Методическое пособие Интеграция курсов химии и специальных дисциплин с целью повышения качества подготовки специалистов сферы обслуживания
Интеграция курсов химии и специальных дисциплин с целью повышения качества подготовки специалистов сферы обслуживанияИванова Г.Е.
ТОГБОУ СПО «Колледж торговли, общественного питания и сервиса»
В методическом пособии представлен опыт работы по реализации интегративного подхода к учебно-воспитательному процессу в учреждениях системы НПО и СПО, в частности интеграции курсов химии и специальных дисциплин при подготовке специалистов сферы обслуживания.
Пособие содержит методические разработки интегрированных уроков и внеклассных мероприятий с профессиональной направленностью, программы кружков, образцы профессионально-ориентированных заданий, творческие работы студентов.
Пособие предназначено для преподавателей колледжей, учителей-предметников, может быть полезно руководителям методических объединений и администрации образовательных учреждений.
Содержание
1.Интеграция курсов химии и специальных дисциплин с целью повышения качества подготовки специалистов сферы обслуживания.
2.Методические разработки.
2.1. Методическая разработка открытого урока по химии - «мастерская построения знаний»
Тема: «Химия запахов» (Зависимость свойств органических веществ от химического строения)
2.2. Методическая разработка исследовательского проекта «Чипсы: вред или польза?»
3.Профессионально-ориентированные задания для самостоятельной работы студентов по формированию умений и навыков при изучении химии.
3.1. Практические работы с профессиональной направленностью.
3.2. Задачи с производственным содержанием.
3.3. Гетерогенные тестовые задания для контроля знаний.
3.4 Карточки – задания с профессиональной направленностью
4. Внеклассная работа.
4.1. Программа кружка «Химия и пища».
4.2. Информационно - исследовательский проект «Использование метода колоночной хроматографии для обнаружения ионов тяжелых металлов в продуктах питания»
4.3. Открытый классный час - Экологическая панорама «В мире информационных знаков»
Интеграция курсов химии и специальных дисциплин с целью повышения качества подготовки специалистов сферы обслуживания.
Химическое образование, являясь компонентом общего, составляет базис для всех уровней профессионального образования. Преподавание химии в системе НПО, СПО имеет свою специфику, которая состоит в необходимости сочетания общеобразовательных функций обучения с формированием профессиональных знаний и умений. Профессиональная направленность преподавания химии стимулирует процесс познания обучающихся, способствует формированию не только химических компетенций, но и компетенций в сфере профессиональной деятельности.
В настоящее время наблюдается снижение качества знаний обучающихся и отсутствие мотивации к учебе, в том числе и к химии. Но эти проблемы можно решить за счет профилированного преподавания Обучающиеся будут заинтересованы в изучении химии, поймут актуальность этих знаний, если теснейшим образом связывать предмет с профессией. Ведь их главная цель – стать хорошим специалистом. Можно будет добиться глубоких знаний по химии и способствовать реализации основной цели колледжа-подготовки высококвалифицированных специалистов.
Основные задачи профилированного курса химии:
-доказать определяющую роль межпредметных связей в развитии системного и творческого мышления обучающихся, в формировании их познавательной активности, самостоятельности и интереса к химии;
-скорректировать программу по химии с учетом межпредметных связей со специальными дисциплинами;
-совершенствовать содержание образования, методы и формы организации учебно-воспитательного процесса с учетом профессиональной направленности;
-разработать дидактический материал для реализации занятий на основе профессиональной направленности;
-использовать интегрированные формы учебной и внеклассной работы, межпредметные проекты, исследовательскую деятельность студентов с опорой на профессиональные знания и умения;
-доказать эффективность реализации профилированного обучения химии, повысить качество знаний обучающихся.
Химия имеет большое значение в общеобразовательной и профессиональной подготовке обучающихся. В процессе учебы они знакомятся с большим количеством веществ, которые являются либо объектами их будущей профессиональной деятельности, либо исходными материалами для получения той продукции, которую они производят в процессе работы. Поэтому учащимся необходимо знать строение веществ, уметь выявлять зависимость между строением и свойствами, структурой и реакционной способностью веществ. Особенно тесно связана с профессиями повар, кондитер, продавец, закройщик, парикмахер органическая химия. Специфическими объектами труда этих специалистов являются материалы, представляющие собой природные или синтетические органические полимеры. Поэтому преподавание химии осуществляется в тесной связи с профессией, интегрировано с курсами материаловедения, товароведения и технологии.
Реализация интеграции курса химии и специальных дисциплин:
Совершенствование содержания образования.
-Перераспределение тем в учебных программах во взаимосвязи со специальными предметами. Практически все темы, изучаемые по программе химии дополняются сведениями, раскрывающими применение того или иного вещества, или класса соединений, или явления в профессии. Например, жиры изучают все, но для будущих поваров, кондитеров тему дополняем вопросами «Изменение жиров при тепловой обработке», а для парикмахеров- «Жиры как основа питательных и макияжных кремов». Это позволяет углубить и расширить профессиональные знания обучающихся на базе знаний по органической химии.
-Перераспределение учебного времени на изучение отдельных тем или конкретного учебного материала в рамках одной темы в пользу более значимого с профессиональной точки зрения материала; обзорного изучения тем, содержание которых в меньшей мере затрагивает спецпредметы.
Межпредметные связи (примеры).
Профессия Химия Специальные дисциплины
Повар Тема «Белки» Технология приготовлении пищи, темы «Блюда из рыбы», «Блюда из мяса», «Блюда из яиц и яичных продуктов», «Блюда из молочных продуктов».
Кондитер Тема «Углеводы» Технология приготовления мучных кондитерских изделий», темы «Приготовление бисквитного теста», «Сиропы», «Приготовление дрожжевого теста».
Продавец продовольственных товаров Тема «Спирты» Товароведение продовольственных товаров, темы «Алкогольные напитки», «Молочнокислые продукты»
Продавец непродовольственных товаров Тема «Пластмассы» Товароведение непродовольственных товаров, темы «Товары из пластмасс», «Электробытовые товары»
Закройщик Тема «Волокна: химические, натуральные» Материаловедение, темы «Классификация волокон», «Классификация тканей»
Парикмахер Тема «Амины» Материаловедение, тема «Красители»;
Тема «Сложные эфиры» «Парфюмерно-косметические средства».
Система уроков с профессиональной направленностью.
В процессе обучения используем нетрадиционные формы уроков: деловые и ролевые игры, конференции, интегрированные уроки химии и специальных дисциплин, которые направлены на совмещение теоретических знаний по химии с их практическим применением. На уроках включаем обучающихся в разные виды коммуникативной деятельности. Лидеры реализуют свои возможности в роли консультантов в группах или членов жюри на уроках-конкурсах. Учащиеся осваивают профессиональную деятельность, играя роли лаборантов, бригадиров, мастеров и др.
Комплексное методическое обеспечение предмета.
Профессиональная направленность курса химии учитывается при разработке программ, уроков, при изготовлении наглядных пособий и раздаточного материала (карточки-задания с профессиональной направленностью, профессионально-ориентированные тестовые задания), в оформлении кабинета химии . Все профилированные дидактические материалы побуждают обучающихся к изучению химии и специальных предметов, расширению объема знаний путем получения дополнительной информации, формированию навыков и умений, творческому поиску.
Особая роль в преподавании химии отводится химическому эксперименту, который так же профессионально ориентирован. Например: лабораторная работа «Исследование свойств белков», практическая работа «Анализ пищевых продуктов», «Получение мыла из жиров» и др.
Использование в процессе преподавания заданий, задач, упражнений с профессиональной направленностью обеспечивает применение учащимися на практике полученных знаний, развитие творческого и логического мышления, проявление индивидуальности и самостоятельности. Наиболее эффективными являются расчетные задачи, так как отражают специфику конкретной профессии, позволяют углубить и расширить профессиональные знания учащихся. Пример( задача: оливковое масло обладает очень ценными свойствами- в нем очень высокое (55-83%) содержание ненасыщенной олеиновой кислоты( в отличие от подсолнечного масла, где ее в 2-3 раза меньше).Какое количество (моль) олеиновой кислоты может содержаться в 10 г оливкового масла ? Ответ: n = 1,95-2,94 моль.
Внеклассная работа.
-Для углубления и совершенствования знаний будущих поваров и кондитеров разработана программа кружка «Химия и пища», в которой знания базового курса химии используются для более детального изучения материала в профессиональной деятельности. На занятиях у учащихся формируется интерес к химии, поскольку раскрываются химические секреты поварского дела. Темы занятий имеют практическое значение, насыщены химическим экспериментом, связаны с жизнью. Обучающиеся используют знания, полученные на занятиях кружка при выполнении творческих работ, исследовательских проектов.
- В развитии познавательного интереса учащихся к химии значительное место отводится профессионально направленным внеклассным мероприятиям (например: классные часы «Химия и парфюмерия», «Все о пище с точки зрения химика», экологическая панорама «В мире информационных знаков», ток-шоу «Экология жилища» и др.)
6.Самостоятельная работа обучающихся.
Формирование у обучающихся умений самостоятельно пополнять знания, ориентироваться в огромном потоке информации-одно из направлений совершенствования качества подготовки специалистов. В колледже уделяется особое внимание организации профессионально-ориентированной самостоятельной работы учащихся. Используем различные ее виды: творческие работы, опережающие домашние задания, подготовка докладов, рефератов, изготовление наглядных пособий, выполнение межпредметных проектов и др .(Примеры тем: «Применение углеводов в моей профессии», «Химико-технологические свойства белков», «Полимеры на кухне» и др.»
7.Исследовательская деятельность студентов.
В колледже работает научное общество студентов «Интеллект». В рамках которого студенты разрабатывали и реализовывали межпредметные информационно-исследовательские проекты «Питание и здоровье», «Чипсы: вред или польза?», «Пищевые добавки и здоровье». Защита проектов проходила на научно-практических конференциях, экологических форумах. Проведенные ученические исследования очень актуальны и значимы для студентов колледжа, так как способствуют формированию их профессиональных компетенций и конкурентоспособности на рынке труда.
Непрерывное химическое образование в системе «НПО-СПО-ВПО».
Современный рынок труда предъявляет высокие требования к выпускникам колледжей. Потребность обучающихся в овладении профессией на более высоком уровне в последнее время увеличилась. Выпускники колледжа (НПО) продолжают свое образование на 4 и 5 курсах по программам СПО, а далее в вузах-МичГАУ(по сокращенной программе), Московском государственном университете технологий и управления. Таким образом, в группах технологов мы реализуем непрерывное химическое образование с целью повышения уровня подготовки специалистов общественного питания. Предметы химического профиля «Физическая и коллоидная химия», «Аналитическая химия и технохимический контроль в общественном питании» являются базой для изучения специальных дисциплин: технологии приготовления пищи, товароведения, технологического оборудования. Знание физической и коллоидной химии, научного обоснования технологических процессов пищевой промышленности, необходимо технологу общественного питания, так как он в своей работе сталкивается с физико-химическими процессами, происходящими при хранении и обработке пищевых продуктов. Методами аналитической химии определяют качество сырья, полуфабрикатов, готовой продукции, норм вложения сырья и др., что позволяет рационально использовать сырье, предупреждать возникновение брака и получать продукцию наилучшего качества.
Таким образом, интеграция курса химии с предметами профессионального цикла убеждает обучающихся в том, что химические знания имеют прямое отношение к выбранной профессии и должны использоваться в их профессиональной деятельности. Профессиональная направленность преподавания химии стимулирует лучшее усвоение материала, повышает интерес к предмету, формирует способности к системному и творческому мышлению, повышает качество знаний обучающихся, способствует личностному и профессиональному росту, творческой самореализации.
Методические разработки
2.1.Методическая разработка открытого урока по химии –
«мастерская построения знаний»
Тема: «Химия запахов»
(Зависимость свойств органических веществ от химического строения)
Цели урока:
Образовательная: - обобщение и систематизация знаний обучающихся по теме «Зависимость свойств органических веществ от химического строения»
Воспитательная: - формирование опыта творческой деятельности,
опыта делового общения;
развитие социальной активности обучающихся
через установление межпредметных связей,
химии с историей, биологией, медициной,
литературой, товароведением продовольственных товаров, товароведением непродовольственных товаров;
-формирование уважительного отношения к труду
и выбранной профессии – торгового работника.
Развивающая: - создание условий для развития умения самостоятельно приобретать знания, используя различные источники информации;
- развитие творческого мышления, памяти, внимания, наблюдательности.
Методическая: - использование дифференцированной групповой работы для организации самостоятельной учебно-познавательной деятельности обучающихся при проведении урока повторения и обобщения знаний.
Форма проведения: мастерская построения знаний.
Тип урока:
1.По дидактической цели – совершенствование знаний, умений, навыков.
2.По способу организации – повторительно-обобщающий урок
с использованием дифференцированной групповой работы.
Методы обучения: самостоятельная работа обучающихся на
разных уровнях учебно-познавательной деятельности ( работа с текстом, работа с дополнительной литературой, подготовка выставки продовольственных и непродовольственных товаров, изготовление таблиц, раздаточного материала.)
сообщения учащихся;
лабораторные опыты;
демонстрация натуральных образцов, схем, таблиц.
Оборудование:
1.Раздаточный материал:
2 пакета информации по 6 вариантов
тестовые задания- 2 варианта
таблица «Кислородосодержащие органические соединения, входящие в состав продовольственных товаров»
2.Таблицы:
«Классификация запахов»
«Классификация ароматических веществ»
(сырьё для производства парфюмерно-косметических товаров)
3. Реактивы и оборудование для лабораторного опыта
штативы для пробирок
пробирки с пробками
- этиловый спирт
- формалин
ацетон
уксусная кислота
изоамилацетат
диэтиловый эфир
- 2 -
4.Выставочные материалы:
- цветы (герань, фиалка, роза, гвоздика.)
- образцы продовольственных товаров
(фрукты, пряности, алкогольные и безалкогольные напитки, чай, кондитерские изделия)
-образцы непродовольственных товаров: (парфюмерные и косметические товары)
-рефераты обучающихся.
5.бумага, маркеры, номера групп.
Междпредметные связи: история , биология, литература, товароведение продовольственных товаров, товароведение непродовольственных товаров
Методическое обоснование урока:
Изучение обучающимися органической химии завершается разделом «Обобщение знание по курсу органической химии», который включает 5 тем. Одна из них «Зависимость свойств органических веществ от химического строения». На её изучение я отвожу 2 повторительно - обобщающих урока. Первый из них – нетрадиционный урок по теме «Химия запахов».
Урок проводится по схеме обучающей модели « Французские мастерские» с использованием групповых технологий.Учебный материал содержит сведения из разных областей науки, что делает урок интегрированным и расширяет кругозор учащихся , даёт им возможность использовать полученные знания в повседневной жизни , в будущей профессиональной деятельности .Таким образом проявляется прикладной аспект химии .
Качество образования определяется не только при обретенным объёмом знаний и развитием необходимых умений , но и сформированным опытом деятельности ,уровнем общей компетентности человека .Важнейшая задача преподавателя- не руководить , а поддерживать и направлять обучающихся , не давать готовые задания , а учить добывать их .Именно этим я руководствовалась при выборе в качестве метода обучения самостоятельной работы ,учащихся на разных уровнях учебно-познавательной деятельности .
Первый уровень - репродуктивный .Для изучения предлагаются тексты, которые надо прочитать ,понять и подготовить по ним краткие сообщения (опережающее домашнее задания )
Второй уровень – учебно - поисковый В предложенных формулах веществ учащимся надо найти функциональную группу , объединяющую вещества в один класс ,а затем определить одно вещество данного класса по описанию и запаху.
Третий уровень – творческий. Необходимо охарактеризовать органическое вещество по плану ( на следующем уроке ). Подготовить сообщения , таблицы , раздаточные материалы , выставку продовольственных и непродовольственных товаров по теме «Запахи в профессии торгового работника.
Форма организации познавательной деятельности – дифференцированная групповая работа, в результате который каждая группа вырабатывает общее мнение по заданной проблеме и делает сообщение об итогах своей работы для всех учащихся, реализуя тем самым идею взаимообучения. Таким образом, данный урок можно назвать « мастерской построения знаний .» Он в полной мере предоставляет простор для проявления способностей учащихся .Урок ориентирован на тот уровень , который обучающиеся могут достичь под руководством и с помощью преподавателя, т. е. на зону их ближайшего развития. Для того чтобы закрепить знание и умения обучающихся на следующем уроке планирую самостоятельную групповую работу с оценкой конечных результатов. Следовательно, «мастерская построения знаний», позволяет ориентироваться на заранее запланированный результат.
План урока.
1.Вступительное слово преподавателя.
2.Самостоятельная групповая работа обучающихся (группы по 4-5 человек, 6 групп.)
Проблемная ситуация: закончить фразу «Запах – это …»
Краткие сообщения представителей всех групп по итогам своей домашней работы .Тематика сообщений:
А) «Запахи имеют историю »
Б) «Натуральные и синтетические душистые вещества».
В) «Природа запаха. Классификация запахов. Свойства душистых веществ»
Г) «Значение запахов для человека»
Д) «Влияние запахов на человека»
Е) «Значение запахов для животных»
3) Решение проблемной ситуации. Определение понятия (запах)
4) Выполнение задания: «Ознакомится с первым пакетом информации, найти в предложенных формулах веществ функциональную группу, объединяющую вещества в один класс»
Выступление представителей групп.
Выполнение задания: «Ознакомится со вторым пакетом информации , определить вещества по описанию и запаху» (лабораторный опыт).
Сообщение по итогам работы.
3.. Обобщающий вывод.
4. Задание на дом: вспомнить план характеристики органического вещества, по нему охарактеризовать одно вещество.
5. Вопрос: «Где могут использоваться запахи?»
Ответ: - стихотворение Дж. Родари « Чем пахнут ремёсла?»
6. Самостоятельная групповая работа творческого характера.
Итоги домашней работы по теме: « Запахи в профессии торгового работника»
1)Подготовка сообщений
Тематика сообщений:
«Парфюмерно–косметические товары»
(демонстрация образцов товаров)
«Парфюмерные жидкости, их сырьё. Классификация ароматов» (схема – таблица «Натуральные и синтетические душистые вещества»)
«Парфюмерные жидкости: технология изготовления, показатели качества»
«Запах и вкус – показатели качества продовольственных товаров» (демонстрация образцов товаров)
«Ароматические вещества как вкусовые добавки в пищевые продукты».
2) Изготовление таблиц:
а) «Классификация запахов»
б) «Натуральные и синтетические душистые вещества» (схема)
в) «Кислородосодержащие органические соединения, входящие в состав продовольственных товаров» (раздаточный материал)
3)Подготовка выставки образцов продовольственных и непродовольственных товаров.
7. Подведение итогов.
8. Выполнение тестового задания по двум вариантам по теме «Химия запахов», его проверка.
9. Рефлексия (Рефлексивный тест, его оценка).
Ход урока.
1.Вступительное слово преподавателя.
а) Оргмомент (приветствие, отметить отсутствующих)
б) Сообщение целей урока, плана его проведения.
- Закончив изучение органической химии, мы подводим итоги, обобщаем и систематизируем полученные вами знания.
Тема двух последующих уроков «Зависимость свойств органических веществ от химического строения» И сегодня мы проводим первый урок. Обратите внимание, на моем столе цветы, на демонстрационном столе фрукты, парфюмерия. Все эти предметы связаны с темой нашего урока «(Химия запахов)», запишите её в тетрадь пожалуйста.
Давайте определим цель, которую мы сегодня должны достигнуть
Ученик:
Мы должны установить связь такого свойства как запах и его химическим строением.
Преподаватель: Да, т.е. используя все свои знания, а также дополнительную информацию, ещё раз доказать, что свойства вещества зависят от его химического строения.
Урок наш сегодня необычный, нетрадиционный, к нему мы готовились заранее. Все учащиеся разделились на 6 групп, в которых есть старший, который будет направлять её работу по выполнению определённых заданий.
И так начинаем.
Запахи сопровождают нас повсюду доставляя приятные или не очень приятные ощущения, предупреждают, напоминают о кухонной плите, нагретых утюгах. Запахи создают определённый психологический настрой, зовут в дорогу, а порой останавливают, не пускают. Мы привыкаем к ним на столько, что уже не замечаем, но не перестаём удивляться их бесконечному разнообразию и нашей удивительной способности их распознавать.
2.Самостоятельная групповая работа.
а) Проблемная ситуация.
На доске написано начало фразы: «Запах – это …………..»
Попытайтесь закончить фразу, запишите её в тетрадь. Кто может прочитать?
Ученик:
Запах – это свойство вещества, воспринимаемое органами чувств (обонятельными рецепторами) расположенными у человека в носу.
Преподаватель: Принимаем определение.
Но чтобы наиболее полно ответить на этот вопрос, давайте подведем итоги вашей домашней работы. Каждой группе было дано домашнее задание, текст по определённой теме. Нужно было его осмыслить и подготовить по нему краткое сообщение, с которым выступить на уроке.
б) Сообщение представителей групп. Приложение 1
в) Решение проблемной ситуации.
Вот теперь вы можете, закончить фразу на доске «Запах – это …….».
Ученик:
Запах – это свойство вещества, которое распознаётся органами чувств и используется для оценки пищи и окружающей среды.
Преподаватель: А теперь посмотрите на доску, сравните и запишите в тетрадь определение или просто дополните его «Запах – это свойство вещества, которое распознаётся обонянием и используется для гигиенической оценки окружающей среды и пищи»
г) Выполнение задания № 1
У вас на столах лежат два пакета информации.
Задание первого пакета:
Ознакомиться с содержанием, найти в предложенных формулах веществ функциональные группы, объединяющие эти вещества в один класс, записать её на листе бумаги и в тетрадях, указать класс органических веществ и характер их запахов.
Приложение 2
Отчёты групп о работе (Ответы).
д) Выполнение задания 2
Задание второго пакета информации:
Определить вещества по описанию и запаху, сделать сообщение по итогам работы в группе
Для того, чтобы выполнить это задание вы должны провести лабораторный опыт «Определение вещества по запаху», поэтому нам необходимо вспомнить правила техники безопасности (Т Б)
Ученик:
Правила ТБ при определении запаха веществ.
Нюхать вещества ,можно только направляя к себе движением руки струю газа или пара, держа отверстие пробирки с веществом на некотором расстоянии от лица (показ).
С сильно пахнущими вещества и ядовитыми веществами нужно работать в вытяжном шкафу.
Нельзя пробыть вещества на вкус.
Приложение № 3
Отчёты групп о работе (ответы).
3. Вывод:
Ученик:
Выполнив два этих задания мы установили, что запах вещества определяется ого химическим строением.
Преподаватель: Связь между запахом органических соединений и их строением экспериментально изучалась многими исследователями. Доказано, что большое влияние на запах оказывает величина молекулы (чтобы человек воспринимал данное химическое вещество как пахучее, необходимо чтобы оно имело молекулярную массу не менее 17 (как NH3) и не более 300 (как алкалоиды) .) Такое вещество должно – иметь ненасыщенные (кратные) молекулярные связи и атомные группы (одорофоры) например альдегидную эфирную, гидроксильную , карбоксильную, обладать определёнными физико-химическими свойствами, жиро – и водорастворимостью , летучестью при обычных условиях и др.
4. Домашнее задание:
Хочу обратить ваше внимание на доску. План характеристики органического вещества (приложение № 4). Вы по этому плану уже работали, в тетрадях он записан. Поэтому к следующему уроку в качестве домашнего задания, вы должны охарактеризовать одно вещество на выбор (можно, из тех, которые использовали сегодня, по этому плану.) Т.О. вы подготовитесь к самостоятельной работе.
5.Вопрос:
Где могут использоваться запахи?
Ответить на него поможет детское стихотворение Джанни Родари «Чем пахнут ремёсла?»
Давайте все вместе вспомним.
Стихотворение: Чем пахнут ремесла?
У каждого дела запах особый.
В булочной пахнет тестом и сдобой.
Мимо столярной идёшь мастерской –
Стружкою пахнет и свежей доской.
Пахнет маляр скипидаром и краской.
Пахнет стекольщик оконной замазкой.
Куртка шофёра пахнет бензином
Блуза рабочего –маслом машинным.
Пахнет кондитер орехом мускатным,
Доктор в халате – лекарством приятным.
Рыхлою землёю, полем и лугом
Пахнет крестьянин, идущий за плугом.
Рыбой и морем пахнет рыбак.
Только безделье не пахнет никак
Сколько ни душится лодырь богатый,
Очень неважно он пахнет, ребята!
6.Самостоятельная групповая работа творческого характера.
И конечно же, мы не можем не уделить внимание выбранной вами профессии – продавца, торгового работника.
Всем группам было дано домашнее задание по теме: «Запахи в профессии торгового работника». К выполнению этого задания вы отнеслись ответственно, проявили инициативу и творчество. И сейчас результаты работы будут представлены.
Группы № 1,2,3 изучили товароведение непродовольственных товаров и подготовили нам.
Группа №1.
Сообщение по теме «Парфюмерно-косметические товары».(Приложение № 5), выставку парфюмерно-косметических товаров.
Отчёт группы № 1, демонстрация выставочных материалов.
Группа № 2.Сообщение по теме: «Парфюмерные жидкости. Их сырьё. Классификация ароматов» (Приложение № 6) Изготовили схему- таблицу «Натуральные и синтетические душистые вещества» (Приложение № 7) Сырьё для производства парфюмерии и косметики.
Отчёт группы № 2, демонстрация схемы.
Группа № 3. Сообщение на тему «Парфюмерные жидкости: технология изготовления, показатели качества.»(Приложение № 8)
Отчет группы № 3.
Группы № 4, 5, 6- изучали товароведение продовольственных товаров, они подготовили.
Группа № 4. Сообщение на тему: «Запах и вкус - показатели качества продовольственных товаров» (Приложение №9)
Подготовили выставку образцов продовольственных товаров.
Отчет группы № 4, демонстрация выставочных материалов.
Группа № 5. Сообщение по теме: «Ароматические вещества как вкусовые добавки в пищевые продукты» (Приложение № 10)
Отчет группы № 5.
Группа № 6. Подготовила раздаточный материал по теме: «Кислородосодержащие органические соединения, входящие в состав продовольственных товаров» (Приложение № 11)
Он у вас на столах и по ходу выступления групп обращайте внимание на него.
7.Подведение итогов
Т.О. запахи очень тесно связаны с профессией продавца, широко используются при производстве продовольственных и непродовольственных товаров. Оценку за этот урок получит каждый.
Я учту домашнюю подготовку, активность, творческое отношение к делу и выполнения тестового задания «Химия запахов». А руководители групп и выступающие получат по две оценки.
8.Последний этап нашего урока – выполнение тестового задания. Приложение 12
Эту работу вы выполняете индивидуально по двум вариантам. Тесты включают вопросы по химии и товароведению. Нужно выбрать один или несколько правильных ответов из предложенных. Ответы пишете в двух экземплярах, один для меня, другой для самопроверки. (На перемене уч-ся смогут проверить, ещё раз и осмотреть выставку.)
9.Рефлексия
Теперь садитесь поудобнее, расслабьтесь, обдумайте то, что вы делали на уроке. (Звучит музыка П.И. Чайковского «Вальс цветов»)
В заключении выполните рефлексивный тест. Приложение 13Листочки не подписывать, в случае с утверждением ставят около него знак «+». По окончании прошу поднять руки тех, кто поставил 5 плюсов, затем тех, у кого получилось 4 и 3 плюса. Это те оценки, которые вы поставили мне за урок.
Литература:
Л.А. Цветкова «Органическая химия 10-11 », М. «Владос»,2003г.
В.Л. Гурецкая «Органическая химия» для уч-ся товароведных и технологических отделений техникумов, М. «Высшая школа»,1983 г.
В.В. Перекалин, С.А. Зонис «Органическая химия». М. Просвещение 1982г.
Л.А. Цветков «Преподавание химии в средней школе» 1984г. М. Просвещение.
Р.Г. Иванова, Г.Н. Осокина «Изучение химии в 9-10 классах» М. Просвещение 1983г.
В.А. Новожилов «В мире запахов» М. «Знание» 1988г.
И.М. Скурихин, А.П. Нечаев «Всё о пище с точки зрения химии», М. «Высшая школа»1991г.
Ю.Н. Кукушкин «Химия вокруг нас », М. «Высшая школа» 1992г
«Товароведение и организация торговли непродовольственными товарами», под ред. А.Н. Неверова, М.«Академия», 2003г
10.«Товароведение и организация торговли продовольственными товарами », под ред. А.М. Новикова, и др. М. «Академия», 2003г.
11.Журналы «Химия в школе»
12.Дж. Родари «Чем пахнут ремёсла?»
Приложения
Приложение 1
Смысл нельзя дать, его нужно найти.
В. Франкл
Сообщение 1 Запахи имеют историю.
Много веков назад арабы уже знали различные способы получения душистых веществ из растений и выделений животных. Благовония, душистые настои, бальзамы и мази широко применяли в Древней Греции и Риме.
После античных времен духи снова появились только в эпоху Возрождения.
При дворе французского короля дамы в изобилии расходовали благовония, чтобы заглушить неприятный запах, исходящий от тела. В те времена непринято было мыться: считалось, что частые омовения тела вредны для здоровья. Известно, что король Франции Людовик XIV за 78 прожитых лет мылся всего 4 раза. Испанская королева Изабелла Католическая гордилась тем, что за всю жизнь мылась только два раза.
В одном из городов Ирана посетителей до сих пор удивляет необыкновенным ароматом мечеть, построенная несколько сот лет назад. По преданию в раствор, скрепивший камни стен, был добавлен мускус.
На Руси в качестве благовоний долгое время использовали сушёные травы и цветы, древесную смолу; в некоторых лесистых районах умели получать кедровое и пихтовое масла.
Сообщение 2 Натуральные и синтетические душистые вещества
Все душистые вещества делят на натуральные и синтетические. Из природных ароматических веществ сейчас чаще всего используют эфирные масла, мускус и амбру.
В растениях душистые вещества обычно содержатся в особых клетках в цветках, листьях, кожуре плодов, иногда в древесине. Содержание эфирных масел в растениях колеблется от 0,1 до 10%.
Эфирные масла – сложные смеси душистых органических веществ (терпенов, сложных эфиров, альдегидов, спиртов), плохо растворимые в воде, но легко растворимые в спирте. Так, розовое масло содержит более 200 различных соединений. Чтобы выделить 1кг розового масла, необходимо переработать около 3т лепестков розы.
Мускус – продукт, вырабатываемый из желез самца оленя кабарги. Для получения 1кг мускуса надо уничтожить 30 тыс. животных. Поэтому современная парфюмерная промышленность использует синтетическое сырьё. К 2000 г. Налажено производство аналогов всех натуральных душистых веществ, а также тех, которые в природе не встречаются, - это около 500 наименований. Каждый год производится 100 тыс. тонн благовоний.
Сообщение 3 Природа запаха. Классификация запахов. Свойства душистых веществ
Способность различать запахи называют обонянием. В носу у человека около 50 млн. рецепторов обонятельного эпителия (у собаки – свыше 200 млн.), представляющих собой нервные окончания. Это свидетельствует о том, что обоняние – одно из самых древних и примитивных чувств. Ощущение запаха возникает только при вдохе (надо нюхать). Учёные предполагают, что молекула пахнущего вещества приближается к рецептору и "укладывается" в особую щель, которая имеет форму, соответствующую форме данной молекулы (принцип ключа и замка), т.е. молекулы веществ, имеющих запах одного типа, должны иметь сходное пространственное строение.
На основе этой теории предложена классификация запахов: гнилостный, острый, эфирный, мятный, цветочный, мускусный, камфорный.Молярная масса душистых веществ, как правило, не превышает 300 г/моль.
Запах более выражен у тех веществ, молекулы которых имеют разветвлённый углеродный скелет. Приятный запах присущ соединениям, молекулы которых содержат более 6 атомов углерода в цепи. На силу и характер запахов влияют различные виды изомерии. Иногда запах зависит от концентрации вещества.
Сообщение 4 Значение запахов для человека.
Наш организм небезразличен к запахам. Если воздух загрязнён дымом, плохо пахнет, мозг подаёт сигнал тревоги, носовая щель сужается, и в лёгкие поступает меньше воздуха. Аромат цветов, леса, моря вдыхать приятно, мы чувствуем, как легко дышится, когда воздух приятно пахнет. Неприятный запах испорченной пищи предупреждает нас: "Не бери в рот! Опасно!" О пожаре предупреждает запах дыма. Одежда впитывает запахи табачного дыма, пищи, духов; часто по запаху одежды можно определить профессию человека.
У курящих острота обоняния ниже, чем у некурящих. Огорчение и волнение притупляют обоняние. Во влажном воздухе запах ощущается сильнее.
К запахам можно привыкнуть. Неумеренные дозы и слишком продолжительное воздействие неприятных запахов могут безвозвратно лишить человека обоняния.
Химическое соединение, запах которого человек может обнаружить при наименьшей концентрации вещества в воздухе – это ванилин. Достаточно 2 *10 -11 г ванилина на 1 л воздуха, чтобы мы почувствовали его присутствие.
Сообщение 5 Влияние запахов на человека.
Разгадка таинственного влечения человеческих особей к себе подобным кроется в том, что молекулы пахнущих веществ возбуждают древние структуры головного мозга – обонятельные центры и лимбическую систему. Люди способны выделять не только притягивающие ароматические вещества (антрактанты), но и отталкивающие (репелленты).
Антрактанты чаще выделяются тогда, когда человек находится в хорошем настроении, репелленты – во время депрессии, стрессов, ссор, когда человек ощущает страх и дискомфорт. По- видимому, существует запах страха, об этом писал А.Вознесенский:
Когда человек боится, выделяется адреналин,
Это знают собаки и с лаем бегут за ним.
Науку о лечении запахами называют ароматерапией. Замечено, что запахи мирта, лимона, мяты оказывают тонизирующее действие на нервную систему, ароматы розы, жасмина, лаванды – успокаивающее. Запахи пиридина и толуола повышают остроту ночного зрения, а запахи бензола и гераниола – остроту слуха.
Сообщение 6 Влияние запахов на животных.
Животные используют обоняние для поисков пищи, запах для них – средство коммуникации, взаимодействия полов.
Акула способна за 1 км почуять в воде запах капли крови. Лосось находит место своего рождения по запаху за сотни километров.
Собака – ищейка различает до 500 тыс. запахов, может обнаружить масляную кислоту в воздухе при ее содержании 10-18 г/см3 . Моль чует запах за 10 – 11км. Комаров привлекает запах молочной кислоты, содержащейся в поте человека.
Сильны запах сложных эфиров очень мудро используют пчелы. Ужалив жертву, они вместе с ядом впрыскивают в ранку смесь сложных эфиров, характерный аромат которой и побуждает других пчел устремиться к месту укуса.
Некоторые виды клопов и муравьев для предупреждения соплеменников об опасности выделяют гексаналь.
Самки обезьян для привлечения самцов выделяют уксусную и пропионовую кислоты.
В Бразилии обитают бабочки, которые издают сильный и приятный запах, поэтому из специально держат дома для ароматизации воздуха.
Приложение 2. Первый пакет информации
Вариант 1: структурные формулы фенилэтилового спирта (запах розы), коричного спирта (запах гиацинта), терпинеола (запах сирени), линалоола (запах ландыша).
Вариант 2: структурные формулы ванилина (запах ванили), бензальдегида (запах горького миндаля), цитраля (запах лимона), обепина (запах цветов боярышника).
Вариант 3: структурные формулы бензилацетата (запах жасмина), изоамилацетата (запах груши), метилантранилата (запах цветов апельсина), фенилэтилформиата (запах хризантемы), бутилацетата (запах ананаса).
Вариант 4: структурные формулы ионона (запах фиалки), дигидрожасмона (запах жасмина), ацетофенона (запах черемухи), оксифенилона (запах малины) .
Вариант 5: структурные формулы молочной кислоты (запах кислого молока), уксусной кислоты (запах уксуса), масляной кислоты (запах прогорклого масла), изовалериановой кислоты (запах валерианы).
Вариант 6: структурные формулы дифенилоксида (запах герани), яра-яра (запах черемухи), изоэвгенола (запах гвоздики).
Ответы:
Вариант 1 – спирты
Вариант 2 – альдегиды
Вариант 3 – сложные эфиры
Вариант 4 – кетоны
Вариант 5 – карбоновые кислоты
Вариант 6 – простые эфиры
Приложение 3 Второй пакет информации
Вариант 1.
Вещество является основной составной частью духов и одеколонов (80%), используется для приготовления многих лекарственных препаратов, экстрактов, настоек, как антисептик в медицине, как ракетное топливо.
Вариант 2.
Газообразное вещество с острым удушливым запахом, токсично, раздражает слизистые оболочки дыхательных путей, глаз. Оно хорошо растворимо в воде, его 40% - ный водный раствор называют формалином и используют для сохранения анатомических препаратов, дезинфекции помещений, при дублении кож, для производства смол и пластмасс.
Вариант 3.
Жидкое вещество, входит в состав фантазийных духов, служит растворителем в лаках для ногтей. Торговое название – "Грушевая эссенция". Используется в приготовлении фруктовых вод и кондитерских изделий.
Вариант 4.
Вещество известно издавна под названием уксусный спирт. При тяжёлых случаях сахарного диабета выделяется как продукт обмена веществ с мочой и воздухом. Из него получают бездымный порох, снотворные вещества и душистое вещество с запахом фиалки. Хороший растворитель.
Вариант 5.
Вещество встречается в растениях, моче, поте, желчи и коже животных. В организме человека ежедневно образуется 400 г этого вещества. Это первая кислота, полученная и использованная человеком. Необходима для получения ацетона, искусственного шёлка, аспирина, красок, растворителей и душистых веществ. Торговое название – "Уксусная эссенция".
Вариант 6
Старинное название вещества – серный эфир. Это бесцветная легкоподвижная жидкость со своеобразным запахом, малорастворимая в воде, горючая, взрывоопасная, ядовитая. Применяется в медицине для наркоза и как растворитель.
Ответы:
Вариант 1 – этиловый спирт
Вариант 2 – формальдегид
Вариант 3 - изоамилацетат
Вариант 4 – ацетон
Вариант 5 – уксусная кислота
Вариант 6 – диэтиловый эфир
Приложение№4
План характеристики органических веществ.
1.Состав (структурная формула ).
2.Строение:
а) его принадлежность к конкретному классу органических веществ ; в) схема взаимного влияния атомов в молекуле (со стрелками).
3.Свойства:
а) физические свойства;
б) химические свойства:
реакция восстановления водородом;
реакция окисления оксидом серебра ( 1 ) или оксидом меди(2);
реакция этерификации;
реакция гидролиза водой или щелочью;
качественная реакция с гидроксидом меди(2)
реакция обмена со щелочью, с гидроксидом меди(2)
4.Применение.
Приложение № 5
Парфюмерно–косметические товары.
Слово парфюмерия происходит от латинского per fumum-через дым и французского Parfum –приятный запах. Первые «дымные духи» использовали при богослужениях, сжигая ароматические смолы и древесину; в виде смеси масел и смол духи использовали для ароматизации тела с глубокой древности. Изобретение арабами перегонного аппарата подвинуло вперед технику получения эфирных масел. Открытие Америки обогатило парфюмерию большим числом новых видов натурального сырья, но промышленное производство душистых веществ возникло только в конце 19 века как результат успехов в изучении органической химии.
Главная задача парфюмера – создание благовонной композиции путём гармоничного смешивания душистых веществ. Рецептура композиций меняют в зависимости от области их применения, начиная со спиртовых парфюмерных изделий вплоть до отдушек для товаров бытовой химии.
К парфюмерно-косметическим товарам относятся парфюмерия, гигиеническая и декоративная косметика. Парфюмерно-косметические товары предназначены для ароматизации и гигиены человека, для ухода за кожей лица, рук, тела, для ухода за волосами, полостью рта, для защиты от вредного воздействия солнца, для украшения лица, рук и т. п.
Парфюмерные товары традиционно бывают жидкими – духи, туалетные воды, одеколоны, парфюмерные лосьоны. Рецептуры их приготовления – самые сложные в парфюмерной промышленности и определяют моду и направление развития парфюмерного искусства.
Парфюмерные изделия выпускаются как в виде единичных, так и в виде подарочных наборов, парфюмерных серий одного наименования. К парфюмерии относят также средства для ароматизации помещений (освежители воздуха, масла, искусственные цветы и др.) Для их производства необходимо значительное количество душистых веществ.
Косметические товары делятся на 2группы: товары предназначение для ухода и защиты кожи (гигиеническая косметика) и товары, предназначенные для её украшения (декоративная косметика).
Обе группы включают большой ассортимент отдушеных продуктов, потребление которых постоянно растёт.
Кремы, лосьоны, туалетное мыло, дезодоранты препараты для загара: средства для ухода за волосами (шампуни, бальзамы, ополаскиватели и др.), зубные пасты, румяна, губные помады, бальзамы для губ, карандаши для век, губ, бровей, пудра, тени для век, лаки для ногтей жидкости для снятия лака и др. Создавая отдушки для этих продуктов, парфюмер должен учесть цель применения, эффективность, цену и самое главное, дерматологические свойства композиции.
Приложение №6
Парфюмерные жидкости. Их сырье Классификация ароматов. Парфюмерные жидкости - это спиртовые, спиртоводные или водно-спиртовые растворы душистых веществ - парфюмерных композиций сложного состава. Духи и туалетные воды применяют как ароматизирующие средства, а одеколоны и душистые воды – как гигиенические и освежающие средства. Для составления парфюмерных композиций в промышленности используют душистые вещества натуральные и синтетические (схема-таблица). Душистые вещества растительного происхождения:
1.Эфирные масла, выделяемые из эфиромасличных растений:
цветочные (роза, жасмин, фиалка, лилия.)
цветочно-травянистые (базилик, лаванда, мята)
зерновые (анис, кориандр, тмин, фенхель)
корневые (аир, ирис, ветивер.)
цитрусовые (мандарин, апельсин и др.)
Эфирные масла являются лёгколетучими соединениями, их выделяют современными способами перегонки с водяным паром, перегонки под вакуумом и др.
2.Растительные смолы и бальзамы менее летучие душистые вещества в композициях служат для сохранения стойкости запаха. Их выделяют из надрезов в коре или корнях деревьев или кустарников.
Гальбанум - смола из корней растения ферула гальбаносная.
Лабданум – выделение из листьев ладанника.
Ладан – смола из дерева босвелия.
Стиракс – смола из коры дерева ликвидамбар.
Бензойная смола
Камеди – это нелетучая, твёрдая часть ароматических смол, которая получается при их перегонке.
3. Животное сырьё более дорогое, это мало летучие высоковязкие жидкости служат в композициях фиксаторами запаха. Наиболее известными являются:
1.Мускус – выделение желёз мускусного оленя кабарги.
2.Амбра – воскоподобное вещество из брюшной полости кашалота.
3.Цибет – гормональные выделения африканской цибетовой кошки (виверра).
4.Выделение желёз бобра.
В композициях используют спиртовые растворы этих веществ. Ароматические вещества животного происхождения гармонизуют запах духов и кожи человека, но сейчас их применение ограничено вследствие высокой стоимости и опасности истребления животных.
В составе парфюмерных композиций в настоящее время лишь около, 20% составляют натуральные душистые вещества, а от 80до 100% парфюмерные композиции состоят из синтетических душистых веществ.
Синтетические душистые вещества – это продукты переработки каменноугольной смолы, продукты лесохимии, нефтехимии и химического синтеза. Введение синтетических душистых веществ в парфюмерные композиции началось только в 20-30е годы 20 века и наиболее известным примером являются духи « Шанель №5».
На основе синтетических душистых веществ составляются искусственные эфирные масла и базовые композиции с запахом определённого характера .Характер аромата парфюмерной жидкости классифицируют по разным признакам. В настоящее время принята классификация ароматов, разработанная французским парфюмерным обществом. Все известные ароматы объединены в 7 семейств или основных нот:
1.Цветочные (основная тема – запах цветка, чистый или с добавлением других ароматов.)
2.Шипровые (по некоторым данным шипр считается наиболее древними духами, созданными на Кипре, по другим данным первый шипр создан в 1917 году Франсуа Коти сочетанием запаха дубового мха, бергамота и ладанной камеди .)
- 2 –
3.Цитрусовые (лимон,мандарин, апельсин, бергамот.)
4.Древесные (сандал, пачули, кедр, лаванда.)
5.Фужере (лаванда, бергамот, кумарин, дубовый мох.)
6. Амбровые (восточные, с запахом ванили, ладанной камеди, мускуса ).
7.Кожаные (с запахом табака и кожи.)
Ароматы кожаные, фужере и древесные типично мужские. Ароматы цветочные и амбровые типично женские. Шипровые и цитрусовые ароматы используют в парфюмерии и для женщин и для мужчин.
Приложение №7
Натуральные и синтетические душистые вещества. Сырье для производства парфюмерии и косметики. (схема – таблица)
Натуральные ароматические вещества Синтетические ароматические вещества (продукты переработки каменно-угольной смолы, лесохимии, нефтехимии, химического синтеза)
Растительного происхождения Животного происхождения Сложные эфиры Альдегиды Спирты
Эфирные масла Смолы и бальзамы - цветочные
- цветочно-травянистые
- зерновые
- корневые
- цитрусовые - гальбанум- ладан
-стиракс
-бензойная смола
- камеди
- бальзамы -мускус
- амбра
- цибет
- выделения желез бобра
Бензилацетаттерпенилацетат- обепин- ванилаль-коричный альдегид фенилкарбиноллиналоолПриложение №8
Парфюмерные жидкости: технология изготовления, показатели качества.
Технология изготовления парфюмерных жидкостей является достаточно простой, наиболее сложным является принцип создания аромата и составление парфюмерной композиции. Духи самого высшего качества состоят из более, чем ста компонентов. Композиция духов всегда составляет тайну фирмы-изготовителя. Душистые вещества, вспомогательные вещества, входящие в рецептуру данной композиции взвешивают в закрытых ёмкостях. Часть веществ растворяется в спирте, часть веществ готовится в виде настоев в дистиллированной воде. Для приготовления парфюмерных жидкостей используют только этиловый спирт высшей степени очистки. Все компоненты композиции перемешивают и выстаивают в баках из нержавеющей стали или эмалированных, объёмом от 100 до 50000 литров. Процесс выстаивания и «созревания» запаха длится от нескольких дней до 30 дней.
При выстаивании и отстаивании, парфюмерной композиции происходит физико-химический процесс взаимодействия компонентов со спиртом и между собой. Вещества грубо дисперсные или коллоидные частицы оседают на дно, и жидкость осветляется. По завершении процесса жидкость фильтруется, разливают по флаконам, укупоривают, этикетируют и упаковывают в футляры.
Стойкость запаха и сумма массовых долей душистых веществ – это наиболее, важные качественные показатели парфюмерных жидкостей. Стойкость запаха определяется природой душистых веществ, входящих в парфюмерную композицию, но она практически пропорциональна суммарному содержанию этих веществ в изделии. Духи всегда имеют более высокую стойкость запаха, чем туалетные воды и одеколоны.
Аромат духов проявляется не сразу. В первые несколько минут испаряется спирт, через 15-20 минут проявляется начальный запах самых летучих компонентов (головные ноты аромата), затем в течении 30-40часов выявляется основной запах – ноты сердца, и затем ощущается запах наименее летучих компонентов – конечный запах или ноты шлейфа.
Это градация запахов присуща духам французской парфюмерной традиции, в рамках которой работают российские парфюмерные фирмы, запахи интимные и ощущаются на расстоянии 1,5-2метра. Изделия – подделки под дорогую парфюмерию, как правило, теряют запах уже через 1-5часов.
Приложение № 9
Запах и вкус – показатели качества продовольственных товаров.
Запах и вкус имеют главное значение при потреблении продуктов, являются важнейшими показателями его качества. В торговле, наиболее распространённым является органолептический метод контроля качества. Этим методом устанавливают качество товаров при помощи органов чувств по внешнему виду, цвету, консистенции, запаху. вкусу.
Запах продукта образуется в результате сложного сочетания разнообразных химических соединений (ароматических углеводородов, сложных эфиров, альдегидов, кетонов, кислот и др.)
Для характеристики запаха некоторых пищевых продуктов применяют термины «аромат» и «букет». Аромат обусловлен естественными ароматическими веществами исходного сырья а букет – комплексом ароматических соединений, образующихся при технологических процессах формирования продуктов. В стандартах применяется тот или иной термин в зависимости от того на сколько полно сохраняются ароматические свойства продукта, так для свежих плодов и овощей, быстро замороженных плодов и овощей , применяют термин «аромат»,для алкогольных напитков как вина, ликероводочные изделия, коньяки – «букет».
Умение различать оттенки запаха характерные для исходного сырья, а также обусловленные вновь образованными веществами при производстве и особенно при хранении (чаще всего это посторонние, несвойственные готовому продукту запахи), является условием органолептической оценки качества.
Различают 7основных групп запахов, сочетание которых порождает все существующие оттенки: (таблица)
1- камфорный (гексахлорэтан)
2 - мускусный (мускус, ксилол)
3 - цветочный (альфааминопиридин)
4 - эфирный (диэтиловый эфир и мятный (ментол))
5 - острый (муравьиная кислота)
6 -гнилостный (сероводород)
Обычный человек без труда различает до 1000 запахов, а опытный специалист – до 10.000 тысяч. Для работников торговли важно уметь распознавать запахи, характерные для продуктов с нежелательными и чётко выраженными изменениями, например, прогорклый, прокисший, затхлый и др. Сильный посторонний запах может сделать продукт непригодным к употреблению.
Классификация запахов.
Запах Химическое соединение Формула
1.Камфорный гексахлорэтанC2Cl6
2.Мускусный мускус, ксилол C6H4(CH3)2
3.Цветочный альфа -аминопиридинС5Н6N2
4.Мятный ментол C10H19OH
5.Эфирный диэтиловый эфир C2H5-O-C2H5
6.Острый муравьиная кислота (HCOOH)
7.Гнилостный сероводород H2S
Приложение № 10
Ароматические вещества как вкусовые добавки в пищевые продукты.
В течение последних лет состав пищевых продуктов заметно изменился. Сегодняшний стиль жизни создал увеличенную потребность в «готовых» блюдах, в промышленно изготовленных пищевых продуктах. Эти факторы, вместе с необходимостью обеспечения максимальных сроков хранения продуктов питания привели к ухудшению натуральных свойств пищевых продуктов, а именно вкуса, цвета, питательной ценности. Эти свойства могут быть восстановлены с помощью питательных и улучшающих вкус примесей. Вкус – главный фактор, определяющий популярность пищевого продукта в условиях современного рынка.
Слово «аромат» в широком смысле обозначает вкус и запах пищевого продукта. В промышленности под ароматом понимают концентрированные смеси ароматических веществ, обладающих хорошим запахом и вкусом. Ароматические вещества обусловливают важнейший показатель качества продукта – запах (аромат, букет), а так же повышают усвояемость. Повышение качества пищевых продуктов непосредственно связано с улучшением их ароматических свойств. Вкусовые добавки позволяют наладить производство новых видов продуктов питания. Так, например, соевые продукты питательны, но лишены вкуса, их вкусовые качества можно улучшить путём добавления ароматов.
Вкусовые добавки позволяют восстановить вкус и аромат, утраченные в ходе переработки, например в пастеризованных продуктах, сиропах. Совершенно необходимы при производстве безалкогольных прохладительных напитков, виноградных ароматизированных вин, типа «Вермут» и многих ликеро – водочных изделий, мороженого, карамели, жевательной резинки, придают вкусовое разнообразие однотипным продуктам, например лимонным прохладительном напитком, леденцовой карамели, тортам, пирожным и др.
Пищевые ароматы получают из многих исходных продуктов. В зависимости от происхождения их разделяют на 3 категории.
натуральные
идентичные натуральным (полученные химическими методами, но индетичные существующим в природе)
- искусственные
Натуральные ароматы состоят из натуральных ароматических веществ, содержащихся во фруктах, овощах, растениях, полученных физическими методами (экстрагированием, перегонкой или кон центрированием ).
Долгое время они составляли основную часть продукции промышленности пищевых ароматов и сегодня они имеют большое значение, так как законодательство многих стран в некоторых пищевых продуктах (на пример напитках, мороженом, йогурте и др.) разрешают применять исключительно натуральные ароматы.
Недостатком натуральных ароматов является низкая концентрация, вызывающая в результате их высокую себестоимость, и ресурсы сырья становятся всё более ограниченными.
Ароматы, идентичные натуральным содержат синтетические ароматические вещества, но все их компоненты идентичны веществам, содержащимся в природных продуктах. По сравнению с натуральными ароматами они обладают преимуществами: их количество неограничено, их производство не связано с необходимостью терять значительное количество ценных пищевых продуктов (например, для получения 80 кг натурального концентрата земляники необходимо израсходовать 1т. плодов). Применение синтетических ароматов, идентичных натуральным, не только дешевле, но и удобнее, т.к. они сильнее натуральных.
Ароматы, полученные химическими методами, не содержащие хотя бы один не находящийся в природе, называют искусственными. Хотя они не токсичны и признаны безвредными, их применение ограничено законодательством некоторых стран.
Приложение 11
Кислородосодержащие органические соединения, входящие в состав продовольственных товаров
Группа товаров Виды товаров (классификация, ассортимент) Примеры органических соединений
1.Плодоовощные товары 1.Свежие плоды и ягоды
- семечковые (яблоки, груши, айва)
- косточковые (вишня, черешня, слива, абрикосы, персики)
- субтропические (цитрусовые, гранаты, хурма, инжир)
- тропические (ананасы, бананы, киви, манго)
- ягоды (виноград, смородина, малина, земляника) 1) сложные эфиры, входящие в состав эфирных масел:
- уксусно-изоамиловый (груши)
- изовалерианово-этиловый (яблоки)
- муравьино-амиловый (вишня)
- муравьино-изоамиловый (слива)
- масляно-этиловый (абрикосы)
- масляно-бутиловый (ананасы)
2) карбоновые кислоты
-яблочная
- лимонная
- винная
2.Переработанные плоды и овощи
- квашеные, соленые и маринованные овощи и плоды
- консервы овощные и плодово-ягодные
Карбоновые кислоты:
- молочная
- уксусная
2.Вкусовые товары 1. Вкусовые товары общего действия
А) алкогольные напитки
- водки
- ликероводочные изделия
- виноградные вина
- коньяки
- плодовоягодные вина
Б) безалкогольные напитки
- фруктовые соки, нектары
- газированные напитки
В) чай Этиловый спирт
Карбоновые кислоты (лимонная, яблочная, винная)
Эфирные масла
Эфирные масла (ароматические эссенции)
Карбоновые кислоты (лимонная, яблочная)
Эфирные масла (бергамот и др.)
2.Вкусовые товары местного действия
А) пряности
- плодово-семенные (горчица, перец, анис, тмин, кориандр, кардамон, ваниль, мускатный орех)
- цветочные (гвоздика, шафран)
- листовые (лавровый лист)
- коровые (корица)
- корневые (имбирь)
Б) приправы
-пищевые кислоты
- уксус
- майонез Эфирные масла:
- анисовое масло (спирт-анетол, анисовая кислота, анисовый альдегид)
- кориандровое масло (спирт линалоол, дециловый альдегид)
- гвоздичное масло ( эвгенол, фурфурол, ванилин, валериановый альдегид)
Карбоновые кислоты (лимонная, яблочная, уксусная, молочная)
3.Кондитерские изделия - Фруктово-ягодные изделия (варенье, джем, конфитюр, повидло, протертые ягоды с сахаром, цукаты, мармелад, пастила)- Карамель
-Мучные кондитерские изделия (печенье, пряники, вафли, пирожные, торты и др.) Пищевые кислоты (лимонная, виннокаменная)
Эфирные масла (гвоздика, кардамон, ванилин, корица)
Ароматические эссенции
Приложение 12
Тестовое задание по теме: «Химия запахов»
ВАРИАНТ I
1. Основной составной частью духов и одеколонов является растворитель:
а) глицерин в) этанол
б) вода г) изоамилацетат
2. Самки обезьян привлекают самцов выделением кислоты:
а) масляной в) муравьиной
б) молочной г) уксусной
3. Используют как хороший растворитель:
а) формалин в) уксусную кислоту
б) ацетон г) метанол
4. Носителями приятных запахов являются:
а) карбоновые кислоты в) альдегиды
б) эфирные масла г) спирты
5. Скипидар - эфирное масло, полученное из живицы (сока хвойных деревьев) применяют для:
а) химического синтеза в) разбавления смол, лаков, жиров
б) производства пластмасс г) производства лекарственных веществ
6. Продовольственные товары, содержащие спирты:
а) плоды и овощи д) слабоалкогольные напитки
б) алкогольные напитки е) молочные продукты
в) крупы ж) плодово-ягодные вина
г) хлебобулочные изделия
Тестовое задание по теме: «Химия запахов»
Вариант II
1. Основной составной частью лаков для ногтей является растворитель:
а) глицерин в) этанол
б) ацетон г) изоамилацетат
2. Комаров привлекает к теплокровным выделение кислоты:
а) масляной в) муравьиной
б) молочной г) уксусной
3. Уксусным спиртом издавна называли:
а) формалин в) уксусную кислоту
б) ацетон г) метанол
4. Ванилин, запах которого человек может обнаружить при наименьшей концентрации в воздухе, является:
а) карбоновой кислоты в) альдегидом
б) сложным эфиром г) спиртом
5. Продукция, основной составной частью, которой является этиловый спирт:
а) пластмассы в) галантерийные товары
б) парфюмерия г) косметические товары
6. Продовольственные товары, содержащие сложные эфиры:
а) пряности д) цитрусовые плоды
б) крахмалопродукты е) алкогольные напитки
в) молочные продукты ж) кондитерские изделия
г) безалкогольные продукты
Приложение 13
Рефлексивный тест.
1. Я узнал (а) много нового.
2. Мне это пригодится в жизни.
3. На уроке было над чем подумать.
4. На все возникшие у меня в ходе урока вопросы я получил (а) ответы.
5. На уроке я поработал (а) добросовестно и цели урока достиг(ла).
2.2. Методическая разработка исследовательского проекта
«Чипсы: вред или польза?»
Паспорт проектной работы
1 Название проекта «Чипсы: вред или польза? Хотим знать правду!»
2 Руководитель проекта Преподаватель химии
Иванова Галина Евгеньевна
3 Учебный предмет, в рамках которого проводится работа по проекту Химия
4 Учебные дисциплины, близкие к теме проекта Физика
Товароведение продовольственных товаров
Биология
Экология
5 Учебная тема Химия:
1 Жиры
2 Крахмал
3 Щелочные металлы
4 Галогены
Физика:
Тепловые явления
Товароведение продовольственных товаров:
Сухие завтраки
Биология:
1 Неорганические соединения клетки
2 Органические соединения клетки
6 Вопросы проекта (проблемные) 1 Употребление чипсов в пищу для организма человека вредно?
2 Употребление чипсов в пищу для организма человека полезно?
7 Аннотация проекта
Современный рынок труда предъявляет высокие требования к выпускникам ПУ, колледжей. Подготовка высококвалифицированных конкурентоспособ ных специалистов сферы обслуживания достигается путем повышения качества образования, воспитания творческой и самостоятельной личности ученика, способной к саморазвитию и самореализации. В приложении к общеобразовательной химической подготовке это означает, что необходимы новые подходы к ее организации. Учащиеся должны реально осознавать значимость получаемых знаний для формирования своей личности, проявлять заинтересованность в постоянном приобретении новых знаний и умений как основе индивидуального развития.
Один из перспективных путей решения подобных задач - разработка и внедрение проектных технологий.
В основу метода проектов положена идея о направленности учебно-познавательной деятельности учащихся на результат, который получается при решении той или иной практически или теоретически значимой проблемы.
Внешний результат можно увидеть, осмыслить, применить в реальной практической деятельности.
Внутренний результат- опыт деятельности - становится бесценным достоянием учащегося, соединяя в себе знания и умения, компетенции и ценности.
К организации любого проекта предъявляется целый ряд обязательных требований, главное из которых - наличие проблемы, актуальной и значимой для учащихся. Для выявления такой проблемы логично в первую очередь обратится к реальной жизни современных учеников. В ходе данного исследования из бесед с учащимися выясняется, что большинство из них лишены полноценного режима питания. «Рабочий день» ученика не всегда позволяет обедать вовремя, и учащиеся часто перекусывают бутербродами, булочками, фруктами. В последнее время особую популярность у них завоевали чипсы. В частности, в нашем учебном заведении примерно 70% учащихся употребляют чипсы 3 раза в неделю.
Однако нельзя забывать и о том, что множество людей, в том числе и дети, страдают заболеваниями пищеварительного тракта: по данным медицинского кабинета колледжа, хронический гастрит обнаружен у 35% учащихся. С учетом этого и был разработан проект «Чипсы: вред или польза? Хотим знать правду!», реализованный затем в рамках базового курса химии.
Работа над проектом начинается во внеурочное время за три – четыре недели до намеченной даты защиты. За этот период учащиеся проводят литературный поиск (в том числе и в интернете), социологический опрос обучающихся, анализируют данные медицинского кабинета. Для более эффективной работы все учащиеся разбиваются на группы по 6-7 человек,каждая из которых выполняет конкретное задание. В рабочей группе обязательно должен быть лидер, который осуществляет руководство проекта и оказывает помощь в случаях возникновения тех или иных трудностей.
В ходе этого предварительного этапа учащиеся подготавливают доклад на тему «История возникновения чипсов и современные технологии их приготовления», а так же составляют таблицу с данными о содержании канцерогена акриламида в различных продуктах питания. Кроме того, предлагают замену чипсов в виде хрустящих хлебцев и вафельного хлеба для оздоровительного питания.
К моменту защиты проекта каждый учащийся должен быть хорошо, ознакомлен с составом чипсов и их заменителей, владеть необходимой информацией о биологической роли крахмала, растительного жира и поваренной соли, повторить по учебнику физики раздел «Тепловые явления» и подготовится к экспериментальному определению калорийности продукта.
Защита проекта рассчитана на два урока (занятия кружка)
Ход первого урока:
1 Вступительная часть ( тема проекта, ее актуальность; проблема, цели и задачи проекта; раскрытие плана защиты).
2 Доклад о технологии производства чипсов.
3 Практическая работа, в ходе которой каждая группа учащихся проводит качественный анализ и оценку калорийности определенного продукта. (Результаты своих опытов учащиеся заносят в таблицу №3).
Методическое обеспечение экспериментальной части проекта содержит описание опытов по качественному определению в чипсах жиров, ионов натрия и хлора, крахмала, а так же калорийности продукта. С целью создания условий для теоретического осмысления учащимися каждого эмпирического факта после описания опытов и предлагаются 2-3 специальных вопроса или задания (звездочкой (*) помечены задания повышенной сложности).
Для проведения эксперимента можно взять чипсы марок «Онега» и «Lay’s», а так же вафельный хлеб «Елизавета» и хрустящие хлебцы «Русское поле», «Капитан Хлебцов». С целью развития методологических умений учащихся (сравнение, анализ, синтез) на классной доске помещается общая таблица (таблица №4), в заполнении которой принимают участие все рабочие группы.
Ход второго урока:
1 Отчет групп о проделанной работе (используя данные таблиц 3 и 4 , каждая группа анализирует полученные данные и подготавливает краткий отчет о проделанной работе, включая свои рекомендации по употреблению исследованного продукта).
2 Заключительная дискуссия.
3 Формирование вывода по итогам проекта.
Основные компоненты чипсов и хлебцев человеку жизненно необходимы. Чтобы избежать возможных отрицательных воздействий на здоровье, необходимо соблюдать рекомендации медиков по организации диетического питания.
8 Возраст учащихся, который на рассчитан проект 2 курс(16-17 лет), старшая школа
9 Состав проектной группы Ф.И. учащихся, группа
10 Тип проекта Исследовательский
11 Цели проекта 1.Приобщить учащихся к методологии научного познания, к самостоятельному поиску и работе с информацией.
2.Развивать у учащихся умение устанавливать связь курса химии со специальными предметами, что способствует положительной мотивацией к учебе.
3.Развивать у учащихся умения применять конкретные знания по химии в практической (в том числе и профессиональной) деятельности, умения устанавливать причинно-следственные связи, выдвигать гипотезы, анализировать, обобщать и делать выводы.
4.Развивать у учащихся умения и навыки работы в коллективе, делового общения, сотрудничества.
12 Задачи проекта 1.Выяснить влияние различных компонентов чипсов на функции органов человека.
2.Предложить возможную замену чипсов.
3.Провести качественный анализ чипсов и их возможных заменителей.
4.Определить калорийность этих продуктов питания.
5.Научить учащихся обрабатывать и обобщать полученную информацию в результате проведенных опытов и экспериментов.
13 Оборудование 1 Литература по теме исследования.
2 Интернет-ресурсы.
3 Чипсы «Онега», «Lay’s».
4 Вафельный хлеб «Елизавета».
5 Хлебцы «Русское поле», «Капитан Хлебцов».
6 Таблица 1. «Основные жирные кислоты, входящие в состав триглицеридов растительных масел».
7 Таблица 2. «Содержание акриламида в некоторых продуктах питания».
8 Методика эксперимента (раздаточный материал).
9 Таблица 3. «Состав и калорийность продукта» (раздаточный материал).
10 Таблица 4. «Состав и калорийность чипсов и хлебцев» (на доске и раздаточный материал).
11 Оборудование для химического эксперимента
- фильтровальная бумага
- пробирки
- воронки
- чашки для выпаривания
- зажимы (щипцы).
- графитовые стержни
- спиртовки
- мерные цилиндры
- широкие пробирки
- термометры
- штативы
- весы
- спички
12 Реактивы для химического эксперимента:
- дистиллированная вода
- 5% раствор нитрата серебра AgNO3
- 0,1 м раствор азотной кислоты HNO3
- 3% раствор спиртовой йода I2
14 Предполагаемое распределение ролей в проектной работе Все учащиеся разбиваются на 4 группы по 6-7 человек, каждая из которых выполняет конкретное задание.
1 В рабочей группе обязательно должен быть лидер, который осуществляет руководство проектом и оказывает помощь в случаях возникновения тех или иных трудностей.
2.Два человека из группы работают с информационными ресурсами и выполняют теоретические задания.
3 Три-четыре человека выполняют экспериментальную часть (качественный анализ и определение калорийности продукта).
15 Самостоятельные исследования групп 1 группа:
1Подготовка сообщения по теме «История возникновения чипсов и современные технологии их приготовления».
2 Литературный поиск по теме исследования.
3 Качественный анализ и определение калорийности чипсов «Онега».
2 группа:
1 Подготовка сообщения по теме «Основные жирные кислоты, входящие в состав растительных масел».
2 Изготовление таблицы по этой же теме.
3 Поиск информации в интернете.
4 Качественный анализ и определение калорийности чипсов «Lay’s».
3 группа:
1 Подготовка сообщения по теме «Жареная пища и организм человека».
2 Изготовление таблицы «Содержание акриламида в некоторых продуктах питания».
3 Социологический опрос обучающихся колледжа.
4 Практическая работа «Качественный анализ и определение калорийности хлебцев «Русское поле».
4 группа:
1 Подготовка сообщения по теме «Биологическая роль крахмала, растительного жира и поваренной соли».
2 Анализ данных медицинского кабинета колледжа.
3 Качественный анализ и определение калорийности хлебцев «Капитан Хлебцов».
16 Предлагаемые продукты проекта 1 Сообщения по темам:
- «История возникновения чипсов и современные технологии их приготовления».
- «Основные жирные кислоты, входящие в состав растительных масел».
- «Жареная пища и организм человека».
- «Биологическая роль крахмала, растительного жира и поваренной соли».
2 Анализ данных социологического опроса.
Анализ данных медицинского кабинета.
3 Изготовление таблиц:
- «Основные жирные кислоты, входящие в состав растительных масел».
- «Содержание акриламида в некоторых продуктах питания».
4 Оформление результатов экспериментальной работы по качественному анализу и определению калорийности продуктов (таблицы).
5 отчет о результатах эксперимента.
6 Рекомендации по употреблению в пищу исследованных продуктов.
17 Этапы работы над проектом.
Этап Форма работы Содержание работы Деятельность учащихся Деятельность преподавателя Продолжительность Выход (результат)
1.Анализ проблем, актуальных для учащихся и выдвижение идей проекта социологический опрос, анализ данных медицинского кабинета колледжа Формулирование проблем, темы, основных целей выполнения проекта Собирают и анализируют информацию, обсуждают идею, выдвигают свои формулировки тем Участвует в обсуждении, помогает выявить наиболее значимые проблемы, роль химии в их решении, сформулировать тему и цели проекта 1 неделя 1.Анализ данных социологического опроса и медицинского кабинета
2.Формулировка темы, проблем, целей проекта
2.Составление плана выполнения проекта Совещание групп Выявление основных трудностей, поиск наиболее рационального способа решения, определение источников информации, выбор методов выполнения и формы представления отчета, составление плана действий Предлагают варианты решения проблемы, конкретный план индивидуальных и совместных действий, формулируют задачи Разъясняет основные противоречия и трудности, корректирует план работы, помогает сформулировать задачи 1-2 урока (занятия) План выполнения проекта
3.Выполнение проекта 1.Информационный поиск
2.Подготовка сообщений
3.Эксперимент (практическая работа) литературный поиск,
информация из Интернета,
подготовка и написание сообщений,
изготовление таблиц,
осуществление экспериментальных действий (качественный анализ и определение калорийности продуктов) Выполняют исследовательскую, практико-оринтированную работу по проекту, советуются между собой и с учителем, накапливают экспериментальные и информационные, готовят сообщения и наглядный материал к ним Наблюдает за работой и косвенно руководит, советует , корректирует действия 2-3 недели 1.Сообщения
2.Таблицы
3.Результаты экспериментальных исследований
4.Завершение проекта Совещание групп Предварительный анализ полученных данных Анализируют полученные данные, обсуждают, выясняют недостатки и достоинства предложенного способа Помогает анализировать полученные результаты, участвует в их обсуждении как рядовой участник 1-2 урока Анализ полученных данных
5.Подготовка отчета по проекту Подготовка отчета Работа по оформлению отчета в соответствии с выбранной формой Работают над отчетом: анализируют, подводят итоги, делают выводы, составляют список литературы, оформляют отчет, готовят выступление Помогает в составлении отчета, корректирует окончательный вариант отчета и выступления 3-4 дня Отчет по проекту
6.Представление отчета и его оценка Защита проекта Определение ценности выполненного проекта для решения проблемы питания учащихся, выявление роли химических знаний Отчитываются о результатах своей работы. Обсуждают достоинства и недостатки выполненного проекта Слушает. Задает вопросы, оценивает работу учащихся, качество выполненного проекта 2 урока Выводы.
Проектная папка
18 Выводы Основной вывод по итогам проекта: основные компоненты чипсов и хлебцев человеку жизненно необходимы. Чтобы избежать возможных отрицательных воздействий на здоровье, необходимо соблюдать рекомендации медиков по организации диетического питания.
Данная работа показывает перспективность использования проектной технологии с целью активизации процессов обучения, повышения творческого потенциала базовой химической подготовки. Обучающиеся желают участвовать в проектной деятельности, так как работа по созданию проекта не только обогащает их новыми знаниями и умениями, но и очень интересна, требует самостоятельности и творческого подхода, способствует развитию коммуникативных и деловых качеств.
19 Информационные ресурсы 1 И.С. Сергеев «Как организовать проектную деятельность учащихся», М: Издательство Аркти, 2006
2 И.М. Скурихин, А.П. Нечаев «Все о пище с точки зрения химика», Москва «Высшая школа», 1991г.
3 Intel «Обучение для будущего» (при поддержке Microsoft) Общ. редакция : Е.Н. Ястребцевой, Я.С. Быховского; М.: Издательско-торговый дом «Русская редакция», 2005г.
4 «Учебные проекты с использованием Microsoft Office» (учебно-методический комплект), Москва «Лаборатория знаний», 2007г.
5 Журналы «Химия в школе».
Приложение
Краткая историческая справка о приготовлении чипсов и снэков.
Под термином «чипсы» (от англ. «chips» - ломтик, кусочек) следует понимать плоские по форме продукты, полученные отрезанием от целого. Впервые чипсы были приготовлены в 1853 г. В США для американского мультимиллионера К.Вандербильта его изобретательным шеф-поваром Д. Крумом.
Сегодня для приготовления картофельных чипсов используют специальные сорта картофеля с низким содержанием сахара и диаметром клубней 3-4 см. Отобранный картофель моют, чистят и нагревают до 80˚С (при этом в нем экстрагируются восстанавливающие сахара и разрушаются ферменты). Затем картофель нарезают ломтиками и после удаления выделившегося на их поверхности крахмала обжаривают в растительном масле.
Сорт масла может быть различным и зависит от региональных предпочтений. В США, например, распространены чипсы, жаренные на соевом масле; в Европе применяется пальмовое масло, которое не придает запаха конечному продукту; в Беларуси используют подсолнечное масло (общее представление о составе наиболее популярных растительных масел дают данные табл.1).
Таблица 1 Основные жирные кислоты, входящие в состав триглицеридов растительных масел (масс. доля,%)Масло
Насыщенные кислоты
Ненасыщенные кислоты
пальмитиновая стеариновая олеиновая линолеваялиноленовая
Кукурузное
Оливковое
Пальмовое
Подсолнечное
Рапсовое
Соевое 7,7
7-10
39-47
6-9
-
2,4-6,8 3,5
2,4
8-10
1,6-4,6
1,6
4,4-7,3 44-45
54-81
32-37
24-40
20-25
20-30 41-48
15
5-18
46-72
14
44-60 -
-
-
-
2-3
5-14
В настоящее время в мире достаточно распространены и так называемые экструзионные технологии. Продукция, напоминающая чипсы, на самом деле готовится из пюре, для которого используют как картофельные полуфабрикаты, так и производные зерновых культур (при этом необходима дополнительная желатинизация). Процесс приготовления такого продукта начинается с подготовки сухих компонентов смеси. После смешивания их подают в экструдер, где замешивается тесто, которое затем выходит через матрицу. Возможно получение как плоских чипсов классической круглой или овальной формы, так и новых, оригинальных конфигураций типа (ракушки, облачка, спиральки). Последние правильнее называть не чипсами, а снэками.
Интересно знать. Растительные масла – источник ненасыщенных незаменимых жирных кислот – соединений общей формулы:
CH3(CH2)x(CH=CHCH2)y(CH2)zCOOH,
где x = 1, 4, 5, 7; y= 1-6; z=0-7. Молекулы этих веществ имеют цис - конфигурацию, а число атомов углерода в них колеблется от 18 до 24. Первоначально к незаменимым жирным кислотам относили только линолевую и -линоленовую кислоты, которые в животных организмах не синтезируются, т.е. действительно незаменимые. В дальнейшем к незаменимым жирным кислотам стали относить и другие соединения приведенной формулы, устраняющие симптомы недостаточности жирных кислот, хотя в строгом смысле они не относятся к незаменимым, поскольку могут синтезироваться животными организмами. Все незаменимые жирные кислоты – метаболиты линолевой и - линоленовой кислот.Биосинтез незаменимых жирных кислот осуществляется из олеиновой кислоты последовательным дегидрированием и удлинением молекулы на два атома углерода.
Биологическая роль данных соединений пока до конца не выяснена, однако показано, что их отсутствие в пище подавляет рост, уменьшает коагулирующие свойства крови и регулирование артериального давления. Кроме того, незаменимые жирные кислоты в некоторой степени предотвращают развитие атеросклероза.
Злоупотребление жареной пищей, как известно, неблагоприятно сказывается на функционировании многих органов человека. Причина кроется в образовании целого ряда вредных соединении, поскольку при термической обработке жиров в присутствии кислорода воздуха значительно инициируются процессы их окисления и распада с образованием гидрокислот, эпоксидов, кетонов и альдегидов. Последние, в свою очередь, могут взаимодействовать дальше с другими различными компонентами обжариваемого продукта с образованием канцерогенов. Среди многих токсичных веществ, присутствие которых в продуктах питания строго контролируют медики и диетологи, в последние время выделяют акриламид CH2=CHC(O)NH2,поражающий главным образом нервную систему, печень и почки. В 1994 г. акриламид был отнесен специалистами Всемирной организации здравоохранения к веществам, «вероятно канцерогенным для человека». До недавних пор продукты питания не считались возможным источником акриламида, но чрезвычайно жестоко контролировалось его содержание в воде (летальная доза акриламида для крыс, морских свинок, кроликов составляет 150 – 180 мг/кг; ПДК – 0,3 мг/м³). Настоящий шок вызывали недавно опубликованные результаты исследования шведских ученых, обнаруживших запредельные концентрации данного соединения в особо популярных продуктах питания (табл. 2) Таблица 2 Содержание акриламида в некоторых продуктах питания
(по данным шведской Nacional Food Administratsion)
Наименование продукта
Содержание акриламида (мкг/кг)
Ржаной хлеб
Кукурузные хлопья (разные марки)
Хорошо прожаренная рыба
Печенье (разные марки)
Кркеры (разные марки)
Картофель фри (McDonald´s)
Чипсы картофельные (Ordginal)
Снэки (Tortilla chips) 89
53
39
230
534
379-755
614
184
1. Качественное определение жиров
Положите большой чипс на фильтровальную бумагу и согните ее пополам, раздавив испытуемый образец на сгибе бумаги. Удалите кусочки чипса с фильтровальной бумаги и посмотрите бумагу на свет.
а) Отметьте наблюдаемый эффект.
*б) Можете ли вы объяснить наблюдаемое явление?
Заполняя пространство между волокнами бумаги, масло – иммерсионная жидкость (от лат. « immersio» - погружение) – уменьшает рассеяние света бумагой. Чем больше жира содержит продукт, тем больше размер пропускающего свет пятна. (Подробнее см. разделы геометрической оптики «Оптические инструменты, вооружающие глаз» и «Разрешающая сила микроскопа».)
*в) Предложите другие возможные способы определения жиров в продуктах питания.
2. Приготовление водной вытяжки для качественного определения растворимых компонентов
Раскрошите 1-3 чипса ( 1г) и перенесите крошки в пробирку. Добавьте 15-20 мл дистиллированной воды и нагрейте пробирку в пламени спиртовки. Профильтруйте образовавшуюся смесь. Фильтрат соберите и используйте для проведения испытаний 3-5.
а) Почему вы использовали дистиллированную воду, а не водопроводную?
б) С какой целью осуществлялось нагревание смеси?
в) На практике кроме водных вытяжек иногда готовят спиртовые, гексановые, эфирные и т.д. Почему в вашем случае приготовление водной вытяжки наиболее целесообразно?
3. Качественное определение катионов натрия
Половину полученного в п. 2 фильтрата поместите в чашку для выпаривания и выпарите досуха. В сухой остаток погрузите графитовый стержень, который затем внесите в несветящееся пламя горелки.
а) Отметьте изменение окраски пламени и объясните этот факт.
*б) Знаете ли вы метод физико-химического анализа, основанный на использовании данного эффекта?
*в) Можно ли с помощью этого метода осуществить количественное определение катионов натрия?
4. Качественное определение хлорид-ионов Налейте в пробирку 1-2 мл водной вытяжки (см. п. 2) и добавьте 3-4 капли 5 %-ного раствора нитрата серебра, а затем 1-2 мл 0,1 М раствора азотной кислоты.
а) Отметьте все произошедшие изменения и объясните их.
*б) С какой целью вы добавляли азотную кислоту?
*в) В каком случае добавление азотной кислоты излишне?
5.Качественное определение крахмала
Налейте в пробирку 1-2 мл водной вытяжки (см. п. 2) и добавьте 2-3 капли 3 %-ного спиртового раствора йода.
а) Отметьте произошедшие изменения и объясните их.
б) Для сравнения капните раствором йода на сухой чипс. Отметьте разницу в наблюдаемых эффектах при проведении реакции в водном растворе и в твердой фазе.
*в) Выскажите свои рекомендации по наиболее целесообразному проведению этого опыта и дайте соответствующее обоснование.
6. Определение калорийности продукта
С помощью мерного цилиндра отмерьте 10мл воды и налейте ее в широкую пробирку. Измерьте исходную температуру воды, а затем зажмите под углом пробирку с водой в штативе. Взвесьте большой чипс и подожгите его держа под пробиркой с водой. (Если чипс потухнет, зажгите его снова). Измерьте температуру воды после опыта и рассчитайте калорийность продукта по формуле:
Q=(C(воды)×m(воды)+С(стекла)×m(стекла))×(t2-t1),
Где Q – калорийность чипса установленной вами массы; С – удельная теплоемкость веществ (вода и стекло); t1 и t2 – начальная и конечная температуры тел.Данные об удельной теплоемкости воды и лабораторного стекла можно найти в учебниках по физике или соответствующих справочниках (С(воды)= 4200 Дж/(кг×˚С); С(стекла)=840Дж/(кг×˚С)).
а) Проведя все необходимые расчеты, сравните полученный вами результат с данными на упаковке.
б) Есть ли разница? Если да, то почему?
Жиры
Крахмал
Хлорид натрия Калорийность
Na+ Cl- m чипсаm воды m пробирки t1 t2 t2 - t1 Q, кДж
Таблица 3.Состав и калорийность (название продукта) ______________________________________________
Таблица 4. Состав и калорийность чипсов и хлебцев
Продукт
Жиры Крахмал Хлорид натрия Калорийность
Na+ Cl- Чипсы «Онега»
«Lay´s»
хлебцы «Русское поле»
Хлебцы «Капитан Хлебцов»
3.Профессионально-ориентированные задания для самостоятельной работы студентов по формированию умений и навыков при изучении химии.
3.1. Практические работы с профессиональной направленностью.
Практическая работа №1 «Обнаружение органических веществ в пищевых продуктах»
Цели:
Исследовать наличие органических веществ в пищевых продуктах
Осознать генетическую связь разных классов соединений
Вопросы для повторения:
Какие отличительные признаки углеводородов по строению?
Какие свойства они обеспечивают?
Какие функциональные группы характерны для органических веществ? Какими реакциями их можно доказать?
Какие свойства проявляют вещества с различными функциональными группами?
Порядок выполнения работы
Задание №1. Исследование содержания белка в продуктах
Денатурация белков
Нагреть немного молока в химическом стакане. Сверху образуется пленка свернувшегося белка. Ее поднять стеклянной палочкой и перенести в пробирку и оставить для следующих опытов (для цветной реакции).
В химический стакан налить 50 мл молока, разбавить его вдвое водой и прибавить 1мл раствора уксусной кислоты. Белок (казеин), находившийся в коллоидном растворе, свертывается и выделяется в виде хлопьев. Подобный процесс происходит при скисании молока: образующаяся из молочного сахара молочная кислота вызывает свертывание белка. Свертывание прокисшего молока в творожистую массу наступает быстрее при кипячении молока.
Обнаружение белка
Ксантопротеиновая реакция. В пробирку с пленкой, снятой с кипяченого молока (см. выше), прибавить немного концентрированной азотной кислоты, наблюдать ксантопротеиновую реакцию.
Биуретовая реакция. Немного пшеничной муки (чайную ложку) замесить в фарфоровой чашке с водой. Образующееся тесто поместить в марлю и, разминая пальцами, промыть в стакане с водой до тех пор, пока из теста не будет стекать прозрачная жидкость. Таким способом отмывается из муки крахмал, в остатке содержится белок. Белок прокипятить в пробирке с водой и затем провести биуретовую реакцию.
Горение как способ распознавания белковых материалов. Внести в пламя пучок шерсти, волос, перья птицы и другие белковые тела. Ощущается характерный запах жженых перьев или паленого. Этот способ может быть использован как наиболее простой для распознавания белков. Например, чтобы отличить шерстяную пряжу от хлопчатобумажной или натуральный шелк от искусственного, можно поджечь очень небольшие пучки нитей исследуемых образцов. Шерсть и натуральный шелк горят медленно и, как белковые тела, дают при этом характерный запах. Хлопковое волокно и искусственный шелк, представляющие собой в основном клетчатку, горят быстро, выделяя запах жженой бумаги.
Задание №2. Исследование различных продуктов на присутствие крахмала
Проверить на присутствие крахмала: картофель (сырой в тонком срезе и вареный), мука, белый хлеб, зеленое яблоко, рис и т.д. Для этого к одному-двум продуктам добавить 1мл йодной воды. Какова окраска продуктов, содержащих крахмал?
Задание №3. Исследование содержания жиров в продуктах
Определение кислотного числа жиров
В жирах обычно всегда содержится некоторое количество свободных жирных кислот. Количество кислот возрастает при длительном хранении жиров вследствие частичного их разложения. С разложением жиров связано их прогоркание. О количестве кислот в жире можно судить по количеству щелочи, идущей на нейтрализацию их в определенной навеске жира: по так называемому числу кислотности.
В 2 конические колбы растворить по 1мл растопленного животного жира (сливочного масла) и растительного жира (подсолнечного масла) в 5мл бензола. К растворам добавить по 2 капли фенолфталеина и титровать 0,1М раствором щелочи (добавляя его из бюретки по каплям) до появления розовой окраски, остающейся после встряхивания.
Вычислить, сколько миллилитров раствора щелочи расходуется в том и другом случае на нейтрализацию 100г жира: V(р-раNaOH)=Vтитр(NaOH)50
Убедиться, что кислотное число прогорклого масла выше, чем свежего.
Вывод согласно цели: какие свойства органических веществ позволяют обнаруживать их в пищевых продуктах?
Практическая работа № 2.
Тема: Количественное определение содержания жировых веществ в продуктах питания.
Цель: познакомить учащихся с методами количественного анализа продуктов питания.
Метод: исследовательская практическая работа.
Оборудование и реактивы: крупы – гречневая, рисовая, пшено, перловая, кукурузная, овсяные хлопья; весы, разновесы, миллиметровая бумага, полиэтиленовая пленка, фарфоровая ступка с пестиком.
Ход и содержание занятия
1. Возьмите образцы зерен: 4-5 зерен среднего размера для каждого вида крупы.
2. Определите среднюю массу одного зерна из каждого образца, результат внесите в таблицу.
Образец крупы Масса одного зерна (мг)
1.Гречка
2.Рис
3. Каждый образец (1 зерно) поочередно положите на лист миллиметровой бумаги (под который подложен полиэтилен), энергично раздавите фарфоровым пестиком. Остатки зерна стряхните в мусорный контейнер.
4. Подсчитайте площадь образовавшегося жирового пятна (количество клеточек).
5. Рассчитайте относительное содержание жировых веществ в образцах по формуле
Х = S /m . n n- число зерен;
Х = [мм2/мг] m- масса одного зерна.
6. Отчет оформите в виде диаграммы, отражающей содержание жировых веществ в крупах разного вида.
7. Дайте рекомендации по хранению данных круп (температура, влажность, длительность) и использованию их разными категориями людей.
Опыт : Обнаружение жира в животных и растительных тканях.
Качественная реакция со спиртовым раствором судана III
Спиртовой раствор судана III служит качественным реактивом на жиры и позволяет обнаружить их наличие в тканях животных и растительных организмов. Характерное окрашивание в различные оттенки красного цвета свидетельствует о наличии жиров.
Оборудование: Семена льна, подсолнечника, растительное масло, кусочки жирного мяса, пробирки, штатив, стакан, предметное стекло, лезвие, спирт (30 мл), судан III.
Практическая работа №3 Качественные реакции на присутствие углеводов. Извлечение углеводов из биологических объектов
Задание 1. Обнаружение углеводов (реакция Молиша)
Нальем в пробирку примерно 1 мл воды и бросим несколько крупинок сахарного песка (сахарозы), часть таблетки глюкозы или клочок фильтровальной бумаги (клетчатки). Теперь добавим 2-3 каплиспиртового раствора резорцина или тимола (эти вещества продают в аптеке). Наклоним пробирку и осторожно нальем по стенке 1-2 мл концентрированной серной кислоты (соблюдайте осторожность!). Закрепим пробирку в вертикальном положении. Тяжелая кислота опустится на дно, а на границе ее с водой появится яркое красивое кольцо — красное, розовое или фиолетовое. Если вещество, состав которого неизвестен, даст при реакции Молиша такое кольцо — значит, имеется углевод. Реакция очень чувствительна, ее может вызвать даже волоконце ткани на стенках пробирки. Поэтому посуду, в которой проводят реакцию, надо очень тщательно мыть, а ополаскивать лучше дистиллированной водой.
Задание 2. Обнаружение крахмала
В присутствии свободного иода крахмал синеет. Раствор иода должен быть очень слабым (чтобы приготовить его, достаточно разбавить аптечный раствор водой). Пользуясь таким раствором, можно исследовать на содержание крахмала различные пищевые продукты.
Задание 3. Гидролиз крахмала
Попробуем сделать из крахмального клейстера глюкозу.
Сначала приготовим крахмальный клейстер — коллоидный раствор крахмала в воде. Нальем в кастрюлю немного холодной воды и добавим крахмал. Смесь хорошо размешаем — получится так называемое крахмальное молоко. При перемешивании добавим к нему кипяток (из расчета примерно стакана воды, с учетом холодной, на 2чайные ложки крахмала), и, продолжая размешивать, нагреваем на огне до тех пор, пока раствор не станет прозрачным.
Заготовим пробирку со слабым раствором иода и понаблюдаем за превращениями крахмала.
Огромные молекулы крахмала под действием воды гидролизуются, расщепляясь на более мелкие молекулы. Сначала образуется растворимый крахмал, потом «осколки» помельче — декстрины, затем дисахарид, но не привычная сахароза, а другой — мальтоза, или солодовый сахар. При распаде мальтозы образуется глюкоза, виноградный сахар. Готовый продукт гидролиза содержит все переходные вещества; в таком виде он известен под названием патоки.
К половине стакана крахмального клейстера добавим 1-2 чайные ложки разбавленной, примерно 10 %-ной серной кислоты. Смесь клейстера с кислотой поставим кипятиться в кастрюльке, понемногу добавляя воду по мере ее испарения. Время от времени будем брать пробы жидкости и, слегка ее охладив, будем испытывать их разбавленным раствором иода. Крахмал дает синее окрашивание, декстрины — красно-бурое, мальтоза и глюкоза не окрашиваются. По мере гидролиза цвет проб будет меняться, а когда окрашивание иодом исчезнет, нагревание можно прекратить.
После кипячения жидкость немного охладим, постепенно добавим в нее при перемешивании около 10 г порошка мела, чтобы полностью нейтрализовать серную кислоту. Смесь при этом будет вспениваться, т.к. происходит выделение углекислого газа. Как только вспенивание прекратиться, постави полученную желтоватую жидкость на слабый огонь, чтобы она упарилась примерно на две трети. Затем еще горячей профильтруем ее через несколько слоев марли, после чего упарим еще раз, но теперь более аккуратно, на водяной бане (смесь легко пригорает). У нас получилась сладкая патока, основу которой составляет глюкоза.
Задание 4. Действие ферментов на крахмал
В предыдущем опыте серная кислота играла роль катализатора, т. п. вещества, ускоряющего реакцию. В процессах пищеварения эту роль играют ферменты. Их каталитическое действие намного сильнее и целенаправленнее. Содержащийся в слюне фермент амилаза может превращать полисахарид крахмал в дисахарид мальтозу. Проследим на опыте за действием этого фермента.
Дистиллированной (или кипяченой).водой с минуту прополощем рот — получится раствор слюны. Этот раствор профильтруем и смешаем с равным количеством крахмального клейстера. Пробирку с этой смесью поставим в стакан с теплой (40 °С) водой. Время от времени будем брать пробы с иодом: изменение окраски будет точно таким же, как при гидролизе с серной кислотой, но реакция пойдет быстрее. Не позже чем через 15 минут крахмал гидролизуется до мальтозы, и цветная реакция с иодом исчезнет.
Также можно долго разжевывать кусочек белого хлеба. При этом вкус его становиться сладковатым. Это результат работы амилазы, которая превращает в мальтозу крахмал, содержащийся в хлебе.
Задание 5. Определение содержания крахмала в клубнях картофеля
Оборудование: стеклянный стакан, мерный целиндр, ареометр, 20% раствор хлорида натрия, клубни картофеля разных сортов.
В стакан налить 20% раствор хлорида натрия. Поместить в раствор 3-5 клубней. Приливать к раствору, помешивая, дистиллированную воду, пока клубни не будут плавать (тогда их плотность равна плотности раствора). Вынуть клубни. Перелить раствор в цилиндр и ареометром определить его плотность. По таблице определить крахмальное число в клубнях. Данные для расчета содержания крахмала в клубнях картофеля.
Плотность % крахмала Плотность % крахмала
1,080 13,9 1,121 22,7
1,082 14,3 1,123 23,1
1,084 14,7 1,125 23,5
1,085 14,9 1.127 24,0
1,086 15,1 1,129 24,4
1,088 15.6 1,131 24,8
1,090 16,0 1,133 25,2
1,092 16,4 1,134 25,5
1,094 16.9 1,136 25,9
1,096 17,3 1,138 __26,3_
Практическая работа № 4
Тема: Исследование пищевых продуктов на кислотность.
Цель: познакомить учащихся с методами исследования свойств веществ и оценки результатов.
Метод: исследовательская практическая работа.
Оборудование: образцы молочных продуктов – ряженка, кефир, простокваша; образцы овощей – помидор, огурец, капуста; образцы фруктов – яблоко, груша, слива, индикаторы, фильтры, воронки, пробирки, стаканы, шинковка.Ход и содержание занятия.
1. Исследование кислотности молочных продуктов.
а) В три пробирки прилейте по 2-3 мл ряженки, кефира и простокваши.
б) Универсальной индикаторной бумагой исследуйте каждый продукт.
в) Согласно цветовой шкале определите кислотность продуктов.
г) Дайте рекомендацию по использованию данных продуктов в пищу, для разных категорий людей.
2. Исследование кислотности овощей.
а) Измельчите по отдельности каждый из трех образцов овощей.
б) Выделите сок из каждого образца.
в) Отфильтруйте сок.
г) Исследуйте сок универсальной индикаторной бумагой.
д) Согласно цветовой шкале определите кислотность продуктов.
е) Дайте рекомендацию по использованию данных продуктов в пищу, для разных категорий людей.
3. Исследование кислотности фруктов.
а) Измельчите по отдельности каждый из трех образцов фруктов.
б) Выделите сок из каждого образца.
в) Отфильтруйте сок.
г) Исследуйте сок универсальной индикаторной бумагой.
д) Согласно цветовой шкале определите кислотность продуктов.
е) Дайте рекомендацию по использованию данных продуктов в пищу, для разных категорий людей.
Результат оформите в виде таблицы.
№ п/пНаименование продукта Кислотность продукта Рекомендации.
1 Ряженка
2 Кефир
3 Простокваша
Задачи и упражнения с производственным содержанием.
Задачи
1. Для изготовления конфет «Дюшес» используется изоамилацетат. Вычислите, какое количество эфира получится при взаимодействии 30 граммов уксусной кислоты и 40 граммов амилового спирта. (58,5 г)
2. Для получения газированного напитка «Зелёное яблоко» используется этиловый эфир изовалериановой кислоты. Какое количество спирта и кислоты (в граммах) необходимо для получения 30 граммов эфира, если его выход составляет 80% от теоретического. (1,52 г; 3,37 г)
3. Масло «Evet» изготавливают, используя чистые растительные масла - соевое, хлопковое, подсолнечное, рапсовое и другие. Сколько масла «Evet» можно получить их 3 тонн растительных масел, содержащих 80% глицерида олеиновой кислоты. (2,4 т)
4. Вычислите, сколько граммов глюкозы можно получить из 100 граммов крахмала, содержащего 15% примесей. (94,4 г)
5. При выпечке изделий из теста питьевую соду иногда «гасят» уксусом. Составьте уравнение протекающей реакции и объясните, для чего её проводят. Рассчитайте, какая масса 9% раствора уксусной кислоты потребуется для «гашения» питьевой соды массой 10 грамм. (62 г)
6. Для гашения соды вам необходим 9% раствор уксусной кислоты. У вас имеется 70% раствор. Рассчитайте, сколько граммов 70% раствора потребуется для приготовления 200 граммов 9% раствора. (29,5 г)
Упражнения
1. Изоамиловый эфир масляной кислоты имеет запах ананасов. Составьте уравнение получения этого эфира и предложите его практическое использование.
2. Из уксусной кислоты и амилового спирта получают сложный эфир, обладающий запахом груш. Составьте уравнение получения этого эфира и предложите его практическое использование.
3. При создании оборудования для пищевой промышленности широко используется органическое стекло. Его получают полимеризацией сложного эфира метакриловой кислоты СН3-СН2 = С - СООН и метанола.
Напишите уравнение реакции получения метилового эфира метакриловой кислоты, а также уравнение реакции его полимеризации.
4. Почему растительные масла главным образом используются для приготовления холодных закусок (салатов, винегретов, овощной икры)?
5. Для обжаривания рыбы применяют подсолнечное или оливковое масло. Почему для этой цели не используют твёрдые животные жиры?
6. Причина прогорклости сливочного масла - появление в нём свободной масляной и других низкомолекулярных кислот. Для устранения прогорклости масло промывают раствором питьевой соды. Составьте уравнение происходящей при этом реакции и объясните причину устранения горького вкуса.
7. Как доказать, что в составе растительного масла содержатся непредельные кислоты?
8. При неблагоприятных условиях хранения жиров и наличии в них хотя бы следов воды, в жирах происходят глубокие изменения, в том числе и гидролиз. Почему при гидролизе жира повышается его кислотность? Ответ подтвердите уравнением реакции.
9. В основе порчи жиров лежат химические процессы. Наиболее типичный вид порчи - повышение кислотности. Какая химическая реакция повышает кислотность жира? Составьте уравнение реакции.
10. Какая способность крахмала используется в кулинарии при изготовлении соусов и подливок?
11. При варке киселей из фруктов происходит кислотный гидролиз крахмала. Составьте уравнение этой реакции.
12. Сахар — прекрасное средство для быстрого восстановления сил. Уже через полчаса после приёма в пищу начинается поступление в кровь продуктов гидролиза сахара. Дайте химическое название сахара. Составьте уравнение гидролиза и назовите продукты реакции.
13. В производстве пива и спирта, а также в хлебопечении используется особое свойство углеводов. Какое это свойство? Составьте уравнение происходящей реакции.
14. Соление огурцов и квашение капусты невозможно без этого вида брожения. Назовите его, составьте уравнение происходящей реакции. Дайте название продуктам реакции.
15. Почему варенье слаще сахара, хотя и варится на сахаре?
16. Подвергается ли сахар гидролизу в стакане чая?
17. Почему, если долго пережёвывать хлеб, то во рту начинает ощущаться сладкий вкус?
18. Почему происходит поднятие теста при добавлении дрожжей?
19. В трёх пронумерованных пробирках находятся растворы глюкозы, сахарозы и крахмала. Экспериментально определите каждое из предложенных веществ.
20. Имеются три пробирки с органическими веществами: формальдегидом, глицерином и глюкозой. Определите с помощью качественных реакций каждое из веществ.
21. Вам выданы две жидкости жёлтого цвета: подсолнечное масло и бромная вода. Каким образом, не пользуясь другими реактивами, определить, в какой пробирке какая жидкость? Перечислите, какие свойства той или другой жидкостей позволили вам осуществить распознавание.
22. Вам выданы растворы крахмала, мыла и белка. Определите каждое вещество.
23. Докажите, что в составе олеиновой кислоты содержится непредельный углеводородный радикал.
24. Используя необходимые реактивы, докажите, что в состав белого хлеба входит крахмал.
25. Проделайте качественные реакции, характерные для белка.
3.3. Гетерогенные тестовые задания для контроля знаний.
Тестовое задание по теме «Органические вещества»
1)Это вещество впервые выделил из виноградного сока французкий химик Жозеф Луи Пруст. Оно твердое, сладкое на вкус, хорошо растворяется в воде. При растврении в воде образует три различные формы. О каком веществе речь?
a) Глицерин
b) Глюкоза
c) Рибоза
d) Глицин
2)В 1860 году на Ростовской ярмарке произошел поразительный случай: средь бела дня у всех на глазах загорелся воз с хлопчатобумажной пряжей. Присутствие какого вещества могло быть причиной самовоспламенения пряжи?
a) Кокосовое масло
b) Анилин
c) Рыбий жир
d) Этанол
3) Эта кислота входит в состав облепихового масла, у этой кислоты – низкая температура плавления, поэтому на морозе ягоды облепихи остаются мягкими. Эта кислота обесцвечивает бромную воду, при этерификации с глицерином образует жидкий жир?
a) Олеиновая кислота
b) Стеариновая кислота
c) Капроновая кислота
d) Валериановая кислота
4) Это вещество содержится в ягодах брусники, клюкве. Благодаря этому веществу эти ягоды могут долго храниться без сахара. Человек, зная свойства этого вещества, стал использовать его в пищевой промышленности в качестве консерванта.
a) Уксусная кислота
b) Сахароза
c) Бензойная кислота
d) Фруктоза
5) Бобовые травы: клевер, вика, люцерна являются очень питательными для животных. Скотоводы с давних времен пытались из них приготовить силос, но процесс силосования этих трав идет очень с трудом. Какое вещество мешает приготовить лакомство для коров на зиму?
a) Уксусная кислота
b) Лимонная кислота
c) Щавелевая кислота
d) Молочная кислота
6) Болотный газ, пузырьками выделяющийся из тинистой пучины, пугал людей своим появлением. Если в месте выделения газ поджигали, то по болоту начинали блуждать огоньки. Химики разных стран пытались получить болотный газ искусственным путем. Выяснилось, что его можно получить, действуя водой на карбид алюминия. Каков состав болотного газа?
a) Ацетилен
b) Метан
c) Этилен
d) Пропан
7) Раствор этого вещества вызывает свертывание белка, поэтому без него не получить анатомических препаратов. Этим веществом протравливают семена. Без него не получить пластмассу. Это вещество:
a) Этанол
b) Фенол
c) Формальдегид
d) Анилин
8) Небьющееся стекло было изобретено случайно. В 1903 году французский химик Эдуард Бенедиктус нечаянно уронил колбу, заполненную неким веществом. Стекло треснуло, но не разлетелось на мелкие кусочки. Поняв, в чём дело, Бенедиктус изготовил первые лобовые стёкла современного типа, чтобы уменьшить количество жертв автомобильных аварий. Какое вещество находилось в колбе химика?
a) Нитроцеллюлоза
b) Анилин
c) Диэтилкетон
9) Немецкий алхимик и врач Иоганн Бехер в 1669 году, прибавив к серной кислоте этиловый спирт, наблюдал, как раствор сильно вспенился, выделяя неизвестный газ. Этот газ горел коптящим пламенем. Бехтер назвал новый газ "маслородным", так как его соединение с хлором представляло собой маслообразную жидкость. Какой газ открыл Бехер?
a) Метан
b) Этилен
c) Ацетилен
d) Формальдегид
10) На протяжении нескольких веков британское горное законодательство в обязательном порядке предписывало держать в шахтах канареек для обнаружения газа. Птичек использовали в такой роли до 1986 года, а соответствующая статья оставалась в правилах безопасности для горных работ вплоть до 1995 года. Какой газ определялся с помощью канареек?
a) Пропан
b) Ацетилен
c) Метан
d) Этилен
Ответы на тест ОРГАНИЧЕСКИЕ ВЕЩЕСТВА 1) B
2) C
3) A
4) C
5) D
6) B
7) C
8) A
9) B
10) C
Тест – Грубодисперсные системы
1.К дисперсным системам относятся:
А) Капиллярные системы;
Б) Аэрозоли;
В) Влажные грунты;
Г) Суспензии;
Д) Лиозоли;
Е) Драгоценные камеи;
Ж) Пены;
З) Сплавы
2. Как влияет тонина помола на качество муки?а) Повышает;б) Понижает;в) Не влияет.3. По агрегатному состоянию и размерам частиц дисперсной фазы аэрозоли подразделяют на: а) туманы, б) пыли. Укажите тип каждой гетерогенной системы (фаза/среда)а) Ж/Ж;б) Ж/Г;в) Ж/Т;г) Т/Г.4. Пенообразование довольно распространенное явление. В каких случаях образование пены - желательный процесс?а) Флотационное обогащение руд;б) Тушение пожара;в) Бульонная пена;г) Стирка в машинах активационного типа;д) Пивная пена;е) Косметические пенки (для умывания, для бритья и т. д.)5. Какие классы органических веществ используются в качестве пенообразователей?а) Спирты;б) Жирные кислоты;в) Нефтепродукты;Г) Белки;д) Мыла;е) Бензол и его производные6. Какие свойства не присущи пенам?а) Броуновское движение;б) Диффузия газа через пленку жидкости;в) Осмотическое давление;г) Возникновение двойного электрического слоя со стороны жидкой фазы;д) Коагуляция;е) Незначительная жесткость7. Какие методы используются для разрушения пен?а) Перемешивание и встряхивание;б) Подача острого пара;в) Введение жирных кислот;г) Обработка ультразвуком;д) Барботаж воздуха8. Какие из перечисленных пищевых продуктов являются эмульсиями?а) Яичный желток;б) Кисель;в) Пиво;г) Сливки;д) Сливочное масло;е) Нерафинированное растительное масло9. Известно два основных типа эмульсий:1 – М/В («масло в воде»); 2 – В/М («вода в масле»). К какому типу эмульсий принадлежат…?а) Натуральный латекс;б) Молоко;в) Мази для наружного применения;г) Маргарин;10. Выберите из предложенных те технологические приемы, которые используются для разрушения эмульсий.а) Центрифугирование;б) Снижение температуры;в) Замена эмульгатора;г) Длительное перемешивание и встряхивание;д) Обработка ультразвуком;е) Фильтрация через пористые материалы, смачиваемые водой11. Для эмульсий характерно явление обращения фаз, т. е. эмульсия М/В переходит в эмульсию В/М. Каковы условия такого обращения?а) Введение при интенсивном перемешивании избытка ПАВ, являющегося стабилизатором эмульсий противоположного типа.б) Обработка ультразвуком;в) Длительное механическое воздействие;г) Изменение температуры;д) Введение веществ, способных изменить природу эмульгатора.12. Какие свойства суспензий сходны со свойствами гидрозолей?а) Наличие двойного электрического слоя;б) Фильтрация через бумажный фильтр;в) Наличие суспензионного эффекта;г) Способность к коагуляции при добавлении электролитов;д) Видимость в световом микроскопе;13. Какие из перечисленных пищевых продуктов являются:А) суспензиями; Б) гидрозолями?а) Вино и виноматериалы;б) Томатный сок;в) Картофельный крахмал;г) Патока;д) Диффузионный сок сахарной свеклы;е) Неочищенное растительное масло.14. Какие свойства присущи только суспензиям?а) Флотация;б) Фильтрация через полупроницаемую мембрану;в) Кольматация;г) Видимость в ультрамикроскопе,4.22. Расположите золи муки, стабилизированные растительными белками, в порядке уменьшения гидрофильности.а) Соевая;б) Пшеничная;в) Картофельная (крахмал);г) Гороховая.3.4 Карточки – задания с профессиональной направленностью
Профессия «Повар, кондитер»КАРТОЧКА № 1Слипание коллоидных частиц и их оседание в растворе называют коагуляцией. Можно ли назвать коагуляцией:а) образование студня (холодца);б) застывание в желе сока красной смородины;в) свертывание яичного белка при варке?Какие сходные примеры вы можете привести?КАРТОЧКА № 21. Почему глицерин можно применять в качестве добавки в кондитерские кремы?2. Чем объясняется появление едкого запаха дыма, от пригоревших жиров?КАРТОЧКА № 31. Почему оливковое масло храниться дольше подсолнечного?2. Чем объясняется специфический рыбий запах?КАРТОЧКА № 41. Почему темнеет сырой очищенный картофель?2. Почему при окислении жиров выделяется больше энергии, чем при окислении крахмала?КАРТОЧКА № 41. Какие вещества применяются в качестве химических консервантов?2. Зачем нужен глутамат натрия?КАРТОЧКА № 5Решите ребусы по теме «Химия и пища»1. Вещество, придающее рыбе специфический запах
2. Вещество с резким запахом, образующееся при пригорании жиров.
КАРТОЧКА № 61. Из чего получают медицинский жир, содержащий витамины А и В?2. Почему человек употребляет в пищу крахмал, но не ест древесину, содержащую целлюлозу?КАРТОЧКА № 71. Почему получаемый из целлюлозы технический спирт нельзя использовать в пищу?2. Какой эфир имеет запах ананаса?3. Почему жиры портятся при хранении?КАРТОЧКА № 81. Почему в хлебе много дырочек?2. Почему при варке крупы и макаронных изделий происходит увеличение массы продукта?КАРТОЧКА № 91. Почему при тепловой обработке мяса и рыбы происходит уменьшение массы продукта?2. В чём причина образования пены на поверхности мясных бульонов?КАРТОЧКА № 10Оксид железа (III) используется в пищевой промышленности в качестве желтого красителя — вещества, усиливающего и восстанавливающего цвет продукта.ЗАДАНИЕ 1. Определите, из атомов каких элементов состоит данное вещество.ЗАДАНИЕ 2. Определите валентности атомов элементов в соединении.ЗАДАНИЕ 3. Составьте структурную формулу вещества.ЗАДАНИЕ 4.Вычислите относительную молярную массу вещества.ЗАДАНИЕ 5.Вычислите молярную массу вещества.ЗАДАНИЕ 6.Вычислите массовые доли элементов в соединении.Профессия «Продавец, контролер-кассир»КАРТОЧКА 1Соль азотистой кислоты — нитрит натрия — используется при подсаливании мясных изделий для придания им естественной окраски.Задание 1. Расшифруйте коды добавок — неорганических веществ, используя таблицу «Коды пищевых добавок по классификации Е».Задание 2. Проанализируйте их с точки зрения вреда для организма человека, используя таблицу «Классификация пищевых добавок в зависимости от воздействия на организм человека».Задание 3. Охарактеризуйте кислоту по основности и по содержанию кислорода.4. Внеклассная работа.
4.1. Программа кружка «Химия и пища».
Пояснительная записка
Программа кружка „Химия и пища” разработана с целью более широкого осуществления профессиональной направленности в обучении химии и предназначена для преподавателей и обучающихся ПУ, колледжей, техникумов (систем НПО, СПО) сферы торговли и общественного питания. На уроках возможности преподавателя в формировании профессиональной направленности обучения химии ограничены. Эти возможности более значительны в процессе внеклассной работы.
Обучающихся ПУ, колледжей, техникумов, системы служб быта кружок „Химия и пища” обогатит дополнительными знаниями по химии пищевых продуктов и их кулинарной обработке, химии пищевых производств различных групп продовольственных товаров и их экспертизе (контролю качества); практическими умениями товароведа, продавца, кулинара, дегустатора; поможет развить творческие способности в этой области.
Содержание кружка „Химия и пища” формирует у обучающихся экологическую культуру, культуру научно обоснованного питания и будущей здоровой семьи.
Интерес к прикладному значению химии резко возрастает в последнее время в связи с развитием частного предпринимательства.
В программе кружка на теоретические занятия отводится 24 часа, на практические занятия – 16 часов.
Предусмотрены варианты экспериментальных работ по отдельным темам.
Тематический план
№
п/пНаименование раздела, темы Количество часов
Всего Теорет-ихПракт-их1
2
3
4
5
6
7 Раздел I. Основные химические вещества пищи
Белковые вещества
Липиды
Углеводы
Витамины
Минеральные вещества
Пищевые добавки
Природные токсиканты и загрязнители 22
4
4
4
3
3
2
2 14
2
2
2
2
2
2
2 8
2
2
2
1
1
-
-
8
9
10
11
12
13 Раздел II. Химия пищевых производств
Зерновые продукты. Сахар. Масла и жиры. Кондитерские изделия
Овощи, фрукты и ягоды. Напитки
Молочные продукты
Мясные продукты. Птица. Яйца
Рыбные продукты
Химические основы домашнего приготовления пищи 12
2
1
1
1
1
6 8
2
1
1
1
1
2 4
-
-
-
-
-
4
14 Раздел III. Химия рационального питания
Химия пищеварения и рационального питания 6
6 2
2 4
4
Всего: 40 24 16
Содержание занятий кружка
Раздел I. Основные химические вещества пищи
Тема 1. Белковые вещества
1.1. Строение и аминокислотный состав белков. Классификация, свойства белков.
1.2. Пищевая ценность белков. Ферменты.
Практические занятия
1. Свойства белков.
2. Определение наличия белка в пищевых продуктах.
Тема 2. Липиды
2.1. Строение и классификация липидов.
2.2. Пищевая ценность масел и жиров. Превращение липидов при производстве продуктов питания.
Практические занятия
1. Свойства жиров.
2. Определение наличия жира в продуктах.
Тема 3. Углеводы
3.1. Строение, классификация и свойства углеводов.
3.2. Превращение углеводов в технологических процессах. Пищевая ценность углеводов.
Практические занятия
1. Свойства глюкозы и крахмала.
2. Определение наличия крахмала в продуктах.
Тема 4. Витамины
4.1. Классификация витаминов.
4.2. Характеристика витаминов.
Практические занятия
1. Качественные реакции на витамины .
Тема 5. Минеральные вещества
5.1. Макроэлементы.
5.2. Микроэлементы.
Практические занятия
Индивидуальные задания по исследованию минерального состава пищевых продуктов, содержание нитритов и нитратов (с помощью индикаторной бумаги).
Тема 6. Пищевые добавки
6.1. Вещества, улучшающие внешний вид продуктов. Вещества, изменяющие структуру и физико-химические свойства пищевых продуктов.
6.2. Подслащивающие вещества. Консерванты. Пищевые антиокислители. Ароматизаторы.
Тема 7. Природные токсиканты и загрязнители
7.1. Природные токсиканты и загрязнители.
7.2. Пищевая аллергия.
Раздел II. Химия пищевых производств
Тема 8. Зерновые продукты. Сахар. Масла и жиры. Кондитерские изделия
8.1 Продукты из зерна. Хлеб и хлебобулочные изделия. Макаронные изделия.
8.2. Сахар и крахмал. Масла и жиры. Кондитерские изделия.
Тема 9. Овощи, фрукты и ягоды. Напитки
Хранение переработка овощей, фруктов и ягод. Тепловая обработка. Напитки.
Тема 10. Молочные продукты
Сырье. Процессы, происходящие при хранении и переработке молочного сырья.
Тема 11. Мясные продукты. Птица. Яйца
Сырье. Тепловая обработка.
Тема 12. Рыбные продукты
Сырье. Хранение, тепловая обработка рыбы.
Тема 13. Химические основы домашнего приготовления пищи
13.1. Основные химические процессы, происходящие при тепловой кулинарной обработке.
13.2. Изменение пищевой ценности продуктов при тепловой обработке.
Практические занятия
1. Изменение физических свойств и химического состава продуктов при кулинарной обработке. Виды обработки пищевых продуктов и характер изменения их свойств.
2. Приготовление блюд по различным рецептам из различных видов продуктов. Дегустация блюд.
Раздел III. Химия рационального питания
Тема 14. Химия пищеварения и рационального питания
14.1. Химия пищеварения.
14.2. Основы рационального питания.
Практические занятия
1. Кислотный и ферментативный гидролиз сахарозы.
2. Кислотный и ферментативный гидролиз крахмала.
3. Индивидуальные задания по составлению суточного рациона для разных возрастных групп людей и лиц с разной интенсивностью труда.
4. Индивидуальные задания по расчету энергетической ценности суточных рационов.
Литература
1. Богданова Н. Н. „Химия. Лабораторные работы” 8-11 классы.
М. Астрель – АСТ, 2001 г.
2. Гурецкая В. Л. „Органическая химия”, М. „Высшая школа”, 1983 г.
3. Жванко Ю. Н., Панкратова Г. В., Мамедова З. И.
„Аналитическая химия, технохимический контроль в общественном питании”, М. „Высшая школа”, 1989 г.
4. Ковалев Н. И. „Русская кулинария”, М.: Экономика, 1982 г.
5. Покровский А. А. „Книга о вкусной и здоровой пище”,
М.: Легкая промышленность, 1983 г.
6. Скурихин И. М., Нечаев А. П. „Все о пище с точки зрения химика”,
М. „Высшая школа”, 1991 г.
7. Скурихин И. М., Шатерников В. А. „Как правильно питаться”,
М.: Агропромиздат, 1986 г.
8. Чернобельская Г. М. „Практические занятия и экспериментальные задачи по химии для ПТУ”, М.: „Высшая школа”, 1989 г.
9. Шульгин Г. Б. „Эта увлекательная химия”, М.: Химия, 1984 г.
Информационно - исследовательский проект «Использование метода колоночной хроматографии для обнаружения ионов тяжелых металлов в продуктах питания»
Содержание
Введение.
Паспорт проектной работы.
Название проекта;
Руководитель проекта;
Учебные предметы, в рамках которых проводится работа по проекту;
Проблема, предмет поиска;
Аннотация проекта;
Типология проекта;
Цели проекта;
Задачи проекта;
Теоретическая часть проекта
Виды хроматографического анализа.
Ионообменная хроматография.
Адсорбенты в хроматографии.
Практическая часть проекта
Использование проявительного метода ионообменной хроматографии для определения ионов железа (III), меди (II), никеля (II), кобальта (II) в молоке.
Выводы. Результаты.
Информационные ресурсы.
Введение
Вряд ли какой – нибудь другой предмет, служащий для удовлетворения потребностей человека, в такой степени нуждается в контроле за чистотой и качеством, как пища. Поэтому и не является неожиданным, что законы, регулирующие производство и продажу пищевых продуктов, были разработаны еще в древние времена. Известно, что более 3600 лет тому назад вавилонский царь Хаммурапи в своем законодательстве предусмотрел наказания за подделку пива и наживу на пищевых продуктах низкого качества. В Древнем Риме, да и в Древней Греции существовали специальные учреждения для контроля за продуктами питания.
В настоящее время задача состоит в том, чтобы уметь быстро оценивать состав сельскохозяйственных продуктов: содержание белка, масла, крахмала, воды и пигментов. Важно знать, не содержатся ли в пищевом сырье и продуктах питания токсические вещества.
В связи с широким применением агрохимикатов – пестицидов, гербицидов и т. д. – люди обеспокоены возможной угрозой для здоровья, связанной с присутствием в пищевых продуктах различных загрязнений и токсических веществ. В подавляющем большинстве стран мира разработано соответствующее законодательство, ограничивающее допустимые количества таких соединений в продуктах питания, организована необходимая система контроля, обеспечивающая выполнение этого законодательства.
При рассмотрении вопросов анализа состава пищевых продуктов возникает много проблем:
Существуют традиционные методы, замена которых на новые будет достаточно нелегкой.Современные хроматографические и спектрометрические методы позволяют определить почти все компоненты пищевых продуктов, однако они сложны и дороги, а порой и «слишком» чувствительны, в результате чего возможность ошибок может возрастать.
Необходимо свести к минимуму возможность возникновения ошибки и привести в соответствии результаты анализов, полученные в разных лабораториях, путем введения официальных методов анализа в общенациональном масштабе.
Выбор аналитических методов зависит от законодательства, действующего в данной конкретной стране.
Очень серьезным является вопрос согласования аналитических методов на международной основе, поскольку в этом случае решающее слово принадлежит не специалистам – химикам, а соответствующим государственным учреждениям.
Паспорт проектной работы
Название проекта «Использование метода колоночной хроматографии для обнаружения ионов тяжелых металлов в продуктах питания»
Руководитель проекта Иванова Галина Евгеньевна
Преподаватель
Учебные предметы, в рамках которых проводится работа по проекту «Физическая и коллоидная химия»
«Аналитическая химия»
«Контроль качества продукции и услуг общественного питания»
Проблема Использование метода колоночной хроматографии, как наиболее эффективного, для обнаружения ионов тяжелых металлов в молоке.
Аннотация проекта Развитие химии во многом зависит от метода исследования вещества. Одним из важнейших современных методов исследования является хроматография. С помощью этого метода можно провести анализ состава почв, растений, удобрений, воды, воздуха, а также пищевых продуктов.
Для жизнедеятельности человека необходимы продукты питания и людям не безразлично, какие вещества (полезные и вредные) содержатся в этих продуктах. Наш проект посвящен исследованию продуктов питания, в частности молока, на основе использования проявительного метода ионообменной хроматографии. Данная тема в курсах физической и аналитической химии рассматривалась обзорно. В ходе работы над проектом хроматография - метод разделения и анализа сложных смесей был нами подробно изучен.. К тому же для этого метода необязательно иметь сложное оборудование и редкие реактивы. В большинстве случаев хроматографирование осуществляется с малыми количествами вещества, быстро, наглядно, интересно.
Особенно важно, что работы по хроматографированию интересны не только как ознакомление с новым методом исследования, но и позволяют получить ценную информацию, относящуюся ко многим современным проблемам. Экспериментальная работа (практическая часть проекта) была нами проведена на базе лаборатории санитарно – гигиенических исследований Центра гигиены и эпидемиологии в Тамбовской области под руководством врача – лаборанта Комаровой Н.В..
Целью экспериментальной части проекта было – обнаружение в молоке катионов Fe3+,Cu2+,Co2+,Ni2+; т.к. ионы Fe3+ необходимы организму для поддержания гемоглобина крови человека, также ионы Fe3+ содержатся в миоглобине (белке), в железосодержащем ферменте и белковом комплексе ферритин. Ионы Со2+ содержатся в витамине В12(кобаламин). При недостатке кобальта в организме развивается злокачественная анемия. Ионы Cu2+ участвуют в синтезе сахара, белков, крахмала и витаминов. Среднее содержание меди в живых организмах 2-10 % по массе, в крови человека около 0,001 мг/л. Ионы Ni2+ необходимый микроэлемент для млекопитающих. В организме взрослого человека содержится 5-13,5 мг никеля.
Тип проекта Информационно-исследовательский;
Межпредметный;
Индивидуальный;
Среднесрочный.
Цель проекта изучение методов качественного и
количественного анализа, обнаружение ионов
тяжелых металлов в молоке (наличие в нем ионов Fe3+, Ni2+, Co2+, Cu2+) с помощью ионообменной колоночной хроматографии.
Задачи проекта Изучить литературные источники по проблемам хроматографии, в частности – колоночной хроматографии.
Практически ознакомиться с методикой колоночной хроматографии.
Определить наличие ионов тяжелых металлов в некоторых продуктах питания
III.Теоретическая часть
План.
1.Хроматография как физико-химический метод разделения и определения веществ.
1.1.История развития хроматографии.
1.2.Сущность хроматографии.
2.Виды хроматографического анализа (классификация).
3.Ионообменная хроматография.
4.Проявительный метод колоночной хроматографии.
5.Адсорбенты в хроматографии.
1.Хроматография как физико-химический метод разделения и определения веществ.
Хроматографический метод разделения и очистки органических веществ был открыт М. С. Цветом (1872 – 1919) в 1903г. М. С. Цвет – русский ботаник, физиолог и биохимик растений. Ранние годы провел в Асти (Италия) и Швейцарии. Был доктором естественных наук Женевского университета, но первые шаги в науке сделал в Петербурге. Затем стал магистром ботаники Казанского университета, доктором ботаники Варшавского университета, профессором Юрьевского университета. Оставил 74 труда, из них - посмертных издания, 386 литературных публикаций. В 1903 г. он изучал природный пигмент хлорофилл и установил, что этот продукт, ранее считавшийся индивидуальным, при пропускании в растворе петролейного эфира через колонку, наполненную мелом, разделяется на несколько различно окрашенных зон. Эти компоненты различались между собой способностью связываться (сорбироваться) на меле.
Таким образом, М.С.Цвет установил неоднородность хлорофилла, и, в то же время, предложил новый простой путь анализа и разделения смеси веществ, в том числе очень близких по свойствам.
Заслуга М.С.Цвета состоит в том, что он разработал этот метод, правильно оценил его значение и предсказал его универсальность.
Сегодня хроматография в ее различных вариантах получила очень широкое распространение в науке и промышленности, занимая одно из первых мест среди физико-химических методов исследования.
Термин " хроматография" означает "хромо" – цвет, "графо" – пишу, впервые был введен также М.С.Цветом, поскольку в своих экспериментах он имел дело с окрашенными соединениями, и, хотя, в настоящее время этим методом анализируют и бесцветные вещества, термин сохранился.
Бурный расцвет метода приходится на середину века, когда была создана газожидкостная хроматография. Благодаря высокой эффективности в настоящее время широко применяется в органической химии.
Хроматографией называется физико-химический метод разделения смеси веществ, заключающийся в перемещении смеси потоком подвижной фазы вдоль слоя сорбента (неподвижная фаза). Вследствие различия коэффициентов распределения для отдельных компонентов смеси подвижной и неподвижной фазами происходит селективное замедление движения компонентов, что приводит при достаточной длине сорбента к образованию зон отдельных компонентов смеси.
По агрегатному состоянию подвижной фазы различают два вида хроматографии жидкостную и газовую. В первом случае подвижной фазой является жидкость, во втором газ.
По природе адсорбента различают: адсорбционную, распределительную (абсорбционную) и ионообменную хроматографии. В случае адсорбционной хроматографии сорбция происходит на поверхности твердого тела - адсорбента. В распределительной хроматографии компоненты абсорбируются жидкостью, нанесенной на твердый носитель. В ионообменной хроматографии сорбентом являются ионообменные смолы – полиэлектролиты, содержащие основные ( ) или кислотные (SO3; COOH; SH) группы, и процесс разделения основан на обратимом ионном обмене между ионообменной смолой и компонентами смеси. Ионообменная хроматография существует только в жидкостном варианте.
Таблица 1
Неподвижная фаза Подвижная фаза
жидкость газ
Адсорбент Жидкостно-адсорбционная Газо-адсорбционная
Жидкость Распределительная Газо-жидкостная
Ионообменная смола Ионообменная
Наиболее проста и широко распространена жидкостная хроматография в обоих вариантах – жидкостно-адсорбционная и распределительная. Газовая хроматография сложна в аппаратурном оформлении.
С помощью жидкостной хроматографии решаются следующие задачи
препаративное разделение сложной смеси на компоненты,
анализ смеси и идентификация отдельных компонентов,
очистка продуктов от примесей.
В зависимости от характера задачи используются различные методики проведения хроматографического разделения.
1.1. ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ ХРОМАТОГРАФИИ
Хроматографию как оригинальный метод разделения веществ открыл русский естество - испытатель М.С.Цвет в 1903 .
М.С.Цвет создал проявительный вариант хроматографии и заложил основы многоступенчатого сорбционного разделения сложных смесей, развил фронтальный вариант, связал все виды хроматографии единой теорией, впервые четко показал сложный характер взаимодействия в системе сорбат-сорбент-расворитель и предложил способы смещения сорбционных равновесий. Однако предложенный метод практически не развивался до 30-40-х годов.
В 1927 году Брандт применил колонку, наполненную ионообменником (цеолитом) для определения сульфат иона. Так же как Цвета, эта работа не привлекла к себе внимания. Только с появлением новых синтетических ионообменников началось широкое применение ионного обмена в аналитической химии [5].
Н.А.Измайлов и М.С.Шрайбер в 1938 году разработали новый вид хроматографии, названный тонкослойной хроматографией. Ими были разделены алкалоиды, экстрагированные из лекарственных растений на оксиде алюминия, нанесенном на стекло [3].
Отправной точкой бурного развития многих методов хроматографического анализа является работа лауреатов Нобелевской премии А.Мартина и Р.Синджа. Ими был предложен и разработан метод рапределитедьной хроматографии (1941 г.). Для описания размывания хроматографической зоны они использовали модель теоретических тарелок, применявшуюся ранее в теории дистилляции. В 1946 году Р.Синдж предложил метод жидкостной хроматографии с липофильной неподвижной фазой, известной сейчас как жидкостная хроматография на обращенной фазе.
В 1952 году А. Мартином и Л. Джеймсом были получены первые результаты в области газо-жидкостной хроматографии. Видное место в области теории и практики газовой хроматографии занимают работы советских учёных: Н.М.Туркельтауба, А.А. Жуковицкого, К.В. Чмутова, А.В. Киселева, К.И. Сакодынского, В.Г. Березкина, О.Г. Ларионого, М.С. Видергауза, Я.И. Яшина.
Создание капиллярной газовой хроматографии позволило значительно увеличить эффективность газохроматографического метода. Впервые, распределение на капиллярной колонке осуществлено Голеем в 1956 г. Современный газовый хроматограф с капиллярной колонкой часто сочетается с масс- спектрометром, применяемым в качестве детектирующего устройства [8].
Начиная с 70-х годов, происходит бурное развитие жидкостной хроматографии. Созданы новые сорбенты и высокопроизводительное оборудование, позволяющее анализировать сложнейшие смеси, содержащие десятки и сотни различных веществ.
Сегодня хроматография в ее различных вариантах получила значительное распространение в науке и промышленности, занимая одно из первых мест среди физико-химических методов исследования. В современном понятии хроматография – это учение о закономерностях разделения сложных смесей веществ на индивидуальные соединения за счет различий в сорбируемости (поглощении).
1.2. СУЩНОСТЬ ХРОМАТОГРАФИИ
Хроматография – это метод разделения и анализа смесей веществ, основанный на различном распределении их между двумя несмешивающимися фазами – подвижной и неподвижной.
Хроматографический процесс заключается в перемещении подвижной фазы, содержащей компоненты разделяемой смеси, относительно неподвижной. Подвижной фазой может быть жидкость (раствор анализируемой смеси веществ) или газ (смесь газов или паров веществ), неподвижной фазой – твердое вещество или жидкость, адсорбированная на твердом веществе, которое называется носителем. При движении подвижной фазы вдоль неподвижной компоненты смеси сорбируются на неподвижной фазе. Каждый компонент сорбируется в соответствии со сродством к материалу неподвижной фазы (вследствие адсорбции или других механизмов). Поэтому неподвижную фазу называют также сорбентом. Захваченные сорбентом молекулы могут перейти в подвижную фазу и продвигаться вместе с ней дальше, затем снова сорбироваться. Таким образом, происходит распределение молекул каждого компонента между двумя фазами. Поскольку компоненты смеси обладают разным сродством к сорбенту, при перемещении смеси вдоль сорбента произойдет разделение: одни компоненты задержатся в начале пути, другие продвинутся дальше и т. д. Для разделения разных молекул неподвижная фаза должна обладать хотя бы одним из четырех основных свойств:
физически сорбировать вещества, находящиеся в подвижной фазе,
химически сорбировать вещества, находящиеся в подвижной фазе,
растворять разделяемые вещества,
иметь пористую структуру и поэтому удерживать одни вещества и не задерживать другие, в зависимости от их размеров или формы .В хроматографическом процессе сочетаются термодинамический (установление равновесия между фазами) и кинетический (движение компонентов с разной скоростью) аспекты.
По способу хроматографирования различают колоночную и плоскостную хроматографию. В колоночном варианте разделение проводят в колонке, в плоскостном варианте – на бумаге или в тонком слое сорбента. Наиболее распространена колоночная хроматография .Существует несколько приемов разделения веществ на колонках. В одном из них пробу в виде раствора или газа пропускают через колонку, при этом компоненты смеси (например, А, В, С и Д) распределяются вдоль сорбента, образуя зоны. Сорбент с зонами называют внутренней хроматограммой. Если вещества окрашены, то внутренняя хроматограмма позволяет судить о качественном составе смеси.
Если компоненты смеси не окрашены или необходимо количественно определить содержание компонента в каждой зоне, то прибегают к другим способам хроматографирования. Один из них - фронтальная хроматография, которая заключается в том, что сначала колонку промывают растворителем, а затем непрерывно пропускают раствор смеси веществ (например, А, В, и С). На выходе из колонки собирают раствор, называемый элюатом. Первым выйдет наименее сорбируемый компонент, а затем смесь этого компонента и вещества с несколько большей сорбируемостью и т. д. Таким образом, удается выделить в чистом виде лишь один компонент смеси - наименее сорбируемый .Другой вариант – элюентная хроматография. При таком способе хроматографирования в колонку вводят небольшую порцию смеси, промывают колонку растворителем, называемым элюентом. По мере прохождения элюента через колонку вещества перемещаются вместе с ним с разной скоростью, зависящей от сродства к сорбенту. В результате на выходе из колонки сначала появляется неимение сорбируемое вещество, затем другие вещества в порядке возрастания сорбируемости. Фиксируя аналитический сигнал, на выходе получают элюентную хроматограмму, состоящую из ряда пиков, каждый из которых соответствует отдельным компонентам смеси. По оси абсцисс откладывают время, а по оси ординат – концентрацию веществ, либо величину, связанную с ней (например, электропроводимость или оптическую плотность).
Разделение веществ протекает по разным механизмам в зависимости от природы сорбента и веществ анализируемой смеси. По механизму взаимодействия вещества и сорбента различают сорбционные методы, основанные на законах распределения, и гель - фильтрационные (проникающая хроматогафия), основанные на различии в размерах молекул разделяемых веществ. Наиболее многочисленная группа сорбционных методов включает: адсорбционные, распределительные, ионообменные и осадочные.
2.ВИДЫ ХРОМАТОГРАФИЧЕСКОГО АНАЛИЗА
Классификация хроматографических методов
В основе хроматографического разделения лежат различные механизмы, как правило, дополняющие друг друга.
По доминирующему механизму могут быть выделены следующие виды хроматографии:
1) адсорбционная (в основе лежит явление адсорбции);
2) распределительная (основана на различии коэффициентов распределения вещества между двумя несмешивающимися жидкостями);
3) ионообменная (основана на различии констант ионного обмена разделяемых ионов между раствором и ионитом);
4) ситовая (основана на различии размеров молекул; используется в основном для разделения белков и других высокомолекулярных соединений на фракции);
5) хемосорбционная;
По цели проведения различают следующие виды хроматографии:
- аналитическая хроматография используется для качественного и количественного анализа смеси веществ;
- препаративная хроматография предназначена для выделения из смеси чистых компонентов или для очистки вещества от примесей.
По характеру подвижной и неподвижной фаз основные разновидности хроматографии приведены в таблице 2.Таблица 2. Разновидности хроматографии
Подвижная фаза
(элюент) Неподвижная фаза Название хроматографического метода Аппаратурное оформление
Газ Жидкость Газо-жидкостная Колоночная
Твердый адсорбент Газо-адсорбционная Колоночная
Жидкость Жидкость Жидкостно-жидкостная
(распределительная) Бумажная
Тонкослойная
Колоночная
Твердый адсорбент Жидкостно-адсорбционная Тонкослойная
Колоночная
Ионообменная смола Ионообменная Колоночная
Гели, молекулярные сита Гель-фильтрация, ситоваяКолоночная
По технике эксперимента хроматография может быть колоночной (разновидность – капиллярная хроматография) и плоскостной (тонкослойной и бумажной).
В газовой хроматографии подвижной фазой является газ, а неподвижной фазой – твердый адсорбент или нелетучая жидкость, нанесенная на твердый носитель. Неподвижная фаза находится в колонке. В случае капиллярной колонки роль неподвижной фазы выполняют ее стенки. Газовую хроматографию применяют для разделения летучих термически устойчивых веществ с молекулярной массой до 500. Она имеет огромное значение как для качественного, так и количественного анализа и благодаря высокой чувствительности позволяет обнаруживать микрограммовые количества соединений (до 10-6 г).
Для проведения газовой хроматографии используют хроматограф. Анализируемая смесь вводится в испаритель, и оттуда с помощью газа-носителя попадает в колонку с неподвижной фазой, помещенную в термостат. Различные компоненты смеси перемещаются газом-носителем вдоль колонки с разными скоростями из-за разного сродства их к неподвижной фазе. Поэтому разделяемые вещества выходят из колонки в разное время и по отдельности регистрируются детектором, который передает сигнал самописцу. В результате получается хроматограмма, представляющая собой несколько пиков, число которых зависит от числа присутствующих в смеси веществ, а площадь каждого пика пропорциональна содержанию соответствующего вещества.
Колоночная хроматография широко используется для количественного разделения смесей. Хроматографическая колонка представляет собой стеклянную трубку, снабженную на выходе краном (рис.а). В верхнюю часть колонки с сорбентом вносят анализируемую смесь и через слой сорбента медленно пропускают подвижную фазу. Этот процесс называют элюированием. Из-за разных сорбционных свойств каждый компонент смеси имеет свое время удерживания, т.е. время прохождения через колонку. Последовательные порции элюата собирают в отдельные емкости, испаряют подвижную фазу, и получается чистый компонент (рис.б, в).
3.ИОНООБМЕННАЯ ХРОМАТОГРАФИЯ
Явление ионного обмена известно давно. Еще Аристотель заметил, что морская вода при прохождении через слой песка теряет содержащиеся в ней соли. Н. Заломов в 1860-1870 годах развил теорию о поглотительной способности почв. Большое значение имеют работы К. Гедройца, который впервые показал, что ионообменные свойства почв определяются входящими в их состав гумусами (гуминовые кислоты и их соли) и алюмосиликатными породами.
Способность к обмену ионов была обнаружена у очень многих природных веществ. Изучение этих веществ послужило основой для синтеза искусственных веществ, обладающих ионообменными свойствами. Вещества, способные к обмену содержащихся в них ионов на ионы раствора, в который они погружены, называют ионитами (ионообменниками, ионообменивающимися веществами). Они представляют собой твердые, нерастворимые в воде полимерные вещества, содержащие в своей структуре ионогенные (активные) группы, подвижные ионы которых способны обмениваться на ионы с зарядом того же знака раствора, с которым ионит приведен в контакт. Если между ионитом и раствором происходит обмен катионов, то ионит называют катионитом; если между ионитом и раствором происходит обмен анионов, ионит называют анионитом.
Катиониты представляют собой вещества кислотного характера, они содержат в своей структуре ионогенные группы кислотного характера, например, сульфокислые или карбоксильные. Химические формулы катионитов могут быть схематически изображены так: RH, RNa.
Аниониты являются веществами основного характера. Они содержат в своей структуре ионогенные группы основного характера, например аминогруппы. Химические формулы анионитов могут быть схематически изображены так: ROH, RCF.
Анионообменные реакции можно написать следующим образом:
R'NH3+OH-+ Cl- ⟺R'NH3Cl-+OH- Анионит раствор Анионит раствор
Или
2R'NH3+OH-+SO42-⇔R'NH3+SO4+2OH-Процесс ионного обмена обратим, то есть поглощенные ионитом ионы легко можно перевести в раствор, что имеет исключительно большое практическое значение. Способность к ионному обмену объясняется строением ионитов.
Ионит состоит из каркаса, связанного валентными силами или силами решетки. Этот каркас компенсируется противоионами. Противоионы подвижны внутри каркаса и могут быть замещены ионами с зарядом того же знака. Каждый ионит характеризуется обменной емкостью, то есть количеством ионов, способных к обмену. Обменная емкость является постоянной для данного ионита и определяется плотностью заряда каркаса. Предложена довольно наглядная модель, объясняющая ряд свойств ионитов.
Ионит сравнивают с губкой, в порах которой циркулируют противоионы. Если губку погрузить в раствор, противоионы могут покинуть ее и перейти в раствор, причем должна сохраняться электронейтральность – заряд губки должен быть компенсирован зарядом противоионов. В настоящее время к ионитам предъявляют ряд общих требований:
Ионит должен быть твердым, нерастворимым в воде и органических растворителях веществом, стойким к действию кислот, оснований, окислителей;
Он должен иметь достаточную обменную емкость, то есть содержать в своей структуре достаточное количество ионогенных групп;
Ионит должен быть механически прочным.
Для осуществления ионного обмена процессы нужно проводить в средах, обеспечивающих диссоциацию веществ. Колоночный вариант хроматографического разделения смеси веществ или выделения химического соединения и очистки его от примесей и загрязнений заключается в том, что адсорбент помещают в колонку, которая представляет собой стеклянную трубку, суживающуюся в нижней части.
В верхнюю часть колонки с адсорбентом вносят разделяемую смесь веществ, а затем через колонку самотеком или под давлением пропускают растворитель. При пропускании растворителя осуществляется разделение смеси на индивидуальные соединения, занимающие в колонке строго определенное положение.
При дельнейшем пропускании растворителя индивидуальное соединение в виде раствора одно за другим выходит из колонки. Жидкость, вытекающая из колонки, называется элюентом. Элюент собирают отдельными порциями. Установить, именно в каких порциях элюента, вытекающего из колонки, содержится то или другое соединение, можно при помощи цветной реакции или иным способом.
Кроме такой простой конструкции, предложены другие колонки, имеющие то или иное специальное назначение. Например, иногда приходится проводить разделение при постоянной или повышенной температуре. В этом случае колонку снабжают рубашкой, в которой циркулирует подаваемая из термостата вода. Высота и диаметр колонок может варьироваться в сравнительно широких пределах. Процессы хроматографического анализа существенно различаются и по форме осуществления.
4.ПРОЯВИТЕЛЬНЫЙ МЕТОД КОЛОНОЧНОЙ ХРОМАТОГРАФИИ
Колоночная хроматография представляет собой простейший вариант адсорбционной хроматографии. Она используется для разделения смесей твердых веществ.
В качестве стационарной фазы используется какой-либо твердый адсорбент, например глинозем (оксид алюминия), а в качестве подвижной фазы-какой-либо растворитель. Стеклянную колонку сначала наполняют взвесью этих двух фаз. На дно колонки кладут прокладку из стекловаты, чтобы предотвратить вытекание взвеси (рис. 6.41). После того как взвесь осядет, растворитель выпускают из колонки до тех пор, пока его уровень не окажется чуть выше уровня твердой фазы. Затем твердую смесь растворяют в небольшом количестве растворителя и полученный раствор наливают сверху в колонку. После того как раствор пройдет через колонку, в нее добавляют несколько порций чистого растворителя, чтобы убедиться, что уровень растворителя остается выше уровня стационарной фазы. Процесс пропускания растворителя через колонку называется элюированием. Растворитель, используемый для элюирования, называется элюентом. Разделение различных компонентов смеси происходит по мере постепенного перемещения вдоль колонки. Если компоненты смеси окрашены, как, например, пигменты или красители, то их разделение может наблюдаться визуально. На рис. 6.42 показано, как происходит разделение двухкомпонентной смеси. Компонент 1 имеет более высокий коэффициент распределения и поэтому проходит через колонку быстрее. Время, необходимое для прохождения какого-либо компонента смеси через колонку, называется временем элюирования данного компонента. Последовательные порции элюированных компонентов собирают в колбы или пробирки. Растворитель может быть удален перегонкой, в результате чего получается чистый компонент. На рис. 6.42 показан идеализированный случай полного разделения двух компонентов.
Основными методами жидкостно-адсорбционной хроматографии являются три метода, называемые проявительным, вытеснительным и фронтальным (применяются и другие термины). Разберем проявительный метод (элюентный, метод промыванием) на простейшем примере, в котором разделяемая смесь состоит лишь из двух компонентов: А и Б, причем вещество Б адсорбируется сильнее, чем вещество А.
Проявительный метод состоит в том, что в верхнюю часть колонки с адсорбентом вводят некоторое (небольшое) количество анализируемой жидкой смеси, которая адсорбируется. Затем через колонку пропускают жидкость (проявитель Е), адсорбирующуюся слабее обоих компонентов смеси А и Б. Проходя через слой, содержащий адсорбированные компоненты: А и Б, жидкость будет постепенно вымывать из него оба компонента, но преимущественно слабее адсорбируемый компонент А. В результате будет достигнуто распределение компонентов А и Б по различным зонам адсорбента.
При дальнейшем вымывании проявителем эти зоны перемещаются к нижней части колонки и, наконец, компоненты А и Б выводятся промывающей жидкостью из колонки, выходя в разных порциях ее, разделенных одна от другой чистым проявителем.
5.АДСОРБЕНТЫ В ХРОМАТОГРАФИИ
Из применяемых на практике адсорбентов первое место принадлежит различным видам специально изготовляемых адсорбционных углей (древесный, кровяной, костяной и др.). Они могут обладать исключительно развитой пористостью и, следовательно, огромной поверхностью пор. Так 1 г хорошо адсорбирующего угля (активного или активированного угля) обладает внутренней поверхностью пор, достигающей 400-500 м2 . Наряду с общим развитием пористости для адсорбционных процессов весьма существенное значение имеет и характер пористости, то есть соотношение между количеством пор того или другого сечения.
Кроме активных углей, в качестве адсорбентов применяются другие вещества, сильно пористые или высокодисперсные, как гель кремневой кислоты (силикагель), глинозем, каолин, некоторые алюмосиликаты.
Применяется богатый ассортимент ионитов как природных (цеолиты), так и синтетических (ионообменные смолы). Все шире используются в определенных процессах и жидкие поглотители (распределительная хроматография), которые вводят в соответствующий твердый носитель (например, в ионообменные смолы путем набухания их в жидком поглотителе). Иногда в состав поглотителей вводят вещества, образующие соединения с некоторыми из компонентов разделяемой системы, что часто оказывается эффективным средством усиления разделяющей способности поглотителей.
IV.Практическая часть проекта
Оборудование: хромотографические колонки, воронки, стакан, капилляры, хроматограф, оксид алюминия, 25 %-ный раствор аммиака, 5 %-ный раствор аммиака, 5 %-ный раствор гексацианоферрата (II) калия. – K4[Fe(CN)6]
Предмет исследования: разные виды молока.
Молоко – натуральный продукт, включающий многие важные вещества, необходимые для поддержания жизни и развития организма в течение длительного времени. В молоке присутствует много макроэлементов: кальций, фосфор, калий, магний, железо и микроэлементов, таких как медь, никель, кобальт, барий, бром, йод, цинк, марганец, бор и др.Наиболее полноценно парное молоко. Сохранить витамины, ферменты, микроэлементы, содержащиеся в нем, можно путем быстрого охлаждения молока после удоя и поддержания холодного состояния молока вплоть до его потребления. Количественное соотношение кальция (120 мг) и фосфора (95 мг) в молоке обеспечивает высокое усвоение всех элементов. Бутылка молока 0,5 л или 100 г сыра обеспечивают полностью суточную потребность в кальции. Суточная потребность в кальции взрослого человека составляет 0,8 мг на 1 кг веса, с пищей обычно поступает 1 – 2,5 г.
Проведенный эксперимент
Я приготовила колонку для работы. Закрепила ее в вертикальном положении в лапке штатива так, чтобы под носик колонки можно было поставить колбу для сбора фильтрата.
В верхнюю часть колонки вставила химическую воронку и через нее засыпала адсорбент – оксид алюминия (2-3 степени по Брокману) высотой 2 - 2,5 см.
Для уплотнения слоя через воронку залила 10 – 15 мл дистиллированной воды.
50 мл молока я упарила до объема 5 -10 мл. Прилила осторожно исследуемый раствор молока в колонку и установила скорость вытекания раствора – 1 капля в секунду. Исследуемые ионы в молоке адсорбируются на оксиде алюминия на различной высоте в зависимости от свойств (физических и химических).
Для исследования использовала молоко «Домик в деревне» (Лианозовское, 1,5 %) и «Бон-дари» 3.2%. Практически обнаружила присутствие в молоке железа небольшой концентрации.
Затем взяла молоко крестьянское (на рынке – совхоз «Пригородный» г. Тамбов).
При его анализе обнаружила ионы Fe3+, Ni2+, Co2+, Cu2+.
Уравнения качественных реакций на обнаруженные ионы:
4Fe3++3K4[Fe(CN6)]→Fe4[FeCN6]3+12K+(синее окрашивание).
2Cu2++4K4FeCN6→Cu2FeCN6+4K+ бурое окрашивание.
Co2++6NH3=[Co(NH63)6]2+ розовое окрашивание. конц.
4) Ni+4NH3→[Ni(NH3)4]2+ голубое окрашивание. конц.
Время хроматографирования:
ионов железа и меди – 20 минут;
ионов никеля, кобальта – 25 минут.
Время проявления – 30 минут. На хроматограмме видно, что зона синего цвета в несколько раз больше, чем зона бурого цвета, то есть содержание ионов железа в молоке в 3 раза больше, чем ионов меди. Зона розового цвета больше, чем зона голубого цвета, но намного меньше, чем зона ионов железа и меди.
Аналогичные исследования были проведены нами на базе лаборатории санитарно – гигиенических исследований Центра гигиены и эпидемиологии в Тамбовской области с помощью специального прибора – хроматографа.
V. Выводы:
Сорбент – это твердое вещество, обладающее способностью в той или иной степени поглощать из окружающей среды своей поверхностью молекулы, атомы, ионы.
В качестве сорбента я использовала оксид алюминия, как полярное твердое вещество. Полярные сорбенты адсорбируют вещества тем сильнее, чем ближе они по свойствам друг к другу. В качестве исследуемого продукта я использовала молоко различной природы.
В молоке содержатся многие важные вещества, макро- и микроэлементы, необходимые для человека:
Ионы железа Fe3+ – макроэлемент;
Ионы меди Cu2+, никеля Ni2+ – микроэлементы.
На твердом адсорбенте (Al2O2) легче адсорбируются ионы с большим зарядом, большим радиусом.
Из хроматограммы видно, что в молоке совхоза «Пригородный» г. Тамбова содержание ионов железа Fe3+ в 3 раза больше, чем ионов меди Cu2+.
Зона розового окрашивания (ионы кобальта Co2+ и зона голубого окрашивания (ионы никеля Ni2+ одинаковы, то есть в молоке совхоза «Пригородный» содержание ионов кобальта и ионов никеля одинаковы, но меньше, чем ионов меди.Эти же макроэлементы и микроэлементы в молоке «Домик в деревне» и «Бон-дари»содержатся в меньшем количестве.
Информационные ресурсы.
1. Э.Е.Нифантьев, М.К.Верзилина, О.С.Котлярова, «Внеклассная работа по химии с использованием хроматографии» - М.: «Просвещение», 1983
2. А.А. Лурье, «Хроматографические материалы» (справочник)» - М.: «Химия», 1978
3. М.Е.Аспиз, составитель, «Энциклопедический словарь юного биолога», М.: «Педагогика», 1986
В.В.Станцо, М.Б.Черненко, «Популярная библиотека химических элементов», М.: «Наука», 1977
Мери Ден Идз, «Витамины и минеральные вещества: полный медицинский справочник» – СПб.: АО «Комплект», 1995 - (Сер.:»Целительные силы»)
Ю.Н.Кукушкин, «Рассказы о химии и веществах», СПб.: «Синтез», 1995
С.Перри, Р.Амос, П.Брюер, «Парктическое руководство по жидкостной хроматографии», М.: «Москва», 1974
Некрасов Б. Н. Курс общей химии. М. государственное научно – техническое издательство химической литературы, 1948, с. 793.
Шульпин Г. Б. Химия для всех // Основные понятия и простейшие опыты. М. «Знание», 1987, с. 125.
Эмануэль Н. М., Заикова Г. Е. Химия и пища. М.: «Знание», 1986.
Крицман В. А. Книга для чтения по неорганической химии. Ч. , М.,1984.
Третьякова Ю. Д. Химия. Справочные материалы. М., 1984.
4.3. Открытый классный час - Экологическая панорама «В мире информационных знаков»
Цели проведения:
- способствовать углублению знаний и расширению кругозора обучающихся на основе интеграции знаний из различных областей науки (химия, экология, география, специальные предметы – «Теоретические основы товароведения», «Организация и технология розничной торговли»;
- научить обучающихся правильно использовать бытовые химические средства, не загрязнять окружающую среду упаковкой различных товаров;
- показать важность экологических проблем в природе, влияние на экологическую ситуацию каждого человека;
- формировать активную позицию в отношении охраны своего здоровья;
- воспитывать экологическую культуру;
- развивать экологическое мышление;
- развивать творческие способности, коммуникативные способности и умение работать в группе.
Оборудование.
1.Стационарные стенды:
1) «Штриховое кодирование товаров»
2) «Маркировка товаров»
3) «Пищевые добавки»
2.Экологические плакаты
3. Экологические рисунки
4. Таблицы:
1) «Классификация информационных знаков»
2) «Знаки соответствия стандартов»
5. Рисунки «Предупредительные знаки»
«Экологические знаки»
6.Натуральные образцы продовольственных и непродовольственных товаров
7.Образцы упаковок продовольственных и непродовольственных товаров
8. Раздаточный материал
1) «Символы по уходу за текстильными изделиями»
2) «Список Е - компонентных добавок, вызывающих различные заболевания»
3) материалы для проведения викторины
9. Реквизит для проведения конкурса рекламы
10. Выставка рефератов учащихся на экологические темы
11. Таблички: названий команд «Символы», «Знаки» ,«Жюри»
12. Карта мира, указка
Подготовительный этап
Классный час проводится в рамках «Недели химии и экологии». Поэтому в течение 15 дней до проведения предметной недели учащиеся:
1) готовят материалы для участия в конкурсах экологического плаката, экологического рисунка, экологического реферата. Данные материалы затем используются для оформления классного часа
2) собирают образцы упаковки от продовольственных и непродовольственных товаров
3) подбирают теоретический материал для проведения экологической панорамы «В мире информационных знаков»
4) для участия в викторине на классных часах, дополнительных занятиях знакомятся с маркировкой товаров (информационными знаками)
План проведения
I Вступительное слово классного руководителя
II Экологическая панорама «В мире информационных знаков»
I ведущий
II ведущий
1 ученик «Средства товарной информации»
2 ученик «Маркировка»
II Ведущий
3 ученик «Знаки соответствия»
4 ученик «Знаки качества»
I ведущий
5 ученик «Штриховое кодирование товаров»
II ведущий
6 ученик «Компонентные знаки»
7 ученик «Пищевые добавки»
II ведущий
8 ученик «Эксплуатационные знаки»
I ведущий
9 ученик «Предупредительные знаки»
10 ученик «Предупредительные знаки»
II ведущий
11 ученик «Экологические знаки 1 группы»
12 ученик «Экологические знаки 2 группы»
13 ученик «Экологические знаки 3 группы»
III Викторина
2 команды «Символы» и «Знаки» ,Жюри
1. Конкурс «Найди пару»
2. Конкурс «Слов нет, только - знаки»
Рекламная пауза. Реклама чая «Беседа»
3. Конкурс «Для сведения»
4 конкурс «Кое - что о веществах» Рекламная пауза. Реклама крема «М1а»
5 конкурс «Пособие для покупателя»
6 конкурс «Тайна обозначений»
7 конкурс «Хоть поверьте, хоть проверьте» Рекламная пауза. Реклама: «Ярмарка»
IV подведение итогов
Классный руководитель Вступительное слово:
Наш классный час сегодня - не обычный, интегрированный. Что это значит? Для его проведения вам потребуется объединить знания из разных областей науки, таких как экология, химия, география. Но самое главное связать эти знания с вашей будущей профессией - торгового работника. Оказывается изучать даже такие специальные предметы как «Товароведение продовольственных и непродовольственных товаров», «Организация и технология розничной торговли» сегодня нужно под экологическим углом зрения. Мероприятие будет состоять из двух этапов:
1. Экологическая панорама ”В мире информационных знаков”
2. Викторина, в которой примут участие 2 команды «Символы» и «Знаки» Итак, слово ведущим
Ход проведения
I ведущий Ещё вчера самым страшным словом считалась «Война», сегодня — «Экологическая катастрофа». И хотя перед человечеством стоит множество не решенных проблем, экология и здоровье - одна из самых важнейших. Ежедневно мы слышим предостережения и призывы: «Будущее Земли в опасности!» «Сделаем наш общий дом цветущим» «На нас - ответственность перед настоящим и будущим!». Но все они так и останутся лишь благими намерениями, если мы не осознаем главного: человечество стоит на пороге экологической катастрофы, оно нуждается в безопасной среде обитания
II ведущий Здесь нет преувеличений. Вдумаемся в такие цифры: наша страна занимает 45 место в мире по продолжительности жизни, 36 - е по уровню детской смертности и ведущие места по загрязнению атмосферы, водоёмов, содержанию вредных химических веществ в почве и сельхоз продуктах. Все это оборачивается утратой здоровья
I ведущий Немаловажный фактор и пища. Всё чаще в ней обнаруживаются нежелательные примеси - снижающие иммунитет остатки лекарственных препаратов и гормонов, тяжёлые металлы, пестициды. Как с этим бороться? Как сделать так, чтобы производство экологически чистых продуктов, стало экономически выгодно? Пока эти вопросы повисают в воздухе. Между тем 20 % населения нашей страны проживает в зонах экологического бедствия, а ещё 35-40 % - в экологически не благоприятных условиях
II ведущий Опыт других стран показывает, как важно неотложно принять необходимые законодательные и практические меры по охране окружающей среды, что единственный путь исправления сложившейся ситуации -постепенный отказ от использования пестицидов и развития экологически обоснованных норм ведения сельского хозяйства, что сегодня, как никогда, остро стоит проблема экологической культуры и грамотности всего населения
I ведущий Итак, одной из наиболее актуальных проблем современности являются охрана окружающей среды и обеспечение безопасности человека.
Пути её решения многообразны. Один из них - информирование потребителя с помощью экологических знаков. Экологическая маркировка в последние годы развивается очень бурно. Но прежде, давайте поговорим о понятии маркировка профессиональным языком 1 ученик Средства товарной информации
Насыщение рынка товарами, расширение и углубление ассортимента товаров является одним из достижений перехода к рыночным отношениям. Однако потребителю зачастую трудно разобраться в этом товарном многообразии.
Товарная информация - сведения об основополагающих характеристиках товара, предназначенные для пользователей. Одним из средств товарной информации является маркировка. Структура маркировки может включать три элемента: текст, рисунок и условные обозначения или информационные знаки. Информационные знаки - это блок информационных данных о товаре. В зависимости от определённых признаков информационные знаки классифицируются на группы. (Приложение 1, плакат) 2 ученик Средства товарной информации
Маркировка - это комплекс сведений о товаре, включающий не только текст, но и разнообразные графические символы. Их превеликое множество, и производители зачастую наносят их на свою продукцию, не задумываясь об их значении, смысле, считая, что чем больше на упаковке всевозможных значков и рисунков, тем «солиднее» выглядит товар. А ведь специалисты однозначно рекомендуют избегать излишней или не являющейся необходимой маркировки. Человек может элементарно пропустить имеющуюся на этикетке жизненно необходимую ему информацию и товар вместо пользы принесёт ему вред. Например, если продукт содержит биологически активные добавки, обладающие тонизирующим действием (элеутерококк, женьшень) производитель обязан предупредить, что его нельзя использовать людям с нервными расстройствами, повышенным давлением, дольным сердцем, детям до 12 лет. Всё чаще при производстве кондитерских изделий или напитков используются заменители сахара, в том числе аспартам. Но далеко не всегда при этом этикетка предупреждает, что печенье или лимонад с аспартамом опасны для больных фенилкетонурией. Перечень противопоказаний утверждён. Главным государственным санитарным врачом РФ и должен обязательно соблюдаться II ведущий В нашей стране самыми важными для потребителя знаками, которые говорят о том, что продукт отвечает установленным требованиям, остаются пока знаки соответствия, применяемые в системе ГОСТ
3 ученик Знаки соответствия или качества
Эти знаки подразделяются на знаки соответствия, знаки обращения на рынке и знаки качества. Первые два знака утверждаются Федеральным законом «О техническом регулировании», а так же международным стандартом. Знак соответствия - это защищённый в установленном порядке знак, применяемый или выданный в соответствии с правилами системы сертификации, указывающий, что данный товар соответствует стандарту. Это отличительная эмблема Госстандарта России «С» - стандарт, «Т» - товар,»?» - Россия
4 ученик Знаки соответствия или качества
Знак обращения на рынке - обозначение служащее для информирования приобретателей о соответствии выпускаемой в обращение продукции требованиям технических регламентов.
В зависимости от сферы применения различают национальные и транснациональные знаки соответствия.
Примеры национальных знаков соответствия Приложение 3 Наряду со знаками соответствия в некоторых странах применяются и знаки качества. В отличие от первых знаки качества могут присваиваться не только органами по сертификации, но и другими организациями, не входящими в национальную систему сертификации. Например, в Германии пользуются несколькими знаками соответствия и качества. Так, общество по сертификации «Дин-ГОСТ-Тюф» (Берлин - Браденбург) ввело знак «Проверено на безопасность» или знак «Исследован на пригодность для производства пищевых продуктов».
Такие знаки в виде наклейки на маркировке можно встретить на германских товарах, поступающих на российский рынок.
I ведущий В настоящее время обязательным условием экспорта товаров в страны ЕС, США, Канаду, Японию и др. является штриховое кодирование товаров. С помощью штрихового кода на товаре зашифрована информация о некоторых наиболее существенных параметрах продукции.
5 ученик Наиболее распространены Американский Универсальный товарный знак ИРС и Европейская система кодирования ЕАN. Согласно ЕАN каждому виду изделия присваивается свой номер, состоящий из 13 цифр. Возьмем к примеру цифровой код 5601721110013. Первые две цифры 56 обозначают страну происхождения (изготовителя или продавца) продукта, следующие пять (01721)- предприятие изготовитель, еще пять (11001)- (1)- наименование товара, (1) его потребительские свойства, (0) –размеры, (0) –массу, (1)-цвет. Последняя цифра (3) –контрольная, используемая для проверки правильности считывания штрихов сканером (приложение 4)
II ведущий . Компонентные знаки- знаки предназначенные для информации о применяемых пищевых добавках или иных компонентах, свойственных или несвойственных товару.
6 ученик Компонентные знаки
К наиболее часто встречающимся на импортных товарах информационным знакам относятся компонентные знаки, обозначаемые буквой «Е» и 3-х или 4-х значным цифровым кодом. Е- компонентные знаки используются как альтернативное обозначение химического названия пищевых добавок, названия которых очень сложны.
Все пищевые добавки разделены на функциональные классы в зависимости от технологических функций.
Е 100-Е 182 – красители (применяются для окраски некоторых пищевых продуктов)
Е – 200-… - консерванты ( для продления сроков хранения пищевых продуктов). В настоящее время в нашей стране допускается использование и присутствие в отечественных и импортных пищевых продуктах около 500 видов пищевых добавок (приложение 5)
7 ученик Компонентные знаки
Некоторые западные фирмы расширяют производство не только экологически опасных, но и запрещенных сельскохозяйственных товаров. Так кока-кола и маргарин, производимые в Германии и Голландии и поставляемые в страны СНГ и Восточную Европу, консервированы ракообразующим эмульгатором, обозначенным Е 330. Запрещены для использования следующие консерванты и добавки, вызывающие различные болезни, список которых представлен в имеющемся у вас раздаточном материале.
I Ведущий Следующие знаки – эксплуатационные
8 ученик Эксплуатационные знаки
Знаки, предназначенные для информирования потребителя о правилах эксплуатации, способах ухода, монтажа и наладки потребительских товаров. Наиболее распространены международные символы, принятые для текстильных изделий. Многие эксплуатационные знаки для текстильных изделий настолько наглядны, что даже без особых пояснений их смысл понятен (тазик для стирки с водой, утюг с температурой глажения и т.п.)
II Ведущий Предупредительные знаки – знаки, предназначенные для обеспечения безопасности потребителя и окружающей среды при эксплуатации потенциально опасных товаров путем предупреждения об опасности или указания на действия по предупреждению опасности.
9 ученик Предупредительные знаки
Предупредительные знаки подразделяются на 2 вида:
предупреждающие об опасностипредупреждающие о действиях по безопасному использованию
Предупредительные знаки дополняются символическим изображением опасности Примеры (Приложение)
Целью предупредительной маркировки является информирование о последствиях вредного воздействия опасных товаров. Выпуск и реализация опасных товаров без соответствующей маркировки запрещаются. К опасным товарам относятся: взрывчатые , огнеопасные, ядовитые, едкие, инфекционные, радиоактивные вещества, окислители, а так же вредные вещества, оказывающие канцерогенное, мутагенное воздействие, влияющие на репродуктивную функцию.
10 ученик Предупредительные знаки
Из потребительских товаров наибольшее количество опасных веществ содержит товары бытовой химии. Для них предупредительная маркировка обязательна. Предупредительная маркировка должна включать:
- наименование опасного вещества
- серийный номер, ООН и Классификационный шифр по ГОСТ
- символы опасности
- сигнальное слово, выделяемое жирным шрифтом и используемое в зависимости от степени опасности
Символы опасности должны сопровождаться надписями, характеризующими вид опасности. Они выполняются чёрным цветом на оранжевом или жёлтом фоне.
II ведущий Экологические знаки предназначены для информации об экологической чистоте потребительских товаров или экологически безопасных способах их эксплуатации, использования или утилизации
10 ученик Группу эко-знаков подразделяют на 3 подгруппы.
1) Знаки, информирующие об экологической чистоте товара или безопасности для окружающей среды;
2) Знаки, информирующие об экологически чистых способах производства или утилизации товаров или упаковки;
3) знаки, информирующие об опасности продукции для окружающей среды
Знаки первой подгруппы - это такие как «Белый лебедь», принятый в скандинавских странах и «Голубой ангел», принятый в Германии. Эко - знак японской ассоциации по охране окружающей среды информирует о том, что данное изделие в наименьшей степени загрязняет и разрушает окружающую среду. Этим знаком могут быть маркированы любые Японские товары.
Для обозначения аэрозолей в составе которых отсутствуют вещества, приводящие к уменьшению озонного слоя вокруг Земли, используются особые знаки центральным элементом которых обычно является изображение Земного шара
11 ученик Экологические знаки
Эко - знаки - второй подгруппы предназначены для информации о способах, представляющих загрязнение окружающей среды. Это могут быть указания, на то, что данные товары или упаковка получены из вторичного сырья.
В США знаком «ресайклинг» обозначают товары или упаковку, изготовленную из вторичного сырья (например из полимеров). Знак применяемый в США для обозначения бумаги, полученной из вторичного сырья.
Эко - знаки этой подгруппы могут содержать призывы не загрязнять окружающую среду упаковкой, сдавать её на вторичную переработку.
Одним из наиболее распространённых эко - знаков является немецкий знак «Зелёная точка». Впервые этот знак начали применять в Германии. «Зелёная точка» размещается на упаковке и обозначает, что на неё распространяется гарантия возврата. Деятельность компании базируется на следующем принципе: от имени фирмы местные организации осуществляют сбор использованной упаковки, сортировки по видам материалов (бумага, стекло, металл и др.) и отправку организации по переработке вторичных ресурсов. Отдельные российские изготовители тоже начали маркировать свою продукцию знаком «Зелёная точка»
12 ученик Экологические знаки
Эко - знаки третьей подгруппы характеризуют опасность продукции для окружающей среды. К ним относятся некоторые предупредительные символы. Например, в Финляндии в 1991 году были приняты правила, согласно которым опасные для морской флоры и фауны вещества, перевозимые морским транспортом должны быть помечены специальным знаком. Основные подходы к эко - маркировке были разработаны Советом ЕС в 1992 году, что способствовало разработке, производству и использованию изделий в меньшей степени загрязняющих среду на протяжении всего жизненного цикла, чем не маркированные товары.
Назначение эко -- маркировки является обеспечение потребителей достоверной информации об экологичности приобретаемого продукта.
А вот термин «Экологически чистый продукт» является слишком общим и неопределенным и это зачастую приводит к различным его толкованиям. Вот почему увидев подобную надпись на продукте покупателю, стоит поинтересоваться, что собственно стоит за этой фразой. А производителю желающему подчеркнуть особое свойство своего продукта,
например, «выращено без использования агрохимикатов», в благополучно в экологическом отношении местности.
«Не содержит консервантов», можно рекомендовать использовать подобные пояснения в место или вместе заявлением экологически чистый продукт.
I ведущий; А теперь викторина. Приложение
Классный руководитель: Заключительное слово:
Для проведения классного часа вы подготовили большой материал, Который был рассмотрен и с экологической точки зрения, и непосредственно связан с вашей будущей профессиональной деятельностью. В мире информационных знаков вы хорошо ориентируетесь. И все это поможет вам в овладении профессии продавца. Спасибо всем за внимание.
Литература;
«Предметные недели в школе: биология, экология, здоровый образ жизни», В.В. Балабанова, Т.А. Максимцева, - Волгоград: Учитель, 2003г.
«Неделя экологии в школе», автор- составитель Г.А. Фадеева — Волгоград: Учитель 2006г.
М.А. Николаева «Теоретические основы товароведения», Москва - Норма» 2006г. Журналы «Биология в школе», «Химия в школе»