XII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

НА САМОМ ДЕЛЕ или ОПРЕДЕЛЕНИЕ СИСТЕМАТИЧЕСКОГО НАЗВАНИЯ ЗАПАХОВ ВЕЩЕСТВ СТИХОТВОРЕНИЯ ДЖАНИ РОДАРИ "ЧЕМ ПАХНУТ РЕМЁСЛА"

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Крутовцев Р.А. 1

---

1Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение основная общеобразовательная школа №3 г. Камешково

Арустамян А.С. 1

---

1Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение основная общеобразовательная школа №3 г.Камешково

Работа в формате PDF

333 KB

Автор работы награжден дипломом победителя III степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Введение

Актуальность

На первых уроках химии мы узнали, что она изучает свойства вещества. Всё, что нас окружает - это вещества определённого химического состава, они состоят из молекул, молекулы из атомов.[2]

Молекулой называется самая маленькая частица конкретного вещества, которая сохраняет его химические свойства. У всех веществ есть свои названия, которых как правило несколько. Для многих веществ, кроме традиционных, есть ещё и систематические названия. В традиционных названиях отражают определенные свойства веществ, способы получения или содержали название того, из чего данное вещество было выделено.   Ученые постоянно продолжают открывать всё новые и новые соединения, а называть которые (или даже и составить формулы), с помощью существующих правил иногда оказывается невозможно. Номенклатурные правила содержатся в многотомном издании: " Номенклатурные правила ИЮПАК по химии" и число томов, в котором непрерывно возрастает. Пользуясь номенклатурными правилами, можно составить систематическое название вещества.

Систематическое название вещества – название вещества, составленное по номенклатурным правилам и отражающее состав, а иногда и строение данного вещества. [3] Мне стало очень интересно, можно ли детское стихотворение "Чем пахнут ремёсла"[1] в котором используется очень много разных запахов перевести на язык химической номенклатуры и узнать строение этих веществ, а также узнать сильно ли изменится содержание стихотворения если заменить названия запахов в нем на номенклатурные.

Объект исследования: Стихотворение "Чем пахнут ремёсла".

Предмет исследования: Запахи ремёсел в стихотворении.

Гипотеза:

Все перечисленные запахи в стихотворении "Чем пахнут ремесла" имеют систематические названия и их можно представить химическими формулами.

Цель работы: определение систематических называний запахов веществ, в стихотворении Джанни Родари "Чем пахнут ремесла" и перевод его на язык химической номенклатуры.

Задачи:

Узнать как появляется запах.

Узнать как человек ощущает запахи.

Перечитать стихотворение и выписать запахи, которые в нём используются.

Найти основной источник запаха в "каждом деле".

Найти номенклатурное название запаха вещества и его химическую формулу.

Составить новое "химическое" стихотворение.

Методы исследования:

Хемоинформатика

Основная часть

2.1 Запах

2.2 Появление запаха

Предметы, которые обладают запахом, как правило, содержат в себе летучие молекулы. Летучесть - испарение молекул вещества ниже температуры кипения.
Из курса физики мы знаем, что любое вещество может быть в трех агрегатных состояниях: твердом, жидком и газообразном. В газообразное состояние вещества переходят при парообразовании. Существует два способа: испарение и кипение. Испарение происходит с поверхности жидкости при любой температуре. Для кипения же необходимы определенные условия.
Необходимо прояснить, что такое температура кипения. Представим, что у нас есть сосуд с жидкостью. Молекулы находятся в жидком состоянии, между ними определенные силы взаимодействия. Чтобы молекулы могли выйти в газообразное состояние (где между ними практически нет взаимодействий), им необходимо разорвать эти межмолекулярные связи. Когда мы говорим о разрыве связей, мы подразумеваем, что нужна энергия. Такая энергия может быть термальной. Например, при повышении температуры энергия молекул повышается и разрыв связей между молекулами более вероятен, но само вещество при этом не разрушается. [4]

2.3 Ощущение запаха человеком

Механизм воздействия пахучих веществ на орган обоняния окончательно не выяснен. Существуют различные теории, как физические, так и химические, в которых учёные стремятся объяснить этот механизм.

Для ощущения запаха нужен непосредственный контакт молекулы пахучего вещества с обонятельными рецепторами. В связи с этим необходимое свойство пахучего вещества — летучесть. Но неизвестно, какие именно физические или химические свойства определяют эффективность вещества как обонятельного раздражителя.

Учёным удалось выстроить цепочку от взаимодействия пахучего вещества с рецептором до формирования в мозге чёткого впечатления определённого запаха. Немаловажную роль в этом сыграли исследования американских учёных Ричарда Акселю и Линды Бак, за которые они были удостоены Нобелевской премии 2004 г. [5]

Очень часто один раз почувствовав запах человек запоминает его навсегда.

Запахи появляются при преобразовании молекул объектов в газовую фазу при tниже кипения. Затем, они диффундируют по воздуху и попадают на рецепторы обоняния. У запахов есть своя формула.

Наука пытается выявить закономерности восприятия запахов, и одним из важных факторов в этом вопросе является геометрия молекул. Поэтому классификация приятных нам ароматов довольно часто связана со строением молекул и природой функциональных групп. Так, многие из приятных нам веществ, нередко содержат одну из так называемых функциональных групп: карбинольную —С—ОН, карбонильную > С=О, сложноэфирную и некоторые другие. 

Конечно, самая обширная группа запахов, широко используемых в пищевой и парфюмерной промышленности, сложные эфиры. Они имеют фруктовый и фруктово-цветочный запах.

Также хорошо пахнут альдегиды, кетоны, спирты и некоторые другие группы органических соединений. 

Цветочные ароматы источают эфиры алифатических кислот и терпеновых или ароматических спиртов.[6]

2.4 Определение систематических названий запахов стихотворения

Перечитав стихотворение можно выписать следующие запахи:

Тесто, сдоба, стружка, свежая доска, скипидар, краска, оконная замазка, бензин,
масло машинное, орех мускатный, лекарство приятное, рыхлая земля, поле, луг, рыба, море, никак. [1]

Приступаем к поиску названий этих запахов.

Тесто. Скорее всего автор имел в виду запах свежевыпеченного ржаного хлеба. С химической точки зрения, этот процесс описывает реакция Майяра – это реакция между аминокислотами и сахарами при нагревании. Примеров этой реакции множество: жарка мяса, обжарка кофе, выпечка хлеба и т. д. По мере развития реакции Майяра, образуются продукты, обладающие характерными запахом, который порой не даёт устоять перед свежеприготовленным стейком или только что испечённым круассаном.[10]

Запах ржаного хлеба - это: 2-фуранкарбальдегид.[7]

Сдоба: очень приятный запах предполагаю, что сдобой пахнет ваниль - это 4-окси-З-метоксибензальдегид_. [9]

Стружка и свежая доска один и тот же запах дерева. В составе растительной ткани преобладает целлюлоза, гемицеллюлоза и лигнин. Именно лигнин обладает тем незабываемым запахом _.[10] 

Скипидар более точное название - терпентин_.[11] 

Краска. Краска очень разнообразна, поэтому было решено выбрать краску с насыщенным запахом, таким обладает масляная краска. Выясним какое вещество в ней обладает самым насыщенным запахом - это ацетон одно из составляющих компонентов краски. Ацетон - пропан-2-он_. [12] 

Оконная замазка. В состав традиционных замазок для дерева входят различные вещества: канифоль, олифа, воск, спирт, растительные масла или животные жиры, парафин. Современные производители, удешевляя стоимость продуктов для защиты деревьев, часто заменяют природные компоненты химическими. _.[13]  Самым ароматным компонентом этой смеси является абиетиновая кислота, которая имеет систематическое название - 13-​изопропилподокарпа-​7,13-​диен-​15-​овая кислота_.[14] 

Бензин. Самое известное название из списка в современном мире. Продукт нефтепереработки, без которого не может обходиться человечество. Основной компонент смеси - это бензол_.[15] 
Масло машинное. По химическому составу нефтяные масла представляют собой смесь углеводородов молекулярной массой 300-750, содержащих в составе молекул 20-60 атомов углерода. Базовые масла состоят из групп изопарафиновых, нафтено-парафиновых, нафтено-ароматических и ароматических углеводородов различной степени цикличности, а также гетероорганических соединений, содержащих кислород, серу и азот. Последние (в особенности кислородные соединения) являются основой смол, содержащихся в базовых маслах. Химический состав базовых масел и структура входящих в их состав углеводородов определяются как природой перерабатываемого сырья, так и технологией его переработки.[16] 
Скорее всего это то же, как и бензин продукт нефтеперегонки значит, основное ароматическое вещество - бензол.

Орех мускатный - миристиновая кислота.[17] 

Лекарство приятное, скорее всего это самый известный запах лекарства в народе его называют аспирин - ацетилсалици́ловая кислота́.

Рыхлая земля - самый интересный запах. Петрикор – сравнительно недавно родившийся термин, в 1964 году. Придуман двумя исследователями растений (Беар и Томасом), сложением двух греческих слов: петра – камень и икор – кровь богов. Растения выделяют в почву масла, которые во время дождя (особенно от кратковременного, легкого), смешиваются с водой, создавая аэрозоль, которая, в свою очередь, поднимается в воздух, несёт в себе не только ароматы масел, а еще и бактерии, вирусы из грунта и кучу иных мелких частиц. Запах приятный.[18] 

Поле - транс-1,10-диметил-транс-9-декалол. Есть еще одно название геосмин. Органическое вещество, обусловливающее запах земли. Продуцируется различными классами микроорганизмов, в том числе цианобактериями, актиномицетами. Относится к сильным одорантам и, как следствие, является одним из веществ, сильно влияющих на органолептические свойства питьевой воды. Запах мокрой земли, который мы чувствуем после дождя, — это органическое вещество геосмин, которое вырабатывают живущие на поверхности земли цианобактерии и актинобактерии.[19]

Луг - это запах травы. Состав аромата свежескошенной травы выглядит так:

39,5% — цис-3-гексенилацетат (сложный эфир);

12,3% — цис-3-гексеналь (альдегид);

9,4% — метанол (спирт);

8,9% — цис-3-гексенол (спирт);

7,5% — транс-2-гексеналь (альдегид);

3,6% — этанол (спирт);

18,8% — другие летучие органические вещества.

Самая яркая нота в этом аромате — это второе вещество в списке (альдегид цис-3-гексеналь). Человеческие рецепторы улавливают его даже при небольшой концентрации в воздухе. На основе этого и другого "травяного" альдегида транс-2-гексеналь создано некоторое количество ароматизаторов и деодорантов. Доказано, что эти вещества напрямую влияют на миндалину и гиппокамп — структуры мозга, ответственные за формирование эмоций и регуляцию поведения в стрессовых ситуациях.[20]

Рыба имеет запах - триметиламин.[21]

Море. Основным газом, который летает возле моря является сероводород. Да, да тот самый, который пахнет тухлыми яйцами. Он, между прочим в больших концентрациях может быть токсичным и опасным для человека. Возле моря витает допустимая норма данного газа. После сероводородного газа следует диметилсульфид с запахом капусты. Это второй аромат, который мы чувствуем у моря. Он образуется при разрушении диметилсульфониопропионата (DMSP) в клетках водорослей.

Вышеописанные соединения обладают не самым приятным ароматом по отдельности. Но из-за смешивания с друг-другом и не сильной концентрации аромат выходит приятный. [22]

Никак - значит, мы просто не чувствуем запах. Обычный воздух тоже имеет свой состав, но мы его действительно не чувствуем. Воздух на Земле, сложная смесь газов связанных между собой. В нем больше всего азота – 78%, кислорода содержится около 21 %, аргона – 0,9 %, прочих газов -0,0341147 %.[2]

в таблице 1 представлены запахи их систематические названия и структурные или химические формулы веществ.

Таблица 1 Запахи веществ

Вывод

В процессе работы я выяснил, как образуется запах вещества, какие запахи наиболее приятны для восприятия и не все запахи человек чувствует, процесс этот до конца так и не изучен. Систематическое и традиционное название веществ очень отличаются друг от друга, структурные формулы многих веществ очень сложные у некоторых возможно показать только фрагмент. Практически все вещества относятся к классу органических соединений. Познакомился с понятием летучести и выяснил, что температура летучести молекул вещества ниже температуры кипения.

2.5 Стихотворение "Чем пахнут ремёсла" с химическим уклоном

Заключение

В процессе работы узнал много нового и интересного в образовании названий веществ. Выяснил, что несмотря на то что все запахи стихотворения - это смеси веществ, в них можно выделить наиболее ароматные вещества, которые образуют основной запах. Узнал, что некоторые запахи образуются в процессе химических реакций, например - реакции Майяра. Запахи некоторых веществ пришлось выбирать на свой вкус, например, запах краски. Мнение автора о том, что безделье не пахнет ошибочно так как мы просто не чувствуем запах обычного воздуха. Практически для всех запахов есть систематические названия, не найдено подтверждения для запаха земли - петрикора. Химический состав его также неизвестен. Это говорит о том, что либо это смесь веществ, либо его систематического названия и химической формулы еще нет так как этот запах открыт сравнительно недавно. Еще хочется отметить, что перевод этого стихотворения на запахи с точки зрения химии у разных людей может отличаться друг от друга, что свидетельствует об огромном многообразии веществ на планете. У меня получилось очень занимательное стихотворение, которое я обязательно прочитаю в классе на уроке химии.

Источники информации:

Литература

Джани Родари "Чем пахнут ремесла" – М.:Детская литература1989. – 16 с

Габриелян О. С. Химия. 8 класс: учебник – 7-е изд. – М.:Дрофа, 2018. – 287 с

Ресурсы Интернет

http://www.chem.msu.su/rus/school/zhukov1/08.html

https://medaboutme.ru/zdorove/spravochnik/slovar-medicinskih-terminov/zapakh/

https://yandex.ru/q/question/hw.science/chto_takoe_zapakhi_s_tochki_zreniia_khimii_ba2f30a9/?utm_source=yandex&utm_medium=wizard&answer_id=8cac38e4-56ba-452f-bc8d-672f254a5895#8cac38e4-56ba-452f-bc8d-672f254a5895

https://www.bestreferat.ru/referat-119984.html

https://fs00.infourok.ru/images/doc/104/123128/

https://yandex.ru/q/question/est_li_khimicheskaia_formula_u_drevesiny_c3b108e0/

https://himagregat-info.ru/popular/khimiya-samykh-priyatnykh-i-samykh-otvratitelnykh-zapakhov-/

https://chemdb.net/ru/compound/wZlyK2pOea/

https://www.chem21.info/info/37753/

https://himya.ru/lignin.html

https://www.theweldercatherine.ru/blog/articles/industriya/varyenaya-sgushchenka-reaktsiya-mayyara-chto-/

https://iknigi.net/avtor-ilya-leenson/117476-yazyk-himii-etimologiya-himicheskih-nazvaniy-ilya-leenson/read/page-17.html

https://chem.ru/aceton.html

https://www.ogorod.ru/ru/sad/care/16091/Testirovanie-sadovyh-varov-i-zamazok-ot-Ogorodru-proverili-vse-chto-nashli-na-prilavkah.htm

https://wikizero.com/ru/Абиетиновая_кислота

https://chem.ru/benzol.html

https://studopedia.org/8-89506.html

http://www.oblepiha.com/lechebnoe_deystvie/2375-miristinovaya-kislota.html

https://proza.ru/2018/01/20/1959

18 http://himoza1977.blogspot.com/2013/03/blog-post_16.html

19 https://weekend.rambler.ru/items/42144178-pochemu-svezheskoshennaya-trava-tak-appetitno-pahnet/

http://charchem.org/ru/subst-ref/?id=3180

https://onedieta.ru/health/akrilamid.html

https://dic.academic.ru/dic.nsf/ruwiki/84490

http://eurochimgroup.com/ru/ximicheskoe-syre/ximicheskie-produkty/kanifol/

https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/4/4e/Abietic_acid.svg/1200px-Abietic_acid.svg.png

https://zen.yandex.ru/media/id/5c7921637c061c00b37db4ff/benzol-poluchenie-i-himicheskie-svoistva-5cc836d2178ebe00b3e6eb9e

https://acetyl.ru/s/a1/a61i3121x4121x.png

https://zen.yandex.ru/media/id/5e9a08b14365d108b6cf5ddb/chem-i-kak-pahnet-more-5edc00735b3e6b708cce5ee3

https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/8/83