Методичні вказівки для лабораторної роботи "Хімічні досліди з сигаретами"

Методичні вказівки для студентів по проведенню лабораторної роботи

ХІМІЧНІ ДОСВІДИ З СИГАРЕТАМИ

дисципліна Органічна хімія

Розова Л.В., викладач хімії ГБПОУ «Тольяттинский медичний коледж»

ХІМІЧНІ ДОСВІДИ З СИГАРЕТАМИ

Дана лабораторна робота призначена для формування у студентів правильного ставлення до свого здоров'я та здоров'я оточуючих, сприяє інтелектуальному розвитку студентів, виробленню у них екологічного мислення і поведінки, допоможе показати студентам складу тютюнового диму і тютюну, а також негативну роль тютюнопаління на прикладі нескладних дослідів.

«Жодна наука не потребує експерименті в такій мірі як хімія. Її основні закони, теорії та висновки спираються на факти. Тому постійний контроль досвідом необхідний ».

М.Фарадей

Вид заняття: Лабораторна робота.

Мета роботи: Вивчити склад тютюнового диму і тютюну, а також негативну роль тютюнопаління за допомогою лабораторних дослідів; сприяти інтелектуальному розвитку студентів, виробленню у них екологічного мислення і поведінки, правильного ставлення до свого здоров'я та здоров'я оточуючих.

Короткі теоретичні відомості: Палаюча сигарета - це унікальна хімічна фабрика, що виробляє більше 4 тисяч з'єднань, в тому числі понад 40 канцерогенів, такі як: бензпірін, миш'як, сірчистий газ, аміак. Найбільш важливим є ненасичений альдегід пропеналь. Він має високу хімічну і біологічну активність, викликаючи у курців кашель.

Канцерогени здатні викликати розвиток ракової пухлини.

Дьоготь після куріння дуже отруйний. Частина тютюнового дьогтю, який не потрапляє в дихальні шляхи курця під час затяжки, щільно прилипають до внутрішньої стінки мундштука і при наступних затяжках посилює шкідливу дію тютюнового диму. Пройшли такий досвід. Протягом місяця вчені мазали тютюновим дьогтем вуха у кроликів і в 95% у кроликів з'являлися ракові пухлини. Деякі шкідливі компоненти тютюнового диму і їх вплив на організм наведені Таблиці 1.

Таблиця 1. Найбільш шкідливі компоненти тютюнового диму

Щорічно курці планети Земля викурюють приблизно

12 000 000 000 000 сигарет!

При цьому спалюється 7 000 000 000 кг тютюну і проводиться:

• 550 000 кг чадного газу;

• 720 000 кг синильної кислоти;

• 108 000 кг нікотину;

• 384 000 000 кг аміаку;

• 60 000 000 кг різних смол і т. Д.

Проведення роботи:

Підготовча робота. Отримання розчинів речовин, що містяться в димі і фільтрі сигарет

Малюнок 1 - Отримання тютюнового диму і розчинення його у воді

Груша імітує легені людини. Стискають грушу, підпалюють сигарету і створюють грушею тягу - обережно її розтискають. При цьому тютюновий дим заповнює грушу. Беруть невеликий стакан або колбу з 20-25мл дистильованої води і випускають з груші дим в воду. Можна надіти на грушу скляну трубочку. Деякі компоненти диму розчиняються у воді. Забір сигаретного диму повторюють кілька разів. Після закрити колбу пробкою і струснути для розчинення речовин.

• Витяг речовин з сигаретного фільтру. Відкривають фільтр від сигарети після «куріння», розгортають його і поміщають в невелику колбу з 10 - 20 мл дистильованої води. Колбу закривають пробкою і струшують для розчинення речовин. Отримані розчини залишають для наступних дослідів.

Досвід 1. Виявлення в тютюновому димі кислот і нікотину.

Мета: вивчити склад тютюнового диму, виявити в ньому наявність кислот, смол і нікотину.

Прилади й матеріали: пробірки, штатив, сигарета, недопалок, 20 мг соди NaHCO 3 з індикатором - фенолфталеїном.

Хід роботи: Розгорнувши фільтри цілої та викуреної сигарет, показати їх хлопцям і запропонувати порівняти ці два фільтри. Пояснити, що фільтр викуреної сигарети, має темно-коричневий колір, тому що в ньому відклалася частина смол і нікотину, що утворюються при курінні. Підкреслити, що велика частина цих речовин проходить через фільтр, потрапляє в легені курця і відкладається на стінках альвеол. Потім потрібно кинути кожен фільтр в пробірку з розчином і запропонувати хлопцям поспостерігати за забарвленням розчинів.

Спостереження: У пробірці з содовим розчином при додаванні фенолфталеїну і фільтра від невикуренной сигарети, колір розчину залишиться малиновим, оскільки середовище буде лужна. Що пов'язано з накопиченням гідроксид іонів.

У пробірці з содовим розчином при додаванні фенолфталеїну і фільтра від викуреної сигарети, розчин знебарвився за рахунок кислот, що містяться в фільтрі (сталася реакція нейтралізації). Кислоти утворюються при взаємодії води з CO 2, SO 2 і NO 2, що виділяються при тлінні тютюну. Найбільш небезпечний діоксид азоту (бурий газ) NO 2, ушкоджує легені :

2 NO 2 + H 2 O = HNO 3 + HNO 2

Скласти рівняння реакцій взаємодії зазначених кислотних оксидів з водою.

Висновок: Поява бурого забарвлення обумовлено присутністю нікотину, смол і частинок вугілля. Які не тільки залишилися в фільтрі сигарети, а й проходять по дихальних шляхах організму, осідаючи на стінках альвеол.

Досвід 1а. Виявлення алкалоїдів в тютюні

Основний алкалоїд тютюну - нікотин. Вміст нікотину в лістьяхтабака становить 1-9%.

викликаючи викид глюкози з печінки і адреналіну (Адреналіну) з мозкової речовини надниркової , Він викликає збудження. Нікотин підстьобує серце, змушуючи його прискорено працювати. Серце курців скорочується на добу зайвих 20-25 тис. Разів. Крім усього іншого, нікотин збільшує рівень дофаміну в шляхах центрів задоволення в мозку . З суб'єктивної точки зору це проявляється відчуттями розслабленості, спокої і жвавості, а також помірно-ейфоричним станом.

Алкалоїди часто виявляють за допомогою реактиву Драгендорфа. З алкалоїдами він дає помаранчевий осад. У пробірку наливають 1 мл 0,5 н. розчину Bi (NO 3) 3 і по краплях додають 0,5 н. розчин KI до розчинення утворюється осаду BiI 3 і появи оранжевого розчину K [BiI 4]. Для отримання розчину Bi (NO 3) 3 розчиняють 4 г кристалогідрату Bi (NO 3) 3 • 5 H 2 O в 10 мл 2М розчину HNO 3, а потім розбавляють дистильованою водою до 50 мл.

Виймають тютюн з сигарети і заливають його 10-20 мл 96% -ного розчину етанолу. Обережно нагрівають суміш до кипіння. Після охолодження 1 мл суміші переносять в пробірку і проводять пробу на наявність алкалоїдів. Спостерігають появу рясного червоно-оранжевого осаду.

Досвід 1б. Виявлення алкалоїдів в тютюновому димі

У пробірку наливають 1 мл розчину тютюнового диму і додають кілька крапель розчину K [BiI 4]. Випадає яскраво-оранжевий осад. Порівнюють маси опадів, що випадали з розчину тютюнового диму і розчину, отриманого при вимочуванні сигаретних фільтрів.

Роблять висновок про вміст шкідливих речовин в тютюновому димі сигарет з фільтром і без нього.

Обов'язково звертають увагу учнів на те, що для видалення маслянистого нальоту, що утворився на стінках склянки після розчинення в ньому сигаретного диму, доводиться застосовувати миючий засіб. Використана груша навіть після численних промивок водою виділяє сигаретний «аромат». Учитель пропонує учням уявити, що ж відкладається в легенях людини після куріння сигарет.

Досвід 2. Доказ високий вміст вуглекислого газу в тютюновому димі.

Мета: довести шкідливий вплив на організм тютюнового диму внаслідок вмісту в ньому великої кількості CO 2.

Обладнання: саморобна установка (використовувана в досвіді №1), свіжоприготований насичений і профільтрована розчин вапняної або барієвої води (гідрату окису кальцію або барію).

Хід досвіду. Налити в пробірку розчин, наприклад, Ca (OH) 2 і пропустити через нього повітря (2-3 обсягу гумової груші). Відзначити відсутність змін в розчині. Потім пропустити через розчин тютюновий дим (2-3 обсягу гумової груші). Звернути увагу хлопців на появу в пробірці білого осаду і пояснити, що цей осад являє собою погано розчинну у воді кальцієву сіль вуглекислоти (CaCO 3), яка утворюється при реакції Ca (OH) 2, з вуглекислим газом. Це означає, що тютюновий містить багато вуглекислого газу, набагато більше, ніж атмосферне повітря. Тут доречно нагадати учням, що вуглекислий газ, що утворюється в організмі як кінцевий продукт обміну, постійно виводиться, так як накопичення його шкідливо діє на організм (його надлишок перешкоджає постачанню тканин киснем, знижує обмін речовин, пригнічує нервову систему). Лікарі встановили, що якщо в повітрі міститься більше 0,1% вуглекислого газу, то він непридатний для дихання. А тютюновий дим містить 6-9% вуглекислого газу, що в 60-90 разів перевищує допустиму норму і в 200-300 разів перевершує вміст CO 2 в чистому повітрі.

Висновок: накопичення вуглекислого газу шкідливо діє на організм, перешкоджає постачанню тканин киснем, знижує обмін речовин, пригнічує нервову систему.

Досвід 3. Виявлення фенолів в тютюновому димі і фильтрате сигарет

фенол отруйний . Викликає порушення функцій нервової системи. Пил, пари і розчин фенолу дратують слизисті оболонки очей, дихальних шляхів, шкіру.

• Реакція з FeCl 3. У дві пробірки наливають по 1 мл розчинів, приготованих в досвіді 1, і додають 2-3 краплі 5% -ного розчину FeCl 3. Рідина забарвлюється в коричнево-зелений колір через утворення суміші комплексних сполук фенолів різної будови, наприклад:

C 6 H 5 OH + FeCl 3 → [C 6 H 5 OFe] 2+ (Cl) 2 + HCl,

утворюється діхлорідфенолят заліза (III) (фіолетове забарвлення)

Взаємодія з хлоридом заліза (III) -Якісний реакція на фенол.

Кожен фенол дає з FeCl 3 своє забарвлення, наприклад фенол - фіолетову, пирокатехин C 6 H 4 (OH) 2 - зелену, а гідрохінон C 6 H 4 (OH) 2 - зелену, переходить в жовту.

Дослід 4. Виявлення восстановителей в тютюновому димі і фильтрате сигарет

Реакція з KMnO 4. У тютюновому димі містяться відновники, що володіють високою токсичністю і подразнюють, наприклад бензальдегід C 6 H 5 CHO, формальдегід HCHO, акролеїн C 2 H 3 CHO. Їх виявляють наступним чином. У дві пробірки наливають по 1 мл розчину тютюнового диму і розчину, отриманого при вимочуванні сигаретного фільтру. Додають в пробірки кілька крапель 5% -ного розчину KMnO 4. Спостерігають знебарвлення розчину і випадання бурого осаду MnO 2 через відновлення KMnO 4 речовинами, що містяться в тютюновому димі:

MnO - 4 + 2 H 2 O + 3е - → MnO 2 ↓ + 4 OH -

Найбільш небезпечними є альдегіди-формальдегід і пропеналь.

формальдегід володіє токсичністю , Негативно впливає на генетичний матеріал , репродуктивні органи , дихальні шляхи , очі , шкіряний покрив . Надає сильну дію на центральну нервову систему .Формальдегід внесений до списку канцерогенних речовин.

Акролеїн (пропеналь) є дуже нейротоксичним речовиною, що призводить до загибелі великої кількості нейронів. Він має високу хімічну і біологічну активність, викликаючи у курців кашель, його альдегидная група легко окислюється до карбоксильної:

H 2 C = CH-CHO + [O] H 2 C = CH-COOH

Роблять висновок про вміст шкідливих речовин, що залишилися на фільтрі після куріння, в тютюновому димі, що пройшов через фільтр, за інтенсивністю забарвлення комплексів заліза (III) і по масі осаду MnO 2. Відзначають роль сигаретного фільтру в уловлюванні шкідливих речовин.

Досвід 5. Виявлення ненасичених сполук

Одним з них є ненасичений альдегід - пропеналь (акролеїн) C 2 H 3 CHO. Внаслідок своєї високої реакційної здатності акролеин є токсичним, сильно подразнюють слизові оболонки очей і дихальних шляхів з'єднанням. Відноситься до I класу небезпеки (надзвичайно небезпечні речовини).

У дві пробірки наливають по 1 мл розчину тютюнового диму і розчину, отриманого при вимочуванні сигаретного фільтру. Додають по 1-2 краплі бромної або йодної води (кілька крапель аптечної настоянки розчиняють в 10 мл води). Спостерігають знебарвлення розчинів:

Галогени приєднуються до акролеїну по подвійному зв'язку з утворенням дігалогенпроізводние:

H 2 C = CH-CHO + Hal 2 HalCH 2 CHHalCHO

Досвід 6. Дослідження складу тютюну на наявність іонів важких металів.

До важких металів ставляться більше 40 хімічних елементів періодичної системи Д.І. Менделєєва, маса атомів яких становить понад 50 атомних одиниць.

У сигаретах і тютюновому дьогті є іони важких металів, які, потрапляючи в організм людини, осідають в його тканинах. Досягаючи певної концентрації в організмі, вони починають своє згубний вплив - викликають отруєння, мутації.

Спочатку зробимо витяжку з сигарет. Ізвлечём тютюн в хімічний стакан, фільтр з тютюновим дьогтем (недопалок) цілком покладемо в стакан і заллємо концентрованою азотною кислотою. 1 хвилину настоятися і профільтруем.

Досвід 6а. В пробірку наллємо 1 мл витяжки тютюну і кинемо кілька крупинок йодиду калію.

Спостереження: осад оранжевого кольору.

Висновок: Йодид калію - якісний реактив на іони вісмуту Bi. Отже, в витяжці є іони вісмуту.

Досвід 6б. Візьмемо 1 мл витяжки тютюну і прилив кілька крапель сульфіду натрію.

Спостереження: осад чорного кольору.

Висновок: Сульфід натрію - якісний реактив на іони свинцю. Отже, в витяжці є іони свинцю.

Досвід 6в. До 0,5 мл витяжки тютюну, приплив 1 мл етилового спирту, завадимо скляною паличкою і підпалимо.

Спостереження: Спочатку полум'я безбарвне, але через деякий час язики полум'я забарвлюється в карміново-червоний колір.

Висновок: Якісної реакцією визначення іонів стронцію є полум'я. Отже, в витяжці тютюну є іони стронцію.

Досвід 7. «Наочний досвід з пляшкою»

Фізіологічні наслідки куріння можна наочно показати, використовуючи демонстраційний прилад для куріння. Він дозволяє учням побачити, як смолисті речовини негайно проникають в рот і легені, який слід там залишають.

Устаткування: пластикова пляшка з кришкою (з-під миючого засобу), гумова трубка довжиною 5 см, ватяні кульки, пластилін, сигарета (краще без фільтра), сірники.

Хід досвіду: У кришці пластикової пляшки зробити отвір розміром з діаметр трубки. Вставити трубку і замазати щілину пластиліном. В один кінець трубки вставити ватяну кульку, в іншій - сигарету. Загорнути кришку. Демонстраційний прилад готовий. Стиснувши пляшку, видавати з неї частину повітря. Запалити сигарету і почати рівномірно послаблювати тиск на пляшку. Сигарета почне диміти. На дно пляшки можна покласти ватні кульки. У цьому випадку після демонстрації частина смолистих речовин осяде на стінках пляшки, і кульки виявляться темніше.

Висновок: Після показу вчитель задає питання: як виглядає ватяну кульку після експерименту? Як виглядають стінки пляшки? Як, на вашу думку, виглядають легені курця? На закінчення заняття можна показати слайди, що демонструють дію нікотину і чадного газу на організм, що при тривалому впливі цих компонентів на людський організм розвиваються серцево-судинні та бронхолегеневі захворювання.

Досвід 8. Проведення експерименту «Вплив тютюнового диму на живий організм»

Мета: Наочно показати, як тютюновий дим впливає на живий організм.

Методика проведення: Для експерименту необхідно відловити кімнатних мух, приготувати «курильний апарат» (гумова груша, поєднана зі скляною трубкою, на кінці якої знаходиться гумова трубочка, в яку поміщається сигарета). О четвертій колби однакової місткості поміщають однакову масу їжі (хліба або ватка, змочена розчином цукру), однакову масу води (вату, змочену водою). У кожну колбу запускають по 6 мух. Першу колбу закривають пробкою, вона - контрольна.

У другу напускається дим сигарети без фільтра, а в третю з фільтром. У четверту напускається дим від сигарети з фільтром і без фільтру і накривається колбами такого ж обсягу. Колби з'єднуються клейкою стрічкою. Таким чином, створюється для мух однакове простір проживання, одна і та ж живильне середовище, але різні умови. Результати експерименту можна представити у вигляді таблиці 2, яка наочно показує, як змінювалася тривалість життя мух залежно від умов.

Таблиця 2. Результати експерименту

Висновок: Експеримент покаже, що мухи можуть перебувати в замкнутому просторі з об'ємом повітря 500 мл до 10 днів. Якщо це повітря витіснити димом сигарети без фільтра або сигарети з фільтром, тривалість життя мух знижується до 3-5 хвилин. Практично життя в середовищі диму без повітря не існує. Це доводить негативний вплив тютюнового диму на живий організм. В повітрі, що складається на 50% з диму, тривалість життя мух скорочується в 2 рази. Це свідчить про те, що пасивне куріння також небезпечно для організму.

Загальний висновок: Тютюновий дим і тютюн містять небезпечні для живого організму речовини, в тому числі радіоактивні і канцерогенні. Багато з них є мутагенними, отже, впливають на майбутнє покоління курця. Випалювання однієї сигарети еквівалентно перебуванню на жвавій автомагістралі протягом 36 годин.

Кожна сигарета скорочує життя людини на 12 хвилин. У курящих людей рак легенів вінікає в 20 разів Частіше, чем у некурящих людей. Людина, вікурівші 22 тис. Сигарет, прірівнюється до працівника уранового рудника. Чи варто хвилинне «задоволення» всіх цих наслідків.

рекомендації:

• Якщо ти хочеш зараз кинути курити і тобі потрібна допомога або підтримка зайди на сайт takzdorovo. ru «КЛУБ нікотинової Незалежності 31 ТРАВНЯ»

• Клуб 31 травня - відмінне місце, щоб кинути палити. Тому що ти зробиш це не поодинці, а разом з усіма. І можна більше не відкладати, що не придумувати собі відмовки.

• Подивіться з друзями фільми «Смерть з димком» і «Конвеєр смерті. Нікотин ».

• Задумайтесь про себе і про своїх нащадків, і кидайте курити!

Бібліографічній список:

1. Зуєва Т. Профілактика тютюнопаління. Виховання школярів. 2000-№ 7 с.26

2. Г.В.Морозов, І.В.Стрельчук. Куріння як «фактор ризику». Видавництво «Знання» Москва тисяча дев'ятсот вісімдесят три

3. Умій сказати немає. Журнал «Народна освіта» 1999 року з. 169-172 Ж. «Виховання школяра» №7-2000с.26-28

4. http://medkarta.com/

5. http: //takzdorovo.ru/