Исследовательский проект: "Химия- занимательная наука? или Химия- занимательная наука"!

Муниципальное казенное общеобразовательное учреждение

«Боровская средняя общеобразовательная школа

имени Героя России Тимура Ибрагимова»

Тема проекта:

Химия- занимательная наука?

или

Химия- занимательная наука!

Тип проекта: исследовательский

Автор проекта:

Сагеева Кенжимай

Наставник проекта:

Гришина Наталья Михайловна

Содержание

Введение…………………………………………………………………………3

Глава I. Наука химия…………………………………………………………….5

1. История возникновения науки химия………..…………………………..5

2. Открытия в химии, послужившие человечеству…………………………7

3. Химия в жизни человека…………………………….…………….……..9

Глава II. Практическая часть……………………………………………………12

2.1. Экспериментальная химия в домашних условиях……………………….13

Заключение……………………………………………………………………..16

Список литературы…………………………………………………………….17

Приложения…………………………………………………………………….18

Введение

В этом учебном году мы, восьмиклассники, начали изучать новый предмет – химия. До этого я как - то не задумывалась над тем, что это за наука, что она изучает. Но чем больше уроков мы проходим, чем больше мы узнаем на уроке, тем интереснее становится этот предмет. Оказывается,  куда  бы  мы не взглянули,  везде сталкиваемся с химией – химия вокруг нас.

Повсюду нас окружают предметы и изделия, изготовленные из веществ и материалов, которые получены на химических заводах и фабриках. Кроме того, в повседневной жизни, сам того не подозревая, каждый человек осуществляет химические реакции. Например, при опускании кусочка лимона в стакан горячего чая происходит ослабление окраски чая – чай здесь выступает в роли кислотного индикатора, похожего на лакмус. Зажигая спичку, замешивая песок и цемент с водой или гася водой известь, обжигая кирпич, мы осуществляем настоящие химические реакции. Приготовление пищи – это тоже химические процессы. В любом живом  организме в огромных количествах осуществляются различные химические реакции.

Еще в глубокой древности люди умели превращать виноградный сок в вино, а вино- в уксус, получать некоторые металлы из руд, варить стекло. Около двух столетий назад философ Иммануил Кант не хотел признавать химию наукой. Он называл ее сводом правил. Сейчас никто не станет спорить, что химия – стройная многогранная наука. Химические явления, как и все явления природы не случайны. Они подчинены строгим закономерностям, причина которых кроется в строении вещества. Человек познает вещество и учится управлять им. Древесину он превращает в бумагу и ткани. Нефтяные продукты заставляет конкурировать с белоснежным хлопком и пушистой шерстью овец. Из угля получают соединения, которые превращаются в лекарства и краски. На суше и в море человек отыскивает полезные металлы и минералы….

Современная химия служит человеку в его практической деятельности. Знания по химии обязательно помогут сохранить здоровье, найти нестандартный способ решения бытовых проблем, дадут ответы на многие наши вопросы, химия раскроет тайны не только привычных нам вещей, но и далеких звезд…

Цель работы: исследовать свойства химических веществ, доказывающие привлекательность науки.

Задачи:

1. изучить информационные источники

2. изучить историю химии как науки

3. провести эксперименты, доказывающие привлекательность науки химия

4. обработать результаты и сделать выводы.

Гипотеза:  химия - фундаментальная наука может быть одновременно очень сложной, но увлекательной

Предмет исследования: химические вещества.

Объект исследования: образцы химических веществ.

Методы исследования:

1.Сбор информации по теме

2. Анализ информации по теме

3. Эксперимент

4.Наблюдение

Глава I. Наука химия

1. История возникновения науки химия

Химия, как одна из наук, изучающих явления природы, зародилась в Древнем Египте еще до нашей эры, одной из самых технически развитых стран в те времена. Первые сведения о химических превращениях люди получили, занимаясь различными ремеслами, когда красили ткани, выплавляли металл, изготавливали стекло. Тогда появились определённые приёмы и рецепты, но химия ещё не была наукой. Уже тогда химия была нужна человечеству в основном для того, чтобы получать от природы все необходимые для жизнедеятельности человека материалы - металлы, керамику, известь, цемент, стекло, красители, лекарства, драгоценные металлы и т.д. С самой древности основной задачей химии было получение веществ с необходимыми свойствами.

В VIII веке, в завоеванных арабами европейских странах, эта наука распространяется под названием "алхимия". Следует отметить, что в истории развития химии как науки, алхимия характеризует целую эпоху. Основной задачей алхимиков было найти "философский камень", якобы превращающий любой металл в золото. Несмотря на обширные знания, полученные в результате экспериментов, теоретические воззрения алхимиков отставали на несколько веков. Но поскольку они проводили различные опыты, им удалось сделать несколько важных практических изобретений. Стали использоваться печи, реторты, колбы, аппараты для перегонки жидкостей. Алхимики приготовили важнейшие кислоты, соли и оксиды, описали способы разложения руд и минералов.

В начале XVI века в алхимии начинается новая эра. Ее возникновение и развитие связано с учениями Парацельса (1493- 1541) и Агриколы (1494- 1555). Парацельс утверждал, что основной задачей химии является изготовление лекарств, а не золота и серебра. Парацельс имел большой успех, предложив лечить некоторые болезни, используя простые неорганические соединения вместо органических экстрактов. Это побудило многих врачей примкнуть к его школе и заинтересоваться химией, что послужило мощным толчком для ее развития. Агрикола же изучал горное дело и металлургию. Его труд "О металлах" более 200 лет являлся учебником по горному делу.

В XVII веке теория алхимии уже не отвечала требованиям практики. В 1661 г. Бойль выступил против господствующих в химии представлений и подверг жесточайшей критике теорию алхимиков. Он впервые определил центральный объект исследования химии: попытался дать определение химического элемента. Бойль считал, что элемент-это предел разложения вещества на составные части. Разлагая природные вещества на их составные, исследователи сделали много важных наблюдений, открыли новые элементы и соединения. Химик стали изучать, что из чего состоит.

В 1700 году Шапталем была развита флогистонная теория, согласно которой все тела, способные гореть и окисляться, содержат вещество флогистон. При горении или окислении флогистон покидает тело, в чем и состоит сущность этих процессов. За время почти столетнего господства теории флогистона были открыты многие газы, изучены различные металлы, оксиды, соли. Однако, противоречивость этой теории тормозила дальнейшее развитие химии.

В 1772- 1777 годах Лавуазье, в результате проведенных им экспериментов, доказал, что процесс горения является реакцией соединения кислорода воздуха и горящего вещества. Таким образом, теория флогистона была опровергнута.

В XVIII веке химия начинает развиваться как точная наука. В начале 19 в. англичанин Дж. Дальтон ввёл понятие атомного веса. Каждый химический элемент получил свою важнейшую характеристику. Атомно-молекулярное учение стало основой теоретической химии. Благодаря этому учению Д. И. Менделеев открыл периодический закон, названный его именем, и составил периодическую таблицу элементов. В 19 в. чётко определились два основных раздела химии: органическая и неорганическая. В конце столетия в самостоятельную отрасль оформилась физическая химия. Результаты химических исследований всё шире стали использоваться в практике, а это повлекло за собой развитие химической технологии.

1.2. Открытия в химии, послужившие человечеству

Открытия в области химии изменили наш привычный образ жизни. Вклад этого предмета в биологию, медицину, инженерию и сельское хозяйство наряду со многими другими дисциплинами позволил нам разработать новейшие технологии, которые существенно улучшили качество питания, коммуникации, способы лечения болезней и травм. Достижения некоторых известных химиков невозможно переоценить, ведь без них современный мир был бы неузнаваемым.

Открытия в области медицинской химии

Пенициллин В 1928 году Александр Флеминг, шотландский врач, фармаколог и бактериолог, в своей лаборатории проводил эксперименты. Он выращивал определённую бактерию в чашке Петри, когда заметил, что один из образцов покрылся плесенью. Однако, она была не обычной — во время исследования Флеминг заметил, что она убивала бактерии!

Впоследствии эта форма стала известна как пенициллин и стала одним из самых важных медицинских открытий, когда-либо сделанных в мире.

Открытия в сельском хозяйстве и пищевой промышленности

Пастеризация Сейчас нам кажется очевидным, что, нагревая пищу или напитки, мы убиваем находящиеся в них бактерии. Однако, это не всегда было известно. Открытие Пастера, сделанное во время его отпуска в 1864 году, было совершено при нагревании вина, но сам процесс пастеризации ассоциируется в первую очередь с молоком. Этот продукт, который, как известно, является благоприятной средой для размножения весьма опасных бактерий. Хотя многие люди по-прежнему предпочитают пить непастеризованное молоко, именно Пастеру мы обязаны тем, что можем пить молоко, не боясь заболеть.

Процесс Хабера-Боша 80 % воздуха, которым мы дышим, состоит из азота — элемента, необходимого для жизни. Тем не менее, из-за того, что азот не является химически активным, нашему организму и другим растениям и животным пришлось разработать сложные биологические методы его извлечения из воздуха. В начале двадцатого века учёные пытались разработать искусственные методы извлечения азота для развития сельского хозяйства (растениям нужен азот для роста) и для создания новых видов оружия. Ранее азот получали из костей и экскрементов животных. Один из методов его производства был предложен Фрицем Хабером и превращен в масштабный промышленный процесс Карлом Бошем — отсюда произошло его название!

Этот процесс является одним из самых важных открытий в истории человеческой цивилизации. Технология позволила увеличить эффективность сельского хозяйства в четыре раза — это означает, что количество сельскохозяйственных угодий на земном шаре без неё было бы в четыре раза меньше. Она стала силой, обеспечившей рост численности населения за последнее столетие.

Технологии химической промышленности, которые изменили нашу жизнь

Электрическая батарея Электрохимическая батарея (также известная как батарея Вольта) была изобретена Алессандро Вольта в 1800 году и стала поворотным пунктом в освоении человеком электричества. Именно благодаря нему были сделаны различные открытия, например, метан -газ, образующийся при разложении органических веществ и эвдиометр -позволивший анализировать состав воздуха. Батарея Вольта состоит из сложенных друг на друга цинковых и медных дисков, разделенных между собой пластиной, смоченной в растворе (H2O+Na Cl), чтобы обеспечить проведение тока.

1.3.Химия в жизни человека

Химия на кухне

Химия на кухне необходима, прежде всего, для здоровья человека т.к. именно на кухне мы проводим половину жизни.

На кухне все нужно содержать в чистоте и порядке, потому что в антисанитарных условиях можно получить кожные заболевания и отравления.

Для того чтобы кухня не была уязвимым местом для здоровья человека, нужно постоянно наводить на ней порядок:

• Кухонный стол нужно протирать перед и после каждого приема пищи;

• Протирать поверхность стола лучше всего тряпкой, предварительно смоченной в мыльной воде с добавлением уксусной кислоты (это очень эффективный способ);

• Для мытья посуды наиболее эффективны жидкие средства для мытья посуды (СМП) такие как AOS, Sorti и т.д. обладающие высокой мылкостью;

• Чистку стеклянных поверхностей лучше всего осуществлять при помощи спрееобразных веществ.

Химия в ванной

Химия в ванной тоже подразумевает чистоту т.к. в ванне мы наводим гигиену тела. Для того чтобы отчистить ванную необходимо использовать хлорсодержащие вещества, очищающие порошки (Пемо-люкс, Сода эффект и т.д.). Для того чтобы навести гигиену тела, человек использует множество химических веществ - это всевозможные шампуни, гели для душа, туалетные мыла, крема для тела, всевозможные лосьоны и т.д. Мне хочется сказать вот еще о чем: бытовая химия – безусловно, наш помощник, однако это отнюдь не такое безопасное дело, как может показаться. Головные боли от запахов, чихание, кашель – вот самые распространенные проявления аллергических реакций. На помощь придут практические советы, уж коль мы заговорили о вредности химических веществ в быту. В большинстве случаев можно взять на вооружение ряд рецептов, как заменить химические препараты на природные, естественные компоненты, которые совершенно безвредны. Например, мы рассмотрели порошок типа «Пемолюкс» под увеличением, и, при ближайшем рассмотрении увидели. что этот порошок содержит мелкий песочек, смешанный с различными химическими добавками, которые придают цвет, приятный запах. Я думаю, что обычным речным песком любая хозяйка прекрасно очистит и кастрюли, и посуду. Будет та же чистота, но не будет «химических» ароматов, это во - первых, а во-вторых, речной песок обойдется во много раз дешевле.

Химия в саду и огороде

Фрукты, ягоды, овощи, злаковые культуры – все это растет в саду и огороде, и для того чтобы урожай был хороший, человек добавляет различные химические вещества – это различные добавки для ускорения роста растений, пестициды. Все это в разной мере вредит здоровью, прежде всего потребителю этих плодово-ягодных культур. Чтобы избежать вредного воздействия этих веществ, нужно использовать натуральные удобрения животного производства, очень эффективным органическим удобрением является навоз.

Химия в саду и огороде используется в основном в защите от вредителей и болезней растений: плодовых культур, ягодных культур, овощей, цветочных культур, а также в регуляторах роста растений, нитратах. Инсектициды и реппеленты - подразумевают борьбу с вредителями-грызунами и различными насекомыми и садовыми грибками и т. д.

Химия в косметике и гигиене

Химией в косметике и гигиене по большей части пользуется женская половина человечества. К химической гигиене относят мыло, шампуни, дезодоранты, крема. К химической косметике относят помады, пудру, тени, туши, карандаши для подвода глаз, губ, тональный крем и многое другое. В наше время не существует такой косметики, которая бы была не химического происхождения, за исключением кремов и масок приготовленных на основе растений. Чтобы защититься от недоброкачественной косметики, нужно использовать как можно больше веществ на основе лекарственных растений

Глава II. Практическая часть

Изучая, различные литературные источники мы выяснили, что ключевым для большинства научных методов является такой метод как наблюдение. Концепция этого метода основана на сочетании непосредственного человеческого восприятия и возможности применения специальных приборов, инструментов. Кроме того, в химии используются следующие методы:

• эксперимент — исследование свойств вещества или характеристик явления в определенных условиях: при активном воздействии на объекты разнообразными способами;

• абстрагирование — метод отвлечения, способствующий переходу от конкретных признаков, свойств, связей к более существенным общим понятиям, закономерностям;

• измерение — определение количественных значений интересующих свойств, сторон объекта при помощи технических устройств;

• идеализация — мысленное конструирование, условное внесение изменений в объект в соответствии с целями и задачами исследования;

• индукция — формулирование обобщающего вывода на основе частных предпосылок, предполагает движение мышления от единичного к общему;

• аналогия — перенос знания об одном веществе или явлении на другое;

• моделирование — составление представления об объекте исследования по косвенным данным, а не в ходе непосредственного наблюдения.

В школьном курсе часто используется химический эксперимент. Он придает особую специфику предмету химии, позволяет понять свойства веществ, установить научные факты; а также является важнейшим способом осуществления связи теории с практикой.

2.1. Экспериментальная химия в домашних условиях

Как было сказано выше, эксперимент позволяет привить интерес к науке. Мы решили провести различные эксперименты в домашних условиях.

Опыт № 1: Отбеливатель. Нам понадобится отбеливатель, 2 пластиковых стаканчика, вода и краситель пищевой. Сначала мы начали потихоньку смешивать вещества, мы смешали вещества, на дне стакана появился осадок. Мы оставили наше вращение примерно на 10-20 минут. И за это время на поверхности появилась пенка и немного пузырьков. Перемешали и опять оставили , но уже на 30 минут и вода за это время приобрела нежно голубой цвет (до этого цвет был ярко голубой) , я подумала, что это окончательный цвет, но я решила что пусть ещё час по стоит и по смотрим, и оно приняло уже темно белый цвет. Вот так и завершился мой опыт (приложение 1)

Опыт № 2: Как надуть шарик без помощи легких? Нам понадобится - сода пищевая, уксус столовый, шарик и пластиковая бутылка. Берём соду чайную ложечку и насыпаем внутрь шарика, затем берём бутылку, в которую налит уксус, шарик одеваем на горлышко бутылки, сода высыпается в бутылку и смешивается с уксусом, выделяется углекислый газ СО₂, который и наполняет воздушный шарик.(приложение 2)

Опыт № 3: Торнадо в банке. Для опыта нам понадобится наполненная водой банка и немного моющего средства. В банку с водой добавляем моющие средство. Плотно закрываем крышку банке и хорошенько встряхиваем её круговым движением. И вот у нас в банке маленький торнадо! (приложение 3). Я думаю, что такой опыт можно провести на уроках географии при изучении темы: «Ветер»

Опыт № 4: Поднимающаяся вода. Нам понадобится пластилин, 4шт спичек, тёплый стакан и тарелка. Прикрепили к кусочку пластилина спички и поставили эту конструкцию в центр тарелки с водой. Подожгли спички, накрыли тёплым стаканом. И вот вода в стакане начала подниматься, как –будто стакан её "засасывает."

Опыт № 5: Радуга в стакане. Нас понадобится 3 прозрачных стакана, сахар, краситель и шприц. В стаканы наливаем воду 70мл и окрашиваем воду в разные цвета. И так в первый -зелёный стакан добавляем 2 ложки сахара, во второй -жёлтый одну ложку, а в третий- красный стакан без сахара. Далее набираем в шприц воду из 1 стакана, погружаем шприц на край стенки стакана с водой из второго стакана. Медленно вливаем цвета, жёлтый в зелёный, красный в жёлтый. Вот у нас и получилась радуга в стакане, легко и просто. (приложение 5)

Многие мои сверстники предпочитают газированные напитки сокам и морсам. Также можно провести опыты и показать их влияние на организм, такие эксперименты можно использовать и на уроках биологии при изучении темы: «Пищеварение»

ОПЫТ № 6: Наличие искусственных красителей в газированных напитках. Для этого эксперимента понадобится пищевая сода. После добавления соды в напитки: лимонад -апельсин, кока-кола они не изменили свой цвет. Из этого следует, что в напитках есть искусственные красители. (Приложение 6)

ОПЫТ № 7: Очищение грязи/ржавчины с монет. Я нашла старую и очень ржавую монету, положила её в стакан с кока-колой. Уже через 24 часа я достала монету и увидела удивительный результат. Монета очень хорошо очистилась.(Приложение 7)

ОПЫТ № 8: Влияние газированных напитков молочные продукты. Для выполнения этого эксперимента я взяла 2 марки газированной воды «Лимонад» и «Тархун» в каждую емкость с молоком капнула несколько капель газировки каждой марки. Через некоторое время наблюдала сворачивание, т.е. скисание молока в каждой емкости. В 3 экземпляре скисание было более выражено, на поверхности появились коричневые вкрапления т.к. это лимонад более высокой концентрации лимонной кислоты. Из этого опыта можно сделать вывод: что кислота, содержащаяся в газировке, разрушает белок, а значит и способствует разрушению клеток желудка, вызывая гастриты, язвы. (Приложение 8)

Заключение

В результате проведенного исследования, изучив литературные источники, интернет- ресурсы мы пришли к выводу: очевидно, можно сказать, что химия- наука увлекательная, помогает понять и постичь многие вещи и процессы. Да, я соглашусь с моими одноклассниками, старшеклассниками, что химию надо учить, без теоретических знаний, не будет понимания практических действий. Изучаю, этикетку пищевого продукта можно понять, что ты будешь кушать, и какое воздействие эти вещества окажут на твой организм.

Если дети будут любознательными, готовыми читать научно- популярную, познавательную литературу, то им будет легко учиться и любые трудности можно превратить будет превратить в увлекательную добычу знаний.

Мы решили, что химия- увлекательный предмет! Химия- занимательная наука! Главное- учить уроки, выполнять задания и не запускать предмет!

Список литературы, интернет источники:

1. https://ru.wikipedia.org/wiki/

2. https://ru.siberianhealth.com/ru/blogs/pitanie/vred-gazirovannykh-napitkov/

3. https://freetime-msk.ru/stati/kak-gazirovka-poluchila-mirovuyu-populyarnost

4. http://ru.wikipedia.ru/

5. http://www.cocacola.ru/

6. .http://findfood.ru/product/coca-cola

7. www.youtube.com/watch?v=f1EH08ZXLgw

8. Энциклопедический словарь юного химика Крицман В.А., Станцо В.В., М.: Просвещение, 1990г.

9. Я познаю мир: Детская энциклопедия. М.: АСТ, 1996г.

10.К.Манолов и др. «У химии свои законы» М.: Изд-во «Мир», 1982г

ПРИЛОЖЕНИЯ

Приложение 1. Отбеливатель.

Приложение 2. Как надуть шарик без помощи легких?

Приложение 3. Торнадо в банке

Приложение 4. Поднимающаяся вода

Приложение 5. Радуга в стакане

Приложение 6. Выявление наличия искусственных красителей в газированных напитках

Приложение 7. Очищение грязи/ржавчины с монет

Приложение 8. Влияние газированных напитков молочные продукты

12