100kitov.ru

Интересные факты — события, биографии людей, психология
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Почему растворяется сахар?

Куда исчез сахар и как вырастить кристалл

Ложка с сахаром

Сахар едят многие, добавляя его в чай, кофе и различные блюда. Это сладкое вещество знакомо всем еще с детства. Привычное для нас его агрегатное состояние – твердое кристаллическое – одно из шести известных человечеству на сегодняшний день: твердое, жидкое, газообразное, плазма, фермионный конденсат и конденсат Бозе-Эйнштейна. Однако если взять кусочек сахара или чайную ложку сахарного песка и положить в чашку с горячим чаем, помешивая при этом ложной, то через некоторое время сахар «исчезнет». Его совсем не будет видно, а внешний вид и объем чая совершенно не изменится. Давайте попробуем разобраться, куда «исчез» сахар и можно ли каким-либо способом его вернуть в прежнее твердое состояние.

В кристаллическом состоянии могут находиться различные вещества. При этом кристаллы бывают очень причудливой формы. Например, кристаллы висмута имеют вид загадочных лабиринтов, кристаллы каменной соли являются полупрозрачными кубиками, кристаллы оксида цинка напоминают звездочки:

Кристалл висмута 2 Кристалл поваренной солиКристалл оксида цинка

Сахар, который мы положили в чашку с горячим чаем, тоже был в твердом состоянии и, конечно же, никуда не исчез. Об этом свидетельствует сладкий вкус чая. При попадании в воду молекулы сахара начали взаимодействовать с молекулами воды. А молекулы воды – это ярко выраженные полярные молекулы, поэтому они образуют с молекулами сахара, находящимися в кристалле, межмолекулярные связи и отрывают их от кристалла, унося в толщу воды. При этом, чем выше температура воды, тем активнее происходит взаимодействие. Таким образом, сахар растворился в воде – произошел физический процесс, при котором в воде оказались молекулы сахара, связанные с несколькими молекулами воды. Количество молекул, которые могут раствориться в воде, ограничено, поэтому, в конце концов, наступит момент, когда сахар больше не растворяется. Такой раствор сахара называется насыщенным. Он нам потребуется, чтобы вырастить кристаллы.

Еще один практический совет. Если вы хотите, чтобы ваш чай или кофе был как можно дольше горячим, то следует сразу после наливания положить в чашку сахар. При растворении сахар заберет часть тепловой энергии у чая или кофе, и температура понизится. Разница температур между напитком и воздухом в комнате станет меньше, поэтому остывать чай или кофе будет медленнее, и дольше будет оставаться горячим.

Сахар, растворенный в воде, можно опять вернуть в твердое кристаллическое состояние. Это можно сделать в домашних условиях, при этом не потребуется каких-либо особых приспособлений. Сахар очень хорошо растворяется в воде: в 100 мл воды при температуре 100 0 С может раствориться около 500 г сахара! При этом объем раствора практически не изменится. Вы можете удивить своих друзей, если будете класть в горячий чай один за другим кубики сахара, помешивая при этом ложкой, то даже 20 кубиков сахара прекрасно растворятся, а объем чая визуально не изменится, как будто сахар куда-то исчез. Пить такой чай будет нельзя, но эффект гарантирован.

Читайте так же:
Почему моряки говорят компАс? Причины, фото и видео

Итак, нам потребуется: 0,5 л воды, 1200-1300 г сахарного песка, деревянные палочки длиной 15-20 см, прозрачные сосуды емкостью 200-330 мл, плотная бумага, нарезанная квадратами 10х10 см, пищевые красители, если вы хотите сделать кристаллы сахара разноцветными, и небольшая кастрюля.

Сначала наливаем в кастрюлю 0,5 л воды и насыпаем 600-650 г сахарного песка. Нагреваем кастрюлю с водой и сахаром на небольшом огне, помешивая ложкой до полного растворения сахара, затем добавляем еще 600-650 г сахарного песка и добиваемся полного его растворения. Даем сахарному раствору остыть минут 10-15. В это время подготавливаем деревянные палочки: протыкаем ими в центре квадраты из плотной бумаги, смачиваем длинный конец палочки в воде и обваливаем в сахарном песке, добиваясь равномерного прилипания сахара со всех сторон, и даем палочкам с сахаром высохнуть.

Приготовленный сахарный раствор разливаем в прозрачные сосуды и добавляем в них разноцветные пищевые красители. Палочки с сахаром опускаем в растворы и при помощи плотной бумаги закрепляем их в вертикальном положении:

Выращивание кристаллов

В течение последующей недели мы сможем наблюдать, как вокруг деревянной палочки будут вырастать окрашенные пищевыми красителями разноцветные кристаллы сахара. Таким образом, сахар выделится из раствора, вернув себе твердое кристаллическое состояние в виде сладких разноцветных леденцов.

Сахарные леденцы

Предлагаем Вам по предложенному методу вырастить кристалл поваренной соли.

Опыты в воде с сахаром и песочными часами

Рисунок Марии Усеиновой («Квантик» №7, 2019)

Ежегодно на базе Кировского Центра дополнительного образования одарённых школьников проводятся турниры по физике для учащихся 7–9-х классов. Ниже описаны две задачи турниров 2018–2019 учебного года.

Растворение сахара

Оказывается, обычное чаепитие может стать весьма увлекательным мероприятием, если взять пару кусочков сахара-рафинада и немного физики!

Для проведения экспериментов вам понадобится 2 прозрачных стаканчика, 4 кусочка сахара-рафинада, подкрашенная жидкость и вода. В качестве подкрашенной жидкости лучше всего использовать чернила, но будьте аккуратны — не испачкайтесь и не пейте чернильную воду!

Наполните стаканчики почти доверху водой и проведите следующие эксперименты.

Первый эксперимент

Возьмите 2 кусочка сахара-рафинада и аккуратно отпустите их в первый стаканчик с водой так, чтобы они оба упали на дно. Когда кусочки практически полностью распадутся (

7 мин.), капните 20 капель подкрашенной жидкости на поверхность воды в стаканчике. Пронаблюдайте, что происходит (см. видео).

Объясните, почему жидкость в верхней части стаканчика окрашивается, а в нижней — нет.

Второй эксперимент

Возьмите 2 кусочка сахара-рафинада и капните на каждый из них по 10 капель подкрашенной жидкости, после чего аккуратно отпустите их во второй стаканчик с водой так, чтобы они оба упали на дно. Пронаблюдайте, что происходит (см. видео).

Объясните, почему жидкость в нижней части стаканчика окрашивается, а в верхней — нет.

Первый и второй эксперимент («Квантик» №7, 2019)

Первый (слева) и второй эксперименты

Объяснение экспериментов

Сахар, растворяясь в воде, даёт сироп, более тяжёлый и вязкий, чем чистая вода. Поэтому сироп лежит прослойкой на дне, не смешиваясь с остальной водой, и чернила из сахара во втором эксперименте окрашивают только сироп, практически не попадая в воду. Соответственно, чернила в первом эксперименте, хоть и могут перемещаться с потоками воды, не проникают в сироп.

Читайте так же:
Почему после обеда хочется спать? Причины, как бороться, фото и видео

Режим зависания

Оказывается, песочные часы, погружённые в воду, с течением времени («песка») могут тонуть, а могут всплывать. Для наблюдения описанного эффекта возьмите цилиндрический сосуд с водой (например, мензурку) и поместите в него песочные часы (см. видео).

Первый эксперимент

Спустя некоторое время песочные часы начинают всплывать («Квантик» №7, 2019)

Спустя некоторое время песочные часы начинают всплывать

Добейтесь того, чтобы песочные часы плавали, едва выступая над поверхностью воды. Затем плотно закройте сосуд ладонью и переверните. Пронаблюдайте, как после переворачивания сосуда с водой песочные часы, оказавшиеся внизу, побыв там, только через некоторое время достаточно быстро всплывут. Объясните наблюдаемый эффект.

Второй эксперимент

Вновь поместите песочные часы в открытый цилиндрический сосуд с водой. Добейтесь того, чтобы они плавали, едва касаясь дна сосуда. Пронаблюдайте, как после переворачивания сосуда песочные часы, оказавшиеся вверху, утонут, но не сразу, а спустя заметное время. Объясните наблюдаемый эффект.

Рисунок Марии Усеиновой («Квантик» №7, 2019)

В обоих опытах при погружении песочных часов в цилиндрический сосуд с водой весь песок должен находиться в нижнем резервуаре. Чтобы часы плавали, едва выступая над поверхностью воды (едва касаясь дна сосуда), их можно снабдить добавочными грузами (например пластилином) или поплавками.

Объяснение первого эксперимента

Сила тяжести, действующая на песок в слегка наклонённых часах, создаёт нескомпенсированный момент сил. Это приводит к тому, что часы наклоняются ещё сильнее, пока данный момент не уравновесится моментом, обусловленным силой реакции со стороны стенок сосуда. В результате этого появляется сила трения, действующая на песочные часы и направленная вертикально вниз. С течением времени момент силы тяжести песка уменьшается. Сила реакции, а как следствие, и сила трения также уменьшаются. Сумма сил тяжести и трения становится меньше силы Архимеда, и часы всплывают.

Опыты и эксперименты с водой для дошкольников

Налить в блюдце немного воды и поставить на 2-3 часа в морозилку. Что получилось?

Поставить блюдце со льдом на стол. Через сколько времени в нём снова окажется вода? Что произойдёт со льдом – твёрдой водой?

Оставить блюдце с водой на подоконнике на 2-3 дня. Скоро ли она испарится?

Объяснение: вода, пар, лёд – одно и то же вещество, но только в разных состояниях: жидком, твёрдом и газообразном.

2. Можно ли склеить бумагу водой?

Взять два листа бумаги, приложить их друг к другу и попробовать сдвинуть их в разные стороны. Получилось?

Затем намочить листы бумаги водой, приложить их друг к другу, слегка прижать и попробовать сдвинуть их, один в одну сторону, другой в другую.

Объяснение: вода обладает «склеивающим» действием, поэтому бумагу можно склеить водой.

3. Можно ли ускорить испарение воды?

Намочить руки водой из-под крана и быстро-быстро помахать ими. Что чувствуют руки? Почему это происходит?

Читайте так же:
Почему нужно постоянно учиться?

Объяснение: испарение воды можно ускорить, например, создавая движение воздуха. При этом частички воды испаряются быстрее, унося с собой больше тепла. Поэтому руки ощущают прохладу при взмахах руками.

Взять мелкий песок или муку, сбрызнуть водой. Образуются капельки – шарики.

Обрызгать из пульверизатора листья растения. Какие получились капельки?

Объяснение: частички собирают вокруг себя капельки воды и образуют одну большую капельку-шарик, а когда множество капелек воды попадает на лист растения, они, собираясь вместе, образуют большую каплю-шар или даже маленькую лужицу.

5. Сахар растворяется в воде.

Положить в стакан кусочек сахара и налить чай тоненькой струйкой, стараясь попадать только на сахар. Сахар постепенно будет размываться, а потом… исчезнет? Конечно, нет.

Зачерпнуть ложкой немного чая из стакана и ложку чая из чайника, попробовать и сравнить вкус. Что можно почувствовать, одинаковый ли на вкус чай?

Объяснение: сахар растворяется в воде и смешивается с ней, поэтому вода становится сладкой.

6. Соль растворяется в воде.

В стакан с водой насыпать одну столовую ложку соли и перемешать.

Что произошло? Соль «исчезла»? дать ребёнку попробовать немного воды. Какой стала вода?

Объяснение: соль не исчезла, она растворилась в воде, и вода стала солёной.

Соль выпаривается и кристаллизуется. [/h4]

В стакан с водой насыпать 2-3 ложки соли. Перемешать до полного растворения. Затем поставить на солнечное место и наблюдать за поведением соли.

Через несколько дней на стенках стакана по мере испарения воды будут появляться кристаллики соли.

Объяснение: вода испаряется, а кристаллики соли оседают на стенках стакана.

8. Песок не растворяется.

Предложить ребёнку сравнить сахар и песок, узнать, что растворяется в воде, а что нет.

Размешать в одном стакане с водой ложку речного песка, а в другом ложку сахара. Дать отстояться.

Посмотреть, что произошло с песчинками и водой.

Объяснение: вода с речным песком стала мутной, грязной. Более тяжёлые песчинки опустились на дно, а мелкие плавают в воде, делая её мутной. Сахар стал невидимым в воде, вода его растворила.

Взять два одинаковых стакана, один с водой, а другой – пустой. Опустить трубочку для коктейля в стакан с водой, зажать её сверху указательным пальцем и, не отрывая пальца, перенести её в пустой стакан. Убрать палец от трубочки, и из неё вытечет вода.

Проделав то же самое несколько раз, можно перенести всю воду из одного стакана в другой.

Плавающая рыбка. [/h4]

На картоне нарисовать и вырезать рыбку. Налить в таз воды. Окунуть зубочистку в жидкое мыло или растительное масло и поставить точку на хвостике рыбки.

Положить рыбку на воду так, чтобы хвостик оказался у края таза, в результате рыбка поплывет.

Для повтора эксперимента нужно помыть и высушить таз.

Объяснение: капелька масла растекается по воде, её частички отталкиваются от частичек воды, и в результате рыбка плывёт.

Читайте так же:
Почему струя воды из крана сужается книзу?
11. Плавающее яйцо.

Литровую банку наполовину наполнить водой. Ложкой осторожно опустить в неё сырое яйцо и убрать ложку. Как поведёт себя яйцо?

Аккуратно вытащить яйцо. Насыпать в ту же банку с водой полчашки (125 мл) соли и размешать ложкой. Затем опустить яйцо в воду. Как теперь ведёт себя яйцо?

Объяснение: яйцо тонет в чистой воде, потому что оно тяжелее воды. Добавляя соль в воду, мы повышаем её плотность, и поэтому яйцо плавает в ней.

12. Поющие бутылки. Высокие и низкие звуки.

Заполнить водой 3 одинаковые бутылки до половины, а затем перелить половину воды из одной в другую. Поднести бутылку к губам, подуть поверх горлышка, чтобы услышать поющий звук. Подуть над другими бутылками, одинаково ли они поют?

Расположить бутылки в порядке высоты звука.

Объяснение: выдыхаемый воздух над бутылкой заставляет вибрировать воздух внутри неё. Высота звука зависит от количества воздуха внутри бутылки.

13. Радужная бумага.

Глубокую миску наполовину наполнить водой. Аккуратно капнуть каплю прозрачного лака для ногтей, лак растечётся по поверхности воды.

Погрузить в воду кусочек чёрной двухсторонней бумаги, вынуть его и просушить. На сухой бумаге можно увидеть радужные разводы.

Объяснение: лак образует на поверхности воды тонкую плёнку. Плёнка обволакивает бумагу, и свет, попадая на неё, отражается, образуя радужный узор.

14. Распускающиеся цветы.

Нарисовать и вырезать из цветной бумаги цветы с длинными лепестками. При помощи карандаша закрутить лепестки к центру цветка.

Налить в таз воду и опустить на неё цветочки. Они начнут расправлять лепесточки и распускаться.

Объяснение: при контакте с водой бумага намокает, становится тяжелее, и лепестки цветка начинают распускаться.

15. Не выливающаяся вода.

Налить до краёв в стакан воды. Положить сверху открытку или квадрат из плотного картона. Прижимая открытку к стакану рукой, перевернуть его вверх дном над раковиной.

Убрать руку. Что произошло?

Объяснение: открытка не падает, и вода не выливается, потому что воздух, находящийся в стакане, давит на неё снизу и прижимает её к краю стакана. Вода выльется, если открытку сдвинуть.

16. Невидимые чернила.

Выдавить сок из половинки лимона в чашку, добавить такое же количество воды. Обмакнуть ватную палочку в приготовленный раствор. Написать ей что-нибудь на листе бумаги.

Когда надпись высохнет, нагреть бумагу над включённой настольной лампой. На бумаге проявятся невидимые ранее слова.

Прыгающие зёрнышки.

В стакан налить газированную воду и опустить 6 зёрнышек риса.

Подождать несколько секунд и понаблюдать сквозь стакан, как зёрнышки начнут прыгать.

Объяснение: рис чуть тяжелее воды, когда он попадает в стакан, начинает опускаться. Пузырьки газа садятся на него и поднимают вверх. На поверхности пузырьки лопаются, и газ улетучивается. Отяжелевший рис вновь опускается вниз. Он будет опускаться, и подниматься, пока вода не «выдохнется».

Фотоотчет. Проект по ознакомлению детей младшей группы со свойствами водыФотоотчет. Проект по ознакомлению детей младшей группы со свойствами воды Фотоотчет проекта по ознакомлению детей со свойствами воды в младшей группе. Уважаемые коллеги! Предлагаю вашему вниманию фотоотчет моей.

Читайте так же:
Почему лимон осветляет чай?

Кружок по экологииКружок по экологии Вы слыхали о воде? Говорят она везде. В луже, в море, в океане И в водопроводном кране. Как сосулька замерзает, Паром в чайник заползает.

Пять малоизвестных фактов о сахаре и его свойствах

1. Сахар и сахарная пудра — это не одно и то же! Обычный рафинированный сахар гранулирован, то есть состоит из кристаллов чистой сахарозы. Но если измельчить сахар в пудру, он начнёт впитывать влагу из воздуха, то есть станет гигроскопичен. Чтобы этого не происходило, производители добавляют в сахарную пудру около 3% крахмала.

Если смешать сахарную пудру с холодной водой, то она растворится не до конца: в воде образуются клейкие комочки крахмала. Не заменяйте сахар сахарной пудрой при готовке.

Wikimedia

2. Коричневый (тростниковый) сахар быстро твердеет на воздухе, превращаясь в плохо растворимый камень. Чтобы этого не происходило, держите такой сахар в герметично закрытой банке. Если же сахар уже затвердел, вернуть его к жизни довольно просто: упакуйте его в плотно закрывающийся контейнер вместе с чем-нибудь, что способно отдать влагу. Что угодно: от ломтика яблока до кусочка влажной ткани. Закутайте контейнер пищевой плёнкой, а сверху положите влажное бумажное полотенце. Примерно через день сахар станет мягким.

3. Опытные хозяйки знают, что сахар способен нарушать законы физики: например, в одном стакане воды вы легко растворите (если захотите) два стакана сахара! Как же так?

Конечно, никакие законы тут не нарушаются: просто молекулы сахара обладают свойством «протискиваться» в пространство между молекулами воды. С помощью нагревания воды можно вместить более двух килограммов сахара в один стакан воды! Собственно, примерно так и появились леденцы.

4. Никакой разницы между свекольным и тростниковым сахаром нет. В процессе рафинирования мы получаем чистую сахарозу, поэтому химический состав сахаров идентичный. Производители даже не обязаны указывать, какой продукт подвергся переработке: свекла или сахар.

Коричневый тростниковый сахар — это рафинированный сахар, покрытый тонкой плёнкой мелассы — густой тёмной жидкости, оставшейся после переработки сахарного тростника.

Меласса, остающаяся после переработки свеклы, непригодна в пищу человеку. Поэтому коричневого свекольного сахара не бывает.

Wikimedia

5. Крахмалы и сахара — два очень тесно связанных семейства веществ. Вот почему путём сложной химической реакции мы можем получить сладкий кукурузный сироп из относительно несладкой кукурузы.

Однако ни один сахар, кроме сахарозы, содержащейся только в свекле и тростнике, не может быть таким же сладким, как она. Именно поэтому продукты нашего времени, подслащенные кукурузным сиропом, отличаются на вкус от тех продуктов, что производили раньше. Если вы хотите, например, попить «ту самую газировку из детства», ищите ту, что подслащена сахаром или сахарозой, а не сиропами.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию