«Состояние жидких растворов при воздействии различных температурных условий»

«Состояние жидких растворов при воздействии различных темпер
PPTX / 3.18 Мб

/data/files/g1642241366.pptx («Состояние жидких растворов при воздействии различных темпер)Муниципальное общественное учреждение

средняя общеобразовательная школа

с углубленным изучением отдельных предметов №16

Научно - Исследовательская работа на тему:

«Состояние жидких растворов при воздействии различных температурных условий»

Автор: Гвоздева Ева Дмитриевна,

ученица 4 «И» класса

Руководитель: Андрейчук Наталья Викторовна,

учитель начальных классов МОУ СОШ с УИОП №16

Комсомольск – на – Амуре

2021

ОГЛАВЛЕНИЕ

Актуальность………………………………………………………………………………3

Введение …………………………………………………………………………………..3

Гипотеза ………………………………………………………………………………….. 6

1 Цель………………………………………………………………………………………6

2 Интересные факты о растворах………………………………………………………...6

3 Практическая часть…………………………………………………………………….11

Итоги работы……………………………………………………………………………..13

Вывод …………………………………………………………………………………….14

Список литературы………………………………………………………………………15

Приложение 1 – таблица 1………………………………………………………………16

Приложение 2 – таблица 2………………………………………………………………18

Актуальность

Люди очень часто любят ездить на природу в теплое время года. И очень часто стоит вопрос о сохранение скоропортящихся продуктов. Чтоб не тратиться на приобретение дорогостоящих переносных холодильников и аккумуляторов, а использовать подручные не дорогие средства.

Мы решили провести исследования различных растворов для определения быстрой заморозки и долгого сохранения в замороженном состоянии.

Введение

Раствор – это однородная система, состоящая из частиц растворенного вещества, растворителя и продуктов их взаимодействия.

Классификация растворов по агрегатному состоянию:

- твердые;

- газообразные;

- жидкие.

Теории растворов:

Физическая теория (Ф.В. Оствальд, С. Аррениус, Я.Х. Вант-Гофф):

Сторонники теории под раствором понимали однородные смеси, состоящих из двух и более однородных частиц. Они считали, что растворение является результатом проникновения растворенного вещества в промежутки между молекулами воды.

Химическая теория (Д.И.Менделев):

Сторонники теории доказали, что растворение является результатом химического взаимодействия растворенного вещества с молекулами воды.

Физико – химическая теория (современная точка зрения):

Теорию эту предсказал сам Д.И.Менделеев в своем знаменитом учебнике «Основы химии» в 1906г.

«Две указанные стороны растворения и процессы, до сих пор приложенные к рассмотрению растворов, хотя имеют отчасти различные исходные точки, но без всякого сомнения, по всей вероятности, приведут к общей теории растворов, потому что одни общие законы управляют как физическими, так и химическими явлениями.»

Гипотеза

Если нам удастся найти раствор, который сможет обеспечить быстрое замерзание (в связи с недостатком времени на подготовку к отдыху на природе) и долговременному сохранению свежести продуктов и прохладности напитков, то мы сможем использовать полученный результат в повседневной жизни.

Цель

За какое время замерзнет и растает вода;

За какое время замерзнет и растает раствор поваренной соли;

За какое время замерзнет и растает раствор сахара;

За какое время замерзнет и растает раствор пищевой соды;

За какое время замерзнет и растает раствор 9% уксуса.

2 Интересные факты о растворах.

1 Вода́ (оксид водорода) — бинарное неорганическое соединение с химической формулой H2O: молекула воды состоит из двух атомов водорода и одного — кислорода, которые соединены между собой ковалентной связью. При нормальных условиях представляет собой прозрачную жидкость, не имеющую цвета, запаха и вкуса. В твёрдом состоянии называется льдом (кристаллы льда могут образовывать снег или иней), а в газообразном — водяным паром. Вода также может существовать в виде жидких кристаллов (на гидрофильных поверхностях).

Вода является хорошим сильнополярным растворителем. В природных условиях всегда содержит растворённые вещества (соли, газы).

Исключительно важна роль воды в глобальном кругообороте вещества и энергии, возникновении и поддержании жизни на Земле, в химическом строении живых организмов, в формировании климата и погоды. Вода является важнейшим веществом для всех живых существ на Земле.

Всего на Земле около 1400 млн кубических километров воды. Вода покрывает 71 % поверхности земного шара (океаны, моря, озёра, реки, льды — 361,13 млн квадратных километров). Бо́льшая часть земной воды (97,54 %) принадлежит Мировому океану — это солёная вода, непригодная для сельского хозяйства и питья. Пресная же вода находится в основном в ледниках (1,81 %) и подземных водах (около 0,63 %), и лишь небольшая часть (0,009 %) в реках и озерах. Материковые солёные воды составляют 0,007 %, в атмосфере содержится 0,001 % от всей воды нашей планеты.

2 – Хлори́д на́трия или хлористый натрий (NaCl) — натриевая соль соляной кислоты. Известен в быту под названием поваренной соли, основным компонентом которой и является. Хлорид натрия в значительном количестве содержится в морской воде, придавая ей солёный вкус. Встречается в природе в виде минерала галита (каменной соли). Чистый хлорид натрия представляет собой бесцветные кристаллы, но с различными примесями его цвет может принимать голубой, фиолетовый, розовый, жёлтый или серый оттенок.

Оказывается солевые растворы – сложная физико – химическая система. Различные природные условия непрерывно регулируют ее. Например, в солевых озерах в одно время года происходит растворение минералов, а в другое – осаждение их из насыщенной солями воды. Образуется так называемая рапа.

Мало кто знает, что обычная поваренная соль содержит в себе не только хлор и натрий, но и множество других полезных элементов. Мы используем соль в процессе приготовления пищи не только в качестве пищевой добавки для приготовления изысканного вкуса блюду. Поваренная соль очень важна для образования соляной кислоты и щелочи, которые позволяют нормально функционировать желудочно-кишечному тракту (ЖКТ) органами клеткам

Гипертонический раствор поваренной соли очень славится в быту, ведь его можно использовать как лечебное средство.

Удивительно, но обычная каменная соль обладает рядом полезных свойств. Помимо благотворного воздействия на формирование кислотно-щелочного баланса в ЖКТ, соль обладает ранозаживляющим и вытягивающим свойствами. Зачастую гипертонический раствор используют для выведения гнойных образований из ран.

Лечебные свойства гипертонического раствора позволяют моментально воздействовать на патологический участок, к которому приложен компресс. В поверхностных слоях эпидермиса такой раствор уничтожает все болезнетворные микроорганизмы и бактерии. С помощью гипертонического солевого раствора можно устранить возбудителей грибковых и вирусных инфекций.

3 – Соединения воды с сахаром называется сиропом.

Польские врачи в результате долгих исследований обнаружили, что если в наш организм долго не будет поступать сахар, то вскоре работа многих систем нарушится. Этот сладкий провиант в мозге (и головном, и спинном) активизирует процесс кровообращения. Если от сахара отказаться вообще, это грозит трансформациями склеротического характера. Сладкая вода и сахар обладают такими благотворными свойствами: Снижают вероятность появления бляшек в кровеносных сосудах, предупреждают развитие тромбоза. Сладкоежки реже болеют артритом, чем те, кто «сладенькое» не любит. Сахарный песок налаживает работу печени и селезенки. Всем, у кого обнаружены эти недуги, назначают диету с высоким содержанием глюкозы. Если в организме недостаточно сахаридов, его работа нарушается: кровь начинает медленнее циркулировать, ухудшается деятельность центральной нервной системы (ЦНС). Если вы будете пить воду с сахаром, то вам обеспечен прилив энергии и сил. Сахар положительно влияет на органы зрения. Много времени проводите за компьютером? Ешьте больше сладкого и пейте сахарную воду. Сладкая вода стимулирует память. Вообще все, кто занят умственным трудом, нуждаются в глюкозе. Даже крохотной дозы сахара хватит, чтобы у человека улучшилось настроение, исчезла бессонница. Не зря при стрессах рекомендуют, есть больше сладкого.

Если не контролировать употребление сахара и сахаросодержащие продукты начнется разрушаться костная ткань. Организм будет перерабатывать сахар, усиленно отдавая кальций. В итоге зубы испортятся, кости станут хрупкими. Сахар – враг тонкой талии. Если слишком много употреблять глюкозы, появляются жировые отложения, обычно на животе, бедрах, боках. Глюкоза разрушает зубную эмаль, ротовая полость становится благоприятной средой для разнообразных бактерий. Глюкоза в больших количествах приводит к скачку инсулина, способна возбуждать нейроны, ответственные за ощущение сытости. То есть наступит такой момент, когда человек будет чувствовать голод постоянно. Недавние исследования доказали, что сахар ведет к раннему старению. Глюкоза уничтожает коллаген, необходимый для нашей кожи. Она становится дряблой, появляются глубокие морщины. Сахар нейтрализует действие витаминных комплексов в организме. Для усвоения глюкозы организму необходимо большое число витаминов группы В. Если вы пьете сладкую воду когда угодно, это грозит авитаминозом.

4 - Гидрокарбона́т на́трия (лат. Natrii hydrocarbonas), другие названия: бикарбона́т на́трия, ча́йная со́да, питьева́я или пищева́я сода, двууглеки́слый натрий — неорганическое соединение, натриевая кислая соль угольной кислоты с химической формулой NaHCO3.

В обычном виде — мелкокристаллический порошок белого цвета.

Гидрокарбонат натрия отличается многофункциональностью и используется в медицинских целях, пищевой промышленности, имеет широкое косметическое применение. Использовать содовый раствор в народной и официальной медицине начали еще в прошлом веке: он успешно применяется для лечения больного горла, молочницы, ожога, многих незначительных повреждений кожи. Раствор пищевой соды не вылечит полностью заболевания вроде ангины, но способен быстро, эффективно снять многие их неприятные симптомы

5- У́ксусная кислота (эта́новая кислота) CH3COOH — органическое соединение, слабая, предельная одноосновная карбоновая кислота. Соли и сложные эфиры уксусной кислоты называются ацетатами.

Уксусную кислоту, концентрация которой близка к 100 %, называют ледяной. 70—80%-й водный раствор уксусной кислоты называют уксусной эссенцией, а 3—15%-й — уксусом. Водные растворы уксусной кислоты используются в пищевой промышленности (пищевая добавка E260) и бытовой кулинарии, а также в консервировании и для избавления от накипи. Однако количество уксусной кислоты, используемой в качестве уксуса, очень мало, по сравнению с количеством уксусной кислоты, используемой в крупнотоннажном химическом производстве.

Уксусную кислоту применяют для получения лекарственных и душистых веществ, таких как растворитель (например, в производстве ацетилцеллюлозы, ацетона). Она используется в книгопечатании и крашении.

Уксусная кислота используется как реакционная среда для проведения окисления различных органических веществ. В лабораторных условиях это, например, окисление органических сульфидов пероксидом водорода, в промышленности — окисление параксилола кислородом воздуха в терефталевую кислоту.

Поскольку пары уксусной кислоты обладают резким раздражающим запахом, возможно, её применение в медицинских целях в качестве замены нашатырного спирта для выведения больного из обморочного состояния (что является нежелательным, если только это необходимо для его эвакуации из опасного места его собственными силами).

3.Практическая часть

Рисунок 1 – Необходимые для исследования предметы

Для проведения исследования было использовано:

- негазированная вода;

- поваренная соль;

- сахар;

- пищевая сода;

- уксус столовый 9%;

- часы;

- измерительный стакан;

- пять емкостей объемом 350 мл;

- термометр;

- упаковку с красителями;

- столовая ложка.

Приготавливаем пять емкостей объемом 350 мл с растворами различного цвета:

Раствор оранжевого цвета - 300 мл воды;

Раствор зеленого цвета – в 300 мл воды добавлена одна столовая ложка поваренной соли;

Раствор желтого цвета - 300 мл воды добавлена одна столовая ложка сахара;

Раствор розового цвета - 300 мл воды добавлена одна ложка пищевой соды;

Раствор свекольного цвета - 300 мл воды добавлена одна столовая ложка 9% уксуса.

Устанавливаем растворы в морозильную камеру при температуре -40С на пять часов с 10.00.

Рисунок 2 – Заморозка растворов

В течении пяти часов проверяем состояние растворов, через каждые 30 минут и заносим показания в таблицу 1 (Приложение 1).

Исходя из наблюдений за растворами, сделаем вывод: по истечению пяти часов при температуре -40С вода, раствор сахара, соды и 9% уксуса замерзли полностью. Раствор поваренной соли даже после истечению указанного промежутка времени полностью не замер.

Через 5 часов замораживания выставляем разноцветные растворы для размораживая при комнатной температуре в + 250С на 4 часа .

Рисунок 3 – Разморозка растворов

В течении четырех часов проверяем состояние растворов, через каждые 30 минут и заносим показания в таблицу 2 (Приложение 2).

Исходя из наблюдений за растворами, сделаем вывод: по истечению четырех часов при температуре +250С вода и все растворы полностью расстаяли.

Итоги работы:

Во время проведения опыта с разными растворами при различных температурных режимах было выявлено, что быстрее всего замерзает раствор 9% уксус растворенного в воде, но медленнее других растворов оттаивает.

Поваренная соль растворенная в воде по истечению пяти часов полностью не замерзла, а только кристаллизовалась, но быстрее других растворов оттаяла.

Остальные растворы равномерно замерзали и оттаивали.

Примечание:

Было принято решение оставить солевой раствор в морозильной камере при температуре -40С на 24 часа.

Только по истечения 24 часов солевой раствор полностью замерз.

Вывод

Исходя из проведенных исследований для сохранения скоропортящихся продуктов в теплое время на природе подойдет наполненные и замороженные закрывающиеся емкости, наполненные уксусным раствором.

Примечание

Если в уксусный раствор Вы добавите не 9% уксус, а 70%, то замороженный раствор сохранит свои свойства подольше.

Список литературы

Некрасов Б. В. Основы общей химии. Т. 2. Изд. 3-е;

Пифагор. Золотой канон. Фигуры эзотерики;

УНИАН: Морская соль для красоты и здоровья кожи;

Энциклопедия здоровья;

Энциклопедия кругосветке. Натрий;

Технология лекарственных форм;

Стандартизация лекарств.

Методическое пособие для студентов;

Методические указания по технологии лекарств заводского производства для студентов;

Годин В. Ю. Физиологически полноценная питьевая вода;

Мосин О. В. Химическая природа воды и её память. //«Стандарт сервис» Информационный сборник 2008. № 3.

Неумывакин И. П. Вода – жизнь и здоровье: мифы и реальность;

Ходаков Ю. В., Эпштейн Д. А., Глориозов П. А.  Неорганическая химия.;

Кандидат биологических наук Н. Кустова. Уксус. Что это такое и как его делают

Приложение 1

Таблица 1

Продолжение 1

Приложение 2

Таблица 2

Продолжение 1