Государственное бюджетное общеобразовательное учреждение Самарской области средняя общеобразовательная школа

им. В.Г. Солодовникова с.Черноречье муниципального района Волжский Самарской области

VII школьная

научно - практическая конференция «Юные дарования земли Самарской»,

посвящённая 180-летию со дня рождения Николая Васильевича Склифосовского

Направление: «Естественнонаучное»

Исследовательская работа по биологии, химии на тему

«Можно ли получить каучук из комнатного растения

в школьной лаборатории?»

Автор: Колесников Илья, учащийся 6 класса,

воспитанник объединения «Зелёный дом»
Научный руководитель:
Коняева Татьяна Николаевна,

руководитель объединения «Зелёный дом»

пос. Черновский м.р. Волжский, 2016г

Оглавление:

Введение_______________________________________________________2

Основная часть

1. Фикус - растение джунглей ___________________________4

2. Виды фикусов_______________________________________5

3. История каучука_____________________________________8

4. Условия содержания и разведения фикуса_______________11

5. Экспериментальная часть ____________________________13

Заключение и выводы___________________________________________15

Практические предложения_______________________________________16

Список литературы______________________________________________17

Приложение 1_______________________________________________18

Приложение 2_______________________________________________19

Приложение 3_______________________________________________20

Введение

Сейчас у многих людей в домах есть растения, которые прибыли к нам из разных стран. Многие из них обладают полезными свойствами. В нашей школе, на первом этаже стоит небольшое растение - фикус каучуконосный. Мне захотелось узнать побольше о нем и его свойствах. Содержит ли фикус полезные для человека вещества? Почему фикус называют резиновым деревом, и можно ли получить каучук из фикуса в условиях школьной лаборатории? Я считаю, что данная тема очень актуальна, так как люди должны знать какие растения их окружают и чем они полезны для них.

Практическая значимость работы в том, что изучение полезных свойств растений поможет людям больше узнать «питомцев», которые их окружают, а также в ходе выполнения работы проделаю таинственные превращения с каучуком.

Цель: познакомиться с фикусом каучуконосным и получить каучук в школьных лабораторных условиях.

Задачи:

• Познакомиться с растением (историей, условиями разведения и содержания), изучив дополнительную литературу

• Изучить способ получения каучука

• Проделать простые опыты с каучуком

• Оформить работу с последующей презентацией.

Объект исследования - фикус каучуконосный

Предмет исследования - физические и химические свойства каучука

Оборудование и материал - фикус каучуконосный, скальпель, нашатырный спирт, вата, уксусная кислота, пробирки, держатель для пробирок, спиртовка, предметное стекло, линейка, стаканчик с водой, спирт, бензин, керосин, сера.

Место проведения исследования: ГБОУ СОШ имени В.Г.Солодовникова с.Черноречье.

Методы: анализ литературы, изучение правил техники безопасности при проведении химических опытов, проведение эксперимента, наблюдение, анализ полученных результатов.

Новизна исследования: самостоятельное проведение эксперимента и его анализ.

Гипотеза - каучук можно получить в школьных лабораторных условиях.

Основная часть

1. Фикус - растение джунглей

Фикус в джунглях - это громадное дерево тридцати метров высотой с ли­стьями длиной до одного метра. Точное описание его дано две тысячи двести лет тому назад первым ботаником Теофрастом.

Теофраст сопровождал из­вестного завоевателя Александра Македонского в его походе в Индию. Он был поражен видом фикуса.

«Это могучее дерево с круг­лою кроною и чудовищного диа­метра; оно прикрывает своей тенью пространство в две стадии (300 метров).

Окружность ствола обыкно­венно 40, а иногда 60 шагов; листья по величине и виду рав­няются щиту. Из огромных го­ризонтально распростертых веток ежегодно спускаются в почву корни, которые отличаются от сучьев только жестким волосяным покровом, более бледною окраскою и отсутствием листьев; они сами постепенно обращаются в стволы и образуют как бы искусственно посаженный крытый зеленый ход вокруг глав­ного ствола. Под тенью их мог бы расположиться лагерем целый отряд конницы». [1 ]

На одном из островов реки Нербудды бенгальский фикус, или баниан, имел главный ствол в десять метров толщиной.

Вокруг главного ствола насчитывали тысячу триста при­даточных стволов и три тысячи меньших воздушных корней. Это был целый лес из одного дерева; в его тени однажды скрылось целое войско.

Этому дереву было три тысячи лет.

II. Виды фикусов

В природе насчитывается более 2000 видов фикусов. Среди которых: фикус Банджамина, фикус репенс- ползучий, есть лианы, «душители деревьев», тутовое дерево (шелковица). Фикусы объединяются в семейство тутовых. В это семейство входит тутовое дерево, или шелковица, листьями которого выкармливают шелковичных «червей».

Тутовое дерево очень распро­странено на Кавказе, в Крыму и в Средней Азии.

А также к фикусам относится и ядовитое дерево анчар, или упас, красиво, но фанта­стически описанный А. С. Пушки­ным в его стихотворении «Анчар».

Фикус карика (инжир) имеет красивые пальчато-лопастные листья и очень вкусные сладкие плоды, содержа­щие 70 процентов сахара. Эти плоды известны под названием винных ягод, смокв, фиг или инжира.

Плоды инжира неправильно называют ягодами: это со­плодие, состоящее из многих костянок.

Инжир прекрасно растет и даже плодоносит в комнатах.

Полезные свойства инжира. В соке инжира содержится большое количество витаминов и до 25% сахаров (глюкозы и фруктозы). Поэтому соплодия инжира являются не только прекрасным десертным фруктом, но и одновременно имеют большое лечебное значение. Особенно полезны свежие плоды инжира детям, страдающим малокровием и заболеванием дыхательных путей. Сушённые плоды инжира содержат 75% сахара и ряд полезных химических соединений, способствующих укреплению сердечной мышцы, а также витамины С и А, ферменты протеазу, липазу, диастазу. Используется и млечный сок (латекс) инжира как средство для лечения нарывов и язв, а также для борьбы с тромбами.

III. История каучука

Собственно, история каучука началась, как ни странно, с детского мячика и школьной резинки.

В 1493 году корабль Христофора Колумба во время вто­рого путешествия в Америку пристал к острову, названному им Эспаньола (теперь Гаити).

Высадившись на берег, испанцы были удивлены веселой игрой индейцев, похожей на наш баскетбол. Они в такт песне подбрасывали черные шары, которые, упав на землю, делали, словно живые, высокие и забавные прыжки. Взяв эти шары в руки, испанцы нашли, что они довольно тяжелы, липки и пахнут дымом.

Индейцы называли сок, из которого делали мячи, «каочу», что означало: «слезы дерева».

В восточной Индии, Индокитае, на островах Цейлоне, Яве и Борнео собирали каучук из фикуса, растущего в джун­глях. Затем стали разводить фикус на плантациях. Но в ско­ром времени фикус стал вытесняться посевами гевеи бразиль­ской, быстрее растущей и содержащей больше каучука, чем фикус. Фикус содержит 17,3 % каучука, а гевея - 32 %.

Каучук получил первое в Европе применение в 1770 году в школе под названием гуммиэластика (смолы эластичной) для стирания карандашных рисунков.

Первые же попытки сделать каучуковую обувь привели только к смеху. Галоши или сапоги хорошо служили в дождь, но стоило выглянуть и припечь солнцу, как они растягива­лись, начинали прилипать к тротуару. В мороз же такая обувь становилась хрупкой, как стекло.

Открытие резины, полученной от нагревания каучука и серы (в резине от двух до пяти процентов серы), привело к широкому ее применению. Развитие электричества, изобре­тение автомобиля и аэроплана превратили каучук в самый необходимый продукт.

В 1919 году изобретателями было предложено уже 40000 различных изделий из резины.

Внимание капиталистов всех стран обратилось на добычу каучука.

Первое время Бразилия оказалась владетельницей гро­мадных богатств. Правительство Бразилии решило эти бо­гатства сохранить и в целях избежать конкуренции с дру­гими государствами издало закон, запрещающий под стра­хом смерти вывоз из Бразилии семян и молодых деревьев гевей. Но было поздно.

По совету ботаника Дж. Гукера, англичанин Викгем по­ехал в 1876 году на берега Амазонки, где, с опасностью для жизни, собрал 70000 семян гевеи и, тайком «догрузив их на английский корабль, доставил в ботанический сад Кью. Семена были высеяны, но взошло только 4 %. Однако буквально через несколько дней сеянцы достигли полуметровой высоты. 1 900 сеянцев были запакованы в 38 ящиков и под присмотром садовника направлены на остров Цейлон, а оттуда разосланы на Яву, в Бирму, Австра­лию, в Тринидад, где неожиданно для Бразилии появились обширные плантации гевей.

Такова не первая история «ботанической контрабанды» англичан.

Во всех тех странах, где росли каучуконосные растения, их безжалостно калечили ради стремления получить наиболь­шее количество каучука.

Компании, организующие добычу, сбор и перевозку кау­чука, безжалостно калечили и людей, занятые сбором кау­чука, стремясь как можно больше и дешевле получить его.

В год с одного дерева получают всего шесть килограм­мов каучука. И всё это происходит не в средние века, а в наш XXI век!

Специальная комиссия в 1910 году выяснила, что за де­сять лет деятельности компании по добыче каучука население индейцев в районе Путумайо уменьшилось на сорок тысяч человек. Из пятидесяти двух тысяч осталось в живых только около десяти тысяч. За это время добыто было четыре тысячи тонн каучука. Таким образом, одна тонна каучука обходилась в десять человеческих жизней! В 1987 году в Советском Союзе и во многих зарубежных странах был показан фильм «Рабыня Изаура», который обрёл огромную популярность среди телезрителей, где правдиво была показана тяжелейшая жизнь рабов на тростниковых и каучуконосных плантациях.

.В Советский Союз не привозят каучук из других стран. Еще в 1931 году Иосиф Виссарионович Сталин сказал: «У нас имеется в стране всё, кроме разве каучука. Но через год-два и каучук мы будем иметь в своем распоряжении».

Советские исследователи пересмотрели сто тысяч различ­ных растений в разных районах нашего Союза.

Не прошло и года после года после слов Сталина, как колхозник Спиваченко указал ботанику Л. Е. Родину в горах Тянь-Шаня в Казахстане на каучуконосный одуванчик, назы­ваемый кок-сагыз, или «зеленая жвачка», содержащий в кор­нях до 16 и даже до 28 % каучука.

И неизвестный до того каучуконос кок-сагыз был размножен на полях нашей страны, и в течение пяти лет уже были по­лучены первые сотни тонн каучука.

Ученым же и промышленникам капиталистических стран пришлось затратить двадцать пять лет для того, чтобы полу­чить первые сотни тонн каучука из известной всем в мире гевеи.

Кок-сагыз широко возделывается на колхозных полях из семян и кусочков корней.

Каучук получается и на заводах из спирта, выгоняемого из картофеля. Способ получения синтетического каучука изо­бретен советским ученым академиком С. В. Лебедевым (показ образцов каучука).

Роль каучуков в нашей жизни трудно переоценить. Бурное развитие автомобильной промышленности в начале ХХ века способствовало росту выпуска резинотехнических изделий.

И сегодня в Самаре и в России в целом автомобиле - , самолето- и тракторостроение зависит от развития производства синтетического каучука. Крупнейший потребитель резины шинная промышленность. На производство шин идет 60% общего объема производства синтетического каучука. А так же в использовании как твёрдого ракетного топлива.

Широко используется и в медицине при изготовлении пластырей, силиконовых хирургических перчаток, инплантантов опорно-двигательной системы.

В настоящее время почти невозможно найти такую отрасль, где бы не применялись резинотехнические детали.

информацию отдела охраны окружающей среды. Синтетические полимеры усложнили вопрос утилизации отходов при производстве многих предметов промышленного и бытового назначения из высокомолекулярных веществ. Хорошо известно, как расширился в настоящее время ассортимент упаковочных, отделочных, конструкционных, медицинских, бытовых и других материалов из синтетических полимеров. Возникает вопрос: что делать с этими предметами и вещами, когда они приходят в негодность? Выбрасывать их на свалку? Уже сейчас образовались настоящие горы синтетического мусора. Экологическая трагедия состоит в том, что в отличие от природных и искусственных полимеров, для которых существуют ферменты, способные их разлагать, синтетические полимеры не могут самоуничтожаться. Это понятно: синтетические полимеры созданы человеком и не встречаются в живых организмах. Эволюция еще не успела создать условия для самоуничтожения этих веществ. В результате поверхность нашей планеты все более засоряется отходами производства.

В заключение следует отметить, что по производству синтетических каучуков наша страна занимает 2-е место в мире, а по выпуску стереорегулярных каучуков первое.

VI. Условия содержания и разведения фикуса

Грунт фикус каучуконосный предпочитает плодородный и пориcтый.

Пересаживать молодые растения необходимо каждый год, весной или в начале лета.

В комнатных условиях фикус каучуконосный должен получать много света (оптимален яркий рассеянный свет).

Растение теплолюбиво, довольно хорошо переносит жару, но в жаркие дни требует частого опрыскивания. Летом для него желательна температура +25…+28⁰С.

Полив : аккуратный, умеренный.

Листья фикуса необходимо содержать в чистоте, периодически протирать влажной салфеткой, чтобы вернуть им глянец, очистить устьица, и дать возможность нормально дышать и фотосинтезировать.

Ф

икус каучуконосный легко размножается черенкованием,

возможно размножение

воздушными отводками.

Фикус каучуконосный при правильном уходе - довольно стойкое и долговечное растение, может жить до 50 лет.

VII. Экспериментальная часть

Можем ли мы сами получить из фикуса каучук?

Ход работы:

1. На стебле, сделаем косой надрез коры до древесины. Под надрез приложим пробирку. Чтобы млечный сок не густел, около надреза прикрепим ватку, смоченную нашатырным спиртом. Когда наберется немного млечного сока, нальем в пробирку по каплям уксусную кислоту и встряхнем ее. Сразу же в ней образуются хлопья. Это выделился каучук. Промыв эти хлопья водой, затеи отжимаем, раскатываем в тонкую полоску.

2. Полученный каучук, подвергаем испытаниям. Сначала узнаем, какова его растяжимость. Для этого измеряем полоску, Длина её составляет 1 см., затем растянем полоску до 3 см и отпустим. Через 1 минуту полоска сократилась до 1,5 см.

3. Интересно узнать: в какой жидкости каучук растворится? Отрежем от нашего каучука два кусочка и положим один из них в воду, другой в бензин. На следующий день посмо­трим, что получится. Спустя сутки в воде каучук не растворился. А в бензине получился резиновый клей.

4. Если взять несколько маленьких частиц серы, в двадцать раз меньше кусочка каучука, то, нагревая каучук на предметном стекле с размельченной серой, можно получить резину. С резиной можно, проделать все те опыты по растяжи­мости и нагреванию, что и с чистым каучуком.

Заключение и выводы

В ходе выполнения нашей работы мы, изучив дополнительную литературу, познакомились с фикусом каучуконосным, его историей, условиями разведения и содержании. Познакомились с правилами работы с химическим оборудованием и при проведении опытов. Изучили способ получения каучука в школьных лабораторных условиях и проделали простые опыты с ним.

По результатам работы можно сделать следующие выводы:

1. Существует несколько видов фикусов

2. Фикус теплолюбивое , неприхотливое растение.

3. Размножается фикус черенкованием, воздушными отводками

4. Наша гипотеза подтвердилась: фикус каучуконосный содержит каучук, который можно получить в школьных лабораторных условиях.

5. Каучук обладает следующими свойствами:

1. природный необработанный (сырой) каучук - белый или бесцветный

2. важнейшее свойство каучука - это его эластичность

3. ценным для практического использования свойством каучука является также непроницаемость для воды и газов

4. он не набухает и не растворяется в воде, уксусной кислоте, спирте.

5. набухая и, затем, растворяясь в жирных и ароматических углеводородах (бензине, бензоле, эфире и других) и их производных, каучук образует коллоидные растворы, широко используемые в технике.

6. при 20 °C - мягкий, упругий и полупрозрачный. При нагреве свыше 50 °C он становится пластичным и липким; при температуре 80 °C натуральный каучук теряет эластичность; при 120 °C - превращается в смолоподобную жидкость, после застывания которой уже невозможно получить первоначальный продукт. Если поднять температуру до 200-250 °C, то каучук разлагается с образованием ряда газообразных и жидких продуктов.

Практические предложения

• При выполнении простейших химических опытов, необходимо соблюдать правила техники безопасности.

• Изучать комнатные растения и их свойства и пропагандировать бережное отношение к ним.

• Фикус каучуконосный можно содержать в домашних условиях, но так как он достигает в последующем больших размеров, лучше всего ему в офисных помещениях с большим свободным пространством.

Таким образом, каучук очень полезное комнатное растение.

Список литературы

1. Верзилин. Н.М. Путешествие с домашними растениями.- Ленинград, Государственное Издательство Детской Литературы Министерства Просвещения РСФСР- 1954г.

2. Вредители комнатных растений и меры борьбы с ними. Электронный ресурс:greeninfo.ru/protection_plants/pesticides.html/Article/_/aID/5296

3. Инжир./ Электронный ресурс. ru.wikipedia.org/wiki/%D0%98%D0%BD%D0%B6%D0%B8%D1%80

4. Черенкование комнатных растений в домашних условиях.
   / Электронный ресурс: greeninfo.ru/indoor_plants/ornamentals_plants.html/Article/_/aID/5214

5. Фикус каучуконосный Белиз. Электронный ресурс: greeninfo.ru/img/work/article/t_5291_2_1318337905_big_rsz.jpg

6. Фикус каучуконосный Мелани. Электронный ресурс: greeninfo.ru/img/work/article/t_5291_1_1318337905_big_rsz.jpg

7. Фикус каучуконосный Робуста./ Электронный ресурс: greeninfo.ru/img/work/article/t_5291_0_1318337903_big_rsz.jpg

8. Фикус каучуконосный Тинеке./ Электронный ресурс: greeninfo.ru/img/work/article/t_5291_3_1318337906_big_rsz.jpg

9. Фикус эластика черный принц в керамическом горшке в Московской области./ Электронный ресурс: moskovskaya-oblast.gimsy.ru/curr/fikus-elastika-chernyy-princ-v-keramicheskom-gorshke-488051.html

Приложение 1

Обработка активированным углем

Собирание млечного сока

Получение каучука

Приложение 2

Каучук в бензине

Каучук в керосине Каучук в воде

Каучук с серой Получение резины

Приложение 3

Опыты с каучуком при нагревании

Опыты с каучуком на растяжимость