Попов Егор
ученик 1 класса КГУ «Средняя школа № 24» акимата города Усть-Каменогорска
Руководитель: учитель начальных классов Евсеева Ольга Анатольевна

СОДЕРЖАНИЕ

стр.

Введение                                                                                                 3-4

1. Основная часть

1.1 Волшебство химических превращений                                 5

1.2 Внутренний мир веществ                                                                 5-6

2. Исследовательская часть

2.1 Первое интересное превращение                                           7-8

2.2 Второе интересное превращение                                           9-10

2.3 Третье интересное превращение                                            10-11

Заключение                                                                                             12

Список литературы                                                                                13

Введение

Люди не любят, когда их обманывают, однако очень любят фокусы. А дети часто воспринимают фокусы  как волшебство. Интересно почему? Мне стало интересно, почему все происходит именно так? Фокусы бывают разные: обман (проводится с использованием специального реквизита), ловкость рук и научные фокусы. В чём секрет? Секрет может объясняться законами науки, например, математики, физики, химии и других. Изучению вопросов интересных химических превращений посвящено данное исследование.

Цель исследования: выяснить, что такое вещество, какие изменения могут происходить с веществами.

В процессе работы были использованы следующие методы исследования:

–      изучение научно – познавательной литературы;

–      изучение материалов Сети Интернет по данной проблеме;

–      постановка эксперимента.

Задачи:

1.     Разобраться в понятии «вещество».

2.     Выяснить, какие изменения могут происходить с веществами в природе (на примере природных ресурсов  г. Усть-Каменогорска)

3.     Провести эксперимент с веществами, используя домашний материал.

4.     Провести эксперимент в школьной химической лаборатории.

5.     Сравнить полученные результаты, сделать выводы.

6.     Объяснить понятия: вещество, химическое явление, химический эксперимент, химическая реакция.

Гипотеза: если с веществами в природе происходят превращения, по всей вероятности имеющих определенное практическое значение, то можно ли подобный эксперимент  провести в домашних условиях, используя бытовую химию, и попытаться объяснить происходящие изменения с  теми или иными веществами.

Новизна работы: расширились знания по предмету, с помощью эксперимента были объяснены некоторые явления, происходящие в природе, показана их практическая значимость

1.     Основная часть

1.1.                  Волшебство химических реакций.

Химические реакции иногда действительно похожи на волшебство. Фокусники используют химию и химические реакции для того, чтобы изменять цвет жидкости, превращать их в твердые вещества и создавать много других загадочных и удивительных иллюзий.

Начнем с самого научного колдовства и самой магической науки – с химической реакции. Как это, получается: смешиваешь два вещества и получаешь совершенно другое?

1.2Внутренний мир веществ.

Весь мир и вся Вселенная состоит из атомов, так же как дом состоит из кирпичиков или слово из букв. Это самая микроскопическая информация, которую мы можем получить. Несколько атомов связаны между собой, и тогда они называются молекулами. Всего известно около 100 различных атомов, но они могут соединяться в миллионы молекул. Точно также из 33 букв алфавита можно сложить миллионы разных слов.

Интересные превращения происходят с веществами в природе. Что происходит с веществами в результате тех или иных превращений? Почти все химические вещества могут существовать в твердом, жидком и газообразном состоянии. Так, лед, жидкая вода и водяной пар – это твердое, жидкое и газообразное состояния одного и того же химического вещества – воды H2O. При изменении природных условий вода может перейти в любое из трех состояний. Все изменения, происходящие с веществами в природе, называются явлениями. Рассмотрим причину образования тумана. В нашем городе протекает две большие реки: Ульба и Иртыш, и поэтому туман – это довольно частое явление. Температура воды в реке зимой выше, чем температура воздуха, поэтому, когда воздух набирает много пара над поверхностью реки, то подняться не может, потому что сам холодный и тяжелый. А ночью и утром этот воздух охладится ещё больше. В холодном воздухе пар начинает сгущаться в мелкие капельки воды. Так получается туман. Это физическое явление.

Атомы и молекулы находятся в постоянном движении и поэтому часто сталкиваются друг с другом. Когда молекулы сталкиваются, они могут поменяться своими атомами, в результате образуются новые молекулы. Происходит химическое явление. Это и называется химической реакцией, способность к превращениям.

Одни вещества легче вступают в химические реакции, чем другие, особенно уксус. Он очень едкий, и не только на вкус. На основании всего одной химической реакции  уксуса  и пищевой соды я хочу продемонстрировать несколько химических фокусов, попытаться всё понять сам  и объяснить своим друзьям. Все опыты не требуют особых химических навыков, а лишь осторожности и аккуратности. Мне помогали родители.

2.     Исследовательская часть

2.1Интересное превращение:

Вещества для работы:

a)     Пластилин – тело

b)    Пищевая сода (бикарбонат натрия)

c)     Уксус

d)    Жидкость для мытья посуды

e)     Пищевой краситель красного цвета

f)      Тарелка – тело

ТАЙНЫЕ ПРИГОТОВЛЕНИЯ:
1.     Пластилин разделил на две части и одну из них раскатал в плоский круг – основание вулкана, а из второй слепил конус с отверстием наверху (склоны вулкана). Защепил обе части по краям, у меня получилось подобие вулкана.  Этот вулкан нужно поставить тарелку.

2.     Смешал чайную ложку жидкости для мытья посуды с пищевым красителем и содой. Получилась очень красивая лава.

3.     Налил лаву в отверстие и добавил уксус.

РЕЗУЛЬТАТ:
Получилось очень эффектное извержение вулкана. При соединении, уксус и сода дают шипучую пену. Интересно, что же происходит в этой шипучке?

ОБЪЯСНЕНИЕ:  Когда молекулы уксуса сталкивается с молекулами соды, уксус разрывает ее, а из освободившихся атомов получается три  новые молекулы – одна из которых углекислый газ. Это можно записать вот так:

Натрий двууглекислый (сода) + уксусная кислота

Углекислый  газ           Вода         натриевая соль уксусной                            кислоты

 

Или изобразить вот так:

Условные обозначения:

– натрий,  – водород,  – углерод,  – кислород.

 

Na2HCO3                                        C2H4O2

 

 

______________________________

 

 

 

CO2                         H2O                                    Na HCO3

 

В том, что получается именно газ можно убедиться, проведя ещё одно интересное химическое превращение.

2.1.Второе интересное превращение:

НАМ ПОНАДОБЯТСЯ:

a)     Воздушный шарик

b)    Бутылка

c)     Сода

d)    Уксус

ТАЙНЫЕ ПРИГОТОВЛЕНИЯ:

1.  Положили 2 чайные ложки соды в шарик, а в бутылку налили уксус.

2.   Надеть шарик на бутылку.

3.  Приподнять шарик и слегка потрясти его, чтобы сода попала в бутылку с уксусом.

РЕЗУЛЬТАТ:

Шарик на бутылке будет надуваться. Ну чем не фокус?

ОБЪЯСНЕНИЕ:

Когда сода попадает в уксус, начинается химическая реакция с выделением углекислого газа, которым и будет наполняться шарик.

 

2.1.1.  Практическое применение углекислого газа

Прессованный твердый углекислый газ получил название “сухого льда”.
Твердый CO2 скорее похож на спрессованный плотный снег, по твердости напоминающий мел. Температура “сухого льда” –78оС. Сухой лед, в отличие от водяного льда, плотный. Он тонет в воде, резко охлаждая её. Горящий бензин можно быстро потушить, бросив в пламя несколько кусочков сухого льда.
Главное применение сухого льда – хранение и перевозка продуктов питания: рыбы, мяса, мороженого и др. Ценность сухого льда заключается не только в его охлаждающем действии, но и в том, что продукты в углекислом газе не плесневеют и не гниют. Сухим льдом испытывают в лабораториях детали, приборы, механизмы, которые будут служить в условиях пониженных температур. С помощью сухого льда испытывают морозоустойчивость резиновых покрышек автомобилей. Углекислый газ применяют для газирования фруктовых и минеральных вод, а в медицине – для лечебных ванн. Жидкий углекислый газ используют в огнетушителях, огнетушительных системах самолетов, кораблей. Он используется  в тех случаях, когда вода непригодна, например, при тушении загоревшихся огнеопасных жидкостей или при наличии в помещении невыключенной электропроводки или уникального оборудования, которое от воды может пострадать. Во многих случаях углекислый газ используют не в готовом виде, а получают в процессе использования, например,  хлебопекарных порошков. При смешивании таких порошков с тестом возникает реакция с выделением CO2 . В результате тесто всходит, наполняясь пузырьками углекислого газа, и выпеченный из него продукт получается мягким и вкусным.

Дополнительный эксперимент, позволяющий больше узнать о углекислом газе:

2.2.                  Третье интересное превращение:

НАМ ПОНАДОБЯТСЯ:

a)     2 стаканчика.

b)    Свечка.

c)     Уксус

d)    Сода

e)     Картонка

ТАЙНЫЕ ПРИГОТОВЛЕНИЯ:

1.     Нужно зажечь короткую свечу и поставить её в стаканчик.

2.     В другой стаканчик насыпаем чайную ложку соды и добавляем уксус. В этот момент нужно прикрыть стакан картонкой, чтобы пузырьки не улетали.

3.     Потом наклоняем стакан с шипучкой над свечкой так, чтобы жидкость коснулась края и сдвигаем немного картонку.

РЕЗУЛЬТАТ:

Свеча  погаснет. Это ещё одно химическое превращение.

ОБЪЯСНЕНИЕ:

Этот научный эксперимент показывал 200 лет назад Джозеф Пристли, который изучал свойства  углекислого газа, но присутствовавшим он казался настоящим волшебством.

Ученый знал, что углекислый газ очень тяжелый. Нам его не видно, а он собирается прямо над пеной в стакане. Когда мы наклоняем стаканчик, газ незаметно для глаз перетекает в стаканчик со свечкой, наполняет её и гасит пламя.

Благодаря этому ученому  мы знаем про огнетушители, которые наполнены углекислым газом и газировку.  Потому что это именно ученый по фамилии Пристли изобрёл  способ накачивать воду углекислым газом и сделал напитки газированными.

Можно провести ещё один очень простой опыт и убедиться, что это именно углекислый газ. Нужно попросить взрослого подержать спичку над стаканом с лимонадом. Спичка погаснет. Так как углекислый газ не поддерживает горение и дыхание.

Вывод:

Превращения веществ удивительны и невероятно эффектны, а многие химические опыты позволяют сделать шаг к познанию окружающего мира и ответить на вопросы: «как?», «почему?» и «зачем?».

В ходе  исследовательской работы  мне удалось получить углекислый газ различными способами, используя бытовую химию, то есть вещества, которые имеются в каждом доме. Объяснить наблюдаемые явления с позиции строения вещества, а так же связать поставленный эксперимент с происходящими в природе явлениями. Проделав работу, мы достигли поставленной цели, в дальнейшем мне бы хотелось продолжить работу по исследованию свойств веществ, чтобы сохранить природу и улучшить экологическое состояние нашего города, так как от этого зависит здоровьё мое и людей нашего города.

Список литературы:

1.     Салем Лионель, пер с фр. Л.А, Абрамова, Э.П. Серебряков

«Чудесная молекула», Мир, Москва, 1985 г.

2. «Большая энциклопедия открытий и изобретений», РОСМЭН, Москва,

2007 г.

3. «Занимательная книга знаний в вопросах и ответах», Махаон, Москва,

2007 г.

4. Р. Робинсон, пер. с англ. Т.В. Сафронова «Книга увлекательных занятий для мальчиков», РОСМЭН, Москва, 2008 г.

5. С.А. Лаврова «Занимательная химия для малышей», Белый город, 2009 г.