Научно-исследовательская работа учащихся 10 класса "Палитра огня" (химия)

ПАЛИТРА ОГНЯ Городская научно-практическая конференция «Фестиваль научных идей» Выполнили: Иващенко Евгений Стулов Виктор Ученики 10а класса МОУ СОШ №3 г. Лыткарино Руководитель: Филина Н.В. учитель химии

ВВЕДЕНИЕ   Фейерверк по праву может считаться самым ярким изобретением. Он не перевернул мир – он сделал его прекраснее. Небо взрывается яркими огнями, шарами, цветами, звезды падают и летят прямо на наблюдающих за этим потрясающим зрелищем. Расцвеченный огнями, играющий переливами небосвод в эти минуты показывает нам, как прекрасна Вселенная где-то там, в космосе, с ее звездами и взрывами, туманностями и астероидами. Поистине великолепная картина, созданная руками человека. Наша тема исследований актуальна, потому что научно-технический процесс в наше время не стоит на месте, он идёт вперёд семимильными шагами, и чтобы идти с ним в ногу надо познавать новое то, что происходит в сфере науки. Сейчас во всем мире очень популярно изучение металлов и их соединений. Ведь в наше время почти всё, что нас окружает, состоит из металла, и открытие новых его свойств и их изучение – важнейшая тема столетия.

Исходя из вышеизложенного, сформулирована цель исследовательской работы: опытным путём определить, какие химические вещества в ходе горения образуют необычный для пламени цвет. Задачи исследования: Изучить литературные источники по теме; Выяснить, горение каких химических веществ способно образовывать цветное пламя; Изучить методику получения цветного пламени; Провести химический эксперимент с исследуемыми образцами химических веществ; Найти практическое применение цветному пламени; Проанализировать полученные результаты и сделать выводы. Объект исследования: пламя огня. Предмет исследования: процесс горения химических веществ, в пламени огня. Методы исследования: Теоретические: изучение литературы, обобщение, анализ; Эмпирические: наблюдение, фотографирование, сравнение; Экспериментальные: химический эксперимент, лабораторные опыты, анализ результатов. Гипотеза: предполагаю, что цвет пламени зависит от химических веществ, которые в Практическая значимость работы: результаты, полученные в ходе эксперимента можно использовать для определения химического состава горных пород и минералов. нём сгорают.

ИСТОРИЯ ФЕЙЕРВЕРКА Фейерверк (немецкого слова Feuerwerk, от Feuer — огонь и Werk — дело, работа) — декоративные огни разнообразных цветов и форм, получаемые при сжигании пиротехнических составов. Фейерверк представляет собой красочные и яркие огни, разлетающиеся в воздухе при сжигании специальных пороховых составов. Чаще всего фейерверк используют во время праздников или торжеств. В древнем Китае, примерно в 210 году до нашей эры, были впервые изобретены фейерверки. Китайцы обратили внимание на то, как потрескивают и громко взрываются зажженные палочки бамбука. Этот громкий звук сильно пугал людей, и тогда они решили использовать горящий бамбук в ритуалах, отпугивающих злые духи. Позднее, в 400-500 годах до н.э., Южные и Северные правящие династии стали применять фейерверки в религиозных церемониях.

ФЕЙЕРВЕРК В РОССИИ Первый документально подтвержденный российский фейерверк был устроен в 1674 году в городе Устюг во время царствования отца Петра I. Именно при Петре появилась традиция новогоднего фейерверка — только при нем этот праздник стал официальным. Он усовершенствовал искусство фейерверков, лично создавая сложнейшие пиротехнические фигуры. Скоро салюты стали частью празднований Нового года, побед в битвах, религиозных действий.

ВЕЩЕСТВА, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ ДЛЯ СОЗДАНИЯ ФЕЙЕРВЕРКОВ «Звезды», содержащиеся в составе пиротехники содержат металлический порошок или соли металлов, которые дают фейерверк красок. Алюминий (Al) – это основной компонент для создания белых и серебряных искр и огней. Барий (Ba) – создает зеленый цвет в фейерверках и может дополнить любой другой цвет и помочь стабилизировать другие летучие элементы. Медь (Cu) производит сине-зеленый цвет в фейерверке, а галогениды меди используются для создания оттенков синего. Кальций (Ca). Используется для создания глубоких оттенков оранжевого цвета фейерверка Хлор (Cl) является важным компонентом для многих окислителей в фейерверках. Некоторые из солей металлов, создающих цвет содержат хлор. Присутствие ионов хлора в продуктах горения цветных составов с вышеуказанными цветообразующими компонентами — обязательное условие. Без хлора может обойтись только желтый огонь на основе натрия, так как он и без того дает насыщенное окрашивание, в остальных случаях в отсутствие хлора цвета пламени получаются блеклыми и невыразительными.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Опыт 1 ПОЛУЧЕНИЕ ЦВЕТНОГО ПЛАМЕНИ   Цель: опытным путём получить цветное пламя, используя соли металлов и металлы (магний, медь). Оборудование: мерные стаканы, мерный цилиндр, воронка, стеклянные палочки, весы, разновесы, спиртовка, спички, нихромовая проволока, медная проволока, весы, разновесы, магний, растворы: дистиллированная вода; соляная кислота, соли: фторид лития (I); хлорид натрия (I); хлорид калия (I); хлорид кальция (II); хлорид бария (II); хлорид меди (II).

Результат ы Борная кислота Сульфат меди Хлорид лития Хлорид натрия Хлорид кальция Хлорид калия

Опыт 2 Горение медной проволоки Загибаем конец медной проволоки, делая петлю, увеличивая площадь соприкосновения веществ. Смачиваем её в соляной кислоте и вносим в пламя спиртовки. Наблюдаем окрашивание пламени в голубой цвет с зеленоватым оттенком.

Опыт 3 Горение магния Стружку магния, удерживая пинцетом, вносим в пламя спиртовки. Наблюдаем окрашивание пламени в ярко белый цвет.

Опыт 4 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ИОНОВ МЕТАЛЛОВ, ВХОДЯЩИХ В ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ МИНЕРАЛОВ Цель: Определить ион металла, входящий в химический состав минерала, используя пламя спиртовки. Оборудование: спиртовка, сухое горючее, спички, пинцет, фарфоровые чашки, минералы: магнезит, сильвин, галит Ход работы Измельчаем минералы. В фарфоровые чашки раскладываем сухое горючее, поджигаем и вносим соответствующий измельчённый минерал. Mg+2 K+ Na+ Магнезит Сильви н Гали т

Заключение В ходе исследования мы узнали много интересных фактов о пламени и различных металлах. Проделанная нами работа позволила определить на собственном опыте, в какие цвета окрашивают металлы и ионы металлов, входящие в состав солей, пламя при горении. Доказано, цвет пламени огня зависит от веществ, которые в нем сгорают. Метод по обнаружению некоторых химических элементов по различному окрашиванию пламени можно применять при исследовании химического состава минералов. Окраска пламени зависит от наличия раскаленных паров свободных металлов, получающихся в результате термического разложения солей. Реакции окрашивания пламени удаются хорошо только с летучими солями (хлоридами). Цветной огонь используются для снаряжения фейерверочных изделий Огонь очень опасен! Его всегда нужно контролировать, нельзя оставлять без присмотра. Он способен и очень навредить. При выполнении опытов с применением огня, необходимо соблюдать технику безопасности при работе в лаборатории.

СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ