МБОУ СОШ №9 п.Софийск

МУНИЦИПАЛЬНОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ СРЕДНЯЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ШКОЛА № 9

СЕЛЬСКОГО ПОСЕЛЕНИЯ « ПОСЕЛОК СОФИЙСК»

ВЕРХНЕБУРЕИНСКОГО МУНИЦИПАЛЬНОГО РАЙОНА ХАБАРОВСКОГО КРАЯ

Кафедра: естественно- научная

Секция «химии»

Тема: «Химический хамелеон»

Исследовательская работа по химии

Выполнила:

Кочева Софья

 8 класс

МБОУ СОШ №9

Научный руководитель: Кузьмина Анастасия Ивановна

учитель биологии и географии, химии

МБОУ СОШ №9

п.Софийск, 2017

СОДЕРЖАНИЕ

Введение                                                                                                      стр.3

1. Общие сведения о цвете                                                                         стр.4                                                             

2. Вещества хамелеоны                                                                              стр.4

2.1. Опыт №1                                                                                               стр.5

2.2 Опыт №2                                                                                                стр.5

Заключение                                                                                                 стр.6

Список рекомендованной литературы.                                                    стр.7

Введение.

 На первый взгляд, может показаться трудным дать объяснение природы цвета. Почему вещества имеют разные цвета? Каким образом цвет вообще возникает?

 Почему смешивая вещества одного цвета можно получить вещества другого цвета?

От чего же  зависит цвет различных веществ?

 Прежде всего, цвет зависит не только от того, как окрашено вещество, но и от того, как оно освещено. Ведь в темноте всё кажется чёрным. Цвет также определяют химические структуры, преобладающие в веществе: например, цвет листьев растений бывает не только зелёным, но и синим, фиолетовым и др.  Кровь голотурий голубого цвета и т.д.

В данной работе мы постараемся дать полные, развёрнутые ответы на поставленные вопросы..  Для этого следует провести ряд исследований.

 Целью данной работы и будет дать объяснение возникновения цвета у различных соединений, а также исследовать свойства веществ-хамелеонов.

В соответствии с целью поставлены задачи :

 1. Содействовать формированию научной картины мира, первоначального представления о  химических хамелеонах.
  2. Развивать творческую исследовательскую активность детей.
  3. Воспитывать интерес к познавательно-исследовательской деятельности, целеустремленность, настойчивость, самостоятельность.
    Использованы соответствующие методы исследования:

1. Подбор и анализ литературы.
2. Изучение информации в интернет-ресурсах
3. Практические опыты.

Материалы:\

• пробирка
• палочка для размешивания;
• насыщенный раствор перманганата калия;
• раствор гидроксида калия
• раствор сульфита натрия
• хромат калия;
• серная кислота;
• пероксида водорода.

Объект исследования: химические вещества, изменяющие свою окраску.

Предмет исследования: вещества хамелеоны.

Гипотеза: Почему вещества могут изменять свою окраску?

1. Общие сведение о цвете.

Химия –удивительная наука. Она нужна абсолютно всем. С одной стороны, она очень конкретна и имеет дело с бесчисленными полезными и вредными веществами вокруг нас.. С другой стороны это наука абстрактна: она изучает мельчайшие частицы, которые не увидишь в самый сильный микроскоп, рассматривает грозные формулы и сложные законы. В данной работе мы рассмотрим изменение цвета некоторых веществ.

  Вообще, цвет является результатом взаимодействия света с молекулами вещества. Этот результат объясняется несколькими процессами:
  * взаимодействием магнитных колебаний светового луча с молекулами вещества;    

  * избирательным поглощением тех или иных световых волн молекулами с разными       структурами;

  * воздействием лучей, отражённых или прошедших через вещество, на сетчатку глаза или на оптический прибор.

Основой для объяснения цвета является состояние электронов в молекуле: их подвижность, способность переходить с одного энергетического уровня на другой, перемещаться от одного атома к другому.

 Цвет связан  с подвижностью электронов в  молекуле вещества и с возможностью перехода электронов на ещё свободные уровни при поглощении энергии кванта света (элементарная частица светового излучения).

 Цвет возникает в результате взаимодействия квантов света с электронами в молекулах вещества. Однако, из-за того, что состояние электронов в атомах металлов и неметаллов, органических и неорганических соединениях различно, механизм появления цвета у веществ также отличается [2].

2. Вещества-хамелеоны. 

 Понятие «хамелеон» известно, прежде всего, как биологический, зоологический термин, обозначающий  пресмыкающееся, обладающее способностью менять окраску своего кожного покрова при раздражении, перемене цвета окружающей среды и т. п.

 Однако «хамелеонов» можно встретить и в химии. Так в чём же связь?
Вещества-хамелеоны - это вещества, меняющие свою окраску в химических реакциях и свидетельствующие об изменениях в исследуемой среде. Выделяем общее – изменение цвета (окраски). Именно это и связывает данные понятия. Вещества-хамелеоны известны с давних времён. В старинных руководствах по химическому анализу рекомендуется использовать «раствор хамелеона» для определения в образцах неизвестного состава содержания сульфита натрия Na₂SO₃, пероксида водорода Н₂O₂ или щавелевой кислоты Н₂С₂O₄. «Раствор хамелеона» — это раствор перманганата калия КМnO₄, который при химических реакциях, в зависимости от среды, меняет свою окраску по-разному. Благодаря своим окислительным свойствам, т.е. способности отдавать электроны или забирать их у атомов других элементов,  и наглядному изменению окраски в химических реакциях перманганат калия нашел широкое применение в химическом анализе. 

 Значит, в данном случае «раствор хамелеона» (перманганата калия) используется в качестве индикатора, т.е. вещества, показывающего наличие химической реакции или изменения, произошедшие в исследуемой среде.[1]

2.1. Опыт №1 

В  пробирку наливают 3 миллилитра перманганата калия KMnO4 и 1 миллилитр гидроксида калия KOH. К полученному раствору, осторожно помешивая, приливают 10-15 капель сульфита натрия Na2SO3. Сигналом к окончанию приливания сульфита натрия является  зеленая окраска раствора.
Если полученный раствор продолжать мешать дальше, то его цвет изменяется с зеленого на синий. При дальнейшем размешивании цвет становится фиолетовым. [3]

2KMnO4 + 2KOH + Na2SO3 = 2K2MnO4 + Na2SO4 + H2O 

2.2. Опыт №2

 В стакан налить раствор хромата калия, подкислив несколькими каплями серной кислоты. Помешивая раствор стеклянной палочкой, прилить раствор пероксида водорода: появляется синяя окраска, которая вскоре становится зеленой.[3]

Заключение

    В ходе своей исследовательской работы я выявила, что марганец Mn, как и хром Cr – это переходные металлы – большая группа химических элементов, обладающих целым набором интересных свойств. Одна из особенностей переходных металлов – яркая и разнообразная окраска соединений и их растворов. и именно поэтому смешивая вещества одного цвета можно получить вещества другого цвета. И самые быстрые и эффективные реакции можно увидеть при работе с марганцем, во всех остальных опытах реакции протекают медленнее и не так зрелищно.

Список   использованных  источников 

1. Артеменко  А. И. «Органическая химия и человек» (теоретические основы, углублённый курс). Москва, «Просвещение», 2000.

2. Фадеев Г. Н. «Химия и цвет» (книга для внеклассного чтения). Москва, «Просвещение», 1977.

3. П. Хомченко, Ф.П. Платонов, И.Н. Чертков Демонстрационный эксперимент по химии. Пособие для учителей. М.: Просвещение, 1978.