Волшебное превращеение молока

Городское соревнование юных исследователей

«Шаг в будущее. Юниор»

Направление «естественнонаучное»

                                    Секция: «химия и химические технологии»

Тема: «Волшебное превращение молока»

Автор:

Васютенко Ксения Максимовна, учащаяся 4А класса

муниципального бюджетного общеобразовательного учреждения средней общеобразовательной школы № 1

Научный руководитель:

Демидова Оксана Николаевна,
учитель начальных классов
муниципального бюджетного общеобразовательного учреждения средней общеобразовательной школы № 1

Сургут, 2020 г.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение.

1.Актуальность темы …………………………………………….….  3

2.Цель, задачи, гипотеза………………………………. ……..…........3

Основная часть.

3.Теоретическая часть………………………………………….…......4  4.Практическая часть …………………………………..……..…........5

Заключение.

5.Вывод……………………………………………………….…….......7

6.Список источников информации……………………..…………......7

7.Приложение……………………..……………………………............8-9

Введение.

1. АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ

Слышали ли вы, что из молока можно изготовить пластик? С период с 1900 по 1945 года молоко обычно использовалось для изготовления разных пластиковых украшений: кнопок, декоративных пряжек, бус, авторучек, расчесок, кистей, подставок для ручных зеркал. Молочный пластик (казеин или молочный  камень)  применялся при изготовлении ювелирных изделий для самой королевы Англии Марии!

Промышленное изготовление пластмасс на основе органических веществ на заводах делалось из казеина, обработанного формалином. Химия пластмасс огромна и удивительна.

Мне стало очень интересно, из чего же делают все пластмассовые изделия, которые нас окружают и можно ли самим в домашних условиях получить экологически чистый продукт.

Я выяснила, что все эти  материалы созданы химиками,  не встретишь в природе.  Они получаются на химических заводах. Это продукты переработки нефти, так называемые синтетические пластмассы.

   Я начала поиск материала и  нашла рецепт, по которому можно приготовить в домашних условиях так называемую органическую пластмассу, обладающую важным свойством – биоразложением, что является актуальным на все времена. В своем проекте я получила свой собственный казеин (молочный камень)  из горячего молока и уксуса и исследовала некоторые его свойства.

2.ЦЕЛЬ, ЗАДАЧИ, ГИПОТЕЗА

Цель:  получить  экологически чистую казеиновую  пластмассу  (казеин) из молока в домашних условиях.

Задачи:

получить казеин;

 изготовить из него изделия как из натурального полимера;

исследовать его свойства.

Гипотеза:  получить экологически чистую пластмассу – казеин из молока в домашних условиях несложно.

Основная часть.

3. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Молоко - это  полезная питательная жидкость, в состав которого входит сложный белок – казеин.

Казеин – белый безвкусный белок без запаха, получаемый из коровьего молока, который является основой сыра и используется для производства пластмассы, клеящих веществ, красок и пищевых продуктов.

             При определенных условиях казеиновые комплексы разрушаются, и молоко начинает сворачиваться. Сворачивание (скисание ) молока происходит в результате разделения молочных белков на две   составляющие: твердую (творог) и жидкую (сыворотку).    Содержится ли в молоке пластик? Разумеется, нет!   В нем содержится казеин, который по своим свойствам кое в чем напоминает пластик. Его название происходит от латинского слова «касеус»,  «сыр».

        Каждая молекула казеина представляет собой мономер, а цепь мономеров казеина является полимером. Полимер можно зачерпывать и формировать, поэтому пластик, изготовленный из молока, называется казеиновым. Казеин выделяется, когда  белки в молоке реагируют с кислотой, содержащейся в уксусе. Он  не смешивается с кислотой, поэтому  формирует шарообразные комки. Этот белок используют для производства пластика и клея. Да, из молока делают самый настоящий пластик, который называется галалит.  В 1925 году недалеко от Москвы даже построили целый завод по производству этого пластика.

 На основе казеина делают клей, массовое производство которого было запущено еще в 1800 году в Германии и Швеции. Также имеются сведения, что таким клеем пользовались ещё в древнем Египте. Еще   казеин используют в медицине, в хирургии (биологический клей), в дерматологии (мази), для производства красок,  одноразовой посуды,  упаковки,  салфеток.

4.ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ.

 Выделение казеина из молока.

(Приложение. Фото 1)

 Для получения казеина из молока нам потребовалось:

• Кастрюля;
• Молоко;
• Плита;
• Столовый уксус;
• Бумажные полотенца или салфетки;
• Чистая, твердая водостойкая поверхность;
• Ложка;
• Пищевые красители:
• Помощь и наблюдение взрослых при нагревании жидкостей и обращении с горячими жидкостями.

Проведение опыта.

Опыт провела успешно и с первого раза. Данные результата опыта приведены в Таблице №1.

Я добавила красители во влажный казеин в одну часть массы,  вторую    оставила казеин таким, какой он и есть.  Далее  покрасила фигурки  акриловыми красками после высыхания.

Ход эксперимента :

1.Вылила  молоко в кастрюлю.

2.Нагрела, добавила одну столовую ложку уксуса. Тщательно помешивала полученную смесь. Постепенно  в кастрюле  появились комочки, похожие на творожные хлопья. (Фото 2,3)

Доводить до кипения молоко нельзя, иначе казеин не получится!

  3.Затем вылила   смесь из кастрюли в марлю, тщательно отжала. (Фото 4)

В марле должно остаться только сухое вещество. Оно должно быть в меру твердым, чем-то напоминающим творог.

4.Добавила  пищевой краситель-3 цвета, перемешала. У меня получились комочки трех цветов.(Фото 6,7)

4. Для опыта номер 2 в одну часть  красители не добавляла. (Фото 7)

5. Сформировала фигурки. Можно взять формочки для выпечки.

Вес  готовых фигурок из 1 л молока составил 61 г. (Фото 8)

6.За 48 часов фигурки высохли и затвердели. Можно покрывать акриловой краской.

7.Получила  готовые изделия.(Фото 9)

Больше всего мне понравились цветные фигурки, покрытые акриловыми красками. Они получились яркими и блестящими.

На стадии сушки я наблюдала, что происходило:

через 12 часов масса была еще достаточно мягкой и пластичной; еще через 12 часов фигурки стали  более плотными  и твердыми по краям, но середина еще оставалась мягкой;  еще через сутки я получила твердый молочный камень.

 Исследование свойств казеинового пластика.

Получив натуральный пластик, мне стало интересно, каковы свойства экологического продукта?  Я начала исследовать его свойства. Вот что выяснилось:

1.Казеиновый камень нетоксичен,  без запаха.

 2.Он способен к биоразложению,  т.к. состоит только из казеина.

3.Обладает антистатическими свойствами. Если потереть по волосам синтетическим полиэтиленовым пакетом, то волосы электризуются, а если проделать тоже самое с казеиновым камнем,  этого не произойдет. Следовательно, из этого материала можноизготавливать расчески.

4.Полученный камень можно окрашивать, у синтетической пластмассы краска  сворачивается.

Все описанные мной свойства доказывают преимущество молочного натурального камня по сравнению с синтетическим. Но  у синтетических пластиков есть одно достоинство, благодаря, которому они вытеснили натуральные пластики –  высокая прочность.

Данные исследования приведены в Таблице №2.

5. ВЫВОД

В результате проведенной мною работы, я познакомилась с новыми понятиями:  казеин, галалит, полимер, мономер, синтетические и органические  пластмассы; путем проведения несложных экспериментов получила казеиновый камень  хорошего качества, из которого можно изготовить различные гипоалиргенные изделия, обладающие антистатическим свойством. Зачем нужен этот камень, когда вокруг столько много других пластмасс? Ответ: он обладает биоразложением, что на мой взгляд является актуальной задачей.

6. СПИСОК ИСТОЧНИКОВ ИНФОРМАЦИИ

1. Болушевский, С.В. Большая книга научных опытов для детей и взрослых / С.В. Болушевский, М. А. Яковлева. М.: Эксмо, 2016.

2. Научные опыты на кухне. /под ред. Болушевского С.В., Яковлевой М.А. М.: Эксмо, 2018  (опыты для детей).

3. Стрельникова, Л. А. Из чего все сделано? Рассказы о веществе. / Л. А. Стрельникова. – М.: Издательство: Яуза, 2016

4. www.tehnologii.net/readarticle.php?article_id=363

5. www.activestudy.info/galalit-molochnyj-kamen

6. Я познаю мир: Детская энциклопедия химия. /Авт. сост. Савина Л.А. под общей редакцией Финн О.Г. – М.: ООО Издательство АСТ-ЛТД, 1998. – 448с

Приложение.

Таблица 1. Проведенные опыты и результат

         Фото 1.

Фото 2.                    Фото 3.             Фото 4.              Фото 5.

Фото 6.            Фото 7.               Фото 8.              Фото 9.

Таблица 2.

Исследование свойств полученного казеина и сравнение с синтетическим пластиком