Все живе і неживе на нашій планеті, а також сама планета має хімічну основу: складається з хімічних речовин. Людина, приймаючи їжу, вдихаючи отруєне повітря, може завдати собі шкоди, в результаті можливі отруєння. Які ж речовини врятують людину від таких наслідків?
Ці речовини називають адсорбентами. До них відноситься вугілля активоване, гідрат окису алюмінію, біла глина (каолін - глина білого кольору, що складається з мінералу каолініту, хімічний склад глини включає такі мікро- і макроелементи як калій, кальцій, натрій, мідь, цинк, хром, залізо, нікель, кобальт), силікагель, тальк і інші речовини для зовнішнього і внутрішнього застосування.
Мета нашого дослідження: порівняти адсорбційні властивості обраних адсорбентів.
1.Подобрать речовини для проведення досліджень.
2.Подобрать методику докази адсорбційних властивостей деяких речовин.
3. Визначити найбільш сильний адсорбент з обраних.
4. З'ясуйте значення адсорбції.
1.1.Что таке адсорбція?
Адсорбційні властивості адсорбентів залежать від хімічного складу і фізичного стану поверхні, від характеру пористості і поверхні. Відомо дуже багато адсорбентів: активоване вугілля, біла глина, силікагель, гідроокис алюмінію, повітряна кукурудза, промокальний папір.
1.2.Прімененіе адсорбції в житті людини.
Самим загальнодоступним адсорбентом є вугілля активоване, який споживають всередину при різноманітних захворюваннях шлунково-кишкового тракту, при наявності хронічних алергічних та інфекційно-запальних процесів з метою очищення організму від токсичних речовин.
Які речовини можна видалити з організму за допомогою активованого вугілля? Вугілля активоване вживають всередину з метою очищення організму від будь-яких шкідливих речовин. При проведенні короткочасних курсів прийняття вугілля організм насправді очищається від шкідливих компонентів. До того ж навіть значні дози вугілля активованого (наприклад, при здійсненні промивання шлунка за один раз використовують до 30,0 грам даного препарату) не сприяє передозуванні.
Однак при довготривалому або занадто частому прийнятті вугілля активованого він здатний усувати з шлунково-кишкового тракту різні вітаміни, які потрібні організму для правильного обміну речовин і енергії, що в кінцевому підсумку призведе до зниження імунітету і розладів обміну речовин. У таких випадках до того ж можуть бути усунені також ферменти, необхідні для процесу травлення, і їжа в зоні кишечника почне аномально розкладатися, тобто за допомогою гниття. Це може викликати глушіння корисної мікрофлори і стрімкий розвиток мікрофлори умовно-патогенної, яка здатна в будь-який час в стінці кишечника викликати який-небудь запальний процес. Даний стан має назву дисбактеріоз (Скурихин І.М. Нечаєв А.П.).
При довготривалому використанні вугілля активованого можуть ліквідуватися полезнейшие компоненти з крові в результаті їх адсорбції через ворсинки слизової кишечника. Подібним способом можуть бути з крові усунені необхідні мінеральні компоненти - магній і калій (від цього може постраждати, насамперед, м'яз серцева) і кальцій (він бере активну участь в клітинному обміні речовин). Вугілля активоване може безперервно з організму усувати певну частину харчових компонентів - жирів, білків і вуглеводів. При недостатній кількості білків явно знижується імунітет, нігті і волосяний покрив стають ламкими, шкірний покрив старіє швидко, страждають різні внутрішні органи, клітинам яких незмінно необхідні білки, а також імунітет.
Адсорбційні властивості вугілля знайшли застосування в конструювання протигаза. Російський хімік-органік, академік АН СРСР Микола Дмитрович Зелінський спільно з інженером Кумантом створив протигаз (О.С. Габріелян).
Гідрат окису алюмінію підвищує активність виведення через кишечник фосфатів. Аморфний білий пухкий порошок, в воді не розчиняється; розчинний в процесі нагрівання в розчинах їдких лугів і розбавлених кислотах. Використання: адсорбент, що обволікає, антацидний засіб, застосовується також у формі присипок, є одним з компонентів препарату «маалокс» і «альмагель» .Употреблять зовнішньо - з метою присипок, всередину - при високій кислотності соку шлункового, а до того ж при отруєнні організму токсичними речовинами .
Силікагель - це гранульована, склоподібна форма діоксиду кремнію. Силікагель є висушений гель, що утворюється з пересичених розчинів кремнієвих кислот. Є високопористим, утвореним дрібними частинками сферичної форми, речовиною. Силікагель має безліч корисних властивостей як осушувач. Завдяки цим унікальним властивостям, він знаходить застосування в різних галузях промисловості. Коли ми відкриваємо який-небудь новий ноутбук, телевізор, новий одяг або коробку з взуттям, навіть деякі продукти харчування, ми можемо побачити маленькі паперові пакети, з дрібними гранулами. Ці гранули - силікагель, осушувач, який дає чудові результати для видалення вологи.
Силікагель приходить на допомогу і любителям кішок. Використання діоксиду кремнію в котячих наповнювачах для туалету є новітнім продуктом на ринку. Цей продукт дійсно унікальний і економічний. Він відмінно вбирає вологу. Шар силікагелю в 3-5 см на дні котячого лотка і запах зникне на 2-3 тижні.
Адсорбційні явища надзвичайно широко поширені в живій і неживій природі. Товщі гірських порід і грунту є величезними колонами з адсорбентами, по яких переміщаються водні і газові розчини. Легенева тканина подібна адсорбенти - носію, на якому утримується гемоглобін крові, що забезпечує перенесення кисню в організм. Багато функцій біологічних мембран живої клітини пов'язані з властивостями їх поверхні, так, наприклад, загальна площа біологічних мембран в організмі людини досягає десятків тисяч квадратних метрів.
2. Методики дослідження
2.1. Методики проведення дослідження.
Ми вивчили методики проведення дослідів по визначенню адсорбційних властивостей речовин: калориметрический (заснований на різниці теплот, що виділяються при адсорбції), хроматографічний. Для проведення цих дослідів потрібне спеціальне обладнання. Ми провели дослідження, доступні шкільної лабораторії (тяглова Е.В.).
Досвід 1: в воді розчинили червону гуаш і поміщали адсорбент, засікаючи час, коли почне відбуватися знебарвлення (адсорбент буде поглинати барвник).
Адсорбенти здатні поглинати речовини не тільки з розчинів.
Досвід 2: на дно колби капнули парфумерної води, помістили адсорбент, закрили пробкою, струснули і відзначали зміна запаху, аж до повного зникнення.
2.2. Матеріали та обладнання
Для проведення експерименту ми взяли такі адсорбенти:
- Активоване вугілля
- гідроокис алюмінію
- Силікагель
Вибрані адсорбенти мають такими основними властивостями:
-відсутністю каталітичної активності та хімічної інертністю до компонентів суміші, що розділяється (повітря - запах, вода - гуаш);
3.1.Адсорбціонние властивості деяких адсорбентів
Досвід 1: в воді розчинили червону гуаш і помістили чи адсорбент, засікаючи час, коли почне відбуватися знебарвлення (до повного знебарвлення), а також відзначали ставлення до вбирання вологи.
1.Для експерименту ми вибрали три адсорбенту: активоване вугілля, силікагель, гідроокис алюмінію. Вибрані адсорбенти мають такими основними властивостями: вони доступні для дослідження, хімічно інертні, пористи (велика площа дотику).
2.Подобралі доступну і ефективну методику для доказу адсорбційних властивостей речовин.
3. В результаті дослідів, ми з'ясували, що
-активоване вугілля є найкращим адсорбентом з поглинання газів, запахів в повітрі і сторонніх речовин в розчині, це його властивість дозволило великому російському вченому М. Д. Зелінського використовувати прошарок вугілля в протигазі;
-силікагель добре вбирає запахи і вологу, завдяки цим властивостям його використовують в побуті (для осушення), а також для комфортного утримання домашніх тварин;
-гідроокис алюмінію також вбирає гази, запахи і знешкоджує сторонні речовини, гідроокис алюмінію входить до складу ліків для лікування хвороби шлунка (маалокс, альмагель), так як крім адсорбційних властивостей гідроокис алюмінію володіє протикислотному (антацидними), обволікаючі властивості, необхідними при високій кислотності соку шлункового , виразці шлунка і виразці дванадцятипалої кишки і при присутності інших захворювань шлунково-кишкового тракту.
4. З'ясуйте значення адсорбції. Активний вугілля відрізняється звичайного тим, що у нього набагато більша поверхня. Його частинки буквально пронизані порами (для цього вугілля особливим способом обробляють і видаляють з нього домішки). А так як адсорбція - це поглинання поверхнею, то ясно: чим більше поверхня, тим і поглинання краще.
Додатково з літератури ми дізналися, що якщо покласти пакетики з силікагелем поруч з гострими бритвами, лезами, ножами, вони не затупятся і не піддадуться окислення, так як силікагель вбирає вологу. Силікагель застосовують у флористиці: є спосіб зберегти букет - дати йому друге життя за допомогою силікагелю. Рослини після сушки за допомогою силікагелю виглядають практично як свіжі, зберігається колір пелюсток.
Адсорбційні явища надзвичайно широко поширені в живій і неживій природі. Товщі гірських порід і грунту є величезними колонами з адсорбентами, по яких переміщаються водні і газові розчини. Легенева тканина подібна адсорбенти - носію, на якому утримується гемоглобін крові, що забезпечує перенесення кисню в організм. Багато функцій біологічних мембран живої клітини пов'язані з властивостями їх поверхні, так, наприклад, загальна площа біологічних мембран в організмі людини досягає десятків тисяч квадратних метрів.
Людина знайшов застосування адсорбції в побуті, в військовій справі, в промисловості.
Зараз на багатьох кухнях над газовими плитами ставлять різноманітні пристрої для очищення повітря від чада і диму. У таких пристроях, крім іншого, є патрон з будь-яким адсорбентом, через який проганяють забруднене повітря. А коли вся поверхня буде зайнята сторонніми, «вбере» з повітря частками, патрон замінюють свіжим.
Найпростіше речовина - вугілля, завдяки своїм адсорбційним властивостям врятувало життя російських солдатів в період першої світової війни, коли німецькі воєначальники застосували хімічну зброю - пари отруйного хлору.