Научно-исследовательский проект по химии

Муниципальное Бюджетное Образовательное Учреждение Средняя Общеобразовательная школа №7

Исследовательская работа по теме

«ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВРЕДНЫХ ДЛЯ ОРГАНИЗМА ЧЕЛОВЕКА ИОНОВ В НАПИТКАХ.»

«Хлор-,Сульфат- и Нитрат-ионы в популярных напитках».

Выполнила ученица 9 класса

Мизина Юлия

Руководитель: Прокопьева Любовь Сергеевна

П.Первомайский

2015г.

СОДЕРЖАНИЕ

1. ВВЕДЕНИЕ

1.1 Предисловие

1.2 Этапы исследования

1.3 Обзор литературы

1.4 Цель и задачи

2. МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

4. ВЫВОДЫ

Источники

Аннотация.

Поисково-исследовательская работа «Определение наличия опасных ионов в популярных напитках» составлена и проведена учителем биологии и химии Прокопьевой Любовь Сергеевной с ученицей 9 класса. Работа проведена с целью способствуя развитию познавательного интереса учащихся к предмету, что является целенаправленной многоуровневой деятельностью, способом познания мира через логические умозаключения.

Продолжительность 3 дня.

1.Введение

1.1 Предисловие.

Прописная истина гласит - «человек состоит из воды». Мозг взрослого человека состоит из воды на 74,5%, кровь - на 83%, в мышцах воды 75,8%, в костях - 22%. Человеческий зародыш - сплошная вода: в трехдневном эмбрионе ее 97%, в трехмесячном - 91%, а в восьмимесячном - 81%.Мы очень заботимся о качестве нашей воды, но не очень понимаем, что пьем. Я имею в виду напитки промышленного производства. Покупая баночку «FANTA» вы не задумываясь ее выпиваете, а вы читали ее состав? Вы знаете, что это за вещества и как они влияют на Ваш организм?

1.2 Этапы исследования

1. выбор темы и направления исследования

2. постановка цели и задач исследования

3. выбор методов проведения исследования

4. получение результатов в ходе использования обозначенных методов

5. обобщение, сравнение, установление закономерностей и прочее

6. формулирование выводов по проведённому исследованию

7. подведение итогов и определение сферы применения полученных результатов

Если работа педагога станет интересной и ему самому, то это будет в равной степени способствовать проявлению самостоятельности и интереса у учащихся.

1.3 Обзор литературы

Чтобы работа имела значимость, знание литературы необходимо.

Это позволяет

• оценить потребности науки и выбрать задачу

• выбрать методику работы в данной области

В первую очередь мы в своей работе использовали популярные и научные статьи, опубликованные на сайтах сети интернет. Это:

• история исследуемых напитков

• влияние вредных ионов на организм человека

• методические разработки

Данная информация прорабатывалась, анализировалась.

1.4 Цель и задачи

Цель:

• Определение нахождения вредных ионов в напитках;

• Актуализация проблемы здоровья человека;

• Развитие познавательного интереса на уроках биологии, химии;

• Осмысление знаний, формирование обобщённых способов работы.

Задачи

• Обнаружение нитрат-ионов в напитках;

• Обнаружение сульфат-ионов в напитках;

• Определение хлорид - ионов в напитках;

а также:

• Развитие мышления;

• Развитие элементов творческой деятельности;

• Развитие самостоятельности;

• Воспитание трудолюбия, патриотизма;

• Воспитание активной жизненной позиции.

2. Материал и методика

1. Характеристика места исследования

отобрали образцы напитков + контроль водопроводная не фильтрованная вода

Образцы:

№1-кока-кола

№2 -пепси

№3-фанта

№4- контроль( водопроводная вода)

2. Методика исследований

Предисловие.

Наше исследование началось с опроса учеников 5-11 классов (212 человек) и преподавательского состава (30 человек). Мы получили следующие результаты:

Pepsi предпочитают130 человек, что составляет-53,7%

Coca-cola -30 человек-12,4%

Fanta -22 человека -9,09%

«Я такое не пью» -30 человек -12,4%.

Младшее поколение выбрало один из трех напитков и только взрослые ответили, что такие напитки не предпочитают.

Как все начиналось: PEPSI-COLA- один из самых популярных прохладительных напитков, продающихся во всем мире. А началось все в далеком 1893году. Фармацевт из Северной Каролины в очередной раз экспериментировал, пытаясь создать прохладительный напиток, и как показывает история эксперимент увенчался успехом, на свет появился «НАПИТОК БРЭДА»- он впоследствии получил название PEPSI. Его самый первый рецептурный состав включал в себя сахар, газированную воду, ваниль, масло и орехи «кола». С позиции предложения напиток являлся « укрепляющим, веселящим, улучшающим пищеварение». В 1923 году был опубликован рецепт PEPSI.Этот рецепт не имеет веществ, которые могут быть опасными для здоровья.

С тех пор наука химия шагнула далеко вперед, выйдя на новый уровень, и многие натуральные ингредиенты заменили на искусственно синтезированные ароматизаторы , регуляторы кислотности и т.п. Остался ли напиток безвредным для человека…

Май 1886 года, Атланта. Юг страны все еще зализывает раны, болезненно переживая свое поражение в Гражданской войне; люди ищут утешения в фундаменталистской религии и патентованных лекарственных средствах. Универсальные средства, рекламируемые как «лекарства от всех болезней», ввозились из северных штатов. Как правило, они представляли собой спиртовые настойки, а южане как раз в тот момент развернули активную кампанию за здоровый образ жизни, включающую непримиримую борьбу с пьянством. Поэтому их фармацевты уже начали заменять спирт другим ингредиентом, считавшимся безопасным, не вредным для здоровья и «морально чистым». Этим ингредиентом был... кокаин. Местному фармацевту Джону Ститу Пембертону пришлось под давлением активистов Общества трезвенников изменить рецептуру напитка, называвшегося «Французская винная кока - идеальный тоник для стимуляции работы мозга», и устранить спирт, заменив его веществом, дающим не меньший тонизирующий эффект. Такое вещество он нашел в орехах колы, стимулятора, завезенного рабами из Африки. Рабы говорили, что кола похмельную головную боль «как рукой» снимает. Пембертон смешал экстракт орехов колы с напитком кока, впервые соединив эти два сильнейших стимулятора. Получившаяся жидкость была действительно мощным тонизирующим средством. Вот только вкус у напитка был отвратительным, и седобородый Пембертон вынужден был истратить еще уйму времени упорного труда, бесконечно компануя различные масла, травы и экстракты. Неприятный вкус нового психотропного снадобья требовалось заглушить, и это удалось. Тогда «Кока-Кола» еще не была газированной.

Жидкость представляла собой густой, сладкий сироп бурого цвета в бутылках из-под пива.

Знаменитый газированный напиток появился на свет в 1940 году в Германии на заводе Coca-Cola,

в разгар Второй мировой войны.

Из-за эмбарго, наложенного антигитлеровской коалицией, была приостановлена поставка в Германию ингредиентов, необходимых для производства Coca-Cola.

Нужно было полностью сворачивать производство или… изобретать что-то новое!

Макс Кайт, который отвечал за работу подразделения Coca-Cola в Германии, принял решение создать напиток на основе ингредиентов, которые были доступны в стране в то непростое время. Основными компонентами нового напитка стал яблочный жмых и молочная сыворотка.Формулу, которая легла в основу напитка, производители в шутку называли «фантастической»: ведь она появилась на свет благодаря человеческой фантазии и помогла спасти от разорения местный бизнес. Именно так родилось знаменитое название - Fanta (сокращенно от «fantastic»).

Война закончилась, а Fanta - осталась, превратившись в один из самых любимых напитков. Все знали: там, где продается Coca-Cola, есть и Fanta! Однако в те времена Fanta имела совсем не тот вкус, который мы все так хорошо знаем.

Что объединяет все это напитки? Они разрабатывались в сложный период и служила радовать людей своим вкусом. Но так ли они сейчас безопасны ? Мы проведем ряд опытов на нахождения в них опасных для человека ионов.

Влияние хлора на организм человека недооценивается. Cодержащийся в употребляемых жидкостях хлор представляет серьезную угрозу для нашего здоровья. Хлор, образуя различные соединения (всего их насчитано 11), тем самым превращается из защитника здоровья в его медленного убийцу. Различные производные хлора (хлориды, хлороформ, хлорфенол, остаточный хлор…) имеют онкогенные (канцерогенные) и мутагенные свойства, и способны влиять на человеческий генетический аппарат, а также вызывать онкологические процессы. Большое количество растворенного в воде хлора, равно как и его соединений, провоцируют респираторно-вирусные болезни, онкологические заболевания, пневмонию, гастриты. По данным исследований национального Американского онкологического института по причине содержащегося в питьевой воде хлороформа, можно отнести возникновение примерно 2% от всех случаев заболеваний рака печени и почек.

В мировой науке о нитратах знали уже гораздо раньше. Сейчас общеизвестно, что нитраты обладают высокой токсичностью для человека :

1. Нитраты под воздействием фермента нитратедуктазы восстанавливаются до нитритов, которые взаимодействуют с гемоглобином крови и окисляют в нем 2-х валентное железо в 3-х валентное. В результате образуется вещество метгемоглобин, который уже не способен переносить кислород. Поэтому нарушается нормальное дыхание клеток и тканей организма ( тканевая гипоксия), в результате чего накапливается молочная кислота, холестерин, и резко падает количество белка.

2. Особенно опасны нитраты для грудных детей, т.к. их ферментная основа несовершенна и восстановление метгемоглобина в гемоглобин идет медленно.

3) Нитраты способствуют развитию патогенной (вредной) кишечной микрофлоры , которая выделяет в организм человека ядовитые вещества токсины, в результате чего идёт токсикация, т.е отравление организма.

4) Нитраты снижают содержание витаминов в пище, которые входят в состав многих ферментов, стимулируют действие гормонов, а через них влияют на все виды обмена веществ.

5)У беременных женщин возникают выкидыши, а у мужчин - снижение потенции.

6) При длительном поступлении нитратов в организм человека (пусть даже в незначительно дозах) уменьшается количество йода, что приводит к увеличению щитовидной железы.

7) Установлено, что нитраты сильно влияют на возникновение раковых опухолей в желудочно-кишечном тракте у человека.

8)Нитраты способны вызывать резкое расширение сосудов, в результате чего понижается кровеносное давление.

При всём вышеизложенном следует помнить, вред наносят организму человека не сами нитраты, а нитриты, в которые они превращаются при определённых условиях.

Сульфаты проникают в ткани и органы: печень, глаза, сердце, почки, мозг. Вещества эти там оседают и накапливаются, концентрация их постепенно растет. В результате может измениться белковый состав клеток, что в свою очередь провоцирует развитие различных заболеваний (например, катаракты). Особенно это касается детей. Сульфаты способны повредить иммунную систему и вызвать мутации клеток. Печенью данные вещества почти не выводятся.

Взяв необходимые нам образцы + контроль проведем опыты на выявления таких опасных ионов.

Лабораторная работа №1

«Обнаружение хлорид - ионов в напитках».

Цель работы: познакомить учащихся с различными способами определения хлорид - ионов, развивать способность к анализу полученных результатов, получить сведения о наличии в воде хлорид - ионов.

Определение хлорид-ионов целесообразно провести параллельно в стандартных растворах, содержащих хлорид-ионы в водном образце источника.

Материалы и оборудование: напитки + контроль; концентрированный раствор нитрата серебра; пробирки.

Ход работы:

1. Налили в пробирку 2мл испытуемого раствора

2. Долили к нему 1мл концентрированного раствора AgNO3.

3. Имеющиеся хлориды в растворах дают устойчивый белый осадок хлорида серебра (AgCI).

Лабораторная работа №2

«Обнаружение нитрат - ионов в напитках».

Цель работы: познакомить учащихся с различными способами определения нитрат - ионов, развивать способность к анализу полученных результатов, получить сведения о наличии в растворах нитрат- ионов.

Материалы и оборудование:

водные растворы; концентрированный раствор едкого натра (NaOH), цинковая пыль, спиртовка, зажим, фенолфталеиновая бумага, лакмусовая бумага, дистиллированная вода, пробирки.

Ход работы:

1. Налили в пробирку 1мл испытуемого раствора

2. Добавили к нему 1мл концентрированного раствора NaOH и добавили немного цинковой пыли.

3. Для ускорения реакции смесь подогрели.

4. Имеющиеся нитраты в растворах восстанавливаются до аммиака. Аммиак определяется по покраснению бесцветной фенофталеиновой бумаги или по покраснению лакмусовой бумаги, смоченных в дистиллированной воде и внесённых в пары.

Лабораторная работа №3

«Обнаружение сульфат - ионов в напитках».

Цель работы: познакомить учащихся с различными способами определения сульфат - ионов, развивать способность к анализу полученных результатов, получить сведения о наличии в растворе сульфат- ионов.

Материалы и оборудование:

водные растворы, 10% раствор соляной кислоты (HCL), гидроксид бария (ВaOH), пробирки.

1. Добавили в пробирку с исследуемой водой 10 капель раствора соляной кислоты и 2 капли раствора гидроксида бария,

2. Наблюдайте в течение 3 мин. за помутнением раствора.

3. Имеющиеся сульфаты в растворах проявляются в соединении сульфат бария (BaSO4), который даёт белый осадок.

3. Результаты исследований.

Образец№1 (COCA-COLA)

Л.р. №1 обнаружение хлор-ионов: при добавлении концентрированного раствора нитрата серебра осадка не образовалось. Хлор-ионы отсутствуют.

Л.р.№2обнаружение нитрат-ионов: при проведении опытов нитратов не обнаружено.

Л.р№3 обнаружение сульфат-ионов: при проведении опыта наблюдалось помутнее испытуемого раствора, что говорит нам о присутствии сульфатов.

Образец №2(PEPSI-COLA)

Л.р №1 обнаружение хлор-ионов: при добавлении концентрированного раствора нитрата серебра осадка не образовалось. Хлор-ионы отсутствуют.

Л.р. №2обнаружение нитрат-ионов: при проведении опытов нитратов не обнаружено.

Л.р. №3 обнаружение сульфат-ионов: при проведении опыта наблюдалось помутнее испытуемого раствора, что говорит нам о присутствии сульфатов.

Образец№3(FANTA)

Л.р№1 обнаружение хлор-ионов: при добавлении нитрата серебра образовался белый осадок, что говорит о наличии в испытуемом растворе хлоридов.

Л.р. №2обнаружение нитрат-ионов: при проведении опытов нитратов не обнаружено.

Л.р.№3обнаружение сульфат-ионов: при проведении опыта наблюдалось помутнее испытуемого раствора, что говорит нам о присутствии сульфатов.

Контроль( водопроводная нефильтрованная вода).

Л.р№1 обнаружение хлор-ионов: при добавлении нитрата серебра образовался белый осадок, что говорит о наличии в испытуемом растворе хлоридов.

Л.р. №2обнаружение нитрат-ионов: при проведении опытов нитратов не обнаружено.

Л.р.№3обнаружение сульфат-ионов : при проведении опыта наблюдалось помутнее испытуемого раствора, что говорит нам о присутствии сульфатов.

4. Выводы

На основе полученных данных можно сделать следующие выводы:

• Не один из представленных образцов не прошел даже самый элементарный тест сделанный в простой школьной лаборатории с минимальным набором реактивов и оборудования.

• Пить эти напитки в больших количествах не рекомендуется, это может привести к непоправимым последствиям.

• Как показал опрос нескольких торговых точек, эти напитки покупают в основном школьники с 1 по 11 классы, что может пагубно отразится на последующих поколениях.

Кроме того:

• В такой деятельности есть осмысление знаний, формирование обобщённых способов работы.

• Развитие познавательного интереса на уроках биологии, химии.

Источники

1. alliance-neva.ru/

2. justwater.ru

3. reftrend.ru/912150.html