Проектная работа «Чудодейственный эликсир»: состав и свойства растворов

Зозуленко Валентина Ивановна – учитель химии муниципального казенного образовательного учреждения «Вербенская средняя общеобразовательная школа» Николаевского муниципального района Волгоградской области

Муниципальное казенное образовательное учреждение

«Вербенская средняя общеобразовательная школа»

Николаевского муниципального района Волгоградской области

Работу выполнила: Копаснова А.

учащаяся 10 класса

Исследовательский проект

Руководитель: Зозуленко В. И.

учитель химии и биологии

Николаевский район 2014

Содержание работы.

I. Введение.

II.Основная часть.

2.1 История чая.

2.2. Химический состав листового чая

2.3. Социологический опрос.

2.4. Исследование чая

III. Заключение.

IV. Список литературы

V. Приложения

Введение.

В наше время на рынке предлагается много разного по качеству и по цене чая. Важно уметь разбираться в нём и соотносить качество с ценой. Важно научиться задумываться о качестве приобретаемого чая, что содержит наш «знакомец» и чем один сорт чая отличается от другого. В процессе исследования знакомый напиток открыл много своих тайн. А знаете ли вы что большинство любителей чая привыкли различать сорта в основном по району произрастания; индийский, цейлонский, грузинский, краснодарский и т.д. ,Многие думают ,что в каждом из этих географических районов растет особый, присущий только ему вид чайного куста .Такое мнение ошибочно. Чай—вечнозеленое растение, которое существует всего в двух видах : китайский чай – кустарник и – ассамский -дерево, растущее в Индии .Их естественный гибрид- цейлонский чай.

Цель: Изучение состава чая, проведение опытов с ним.

Задачи:

1.Узнать историю происхождения чая.

2 .Изучить химический состав чая .

3.Какие сорта чая предпочитают в нашем поселке.

4. Исследовать разные сорта чая лидеры нашего поселка : принцесса НУРИ высокогорный, ГРИНФИЛД ФЛАИН Г ДРАГОН.КИТАЙСКИЙ ЧАЙ, ЗЕЛЕНЫЙ.

Методы исследования : Качественная реакция на кофеин. Определение витамина « С» в чае Определение кислотно-щелочного баланса. Определение танина в чае.

Проблема:уметь правильно выбирать чай.

Для исследования мы выбрали чай не случайно. Так как этот напиток наиболее популярен в нашей стране и тем более в нашем поселке. В тоже время мы редко задаемся вопросом, что содержит наш «знакомец» и чем один сорт чая отличается от другого. Может быть зная состав различных чаев мы использовали бы их иначе; иначе заваривали и иначе пили.

Гипотеза исследования: можно ли в обычной школьной лаборатории выделить компоненты чая и провести опыты с ним.

Практическая значимость результатов проекта: данный материал можно использовать на уроках химии, классных часах и родительских собрания.

ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ,

История чая.

Чай – один из самых древних напитков известных человечеству .Сегодня чай неотьемлемой частью многих культур, однако достоверно известно ,что история чая берет свое начало в Древнем Китае. Появление чая окутано множеством легенд .По одному из преданий , открытие этого напитка принадлежит прославленному императору Шэнь Нуну—Божественному Земледельцу ,который в китайской традиции также является богом – покровителем медицины .Однажды , прогуливаясь по своим бескрайним владениям ,Шэнь Нун долго плутал среди неприступных горных вершин. Истомившись от жажды, он присел отдохнуть возле небольшого деревца , листья которого источали чудесный аромат .Внезапно подул сильный ветер , и с ветви деревца сорвался молодой листочек , который плавно опустился прямо в чашу с чистой родниковой водой . Попробовав получившийся настой император был восхищен его нежно-зеленым цветом ,удивительным вкусом и необычайно приятным ароматом .Сделав несколько глотков ,он сразу ощутил прилив сил .Он неоднократно проверял на себе действие различных лекарственных трав .И вот однажды обнаружил ,что настой чайных листьев можно использовать как противоядие .Шэнь Нун пробовал сто трав , в день встречал семьдесят две ядовитых, принял чай и освободился от действия яда .Китайские историки полагают ,что Шэнь Нун собирательный образ эпохи неолита . А это значит ,что история чая насчитывает около 5-6 тысячелетий.

Однако китайцы не только пили чай с незапамятных времен,но и культивировали его .Согласно историческим источникам более 3 тыс. лет назад жители княжества Ба и Шу (современная провинция Сычуань) уже выращивали чай и подносили его как дар верховным правителям .Именно в Китае были найдены первые достоверные письменные свидетельства о чае.

В Россию чай попал более 300 лет назад . В 1638 году русский посол Василий Старков привез царю Михаилу Федоровичу высушенные листья чая в дар от монгольского Алтын-хана. При царском дворе диковинный напиток пришелся по душе, но его запасов хватило недолго и о нем как-то позабыли за государственными заботами. Спустя 40 лет был заключен договор о поставках « сушеной “ травы в Россию.

Чай - привередливое растение . На его развитие оказывают влияние многие факторы .Для произрастания чая необходимы теплое лето и осень (среднесуточная температура не ниже +20 градусов),но при этом достаточно холодная зима (среднесуточная температура не выше+10 градусов, но и не ниже-3 градуса).Если температурный режим не соблюдается ,чай не только становится подвержен большому числу заболеваний ,но и в значительной мере теряет способность к активной вегетации ,т. е. почти не растет .Чай имеет очень короткий период активной вегетации, когда интенсивно растут молодые побеги и новые листья ,-всего около 4 недель весной ,и лишь в особо благоприятных условиях чай вегетирует почти круглый год. Он имеет два долгих периода зимней и летней спячки. Летняя спячка не является полной , так как чайный куст цветет , затем происходит созревание семян , незначительный рост и углубление побегов. От продолжительности светового дня и общего количества солнечных дней зависит концентрация ароматических веществ в чайном листе. При недостатке света и солнца чай приобретает грубый вкус ,становится неароматным и травянистым .

2.2Химический состав листового чая.

Дубильные вещества - (фенольные соединения- танины) один из существенных компонентов чая и чайного настоя . они составляют 15-30 % чая и представляют собой сложную смесь более трех десятков полифенольных соединений состоящую из танина и различных катехинов( по крайней мере семи), полифенолов и их производных .Содержание дубильных веществ зависит от погоды . В период дождей их количество уменьшается ,а в солнечную погоду- увеличивается . Чем больше в чае дубильных веществ ,тем выше качество чая ,лучше цвет терпкость и аромат. танины оказывают успокаивающее действие на желудок и кишечник .

Ферменты, или энзимы, содержатся в чае в основном в нерастворимом ,связанном состоянии. Это биологические катализаторы. С их помощью происходят все химические превращения как в живом чайном растении при его росте , так и в процессе фабричного приготовления чая .Основных ферментов чая три ,а всего больше десяти .Главные из них – полифенолоксидаза, пероксидаза и каталаза.

Эфирные масла имеются как в зеленом листе, так и в готовом чае. Несмотря на их крайне незначительное содержание, они более других привлекали внимание человека: Именно им справедливо приписывали неповторимый чайный аромат. От них следовательно, зависит и качество чаев. Теперь установлено ,что эфирных масел в зеленом листе чая содержится всего лишь 0,02%. Это значит, что для получения 100 граммов этих масел в чистом виде надо переработать больше полутоны чайного листа. Хотя при переработке чайного листа потеря эфирных масел достигает 70- 80 %,при этом происходит и другой процесс-появление новых эфирных масел.

Алкалоиды, в частности кофеин. Он оказывает возбуждающее действие , поэтому чай –бодрящий напиток .В чае кофеина содержится гораздо больше, чем в кофе (1-4%),но чайный кофеин действует мягче по ряду причин :

Во-первых , чая для заварки берут меньше, чем кофе ,следовательно, концентрация кофеина в напитке невелика ;

Во-вторых, кофеин в чае образует соединение с танином - танат кофеина, который более мягко действует на сердечно-сосудистую и центральную системы ;

В-третьих, кофеин чая не накапливается в организме человека , что исключает опасность отравления им даже при самом частом употреблении чая;

В-четвертых , помимо кофеина в состав чая входят алкалоиды теобромин и теофиллин- они являются хорошими сосудорасширяющими и мочегонными средствами.

Белковые вещества.

Вместе со свободными аминокислотами составляют от 16-25% чая. Белки -важнейшая составная часть чайного листа . Белки являются все ферментами. Кроме того ,белки служат источником тех аминокислот, которые появляются в процессе переработки чайного листа в готовый чай. По содержанию белков и их качеству, а следовательно, по питательности чайный лист не уступает бобовым культурам. Особенно богаты белками зеленые чаи (среди них более всего японские).

Органические кислоты . Их около 1%,образуют другую группу растворимых органических соединений в чае. В их состав входит щавелевая, лимонная, яблочная , янтарная, пировиноградная, фумаровая и еще две-три кислоты. В составе чая они еще слабо исследованы, но ясно, что в целом они повышают пищевую и диетическую ценность чая.

Углеводы.

В чае содержатся разнообразные - от простых до сложных полисахаридов. Чем выше в чае процент содержания углеводов, тем ниже его сорт. Поэтому они являются своего рода балластом. К счастью , большинство из них нерастворимо Причем нерастворимы как раз ненужные человек у полисахариды –крахмал, целлюлоза ,гемицеллюлоза, составляющие от 10 до 12 % чая . Зато полезные – сахароза, глюкоза, фруктоза, мальтоза( их в чае от 1 до4%) –растворимы.

Пигменты.

Пигменты, входящие в состав чая, играют немаловажную роль. Способность чайного настоя принимать разную окраску, давая всевозможные оттенки от светло- зеленого, до темно-оливкового и от желтоватого ,и розового до красно-коричневого и темно-бурого, давно была замечена людьми и связывалась с наличием в чае различных красителей. Тщательные исследования последних лет показали, что цветность настоя связана главным образом с двумя группами красящих веществ - теарубигинами и теафлавинами. Первые, дающие красновато-коричневые тона , составляют 10% сухого чая ,вторые, дающие золотисто-желтую гамму,- лишь2%.

Пектиновые вещества.

Пектиновые вещества – это коллоидные вещества со сложным составом. Содержание их в чае колеблется от 2 до3%.В присутствии сахаров и кислот они могут образовывать студенистые массы- желе. Пектины имеют немаловажное значение для сохранения качества чая: с ними связано такое физическое свойство чая, как его гигроскопичность. При недостатке в чае пектиновой кислоты его гигроскопичность резко повышается, а следовательно ,чай портится быстрее .Дело в том ,что пектиновая кислота покрывает каждую чаинку тонкой, слабопроницаемой для влаги желатиновой пленкой и таким образом играет для чая роль своеобразного плаща.

Витамины.

В чае присутствуют почти все витамины. В нем имеется провитамин витамина А- каротин, важный для зрения, а также обширная группа витамина В. Имеется в нем и витамин С. Но основной витамин чая – это витамин Р .Витамин Р в комплексе с витамином С резко усиливает эффективность аскорбиновой кислоты, способствует ее накоплению и задержанию в организме.

Социологический опрос.

Я, провела социологический опрос. Какой чай предпочитают в семьях? Результаты исследования среди учащихся 8-11 приведены в таблице.

Из данной таблицы видно, что в семьях жителей хутора Красный Мелиоратор, предпочтение отдается чаю «Нури».

Диаграмма предпочтения чая

2.4. Исследование состава чая - химический эксперимент

Я решила исследовать победителя социологического опроса черный чай «Нури» и зеленый чай «Гриндфилд», провести химические опыты, подтверждающие качественный состав чая.

Опыт №1 Качественная реакция на кофеин

На фарфоровую пластину поместили 0,1 г чая, добавляли 2-3 капли концентрированной азотной кислоты. Смесь осторожно выпарили досуха. В результате окисления кофеина образуется тетраметилаллоксантин оранжевого цвета. При реакции с концентрированным раствором аммиака это вещество превращается в пурпурат аммония.

Данные анализа сравнивали с эталоном, полученным из таблетки цитрамона, содержащего 43% кофеина.

Опыт №2 Определение витамина С в чае

Это определение проводим с помощью йодометрического метода.

Помещаем в колбу 2 мл чая и добавляем воду до объёма 10 мл, а затем немного раствора крахмала. Далее по каплям добавляли раствор йода до появления устойчивого синего окрашивания, не исчезающего 10-15 с. Техника определения основана на том, что молекулы аскорбиновой кислоты легко окисляются йодом . Как только йод окислит всю аскорбиновую кислоту, следующая же капля, прореагировав с йодом, окрасит йод в синий цвет.

Опыт №3 Определение кислотно-щелочного баланса

В пробирку с чаем, опускали индикаторную бумажку для определения рН, а затем сравнивали её с эталоном.

Опыт №4 Определение танина в чае

К 1 мл раствора чая добавляли 1-2 капли хлорида железа (Ш). При наличии танина в чае наблюдали появление тёмно-фиолетового окрашивания.

Содержание танина в чае определяли визуально-колориметрическим методом.

2.5 Результаты исследования.

Во время выполнения работы было получено много полезной и интересной информации о чае. По научным данным, зеленый чай обладает более выраженными целебными свойствами, чем черный, но его употребляют реже.

III Заключение

В результате проведенных мной исследований ,изучения истории чая, анализа опроса я обнаружила много интересного и сделала следующие выводы:

- Танин и кофеин содержится и в черном и в зеленом чае;

- Танина в чае больше, чем кофеина;

- Зеленый чай содержит танина больше, чем черный;

-Черный чай содержит больше кофеина, чем зеленый;

- Витамина С больше в зеленом чае, чем в черном;

- У чая слабощелочная реакция среды.

-Фармакологические свойства чая обусловлены его химическим составом.

-Чай –богатейший природный комплекс ,в котором содержится целый спектр витаминов , микроэлементов и несколько сотен других биологически активных веществ.

-Чай препятствует развитию сердечно-сосудистых заболеваний.

-Чай обогащает кровь витаминами, эффективно снижает уровень сахара и холестерина в крови.

- Этот напиток уменьшает риск развития атеросклероза.

-Чай снижает вероятность развития онкологических заболеваний, это уникальное свойство связано с высоким содержанием в нем полифенольных веществ. Они подавляют процесс перерождения здоровых клеток и превращение их в злокачественные.

- Чай стимулирует процессы пищеварения и способствует похудению. Чай замедляет старение организма.

- Чай оказывает на организм тонизирующее воздействие.

-Чай не стоит считать панацеей от всех болезней, однако многовековой опыт и современные исследования доказывают его эффективность как натурального оздоровительного средства.

-Чай - чудодейственный эликсир.

Гипотеза подтвердилась. Действительно в обычной лаборатории можно выделить составные компоненты чая и провести с ними опыты. Мы доказали это своим исследованием.

Цель и задачи, которые были поставлены выполнены. Мы узнали многое интересного и полезного. Эти знания нам пригодятся в дальнейшей жизни.

IV Список используемой литературы и ресурсов Интернета.

1.Биологический энциклопедический словарь. Гл. ред. М.С.Гиляров.,А.А.Баев –М.:Сов.Энциклопедия, 1989

2.Коробкина 3. В. Товароведение и экспертиза вкусовых товаров. — М.: КолосС, 2003.

3.Ольхин О. Опыты без взрывов. — М.: Химия, 1986.

4.Смоляр В. И. Рациональное питание. — Киев: Наукова думка, 1991.

5.Стёпин Б. Д., Аликберова Л. Ю. Занимательные задания и эффектные опыты по химии. — М.: Дрофа, 2002.

6.Тюкавкина Н. А. Органическая химия. — М: Дрофа, 2008.

7.Цоциашвили И. И. Химия и технология чая. — М.: Агропромиздат, 1989.

8.Химия в школе.№6,2011г.,Л.А Яковишин «Химические опыты с чаем каркадэ»

9. Интернет сайты.

Адрес публикации: https://www.prodlenka.org/metodicheskie-razrabotki/54339-proektnaja-rabota