XXVII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Скорее щелочь
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
ВВЕДЕНИЕ
Химия – это наука, с которой человек, пожалуй, ближе всего взаимодействует в быту. Химические процессы и элементы, кислоты и соли, основания (щелочи) и содопродукты, оксиды и металлы, окисление и горение – все эти, а также многие, многие другие понятия сопровождают нас всю жизнь.
Повсюду, куда бы мы не обратили свой взор, нас окружают предметы и изделия, изготовленные из веществ и материалов, которые получены на химических заводах и фабриках. Кроме того, в повседневной жизни сам того не подозревая, каждый человек осуществляет химические реакции. Щёлочи являются важнейшими химическими веществами, применяемыми в быту.
Цель исследования: экспериментальным путем доказать, что этиловый спирт не является щелочью.
Объект исследования: щёлочи.
Задачи исследования:
- рассмотреть физические и химические свойства щелочей;
- узнать применение щелочей в быту;
- определить, какую роль щелочи играют в жизни человека;
- провести опыт, наглядно отражающий химические свойства щелочей.
ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ
-
Физико-химические свойства оснований
Щёлочи— твердые вещества белого цвета; гигроскопичные, водорастворимые. Растворение в воде сопровождается активным выделением тепла. Вступают в реакции с кислотами, образуя соль и воду. Эта реакция нейтрализации является важнейшей из всех свойств щелочей. Кроме этого, гидроксиды реагируют с кислотными оксидами (образующими кислородосодержащие кислоты), с переходными металлами и их оксидами, с растворами солей. [1]
Гидроксиды щелочных металлов растворяются в метиловом и этиловом спиртах, способны выдерживать температуры до +1000 °С (за исключением гидроксида лития).
Щелочи — активные химические реагенты, поглощающие из воздуха не только водяные пары, но и молекулы углекислого и сернистого газа, сероводорода, диоксида азота. Поэтому хранить гидроксиды следует в герметичной таре или, например, доступ воздуха в сосуд со щелочью организовать через хлоркальциевую трубку. В противном случае химический реактив после хранения на воздухе будет загрязнен карбонатами, сульфатами, сульфидами, нитратами и нитритами. [2]
Если сравнивать щелочи по химической активности, то она увеличивается при движении по столбцу таблицы Менделеева сверху вниз. Химические свойства оснований представлены на рисунке 1.
Концентрированные щелочи разрушают стекло, а расплавы щелочей — даже фарфор и платину, поэтому растворы щелочей не рекомендуется хранить в сосудах с пришлифованными стеклянными пробками и кранами, так как пробки и краны может заклинить. Хранят щелочи, обычно, в полиэтиленовых емкостях. [3-4]
Именно щелочи, а не кислоты, вызывают более сильные ожоги, так как их сложнее смыть с кожи, и они проникают глубоко в ткань. Смывать щелочь надо неконцентрированным раствором уксусной кислоты. Работать с ними необходимо в средствах защиты. Щелочной ожог требует немедленного обращения к врачу.
Рисунок 1. Химические свойства оснований
Виды щелочей в быту
Гидроксид натрия, техническое название едкий натр или каустическая сода. Самая популярная и востребованная в мире щелочь. Едкий натр кристаллическое вещество белого или желтоватого цвета, изготавливают в промышленности в виде гранул.Обладает сильнейшим моющим действием, хорошо растворяет жиры. Используется очистки масляных пятен с различных изделий, для прочистки от жировых отложений в канализационных трубах.
Гидроксид кальция, техническое название-гашеная известь. Используется для дезинфекции, смягчения воды, в производстве удобрений, едкого натра, «хлорки». Применяется для защиты деревьев и деревянных сооружений от вредителей и огня; в пищепроме как пищевая добавка и реактив при производстве сахара.
Используется в строительстве для штукатурки стен внутри помещений, для побелки стен бытового и технического назначения.
Раствор аммиака (нашатырный спирт)-жидкость с раздражающим слизистые оболочки носа и глаз запахом. В быту используется 25% раствор. Применяется для стирки шерстяных изделий, для удаления пятен органического происхождения: молока, смол, жиров. Находит широкое применение в средствах для мытья стекол. Обладая хорошим моющим действием нашатырный спирт не оставляет разводов на поверхности. Раствор аммиака можно использовать для очистки изделий из золота и серебра, опуская их в нагретый раствор. Аммиак образует с металлами растворимые в воде соединения.
Едкое кали применяется для производства мыла, калийных удобрений, электролитов для батареек и аккумуляторов, синтетического каучука. Также — в качестве пищевой добавки; для профессиональной очистки изделий из нержавеющей стали.
Гидроксид алюминия представляет собой белое кристаллическое вещество. Востребован в медицине как отличный адсорбент, антацид, обволакивающее средство; ингредиент вакцин в фармацевтике. Кроме этого, вещество применяется в очистных сооружениях и в процессах получения чистого алюминия.
Гидроокись лития при стандартных условиях представляет собой бесцветные кристаллы с тетрагональной решёткой. При работе с ним необходимо проявлять осторожность, избегать попадания на кожу и слизистые оболочки. Востребованное соединение в химпроме как сырье; в стекольной, керамической, радиотехнической индустрии; для производства смазочных материалов, электролитов; для поглощения вредных газов.
Гидроокись бария при стандартных условиях представляет собой бесцветные кристаллы. Гигроскопичен. Не растворим в спирте, но растворим в воде. Применяется в химпроме как катализатор, а также в пищепроме для очистки жиров, сахара.
Применение щелочей: в качестве электролитов; для производства удобрений; в медицине, химических, косметических производствах; в рыбоводстве для стерилизации прудов. [5]
-
Экспериментальное исследование
|
Оборудование: Штатив для реторт + защитная поверхность Штатив для пробирок 2 пробирки Градуированная пипетка Резиновая груша Капельная пипетка |
Реактивы: Этанол (этиловый спирт) C2H5OH 3 мл раствора гидроксида натрия NaOH (прибл. 10,5%) Раствор фенолфталеина |
Рисунок 2. Оборудование и реактивы
Правила безопасности: при работе с гидроксидом натрия использовать только пипетку с резиновой грушей; защитные очки.
Методика проведения: в одну из пробирок налили 3 мл этанола, а во вторую пробирку – 3 мл гидроксида натрия. В каждую из пробирок с жидкостью капнули по несколько капель фенолфталеина.
Результат: в первой пробирке цвет не изменился, а во второй пробирке жидкость стала красного цвета. Несмотря на наличие группы OH, этанол не является щелочью, поэтому он не поменял окраску на красную при добавлении фенолфталеина. Этанол образует молекулы, его атомы связаны. Гидроксид натрия является щелочью. Это видно по красной окраске, которая появилась после добавления фенолфталеина. Каустическая сода (или гидроксид натрия) может связывать ионы.
Рисунок 3. Результаты эксперимента
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В данной работе быливыполнены следующие задачи:
- рассмотрены физико-химические свойства щелочей;
- рассмотрено применение щелочей в быту;
- определено, какую роль щелочи играют в жизни человека;
- экспериментально доказано, что этиловый спирт (этанол) не является щелочью.
Таким образом, цели и задачи, поставленные перед нами, были выполнены.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
1. Габриелян О.С.: Химия. 9 класс: учеб. для общеобразоват. учреждений // О.С. Габриелян. – М.: Дрофа, 2015. – 319с.
2. Доронькин В.Н., Бережная А.Г., Саженева Т.В., Февралёва В.А. Химия. Большой мправочник для подготовки к ЕГЭ: учебно-методической пособие/Под ред. В.Н. Доронькина. – Ростов н/Д: Легион,2015. – 544с.
3. Юдин А.М. : «Химия в нашем доме» // М.: «Химия», 2002г.
4. http://alhimikov.net/byt/kisloty.html
5. https://pcgroup.ru/blog/kisloty-ponyatie-i-primenenie/