ПРОЕКТ ПО ХИМИИ 2026 (1)

1. Проектная работа

Муниципальное автономное образовательное учреждение «Перспектива», г.
Химки
Проектная работа
Разработка и исследование
биоразлагаемых полимерных композици
на основе казеина и пектина
Выполнила: ученица 9 «А» класса
Мамаева Алина Вячеславовна

2. Содержание

Введение (проблема и актуальность её
исследования)…………………….………………………………………….…………………………..3
Основная часть
⚫
⚫
Теоретическая часть (цели и задачи, сбор базовой информация
для дальнейшего исследования, методики для проведения
исследования)……………………………………………………………………………….…5
Практическая часть (обобщение собранных материалов и
проведение исследования, подсчеты,
результаты)………………………………………………………………..…………………..9
Заключение (подведение итогов из результатов
исследования)…………………………………………………………………………...………………11

3. Введение

Проблема: накопление огромного количества
пластиковых и пищевых отходов. Ежегодно в мире
производится около 340 млн тонн пластика,
значительная часть которого оказывается в Мировом
океане. Но самое главное в этой проблеме – период
полураспада того же полиэтилена, который составляет
от 400 до 700 лет.
По поводу пищевых отходов: только в
России ежегодно выбрасывается около 17
млн тонн пищевых отходов. Скисшее
молоко, испорченные фрукты – всё это
отправляется на свалки, где разлагается
с выделением метана.

4. Введение

Актуальность проблемы: помимо ранее перечисленных
причин, хотелось бы добавить, что около 700 млн. человек во
всём мире голодают, пока мы выбрасываем продукты.
Цель проекта: получить и исследовать биополимеры,
полученные из вторичного растительного и животного
сырья.
Задачи:
Найти информацию, которая пригодится для
дальнейшей работы;
Составить методику получения;
Получить биополимеры;
4. Исследовать их физико-химические свойства и сравнить с
современными популярными аналогами;
5. Сделать вывод.

5. Основная часть

Объекты исследования: молоко;
цедра от лимона, крахмал
Предмет исследования: казеин;
пектин
Разберём основные понятия и то, как они нам помогут в дальнейшем
1. Пектин - это натуральный полисахарид (растворимая клетчатка),
содержащийся в клеточных стенках фруктов, ягод и овощей,
действующий как природный загуститель и
гелеобразователь. Также пектин (Е440) используется при
создании мармелада и джемов.
2. Казеин – это основной белок, входящий в состав молока. При
высоких температурах (меньше 100℃), в кислой среде он
начинает сворачиваться, образуя белый сгусток благодаря ионам
кальция.

6. Основная часть

Моя основная задача – получить биополимеры
из цедры лимона и молока. Для этого надо
составить методику получения, создать «эскиз»
реакций и рассмотреть структуры взятых
веществ.
Выше представлена структура пектина
А это «структура» казеина
с кальциевым мостиком
По структуре казеина можно увидеть, что он является источником
кальция и фосфатов для организма.

7. Основная часть 1

Получение казеина, реакции:
CH3COOH ⇌ CH3COO(-)+H(+) – диссоциация уксусной кислоты
Ионы водорода Н(+) нейтрализуют отрицательный заряд мицелл
казеина. Когда рН среды достигает изоэлектрической точки
казеина (рН=4,6), белок теряет растворимость и выпадает в
осадок.
Казеин(растворимый)+Н(+)=Казеин(нерастворимый)↓

8. Основная часть 1

Формирование полимера: выпавший в осадок казеин
представляет собой длинные цепи.
При удалении воды между
цепями образуются
прочные
межмолекулярные связи.
После, формируется
В древности такой трёхмерная полимерная
сетка, благодаря
материал
называли галалит, которой материал
становится твердым и
что от греческого
прочным.
означает
«молоко».
(Справа представлена схема сшивки
казеина в галалит с помощью
формальдегида, такой способ больше
подойдет для лаборатории.

9. Практическая часть 1

Эксперимент
. Нагреваем молоко (500 мл) до 50-60°;
1.
2. Добавляем 2 ст. ложки уксуса,
перемешиваем;
3. Творожистую массу отделяем от
сыворотки фильтрованием через марлю
4. Многократное промывание водой для удаления
остатков
5. Влажной массе придаем форму (я сделала молекулу воды)
6. Выдерживаем фигурку при комнатной температуре
48-72 часа

10. Основная часть 2

Как сделать из казеина клей?
Самое главное – перевести полученный белок в
растворимое состояние. Для этого я использовала буру
(тетраборат натрия) с формулой Na2[B4O5(OH)4]*8H2O
В водном растворе из-за буры создается
слабощелочная среда , которая разрушает
водородные связи между полипептидными
цепями казеина.
Эксперимент
.
1. Получаем
казеин;
2. Раствор буры: ½ ч.ложки буры
растворяем в 50-70 мл теплой воды;
3. Заливаем раствором буры влажный казеин

11. Практическая часть 2

4. Оставляем на 4-8
часов
5. Тщательно перемешиваем до
однородной консистенции.

12. Основная часть 3

Думаю, всем известно, что лимонная цедра содержит
лимонную кислоту. Чтобы в ходе эксперимента эта
кислота не разрывала полимерные связи, я
дополнительно использую крахмал.
Крахмал – это природный полисахарид, состоящий из
амилозы и амилопектина. При нагревании с водой
гранулы внутри крахмала набухают и разрушаются,
образуя вязкий раствор.
В моём проекте крахмал служит
структурной основой, а лимонная
цедра – аромат, цвет и доп.
пектиновые связи.

13. Практическая часть 3

Эксперимент.
1. Натираем на тёрке цедру (пол лимона);
2. Смешиваем цедру с 1.5 ст. ложкой
крахмала и заливаем всё теплой водой;
3. К полученной смеси добавляем ½ ч. ложки
глицерина
4. Выкладываем на пищевую плёнку,
разравниваем и оставляем на 2-3 дня при
комнатной температуре

14. Сравнительная характеристика

Свойство
Внешний
вид
Казеиновый
пластик
Казеиновый
клей
Плёнка из
цедры
лимона
Матовый,
твёрдый
Густой гель
Жёлтая
плёнка с
вкропления
ми
Растворяетс
я в воде
Низкая
Водостойкос Низкая
ть
Структура
Аморфная
Коллоидный Полимерная
Да, конечно, современным популярным раствор
аналогам мои матрица
продукты по
качеству уступают, но, я уверена, если доработать рецепт – всё
получитсяна биоразлагаемость все материалы прошли! В отличие от
Проверку
обычного пластика, казеиновый и лимонный пластик практически
полностью разрушились через две недели

15. Заключение

Я считаю, что с поставленной задачей я справилась и
доказала, что пищевые отходы – ценное вторичное сырьё для
получения экологичных полимеров.
Химия помогает решать экологические проблемы простыми и
доступными способами. Каждый может внести вклад в сохранение
природы, перерабатывая отходы в полезные вещи!

16.

СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ