III Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

ЧТО ТАИТСЯ В ТАБАКЕ

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Алексеева Я.А. 1

---

1

Шкаренко Н.В. 1

---

1

Работа в формате PDF

182.4 KB

Автор работы награжден дипломом победителя II степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

 Введение

В данной работе рассматривается проблема курения и влияние курения на организм человека. Проводится исследование трех разных марок сигарет для курения, эксперименты по исследованию состава табачного дыма с помощью качественных реакций и социологический опрос на предмет выявления знаний учащихся МБОУ Новоселовской СОШ №5 о составе табачного дыма.

Цель работы: исследовать состав табачного дыма с помощью качественных реакций, его влияние на организм человека.

В соответствии с целью я поставила задачи: 1. Проанализировать научную информацию по теме; 2.Провести социологический опрос среди учащихся школы на предмет знаний о составе табачного дыма сигарет; 3.Экспериментально исследовать состав табачного дыма с помощью качественных реакций.

Объектом исследования стал табачный дым, предметомисследования стали качественные реакции.

Гипотеза исследования: наличие веществ содержащихся в табачном дыме можно доказать с помощью качественных реакций.

Новизна моей исследовательской работы заключается в проведении качественных реакций на выявление вредных веществ в составе табачного дыма. Данная работа может быть использована на уроках химии, биологии, ОБЖ, естествознания и в качестве дополнительного материала на классных часах.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Проблема курения: организация исследовательской деятельности учащихся [Текст] / Н. П. Дацун // Химия в школе. - 2006. - N 6. - С. 63-66

2. Габриелян О.С. Настольная книга учителя химии 10 класс : учеб. пособие / О.С. Габриелян, И.Г. Остроумов. – Москва: Блик и К⁰, 2001.- 528 с.

3. Павлов Б.А. Курс органической химии: учебник для высшей школы / Б.А. Павлов, А.П. Терентьев.- Ленинград: Издательство «Химия», М., 1972.- 648 с.

4. Игнатьева С.Ю. Химия нетрадиционные уроки 8-11 классы: учеб. пособие / С.Ю. Игнатьева.- Волгоград: Учитель, 2004.- 72 с.

5. Цветков Л.А. Эксперимент по органической химии: Методика и техника/ Пособие для учителей. – 5-е изд., перераб. и доп. – М: Школьная пресса, 2000

ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

Курение – одна из наиболее распространенных привычек, наносящих урон здоровью человека и целому обществу. В процесс курения вовлечены практически все слои населения, в том числе женщины и подростки. Это социальная проблема общества, как для его курящей, так и некурящей части. Для первой части проблемой является бросить курить, для второй – не «заразиться» привычкой курить, избежать влияния курящего общества и сохранить свое здоровье.

ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ ТАБАЧНОГО ДЫМА

Табачный дым — это горячая смесь вредных газов, паров, жидкостей и твердых веществ, возникающих в результате сгорания табачных листьев. Измерения показали, что на конце папиросы, сигареты развивается очень высокая температура. При этом происходит сухая перегонка табака (пиролиз). К вредным газообразным компонентам табачного дыма относятся: оксид углерода (II) (угарный газ) и углекислый газ, никотин, синильная кислота, стирол, формальдегид

Состав табачного дыма и заболевания,

возникающие у курильщика[4]

У

нарушение дыхания, болезни сердца

НИКОТИН СИНИЛЬНАЯ КИСЛОТА(HCN)

Болезни сердца и крови

Табачный дым

Поражение органов осязания и обоняния, легких и дыхательных путей

ФОРМАЛЬДЕГИД(CH₂O)

Поражает нервную систему, дыхательные пути и органы зрения

ФЕНОЛ

Способен провоцировать развитие опасного и очень тяжелого отравления

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Из литературных источников я поняла, что курение опасно для здоровья, потому что составные части табачного дыма содержат более 1000 вредных веществ, негативно влияющих на организм человека. Чтобы доказать наличие некоторых вредных веществ для здоровья, я решила провести опыты. Для определения веществ в химии применяются качественные реакции. Качественные реакции-реакции проверки на содержание в растворе определенного вещества.

Исследование проводилось в лаборатории Новоселовской СОШ №5 с. Новоселова

Опыт №1. Получение табачного дыма и его растворение. [2]

В резиновую грушу от спринцовки я вставила стеклянную трубку. В свободный конец этой трубки поместила сигарету. Сжимая грушу, поджигала сигарету и, создавая грушей тягу, — осторожно ее разжимала. При этом табачный дым заполняет грушу. В коническую колбу вместимостью 250 мл налила дистиллированной воды и выпустила дым из груши в воду. Некоторые компоненты дыма растворяются в воде. Забор сигаретного дыма повторяла 10 раз. С помощью данной методики я получила раствор табачного дыма от сигарет марки «Bond» (Колба №1). Я получила раствор табачного дыма от сигарет марки «Пётр 1» (Колба №2). Получила раствор табачного дыма от сигарет – «Winston» (Колба №3). Полученные растворы оставила для последующих опытов.Колбу №4 наполнила водопроводной водой.

Эксперимент 1. Определение реакции среды в растворе табачного дыма[2].

В 3 пробирки налила по 2 мл раствора табачного дыма из колб №1, №2 и №3, в 4 пробирку-2 мл водопроводной воды, опустила в каждый раствор универсальную индикаторную лакмусовую бумажку. Светло-синяя лакмусовая бумажка окрасилась в ярко-розовый цвет, когда я опустила её в пробирки с растворами табачного дыма. Лакмусовая бумажка не изменила окраски при взаимодействии с водопроводной водой.

Вывод: лакмусовая бумажка показала кислую реакцию среды. Табачный дым содержит оксиды, которые образуются при тлении табака: СО₂, SО₂, NО_2. Данные оксиды при взаимодействии с водой образуют кислоты, которые создают кислую реакцию среды.

Уравнения реакций[4]: CO₂ + H₂O = H₂CO₃ ; SO₂ + H₂O = H₂SO₃ ;

2NO₂ + H₂O = HNO₂ + HNO₃

Эксперимент 2. Обнаружение фенолов и альдегидов в растворе табачного дыма

Опыт №1. Качественная реакция на фенолы (реактив FeCl₃)[2].

В три пробирки налила по 1 мл растворов из колб №1, №2 и №3, приготовленных в опыте 1, и добавила в каждую пробирку по 3 капли 5%-ного раствора FeCl₃. В 4 пробирку налила 1мл водопроводной воды.

Вывод: каждый из фенолов, входящих в состав табачного дыма даёт с FeCl₃ свою окраску: фенол — фиолетовую, пирокатехин — зеленую, а гидрохинон - зеленую, переходящую в желтую. Я получила растворы тёмно-жёлтого

цвета из-за образования смеси комплексных соединений фенолов разного строения.

C₆H₅OH C₆H₄(OH)₂

Фенол (карболовая кислота) Гидрохинон (1,4 –дигидроксибензол)

Пирокатехин или 1,2 –дигидроксибензол.

C₆H₅OH + FeCl₃ = [C₆H₅OFe]Cl₂ + HCl

фенол дихлоридфенолят железа (III)

Опыт №2. Качественная реакция на альдегиды [2]

В три пробирки налила по 2 мл раствора табачного дыма из колбы №1, №2 и №3, в четвёртой пробирке - водопроводная вода, добавила в каждую пробирку по 5 капель 5%-ного раствора KMnO₄, слегка встряхнула пробирки.

Вывод: в табачном дыме содержатся восстановители, обладающие высокой токсичностью и раздражающим действием. Это - бензальдегид, формальдегид, акролеин. При взаимодействии этих веществ с раствором KMnO₄ в нейтральной среде выпадает бурый осадок MnO₂ из-за восстановления KMnO₄ веществами, содержащимися в табачном дыме. Количество вредных веществ, в растворе табачного дыма от сигареты с фильтром меньше, чем в растворе сигареты без фильтра. Поэтому осадка MnO₂ больше образуется в пробирке с раствором из колбы №3. Часть вредных веществ задерживается фильтром сигареты.

Уравнения реакций[4]:

1) 3CH₂O + 2KMnO₄ + H₂O => 3CH₂O₂ + 2MnO₂ + 2KOH

формальдегид муравьиная

кислота

2) 3C₇H₆O + 2KMnO₄ + H₂O => 3C₇H₆O₂ + 2MnO₂ + 2KOH

бензальдегид бензойная

кислота

3) 3C₃H₄O + 2KMnO₄ + H₂O => 3C₃H₄O₂ + 2MnO₂ + 2KOH

акролеин акриловая кислота

Эксперимент 3. Обнаружение непредельных соединений в растворе табачного дыма [2]

В три пробирки налила по 2 мл растворов табачного дыма из колб №1, №2 и №3, в четвёртой пробирке - водопроводная вода, добавила в каждую пробирку по 3 капли йодной воды (2 капли аптечной настойки йода растворяю в 10 мл воды).

Наблюдаю обесцвечивание растворов в каждой пробирке.

Вывод: в табачном дыме содержатся углеводороды – стирол (винилбензол), который относится к ароматическим углеводородам и бутадиен-1,3 (изопрен), представитель диеновых углеводородов. Хотя они малорастворимы в воде, но присутствуют в растворе табачного дыма и обесцвечивают йодную воду за счёт двойных связей.

Уравнения реакций[4]:

C₆H₅ – CH = CH₂ + I₂ => C₆H₅ – CHI – CH₂I

стирол 1,2 – дийодэтилфенол

(винилбензол)

CH₂ = CH – CH = CH₂ + I₂ => CH₂I – CH = CH – CH₂I

бутадиен – 1,3 1,4 – дийодбутен – 2

(изопрен, дивинил)

Эксперимент 4. Обнаружение алкалоидов в растворе табачного дыма (реактив J₂KJ) [2]

В три пробирки налила по 2 мл растворов из колбы №1, №2 и №3, в четвёртой пробирке – водопроводная вода, добавила в каждую пробирку по 1 капле 40%-ной соляной кислоты, затем 4 капли раствора йода в иодиде калия - J₂KJ (реактив Люголя), который является общеалкалоидным осадительным реактивом. Наблюдаю образование растворов красновато-бурого цвета, растворы мутные.

Вывод: в состав табачного дыма входят алкалоиды: никотин, норникотин, анабазин. При взаимодействии алкалоидов с реактивом Люголя в кислой среде образуются комплексные соединения красновато-бурого цвета.

никотин норникотин анабазин

Эксперимент 1. Определение реакции среды в растворе табачного дыма

Эксперимент 2.Качественная реакция на фенолы

Эксперимент 2. Качественная реакция на альдегиды

Эксперимент 3. Обнаружение непредельных соединений в растворе табачного дыма

Эксперимент 4. Обнаружение алкалоидов в растворе табачного дыма (реактив J₂KJ)

Выводы по практической части:

1. Изменение цвета лакмусовой бумажки доказывает наличие кислотных оксидов в табачном дыме

2. Реакция с раствором FeCl₃ доказывает наличие фенолов в табачном дыме

3. Реакция с раствором KMnO₄ доказывает наличие альдегидов в табачном дыме

4. Обесцвечивание йодной воды доказывает наличие непредельных соединений в табачном дыме

5. Реакция с раствором J₂KJ доказывает наличие алкалоидов

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Ученые доказывают, что табачный дым содержит более 1000 вредных веществ, негативно влияющих на здоровье человека. Изучая органическую химию на профильном уровне, я провела исследование и с помощью качественных реакций доказала наличие в табачном дыме таких веществ, как: кислотные оксиды, фенолы, альдегиды, непредельные соединения и алкалоиды.

Гипотеза в ходе исследования была подтверждена, то есть с помощью качественных реакций доказано наличие вредных веществ в табачном дыме.

Выводы:

1. Проведён социологический опрос среди учащихся школы на предмет знаний о составе табачного дыма сигарет, о его влиянии на организм человека;
2. Проанализировав научную информацию по теме, узнала о составе табачного дыма и качественных реакциях;
3. Проведены эксперименты по исследованию состава табачного дыма с помощью качественных реакций;

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Проблема курения: организация исследовательской деятельности учащихся [Текст] / Н. П. Дацун // Химия в школе. - 2006. - N 6. - С. 63-66

2. Габриелян О.С. Настольная книга учителя химии 10 класс : учеб. пособие / О.С. Габриелян, И.Г. Остроумов. – Москва: Блик и К⁰, 2001.- 528 с.

3. Павлов Б.А. Курс органической химии: учебник для высшей школы / Б.А. Павлов, А.П. Терентьев.- Ленинград: Издательство «Химия», М., 1972.- 648 с.

4. Игнатьева С.Ю. Химия нетрадиционные уроки 8-11 классы: учеб. пособие / С.Ю. Игнатьева.- Волгоград: Учитель, 2004.- 72 с.

5. Цветков Л.А. Эксперимент по органической химии: Методика и техника/ Пособие для учителей. – 5-е изд., перераб. и доп. – М: Школьная пресса, 2000

14