XVI Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке. Летняя площадка 2022
Волшебный порошок, который есть в каждом доме
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Введение.
В новогодние праздники я попала на мастер-класс по проведению химических опытов. Опыты проводились разные, даже с открытым огнем, но одним из зрелищных, но безопасных опытов оказался, так называемый, «пенный вулкан». После окончания мастер-класса, я узнала у организаторов, что в основе эксперимента лежит пищевая сода, которая, при взаимодействии с определенными веществами, дает очень интересные эффекты. После этого мне стало очень интересно узнать,
-что такое сода?
-где же применяется сода, кроме опытов?
- как с ней еще можно поэкспериментировать?
Исходя из вопросов, мы считаем, что тема актуальна.
Цель работы: изучить свойства соды и ее значения в жизни человека.
Задачи:
1. Изучить научную литературу по данной теме;
2. Узнать, в каких сферах деятельности человека можно применять соду;
3. Выяснить, актуально ли применение соды в современном мире,
4. Провести эксперименты с содой в домашних условиях и проверить, достаточно ли они безопасны.
5. Подготовить памятку(инструкцию) по созданию опытов в домашних условиях.
Объект исследования: пищевая сода.
Предмет исследования: свойства соды.
Гипотеза: мы предположили, что сода и помощник человека и материал для опытов.
Глава 1. Интересная сода.
Что такое сода? Откуда же она взялась?
Гидрокарбонат натрия (пищевая сода) – кислая соль угольной кислоты, мелкокристаллический порошок с солоноватым привкусом белого цвета. Формула — NaHCO3. Порошок нетоксичен, не горит, и не взрывается. Способ производства – аммиачно-хлоридный.(1)
Сода была известна человеку примерно за полторы-две тысячи лет до нашей эры, а может быть, и раньше. Ее добывали из содовых озер и извлекали из немногочисленных месторождений в виде минералов. Первые сведения о получении соды путем упаривания воды содовых озер относятся к 64 году нашей эры. Древние люди добывали соду из особых источников и озёр, выпаривая её на огне.(2)
Искусственно сода была получена лишь в 1791году во Франции химиком Николя Лебланом, но рецепт хранился в тайне, до 1861 года, когда бельгийским химиком Эрнестом Сольве был разработан способ получения соды, который работает и по сей день.(2)
Для получения пищевой соды (она же гидрокарбонат натрия, натрий двууглекислый и бикарбонат натрия) нужен известняк, который в природе встречается в виде минерала нахколита, залежи которого находятся вблизи производства, например, в городе Стерлитамак. Известняк обжигают в печах, получают известь и добавляют к ней солевой раствор, а полученную смесь выпаривают с помощью аммиака.(3)
Вывод: Соде более полторы тысячи лет, но она до сих пор очень популярна.
Сферы ее применения соды.
В обычном виде пищевая сода — мелкокристаллический порошок белого цвета.
Как оказалось, сфер применения пищевой соды очень много и они самые разные:
В химической промышленности
Применяется для производства красителей, пенопластов и других органических продуктов, фторорганических соединений, продуктов бытовой химии, наполнителей в огнетушителях. Реагент для отделения отходящих газов топливосжигающих установок.(1)
В лёгкой промышленности
В производстве резины для подошв обуви и в производстве искусственных кож, кожевенном производстве при дублении и нейтрализации кожи после кислого дубления, текстильной промышленности при отделке шёлковых и хлопчатобумажных тканей;(2)
В пищевой промышленности
В хлебопечении – дополнительного разрыхлителя в составе кислого и пресного теста, производстве кондитерских изделий, приготовлении газированных напитков. При применении соды в чистом виде важно соблюсти правильную дозировку, так как она оставляет в продукте определённый привкус.(1)
Пожаротушение
Гидрокарбонат натрия вместе с карбонатом аммония используется в качестве наполнителя в огнетушителях с сухим наполнением и в стационарных системах сухого пожаротушения - затрудняет доступ кислорода воздуха в очаг горения.(3)
В быту
Применяется как безопасное для здоровья средство для чистки поверхностей столовой и кухонной посуды, поверхностей кухонных столов, иных поверхностей, соприкасающихся с пищей. В сельском хозяйстве – для борьбы с вредителями. (3)
В транспорте
Применяется для нейтрализации следов электролита — серной кислоты на поверхности пластмассовых корпусов свинцово-кислотных аккумуляторов насыщенным водным раствором питьевой соды.(3)
В развлекательной сфере
Применяется как реагент-основа для проведения безопасных химических опытов.
В медицине
При пероральном приёме (через рот) снижает кислотность желудочного сока и используется для лечения язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной кишки.
Традиционно раствор питьевой соды используется для дезинфекции зубов и дёсен при зубных болях и полости рта и горла, при сильном кашле, ангине, фарингите. При ринитах, конъюнктивитах, стоматитах, ларингитах и т. п. применяют для полосканий, промываний, ингаляций.(2)
Может так же вводиться внутривенно при проведении реанимационных мероприятий.
Вывод: Сегодня сода есть в каждом доме. Она стоит копейки, срок хранения имеет неограниченный, не портится в любых условиях, используется и в быту, и в кулинарии, и даже в лечении.
1.3 Вред и польза соды.
Казалось бы, в современном мире новейших технологий, применение такого вещества, как пищевая сода, могло потерять свою актуальность. Разработаны новейшие медицинские, лекарственные препараты, моющие средства и химические вещества, но сода по-прежнему не выходит из обихода. Почему?
Имея происхождение от минерала, сода, даже после обработки, остается натуральным продуктом, что сейчас снова начинает высоко цениться у потребителей.
Моющие средства на основе соды, ее применение в кулинарии, медицине и сельском хозяйстве считаются экологичными, так как наносят минимальный вред окружающей среде или, в некоторых случаях вообще утилизируются без остатка.
Так же, учитывая необычные свойства соды, в сочетании с разными веществами, вызывать необычные реакции, ее стали широко применять в развлекательной деятельности, для проведения наглядных, но безопасных химических экспериментов.(1) Не смотря на все свои достоинства, пищевую соду, особенно в медицинских целях, следует употреблять с большой осторожностью.
Существует ряд противопоказаний для применения соды:
Беременность и кормление грудью, можно применять только для полоскания горла.
Гастрит и язва.
Повышенное давление.
Сахарный диабет.
Аритмия.
Прием любых лекарственных препаратов, так как сода может вступить с ними в реакцию.
Проблем с ЖКТ: расстройство пищеварения; тошнота и рвота; вздутие живота;
Аллергия: зуд, сыпь, кашель, отеки, лихорадка.(2)
1.4 Сода и спорт.
С 4 февраля по 20 февраля 2022 г в Китае прошли ХХIV Зимние Олимпийские игры. Наши спортсмены выиграли много медалей.
Опытные атлеты хорошо знают, что спорт и сода — понятия совместимые. Пищевая сода вырабатывается почками для уравновешивания содержания кислоты и щелочи в организме. При усиленных физических нагрузках баланс нарушается из-за выделения большого количества молочной кислоты. Образование молочной кислоты связано с распадом глюкозы, а это вещество снабжает нас энергией, необходимой при занятиях спортом. Содовый метод используется практически во всех видах, кроме шахмат и шашек. Регулярные содово-солевые ванны тонизируют мышцы и выводят молочную кислоту. Замечено, что такая ванна может снять крепатуру или не дать ей развиться после физических нагрузок. Научные исследования, проведенные в ряде стран, подтверждают прямую связь между содержанием NaHCO₃, самочувствием и выносливостью спортсмена. Сода в спорте используется давно и в эффективности метода уже смогли убедиться несколько поколений людей, ведущих активный образ жизни.(5)
Непобедимая команда
Российской сборной удалось выиграть XX Олимпийские игры в Мюнхене. Чемпионы заняли высшие призовые места в разных видах спорта, побив все рекорды, установленные прежде. Комиссия не нашла в крови призёров запрещённые вещества.
Спортивный врач российской ассоциации спортсменов обнародовал секретное оружие советской команды — инъекции содовыми растворами.(5)
Вывод: В погоне за результатом не пренебрегайте рекомендациями по дозировке и регулярности процедур. Прежде чем начать курс, проконсультируйтесь с тренером и медиком.
Вывод по главе: Неоспоримая польза соды сделала ее востребованной и популярной. Но, используя это вещество, помните об осторожности, а при приеме внутрь не забывайте о предварительной консультации с врачом.
Глава 2. Экспериментальная работа по теме исследования.
2.1 Анкетирование часть 1.
Учитывая популярность различных химических шоу, мы решили провести анкетирование среди учеников 1 «В» класса.(см приложение 1)
В опросе участвовало 24 ученика. (см приложение 2)
Вывод: После получения таких данных нам стало понятно, что выбранная тема для эксперимента актуальна и будет интересна целевой аудитории.
2.2 Анкетирование часть 2.
После этого, для подтверждения актуальности нашей темы, мы решили провести анкетирование учителей школы №9.
В опросе поучаствовало 49 учителей. (см приложение 3, 4)
Вывод: сода есть в каждом доме, она доступна и многофункциональна.
2.3 Проведение экспериментов с содой в домашних условиях.
Эксперимент №1. Надувание шарика.
Для проведения эксперимента нам понадобились:
Шарик
Пластиковая бутылка
Сода пищевая
Уксус 9%
Чайная ложка
Воронка
Проведение эксперимента:
В шарик, с помощью воронки, насыпаем 3 чайные ложки пищевой соды
В пластиковую бутылку наливаем 100 мл уксуса
Надеваем шарик на горлышко бутылки
Располагаем шарик так, чтобы сода высыпалась в уксус
Происходит реакция с выделением большого количества углекислого газа, за счет этого шарик надувается.
Эксперимент будет окончен, когда вся реакция завершится. Шарик при этом остается надутым под давлением газа.(4)
Эксперимент № 2. «Вулкан из пены».
Для проведения эксперимента нам понадобилось:
Пластиковая бутылка
Жидкое мыло
Пищевая сода
Уксус 9%
Вода
Стаканчик
Палочка для размешивания
Проведение эксперимента:
Смешиваем воду с жидким мылом в стаканчике до полного растворения мыла
В бутылку наливаем уксус, добавляем в него мыльную смесь
Всыпаем в бутылку соду
Происходит реакция так же с выделением углекислого газа, как и в эксперименте №1, но, за счет добавления мыла, пузырьки газа, образующиеся при взаимодействии уксуса и соды, стали прочными и превратились в пенный столб, который, под воздействием выталкивающей силы, «вулканом» выходит из бутылки.(4)
Мы думаем, что всем было бы интересно повторить эти эксперименты дома, поэтому мы подготовили для каждого памятку по проведению таких экспериментов. (см приложение 5)
Вывод: Пищевая сода используется не только в быту, но в развлекательной сфере.
2.4 Применение пищевой соды в быту.
Так как после анкетирования учителей, мы выяснили, что многие применяют ее в быту, мы решили проверить и это, протестировать соду, как универсальное и безопасное для человека и экологии чистящее средство.
Как показал наш опыт, сода отлично справляется с чисткой столовой посуды, при этом полностью смывается водой и не имеет посторонних химических запахов и вкусов. При применении в малых количествах безопасна для человека и животных.
2.5 Интересные факты о соде.
Сода применяется для производства цветных карандашей и грифелей, она помогает связать крахмал и воду, входящие в их состав.
Соду можно использовать в качестве средства для разжижения крови, для предотвращения ее загустения и закупорки сосудов.
В Восточной Сибири есть самое крупное Селитряное содовое озеро, которое является памятником природы и охраняется государством.
Сода есть даже в космосе! На планете Сатурн, второй по величине после Юпитера, ученые обнаружили «озеро» с высоким содержанием соды. Располагается оно на самой «макушке» планеты.
Заключение.
Сода была открыта в начале 18 века. Тогда ее обнаружили в природе, а со временем научились извлекать из поваренной соли. Дома мы очень часто используем соду.
Подводя итоги работы, хотелось бы отметить, что в данной части изучения свойств этого удивительного вещества затронута лишь небольшая его часть.
Мы узнали общие сферы применения пищевой соды, оценили актуальность ее использования, провели несколько практических экспериментов, которые показали нам, что сода может принести не только практическую пользу, но и использоваться в сфере развлечений.
Таким образом поставленные задачи выполнены, гипотеза нашла свое подтверждение.
В дальнейшем мы планируем продолжать изучать полезные свойства соды и применении ее в целях поддержания экологии: как средство для борьбы с вредителями в саду. Оценим эффективность и безопасность на практике.
Список литературы
Яковец Ю. С., Куприна А. В. – Сода в жизни человека // Юный ученый. — 2019 г.
Даников Н. И. – Целебная сода. – Эксмо-Пресс, 2013 г. – 330 с.
ГОСТ 2156-76. Натрий двууглекислый. Технические условия
Владимир Рюмин: Химические опыты, Издательство: Аванта, 2018 г
https://stiralkovich.ru/soda-pishhevaja-polza-v-sporte/
Приложение 1
Анкета для учеников.
Посещали ли вы химические шоу или мастер-классы?
Интересовались ли вы, принципами действия химических экспериментов?
Пробовали ли вы проводить химические эксперименты дома?
Знаете ли вы такое вещество, как пищевая сода?
Приложение 2
Результаты анкетирования учеников
|
Вопрос |
да |
нет |
|
Знаете ли вы такое вещество, как пищевая сода? |
16 |
8 |
|
Посещали ли вы химические шоу или мастер-классы? |
16 |
8 |
|
Интересовались ли вы, принципами действия химических экспериментов? |
20 |
4 |
|
Пробовали ли вы проводить химические эксперименты дома? |
15 |
9 |
Приложение 3
Анкета для учителей.
Есть ли у Вас дома пищевая сода?
Как вы ее используете?
Приложение 4
Результаты анкетирования учителей.
|
Вопрос |
да |
нет |
|
Есть ли у Вас дома пищевая сода? |
49 |
0 |
|
Вопрос |
Кулинария |
Быт |
Медицина |
|
Для чего Вы ее используете? |
21 |
16 |
12 |
Приложение 5
Памятка по проведению экспериментов с пищевой содой.
Эксперимент №1. Надувание шарика.
Для проведения эксперимента нам понадобились:
Шарик
Пластиковая бутылка
Сода пищевая
Уксус 9%
Чайная ложка
Воронка
Проведение эксперимента:
В шарик, с помощью воронки, насыпаем 3 чайные ложки пищевой соды
В пластиковую бутылку наливаем 100 мл уксуса
Надеваем шарик на горлышко бутылки
Располагаем шарик так, чтобы сода высыпалась в уксус
Происходит реакция с выделением большого количества углекислого газа, за счет этого шарик надувается.
Эксперимент будет окончен, когда вся реакция завершится. Шарик при этом остается надутым под давлением газа.
Эксперимент № 2. «Вулкан из пены».
Для проведения эксперимента нам понадобилось:
Пластиковая бутылка
Жидкое мыло
Пищевая сода
Уксус 9%
Вода
Стаканчик
Палочка для размешивания
Проведение эксперимента:
Смешиваем воду с жидким мылом в стаканчике до полного растворения мыла
В бутылку наливаем уксус, добавляем в него мыльную смесь
Всыпаем в бутылку соду
Происходит реакция так же с выделением углекислого газа, как и в эксперименте №1, но, за счет добавления мыла, пузырьки газа, образующиеся при взаимодействии уксуса и соды, стали прочными и превратились в пенный столб, который, под воздействием выталкивающей силы, «вулканом» выходит из бутылки.