Исследовательская работа о пользе яичной скорлупы

Муниципальное общеобразовательное учереждение Кратовская средняя общеобразовательная школа №28

Яичная скорлупа как объект химических экспериментов

Авторы работы:

Диев Даниил, Платонов Юрий,

5-а класс,

МОУ Кратовская СОШ №28

Руководитель:

Гончаренко Светлана Григорьевна,

учитель химии и биологии.

Кратово

2017

Оглавление

Введение

1. Строение и свойства яичной скорлупы

   1. Химический состав яичной скорлупы

   2. Польза яичной скорлупы

2. Химические эксперименты с использованием яичной скорлупы

   1. Обнаружение соли угольной кислоты в составе яичной скорлупы.

   2. Обнаружение кальция в составе яичной скорлупы.

Заключение

Список использованных источников

ВВЕДЕНИЕ

Яйцо – это гениальное творение природы. В яйце все безупречно: и форма, и содержание. Это еще и емкий символ. Древние народы верили, что яйцо — прообраз Вселенной, из него родился мир, окружающий человека. Все знают, что в яйце происходит удивительное и волшебное событие: зарождение и развитие птенца. Кроме того, это вкусный и полезный продукт. Многие любят есть омлет или яичницу, яйца входят в состав многих блюд, особенно в выпечку и салаты. Но не все догадываются, что яйцо может быть объектом интересных опытов по химии. Исследовать можно, как скорлупу, так и внутреннее содержимое яйца. В данной исследовательской работе мы изучали свойства не всего яйца, а только его внешней оболочки – яичной скорлупы.

Актуальность данной работы заключается в том, что каждый, кто хочет почувствовать себя исследователем, может начать проводить первые опыты с таким доступным материалом, как скорлупа куриного яйца.

Гипотеза: яичную скорлупу можно использовать как объект химических экспериментов.

Цель: исследование яичной скорлупы, как объекта химических экспериментов.

Задачи:

1. Изучить теоретический материал о строении, составе и свойствах скорлупы куриного яйца.

2. Узнать о пользе яичной скорлупы.

3. Провести эксперименты, доказывающие, что в состав яичной скорлупы входит углерод и кальций.

4. Подготовить методические рекомендации для проведения опытов с яичной скорлупой.

Объект исследования: скорлупа куриного яйца.

Предмет исследования: эксперименты по определению химического состава яичной скорлупы.

Методы исследования:

изучение источников информации;

эксперимент;

наблюдение;

анализ и синтез.

1. СТРОЕНИЕ И СВОЙСТВА ЯИЧНОЙ СКОРЛУПЫ

1. 1. Химический состав яичной скорлупы

Яичная скорлупа – твёрдая известково-органическа пористая оболочка, прочно связанная с внутренней стороны с двумя подскорлупными оболочками. Толщина скорлупы куриного яйца 0,34-0,4 мм. Скорлупа состоит из двух основных слоев. Наружный слой имеет аморфное строение в виде губки, поэтому его называют губчатым слоем. Наружный слой яйца больше внутреннего в три раза. Внутренний (сосочковый) слой яичной скорлупы богат минеральными веществами, которые в виде решетки огибают всю внутреннюю поверхность скорлупы.

В состав скорлупы входят: неорганическое вещество, представленное углекислым кальцием, и органические вещества, которые в виде волокон создают основу, или каркас. (4)

Скорлупа птичьих яиц состоит на 90 процентов из карбоната кальция, причем этот карбонат кальция синтезируется в организме птицы. Кроме того, скорлупа содержит такие микроэлементы, как медь, фтор, железо, марганец, молибден, фосфор, серу, кремний, селен, цинк и другие — всего 27 элементов! (1)

Для выработки скорлупы организм птицы не жалеет строительных материалов. В процессе развития и формирования скелета птенец берет необходимые компоненты именно из нее. При достаточном поступлении с пищей минералов и витамина D в начале цикла яйцекладки в оболочке одного куриного яйца содержится примерно 1,5 г кальция, в середине – более 2 г. Состав ее близок к таковому костей и зубов человека, поэтому минеральные соли скорлупы легко усваиваются организмом.

В составе скорлупы присутствует 10% от всех образующих яйцо веществ:

1. Основным ее компонентом является карбонат кальция (более 90%), на долю воды приходится 1-2%, имеются незначительные количества карбоната магния, фосфата магния, фосфата кальция.

2. Отмечено небольшое содержание калия, меди, фтора, кремния, железа, марганца, алюминия, серы, молибдена, цинка и других важных микроэлементов.

3. Органическая составляющая представлена протеинами: коллагеновыми волокнами и муцином кутикулы.

4. Присутствуют незаменимые аминокислоты: метионин, лизин, цистин, изолейцин.

5. Подскорлупная оболочка состоит по большей части из органических соединений (кератина и муцина), присутствует немного воды и неорганических солей (также преимущественно кальция).

Цвет яичной скорлупы зависит от породы курицы: белые породы кур несут белые яйца, а цветные – яйца коричневого цвета. Скорлупа пористая, через неё проходит воздух внутрь яйца, это необходимо для развития цыплёнка. Также скорлупа покрыта защитным слоем воскоподобного вещества, который не даёт бактериям проникать внутрь яйца. Прочность скорлупы зависит от возраста курицы и её питания. Молодая курица может снести яйцо с очень тонкой скорлупой, либо вообще без неё, оно будет покрыто плёнкой. Также мягкой скорлупа будет, если в питании курицы нет продуктов, содержащих кальций: зерна, травы, мучной смеси, ракушек.

Таким образом, свойства яичной скорлупы объясняются её химическим составом.

1. 2. Польза яичной скорлупы

В настоящее время яичная скорлупа чаще всего используется в качестве кормовой добавки в рационы сельскохозяйственных животных и в качестве удобрения. Скорлупу можно вносить в почву для снижения её кислотности. Многие хозяйки с успехом используют скорлупу для мытья стеклянной посуды – бутылок, банок, графинов.

Есть и другие области применения этого ценного природного материала. Её можно использовать для улучшения здоровья человека. Скорлупа яиц любой птицы по своей природе является естественным источником кальция, по эффективности усвоения значительно опережающим синтетические препараты или мел. Попадая в организм человека, кальций, имеющий натуральное происхождение, легко вступает в реакцию, образуя соединение с фосфором (фосфат кальция). Именно это вещество необходимо для построения скелета, роста костей и формирования зубов. Поэтому яичную скорлупу вводят в состав пищи, учитывая её высокую терапевтическую активность.

Прием небольшого количества подготовленной толченой скорлупы служит профилактикой и лечением недостатка солей кальция. Это предупреждает развитие серьезных заболеваний и нарушений обмена веществ: рахит, ранняя порча зубов и искривление позвоночника у детей; мышечные спазмы, судороги; подверженность частым простудным заболеваниям, недостаточность иммунитета; склонность к аллергическим реакциям; болезни сердечнососудистой системы; малокровие; раздражительность; нарушение сна и многие другие. Ионы кальция регулируют работу сердца и свёртываемость крови, ослабляют действие на организм токсинов.

Смешивание порошка из яичной скорлупы с мукой полезно для обогащения солями кальция выпечки и хлеба. Добавление небольшого количества хорошо очищенной измельченной скорлупы яиц в посуду для варки кофе благоприятно повлияет на его вкус, сделает его более насыщенным и ярким, нейтрализует горечь.

Однако, добавляя яичную скорлупу в пищу, необходимо помнить, что она должна быть тщательно промыта и прогрета (прокаливание в духовке или кипячение). Грязная скорлупа может стать источником заболевания – сальмонеллёза.

Порошок из яичной скорлупы также можно использовать как присыпку при ожогах, для изготовления домашних скрабов и масок, очищающих кожу. Подскорлуповая пленка способствует заживлению царапин и порезов, для этого ее достаточно приложить на поврежденное место в случае необходимости. (2)

Можно сделать вывод о том, что яичная скорлупа имеет массу полезных свойств и может широко использоваться в жизни человека.

Мы предлагаем еще одну область применения яичной скорлупы – проведение химических экспериментов.

2. ХИМИЧЕСКИЕ ЭКСПЕРИМЕНТЫ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЯИЧНОЙ СКОРЛУПЫ

1. 1. Обнаружение соли угольной кислоты в яичной скорлупе

Теоретические данные

Скорлупа куриного яйца на 90% состоит из карбоната кальция. Карбонат кальция – это соль уксусной кислоты. Все соли уксусной кислоты – карбонаты, можно определить при помощи особой реакции, которая называется качественной. Если к кусочкам яичной скорлупы прилить какую-либо кислоту: уксусную, серную, соляную, то начнется бурное выделение пузырьков углекислого газа. Это и является доказательством того, что скорлупа состоит из соли угольной кислоты. Остается доказать, что выделяющиеся пузырьки – это углекислый газ. Это можно доказать двумя способами:

1. Собрать углекислый газ в пробирку или стакан и опустить в неё зажженную лучинку. Лучинка гаснет, так как углекислый газ не поддерживает горение.

2. Если выделяющийся газ пропустить через прозрачный раствор известковой воды, то он станет мутным, так как углекислый газ реагирует с известковой водой с образованием белого осадка.

Проведение опыта

Для проведения опыта мы использовали аппарат Кирюшкина. Можно также самостоятельно собрать прибор для получения газов, который состоит из колбы или пробирки и плотно входящих в них пробок с газоотводными трубками. Если прибор собран самостоятельно, то его необходимо проверить на герметичность. Для этого кончик газоотводной трубки опускают в стакан с водой, а колбу или пробирку плотно обхватывают ладонью. От тёплой ладони воздух в сосуде для получения газа расширяется, и если прибор собран герметично, из газоотводной трубки выходят пузырьки газа.

В пробирку аппарата Кирюшкина мы поместили несколько кусочков яичной скорлупы и закрыли пробкой со стеклянной воронкой. Через воронку влили разбавленную соляную кислоту так, чтобы она покрыла скорлупу. Нужно учесть, что скорлупы берется немного, так как реакция протекает бурно и твёрдые частицы могут подняться вместе с пузырьками углекислого газа и закрыть просвет газоотводной трубки.

Конец газоотводной трубки мы опустили в пустой химический стакан. Углекислый газ тяжелее воздуха, поэтому он собирается в стакане и не вылетает из него. Через несколько минут опустили в стакан зажженную лучину. Она сразу погасла, так как углекислый газ не поддерживает горение.

Затем мы повторили опыт, но конец газоотводной трубки опустили не в пустой стакан, а в пробирку с 2-3 мл прозрачной известковой воды. Через несколько минут известковый раствор стал мутным, так как образовался осадок

Первый и второй способ определения газа подтвердил, что в результате реакции выделяется углекислый газ.

Вывод: В состав яичной скорлупы входит соль угольной кислоты – карбонат, которая под действием кислоты выделяет углекислый газ.

1. 2. Обнаружение кальция в яичной скорлупе

Теоретические данные

Для того, чтобы доказать присутствие кальция в яичной скорлупе, его, прежде всего, необходимо перевести из твердой скорлупы в раствор, то есть превратить в активные заряженные частицы – ионы кальция. Это проще всего сделать при помощи раствора соляной кислоты, прилив её к яичной скорлупе. Полученный раствор и кусочки скорлупы можно использовать для нашего химического анализа. Обнаружить ионы кальция можно несколькими способами. Мы выбрали 3 способа:

1. При внесении яичной скорлупы, на которую капнули соляной кислотой, в пламя спиртовки, можно наблюдать кирпично-красное окрашивание пламени. Так окрашивают пламя ионы кальция.

2. Если к раствору, содержащему ионы кальция, прилить разбавленную (1 М – одномоллярную) серную кислоту, то произойдет реакция, в результате которой образуется гипс. Гипс – это соль кальция и серной кислоты, которая образует красивые игольчатые кристаллы в виде пучков и звездочек. Образование таких кристаллов будет доказательством того, что в растворе есть ионы кальция.

3. Если к раствору, содержащему ионы кальция, прилить щелочь, то прозрачный раствор мгновенно станет белым – «превратится» в химическое, так называемое, известковое молоко. Это гидроксид кальция, образование которого еще раз докажет, что из скорлупы в раствор попали ионы кальция.

Проведение опыта

В химический стакан мы поместили измельченную яичную скорлупу и прилили к ней раствор соляной кислоты. После бурного течения реакции профильтровали полученный раствор и использовали скорлупу и раствор для реакций по обнаружению ионов кальция.

1. При помощи тигельных щипцов внесли скорлупу в верхнюю часть пламени спиртовки. Пламя окрасилось в кирпично-красный цвет. Вывод: в составе скорлупы есть кальций.

2. Каплю отфильтрованного раствора нанесли на предметное стекло, добавили к нему каплю раствора серной кислоты и осторожно прогрели в пламени спиртовки при помощи тигельных щипцов. Нагревали до образования белой каймы по краю капли. По краям капли образовались игольчатые кристаллы, собранные в виде пучков или звёздочек. Кристаллы мы рассмотрели при помощи светового микроскопа, а при помощи цифрового сделали фотографии. Вывод: в растворе присутствуют ионы кальция.

3. Налили в пробирку 2-3 мл отфильтрованного раствора и добавили столько же раствора щелочи (гидроксида натрия). Прозрачный раствор стал белым известковым молоком, так как образовался гидроксид кальция. Вывод: в растворе присутствовали ионы кальция.

Таким образом, все три опыта подтвердили, что в состав яичной скорлупы входит кальций.

ВЫВОДЫ

1. Свойства яичной скорлупы объясняются её химическим составом.

2. Яичная скорлупа имеет массу полезных свойств и может широко использоваться в жизни человека.

3. Яичная скорлупа может помочь нам укрепить здоровье.

4. При помощи яичной скорлупы можно провести интересные опыты по определению её химического состава.

Выдвинутая нами гипотеза подтвердилась. – скорлупа куриного яйца может использоваться для химических экспериментов. Проделанная работа подтвердила, что с таким легкодоступным материалом ,как яичная скорлупа можно проводить разнообразные опыты. Это будет хорошим началом для будущих химиков, так как позволяют позволяет почувствовать себя настоящим исследователем, освоить технику безопасности при работе с химическим оборудованием и реактивами. Такие опыты можно проводить в химическом кружке или в летнем лагере.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

Литература:

1. Б.К.Куделин. Хроматограмма на выеденном яйце. Химия и Жизнь №11, 1981г.

2. Репьев С.А. Забавные химические опыты. Издательский дом «Карапуз», Журнал «Мастерилка», №8 1998

3. Химия. 9 класс: учебник / О.С. Габриелян . – 2-е изд., стереотип. – М. : Дрофа, 2014. – 319, [1] c. : ил.

4. Химия 9 класс : учеб. для общеобразоват. организаций с прил. на электрон. Носителе (DVD) / Г.Е Рудзитис, Ф.Г Фельдман. – М.: Просвещение, 2014.- 208 с. : ил. – ISBN 978-5-09-022307-2

Сайты в Интернете:

1. https://www.nnre.ru/zdorove/kalcii_iony_zdorovja/p4.php Химический состав яичной скорлупы.

2. https://www.canri.org/conferencia_2013/docs/tehnologii/22-Uglov.pdf Химический состав скорлупы куриных яиц (Проблемы переработки яичной скорлупы)

3. Детская энциклопедия. URL: https://encyclopedia.dljatebja.ru/ .

9