Неля Владиславовна

Экспериментальная химия в домашних условиях

Материал опубликован 6 November 2019 в группе

Учителя химии

481

2767

Автор публикации: Е. Першаев, ученик 8А класса

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

Средняя общеобразовательная школа №180

«Экспериментальная химия в домашних условиях»

Выполнил:

Першаев Егор,

МБОУ СОШ №180, 8 а класс

Заельцовский район

г. Новосибирска

Учитель:

Поломошнова Неля Владиславовна,

учитель биологии и химии

высшей категории

Новосибирск

Содержание

1.Введение

2.Основная часть

2.1 Определение кислоты

2.2 Свойства кислот

2.3 Значение кислот для человека

3. Практическая часть

3.1 Эксперимент 1

3.2 Эксперимент 2

4.Заключение

«Самое лучшее открытие – то,

которое ребенок делает сам»

Ральф У. Эмерсон

Введение

Меня зовут Першаев Егор и я учусь в 8 классе. Я интересуюсь разными научными открытиями и экспериментами по химии, физике, биологии. Читаю научную литературу, выдвигаю какие-либо гипотезы, провожу опыты, наблюдения.

Считаю, что большинство среди детей по природе своей исследователи. И я с большим интересом участвую в исследовательской работе. С удовольствием «превращаюсь» в учёного и провожу разнообразные исследования. Родители и учителя меня в этом поддерживают, и стараются создать условия для моей деятельности.

Как-то раз я прибирался в своей химической лаборатории, которую мне подарили родители. И случайно уронил гранулу цинка в колбу с соляной кислотой. Я увидел, что от цинка стали отходить пузырьки. Я заинтересовался: какой это процесс? Что происходит?

Гипотеза: кислоты растворяют вещества.

Цель: изучить свойства кислот, их применение.

Основная часть

Кислоты — сложные вещества, в состав которых обычно входят атомы водорода, способные замещаться на атомы металлов, и кислотный остаток. Водные растворы кислот имеют кислый вкус, обладают раздражающим действием, способны менять окраску индикаторов, отличаются рядом общих химических свойств.

Также в химии кислотами называют сложные вещества, имеющие в своей молекуле водород и кислотный остаток. Многие ученые называли свои определения кислот и выделяли различные свойства по которым определяются кислоты. Так, на сегодняшний день наиболее широко используется подразделение на кислоты Бренстеда и Льюиса.

По Бренстеду кислотой называется химическое соединение или ион, способный отдавать протон другому соединению, называемому основанием.

По Льюису кислотой называется вещество, образующее пару с основанием Льюиса, принимая его электронную пару. Эта теория охватывает большую сферу химических соединений и является более всеохватывающей и общей.

Свойства кислот

Кислый вкус, наличие в соединении водорода, атомы которого могут обмениваться на металл, образуя соль, и способность переводить лакмус в красный цвет. Все перечисленные выше свойства присутствуют у кислот благодаря наличию у них катионов водорода. По своему агрегатному состоянию могут находиться в твердом, жидком и газообразном виде.

Кислородсодержащие кислоты могут разлагаться на оксид и воду.

Бескислородные разлагаются на простые вещества.

Кислоты как класс химических соединений известны с древнейших времён.

В 1778 французский химик Антуан Лавуазье предположил, что кислотные свойства обусловлены наличием в молекуле атомов кислорода. Эта гипотеза быстро доказала свою несостоятельность, так как многие кислоты не имеют в своём составе кислорода, в то время как многие кислородсодержащие соединения не проявляют кислотных свойств. Тем не менее, именно эта гипотеза дала название кислороду как химическому элементу.

В 1839 немецкий химик Юстус Либих дал такое определение кислотам: кислота — это водородосодержащее соединение, водород которого может быть замещён на металл с образованием соли.

Первую попытку создать общую теорию кислот и оснований предпринял шведский физикохимик Сванте Аррениус. Согласно его теории, сформулированной в 1887, кислота — это соединение, диссоциирующее в водном растворе с образованием протонов (ионов водорода H+). Теория Аррениуса быстро показала свою ограниченность, она не могла объяснить многих экспериментальных фактов.

В настоящее время Теории кислот и оснований — совокупность фундаментальных физико-химических представлений, описывающих природу и свойства кислот и оснований. Различия между теориями лежат в определениях кислот и оснований, характеристики их силы и, как следствие — в правилах предсказания продуктов реакции между ними. Все они имеют свою область применимости.

Кислоты – это опасные для здоровья человека химические вещества. Они могут привести к химическим ожогам, нарушениям в работе дыхательной системы, а также стать причиной пожара. Особую опасность составляют концентрированные формы кислот, но и разбавленные растворы несут в себе вред. Перед применением кислот любого типа обязательно нужно изучить правила техники безопасности при работе с конкретным веществом, а также правила хранения и утилизации.

Опасность для дыхательных путей

Многие кислоты высокотоксичны. Вдыхание испарений может вызвать раздражение слизистых носа, горла и легких. В особо тяжелых случаях может наступить отек легких – состояние, угрожающее жизни человека, при котором жидкость в легких блокирует доступ кислорода к кровеносному потоку.

Опасность при контакте

Концентрированные формы кислот оказывают разъедающий эффект, и при попадании на кожу, глаза или во внутренние органы могут вызвать химические ожоги. Ожог кислотой характеризуется мгновенными болевыми ощущениями и повреждением ткани. Фтороводородная кислота быстро проникает под кожу и может даже вызвать костные повреждения. Никогда не добавляйте воду в кислоту, т.к. в результате брызги полетят во все стороны. Наоборот, медленно добавьте необходимый объем кислоты в воду.

Пожарная опасность

При смешивании кислот с другими химическими веществами может произойти взрыв; вдобавок, кислота вступает в реакцию с некоторыми металлами, в результате чего образуется легковоспламеняющееся вещество – газообразный водород. Никогда не курите и не разводите открытый огонь вблизи кислот.

Защитное снаряжение

Всякий раз, как вы работаете с кислотами , пользуйтесь средствами индивидуальной защиты: очками, лабораторными халатами или спецодеждой, закрытой обувью; защитными перчатками, подходящими для работы с конкретным веществом.

Для описания кислотности того или иного вещества существует показатель PH, который является отрицательным десятичным логарифмом концентрации ионов водорода. Для обычных веществ этот показатель находится в пределах от 0 до 14.

Однако для описания HFSbF5 (Пентафторид сурьмы фтористоводородной кислоты), который называют еще “суперкислотой”, этот показатель не подходит. Известно, что даже 55% раствор HFSbF5 почти в 1 000 000 сильнее концентрированной H2SO4, которая в обывательских умах считается одной из самых сильных кислот.

Карборановая кислота (H{CHB11Cl11}) Еще одна суперкислота, самая сильная кислота в мире из тех, которые допускаются к хранению в специальной посуде. Карборановая кислота гораздо сильнее серной. Она способна растворить металлы и даже стекло.

Значение кислот для человека

Борная кислота обладает антисептическими свойствами, её используют при приготовлении борной мази.

Ортофосфорная кислота широко применяется в стоматологии при пломбировании зубов. Ею протравливают зубную эмаль перед процедурой. Также в незначительных количествах ортофосфорная кислота применяется в составах отбеливателей для зубов.

Разбавленную соляную (хлороводородную) кислоту применяют для лечения некоторых заболеваний желудочно-кишечного тракта.

Азотная кислота в быту используется только в виде разбавленных растворов для чистки изделий, в первую очередь из благородных металлов.

Уксусная кислота применяется либо в виде столового уксуса, с концентрацией кислоты до 9% или в виде 80 процентной эссенции. Разбавленная кислота не действует на металлы, ткани растительного и животного происхождения, покровы человека и животных. Уксус применяется в качестве приправы к блюдам для уменьшения жесткости воды, удаления фруктовых пятен с тканей.

Щавелевая кислота применяется для удаления пятен от чернил, краски, ржавчины.

Лимонная кислота используется для выведения всевозможных пятен: от вина, различных ягод, красок, ржавчины, чернил.

Серную кислоту, за счет ее свойства поглощать большие количества воды, используют для осушения в зимнее время окон, предварительно поставив между рамами концентрированную серную кислоту в стакане, заполнив на 1/5 объема. Серная кислота также применяется для приготовления аккумуляторной кислоты.

Соляная кислота применяется для чистки от известкового налета фаянсовых и эмалированных изделий, раковин, унитазов и прочих предметов. В некоторых случаях соляная кислота используется для устранения ржавых или чернильных пятен с ткани (при этом готовят слабый раствор). Соединение воздействует разрушающе на искусственный шелк, хлопок, лен.

Практическая часть

Итак, заинтересовавшись такими веществами как кислоты, я сначала прочитал некоторую информацию про них, а затем провел следующие эксперименты.

Эксперимент 1.

Взял небольшой кусок гранёного цинка (цинк - мягкий металл) и бросил в пробирку с соляной кислотой (10%). Я увидел, как от цинка стали идти пузырьки. Возможно, выделялся какой-то газ в ходе реакции?

И на самом деле в ходе этой реакции выделяется газ – водород, а попадание этой кислоты на кожу человека вызывает ожоги.

Эксперимент 2.

Насыпал гидрокарбоната натрия (поваренной соды) в колбу и добавил уксусной кислоты(70%), всё начало пенится, и я предположил, что выделяется газ, надел на горлышко колбы спущенный воздушный шарик. Шарик надулся, значит, произошло выделение газа. Для безопасного варианта уксус я пробовал заменить раствором лимонной кислотой, но шарик надулся хуже, так как наблюдалось слабое выделение газа.