Почему меня заинтересовала тема о вреде газированных напитков? Потому что, я и мои друзья частенько покупаем газированные напитки в магазинах, чтобы быстренько утолить жажду. Летом мы, с друзьями гуляя на улице обратили внимание на то, что действительно все «лакомства» детей: чипсы, газированная вода, продукты быстрого приготовления.
Вложение | Размер |
---|---|
rabota_reznika_ili.docx | 636.74 КБ |
Бюджетное общеобразовательное учреждение
«Осокинская средняя общеобразовательная школа»
Калачинского муниципального района
Исследовательская работа
«Исследование pН среды газированных напитков и их влияние на здоровье человека»
Выполнил:
Резник Илья Алексеевич,
обучающийся 9 класса
БОУ «Осокинская СОШ»
Руководитель:
Харлошенко Марина Николаевна,
учитель химии
БОУ «Осокинская СОШ»
Осокино
2024г.
Содержание
Введение…………………………………………………………….3
Глава 1. Теоретическая часть
1.1 Что такое водородный показатель…...…………………..………….5
1.2 Влияние pН среды на наше здоровье………………………………..6
1.3 Из истории газированных напитков………………………….……...7
1.4 Популярные газированные напитки…………………………………8
1.5 Полезны ли газированные напитки …………………………………9
1.6 Влияние газированных напитков на организм человека …………10
Глава 2. Результаты исследования ……………………………………...14
Выводы………………………………………………………………..…….21
Литература………………………………………………………………….23
Приложения………………………………………………………………...24
Введение.
Почему меня заинтересовала тема о вреде газированных напитков? Потому что, я и мои друзья частенько покупаем газированные напитки в магазинах, чтобы быстренько утолить жажду. Летом мы, с друзьями гуляя на улице обратили внимание на то, что действительно все «лакомства» детей: чипсы, газированная вода, продукты быстрого приготовления.
Но ведь как приятно в жаркий день выпить газировки! Странно, но иногда возникает ощущение, что газированные напитки утоляют жажду, во рту после них остаётся приятный вкус, который хочется дополнить ещё одним глотком напитка. Выходит, что газированные напитки предназначены не для утоления жажды, а для её возбуждения? Сейчас столько много говорят о вреде самых разных продуктов, что может возникнуть вопрос: «А безопасно ли пить газированный напиток?» Именно поэтому важно следить за качеством и количеством потребляемой жидкости, в частности, за уровнем кислотности. Исследованию кислотности популярных напитков и посвящена данная исследовательская работа.
Тема: «Исследование pН среды газированных напитков и их влияние на здоровье человека».
Цель работы: определить разными методами значение pН среды известных газированных напитков и выяснить, как влияет величина водородного показателя на здоровье человека.
Задачи:
Объект исследования: газированные напитки.
Предмет исследования: значение pН газированных напитков
Гипотеза: кислотность в сладких газированных напитках превышает норму, указанную на упаковке и отрицательно влияет на работу ЖКТ (желудочно-кишечный тракт) при ежедневном употреблении данных продуктов.
Методы исследования:
Научная новизна: каждый год появляются новые марки напитков, меняются предпочтения подростков в их выборе, поэтому важно регулярно отслеживать изменение pH напитков.
Практическая значимость: полученные данные можно использовать в качестве материала для классных часов, посвящённых проблемам здорового питания, при проведении недели естествознания в школе, на внеурочных занятиях в центре Точки роста.
Глава 1. Теоретическая часть.
1.1 Что такое водородный показатель.
Для того чтобы провести мое исследование, мне потребовалось узнать из литературных источников, что такое водородный показатель раствора, и как влияет эта величина на здоровье человека.
Термин «водородный показатель» был введен в 1909 году датским химиком Сёренсеном. Показатель называется pH, по первым буквам латинских слов potentia hydrogeni — сила водорода, или pondus hydrogenii — вес водорода.
Водородный показатель (рН) — величина, характеризующая активность или концентрацию ионов водорода в растворах; численно равна отрицательному десятичному логарифму концентрации, выраженной в грамм-ионах на литр. рН = —1g[H+], где [Н+] — концентрация ионов водорода. Понятие рН введено для удобства расчетов, связанных с величиной [Н+]. В чистой воде [Н+] = [ОН-] = 10-7. Растворы, в которых при 25 °С
рН > 7, являются щелочными, при рН около 7 — нейтральными, а при рН < 7 — кислыми.
pH воды - один из важнейших рабочих показателей качества воды, во многом определяющих характер химических и биологических процессов, происходящих в воде. В зависимости от величины pH может изменяться скорость протекания химических реакций, токсичность загрязняющих веществ и т.д.
Обычно уровень рН находится в пределах, при которых он непосредственно не влияет на потребительские качества воды. Так, в речных водах pH обычно находится в пределах 6.5-8.5, в атмосферных осадках 4.6-6.1, в болотах 5.5-6.0, в морских водах 7.9-8.3. Поэтому ВОЗ не предлагает какой-либо рекомендуемой по медицинским показателям величины для рН. Вместе с тем известно, что для питьевой и хозяйственно-бытовой воды оптимальным считается уровень рН в диапазоне от 6 до 9.
1.2 Влияние pН среды на наше здоровье.
Определенные значения рН имеют большое значение для жизнедеятельности живых организмов. Биохимические процессы в них должны протекать при строго заданной кислотности. Биологические катализаторы – ферменты способны работать только в определенных пределах рН, а при выходе за эти пределы их активность может резко снижаться. Например, активность фермента пепсина максимальна при значениях рН около 2. Если у человека понижена кислотность, врач может назначить прием с пищей слабого раствора соляной кислоты, а при повышенной кислотности – принимать противокислотные средства.
В клетках организма рН имеет значение около 7, во внеклеточной жидкости – 7,4. Нервные окончания, которые находятся вне клеток, очень чувствительны к изменению рН. Разным значением рН тканей объясняется также, почему при некоторых воспалениях человек чувствует боль, а при некоторых – нет.
В очень узких пределах должно оставаться значение рН крови: даже небольшое ее подкисление (ацидоз) или защелачивание (алкалоз) может привести к гибели организма. Различные микроорганизмы также весьма чувствительны к кислотности среды. Как правило, патогенные микробы быстро развиваются в слабощелочной среде, а кислую среду они не выдерживают. Поэтому для консервирования (маринование, соление) продуктов используют уксус или пищевые кислоты.
Если говорить о полости рта, то, при низком рН появляется очаговая деминерализация эмали зубов с появлением эрозий твердых тканей и образованием полостей — кариеса.
Поддержать нужное значение рН, не дать ему заметно отклониться в ту или другую сторону при изменении условий возможно благодаря так называемым буферным растворам. Такие растворы часто представляют собой раствор слабой кислоты и ее соли или слабого основания и его соли. Подобные растворы «сопротивляются» в определенных пределах попыткам изменить их рН.
Что может повлиять на изменение pH среды организма? Учёные отмечают несколько причин:
Таким образом, от величины pH зависит наше с вами здоровье.
1.3 Из истории газированных напитков.
Газиро́ванная вода́ (газировка) — прохладительный напиток из минеральной или ароматизированной сладкой воды, насыщенной углекислым газом. Оказывается, что природная вода с газом известна с древнейших времён и использовалась исключительно в лечебных целях. Однако она стоила весьма дорого и к тому же быстро выдыхалась. Поэтому позже были предприняты попытки искусственно газировать воду.
Первую газированную воду в 1767 г. изобрел английский химик Джозеф Пристли. Он проводил различные эксперименты с газом, который выделяется при брожении в чанах пивоваренного завода. Химик разработал аппарат, который при помощи насоса давал возможность насыщать воду углекислыми пузырьками. В 1783 г. промышленное производство начал Якоб Швепп, который и создал торговую марку Schweppes.
В дальнейшем в дело включились изобретатели: они усовершенствовали процесс смешивания сиропа и газированной воды, наладили контроль за качеством продукции, а также создали фирменные упаковки. Так появились самые популярные марки. Первыми марками газировки, выпущенной в Америке, стали: «Кока-кола», «Фанта», «Спрайт», «Пепси-кола». В СССР первыми стали: «Байкал», «Буратино», «Тархун».
1.4 Популярные газированные напитки в современном мире.
«Кока-кола» - напитки компании Coca-Cola впервые появились в России в 1979 году в ходе подготовки Олимпийских игр в Москве. Окончательно на рынок страны компания вошла в ходе перестройки в 1988 г. На сегодняшний день товарный знак "Coca-Cola " является наиболее известным товарным знаком в мире, а компания " Coca-Cola" - известнейшей компанией на Земле. Торговую марку знают 98 % всего населения земного шара. «Coca-Cola» продается почти в 200 странах мира. Каждый день во всем мире продается около 1 миллиарда единиц продукции Компании.
«Фанта» - (англ. Fanta) — марка газированных прохладительных напитков, производимых компанией «Кока-Кола». В настоящее время во всем мире производится около 70 различных видов напитка, но почти всегда это региональные марки.
«Спрайт» - газированный безалкогольный напиток выпускаемый компанией «The Coca-Cola Company». Идея названия напитка родилась в 1940 годы XX столетия. В то время в рекламных компаниях «Coca-Cola» был особо популярен Малыш Спрайт — эльф с серебряными волосами и широкой улыбкой, который носил вместо шляпы пробку от напитка. Этот персонаж настолько полюбился потребителям, что Компания чуть позже использовала его имя для названия нового газированного напитка с лимонным вкусом и вкусом лайма — «Sprite». Появившись в 1960 году, сегодня Sprite продается в 190 странах мира. На российском рынке Sprite появился в 1996 году.
«Бурати́но» - безалкогольный прохладительный напиток, один из сортов лимонада, производимого в СССР. Представлял собой бутилированный сильногазированный напиток золотистого цвета с кисло-сладко-горьким вкусом. На бутылке присутствовала этикетка с изображением Буратино — популярного сказочного персонажа. Реализовывался в продуктовых магазинах в стеклянных бутылках (обычно тёмно-коричневое стекло с жестяной крышкой) объемом 0,5 литра; срок хранения составлял 7 суток. Кроме того, напиток продавался и на разлив: в буфетных секциях продуктовых магазинов его наливали в 250-граммовые граненые стаканы.
«Крем-сода» -сильногазированный безалкогольный напиток. Классический напиток обладает приятным, сливочным вкусом с ноткой ванили и светло-золотистым цветом. Первоначальный рецепт содовой был получен путем смешивания содовой воды и мороженного.
Напиток содержит 0,70 кг вкусо-ароматической основы, в качестве которой использован ароматизатор «Крем-сода», 0,10 — 77,70 кг подслащивающего вещества, 0,88 кг лимонной кислоты, 4,15 кг двуокиси углерода и остальное - воду на 1000 л готового продукта. В качестве подслащивающего вещества напиток содержит синтетический и/или натуральный подсластитель. Кроме того, данный напиток дополнительно содержит бензоат натрия (E211) в количестве 0,177 кг на 1000 л готового продукта.
1.5 Полезны ли газированные напитки?
Наш организм на 60% состоит из воды. Для поддержания водного равновесия мы пьем каждый день. В сутки человек должен выпивать около 2 литров воды. Кто-то предпочитает кофе, кто-то чай, кто-то воду, соки, а кто-то газировку. Основу любого напитка составляет вода, которая нужна организму.
Все питательные вещества в организме человека в клетку поступают в растворенном в воде виде. Но помимо воды в напитках содержатся другие вещества, которые оказывают воздействие на наш организм. Это воздействие может быть как положительным так и отрицательным, в зависимости от регулярности и объемов употребления того или иного напитка.
Практически в каждой бутылке содержится коктейль из кислот, ароматизаторов, красителей, консервантов, стабилизаторов и даже опасных канцерогенных веществ. Что же скрывается за яркой этикеткой?
1.6 Состав газированных напитков и их влияние на организм.
Состав «Coca-Cola»: вода, сахар, краситель (сахарный колер), ортофосфорная кислота, регулятор кислотности, кофеин менее 150 мг, ароматизаторы, а так же таинственный экстракт «Кока-Кола», натуральный краситель «кармин» или пищевая добавка «кошениль», добываемая из кошенильных червячков. На самом деле коэффициент рН у кока-колы оказался равен всего 2,5 единицам, это даже меньше кислотности самой желудочной кислоты.
Состав Sprite: вода, сахар, углекислый газ, регуляторы кислотности, подсластители, консервант, ароматизаторы, рН равен 4
Состав Fanta: вода, сахар (11 %), регуляторы кислотности, натуральные ароматизаторы, подсластители, консерванты, красители, рН равен 0,3-0,6% , яблочная кислота, витамин С.
Большую опасность представляет кислота (лимонная, аскорбиновая, ортофосфорная, цикламовая, углекислый газ), которая содержится в газировке. Постоянное поступление кислоты в организм вызывает отравление и разрушение внутренних органов человека. Как правило, разрушительное действие напитков сказывается не только на внутренних органах, но и на внешнем виде человека. Зубная эмаль тоже начинает разрушаться, в результате чего зубы приобретают повышенную чувствительность и восприимчивость к пище.
Весьма коварный компонент газировки — сахар. Он содержится почти во всех газированных водах, причем в очень больших количествах — от 3,5 до 6 кусочков сахара на стакан! Высокое содержание сахара в газированных напитках способствует развитию сахарного диабета и может усугубить течение кариеса, создавая благоприятные условия для размножения микроорганизмов. Часто газированную воду рекламируют как «не содержащую сахар».
Это значит, что используются сахарозаменители. Как это делается в напитках с маркой «лайт». На самом деле, они могут быть не менее, а может быть даже и более вредными. Один из распространенных - аспартам (Е951), он в 200 раз слаще сахара). Аспартам - генетически модифицированный нейротоксин, и при температуре выше 30°С распадается на метанол, формальдегид, муравьиную кислоту – сильные канцерогены, которые провоцируют возникновение: злокачественных образований, склероз, эпилепсию, базедову болезнь, «хроническую усталость», болезни Паркинсона и Альцгеймера, диабет, умственную отсталость, туберкулез. Признаком наличия аспартама является предупреждение: «содержит фенилаланин» или если на упаковке упоминается фенилкетонурия – врожденное нарушение обмена фенилаланина в организме, приводящее к умственной отсталости. Любые подсластители надо принимать после консультации врача, так как это не просто продукт питания. Все заменители сахара обладают сильным желчегонным эффектом. Даже, если используются не сахарозаменители, а сахар, то его в газировке слишком много: в 0,33л банке пепси содержится 8 кусочков сахара, в коке - 6,5. Эти лишние углеводы способствуют развитию диабета. Подсластитель аспартам - сахарозаменитель для больных диабетом. Слюна плохо удаляет остаточный подсластитель со слизистой рта, поэтому после употребления напитков с аспартамом во рту остается неприятное ощущение приторности, которое хочется снять новой порцией напитка. В результате напитки с аспартамом становятся напитками для возбуждения жажды, а не для ее утоления. Аспартам химически не устойчив: при повышении температуры распадается на метанол и фенилаланин. Метанол (метиловый спирт) очень опасен: 5-10 мл способны привести к гибели зрительного нерва и необратимой слепоте, 30 мл могут привести к смерти. В теплой газировке и аспартам трансформируется в формальдегид, который является сильнейшим канцерогеном.
В любой газированной воде есть углекислый газ. Газированная вода лучше утоляет жажду, отличается своеобразным приятным вкусом, освежающими свойствами и вызывает приятные ощущения во рту за счет механического воздействия пузырьков. (Освежающие и вкусовые свойства газированных напитков наиболее полно проявляются, когда они охлаждены до температуры 10-12°С). Сам по себе углекислый газ безопасен (обладает консервирующим свойством, и его используют для лучшей сохранности напитка путем снижения рН напитка и бактерицидного воздействия на некоторые микроорганизмы), но его присутствие в воде возбуждает желудочную секрецию, повышает кислотность желудочного сока и провоцирует метеоризм - обильное выделение газов, может спровоцировать гастрит, гастродуоденит, язвенную болезнь желудка или двенадцатиперстной кишки.
Консерванты: бензоат натрия (E211)– он увеличивает срок хранения напитка в разы. Это вещество часто применяется в фармакологии, так как обладает отхаркивающим действием. Бензоат натрия подавляет в активность ферментов, ответственных за окислительно-восстановительные реакции. Этот консервант не выводится из организма, а накапливается во всех клетках и является ядом, разрушающим все защитные силы организма. Реагируя с витамином С, превращается в бензол (сильный канцероген), вызывающий раковые заболевания.
Ученые уже доказали, что аскорбиновая кислота вступает с бензоатом натрия в химическую реакцию и образует канцероген «бензол», который очень похож на бензин. А так же добавляют кофеин (Cola, Pepsi). Он делает напиток тонизирующим и после бутылочки газировки, мы испытываем прилив сил и бодрости, но только на короткое время. Потом наоборот наступает апатия. Частое взбадривание себя с помощью кофеина чревато хронической раздражительностью, усталостью, бессонницей и депрессией. Кроме того, кофеин повышает нагрузку на сердце и способствует потере кальция.
В составе дорогих газированных напитков (Кока-кола) присутствует кофеин. Кофеин - это наркотик, т.к. вызывает сильную зависимость вследствие его прямого воздействия на мозг. Он воздействует на почки и вызывает повышенную выработку мочи, обезвоживая организм. Способствует появлению избыточного веса, вызывает сосудистую дистонию. Потребление кофеина в высоких дозах в течение долгого времени может вызывать ишемическую болезнь сердца, повышенное кровяное давление. Признаки кофеиновой интоксикации - беспокойство, возбуждение, бессонница, желудочные боли, судороги, тахикардия.
Таким образом, этим вопросом уже много лет занимается медицина всего мира, что привело к появлению некоторых противопоказаний к потреблению газированной воды в любом виде.
Во-первых, любые хронические заболевания желудочно-кишечного тракта полностью запрещают употребление газированной воды. Дело в том, что при питье такой воды, происходит раздражение слизистой оболочки, что приводит к обострению многих воспалительных процессов. Чаще всего медики прописывают для лечения минеральную воду, но при этом не стоит забывать о том, что обязательно необходимо ее пить только после удаления углекислого газа.
Во-вторых, детям, которым не исполнилось трех лет не стоит давать такие напитки, потому что их организм еще не достаточно образовался, а значит, возможно, нарушение обмена веществ в их организме.
В-третьих, у многих людей проявляются индивидуальные аллергические реакции на углекислый газ.
В-четвертых, избыточный вес также обязует Вас исключить из своего рациона газированные напитки, потому что чаще всего он обусловлен неправильным обменом веществ, который может быть ухудшен из-за углекислого газа.
Глава 2.
Результаты исследования.
Для того, чтобы подтвердить актуальность исследования, я провел социологический опрос среди учеников 9 класса. В опросе приняли участие 17 человек. Вопросы анкеты в приложении 1.
На первый вопрос «Любите ли вы пить газированные напитки?» положительный ответ дали все 17 учеников (диаграмма 1).
Диаграмма 1. «Вопрос 1: Любите ли вы пить газированные напитки?»
Самые популярные напитки у ребят – «Кока–кола» и «Фанта» (диаграмма 2).
Диаграмма 2. «Вопрос 2: Какие газированные напитки вы предпочитаете пить?»
Все 10 человек знают, что газировка не приносит пользы (диаграмма 3).
Диаграмма 3. «Вопрос: Знаете ли вы о вреде газированных напитков?»
Ответы ребят показали, что все-таки многим газировка нравятся, хотя они знают об их скрытых качествах, которые наносят вред организму.
Своё исследования я провёл в марте месяце. Мне стало интересно, как влияют самые популярные газированные напитки на организм человека.
Для определения значения pH растворов я использовал несколько методик. Водородный показатель можно приблизительно оценивать с помощью индикаторов, точно измерять pH-метром или использовать цифровую лабораторию «Vilab».
Для сравнения я брал напитки, такие как: Кока-Кола, Sprite, Fanta, воду и сок.
Опыт 1. Определение pН среды напитков при помощи универсальной индикаторной бумаги.
Приборы и материалы: пробирки, пипетка, бумага индикаторная универсальная, цветная шкала, исследуемые напитки.
Методика: пипеткой нанёс 2-3 капли исследуемого раствора на универсальную индикаторную бумагу, сравнил окраску еще сырого пятна с цветной шкалой.
Ход работы: в пробирки разлил образцы различных напитков. Пипеткой нанёс по 2 капли на индикаторную бумагу раствора каждого образца.
Влияние температуры на значения pH объясняется различной диссоциацией ионов водорода (H+) и не является ошибкой эксперимента.
Результаты измерения занёс в таблицу:
Название напитка | pH | Название напитка | pH |
Сок | Слабо-кислотная | Спрайт | Слабо-кислотная |
Кока-Кола | Слабо-кислотная | Вода | Нейтральная |
Фанта | Слабо-кислотная |
Опыт 2.Определение pН среды напитков при помощи химических индикаторов.
Приборы и материалы: пробирки, пипетка, химические индикаторы, цветная шкала, исследуемые напитки.
Методика: пипеткой добавил 2-3 капли химического индикатора в пробирку с напитками, сравнил окраску с табличным значением.
Ход работы:в пробирки разлил образцы различных напитков. В пробирки добавлял химические индикаторы.
Таблица.1.
Напитки | Сок | Кола-кола | Фанта | Спрайт | Вода |
Индикаторы | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
Фенолфталеин | бесцветный | бесцветный | бесцветный | бесцветный | бесцветный |
Метилоранж | красно-розовый | красный | красно -розовый | красно-розовый | оранжевый |
Лакмус | бледно-красный | красный | красный | красный | фиолетовый |
Опыт 3. Определение pН среды напитков при помощи цифровой лаборатории «Vilab»
Приборы и материалы: химические стаканы (100 мл), исследуемые напитки, датчик pН, цифровая лаборатория «ViLab» (ноутбук).
Методика:
- вход №1 – датчик pH
-продолжительность замера – 80 секунд.
Данные опытов обработаны и представлены в виде таблицы.
Название напитка | pH | Название напитка | pH |
Сок | 3,31 | Спрайт | 3, 2 |
Кока-Кола | 2,9 | Вода | 7,05 |
Фанта | 3,13 |
Графики с конечными результатами изучаемых напитков.
График 1. (Сок)
Вывод: pН сока составляет 3,12 единиц, на протяжении 80 секунд ничего не меняется.
График.2 .(Кока-кола )
Вывод: pН кока-колы составляет 2,9 единиц на протяжении 80 секунд, ph не изменяется.
График 3. (Фанта)
Вывод: pН фанты не изменяется в течении 80 секунд и составляет 3,13 едениц.
График 4. (Спрайт)
Вывод: pН спрайта не изменяется на протяжении 80 секунд и составляет 3,3 единиц.
График.5. (Вода)
Вывод: pН воды составляет не больше 7,05 единиц на протяжении 80 секунд.
Сравнение кислотности исследуемых напитков
Напитки | Значение pH по интернет источникам | Опыт 1 | Опыт 2 | Опыт 3 |
Coca-cola | 2,5 | кислая | кислая | 2,9 |
Fanta | 3,04 | кислая | кислая | 3,13 |
Sprite | 4,0 | кислая | кислая | 3,30 |
Сок | 3,5 | кислая | кислая | 3,12 |
Вода | 7,0 | нейтральная | нейтральная | 7,05 |
Мои измерения показали, что самым кислым из исследуемых напитков является Coca-cola. Значения его pH меньше, чем для остальных напитков.
Выводы.
Проведенное мною теоретико-экспериментальное исследование позволяет сделать следующие выводы:
В ходе проведенных исследований я могу предложить несколько рекомендаций ( приложение 3).
Литература
Ссылки на интернет источники
Приложение 1
Анкетирование:
Приложение 2
«Исследование pН напитков с использованием Цифровой лаборатории »
Приложение 3
Рекомендации:
Кто грамотней?
Плавает ли канцелярская скрепка?
Прекрасная химия
Сказка "12 месяцев". История и современность
Сторож