Инфоурок Химия Научные работыНаучно-исследовательская работа на тему: "Исследование наличия ионов железа в распространенных напитках"

Научно-исследовательская работа на тему: "Исследование наличия ионов железа в распространенных напитках"

Скачать материал
библиотека
материалов

Государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение

«Челябинский государственный промышленно-гуманитарный

техникум им. А.В. Яковлева»

 

 

 

Секция «Экология. Валеология»

 

ИССЛЕДОВАНИЕ НАЛИЧИЯ ИОНОВ ЖЕЛЕЗА В РАСПРОСТРАНЕННЫХ НАПИТКАХ

 

Исследовательская творческая работа

 

 

 

Автор:

студентка ГБПОУ «ЧГПГТ им. А.В. Яковлева»

Лебедева Екатерина Григорьевна

Руководитель:

преподаватель ГБПОУ «ЧГПГТ им. А.В. Яковлева»

Петухова Марина Евгеньевна

 

 

 

 

 

 

 

Челябинск 2021


Оглавление

Введение………………………………………………………………...…..........

3

Глава 1. Теоретические аспекты

 

1.1 Строение и роль гемоглобина…………………………………….…………

5

1.2 Эритроциты……..………………………………………………….………….

6

1.3 Функции и нормы содержания микроэлемента железо в организме…..…

6

1.4 Последствия дефицита и избытка железа…………………………………

8

Глава 2. Практические аспекты

 

2.1 Анкетирование……………………………..…………………………………

10

2.2 Исследование напитков….……………………………………….………….

11

Заключение……………………………………………………………………….

13

Список использованных источников ……………….………………………….

14

 

 

 

 


Введение

Железо является уникальным микроэлементом в организме человека. В организме здорового человека содержится приблизительно 4-5 граммов железа. Около 70% всего железа  входит в состав особого белка  гемоглобина, находящегося в красных кровяных клетках – эритроцитах. Основная их функция  – перенос кислорода от легких ко всем тканям и органам нашего организма. Без кислорода, как известно, невозможно протекание различных биохимических процессов в организме, поэтому человек не может прожить и нескольких минут. Остальные 30% железа содержится в селезенке, печени и костном мозге.

Каким образом железо влияет на организм человека? Попытаемся ответить в нашей работе.

Актуальность обозначенной проблемы определила цель и задачи проекта.

Цель работы: изучение влияния микроэлемента железо на организм человека и выявление его содержания в наиболее распространенных напитках.

Задачи:

1.     изучить источники информации по теме исследования;

2.     провести анкетирование среди студентов «ЧГПГТ им. А.В. Яковлева» для выявления дефицита железо;

3.     провести исследования соков и минеральной воды на предмет содержания железа.

Гипотеза. Мы предполагаем, что не во всех распространенных напитках присутствуют ионы железа.

Объект исследования: фруктовые соки и минеральная негазированная вода отечественных производителей.

Предмет исследования: оценка содержания микроэлемента железа в наиболее распространенных напитках.

Работа имеет актуальное значение, так как сохранение здоровья человека в условиях нарастающих экологических проблем  важнейшая задача человечества. Данную тему важно изучать и разрабатывать с целью снижения риска заболеваний, связанных с недостатком и избытком железа в организме. 

 


Глава 1. Теоретические аспекты

 

1.1 Строение и роль гемоглобина

Гемоглобин – сложный белок с четвертичной структурой, состоящий из четырех субъединиц. Каждая субъединица состоит из небелковой части – гема и белка глобина. Именно в сердцевине небелковой структуры гема, находится ион железа, который имеет степень окисления «+2» и координационное число 6. Двумя ковалентными связями железо связано с азотами пиррольных колец. Приложение 1

Посредством гемма гемоглобин способен присоединять и отдавать молекулы кислорода  и обеспечивать окраску эритроцитов. Гемоглобин обладает двумя удивительными свойствами. В легких за очень короткий промежуток времени 0,02 секунды он присоединяет кислород и превращается в непрочное соединение – оксигемоглобин. В тканях кислород отщепляется от оксигемоглобина и используется клетками. Освободившийся от кислорода гемоглобин тут же присоединяет углекислый газ и с током крови опять попадает в легкие.

Нарушение этого процесса приводит к кислородному голоданию клеток организма, они могут погибнуть. Наиболее чувствительны к недостатку кислорода клетки головного мозга. Достаточно 5-6 минут для прекращения доступа кислорода, чтобы вызвать тяжелые нарушения работы мозга.

В природе существует еще одно вещество, которое более активно, чем кислород, соединяется с гемоглобином – это оксид углерода (II), или угарный газ. При вдыхании угарного газа он проникает в кровь и образует с гемоглобином прочное соединение, которое вызывает тяжёлое отравление, кончающееся иногда смертью.

 

1.2 Эритроциты

Как уже отмечалось, гемоглобин содержится в составе эритроцитов – красных кровяных телец. Эритроциты очень малы. В одном кубическом миллиметре крови содержится до 5 миллионов эритроцитов. Они имеют двояковогнутую форму. Снаружи эритроцит покрыт мембраной, которая легко пропускает газы, воду, анионы. Зрелые эритроциты не имеют ядер. Под мембраной находиться гемоглобин. В одном эритроците 265 молекул гемоглобина.

Эритроциты зарождаются в красном косном мозге, живут около 120 дней и разрушаются в селезенке и печени. Основные функции эритроцитов – транспорт кислорода и углекислого газа, участие в подержании постоянства внутренней среды организма.

В процессе эволюции животных и человека потребность в кислороде возрастала в результате увеличения интенсивности обмена веществ. У животных менялись форма, размер и количество эритроцитов.

У холоднокровных животных при небольшой потребности в кислороде очень крупные эритроциты. Например, у угревидной саламандры они видны простым глазом. Эритроциты человека в 3 раза меньше эритроцитов лягушки, но зато число их в 1 мм3 крови в 13 раза больше.

Замечено, что чем меньше млекопитающее, тем меньше его эритроциты и тем больше их содержится в одном и том же объеме крови.

Немаловажное значение для поглощения кислорода имеет форма эритроцитов. У разных животных она различна – круглые, овальные, ветеренообразные, дискообрзные с отростками. У высших животных и человека в состав молекулы гемоглобина входит ион железа, который придает крови красный цвет. А у некоторых моллюсков кровь голубая за счет ионов меди.

 

1.3 Функции и нормы содержания микроэлемента железо в организме

Микроэлемент железо выполняет в организме человека следующие функции:

      участвует в процессах кроветворения и внутриклеточного обмена;

      необходим для образования гемоглобина и миоглобина;

      обеспечивает транспортировку кислорода в организме;

      нормализует работу щитовидной железы;

      влияет на метаболизм витаминов группы В;

      входит в состав некоторых ферментов;

      необходим для процессов роста организма;

      регулирует иммунитет;

      предупреждает развитие анемии;

      оказывает детоксикационное действие (входит в состав печени и принимает участие в обезвреживании токсинов);

      является компонентом многих окислительных ферментов;

      улучшает состояние кожи, ногтей, волос.

Содержание железа в организме человека зависит от уровня гемоглобина, веса, роста, пола, возраста.

Суточная потребность в железе составляет:

у взрослых мужчин — 10 мг

у взрослых женщин — 20 мг

у беременных женщин (во второй половине беременности и в течение трех месяцев после родов) — 30-35 мг

у детей — от 4 до 18 мг

Как правило, поступающей пищи хватает, чтобы перекрывать потребность организма в железе. Но в некоторых случаях, например при заболевании анемией или донорстве, необходимо дополнительно употреблять препараты и пищевые добавки, содержащие железо.

Такие элементы как медь, кобальт, марганец и витамин С (аскорбиновая кислота) улучшают усвоение железа с пищей. А ухудшают его усвоение фосфаты, фитины и щавелевая кислота, содержащиеся в зерновых, бобовых и некоторых овощах. Также подавляет усвоение железа крепкий чай.

Источниками железа являются растительные и животные продукты.

Растительные: бобовые, зерно пшеницы,  крупы, свёкла, хрен, яблоки, цветная и белокочанная капуста, сельдерей, ягоды земляники, черники и ежевики, клубни картофеля, белые грибы, зелень петрушки, сухофрукты (абрикосы, груши, яблоки), плоды шиповника, миндаль, авокадо, пивные дрожжи, финики, персики, груши, тыква, изюм, брокколи, помидоры.

Наиболее богаты железом продукты животного происхождения – мясо и печень. Железо, которое в них содержится, легко усваивается организмом. Поэтому мясные продукты должны обязательно присутствовать в рационе каждого человека не менее 2–3 раз в неделю. Также железо содержат мидии, яйца, рыба и творог.

 

1.4 Последствия дефицита и избытка железа

Дефицит и избыток железа, отрицательно влияют на здоровье человека.

В случае недостатка железа наблюдаются такие симптомы:

·     сухость и бледность кожи;

·       усталость, частые ОРЗ;

·       повышенная чувствительность к холоду;

·       ломкость ногтей;

·       ухудшение мозговой активности;

·       анемия;

·       пищеварительные расстройства;

·       головокружения;

·       депрессии;

·       выпадение и поседение волос;

·       воспалительный процесс в полости рта;

·       нервные расстройства;

·       ожирение;

·       снижение функции щитовидной железы.

Анемия или малокровие – это состояние организма, при котором в крови уменьшается количество эритроцитов или содержание гемоглобина  в них. Малокровие может возникнуть по разным причинам: большой потери крови, после перенесения некоторых заболеваний.

В свою очередь избыток железа в организме угнетает антиоксидантную систему организма, предшествует развитию заболеваний сердца и злокачественных опухолей. Порог токсичности железа для человека составляет в среднем 200 мг/сутки. Летальная доза для человека в зависимости от возраста, веса и пола составляет 3-35 г.

Таким образом, для нормального функционирования организма человек должен получать рациональное хорошо сбалансированное питание.

 


Глава 2. Практические аспекты

 

2.1 Анкетирование

 Среди студентов нашего техникума было проведено анкетирование для выявления железодефицита в организме. В нем приняли участие студенты 1 курса в количестве 61 человек. Им было задано 5 вопросов:

1.     Наблюдали ли вы последнее время у себя изменения кожи, волос и ногтей (например, нетипичная бледность и шероховатость кожи, ломкие волосы, вмятины на ногтях)?

Да – 44,3%  

Нет – 55,7%

2.     Занимаетесь ли вы профессиональным спортом?

Да – 26,2% 

Нет – 73,8%

3.     Как часто вы употребляете мясо?

Часто – 54,0%

Редко – 44,3%

Не едите мясо – 1,6%

4.     Сколько чашек черного чая и кофе выпиваете в день?

1-2          чашки – 34,4%

2 чашки – 21,7% 

Больше трех – 44,2%

5.     Как часто вы употребляете овощи?

Часто – 57,4%  

Редко – 42,6%  

Вовсе не едите – 0%

Результаты анкетирования указали, что 44% опрошенных студентов испытывают дефицит содержания железа в организме. Но он восполняется продуктами наиболее богатыми железом, такими как мясо и овощи.

 

 

2.2 Исследование напитков

Мы провели исследование на содержание железа в яблочном соке разных отечественных производителей.

Ход работы:

Заварили чай, и дали чаю настояться. Налили в одноразовые стаканчики сок и добавили в каждый стаканчик такое же количество чая. Через 3 часа наблюдали, что произошло, и записали результаты.

Объяснение: Чай содержит танин, который реагирует с железом, образуя нерастворимые в воде частицы. Чем больше их появилось, тем больше железа содержится в напитках.

Результаты:

Название напитка

Производитель, город

Содержание тёмных частичек

1.

«Global Village»

ООО «Южная соковая компания» РФ, Краснодарский край, г. Белореченск

Не наблюдается

2.

«Малышам»

ОАО «Прогресс» Россия, г. Липецк

Не наблюдается

3.

«Сады придония»

ОАО «Сады придония» Россия, Волгоградская обл.

Наблюдается

4.

«Родной»

ООО «Южная соковая компания» РФ, Краснодарский край, г. Белореченск

Не наблюдается

5.

«Фруктовый сад»

ООО «Лебединский», г. Лебедянь

Не наблюдается

6.

«Яблочный нектар»

ООО «CАНФРУТ», РФ, г. Пермь

Наблюдается

7.

Яблочный сок

Домашнего производства

Наблюдается

 

Соки «Сады придония», «Яблочный нектар», г. Пермь производителя «CАНФРУТ» и сок домашнего приготовления содержат тёмные частички, поэтому можно уверенно говорить о наличии в этих соках ионов железа.

Затем провели исследование фруктовых соков тех производителей, которые дали положительную реакцию на наличие элемента железа. Это нектары Апельсин, мультифрукт, персик, виноград «CАНФРУТ»,  г. Пермь  и виноград, вишня, персик, морковь,  груша  «Сады придония», Волгоградская область.

 В результате исследования мы обнаружили наличие железа в морковном и персиковых соков.

Далее мы решили выяснить, присутствует ли железо в минеральной воде семи марок.

№ 1 «Фруто Няня»

№ 2 «Святой источник»

№ 3 «Агуша»

№ 4 «Пилигрим»

№ 5 «Аква минерале»

№ 6 «Ариант»

№ 7 «Кургазак»

Оборудование: пробирки, исследуемая вода, концентрированная соляная кислота, раствор роданида калия.

Ход работы:

В пронумерованные пробирки налили по 2,5 мл исследуемой воды, добавили по 4 капли соляной кислоты. Затем к полученному раствору еще добавили 4 капли раствора роданида калия. Катион Fe2+ с роданидом калия образует в кислой среде осадок темно-синего цвета «берлинская лазурь» - это качественная реакция.

В результате исследования образец воды № 1 под названием «Фруто Няня» изменил окраску и стал бледно-голубого цвета. Это свидетельствует о содержании ионов железа в небольшом количестве. Остальные образцы показали отрицательный результат.


Заключение

В результате исследования мы получили следующие выводы:

1.     Железо важнейший микроэлемент, входящий в состав крови, также необходим для процессов роста организма и регуляции иммунной системы.

2.     Не все соки содержат элемент железо. Возможная причина: нарушение технологии приготовления сока в промышленности.

3.     Яблочный, морковный, персиковый соки «Сады придония», Волгоградская область; Яблочный и персиковый нектар производителя «CАНФРУТ», г. Пермь и сок домашнего приготовления полезны. Проверить содержание железа в любом соке можно простым и доступным способом.

4.     Минеральная вода «Фруто Няня» содержит  ионы железа в допустимой концентрации!


СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1.     Гонтарук Т.И.  Я познаю мир. Детская энциклопедия. – М.: АСП, Книжный дом, 1999. –  с. 294-297.

2.     Егоров А.С., Иванченко Н.М., Шацкая К.П. Химия внутри нас / А.С. Егоров, Н.М. Иванченко, К.П. Шацкая. –  Ростов-на-Дону: Феникс, 2004. – с. 80-82;

3.     Железо в продуктах питания и в организме человека http://www.azbukadiet.ru/2012/08/13/zhelezo-v-produktax-pitaniya.html;

4.     Зверев И. Д. Книга для чтения по анатомии, физиологии и гигиене человека. Пособие для учащихся. / И.Д. Зверев. – М.: Просвещение, 1978. – 238 с.;

5.     Ротенберг Р. Расти здоровым. Детская энциклопедия здоровья / пер. с анг. И. Бонк – М.: Физкультура и спорт, 1993. – 592 с.

6.     Штемплер Г.И. Химия на досуге. Домашняя химическая лаборатория. Книга для учащихся / Г.И. Штемплер. – М.: Просвещение, 1996 – 94 с.;

  • Если Вы считаете, что материал нарушает авторские права либо по каким-то другим причинам должен быть удален с сайта, Вы можете оставить жалобу на материал.
    Пожаловаться на материал
Курс профессиональной переподготовки
Учитель химии
Скачать материал
Найдите материал к любому уроку,
указав свой предмет (категорию), класс, учебник и тему:
также Вы можете выбрать тип материала:
Проверен экспертом
Общая информация
Скачать материал

Вам будут интересны эти курсы:

Курс повышения квалификации «Химия окружающей среды»
Курс профессиональной переподготовки «Химия: теория и методика преподавания в образовательной организации»
Курс повышения квалификации «Правовое обеспечение деятельности коммерческой организации и индивидуальных предпринимателей»
Курс повышения квалификации «Нанотехнологии и наноматериалы в биологии. Нанобиотехнологическая продукция»
Курс профессиональной переподготовки «Экскурсоведение: основы организации экскурсионной деятельности»
Курс профессиональной переподготовки «Организация деятельности экономиста-аналитика производственно-хозяйственной деятельности организации»
Курс повышения квалификации «Особенности подготовки к сдаче ОГЭ по химии в условиях реализации ФГОС ООО»
Курс повышения квалификации «Разработка бизнес-плана и анализ инвестиционных проектов»
Курс профессиональной переподготовки «Биология и химия: теория и методика преподавания в образовательной организации»
Курс повышения квалификации «Основы менеджмента в туризме»
Курс повышения квалификации «Современные образовательные технологии в преподавании химии с учетом ФГОС»
Курс профессиональной переподготовки «Организация процесса страхования (перестрахования)»
Курс профессиональной переподготовки «Техническое сопровождение технологических процессов переработки нефти и газа»
Курс профессиональной переподготовки «Организация системы учета и мониторинга обращения с отходами производства и потребления»

Оставьте свой комментарий

Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.