Беласик Людмила Николаевна

ПРОЕКТ Гидрокарбонат натрия

Материал опубликован 21 April 2021 в группе

ПРОЕКТНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ДЕТЕЙ

148

ПРОЕКТ Гидрокарбонат натрия
PPT / 8.67 Мб

Муниципальное автономное общеобразовательное учреждение

«Средняя общеобразовательная школа № 5»

г. Северодвинск, Архангельской области

ПРОЕКТ

Гидрокарбонат натрия

Работу выполнила:

ученица 9а класса

Бочарова Екатерина

Руководитель:

Беласик Л.Н.

2021

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………...…………...3

ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

1. Определение NaHCO3…………………………………………………………5

2. Из истории пищевой соды

2.1. История открытия гидрокарбоната натрия………………….. …………….6

2.2. История производства пищевой соды……………………………………6-8

3. Физические и химические свойства соды………………………….…………9

4. Значение NaHCO3 в организме человека…………..………………………..10

5. Применение пищевой соды………………………………………….……11-13

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ……………………………………………….....14-15

ЗАКЛЮЧЕНИЕ………………………………………………………………….16

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ……………………………………………………….17

ПРИЛОЖЕНИЕ………………………………………………………………18-20

ВВЕДЕНИЕ

В каждом доме и у каждой хозяйки есть упаковка пищевой соды. Уже тысячи лет люди используют этот минерал, но многие люди до сих пор даже не задумываются, что сода является химическим веществом, имеет свою формулу и свойства. В этом году мне предстоит сдать ОГЭ, и как один из дополнительных предметов я выбрала химию, поэтому сейчас мне интересно многое, что связанно с этим предметом. Именно из-за этого я решила сделать проект по химии, чтобы узнать для себя что-то новое и пополнить запасы знаний. Пищевая сода - с виду очень простая тема, но, если задуматься, большинство не знает об этом минерале практически ничего, кроме сферы его использования в быту. Я хочу рассказать, как можно больше о пищевой соде и о ее свойствах.

Пищевая сода продается практически во всех бытовых и продуктовых магазинах. Я хочу рассказать о свойствах такого доступного и известного всем вещества, ведь считаю, что любому, хоть капельку заинтересованному в химии человеку будет интересна и полезна эта информация. Это и послужило актуальностью моей работы.

Целью моей работы является обобщить известные и неизвестные факты об универсальном веществе - пищевой соде и изложить их в своем проекте.

Задачи:

Узнать об истории открытия гидрокарбоната натрия.

Найти информацию об истории производства пищевой соды.

Изучить химический состав пищевой соды.

Охарактеризовать физические и химические свойства соды и влияние NaHCO3 на организм человека.

Рассказать о применении пищевой соды

Чтобы найти как можно больше информации по моей теме мне нужно использовать некоторые методы:

Обобщение

Анализ

Сравнение

Эксперимент

Продукт: химический опыт

ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

Определение NaHCO3

Перед тем, как начать собирать информацию о гидрокарбонате натрия, нужно узнать, что же это такое.

В книге И. П. Неумывакина «Сода. Мифы и реальность» я прочитала, что гидрокарбонат натрия (NaHC03) - это устойчивый в сухом воздухе белый порошок с солено-щелочным привкусом. В водном растворе и при увлажнении сухой соли он медленно выделяет углекислый газ. При температуре выше 65 °C такое разложение в водном растворе идет очень быстро. [7]

В интернете я нашла информацию о том, что пищевая сода - это знакомый домашний продукт, который также называют бикарбонатом натрия, бикарбонатом соды и гидрокарбонатом натрия. Химическая формула пищевой соды выглядит вот так-NaHCO₃. Эта формула представляет собой состав пищевой соды, включающий ионы натрия и бикарбоната. Это вещество известно своими подщелачивающими эффектами, так как пищевая сода имеет pH (меру кислотности) 9.

В своей самой естественной форме бикарбонат натрия также известен как нахколит, минерал, который содержится в разных местах по всему миру. Готовый гидрокарбонат натрия представляет собой мелкозернистое порошкообразное вещество снежно-белого цвета - кислая натриевая соль угольной кислоты. [6]

Из истории пищевой соды.

2.1. История открытия гидрокарбоната натрия

Сода была известна человеку примерно за полторы-две тысячи лет до нашей эры, а может быть, и раньше. Она была найдена археологами при раскопке пещер I-II веков до н. э. Тогда её добывали из золы морских водорослей ив виде минерала из немногочисленных месторождений или из содовых озёр. Это химическое соединение активно использовали в Египте, на территории которого существовали содовые озера, выделявшие на жгучем солнце пустыни осадочную соду. [7]

Алхимикам всех стран вплоть до 18 века представлялась неким веществом, которое шипело с выделением какого-то газа при действии известных к тому времени кислот - уксусной и серной. Во времена римского врача Диоскорида Педания о составе соды никто не имел понятия. В 1736 году французский химик, врач и ботаник Анри Луи Дюамель де Монсо впервые смог получить из воды содовых озер очень чистую соду. Ему удалось установить, что сода содержит химический элемент «Натр». В России еще во времена Петра Первого соду называли «зодой» или «зудой» и вплоть до 1860 года ее ввозили из-за границы. В 1864 году в России появился первый содовый завод по технологии француза Леблана. Именно благодаря появлению своих заводов сода стала более доступной и начала свой победный путь в качестве химического, кулинарного и даже лекарственного средства. [3]

История производства пищевой соды

Современная пищевая сода-это типичный промышленный продукт. Однако она была известна человечеству задолго до нашей эры в естественном состоянии и уже применялась Египтянами.

В природе сода встречается в твердом виде в небольших залежах в составе минерала трона Na2CO3 NaHCO3•2H2O, в виде раствора - в воде некоторых содовых озер и щелочных минеральных источников и в золе некоторых растений. До начала XIX в. использовалась практически исключительно природная сода, но с ростом потребления соды возникла необходимость производства этого минерала в больших масштабах искусственным путем. В настоящее время добыча природной соды крайне мала. Имеются содовые озера (в Кулундинской степи), однако природная сода составляет небольшой процент в общем, ее производстве. Промышленное производство очищенного продукта тесно связано с содовым производством, поскольку в качестве сырья для получения очищенной пищевой соды применяется карбонат (или сырой гидрокарбонат) натрия, а также диоксид углерода (или же углекислый газ СО2) известковых печей.

В настоящее время в мире производится несколько миллионов тонн соды в год для промышленного производства, пищевой и медицинской промышленности.

Искусственно сода была получена лишь в конце XVIII века во Франции химиком Лебланомв 1791 году. Секрет получения, как тогда водилось, долго держался в тайне, вследствие чего сода стала впервые активно применяться именно во французской кулинарии, особенно во французском кондитерском производстве, и в первую очередь при изготовлении бисквитов и других французских печений, в то время как кондитерское производство в других странах - например, в Австрии или в России - развивалось в ином направлении, с использованием других, преимущественно дрожжевых тестоподъемных средств. Вот почему во Франции, кроме бисквитов, доминировали сухие и слоеные печенья, а в Германии и Польше, где работали французские учителя-повара, получило развитие песочное содовое тесто, в то время как Вена вплоть до XX века оставалась центром пышных кондитерских изделий и знаменита превосходным дрожжевым «венским тестом» - верхом искусного применения дрожжей в кондитерском деле. Лишь в 1861 году бельгийский химик Э. Сольве разработал современный способ получения соды, на который во второй половине XIX - начале XX века перешли все европейские страны и США.

В настоящее время основной способ получения соды характеризуется пропусканием через насыщенный раствор хлорида натрия аммиака и диоксида углерода, в результате чего образуется малорастворимый гидрокарбонат натрия. [3].

NaCl + H2O + NH3 + CO2 =NaHCO3↓ + NH4Cl;

А затем производят нагревание полученного гидрокарбоната натрия до температуры 140°С-160°С.

NaHCO3 = Na2CO3 + CO2↑ + H2O.

Также получить карбонат натрия позволяет нагревание смеси карбоната кальция и сульфида натрия при температуре 1200°С.

Na2S + CaCO3 = Na2CO3 + CaS. [4]

3.Физические и химические свойства соды.

Физические свойства пищевой соды.

Пищевая сода (бикарбонатнатрия, чайная сода, питьевая сода, двууглекислый натрий) – кристаллический порошок белого цвета. Температура плавления 852°С. Хорошо растворим в воде, нерастворим в ацетоне (C3H6O), сероуглероде (CS2), мало растворим в этаноле (C2H5OH), хорошо растворим в глицерине (C3H8O3). [11]

Химические свойства пищевой соды.

Гидрокарбонат натрия имеет молекулярную массу (по международным атомным массам 1971 г.) 84.00. [5]

Реагирует с кислотами с образованием соли, соответствующей данной кислоте (например, с соляной кислотой - хлорида натрия, с серной - сульфата натрия), и угольной кислоты, которая в процессе реакции распадается на углекислый газ и воду, при этом углекислый газ выделяется в виде пузырьков:

NaHCO3+HCl→NaCl+H2CO3;

H2CO3→H2O+CO2↑;

2NaHCO3+H2SO4→NaSO4+2H2O+2CO2↑.

Обычно в быту применяется реакция «гашения соды» с уксусной кислотой с образованием ацетата натрия или же гашение лимонной кислотой с образованием цитрата натрия.

Реакция с уксусной кислотой выглядит следующим образом:

NaHCO3+CH3COOH→CH3COONa+H2O+CO2↑.

Карбонат натрия термически неустойчив и при нагревании разлагается на составляющие его оксиды:

Na2CO3 = Na2O + CO2↑.

При пропускании через насыщенный водный раствор карбоната натрия углекислого газа при нагревании происходит образование средней соли угольной кислоты, которая называется гидрокарбонат натрия:

Na2CO3 + H2O + CO2 = 2NaHCO3. [2]

Значение NaHCO3 в организме человека

Гидрокарбонат натрия играет большую роль в организме человека.

Сода входит в состав нашей крови и является её строительным материалом. Именно ее солоноватый привкус мы ощущаем, когда, порезав палец, быстро подносим пораненное место к губам. Удивительно, но элементы крови: лимфоциты, эритроциты, тромбоциты буквально «плещутся» в соде.

Медицинские исследования доказали, что наше здоровье напрямую зависит от кислотно-щелочного баланса крови. Показатели Ph крови от 7.35 до 7.47 являются нормой. При показателе же Ph 6.8 и ниже, организм впадает в кому.

Причиной большинства болезней является именно окисление организма. Такое состояние в медицине называют ацидозом. При этом в организме накапливается натрий, а калий исчезает. Это блокирует в клетках энергетический и биохимический обменные процессы и в итоге они погибают.

Человеческий организм состоит из щелочей и кислот. В природе доказано, что щелочей должно быть в 3 - 4 раза больше, чем кислот. Такое же состояние должно быть и в человеческом организме. Если же данное соотношение нарушится - человек заболеет.

Главный целебный эффект соды заключается в том, что она подавляет кислоту и выводит из организма избыток натрия и хлора. Клетки снова оживают и начинают активно усваивать кислород. Именно это приводит к улучшению самочувствия и трудоспособности. Помимо гидрокарбоната натрия, на Ph крови в организме человека влияет потребляемая пища. Все напитки, которые мы пьем (в том числе и вода), все продукты, которые мы едим, - все они являются кислотой или щелочью. Кислотность или щелочность любого продукта характеризует показатель pH. [4] В итоге, восстановив уровень pH, можно очистить сосуды, кровь и лимфу, нейтрализовать токсины, вывести шлаки и паразитов.

Применение пищевой соды

Почти каждой хозяйке пищевая сода известна не как химическое вещество, а как верный помощник в быту и средство народной медицины. Существует множество способов применения гидрокарбоната натрия в различных сферах жизни человека.

Первый и самый распространённый способ применения пищевой соды - как разрыхлитель в тесто. Выделяющийся в ходе реакции углекислый газ разрыхляет тесто, придавая ему пышность и пористость. Однако сама по себе сода является не очень хорошим разрыхлителем и поэтому требует присутствия в тесте кислоты, в качестве которой чаще всего используют столовый уксус.[1]

Но вышесказанным применение пищевой соды в кулинарии не ограничивается. Например, гидрокарбонат натрия может сделать жесткое мясо мягче и нежнее. Для этого необходимо натереть мясо содой и положить в холодильник на пару часов, после чего тщательно промыть под проточной водой. Если же на подобные манипуляции времени нет, можно добавить несколько щепоток соды прямо во время приготовления продукта.

При приготовлении различных каш пищевая сода тоже может помочь. Стоит добавить в воду немного соды, и каша не пристанет к кастрюле.

Скисание молока также возможно отсрочить, если при его кипячении добавить соду (примерно 0,5 чайной ложки соды на 2 л. молока). Молоко долго будет оставаться свежим, а вкус соды в нём чувствоваться не будет.

Еще один всеми известный способ использования пищевой соды - для очищения от грязи поверхностей. Этот белый порошок можно использовать как в чистом виде, просто насыпая на губку, так и изготавливать из него различные моющие средства. Универсальное моющее средство с добавлением гидрокарбоната натрия можно сделать следующим путем.

Понадобится хозяйственное, или же любое другое мыло, 100 мл горячей воды, 3 столовой ложки пищевой соды и несколько капель любого ароматического средства. Мыло необходимо натереть на мелкой терке и, смешав его с горячей водой, взбить миксером, пока не образуется пена. Затем мыльному раствору нужно дать немного остыть. Потом в него добавить соду, по желанию - эфирное масло, и еще раз хорошенько все взбить в течении 2-3 минут. Получившееся универсальное моющее средство можно использовать как для мытья посуды, так и для чистки плиты, духовки, кафеля и даже сантехники. [9]

Химики держат под рукой пищевую соду, чтобы нейтрализовать случайно пролитые кислоты. Поскольку пищевая сода безопасна в обращении, недорога и имеет умеренную щелочность, она может помочь сделать небольшое количество пролитой серной или соляной кислоты менее опасными. При попадании на них, бикарбонат натрия реагирует с кислотой с образованием соли, диоксида углерода и воды. [12]

В книге Неумывакина И. П. «Сода. Мифы и реальность» я прочитала следующую информацию о применении пищевой соды. При наружном применении питьевая сода нейтрализует действие кислот, попавших на кожу (например, при укусе комара или ожоге крапивой). Такой эффект связан с реакцией гидролиза, создающей в растворе слабощелочную среду. Поэтому питьевую соду используют, когда необходимо мягко удалить излишек кислоты (например, при химических кислотных ожогах). Щелочные растворы питьевой соды размягчают живые ткани, поэтому содовые полоскания горла и полости рта способствуют механическому удалению инфекции. Еще лучше использовать содо - солевые растворы с добавкой йода. Содовые ванночки (1 ст. ложка питьевой соды на 1 л теплой воды) хороши для размягчения мозолей на руках и на ногах. Их можно делать 2–3 раза в неделю. Сухой питьевой содой обрабатывают свежие ожоги.

Также гидрокарбонат натрия применяют в промышленности. Химическая промышленность использует соду для производства красителей, пенопластов и других продуктов, фтористых реактивов, товаров бытовой химии, синтетических моющих средств, наполнителей для огнетушителей.

Легкая промышленность применяет ее в производстве подошвенных резин и искусственных кож, в кожевенном производстве в процессах дубления кож, в текстильной промышленности для печати и отделки шелковых и хлопчатобумажных тканей.

Сельскому хозяйству сода нужна при приготовлении комбикормов, минерально - амонийного препарата МП-15 на основе жома, силоса для откорма крупного рогатого скота. А цветной металлургии-при осаждении солей редкоземельных элементов, при флотации руд. [8]

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

В основной части проекта я попыталась обобщить как можно больше информации о пищевой соде как химического вещества, так и народного средства. Теперь, имея теорию, можно перейти к практике. Существует множество различных способов применения пищевой соды, которые описаны в одной из глав основной части, и я хочу рассмотреть один из них, известный каждому-гашение пищевой соды уксусной кислотой. С точки зрения химии это называется реакцией нейтрализации. Этот опыт поможет подчеркнуть на практике некоторые химические свойства гидрокарбоната натрия.

Реакция нейтрализации-взаимодействие основания и кислоты. Обязательным условием является образование воды и кислотной соли. Чем менее сильная кислота, тем больше воды выделяется. [11] При гашении соды уксусной кислотой гидрокарбонат натрия выступает в качестве щелочи (растворимого основания), а уксусная кислота, как можно догадаться, в качестве кислоты. В конечном итоге уксусная кислота и пищевая сода, взаимодействуя друг с другом, нейтрализуются. При этом выделяется углекислый газ. Эту реакцию домохозяйки используют в кулинарии для придания выпечке лёгкости и воздушности.

Изучив некоторые советы по тому, как правильно и в каких соотношениях гасить пищевую соду уксусной кислотой, я выполнила опыт самостоятельно, а после записала этапы работы:

Для опыта я взяла 1/2 чайной ложки соды и добавила в неё 1 чайную ложку уксуса. Приложение №1 Столовый уксус 9% - это раствор уксусной кислоты в воде с массовой долей 9%. При смешивании пищевой соды с уксусом произошло бурное выделение газа, все покрылось пеной. Приложение №2 Постепенно пены становилось все меньше, в итоге остались только жидкость и белый осадок. Приложение №3 Я предполагаю, что белый осадок- это избыток соды, который не вступил в реакцию. Значит соотношение гидрокарбоната натрия и уксуса 1:2 оказалось неверным.

В 3 главе я уже рассматривала химическую формулу вышеприведенного процесса:

NaHCO3+CH3COOH→CH3COONa+H2O+CO2↑.

Именно так с точки зрения химии протекает реакция нейтрализации пищевой соды и уксусной кислоты.

Стоит отметить, что кулинарного смысла гашение соды уксусом перед внесением их в тесто не имеет, поскольку выделяющийся в ходе этой реакции углекислый газ попадает не в тесто, а уходит в воздух. Тесто при этом необоснованно загрязняется ацетатом натрия. Поэтому выполнять опыт в той же последовательности для приготовления выпечки не рекомендуется.

В результате проведенного опыта я убедилась в том, что пищевая сода имеет щелочную среду.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В ходе своей проектной работы я выполнила все поставленные в начале задачи и узнала об истории открытия гидрокарбоната натрия, нашла информацию об истории производства пищевой соды, изучила химический состав гидрокарбоната натрия, охарактеризовала химические и физические свойства соды, а также рассказала о её применении. В практической части я убедилась в некоторых химических свойствах гидрокарбоната натрия, проведя несложный опыт. Думаю, что полученная информация помогла мне расширить свои знания в области химии. Больше всего сложностей возникло у меня с систематизацией и обобщением информации, а интереснее всего было изучать применение пищевой соды. Мой проект может быть интересен школьникам, увлекающимся химией.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Взаимодействие уксусной кислоты с содой, https://ushtirlitsa.ru/vzaimodeystvie-uksusnoy-kisloty-sodoy/#reaktsiya-nejtralizatsii-2-3 (дата последнего обращения 12.02.2021)

2. Википедия: гидрокарбонат натрия, https://is.gd/oh7hE7 (дата последнего обращения 01.03.2021)

3. История, технологии производства и применение пищевой соды, http://www.plasma.com.ua/chemistry/chemistry/soda.html (дата последнего обращения 16.02)

4. Даников Н.: Лечение Содой.-2016

5. ГОСТ 2156-76. Натрийдвууглекислый. Технические условия.

6. Пищевая сода: польза и вред для организма, применение, https://foodismedicine.ru/pishhevaja-soda/ (дата последнего обращения 12.02.2021)

7. Сода: виды, состав, польза и вред для организма, https://foodandhealth.ru/komponenty-pitaniya/soda/ (дата последнего обращения 12.02.2021)

8. Неумывакин И. П.: Сода. Мифы и реальность. – С-Пб., 2014

9. Сода: 50 необычных способов применения, https://7dach.ru/recepty/Exspert/soda-50-neobychnyh-sposobov-primeneniya-54415.html(дата последнего обращения 12.02.2021)

10. 5 фактов о влиянии пищевой соды на кровь — разжижает ли она ее или сгущает?,https://wikifood.online/organi/blood/bl-thinners/soda-razzhizhaet-krov.html (дата последнего обращения 16.02.2021)