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EXPERIÊNCIAS DE ENTRETENIMENTO EM CASA
Doces milagres. experimentos químicos
Experiências divertidas em casa / Experiências de química para crianças
Doces milagres requerem:
Para não nos confundirmos, vamos pegar algo acessível e bem estudado para experimentos. Por exemplo, açúcar. Além disso, ao fazer milagres de verão, você já fez alguns experimentos com ele. O açúcar no açucareiro tem o nome químico de sacarose. Seus parentes mais próximos, doces e não muito doces, são chamados assim: açúcar. Ou então: carboidratos. É o mesmo. Sacarose você pode lamber, roer, colocar chá e mingau. É para isso que se destina. E todas as outras substâncias que serão obtidas nos experimentos, sem permissão especial, não tente. Caso contrário, doces milagres se transformarão em amarga decepção. O fenômeno incomum que você verá agora com seus próprios olhos é muito difícil do ponto de vista científico. E isso é feito de forma simples. E não precisa de outras substâncias além do açúcar. Estoque dois ou três pedaços de açúcar refinado e uma colher de sopa de areia, de preferência grande, em forma de cristais. É tudo por agora. Não, nem tudo, você ainda precisa de um quarto escuro. Digamos um banheiro, closet, closet. Avise-os para não abrir a porta por alguns minutos e acender a luz. Sente-se no escuro para se acostumar, para que sua visão fique mais nítida. E então - para experiências. Existem apenas dois deles. A primeira experiência - com açúcar refinado. Segure firmemente um torrão de açúcar na mão e bata com força várias vezes em alguma superfície não muito lisa. Digamos cimento. Ou em ladrilhos ásperos, que são usados para pisos de banheiros e escadas. Se você pegar o material certo e pegar o jeito de bater nele com um pedaço de açúcar, o olho, acostumado ao escuro, perceberá como os raios luminosos se estenderão atrás do açúcar. Na verdade, eles desaparecem quase imediatamente. Talvez você tenha um moedor de café com tampa transparente em casa. Nesse caso, tente moer um pedaço de açúcar refinado nele (novamente, é claro, no escuro). E desta vez o açúcar vai brilhar distintamente. Mas por que? Quando você pressiona os cristais de açúcar contra uma superfície dura, pequenas faíscas elétricas se acendem devido ao intenso atrito. Este é o caminho mais curto para explicar este milagre. O segundo milagre tem a mesma explicação; para ele vai precisar de almofariz e pilão, seria bom ter porcelana. Como antes, fique alguns minutos em um quarto escuro. Despeje um pouco de açúcar granulado na argamassa com antecedência. Acostumado ao escuro, esfregue lentamente a areia em movimentos circulares. Em seguida, mova o pilão mais rápido, mais rápido, mais rápido. E agora, na argamassa, um anel de minúsculas faíscas brilha com uma fria luz azul. Quando você pratica, quando obtém a experiência sem falhas, pode convidar os espectadores para a escuridão com você. Lembre-se de que se você fizer o experimento com uma argamassa lentamente, sem acelerar seus movimentos, em vez de um anel, aparecerão faíscas separadas - e isso também impressiona. Agora vamos passar para a transformação do açúcar. Em uma colher de sopa, de preferência velha, coloque o açúcar granulado e leve ao fogo. Forma-se uma massa pegajosa, marrom e de cheiro agradável, chamada de açúcar queimado ou caramelo. Talvez você tenha visto como sua mãe ou avó o preparava para as necessidades culinárias; O sorvete de creme brulee ganha cor e cheiro também graças ao açúcar queimado. Claro, você pode provar - se a colher estiver limpa. E o que acontece se você aquecer um torrão de açúcar diretamente no fogo? Vamos checar. Segure um pedaço de açúcar com uma pinça ou pinça e leve-o à chama de uma vela ou fósforo. Açúcar não pega fogo. E quando você segura por mais tempo, o cheiro familiar de caramelo e uma cor acastanhada aparecem. Vamos mudar um pouco a experiência. Despeje um pouco de cinza de cigarro diretamente em um torrão de açúcar (e este, até onde eu sei, é o único caso em que fumar é útil - não para a saúde, é claro, mas para experimentos químicos). Então, despejando as cinzas e levando ao fogo um torrão de açúcar, você verá que desta vez acende! É verdade que o açúcar não queima muito e derrete durante a combustão, mas ainda queima. O que aconteceu com ele? Enquanto fazia milagres de verão, você testou inibidores contidos em plantas. Ou seja, substâncias que retardam as reações químicas. E talvez eu tenha pensado então: e se houver substâncias com efeito oposto - de forma que não desacelerem, mas, ao contrário, acelerem as reações? Tais substâncias existem. Eles são chamados de catalisadores. Em toda a vasta indústria química, não existem muitas reações que prescindam de catalisadores. Quando a reação não é rápida o suficiente, um catalisador é selecionado para ela - e a matéria é acelerada dezenas e centenas de vezes. As substâncias contidas nas cinzas do tabaco serviram de catalisador para a combustão do açúcar. E no próximo experimento, o catalisador será ácido. Com ele, você transformará um açúcar em dois. Mais precisamente, você vai transformar a sacarose (a do açucareiro) em glicose e frutose. A glicose também é chamada de açúcar da uva e a frutose também é chamada de açúcar da fruta. Nas fábricas que preparam coisas deliciosas para nós, digamos xaropes e geléias, eles costumam fazer essa transformação. Você sabe que a geléia caseira torna-se cristalizada quando não é utilizada por muito tempo. Os cristais de açúcar se destacam do líquido, assim como nos experimentos de cristalização. Eles trituram os dentes e, em geral, a geléia não é mais o que costumava ser ... Com a geléia que se vende na loja, esse infortúnio acontece com muito menos frequência. Uma mistura de glicose e frutose, ou seja, açúcar de uva e frutas, quase não cristaliza durante o armazenamento. É obtido por aquecimento do açúcar comum, usando um catalisador. Na indústria - ácido sulfúrico. Mas ela é cáustica, é melhor não lidar com ela. Faremos um tratamento completo com ácido cítrico, muito mais fraco, mas seguro, mesmo que seja comido um pouco. Dissolva quatro a cinco colheres de sopa de açúcar granulado em meio copo de água quente. O vidro deve ter paredes finas (caso contrário pode estourar). É ainda mais seguro levar uma caneca esmaltada. Jogue uma pitada de ácido cítrico diretamente na solução quente ou, se houver desejo e oportunidade, esprema o suco de um quarto de limão. Este suco, é claro, também contém ácido cítrico. Coloque um copo ou caneca com a solução em uma panela com água fervente, ou seja, em banho-maria, e segure por meia hora. Externamente, nada parece ter mudado, mas, na verdade, ocorreram sérias transformações com o açúcar. E agora você vai se convencer disso. Despeje um pouco da solução em um frasco e adicione algumas gotas de solução de corante azul de metileno. Esse corante é usado como remédio e vendido na farmácia; mas você também pode levar azul para linho diluído em água, tinta azul para canetas-tinteiro. Despeje um pouco de amônia ou uma solução de carbonato de sódio no frasco, coloque-o em água quente e observe a cor. Muito em breve, o conteúdo do frasco ficará quase incolor. Faça exatamente o mesmo experimento com uma solução de açúcar comum - a cor nem pensará em mudar. Isso significa que algumas mudanças realmente ocorreram com o açúcar. Cada uma de suas moléculas se dividiu em duas menores: em moléculas de glicose e frutose. Ambas as substâncias são doces e comestíveis, mas suas propriedades químicas não são exatamente as mesmas da sacarose. Essa mistura é geralmente chamada de açúcar invertido. Vamos dar a ele outro teste químico. Despeje um pouco de álcali em um tubo de ensaio - amônia ou uma solução fervida de carbonato de sódio. Adicione algumas gotas de solução de sulfato de cobre. Um precipitado azul de uma substância chamada hidróxido de cobre aparecerá imediatamente. Drene cuidadosamente o líquido e adicione algumas gotas da solução de açúcar invertido preparada por você com uma pipeta ao precipitado de hidróxido. Agite o tubo de ensaio várias vezes, claro, fechando-o. O precipitado se dissolverá, formando uma solução azul escura. Mas isso não é tudo. Aqueça um tubo de ensaio com uma solução azul escura em banho-maria fervente. A princípio, a solução ficará amarela, depois laranja e, eventualmente, um precipitado vermelho cairá no fundo. Ambas as reações indicam definitivamente que a glicose está presente em nossa solução doce. Para finalmente se convencer disso, compre comprimidos de glicose em uma farmácia, dissolva um ou dois comprimidos em água e faça as duas reações com sulfato de cobre e álcali. Eles vão exatamente o mesmo. A glicose é encontrada não apenas nas uvas (embora fosse chamada de açúcar da uva), mas em muitos vegetais e frutas. Repita o mesmo experimento com suco de maçã, pêra, cenoura ou pepino. Esfregue um pouco de maçã, pêra, etc. em um ralador, esprema o suco e coe em um pano de algodão e, a seguir, faça exatamente o mesmo que com uma solução de açúcar invertido. A propósito, é hora de voltarmos para ele. Enquanto você coletava amostras e estudava reações brilhantes, o conteúdo de um copo ou caneca deve ter esfriado completamente. Aqueça a mistura de glicose e frutose em banho-maria, mas desta vez aqueça por mais tempo para que a água do copo evapore. A solução irá gradualmente engrossar e ficar amarela. Em breve começará a se assemelhar a mel... Nada surpreendente. Uma solução despojada de açúcar invertido com adição de mel ou essência de mel é o mel artificial. É vendido em lojas e costuma ser usado para cozinhar, pois é bem mais barato que o real. O fato é que o mel de abelha também consiste em três quartos de glicose e frutose. Esfrie o líquido espesso obtido, acrescente um pouco de mel natural, mexa e prove: nada mal. O experimento pode ser repetido tomando suco de laranja em vez de ácido cítrico. Ou qualquer outro suco azedo. Ou ainda não ácido, mas com adição de ácido cítrico. Você obterá xaropes muito diferentes, mas invariavelmente apetitosos, que poderá comer com segurança, pois levou produtos comestíveis e saborosos para eles. Se o mel artificial não parecer espesso o suficiente para você, pegue uma solução de açúcar mais forte e mantenha-o em banho-maria por mais tempo para que mais água evapore. Mas não tente aquecer a velocidade diretamente no fogo; você não obtém mel, mas caramelo marrom. Você notou que a calda preparada, mesmo que seja muito grossa, não cristaliza, mas permanece líquida? De fato da matéria. A geléia com açúcar invertido quase não é cristalizada. Portanto, você pode aconselhar com segurança os mais velhos quando decidirem fazer geléia: se as bagas ou frutas não forem azedas por natureza, não custa nada adicionar ácido cítrico antes do final do cozimento. Seu conselho é duplamente valioso, porque você não o dá por ouvir dizer, mas com base na experiência de suas próprias mãos ... Dizem que nem tudo que reluz é ouro. E acrescentamos: nem tudo que é doce é açúcar. Tome glicerina, por exemplo. Tem um sabor distintamente doce e até mesmo seu nome significa "doce" em grego antigo. Mas de acordo com a estrutura química, a glicerina pertence aos chamados álcoois polihídricos, e não aos açúcares ... Vamos fazer uma bela reação que nos permitirá distinguir a glicerina do açúcar real - a glicose, sem provar essas substâncias. Ferva a solução de carbonato de sódio e despeje-a em dois tubos de ensaio (ou dois frascos). Adicione uma quantidade aproximadamente igual de glicerina a um tubo de ensaio e a mesma quantidade de solução de glicose ao outro. Em seguida, pingue alternadamente em ambos os frascos algumas gotas de uma solução azul de sulfato de cobre. Um precipitado azul se formará em ambos os tubos de ensaio, que se dissolverá facilmente após agitação, formando uma solução saturada azul escura. Para quem já estudou química, não há nada de surpreendente aqui: a glicose, assim como o glicerol, contém grupos alcoólicos, o que significa que algumas reações nessas substâncias devem ocorrer da mesma forma. Mas, em geral, essas substâncias não são muito semelhantes, e a diferença pode ser detectada no próximo experimento. Aqueça o líquido azul escuro em dois frascos em banho-maria. Observe como a cor muda. Uma solução contendo glicerina não reagirá ao aquecimento de forma alguma - como era azul, permaneceu azul. Mas o líquido com glicose se comportará de maneira diferente: um precipitado amarelo cairá quando aquecido, que ficará vermelho com o aquecimento adicional. Essa reação é típica para muitos açúcares, mas não para o glicerol. É possível transformar glicerina em açúcar de verdade? Refiro-me ao açúcar no sentido químico da palavra, não ao açúcar do açucareiro. No sentido químico, você pode transformar. Mas ainda não é necessário provar o produto que resultará da reação. Nós o reconhecemos não pelo gosto, mas por uma reação de cor. A própria solução que não queria mudar de cor azul quando aquecida, esfrie até a temperatura ambiente e adicione um pouco, não mais do que duas gotas, peróxido de hidrogênio de farmácia. Mexa a mistura e coloque novamente em banho-maria, ou seja, em uma panela com água quente. E agora vai se comportar quase da mesma forma que uma solução de glicose: primeiro vai ficar amarelo, depois vai ficar amarelo-avermelhado e, no final, vai cair um precipitado vermelho. A glicerina, como você se lembra, não é nada típica, mas apenas açúcares reais. Tal transformação ocorreu com glicerol sob a ação de um forte agente oxidante - peróxido de hidrogênio. O açúcar da uva (glicose) pode ser distinguido do açúcar da cana ou da beterraba (sacarose) por outra reação química, há muito conhecida, simples e bonita. É chamada de reação do espelho de prata. A palavra "prata" é usada aqui não figurativamente, mas no sentido mais direto: durante essa reação, uma fina e brilhante camada de prata aparece no vidro. Na farmácia, compre um pacote de glicose, um frasco de amônia e nitrato de prata. De suas experiências com a fotografia e os anéis de Liesegang, você deve se lembrar dessa substância, mais conhecida, porém, pelo nome de "lapis". Como antes, um lápis lapis é bastante adequado para nosso experimento, apesar de conter algumas impurezas. A essência da reação do espelho de prata é que a glicose, ao contrário da sacarose, é capaz de reduzir a prata metálica de seus compostos. E essa prata, se o experimento for feito corretamente, deposita-se na forma de uma fina camada na parede de vidro do vaso. Um aviso muito importante: o recipiente deve estar perfeitamente limpo. Aconselho a realizar esta reação em tubo de ensaio ou em frasco transparente, previamente lavado, como se costuma dizer, com brilho total, e não por fora, mas por dentro. Por exemplo, assim. Primeiro, armado com uma escova, lave uma garrafa de refrigerante ou sabão em pó. Em seguida, coloque em uma panela com o mesmo refrigerante (ou pó), leve ao fogo e deixe ferver. Por fim, enxágue várias vezes com água corrente. Despeje cerca de 20 ml, ou seja, uma colher de sopa, de água comum em um recipiente bem limpo. Adicione um comprimido de glicose triturado - geralmente pesa meio grama. Agite a água para que o comprimido se dissolva completamente, coloque o recipiente de lado e cuide da segunda solução. Dissolva a ponta do lápis-lazúli em um pouco de água e acrescente amônia gota a gota. Haverá sedimentos primeiro. Continue a pingar amônia e o precipitado se dissolverá gradualmente. Assim que desaparecer completamente, pare de adicionar amônia e dilua a solução resultante com água pela metade. Agora retorne ao recipiente com a solução de glicose. Despeje a segunda solução para encher o recipiente quase até o topo, mexa, aqueça em banho-maria, em água fervente. Agora você quase não precisa ser lembrado de que em nenhum caso deve segurá-lo com as próprias mãos. Pegue um prendedor de roupa ou um prendedor de arame feito em casa. Melhor ainda, faça um suporte para poder colocá-lo na borda da panela e liberar as mãos. Seja como for, se o frasco for lavado adequadamente, muito em breve um espelho de prata brilhante se formará em suas paredes. Talvez não fique tão bonito quanto você gostaria. Em seguida, repita o experimento, pegando um novo recipiente igualmente limpo e tente alterar a proporção da primeira e da segunda soluções. Normalmente você tem que tomar menos solução de lápis-lazúli ou, o que é o mesmo, mais solução de glicose. A sacarose não dá uma reação de espelho de prata. Se você quer acreditar, você quer verificar. Mas eu recomendo tentar uma solução de açúcar invertido. A experiência é definida da mesma forma que com a glicose, mas tome duas a três vezes mais açúcar invertido caseiro. E veja também como se comporta algum suco claro dentre aqueles que, segundo suas observações, contêm glicose. É possível que desta vez você não consiga um espelho bonito, mas notará a reação pelo menos pelas partículas escuras de prata que se acumulam em flocos. Finalmente, vamos dar uma olhada no amido. Por favor, não se surpreenda. O amido, embora sem açúcar, também é da família do açúcar. Sua enorme molécula complexa consiste em muitas moléculas de glicose e outros açúcares simples conectados entre si. Nas condições certas, o amido decompõe-se nas suas partes constituintes e torna-se doce! Mas como podemos detectar que a molécula de amido, à medida que se decompõe, fica cada vez menor? Com a ajuda de iodo. Lembre-se, a tintura de iodo diluída torna o amido azul? Isso significa que quanto menos amido sobrar, mais fraca será a cor. E quando todas as suas moléculas se decomporem em suas partes componentes, ela desaparecerá completamente. Despeje duas colheres de chá de amido em uma panela ou em uma lata limpa, despeje um copo de água fria, mexa e aqueça, mexendo sempre, até obter uma solução pegajosa transparente - pasta de amido. Um catalisador ácido deve ser adicionado a ele. E aí vem a dificuldade. Com ácido cítrico, as moléculas de amido se decompõem muito lentamente. O vinagre não é bom porque se volatiliza quando aquecido. Pelo mesmo motivo, também é inconveniente trabalhar com ácido clorídrico: você terá, primeiro, de colocá-lo na panela de vez em quando e, em segundo lugar, ventilar bem o ambiente. Nas fábricas, eles fazem isso: adicionam um pouco de ácido sulfúrico diluído. Mas acho que é muito cedo para você trabalhar sozinho com uma substância tão corrosiva. Portanto, peça aos mais velhos para cozinhar um pouco, literalmente uma ou duas colheres de chá de ácido diluído. É vendido em lojas de ferragens, mas por causa de uma colher você não deve comprar uma garrafa inteira. Algumas gotas de ácido podem ser emprestadas de qualquer motorista: as baterias dos carros são despejadas com ácido sulfúrico. Quando um dos anciãos diluir o ácido com água para você - cerca de dez vezes - lembre-o de que você definitivamente deve derramar ácido na água, e não vice-versa, caso contrário, você pode se queimar. Mesmo algumas gotas. Quando o ácido sulfúrico é tão fortemente diluído, não é mais muito quente, mas pode corroer as roupas até o buraco. Portanto, despeje com cuidado a solução ácida em uma panela ou pote de pasta: aí fica tão diluído que não é mais perigoso. Leve a mistura ao fogo baixo e deixe ferver lentamente. Se o líquido ferver visivelmente, adicione água ao nível anterior. Logo após o início do cozimento, pegue duas ou três gotas do líquido quente com uma pipeta, coloque em um vidro limpo, deixe esfriar um pouco e, com outra pipeta, pingue uma tintura de iodo diluída. Como você se lembra, uma cor azul deve aparecer. De vez em quando, pegue uma nova amostra da mistura e teste-a com iodo. A cor azul logo mudará para vermelho-marrom. Então as coisas estão indo bem. Estes são "fragmentos" formados de moléculas de amido, são chamados de dextrinas. E depois há uma substância semelhante à sacarose - maltose, também conhecida como açúcar de malte. A maltose, por sua vez, se transforma em glicose, que o iodo não mancha. À medida que o amido se decompõe em substâncias cada vez mais simples com a ajuda de um catalisador ácido, a cor com iodo mudará. É possível que não desapareça completamente, pois o produto acabado não é glicose ou maltose pura, mas uma mistura de muitas substâncias que se formaram durante a reação. Nesta forma, é chamado de melaço e é frequentemente usado em fábricas de confeitaria. Mas enquanto houver ácido no melaço, é claro que ele não pode ser levado à boca. Quando a cor do iodo desaparecer completamente ou ficar muito fraca, ferva a mistura por mais cinco a dez minutos, retire do fogo, esfrie um pouco e adicione aos poucos uma colher de sopa de giz triturado ou pó de dente mexendo: com isso você vai se livrar do ácido . Ele reage com o giz, enquanto o dióxido de carbono é liberado rapidamente, o que é muito conveniente - enquanto a mistura ferve e aparece espuma, você sabe que ainda resta ácido. E assim que as bolhas e a espuma desaparecem, o ácido acaba. Ainda aqueça o líquido no fogo para que o excesso de água ferva, e coe em um pano de algodão dobrado em várias camadas. Você tem melaço, que, infelizmente, não é tão saboroso quanto gostaríamos: é amargo devido à adição de giz. Nas fábricas, o melaço é limpo muito melhor, mas isso não está disponível para nós. Então você pode tentar, mas há - eu não aconselho ... Em nosso corpo, no estômago, o amido também se decompõe em maltose e posteriormente em glicose. E sem nenhum ácido (para não mencionar sulfúrico). E os catalisadores são substâncias naturais especiais que estão em qualquer organismo vivo. Eles são chamados de enzimas. Como uma das enzimas funciona, você verá agora com seus próprios olhos. Seu nome é "amilase", é encontrada na saliva e é capaz de converter o amido em maltose. O que é muito importante para nós, principalmente quando comemos batata ou pão, que tem muito amido. Lave a boca com água fervida limpa por cerca de um minuto. Coloque uma folha de papel mata-borrão ou gaze dobrada em três ou quatro camadas no funil, umedeça levemente com água, insira o funil em um copo e despeje a água da boca em isto. Você obterá uma solução transparente de saliva. Misture com uma quantidade igual de pasta de amido resfriada, despeje a mistura em um frasco e coloque em um copo de água morna (cerca de 40 ° C). Como antes, tire amostras de vez em quando com iodo em uma lâmina de vidro. A cor mudará na mesma sequência da reação envolvendo o ácido sulfúrico. Mas atenção: desta vez vai sem ferver e muito mais rápido. Após quinze minutos, a mistura deixará de manchar com iodo. Os catalisadores criados pela natureza agem com rapidez e precisão. Não é de admirar que os químicos tentem adaptar essas substâncias para que possam funcionar não apenas em organismos vivos, mas também em aparatos de fábrica. E aqui está o último dos doces milagres. Não requer tubos de ensaio, nem iodo, nem lapis. Nada além de um pedaço de pão branco. Coloque um pouco de pão na boca e mastigue-o cuidadosamente por alguns minutos. Você vai sentir como ele tem um sabor cada vez mais doce. E você não vai mais se surpreender com isso, porque você sabe: é assim que a enzima amilase funciona, transformando o amido completamente sem açúcar em açúcar maltose doce. Autor: Olgin O.M.
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Comentários sobre o artigo: Deer Legal [:o] Irene Obrigado, muito interessante! convidado Classe! Eu nunca pensei que o açúcar pudesse ser feito de glicerina [up]
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