Изучение свойств растений в качестве ингибиторов коррозии

Заявка на участие во Всероссийской
дистанционной
научно-практической конференции для
учащихся
«Мир науки и искусства».
с 20 апреля 2014 года по 20 мая 2014
года.
Информация об авторе
Фамилия имя, отчество (полностью) Пыхтеева Дарья Викторовна
Населенный пункт, субъект
г. Амурск, Хабаровского края
Федерации
Электронная почта для связи
[email protected]
Информация об ОУ
Сокращенное название
образовательного учреждения
МБОУ СОШ №9
Название материала
Исследовательская работа «Изучение
свойств растений в качестве
ингибиторов коррозии»
Адрес для отправки итоговых
документов
Руководитель, учитель (Фамилия
имя, отчество (полностью))
Хабаровский край, г. Амурск, пр-т
Комсомольский 83-11
Антонова Ольга Викторовна
0
«Изучение свойств растений в качестве ингибиторов коррозии»
Пыхтеева Дарья Викторовна, ученица 11 класса МБОУ СОШ №9 г. Амурска,
Хабаровского края.
Из стеблей, коры, плодов и листьев растений получают не только
продукты питания, красители, но и десятки других полезных веществ. Как ни
удивительно, растения содержат и такие органические соединения, которые
способны предохранить металл от коррозии. Представьте себе, что
громоздкую стальную деталь необходимо очистить от ржавчины. Не тереть
же ее наждачной шкуркой значит, нужен химический способ, например,
травление кислотой. Но если опустить деталь в раствор какой-либо кислоты,
удаляющей ржавчину, то неизбежно растворится и часть металла. Как же
тогда уберечь его от контакта с кислотой?
Ответ ясен: нужен раствор,
который удалял бы ржавчину, но не трогал самого металла. Такие
травильные растворы давно уже применяют на практике кроме кислоты, в
них входит еще одна важная добавка - ингибитор коррозии. Это такое
вещество, которое резко замедляет растворение металла, но почти не мешает
растворяться продуктам коррозии.
Осмысление этой проблемы привело меня к выбору темы работы:
«Изучение свойств растений в качестве ингибиторов коррозии» и
определения
гипотезы:
«Растения
семейства
пасленовых
лучшие
ингибиторы, чем представители других семейств»
Цель работы: определить,
какие растения лучше использовать в
качестве ингибиторов. Задачи:
1.
Изучить литературу и проанализировать информационные источники
по данному вопросу.
2.
Опытным путем проверить возможность применения экстракта из
стеблей картофеля, томатов, алтея и тысячелистника в качестве ингибитора.
3.
Сделать выводы.
Объект исследования – ингибиторы. Предмет исследования – свойства
растения.
1
Ржавчина, которая появляется на поверхности стальных и чугунных
изделий, - яркий пример коррозии. Существует способ защиты металлов и
сплавов от коррозии – это применение ингибиторов. Ингибиторы – это
вещества, способные в малых количествах замедлять протекание
химических процессов или останавливать их, они в десятки и сотни раз
уменьшают агрессивность среды. Ингибиторами, не зная того, давно
пользовались и на Руси. Уральские оружейники для борьбы с ржавчиной
готовили «травильные супы» – растворы серной кислоты, в которые
добавлялись мучные отруби.
Из дикорастущих растений сейчас используют чистотел, хохлатку и
дымянку из семейства маковых, алтей лекарственный из семейства
мальвовых, тысячелистник из семейства сложноцветных и некоторые
культурные растения -
картофель и томаты.
Ингибиторами являются
входящие в состав растений комплекс органических соединений - алкалоиды,
полисахариды, белки, слизистые и дубильные вещества. Все они, хотя и в
разной степени, обладают способностью адсорбироваться на металлической
поверхности и закрепляться на ней а, следовательно, они препятствуют
прямому контакту металла с кислотой. По данным 2000 г., число известных
науке ингибиторов коррозии превысило 5 тыс. Считают, что 1 т ингибитора
дает в народном хозяйстве экономию около 5000 руб.
Мы, используя методику,
найденную
в
книге «Новые
исследования»
Р.М.
Ахмадуллиной
опытов,
провели
чтобы
ряд
сравнить,
представители каких семейств
растений лучше использовать
в качестве ингибиторов.
2
1.
Мы поместили в химический стакан объемом 500 мл восемь железных
пластинок, взятых в мастерской
нашей школы. В стакан налили
водопроводной воды, а для ускорения процесса добавила поваренную соль.
2.
Через семь дней мы извлекли пластинки, покрытые ржавчиной,
из воды и просушили их на воздухе.
3.
Мы измельчили ножом листья и стебли картофеля и томатов.
4.
На лабораторных весах отвесили по 100 г. сырья. Поместили их
в колбы объемом 500 мл. – это образец №1 – картофель, образец №2
– томаты, образец №3 –тысячелистник, образец №4 – алтей.
5.
Мы приготовили
помощью
цилиндра,
5%
раствор соляной кислоты.
соблюдая
правила
Т.Б.,
Для этого с
отмерили
5
мл
концентрированной соляной кислоты и 95 мл дистиллированной воды.
6.
Мы налили по 300 мл. раствора соляной кислоты в образцы 1,2,3,4 и
поставили образцы на семь дней, чтобы экстракция прошла как можно
полнее.
7.
Через семь дней мы приготовили 5% и 10% травильные растворы.
Первый 5% (колба №1): на 5 частей экстракта добавила 40 частей
концентрированной соляной кислоты и 55 частей воды и второй 10% (колба
№2): на 10 частей экстракта - 30 частей концентрированной соляной кислоты
и 60 частей воды.
8.
В колбы №1 и колбу №2 поместила ржавые пластинки железа.
9.
Так же приготовила растворы: тысячелистника и алтея.
10.
Через два и через 10 дней рассмотрела пластинки металла, результаты
занесла в таблицу 1.
Таблица 1
Исследование экстрактов некоторых растений в качестве ингибиторов.
Образцы
Резуль
Экстракт
Экстракт томатов
Экстракт
Экстракт алтея
картофеля №1
№2
тысячелистника
№4
таты
№3
3
опыта
5%
10%
5%
10%
5%
10%
5%
10%
Ржав
Ржавчин
Ржавчи
Ржавчин
Ржавчи
Ржавчи
Ржавчи
Ржавчи
Через
чина
а
на
а
на
на
ны
2 дня
остал
осталась
раствор
раствори
осталас
осталас
осталос
осталос
илась
лась
ь
ь.
ь.
частичн
частично
всей
Ржавчи
Ржавчи
Ржавчи
на
на
на
осталас
осталас
осталас
ась
о
на ь
не ны
не
поверхн
ости
пластин
ки.
Через
Ржавч Ржавчин
10
ина
ы
дней
остал
осталось,
Ржавчи
не на
Ржавчин
ы
Ржавчи
не на
осталась осталось,
осталас
ась в пластинк
в
ь
виде
а
вкрапле
а
всей
точек
приобрел
ний.
приобрел
поверхн ами.
поверхн шими
а
а
ости
ости
металлич
металлич
пластин
пластин ами.
еский
еский
ки.
ки
блеск.
блеск.
виде пластинк
на ь
ь
на ь
островк всей
неболь
островк
Вывод: лучше всего от ржавчины через 10 дней очистилась пластинка,
находившаяся в растворе с экстратом картофеля (10% раствор), хуже всего в
растворе с экстрактом алтея (10% раствор).
Заключение
Коррозия
приводит
к
огромным безвозвратным
потерям
металлов,
ежегодно
полностью
разрушается около 10%
производимого
4
железа.
Если известные способы борьбы с коррозией не приносят результата, то
замедлить её процесс или снять слой ржавчины можно с помощью
веществ ингибиторов, а самыми дешевыми из них для нашего региона
могут быть растения семейства пасленовых (томат и картофель). Моя
гипотеза подтвердилась: «Растения из семейства пасленовых лучшие
ингибиторы, чем представители других семейств».
Пока я писала работу, узнала, что моя бабушка в молодости, когда
не было такого разнообразия препаратов бытовой химии, чистила
ржавчину разрезанным пополам клубнем картофеля.
5