"Глицериновый гербарий"

Содержание

I.Введение………………………………………………………………….ст. 2

II.Теоретическая часть

1. История открытия…………………………………………………...ст. 3
2. Физические свойства и состав глицерина…………………………ст. 3
3. Виды глицерина……………………………………………………..ст. 4
4. Химические свойства……………………………………………….ст. 4
5. Применение………………………………………………………….ст. 6
6. Получение……………………………………………………………ст.

III. Биологическое значение………………………………………………..ст.

IV. Практическая часть……………………………………………………..ст.

V.Заключение………………………………………………………………ст.

VI, Литература………………………………………………………………..ст.

Введение

       Многие из нас летом делали гербарий из засушенных листьев. Но, эти листочки быстро ломаются, с ними необходимо обращаться очень осторожно. Однажды в интернете я увидела статью, в которой рассказывалось, что можно засушивать листья, цветы  в глицерине. В результате такого высушивания листочки остаются мягкими и не ломаются. Меня заинтересовала эта информация, и я решила сама попробовать провести этот эксперимент. А кроме этого мне захотелось больше узнать информации о таком веществе, как глицерин. Поэтому тема моей работы: «Глицериновый гербарий».

Цель работы: 

Изучить свойства глицерина и области его применения.

2.1.История открытия

      Глицерин впервые был получен в 1779 году шведским химиком-фармацевтом Карлом Шееле (1742-1786)  во время процесса омыления жиров. Ученый обнаружил, что во время нагревания оксида свинца с оливковым маслом выделяется сладкий раствор.

А при продолжительном выпаривании данного раствора ему удалось получить

тяжелую жидкость сиропообразной

консистенции.

       Это вещество получило название от греческого слова «glykeros» – сладкий. Впоследствии К.Шееле доказал, что все жиры и масла в своем составе имеют сладкую основу. Долгое время технический глицерин получали по методу Шееле: жировые вещества обрабатывали раствором гидроксида свинца; образовавшиеся свинцовые соли жирных кислот осаждали сероводородом, а раствор глицерина упаривали до получения товарного продукта.

В 1811 г. Мишель Эжен Шеврель, французский химик-органик, изучая состав сладкой вязкой жидкости, впервые назвал ее глицерином.        

Позже были установлены химические формулы глицерина и эфирных соединений жирных кислот и глицерина в растительных маслах и животных жирах. Тогда же, в 1811 году, глицерин впервые был получен промышленным способом. Ученый Мишель Эжен Шеврель получил вязкую жидкость путем омыления нейтральных жиров гидроксидами, в результате чего извлек глицерин из подмыльных щелоков. С этого времени данный способ получения глицерина стал использоваться повсеместно, применяется он и на сегодняшний день во многих странах мира.

      В 1853 году ученым А. Тилгманом был разработан второй способ промышленного производства глицерина. Он заключался в следующем. Жиры, нагретые с добавлением жидкости (воды), при усиленном перемешивании и давлении расщепляются на жирные кислоты и глицерин. Данный процесс проводится в течение 10-12 часов при температуре 175-200 градусов по Цельсию. При последующем охлаждении жирные кислоты всплывают, а внизу остается глицериновая вода. Данный способ производства глицерина активно используется в России.

2.2. Физические свойства и состав глицерина

       Глицерин  относится к многоатомным спиртам. По количеству гидроксильных групп (-ОН), глицерин является трехатомным спиртом и имеет название по номенклатуре – пропантриол 1,2,3. Общий состав глицерина:

СН2(ОН)-СН(ОН)-СН2(ОН)      

 Физические свойства:

      Глицерин представляет собой вязкую жидкость, не имеющую запаха и цвета, сладкую на вкус. Название «глицерин» было получено   благодаря своему сладковатому вкусу и происходит от латинского «glycos» — сладкий. Глицерин не ядовит. Он неограниченно растворяется в воде. Является очень гигроскопичным. Если оставить вещество в открытом сосуде, его масса увеличивается до 40% за счет поглощения влаги из воздуха. Глицерин может быть и в виде кристаллов, которые плавятся при небольшой температуре (17°С). Температура кипения глицерина составляет примерно 290°С.

 Физические свойства глицерина заключаются в следующих характеристиках:

• вязкость;
• гигроскопичность;
• растворимость;
• низкая температура замерзания;
• прозрачность;
• нетоксичность;
• устойчивость к порче;
• отсутствие запаха.

2.3. Виды глицерина

Существуют 3 основных сорта  глицерина:

1.        Сырой:  44-88 % чистого глицерина

2.        Технический:  98% глицерин

3.        Фармацевтический: 99.5-99.7 % чистого глицерина

Другие важные обозначения: кошерный (вегетарианский – из растительных продуктов) и пищевой.

2.4. Химические свойства:

 Свойства многоатомных спиртов сходны со свойствами одноатомных спиртов. В реакцию может вступать одна или несколько гидроксильных групп.

1.Глицерин реагирует со щелочными металлами с выделением газа водорода:

2 СН2(ОН)-СН(ОН)-СН2(ОН) + 6Nа 🡪 2 CH2(ONa)-CH(ONa)-CH2(ONa) + 3H2

2.Глицерин вступает в реакцию с галогеноводородами:

CH2(OH)-CH(OH) –CH2(OH) + HCl → CH2(OH)-CH(OH)-CH2CI + H2O 

3.Вступает в реакцию с азотной кислотой.

В 1846 году итальянский химик Асканьо Собреро  нагрел глицерин со смесью серной и азотной кислот. Полученный продукт при выделении взорвался с огромной силой. Так был открыт сложный эфир глицерина и азотной кислоты – тринитрат глицерина (тринитроглицерин).

СН2(ОН)- СН(ОН)-СН2(ОН) + 3HNO3  🡪 

CH2(O-NO2) –CH(O-NO2) –CH2(O-NO2) + 3H2O

Естественно, это вещество пробовали применять в военных целях. Однако такая взрывчатка часто взрывалась раньше, чем это требовалось: при транспортировке, от сотрясения и удара. Решение проблемы предложил знаменитый шведский инженер-химик, изобретатель и промышленник Альфред Нобель. Немногие знают, что значительную часть жизни Нобель прожил в России. Именно здесь он работал директором завода по производству нитроглицерина. Частые несчастные случаи на заводе побудили Нобеля к поиску методов безопасного обращения с этим веществом. В 1866году после многочисленных экспериментов ученый обнаружил, что пропитанная нитроглицерином инфузорная земля (кизельгур) безопасна при хранении и транспортировке, но сохраняет свои свойства. Так был изобретен динамит. Человечество с благодарностью вспоминает о Нобеле не только как основателе знаменитой премии, но и изобретателе динамита. Разрушительную силу динамита используют при прокладке туннелей, поиске и добыче полезных ископаемых, в строительстве.

4.Качественной реакцией на глицерин является образование синего раствора при взаимодействии с гидроксидом меди (II)  Cu(OH)2. Реакция глицерина с гидроксидом меди является качественной и служит для определения не только глицерина, но и других многоатомных спиртов. Для того чтобы провести ее, изначально необходимо приготовить свежий раствор гидроксида меди(ІІ). Для этого к сульфату меди добавляется гидроксид натрия и получается гидроксид меди (ІІ), который образует осадок голубого цвета. В эту пробирку с осадком добавляется несколько капель глицерина. В результате  осадок исчезнет, а раствор приобретет сине-фиолетовую  окраску.

5.Также глицерин взаимодействует с перманганатом калия. Это качественная реакция на глицерин, которую еще называют вулканом Шееле. Для ее проведения необходимо к порошку перманганата калия, который насыпан в виде горки с углублением в фарфоровой чаше, добавить 1-2 капли безводного глицерина. Через минуту смесь самопроизвольно воспламеняется фиолетовым пламенем. В процессе реакции выделяется большое количество тепла, а также разлетаются горячие частички продуктов реакции и водяного пара.

2.5. Применение

      Области применения глицерина разнообразны: пищевая промышленность, табачное производство, медицинская промышленность, производство моющих и косметических средств, сельское хозяйство, текстильная, бумажная и кожевенная отрасли промышленности, производство пластмасс, лакокрасочная промышленность, электротехника и радиотехника.

• Глицерин используется как пищевая добавка: Е-422 в производстве кондитерских изделий для улучшения консистенции, для предотвращения проседания шоколада, увеличения объема хлеба. Его добавление уменьшает время зачерствения хлебных изделий, делает макароны менее клейкими, уменьшает налипание крахмала при выпечке.
• Применяется при изготовлении экстрактов кофе, чая, имбиря и других растительных веществ, которые мелко измельчают и обрабатывают водным раствором глицерина, нагревают и испаряют воду. Получается экстракт, в котором его содержится около 30%.
• Глицерин широко используется при производстве безалкогольных напитков. Экстракт, приготовленный на его основе, в разбавленном состоянии придает напиткам  «мягкость».
• В табачной промышленности глицерин используется как добавка к табаку. При этом он помогает регулировать влажность табака, что возможно благодаря гигроскопичности глицерина. Глицерин устраняет неприятный вкус, который может присутствовать при курении табака, а также делает его мягче.
• Так же как и в обычном табаке, глицерин используется и в электронных сигаретах. Его добавляют в электронные сигареты для достижения нескольких целей. Во-первых, глицерин, как и в табаке, регулирует содержание воды в картридже электронной сигареты. Во-вторых, он делает курение таких сигарет мягче, помогает устранить неприятный привкус и жесткость, которая, что называется, дерет горло. В-третьих, картриджи, в которых присутствует глицерин, не засыхают при хранении, так как данная жидкость не испаряется при комнатной температуре. Это дает возможность приобретения сразу нескольких.
• В медицине и в производстве фармацевтических препаратов его используют для растворения лекарств, повышения вязкости жидких препаратов, предохранения от изменений при ферментации жидкостей, от высыхания мазей, паст и кремов. Используя его вместо воды можно приготовить высококонцентрированные медицинские растворы. Так же он хорошо растворяет йод, бром, фенол, тимол, хлорид ртути и алкалоиды, обладает антисептическими свойствами. Однако в чистом виде или в концентрированных растворах раздражает слизистые оболочки и стимулирует перистальтику кишечника. Поэтому применяется для активации дефекации и используется для предотвращения запоров. Глицерин применяется с водным раствором в подогретом виде при устранении ушных пробок. При внутреннем применении он уменьшает отек мозга и снижает внутричерепное давление, а также снижает объем стекловидного тела глаза и понижает внутричерепное давление. При приеме внутрь из него может образовываться глюкоза, гликоген и липиды.
• Глицерин усиливает моющую способность большинства сортов туалетного мыла, в которых он используется, придает коже белизну и смягчает её.
• В сельском хозяйстве он применяется для обработки семян, что способствует их хорошему прорастанию, деревьев и кустарников, что защищает кору от непогоды.
• В текстильной промышленности применяется в ткачестве, прядении, крашении, что придает тканям мягкость и эластичность. Его используют для получения анилиновых красок, растворителей для красок, при производстве синтетического шелка и шерсти.
• В бумажной промышленности его применяют в производстве папиросной бумаги, пергамента, кальки, бумажных салфеток и жаронепроницаемой бумаги.
• В кожевенной промышленности используют глицериновые растворы в процессе жировки кож, добавляя его к водным растворам хлорида бария. Он входит в состав восковых эмульсий для дубления кожи.
• Широко применяется глицерин в производстве прозрачных упаковочных материалов. Благодаря своей пластичности, свойству удерживать влагу и стойко переносить холод, он используется в качестве пластификатора при производстве целлофана.
• Он также является составной частью при получении пластмасс и смол. Полиглицерины используют для покрытия бумажных мешков, в которых хранится масло. Бумажный упаковочный материал становится огнестойким, если его под давлением пропитать водным раствором глицерина, буры, фосфата аммония, желатина.
• В лакокрасочной промышленности 1,2,3-пропантриол является составляющим компонентом полировочных составов, особенно лаков, применяемых для окончательной отделки.
• В радиотехнике его широко используют при производстве электролитических конденсаторов, алкидных смол, которые применяются как изоляционный материал, при обработке алюминия и его сплавов.
• Глицерин находит свое применение и в производстве пластмасс. Производство пластических масс и смол не обходится без использования глицерина. А именно в этой отрасли промышленности используются эфиры глицерина, которые повышают потребительские качества продукции. Без них не обходится ни один вид прозрачных упаковочных материалов. Благодаря этой составляющей, к примеру, обычный целлофан в любых – на жаре и в холоде – условиях сохраняет свою гибкость, прозрачность и прочность.
• Глицерин используется также в качестве сырьевого материала для синтеза полиспиртов. А они применяются при изготовлении вспененных пластмасс, пленок из полиэтилена и полипропилена.
• Глицерин в косметологии: при сочетании с этиловым спиртом, водой, вазелином, ланолином (10-30%) глицерин обладает смягчающим ткани свойством и, как правило, применяется как смягчающее средство для слизистых оболочек и кожи. В сочетании со спиртом и нашатырным спиртом является смягчающим средством для кожи рук.
• Глицерин – это и отличное питательное и увлажняющее средство для волос.

Глицерин:

•        увлажняет сухие и вьющиеся волосы;

•        дополнительно питает поврежденные волосы с секущимися кончиками;

•        устраняет перхоть и раздражение кожи головы;

•        сохраняет цвет окрашенных волос;

•        восстанавливает жировой баланс;

•        осветляет волосы;

•        создает микропленку на поверхности волос и кожи головы, удерживая влагу;

•        устраняет зуд кожи головы;

•        придает блеск волосам;

•        делает волосы упругими и эластичными.

Из глицерина делают домашнюю гигиеническую косметику. Его добавляют и в покупную косметику: в шампуни, бальзамы, кремы и маски. В одну бутылочку или баночку вливают 1 чайную ложку глицерина.

В косметологии широко используют способность глицерина к удержанию влаги.

Отлично поможет глицерин избавиться от трещин на пятках. При проблемной коже жидким глицерином заменяют очищающий лосьон. Он повышает регенеративную способность клеток и способствует избавлению от воспалений.

Кроме обозначенных сфер использования, глицерин применяется и в следующих областях:

• изготовление канцелярских замазок, гектографических масс, чернил для копирования и печати, штемпельных красок;
• производство смол для различных областей применения;
• создание нетоксичных антифризов и смазок для автомобильной, машиностроительной и других областей промышленности;
• изготовление кремов для обуви;
• производство клея;
• Глицерин добавляют в сырье для приготовления конфет и других сладостей, а также выпечки, в том числе сдобу.

.

.Глицерин в быту.

Незаменим глицерин и дома, эти простые советы помогут вам содержать дом и вещи в полном порядке:

1.        Ваш ламинат будет блестеть, если вы вымоете пол водой, с добавлением аптечного средства.

2.        Пятна от ягод легко отстирать, если предварительно потереть их глицерином, оставить на один час. Стирайте вещь в соленой воде.

3.        Зеркало и мебель можно вымыть водой с глицерином и пыль не будет на них оседать.

4.        Пятна от чая и кофе легко отстираются, если предварительно их обработать солью с глицерином.

5.        Потертости и заломы на кожаных сумках, обуви и вещах будут не так заметны, если их протереть глицерином.

6.        Желаете сохранить свежие цветы от любимого? Это легко. Возьмите воду, добавьте в нее глицерин, в прозрачную емкость налейте раствор и поставьте свежие цветы, закройте крышкой. Все, можете любоваться своим букетом.

2.6. Получение

       Основную массу глицерина получают как побочный продукт при омылении жиров.

Большинство синтетических методов получения глицерина основано на использовании пропилена в качестве исходного продукта. Хлорированием пропилена при 450—500 °С получают аллилхлорид. При присоединении к последнему хлорноватистой кислоты образуются хлоргидрины, например, CH2Cl-CHOH-CH2Cl, которые при омылении щёлочью превращаются в глицерин.

На превращениях аллилхлорида в глицерин через дихлоргидрин или аллиловый спирт основаны другие методы. Известен также метод получения глицерина окислением пропилена в акролеин; при пропускании смеси паров акролеина и изопропилового спирта через смешанный  ZnO — MgO катализатор образуется аллиловый спирт. Он при 190—270 °C в водном растворе перекиси водорода превращается в глицерин.

Глицерин можно получить также из продуктов гидролиза крахмала, древесной муки, гидрированием образовавшихся моносахаридов или гликолевым брожением сахаров.

Описанные способы промышленного получения глицерина являются наиболее распространенными, хотя существуют и другие методы:

• Перегонка глицерина с водяным паром для получения очищенного дистиллированного глицерина. Описан Вильсоном в 1856 году.
• Расцепление жиров с применением эмульгаторов (сульфокислот). Данный способ чрезвычайно длителен (до 40 часов) и позволяет получать продукт темного цвета. Открыт Твитчелем в 1898 году.
• Метод ускоренного расщепления жиров при помощи сульфонефтяных кислот. Это позволило сократить процесс расщепления до 23-26 часов, снизить расход пара и содержание примесей в готовом продукте. Предложен в 1912 году Г. С. Перовым. Данный метод достаточно быстро стал использоваться в промышленном производстве глицерина в России, Европе и Америке

Получение

глицерина в домашних условиях

     Глицерин – это натуральное масло, которое, благодаря высокой гигроскопичности (глицерин эффективно поглощает воду из воздуха), является одним из основных компонентов мыла и увлажняющих лосьонов. Также глицерин используется для консервации фруктов и научных биологических образцов. А еще глицерин используют в выпечке, в производстве конфет, чернил и т.д. Для приготовления глицерина используются как растительные жиры, так и жиры животного происхождения. Можно будет использовать животный жир.

1.Подготовьте жир. В принципе, можно использовать жир любого животного, но желательно взять говяжий жир. Снимите шкурку, вырежьте мясо, мышцы, связки и сухожилия. В общем, должен остаться только жир, его называют внутренним жиром.

2. Расплавьте жир. Нарежьте внутренний жир небольшими кусочками, переложите в кастрюлю и, периодически помешивая, расплавьте на медленном огне.

3. Приготовьте щелочной раствор. Для этого в воду нужно всыпать щелочь и аккуратно размешать. Добавление в воду щелочи сопровождается выделением тепла, поэтому соблюдайте меры предосторожности.

4. Охладите жир. Когда расплавится весь жир, снимите кастрюлю с огня, а ее содержимое хорошенько перемешайте.

5. Проверьте, готовы ли приготовленные ингредиенты к последующему смешиванию. Температура и расплавленного жира, и щелочного раствора должна быть приблизительно 35 °C.

6..Смешайте подготовленные ингредиенты. Вылейте щелочной раствор в растопленный жир, энергично перемешайте.

7. Добавьте соль. Постепенно подсыпайте соль, смесь продолжайте помешивать. Через какое-то время на поверхности смеси начнет образовываться густой сироп, а снизу будет оставаться жидкость. Больше не мешайте.

8. Снимите сироп. С помощью шумовки снимите сироп. В кастрюле у вас останется жидкость с небольшим количеством примеси. Эта жидкость и есть глицерин.

9. Очистите глицерин. После того, как глицерин охладится, пропустите его через сито.

III. Биологическое значение

  В организме человека глицерин участвует в окислительном процессе с образованием углекислого газа и молекул воды. Глицерин может равномерно распределяться в любой жидкостной среде организма. Молекулы глицерина действуют как губка, притягивая и удерживая воду. Фармацевты используют глицерин как растворитель многих лекарственных средств. С его помощью таблеткам придают нужный уровень влажности, а жидкие препараты делают более вязкими. Глицерин включают в процесс ферментации жидкостей с целью не допустить  в них изменений энзиматического характера. Применение глицерина в медицине для предотвращения заражения открытых ран обусловлено антисептическим и консервирующим его действием, в основе которого лежит гигроскопичность глицерина. Водопоглощающий эффект провоцирует дегидратацию и гибель болезнетворных бактерий. В то же время глицериновые включения могут вызывать и побочные последствия для организма в виде вздутия живота, тошноты, позывов рвоты, головные боли и головокружение. Тем людям, которые страдают диабетом или гипертензией, в которых наблюдается нарушения функции почек, глицерин употреблять для лечения нельзя. Суппозитории или свечи с содержанием глицерина широко применяют для лечения запоров разного происхождения. Их назначают детям, лицам с ограниченной подвижностью, беременным женщинам и кормящим матерям. Глицерин медицинский способствует также повышению осмотического давления, помогая переходу молекул воды из внесосудистой среды в плазму. Внутричерепное давление понижается, если ввести в организм глицерин в пересчете 1-2г на 1 кг веса  больного. Глицерин вводят преорально или минуя ЖКТ. Наблюдается достижение максимального эффекта через 1,5 часа или через 1 час. Внутриглазное давление начинает понижаться уже через 10 минут, достижение максимального эффекта наблюдается через 1,5 часа и действие продолжается около 5 часов. Глицерин в медицине используют в качестве дегидратационной терапии при лечении отека мозга различного происхождения перед или после офтальмологической операции, когда возникает необходимость снизить внутриглазное давление. Введением глицерина купируют острые приступы глаукомы.

IV. Практическая часть

Опыт №1.    Качественная реакция на глицерин.

 Цель опыта: провести качественную реакцию на глицерин.

Оборудование: пробирки, реактивы: раствор гидроксида натрия NaOH, раствор сульфата меди(II) CuSO4, глицерин C3H5(OH)3.

Что  делали:  налила в пробирку немного сульфата меди(II) CuSO4 и добавила  гидроксид натрия NaOH. Образуется осадок гидроксида меди(II) голубого цвета.В полученный раствор добавляем глицерин C3H5(OH)3. Встряхиваем пробирку до исчезновения осадка

Что получилось:

В результате мы получаем сине-фиолетовый  раствор глицерата меди(II)

Опыт № 2.    Взаимодействие  натрия с глицерином.

:               Оборудование:

Реактивы: глицерин C3H5(OH)3, натрий Na, фильтровальная бумага, пинцет

Что  делали:

Достали кусочек натрия, очистили фильтровальной бумажкой от масла. Добавили  кусочек натрия в  глицерин.

Что наблюдали:

Постепенно натрий вступил в реакцию с глицерином.

Вывод:   Натрий, как активный металл, попадая в глицерин, начинает вступать в реакцию с ним.

Опыт № 3       Заморозка глицерина.

Цель опыта: Проверить способность глицерина к замерзанию при низких температурах.

Оборудование: пластиковые стаканчики, охлаждающая камера. Реактивы: C3H5(OH)3 – глицерин, вода.

Что  делали:

1. Приготовили три пробы глицерина: 1 – безводный глицерин,  2 - раствор глицерина (соотношение 1:2), 3 – раствор глицерина (соотношение 1:3)

2. Поставили исследуемые образцы  в охладительную камеру.

Что наблюдали:

Вывод: глицерин охладился и стал более вязким, но он по-прежнему может переливаться и имеет свойства жидкости (или плазмы).

Опыт № 4.    Листья в глицерине:

Цель работы: пронаблюдать за поведением листьев, если их засушивать в растворе глицерина.

Оборудование: спиртовка, сосуд с широким горлышком.

Реактивы: глицерин C3H5(OH)3, вода H2O, листья.

Что мы делали:

-сделали раствор глицерина и воды, как 1:1 (при этом глицерин заливается в воду с температурой 60-80 ᵒС)

-подрезаем листья и ветки под максимально возможным углом

-после частичного остывания раствора до комнатной или чуть выше комнатной температуры поместить в раствор листья

-оставить листья в покое на 2-3 недели, лишь изредка, при необходимости подливать раствор глицерина и воды

-достать листья из раствора и просушить их от глицерина

Что получилось:

Засушенные в глицерине листья изменили свой цвет на более коричневый и стали эластичными.