Меню

Получение каучука из комнатных растений

Учебная исследовательская работа «Получение каучука и исследование его свойств»

Исследовательская работа по химии ученицы 10 класса Романовой Надежды посвящена получению каучука из млечного сока комнатного фикуса, а также изучению свойств выделенного вещества.

Скачать:

Вложение Размер
Текст учебной исследовательской работы «Получение каучука» 2.87 МБ
Презентация к работе «Получение каучука» 1.51 МБ
Предварительный просмотр:

Чтобы пользоваться предварительным просмотром создайте себе аккаунт (учетную запись) Google и войдите в него: https://accounts.google.com

Предварительный просмотр:

Подписи к слайдам:

Муниципальное автономное общеобразовательное учреждение средняя общеобразовательная школа № 5 с углубленным изучением химии и биологии города Старая Русса Новгородской области Учебная исследовательская работа по химии Тема: Получение каучука и исследование его свойств Выполнила: Романова Надежда, ученица 10Ю класса Руководитель: Григорьева Наталья Геннадьевна, учитель химии

Цель работы: исследовать свойства натурального каучука Задачи: — изучить вопрос о составе, строении и свойствах каучука, используя теоретические материалы; — экспериментально выяснить, имеет ли натуральный каучук и полученный из него мономер непредельное строение; — исследовать физические и химические свойства продукта; — обобщить полученные сведения в учебной исследовательской работе. Гипотеза исследования: если получить продукт из млечного сока комнатного фикуса, то данный продукт будет обладать всеми свойствами натурального каучука. Объект: натуральный каучук. Предмет: получение каучука из растительного сырья и исследование его свойств. Методы: эксперимент, наблюдение, сравнение, анализ результатов.

Каучук — натуральный или синтетический полимерный материал , который характеризуется водонепроницаемостью, электроизоляционными свойствами и отличной эластичностью. Натуральный каучук получают из растительного сырья.

Состав, строение, свойства натурального каучука В химическом отношении чистый натуральный каучук представляет собой высокомолекулярное соединение, имеющее состав (С 5 Н 8 ) n . Основной группировкой молекулы является изопреновая группа. Более тысячи таких групп определяют важнейшие физические и химические свойства, в частности эластичность. Ценным свойством натурального каучука является водо – и газонепроницаемость, кроме того, он является хорошим изолятором.

Важнейшие виды синтетических каучуков Название Исходный мономер Формула каучука Свойства, применение Бутадиеновый CH 2 =CH-CH=CH 2 бутадиен -1,3 Водо- и газонепроницаемость. По эластичности уступает природному каучуку. В производстве кабелей, обуви, принадлежностей быта Дивиниловый CH 2 =CH-CH=CH 2 бутадиен -1,3 ( — CH2=CH-CH=CH2- )n регулярное строение По износоустойчивости и эластичности превосходит природный каучук. В производстве шин. Изопреновый CH 2 = C — CH = CH 2 │ CH 3 2-метилбутадиен-1,3 По эластичности и износоустойчивости сходен с природным каучуком. В производстве шин

Важнейшие виды синтетических каучуков Название Исходный мономер Формула каучука Свойства, применение Хлоропреновый CH 2 = C — CH = CH 2 │ Cl 2-хлорбутадиен-1,3 Устойчив к воздействиям высоких температур, бензинов и масел. В производстве кабелей, трубопроводов для перекачки бензина, нефти. Бутадиен-стирольный CH 2 =CH-CH=CH 2 бутадиен -1,3 и C 6 H 5 — CH = CH 2 стирол Характерна газонепроницаемость, но недостаточная жароустойчивость. В производстве лент для транспортёров, автокамер

П рактическая часть Эксперимент №1. Получение каучука из листьев фикуса ЦЕЛЬ: собрать млечный сок из фикуса, выделить из него каучук в виде хлопьев, доказать ненасыщенность и эластичность выделенного материала. Эксперимент №2. Непредельный характер каучука ЦЕЛЬ: доказать с помощью качественных реакций ненасыщенный характер полимерной цепи каучука. Эксперимент №3. Разложение каучука ЦЕЛЬ: доказать непредельный характер продукта разложения каучука—изопрена.

Эксперимент №4. Отношение каучука к растворителям ЦЕЛЬ: сравнить растворимость каучука в различных органических растворителях. Эксперимент №5. Эластичность каучука и его отношение к нагреванию. ЦЕЛЬ: испытать механические свойства каучука и его отношение к нагреванию и охлаждению. Эксперимент №6 . Получение резины и изучение ее механических свойств ЦЕЛЬ: испытать механические свойства резины и ее отношение к нагреванию и охлаждению.

Фото исследований 1. Фикус

2. Получение млечного сока

3. Подтверждение непредельного характера

4. Разложение каучука

Испытание механических свойств

Испытание механических свойств Условия Длина полоски Каучук Резина При комнатной температуре до воздействия 1 см 1см при растяжении 1,8 см 1,5 см после воздействия 1 см 1 см При нагревании до +80◦С до воздействия 1 см 1 см при растяжении 6 см 1,6 см после воздействия 5,4 см 1 см При охлаждении до –10◦С до воздействия 1 см 1 см при растяжении – 1,5 см после воздействия – 1 см

Заключение Изучив материал о полимерных изделиях, я выяснила, что значение натурального каучука очень велико. Каучук используется в производстве автомобильных, авиационных изделий, также в производстве изделий широкого потребления (обувь, спортивные товары, игрушки). При исследовании свойств натурального каучука я пришла к выводу, что он имеет кратные связи в полимерной цепи. Так же я ознакомилась с растениями каучуконосами и способом получения из них натурального каучука. Продолжила развивать теоретические и практические умения. Таким образом, полученный мною каучук обладает всеми свойствами, характерными для натуральных каучуков, значит, я подтвердила гипотезу своего исследования. Проведенная работа поможет мне в дальнейшем изучении органической химии и особенностей полимерных материалов.

Источник

Получение каучука из комнатных растений

Введение __________________________________ ______2

Основная часть

III.1. Что такое каучук, что значит каучук ____ _________________3

III.2. История появления каучука_________________________ ____3

III.3. Фикус – растение джунглей _____________________________4

III.4. Экспериментальная часть _______________________________5

Заключение и выводы _______________________________5

Значение каучука и резины в жизни человека____________6

II. Введение

В настоящее время в комнатных условиях выращивается большое количество комнатных растений. Я всё чаще стал задумываться над вопросом зачем? С таким вопросом я обратился к нашему учителю биологии. На, что получил очень интересный и любопытный ответ.

Сейчас у многих людей в домах есть растения, которые прибыли к нам из разных стран. Очень много растений, которые растут только в тропических условиях, и мы не встретим их в наших лесах, садах. Эти растения очень красивые. Поэтому мы их садим для красоты. Они увлажняют воздух и очищают его от пыли. Растения фотосинтезируют и дают нам кислород. Многие из них обладают лекарственными свойствами. Из многих растений, которые выращивают у нас как комнатные, в естественных условиях можно получить очень важные полезные вещи. Например, из древних папоротников образовался уголь, которым мы сейчас отапливаем свои дома. Из такого растения как циперус раньше получали папирус (древняя бумага), а из фикуса получали каучук. Мне стало очень любопытно узнать, что же такое каучук? Как его получали и можно ли в настоящее время получить каучук из современного фикуса? Мне захотелось узнать больше о нем и его свойствах.

Я считаю, что данная тема оченьактуальна, так как люди должны знать какие растения их окружают и чем они полезны для них.

Практическая значимость работы в том, что изучение полезных свойств растений поможет людям больше узнать «питомцев», которые их окружают.

Цель: Доказать, что из комнатного фикуса можно получить каучук.

Задачи:

Узнать, что такое каучук, историю получения каучука и в чём его значимость, изучив дополнительную литературу

Изучить способ получения каучука

Проделать простые опыты с каучуком

Оформить работу с последующей презентацией.

Объект исследования – комнатное растение фикус.

Предмет исследования – физические и химические свойства каучука

Оборудование и материал — фикус, скальпель, нашатырный спирт, вата, уксусная кислота, пробирки, держатель для пробирок, свеча, линейка, стаканчик с водой, бензин, керосин, сера.

Место проведения исследования: МБОУ КСШ с. Курай

Методы: анализ литературы, изучение правил техники безопасности при проведении химических опытов, проведение эксперимента, наблюдение, анализ полученных результатов.

Новизна исследования: проведение эксперимента и его анализ.

Гипотеза – каучук можно получить из современного фикуса.

III. Основная часть

III.1. Что такое каучук, что значит каучук.

КАУЧУК индейское и южноамериканское дерево Jatropha elastica и сок его, который, образует смолистое вещество: резинку, ластик. Каучук тягучая горная смола, нефтяная смолка

Толковый словарь Даля

— КАУЧУК: упругое вещество из млечного сока некоторых южных растений ”каучуконосов”, употр. как сырье для выработки резины

Толковый словарь Ожегова

Каучук — (каучук неправ.), каучука-каучука, мн. нет, м. (американск.). Смолистое Вещество, добываемое из сока некоторых южных растений, из которого вырабатывается резина. Вещество для выработки резины. Советскими учеными изобретен искусственный каучук.

III.2. История появления каучука

История каучука началась с детского мячика и школьной резинки.

В 1493 году корабль Христофора Колумба во время вто­рого путешествия в Америку пристал к острову, названному им Эспаньола (теперь Гаити).

Высадившись на берег, испанцы были удивлены веселой игрой индейцев, похожей на наш баскетбол. Они в такт песне подбрасывали черные шары, которые, упав на землю, делали, словно живые, высокие и забавные прыжки. Взяв эти шары в руки, испанцы нашли, что они довольно тяжелы, липки и пахнут дымом.

Индейцы называли сок, из которого делали мячи, «каочу», что означало: «слезы дерева».

В восточной Индии, Индокитае, на островах Цейлоне, Яве и Борнео собирали каучук из фикуса, растущего в джун­глях. Затем стали разводить фикус на плантациях. Но в ско­ром времени фикус стал вытесняться посевами гевеи бразиль­ской, быстрее растущей и содержащей больше каучука, чем фикус. Фикус содержит 17,3 % каучука, а гевея — 32 %.

Каучук получил первое в Европе применение в 1770 году в школе под названием гуммиэластика (смолы эластичной) для стирания карандашных рисунков.

Первые же попытки сделать каучуковую обувь привели только к смеху. Галоши или сапоги хорошо служили в дождь, но стоило выглянуть и припечь солнцу, как они растягива­лись, начинали прилипать к тротуару. В мороз же такая обувь становилась хрупкой, как стекло.

Открытие резины, полученной от нагревания каучука и серы (в резине от двух до пяти процентов серы), привело к широкому ее применению. Развитие электричества, изобре­тение автомобиля и аэроплана превратили каучук в самый необходимый продукт.

В 1919 году изобретателями было предложено уже 40000 различных изделий из резины.

Внимание капиталистов всех стран обратилось на добычу каучука.

Первое время Бразилия оказалась владетельницей гро­мадных богатств. Правительство Бразилии решило эти бо­гатства сохранить и в целях избежать конкуренции с дру­гими государствами издало закон, запрещающий под стра­хом смерти вывоз из Бразилии семян и молодых деревьев гевей. Но было поздно.

По совету ботаника Дж. Гукера, англичанин Викгем по­ехал в 1876 году на берега Амазонки, где, с опасностью для жизни, собрал 70000 семян гевеи и, тайком «догрузив их на английский корабль, доставил в ботанический сад Кью. Семена были высеяны, но взошло только 4 %. Однако буквально через несколько дней сеянцы достигли полуметровой высоты. 1 900 сеянцев были запакованы в 38 ящиков и под присмотром садовника направлены на остров Цейлон, а оттуда разосланы на Яву, в Бирму, Австра­лию, в Тринидад, где неожиданно для Бразилии появились обширные плантации гевей.

Такова не первая история «ботанической контрабанды» англичан.

Во всех тех странах, где росли каучуконосные растения, их безжалостно калечили ради стремления получить наиболь­шее количество каучука.

Компании, организующие добычу, сбор и перевозку кау­чука, безжалостно калечили и людей, занятые сбором кау­чука, стремясь как можно больше и дешевле получить его.

Специальная комиссия в 1910 году выяснила, что за де­сять лет деятельности компании по добыче каучука население индейцев в районе Путумайо уменьшилось на сорок тысяч человек. Из пятидесяти двух тысяч осталось в живых только около десяти тысяч. За это время добыто было четыре тысячи тонн каучука. Таким образом, одна тонна каучука обходилась в десять человеческих жизней!

Во время второй мировой; войны в амазонские леса Бра­зилии было доставлено сорок семь тысяч сборщиков каучука. Но с окончанием войны спрос на каучук уменьшился.

Так добывается каучук не только на берегах Амазонки.

В Центральной Африке в тропическом лесу Конго растут лианы: ландольфия, клитандра и другие. В них также содер­жится каучук.

Негры Конго разрезают лианы на куски, выколачивают из них палками каучук и высушивают полосы каучука на своем теле. Каучук этот имеет вид желтоватых ремней и по­хож на сухие водоросли.

В Советский Союз не привозят каучук из других стран. Еще в 1931 году Иосиф Виссарионович Сталин сказал: «У нас имеется в стране всё, кроме разве каучука. Но через год-два и каучук мы будем иметь в своем распоряжении».[1]

Советские исследователи пересмотрели сто тысяч различ­ных растений в разных районах нашего Союза.

Не прошло и года после слов Сталина, как колхозник Спиваченко указал ботанику Л. Е. Родину в горах Тянь-Шаня в Казахстане на каучуконосный одуванчик, назы­ваемый кок-сагыз, или «зеленая жвачка», содержащий в кор­нях до 16 и даже до 28 % каучука. (Приложение 1)

И неизвестный до того каучуконос кок-сагыз был размножен на полях нашей страны, и в течение пяти лет уже были по­лучены первые сотни тонн каучука.

Кок-сагыз широко возделывается на колхозных полях из семян и кусочков корней.

III.3. Фикус — растение джунглей

Фикус в джунглях — это громадное дерево тридцати метров высотой с ли­стьями длиной до одного метра. Точное описание его дано две тысячи двести лет тому назад первым ботаником Теофрастом.

Теофраст сопровождал из­вестного завоевателя Александра Македонского в его походе в Индию. Он был поражен видом фикуса.

«Это могучее дерево с круг­лою кроною и чудовищного диа­метра ; оно прикрывает своей тенью пространство в две стадии (300 метров). (Приложение 2) Окружность ствола обыкно­венно 40, а иногда 60 шагов; листья по величине и виду рав­няются щиту. Из огромных го­ризонтально распростертых веток ежегодно спускаются в почву корни, которые отличаются от сучьев только жестким волосяным покровом, более бледною окраской и отсутствием листьев; они сами постепенно обращаются в стволы и образуют как бы искусственно посаженный крытый зеленый ход вокруг глав­ного ствола. Под тенью их мог бы расположиться лагерем целый отряд конницы».

На одном из островов реки Нербудды бенгальский фикус, или баниан, имел главный ствол в десять метров толщиной.

Вокруг главного ствола насчитывали тысячу триста при­даточных стволов и три тысячи меньших воздушных корней. Это был целый лес из одного дерева; в его тени однажды скрылось целое войско.

Этому дереву было три тысячи лет.

III.4. Экспериментальная часть

Ход работы: (Приложение 3)

На одной ветке, чтобы не испортить растение, я сделал косой надрез коры до древесины. Под надрез подвесил ма­ленькую пробирку. Чтобы млечный сок не густел, около надреза прикрепил ватку, смоченную нашатырным спиртом. Когда набрал немного млечного сока, налил в пробирку по каплям уксусную кислоту и встряхнул ее. Сразу же в ней образовались хлопья. Это выде­лился каучук.

Промыл эти хлопья водой, а потом отжал и раска­тал в тонкую полоску.

Полученный каучук подверг следующим испытаниям. Сначала узнал, какова его растяжимость. Для этого измерил полоску, полученного мной каучука и растянул ее на линейке. Она растянулась до полутора см. От­пустил полоску, она сжалась до одного см.

Посмотрел, как влияет на каучук температура. Охладил полоску каучука в снегу. Попробовал растянуть и измерить – он не растянулся.

Интересно узнать: в какой жидкости каучук растворится? Отрезал от нашего каучука три кусочка и положил один из них в воду, другой в бензин и в керосин. На следующий день посмо­трел, что получилось. В воде каучук не растворился, в керосине также, а вот в бензине растворился. Получился раствор похожий на кисель. Жидкость, в которой растворился каучук, нагрел и получил резиновый клей.

Взял маленький кусочек серы, в двадцать раз меньше кусочка каучука, и нагрел

Проверил полученную резину на растяжимость, она растягивается, но очень быстро застыла и стала хрупкой.

IV. Заключение и выводы

В ходе выполнения данной работы я, изучил дополнительную литературу, узнал, что такое каучук, познакомился с его историей. Узнал, как растёт Фикус в природе. Познакомился с правилами работы с химическим оборудованием при проведении опытов. Изучил способ получения каучука, и проделали простые опыты с ним.

По результатам работы можно сделать следующие выводы:

Наша гипотеза подтвердилась: комнатный фикус содержит каучук.

Каучук обладает следующими свойствами:

Природный необработанный (сырой) каучук — белый.

Важнейшее свойство каучука – это его эластичность и растяжимость.

Он не растворяется в воде и керосине.

Каучук растворяется в бензине, образует растворы, широко используемые в технике. (Клей)

При соединении с серой образуется резина

V. Значение каучука и резины в жизни человека

Каучук имеет в жизни человека огромное значение. Чаще всего его используют не в чистом виде, а в виде резины. (Приложение 4)

1. техника (шины для автотранспорта, самолетов, велосипедов, резиновые детали, изоляция проводов);

2. производство промышленных товаров (обувь, искусственная кожа, прорезиненная одежда, лодки, игрушки, канцтовары);

3. строительная промышленность (сантехника, резиновый линолеум);

4. медицинская промышленность (грелки, искусственные органы);

5. пищевая промышленность (жевательная резинка).

VI. Практические предложения

При выполнении простейших химических опытов, необходимо соблюдать правила техники безопасности. (Приложение 5)

Изучать комнатные растения и их свойства и пропагандировать бережное отношение к ним.

Фикус можно содержать в домашних условиях, но так как он достигает в последующем больших размеров, лучше всего ему в офисных помещениях с большим свободным пространством.

Таким образом, каучук очень полезное комнатное растение

VII. Список литературы

Верзилин. Н.М. Путешествие с домашними растениями.- Ленинград, Государственное Издательство Детской Литературы Министерства Просвещения РСФСР— 1954г.

Д.Г. Хессайон Всё о комнатных растениях.- Москва, издательство «Кладезь-Букс»-1999г.

Приложение

Каучуконосный одуванчик — кок-сагыз

Фикус в естественной среде

Собирание млечного сока

Обработка активированным углем

Опыты с каучуком на растяжимость

Каучук в керосине

Каучук в бензине

Каучук с серой Получение резины

Старт в науке

Учредителями Конкурса являются Международная ассоциация учёных, преподавателей и специалистов – Российская Академия Естествознания, редакция научного журнала «Международный школьный научный вестник», редакция журнала «Старт в науке».

Источник

Читайте также:  Комнатные растения пахнущие листья
Adblock
detector