Получение каучука из комнатных растений

Управление образования администрации города Прокопьевска

XX городская научно-практическая конференция школьников  

  «Старт в науку»

ПОЛУЧЕНИЕ КАУЧУКА

ИЗ КОМНАТНЫХ РАСТЕНИЙ

Секция: Биология

Авторы: Миннебаева Алина Ильдаровна, Фазылова Виктория Ильдаровна, Назарова Дарья Николаевна

Класс: 6

МБОУ «Школа №51»,

г. Прокопьевск

Научный руководитель:

Вилисова Галина Васильевна, учитель химии

Прокопьевск

2017

Содержание

Введение ………………………………………………………………………   3

Глава 1. Теоретическая часть…………………………………………………   5

1.1.   Натуральный каучук. История открытия и применения……………… 5

1.2.   Одуванчик кок-сагыз……………………………………………………. 7

1.3. Фикус – растение джунглей………………………………………………. 8

1.4. Молочай…………………………………………………………………….  9

Глава 2. Практическая часть…………………………………………………..  11

2.1. Получение каучука из фикуса……………………………………………  11

2.2. Получение каучука из молочая……………………………………………11

Заключение …………………………………………………………………….. 12

Список использованной литературы…………………………………………. 13

Введение

Каучук существует столько лет, сколько и сама природа. Окаменелые остатки каучуконосных деревьев, которые были найдены, имеют возраст почти 3 миллиона лет! Каучуковые шары из сырой резины найдены среди руин цивилизаций инков и майя в Центральной и Южной Америке, которым не менее 900 лет.+  Туземцы  Юго-Восточной Азии знали о каучуке, которым они обмазывали свои корзины и кувшины, чтобы сделать их водонепроницаемыми! +

Слово «каучук» происходит от двух слов языка тупи-гуарани: «кау» — дерево, «учу» — течь, плакать. «Каучу» — сок гевеи, первого и самого главного каучуконоса. Европейцы прибавили к этому слову всего одну букву.

Каучук — это липкое, эластичное твердое вещество, которое получают из беловатой жидкости — «латекса». Латекс имеется в коре, корнях, стебле, ветвях, листьях и плодах растений и деревьев. Но больше всего его — под корой ветвей и ствола каучуконосов.+ Латекс состоит из мельчайших частичек жидкости, твердых частиц, других примесей. Только около 33% латекса составляет каучук, остальное — вода.

Каучуконосы лучше всего произрастают по обе стороны экватора, так как для каучуконосов требуется очень теплый влажный климат и плодородная почва. Больше всего каучука получают от «гевеи бразильской». Каучук обнаружен в четырехстах  различных деревьях и кустарниках. Но количество каучука в различных растениях неодинаково.

Все вы помните сказку Николая Носова «Приключения Незнайки и его друзей», где был описан  способ получения резины из обычного фикуса. Напомним вам эти строки:

«…и вот Знайка стал думать. Думал он три дня и три ночи и придумал сделать шар из резины. Коротышки умели добывать резину. В городе у них росли цветы, похожие на фикусы. Если на стебле такого цветка сделать надрез, то из него вытекает сок. Этот сок постепенно густеет и превращается в резину, из которой можно делать мячи и калоши…»

         Получение резины в сказке Николая Носова «Приключения Незнайки и его друзей» отличается от реального способа тем, что «жители города» сразу из сока растений получают резину, а на самом деле сначала получают натуральный каучук, а затем резину. 

Нам  стало очень любопытно узнать, как его получали и можно ли в настоящее время получить каучук из современных комнатных растений? Мы  решили  попробовать получить каучук из таких растений как  фикус и молочай.  Мы  считаем, что данная тема очень актуальна, так как люди должны знать какие растения их окружают и чем они полезны.

Практическая значимость работы в том, что получение каучука из комнатных растений  позволит нам больше узнать об этих растениях.

Цель: получение каучука  из комнатных растений  фикуса  и молочая.

Задачи:

1.     Познакомиться с некоторыми растениями каучуконосами;

2.     Изучить способ получения каучука из комнатных растений;

3.     Получить  каучук из комнатных  растений фикуса и молочая.

Объект исследования – комнатные  растения фикус и молочай.

Предмет исследования – способы получение  каучука.

Методы: анализ литературы, изучение правил техники безопасности при

проведении химических опытов, проведение эксперимента, наблюдение, анализ

полученных результатов.

Гипотеза – возможно ли получить каучук из некоторых комнатных растений.

Глава 1. Теоретическая часть

1.1.          Натуральный каучук. История открытия и применения.

История каучука началась со времен Великих географических открытий. Когда Колумб вернулся в Испанию, он привез из Нового Света множество диковин. Одной из них был эластичный мяч из «древесной смолы», который отличался удивительной прыгучестью. Индейцы делали такие мячи из белого сока растения гевея, растущего на берегах р. Амазонки. Этот сок темнел и затвердевал на воздухе. Мячи считались священными и использовались в религиозных обрядах. У племен майя и ацтеков существовала командная игра с использованием мячей, напоминающая баскетбол. Впоследствии испанцы полюбили играть вывезенными из Южной Америки мячами. Модифицированная ими индейская игра послужила прообразом современного футбола.

 

          Сбор латекса гевеи (Шри-Ланка)

Сок гевеи индейцы называли «каучу» – слезы млечного дерева («кау» – дерево, «учу» – течь, плакать). От этого слова образовалось современное название материала – каучук. Кроме эластичных мячей индейцы делали из каучука непромокаемые ткани, обувь, сосуды для воды, ярко раскрашенные шарики – детские игрушки.

В 18 в.  члены французской экспедиции в Южной Америке обнаружили дерево, выделяющее удивительную, затвердевающую на воздухе смолу, которой дали название «резина» (по латыни resina – смола). В 1823, когда шотландец Ч.Макинтош придумал прокладывать тонкий слой резины между двумя кусками ткани, начался настоящий «резиновый бум». Непромокаемые плащи из этой ткани, которые стали называть в честь их создателя «макинтошами», получили широкое распространение. Примерно в то же время в Америке стало модно в дождливую погоду поверх башмаков носить неуклюжую индейскую резиновую обувь – галоши.

Однако у изделий из прорезиненной ткани был большой недостаток. – эластичность каучука проявляется лишь в небольшом интервале температур, поэтому в холодную погоду резиновые изделия твердели и могли растрескаться, а летом размягчались, превращаясь в липкую, издающую зловоние массу. Одежду и обувь на лето приходилось прятать в прохладный погреб.

И все бы забыли про макинтоши и галоши, если бы не американец Чарльз Нельсон Гудьир, который верил, что из каучука можно создать хороший материал. Он посвятил этой идее несколько лет и потратил все свои сбережения. Современники смеялись над ним: «Если вы увидите человека в резиновом пальто, резиновых ботинках, резиновом цилиндре и с резиновым кошельком, а в кошельке ни единого цента, то можете не сомневаться – это Гудьир». Однако Гудьир упорно смешивал каучук со всем подряд: с солью, перцем, песком, маслом и даже с супом и, в конце концов, добился успеха. В 1839 он обнаружил, что добавляя в каучук немного серы и нагревая, можно улучшить его прочность, твердость, эластичность и тепло- и морозоустойчивость. Сейчас именно новый материал, изобретенный Гудьиром, принято называть резиной, а открытый им процесс – вулканизацией каучука.

История упорного изобретателя имеет счастливый конец: предложение о покупке патента на новый материал, обладающий отличными качествами, Гудьир получил, находясь в отчаянном финансовом положении – у него к этому времени был долг в 35 000 долларов, который вскоре он смог оплатить. С этого времени начинается бурный рост производства каучука.

Вывоз семян гевеи был запрещен под страхом смертной казни. Однако в 1876 британский шпион Генри Уикхем в трюмах английского судна «Амазонас» тайно вывез 70 000 семян гевеи. В британских колониях Юго-Восточной Азии были заложены первые плантации каучуконосов. На мировом рынке появился натуральный английский каучук, более дешевый, чем бразильский.

А мир завоевывали разнообразные изделия из резины – транспортерные ленты конвейеров и электроизоляция, «резинки» для белья, резиновая обувь, детские воздушные шары и т.д. Но основное применение этот материал получил с изобретением и распространением резиновых экипажных, а затем автомобильных шин.

В России, в Санкт-Петербурге предприятие по производству резиновых изделий открылось в 1860 году.

В  1927 году советский химик Лебедев разработал технологию производства искусственного каучука из спирта. В 1931 году в Ленинграде заработал единственный в мире на тот момент завод по выпуску синтетического каучука. В 1937 году уже более 70 процентов резины в СССР изготавливали из отечественного синтетического латекса. Однако синтетический каучук (именовавшийся официально – СК) уступал натуральному по всем параметрам, поэтому его создание проблемы до конца не решило.

1.2.          Одуванчик кок-сагыз

Молодая Страна Советов остро нуждалась в заменителях натурального каучука. Ввозить его из-за границы было очень дорого, а на территории СССР гевея не росла. В случае войны советская промышленность и армия рисковали остаться без резины. В 1931 году Сталин в своей речи «О задачах хозяйственников» заявил: «У нас в стране имеется все, кроме каучука. Но через год-два и у нас будет свой каучук». Нужен был отечественный заменитель гевеи. И он был найден. Во второй половине 1920-х годов одна из экспедиций, искавшая «советскую гевею» в глухих уголках Тянь-Шаня, узнала, что местные жители любят для развлечения пожевать какие-то сухие корешки, от которых во рту остается комочек эластичной массы, напоминающий резину. Когда корешки попали в руки экспедиции, сомнения отпали, в них был самый настоящий каучук! Местные жители называли это растение кок-сагыз (зеленая жвачка). Когда ученые попросили местных жителей показать, где растет таинственный каучуконос, то их удивлению не было предела: им предъявили… одуванчики! Правда, потом выяснилось, что это  особое растение, еще неизвестное науке. Но с одуванчиком оно, действительно, состоит в самом близком родстве.

Агрономы разработали особые приемы возделывания кок-сагыза на семена и на производство каучука. Удавалось выращивать 100, 120 и даже 130 центнеров корней кок-сагыза с гектара. Это был неплохой результат – до 100 килограммов чистого каучука с одного гектара. Кок-сагыз стал основным натуральным сырьем советской резиновой промышленности.

 Каучуконосный одуванчик - кок-сагыз

Вот и получается, что современный мир возлагает большие надежды на маленький одуванчик, статус которого неуклонно меняется от огородного вредителя до надежды и опоры мировой промышленности. Ученые  уверены, что в скором времени  начнется эпоха освоения русским одуванчиком просторов страны.

Кстати, одуванчик — это не только источник латекса: растение производит значительное количество естественного подсластителя — инулина.

1.3.          Фикус - растение джунглей

Фикус в джунглях - это громадное дерево до 30 м  высотой с огромными

листьями.Точное описание его дано более двух тысяч лет назад первым ботаником Теофрастом. Теофраст сопровождал известного завоевателя Александра Македонского в его походе в Индию. Он был поражен видом фикуса. «Это могучее дерево с круглою кроною и чудовищного диаметра, под его тенью  мог бы расположиться лагерем целый отряд конницы».

                                         Фикус в естественной среде               Комнатный фикус

Вся польза фикуса заключена в его соке. Компрессы с фикусным соком помогают справиться с радикулитом, остеохондрозом и артритом.Вместе с тем млечный сок может быть и опасен. При попадании на открытые участки кожи он нередко вызывает различные аллергические реакции, покраснение и зуд. Держать это растение в квартире противопоказано людям, страдающим тяжелыми формами бронхиальной астмы, поскольку оно способно привести к приступу удушья. Не самое удачное решение – разместить его в детской. Зато во всех остальных случаях фикус не только не принесет вреда, но и украсит собой любой дом или офис.

1.4.          Молочай

Молочай относится к семейству Молочайных. Ареал произрастания молочая наблюдается во всех местностях континентального и субтропического пояса Земли. Растение получило такое название в честь мавританского лекаря Эуфорба. Так, сок растения Молочай использовался врачом и как лекарство, и как яд, для устранения неугодных людей царя, у которого он находился на службе. Свое название на русском языке растение получило из-за внешнего вида сока, похожее на   молоко. который выделяется из Молочая при повреждении стеблей или листьев.

Молочай является ядовитым растением — его сок содержит большое количество веществ, которые при попадании в организм способны вызвать сильное отравление. Сок растения способен вызывать выраженные аллергические реакции. Учитывая это, молочай рекомендуется содержать в домах, где нет домашних животных и детей, а проводить пересадку необходимо с крайней осторожностью.

Во всех видах молочая содержатся такие вещества, как каучук, млечный сок и смола. Несмотря на свои ядовитые свойства, молочай является лекарственным растением — корни, сок и трава часто используются в фармацевтической промышленности как сырье для медикаментов. Сок растения оказывает отличное потогонное, протиовоспалительное, мочегонное и анальгезирующее действие на организм человека. Ранее, при отсутствии лекарств, люди лечили соком молочая укусы животных, насекомых, а также долго незаживающие язвы. Также активные ферменты сока молочая помогают справляться с лейкозом, оказывая иммуностимулирующее действие. Настойки из корней молочая используются для лечения кожных заболеваний и заболеваний желудка, ввиду содержания большого количества гликозидов.

Глава 2. Практическая часть

2.1. Получение каучука из фикуса

При выполнении опытов по получению  каучука из комнатных растений мы соблюдали правила техники безопасности.

Оборудование: один-два листа фикуса, спиртовка, хлорид кальция, этиловый спирт, пробирка, предметное  стекло, держатель, стеклянная палочка, пинцет.

   Ход работы: Срезаем  один-два листа фикуса и собираем в пробирку выделяющийся из черенков млечный сок. К собранным каплям сока приливаем  немного воды и добавляем 0,5 г хлорида кальция. Смесь хорошо встряхиваем и приливаем к ней по каплям спирт. Перемешиваем. Очень скоро на поверхности раствора появляются хлопья. Содержимое пробирки  переносим на предметное стекло и аккуратно выпариваем воду. Эластичная пленка на стекле и есть натуральный каучук, полученный из фикуса.

2.2 Получение каучука из молочая

Оборудование: молочай, скальпель, уксусная кислота, пробирка, держатель для пробирок, спиртовка, предметное  стекло, держатель, стеклянная палочка, пинцет.

Ход работы: делаем надрез на стволе молочая. Под надрез подставляем пробирку, чтобы собрать млечный сок.

В  пробирку с млечным соком по каплям добавляем  уксусную

кислоту. Пробирку встряхиваем. Сразу же в ней образовались хлопья. Это выделился каучук. Содержимое пробирки  переносим на предметное стекло и аккуратно выпариваем воду. Эластичная пленка на стекле и есть натуральный каучук, полученный из молочая.

Заключение

В ходе выполнения данной работы мы  изучили литературу, узнали, что такое каучук, познакомились с его  историей открытия,  изучили  некоторые растения каучуконосы, освоили   различные способы получения каучука из комнатных растений и получили  его из фикуса и молочая.

Мы научились  работать с химическим оборудованием при проведении опытов.

Наша гипотеза о возможности получения  каучука из некоторых комнатных растений в лабораторных условиях, подтвердилась.

Цель работы достигнута, выполнены все поставленные задачи.

Конечно, химическая промышленность не стоит на месте. Давно изобретены искусственные заменители каучука. Но в той же шинной промышленности до сих пор нет возможности отказаться от натуральных каучуков. Содержание натурального каучука в шинах легковых автомобилей достигает  до 40 процентов. Шины большегрузных автомобилей, самолетов и строительной техники должны содержать еще более высокий процент. Только натуральный каучук обладает достаточной устойчивостью к колебаниям температуры, а также прочностью на разрыв, что особенно важно в случае образования микротрещин в процессе эксплуатации.

Каучук и изделия из него имеют огромное значение в промышленности и в повседневной жизни. В чистом виде каучук применяется очень редко и в основном находит применение в виде резины.

Сейчас невозможно назвать ни одной отрасли промышленности и народного хозяйства, где бы не применялась резина. Из резины делают обувь, игрушки, автомобильные шины, электроизоляцию, конвейерные ленты, латексные перчатки и многое-многое другое!

Список использованной литературы

1. Верзилин. Н.М. Путешествие с домашними растениями.- Ленинград,

Государственное Издательство Детской Литературы Министерства

Просвещения РСФСР— 1954г.

2. Д.Г. Хессайон Всё о комнатных растениях.- Москва, издательство

«Кладезь-Букс»-1999г.

Электронные ресурсы:

http://www.greeninfo.ru/img/work/article/t_5291_0_1318337903_big_rsz.jpg

http://www.greeninfo.ru/img/work/article/t_5291_3_1318337906_big_rsz.jpg

http://www.bestreferat.ru/referat-61202.html

http://www.krugosvet.ru/node/37952

http://www.openclass.ru/node/130609

http://www.e-ng.ru/ximiya/kauchuki.html