Как испаряется вода с сахаром

Куда исчез сахар и как вырастить кристалл

Сахар едят многие, добавляя его в чай, кофе и различные блюда. Это сладкое вещество знакомо всем еще с детства. Привычное для нас его агрегатное состояние – твердое кристаллическое – одно из шести известных человечеству на сегодняшний день: твердое, жидкое, газообразное, плазма, фермионный конденсат и конденсат Бозе-Эйнштейна. Однако если взять кусочек сахара или чайную ложку сахарного песка и положить в чашку с горячим чаем, помешивая при этом ложной, то через некоторое время сахар «исчезнет». Его совсем не будет видно, а внешний вид и объем чая совершенно не изменится. Давайте попробуем разобраться, куда «исчез» сахар и можно ли каким-либо способом его вернуть в прежнее твердое состояние.

В кристаллическом состоянии могут находиться различные вещества. При этом кристаллы бывают очень причудливой формы. Например, кристаллы висмута имеют вид загадочных лабиринтов, кристаллы каменной соли являются полупрозрачными кубиками, кристаллы оксида цинка напоминают звездочки:

Сахар, который мы положили в чашку с горячим чаем, тоже был в твердом состоянии и, конечно же, никуда не исчез. Об этом свидетельствует сладкий вкус чая. При попадании в воду молекулы сахара начали взаимодействовать с молекулами воды. А молекулы воды – это ярко выраженные полярные молекулы, поэтому они образуют с молекулами сахара, находящимися в кристалле, межмолекулярные связи и отрывают их от кристалла, унося в толщу воды. При этом, чем выше температура воды, тем активнее происходит взаимодействие. Таким образом, сахар растворился в воде – произошел физический процесс, при котором в воде оказались молекулы сахара, связанные с несколькими молекулами воды. Количество молекул, которые могут раствориться в воде, ограничено, поэтому, в конце концов, наступит момент, когда сахар больше не растворяется. Такой раствор сахара называется насыщенным. Он нам потребуется, чтобы вырастить кристаллы.

Еще один практический совет. Если вы хотите, чтобы ваш чай или кофе был как можно дольше горячим, то следует сразу после наливания положить в чашку сахар. При растворении сахар заберет часть тепловой энергии у чая или кофе, и температура понизится. Разница температур между напитком и воздухом в комнате станет меньше, поэтому остывать чай или кофе будет медленнее, и дольше будет оставаться горячим.

Сахар, растворенный в воде, можно опять вернуть в твердое кристаллическое состояние. Это можно сделать в домашних условиях, при этом не потребуется каких-либо особых приспособлений. Сахар очень хорошо растворяется в воде: в 100 мл воды при температуре 100 0 С может раствориться около 500 г сахара! При этом объем раствора практически не изменится. Вы можете удивить своих друзей, если будете класть в горячий чай один за другим кубики сахара, помешивая при этом ложкой, то даже 20 кубиков сахара прекрасно растворятся, а объем чая визуально не изменится, как будто сахар куда-то исчез. Пить такой чай будет нельзя, но эффект гарантирован.

Итак, нам потребуется: 0,5 л воды, 1200-1300 г сахарного песка, деревянные палочки длиной 15-20 см, прозрачные сосуды емкостью 200-330 мл, плотная бумага, нарезанная квадратами 10х10 см, пищевые красители, если вы хотите сделать кристаллы сахара разноцветными, и небольшая кастрюля.

Сначала наливаем в кастрюлю 0,5 л воды и насыпаем 600-650 г сахарного песка. Нагреваем кастрюлю с водой и сахаром на небольшом огне, помешивая ложкой до полного растворения сахара, затем добавляем еще 600-650 г сахарного песка и добиваемся полного его растворения. Даем сахарному раствору остыть минут 10-15. В это время подготавливаем деревянные палочки: протыкаем ими в центре квадраты из плотной бумаги, смачиваем длинный конец палочки в воде и обваливаем в сахарном песке, добиваясь равномерного прилипания сахара со всех сторон, и даем палочкам с сахаром высохнуть.

Приготовленный сахарный раствор разливаем в прозрачные сосуды и добавляем в них разноцветные пищевые красители. Палочки с сахаром опускаем в растворы и при помощи плотной бумаги закрепляем их в вертикальном положении:

В течение последующей недели мы сможем наблюдать, как вокруг деревянной палочки будут вырастать окрашенные пищевыми красителями разноцветные кристаллы сахара. Таким образом, сахар выделится из раствора, вернув себе твердое кристаллическое состояние в виде сладких разноцветных леденцов.

Предлагаем Вам по предложенному методу вырастить кристалл поваренной соли.

Автор: Матвеев К.В., методист ГМЦ ДО г. Москвы

Источник

Опыты и эксперименты с водой для дошкольников

Мария Роденко
Опыты и эксперименты с водой для дошкольников

Волшебница вода

Вода, пар, лёд – одно и то же вещество![/h4]

Налить в блюдце немного воды и поставить на 2-3 часа в морозилку. Что получилось?

Поставить блюдце со льдом на стол. Через сколько времени в нём снова окажется вода? Что произойдёт со льдом – твёрдой водой?

Оставить блюдце с водой на подоконнике на 2-3 дня. Скоро ли она испарится?

Объяснение: вода, пар, лёд – одно и то же вещество, но только в разных состояниях: жидком, твёрдом и газообразном.

2. Можно ли склеить бумагу водой?

Взять два листа бумаги, приложить их друг к другу и попробовать сдвинуть их в разные стороны. Получилось?

Затем намочить листы бумаги водой, приложить их друг к другу, слегка прижать и попробовать сдвинуть их, один в одну сторону, другой в другую.

Объяснение: вода обладает «склеивающим» действием, поэтому бумагу можно склеить водой.

3. Можно ли ускорить испарение воды?

Намочить руки водой из-под крана и быстро-быстро помахать ими. Что чувствуют руки? Почему это происходит?

Объяснение: испарение воды можно ускорить, например, создавая движение воздуха. При этом частички воды испаряются быстрее, унося с собой больше тепла. Поэтому руки ощущают прохладу при взмахах руками.

Взять мелкий песок или муку, сбрызнуть водой. Образуются капельки – шарики.

Обрызгать из пульверизатора листья растения. Какие получились капельки?

Объяснение: частички собирают вокруг себя капельки воды и образуют одну большую капельку-шарик, а когда множество капелек воды попадает на лист растения, они, собираясь вместе, образуют большую каплю-шар или даже маленькую лужицу.

5. Сахар растворяется в воде.

Положить в стакан кусочек сахара и налить чай тоненькой струйкой, стараясь попадать только на сахар. Сахар постепенно будет размываться, а потом… исчезнет? Конечно, нет.

Зачерпнуть ложкой немного чая из стакана и ложку чая из чайника, попробовать и сравнить вкус. Что можно почувствовать, одинаковый ли на вкус чай?

Объяснение: сахар растворяется в воде и смешивается с ней, поэтому вода становится сладкой.

6. Соль растворяется в воде.

В стакан с водой насыпать одну столовую ложку соли и перемешать.

Что произошло? Соль «исчезла»? дать ребёнку попробовать немного воды. Какой стала вода?

Объяснение: соль не исчезла, она растворилась в воде, и вода стала солёной.

Соль выпаривается и кристаллизуется. [/h4]

В стакан с водой насыпать 2-3 ложки соли. Перемешать до полного растворения. Затем поставить на солнечное место и наблюдать за поведением соли.

Через несколько дней на стенках стакана по мере испарения воды будут появляться кристаллики соли.

Объяснение: вода испаряется, а кристаллики соли оседают на стенках стакана.

8. Песок не растворяется.

Предложить ребёнку сравнить сахар и песок, узнать, что растворяется в воде, а что нет.

Размешать в одном стакане с водой ложку речного песка, а в другом ложку сахара. Дать отстояться.

Посмотреть, что произошло с песчинками и водой.

Объяснение: вода с речным песком стала мутной, грязной. Более тяжёлые песчинки опустились на дно, а мелкие плавают в воде, делая её мутной. Сахар стал невидимым в воде, вода его растворила.

Взять два одинаковых стакана, один с водой, а другой – пустой. Опустить трубочку для коктейля в стакан с водой, зажать её сверху указательным пальцем и, не отрывая пальца, перенести её в пустой стакан. Убрать палец от трубочки, и из неё вытечет вода.

Проделав то же самое несколько раз, можно перенести всю воду из одного стакана в другой.

Плавающая рыбка. [/h4]

На картоне нарисовать и вырезать рыбку. Налить в таз воды. Окунуть зубочистку в жидкое мыло или растительное масло и поставить точку на хвостике рыбки.

Положить рыбку на воду так, чтобы хвостик оказался у края таза, в результате рыбка поплывет.

Для повтора эксперимента нужно помыть и высушить таз.

Объяснение: капелька масла растекается по воде, её частички отталкиваются от частичек воды, и в результате рыбка плывёт.

11. Плавающее яйцо.

Литровую банку наполовину наполнить водой. Ложкой осторожно опустить в неё сырое яйцо и убрать ложку. Как поведёт себя яйцо?

Аккуратно вытащить яйцо. Насыпать в ту же банку с водой полчашки (125 мл) соли и размешать ложкой. Затем опустить яйцо в воду. Как теперь ведёт себя яйцо?

Объяснение: яйцо тонет в чистой воде, потому что оно тяжелее воды. Добавляя соль в воду, мы повышаем её плотность, и поэтому яйцо плавает в ней.

12. Поющие бутылки. Высокие и низкие звуки.

Заполнить водой 3 одинаковые бутылки до половины, а затем перелить половину воды из одной в другую. Поднести бутылку к губам, подуть поверх горлышка, чтобы услышать поющий звук. Подуть над другими бутылками, одинаково ли они поют?

Расположить бутылки в порядке высоты звука.

Объяснение: выдыхаемый воздух над бутылкой заставляет вибрировать воздух внутри неё. Высота звука зависит от количества воздуха внутри бутылки.

13. Радужная бумага.

Глубокую миску наполовину наполнить водой. Аккуратно капнуть каплю прозрачного лака для ногтей, лак растечётся по поверхности воды.

Погрузить в воду кусочек чёрной двухсторонней бумаги, вынуть его и просушить. На сухой бумаге можно увидеть радужные разводы.

Объяснение: лак образует на поверхности воды тонкую плёнку. Плёнка обволакивает бумагу, и свет, попадая на неё, отражается, образуя радужный узор.

14. Распускающиеся цветы.

Нарисовать и вырезать из цветной бумаги цветы с длинными лепестками. При помощи карандаша закрутить лепестки к центру цветка.

Налить в таз воду и опустить на неё цветочки. Они начнут расправлять лепесточки и распускаться.

Объяснение: при контакте с водой бумага намокает, становится тяжелее, и лепестки цветка начинают распускаться.

15. Не выливающаяся вода.

Налить до краёв в стакан воды. Положить сверху открытку или квадрат из плотного картона. Прижимая открытку к стакану рукой, перевернуть его вверх дном над раковиной.

Убрать руку. Что произошло?

Объяснение: открытка не падает, и вода не выливается, потому что воздух, находящийся в стакане, давит на неё снизу и прижимает её к краю стакана. Вода выльется, если открытку сдвинуть.

16. Невидимые чернила.

Выдавить сок из половинки лимона в чашку, добавить такое же количество воды. Обмакнуть ватную палочку в приготовленный раствор. Написать ей что-нибудь на листе бумаги.

Когда надпись высохнет, нагреть бумагу над включённой настольной лампой. На бумаге проявятся невидимые ранее слова.

Прыгающие зёрнышки.

В стакан налить газированную воду и опустить 6 зёрнышек риса.

Подождать несколько секунд и понаблюдать сквозь стакан, как зёрнышки начнут прыгать.

Объяснение: рис чуть тяжелее воды, когда он попадает в стакан, начинает опускаться. Пузырьки газа садятся на него и поднимают вверх. На поверхности пузырьки лопаются, и газ улетучивается. Отяжелевший рис вновь опускается вниз. Он будет опускаться, и подниматься, пока вода не «выдохнется».

Фотоотчет. Проект по ознакомлению детей младшей группы со свойствами воды Фотоотчет проекта по ознакомлению детей со свойствами воды в младшей группе. Уважаемые коллеги! Предлагаю вашему вниманию фотоотчет моей.

Кружок по экологии Вы слыхали о воде? Говорят она везде. В луже, в море, в океане И в водопроводном кране. Как сосулька замерзает, Паром в чайник заползает.

Источник

Почему растворяется сахар?

Брошенный в воду кусочек сахара через некоторое время исчезает – становится невидимым. Мы говорим: «Сахар растворился». Нальем в блюдце несколько капель одеколона. Очень скоро блюдце снова станет сухим. Мы говорим: «Одеколон испарился». Но что означают эти привычные слова?

Сладкий вкус воды и запах, распространившийся но всей комнате, ясно говорят, что ни сахар, ни душистые вещества одеколона не исчезли. Что же случилось с растворившимся сахаром и испарившимся одеколоном?

Подобные вопросы возникли перед людьми, как только они научились размышлять над происходящими вокруг них явлениями природы. Что происходит с жидкостью, когда она испаряется? Почему твердые вещества при нагревании обращаются в жидкости, а при охлаждении снова затвердевают? Как объяснить, что при нагревании тела расширяются, увеличиваются в объеме? Все это требовало ответа, занимало пытливый ум человека. И уже много тысячелетий назад зародилась мысль о том, что все вещества состоят из мельчайших и потому невидимых частиц.

Растворяясь, вещество распадается на невидимые частицы, которые смешиваются с такими же невидимыми частицами воды. Частицы жидкости отрываются от ее поверхности и улетают, рассеиваясь в окружающем пространстве – жидкость испаряется. То же происходит со всякой испаряющейся жидкостью.

У твердых веществ частицы прочно соединены между собой, но под действием теплоты связь между ними ослабевает и твердое вещество превращается в жидкость. Тела при нагревании расширяются потому, что увеличивается расстояние между невидимыми частицами, из которых они состоят. Предположение о таком «зернистом» строении веществ позволяло объяснить очень многие и очень разные явления.

Сначала это было только смелой догадкой. Наука в те далекие времена была еще в младенческом возрасте и не могла ни доказать существования невидимых частиц, ни исследовать их. Но прошли века, и догадка превратилась в строго обоснованную научную теорию. Сейчас учение о невидимых частицах лежит в основе всех наук о веществе. Ученые нашли совершенно бесспорные доказательства существования этих частиц и разработали остроумные, точные и надежные способы их изучения.

Итак, брошенный в воду сахар распадается на невидимые частицы. Эти частицы называются молекулами. Молекулы очень малы. Измерять их привычными мерами длины – сантиметрами или миллиметрами – это все равно, что измерять толщину волоса километрами. В мире невидимых частиц приняты свои единицы измерения. Называется эта мера длины ангстрем (по имени ученого, применившего ее) и обозначается А. Она равна стомиллионной доле сантиметра.

Число молекул даже в крохотной пылинке вещества огромно. Вообразите, что вы бросили одну единственную крупинку сахарного песка в Байкал. Если теперь хорошенько «размешать» озеро, чтобы молекулы сахара равномерно распределились по всему его объему, то в каждом литре байкальской воды окажется свыше двухсот молекул сахара. А если бы молекулы, из которых состоит тот же крошечный кристаллик, можно было бы поровну раздать всем живущим на земле людям, то каждому досталось бы по два миллиарда молекул.

Почему свойства веществ различны?

Мы знаем очень много разных веществ: соль, мел, сахар, воду, медь, железо, спирт, уксус и так далее. Различаем эти вещества по внешнему виду, вкусу, запаху и другим характерным признакам, свойствам. Возникает вопрос: почему свойства веществ различны? Почему, например, спирт легко воспламеняется, а вода не горюча? Почему сахар обугливается при нагревании, а соль – нет?

Если бы мы могли рассматривать молекулы увеличенными в десятки миллионов раз, то увидели бы, что молекулы, как они ни малы, построены, в свою очередь, из еще меньших частиц – атомов. Атомы, составляющие молекулу, тесно соединены между собой и расположены в определенном порядке.

Сравните молекулу воды с молекулой сахара

Молекула воды состоит всего из трех атомов, а в очень сложной молекуле сахара их гораздо больше, различны размеры этих молекул, их вес, взаимное расположение атомов в них. В этом и кроется причина различия между веществами; их свойства различны потому, что каждое вещество состоит из иных молекул, чем все остальные вещества. И только до тех пор, пока молекулы вещества остаются неизменными, пока не меняется их строение, вещество остается самим собой.

Растворяя сахар, мы раздробляем его на отдельные молекулы, но не разрушаем, не повреждаем самих молекул, и сахар остается сахаром, сохраняет свои свойства (например, сладкий вкус). Ну, а если пойти дальше и раздробить молекулы? Что тогда станет с сахаром?

Что же, это можно сделать!

Для этого достаточно нагреть сахар. Он расплавится, потемнеет, из него будут выделяться неприятно пахнущие газы, и вскоре от сахара останется только немного легкого пористого угля. Под действием высокой температуры молекулы сахара распадаются, и сахар превращается в несколько других веществ, свойства которых совсем не похожи на свойства сахара. Одни из них улетают в виде паров и газов, другие остаются в виде углистого остатка. Разрушение молекул привело к разрушению сахара, к превращению его в другие вещества.

Молекулы – это не просто ничтожно малые крупинки или капельки вещества, отличающиеся от больших кусков и капель только размерами. Между самой маленькой крупинкой вещества, состоящей всего из нескольких молекул, и молекулой есть существенное различие: крупинку можно разделить на части, не разрушая самого вещества, с молекулой этого сделать нельзя.

Если Вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Источник