Lodowcowe Pole
Nie czyńcie Prawdy groźną i złowrogą, Ani jej strójcie w hełmy i pancerze, Niech nie przeraża jej postać nikogo
60 obserwujących
432 notki
1041k odsłon
2498 odsłon

O herbacie w te trudne dni. Eksperymentów kilka

Cukier inwertowany w świetle laserowym. Zdjęcie: Alpejska
Cukier inwertowany w świetle laserowym. Zdjęcie: Alpejska
Wykop Skomentuj110


Zamknięci w domach będziemy mieć więcej czasu na czytanie książek, majsterkowanie i eksperymentowanie. Co jest dobrym i zdrowym towarzyszem książki? To oczywiście herbata, a najlepiej herbata z cytryną i cukrem.

Pić czy nie pić? Oto jest pytanie!

Ja odpowiadam pić i to dużo. Oczywiście pić dużo herbaty z cytryną…

Przedstawię Wam dzisiaj kilka fizycznych i chemicznych eksperymentów z cukrem i herbatą. Postaram się odpowiedzieć na pytanie, czy najpierw dodawać cukru, a potem cytrynę? A może odwrotnie?

Jak wyprodukować sztuczny miód i jaki ma on związek z osłodzoną herbatą?

Jak pomierzyć lepkość miodu?

Jak odróżnić sztuczny miód od prawdziwego?

I wreszcie, czy herbata z cytryną jest bezpieczna i nie zawiera aluminium?

Kilkanaście lat temu tym problemem zajęła się moja pociecha w 8 klasie niemieckiego gimnazjum w ramach zadania konkursowego. Oto, jaki układ pomiarowy zbudowała.

image

Na tym zdjęciu widzicie dwie zlewki wypełnione sacharozą zmieszaną z wodą w identycznych proporcjach. Do jednej zlewki (nr. 1) dodano naturalny sok z cytryny. Obie zlewki poddano ogrzewaniu u utrzymano temperaturę 80°C przez parę godzin do zagęszczenia substancji. Następnie obie substancje poddano obserwacji pod kątem parametrów fizycznych i chemicznych.

image

Już na pierwszy rzut oka substancje różnią się konsystencją i kolorem. Tam gdzie nie dodano cytryny, substancja ma kolor biały i w dużej części krystaliczną strukturę. Tu zdjęcie pod mikroskopem.

image

W drugiej zlewce substancja ma kolor miodowy i zachowała stan ciekły. Obserwacja obu próbek pod mikroskopem w świetle czerwonego lasera pokazuje pewne różnice w układzie prążków dyfrakcyjnych. Czyli własności optyczne takie jak ugięcie światła tych substancji są różne. Dyfrakcja światła laserowego zachodzi między innymi, kiedy przechodzi ono przez ośrodek o zmiennej impedancji.

image

Powyżej zdjęcie substancji w świetle laserowym ze zlewki, do której była dodana cytryna.

image

Powyżej zdjęcie w świetle laserowym resztek nieskrystalizowanej substancji gdzie do wody dodano jedynie czystą sacharozę.

Jak widać po podgrzewaniu otrzymaliśmy substancje różniące się właściwościami fizycznymi. Próba smakowa pokazuje, że obie substancje zachowały smak słodki, różniący się delikatnie intensywnością. delikatniejszy smak wykazuje substancja która powstała w zlewce z dodatkiem cytryny.

Niestety Salon 24 nie oferuje możliwości wstawienia wzorów chemicznych, więc napisałem na tablicy i sfotografowałem wzór chemiczny sacharozy. Dalej pokazuję Wam, co stało się po dodaniu katalizatora, w postaci kwasku cytrynowego.

image

Zauważcie, że kwasek pozwolił na pocięcie łańcucha sacharozy dokładnie na pół, oraz przyłączenie jednej cząsteczki wody.

Ta nowa substancja to glukoza, chemicznie identyczna z fruktozą. Otrzymane dwie cząsteczki mają właściwości chiralne, czyli wprawdzie ich skład chemiczny - atomowy - niczym się nie różni, ale wykazują symetryczność podobną do naszych dłoni. Różnią się rozmieszczeniem tych atomów w przestrzeni. Czyli możemy też powiedzieć, że fruktoza jest izomerem glukozy.

Zatem kwas pozwala na wyprodukowanie z dwucukru jakim jest sacharoza cukrów prostych, jakimi są glukoza i fruktoza poprzez hydrolizę. W tym przypadku następuje przyłączenie z wody do reakcji jednego atomu tlenu i dwóch atomów wodoru. Dawniej nazywano to sztucznym miodem, dziś rozpowszechniona w cukiernictwie substancja nazywana jest cukrem inwertowanym. Inwertowanym ze względu na to, że substancja ta zmienia własności załamania światła czyli inwersję skręcalności optycznej, która widoczna jest też na zdjęciach powyżej.

W drugiej zlewce pozostała niezmieniona chemicznie sacharoza, która jak widać na załączonym już wyżej zdjęciu, o wiele szybciej buduje kryształy.

Skoro wyprodukowano sztuczny miód to, co zrobić z taką substancją?

Można ją zjeść oczywiście, ale to nie jest takie oczywiste dla rasowego badacza. Przykładowo, można zmierzyć jej lepkość i prześledzić jak zmienia się ona wraz z temperaturą.


Czyli raj dla fizyka.

Wydawałoby się, że nic nudniejszego nie można wymyślić. Ale to fajne ćwiczenie na pomysłowość waszych pociech i naukę metod pomiarowych. Ograniczona ilość substancji celowo komplikuje zadanie. Wasza pociecha musi otrzymać do tego celu jedynie kulkę szklaną i niech sama kombinuje jak dokonać pomiaru. Oczywiście kulka szklana ma określone własności hydrodynamiczne i dzieciakowi należy pomóc odpowiednim wzorem na opór hydrodynamiczny, bo jego wyprowadzenie przekracza materiał matematyki na poziomie szkoły podstawowej. Ale reszta już nie. Obserwacja jak dziecko radzi sobie z rozwiązywaniem zagadnienia, przynosi wiele ciekawych spostrzeżeń, a układów pomiarowych powstaje bardzo wiele niektóre są niezwykle pomysłowe, ale jedynie kilka prowadzi do właściwych pomiarów.

Wykop Skomentuj110
Ciekawi nas Twoje zdanie! Napisz notkę Zgłoś nadużycie

Więcej na ten temat

Salon24 news

Co o tym sądzisz?

Inne tematy w dziale Technologie