Использование качественных реакций для исследования состава продуктов питания Авторы: Мария Смагина, Елизавета Дуброва, ученицы 10 «Б» класса Руководитель: Ким Е.П., учитель химии МАОУ «Гимназия 1 Октябрьского района г.Саратова»

Изучая химию только по школьным учебникам, обучающиеся не могут претендовать на высокие результаты на химических олимпиадах, а также высокие баллы на ЕГЭ по химии. Для хорошего результата необходимо практическое подтверждение теоретических вопросов. Сегодня стало модным… Проведение качественных реакций веществ всегда является хорошей школой развития логических рассуждений, аналитического подхода к фактам, умения обобщить их, принять на основе этих обобщений определенные решения. При выполнении качественных реакций очень уместна поговорка «Лучше один раз увидеть, чем сто раз услышать!» Итак, представляемая мною работа называется « Использование качественных реакций для исследования состава продуктов питания». Эту работу я проводила совместно с моей одноклассницей Смагиной Марией.

Что такое качественная реакция? Качественная реакция- это реакция, с помощью которой можно определить присутствие того или иного вещества, аниона, катиона.

Цель работы: исследование состава продуктов питания с помощью качественных реакций в условиях школьной химической лаборатории; подготовка рекомендаций для решения задач типа С3 на ГИА и С2 на ЕГЭ по химии

Основные задачи: совершенствовать знания о применении качественных реакций; провести эксперимент по исследованию состава продуктов питания разработка рекомендаций для учащихся по выполнению заданий типа С2 на ЕГЭ по химии

Таким образом, могут распознаваться как неорганические, так и органические соединения. В присутствии конкретных элементов может появляться или исчезать окраска, выделяться или растворяться осадок, наблюдаться выделение пузырьков газа и прочее. Если качественные реакции подобраны правильно, то есть селективный (избирательны) по отношению к конкретному катиону или аниону, а также высокочувствительны (то есть порог обнаружения позволяет устанавливать малые количества), то итогом будет достоверный результат заключение о присутствии или отсутствии в образце элемента или вещества. В основе такого анализа водных растворов лежат известные ионные качественные реакции.

Катион Условие, реактив,анион Признаки,сокращённое ионное уравнение реакции Н+Н+ 1. Лакмус 2. Метиловый оранжевый 1. Красный цвет раствора 2. Розовый цвет раствора NH 4 + Щёлочь, ОН -, t Выделение газа с резким запахом NH OH - = NH 3 + H 2 O Ag + Соляная кислота, растворы хлоридов, Cl - Белый творожистый осадок Ag + +Cl - AgCl Li + Пламя Красное окрашивание Na + ПламяЖёлтое окрашивание K+K+ Пламя Фиолетовое окрашивание

Катион Условие, реактив,анион Признаки, сокращённое ионное уравнение реакции Ва Пламя 2. Серная кислота, растворы сульфатов, SO Жёлто-зелёное окрашивание 2. Белый (мелкокристаллический) осадок Ba 2+ +SO 4 2- BaSO 4 Ca Пламя 2. Растворы карбонатов, CO Кирпично-красное окрашивание 2. Белый осадок Ca 2+ +CO 3 2- CaCO 3 Cu Пламя 2. Вода 3.Щёлочь, ОН - 1.Зелёное окрашивание 2. Гидратированные ионы меди имеют голубую окраску 3. Голубой осадок Сu 2+ +2OH - Cu(OH) 2

Катион Условие, реактив Признаки, сокращённое ионное уравнение реакции Fe Раствор щелочи 2. Раствор красной кровяной соли 1. Выпадение светло-зелёного осадка, быстро темнеющего на воздухе Fe ОН - Fe(OH) 2 2. Синий осадок Fe 2+ + Fe Раствор щелочи 2. Раствор желтой кровяной соли 1. Выпадение осадка бурого цвета Fe ОН - Fe(OH) 3 2. Синий осадок Fe 3+ +

Гексацианоферрат (III) калия K3[Fe(CN)6] (красная кровяная соль) образует темно-синий осадок турнбулевой сини; чувствительность реакции 0,1 µг железа, предельное разбавление 1: K3[Fe(CN)6] + 3Fe2+ ® 3KFeII[FeIII(CN)6] + 6K+ (б)

Гексацианоферрат (II) калия K4[Fe(CN)6] (желтая кровяная соль) образует темно-синий осадок берлинской лазури; чувствительность реакции 0,05 µг Fe3+, предельное разбавление 1:106: 4K4[Fe(CN)6] + 4Fe3+ ® 12К+ + 4КFeIII[FeII(CN)6] (а

Анион Условие,реактив, катион Признаки, сокращённое ионное уравнение реакции Cl - Нитрат серебра, Аg + Белый творожистый осадок Аg + +CI - AgCl Br - Нитрат серебра, Аg + Желтоватый творожистый осадок Ag + + Br - = AgBr I-I- Нитрат серебра, Аg + Жёлтый творожистый осадок Аg + + I - АgI S Растворимые соли бария,Ва 2+ Белый осадок Ва 2+ + S BaS0 4 N0 3 - H 2 S0 4 (к.), Cu,t Выделение бурого газа ОН - 1. Лакмус 2. Фенолфталеин 3. Метиловый оранжевый 1. Синий цвет раствора 2. Малиновый цвет раствора 3.Жёлтый цвет раствора

В органической химии качественные реакции определяют преимущественно вещества, а если быть точнее, то представителей класса веществ (алканы, алкены и т.д.).

1. Качественная реакция на алканы. Определить, что какое-то вещество в смеси или в чистом виде алкан, несложно. Для этого газ либо поджигают - горение алканов сопровождается синим пламенем, либо пропускают через раствор перманганата калия. Алканы не окисляются перманганатом калия на холоду, вследствие этого раствор не будет изменять окраску. 2. Качественная реакция на алкены. Чтобы убедиться в наличии алкена, нужно пропустить его в раствор перманганата калия (реакция Вагнера). В ходе реакции раствор обесцветится, выпадает бурый диоксид марганца MnO2 (реакция на примере этилена): 3C2H4 + 2KMnO4 + 4H2O > 3CH2OH-CH2OH + 2KOH + 2MnO2 Так же, алкены обесцвечивают бромную воду: C2H4 + Br > C2H4Br2 Бромная вода обесцвечивается, образуется дибромпроизводное. 3. Качественная реакция на алкины. Алкины можно выявить и по реакции Вагнера или с помощью бромной воды: 3C2H2 + 8KMnO > 3KOOC-COOK + 8MnO2 + 2KOH + 2H2O C2H2 + 2Br2 ----> C2H2Br4 Алкины с тройной связью у крайнего атома углерода реагируют с аммиачным раствором оксида серебра (гидроксид диамин серебра (I)) (реактив Толленса): C2H2 + 2[Ag(NH3)2]OH > Ag2C2 + 4NH3 + 2H2O Получившийся ацетиленид серебра (I) выпадает в осадок. Алкины, у которых тройная связь в середине (R-C-=C-R) в эту реакцию не вступают. Такая способность алкинов - замещать протон на атом металла, подобно кислотам - обусловлено тем, что атом углерода находится в состоянии sp-гибридизации и электроотрицательность атома углерода в таком состоянии такая же, как у азота. Вследствие этого, атом углерода сильнее обогащается электронной плотностью и протон становится подвижным.

Соединение Реактив Наблюдаемая реакция Альдегиды 1) Ag 2 0 2) Сu(ОН) 2 1)Реакция серебряного зеркала. 2)Выпадение красного осадка Cu 2 0 Карбоновые кислоты 1)Лакмус 2)Раствор соды 1)Красное окрашивание 2)Выделение пузырьков углекислого газа Крахмал Раствор l 2 в KI или спиртовой раствор иода Синее окрашивание БелкиHNO 3 (к.)Желтое окрашивание, при добавлении щелочного раствора оранжевое

Соединение Реактив Наблюдаемая реакция Глюкоза, лактоза Гидроксид меди (II), в избытке щелочи, без нагревания Растворение голубого осадка гидроксида меди (II), образование комплекса ярко- синего цвета Крахмал Раствор иода Крахмал в присутствии иода окрашивается в темно-синий цвет. При нагревании окраска исчезает, при охлаждении появляется вновь Фенол Раствор хлорида железа (III) Образование комплекса фиолетового цвета Толуол Бромная вода Образование осадка белого цвета

Исследуемые продукты: мороженое молочное, натуральный яблочный сок

Приготовление рабочих растворов из продуктов питания

Исследование кислотности мороженого

Исследование кислотности яблочного сока

Обнаружение кислот в продуктах питания

Обнаружение белков CuSO 4 + 2NaOH = Cu(OH) 2 + Na 2 SO 4

Обнаружение остатков ароматических -аминокислот

Обнаружение углеводов

Качественная реакция на Fe2+: Fe2+ + 2OH- = Fe(OH)2 Fe(OH)2 будучи соединением двухвалентного железа на воздухе неустойчиво и постепенно переходит в гидроксид железа (III): 4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3 Качественная реакция на Fe3+: Fe3+ + 3OH- = Fe(OH)3 Еще одной качественной реакцией на Fe3+ является взаимодействие с роданид-анионом SCN-, при этом образуется роданид железа (III) Fe(SCN)3, окрашивающий раствор в темно-красный цвет (эффект "крови"): Fe3+ + 3SCN- = Fe(SCN)3 Роданид железа (III) легко "разрушается" при добавлении фторидов щелочных металлов: 6NaF + Fe(SCN)3 = Na3[FeF6] + 3NaSCN Раствор становится бесцветным. Очень чувствительная реакция на Fe3+, помогает обнаружить даже очень незначительные следы данного катиона.

Выводы На базе школьной лаборатории возможно проведение качественных реакций по частичному исследованию состава продуктов питания. Таким образом, проведя данную работу, мы убедились, что такие продукты питания, как яблоки и мороженое содержат углеводы -вещества, необходимые для полноценного развития человека. Кроме углеводов в состав мороженого входят не менее важные для человеческого организма вещества- белки.