Исследовательская работа "Химия вокруг нас"
творческая работа учащихся (2 класс)

Муниципальное бюджетное образовательное учреждение

«Лицей № 20»

Городская научно-практическая конференция

«Первые шаги в науку»

Автор:

Школьный Илья Владимирович

Класс: 2

Руководитель: Шабалина Екатерина

Владимировна,

                   учитель начальных классов

г. Междуреченск,  2019

Содержание

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

- обоснование выбора темы;

- цель и задачи исследования;

- объект и предмет исследования;

- гипотеза исследования.

2. Основная часть …………………………………………………………… 4-10

Теоретическая:

- Что такое химия?

- Химия в повседневной жизни;

Практическая часть:

-  Опыты по выявлению химических  превращений в быту..

3. Заключение …………………………………………………………………. 11
4. Литература …………………………………………………………………. 12
5. Приложение – компьютерная презентация

Введение

Обоснование выбора темы

Моя мама любит «колдовать» на кухне, и часто радует нас домашней выпечкой. Однажды во время  приготовления теста для пирога, я услышал странное шипение. Мама объяснила, что таким образом она гасит соду, чтобы тесто для пирога было пышным, т.к. во  время гашения соды происходит реакция, за счет которой тесто насыщается пузырьками.  Я удивился, откуда мама знает об этом? Она объяснила мне, что есть такая наука химия, которая изучает воздействие одних веществ на другие. Мне стало интересно узнать, а где еще можно увидеть подобные превращения в обычной жизни? Это и стало темой моей работы.

  Цель: выявление химических превращений в быту и их проверка на практике.

Задачи:

1. Изучить литературу по данному вопросу;
2. Провести опыты по выявлению химических превращений в быту.
3.  Обобщить полученные данные и сделать выводы.

Объект исследования: химические реакции.

          Предмет исследования:  выявление химических превращений в быту и их проверка на практике.

Методы исследования:

1. Работа с литературными источниками;
2. Опыты;  
3.  Наблюдение;
4. Анализ и обобщение полученной информации.

Гипотеза исследования: я предполагаю, что данная работа позволит мне узнать о химическом взаимодействии между обычными веществами при помощи химических реакций.

Основная часть

Что такое химия?

Хи́мия     —   наука о веществах, их свойствах, строении и превращениях, происходящих в результате химических реакций, а также законах, которым эти превращения подчиняются. Поскольку все вещества состоят из атомов (маленьких частиц), которые благодаря химическим связям способны формировать молекулы (более крупные частицы), то химия занимается в основном изучением взаимодействий между атомами и молекулами, полученными в результате таких взаимодействий.  

 Вещества  есть  везде  —  в  воздухе, природной воде, почве, в живых организмах.    Они  существуют  не только на Земле,  но и на других планетах.

В природе происходят превращения одних веществ в другие – и это называется химические реакции. Химические реакции мы можем наблюдать повсюду. Живые существа  при  дыхании  потребляют  часть кислорода, который содержится в воздухе,  а выдыхают  воздух  с  повышенным  содержанием  углекислого  газа. Этот  газ  выделяется  во  время  пожаров, при гниении и разложении останков растении и  животных.  Зеленые  листья  поглощают  углекислый  газ и  воду,  которые  вследствие фотосинтеза превращаются  в  кислород  и  другие  вещества. Все это – примеры химических реакций.

Оказывается, химические реакции происходят и в недрах нашей планеты. Там  на  протяжении  миллионов  лет происходило  образование  минералов,  нефти,  природного газа, угля. Множество химических процессов происходит в реках, морях и океанах.

Вещества и их превращения  всегда интересовали  человека.  Ученые  в  разные  времена  осуществляли многочисленные химические эксперименты и стремились объяснить явления,  которые наблюдали.  Анализируя  результаты  своих  опытов,  они выдвигали  гипотезы,  создавали  теории,  а  затем проверяли  их  новыми  экспериментами.  Поэтому химию называют экспериментальной наукой.    Если оглянуться   вокруг, то  Вы увидите, что жизнь современного человека невозможна без химии. Мы используем химию при производстве пищевых продуктов. Мы передвигаемся на автомобилях, металл, резина и пластик которых сделаны с использованием химических процессов.

Химия  в  повседневной  жизни

Каждый  из  нас ежедневно  осуществляет  превращения  веществ, даже не догадываясь об этом. Утром мы моем руки и чистим зубы. При растворении мыла в воде образуются  вещества  с  моющим  действием.  Зубная паста нейтрализует остатки кислот во рту. Во время приготовления пищи одни вещества превращаются в  другие,  имеющие  новый  вкус,  цвет,  запах.  Из питьевой  соды,  которую  добавляют  в  муку,  при нагревании   выделяется  углекислый  газ,  разрыхляющий  тесто.  Уксусом  можно  удалить  накипь  в чайнике,  а  соком  лимона  —  некоторые  пятна  на одежде. Все эти явления объясняет наука химия.

Мы используем духи, туалетную воду, мыло и дезодоранты, производство которых немыслимо без химии. 

Зажигая спичку, замешивая песок и цемент  с  водой  или  гася водой известь,  обжигая  кирпич,  мы  осуществляем  настоящие,  а  иногда  и довольно  сложные  химические  реакции.

Эти интересные факты заинтересовали меня и стали основой моей практической работы. Некоторые их химических реакций можно проследить в следующих опытах.

Практическая часть

Опыт № 1 – «Яйцо в бутылке»

Это многим хорошо известный, классический опыт, которому уже более ста лет. Тем не менее, мы приводим его здесь, т.к. он очень зрелищный, и его легко можно провести в домашних условиях. 
Для его проведения потребуется:

-сваренное вкрутую  и очищенное от скорлупы куриное яйцо среднего размера;

- стеклянная бутылка из-под сока с достаточно широким горлышком;

- полоска бумаги;

- спички;

- растительное масло.

Для успешного проведения эксперимента необходимо, чтобы яйцо было чуть больше горлышка бутылки.

План работы:

1. Смазываем горлышко бутылки растительным маслом.

2. Поджигаем бумагу и быстро опускаем ее в бутылку.

3. Сразу же кладем яйцо на горлышко бутылки.

4. Через секунду горящая бумага потухнет, а яйцо окажется в бутылке.

Объяснение опыта

 Горящая бумага нагревает молекулы воздуха в бутылке, от чего они приходят в движение, начинают отталкиваться друг от друга. Часть воздуха выходит наружу через щели между яйцом и горлышком бутылки. Когда пламя гаснет, молекулы воздуха охлаждаются и начинают притягиваться друг к другу.   Воздух снаружи бутылки устремляется внутрь нее, однако путь ему преграждает яйцо. Давление молекул воздуха снаружи бутылки настолько велико, что они буквально вталкивают яйцо внутрь сосуда.

Опыт № 2 – «Как покрасить живые цветы?»

Для проведения опыта понадобятся:

- любые цветы с белыми лепестками. Мы проводили опыт с гвоздиками.

- емкости для воды;

- пищевые красители;

- нож;

- вода.

План работы:

1. Наполняем емкости водой.

2. Добавляем в каждую пищевой краситель.

3. Подрезаем стебли цветов острым ножом наискосок под углом 45 градусов в теплой воде. Затем быстро перемещаем цветы в емкости с водой, зажав срез пальцем, чтобы не образовались воздушные пробки в микропорах. Помещаем по одному цветку в каждую емкость с красителем. Ждем,  пока окрашенная вода поднимется по стебелькам цветов и окрасит их лепестки в разные цвета.

Через 24 часа  получилась такая красота!

Объяснение опыта

Цветы, которые мы использовали  в эксперименте, лишены корней. Тем не менее,  они  не потеряли возможность поглощать воду.

Опыт № 3 – « Домашняя газированная вода»

Мы дышим воздухом. Воздух состоит из разных газов, но многие из них невидимы и не имеют запаха, поэтому их трудно обнаружить. Углекислый газ - один из газов, входящих в состав воздуха и... газированной воды. Его можно выделить в домашних условиях.
Для этого возьмем две соломинки для коктейля, но разного диаметра, так, чтобы узкая на несколько миллиметров плотно вошла в более широкую. Получилась длинная соломинка, составленная из двух. Проделаем  в пробке пластиковой бутылки острым предметом сквозное вертикальное отверстие и

вставим туда любой конец соломинки.

Нальем в стакан воды, разбавленной любым вареньем, а в бутылку через воронку насыплем половину столовой ложки соды. Затем нальем в бутылку уксус, примерно 100 мл.

  Очень быстро втыкаем  пробку с соломинкой в бутылку, а другой конец соломинки опускаем в стакан со сладкой водой.

Уксус и питьевая сода начнут активно взаимодействовать друг с другом, выделяя углекислый газ. Он поднимается вверх и по соломинке проходит в стакан с напитком. Газированная вода готова.

Опыт № 4 – « Взрыв цвета в молоке»

Чтобы провести этот зрелищный эксперимент, нам понадобились:

- пищевые красители разных цветов;

- цельное молоко;

-   жидкое моющее средство;

- ватные палочки;

- тарелка

Обращаем внимание на то, что молоко должно быть обязательно цельным.

План работы:

1. Наливаем молоко в тарелку.

2. Добавляем в него несколько капель каждого красителя.   Делать это нужно аккуратно, чтобы не двигать тарелку.

3.А теперь, хотите, верьте, хотите, нет, мы заставим молоко двигаться с помощью обычного моющего средства! Возьмем  ватную палочку, окунем её в моющее средство и дотронемся ею до центра тарелки с молоком. Посмотрите, что произойдёт! Молоко начнет двигаться, а красители перемешиваться. Настоящий взрыв цвета в тарелке с молоком!

Объяснение опыта

Молоко состоит из разных веществ: жиров, белков, углеводов, витаминов и минералов. При добавлении в молоко моющего средства одновременно происходят разные процессы. Моющее средство снижает поверхностное натяжение жидкости, и за счет этого пищевые красители начинают свободно перемещаться по поверхности молока. Но самое главное - моющее средство начинает взаимодействовать с молекулами жира в молоке и приводит их в движение. Именно поэтому для опыта не подходит обезжиренное молоко.

Опыт № 5 – «Секретное письмо»

Я очень люблю играть в пиратов или разбойников. Главное в этой игре -   найти клад.  А чтобы игра была интереснее, можно использовать секретное послание, где указано место расположения клада. Сделать такое письмо дома можно двумя способами:

1. Обмакнуть перо или кисточку в молоко и написать послание на белой бумаге. Обязательно дайте высохнуть. Прочесть такое письмо можно, подержав его над паром (не обожгитесь!) или, прогладив утюгом.

2. Напишите письмо лимонным соком или раствором лимонной кислоты. Чтобы его прочесть, растворите в воде несколько капель аптечного йода и слегка смочите текст.

Опыт № 5 – «Резиновый мячик из куриного яйца»

Для проведения опыта нам понадобились:

- сваренное вкрутую яйцо;

- стакан;

- уксус.

План работы:

1. Кладем  яйцо в стакан  и полностью заливаем его уксусом.
2. Наблюдаем:  на   поверхности появились крошечные пузырьки. Это уксусная кислота атакует карбонат кальция, содержащийся в яичной скорлупе. Через какое-то время яичная скорлупа изменила свой цвет.
3. Через 3 дня достали  яйцо и аккуратно промыли его водопроводной водой. Получился «мячик»! Уксус растворил яичную скорлупу, а само яйцо превратил в подобие резины.

Опыт № 6 – « Реакция на йод»

Этот опыт позволяет выявить содержится ли  в том или ином пищевом продукте крахмал, а если содержится, то в каком количестве.

Для этого опыта нужны: картофель, яблоко, кусочек хлеба и мука. Нанесем капельку йода на ломтики картофеля и яблока. Йодное пятно на срезе картофеля заметно ярче, чем на яблоке, значит, в картофеле крахмала больше.

Нанесем капельку йода на кусочек хлеба и муку. Бурый цвет йода превратился в темно-фиолетовый. Произошла реакция между йодом и крахмалом. В муке  и  хлебе содержится это полезное вещество – крахмал.

Опыт № 7 – « Волшебная  бумага»

Для проведения данного опыта   необходимо приготовить:

 - хозяйственное мыло;

 - туалетное мыло;

 - жидкое мыло для мытья рук;

 - средство для мытья посуды;

 - стаканчики с водой;

 - универсальная индикаторная бумага.

План работы:

1. В стаканчики с водой добавляем моющее средство (каждое средство в отдельный стаканчик) и тщательно размешиваем.
2. Берем полоску индикаторной бумаги и смачиваем ее в первом растворе  хозяйственного мыла. А вот и волшебство – полоска окрасилась в зеленый цвет! Что же это значит?
3. Увлажненное место полоски сравниваем со шкалой на коробке – среда щелочная.
4. Затем полоску смачиваем в растворе туалетного мыла. Опять зеленый! Значит снова щелочная среда.
5. Раствор жидкого мыла и средства для мытья посуды оказались нейтральными – полоски не окрасились.

Вывод:

Оказывается, не все моющие средства одинаковы по своему составу. Хозяйственное и туалетное мыло содержат много щелочи, что хорошо для быстрого удаления грязи, но плохо для нашей кожи.

 Жидкое мыло для рук  и  средство для мытья посуды не содержат щелочь, но их моющие свойства не хуже, чем у хозяйственного мыла, и  кожа рук не портится!

Правила безопасности при проведении опытов

Любые, даже привычные вещества при неумелом их использовании могут нанести непоправимый вред здоровью. Поэтому при проведении опытов нужно соблюдать определенные правила:

1. Внимательно читайте этикетки на упаковках.
2. Не пробуйте на вкус вещества, за исключением тех, что предназначены в пищу.
3. Для опытов надо иметь специальные емкости. Нельзя проводить опыты в посуде, из которой едят!
4. Всю химическую посуду храните отдельно от пищевой и мойте сразу после окончания опыта, поскольку остатки веществ могут исказить результаты следующего эксперимента. Чтобы смыть все, что осело на стенках, используйте специальные ершики либо ватку, намотанную на медную проволоку.
5. Ни в коем случае нельзя выливать не смешивающиеся с водой растворители в раковину, так как они могут разъесть пластмассовые трубы. Заведите для них закрывающуюся банку и выносите ее на помойку.
6. Старайтесь, чтобы реактивы не попадали на кожу. Особенно берегите глаза. Если вы носите очки, не снимайте их во время опытов.
7. Вещества, попавшие на кожу или в глаза, смывайте холодной водой.
8. Помните, что многие химические реактивы способны испортить мебель. Во время экспериментов используйте клеенку.

Заключение

Таким образом,  моя гипотеза о том,    что данная работа позволит мне узнать о химическом взаимодействии между обычными веществами при помощи химических реакций, подтвердилась. Зажигая спичку, делая генеральную уборку дома, поливая цветы с удобрением, поджаривая пирожки, мы  осуществляем настоящие химические реакции.

  Действительно, химия – необычная наука.    Она может быть не только полезной, но и занимательной, и вкусной. А химические превращения между различными веществами  завораживают, вызывают интерес к этой науке. Но теперь я знаю точно, что «химичить» можно только имея определенный багаж знаний.

Моя работа  может быть полезна тем, кто любит экспериментировать, открывать что-то новое, совершать маленькие открытия, наблюдая за  обычными веществами.    

Литература

1. Алексинский В.Н. Занимательные опыты по химии. М.: Просвещение,1995,134 с.

2. Аликберова Л.Ю. Занимательная химия. М.: АСТ-Пресс, 1999, 04 с.

3. Большая детская энциклопедия: Химия /Сост. К.Люцис. М.: РЭТ, 2000, 456 с.

4. Леенсон И.А. Занимательная химия.  М.: Дрофа, 2010, 366 с.