Интересные исследовательские работы по химии. Исследовательская работа по химии

Исследовательская работа

ТЕМА: Моющие средства для посуды и их свойства. Влияние моющих средств на коррозию металлов.

Введение стр. 2-3

Глава 1. Общие сведения о средствах для мытья посуды стр. 4-5

1.1 Средства для мытья посуды стр. 4

1.2 Состав средств для мытья посуды стр. 4-5

Глава 2. Диагностика моющих средств для посуды стр. 6-8

2.1.Диагностика использования средств для мытья посуды стр.6

2.2. Состав, свойства и особенности применения моющих средств стр. 7

2.3. Физико – химические свойства средств для мытья посуды. стр. 7-8

2.4. Влияние растворов моющих средств для посуды на стр.8

протекание процессов коррозии железных предметов.

Заключение стр. 9

Список литературы стр. 10

Приложение стр. 10

Введение

Двадцать первый век – время, когда информация стала тем фундаментом, на котором держатся все сферы человеческой жизни. Поэтому каждый человек должен быть уверен в том, что информация, которой владеет он – достоверная и не принесет ему и окружающим духовного или физического ущерба. Потоки информации доносятся до нас отовсюду, но основной источник – это СМИ. И зачастую даже образованный и умудренный жизненным опытом человек не может определить, пытаются ли нас обмануть, использовав рекламные уловки или только немного преувеличивают достоинства товаров, предлагаемых услуг. Реклама стала неотъемлемой частью нашей жизни. Иногда она действительно помогает сориентироваться в многообразии товаров и услуг, а иногда обещает просто «чудеса». Благодаря активной рекламной политике производителей, сегодня почти в каждой семье для мытья посуды используют специальные средства. Так, учеными подсчитано, что российская семья из 4-х человек ежегодно моет около 5 тонн грязной посуды! Первые МС появились более 5000 лет назад на Ближнем Востоке. Но их роль в нашей жизни не изменилась до сих пор. МС в настоящее время употребляют для удаления различных видов загрязнений: пятна на одежде, ржавчина, грязная посуда и т.д.

По своему составу средства для мытья посуды близки к шампуням, гелям для душа. То есть к средствам гигиены. А к ним предъявляют особые требования по безопасности. Все это хорошо, однако, средства для мытья посуды числятся как средства бытовой химии. Это значит, что на них гигиенический сертификат, гарантирующий безопасность, не нужен. Требования что к средству для чистки унитазов, что для посуды - одни и те же. Производители могут подвергнуть свою продукцию испытанию на безопасность, но добровольно. Химики признают: этот сертификат гарантирует только то, что в момент использования вы не отравитесь, не испортите кожу рук. А вот что с течением времени происходит в организме, в который постоянно попадают остатки моющего средства,- таких исследований не проводили.

В условиях постоянного увеличения количества новых химических веществ, поступающих в обращение, актуальной проблемой является их изучение в целях получения информации о потенциальной опасности веществ и разработки профилактических мероприятий, предусматривающих предотвращение неблагоприятного воздействия на организм человека и окружающую среду. Среди комплекса факторов окружающей среды, подлежащих гигиеническому контролю, большого внимания заслуживают товары бытовой химии (ТБХ) в связи с их массовым производством и использованием, разнообразием компонентов, входящих в состав рецептур, а также с возможным прямым воздействием на организм человека. Как известно, после использования все химикаты попадают в окружающую среду и пагубно на нее влияют, но мы об этом не задумываемся. Поэтому мы решили посвятить нашу работу именно бытовой химии и, изучив состав МС для посуды, определить, насколько безопасно их использование.

Мы считаем, что наша работа очень актуальна на сегодняшний день. Мы не можем обойтись без МС, но и их использование зачастую вредит нашему миру. Чтобы понять, как бороться с вредом, наносимым нам МС мы, прежде всего, должны узнать о них больше, чем сообщается в рекламе. Мы решили провести исследование в нашей школе, чтобы выявить средства, пользующиеся наибольшим спросом, и проанализировать, чем обоснован выбор участников нашего исследования. Говорить да или нет МС дело каждого человека, но если соблюдать определенные правила, то риск для здоровья будет минимальным.

Практическая значимость работы состоит в том, что полученную информацию по результатам исследовательской работы можно использовать для просвещения населения поселка о вреде определенных моющих средств, об отрицательном влиянии СМС на здоровье человека, на усиление коррозии металлов, из которых изготавливается сантехника.

Цель работы: исследовать физико-химические свойства моющих средств, исследовать влияние моющих средств на коррозию металлов, из которых изготавливается сантехника.

Задачи :

1. Изучить литературу по данному вопросу;

2. Выявить наиболее часто используемые в домашних условиях марки моющих средств для посуды;

3. Изучить состав, данные моющих средств для посуды, используя их этикетки.

4. Исследовать физико- химические свойства моющих средств;

5. Рассмотреть влияние моющих средств на металлические предметы (гвоздь).

Объект исследования : жидкие средства для мытья посуды .

Предмет исследования : свойства и безопасность применения моющих средств для посуды, коррозия металлов.

Гипотеза: если владеть полной информацией о составе и свойствах моющих средств, то можно сохранить здоровье человека, предотвратить повреждение сантехники, изготовленной из железа.

В соответствии с задачами исследования были использованы методы систематизации теоретического материала, исследовательские методы и методы наблюдения, обобщение накопленного материала.

Глава 1. Общие сведения о средствах для мытья посуды

1.1 Средства для мытья посуды и их свойства

Специальные посудомоющие средства впервые появились в 1950-х годах. Средства для ручного мытья посуды выпускаются в виде жидкости или геля. Гелеобразные средства считаются более эффективными по сравнению с жидкими.

Основными свойствами средства является его моющая способность. Большой плюс средства - его способность эффективно справляться с масляными и жировыми загрязнениями в холодной воде, это достигается благодаря подбору оптимальной композиции ПАВ.

Ещё одним важным свойством средства для ручного мытья посуды является его мягкое воздействие на кожу рук. Стоит отметить, что заявления производителей о том, что уровень pH их продукции равен 5,5, ни в коем случае не может гарантировать, отсутствия раздражения, особенно у людей склонных к аллергии. Поэтому во время мытья посуды коже требуется защита. Средство должно содержать умягчающие компоненты и не стоит забывать о том, что руки можно уберечь от вредного воздействия средства с помощью обыкновенных резиновых перчаток.

Многое о средстве для мытья посуды может сказать его состав.

1.2 Состав средств для мытья посуды

Основу моющего средства составляют поверхностно-активные вещества (ПАВ). Именно они и определяют его моющую способность.

ПАВы подразделяются на два типа: ионные и неионогенные (неионные).

Принципиальное отличие заключается в том, что неионогенные ПАВы не подвержены электролитической диссоциации, т.е. они не распадаются в воде на положительно и отрицательно заряженные ионы; ионные ПАВы при взаимодействии с водой распадаются на ионы, одни из которых обладают адсорбционной (поверхностной) активностью, другие (противоионы) – адсорбционно неактивны.

Ионные ПАВы называются анионными, если поверхностно-активные ионы несут отрицательный заряд, и катионными, если поверхностно-активны положительно заряженные ионы. Некоторые ПАВы в зависимости от условий, в которых они применяются, проявляют свойства или анионных, или катионных, поэтому их называют амфотерными или амфолитными. Анионные ПАВы – органические кислоты и их соли. Катионные – основания, обычно амины, и их соли. В мировом производстве поверхностно-активных веществ большая часть анионные вещества.

Синтетические моющие средства обязательно содержат ряд вспомогательных веществ, улучшающий их моющую способность. В состав моющих композиций иногда включают щелочные соли слабых неорганических кислот (карбонат и бикарбонат натрия, силикаты натрия, фосфаты различного состава), нейтральные соли (хлорид натрия), соли перекисных кислот, обладающие отбеливающими и дезинфицирующими свойствами (перборат и перкарбонаты натрия). Именно эти химические вещества и вступают в химические реакции с металлами, из которых изготавливают сантехнику, под действием этих веществ и происходит коррозия металлов. Коррозия приводит ежегодно к миллиардным убыткам, и разрешение этой проблемы является важной задачей. Основной ущерб, причиняемый коррозией, заключается не в потере металла как такового, а в огромной стоимости изделий, разрушаемых коррозией. Вот почему ежегодные потери от неё в промышленно развитых странах столь велики.

Важную роль играют органические компоненты ПАВов: карбоксиметилцеллюлоза, предотвращающая повторное отложение загрязнений из моющего раствора на отмытую поверхность, и так называемые гидротропы, увеличивающие растворимость и ускоряющие растворение ПАВов в воде.

Некоторые моющие средства содержат ферменты, обеспечивающие удаление нерастворимых белковых загрязнений, органические бактерициды, стабилизаторы пены.

Во многие моющие средства добавляют ароматические вещества (отдушки), призванные устранить неприятные запахи и придать вымытой поверхности свежий аромат. Правда, запах яблока, лимона или, например, лесных ягод не означает наличие в данном средстве экстрактов выше названных плодов.

Также в состав средств для мытья посуды могут входить вещества, смягчающие негативное воздействие на кожу рук. Самые распространенные добавки – глицерин, силикон и растительные экстракты. Глицерин и силикон обладают похожим действием, они создают на коже защитную плёнку, препятствующую её высыханию. Одновременно поверхностная плёнка, создаваемая силиконом, способна защитить от проникновения вредных для кожи веществ, содержащихся в моющем средстве.

Растительные экстракты смягчают кожу, обладают успокаивающим действием, снимают раздражение, которое может быть вызвано отдельными компонентами ПАВов (таким действием обладает, например, молочко «алоэ-вера»). Но даже при всех несомненных достоинствах этих добавок невозможно гарантировать вашей коже полную безопасность.

Глава 2. Диагностика моющих средств для посуды

Для того, чтобы выяснить какие из средств являются наиболее используемыми мы опросили учащихся, учителей и работников школы. В опросе приняли участие 50 человек.

Данные опроса показывают, что наиболее популярным средством является «Fairy ». Его используют 19 человек из числа опрошенных, что составляет 38%. Далее по убыванию популярности идут: «АОС» - 11 человек, 22%; «Миф» - 7 человек, 14%; « SORTI » - 7 человек, 14%; «Капля » - 6 человек, 12%.

2.2. Состав, свойства и особенности применения моющих средств.

Для исследования состава, свойств, особенностей применения моющих средств для посуды изучались этикетки средств, указанных при анкетировании пользователей. Как правило, инструкций по мытью посуды никто не читает, но это не освобождает производителя от необходимости нанесения этой информации на этикетку.

Данные исследования приведены в таблице 1.

Таблица 1.

Состав, свойства и особенности применения моющих средств.

Fairy

АОС

МИФ

SORTI

Капля

Объем/мл

Цена/руб.

Срок годности

18 мес.

18мес.

18 мес.

24 мес.

Состав

5-15% анионные и неионогенные ПАВ, отдушка, консервант, цитронеплол, лимонен и линалоол.

5-15% анионные и неионогенные ПАВ, соль этилендиаминтетрауксусной кислоты, ароматизирующие добавки, консерванты

анионные и неионогенные ПАВ, хлорид натрия, лимонная кислота, консервант, парфюмерная композиция, лимонная кислота

Вода, анионные и неионогенныеПАВ, соль этилендиаминтетрауксусной кислоты, ароматизирующие добавки, консерванты,

Вода, ПАВ,

хлорид натрия, лимонная кислота, консервант, парфюмерная композиция, лимонная кислота,

нанести небольшое количество средства на влажную губку

Несколько капель средства капнуть на влажную губку

Небольшое количество средства нанести на влажную губку

6. Меры предосторожности

При попадании в глаза промыть водой

Беречь от детей

Предохранять от солнечных лучей. Хранить вдали от отопительных приборов. Беречь от детей. При попадании в глаза промыть водой.

Беречь от детей, избегать попадания в глаза.

Данные таблицы позволяют сделать следующие выводы:

При равном объеме моющего средства цена средств не одинакова.

К более дорогим средствам можно отнести «Fairy », «АОС», более дешевыми средствами являются «Миф», « SORTI » и «Капля ».

Срок годности всех средств почти одинаковый.

Основным компонентом МС являются ПАВ.

кроме ПАВ в составе моющих средств имеются красители, консерванты, парфюмерная композиция, но не указана маркировка этих веществ, что не позволяет сделать вывод о их безопасности для человека.

На упаковках не указано точное количество средства, необходимого для использования. Лишь написано «нанесите небольшое количество на губку или на посуду» или «капнуть несколько капель…».

Практически все средства, кроме « Fairy » содержат предупреждение: «Беречь от детей» и описывают действия при попадании средства в глаза.

Большое внимание уделяется на этикетке МС рекламным данным: производители указывают, что все средства эффективно удаляют жир не только в горячей, но и в холодной воде, легко смываются водой, не оставляя разводов. На этикетке средства « Fairy » указано, что соответствует стандарту РФ по смываемости с посуды.

2.3. Физико – химические свойства средств для мытья посуды.

Опыт 1: Исследование рН раствора.

Одним из требований к использованию моющих средств для посуды является то, что они должны обладать нейтральным или слабокислым значением pH раствора (pH =5,5-7).

Мы для определения pH раствора взяли 0,1% раствор каждого средства, исследовали при помощи прибора для определения рН растворов. Результаты опыта приведены в таблице 2. Вывод: Все средства рН- нейтральны.

Таблица 2:

Химические свойства средств для мытья посуды.

Показатель

Fairy

AOC

Миф

SORTI

Капля

1. рН раствора

7,68

7,7

6,0

Содержание

фосфатов

Опыт 2 : Содержание фосфатов в средствах для мытья посуды .

Наличие фосфатных добавок в моющих средствах приводит к значительному усилению токсических свойств ПАВов. Они проникают в микрососуды кожи, всасываются в кровь и распространяются по организму. Это приводит к изменению физико-химических свойств самой крови и нарушению иммунитета.

0,1% раствор каждого средства испытывали нитратом серебра. В пробирках не было желтого или белого осадков. Желтый осадок показывает на присутствие в пробах фосфат-ионов (Ag 3 PO 4), белый осадок показывает присутствие в пробах хлорид-иона (AgCl ). Результаты опыта приведены в таблице 2.

Вывод: Фосфатные добавки в моющих средствах не обнаружены.

2.4. Влияние растворов моющих средств для посуды на протекание процессов

коррозии железных предметов.

При утилизации, использованные растворы моющих средств для посуды непосредственно соприкасаются с металлическими трубами канализации, а при мытье с металлической посудой.

Для исследования приготовили 0,1% раствор каждого моющего средства и в каждый опустили железный гвоздь длиной 80 мм. Эксперимент проводился при комнатной температуре. В качестве контрольного образца использовалась водопроводная вода. Опыт проводился с трехкратным повторением.

В первый день появилась ржавчина на гвоздях в следующих средствах: «АО S », «капля SORTI ». На второй день появился налет ржавчины в пробирке с водопроводной водой и на гвозде, опущенном в « Fairy » . В средстве «МИФ» ржавчина в пробирке появилась на третий день, при этом гвоздь оставался чистым. В последующие дни налет ржавчины на гвоздях увеличивался, причем быстрее всего в средствах: « Fairy », «АО S », «капля SORTI ». На дне пробирок откладывалась ржавчина - бурый осадок. К концу наблюдения высота осадка была разной в пробирках: «АО S » - 10мм, « Fairy »-7мм, «капля SORTI »- 9мм, «МИФ»- 4мм, «Капля»-9 мм, вода- 3мм.

Вывод: все исследуемые растворы моющих средств для посуды способствуют усилению коррозии железных предметов, а значит негативно действуют на трубы канализации и металлическую посуду.

Заключительная часть

Выводы:

Наибольшей популярностью среди населения пользуются средства: «Fairy »,

«AOS ».

Этикетки моющих средств содержит большой объем рекламных обещаний,

но не полную информацию о составе и маркировке инградиентов, о способе применения.

Все средства хорошо растворимы в воде.

4. Все средства рН-нейтральны.

5. Средства не содержат вредные фосфатные добавки.

6. Все исследуемые растворы моющих средств для посуды способствуют усилению коррозии железных предметов, а значит негативно действуют на трубы канализации и металлическую посуду.

Мы хотим посоветовать вам, более ответственно относится к выбору моющих средств и не позволять рекламам обманывать себя. Не забывайте о том, что на этой планете будут жить наши дети и внуки, и мы должны заботиться об их будущем и здоровье. Так же не стоит забывать о том, что от использования некоторых моющих средств страдает наша окружающая среда. Также мы хотим посоветовать вам, осторожнее обращаться с моющими средствами и не забывать о том, что в их состав входят компоненты, которые могут вызвать сыпь, химические ожоги, раздражения и аллергию. Всегда читайте меры предосторожности, написанные на обороте упаковки, и храните моющие средства подальше от детей.

Мы отдаем себе отчет в том, что потребление моющих средств людьми невозможно остановить, и даже сократить. Более того, с увеличением численности населения нашей планеты неизбежно возрастает количество и разнообразие моющих средств, которые пагубно влияют не только на человека, но и на окружающую среду.

Мы надеемся, что в ходе прогресса будут изобретены более безопасные моющие средства, которые будут иметь возможность полностью растворяться в воде, не образуя вредных химических соединений. Полученная информация во время проведения исследовательской работы может быть использована при преподавании школьного курса химии, биологии, экологии, на классных часах, при беседах с учениками и родителями, на факультативных занятиях по химии и экологии.

Литература:

1. Амбрамзон А.А. и др. Поверхностно-активные вещества. Синтез, анализ, свойства,

применение. Л., 1988.

2.Ашихмина Т.Я. Школьный экологический мониторинг. Учебно- методическое пособие /Под ред. Т.Я. Ашихминой. – М.: Агар, 2000.

3.Богданов И.И. Беседы об экологии: Учеб. пособие. – Омск, 1995.

4. Шпаусус З. Путешествие в мир химии. М.: «Просвещение», 1967.

Шварц А., Пери Д. Поверхностно-активные вещества: их химия и технические применения. М., 1953.

Харлампович Г.Д. и др. Многоликая химия. – М.: «Просвещение», 2004

Приложения

Наблюдение:4.11.15

Наблюдение:10.11.15

Этапы работы: Просмотр и анализ этикеток на продуктах нескольких производителей стиральных порошков «Tide» «Tide» и «Dosia», «Dosia», изучения состава шампуней «Head «Head & Shoulders», Shoulders», «Себозол», детского крема, детского масла «Johnsons baby» по их этикеткам. Изучение информации на упоковке; Просмотр рекламных роликов стиральных порошков «Tide» «Tide» и «Dosia». «Dosia». Оценка достоверности рекламы при помощи опыта с позиции химии; Составление таблиц.

З АДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ: Я ПОСТАВИЛА СЕБЕ ЗАДАЧУ ПРОВЕРИТЬ ДОСТОВЕРНОСТЬ РЕКЛАМЫ СТИРАЛЬНЫХ ПОРОШКОВ. З АТЕМ ИЗУЧИТЬ СОСТАВЫ СТИРАЛЬНЫХ ПОРОШКОВ, ДЕТСКОГО КРЕМА И МАСЛА, ШАМПУНЕЙ. Решение задач: Для проведения опыта я выбрала рекламу стиральных порошков "TIDE" и "DOSIA", детский крем, масло" Johnsons baby», шампуни "Head & Shoulders", "Себозол".

О ПИСАНИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ, КОТОРЫЕ Я ДОЛЖНА ПРОВЕСТИ. Взять "TIDE" и "DOSIA", " Head & Shoulders" и "Себозол", детский крем и " Johnsons baby». проанализировать состав каждого продукта. Взять "TIDE" и "DOSIA", " Head & Shoulders" и "Себозол", детский крем и " Johnsons baby». проанализировать состав каждого продукта. Взять испачканные четырьмя видами пятен ткани и замочить в "TIDE" и "DOSIA". Взять испачканные четырьмя видами пятен ткани и замочить в "TIDE" и "DOSIA". Проанализировать полученные результаты(оценила степень чистоты). Проанализировать полученные результаты(оценила степень чистоты). Результаты исследования привожу в таблице. Результаты исследования привожу в таблице.

I ЭТАП. П РОСМОТР И АНАЛИЗ ЭТИКЕТОК НА ПРОДУКТАХ. Просмотр и анализ этикеток на продуктах нескольких производителей стиральных порошков «Tide» и «Dosia», изучения состава шампуней «Head & Shoulders», «Себозол», детского крема, детского масла «» по их этикеткам. Изучение информации на упоковке. Просмотр и анализ этикеток на продуктах нескольких производителей стиральных порошков «Tide» и «Dosia», изучения состава шампуней «Head & Shoulders», «Себозол», детского крема, детского масла «Johnsons baby» по их этикеткам. Изучение информации на упоковке.

Состав порошков: «TIDE» «DOSIA» 15-30% - анионные ПАВ 15-30% - анионные ПАВ фосфаты, фосфаты, менее 5% - катионные ПАВ менее 5% - катионные ПАВ кислородсодержащий отбеливатель кислородсодержащий отбеливатель неионогенные ПАВ неионогенные ПАВ энзимы энзимы оптический отбеливатель оптический отбеливатель 5-15% анионные ПАВ 15-30% компоненты, смягчающие воду кислородосодержащий отбеливатель менее 5% неионогенные ПАВ энзимы антивспениватель ароматизатор

С ОСТАВ ШАМПУНЯ: Вода(H2O) Вода(H2O) Аммоний лаурил сульфат (C12H29NO4S) Аммоний лаурил сульфат (C12H29NO4S) Хлорид натрия(NaCl) Хлорид натрия(NaCl) Гликоль дистеарат Гликоль дистеарат Притион цинка Притион цинка Парфюм Парфюм Цитрат натрия (Na 3 C 6 H 5 O 7) Цитрат натрия (Na 3 C 6 H 5 O 7) Лимонная кислота(C 6 H 8 O 7) Лимонная кислота(C 6 H 8 O 7) Бензиловый спирт (C 7 H 8 O) Бензиловый спирт (C 7 H 8 O) Вода(H2O) Вода(H2O) Лауретсульфат натрия Лауретсульфат натрия Хлорид натрия (NaCl) Хлорид натрия (NaCl) Кетоконазал Кетоконазал Глицерин (C 3 H 5 (OH) 3) Глицерин (C 3 H 5 (OH) 3) «Head & Shoulders»«Себозол»

С ОСТАВ МАСЛА И КРЕМА: Вазелиновое масло Вазелиновое масло Изопропиловый эфир Изопропиловый эфир Алоэ Барбаденсис Алоэ Барбаденсис Витамин E Витамин E Парфюм Парфюм Глицерин(C 3 H 5 (OH) 3 Глицерин(C 3 H 5 (OH) 3 Масло Вазелиновое Масло Вазелиновое Экстракт масляный цветков календулы Экстракт масляный цветков календулы Гель алоэ-вера Гель алоэ-вера CO2 экстракт CO2 экстракт ромашки ромашки «Johnsons baby» «Крем детский»

ВЫВОД: Мы не отрицаем необходимости рекламы и ее важной роли в жизни современного человека, но призываем относиться очень вдумчиво и критично ко всему, что обрушивают на нас рекламные фирмы со страниц газет, с экранов телевизоров, с многочисленных плакатов. листовок и брошюр. Читая любую рекламу, попробуйте выяснить не противоречит ли ее содержание тем законам или понятием естественных наук, которые мы изучаем в школе.

Исследовательская работа учащихся по химии

из опыта работы учителя химии Габдрахмановой Т.В.

«МБОУ СОШ №5» г.Усинск Республика Коми

Сомневаясь, мы начинаем исследовать,

а исследуя, находим истину.
Пьер Абеляр

Введение

Одной из основных функций учителя является обучения и развитие личности ученика. Особую значимость приобретает организация исследовательской деятельности, которая оказывает существенное влияние на личностное и профессиональное развитие учащихся.

На протяжении многих лет я занимаюсь организацией исследовательской работы среди учащихся 8-11 классов по химии в нашей школе.

Целью исследовательской работы является воспитание любознательного, активно познающего мир, владеющего основами умения учиться ученика, умеющего слушать и слышать других .

Задачи :

развивать умение проектировать свою деятельность (учебную, исследовательскую);

развивать коммуникативные и творческие способности учащихся;

совершенствовать навыки работы с методами, необходимыми для проведения исследований − наблюдением, измерением, экспериментом;

оформлять результаты работы, представлять свою работу на различных конкурсах;

использовать опыт учащихся для получения новых знаний;

развитие способности к самостоятельной работе с различной информацией.

Актуальность исследовательской работы:

поиск наибольшей эффективности между тенденциями инновационного образовательного процесса и традиционными технологиями обучения учащихся;

потребность формирования уникальной творческой личности, способной нестандартно мыслить.

обучение учащихся способам поиска, систематизации и обработки полученной информации путем самостоятельной исследовательской деятельности.

Организация исследовательской работы на уроках химии

При организации исследовательской работы необходима теоретическая подготовка, которую учащиеся получают на традиционных занятиях по первичному закреплению знаний.

Элементы исследовательской работы учащиеся получают на уроках химии, но при этом возникают различные проблемы, так как школьники очень расплывчато представляют методы исследования, этапы работы, оформление результатов своей исследовательской работы. Им трудно подобрать источники информации для темы, генерировать идеи, найти пути решения проблем, анализировать, сравнивать, делать обобщения и выводы, соотнести достигнутое с ранее поставленными целями и задачами. Когда учащиеся подготовлены теоретически, следует применять у роки с элементами исследования и уроки-исследования. Для стимулирования интереса к исследовательской деятельности на уроках химии необходимо создать ситуацию успеха.

Уроки с элементами исследования .

Учащиеся отрабатывают на уроке отдельные учебные приемы, которые составляют исследовательскую деятельность . Что бы учащимся предлагать провести исследование требуется сформировать у них понятие о предмете и объекте исследования, гипотезе, показать способы проверки гипотез. Алгоритм исследования учащимся можно предложить на примере простой проблемной задачи с химическим содержанием. Например «Какими свойствами должен обладать оксид и гидроксид элемента с порядковым номером 13?» (Приложение 1). После выполнения работы учащимся можно предложить самостоятельные исследования по проблеме: «Какими свойствами обладает гидроксид химического элемента, если электронное строение атома выражается схемой: 2е; 8е; 5е?». По содержанию элементов исследовательской деятельности выделяют разнообразные типы уроков: уроки по выбору темы и метода исследования, работа с источниками информации, уроки с проведением эксперимента, заслушивание сообщений, защита рефератов и т.д.

В развитии исследовательских умений учащихся очень важна роль проблемного обучения. Проблемная ситуация побуждает учеников к мыслительной деятельности (анализ, синтез, обобщение, конкретизация и т.д.) При рассмотрении темы «Коррозия металлов» можно создать проблемную ситуацию. Ребенок выступает с сообщением, в котором рассказывает о вреде коррозии. Докладчик преследует цель дать общее представление о коррозии и о вреде, наносимом этим явлением. Строки из доклада: «Коррозия наносит не только прямой ущерб (ежегодно от нее теряется около одной трети произведенного за год во всем мире металла), но и косвенный: ведь разрушаются металлические конструкции (машины, крыши, памятники, мосты)». Определяем проблему, которую следует разрешить на уроке: как защитить металлы от коррозии? Учащиеся предлагают и обосновывают методы защиты металлов от коррозии.

Химический эксперимент является одним из способов формирования и развития исследовательских умений учащихся. Эксперимент на уроке используют для создания проблемной ситуации, а так же как средство подтверждения или опровержения выдвинутых учащимися гипотез. При изучении темы «Гидролиз солей» в начале урока можно провести лабораторный опыт и с помощью универсальной индикаторной бумаги определить среду растворов солей. Наблюдения можно записать в таблицу.

После проведения опыта совместно с учащимися выдвигаем проблему. Соли рассматриваем как результат реакции нейтрализации. Почему растворы солей имеют разную среду? Опираясь на известные знания о диссоциации, учащиеся выдвигают различные гипотезы. Учащиеся вспоминают различные признаки классификации кислот и оснований, анализируют формулы предложенных солей. В ходе беседы учащиеся приходят к выводу, что происходит гидролиз, который является одним из химических свойств солей.

Урок-исследование

На уроке-исследовании учащиеся осваивают методику научного исследования, устанавливают этапы научного познания. Исследовательские знания и умения учащиеся осваивают поэтапно, постепенно увеличивая степень самостоятельности учеников в их исследовательской учебной деятельности .

На уроках-исследованиях используются разнообразные формы обучения учащихся: индивидуальная, групповая, парная, коллективная. Предпочтение отдается работе в группах по 2-4 человека, так как работа в группе способствуют формированию коммуникативных ОУУН. Чтобы избежать недостатков групповой работы (конфликты, «спрятаться за чужими спинами» и т.д.) разрабатываются и используются правила групповой работы .

Урок-практикум

На уроках-практикумах учащиеся также работают в группах. Каждая группа, состоящая из 2-3 человек получает экспериментальное задание, которое в течении урока необходимо выполнить. При проведении практикума для учащихся создается инструкция, которая по определенным правилам последовательно устанавливает действия ученика.

Исходя из имеющегося опыта можно предложить следующую структуру уроков-практикумов:

Сообщение темы, цели и задач практикума;

Актуализация опорных знаний и умений учащихся;

Мотивация учебной деятельности учащихся;

Ознакомление учащихся с инструкцией;

Подбор необходимых дидактических материалов, средств обучения и оборудования;

Выполнение работы учащихся под руководством учителя;

Составление отчета;

Обсуждение и теоретическая интерпретация полученных результатов работы.

Эту структуру можно изменять в зависимости от содержания работы, подготовки учащихся и наличия оборудования. Уроки-практикумы проводятся в 11 классе, например по теме «Получение, собирание и изучение свойств газов», «Решение экспериментальных задач по неорганической и органической химии».

В преподавании учебных предметов основная задача заключается в том, чтобы, прежде всего, заинтересовать учащихся процессом познания: научить их задавать вопросы и пытаться найти на них ответы, уметь объяснять результаты, делать обоснованные выводы. Внедрение исследовательского подхода способствует усилению мотивации учебной деятельности в обучении химии.

Исследовательская работа в школе может быть разнообразной. Навыки исследовательской работы на уроках химии учащиеся получают на практических работах, в которых сочетаются разнообразные задания: экспериментальные задачи, расчетные задачи, которые требуют теоретической подготовки к работе, и отражают основные этапы исследовательской деятельности.

При решении экспериментальных задач учащиеся видят связь химии с жизнью, что способствует развитию интереса к изучению предмета, а также подготовить их к осознанному выполнению практических работ (Приложение 2). Исследовательская деятельность учащихся осуществляется как на уроках химии, так и во внеурочное время.

Исследовательская работа во внеурочное время+

- выявление талантливых и одарѐнных учащихся

Многие учащиеся способны заниматься исследовательской, а тем более научно-исследовательской деятельностью. Важно уметь определять талантливых и способных учеников. Необходимо учитывать, что общая успеваемость учащегося не является главным показателем его реальных способностей. Сложнее выявить у учащихся готовность к данному виду деятельности. Необходимо найти такого ученика, которому это интересно, и который доведет работу до конца.

На уроке такие дети заметны при выполнении практических и лабораторных работ, составлении проектов, выступлении с презентациями. При проверке таких заданий необходимо обращать внимание на творческий подход к выполнению заданий, на использование дополнительной литературы. Во время представления такой работы учащимся предлагается подискутировать на тему, что понравилось в данной работе и что можно еще порекомендовать. После выступления, предлагается ответить на несколько вопросов, направленных на выявление отношения к данному виду деятельности.

При анализе таких выступлений нужно обратить внимание на тех учащихся, у которых к данному виду работы проявляется стабильный интерес. В дальнейшем этим детям можно предложить поучаствовать в исследовательской работе.

- формирование интереса к научному творчеству

Не всегда учащиеся проявляют интерес к научно-исследовательской работе, поэтому необходимо сделать упор на исполнительность и ответственность школьника. Как заинтересовать ученика? Для этого можно использовать несколько приемов. Во-первых, убедить, что участие в научно-исследовательской работе пригодится в дальнейшей жизни, за пределами школы. Во-вторых, зная, что подростки стремятся, как-то выделиться, быть не похожими на большинство, то участие в научно-исследовательской работе позволит ощутить свое особенное положение среди одноклассников. В-третьих, создать атмосферу соревнования.

- работа с литературой

Любая деятельность, и школьный реферат и докторская диссертация, невозможны без работы с источниками литературы. Необходимо объяснить и показать ученику, что литературный источник − основа его работы. В ходе исследовательской работы учащимся приходится работать с различными источниками информации. Задача ученика − научиться работать с источником, приобрести навык самостоятельной работы, правильного оформления. Необходимо дать некоторые рекомендации при работе с литературными источниками. Объяснить учащимся, что не вся собранная информация может оказаться необходимой, не пытаться включить в работу весь собранный материал.

- практическая часть работы

При проведении практической части учащиеся выделяют задачи исследования, выдвигают гипотезы и проверяют их, проводя теоретические или экспериментальные исследования, обрабатывают полученные результаты. Роль учителя на данном этапе организации исследовательской деятельности не является доминирующей. Учитель сотрудничает с учащимся, консультирует, подсказывает, как правильно работать с оборудованием, поставить эксперимент .

Выполняя научное исследование, учащиеся приобретают навыки самостоятельного творчества, самостоятельного получения новых знаний, информации и их практического применения, которые будут полезны в любой области деятельности.

- выступление на научных конференциях

Научно-практические конференции учащихся ежегодно проходят в школе. Успех выступления на научно-практической конференции зависит от того, насколько учащиеся смогут хорошо и уверенно представить свою работу в секции, подготовить компьютерную презентацию, текст выступления. Необходимо четко изучить критерии оценивания работы. Защита работы будет результативной, когда ученик свободно владеет информацией, ориентируются во всех частях выполненной работы, знает термины, обладает навыками ораторского искусства, хорошо подготовлен к выступлению на конференции. Ученик, занимающийся исследованием, проявляет значительную самостоятельность на всех этапах работы. У таких детей растѐт их познавательная активность и как правило, повышается качество знаний по предмету. Приобретенный опыт и исследовательские навыки учащихся влияют на качество выполнения опытов на практических работах: они быстрее подбирают реактивы для проведения реакций, делают правильные наблюдения и выводы. Исследовательская работа может помочь учащимся, определиться с выбором профессии, где основным направлением является работа с химическими веществами.

Исследовательская работа требует много времени, и в основном происходит во внеурочное время. Учащиеся 9-10 -ых классов ежегодно участвуют в школьной научно-практической конференции, с некоторыми работами выступают на муниципальной научно-практической конференции. В 2016 г ученица 9б класса Берестецкая Екатерина выступила на городской конференции с темой «Пищевые добавки и влияние их на организм человека», презентация размещена на сайте https://sites.google.com/site/gabdrakhmanova5/home/vneklassnaa-rabota/gorodskaa-konferencia

В 2017 г учащиеся 9г класса Щеглов Артем с темой «Адсорбционные свойства угля» и Скворцов Денис с темой «Железо - элемент цивилизации и жизни» выступили на муниципальной научно-практической конференции и заняли третье место. В приложении 3 представлены фрагменты работы Щеглова Артема. Ссылка на презентации к работам https://sites.google.com/site/gabdrakhmanova5/home/issledovatelskaa-rabota/zelezo

реактив

№ пробирки

лакмус

NaOH

синий

NaCl

фиолетовый

HCl

красный

Задача 2

В трех пронумерованных пробирках под №1, №2, №3 находятся растворы хлорида бария, сульфата натрия и карбоната калия. Распознать вещества, составить уравнения реакций в молекулярном, полном и сокращенном ионном виде.

Работа в парах (заполнение таблицы, составление уравнений реакций)

	реактивы
Формулы веществ	HCl	BaCl 2	H 2 SO 4	№ пробирки
BaCl 2			Белый осадок
Na 2 SO 4		Белый осадок
K 2 CO 3	Газ без цвета и запаха

Одно из веществ реагирует с добавленным реактивом, а два других нет. При этом мы наблюдаем, что в одной из пробирок реакция действительно прошла, то есть должен наблюдаться какой-либо ее внешний признак - выделение газа, изменение цвета, выпадение осадка и т.п.

Уравнения реакций

K 2 CO 3 +2 HCl → 2 KCl +H 2 O + CO 2

2 K + +CO 3 2- + 2 H + + 2 Cl - → 2 K + + 2 Cl - + H 2 O + CO 2

2 H + + CO 3 2- → H 2 O + CO 2

Na 2 SO 4 + BaCl 2 → BaSO 4 ↓ + 2 NaCl

2 Na + + SO 4 2- + Ba 2+ + 2 Cl - → BaSO 4 ↓ + 2 Na + + 2 Cl -

Ba 2+ + SO 4 2- → BaSO 4 ↓

H 2 SO 4 + BaCl 2 → BaSO 4 ↓ + 2 HCl

2 H + + SO 4 2- + Ba 2+ + 2 Cl - → BaSO 4 ↓ + 2 H + + 2 Cl -

Ba 2+ + SO 4 2- → BaSO 4 ↓

Задача 3

В трех пронумерованных пробирках находятся растворы хлоридов натрия, магния, алюминия. Распознать вещества, составить уравнения реакций в молекулярном, полном и сокращенном виде.

Работа в парах (заполнение таблицы, составление уравнений реакций).

Формулы веществ

Реактивы

№ пробирки

NaOH

Уравнения реакций

MgCl 2 + 2 NaOH → Mg ( OH ) 2 ↓+ 2 NaCl

Mg 2+ + 2 Cl - + 2 Na + + 2 OH - → Mg ( OH ) 2 ↓ + 2 Na + + 2 Cl -

Mg 2+ + 2 OH - → Mg ( OH ) 2 ↓

AlCl 3 + 3 NaOH → Al ( OH ) 3 ↓ + 3 NaCl

Al 3+ +3 Cl - + 3 Na + + 3 OH - → Al(OH) 3 ↓ + 3 Na + +3 Cl -

Al 3+ +3 OH - → Al(OH) 3 ↓

Al(OH) 3 + NaOH → Na

Al(OH) 3 + Na + + OH - → Na + + -

Приложение 3

(Фрагменты работы)

Исследовательская работа по химии

«Адсорбционные свойства угля»

Выполнил ученик 9г класса Щеглов Артем

Введение

В природе широко распространено явление поглощения одним веществом других веществ, называемое сорбцией. Тела с развитой поверхностью способны поглощать, т. е. адсорбировать, из окружающего объема молекулы газа, жидкости. Практическое значение явления адсорбции в жизни человека весьма велико. Вспомним хотя бы противогаз или бытовые фильтры для очистки воды. В жизни чаще применяют активированный уголь и в медицине в качестве адсорбента.

Актуальность работы :

привлечение внимания к изучению химии с практической стороны и применения полученных знаний в быту, развитие интереса к получению теоретических и практических навыков по химии: работа в лаборатории, работа с Интернетом для поиска и передачи информации.

Целью данной работы является изучение и сравнение адсорбционной способности белого и черного активированного угля.

Задачи, поставленные для достижения цели :

найти примеры практического применения адсорбционной способности активированного угля в деятельности и в жизни человека.

изучить адсорбционную способность черного и белого активированного угля;

понаблюдать и проанализировать явление адсорбции, на примере активированного угля.

Изучить, как использовать разнообразные углеродосодержащие средства без вреда для здоровья и каковы возможности активированного угля.

Для исследования я ознакомился с различными источниками, технической литературой, интернет ресурсами, и выяснил, что явление адсорбции широко представлено и хорошо изученное явление. Адсорбция лежит в основе очистки, осушки, разделения газов и других процессов. На основе адсорбции производят очистку и осветление воды, которую в дальнейшем используют для питья и технических нужд. В теоретической части я использовал материалы технической и исторической литературы, а для эксперимента я воспользовался учебником для студентов Аналитическая химия, Лабораторный практикум.

Методы исследования, которые использовались в работе :

Изучение и подбор материала;

Наблюдение и анализ явлений адсорбции;

Эксперимент.

Гипотеза

Не смотря на высокую эффективность белого угля, большинство людей отдает свое предпочтение проверенному натуральному препарату - черному активированному углю. Черный активированный уголь проявляет лучшие адсорбирующие свойства по сравнению с белым активированным углем.

Заключение

Активированный уголь продемонстрировал нам свои адсорбционные способности, т.е. поглощающие свойства.

Почему же, маленькая черная таблетка способна так эффективно поглощать различные вещества?

Как я выяснил, изучая литературные источники, дело в особом строении углерода, которое представляет собой слои атомов углерода, расположенных хаотично относительно друг друга, из-за чего между слоями образуется пространство - поры. Эти поры и придают активированному углю его свойства - поры способны поглощать и удерживать в себе другие вещества. Таких пор невероятное количество. Так, площадь пор всего 1 грамма активированного угля может доходить до 2000м 2 ! Белый и черный активированный уголь находит широкое применение на основе своих свойств.

Вывод ы

Уголь - лекарственное средство, принимать нужно следуя инструкции.

Черный активированный уголь более известен и более привычен учащимся, чем белый.

Белый уголь, не смотря на своё синтетическое происхождение, является более качественным адсорбентом.

При изучении литературы углубил свои знания о применении адсорбционной способности активированного угля в жизни человека. При сравнении адсорбционной способности белого и черного угля выяснил, что черный уголь лучше поглощает запахи; обесцвечивает натуральный брусничный сироп. Белый уголь лучше обесцветил лакмус.

Не все вещества полностью адсорбируются активированным углем.

Одной из причин того, что эти вещества остались в растворе, и окраска не изменилась, может быть то, что размеры молекул этих веществ больше чем размеры пор адсорбента.

Выдвинутая гипотеза нашла своё подтверждение частично.