I Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
ЭТИ УДИВИТЕЛЬНЫЕ КИСЛОТЫ
Автор работы награжден дипломом победителя II степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Научно-исследовательская работа
Эти удивительные кислоты
Выполнил:
Лопухов Макар Владимирович,
учащийся 1-б класса
ГБОУ-СОШ № 1
г.о.Чапаевска, Самарской области
Руководитель:
Шпаковская Елена Владимировна,
учитель химии
ГБОУ СОШ № 1
г. о. Чапаевска, Самарской области
г. Чапаевск 2016
Оглавление
Введение…………………………………………………………................ 3-4
II. Глава I
Кислоты в природе …………………………………………………………5
Кислоты, полученные искусственным путём (синтетические)…………5-6
Кислоты в нашем организме………………………………………............. 6
1.4. Кислоты в нашей пище…………………………………………………….6-7
Глава II
Демонстрационный эксперимент по выявлению свойств кислот………………………………………………………………………………8-9
III. Заключение……………………………………………………………………. 10
IV. Список литературы……………………………………….…………………10 Приложения…………………………………………………………………………11
Введение
Лакмус будет в них краснеть,
Растворяться цинк и медь.
А мелок в них, посмотри,
В миг пускает пузыри.
И опасны для работы
Эти жгучие кислоты
Пожалуй, трудно не согласиться, что химия – одна из интереснейших наук. Волшебные превращения, необъяснимые исчезновения, взрывы и растворы – вот с чем ассоциируется эта удивительная наука. Она изучает превращения одних веществ в другие. Вещества – это то, из чего состоит всё вокруг [3].
В жизни мы постоянно сталкиваемся со множеством различных веществ. На занятиях внеурочной деятельности я узнал, что всё это многообразие веществ можно объединить в группы по определённым признакам. Среди них можно отметить кислоты, щелочи, соли. Объектом моего изучения стали кислоты – одна из групп веществ.
Актуальность:
Я увлекаюсь химией. С ней мы сталкиваемся на каждом шагу. Я узнал о существовании различных групп веществ, одной из которых являются кислоты. Эти вещества могут стать и врагом, и другом для человека. Для нас представляется актуальным узнать о том, какими свойствами обладают кислоты, чтобы они стали нашими друзьями, а также провести химические реакции, которые подтверждают свойства кислот, с которыми я познакомился.
Цель:
Используя химический эксперимент, обосновать полезные и вредные для человека свойства, характерные для кислот.
Задачи:
Изучить литературу по теме исследования.
Провести химический эксперимент, доказывающий характерные свойства кислот.
Классифицировать по признакам кислоты, которые рассматриваются в работы.
Гипотеза:
Кислоты могут быть другом и врагом для человека. Они кислые на вкус. Кислоты взаимодействуют с различными веществами, растворяя их.
Методы исследования
В работе мы использовали как общенаучные методы исследования – это анализ и синтез, классификацию и наблюдения, так и специальные – это химический эксперимент.
Глава I.
1.1 Кислоты в природе
Удивительные вещества - эти кислоты. Они получили своё название из-за кислого вкуса. Некоторые кислоты мы буквально знаем на вкус: это щавелевая, лимонная, уксусная, яблочная. Всем известный и полезный витамин С – тоже кислота: аскорбиновая [5; 14].
Изучая кислоты, я обратился к серии книг об увлекательной химии и весёлых научных опытах. Для меня оказалось удивительным, что кислоты окружают нас в природе.
Если летом в лесу присесть вблизи муравейника, то надолго запомнятся жгучие укусы его обитателей. Муравей не просто кусает, он впрыскивает в ранку яд, содержащий изрядное количество муравьиной кислоты. А ещё я узнал, что муравьиной кислотой жжётся крапива и некоторые гусеницы. Кстати, тропический паук педипальпида, спасаясь от своих врагов, стреляет в них струйкой жидкости, которая состоит из уксусной кислоты, а плоские тысяченожки используют яд пострашнее – пары синильной кислоты.
«Химическое оружие» используется в природе весьма широко, особенно в растительном царстве. Например, мухоморы в качестве токсинов используют кислоты, которые настолько ядовиты, что мухомору незачем прятаться. Наоборот, своей яркой окраской он предупреждает животных: «Не трогай, ядовит!» [6; 31].
1.2 Кислоты, полученных искусственным путём (синтетические).
Из книг я узнал, что кислоты не только встречаются в природе, но человек сам научился синтезировать кислоты на химических заводах. Например, серную кислоту H2 SO4 считают матерью всех кислот. Она широко применяется при очистке нефтепродуктов, в производстве лекарств, минеральных удобрений, различных химических продуктов, но и считается очень опасной, потому что обугливает древесину, кожу, ткани. Опасно попадание брызг серной кислоты на кожу человека и одежду. Попавшие на кожу капли раствора кислоты немедленно нужно смыть сильной струёй холодной воды, а затем обработать повреждённую поверхность 2% раствором питьевой соды [7; 45].
Учёные считают, что азотная кислота несколько веков служит делу войны и разрушениям, потому что её используют для производства взрывчатых веществ – это с одной стороны, а с другой, – с помощью этой кислоты можно получить минеральные удобрения, чтобы «покормить растения» и получить богатый урожай. Опасно попадание этой кислоты на одежду и руки работника, потому что разрушает животные и растительные ткани.
Кислоты в нашем организме
Существуют такие кислоты, которые организм вырабатывает сам. Так, например, у нас в желудке ест соляная кислота, её формула - HCl. Она помогает нам переваривать пищу. Соляная кислота, кроме того, сильный бактерицид. Большинство бактерий, попавших в желудок с пищей, погибают под действием соляной кислоты. Так что врачи не случайно тревожатся, если у пациента пониженная кислотность желудочного сока. Больному приходится пить слабый раствор соляной кислоты. В народе, видимо, давно осознали зависимость состояния здоровья человека от содержания кислоты в желудке. Не случайно кислый квас и кисломолочные продукты издавна занимали почётное место в рационе многих народов [6; 23].
1.4. Кислоты в нашей пище
Немало кислот в нашей пище. Фрукты, овощи, молочные продукты, лекарства ежедневно поставляют нам целый букет кислот: яблочную, лимонную, щавелевую, молочную, миндальную, уксусную, аскорбиновую. Даже синильная кислота, которая считается сильнейшим ядом, знакома каждому, кто разбивал косточки слив, вишен или миндаля и лакомился их ядрышками. Количество её мизерно, но ощутить вкус и запах горького миндаля можно. Так что ядрышками увлекаться не следует, особенно если они взяты из недозрелых плодов или прошлогодних компотов [6; 34].
Особенности таких кислот – легко усваиваются организмом. Недостаток таких кислот в организме опасен. Без употребления свежих овощей, фруктов, ягод организму практически не получить необходимого числа полезных веществ.
На основании выше сказанного, мы с учителем составили таблицу классификации кислот (приложение 1).
Глава II.
2. 1. Демонстрационный эксперимент
Прежде чем отправиться в химическую лабораторию и провести научный эксперимент, повторим правила по технике безопасности при работе с кислотами. Во-первых, пробовать на вкус вещества нельзя; во-вторых, подготовить рабочее место, рационально разместить реактивы, химическую посуду, чтобы не пришлось тянуться через стол, опрокидывая рукавом колбы и пробирки. В-третьих, все опыты нужно проводить над столом [7; 18]. Приложение 2.
Опыт №1. Мы знаем, что каждую кислоту пробовать на вкус нельзя. И для чтобы доказать, что кислота обладает кислыми свойствами можно использовать указатель, который химики называют индикатор. Проведем эксперимент. В раствор уксусной кислоты опустим фиолетовый лакмус. Он приобретает красным цвет [3; 22].
Опыт №2. Существует ряд кислот, которые домохозяйки используют для удаления накипи, например, в чайнике. К ним относят уксусную, лимонную кислоты. В накипи содержится соль кальция. Уксусная кислота вступает в активную реакцию с веществом, которое образует накипь, и постепенно растворяет его. Без накипи чайник прослужит в быту долго [2; 12].
Опыт №3. Каждая домохозяйка знает, что при выпечке булочек в тесто добавляют соду, которую гасят в растворе уксусной или лимонной кислоты. При соединении соды и кислоты происходит активная реакция. Её сопровождают шипение и увеличение объёма за счёт выделения газа. Это придаёт пышность хлебобулочных изделий [4; 31].
Этими научными опытами я показал, что кислоты наши друзья.
Но, к сожалению, кислоты могут быть агрессивными. Нужно помнить о том, что они могут вызвать ожог, испортить одежду (кислота разъедает ткани), разрушить камень. Все мы слышали о «кислотных дождях». Они образуются в том случае, когда крупные химические заводы без всякого контроля выбрасывают газообразные вещества, которые попадают в атмосферный воздух, разносятся ветром, затем собираются тучи, и идёт дождь. Капли воды взаимодействуют с газообразным выбросом, и получается «кислотный дождь». Такие дожди способны разрушать памятники архитектуры [1].
«Экология нас учит:
Если кислый дождь из тучи,
То природная среда
Вся в опасности тогда».
В связи с этим мы проведём ещё один эксперимент.
Опыт №4. Для опыта используем мрамор и раствор азотной кислоты. Мрамор представляет собой соль кальция, которая активно взаимодействует с раствором азотной кислоты, при этом происходит процесс растворения (разрушения) предмета, изготовленного из мрамора.
Заключение
Я узнал, что кислоты бывают природные (муравьиная, лимонная, яблочная) и синтетические (азотная, соляная), которые получают на химических заводах. Именно о них говорят, что такие кислоты опасные, жгучие вещества, от них можно пострадать, но, оказывается, с ними можно и дружить, если правильно обращаться с ними.
Познакомившись с научной литературой и проведя научный химический эксперимент, мы доказали верность нашей гипотезы. Мы убедились, что кислоты могут быть полезными для человека, если обращаться с ними осторожно, правильно использовать для различных нужд человека. Но кислоты могут нанести вред, если нарушать технику безопасности при работе с ними.
Список литературы
Аликберова Л.Ю. «Занимательная химия». – М. : «АСТ-ПРЕСС», 2000. – 176 с.
Белько Е. Весёлые научные опыты. Увлекательные эксперименты в домашних условиях. – СПб: Питер, 2015. – 64 с.
Белько Е. Весёлые научные опыты. Увлекательные эксперименты с водой, воздухом и химическими веществами. – СПб: Питер, 2015. – 64 с.
Белько Е. Весёлые научные опыты. 30 увлекательных экспериментов в домашних условиях. – СПб: Питер, 2015. – 64 с.
Болушевский С.В. Весёлые научные опыты для детей и взрослых по химии. Химия / С.В. Болушевский. – М. : «Эксмо», 2014. – 72 с.
Болушевский С. В. 100 научных опытов для детей и взрослых в комнате, на кухне, на даче. Химия / С.В. Болушевский. – М. : «Эксмо», 2015. – 240 с.
Качур Е. Увлекательная химия / Елена Качур; ил. Анастасии Балатёнышевой и Анастасии Холодиловой. – 2-е изд. – М. : Манн, Иванов и Фербер, 2015. – 80 с.
Мартыненко Б.В. Кислоты – основания. – М. : «Просвещение», 2000. – 159 с.
Энциклопедический словарь юного химика. М. : «Педагогика -Пресс» 2000. – 456 с.
Приложение 1
Классификация кислот (Лопухов Макар)
Кислоты бывают:
1. а) природные (муравьиная, лимонная, щавелевая)
б) синтетические (серная, азотная)
2. а) полезные (молочная, яблочная, аскорбиновая)
б) вредные (синильная кислота)
3. а) вырабатываемые организмом (соляная кислота в желудке)
б) поступающие в организм с продуктами питания (яблоки, лимоны, щавель).
Приложение 2