друг друга, взглянуть друг другу в глаза, почувствовать, как нам хорошо вместе и стать чуточку лучше. Улыбнитесь друг другу и на душе станет радостнее.

Девиз нашего занятия мы определим вместе. Из слов, которые вы видите на экране, необходимо составить высказывание. (уму, от, невежества, Наука, крылья, знания, даёт, излечивают, а). «Наука даёт крылья уму, а знания излечивают от невежества».

-Объясните значение данного высказывания.

Я начну наше мероприятие со стихотворения, эти строки написали студенты химического факультета после проведения ряда экспериментов .

Сей напиток уникальный- 
Вообще универсальный: 
Он желудки прожигает 
И монеты растворяет, 
Унитазы отмывает, 
Саранчу уничтожает! 
Можно двигатель отмыть, 
Пятна крови удалить. 
Можно стёкла протирать, 
И одежду постирать. 
В общем, это вам не квас 
Сей напиток губит нас.

-Как вы думаете о каком напитке идет речь?

Эти строки они посвятили современным газированным напиткам, которые многие из нас просто обожает ежедневно употреблять в пищу. Что же такое должно содержаться в этих вкуснейших, утоляющих жажду напитках, что ими можно очищать чайники и унитазы? К ответу на этот вопрос мы вернемся в конце урока.

Мир, окружающий нас, полон разнообразных по строению и свойствам веществ. Познание их позволит нам познать самих себя.

Самым оптимальным и емким способом познания является исследование. Сегодня я предлагаю нам представить себя не учениками и учителем, а сотрудниками научно-исследовательского института, маститыми учеными-исследователями химии. В нашем институте 4 лабораторий, занимающихся исследованиями напитков употребляемых в пищу, а именно: газированные напитки, сок, вода, чай.

-Какие напитки вы чаще всего употребляете? Почему?

-Всегда ли вкусный напиток оказывается полезным для вашего здоровья?

Каждый напиток имеет свою кислотность, которая влияет на пищеварительную систему.

-Что такое кислотность раствора?

-Как можно определить кислотность?

Итак, тема нашего занятия - исследования «Измерение кислотности различных напитков употребляемых в пищу»

Цель исследования: определите кислотность напитков с помощью универсального индикатора и оборудования цифровой лаборатории RELAB.

Важнейшим этапом любого исследования является выдвижение гипотезы. Гипотеза - это предположение, которое вы бы хотели доказать или опровергнуть в ходе исследования. Смотря на образцы выданных вам веществ, мы можем сразу сказать опасны они или нет ( однозначно НЕТ)

Что же мы с вами сможем выяснить в результате исследования и к какому выводу прийти?

Итак, наша гипотеза: среди выданных образцов есть такие, которые имеют повышенную или пониженную кислотность, а значит могут нанести вред здоровью.

Как проверить гипотезу? Исследованием.

Наш великий соотечественник М. В. Ломоносов говорил: «Один    опыт    я    ставлю    выше,      чем    тысячу      мнений,     рожденных    только воображением». Поэтому подвергнем экспериментальной проверке нашу гипотезу.

Для эксперимента нам понадобиться: исследуемые образцы напитков, универсальный индикатор, датчиков цифровой лаборатории RELAB, химические стаканчики.

Величина  впервые была введена датским химиком С. Сёренсеном. В этом обозначении буква «р» — начальная от датского слова potenz (степень), «Н» — символ водорода.

Водородный показатель представляет собой взятый с обратным знаком показатель степени концентрации (моль/л) ионов водорода в растворе. В алгебре величину показателя степени называют логарифмом. Таким образом,

В нейтральных водных растворах рН = 7 ;

в кислотных рН меньше 7 ;

в щелочных рН больше 7 .

Чем больше в растворе ионов водорода, тем меньше рН и тем более кислотную среду имеет раствор. Сильнокислотные растворы характеризуются значениями  от 0 до 3, сильнощелочные — от  11до14 .

Кислотность желудочного сока: 0,9-1,5

Индикаторы- вещества, которые изменяют свою окраску в зависимости от характера среды раствора.

Окраска индикаторов в различных средах

Сравнивая цвет полоски с эталонным (приведённым на упаковке) можно приблизительно оценить величину водородного показателя.

Индикаторы позволяют визуально определить тип среды или изменение концентрации какого-либо компонента в растворе. Так, реакция между кислотой и щёлочью (реакция нейтрализации) не сопровождается видимыми признаками. Но если к раствору щёлочи добавить индикатор фенолфталеин, раствор станет малиновым, а после добавлении к нему кислоты — бесцветным. Изменение окраски индикатора свидетельствует о протекании химической реакции.

Для более точного измерения рН используют приборы, называемые рН-метрами. В основе работы рН-метров лежит измерение напряжения, создаваемого химическим источником тока. Эти приборы позволяют определить значение  с точностью до 0,001 .

Желудочный этап переваривания пищи происходит с помощью ферментов , важнейшим из которых является пепсин, требующих обязательно кислой среды. Желудок условно можно разделить на кислотообразующую (верхнюю) и кислото-нейтрализующую (нижнюю) зоны, то есть зоной перехода от слабокислых pH (6,0-4,0) к резкокислым (pH менее 3,0).

В ходе исследования группы заносят данные в таблицу:

Инструкция по выполнению исследования:

Приготовить четыре исследуемых образца напитков.

Погрузим электрод рН датчика в сосуд с исследуемой жидкостью.

Произведем замеры при стабилизации данных в каждом исследуемом сосуде

Занести данные в таблицу.

После проведения исследования и заполнения таблицы ответить на вопросы:

Какой напиток имеет самую высокую кислотность?

Какой напиток имеет самую низкую кислотность?

Какие напитки по показателю pH наиболее вредны для человека?

Применение знаний на практике

Проблемные вопросы:

Как Вы думаете, какие жидкости не рекомендуется употреблять людям с язвенной болезнью желудка? Почему?

(Все слабо- и сильно кислые растворы (чай, лимонный, яблочный, томатный сок, газировка) могут вызвать обострение язвенной болезни из-за излишний кислотности).

Какие жидкости стоит полностью исключить из вашего рациона? Почему? (стоит исключить воду из-под крана, так как она содержит большое количество примесей и ее рН намного выше 7, а также газировку, которая содержит много кислоты, а значит может привести к язвенной болезни желудка или гастриту)

Так что же за вещество содержат современные газированные напитки, о которых так нелестно отозвались студенты-химики в начале урока (содержат кислоту фосфорную)

Да, мы действительно едим это вещество. Фосфорная (или ее правильное химическое название – ортофосфорная) кислота может использоваться как пищевая добавка и даже имеет свое обозначение в перечне таких добавок – Е338.

3.2. Вывод по результатам исследовательской работы.

- Вспомните о наших целях и гипотезе. Мы добились поставленных целей? (Да)

- Наша гипотеза подтвердилась? (Да. Действительно, средства для чистки унитазов, полов содержат кислоты, которые могут вызвать ожоги и поражение печени, почек, легких при попадании в организм. Средства для мытья посуды содержат растворы щелочей, которые поражают слизистые оболочки глаз и дыхательных путей, раздражают кожу, вызывают аллергию).

- Какой вывод в заключение исследования вы можете сделать?

Вывод: Многие образцы не столь безопасны, как мы привыкли считать. Поэтому прежде, чем употреблять напитки, необходимо подумать стоит ли и учитывать индивидуальные особенности организма.

Учитель инициирует рефлексию учащихся по поводу своего эмоционального состояния, своей деятельности, взаимодействия с учениками и учителем, предлагая ответить на вопросы:

Что мы узнали сегодня нового?

Что было непонятно?

Что мы научились выполнять?

Какие были затруднения?

Что показалось самым интересным?

Что удивило вас?