Káva bez kofeinu je často dílem chemie

Káva bez kofeinu je často dílem chemie

Kofein se stal naším pohonem v rychlé a hektické době. Dostatečně nás povzbudí, posílí mozkovou činnost a pomáhá našemu tělu snáze odbourávat tukové zásoby. Po…

Káva bez kofeinu je často dílem chemie

Obsah kofeinu v čaji je poměrně často diskutované a zároveň nejednoznačné téma, jehož zjednodušení a přílišné zobecňování může vést k rozšíření některých zkreslených informací a na…

Káva bez kofeinu je často dílem chemie

Spory mezi milovníky kávy a milovníky čaje často připomínají řetěz plný rozdílných názorů a představ. Oba nápoje se shodují v obsahu kofeinu a tedy v povzbuzujícím…

Káva bez kofeinu je často dílem chemie

Čajový svět je skutečně pestrý a volné sypané čaje tuto rozmanitost zvýrazňují. Mnozí však dávají přednost čaji uzavřenému v nálevových sáčcích. Považujeme je za…

Káva bez kofeinu je často dílem chemie

Matcha čaj představuje v posledních letech boom mezi zdravými potravinami. Kromě zdravotních benefitů má také výrazný povzbuzující účinek. Pokud se chystáte pořídit si matchu…

Káva bez kofeinu je často dílem chemie

Obsah kofeinu v čaji je poměrně často diskutované a zároveň nejednoznačné téma, jehož zjednodušení a přílišné zobecňování může vést k rozšíření některých zkreslených informací a na…

Káva bez kofeinu je často dílem chemie

Naše čajové (novinářské) kachny se rozhodli zaměřit na kofein v čaji a zjistili, že kofein a tein skutečně nejsou jednou látkou. Toto tvrzení vyplývá…

Káva bez kofeinu je často dílem chemie

Než se čaj začne nazývat matcha, musí čajové lístky ujít kus cesty. Ta začíná už v průběhu října a končí v dalším roce v momentě, kdy se…

Káva bez kofeinu je často dílem chemie

Seriál O kofeinu v čaji se nachýlil ke konci a ti, kteří s námi zůstali až do teď, věříme ocení i podrobnější vymezení dekofeinizace prostřednictvím popisu…

Káva bez kofeinu je často dílem chemie

O kofeinu v čaji jste si u nás poprvé mohli přečíst na přelomu roku 2016/17. Opět se ke kofeinu vracíme a věnovat se tentokrát…

Překyselení žaludku, odborně gastroezofageální reflux (GERD) neboli také jícnový reflux, je zdravotní stav, který se projevuje zpětným tokem žaludeční kyseliny. Většina lidí vnímá překyselení…

Jak už jsme naznačili v prvním díle, nedá se jednoduše zobecňovat na obsah kofeinu jednotlivých čajových sort. Některé informační zdroje a společnosti prodávající čaj vytvářejí…

Čaj je po vodě druhý nejrozšířenější nápoj na naší planetě. Stal se součástí našich dnů a každý pije ten, který mu přináší to správné…

Aby byl čaj výborný po chuťové i aromatické stránce, nesmíte podcenit ani samotný proces jeho louhování. Jak zjistíte, není to nikterak snadná záležitost, každý…

Zelený čaj – časově nenáročný způsob doplnění energie a ideální prevence před rakovinou, cukrovkou a onemocněními srdce. Jeho pravidelné pití vám však zajistí benefitů…

Kávu, prosím! — Chemie — Michaelovy experimenty — PORT — Česká televize

20. 6. 2007

Káva bez kofeinu je často dílem chemie

Víte, jaká je nejrozšířenější droga světa? Ani nikotin, ani marihuana, ale kofein. Jaký je její původ? Jaký mechanismus účinku na naše tělo? Pustíme se do pátrání a experimentu s Michaelem.

Michael: Černá jako peklo, silná jako smrt a sladká jako láska. The chemical concoction that is coffee has become the world’s favourite drink.
Chemický odvar, jakým je káva, se stal nejoblíbenějším nápojem na světě.

Tereza: Spousta z nás si ráno bez šálku dobré černé kávy už ani neumí představit. Ale co je ve skutečnosti káva? Odkud pochází a jak nás ovlivňuje?

Michael: Prosím, ranní kávu … And in todays Michael´s experiment we should be providing answers to these very questions.
A v dnešním Michaelově pokusu vám poskytneme odpovědi na tyto otázky.

Tereza: Káva, tak jak jsme zvyklí ji pít, je vlastně extrakt – neboli česky výluh – rozemletých pražených kávových zrn. Důvod, proč kávu meleme, je jednoduchý. Mám dvě stejně velká množství kávy. Pro srovnání jedno necháme nerozemleté a to druhé pomeleme. Tady jasně vidíme, že povrch rozemleté kávy je mnohem větší než té nerozemleté.

Michael: A je to vlastně stejný princip, proč třeba lisujeme česnek – pro tu intenzivnější chuť. Anebo rozkrájíme brambory, aby se rychleji uvařily.

Tereza: A teď provedeme extrakci. Michaeli, horkou vodu, prosím.

Michael: And immediately we can see the difference: the higher surface area with the ground coffee makes the extraction process into the hot water a lot more efficient.
A okamžitě vidíme rozdíl: větší povrch semleté kávy umožní extrakci do horké vody mnohem efektivněji.

And we see that some of the chemical compounds in the ground coffee – not all but some – are soluble in hot water.
A vidíme, že některé z chemických látek v mleté kávě – ne všechny, ale některé – jsou rozpustné v horké vodě.

Michael: A tomuto horkovodnímu roztoku říkáme kávička.

Tereza: Některé chemické látky, rozpuštěné v našem roztoku, jsou těkavé, uvolňují se do vzduchu, a to je to nádherné aroma kávy, které cítíme.

Michael: Ale já jako chemik necítím aroma. Já cítím ketones(ketony),aldehydes(aldehydy),and esters(a estery). And these all are very important organic chemical groups.
A to všechno jsou velice důležité organické chemické skupiny.

Michael: And there are other chemical compounds, that remain in the hot water solution that we drink.

These include for example amines, amino acids, phenolic acids, carbohydrates and one very important chemical compound, called TRIMETHYLXANTHINE…
V horkém vodném roztoku zůstávají další chemické látky, které pijeme.

Patří mezi ně například aminy, aminokyseliny, kyseliny fenolové, uhlovodíky a jedna velice důležitá chemická látka, zvaná tri-metylxantin…

Tereza: … neboli kofein.

Tereza: Kofein je rostlinný alkaloid. Spousta rostlin ho vytváří jako obranu proti hmyzu, aby je nesežral.

Michael: In humans, it stimulates our central nervous system, our heart rate, respiration, and has a psychotropic effect, which is a mood altering effect.

And, of course, it acts as a mild diuretic, … což znamená, že vás nutí jít častěji čurat.
U lidí stimuluje náš ústřední nervový systém, srdeční tep, dýchání, a má i psychotropní účinek. Způsobuje změnu nálady.

A samozřejmě působí také jako slabé diuretikum.

Tereza: Opravdu si vychutnávat kávu jako nápoj začali Evropané v 17. století. Tehdy se jí ovšem říkalo arabské víno. Vůbec první kavárny byly založeny v Konstantinopoli a v Benátkách.

Michael: They soon became very popular all over the continent of Europe and played a very important role in social events during 17th and 18th centuries. It even became a favourite drink of soldiers.

Napoleon once famously said: “Given enough coffee, I could rule the world!”
Brzy se staly velice oblíbené na celém evropském kontinentě. A hrály velmi důležitou roli ve společenských událostech během 17. a 18. století. Káva se dokonce stala oblíbeným nápojem vojáků.

Napoleon kdysi slavně prohlásil: “Dejte mi dost kávy a budu vládnout světu!”

Tereza: Kofein se v žaludku a v tenkém střevě stráví během 45 minut po požití. Následně se dostane do celého těla.

Bezkofeinová káva: Dobrá nebo špatná?

Káva je jedním z vůbec nejoblíbenějších nápojů na světě. Spousta nadšených kávoholiků si ji ráda vychutnává ve velkém množství, občas ale musí omezit přísun kofeinu. Stejně jako ti, co kávu milují, ale kofein konzumovat nemůžou. Právě pro ně je zrnková i mletá bezkofeinová káva jako stvořená. Doporučuje se zejména kardiakům a lidem trpícím hypertenzí.

Káva bez kofeinu tvoří asi 10 % celkové spotřeby kávy. Dodává se jak zrnková káva bez kofeinu a mletá káva bez kofeinu, tak i rozpustná. Ačkoliv název může mást, bezkofeinová káva není úplně bez kofeinu. V jednom šálku bezkofeinové kávy (240 ml) zůstává asi 2–12 mg kofeinu, oproti tomu šálek klasické kávy obsahuje 100 mg a více.

Historie kávy bez kofeinu

Poprvé patentoval výrobu kávy bez kofeinu Ludwig Roselius v roce 1906. Už předtím se ale oddělováním kofeinu od kávových zrn zabýval Friedlieb Ferdinand Runge v roce 1820.

Rungemu se podařilo izolovat sloučeninu, nedozvěděl se ale příliš mnoho o chemických vlastnostech kofeinu a nepokoušel se získané poznatky použít komerčně k výrobě bezkofeinové kávy.

Ludwig Roselius přišel na metodu odstraňování kofeinu náhodou, když se náklad s jeho kávou namočil do mořské vody a ztratil velké množství kofeinu a téměř žádnou chuť.

V Čechách byl patent na technologickou přípravu bezkofeinové kávy poprvé udělen panu Zdeňku Žáčkovi, a to v roce 1962.

Výroba bezkofeinové kávy

Bezkofeinová káva je v podstatě stejná jako normální káva, ale odstraňuje se z ní až 97 % kofeinu. Existuje několik způsobů, jak se kofein z kávy odstraňuje. Podíváme se na ty nejznámější.

Běžně se můžete setkat se dvěma nejužívanějšími metodami odstraňování kofeinu neboli dekofeinizace.

Každá metoda pracuje s nepraženými, zelenými zrny a jejím cílem je odstranit pouze kofein a zanechat ostatní chemikálie, jako je sacharóza, celulóza, proteiny, kyselina citrónová, kyselina vinná a kyselina mravenčí, v původním množství.

Nejedná se o lehký úkol, vzhledem k tomu, že káva obsahuje kolem 1 000 chemikálii, které přispívají k výsledné chuti a aromatu.

Budete mít zájem:  Startuje supermarket Drive-In, nakupuje se přímo z auta

Evropský proces

Takzvaný evropský proces je vůbec nejčastějším způsobem výroby bezkofeinové zrnkové kávy. Probíhá tak, že se ještě nepražená káva namáčí ve vodě a jakmile se rozevře zelené zrno, tak se promývá v methylenchloridu.

Ten slouží k urychlení celého procesu a minimalizaci účinků, které může mít na chuť kávy přítomnost vody. Methylenchlorid absorbuje kofein, v dalším kroku se káva znovu promyje ve vodě a vysuší.

Tento proces dokáže zachovat aroma kávy a do velké míry i původní chuť.

Švýcarský vodní proces

Druhá oblíbená metoda dekofeinizace probíhá bez chemické reakce. K odstranění kofeinu z kávy se používá horké vody a páry. Káva se vylouhuje v horké vodě a páře a kofein se odstraňuje pomocí filtrů s aktivním uhlíkem.

Kávové boby se posléze opět namáčejí do roztoku zbaveného kofeinu. Nasáváním roztoku do sebe opět dostávají aroma a chuť. Na závěr se zrna suší a posílají do pražírny.

Nevýhodou tohoto procesu je, že se kromě kofeinu odstraňují také éterické oleje a aromata, výsledná káva je tak bez vůně a chuti. Pro švýcarský vodní proces se hodí více arabica než robusta.

Antioxidanty zůstávají

Káva patří k vůbec největším zdrojům antioxidantů ve stravě západního světa. K těm nejznámějším patří hydrocinnamické kyseliny a polyfenoly. Bezkofeinová káva obvykle obsahuje podobné množství antioxidantů jako normální káva, ačkoliv je to vždy o něco méně. Během procesu dekofeinizace totiž dochází k malé ztrátě antioxidantů.

Kromě antioxidantů obsahuje bezkofeinová káva také malé množství vybraných živin.

Jeden šálek kávy bez kofeinu vám poskytne 2,4 % doporučeného denního množství magnezia, 4,8 % draslíku a 2,5 % niacinu nebo vitaminu B3.

Možná se to nezdá jako moc, ale v případě, že vypijete 2–3 šálky denně, množství se rychle zvyšuje.

Zdravotní benefity kávy bez kofeinu

Ačkoliv se káva v minulosti hodně démonizovala, pravda je, že ve výsledku je její konzumace pro vaše tělo přínosná. Nicméně se těžko rozlišuje rozdíl mezi klasickou kávu a variantou bez kofeinu, co se zdravotních benefitů týče.

Konzumace kávy, ať už klasické nebo bezkofeinové, je často spojována se snižováním rizika vzniku diabetu 2. typu. Každý jednotlivý šálek kávy denně přispívá ke snížení rizika až o 7 %. Což znamená, že na tento efekt mají vliv jiné elementy než kofein.

Jedna rozsáhlá studie uvádí, že konzumace bezkofeinové kávy bývá spojována se sníženými hladinami jaterních enzymů, což naznačuje ochranný účinek kávy bez kofeinu.

Klasická i bezkofeinová káva mají pozitivní vliv na mentální potíže, spojené s věkem. Některé studie ukazují, že konzumace bezkofeinové kávy může chránit neurony v mozku. To by mohlo pomoci zabránit vzniku neurodegenerativních onemocnění, jako je Alzheimerova a Parkinsonova choroba.

Významný rozdíl oproti klasické kávě je, že káva bez kofeinu nezpůsobuje pálení žáhy. Konzumace více než dvou šálků bezkofeinové kávy denně navíc může přispívat ke snížení rizika vzniku rakoviny konečníku.

Kávovník bez kofeinu

Pro ty, co nechtějí přijít ani o kousek chuti a aromatu, ale klasickou kávu si vychutnat nemohou, máme pozitivní zprávu. Podle brazilských vědců totiž existuje kávovník, jehož zrna neobsahují kofein.

Jedná se o kávovník druhu Coffea arabica bez kofeinu a nachází se v oblasti Etiopie.

Už dříve se vědci pokoušeli vyšlechtit vlastní kávovník bez kofeinu křížením arabiky a rostlin z Madagaskaru, chuť výsledné kávy ale nebyla dobrá.

Pro koho je káva bez kofeinu určena

Někdo může vypít šest šálků klasické kávy denně a nic to s ním neudělá. Naopak pro jiné je nadměrná konzumace kofeinu škodlivá. Vysoké množství kofeinu může nepříznivě ovlivnit centrální nervový systém, způsobit neklid, úzkost, potíže s trávením, srdeční arytmii nebo potíže se spánkem u citlivých osob.

Právě lidé, kteří jsou na příjem kofeinu citliví, často vyhledávají možnosti, jak ho omezit. Zároveň se bezkofeinová káva hodí pro ty, kterým zdravotní stav nedovolí velký přísun kofeinu.

Navíc se konzumace kofeinu nedoporučuje těhotným a kojícím ženám. Stejně tak by se kofeinu měly vyhnout děti, dospívající a osoby trpící úzkostí a problémy s nespavostí.

Káva patří mezi nejzdravější nápoje vůbec. Je plná antioxidantů a je spojená se snižováním rizika množství závažných chorob. Ne každý ale může konzumovat kofein.

Právě pro tyto osoby je bezkofeinová káva skvělým způsobem, jak si vychutnat kávu bez vedlejších účinků způsobených kofeinem.

Bezkofeinová káva má téměř všechny zdravotní benefity stejné jako klasická káva, ale žádný z vedlejších účinků.

Káva bez kofeinu na Kafone

U většiny výrobců se nedá určit, jak kofein z kávy odstraňují, protože tuto informaci obvykle nezveřejňují. Jediný výrobce, u kterého si můžete být jisti, že používá švýcarský proces odstraňování kofeinu je společnost Pellini

Kult árijského zdraví aneb Proč nacisté milovali kávu bez kofeinu

Káva se poprvé objevila v 15. století. Připravovala se různými způsoby a různě silná. Kdo se ale chtěl vyhnout kofeinu úplně, ten musel sáhnout po nějaké náhražce, například po hořké pražené čekance.

Až v roce 1905 v německých Brémách objevil Ludwig Roselius způsob, jak vyrobit chutnou verzi opravdové kávy, která přitom žádný kofein neobsahuje, píše o tom americký internetový magazín Atlas Obscura.

  

Roseliův vynález má ve světě dobrého jídla a pití podivné postavení – jen zřídka se najde někdo, kdo by ho měl rád, lidé ho častěji spíš jen trpí a kávoví puristé jím pohrdají.

Na začátku své existence si ale káva bez kofeinu našla zvláštní skupinu příznivců a podporovatelů – německé nacisty. Když se NSDAP dostala k moci, její vůdci doporučovali pít kávu bez kofeinu, protože ten považovali za jed. Pití takové kávy bylo součástí státní politiky, která měla uchovat zdraví árijské populace.

Štastná náhoda 

Podobně jako je tomu s mnoha jinými vynálezy, je i historie kávy bez kofeinu trochu zašmodrchaná. Podle knihy 100 let Kaffe HAG Roselius věřil, že smrt jeho otce způsobilo nadměrné pití kávy, a proto vynalezl její verzi bez kofeinu, aby tak zachránil ostatní závislé. 

Jiná teorie ale tvrdí, že k objevu došlo náhodou – Roselius prý dostal zásilku kávových zrn, kterou cestou v podpalubí zalila slaná mořská voda. Místo toho, aby nasolenou kávu prostě vyhodili, Roselius a jeho kolegové se vydali cestou objevitelů: když kávu uvařili, prozkoumali její chemické vlastnosti a ochutnali zrna. Zjistili, že kromě lehkého slaného nádechu se chuť kávy nezměnila. 

Mořská voda navíc kávu nějakým způsobem zbavila kofeinu. V každém případě si Roselius nechal v roce 1905 svůj postup patentovat.

O rok později založil společnost Kaffee HAG, která v Německu začala prodávat kávu bez kofeinu jako luxusní zboží.

Brzy ji pod obchodním jménem Sanka – od francouzského Sans caféine – začal dodávat i do ostatních evropských zemí a po první světové válce i do Spojených států. 

Příliš mnoho kofeinu? Americký středoškolák zemřel po rychlém požití tří nápojů

Číst článek

Během dvacátých a třicátých let Roselius svůj marketing přizpůsobil tomu, že ve Výmarské republice byl v oblibě zdravý životní styl.  

„Výjimečná zrnková káva Kafee HAG chrání srdce a nervy,“ čteme v jedné reklamě, zobrazující muže v jezdeckém obleku. Lidé, například přívrženci hnutí Lebensreform, tedy „Reformy života“, tehdy toužili po životním stylu, který by byl „přirozený“ a „bližší přírodě“. 

Boj proti tabáku, alkoholu a kávě 

Kromě propagace nudismu a biozemědělství podporovatelé hnutí Lebensreform navíc dodržovali dietu neobsahující stimulanty, jako jsou rafinovaný cukr, tvrdý alkohol, tabák, maso a kofein. Tato filozofie ovlivnila zdravotnickou politiku nacistického režimu. 

„Ve třicátých letech bylo tohle všechno součástí nacistického hnutí pro zdraví, které se v podstatě stalo součástí oficiální politiky,“ říká Uwe Spiekermann, historik z univerzity v Göttingenu. Dodává také, že nacističtí vědci jako Hans Schreiber a Leonardo Conti tažení proti alkoholu, tabáku a kávě podporovali. 

Tři šálky kávy denně zaručí zdravější život. A rozhodně neškodí, objevili vědci

Číst článek

Pod vládou nacistické strany mělo pití bezkofeinové kávy pomoci uchránit vychvalovanou árijskou rasu.

Geoffrey Cocks, autor knihy s názvem Stát zdraví: Nemoc v nacistickém Německu, říká, že nacisté „věřili, že jejich úkolem a odpovědností je nejenom ochránit zdraví jednotlivých Němců, ale také zdraví celého německého národa jako biologického a rasového celku.“ To samozřejmě vylučovalo Židy, ostatní neárijce a také homosexuály a nemocné.

Kofein jako jed

V příručce z roku 1941 určené pro členy Hitlerjugend se psalo, že přinejmenším pro mladé lidi je kofein jedem „v jakékoliv podobě a v jakékoliv koncentraci“. Podle Roberta Proctora, historika ze Stanfordu, byla na konci třicátých let káva bez kofeinu „široce dostupná, nicméně přísně regulovaná“. 

Neznamená to samozřejmě, že by úspěch bezkofeinové kávy byl bez nacismu nemožný. Historik Spiekermann poznamenává, že řada vládních kampaní proti kouření a za střízlivost skončila neúspěchem, a německá káva bez kofeinu se stále profilovala především jako luxusní zboží. V zahraničí se po první světové válce prodej výrobků Kaffee HAG také zvyšoval. 

Budete mít zájem:  Zdravé koření: Zázvor hřeje

Byznys s kávou láká stále víc českých podnikatelů. Kromě kaváren se rozrůstají také malé pražírny

Číst článek

Nedá se ani s jistotou říct, že by Kaffee HAG podporoval nacistickou stranickou linii. Historik Gideon Reuveni poznamenává, že tento výrobce svou kávu propagoval jako košer výrobek. A také, že Roselius v roce 1932 prohlásil: „Kdokoliv, kdo pije Kaffee HAG, je pro nás drahý a důležitý. Jeho politická příslušnost přitom nemá nejmenší význam.“ 

Další z historiků Jonathan Wiesen se přesto pokusil symbiotický vztah mezi Kaffee HAG a nacistickým režimem zmapovat. Mimo jiné proto prostudoval řadu článků v interním firemním tisku. Zjistil, že Kaffee HAG zásobovalo svou kávou a také čokoládovým nápojem Kaba některé velké nacistické akce, například setkání členů Hitlerjugend v Norimberku v roce 1936. Roselius sám pak podporoval Hitlera. 

„Podobné spojení zisku a veřejného zájmu bylo běžné před i po roce 1933,“ píše Wiesen. „Ale pozornost, kterou Roselius a jeho firma věnovali zdraví, tělesné kráse a nordické filozofii, ve spojení se zájmem o veřejné blaho, zvlášť silně rezonovala ve státě, jehož cílem bylo dosažení ekonomické a především rasové čistoty.“ 

Pervitin nevadil 

Ironií osudu je, že pití kávy bez kofeinu tehdy ve skutečnosti představovalo pomalý způsob otravy. V nápoji, vyráběném podle Roseliova patentu, zůstávaly stopy benzenu, což je potenciálně jedovatý uhlovodík. Dnes už se káva bez kofeinu samozřejmě vyrábí jinak. 

Navíc nacisté sice považovali lehké podráždění, způsobené šálkem kávy s kofeinem, za ideologicky nežádoucí, s klidem ale Němcům zároveň doporučovali, aby se posilňovali čokoládou s pervitinem, jak o tom píše Norman Ohler v knize Totální rauš – Drogy ve třetí říši. 

Pervitin pomáhal zvýšit produktivitu, ale nikdo ho nepovažoval za škodlivý. „Doporučovalo se konzumovat tři až devět kousků této čokolády denně. Uvádělo se, že na rozdíl od kofeinu jsou podobné přípravky zcela bezpečné,“ cituje z Ohlerovy knihy článek v magazínu Atlas Obscura. 

Chemické látky a jejich směsi

Jedná se o druhý díl seriálu článku Motivace žáků ve výuce chemie SOŠ pomocí úloh z běžného života. Článek obsahuje zadání kratší verze úlohy č. 1–4 a zadání širší verze úlohy č. 1–4 včetně uvedení správného řešení všech verzí zadání úloh.

Na začátku je třeba uvést, že třídní kolektivy se velmi liší, stejně jako žáci v nich, a přístup k nim tudíž musí být velmi individuální. Proto nelze sestavit jeden univerzální soubor úloh a volit stejný postup zadávání úloh.

Předkládáme proto soubor úloh, vesměs úloh otevřených, které jsou (prozatím) uspořádány do sedmi tematických celků, které kopírují RVP a zároveň představují logické doplnění učebnic Základy přírodních věd: Chemie a Základy přírodních věd: Ekologie a životní prostředí. Uvádíme i několik postupů, jak lze úlohy ve výuce aplikovat.

Tam, kde je to možné, jsou úlohy uváděny ve dvojí verzi. V první, stručné, ve které je zadání formulováno pomocí několika málo vět, a ve druhé rozsáhlejší, ve které již samotné zadání představuje jeden z motivačních prvků.

Jedná se totiž o jakýsi stručný dialog se žákem. Všechny úlohy jsou opatřeny řešením pro usnadnění práce vyučujícího.

Řešení jsou věcně správná, i když někdy ne zcela komplexní, protože jsme byli vedeni snahou je formulovat v úrovni možných žákovských vědomostí a schopností.

A jaké jsou tedy varianty aplikace úloh ve výuce?

Varianta pro prospěchově „slabší“ nebo méně aktivní třídy

Pro třídy, kde žákovské výkony nejsou příliš dobré nebo přes veškeré snahy nejsou žáci příliš aktivní, můžeme kratší variantu otázek úloh použít k výkladu. Výklad je zahájen položením jednoduché otázky, na kterou vyučující sám odpovídá, k čemuž mu napomáhá uvedené řešení.

Otázka má zejména přitáhnout pozornost k probíranému tématu, motivovat žáky pro poslech daného tématu, které jsou tak schopni propojit s vlastní zkušeností. Naše pedagogická zkušenost ukazuje, že pokud se vyučovací hodina začne takto položenou otázkou, zájem žáků se zvýší.

Další možností je kratší varianty úloh využít ke krátké diskuzi (max. 10 minut) se žáky. Postřehli jsme totiž, že žáci (bez ohledu na prospěch a aktivitu) v daném věku velmi rádi diskutují a mají na věci často i vyhraněný názor, pokud se jedná o téma, které je jim známé (z médií, z bezprostředního okolí, z doslechu). Diskutuje-li se např.

o obnovitelných a neobnovitelných zdrojích energie, protože ve zprávách právě mluvili o tom, že si opět za elektřinu připlatíme a rodiče tudíž nemůžou koupit upgrade jakéhosi softwaru, o poškození gumy stěračů na ojetých autech, které sice nemohou řídit (sic!), ale ze záhadného důvodu si toho všímají, nebo proč nedokážou rychleji zhltnout tu hnusnou polívku v jídelně, aby už mohli vysmažit ze školy (dle jejich slov), seznáte, že v diskuzi zaslechnete tu a tam i pro výklad využitelné odpovědi, které se velmi blíží realitě skutečného života. A nejen to, zjistíte, že žáci v některých případech uplatňují informace, které jim byly ve výuce zprostředkovány. Těchto informací není sice zpravidla mnoho a nepřispějí zcela k vyřešení problému, poskytnou ale určité vodítko vašeho vlastního výkladu.

Pokud upozorníte na fakt, že na cestě k rozřešení problému přispěli i žáci a svou argumentací podpořili výklad, cítí se být součástí výkladu a ve většině referují o tom, že tento způsob výuky i z hlediska zapamatování si informací považují za prospěšný. Stále ještě ale velmi převažuje nutnost vašeho vlastního výkladu, který opřete o některou z informací, jež vyplynula z diskuze. To je také důvodem toho, proč by diskuze neměla přesahovat shora uvedený časový limit.

Varianta pro prospěchově „silnější“ nebo více aktivní třídy

Širší a kratší verze úloh lze využít ke společnému hledání řešení se žáky. Pedagogická situace se velmi podobá předchozí diskuzi, ale žákům je poskytnut větší časový prostor pro vyřešení problému.

Postup začíná tím, že je žákům dán určitý časový rámec nepřesahující 5 minut pro zamyšlení se nad daným tématem, a pak je učitelem zahájena diskuze. Vhodnými dotazy směřujícími k řešení úlohy usměrňuje učitel žáky k dosažení cíle.

Pokud se vývoj v řešení nikam neposouvá, může učitel poskytnout tu informaci, která je pro posun v poznání nutná a nechat žáky posléze tuto informaci využít pro další postup řešení úlohy. Vyučující sám musí posoudit, ve kterém stadiu začíná upadat žákovský zájem.

V tuto chvíli (i přesto, že úloha nebyla zcela dořešena) je správný okamžik shrnout dosavadní informace přispívající k řešení problému a sdělení správného řešení úlohy. Žáci podobně jako v předchozím případě pozitivně vnímají možnost participace na výuce.

Další možností je úlohy využít jako podklad pro hodnocení ve výuce. Zde existují dvě varianty. První varianta je zadání širší verze úlohy k samostatnému domácímu řešení jednomu nebo dvěma žákům. Ti přednesou před třídou jimi navržené řešení úlohy. Učitel potom zhodnotí jejich postup a řešení koriguje.

Druhou variantou je zadání úlohy dvojici žáků opět pro domácí zpracování. Žáci si vybírají úlohy podle svého zájmu (viz tabulky pro zadávání úloh ve třídě). Princip je takový, že žáci vytvoří dvojice a každé dvojici je dán nakopírovaný seznam úloh.

Jakmile si dvojice vybere, hlásí vybranou úlohu učiteli, který úlohu „zablokuje“ pro ostatní dvojice (podle principu „kdo dřív přijde, ten dřív mele“). Už tato aktivita je pro žáky poměrně zábavná. Dvojice potom dostanou časový interval pro domácí vyřešení úlohy.

Své závěry dvojice prezentují v k tomu speciálně vyčleněné hodině (vhodné například při uzavírání určitého tematického okruhu). Hodnocení provádí nejen vyučující, ale také „oponentní“ trojice k tomu vybraných žáků. Žáci v závěru mohou a nemusí být oceněni příslušnou známkou.

(Tabulky pro úlohy jsou připraveny pro skupiny úloh počínající kapitolou 3.)

Kratší verze úlohy 1

Uveďte příklady, kdy se v kuchyni dají využít poznatky z chemie, nebo naopak, jak v chemii vysvětlujeme, cože se to v kuchyni děje.

a) Bude voda při vaření masa ve slané vodě na pokličce nádoby slaná, mastná, nebo obojí? Vysvětli.

b) Probíhá někde v kuchyni filtrace? Kde?c) Probíhá někde v kuchyni destilace? Kde?d) Probíhá v kuchyni někdy extrakce? Kde?e) Proč si dříve někteří odborníci při přípravě turecké kávy zalévali kávu lehce slanou vroucí vodou?f) Při přípravě kávy v džezvě (speciální konvička na přípravu kávy) se káva a voda určitou dobu zahřívají. Vysvětlete, proč je ze stejného množství kávového prášku takto připravená káva „silnější“ než káva zalitá horkou vodou?

g) Jak vysvětlíte, že káva espreso je tak „silná“? Proč některým lidem dráždí žaludek?

Budete mít zájem:  Kdy říct antibiotikům ne?

Širší verze úlohy 1

Kuchyně, řekněme si to otevřeně, je skutečně záhadné místo. Tušíme to v podstatě od dětství, kdy se v touze objevit nové věci motáme právě vařicímu dospělákovi pod nohama.

Postupně nás ale ona záhadnost přestává bavit, protože dospělí lstivě využívají naší přítomnosti nejprve k drobným pomocným pracím – podej mi nůž, ztlum plyn – a posléze čím dál víc „tlačí na pilu“ s loupáním zeleniny, mytím nádobí a vynášením koše.

A protože „dostat“ vlastního rodiče je fajn, a to hned na dvou frontách (škola a práce v kuchyni), tak vám dáme několik typů na záludné dotazy. Pokud jste soutěživí, tak se můžete s dospělákem vsadit. Předpokládá to ovšem, že je k tomu svolný. Takže… Když zodpovíš alespoň čtyři otázky ze šesti správně, já… A tady jsou typy na dotazy:

a) Bude při vaření masa ve slané vodě na pokličce hrnce voda slaná, nebo mastná, nebo slaná i mastná?b) Už jsi tady v kuchyni někdy něco filtroval/filtrovala? A co?c) Už jsi tady v kuchyni někdy něco ne zrovna destiloval/destilovala? A co?d) Už jsi tady v kuchyni někdy něco extrahoval/extrahovala? A co?e) Proč myslíš, že si někteří gurmáni dříve zalévali kávu lehce osolenou vodou?f) Bude „silnější“ při stejném množství a druhu kávy turek, nebo káva připravená v tzv. džezvě, kde se káva po určitou dobu zahřívá?g) A když už s dospělcem na téma soutěže nebude řeč, pak alespoň triumfálně můžete pronést: „Už vím, proč tě po tom presu z nového kávovaru tak bolí žaludek !“ A víte to?

Řešení

Ad a) Voda na pokličce nebude slaná, ale bude mastná.

V nádobě vlastně probíhá destilace, při níž sůl stále zůstává v polévce, ale mastnota je z polévky částečně strhávána vodními parami, které kondenzují na pokličce a stékají zpět do polévky.

(Protože v nádobě uzavřené pokličkou probíhá jak vypařování – děj spojený se spotřebou energie, tak kondenzace – děj spojený s uvolňováním energie, je vaření s pokličkou energeticky úspornější.)

Ad b) V kuchyni se například připravuje filtrovaná káva.

Ad c) Destilace v kuchyni probíhá např. při vaření pod pokličkou, destilace probíhá např. i v kávovaru.

Ad d) Extrakce probíhá např. při vaření kávy, čaje, při použití celého pepře nebo Nového koření při vaření polévky.

Ad e) Dříve (než byla běžně dostupná zařízení na přípravu kávy espresa) zalévali někteří poučení kávu velmi zředěným roztokem soli. Tento roztok vřel při nepatrně vyšší teplotě než čistá voda, a docházelo tak k intenzivnějšímu vylouhování látek z kávy.

Ad f) Káva v džezvě je louhována horkým roztokem delší dobu než káva při přípravě „turka“, která hned po zalití chladne.

Dochází tak k většímu vylouhování látek z kávy a její konzumenti pak mluví o tom, že káva je „silnější“.

(Při tomto způsobu přípravy kávy se však vylouhovávají ve větší míře i látky, které mohou u některých jedinců působit zažívací potíže nebo stav „nervového podráždění“.)

Ad g) Při vaření espresa se využívá k extrakci látek z kávy přehřátá pára, jejíž teplota je vyšší než teplota varu vody. Dochází tak k intenzivnějšímu vylouhování látek, a to i látek, které některým osobám mohou způsobovat zažívací potíže (podobně jako u káva z džezvy – viz ad f).

Kratší verze úlohy 2

Uveďte příklady, kde se mimo kuchyň – např. jinde v domácnosti, v dílně, v automobilech nebo v přírodě – dají využít poznatky z chemie nebo jak si naopak v chemii vysvětlujeme, cože se to kolem nás děje. Uváděné příklady podrobněji popište.

a) Uveďte alespoň tři příklady filtrace mimo kuchyň.b) Uveďte alespoň jeden příklad destilace mimo kuchyň.c) Uveďte alespoň jeden příklad extrakce mimo kuchyň.

d) Uveďte, jak v co nejkratší době rozpustí včelař 2 kg cukru ve 3 l vody. (Využijte všech svých znalostí z výuky chemie i mimo ni.)

Řešení

Ad a) Filtrace probíhá např. při luxování, auta mají vzduchový filtr (aby do válců motoru nevnikal znečištěný vzduch) a olejový filtr (k oddělování drobounkých kovových pilinek, které vznikají při oděru kovových součástí motoru).

Ad b) Oběh vody v přírodě je jedna velká „makrodestilace“, bez destilace ropy bychom neměli benzin, bez destilace zkvašených ovocných šťáv by nevznikly některé alkoholické nápoje.

Ad c) Z cukrové řepy (cukrovky) se v cukrovarech vylouhovává řepný cukr, olej se získává extrakcí částí plodin tukovým rozpouštědlem za zvýšené teploty a jeho následným odpařením.

Ad d) Včelař ohřeje vodu, pak do ní za stálého míchání přisypává jemný krystalický cukr. (Využívá tedy všechny důležité faktory ovlivňující dobu rozpouštění většiny pevných látek – vyšší teplotu rozpouštědla, co největší plošný obsah povrchu rozpouštěné látky a míchání roztoku.)

Kratší verze úlohy 3

a) Uveďte, jak souvisí počet bublinek oxidu uhličitého u právě otevřené perlivé stolní vody s její teplotou (např. chlazené a nechlazené). Dá se z tohoto pozorování vyvodit, že objem rozpuštěného oxidu uhličitého ve vodě závisí na její teplotě?

b) Na základě vlastní zkušenosti uveďte, zda tato závislost rozpustnosti oxidu uhličitého na teplotě rozpouštědla je stejná jako závislost rozpustnosti většiny pevných látek na teplotě rozpouštědla.

Řešení

Ad a) Počet unikajících bublinek oxidu uhličitého bude větší u perlivé vody o vyšší teplotě.

Z našeho pozorování tedy vyplývá, že jestliže uniká více plynu za vyšší teploty, je rozpustnost oxidu uhličitého ve vodě za této teploty menší.

Toto jednoduché pozorování nás vede k prvotnímu závěru, že rozpustnost plynů se vzrůstající teplotou rozpouštědla klesá. (Tato závislost rozpustnosti plynů na teplotě platí u většiny plynů.)

Ad b) Zatímco rozpustnost oxidu uhličitého (i dalších plynů) se vzrůstající teplotou rozpouštědla klesá, rozpustnost většiny pevných látek s rostoucí teplotou rozpouštědla stoupá.

Kratší verze úlohy 4

A) Coca-Cola obsahuje ve 100 ml 10,6 g sacharidů. Její hustota je přibližně 1,0 g/cm3.

  • a) Vypočtěte hmotnostní zlomek cukru v Coca-Cole.
  • b) Kolik kostek cukru je obsaženo v 0,3 l a v 1 l Coca-Coly? (Jedna kostka cukru má hmotnost 4,4 g.)
  • c) Jaká je látková koncentrace cukru v Coca-Cole, jestliže M(C12H22O11) = 342,2 g/mol?

B) Pro dospělého člověka je bezpečná dávka kofeinu 300 mg za den. Coca-Colu lze přibližně považovat za 0,013% roztok kofeinu. Vypočtěte objem Coca-Coly, kterou  by musel člověk vypít, aby překročil bezpečnou dávku kofeinu? (Počítejte, že 1,0 ml Coca-Coly má přibližně hmotnost 1,0 g.)

C) Fyziologický roztok je 0,9% roztok chloridu sodného ve vodě. Jak byste v laboratoři připravili 0,5 kg fyziologického roztoku?

Širší verze úlohy 4

Počítání je vždycky trochu nepříjemná věc, to známe všichni. Ale některé výpočty se mohou přesto zdát alespoň trochu zajímavé. Jde tu o naši postavu, a někdy i o život!

A) Coca-Cola obsahuje ve 100 ml 10,6 g sacharidů. Její hustota je 1,0 g/cm³.

  • a) Vypočtěte hmotnostní zlomek cukru v Coca-Cole.
  • b) Kolik kostek cukru je obsaženo v 0,3 l a v 1 l Coca-Coly? (Jedna kostka má hmotnost 4,4 g.)
  • c) Jaká je látková koncentrace cukru v Coca-Cole, jestliže M(C12H22O11) = 342,2 g/mol?

B) Pro dospělého člověka je bezpečná dávka kofeinu 300 mg za den. Coca-Colu lze považovat přibližně za 0,013% roztok kofeinu. Vypočtěte objem Coca-Coly, který by musel člověk vypít, aby překročil bezpečnou dávku kofeinu? (Počítejte, že 1,0 ml Coca-Coly má přibližně hmotnost 1,0 g.)

C) Fyziologický roztok je 0,9% roztok chloridu sodného ve vodě. Jak byste v laboratoři připravili 0,5 kg fyziologického roztoku?

Řešení

  • Ad A)
  • Ad a) w(s) = 10,6 g / 100 gw(s) = 0,106 = 10,6 %
  • Hmotnostní zlomek sacharidů v Coca-Cole je 0,106, neboli 10,6 %.

Ad b) Jestliže je hmotnost sacharidů ve 100 ml Coca-Coly 10,6 g, ve 300 ml je hmotnost sacharidů 31,8 g. Je-li hmotnost jedné kostky cukru 4,4 g, pak počet kostek v 300 ml Coca-Coly je 31,8 g / 4,4 g = 7,2.

  1. 300 ml Coca-Coly obsahuje 7,2 kostek cukru.
  2. Ad c) Látková koncentrace rozpuštěné látky c je definována vztahem c = n /V , kde n je látková koncentrace rozpuštěné látky a V je objem roztoku.
  3. c = n / VV = 100 ml = 0,1 dm3
  4. n = m / M , kde m je hmotnost rozpuštěné sacharózy … 10,6 gM je molární hmotnost sacharózy … 342,2 g/mol
  5. c = 10,6 g/0,1 dm3 . 342,2 g/molc = 0,31 mol/dm3
  6. Látková koncentrace sacharózy v Coca-Cole je 0,31 mol/dm3.
  7. Ad B)
  8. Použijeme opět vztah w = m(s) / m, kde  w = 0,013 % = 0,00013m(s) = 300 mg = 0,3 g.
  9. m = ?m = 0,3 g/0,00013m = 2307 g = 2,307 kg = 2,307 l
  10. Bezpečnou dávku kofeinu překročí člověk, který vypije více než 2,3 l Coca-Coly za den.
  11. Ad C)
  12. Použijeme opět vztah w = m(s) / m, kde známe hodnotu w a m.
  13. m(s) = 0,009 . 500 gm(s) = 4,5 gm(H2O) = 500 g – 4,5 g = 495,5 g
  14. Při přípravě 0,5 kg fyziologického roztoku smísíme 495,5 ml vody a 4,5 g chloridu sodného.

Diskuze

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *