Добавить материал и получить бесплатное свидетельство о публикации в СМИ
Эл. №ФС77-60625 от 20.01.2015
Инфоурок / Химия / Другие методич. материалы / Методические указания для лабораторной работы "Химические опыты с сигаретами"

Методические указания для лабораторной работы "Химические опыты с сигаретами"

  • Химия

Поделитесь материалом с коллегами:

Методические указания для студентов по проведению лабораторной работы

ХИМИЧЕСКИЕ ОПЫТЫ С СИГАРЕТАМИ

дисциплина Органическая химия

Розова Л.В., преподаватель химии ГБПОУ «Тольяттинский медицинский колледж»


ХИМИЧЕСКИЕ ОПЫТЫ С СИГАРЕТАМИ


Данная лабораторная работа предназначена для формирования у студентов правильного отношения к своему здоровью и здоровью окружающих, способствует интеллектуальному развитию студентов, выработке у них экологического мышления и поведения, поможет показать студентам состав табачного дыма и табака, а также отрицательную роль табакокурения на примере несложных опытов.


«Ни одна наука не нуждается в эксперименте в такой степени как химия. Ее основные законы, теории и выводы опираются на факты. Поэтому постоянный контроль опытом необходим».

М.Фарадей

Вид занятия: Лабораторная работа.

Цель работы: Изучить состав табачного дыма и табака, а также отрицательную роль табакокурения с помощью лабораторных опытов; способствовать интеллектуальному развитию студентов, выработке у них экологического мышления и поведения, правильного отношения к своему здоровью и здоровью окружающих.

Краткие теоретические сведения: Горящая сигарета – это уникальная химическая фабрика, продуцирующая более 4 тысяч соединений, в том числе более 40 канцерогенов, такие как: бензпирин, мышьяк, сернистый газ, аммиак. Наиболее важным является ненасыщенный альдегид пропеналь. Он обладает высокой химической и биологической активностью, вызывая у курильщиков кашель.

Канцерогены способны вызвать развитие раковой опухоли.

Деготь после курения очень ядовит. Часть табачного дегтя, который не попадает в дыхательные пути курильщика во время затяжки, плотно прилипают к внутренней стенке мундштука и при последующих затяжках усиливает вредное действие табачного дыма. Проделали такой опыт. В течение месяца ученые мазали табачным дегтем уши у кроликов и в 95% у кроликов появлялись раковые опухоли. Некоторые вредные компоненты табачного дыма и их воздействие на организм приведены Таблице 1.


Таблица 1.Наиболее вредные компоненты табачного дыма

Ежегодно курильщики планеты Земля выкуривают приблизительно

12 000 000 000 000 сигарет!

При этом сжигается 7 000 000 000 кг табака и производится:

  • 550 000 кг угарного газа;

  • 720 000 кг синильной кислоты;

  • 108 000 кг никотина;

  • 384 000 000 кг аммиака;

  • 60 000 000 кг различных смол и т. д.


Проведение работы:

Подготовительная работа. Получение растворов веществ, содержащихся в дыме и фильтре сигарет

  • Получение сигаретного дыма и его растворение. Опыт проводят под тягой! «Закуривают» сигарету. Смотри рисунок 1.

hello_html_m38e00016.png

Рисунок 1 - Получение табачного дыма и растворение его в воде


Груша имитирует легкие человека. Сжимают грушу, поджигают сигарету и создают грушей тягу – осторожно ее разжимают. При этом табачный дым заполняет грушу. Берут небольшой стакан или колбу с 20-25мл дистиллированной воды и выпускают из груши дым в воду. Можно надеть на грушу стеклянную трубочку. Некоторые компоненты дыма растворяются в воде. Забор сигаретного дыма повторяют несколько раз. После закрыть колбу пробкой и встряхнуть для растворения веществ.

  • Извлечение веществ из сигаретного фильтра. Открывают фильтр от сигареты после «курения», разворачивают его и помещают в небольшую колбу с 10 – 20 мл дистиллированной воды. Колбу закрывают пробкой и встряхивают для растворения веществ. Полученные растворы оставляют для последующих опытов.


Опыт 1.Обнаружение в табачном дыме кислот и никотина.

Цель: изучить состав табачного дыма, выявить в нем наличие кислот, смол и никотина.

Приборы и материалы: пробирки, штатив, сигарета, окурок, 20 мг соды NaHCO3 с индикатором - фенолфталеином.

Ход работы:  Развернув фильтры целой и выкуренной сигарет, показать их ребятам и предложить сравнить эти два фильтра. Пояснить, что фильтр выкуренной сигареты, имеет тёмно-коричневый цвет, потому что в нём отложилась часть смол и никотина, образующихся при курении. Подчеркнуть, что большая часть этих веществ проходит через фильтр, попадает в лёгкие курильщика и откладывается на стенках альвеол. Затем нужно бросить каждый фильтр в пробирку с раствором и предложить ребятам понаблюдать за окраской растворов.

Наблюдения: В пробирке с содовым раствором при добавлении фенолфталеина и фильтра от невыкуренной сигареты, цвет раствора останется малиновым, так как среда будет щелочная. Что связано с накоплением гидроксид ионов.

В пробирке с содовым раствором при добавлении фенолфталеина и фильтра от выкуренной сигареты, раствор обесцветился за счет кислот, содержащихся в фильтре (произошла реакция нейтрализации). Кислоты образуются при взаимодействии воды с CO2, SO2 и NO2, выделяющимися при тлении табака. Наиболее опасный диоксид азота (бурый газ) NO2, повреждающий лёгкие:

2NO2 + H2O = HNO3 + HNO2

Составить уравнения реакций взаимодействия указанных кислотных оксидов с водой.

Вывод: Появление бурой окраски обусловлено присутствием никотина, смол и частиц угля. Которые не только остались в фильтре сигареты, но и проходят по дыхательным путям организма, оседая на стенках альвеол.

Опыт 1а. Обнаружение алкалоидов в табаке

Основной алкалоид табака – никотин. Содержание никотина в листьяхтабака составляет 1-9%.

Вызывая выброс глюкозы из печени и адреналина (эпинефрина) из мозгового вещества надпочечника, он вызывает возбуждение. Никотин подстегивает сердце, заставляя его учащенно работать. Сердце курильщиков сокращается в сутки лишних 20-25 тыс. раз. Кроме всего прочего, никотин увеличивает уровень дофамина в путях центров удовольствия в мозге. С субъективной точки зрения это проявляется ощущениями расслабленности, спокойствии и живости, а также умеренно-эйфорическим состоянием.

Алкалоиды часто обнаруживают с помощью реактива Драгендорфа. С алкалоидами он даёт оранжевый осадок. В пробирку наливают 1 мл 0,5н. раствора Bi(NO3)3 и по каплям добавляют 0,5н. раствор KI до растворения образующегося осадка BiI3 и появления оранжевого раствора K[BiI4]. Для получения раствора Bi(NO3)3 растворяют 4 г кристаллогидрата Bi(NO3)3•5H2O в 10 мл 2М раствора HNO3, а затем разбавляют дистиллированной водой до 50 мл.

Вынимают табак из сигареты и заливают его 10-20 мл 96%-ного раствора этанола. Осторожно нагревают смесь до кипения. После охлаждения 1 мл смеси переносят в пробирку и проводят пробу на наличие алкалоидов. Наблюдают появление обильного красно-оранжевого осадка.

Опыт 1б. Обнаружение алкалоидов в табачном дыме

В пробирку наливают 1 мл раствора табачного дыма и добавляют несколько капель раствора K[BiI4]. Выпадает ярко-оранжевый осадок. Сравнивают массы осадков, выпадавших из раствора табачного дыма и раствора, полученного при вымачивании сигаретных фильтров.

Делают вывод о содержании вредных веществ в табачном дыме сигарет с фильтром и без него.

Обязательно обращают внимание учащихся на то, что для удаления маслянистого налёта, образовавшегося на стенках стакана после растворения в нём сигаретного дыма, приходится применять моющее средство. Использованная груша даже после многочисленных промывок водой источает сигаретный «аромат». Учитель предлагает учащимся представить, что же откладывается в лёгких человека после курения сигарет.

Опыт 2. Доказательство высокого содержания углекислого газа в табачном дыме.

Цель: доказать вредное влияние на организм табачного дыма вследствие содержания в нём большого количества CO2.

Оборудование: самодельная установка (используемая в опыте №1), свежеприготовленный насыщенный и профильтрованный раствор известковой или бариевой воды (гидрата окиси кальция или бария).

Ход опыта. Налить в пробирку раствор, например, Ca (OH)2 и пропустить через него воздух (2-3 объёма резиновой груши). Отметить отсутствие изменений в растворе. Затем пропустить через раствор табачный дым (2-3 объёма резиновой груши). Обратить внимание ребят на появление в пробирке белого осадка и пояснить, что этот осадок представляет собой плохо растворимую в воде кальциевую соль углекислоты (CaCO3), которая образуется при реакции Ca (OH)2, с углекислым газом. Это означает, что табачный содержит много углекислого газа, гораздо больше, чем атмосферный воздух. Здесь уместно напомнить учащимся, что углекислый газ, образующийся в организме как конечный продукт обмена, постоянно выводится, так как накопление его вредно действует на организм (его избыток препятствует снабжению тканей кислородом, снижает обмен веществ, угнетает нервную систему). Врачи установили, что если в воздухе содержится больше 0,1% углекислого газа, то он непригоден для дыхания. А табачный дым содержит 6-9% углекислого газа, что в 60-90 раз превышает допустимую норму и в 200-300 раз превосходит содержание CO2 в чистом воздухе.

Вывод: накопление углекислого газа вредно действует на организм, препятствует снабжению тканей кислородом, снижает обмен веществ, угнетает нервную систему.

Опыт 3. Обнаружение фенолов в табачном дыме и фильтрате сигарет

Фенол ядовит. Вызывает нарушение функций нервной системы. Пыль, пары и раствор фенола раздражают слизистые оболочки глаз, дыхательных путей, кожу.

  • Реакция с FeCl3. В две пробирки наливают по 1мл растворов, приготовленных в опыте 1, и добавляют 2-3 капли 5%-ного раствора FeCl3. Жидкость окрашивается в коричнево-зеленый цвет из-за образования смеси комплексных соединений фенолов разного строения, например:

C6H5OH + FeCl3 → [C6H5OFe]2+(Cl)2- + HCl,

образуется дихлоридфенолят железа (III)(фиолетовое окрашивание)

Взаимодействие с хлоридом железа (III) -качественная реакция на фенол.

Каждый фенол дает с FeCl3 свою окраску, например фенол - фиолетовую, пирокатехин C6H4 (OH)2 – зеленую, а гидрохинон C6H4 (OH)2 – зеленую, переходящую в желтую.

Опыт 4. Обнаружение восстановителей в табачном дыме и фильтрате сигарет

Реакция с KMnO4.В табачном дыме содержатся восстановители, обладающие высокой токсичностью и раздражающим действием, например бензальдегид C6H5CHO, формальдегид HCHO, акролеин C2H3CHO. Их обнаруживают следующим образом. В две пробирки наливают по 1 мл раствора табачного дыма и раствора, полученного при вымачивании сигаретного фильтра. Добавляют в пробирки несколько капель 5%-ного раствора KMnO4. Наблюдают обесцвечивание раствора и выпадение бурого осадка MnO2 из-за восстановления KMnO4 веществами, содержащимися в табачном дыме:

MnO-4 + 2H2O + 3е-MnO2↓ + 4OH-

Наиболее опасными являются альдегиды–формальдегид и пропеналь.

Формальдегид обладает токсичностью, негативно воздействует на генетический материалрепродуктивные органыдыхательные путиглазакожный покров. Оказывает сильное действие на центральную нервную систему.Формальдегид внесён в список канцерогенных веществ. 

Акролеин (пропеналь) является очень нейротоксичным веществом, приводящим к гибели большого числа нейронов. Он обладает высокой химической и биологической активностью, вызывая у курильщиков кашель, его альдегидная группа легко окисляется до карбоксильной:

H2C=CH-CHO + [O] hello_html_m3bb6ef58.png H2C=CH-COOH

Делают вывод о содержании вредных веществ, оставшихся на фильтре после курения, в табачном дыме, прошедшем через фильтр, по интенсивности окраски комплексов железа(III) и по массе осадка MnO2 . Отмечают роль сигаретного фильтра в улавливании вредных веществ.

Опыт 5. Обнаружение непредельных соединений

Одним из них является ненасыщенный альдегид – пропеналь (акролеин) C2H3CHO. Вследствие своей высокой реакционной способности акролеин является токсичным, сильно раздражающим слизистые оболочки глаз и дыхательных путей соединением. Относится к I классу опасности (чрезвычайно опасные вещества).

В две пробирки наливают по 1 мл раствора табачного дыма и раствора, полученного при вымачивании сигаретного фильтра. Добавляют по 1-2 капли бромной или йодной воды (несколько капель аптечной настойки растворяют в 10 мл воды). Наблюдают обесцвечивание растворов:

Галогены присоединяются к акролеину по двойной связи с образованием дигалогенпроизводного:

H2C=CH-CHO + Hal2 hello_html_m3bb6ef58.png HalCH2CHHalCHO

Опыт 6. Исследование состава табака на наличие ионов тяжелых металлов.

К тяжелым металлам относятся более 40 химических элементов периодической системы Д.И. Менделеева, масса атомов которых составляет свыше 50 атомных единиц. 

В сигаретах и табачном дегте есть ионы тяжелых металлов, которые, попадая в организм человека, оседают в его тканях. Достигая определенной концентрации в организме, они начинают свое губительное воздействие - вызывают отравления, мутации.

Вначале сделаем вытяжку из сигарет. Извлечём табак в химический стакан, фильтр с табачным дегтем (окурок) целиком положим в стакан и зальем концентрированной азотной кислотой. 1 минуту настояться и профильтруем.

Опыт 6а. В пробирку нальем 1 мл вытяжки табака и бросим несколько крупинок иодида калия.

Наблюдения: осадок оранжевого цвета.

Вывод: Иодид калия – качественный реактив на ионы висмута Bi. Следовательно, в вытяжке есть ионы висмута.

Опыт 6б. Возьмем 1 мл вытяжки табака и прильем несколько капель сульфида натрия.

Наблюдения: осадок черного цвета.

Вывод: Сульфид натрия – качественный реактив на ионы свинца. Следовательно, в вытяжке есть ионы свинца.

Опыт 6в. К 0,5 мл вытяжки табака, прильем 1 мл этилового спирта, помешаем стеклянной палочкой и подожжем.

Наблюдения: Вначале пламя бесцветное, но через некоторое время языки пламени окрашиваются в карминово-красный цвет.

Вывод: Качественной реакцией определения ионов стронция является пламя.Следовательно, в вытяжке табака есть ионы стронция.

Опыт 7. «Наглядный опыт с бутылкой»

Физиологические последствия курения можно наглядно показать, используя демонстрационный прибор для курения. Он позволяет учащимся увидеть, как смолистые вещества немедленно проникают в рот и легкие, какой след там оставляют.

Оборудование: пластиковая бутылка с крышкой (из-под моющего средства), резиновая трубка длиной 5см, ватные шарики, пластилин, сигарета (лучше без фильтра), спички.

Ход опыта: В крышке пластиковой бутылки проделать отверстие размером с диаметр трубки. Вставить трубку и замазать щель пластилином. В один конец трубки вставить ватный шарик, в другой - сигарету. Завернуть крышку. Демонстрационный прибор готов. Сжав бутылку, выдавать из нее часть воздуха. Зажечь сигарету и начать равномерно ослаблять давление на бутылку. Сигарета начнет дымиться. На дно бутылки можно положить ватные шарики. В этом случае после демонстрации часть смолистых веществ осядет на стенках бутылки, и шарики окажутся темнее.

Вывод: После показа учитель задает вопросы: как выглядит ватный шарик после эксперимента? Как выглядят стенки бутылки? Как, по вашему мнению, выглядят легкие курильщика? В заключение занятия можно показать слайды, демонстрирующие действие никотина и угарного газа на организм, что при длительном воздействии этих компонентов на человеческий организм развиваются сердечнососудистые и бронхолёгочные заболевания.


Опыт 8.Проведение эксперимента «Влияние табачного дыма на живой организм»

Цель: Наглядно показать, как табачный дым влияет на живой организм.

Методика проведения: Для эксперимента необходимо отловить комнатных мух, приготовить «курительный аппарат» (резиновая груша, соединенная со стеклянной трубкой, на конце которой находится резиновая трубочка, в которую помещается сигарета). В четыре колбы одинаковой вместимости помещают одинаковую массу еды (хлеба или ватка, смоченная раствором сахара), одинаковую массу воды (вату, смоченную водой). В каждую колбу запускают по 6 мух. Первую колбу закрывают пробкой, она - контрольная.

Во вторую напускается дым сигареты без фильтра, а в третью с фильтром. В четвертую напускается дым от сигареты с фильтром и без фильтра и накрывается колбами такого же объема. Колбы соединяются клейкой лентой. Таким образом, создается для мух одинаковое пространство обитания, одна и та же питательную среду, но разные условия. Результаты эксперимента можно представить в виде таблицы 2, которая наглядно показывает, как изменялась продолжительность жизни мух в зависимости от условий.

Таблица 2. Результаты эксперимента

Вывод: Эксперимент покажет, что мухи могут находиться в замкнутом пространстве с объемом воздуха 500 мл до 10 дней. Если этот воздух вытеснить дымом сигареты без фильтра или сигареты с фильтром, продолжительность жизни мух снижается до 3-5 минут. Практически жизнь в среде дыма без воздуха не существует. Это доказывает отрицательное воздействие табачного дыма на живой организм. В воздухе, состоящем на 50% из дыма, продолжительность жизни мух сокращается в 2 раза. Это свидетельствует о том, что пассивное курение также опасно для организма.


Общий вывод: Табачный дым и табак содержат опасные для живого организма вещества, в том числе радиоактивные и канцерогенные. Многие из них являются мутагенными, следовательно, оказывают воздействие на будущее поколение курильщика. Выкуривание одной сигареты эквивалентно пребыванию на оживленной автомагистрали в течение 36 часов.

Каждая сигарета сокращает жизнь человека на 12 минут. У курящих людей рак легких возникает в 20 раз чаще, чем у некурящих людей. Человек, выкуривший 22 тыс. сигарет, приравнивается к работнику уранового рудника. Стоит ли минутное «удовольствие» всех этих последствий.


Рекомендации:

  • Если ты хочешь сейчас бросить курить и тебе нужна помощь или поддержка зайди на сайт takzdorovo.ru «КЛУБ никотиновой НЕзависимости 31 МАЯ»

  • Клуб 31 мая - отличное место, чтобы бросить курить. Потому что ты сделаешь это не в одиночку, а вместе со всеми. И можно больше не откладывать, не придумывать себе отговорки. 

  • Посмотрите с друзьями фильмы «Смерть с дымком» и «Конвеер смерти. Никотин».

  • Задумайтесь о себе и о своих потомках, и бросайте курить!


Библиографический список:

1. Зуева Т. Профилактика табакокурения. Воспитание школьников. 2000-№ 7 с.26

2. Г.В.Морозов, И.В.Стрельчук. Курение как «фактор риска». Издательство «Знание» Москва 1983

3. Умей сказать нет. Журнал «Народное образование» 1999 с. 169-172 Ж. «Воспитание школьника» №7-2000с.26-28

4. http://medkarta.com/

5. http: //takzdorovo.ru/


Автор
Дата добавления 09.11.2016
Раздел Химия
Подраздел Другие методич. материалы
Просмотров37
Номер материала ДБ-337276
Получить свидетельство о публикации

Включите уведомления прямо сейчас и мы сразу сообщим Вам о важных новостях. Не волнуйтесь, мы будем отправлять только самое главное.
Специальное предложение
Вверх