ИССЛЕДОВАНИЕ НЕКОТОРЫХ ФИЗИЧЕСКИХ И ХИМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ СОЛИ ПОВАРЕННОЙ (ПИЩЕВОЙ)

 (Естествознание (физика))

                                                                            Автор: 

                                                                               Бигнов Дмитрий Уралович

                                                                               МБУ ДОД ЦВР «Истоки»,

                                                                           класс 4

                                                                                Руководитель:

              Макушкина Светлана Ивановна

               учитель       начальных классов,

              МБОУ   прогимназия № 133

Челябинск – 2015 г.

Содержание

Введение                                                                                                              3

1 Что такое соль                                                                                                          3

2 Исследование некоторых физических и химических свойств соли              5

Заключение                                                                                                        10

Список литературы                                                                                          11

Введение

Цель работы – исследовать некоторые физические и химические свойства соли поваренной.

Задачи:

1. Выяснить, что такое соль, как её получают и где  применяют
2. Продемонстрировать влияние количества растворенной соли на плотность воды
3. Продемонстрировать влияние соли на проводимость воды электрического тока
4. Продемонстрировать способ производства соли методом выпаривания
5. Продемонстрировать влияние соли на температуру замерзания воды
6. Продемонстрировать влияние соли на цвет пламени огня
7. Продемонстрировать способ производства газа хлора из соли при помощи электричества

1. Что такое соль

Соль поваренная является минеральным природным веществом и очень важным компонентом человеческой пищи. Имеются свидетельства того, что добыча поваренной соли осуществлялась еще за III–IV тысячи лет до нашей эры в Ливии. Соль выпаривают из воды, добывают из недр земли, из морской воды. Мировые геологические запасы соли практически неисчерпаемы.

Поваренная соль – единственный минерал, который непосредственно употребляется в пищу. Чистая поваренная соль состоит из хлорида натрия NaCl. В природе соль встречается в виде минерала галита — каменной соли. Поваренная соль используется в пищу после промышленной очистки галита. Галит формируется в виде кристаллов от бесцветного до белого, светло– и тёмно–голубого, жёлтого и розового. Окраска связана с примесями.

Хлорид натрия находится в природе в уже готовом виде. В небольших количества она встречается повсеместно. Но особенно её много в морской воде и в соленых озерах и источниках, в больших массах она встречается в виде твердой каменной соли.

Подсчитано, что в морской воде всех морей и океанов содержится приблизительно 50•10¹⁵ тонн различных солей. Эта соль могла бы покрыть весь земной шар пластом толщиной в 45 м. На долю поваренной соли приходится большая часть 38•10¹⁵тонн. В одном литре океанской воды содержится около 26–30г. поваренной соли. Большие количества соли содержатся в соляных озёрах. На территории нашей страны особенно богатыми запасами соли отличаются озера Эльтон и Баскунчак. Запасы соли здесь почти неисчерпаемы. Эльтонское озеро занимает площадь в 205,44 км2, и дно его покрыто пластом поваренной соли толщиной более 5 м. Озеро Баскунчак расположено в 53,5 км от Волги. Оно занимает поверхность в 190 км2, и на его имеется три пласта соли: верхний, ныне разрабатываемый, в 6,5 и 9 м, средний в 2 м и нижний – свыше 13 м, причем запас соли только в одном верхнем пласте исчисляется примерно в 720 миллионов м³. Глубина озера не более полуметра зимой и весной, летом же этот слой воды испаряется. Это озеро расположено на вершине соляной горы, которая уходит вниз на глубину более километра. Эта соль на 99% состоит из NaCl.

Твердая или каменная соль образует под землей огромные горы, не уступающие по величине высоким пикам Памира и Кавказа. Основание этой горы лежит на глубине 5–8 км, а вершины поднимаются до земной поверхности и даже выступают из нее. Также гигантские горы называют соляными куполами. При высоких давлениях и температурах соль в недрах земли становится пластичной. При этом соль поднимет, или протыкает породы, лежащие над ней. Огромные подземные горы каменной соли находятся на Прикаспийской низменности, в отрогах Урала, в горах средней Азии. В Таджикистане находятся самые высокие соляные купола.

По способу добывания соль делится на несколько видов:
• каменная добывается горным способом, с помощью подземных разработок.
• самосадочная соль или озёрная, добывается из пластов на дне соляных озёр;
• садочная соль получается выпариванием или вымораживанием из воды лиманов;
•    выварочная соль получается выпариванием из подземных вод.

В 1960–е годы с легкой руки Герберта Шелтона и Поля Брэгга поваренную соль окрестили “белой смертью”, и это утверждение бытует до сих пор. Все началось с объявления соли виновницей гипертонии, почечной недостаточности, ишемической болезни сердца и ожирения. Отчасти это верно.

Итак, соль является важным элементом, обеспечивающим жизнедеятельность человека и животного мира, а также товаром, имеющим огромное промышленное применение. Соль является основой для производства химических продуктов (хлора и каустической соды), на базе которых изготовляется множество пластмасс, алюминия, бумаги, мыла, стекла. По подсчетам специалистов, соль в современных условиях прямо или косвенно имеет свыше 14 тысяч областей применения.

Натрий, входящий в состав соли, является одним из необходимых для осуществления жизненно важных функций организма человека. В нашем организме около 50% всего натрия находится во внеклеточной жидкости, 40% – в костях и хрящах, около 10% – в клетках. Натрий входит в состав желчи, крови, цереброспинальной жидкости, сока поджелудочной железы, женского молока. Он необходим и для нормальной работы нервных окончаний, передачи нервных импульсов и мышечной деятельности, включая мышцы сердца, а также для усвоения определенных питательных веществ тонким кишечником и почками. Надо иметь в виду, что натрий мы потребляем не только с поваренной солью, но и с другими соединениями натрия в виде консервантов (нитрат натрия), вкусовых добавок (глутамат натрия) или разрыхлителей (бикарбонат натрия).

Хлор, в свою очередь участвует в образовании особых веществ, способствующих расщеплению жиров. Необходим в образовании соляной кислоты – основного компонента желудочного сока, заботится о выведении из организма мочевины, стимулирует работу половой и центральной нервной систем, способствует формированию и росту костной ткани. Мышечная ткань человека содержит 0,20–0,52% хлора, костная – 0,09%; основная масса этого микроэлемента содержится в крови и внеклеточной жидкости.

Очень широко люди используют соль в быту, при консервировании и солении пищевых продуктов: рыбы, мяса, овощей, грибов и т. д. Дело в том, что соль имеет уникальное свойство – убивать бактерии и микробы, которые вызывают гниение и порчу продуктов. На этом же свойстве основано производство мясных и рыбных консервов. Такие продукты очень долго не портятся, долго хранятся и могут применяться в пищу даже через несколько недель после их приготовления.

Однако применение соли не ограничивается только кулинарией. Соль полезна и с медицинской стороны. В поваренную соль добавляют минеральное вещество йод, и получается йодированная соль. Ее используют для профилактики недостатка йода в организме, который может привести к заболеванию щитовидной железы. В последнее время стало еще принято добавлять в соль другое минеральное вещество – фтор (фторирование соли). Ее применение является хорошей профилактикой кариеса.

Хлорид натрия применяют для получения физиологического раствора. Физиологический раствор это 0,85% раствор NaCl в воде. Столько хлорида натрия содержится в крови человека. При заболеваниях, в результате которых организм теряет большое количество воды, человеку вливают физиологический раствор.

2 Исследование физических и химических свойств соли

Поваренная соль имеет вид бесцветных кристаллов, но с различными примесями его цвет может принимать голубой, фиолетовый, розовый, жёлтый или серый оттенок. Температура плавления 800,8 С, кипения 1465 С. Умеренно растворяется в воде.

Фото 1   - Внешний вид, вид кристаллов соли (увеличенный), вид упаковки.

• Растворимость соли в воде

Оборудование: три стакана, электронные весы, поваренная соль, вода, три яйца, тара. В первый стакан с пресной водой бросаем яйцо и оно тонет. Во второй стакан растворяем 20 г соли на 200 мл (10г на 100 мл) и бросаем яйцо. Соль растворяется полностью. Яйцо не тонет и не всплывает. В третий стакан растворяем 60 г соли на 200 мл (30г на 100 мл) и бросаем яйцо. Соль растворилась не полностью. Яйцо не тонет и плавает на поверхности. Объяснение: с увеличением количества растворенной соли в воде увеличивается плотность воды и в какой-то момент она становится равна плотности яйца (второй стакан, где яйцо не тонет и не всплывает). При высокой концентрации соли плотность воды становится больше плотности яйца и яйцо всплывает. По этой же причине в морской воде человеку легче держаться на плаву, чем в пресной воде озера или реки.

Фото 2   - Разные концентрации соли дают разную плотность воды, в которой яйцо ведет себя по разному. В сильном растворе соли яйцо всплыло, в слабом растворе яйцо плавает в толще воды, в пресной воде яйцо утонуло.

• Влияние соли на температуру замерзания воды

Оборудование: форма для люда, морозильник, вода, слабый соляной раствор, сильный соляной раствор. Проведение: В формы помещаем пресную воду, слабый раствор и сильный раствор соли. Ставим в морозильник на 2 часа. После этого пресная вода образовала крепкий лед, слабый раствор соли получился слабый лед с жидкой фазой. Крепкий раствор соли вообще не кристаллизовался, остался в жидком состоянии. Объяснение: Соль уменьшает температуру кристаллизации воды. В быту данное свойство применяется зимой на дорогах: при гололеде дороги посыпают смесью соли щебенки. Соль при этом растворяет лед.

Фото  3       - Три пробы воды до морозильника

Фото 4 -  Три пробы воды после 2 часов в морозильнике

Фото 5 -  Кристаллы пресной воды и слабого соляного раствора

• Влияние соли на способность воды проводить электрический ток

Оборудование: блок батареек АА – 3 шт, зажимы крокодилы, светодиод с крокодилом, чашка, раствор соли, вода. Проведение: Закрепляем один крокодил с краю чашки, так чтобы он касался соляного раствора. Второй крокодил блока батарей соединяем с крокодилом светодиода. Вторую клемму светодиода опускаем в соляной раствор, при этом светодиод загорается ярким светом. Если мы заменим в чашке соляный раствор на простую воду, то при опускании клеммы в воду светодиод загорится слабым (тусклым) светом. Объяснение: Соль увеличивает проводимость воды, т.е. в соляный раствор лучше передает электрический ток.

Фото 6 -   Общая схема  опыта – цепь разомкнута

Фото 7 -   Раствор соли (яркое свечение светодиода) и с пресная вода (тусклое свечение светодиода)

• Производство хлора из соляного раствора при помощи электрического тока

Оборудование: блок батареек АА – 3 шт, зажимы крокодилы, чашка, раствор соли. Проведение: Закрепляем крокодилы по краям чашки, так чтобы они касались соляного раствора. При этом на клеммах начинает происходить химическая реакция. На черном крокодиле раствор начинает пузыриться и образуется газ хлор, мы его чувствуем по запаху. На красном крокодиле образуется газ водород. Объяснение: Таким образом, производится газообразный хлор из раствора соли для дальнейшего использования в химической промышленности при помощи электрического тока.

Фото 8  - Собранная схема и крокодил, на котором образуется газообразный хлор.

• Производство соли выпариванием

Оборудование: чашка, сухое горючее, подложка, раствор соли. Проведение: Нагреваем раствор соли до кипения и даем выкипеть воде. В результате в чашке останутся кристаллы поваренной соли. Объяснение: Таким образом, производится соль из морской воды.

Фото  9 -Схема опыта и кипящий раствор соли

 Фото 10 -  Кристаллы соли образовавшиеся после выпаривания воды.

• Создание желтого цвета огня при помощи соли

Оборудование: горелка, нихромовая проволока, соль, подставка. Возьмем железную проволочку с ушком. Положим на это ушко несколько кристаллов соли и подержим над нижней частью пламени спиртовки. Все пламя тотчас же окрасится в желтый цвет.

Фото 11 - Пламя горелки голубого цвета и с солью на нихромовой проволоке с ярко выраженным желтым пламенем.

Заключение

Соль  - одно из уникальных веществ нашей планеты. Область её применения обширна.  Цель, поставленная в начале работы – исследовать некоторые физические и химические свойства соли поваренной, достигнута. Были продемонстрированы опыты, приводящие к выводам:

• С увеличением количества растворенной соли в воде увеличивается ее плотность.
• Соль увеличивает проводимость воды электрического тока.
• Соль уменьшает температуру замерзания воды
• Соль окрашивает цвет пламени в желтый цвет
• Из раствора соли можно получать соль методом выпаривания
• Из раствора соли можно получать газ хлор при помощи электрического тока.

Список литературы

      1 .    ru.wikipedia.org    Википедия

2.       http://n-t.ru/ri/kk/hm03.htm     Химия вокруг нас (Юрий Кукушкин)

3.       http://dic.academic.ru/contents.nsf/brokgauz_efron/