Исследуем. Проектируем. Предлагаем
Цель работы – исследовать растительные объекты на наличие в них природных индикаторов – антоцианов и, изучив их свойства, составить таблицу изменения окраски в зависимости от рН среды.
Задачи исследования:
1. Исследовать природные объекты на наличие индикаторов – антоцианов.
2. Доказать индикаторные свойства растительных пигментов.
3. Определить значение и биохимическую роль природных объектов, содержащих антоцианы.
Объект исследования: ягоды черной рябины, черной смородины, краснокочанная капуста, свекла, морковь, черный чай, черный виноград.
Предмет исследования: растительные пигменты-антоцианы.
Гипотеза исследования: если растения изменяют цвет в различных средах, то их можно использовать в качестве индикаторов.
Методы исследования: анализ, наблюдение, сравнение, эксперимент.
1. Теоретическая часть
1.1. Химические индикаторы, история открытия
Индикатор (лат. indicator ‘указатель’) – соединение, позволяющее следить за изменением состава среды или за протеканием химической реакции.
Чаще всего в лабораториях используют кислотно-основные индикаторы. К ним относятся фенолфталеин, лакмус, метиловый оранжевый и другие.
Кислотно-основные индикаторы – это органические соединения, способные изменять цвет в растворе при изменении кислотности. Причина изменения цвета – изменения в строении молекул индикатора в кислой и щелочной среде, что приводит к изменению спектра поглощения раствора.
Такие индикаторы являются одними из самых устойчивых и востребованных в химических лабораториях.
Самый известный и широко применяемый в химии растительный кислотно-основной индикатор – лакмус. Он был известен уже в Древнем Египте и в Древнем Риме, где его использовали в качестве фиолетовой краски – заменителя дорогостоящего пурпура. Готовили лакмус из специальных видов лишайников. Измельченные лишайники увлажняли, а затем добавляли в эту смесь золу и соду. Приготовленную смесь помещали в деревянные бочки, добавляли мочу и выдерживали длительное время. Постепенно раствор приобретал темно-синий цвет. Его упаривали и в таком виде применяли для окрашивания тканей.
Позже лакмус был случайно открыт Робертом Бойлем в 1663 году. Он представлял собой водный раствор лишайника, растущего на скалах в Шотландии.
1.2. Природные индикаторы. Характеристика и классификация
Если нет настоящих химических индикаторов, то для определения кислотности среды можно использовать природные индикаторы: полевые и садовые цветы, сок многих ягод, например вишни и смородины. Именно окрашенные пищевые соки впервые использовались учеными позднего Средневековья для оценки кислотности среды. Например, Роберт Бойль использовал экстракты фиалки в качестве кислотно-щелочного индикатора.
Пигменты многих растений способны изменять цвет в зависимости от кислотности клеточного сока. Расположены пигменты в хлоропластах и хромопластах.
В растительном мире известно около 2 тысяч пигментов. Наиболее стойкими из них являются только 150. Накапливаются пигменты главным образом в корнях, цветках, кожуре плодов и в листьях растений.
Общее название растительных пигментов – биофлавоноиды.
Все пигменты можно разделить на три группы – хлорофиллы, каротиноиды, антоцианы.
Особый интерес представляют пигменты третьей группы – антоцианы, которые обладают хорошими индикаторными свойствами.
Строение антоцианов установлено в 1913 году немецким биохимиком Р. Вильштеттером, первый химический синтез осуществлен в 1928 году английским химиком Р. Робинсоном.
Антоцианы придают тканям растений фиолетовую, синюю, красную, оранжевую и другие окраски. Эта окраска нередко зависит от рН клеточного сока и потому может меняться при созревании плодов, отцветании цветков – процессах, сопровождающихся закислением клеточного содержимого.
1.3. Биохимическая роль природных индикаторов
Антоцианы, относящиеся к группе флавоноидов, применяются, с одной стороны, как природные пигменты, а с другой – как биологически активные соединения.
Поступая в организм человека с фруктами и овощами, антоцианы проявляют действие, схожее с витамином Р, они поддерживают нормальное состояние кровяного давления и сосудов, предупреждая внутренние кровоизлияния. Антоцианы необходимы клеткам головного мозга, улучшают память.
Антоцианы – мощные антиоксиданты, которые сильнее в 50 раз витамина С. Многие исследования подтвердили пользу антоцианов для зрения. Наибольшая концентрация антоцианов содержится в чернике. Поэтому препараты, содержащие чернику, пользуются большой популярностью в медицине.
2. Исследовательская часть
2.1. Изучение индикаторных свойств антоцианов
Антоцианы – водорастворимые пигменты. Их водную вытяжку можно получить из растений с цветовой гаммой от розовой до фиолетовой. Для этого 0,5–1 г растительного вещества надо поместить в ступку и измельчить с небольшим количеством хорошо промытого песка, добавить около 5 мл воды и отфильтровать получившийся раствор. В зависимости от растения такая вытяжка может быть голубого, синего, фиолетового, розового, малинового цвета.
Далее нам понадобятся 1% соляная кислота или столовый уксус, 0,001% раствор гидроксида натрия или порошок питьевой соды, пробирки и индикаторная бумага или рН-метр.
В чистую пробирку налить 2–3 мл вытяжки пигментов, добавить 1–2 капли разбавленной соляной кислоты. Изменения окраски связаны с перестройками в молекуле антоциана.
Определить рН раствора с помощью индикаторной бумаги или прибора и добавить по каплям разбавленную щелочь или немного, на кончике ножа, порошка питьевой соды.
2.2. Влияние магния на цвет хлорофилла
Характерное для хлорофилла поглощение света определяется химической структурой его молекулы. Присутствие магния в ядре молекулы обусловливает поглощение в красной области. Нарушение структуры, например, удаление из молекулы магния, приводит к изменению цвета хлорофилла. Удалить из хлорофилла магний можно взаимодействием хлорофилла с кислотой.
Для работы понадобятся свежесрезанные листья комнатных растений, 95% этиловый спирт, фарфоровая ступка с пестиком, воронка и фильтровальная бумага, 10% раствор соляной кислоты, ацетат цинка, спиртовка, пипетка, 4 пробирки.
Осторожно! Не забывайте о правилах работы с концентрированными кислотами!
Сначала надо получить спиртовую вытяжку пигментов листа. Для этого к измельченным листьям (для опыта достаточно 1–2 листьев пеларгонии) следует добавить 5–10 мл этилового спирта, на кончике ножа порошок СаСО3 (мел) для нейтрализации кислот клеточного сока и растереть в фарфоровой ступке до однородной зеленой массы. Прилить еще этилового спирта и осторожно продолжить растирание, пока спирт не окрасится в интенсивно зеленый цвет. Полученную спиртовую вытяжку отфильтровать в чистую сухую пробирку или колбу.
Перенести по 2–3 мл спиртовой вытяжки пигментов в три чистые пробирки. Одна из пробирок контрольная, в две другие добавить по 2–3 капли раствора соляной кислоты. Цвет раствора меняется на бурый: в результате взаимодействия с кислотой магний в молекуле хлорофилла замещается двумя атомами водорода и образуется вещество бурого цвета – феофитин. Одну из пробирок с феофитином оставить для контроля, а в другую внести на кончике ножа ацетат цинка и нагреть на водяной бане до кипения. Атом цинка замещает атомы водорода (заместившие ранее магний) в молекуле хлорофилла, и бурый цвет раствора вновь меняется на зеленый.
Вывод: цвет хлорофилла зависит от наличия металлоорганической связи в его молекуле.
2.3. Изменение окраски лепестков роз под действием щелочи Убедиться в том, что окраска органа зависит во многом от кислотности клеточного сока, можно на простом и эффектном опыте.
Для опыта нужна красная роза, стеклянный колпак, водный раствор аммиака.
Поместить розу в пары аммиака. Для этого под стеклянный колпак поставить розу в стакан без воды. Рядом в маленьком стакане или бюксе – водный раствор аммиака. Быстро накрыть стеклянным колпаком.
В течение 15–30 минут, по мере проникновения в клетки паров аммиака, происходит постепенное изменение окраски антоцианов. У темно-красных роз в атмосфере аммиака цвет лепестков изменяется до разных оттенков синего.
2.4. Получение чернил из растительного материала
Некоторые виды растительного сырья, богатого дубильными веществами, могут быть использованы в качестве чернил. Для работы понадобится сульфат железа (II).
1. Приготовить 20% водный раствор сульфата железа (II).
2. Залить 2 г сухого чайного листа 50 мл горячей воды и нагреть 30–40 минут на кипящей водяной бане.
3. Раствор отфильтровать, к осадку добавить еще 20–25 мл воды, прокипятить и снова отфильтровать. Фильтраты объединить и упарить до объема 8–10 мл.
4. К 2 мл теплого фильтрата добавить 0,5–1 мл 20% раствора сульфата железа (II) до появления черного цвета. Чтобы загустить чернила, добавить 1–2 г сахарного песка.
2.5. Изготовление самодельной индикаторной бумаги
Лучшими индикаторными свойствами обладает вытяжка из листьев краснокочанной капусты. Исходно она имеет малиново-сиреневый цвет. В сильнокислой среде (рН 2–3) приобретает красный, а при рН 4–5 – розовый цвет. Далее по мере нейтрализации розово-красный цвет изменяется сначала на сиреневый, затем на светло-синий (рН 6–7). При переходе значений рН в щелочную область цвет раствора становится зеленым (рН 8), желто-зеленым (рН 9–10) и в сильно щелочной среде (рН выше 10) – желтым.
Пропитав этой вытяжкой полоски фильтровальной бумаги и высушив их, можно получить хорошую индикаторную бумагу для достаточно точного определения рН растворов в кислой области. Чтобы приготовить индикатор на щелочь (красную индикаторную бумагу), вытяжку краснокочанной капусты перед пропитыванием фильтровальной бумаги нужно предварительно подкислить 1–2 каплями уксуса до появления розовой окраски.
Индикаторные свойства красителя из краснокочанной капусты сходны с лакмусом: область перехода окраски лежит в интервале рН 3–12. Для более точного определения рН раствора нужно составить цветную шкалу изменений окраски этого индикатора.
Полученную индикаторную бумагу можно использовать для определения рН различных веществ и кислотности почвы.
Выводы
1. В природе антоцианы находятся в растительных объектах и определяют цвет лепестков, плодов и осенних листьев, придавая им, как правило, фиолетовую, синюю, коричневую, красную окраску.
2. Результаты исследования позволили доказать индикаторные свойства антоцианов и выявить следующую закономерность: все данные природные объекты в кислотной среде преимущественно окрашиваются в красный цвет, а в щелочной среде – в зелено-желтый.
3. Антоцианы обладают хорошими индикаторными свойствами, поэтому их можно применять как кислотно-щелочные индикаторы в химии, быту, кулинарии.
Заключение
Вы проходите мимо цветка?Наклонитесь, поглядите на чудо,Которое видеть вы раньше нигде не могли.Он умеет такое, что никто на земле не умеет.Например…Он берет крупинку мягкой черной земли.Затем он берет дождя дождинкуИ воздуха голубой лоскуток,И лучик, солнышком пролитой.Все смешает потом (но где?!)(Где пробирок, и колб, и спиртовок ряды?),И вот из одной и той же черного цвета землиОн то красный, то синий,то сиреневый, то золотой!(В. Солоухин)Литература1. Артамонов В. И. Занимательная физиология растений. М., 1991.
2. Бердоносов С. С., Бердоносов П. С. Справочник по общей химии. М., 2002.
3. Головко Т. К. Дыхание растений (физиологические аспекты). СПб., 1999.
4. Детская энциклопедия. М., 1959.
5. Заленский О. В. Эколого-физиологические аспекты изучения фотосинтеза // Тимирязевские чтения. Вып. 37. Л., 1977.
6. Лебедева Т. С., Сытник К. М. Пигменты растительного мира. Киев, 1986.
7. Ольгин О. Опыты без взрыва. М., 1986.
8. Пчелов А. М. Природа и ее жизнь. Л., 1990.
9. Эткинс П. Молекулы. М., 1991.
Секция «Человек и архитектура»
Сталинская архитектура района Измайлово г. Москвы: современное звучание
Левушкин Алексей
ГБОУ города Москвы «Школа № 1563»
Руководитель:
Кольцова Елизавета Алексеевна, член Союза художников СССР, преподаватель ГБУДО «Детская школа искусств «Старт»
Введение
Парадность, пышность – общемировая тенденция архитектурного оформления столичного города. Во времена существования СССР самым ярким проявлением данной тенденции являлись так называемые сталинки, украшающие Москву и другие города России и сегодня. Именно они надолго определили лицо Москвы и в целом советской архитектуры. Их черты можно и сегодня обнаружить в новостройках первой половины ХХI века.
Цель данного проекта заключается в обнаружении и описании зданий сталинского времени в районе Измайлово г. Москвы и нахождении черт сталинской архитектуры в современных постройках данного района.
Задачи:
1. Выявить и описать черты сталинской архитектуры.
2. Изучить постройки района Измайлово.
3. Выявить и описать здания сталинского времени района Измайлово.
4. Исследовать утраченные постройки сталинского времени района Измайлово.
5. Изучить и описать черты сталинской архитектуры в современных измайловских постройках.
Общие черты «сталинского ампира»
Архитектурный облик Москвы складывался на протяжении многих веков. Сменялись эпохи, происходили войны, изменялась и модернизировалась страна – а за ней и ее архитектура. В первую очередь, безусловно, столичная, ведь Москва на протяжении многих лет являлась и является лицом России.
В середине 20-х годов у руля молодого социалистического государства встает Иосиф Сталин. На протяжении примерно трети его правления официальным архитектурным стилем страны был авангард.
Однако в первой половине 30-х годов правительство во главе со Сталиным решает, что государству нужна новая, парадная архитектура. На Всесоюзном совещании советских архитекторов (1934) было принято решение о необходимости отразить в архитектуре основные идеи и достижения эпохи коммунизма. Так с 30-х годов XX века начинает формироваться архитектурный стиль, у которого до сих пор нет четкого наименования. Его называли «сталинский неоклассицизм», «постконструктивизм», «сталинское ар-деко», «сталинский ампир» и др. За основу этого стиля был взят французский ампир XIX века.
В довоенный период новый архитектурный стиль еще не имел ярких, присущих только ему черт и отличался эклектичностью. Свои отличительные черты этот стиль обрел к 50-м годам XX века, поэтому искусствоведы называют его «стилем пятидесятых». Именно тогда в сердце столицы появились большие здания, богато украшенные лепниной, карнизами, колонными портиками и прочим декором, величественные архитектурные ансамбли.
Основными чертами сталинской архитектуры являются:
• монументальность (зачастую называемая гигантоманией);
• ансамблевая застройка улиц и площадей;
• сочетание архитектурного ордера с декором фасадов патриотической направленности;
• синтез архитектурного, скульптурного и живописного искусств;
• величественность, пышность, роскошь оформления.
Таким образом, «сталинский ампир» – уникальное архитектурное направление, сумевшее отразить эмоционально-идеологическую нагрузку сталинской эпохи: с одной стороны, государственную мощь Советского Союза, систему ценностей коммунизма, с другой – идеи оптимистического восприятия жизни и веры в светлое будущее.
Сталинская архитектура района Измайлово
В 30-е годы XX века началась урбанизация (все больше людей переезжало из деревень и поселков в крупные города), и Москва стремительно росла. В 1935 году в состав Москвы было включено село Измайлово, и чуть меньше чем через десять лет началась его стремительная застройка.
Архитектурные проекты в то время разрабатывались для целых кварталов, а иногда и районов. «Ансамблевость» стала характерной особенностью архитектуры окраин Москвы. Кроме того, высота домов чаще всего ограничивалась тремя-четырьмя этажами. Снаружи здания выглядели менее роскошно, нежели те, что строились ближе к Кремлю, так как эти здания предназначались для проживания не госслужащих, а рядовых граждан страны. Но в этом есть даже свои плюсы – такие здания смотрелись более уютно и не давили своей помпезностью.
Проект застройки Измайлово – нового района Москвы – принадлежал мастерской Ивана Жолтовского и представлял собой развитие концепции города-сада, окружающего Москву зелеными окраинными районами. В соответствии с данной концепцией в подобных районах строились в основном невысокие дома в окружении большого количества зелени. Работали на местных стройках пленные немцы, отчего как сами дома, так и целые их кварталы в народе стали называть «немецкими».
До конца 70-х годов прошлого века сталинский стиль, пожалуй, был преобладающим в архитектуре района.
Однако с 80-х и по нынешнее время Измайлово потихоньку лишается своей уже ставшей исторической сталинской застройки.
Особенно пострадала Первомайская улица, являющаяся главной транспортной артерией района: в 1938 году именно по ней начал курсировать первый местный общественный транспорт. Застройка данной улицы отличалась от застройки периферийных улиц района, здесь возводили в основном парадные и «пышные» здания.
Улица Первомайская начиналась «парадными воротами», состоящими из двух домов с секцией повышенной этажности, своеобразными башнями. К сожалению, они осуществлены лишь наполовину, так как проект второго, левого дома попал под хрущевскую «борьбу с излишествами».
Правый же дом, значащийся под номером 4 по Первомайской улице, который завершили к 1953 году, очень интересен для рассмотрения. Основная его часть пятиэтажная, но один из подъездов возвышается над остальными еще на три этажа. Переднюю часть здания, если смотреть со стороны западной границы района, украшает фронтон с широким карнизом и лепниной. На верхнем этаже под фронтоном располагаются несколько французских балконов, разделенные пилястрами, прямо под ними, на четвертом, большой классический балкон, поддерживаемый лепными опорами. Примерно ту же самую композицию можно наблюдать по фасаду вдоль проезжей части, с разницей лишь в нижних этажах. В первом случае внизу расположился одиночный балкон с оформленным наличником выходом и выход на детскую площадку детского сада, расположенного в здании. Во втором же под фронтоном раскинулась арка во двор, занимающая два этажа в высоту. Окна восьмого этажа выступающей вверх части дома обрамлены пилястрами по бокам, арками сверху, а также декоративными лепными подоконниками. Кроме того, на фасаде присутствуют несколько балконов, один из которых угловой. Дверные проемы оформлены красивейшими порталами.
Посреди Измайловской площади расположился местный культурный центр – Дворец культуры строителей архитектора Чалтыкьяна, внешне напоминающий уменьшенную копию Большого театра (Измайловская площадь, 1). Вход сделан в виде портика, опирающегося на шесть тосканских колонн. Сразу над ним, в нише треугольного фронтона, мы видим скульптуры строителей: мужчины и женщины. Слева и справа от портика расположились фальшокна с наличниками и имитацией балюстрады. Похожим образом оформлены окна боковых фасадов и вход. Между окнами второго этажа вписаны медальоны, с изображенной на них советской молодежью.
Неподалеку – в соседнем квартале – расположился довольно интересный дом (№ 25/26). Половина, что выходит на Первомайскую улицу, имеет четыре этажа; уходящая во дворы – на один меньше. Очень необычен его карниз, а точнее – фриз под ним с головами баранов. Что предшествовало их появлению здесь – была ли на то веская причина, или это лишь прихоть архитектора – так и остается загадкой.
Еще одной интересной деталью декора данного дома является перегородка между двумя половинами большого окна, сделанная в виде маленькой колонны. Впоследствии такой элемент станет часто использоваться в местной архитектуре периода оттепели – в упрощенных «сталинских» проектах. Также, сразу за последним окном витрины, зашедшей за угол, – небольшая платформа, поддерживаемая круглыми столбами. Прямо над ней – оформленный наличником оконный проем с дверью. Вероятно, когда-то это был балкон, но по какой-то причине с него исчезли перила, и он перестал использоваться.
Почти сразу напротив – еще одно здание, которое нельзя обделить вниманием. Довольно высокий (пять этажей) дом № 30 был построен в 1953 году. Колоссальный по своим размерам фронтон с прорубленным в самом центре круглым окошком чердака занимает почти всю длину здания. На четвертом этаже – огромный балкон с массивными и частыми балками, входы на который оформлены целым каскадом арок и наличников. По бокам такие же, но уже одиночные балконы. Их двери оформлены порталами.
Сегодня подробно и одновременно целиком разглядеть облик этого дома едва ли возможно из-за деревьев, но это без труда можно сделать на старом фото, где еще деревья не столь большие.
Продвигаясь по Первомайской улице все дальше от центра, на уровне 5-й Парковой улицы нельзя не заметить массивное семиэтажное здание с балюстрадой на крыше. Со стороны улицы здание, получившее номер 49 по Первомайской улице и носящее его по сей день, украшают четыре эркера, берущие начало с третьего этажа и завершающиеся балконами. Первый этаж занимают торговые помещения, арочные окна здесь чередуются с прямоугольными. В середине торца расположились одинаковые балконы, поддерживаемые лепными балками.
Напротив сорок девятого дома, на перекрестке с 5-й Парковой стоит не изобилующее декором, но очень интересное здание (№ 20), построенное в 1951 году. В нем пять этажей, однако в крайней секции, выходящей на Первомайскую, их на один больше. На фасаде трехгранной угловой части дома расположились два балкона, повторяющие форму стен. Интересно, что верхний балкон примерно в два раза больше нижнего. Особо интересна часть здания вдоль 5-й Парковой улицы. Все окна второго этажа имеют скругленный верх, а снизу украшены лепниной в виде балюстрады. На третьем и четвертом балконы чередуются с обычными окнами, при этом закономерность в размере та же, что на углу. Также имеется два эркера, начинающиеся прямо от земли и заканчивающиеся открытыми балконами. Между эркерами прорублена арка во двор, над которой своеобразными ступеньками расположены балконы. Почти квадратные окна третьего этажа здесь раздробились на два узких. После второго эркера все декорирование копирует часть до первого. На протяжении всего здания крышу поддерживает кирпично-красный карниз.
В конце 40-х годов кварталы от Первомайской улицы до Измайловского леса были застроены двух-трехэтажными жилыми домами с прекрасными общественными пространствами, большим сквером, школами, детскими садами.
Те, что стояли на Первомайской, были повернуты к ней торцом и украшены лепниной. Однако жили здесь в основном в коммунальных квартирах, и в 80-х годах прошлого века вся эта красота отправилась под ковш. На месте «немецких» кварталов были возведены шестнадцати- и семнадцатиэтажные панельные дома. Уцелели лишь несколько жилых домов и здание школы.
Черты сталинской архитектуры в современных постройках Измайлово
Город не перестает расти и развиваться. Уходят в прошлое старые постройки, старые кварталы, на смену им приходят другие, современные. Но важно помнить, что, помимо новаторства, архитектура (и в целом искусство) впитывает в себя дух прошлого, зачастую это находит отражение в «свежих» для нас архитектурных решениях.
Ассоциативные отголоски «сталинского ампира» в современных измайловских зданиях находим на территории бывшей меховой фабрики, где ныне расположился жилой комплекс «Виноградный».
Безусловно, технологии строительства и взгляд на жилые пространства успели неоднократно поменяться за прошедшие годы, но присутствие черт «сталинского ампира» во внешнем облике зданий нового жилого комплекса нельзя отрицать. В состав комплекса входит четыре здания: два небольшой этажности (выходящие на Измайловский проезд) и два семнадцатиэтажных (на второй линии).
Можно считать современной интерпретацией архитектурных деталей «сталинского ампира» эркеры, угловой балкон и фризы. Также присутствуют наличники на окнах.
Если передние, небольшие корпуса выглядят довольно изящно, здания высоких корпусов, а также более высокие секции передних отличаются некой помпезностью. Основными их украшениями являются декоративные порталы с колоннами, карнизы. Присутствуют даже элементы балюстрады на крыше и некоторое подобие лепнины на последних этажах.