Исследовательский проект по теме "Универсальная замазка" (химия)

Региональный этап научно­практической конференции «Шаг в будущее ­ 2015» Секция: химия и химические технологии Универсальная замазка: получение и применение Российская Федерация  Забайкальский край Агинский Бурятский округ поселок Могойтуй Автор: Базарбанина Жаргалма Жаргаловна МОУ «Могойтуйская средняя общеобразовательная школа №3»  9 класс Руководитель: Мутуева Цыбегмит Цырен­Намдаковна учитель химии МОУ «Могойтуйская средняя общеобразовательная школа №3» 2 пгт. Могойтуй,2014 Универсальная замазка: получение и применение Базарбанина Жаргалма  Российская Федерация Забайкальский край МОУ «Могойтуйская средняя общеобразовательная школа №3» п. Могойтуй  9 класс  Аннотация В работе представлены результаты опытов по получению универсальной замазки в школьной   лаборатории   без   каких­либо   затрат   и   усложнений.   Предлагаемый   способ получения замазки сравнительно прост и может быть использован в школьном практикуме. Задачей   настоящего   изобретения   является   получение   универсальной   замазки. Универсальная замазка – это такая смесь, которая за счет компонентов выполняет нужное действие   (склеивает)   и   при   этом   не   допускает   нежелательных   эффектов.     Все   опыты проводились при комнатной температуре, в школьной лаборатории с соблюдением всех правил техники безопасности, в вытяжном шкафу. Юный химик при выполнении работы не только овладел  техникой  выполнения  химических  опытов, но и предложил  интересный способ получения универсальной замазки. Целью   данной   работы   является   получение   универсальной   замазки,   которая выполняет   нужное   действие   (склеивает,   заделывает   трещины   и   щели)   и   при   этом   не допускает нежелательных эффектов. Для достижения заданной цели были поставлены следующие задачи:  1.Изучить   химические   вещества   природного   происхождения,   обладающие   склеивающим эффектом; 2.овладеть методикой получения универсальной замазки;  3.проведение опытов по получению универсальной замазки; 4.дать рекомендации по получению универсальной замазки;  Новизна работы: замазка образует прочно склеивающий слой, но и защищает себя от воздействия агрессивных факторов. Для решения поставленных задач были использованы следующие методы и приемы: экспериментальный, аналитический, сравнительный.  По результатам работы были сделаны следующие выводы: 3 1. Опытным путем мы выяснили, что в условиях школьной лаборатории можно получить универсальную   замазку   для  склеивания   стекла   со   стеклом,   стекла   с   металлом   и предохранения веществ от доступа к нему какого­либо газа.   2.Для   приготовления   данной   замазки   требуются   экологически   чистые   природные материалы: канифоль, железный сурик или железная мумия, пчелиный воск и натуральная льняная олифа.  3.При   термической   обработке   смеси   выделяется   большое   количество   едкого   дыма, который оказывает отрицательное воздействие на организм человека 4.Все   опыты   проводить   в   школьной   лаборатории   с   соблюдением   всех   правил   техники безопасности, в вытяжном шкафу 5.В   ходе   эксперимента   получена   универсальная   замазка   из   смеси   канифоли,   железного сурика, воска, олифы. Но на сегодняшний день есть недостаток – замазка при температуре 64 градуса остывает. 4 Универсальная замазка: получение и применение Базарбанина Жаргалма Российская Федерация Забайкальский край поселок Могойтуй МОУ «Могойтуйская средняя общеобразовательная школа №3»  9 класс План исследований В   последнее   время   на   прилавках   магазинов   появилось   множество   самых разнообразных   герметиков   импортного   происхождения.  Проблема   выбора   герметика остается актуальной, потому что используемые силиконовые герметики, монтажные пены, шпатлевки,   клеевые   соединения,   мастики   имеют   такие   недостатки   как:   нестабильность физико­химических   свойств   во   времени,   необходимость   тщательной   подготовки поверхности для склеивания, ухудшение механических характеристик при понижении и повышении   температуры,   при   воздействии   биосреды,   химических   реагентов.   Часто проблема выбора решается выбором дорогого профессионального силиконового герметика или   использованием   специальных   «подслоев»,   усиливающих   адгезию   перед   нанесением герметика. Как быть? Гипотеза:  универсальная замазка – это такая смесь, которая за счет компонентов выполняет   нужное   действие   (склеивает)   и   при   этом   не   допускает   нежелательных эффектов. Объект исследования: универсальная замазка Предмет исследования: свойства универсальной замазки. Для   решения   поставленных   задач   были   ипользованы   следующие   методы исследования: экспериментальный, аналитический, сравнительный. Экспериментальный метод применялся при выполнении практической части работы; Аналитический метод применялся при работе с литературой; Сравнительный метод применялся при проведении опытов с «менделеевской замазкой» Библиография: 1.Стенин Б.Д. Занимательные задания и эффективные опыты по химии. М.: Дрофа,2002. 432 с. 2.Воскресенский П.И. Техника лабораторных работ. – М.: Химия Просвещение, 1973, 717с. 3.В.Ф. Егоркин. Внеклассные практические занятия по химии. Руководство для учащихся. М., 1959, 300с. 5 Универсальная замазка: получение и применение Базарбанина Жаргалма Российская Федерация Забайкальский край поселок Могойтуй МОУ «Могойтуйская средняя общеобразовательная школа №3» 9 класс Научная статья Замазки   широко   используют   в   строительном   деле   для   склеивания   различных поверхностей между собой, для заделывания щелей и трещин в полах, плинтусах, оконных переплетах,   для   уплотнения   стыков,   швов,   герметизации   клепаных,   болтовых   и   иных соединений,   радиоэлектронной   аппаратуры,   приборов,   электровводов,  служит   главным образом для заполнения каких­либо трещин, царапин, выбоин в изделиях, при остеклении зданий и сооружений, производстве отделочных, ремонтных, строит., футеровочных работ, в лабораторной практике, а также замазка применяется для лечения деревьев от солнечных ожогов. Существуют замазки в виде корректирующих карандашей, которые применяют при письме   для   замазывания   опечаток   и   исправлений.  Кстати,   совершенно   не   обосновано отсутствие в продаже отечественных составов герметиков, которые практически ни в чем не уступает импортному. Однако заметим, что составы, которые по свойствам напоминали современные герметики, известны давным­давно. Вспомним,   например,   сколько   лет   в   лабораторной   практике   применяется герметизирующая  паста, носящая название  «менделеевской  замазки», которую и сейчас используют в самых различных случаях. Этой замазкой герметично заделывают зазоры в металлических и стеклянных изделиях, плотно соединяют стекло и металл, герметизируют электровыводы и др. Физические свойства Универсальная   замазка   имеет   красно­бурый   цвет   и   является   прочным, высокогерметичным, но не пластичным веществом. При затвердевании не дает усадки, трещин   и   пузырей.   Ниже   приведены   некоторые   константы   для   замазки: 68 Температура плавления, С   Температура затвердевания, С 64 Химические свойства 6 оо Каниф ль (греч.  , лат. colophonia resina) — колофонская смола­   хрупкое,   стекловидное,   аморфное   вещество   от   тёмно­красного   до   светло­ πίσσα Κολοφωνία   жёлтого   цвета.   Входит   в   состав   смол   хвойных   деревьев.   Представляет   собой   смесь смоляных кислот и их изомеров. Канифоль   получают  из   живицы   (смолистого   вещества   (терпентин),   выделяющегося   при ранении деревьев хвойных пород) выпариванием летучих веществ ­ скипидара. Обычное отношение   количества   канифоли   к   количеству   скипидара   в   сырой   смоле   3:1.   В промышленности   получают   экстракцией   измельчённой   древесины   органическими растворителями   или   перегонкой   сырого   таллового   масла.   В   зависимости   от   метода получения канифоль называют сосновой канифолью, талловой канифолью и т.п.. Канифоль   растворима   в   органических   растворителях   (спирте,   ацетоне,   эфире,   бензоле, хлороформе),   нерастворима   в   воде.   Температура   размягчения   и   плавления   зависит   от состава (источника) и колеблется в пределах 50—70 °C и 100—130 °C соответственно. В составе   преобладают   смоляные   кислоты   (от   80   до   95   %),   имеющие   общую   формулу C19Н29СООН (основной компонент — абиетиновая кислота) [2]. оо В ски   —   распространённые   в   растительном   и   животном   мире   простые   липиды (сложные эфиры высших жирных кислот и высших высокомолекулярных спиртов). Очень устойчивы, нерастворимы в воде, но хорошо растворимы в бензине, хлороформе, эфире. По происхождению воски можно разделить на животные и растительные[3]. В англоязычной традиции к воскам (Wax (англ.)) относят очень широкий класс веществ, в том   числе   полученный   перегонкой   нефти   парафин.   В   то   же   время   Большая   советская энциклопедия даёт более строгую формулировку, разделяя натуральные и синтетические воски. По БСЭ парафин вообще не относится к воскам. Железный   сурик   ­   это   твердое   и   химически   стойкое   вещество,   обладающее абразивными свойствами  и высокой стойкостью к нагреванию. По своему химическому составу железный сурик представляет собой оксид железа Fe2O3, имеющий насыщенный коричнево­красный цвет и высокую плотность[2]. Ол фы   (от   греч.   ио αλειφα   —   мазь,   масло)   —   плёнкообразующие   вещества (прозрачные  жидкости  от жёлтого до вишнёвого  цвета) на основе растительных  масел, 7 подвергнутых термической обработке, либо алкидных  смол. Олифы  хорошо смачивают дерево и металл. Применяются в качестве розжига, защитных покрытий, пропиток, основы для красок и пр. Экспериментальная часть Для приготовления этой замазки нужны следующие материалы: канифоль, железная краска мумия или железный сурик, пчелиный воск и натуральная олифа. Нами были выполнены опыты: 1.Получение универсальной замазки 2.Проведение опытов с приготовленной универсальной замазкой. Опыт В алюминиевую чашку добавили 25гр. воска, а затем нагрели до расплавления. Воск плавится   при   температуре   68   градусов.   [1]   После   расплавления   воска,   небольшими порциями   добавили   100гр.   канифоли,   перемешали.   При   этом   наблюдается   образование большого количества пены. Чтобы содержимое не «убежало», следует уменьшить нагрев при постоянном перемешивании. После прекращения образования пены, добавили  40гр. сурика также небольшими порциями и при постоянном перемешивании. Полученная смесь снова образует пену, когда впенивание прекратилось, добавили 0,5 мл. олифы, перемешали. [2]Полученную   сваренную   замазку   перелили   в   заготовленные   формы.[3]   (например, коробочки,   изготовленные   из   пергаментной   бумаги   или   в   пробирку).   После   того   как замазка остыла,   вынули  ее  из   формы  (отделить  бумагу  от слитка  замазки  или  разбить пробирку   и   получить   замазку   в   виде   палочки).   Полученную   замазку   использовали   для склеивания стекла к стеклу, стекла к металлу и для склеивания стеклянной химической посуды эксикатора.  В   результате   экспериментальной   работы  получена   универсальная   замазка   из природных и доступных материалов. 8 Взвешивание материалов. Приложение№1 9 10 Плавление воска и смешивание компонентов Приложение№2 11 Наполнение заготовленных формочек сваренной замазкой Приложение №3 12 Склеивание стекла к стеклу Приложение №4 13 Склеивание стекляной химической посуды эксикатора. Приложение №5 14 15 Литература Приложение №6 1. Стенин Б.Д. Занимательные задания и эффективные опыты по химии. – М. Дрофа,2002, 2. Некрасов Б.В. Основы общей химии, том 2 – М.: Химия 1974 3.Ломоносов М.В. Избранные произведения, том 1 –М.: Наука – 1986 4. Дж. Кенмбел. Современная общая химия, том 3 – М.: Мир, 1975 5. Воскресенский П.И Техника лабораторных работ. – М.: Просвещение, 1973, 717 с. 6. Оржековский П.А. Экспериментальные творческие задания и задачи по неорганической химии. Книга для учащихся – М.: АРКТИ, 1998 7. В.Ф. Егоркин. Внеклассные практические занятия по химии. Руководство для учащихся. М., 1959, 300с. 16