Не отобразилась форма расчета стоимости? Переходи по ссылке

Не отобразилась форма расчета стоимости? Переходи по ссылке

Научная статья на тему «Экологические аспекты использования алюминиевой посуды в быту»

Аннотация. В настоящее время алюминиевая посуда широко используется в быту, особенно на кухнях предприятий общественного питания, в студенческих столовых. В науке доказано, что избыток ионов алюминия в воде приводит к возникновению у людей болезни Альцгеймера и других отклонений в здоровье. В исследовании были установлены допустимые условия использования алюминиевой посуды без ущерба здоровью человека.

Ключевые слова:  алюминий, нормирование качества воды, фотоколориметрический анализ.

В настоящее время алюминиевая посуда негласно признана наиболее вредной для здоровья человека металлической посудой. Согласно результатам сравнительных испытаний, алюминиевая посуда находится в самом конце рейтинга по показателям безопасности влияния на организм человека. Установлено, что алюминиевая посуда меняет свои химические свойства при взаимодействии с солью, содой и различными кислотами. В связи с этим запрещено готовить в алюминиевой посуде кислую пищу, такую как щи, квашеная капуста, щавель, различные кисели, компоты, тушёные и жареные овощи, а также запекать в ней продукты в фольге. Алюминий имеет свойство накапливаться в организме человека, что может со временем привести к развитию тяжёлого заболевания. Целью работы стало: выяснить, действительно ли использование алюминиевой посуды опасно для нашего здоровья?

Задачи:

  1. изучить химические свойства алюминия;
  2. провести качественное определение ионов Al3+ в растворах;
  3. провести количественное определение ионов Al3+ в исследуемых растворах.

Алюминий — мягкий, легкий, серебристо-белый металл с высокой тепло- и электропроводностью. Температура плавления 660°C.

По распространенности в земной коре алюминий занимает 3-е место после кислорода и кремния среди всех атомов и 1-е место — среди металлов.

К достоинствам алюминия и его сплавов следует отнести его малую плотность (2,7 г/см3), сравнительно высокие прочностные характеристики, хорошую тепло- и электропроводность, технологичность, высокую коррозионную стойкость. Совокупность этих свойств позволяет отнести алюминий к числу важнейших технических материалов.

Алюминий и его сплавы делятся по способу получения на деформируемые, подвергаемые обработке давлением и литейные, используемые в виде фасонного литья; по применению термической обработки — на термически не упрочняемые и термически упрочняемые, а также по системам легирования.

При нормальных условиях алюминий покрыт тонкой и прочной оксидной пленкой и потому не реагирует с простыми веществами: с H2O (t°); O2, HNO3 (без нагревания). Al — активный металл-восстановитель.

Легко реагирует с простыми веществами:

с кислородом:

4Al + 3O2 = 2Al2O3

с галогенами:

2Al + 3Br2 = 2AlBr3

с другими неметаллами реагирует при нагревании:

с серой, образуя сульфид алюминия: 2Al + 3S = Al2S3

Нужна помощь в написании статьи?

Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Пишем статьи РИНЦ, ВАК, Scopus. Помогаем в публикации. Правки вносим бесплатно.

Подробнее

с азотом, образуя нитрид алюминия: 2Al + N2 = 2AlN

с углеродом, образуя карбид алюминия: 4Al + 3С = Al4С3

Сульфид и карбид алюминия полностью гидролизуются:

Al2S3 + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2S Al4C3 + 12H2O = 4Al(OH)3+ 3CH4

Со сложными веществами:

с водой (после удаления защитной оксидной пленки, например, амальгамированием):

2Al + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2

с щелочами (с образованием тетрагидроксоалюминатов и других алюминатов):

2Al + 2NaOH + 6H2O = 2Na[Al(OH)4] + 3H2

Легко растворяется в соляной и разбавленной серной кислотах:

2Al + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2

2Al + 3H2SO4(разб.) = Al2(SO4)3 + 3H2

При нагревании растворяется в кислотах — окислителях, образующих растворимые соли алюминия:

2Al + 6H2SO4(конц) = Al2(SO4)3 + 3SO2 +

6H2O

Нужна помощь в написании статьи?

Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Пишем статьи РИНЦ, ВАК, Scopus. Помогаем в публикации. Правки вносим бесплатно.

Цена статьи

Al + 6HNO3(конц) = Al(NO3)3 + 3NO2 +

3H2O

восстанавливает металлы из их оксидов (алюминотермия):

8Al + 3Fe3O4 = 4Al2O3 + 9Fe

2Al + Cr2O3 = Al2O3 + 2Cr

Алюминий – это элемент, который удалось открыть не сразу: о его существовании догадывались, но выделить в чистом виде не могли – в виде соли он входил в состав квасцов, которые кожевники использовали при выделке кож.

Химическая активность алюминия очень высока – он стремится соединяться с другими веществами, так что учёные пытались выделить его около 100 лет. Правда, немецкому химику А. Маргграфу в 1754 году удалось получить оксид алюминия, но металлический алюминий был получен только в 1825 году, датчанином Х.К. Эрстедом.

Сегодня из алюминия делают посуду, используют в самолётостроении, электротехнике, металлургической и пищевой промышленности.

Довольно широко используется алюминий в медицине: препараты, в состав которых он входит, обладают обезболивающим, обволакивающим, адсорбирующим и антацидным действием. Последнее означает, что такие препараты, взаимодействуя с соляной кислотой, снижают кислотность желудочного содержимого, поэтому используются в лечении кислотозависимых заболеваний; препараты, содержащие алюминий, применяются также наружно.

В организме животных и человека алюминий содержится в виде микроэлемента, но его роль учёные до конца не выяснили. В частности, выяснено, что он стимулирует рост и развитие тканей – костной, соединительной и эпителиальной; способствует процессам восстановления и регенерации; влияет на активность ферментов и пищеварительных желез. В тканях организма алюминий содержится в разных количествах – это зависит от того, где мы живём: как правило, в печени, костях и головном мозге его накапливается больше всего.

Алюминий называют иммунотоксичным элементом, но он входит в состав наших клеток – обычно в виде троекратно положительно заряженных ионов Al3+, и влияет на деятельность околощитовидных желез.

Недостаток алюминия

Дефицит алюминия может развиться в том случае, если в организм его попадает меньше 1 мкг в сутки, но о негативном влиянии такого состояния на человека ничего не известно – скорее всего, дефицит алюминия у людей бывает крайне редко. На животных дефицит алюминия влияет: у них слабеют конечности, нарушается координация движений, задерживаются и нарушаются процессы размножения и роста.

Избыток алюминия

А вот при повышенном содержании алюминия в организме человека могут возникать серьёзные и даже необратимые изменения, опасные для

Нужна помощь в написании статьи?

Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Пишем статьи РИНЦ, ВАК, Scopus. Помогаем в публикации. Правки вносим бесплатно.

Цена статьи

здоровья и резко сокращающие продолжительность жизни, хотя данных о летальной дозе у учёных сегодня нет. Токсической дозой считается 5 г в сутки, но порог токсичности ещё ниже.

Необратимые изменения в организме – например, в лёгких, появляются у рабочих на вредных производствах: у них может быть не только воспаление лёгких и бронхов, но и фиброзные изменения в их тканях Поражаться могут не только лёгкие, но и кости, костный мозг, центральная нервная система, почки, молочные железы, матка и яичники.

Негативных и патогенных проявлений избытка алюминия много. Прежде всего, могут нарушаться функции ЦНС: ухудшается память, появляется нервозность и депрессия; могут развиться болезни Паркинсона и Альцгеймера, энцефалопатия и т.д.

Нарушается фосфорно-кальциевый обмен, развивается остеопороз и другие заболевания опорно-двигательного аппарата; возможно также возникновение алюминоза, когда в тканях лёгких происходят патологические изменения, вызывающие постоянный кашель, боли в желудке и во всём теле, снижение веса и аппетита, расстройства пищеварения, запоры, изменения в составе крови.

В экспериментальной части работы нами было проведено два вида испытаний: качественное определение алюминия и количественный анализ. Качественное определение содержания ионов Al3+ в растворах основано на осаждении иона алюминия в виде гидроксида (белый студенистый осадок).

Были проведены несколько опытов на определение содержания Al+3 в растворах:

Опыт №1. В алюминиевой кастрюле проведено кипячение чистой воды в течении 15 минут. Затем остудила раствор и проверила его на наличие ионов алюминия раствором гидроксида натрия.

Наблюдения. Никаких изменений в пробе воды, которая кипятилась в алюминиевой посуде, не наблюдала и ионов алюминия не обнаружила.

Опыт №2. В алюминиевой кастрюле проведено кипячение раствора соляной кислоты с концентрацией 0,01 моль/л в течении 15 мин. Затем остудила раствор и проверила его на наличие ионов алюминия раствором гидроксида натрия.

Наблюдения. В пробе воды с добавлением соляной кислоты, которая кипятилась в алюминиевой посуде, при добавлении раствора гидроксида натрия наблюдалось выделение светлого студенистого осадка, а значит, в растворе присутствуют ионы алюминия.

Опыт №3.В алюминиевой кастрюле проведено кипячение растворагидрокарбоната натрия (пищевой соды) с концентрацией 0,01 моль/л в течении 15 мин. Затем остудила раствор и проверила его на наличие ионов алюминия раствором соляной кислоты с концентрацией 0,001 моль/л.

Наблюдения. В пробе воды с добавлениемгидрокарбоната натрия (пищевой соды), которая кипятилась в алюминиевой посуде, при добавлении раствора соляной кислоты наблюдалось выделение светлого студенистого осадка, а значит, в растворе присутствуют ионы алюминия.

Опыт №4. В алюминиевую посуду, взятую для исследований, наливаю дистиллированную воду и оставляю на 10 суток. Затем проверяю воду на наличие ионов алюминия, добавляя раствор гидроксида натрия.

Наблюдения. В пробе воды, взятой из алюминиевой посуды, при добавлении раствора гидроксида натрия, наблюдаю выпадение слабо-  го светлого студенистого осадка.

Таким образом, кипячение слабокислого и слабощелочного растворов показывает наличие ионов алюминия, отстаивание воды в алюминиевой кастрюле также показывает наличие ионов алюминия в воде, только кипячение воды дает отрицательную реакцию.

По СанПиН 2.1.4.559-96(Санитарные правила и нормы на питьевую воду) предельно допустимая концентрация (ПДК) для алюминия (Al3+) равна не более 0,5 мг/л. Поэтому возникает необходимость исследовать растворы на количественное содержание алюминия.

Количественное определение содержания ионов Al3+ было проведено согласно ГОСТу на питьевую воду (фотометрический метод).

Мною был проведен опыт с помощью фотоколориметра. Этот оптический прибор измеряет концентрации веществ в растворах. Действие колориметра основано на свойстве окрашенных растворов поглощать проходящий через них свет тем сильнее, чем выше в них концентрация окрашивающего вещества. Была проведена длительная подготовка к работе, которая заключалась в приготовлении стандартных и рабочих растворов, построении градуировочного графика. Все рабочие растворы были приготовлены по государственному стандарту. Затем в фотоколориметре измерили оптическую плотность растворов относительно нулевого раствора (дистиллированной воды).

Таблица 1 — Градуировочные характеристики стандартных растворов

Также на фотоколориметре были проанализированы исследуемые растворы (аналогично качественному определению алюминия). Результаты в таблице 2.

Таблица 2 — Результаты количественного определения Al3+.

Сравнение полученной концентрации алюминия с нормами СанПиН (0,5 мг/л) показывает значительное превышение нормы в анализируемых растворах. Следовательно, посуд из алюминия не безопасна, и её не следует применять в быту. Вместе с этим следует заметить, что для повышения достоверности выводов следует провести ещё несколько параллельных измерений. Работа будет продолжена.

Список использованных источников

1. Беляев, А. И. Металлургия легких металлов / А. И. Беляев. — М., 1970.
2. Государственный стандарт союза ССР на питьевую воду. — Издательство стандартов, 1990г.
3. СанПиН 2.1.4.1074-01. Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества. – М., 2001
4. Алюминиевая посуда – вред или польза, преимущества и недостатки / Организация здоровья. — budzdorov.org.

Средняя оценка 0 / 5. Количество оценок: 0

Поставьте оценку первым.

Сожалеем, что вы поставили низкую оценку!

Позвольте нам стать лучше!

Расскажите, как нам стать лучше?

1311

Закажите такую же работу

Не отобразилась форма расчета стоимости? Переходи по ссылке

Не отобразилась форма расчета стоимости? Переходи по ссылке