Исследование табачного дыма и продуктов, содержащихся в сигаретных фильтр

Исследование табачного дымы и продуктов, содержащихся в сигаретных фильтрах .

Выполнила работу:

ученица 9 класса МКОУ «Лодейнопольская средняя общеобразовательная школа №68»

Пузанова Кристина

Руководитель: учитель химии Жулидова М.С.

Данная работа является составной частью литературной композиции «Суд над сигаретой»

1. Введение

2. Постановка проблемы

3. Экспериментальное исследование

4. Выводы

Введение

"Курить или не курить?" .К сожалению на этот вопрос многие школьники в подростковом возрасте отвечают утвердительно, не задумываясь о последствиях принятого решения, а чаще всего просто-напросто не зная и не догадываясь о них.

Табак... На его совести огромное количество сломанных судеб и загубленных жизней. Жертвами табака становятся не только люди преклонного возраста, но и дети, школьники. Даже самые крошечные создания по вине табака рождаются на свет неполноценными, умственно и физически недоразвитыми.

Ни один из нас не застрахован от происков табака. С ним мы встречаемся на каждом шагу: дымят на улице, дома, в общественных местах.

Рассмотрим состав дыма и свойства химических соединений, входящих в табачный дым.

Состав дыма

Курильщики вдыхают смертельный коктейль ядовитых химических соединений, обладающих активными, токсичными, мутагенными и канцерогенными свойствами. Все они накапливаются в организме курящего. Это: смола, сероводород, угарный газ (25 мг), никотин(6 мг), метан(1,6 мг), цианистый водород (HCN). А также более 4000 других канцерогенных соединений.

Никотин относится к нервным ядам.

В экспериментах на животных и наблюдениях над людьми установлено, что никотин в малых дозах возбуждает нервные клетки, способствует учащению дыхания и сердцебиения, нарушение ритма сердечных сокращений, тошноте и рвоте.

В больших дозах тормозит, а затем парализует деятельность клеток ЦНС в том числе вегетативной. Расстройство нервной системы проявляется понижением трудоспособности, дрожанием рук, ослаблением памяти.

Еще не окрепшие нервная и кровеносная системы детей и подростков болезненно реагируют на табак. Составные части табачного дыма всасываются в кровь через 2-3 минуты. Ненадолго эти вещества повышают активность клеток мозга, это состояние воспринимается курильщиком как освежающий приток сил или своеобразное чувство успокоения. Однако это состояние скоро проходит, и, чтобы его снова ощутить, человек тянется за новой сигаретой. Чаще всего табакозависимость (привыкание к сигарете) устанавливается за год. У человека, привыкшего к курению, в случае резкого прекращения курения ,наблюдается абстинентный синдром (ломка), который выражается в головной боли, колебании артериального давления, болях в области сердца, желудка, могут наблюдаться кишечные расстройства, повышенная потливость, слабость, вялость, нервозность, подавленность. Курящие подвергают опасности не только себя, но и окружающих людей. В медицине появился даже термин "Пассивное курение".

Цель работы:

1. Экспериментально доказать, что вещества, содержащиеся в сигаретном дыме и окурках, влияют на растительные организмы.

2. Экспериментально доказать наличие вредных веществ в сигаретном дыме и окурках.

Оборудование:

1.Химическая лаборатория учащегося.

2.. Растворы, содержащие продукты разложения сигарет.

3. Емкости для выращивания семян.

4. Компьютер, фотоаппарат, Интернет-ресурсы

.Действие на растительные организмы

Результаты биологического эксперимента
В четыре стаканчика поместили семена гороха. 1 стакан поливали водой, содержащей табачный дым, 2 - настоем окурков, 3- настоем использованных сигаретных фильтров, 4 - контрольный..

Семена гроха, которые поливали водой, содержащей продукты распада сигарет, дали всходы в 2 случаях из 15 возможных.

Контрольный образец содержал 12 растений из 15 возможных

Вывод: вещества, входящие в состав сигарет и сигаретного дыма, убивают растительные организмы

Результаты химического эксперимента

Для исследования брались фильтры выкуренных сигарет и окурки, помещались в дистиллированную воду, затем полученный раствор фильтровали. Далее проводили анализ исследуемого раствора. Для получения более точных результатов каждый опыт повторялся не менее трех раз.

Проводился анализ на следующие компоненты: наличие фенолов, ненасыщенных соединений, альдегидов, алкалоидов. Также исследовали действие табачного дыма на свойства ферментов слюны (амилазы).

Опыт №1. Извлечение веществ из сигаретного фильтра

Оторвать фильтр от сигареты после «курения», развернуть его и поместить в небольшую колбу с 50 мл дистиллированной воды. Колбу закрыть пробкой и встряхнуть несколько раз. Полученную смесь отфильтровать. Растворы использовались для последующих опытов.

Опыт № 1. Определение реакции среды полученных растворов

В полученные растворы внести универсальную индикаторную бумагу. По окраске индикаторной бумаги определить реакцию среды.

Опыт № 2. Обнаружение фенолов

В пробирки с 2-3 мл исследуемого добавить 2-3 капли 5% раствора хлорида железа (III).

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

В табачном дыме содержатся фенолы, так как при взаимодействии исследуемого раствора с хлоридом железа (III) был получен раствор коричнево-зеленого цвета из-за образования смеси комплексных соединений фенолов разного строения (приложение; фото 7, 8).

6C₆H₅OH + FeCl₃ → [Fe(C₆H₅OH)₆]CI₃


Опыт № 3. Обнаружение непредельных соединений

1. 
   В пробирку налить 5 мл раствора. Добавить несколько капель 5% раствора KMnO₄.

2. 
   Через раствор перманганата калия пропустить табачный дым.

Если раствор обесцветился, это свидетельствует о наличии ненасыщенных соединений, например, стирола и изопрена.

Опыт №4. Обнаружение альдегидов (формальдегида)

Приготовить свежеосажденный гидроксид меди (II). Для этого к 2-3 мл раствора гидроксида натрия добавить несколько капель сульфата меди (II).

2NaOH + CuSO₄ → Cu(OH)₂↓ + Na₂SO₄

К гидроксиду меди (II) прилить 5 мл исследуемого раствора, затем нагреть содержимое пробирки.

Выпадение осадка оранжевого (красного) цвета Cu₂O свидетельствует о наличии альдегидов в растворе.

HCOH + 2Cu(OH)₂ → HCOOH + Cu₂O↓ + 2H₂O

Опыт № 5. Действие табачного дыма на свойства ферментов слюны (амилазы)

Как и другие ферменты, амилаза имеют белковую природу и, проявляя каталитические свойства, влияют на скорость биохимических реакций.

Активность амилазы определяли по ее способности ускорять реакцию гидролиза крахмала.

Взять две пробирки. В пробирку № 1 налить 2 мл слюны некурящего человека, в пробирку № 2 - 2 мл слюны, которая прошла обработку табачным дымом (табачный дым по газоотводной трубке пропустить через раствор слюны). Затем добавить в каждую пробирку по 2 мл раствора крахмала. Содержимое пробирок тщательно перемешать.

Раствор крахмала и слюна должны быть теплыми (37^оС - 38^оС), так как температура влияет на активность ферментов.

В каждую пробирку прибавить раствор йода (реактив на крахмал). Затем пробирки поместить в теплую воду. Через 10 минут содержимое пробирок охладить.

Если содержимое в пробирке окрасилось в синий цвет, то это свидетельствует о присутствии крахмала (активность амилазы снижена), а если окраска не появилась - произошло расщепление крахмала.

(C₆H₁₀O₅)n + nH₂O → nC₆H₁₂O₆

Вывод.

Результаты химического исследования подтверждают наличие в продуктах, остающихся после курения сигарет наличие вредных веществ. Это фенолы, альдегиды, алкалоиды. Продукты распада табака влияют на ферменты (амилаза).

Результаты анкетирования

Всего было опрошено 110 респондентов, из них 60 - учащиеся 9-11 классов, 50 - жители района нашей школы.

Среди взрослых курильщиками оказалось большинство - 27 человек (54%). Из опрошенных мужчин (17) курят 13 человек (76%), женщин (33) - курят 14 человек (42%). При этом все знают о вреде курения!

На вопрос о том, когда они начали курить, 70% (19 человек) ответили, что в подростковом возрасте, т.е. в школе, а 30% - в более взрослом возрасте.

На вопрос для чего же они курят были даны следующие ответы:

1. 
   «Заменяет общение с людьми, помогает снять стресс» - 41% (11 респондентов);

2. 
   «Просто так, от нечего делать» - 33% (9 респондентов);

3. 
   «Нравится» - 15% (4 респондента);

4. 
   «Это привычка» - 11% (3 респондента).

Среди курящих положительно к курению относятся 30% опрошенных, отрицательно - 33 %, нейтрально - 37%. Среди некурящих - 17% отрицательно, 83% - нейтрально. В результате из общего числа респондентов положительно к курению относятся 16%, отрицательно - 26%, нейтрально - 58% (см.таблицу № 1).
Таблица № 1 Отношение к курению жителей района школы № 9

Положительное

Отрицательное

Нейтральное

Курящие респонденты

8 (30%)

9 (33%)

10 (37%)

Некурящие респонденты

0

4 (17%)

19 (83%)

Всего

8 (16%)

13(26%)

29 (58%)

При опросе учащихся оказалось, что курят 20% (12 учащихся из 60). Из них 9 юношей (75%) и 3 девушки (25%). О вреде курения знают все опрошенные.

На вопрос для чего же они курят были даны следующие ответы:

1. 
   «Это модно» - 42% (5 респондентов);

2. 
   «Чтобы казаться более взрослым» - 33% (4 респондента);

3. 
   «Для удовлетворения» - 25% (3 респондента).

Среди курящих положительно к курению относятся 42% опрошенных, отрицательно - 0%, нейтрально - 58%. Среди некурящих - 85% отрицательно, 15% - нейтрально. В результате из общего числа респондентов положительно к курению относятся 10,3%, отрицательно - 68,3%, нейтрально - 23,3% (см.таблицу № 2).
Таблица № 2 Отношение к курению учащихся 9-11 классов

Положительное

Отрицательное

Нейтральное

Курящие респонденты

5 (42%)

0

7 (58%)

Некурящие респонденты

0

41 (85%)

7 (15%)

Всего

8 (10,3%)

41(68,3%)

14 (23,3%)

Анализ анкет показал, что все курящие знают о вреде курения, но, тем не менее, продолжают курить, при этом 15% респондентов относятся к курению положительно.

2. 
   ^ Результаты биологического эксперимента

Подвижность личинок мух в исследуемых образцах в первые двое суток была одинакова (приложение; фото 1, 2, 3). На третьи сутки личинки, которые находились в чистом воздухе, стали двигаться менее активно, а затем стали превращаться в куколки. Личинки, которые находились в атмосфере табачного дыма, продолжали двигаться активно, через пять дней их активность начала снижаться и на следующий день они перестали двигаться вовсе. В результате они погибли на стадии личинки.

3. 
   ^ Результаты химического эксперимента

Сначала мы получили исследуемый раствор (приложение; фото 4, 5).

Раствор имеет слабокислую реакцию среды (приложение; фото 6).Это свидетельствует о том, что в табачном дыме содержатся кислотные оксиды, такие как СО₂, NO₂, SO₂. При взаимодействии с водой образуются растворы кислот:

CO₂ + H₂O = H₂CO₃ ;

2NO₂ + H₂O = HNO₂ + HNO₃;

SO₂ + H₂O = H₂SO₃ .

В табачном дыме содержатся фенолы, так как при взаимодействии исследуемого раствора с хлоридом железа (III) был получен раствор коричнево-зеленого цвета из-за образования смеси комплексных соединений фенолов разного строения (приложение; фото 7, 8).

6C₆H₅OH + FeCl₃ → [Fe(C₆H₅OH)₆]CI₃

При пропускании табачного дыма через раствор перманганата калия интенсивность окраски раствора уменьшилась, а при взаимодействии исследуемого фильтрата с раствором перманганата калия - раствор обесцветился. Следовательно, в табачном дыме содержатся ненасыщенные углеводороды (приложение; фото 9).

Эта реакция также свидетельствует о том, что в составе табачного дыма содержатся и восстановители, такие как бензальдегид, формальдегид, акролеин.

Содержание альдегидов подтвердила и реакция со свежеприготовленным гидроксидом меди (II) (приложение; фото 10, 11).

В табачном дыме содержится и синильная кислота, которая является сильным ядом. При взаимодействии исследуемого раствора с нитратом серебра (I) выпадает сначала белый осадок (приложение; фото 12), а через некоторое время - черный (приложение; фото 13). Черный осадок свидетельствует о наличии сульфид-ионов.

В табачном дыме содержатся алкалоиды (никотин, норникотин, никотирин и др.). При взаимодействии с раствором йода в йодиде калия наблюдалось образование осадков красновато-бурого цвета (приложение; фото 14) .

При исследовании действия табачного дыма на свойства амилазы выяснили, что в слюне, которая прошла обработку табачным дымом (пробирка № 2), действие фермента снижена, так как раствор в пробирке стал синего цвета. Это свидетельствует о том, что не произошло расщепление крахмала. В пробирке со слюной некурящего человека синяя окраска так и не появилась, крахмал гидролизовался, то есть амилаза выполнила свою функцию (приложение; фото 15, 16, 17).

There was a green house. Inside the green house there was a white house. Inside the white house there was a red house. Inside the red house there were lots of babies. What is it?

В зеленом домике есть белый. Внутри него - есть красный дом. А в красном домике много ребятишек. Что же это? Watermelon. Арбуз.