Исследовательская работа «Выращивание кристалла из сахара в домашних условиях»

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

«Лопатинская основная общеобразовательная школа»

Межокружная научно-исследовательская

конференция обучающихся «Шаг в науку»

Секция 1

«Я –биолог»

Исследовательская работа

Тема: «Выращивание кристалла из сахара в домашних условиях»

Выполнил:

Меркурьев Захар,10 лет

Учитель: Калягина Лидия Евгеньевна

с.Лопатино,2025г

Оглавление

Введение

1.Теоретическая часть

2.Практическая часть

3.Заключение

4. Литература

5. Приложение

Введение

Актуальность работы заключается в том, чтобы находить интересное и необычное рядом, в том, что доступно для наблюдения и изучения, не требует особых усилий и затрат.

Меня заинтересовала эта тема, и я решил вырастить кристалл сахара в домашних условиях.

Так была выбрана тема исследования:

«Выращивание кристалла из сахара в домашних условиях»

Предмет исследования: сахар, кристалл сахара.

Возникло ещё много проблемных вопросов:

- что такое кристаллы?

- почему они растут?

- чем их нужно «кормить», чтобы быстрее росли?

- можно ли вырастить кристаллы в домашних условиях?

Гипотеза: мы предположили, что кристаллы сахара могут появляться при создании определенных условий; значит, если изменять условия якристаллизации, то можно получить кристаллы разной формы и цвета в домашних условиях.

Практическое значение исследования в том, что оно может быть использовано на уроках окружающего мира, во внеклассных мероприятиях, на занятиях кружков.

Цель исследования: научиться выращивать кристаллы сахара (для сравнения) в домашних условиях.

Задачи исследования:

• Изучить материал по данной теме. 

• Изучить условия образования кристаллов, их формы, цвета.

• Вырастить на палочке кристаллические леденцы.

• Проанализировать полученные результаты.

Методы исследования:

Накопление теоретического материала. 

Проведение опытно-экспериментальной деятельности с целью получения кристаллов из сахара. 

Анализ полученных результатов исследования

Практическая значимость проекта: возможность делать красивые сладости в домашних условиях.

Теоретическая часть

Примерно в V веке до нашей эры в Индии научились получать из сока сахарного тростника кристаллы, которые по виду и вкусу немногим отличались от современного сахара.  

Родиной сахарного тростника считают Новую Гвинею. Большинство учёных убеждены, что именно там люди впервые начали выжимать сладкий сок из стеблей тростника, а потом догадались возделывать растение специально.

В России тростниковый сахар как «заморский» товар стал известен в XIII веке (1273 год) 

Долгое время сахар являлся лакомством, доступным только для царского стола и высшей знати .

Возникновение сахарной промышленности в России относится к началу XVIII века, когда в 1719 году в Петербурге был построен первый сахарорафинадный завод, перерабатывавший привозной тростниковый сахар-сырец .

В начале XIX века для производства сахара в России начали использовать не дорогой импортный сахарный тростник, а отечественную свёклу, поэтому цена на сахар упала. Практически сразу свекольный сахар обогнал тростниковый по объёмам производства в России.

Первый сахарный завод в России заработал в 1802 году в селе Алябьево Чернского уезда Тульской губернии .

Сергачский сахарный завод на территории города был открыт в 1967 году, и с тех работа предприятия не останавливалась. В настоящее время здесь трудится около 800 человек. Сахарная свекла поставляется на завод с полей всего юго-востока области.

Сегодня сахар-песок производится в промышленных масштабах на сахарных заводах по всему миру. Он является важным пищевым продуктом и широко используется в различных отраслях промышленности, включая пищевую, фармацевтическую и текстильную.

Значение слова САХАР по Ожегову: Сахар - Кристаллическое питательное белое сладкое вещество, получаемое из сахарной свёклы или из сахарного тростника.

Существует огромное количество видов сахара. Они выполняют множество важных функций и влияют на вкус, запах и цвет, продлевают срок годности.

Сахар может быть в виде рафинада (кубиков сахара), песка (сахар из небольших кристалликов) и сахарной пудры (сахар похожий на муку).

С сахаром мы можем проводить разные действия, в том числе, кристаллизовать. Кристаллизация – это процесс, когда сахар, растворенный в жидкости, начинает формировать кристаллики на стенках стакана или предметах, находящихся в жидкости. Кристаллизация сахара происходит под влиянием множества факторов: перемешивания, температуры, охлаждения и т.д.

Кристаллы. Что это и какие они бывают?

Для начала обратимся к истории вопроса, почему кристаллы называются кристаллами. Много веков назад среди вечных снегов в Альпах, на территории современной Швейцарии, нашли очень красивые, совершенно бесцветные кристаллы, очень напоминающие чистый лед. Их так и назвали - «кристаллос», по-гречески «лед»; это слово происходит от греческого «криос» - холод, мороз. Горный хрусталь принимали за лед, затвердевший от холода до такой степени, что он уже не плавится.

Я изучил энциклопедии и интернет-сайты и пришел к выводу, что кристаллы — это твёрдые вещества, имеющие естественную внешнюю форму правильных симметричных многогранников. Кристаллы состоят из мельчайших частиц (атомов), которые «упакованы» в определенном порядке. Благодаря этому на их поверхности самопроизвольно возникают плоские грани, которые пересекаются по прямым рёбрам. Кристаллы очень разнообразны и по величине, и по форме. Причем их самой характерной особенностью является то, что кристаллы разных веществ отличаются друг от друга по форме.

Как же образуются кристаллы?

Когда испаряется («высыхает») соленая вода в кастрюле или сладкий чай в стакане, на стенках кастрюли или на дне стакана остается белый налет. В лупу можно разглядеть в нем мелкие блестящие кристаллики соли или сахара. Это пример кристаллизации из раствора. В природе на дне озер, заливов и в море отлагаются кристаллы солей. Кристаллизация из раствора. Отложение соли из морской воды Кристаллы могут образоваться и из пара. Морозные узоры на зимнем окне, иней на деревьях – это результат кристаллизации водяного пара, а именно, вода, содержащаяся во влажном воздухе, при 0°С переходит из газообразного состояния в твердое (кристаллическое)

Кристаллизация водяного пара

Выращивание кристаллов.

Изучая природные кристаллы, человек научился выращивать их искусственным путем. Для многих отраслей науки и техники требуются кристаллы очень высокой чистоты с совершенной кристаллической структурой. Кристаллы, встречающиеся в природе, этим требованиям не удовлетворяют, так как они растут в условиях, весьма далеких от идеальных. А при искусственном выращивании можно получить кристаллы крупнее и чище, чем в природе.

Люди научились выращивать искусственные кристаллы рубина. Используют их для изготовления ювелирных украшений и в часовых механизмах. Выращивают и самые твердые на свете кристаллы алмазы. Сегодня алмаз не камень-украшение, а в первую очередь камень-работник. Благодаря своей исключительной твердости алмаз играет огромную роль в технике. Алмазными пилами распиливают камни.

Удивительно, но выращивать кристаллы можно не только в химических и промышленных лабораториях, но и в домашних условиях. Существует всего два метода выращивания кристаллов в домашних условиях. Это кристаллизация из насыщенного раствора при медленном испарении растворителя или при медленном понижении температуры.

Если приготовить насыщенный раствор, скажем, сахара при температуре 30° и начать охлаждать его до 20°. При 30° в 100 граммах воды растворяется 223 грамма сахара, а при 20° растворяется 205 граммов. Тогда при охлаждении от 30 до 20° 18 граммов окажутся «лишними» и, как говорят, выпадут из раствора. Так получаются кристаллы путем охлаждения насыщенного раствора.

Практическая часть(описание этапов работы над исследовательским проектом и представление продукта (результата проекта)

Проведение эксперимента

Изучив способы выращивания кристаллов в домашних условиях, я решил, что самым безопасным и быстрым способом является выращивание кристаллов сахара.

Для приготовления кристаллических леденцов мне понадобится:

• Вода- 2 стакана ;

• сахарный песок-6-7 стаканов;

• деревянные палочки(2 шт.) для мини-шашлыков или палочки для суши;

• плотная бумага;

• стеклянные стаканы;

• кастрюля;

• пищевые красители.

Этапы исследования:

1.

• В четверти стакана воды сварить сахарный сироп с парой столовых ложек сахара.

• Высыпать немного сахара на бумагу.

• Затем нужно обмакнуть палочки в сироп и собрать ими сахаринки.

• Далее распределить их равномерно на палочках.

• Оставить палочки на ночь сушиться.

2.

• Утром в 2-х стаканах воды на огне растворить 6-7 стаканов сахара.

• Минут на 15 оставить сироп остыть, но не более.

3.

• Разлить сироп по стаканам .

• Добавить пищевые красители.

4.Заготовленные палочки опустить в стаканы с сиропом так, чтобы они не касались стенок и дна стаканов (можно использовать бельевые прищепки).

5.Процесс кристаллизации занял примерно 5 дней.

6. Данные по результатам наблюдения представлены в таблице 1.(приложение1)

Заключение

По результатам наблюдений и построенному графику в рамках проекта на тему "Кристаллизация сахара" мы можем сделать вывод ,что при высокой концентрации сахара в жидкости и высокой температуре сахар полностью растворяется.

При снижении температуры сахар начинает кристаллизоваться на всех поверхностях, с которыми соприкасается (стенки стакана и палочки) и чем ниже температура, тем больше размер кристалла.

Сахарные кристаллы можно увидеть не только в леденцах, но и на вазочке с вареньем или медом (иногда)

Адрес публикации: https://www.prodlenka.org/metodicheskie-razrabotki/621320-issledovatelskaja-rabota-vyraschivanie-krista