Вред курения. Обнаружение вредных веществ, содеражащихся в табаке и табачном дыме

Лобанева Екатерина Николаевна, учитель химии

Разделы: Химия

Цель: способствовать формированию здорового образа жизни учащихся, привлечь внимание к проблеме табакокурения и поиску путей её решения.

Человек часто сам себе злейший враг.
Цицерон

Ход мероприятия

Секретные материалы: медленная смерть — механизм геноцида.

Проблема:

Насильственная смерть человека уголовно наказуема. Самоубийство человека нравственно осуждается.

К какому разряду отнести медленную смерть человека от болезней, вызванных табакокурением?

Сегодня мы вместе с главными героями сериала «Секретные материалы» Даной Скале и Фоксом Малдером попробуем решить эту проблему. Получите удостоверение агентов FBI. Взгляните на мир и на проблемы иными глазами.

Дана Скалли: Определим цель нашей деятельности.

Цель: Доказать, что табакокурение – глобальная проблема современного общества, медленное уничтожение человечества.

Фокс Малдер: Наметим пути решения проблемы. Сформулируем задачи.

Задачи:

1) Изучить состав табака и табачного дыма;

2) Выяснить механизм и результаты воздействие веществ табака на организм человека;

3) Исследовать причины распространения табакокурения.

4) Сделать заключение и выводы.

Задача первая: Изучить состав табака и табачного дыма. Обнаружение вредных веществ табака (лабораторный опыт).

Дана Скалли:

Постановка проблемы. «Лучше один раз увидеть, чем сто раз услышать» - гласит русская поговорка. Уведенное собственными газами и постигнутое на опыте убеждает человека больше чем сказанное и услышанное. Действительно ли это так?

Определение цели. Наша цель обнаружить вещества, содержащиеся в табаке и табачном дыме.

Выдвижение гипотезы. В результате мы сможем подтвердить или опровергнуть предположение об их наличии в исследуемом объекте.

Фокс Малдер: Проведение исследования осуществляйте в порядке указанном в инструктивных карточках, предварительно познакомившись с правилами техники безопасности. Результаты опытов оформите в виде таблицы. Сформулируйте выводы.

Предварительный опыт. Получение сигаретного дыма и его растворение. Извлечение веществ из сигаретного фильтра и табака.

Опыт проводится под тягой. Предварительно осуществляется учителем. Учащиеся знакомятся с ходом его проведения и получают материал для дальнейших опытов.

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.

Развернуть сигарету и высыпать табак в пробирку. Добавить 4-5 мл 96 % этилового спирта. Довести до кипения. Остудить и профильтровать.

Полученные растворы использовать для последующих опытов.

Опыт 1. Определение реакции среды полученных растворов. Исследовали реакцию среды полученных растворов, для чего вносили в них универсальную индикаторную бумагу. Она показывала кислую реакцию среды. Кислоты образуются при взаимодействии воды с СО₂, SО₂ и NО₂, которые выделяются при тлении табака:

CO₂ + H₂O = H₂CO₃; SO₂ + H₂O = H₂SO₃; 4NO₂ + 2H₂O + O₂ = 4HNO₃

Опыт 2. Обнаружение фенолов. Реакция с FeCl₃.

В две пробирки наливали по 1 мл растворов, приготовленных в опыте 1, и добавляли 2-3 капли 5%-ного раствора FeCl₃. Жидкость окрашивалась в коричнево-зеленый цвет из-за образования смеси комплексных соединений фенолов разного строения.

Каждый фенол дает с FeCl₃ свою окраску, например фенол — фиолетовую, пирокатехин — зеленую, а гидрохинон - зеленую, переходящую в желтую:

Опыт 3. Обнаружение восстановителей в табачном дыме и фильтре сигарет

Реакция с KMnO₄. В табачном дыме содержатся восстановители, обладающие высокой токсичностью и раздражающим действием, например бензальдегид, формальдегид, акролеин. Их мы обнаруживали следующим образом: в две пробирки наливали по 1 мл раствора табачного дыма и раствора, полученного при вымачивании сигаретного фильтра. Добавляли в пробирки несколько капель 5%-ного раствора KMnO₄. Раствор при этом обесцвечивается и выпадает бурый осадок MnO₂ из-за восстановления KMnO₄ веществами, содержащимися в табачном дыме:

MnO₄‾ + 2H₂O + 3ē → MnO2↓ + 4OH^–

Количество вредных веществ, оставшихся на фильтре после курения, больше, чем в табачном дыме, прошедшем через фильтр, так как окраска комплексов железа на фильтре более интенсивна, чем в растворе, через который пропущен табачный дым. Такой же вывод можно сделать и по массе осадка MnO₂. В улавливании вредных веществ сигаретный фильтр играет значительную роль.

Опыт 4. Обнаружение непредельных соединений.

В две пробирки наливаем по 1 мл растворов веществ, содержащихся в дыме и фильтре сигарет, и добавляем по 1-2 капли йодной воды (несколько капель аптечной настойки йода растворяют в 10 мл воды). Наблюдаем обесцвечивание растворов:

Опыт 5. Обнаружение алкалоидов в табаке и табачном дыме.

Основной алкалоид табака — никотин. В нем он присутствует в виде солей с органическими кислотами. Содержание никотина в листьях табака составляет 1-9%. Присутствуют в нем и другие алкалоиды, например, норникотин и анабазин.

Алкалоиды можно обнаружить с помощью реактива Драгендорфа К[ВiI₄]. С алкалоидами он дает оранжевый осадок.

Для обнаружения алкалоидов в табачном дыме и в использованном сигаретном фильтре к 1 мл раствора табачного дыма и раствора сигаретного фильтра добавили несколько капель раствора К[ВiI₄]. При этом выпали ярко-оранжевые осадки.

Результаты исследования.

Дана Скалли: В результате исследования мы обнаружили, что в табаке и табачном дыме содержаться кислоты, восстановители, непредельные углеводороды, фенолы и алкалоиды.

Выводы. Наша цель достигнута. Выдвинутая гипотеза подтвердилась. Результаты опытов вам запомнятся надолго.

Фокс Малдер:

Согласно многочисленным данным, горящая сигарета является как бы уникальной химической фабрикой, продуцирующей более 4 тысячи различных соединений, в том числе более 40 канцерогенных веществ и по меньшей мере 12 веществ, способствующих развитию рака (канцерогенов).

Всю продукцию этой "фабрики" можно разделить на две фазы: газовую и содержащую твердые частицы.

К газовым компонентам табачного дыма относятся оксид и диоксид углерода, цианистый водород, аммоний, изопрен, ацетальдегид, акролеин, нитробензол, ацетон, сероводород, синильная кислота и другие вещества. Соответствующие данные представлены в табл. 1.

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

Дана Скалли:

Фаза табачного дыма, содержащая твердые частицы включает в основном никотин, воду и смолу - табачный деготь.

В состав смолы входят полициклические ароматические углеводороды, вызывающие рак, в том числе нитрозоамины, ароматические амины, изопреноид, пирен, бенз(а)пирен, хризен, антрацен, флюорантен и др. Кроме того, смола содержит простые и сложные фенолы, крезолы, нафтолы, нафталены и др.

Специфические компоненты табачного дыма представлены в таблице №2:

Специфические компоненты	Содержание, мкг на 1 сигарету
Никотин	1,800
Фенол	86,4
Индол	14,0
Н-Метилиндол	0,42
О-крезол	20,4
Бенз(а)антрацен	0,044
М- и р-крезол	49,5
Бенз(а)пирен	0,025
2,4-диметилфенол	9,0
Флюорен	0,42
N-Этилфенол	18,2
Флюорантен	0,26
b-Нафтиламин	0,02
Хризен	0.04
Н-нитрозонорникотин	0,14
ДДД инсектицид	1,75
Карбазол	1,0
ДДТ инсектицид	0,77
Н-Метилкарбазол	0,23
4,4-Дихлоростильбен	1,33

Состав твердой фазы табачного дыма входят вещества металлы представленные в таблице №3:

Металлы	Содержание, мкг на 1 сигарету
Калий	70
Натрий	1,3
Цинк	0,36
Свинец	0,24
Алюминий	0,22
Медь	0,19
Кадмий	0,121
Никель	0,08
Марганец	0,07
Сурьма	0,052
Железо	0,042
Мышьяк	0,012
Теллур	0,006
Висмут	0,004
Ртуть	0,004
Марганец	0,003
Лантан	0,0018
Скандий	0,0014
Хром	0,0014
Серебро	0,0012
Селений	0,001
Кобальт	0,0002
Цезий	0,0002
Золото	0,00002

Кроме того, в этой же фазе содержатся элементы, трудно поддающиеся количественному определению: кремний, кальций, титан, стронций, таллий, полоний. Таким образом, в дополнение к веществам газовой фазы и специфическим компонентам в состав табачного дыма входят ионы многих металлов и радиоактивные соединения калия, свинца, полония, стронция и др.

При выкуривании 20 г табака образуется более 1 г табачного дегтя. С учетом того, что даже самые совершенные фильтры задерживают не более 20% содержащихся в дыме веществ, каждый курильщик может легко определить, какое количество табачного дегтя со всеми его компонентами уже введено в его органы дыхания.

Задача вторая. Выяснить механизм и результаты воздействие веществ табака на организм человека

Фокс Малдер:

На пачке сигарет написано: КУРЕНИЕ УБИВАЕТ!

Но всякий ли курильщик представляет реальную опасность от выкуренной сигареты?

Вот некоторые нарушения жизнедеятельности в организме человека, возникающие под влиянием веществ табачного дыма.

1. Хронический бронхит.

Средства: дым, который поступает в дыхательные пути (трахею, бронхи, легкие) вместе с затяжкой.

Механизм: В составе дыма — мелкие механические частицы. Нагретые, они замечательно осаждаются на стенках бронхов. Это ведет к тому, что бронхи не очищаются.

Результат: хроническое воспаление бронхов, регулярный кашель.

2. Опухоль (на выбор).

Средства: Около 4000 разнообразных соединений, входящих в дым, среди которых особенно стоит выделить ацетон, синильную кислоту, сероводород, метиловый спирт, бензол. Все это поможет вырастить отменное злокачественное новообразование в организме.

Механизм: нарушение роста и дифференциации клеток организма, сбои на генетическом уровне.

Результат: рак легких, опухоль языка, нижней губы, гортани, пищевода, желудка и пр.

3. Ишемическая болезнь сердца

Средства: Никотин и другие вещества, влияющие на состояние и тонус стенок сосудов, в данном случае коронарных — питающих сердце.

Механизм: Курение вызывает сужение коронарных сосудов, и сердце регулярно "недоедает". От этого оно "худеет", слабеет и, естественно, хуже работает.

Результат: ишемическая болезнь сердца.

4. Лицо курильщика (термин введен в 1985 году)

Средства: Никотин и другие вещества, влияющие на эластичность и питание кожи. Дым, частицы которого регулярно оседают на лице.

Механизм: Биохимическое нарушение процессов функционирования кожи лица, весьма чувствительной к воздействиям как снаружи, так и изнутри. Регулярные термические ожоги кожи лица и слизистой глаз.

Результат: глубокие морщины, серый цвет лица, отечность, красноватый оттенок, изможденный вид (все это вместе – лицо курильщика).

5. Бесплодие.

Средства: Полициклические ароматические углеводороды (ПАУ), содержащиеся в табачном дыме.

Механизм: изменяются выработка спермы, строение и подвижность сперматозоидов, секреция андрогенов(мужские половые гормоны), активируется ген, который программирует гибель яйцеклетки.

Результат: мужское и женское бесплодие.

6. Снижение умственной активности

Средства: нестабильность сосудов головного мозга как следствие регулярной атаки содержащимися в табаке веществами.

Механизм: микроинсульты — разрывы капилляров и мелких сосудов мозга, вследствие чего мозг функционирует хуже. Довольно часто микроинсульт незаметен, лишь с течением времени человек понимает, что голова работает уже не так, как раньше.

Результат: неспособность делать качественную и продолжительную умственную работу любого характера.

7.Сокращение продолжительности жизни и её активного творческого периода.

Средства: Вредные вещества табачного дыма. Особенно канцерогены и яды.

Механизм: вызывают множество заболеваний и приводят к нарущения процессов обмена веществ, процесса деления клеток, изменение генетической информации клеток. Сужение сосудов головного мозга приводит к развитию атеросклероза и способствует развитию старческого маразма.

Результат: Преждевременная смерть и слабоумие.

Курение – это преступление против собственного организма! И не только. Ужасно, когда преступление совершается против ещё не родившегося человека!

Задача третья: Исследовать причины распространения табакокурения

Дана Скалли: В результате анализа многочисленных данных исследований этой проблемы были выделены следующие причины распространения табакокурения.

1) Скрытая и явная пропаганда табакокурения, реклама табачной индустрией (герои фильмов, знаменитые люди курят или пытаются бросить курить);

2) Иллюзия приобретения социального статуса (создаётся впечатление, что курить – это круто, что курение облегчает сближение и общение);

3) Физиологическая зависимость от никотина (возникает зависимость от никотина, сопоставимая с героиновой, отсутствие никотина вызывает ломку, трудно бросить курить);

4) Психологическая зависимость (курение становиться привычкой, которая помогает сосредоточиться и расслабиться);

5) Недостаточно полная информация или её отсутствие о вредных последствиях табакокурения (большинство начинают курить в детском или подростковом возрасте, не имея представления о страшных последствиях «безобидной» шалости).

Задача четвёртая: Сделать заключение и выводы.

Фокс Малдер:

Таким образом, мы пришли к пониманию того, что курение – это медленная смерть, посредством которой осуществляется незаметное на первый взгляд, но неустанное истребление человечества. И причина этого сам человек, его ложные представления, иллюзорные взгляды, неоправданные амбиции и много других нравственных недостатков и пороков. «Человек часто сам себе злейший враг» изрёк мудрый философ в далёкие времена, но за давностью лет фраза не утратила значение и актуальность. Табакокурение превратилось в самоуничтожение человечества, это глобальная проблема, а не только личное дело курящего человека.

Дана Скалли: Медленная смерть от болезней, вызванных табакокурением – это, это предумышленное убийство, которое осуществляет общество по отношению к отдельному человеку. Каково же наказание? Наказание – саморазрушение, нравственная деградация общества.

Отказ от курения, избавление от вредной привычки – победа каждого человека над своей слабостью и предотвращение распространения табакокурения в мире.

Приложения

1. Презентация

2. Анкета

3. Инструктивная карта к лабораторным опытам по обнаружению вредных веществ, содержащихся в табачном дыме.

4. Оформление результатов опытов в таблице.

Информационные источники

1. http://www.youtube.com/watch?v=YKsfHFA2Jus

2. http://ohuennoe.info/4111-kurit-ili-ne-kurit-vot-v-chem-voprosmify-o-vrede.html

3. http://www.stopsmok.ru/smok.html

4. http://www.vredno-vsyo.ru/13-vred-kyreniya.html

5. http://www.russlav.ru/tabak/kurenie_podrostkov.htm