Обнаружение вредных веществ и тяжелых металлов, содержащихся в табаке и табачном дыме . Выполнил ученик 10а класса Кудряшов Артур Руководитель: Старухина Н.Н Цель: Провести сравнительный анализ вредных веществ и тяжелых металлов, содержащихся в табачных изделиях выбранных марок с данными производителя. Везут в Россию нам табак, Всегда его имею я. Зажёг, вдохнул, и… вся твоя Таблица Менделеева! Данная цель определила следующие задачи • Изучение методик эксперимента. • Качественное определение вредных веществ содержащихся в табачных изделиях. • Количественное определение ТМ. • Определение мышьяка и ртути в сигаретах. • Выявление корреляции между содержанием ТМ и марки сигарет. • Сравнение полученных данных с данными литературных источников. • Основные газовые компоненты табачного дыма: Летучие вещества Содержание, мкг на 1 сигарету Оксид углерода 13,400 N-Нитрозометилэтиламин 0,03 Диоксид углерода 50,000 Гидразин 0,03 Аммоний 80 Нитрометан 0,5 Цианистый водород 240 Нитробензол 1,1 Изопрен 582 Ацетон 578 Ацетальдегид 770 Бензин 67 Акролеин 84 N-Нитрозодиметиламин 108 Состав твердой фазы табачного дыма входят вещества металлы: Металлы Калий Натрий Цинк Свинец Алюминий Медь Кадмий Никель Марганец Сурьма Железо Мышьяк Теллур Висмут Ртуть Марганец Лантан Скандий Хром Серебро Селений Кобальт Цезий Золото Содержание, мкг на 1 сигарету 70 1,3 0,36 0,24 0,22 0,19 0,121 0,08 0,07 0,052 0,042 0,012 0,006 0,004 0,004 0,003 0,0018 0,0014 0,0014 0,0012 0,001 0,0002 0,0002 0,00002 Отбор проб и подготовка их к исследованию В работе были проанализированы 5 марок сигарет: «Sovereigns», «LM», «Winston», «ПетрI» и «Прима». Выбор марки определялся ценой (от дорогих до дешевых) и популярностью среди курящих людей. Предварительный опыт. Получение сигаретного дыма и его растворение. Извлечение веществ из сигаретного фильтра и табака. Сигарету укрепить в лапке штатива и надеть на нее резиновую грушу со стороны фильтра. Сжимая грушу, поджечь сигарету и, создавая грушей тягу, — осторожно ее разжимать. При этом табачный дым заполняет грушу. В небольшой стакан налить 20-25 мл дистиллированной воды и выпустить из груши дым в воду. Чтобы груша доставала до дна стакана, надеть на грушу стеклянную трубочку. Некоторые компоненты дыма растворяются в воде. Забор сигаретного дыма повторить несколько раз. Оторвать фильтр от сигареты после «курения» и поместить в небольшую колбу с 20 мл дистиллированной воды. Колбу закрыть пробкой и встряхнуть несколько раз. Качественный анализ табачных изделий на содержание вредных веществ 1. Определение реакции среды полученных растворов. Исследовали реакцию среды полученных растворов с помощью рН - метра Анион 4100 Прима ПетрI филь тр таба к 5,6 5,5 фильтр 5,6 Sovereigns табак фильтр 5,6 5,5 LM табак фильтр 5,5 5,5 Winston табак фильтр 5,5 5,7 табак 5,7 Обнаружение фенолов и альдегидов в растворе табачного дыма 2.1 Качественная реакция на фенолы (реактив FeCl3). Методика: В две пробирки налил по 1 мл растворов проб, приготовленных в опыте 1, и добавил в каждую пробирку по 3 капли 5%-ного раствора FeCl3. 2.2 Качественная реакция на альдегиды. Результат: Раствор KMnO4 обесцветился, в результате реакции выпал бурый осадок MnO2. Вывод: В табачном дыме содержатся восстановители, обладающие высокой токсичностью и раздражающим действием. Это - бензальдегид, формальдегид, акролеин. При взаимодействии этих веществ с раствором KMnO4 в нейтральной среде выпадает бурый осадок MnO2 из-за восстановления KMnO4 веществами, содержащимися в табачном дыме. Количество вредных веществ, в растворе табачного дыма от сигареты с фильтром меньше, чем в растворе сигареты без фильтра. Поэтому осадка MnO2 больше образуется в пробирке с раствором из пробы с Примой, а также из пробы с фильтром Sovereigns . Опыт 3. Обнаружение непредельных соединений в растворе В табачном дыме содержатся углеводороды – стирол (винилбензол), который относится к ароматическим углеводородам и бутадиен-1,3 (изопрен), представитель диеновых углеводородов. Хотя они малорастворимы в воде, но присутствуют в растворе табачного дыма и обесцвечивают йодную воду за счёт двойных связей В состав табачного дыма входят алкалоиды: никотин, норникотин, анабазин. При взаимодействии алкалоидов с реактивом Бушара, Вагнера, Люголя в кислой среде, образуются комплексные соединения красновато-бурого цвета Обнаружение алкалоидов в растворе табачного дыма (реактив J2KJ) Обнаружение тяжелых металлов Для количественной оценки содержания наиболее опасных ТМ был использован атомно- абсорбционный метод . При измерении количественного содержания ТМ в табачных изделиях был использован атомно-абсорбционный спектрофотометр модель АА-6800, спектрофотометр с пламенным атомизатором с коррекцией неселективнопо поглощения (с помощью дейтериевой лампы) . Минерализация проб Содержание кадмия в мкг на одну сигарету Содержание свинца в мкг на одну сигарету Содержание меди в мкг на сигарету Содержание хрома в мкг на одну сигарету Содержание никеля в мкг в сигаретах Содержание цинка в мкг в одной сигарете Определение ртути на приборе Содержание ртути в мкг в одной сигарете Содержание As (мкг.) Марка сигарет Чистый фильтр Табак сигареты литературные источники Прима Без фильтра 0,012 0,012 Петр I - 0,030 Sovereigns - 0,033 LM - 0,012 Winston - 0,040 • • • • • • • • • • • • Выводы Проведенные исследования позволят сделать следующие выводы: 1. Все пробы показали кислую реакцию среды. Наиболее кислая среда наблюдается в марках сигаре: Прима, Sovereigns, LM . Табачный дым содержит оксиды, которые образуются при тлении табака: СО2, SО2, NО2. Данные оксиды при взаимодействии с водой образуют кислоты, которые создают кислую реакцию среды. 2. Все пробы содержат комплексные соединения фенолов разного строения. 3. В табачном дыме содержатся восстановители, обладающие высокой токсичностью и раздражающим действием. Это - бензальдегид, формальдегид, акролеин. 4. В табачном дыме содержатся непредельные углеводороды возможно стирол (винилбензол), который относится к ароматическим углеводородам и бутадиен-1,3 (изопрен), представитель диеновых углеводородов. Хотя они малорастворимы в воде, но присутствуют в растворе табачного дыма и обесцвечивают йодную воду за счёт двойных связей. 5. В состав табачного дыма входят алкалоиды: никотин, норникотин, анабазин. 6. В табаке исследуемых сигарет обнаружены: никель, кадмий, свинец, медь и цинк и даже такие опасные для здоровья элементы как мышьяк и ртуть. 7. Количественное содержание ТМ в табаке сигарет значительно выше, чем указывается в литературных источниках. Среднее содержание в одной сигарете Cd – 0,35 мкг, а Pb – 1,2 мкг. 8. Установлено, что чистые фильтры содержат свинец и медь, причем в концентрациях иногда выше, чем в табаке сигарет. 9.Значительная часть свинца, меди и практически весь кадмий предположительно попадают в организм курильщика. 10. Из исследуемых марок сигарет больше всего загрязнены ТМ сигареты марки Прима без фильтра, «LM». Курение – это медленная смерть, посредством которой осуществляется незаметное на первый . взгляд, но неустанное истребление человечества