XXΙ  Районная научно-практическая конференция школьников Динского района

Секция:  химия

Определение карбоната и гидрокарбоната натрия в питьевой соде.

Выполнила

Ученица 9 класса

Нововеличковской МОУСОШ  №30

Хижняя Алина

Научный руководитель

Учитель химии

Нововеличковской МОУСОШ  №30

Хижкина Ирина Сергеевна

Ст. Нововеличковская

2010г.

Содержание

1. Введение_______________________________________________________________3стр.

2. Основная часть__________________________________________________________4стр

3. Заключение____________________________________________________________11стр

4. Приложения_________________________________________________________________

5. Литература_____________________________________________________________14стр

1. Введение

Тема данного исследования – определение карбоната и гидрокарбоната натрия в питьевой соде. В связи с большим масштабом использования и применения данного соединения в различных областях технологического процесса, медицине и быту возник интерес изучения данного вещества, способствующий полному, конкретному изучению его количественного состава.

Цель данной работы – убедить общество в важности употребления качественного продукта.

Основные задачи исследования: 

- определить  содержание в соде карбонатов и гидрокарбонатов .

 - провести разъяснительную работу по употреблению качественной продукции

Методы используемые для решения поставленных задач:

- сбор существенной информации по данному вопросу.

- исследовательская работа по определению содержания в соде карбонатов и гидрокарбонатов .

Очень важный момент в данной работе является сочетание исследовательской работы в школе как и на базе КубГУ(Кубанского государственного университета).

2. Основная часть 

Сода была известна человеку за много столетий до н.э. Впервые с ней , вероятно, познакомились народы Древнего Египта, где были обнаружены содовые озёра. Первым потребителем соды является текстильная промышленность .Она была избавлена благодаря соде от больших затруднений. При этом был найден способ получения из побочного продукта содового производства –соляной кислоты ценного продукта-хлорной извести, необходимой для отбеливания тканей. Главной отраслью промышленности является  стекловарение. В настоящее время производится большое количество стекла и качество его стало выше .Ещё в средние века мыло считалось роскошью и облагалось налогом, поэтому бельё повсюду стирали при помощи поташа. Благодаря получению дешевой соды стало возможным обеспечить мыловара дешевым едким натром, а это в свою очередь вызвало резкое понижение цены на мыло.

На  особом месте находится   натрия гидрокарбонат (пищевая сода).  Раньше он применялся   очень широко (как и другие щелочи) в качестве  антацидного средства при повышенной  кислотности желудочного сока, язвенной болезни желудка и  12-типерстной кишки.  При приеме внутрь пищевая сода быстро нейтрализует соляную кислоту желудочного сока и оказывает выраженный антацидный эффект. Однако  применение соды заключается не только в блестяще отмытой посуде и  избавлении от изжоги. Пищевая сода занимает достойное место в домашней аптечке. Это профилактика кариеса , используется против устранения неприятного запаха ног, при укусах насекомых , опрелостях, солнечных ожогах. При простуде полезно делать ингаляцию для отхаркивания вязкой мокроты. Средство от курения. Белый кристаллический порошок без запаха, солено-щелочного вкуса. Растворим в воде (1:2) с образованием щелочных растворов (pH 5 % раствора 8,1), практически нерастворим в спирте. Водные растворы стерилизуют при +120 С в течение 12 мин ( в герметически закрытых флаконах с добавлением стабилизаторов).

Применяют при различных заболеваниях, сопровождающихся выраженным ацидозом (при диабете, инфекциях и др.), для борьбы с ацидозом при хирургических вмешательствах и т. п.

Широкое применение натрия гидрокарбонат (так же как и другие щелочи) имеет как антацидное средство при повышенной кислотности желудочного сока, язвенной болезни желудка двенадцатиперстной кишки.

Применяют также натрия гидрокарбонат в качестве антиаритмического средства. Имеются также данные о применении препарата (в виде капельных внутривенных вливаний или ректальных свечей) при гипертонической болезни, симптоматической почечной гипертонии и хронической почечной недостаточности. Эффект связан с увеличением выделения ионов натрия и хлора и возрастанием осмотического диуреза. Отмечено, что на фоне введения натрия гидрокарбоната усиливается эффект гипотензивных препаратов (препаратов раувольфии и др.).

Натрия гидрокарбонат облегчает также явления «болезни движения» (морская и воздушная болезнь).

В связи с тем, что вызываемое препаратом повышение щелочных резервов крови сдвигает в щелочную сторону реакцию бронхиальной слизи и делает мокроту более вязкой, применяют также натрия гидрокарбонат в качестве отхаркивающего средства.

Местно (в виде полосканий, промываний) применяют растворы натрия гидрокарбоната при воспалительных заболеваниях глаз, слизистых оболочек верхних дыхательных путей и т. п., а также при попадании на слизистые оболочки и кожу кислот.

Применяют натрия гидрокарбонат внутрь, внутривенно, в клизмах, в свечах и местно (в виде растворов).

При приёме внутрь препарат быстро нейтрализует кислоту желудочного сока и оказывает выраженный антацидный эффект. Необходимо, однако, учитывать, что при нейтрализации кислоты гидрокарбонатом натрия выделяется углекислота, которая оказывает возбуждающее действие на рецепторы слизистой оболочки желудка, усиливает выделение гастрина и может вызвать вторичное усиление секреции. Кроме того, при применении больших доз избыток антацида может всасываться в кровь и вызывать нарушение кислотно-щелочного равновесия.

Назначают гидрокарбонат внутрь взрослым по 0,5-1 г несколько раз в день; детям- в зависимости от возраста по 0,1- 0,75 г на приём. Внутривенно вводят капельно 1 %, 3%, 4%, или 5% раствор; в свечах назначают по 0,3; 0,5; 0,7 г.

При ринитах, конъюнктивитах, стоматитах, ларингитах и т. п. применяют для полосканий, промываний, ингаляций 0,5-2% растворы натрия гидрокарбоната. Водным раствором (2%) пользуются для промывания кожи, слизистых оболочек глаз и верхних дыхательных путей при попадании на них кислот, раздражающих и отравляющих веществ.

В виде свечей натрия гидрокарбонат используют против укачивания морской и воздушной болезни.

Для коррекции метаболического ацидоза (при инфекции, интоксикациях, заболеваниях почек, наркозе, в послеоперационном периоде и др.) назначают натрия гидрокарбонат внутрь или внутривенно. При ацидозе назначают внутрь по 3- 5 г; можно также вводить препарат в капельных клизмах (4% раствор). При выраженном ацидозе рекомендуется внутривенное введение по 50-100 мл 3- 5% раствора (взрослым). Вводят также по 100- 200 мл 4,5% раствора, а при остроразвивающемся ацидозе - по 50- 100 мл 8,4% раствора. В процессе лечения следует проводить исследование кислотно-щелочного состояния крови.

При применении гидрокарбоната натрия следует учитывать, что длительное его введение в организм может привести к акалозу (иногда некомпенсированному), сопровождающемуся потерей аппетита, тошнотой, рвотой, болями в животе, беспокойством, головными болями, а в тяжелых случаях тетаническими судорогами. Возможно повышение артериального давления. При применении свечей возможен лёгкий послабляющий эффект, иногда- позывы на стул и понос; у некоторых больных возможна задержка газов в кишечнике (вздутие живота, урчание).                      

Питьевая, или пищевая ,сода представляет собой гидрокарбонат натрия с незначительными примесями карбоната натрия, хлорида натрия.

Питьевая сода должна содержать: карбоната натрия не более 1,4%, хлорида натрия-не более 0,5%, гидрокарбоната натрия- не менее 98%, влаги – не более 0,1%.

Данный способ количественного определения  карбоната натрия и гидрокарбоната натрия в питьевой соде основан на реакции нейтрализации с применением двух индикаторов: фенолфталеина и метилоранжа, которые показывают момент окончания реакции нейтрализации с разными веществами.

По фенолфталеину процесс титрования карбоната натрия заканчивается в тот момент, когда весь карбонат перейдет в гидрокарбонат. В момент окончания этой фазы происходит переход слабо-малиновой или слабо-розовой окраски фенолфталеина к полному обесцвечиванию. В этот момент приливаем метилоранж и раствор окрашивается в желтый цвет.

 По метилоранжу процесс титрования и нейтрализации карбоната натрия заканчивается после полного перехода гидрокарбоната натрия в хлористый или сернокислый натрий и только в момент окончания этой фазы желтая окраска метилоранжа переходит в слабо-розовую.

 Возьмем ранее приготовленную навеску питьевой соды(2,5 г), растворим эту навеску в мерной колбе сначала в небольшом количестве дистиллированной воды(50-70 мл), потом, прибавляя к начальному раствору порциями воду и все время помешивая круговыми движениями, полностью растворить всю навеску и довести объем раствора точно до метки на горле колбы.Вес взятой навески соды и объем полученного раствора записать в 1 колоночку.

Проверить положение бюретки в штативе. Закрепить её вертикально, заполнить раствором соляной кислоты с точно известным титром и нормальностью так, чтобы в наконечнике ниже крана или зажима не осталось воздуха и чтобы уровень раствора находился точно на нулевом делении.

Пипеткой взять точно 20 или 25 мл приготовленного раствора соды, перенести в колбу или стакан для титрования, прибавить 2-3 капли раствора фенолфталеина и осторожно, каплями раствора из бюретки, титровать щелочной раствор соды до полного обесцвечивания малиновой или  розовой окраски фенолфталеина от последней прибавленной капли раствора кислоты. Полученный бесцветный раствор сохранить для последующего титрования с метилоранжем.

Взятый для титрования объём раствора соды записать во 2 колонку.

Объём раствора кислоты, затраченный на титрование  с фенолфталеином, записать в 3 колонку, а нормальность  и титр раствора кислоты в 5 колонку.

В сосуд с бесцветным раствором соды, который остался после титрования в присутствии фенолфталеина, внести 3-5 капель метилоранжа и осторожно, сначала порциями по 5-8 капель, потом и отдельными каплями при непрерывном перемешивании, прибавлять раствор кислоты из бюретки до перехода слабо-желтой окраски метилоранжа в бледно-розовую окраску. Отметить конечное положение уровня раствора кислоты в бюретке. Весь объём раствора кислоты в пределах от начального положения уровня в бюретке на нулевой черте и до конечного его положения после титрования с метилоранжем записать в 4 колонку.

Процесс титрования, описанный в двух предыдущих пунктах, произвести полностью еще 2-3 раза. Вычислить средний объем кислоты, приходящийся на титрование одной пробы раствора соды в отдельности при фенолфталеине  и при метилоранже. Производя отсчеты по бюретке, надо помнить, что объём раствора кислоты, приходящийся на титрование раствора соды в присутствии метилоранжа в нашей постановке опыта, включает и тот объем раствора кислоты, который затрачивается на титрование в присутствии фенолфталеина.

В основе расчета лежат уравнения реакций:

А) при фенолфталеине: Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl;

Б) при метилоранже: Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl;

                                    NaHCO3+ HCl= NaCl+H2O+CO2↑;

По весу затраченной на титрование кислоты вычислим весовые количества находящихся в навеске соды.

А) карбоната натрия m(Na2CO3 ) и б) гидрокарбоната натрия

 m (NaHCO3) следующим образом:

m(Na2CO3)= m(HCl)1г\моль (Na2CO3 )\ 1г\моль HCl= m(HCl)106г\36,5г;

m (NaHCO3)= m(HCl)1г\моль (NaHCO3 )\ 1г\моль HCl= m(HCl)84г\36,5г;

Вес кислоты вычисляем по формулам:

а) m(HCl)=Тк*V1 к-ты;                 б) m(HCl)=Тк*V2 к-ты;

      Тк-титр кислоты в г\мл, V1 к-ты- объём кислоты, затраченный на титрование.     

Вычисляем объём раствора кислоты затраченной на титрование  :

1. V1=А1*250\25(мл) 
2.    V2=А2*250\25(мл).

Вес карбоната в навеске соды определяется:

 m(Na2CO3)= m(навески)* m(Na2CO3)\100%

m (NaHCO3)= m(навески)* m(NaHCO3)\100%.

В результате данной работы мы обнаружили, что не все партии соды соответствуют определенным требованиям. Это всё связано с неправильным хранением данной продукции и неправильной транспортировкой, что способствует поглощению влаги. Соответственно в этом случае будут потери качества продукта и его  качественных  характеристик.

                           3. Заключение

В результате данной исследовательской работы я пришла к следующим выводам:

Мы постоянно встречаемся с продуктами которые являются  необходимыми компонентами нашей жизни. Именно они поддерживают баланс  хорошего, здорового, современного развития жизни . Их использование это заслуга технологического процесса.

Практическая значимость данного исследования, по моему мнению, достаточно  велика. Во-первых, я привлекла внимание широких масс к проблеме употребления качественной продукции. Во-вторых, были проведены школьные эксперименты по исследованию содержания карбоната и гидрокарбоната натрия  в питьевой соде.. В-третьих я провела школьную конференцию в которой показывается важность употребления качественного продукта  и значит улучшения здоровья учащихся и педагогов. Для дальнейших  исследований хочется наметить   изучение качества других продуктов питания.

                                                                               Приложение I

Относительные размеры потребления соды различными видами промышленности

Приложение IΙΙ

                                                                                    Приложение II

                                   5. Литература

1. ШульцевГ.П.,Захарченко В.Н.,К применению гидрокарбоната натрия при гипертонической болезни.-Клин.мед.,1974,№10,с. 63-67.

2. Кошель.П. Большая школьная энциклопедия.М.,Олма-Пресс,1999г.

3. Л.А. Николаев. Химия вокруг  нас. М., Просвещение, 1989г.

4. З.Шпаусус Путешествие в мир химии.М.,Просвещение ,1967г.

5.Ахмедова Т.И., Фандо Р.А. Начала экспериментальной химии.-М.:Илекса,2006.-88с.