VII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Химический состав сигаретного дыма

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Ирхина А.Д. 1Тютенко Д.С. 1

---

1МБОУ Берёзовская СШ

Панькина О.Е. 1

---

1Березовская СШ

Работа в формате PDF

197.1 KB

Автор работы награжден дипломом победителя III степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Введение: Проблема курения в наше время становиться все более актуальной. Количество курящих людей с каждым годом увеличивается. Курильщиками являются не только взрослые мужчины, но и женщины, девушки, дети. Эта привычка становиться все более притягательной для людей. Доказано: от курения умирает больше людей, чем от инфекционных заболеваний, дорожно-транспортных происшествий, несчастных случаев, убийств, самоубийств и диабета вместе взятых. По данным ВОЗ почти полтора миллиона человек в год умирают из-за курения. 

Курильщики, выкуривающие две пачки сигарет в день, подвергают себя риску смерти в шесть раз выше, чем некурящие люди.

Сигаретный дым учащает сердцебиение, сужает кровеносные сосуды и воздействует на нейроны головного мозга.

Главное «оружие» в борьбе с курением – это информация о вреде курения.

Объект исследования: сигареты наиболее часто потребляемых сортов.

Цель работы: доказать наличие токсичных веществ, входящих в состав сигаретного дыма.

Задачи:

Изучить химический состав табачного дыма сигареты;

провести эксперимент, демонстрирующий губительное воздействие табачного дыма на проростки фасоли обыкновенной (Phaseolus vulgari.);

Провести эксперимент, демонстрирующий отрицательное воздействие сигаретного дыма на основные жизненные показатели человека (частота дыхания, давление, пульс, скорость кровотока).

Гипотеза: вероятно, курение сигареты опасно для организма, так как в сигаретном дыме содержит большое количество токсичных веществ.

Предмет исследования:химический состав сигаретного дыма.

Методы исследования:

Теоретические: анализ, синтез, обобщение, прогнозирование;

Эмпирические: наблюдение, эксперимент.

1.Курение – вредная привычка

1.1.Курение-привычка опасная для здоровья
Богатство любого государства составляют не столько природные ресурсы или материально-культурные ценности, но в первую очередь – люди, населяющие его, состояние их здоровья. В последнее время в России резко уменьшилось количество здорового населения. За XX век курение убило около 100 миллионов человек во всем мире. Для сравнения население Москвы на сегодня составляет около 12 миллионов человек. Табак стал причиной вымирания около восьми таких городов, как современная Москва.

Сегодня самой курящей страной в мире считается Россия. В ней около 60 процентов мужчин – курильщики. Около 60 процентов населения планеты Земля уже пристрастилась к пагубной привычке курения.

Табачный дым содержит в себе около 4 тысяч химических соединений. Из них 70 это соединения, способные вызвать рак даже при пассивном курении.

Половина всех детей в мире может заболеть астмой, потому что невольно являются пассивными курильщиками. Курение отнимает в среднем у курильщика 10-12 лет жизни. За это время можно получить три высших образования, дождаться рождения своего внука и сходить с ним на первый звонок. Пассивное курение вредно практически так же, как и активное. Находясь в накуренном помещении всего один час, человек вдыхает такое же количество вредных веществ, как если бы он выкурил 4 сигареты. Количество полностью здоровых людей ежегодно сокращается. Одной из причин этого является курение.

По словам исследователей, вероятность заболевания раком легких у курящих женщин в два-пять раз больше, чем у некурящих женщин. Особенно велик риск у молодых женщин.

2.Химический состав веществ, образующихся при курении сигарет

В настоящее время известно более 4200 веществ, входящих в состав табачного дыма. Табачный дым содержит яды, такие как цианистый водород, окись углерода, окись азота и другие серьезно угрожают насыщению кислородом клеток, а также никотин, окись углерода, акролеин, аммиак, сероводород, смолы, радиоактивный свинец-210, висмут-210, радиоактивный калий, радиоактивный мышьяк и другие вещества.

Многие из них оказывают огромный вред на здоровье человека. Фаза табачного дыма, содержащая твердые частицы включает в основном никотин, воду и смолу - табачный деготь. [6].

Никотин – одно из основных отравляющих и загрязняющих организм веществ, получаемых при курении. Это типично цитоплазматический яд. 

Никотин (C10H14N2)— главная составная часть табачного дыма, который в чистом виде представляет собой бесцветную маслянистую жидкость. « Никотин – один из самых сильных растительных ядов». . [10]. Никотин приводит к спазмам артерий сердечной мышцы, мозга, конечностей, легких и других органов. Спазмы кровеносных сосудов сердца вызывают стенокардию и недостаточное питание нервных клеток головного мозга.

Смола — наиболее опасный для здоровья компонент, проникающий в организм во время курения. Она представляет собой осадок, который накапливается в легких и бронхах. Дым от сигареты попадает в организм в виде аэрозоля, который содержит канцерогенные и мутагенные вещества. Они представляют собой смесь из органических, неорганических твердых и летучих частиц. По мере прохождения по дыхательным путям она охлаждается и конденсируется, образуя смолу. Густое вещество блокирует очистительную функцию реснитчатого эпителия и повреждает альвеолярные мешочки, что в комплексе со сниженным иммунитетом может стать причиной заболеваний дыхательной системы. Смола в сигаретах канцерогенна. Она провоцирует развитие раковых опухолей в легких;

Оксид углерода СО (II) (9,2% в общей токсичности сигареты) блокирует гемоглобин крови, связывая его в карбоксигемоглобин (до 20% от общего количества), что приводит к развитию кислородного голодания.

Синильная кислота - HCN и дициан- (CN)₂  (0,62% в общей токсичности) являются ядами для организма, подавляют окислительные процессы в тканях.

Сажа – аморфный углерод (7,8% в общей токсичности) засоряет дыхательные пути, бронхи,

3.Исследование табачного дыма и его анализ

3.1. Получение растворов веществ, содержащихся в дыме и фильтре сигарет.

• Получение сигаретного дыма и его растворение. Собираем прибор. Груша будет имитировать лёгкие человека. Сжимаем грушу, поджигаем сигарету и создаём грушей тягу – осторожно её разжимаем. При этом табачный дым заполняет грушу. В колбу с 20-25 мл дистиллированной воды выпускаем из груши дым. Забор сигаретного дыма повторяем несколько раз. После чего её закрываем пробкой и встряхиваем несколько раз для растворения веществ.

• Извлечение веществ из сигаретного фильтра. Отрываем фильтр от сигареты после «курения» и помещаем в колбу с 10-20 мл дистиллированной водой и встряхиваем несколько раз. Полученные растворы оставляем для последующих опытов.

Все ниже описанные опыты проводим для каждого вида сигарет, повторяя по три раза, в первой пробирке проводим контрольный опыт с дистиллированной водой.

3.2.Обнаружение фенолов и восстановителей в табачном дыме и фильтре сигарет.

Реактив: FeCl₃. В две пробирки наливаем по 1 мл растворов, приготовленных в опыте 1. Добавляем 2-3 капли 5%-ного раствора FeCl₃. Жидкость окрашивается в коричнево – зелёный цвет из-за образования смеси комплексных соединений фенолов разного строения.

Каждый фенол дает с FeCl₃ свою окраску, например фенол – фиолетовую, пирокатехин – зеленую, а гидрохинон – зеленую, переходящую в желтую

окраску.

Наиболее интенсивное окрашивание наблюдалось в табачном фильтре и дыме от сигарет «Астра», «Пегас», «Вечерние», наименее насыщенную окраску наблюдали в табачном дыме и фильтре от сигарет Reemtsma R6 KS. В контрольной пробирке изменение окраски хлорида железа (III) не происходило.

3.3. Обнаружение восстановителей алкалоидов, в том числе и никотина.

В две пробирки наливаем по 1 мл растворов веществ, содержащихся в дыме и фильтре сигарет, и добавляем в раствор марганцовки. Наблюдаем обесцвечивание растворов. Наиболее быстрое обесцвечивание произошло в пробирках, содержащих дым и фильтр от сигарет «Вечерние», «Пегас», «Астра», медленнее происходило обесцвечивание раствора марганцовки в пробирках, содержащих дым и фильтр сигарет Reemtsma R6 KS. В контрольной пробирке обесцвечивания не произошло.

3.4. Обнаружение смолы, никотина, эфирных масел в сигаретном дыме.

В раствор гидрокарбоната натрия добавим несколько капель фенолфталеина, раствор станет малиновым (гидролиз). Добавляем раствор сигаретного дыма. Малиновая окраска исчезает, так как табачный дым содержит кислотные оксиды

( О₂, SО₂, NO₂).При взаимодействии их с водой образуются кислоты, нейтрализующие щелочную среду. В пробирке так же появляется маслянистая буроватая пленка (никотин, смолы, эфирные масла).

Na⁺ + HCO₃^— + H₂O ↔ H₂CO₃ (H₂O + CO₂) + OH^— + Na⁺

S O₂+H₂O H₂SO₃;2NO₂ + H₂O=HNO₂ + HNO₃;

HNO₃ + NaOH=NaNO₃ +H₂O; H₂SO₃ +2NaOH= Na₂SO₃+2 H₂O

Быстрое обесцвечивание произошло при добавлении небольшого количества раствора дыма от сигарет «Астра», «Пегас», «Вечерние», гораздо медленнее происходило обесцвечивание при добавлении раствора сигаретного дыма Reemtsma R6 KS. Обесцвечивание раствора гидрокарбоната натрия в контрольной пробирке не наблюдали. Наиболее большой слой маслянистой пленки образовался в растворе табачного дыма от сигарет «Астра», «Пегас», «Вечерние», незначительный слой маслянистой пленки наблюдали в растворе сигаретного дыма Reemtsma R6 KS.В контрольной пробирке образование маслянистой пленки не наблюдалось.

4. Определение воздействия на зародыши фасоли веществ, образующихся при сгорании сигарет.

Цель: определить, как влияют продукты сигаретного дыма на развитие зародышей фасоли.

Выполнение опыта:

В 11 рассадников высаживаем по 5 семян фасоли на глубину 0,5 см. Поливку проводим в одно время и одинаковым объёмом воды. 1 рассадник - дистиллированная вода. 2 рассадник – водой, в которой на 10 минут замачивался фильтр от использованных сигарет «Reemtsma R6 KS». 3 рассадник – водой, в которой замачивалась вата, пропитанная дымом от сигареты «Reemtsma R6 KS» без фильтра. 4 рассадник – водой, в которой на 10 минут замачивался сигаретный фильтр сигареты «Marlboro menthol». 5 рассадник – водой, в которой замачивалась вата, пропитанная дымом от сигареты «Marlboro menthol» без фильтра. 6 рассадник – водой, в которой на 10 минут замачивался сигаретный фильтр сигареты «Вечерние». 7 – рассадник – водой, в которой замачивалась вата, пропитанная дымом от сигареты «Вечерние». 8 – рассадник – водой, в которой на 10 минут замачивался сигаретный фильтр от сигареты «Пегас». 9 рассадник – водой, в которой замачивалась вата, пропитанная дымом от сигареты «Пегас». 10 рассадник – водой, в которой на 10 минут замачивался сигаретный фильтр от сигареты «Астра». 11 рассадник – водой, в которой замачивалась вата, пропитанная дымом от сигареты «Астра» без фильтра.

Взошли семена в 1-ом рассаднике, в рассадниках 2-11 семена не взошли.

5. Изучение изменений жизненных показателей (определение пульса, давления, изменение скорости кровотока по ногтевому ложу) у курящего сигарету человека

В эксперименте учувствовал курильщик со стажем 15 лет. У испытуемого до курения и после курения сигареты измеряли жизненно важные показания организма: давление, пульс; изменение скорости кровотока в сосудах по ногтевому ложу [1]. Данные эксперимента приведены в таблице 1.

Таблица 1. Результаты эксперимента: «Жизненно важные показатели до и после курения сигарет у курящего мужчины».

После разового курения сигарет жизненно важные показатели были изменены: пульс, давление, скорость кровотока увеличились; задержка дыхания снизилась.

Заключение

Первый эксперимент, определяющий химический состав сигарет, показал, что в состав табачного дыма входят вредные для здоровья человека вещества: фенол, восстановители алколоидов, никотин, смола, эфирные масла и кислотные оксиды. Второй эксперимент, в котором определялось воздействие на зародыш фасоли веществ, образующихся при сгорании сигарет, наглядно показывает, что под воздействием никотина семена фасоли не развиваются. Никотин, содержащийся в воде для полива, угнетающе действует на нормальное развитие зародышей семени, что приводит к их гибели.

В третьем эксперименте определено, что курение отрицательно влияет на жизненно-важные показатели (пульс, давление, изменение скорости кровотока по ногтевому ложу, задержка дыхания), что значительно ухудшает здоровье курящего человека.

В результате работы можно сделать следующие выводы:

1. доказано, что химические вещества, содержащиеся в табачном дыме и фильтре сигарет вредны для организма. 2. С помощью эксперимента с определением всхожести фасоли определено: вредное воздействие никотина на нормальное развитие растущего организма. 3. С помощью эксперимента определено отрицательное влияние курения на жизненно-важные показатели человека. 4.На основе проведенного исследованияможно сделать вывод, что в составе сигаретного дыма содержится большое количество токсичных веществ.На основании проведённых исследований установлено, что химические вещества, содержащиеся в табачном дыме и в фильтре сигарет токсичны, отрицательно влияют на развитие зародыша фасоли и на жизненно важные показатели человека.

Гипотеза подтвердилась: курение опасно для организма, так как сигаретный дым содержит большое количество токсичных веществ.

Литература

Александров, А.А. Ваш ребенок курит? /А. Александров, провессор, зав. Лабораторией Минздравсоцразвития, М. Котова, ведущий научный сотрудник Минздравсоцразвития, В. Климович, психолог наркологического диспансера. – Москва: Эксмо, 2011. – 256 с.

Брайант-Моул, Кэрен Курение / Кэрен Брайант-Моул. – Москва: Махаон, 1998. – 32 с.: ил. – (Серьезный разговор).

Коростелев, Н.Б. От А до Я / Коростелев Н.Б. – 2-е изд., перераб. и доп. – Москва: Медицина, 1987. – 288 с.: ил. – (Научно-популярная медицинская литература. Детям о здоровье).

Маюров, А.Н., Маюров Я.А. Уроки культуры здоровья: табачный туман обмана: учебное пособие для ученика и учителя (7-11 классы). Книга 2 / А.Н. Маюров, Я.А. Маюров. – Москва: Педагогическое общество России, 2004. – 160 с.

Основы безопасной жизнедеятельности / авт.-сост. С.Н. Зигуненко; худож. В.Н. Родин. – Москва: АСТ: Астрель, 2005. – 398 с.: ил. – (Хочу всё знать).

Разбиль О.С., Ю.М.Комаров, Курение- 2-е изд., -Москва: Медицина,1988-160: isbN 5-225-00145-9- (Научно-популярная медицинская литература. Детям о здоровье).

Сизанов, А.Н., Хриптович, В.А. Модульный курс профилаактики курения. Школа без табака: 5-11 классы. – Москва: ВАКО, 2008. – 272 с. – (Педагогика. Психология. Управление).

Спасибо, не курю! / сост.: И. Заикин, А. Никитин. – Москва: Молодая гвардия, 1990. – 1174 с. – (Компас).

Ципоркина, И.В., Кабанова, Е.А. Практическая психология для подростков, или вся правда о наркотиках. – Москва: АСТ-ПРЕСС КНИГА. – 288 с.: ил. – (Практическая психология).

Энтин Г.М., Тарнавский, Как бросить курить_- Москва: Знание, 1977- 110с: ил.

Энциклопедия для девочек. – Санкт-Петербург: РЕСПЕКС, 1994. – 516 с.: ил.

Я познаю мир: основы безопасной жизнедеятельности / авт.-сост. С.Н. Зигуненко; худож. В.Н. Родин. – Москва: АСТ: Астрель, 2003. – 399 с.: ил.

Ягодинский, В.Н. Школьнику о вреде никотина и алкоголя: книга для учащихся. – 2-е изд., перераб. – Москва: Просвещение, 1986. – 96 с.: ил.

Приложение