Муниципальное общеобразовательное учреждение гимназия №7 города Балтийска Проектно-информационная работа на тему: «Соляная кислота как представитель кислот и ее биологическая роль» Автор: Загниборода Наталия учащийся 8А класса Руководитель: Крупнова Ольга Ивановна учитель химии 2012 год 2 Содержание. Введение………………………………………………………………………..3 1.1. 1.2. 1.3. Соляная кислота как представитель класса веществ – кислоты…….6 Строение молекулы и физические свойства хлороводородной кислоты…………………………………………….7 Основные химические свойства соляной кислоты. Практические опыты……………………………………………………8 1.3.1.«Царская водка»…………………………………………………………13 1.4. 1.5. Применение соляной кислоты в жизни человека…………………….14 Биологическая роль соляной кислоты………………………………...15 Заключение…………………………………………………………………….16 Список литературы……………………………………………………………17 3 Введение. В курсе химии 8-го класса мы изучали такой класс соединений как кислоты. Это интересная и важная тема, так как вокруг нас много кислот. Они и в организме человека, и в пище, и в растениях, и в лекарствах, даже у насекомых и животных. Кислоты разные нужны, Кислоты всякие важны! Они и в пище и в траве, В белке, и в дождевой воде. И чтобы грамотными быть, Кислоты нужно изучить! Кислотами называют сложные вещества, молекулы которых состоят из атомов водорода и кислотного остатка. Кислота, когда здорова, Угостить друзей готова Тем, что ей дала природа, Катионом водорода. Кислоты – это электролиты, которые при диссоциации образуют катионы водорода и анионы кислотного остатка: HCL = H+ + CL – H2SO4 = 2H+ + SO42- 4 Кислоты классифицируются следующим образом: Признак классификации Группы кислот а)кислород- содержащие Наличие кислорода в кислотном остатке б)бескислородные а)одноосновные Основность Примеры H3PO4,HNO3 H2S,HCL,HBr HCL,HNO3 б)двухосновные H2S,H2SO4 Растворимость в воде в)трехосновные а)растворимые H3PO4 H2SO4,H2S,HNO3 Летучесть б)нерастворимые а)летучие H2SiO3 H2S,HCl,HNO3 б)нелетучие а)сильные H2SO4,H2SiO3,H3PO4 H2SO4,HCL,HNO3 б)слабые а)стабильные H2S,H2SO3,H2CO3 H2SO4,H3PO4,HCL Степень электролитической диссоциации Стабильность б) нестабильные Общие физические свойства кислот: H2SO3,H2CO3,H2SiO3 Большинство кислот – жидкие вещества. Разъедают (разрушают): кожу, ткани, бумагу, древесину. Техника безопасности При попадании кислоты на кожу необходимо это место промыть большим количеством воды и обработать раствором соды. При разбавлении серной кислоты приливают кислоту к воде, а не наоборот. Нельзя приливать воду к кислоте, потому что происходит сильное разогревание раствора и его разбрызгивание. Это очень опасно! 5 Общие химические свойства кислот: 1. Взаимодействуют с индикаторами Название Окраска индикатора индикатора в нейтральной среде Лакмус Фиолетовая Метиловый Оранжевая оранжевый Финолфталеин Бесцветная Окраска Окраска индикатора в индикатора в щелочной среде кислотной среде Синяя Красная Желтая Красно-розовая Малиновая Бесцветная 2. Взаимодействует с металлами 3. Взаимодействуют с основными оксидами 4.Взаимодействуют с основаниями 5. Взаимодействуют с солями Соляная кислота является представителем этого класса соединений и мне хотелось бы поближе познакомиться с этим веществом. Цель: Расширить знания о соляной кислоте как представительнице класса соединений кислот, выявить особенные свойства этой кислоты. Задачи: 1. Рассмотреть строение и физические свойства соляной кислоты в свете общих физических свойств кислот. 2. Экспериментально изучить химические свойства соляной кислоты, проделав химические опыты. 3. Определить область применения соляной кислоты в жизни человека. 4. Выявить биологическую роль соляной кислоты. Методы и приемы: анализ научной литературы, электронных ресурсов по теме работы, сравнительный анализ, синтез, классификация и обобщение отобранного материала, практические опыты. 6 1.1. Соляная кислота как представитель класса веществ – кислоты. Соляная кислота - это сложное вещество, которое состоит из одного атома водорода и кислотного остатка – хлорид – иона (CL-). Бескислородная, в составе кислотного остатка нет атома кислорода; одноосновная, наличие одного атома водорода; растворимая в воде, при растворении в воде практически полностью диссоциирует на ионы, степень диссоциации соляной кислоты 0, 993, т.е. значение стремится к единице. Это говорит о том, что кислота сильная, стабильная, летучая. В одном объеме воды при обычных условиях может раствориться около 500 объемов хлороводорода. На открытом воздухе хлороводород притягивает находящиеся в воздухе пары воды, образуя туманное облако, состоящее из мельчайших капелек, поэтому говорят, что хлороводород на воздухе «дымит». Раствор хлороводорода в воде называется соляной кислотой, дымящуюся на воздухе жидкость несколько тяжелее воды. 7 1.2 Строение молекулы и физические свойства хлороводородной кислоты. Соляная кислота – это прозрачная бесцветная или желтоватая летучая жидкость своеобразного запаха без взвешенных частиц, кислого вкуса. Смешивается с водой и спиртом во всех отношениях, образуя растворы кислой реакции. Строение молекулы соляной кислоты. Молекула образована из атомов водорода и хлора. Химическая связь в молекуле хлороводорода ковалентная полярная. 8 1.3.Основные химические свойства соляной кислоты. Практические опыты. Соляная кислота проявляет химические свойства характерные для всех кислот. Я проделала опыты, доказывающие это. Опыт №1. Докажем, наличие кислой среды в растворе соляной кислоты. Оборудование и реактивы: пробирки, колба с раствором соляной кислоты, универсальная индикаторная бумага, индикатор раствор лакмуса. Опустила индикаторную бумагу в раствор прозрачного цвета. Наблюдала появление красного окрашивания, что говорит о наличии в растворе кислоты. Проведем аналогичный опыт с индикатором раствором лакмуса. В пробирку с раствором соляной кислоты капнула лакмуса, раствор окрасился в красный цвет, значит в пробирке кислота. 9 Опыт №2. Соляная кислота реагируют с металлами, стоящими в электрохимическом ряду напряжений металлов до водорода, с выделением газообразного водорода. Оборудование и реактивы: пробирки, металлический цинк, раствор соляной кислоты. В пробирку с раствором соляной кислоты бросила гранулу цинка. Наблюдала. Постепенное появление пузырьков газа. С течением времени скорость выделения газа возросла. Цинк стоит в электрохимическом ряду напряжений металлов до водорода, следовательно, этот металл взаимодействует с раствором соляной кислоты, а выделяемые пузырьки газа – это водород. В ходе реакции замещения цинк вытесняет водород из кислоты. 2HCl + Zn = ZnCl2 + H2 2H+ + Zn = Zn2+ + H2 Не все металлы реагируют с соляной кислотой. Идет реакция, или нет зависит от активности металла. Чем активней металл, тем быстрее идет взаимодействие. Тогда металлы, находящиеся перед Н2 реагируют с кислотами, после Н2 — не реагируют. Медь не будет взаимодействовать с раствором соляной кислоты. Опыт №3. Соляная кислота взаимодействует с щелочами (реакция нейтрализации). Оборудование и реактивы: пробирки, растворы соляной кислоты и гидроксида натрия (щелочь), индикатор раствор фенолфталеина. 10 В раствор щелочи добавила фенолфталеин, наблюдала появление малинового окрашивания, это качественная реакция на щелочи. Затем в ту же пробирку добавила раствор соляной кислоты, наблюдала обесцвечивание раствора. Исчезновение окраски говорит о том, что в результате химической реакции обмена щелочь исчезла, вполучившимся растворе нет больше щелочи, появились новые вещества – соль и вода. HCl + NaOH = NaCl + H2O H+ + OH- = H2O Опыт №4. Соляная кислота взаимодействует с солями. Оборудование и реактивы: пробирки, растворы соляной кислоты, нитрата серебра, карбонат кальция – мел. В пробирку с раствором соляной кислоты добавила раствор нитрата серебра, наблюдала появление белого осадка. В результате химической реакции обмена образовалась нерастворимая соль хлорид серебра, которая выпала в осадок белого цвета. 11 HCl + AgNO3 = HNO3 + AgCl Ag+ + Cl- = AgCl В пробирку с раствором кислоты поместила кусочек мела, наблюдала бурное выделение газа. В результате химической реакции обмена образовалась угольная кислота, которая распадается на воду и углекислый газ, который выделялся, вспенивая мел. 2HCl + CaCO3 = CaCl2 +CO2 + H2O 2H+ + CaCO3 = Ca2+ + CO2+ H2O Опыт №5. Соляная кислота взаимодействует с оксидами металлов. Оборудование и реактивы: пробирки, держатель для пробирок, раствор соляной кислоты, оксид меди (II), спиртовка. В раствор соляной кислоты добавила оксид меди (II). Реакция идет медленно. Нагрела на спиртовке для увеличения скорости реакции. Наблюдала растворение твердого оксида и появление раствора голубоватозеленоватого цвета. В результате химической реакции обмена образовалась соль и вода. 12 CuO + 2HCl = CuCl2 + H2O CuO + 2H+ = Cu2+ + H2O 13 1.3.1. «Царская водка». Интересный факт. Одно из самых важных свойств золота- его исключительно высокая химическая стойкость. На него не действуют ни кислоты, ни щёлочи. Лишь грозная «царская водка» способна растворить золото. Это не алкогольный напиток, а весьма сильный растворитель. Он состоит из смеси концентрированной азотной HNO3(1объем) и соляной HCl(3объема). 1270 году итальянский алхимик кардинал Джованни Фаданци, подбирая жидкие смеси для получения универсального растворителя, слил вместе концентрированные соляную и азотную кислоты и попробовал действие этой смеси на порошок золота. Золото на его глазах исчезло... "Неужели универсальный растворитель получен?" - подумал он. Смесь была названа "царской водкой" за ее способность растворять "царя металлов" золото. В 1943 году, спасаясь от гитлеровских оккупантов, он вынужден был покинуть Копенгаген. Но у него хранились две золотые Нобелевские медали его коллег – немецких физиков-антифашистов Джеймса Франка и Макса фон Лауэ (медаль самого Бора была вывезена из Дании раньше). Не рискуя взять медали с собой, учёный растворил их в «царской водке» и поставил ничем не примечательную бутылку подальше на полку, где пылилось много таких же бутылок и пузырьков с различными жидкостями. Вернувшись после войны в свою лабораторию, Бор прежде всего нашёл драгоценную бутылку. По его просьбе сотрудники выделили из раствора золото и заново изготовили две медали. 14 1.4. Применение соляной кислоты в жизни человека. Соляная кислота находит широкое применение в нашей жизни. Соляная кислота — важнейший продукт химической промышленности. Её применяют в гидрометаллургии и гальванопластике, для очистки поверхности металлов при паянии и лужении, для получения хлоридов цинка, марганца, железа и др. металлов. Она используется для очистки керамических и металлических изделий от загрязнений и дезинфекции. Соляную кислоту применяют в медицинских целях. Разведенную соляную кислоту назначают внутрь главным образом при заболеваниях, связанных с недостаточной кислотностью желудочного сока. Соляную кислоту используют для получения искусственного желудочного сока. Ее применяют для дезинфекции питьевой воды, кожсырья неблагополучного по сибирской язве. Соляная кислота также широко применяется в нефтяной промышленности, используется в составах травильных растворов для удаления ржавчины и отложений в трубопроводах и скважинах, а также как отвердитель фенолформальдегидных смол. Соляная кислота — важный реактив в лабораторной практике. Газообразный HCl токсичен. Длительная работа в атмосфере HCl вызывает катары дыхательных путей, разрушение зубов, изъязвление слизистой оболочки носа, желудочнокишечные расстройства. 15 1.5.Биологическая роль соляной кислоты. Известный факт, что соляная кислота содержится в желудочном соке (около 0,3 %) и играет важную роль, так как способствует перевариванию пищи и убивает различные болезнетворные бактерии (холеры, тифа и др.). Если последние попадают в желудок вместе с большим количеством воды, то вследствие разбавления раствора НСl они выживают и вызывают заболевание организма. Поэтому во время эпидемий особенно опасна сырая вода. При повышении концентрации НСl в желудке ощущается «изжога», которую устраняют, принимая внутрь небольшое количество NаНСО3 или МgО. Наоборот, при недостаточной кислотности желудочного сока соляная кислота прописывается для приема внутрь (по 5-15 капель 8,3 %-ной НСl на 1/2 стакана воды до или во время еды). Соляная кислота играет важную роль в пищеварении.Находясь в свободном и связанном состоянии, она выполняет большую роль в пищеварении: изменяет пепсиноген в активный пепсин, обеспечивает кислую среду для его действия; в желудке способствует перевариванию белков, создает условия для эвакуации содержимого в кишечник; усиливает секрецию поджелудочной железы и желчи; декальцинирует и этим разрыхляет кости; способствует створаживанию молока в желудке; активирует моторику желудка; действует антимикробно, предотвращает развитие гнилостных и бродильных процессов и препятствует проникновению патогенных бактерий в кишечник, оказывает сильное бактерицидное действие, причем с повышением температуры растворителя дезинфицирующая сила возрастает; убивает споровые и вегетативные формы микробов. 2 % соляная кислота в присутствии 10 % хлорида натрия убивает споры сибирской язвы в кожевенном сырье при температуре 40°С в течение девяти часов. Общее количество кислот, вырабатываемое ежедневно нашим организмом, велико и соответствует по кислотности двум-трём литрам концентрированной соляной кислоты. От количества кислот в организме зависит состояние здоровья, работоспособность и даже настроение. 16 Заключение. В результате проделанной работы я сделала следующие выводы: 1. Кислоты - это сложные вещества, состоящие из атомов водорода и кислотного остатка. 2. Соляная кислота является ярким представителем этого класса химических соединений. 3. Кислоты очень полезны для человека и используются им в быту и в производстве. 4. При обращении с кислотами следует соблюдать необходимые правила техники безопасности. Особенности обращения. Соляная кислота – едкое вещество, при попадания на кожу вызывает сильные ожоги. Особенно опасно попадание в глаза. При открывании сосудов с соляной кислотой в обычных условиях образуется туман и пары хлороводорода, которые раздражают слизистые оболочки и дыхательные пути. 17 Список литературы. 1. Каролькова Р.В. Химическая промышленность, СПб.:Питер, 2005 2. Епифанцева В.В. Химическая промышленность Беларуси, Мн.: Вышэйшая школа, 2005 3. О.С. Габриелян. Химия 8 класс, издательство «Дрофа», М. 2006 4. О.С. Габриелян. Химический эксперимент в школе, издательство «Дрофа», М. 2005 5. Ю.В. Ходаков. Общая и неорганическая химия, издательство «Просвещение», М. 1965 Электронные ресурсы: a. http://astral-magiya.blogspot.com/2009_08_01_archive.html b. http://www.himsnab-spb.ru/article/all/aluminum/ c. http://dragkamni.org/?Sinteticheskie_korundy d. http://ru.wikipedia.org/wiki/ e. http://ru.wikipedia.org/wiki/