Презентация по теме металлы - 9 класс

Муниципальное общеобразовательное учреждение Средняя общеобразовательная школа №11 г.о. Орехово­Зуево ГОРОДСКАЯ ДЕКАДА НАУК – 2016 Исследовательская работа по химии «ВСЯ  ПРАВДА О ПОСУДЕ»        Автор работы:  Научный руководитель: 2016г ПЛАН Введение…………………………………………………………………… 1. Исследовательская часть………………………………………………. 1.1. История посуды………………………………………………………. 1.2.Посуда в современном мире…………………………………………. 2. Практическая часть…………………………………………………….. 2.1. Метод опроса………………………………………………………….. 2.2. Анализ материалов, используемых при производстве посуды…… 2.3. Метод научного эксперимента………………………………………. 2.4.Результаты эксперимента……………………………………………… Выводы……………………………………………………………………… Рекомендации……………………………………………………………… Заключение………………………………………………………………… Библиография………………………………………………………………. Приложение………………………………………………………………… 1.Фотоматериалы  проведенных  исследований…………………………. 2 Введение              Сегодня мы заглянем в необыкновенную страну, под названием – кухня, которую населяет разноликий  народ – кухонная посуда. У этого сказочного   народа   есть   своя   иерархия.   Есть   предводители,   которые пафосно   занимают   лучшее   место   на   кухонной   полке   и   используются человеком   по   особым   случаям.   А   есть   простые   жители,   которые выполняют свою работу каждый день, и этим они нам особенно дороги. Ведь без них наша жизнь была бы неполноценной.             Как часто мы слышим от хозяек: «Я готовила в своей любимой кастрюльке. Посуды  много, а готовить предпочитаю именно в ней».  Чем обосновывают   люди   свое   предпочтение:   ценой,   эстетичностью   или безопасностью для здоровья? В этом следует разобраться. А начнем мы с истории посуды.      ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ ЧАСТЬ История посуды              История посуды неразрывно связана с историей человечества. А появилась она 6­7 тысяч лет назад. Изготавливали  ее из глины ручным способом. На Руси слово «посуда» не было в обиходе. Те предметы из которых ели, называли "судно",   а емкость чтобы пить ­ "сосуд". В русском языке   слово "посуда" появилось с XVII века. В те далекие времена   посуду   мастерили   не  только  из  глины,  но  и   из     дерева.  А основными кухонными приборами  на Руси являлись горшки и миски. 3 Горшки   шли   для   приготовления   пищи   и   хранения,   а   в   мисках   еда   прадедушкой подавалась   на   стол.   Именно   горшок   является   современных кастрюль, супниц и сковородок.                                                    /  С.И. Венецкий « В мире металлов» /                            С развитием кузнечного ремесла посуду стали изготавливать из металла.     Сначала   это   была   бронза,   а   затем   с   XII   век   ее   заменил   чугун, который     прочно   занял     свое   место   на   кухне.   Именно   с   чугуном   связано изготовление посуды в промышленных масштабах. Но изделия из него были достаточно невзрачные на  вид. И поэтому  в богатых и знатных семьях чаще использовалась посуда из меди, такая блестящая и   похожая   на золото.   В XVIII   веке,   в   1750   году   немецкий   химик   Иоганн   фон   Юсти,   после проведенных   экспериментов,   предложил   покрывать   железную   кастрюлю эмалью,  той, что  пользуются в ювелирных  мастерских.  Это вызвало фурор! Эмалированную   посуду   оказалось   намного   легче   мыть!   Кастрюльки   и сковородки  из  убогого    и  невзрачного    предмета превратились  в гордость дома ­ немецкие хозяйки выставляли их  напоказ.                                                     /  С.И. Венецкий «Рассказы о металлах»/   В XIX веке в промышленность «ворвался»     алюминий   и его сплавы. И посуда из этого металла  прочно обосновалась на кухне. Стремительный XX век внес глобальные изменения в вопросе производства посуды.   В 20­х гг появилась блестящая нержавейка, теперь уже просто незаменимая на кухне.            А в 50­х гг прошлого века впервые появилась посуда с антипригарным покрытием.   У   этой,   самой   популярной   на   сегодня,   тефлоновой   посуды интересная   предыстория.   Незадолго   до   Второй   мировой   войны   в лабораториях американской компании "Дюпон" был создан фторсодержащий полимер   тефлон,  исключительно   стойкий   к   кислотам   и  щелочам,   высоким температурам и к тому же удивительно скользкий. Пытались применить его в разных ролях, вплоть до изготовления искусственных суставов. Но настоящую 4 известность   тефлон   приобрел,   когда   попробовали   делать   из   него антипригарные   покрытия   для   сковород:   к   скользкому   тефлону   почти невозможно что­либо прилепить, даже если очень захотеть. Очень скоро она завоевала весь мир. Посуда с тефлоновым покрытием бывает алюминиевая либо стальная, эмалированная снаружи.                               /Рене  Маркар   «Краткая  история химии и алхимии» /    Посуда в современном мире             Основными критериями изготовления современной  посуды  является безопасность   материалов   для   здоровья   человека.   Воздействие   высоких температур и непосредственный  контакт  с пищей требуют особых свойств посуды.   К   сожалению,   не   все   материалы   соответствуют   требованиям современных стандартов. Так, например, посуда с антипригарным покрытием, в   состав   которого   входит   тефлон   и   перфтороктановая   кислота   признана небезопасной   для   здоровья.   Это   подтолкнуло   технологов   к   созданию экологически чистой посуды с новым, безопасным покрытием.           Современному человеку необходимы такие изделия на кухне, чтобы они при контакте с пищей   не образовывали   вредных соединений,   но в то же время легко разогревались до высоких температур, хорошо сохраняли тепло.            Зная недостатки разных материалов, применяющихся для изготовления посуды, можно избежать многих неприятностей, связанных с влиянием этих материалов на здоровье человека. Мы решили исследовать этот вопрос.                        У нас возникла  гипотеза:   не все   материалы, используемые для изготовления кухонной посуды, безопасны для здоровья человека. Цель: выяснить и определить наиболее безопасные материалы, используемые для изготовления кухонной посуды. 5 Задачи:  Методом опроса узнать какую посуду  используют для приготовления пищи мои одноклассники.  Выяснить химический состав материалов, идущих на производство посуды.  Провести научный эксперимент  по изучению химических свойств некоторых материалов.  Выбрать наиболее безопасные материалы, идущие на производство посуды.  Дать рекомендации  по выбору посуды. ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ Метод опроса           Исследование данной темы я начала с опроса одноклассников. 1. Посудой   из какого материала вы пользуетесь дома для приготовления пищи? 2. Как вы считаете, все ли материалы, использующиеся для изготовления посуды безопасны для здоровья человека? 3. В вашей семье что является приоритетным при выборе посуды: цена, эстетичный вид, безопасность, практичность? 4. Известно   ли   вам,   что   при   неправильном   использовании   алюминиевая посуда может нанести вред вашему здоровью?  5. Знаете ли вы, какую  пищу можно готовить в алюминиевой посуде, без вреда  для организма  человека?  Результаты опроса 1. По   результатам   опроса   мы   сделали     вывод,   что   наибольшей популярностью   пользуется     эмалированная   посуда,   с   тефлоновым покрытием и из нержавеющей стали.  В меньшей степени используется посуда из алюминия и чугуна.  6 2. Не   все   мои   одноклассники   знают   о   недостатках   материалов   для производства посуды. 3. Большинство опрошенных людей считают важным соответствие цены и качества при покупке новой посуды для приготовления пищи. 4. Половина   респондентов   не   знают   о   влиянии   алюминия   на   здоровье человека. 5. Мои   одноклассники   не   знают   о   том,   какую   пищу   предпочтительнее готовить в алюминиевых  кастрюлях в целях своей безопасности. Анализ материалов, используемых при производстве посуды Далее мы рассмотрим достоинства и недостатки материалов, используемых при производстве некоторой кухонной посуды. Чугун   Углерод   придаёт   сплавам   железа  — это  сплав железа с углеродом (и другими элементами). Содержание Чуг нуу углерода   в   чугуне   не   менее   2,14%  твёрдость, снижая пластичность и вязкость. Как правило, чугун хрупок. Достоинства посуды:  экологически чистая;   выдерживает высокие температуры;  равномерно нагревается и долго сохраняет тепло;  прочность;  обладает   усиливающимися   со   временем   антипригарными   свойствами (продукты практически не пригорают). Минусы:   тяжелая;  за чугуном нужен особый уход: после мытья его следует быстро высушить и смазать растительным маслом, иначе поверхность быстро заржавеет. 7 Нержавеющая сталь                   коррозионностойкая сталь, содержащая не менее 17 % хрома.    Для   изготовления   посуды   используется   легированная Нержавеющая   сталь   –   это   сплав   железа   с   хромом   и   никелем.   На   таких кастрюлях   обычно   стоит   клеймо   18­10.   Это   и   обозначает,   что   в   сплаве содержится 18% хрома и 10% никеля.  Плюсы:  гигиенична (легко моется);   практична;   долговечна;   в   такой   посуде   еду   можно   хранить   достаточно   долго   (в   отличие   от алюминиевой   посуды),  так   как   сталь   не   вступает   в  различные   химические реакции с щелочами и кислотами.   эстетичный вид; /В.Станцо, М.Черненко « Популярная библиотека химических элементов»/ Посуда с антипригарным покрытием                       Антипригарное   покрытие   —   это   полимерный   материал ПолиТетраФторЭтилен (ПТФЭ). Изобретено в 1938 г в концерне DuPont. А сам способ нанесения изобретён в 1954 г во Франции. Безопасна   ли   тефлоновая   посуда   –   однозначного   ответа   пока   нет.   Одни эксперты   считают,   что   тефлоновое   покрытие   не   взаимодействует   с   пищей даже   при   высокой   температуре,   а   другие,   наоборот,   утверждают   об образовании токсичных паров уже при температуре 180 градусов. Поэтому,   необходимо   в мы   считаем,   что   покупать   специализированных магазинах. Использование подделок может привести к   тефлоновую   посуды   8 различным заболеваниям органов пищеварения. А при эксплуатации нужно пользоваться   деревянными   лопаточками,   а   не   металлическими,   чтобы   не повредить поверхность покрытия.                                                   /Химическая информация. Справочник./ Плюсы:  экономичность (экономия на масле);  инертность к агрессивной среде;  устойчивость к большим перепадам температур (от ­260 до +260);  высокие скользящие свойства, пища не прилипает;  легко моется; Минусы:         недолговечность, т.к. любая царапина приводит к порче покрытия; Алюминиевая посуда         При изучении литературы по данной теме, я узнала, что алюминий и его сплавы не так давно используются при изготовлении посуды – около 100 лет, в отличие  от меди, серебра и железа. В свое время  алюминиевая посуда была очень популярна. Так как   алюминий – металл, хорошо проводящий   тепло, пища   в   таких   кастрюлях   готовится   очень   быстро.   Цена   на     посуду     из алюминия  невысока  и достаточно приемлема, и во всем мире посуду из этого металла   изготавливали   в   больших   количествах.   Но   со   временем,   ученые доказали,   отрицательное   влияние   алюминия   на   здоровье   человека.   И   во многих странах стали отказываться  от производства данной посуды.       Ученые выяснили, что ионы  металла способны проникать в наш организм из посуды, в которой мы готовим еду. Каким же образом?                                                                              /  http://www znajko.ru / 9 Химические свойства алюминия          При комнатной температуре алюминий легко соединяется с кислородом и на   его   поверхности образуется оксидная плёнка ­   Al2O3.   Плёнка очень тонкая (~ 10­5   мм), но прочная. Она защищает алюминий от дальнейшего окисления, поэтому называется защитной плёнкой: 4Al + 3O2 = 2Al2O3         Если с поверхности алюминия удалить оксидную пленку, то он активно взаимодействует с водой: 2Al + 6Н2О = 2Al(ОН)3 + 3Н2 Алюминий способен взаимодействовать с разбавленными кислотами  (НCl, H2SO4) с выделением водорода: 2Al +6HCl=2AlCl3 +3Н2 Алюминий,   как   металл,   образующий   амфотерный   оксид   и   гидроксид, взаимодействует с растворами щелочей: 2Al+2 NaOH +2 H2O = 2NaAlO2+ 3H2                                                            /И.Г. Хомченко «Общая химия»/       Часто можно наблюдать кастрюли с черными точками и сколами. В этих местах разрушилась оксидная пленка, под действием высоких температур, а также   кислотной   или   щелочной   среды,   и   для   вымывания   алюминия   путь оказался свободен. Вся наша еда имеет определенный водородный показатель. Например, зеленые щи, картофель многие супы ­ щелочную среду, а компот, борщи, кисель – кислую. В местах разрушения защитной пленки алюминий активизируется   и   под   воздействием   кислой   или   щелочной   среды   начинает вступать   в   химические   реакции   и   образовывать   новые   небезопасные 10 соединения.   При   постоянном   использовании   такой   посуды     можно   только догадываться сколько ионов алюминия попадет в наш организм.                    Отрицательное   воздействие   алюминия   таково,   что   он   способен   накапливаться и изменять энергообмен в клетках, порождая опухоли.     Более 30 лет назад определили, что так называемый пищевой алюминий опасен для нашего   здоровья.   Московский   институт   гигиены   подтвердил   выводы   о небезопасности   алюминия.   Особенно   склонны   к   негативному   воздействию алюминия дети и пожилые люди.          У   детей   избыток   алюминия   вызывает   повышенную   возбудимость,   нарушения   моторных   реакций,   анемию,   головные   боли,  заболевание   почек, печени, колиты.       Специалисты, занимающиеся испытанием и сертификацией посуды, в том числе и алюминиевой, советуют ее использовать только для кипячения воды и приготовления   нейтральной   по   водородному   показателю   пищи   —   все остальные   вещества   при   высокой   температуре   провоцируют   активную реакцию. Также не рекомендуется хранить еду в алюминиевой посуде, так как при длительном контакте пищи с алюминием происходит насыщение раствора ионами алюминия.                                                                              /http://www   .  stramam    .  ru/ Метод научного эксперимента                  Для подтверждения наших теоретических исследований мы провели несколько экспериментов. Исследование №1 Исследование химических свойств алюминия 11 К небольшому количеству алюминия добавили несколько мл раствора соляной кислоты. Наблюдаем выделение газа.  К небольшому количеству алюминия добавили несколько мл раствора гидроксида натрия. Наблюдаем выделение газа.  Вывод:   в   ходе   химической   реакции   в   обоих   случаях   наблюдали выделение   водорода.  Это  подтверждает   тот   факт,  что  алюминий   способен взаимодействовать и с кислотой и с основанием.  2Al + 6HCl —> 2AlCl3 + 3H2 2Al+2 NaOH +2 H2O = 2NaAlO2+ 3H2   Исследование №2 Исследование  некоторых пищевых блюд на наличие кислотной или щелочной среды При помощи индикаторной бумаги мы определили водородный  показатель некоторых  пищевых блюд. Блюдо Манная каша Картофельное пюре Суп   вермишелевый   на   курином бульоне Борщ Гуляш Компот из свежих яблок Среда Щелочная Щелочная Щелочная Кислая Кислая Кислая      Вывод:  пищевые блюда имеют разную среду растворов.   12 Исследование №3               В кастрюлю  из алюминия налили чистую воду и прокипятили ее  10 минут. Остудили и проверили пробу данной воды на наличие ионов алюминия раствором гидроксида натрия. Вывод: в пробе исследуемой воды ионы алюминия не обнаружены. Исследование №4                    В кастрюле из алюминия прокипятили   раствор соляной кислоты с концентрацией 0,01 моль/л    в течение 10 мин.  Остудили и проверили пробу данного раствора  на наличие ионов алюминия раствором гидроксида натрия. Наблюдение:  в пробе данного раствора наблюдаем выпадение чуть заметного студенистого осадка. Вывод: в растворе обнаружены  ионы алюминия. Исследование №5           В кастрюле из алюминия прокипятили  раствор гидроксида натрия с   концентрацией 0,01 моль/л       в течение 10 мин.   Остудили и проверили пробу   данного   раствора     на   наличие   ионов   алюминия   раствором   соляной кислоты с концентрацией  0,001 моль/л.  Наблюдение:  в пробе данного раствора наблюдаем выпадение чуть заметного студенистого осадка. Вывод: в растворе обнаружены  ионы алюминия. 13 В результате проведенных экспериментов выяснили, что при высокой  температуре в слабокислой и слабощелочной среде происходит  переход  ионов алюминия в раствор. Исследование №6 Дистиллированную воду  налили  в алюминиевую посуду и оставили на  10 суток. Затем проверили пробу  данной воды на наличие ионов алюминия  раствором гидроксида натрия. Наблюдение: обнаружили  небольшой белый студенистый осадок. Вывод: при длительном контакте воды с алюминиевой поверхностью  происходит  насыщение ее ионами  алюминия.               В результате полученных экспериментальных данных мы подтвердили, Результаты эксперимента что:  алюминий – обладает амфотерными свойствами;  пищевые блюда имеют разную среду растворов;  алюминий   способен   контактировать   с   кислой   и   щелочной   средой,   которая содержится в тех или иных продуктах;  в ходе химических реакций, защитная оксидная пленка разрушается и металл переходит в пищу;   нельзя хранить приготовленную пищу в алюминиевой посуде; Выводы 1. При   постоянном   использовании   алюминиевой   посуды   для   приготовления пищи, в организме человека накапливаются ионы алюминия, что приводит к ухудшения состояния здоровья человека. 14 2. Рекомендуем использовать алюминиевые кастрюли только для приготовления блюд, содержащих мало кислот и небольшое   количество соли (картофель, каши, макароны). 3. Нельзя готовить в алюминиевой посуде молочные блюда и блюда из овощей и фруктов, различные маринады с добавлением уксусной и лимонной кислот. 4. Нельзя хранить питьевую воду долгое время в алюминиевой посуде. 5. Нельзя мыть алюминиевую посуду металлическими щетками и мочалками и абразивными   чистящими   веществами,   так   как   они   разрушают   оксидную пленку. Рекомендации:             В какой посуде готовить – личное дело каждого. Но, тем не менее,  специалисты рекомендуют соблюдать ряд требований при покупке новой  посуды. 1. Нельзя   пользоваться   посудой   с   отбитыми   краями,   зазубринами, повреждениями. 2.  Необходимо убедиться  достаточна ли толщина стенок и днища. Чем тоньше дно   у   металлической   посуды,   тем   быстрее   оно   деформируется   при использовании. 15 3.    Проверьте,   качественные   ли   детали   на     изделии   (ручки,   крепления, металлические канты и т.п.).  4.  Изделие   должно   быть   сертифицировано   и   протестировано специализированными организациями. Заключение В ходе исследовательской работы наша гипотеза подтвердилась.  Действительно, есть материалы, используемые при изготовлении посуды,  которые при неправильной эксплуатации, могут нанести вред  нашему  здоровью.  По  мнению экспертов к таким относятся  изделия  с тефлоновым   покрытием  и посуда из алюминия (что подтверждено экспериментально) . По  нашим исследовательским данным, самой безопасной  является посуда  из  нержавеющей стали. Но не стоит отказываться  от изделий из других материалов.  Необходимо лишь  научиться  правильно  выбирать посуду и ухаживать за ней.           А мы желаем вам  дальнейших Кулинарных свершений  и «Приятного аппетита» ­ Вашим близким! Библиография 1. И.Г. Хомченко «Общая химия» // Новая Волна, 2001г 2. Рене  Маркар   «Краткая  история  3. Химическая информация. Справочник. Химия,1988г 4. В.Станцо,   М.Черненко   «   Популярная   библиотека   химических   элементов» химии и алхимии»// Энигма,2014г Книга 2, Наука 1983г 5. С.И. Венецкий «Рассказы о металлах» // Букинистическое издание,1978г 6. С.И. Венецкий « В мире металлов» // Букинистическое издание,1982г Информационные ресурсы: 16 .  mycharm 1. http://www    2. http://www   .  stramam   3. http://www znajko.ru  .  ru  .  ru 17