sáng tạo khoa học kỹ thuật cho học sinh trung học

I. MỞ ĐẦU 1. Lí do chọn đề tài Trong quá trình học bộ môn Hoá tại trường, có nhiều tiết học cần minh hoạ thí nghiệm cũng như các tiết thực hành về tính chất hoá học để kiểm chứng các chất. Trong hoá học lớp 8, chúng em được học bài “ Axit – Bazơ – Muối ” để có thể phân biệt tính chất của chúng cần đến một hoá chất đó là giấy quỳ tím. Nhưng trong quá trình thí nghiệm thực hành đôi lúc chúng em không có đủ giấy quỳ để làm. Mặt khác giấy quỳ tím đang được sử dụng có giá thành cao do phải nhập từ bên ngoài, bên cạnh đó nó được làm từ hoá chất có thể gây hại cho sức khoẻ. Vì lí do trên mà chúng em tự đặt cho mình câu hỏi “Tại sao chúng ta không tự làm ra một loại giấy quỳ từ một loài cây cỏ hay hoa nào đó” Sau khi tìm đọc nhiều tài liệu liên quan trên sách báo và internet chúng em quyết định thử nghiệm với nhiều loài hoa chứa sắc tố màu tím và hồng gần nơi chúng em như: râu ngô tím, hoa hồng, hoa dâm bụt, hoa chiều tím. Chúng em nhận thấy rằng một điều kỳ diệu độ nhạy màu sắc của hoa chiều tím với môi trường axit và bazơ là rất tốt và có tính chất tương tự như giấy quỳ chúng em đang sử dụng. Xuất phát từ ý tưởng này chúng em đã chọn giải pháp “nghiên cứu làm giấy quỳ từ hoa chiều tím bằng phương pháp đơn giản” với mong muốn có thể thay thế giấy quỳ đang sử dụng hiện nay với giá thành rẻ hơn và luôn có sẵn trong tự nhiên. 2. Mục tiêu nghiên cứu: - Làm được giấy quỳ từ một loài hoa có chức năng tương tự như giấy quỳ tím đang sử dụng với giá thành rẻ hơn, không gây hại cho sức khoẻ. 3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài. a) ý nghĩa khoa học: - Làm được giấy quỳ thoả mãn điều kiện hoá xanh khi nhúng vào môi trường bazơ như xà phòng, dầu gội..., hoá đỏ khi nhúng vào môi trường axit như: giấm ăn, nước chanh, axit...không thay đổi khi nhúng vào môi trường trung tính như muối ăn... b) ý nghĩa thực tiễn: - Từ những loài hoa có chất Flavin trong tự nhiên, gần gũi như: bắp cải tím, hoa dâm bụt, râu bắp tím,....có thể tạo ra giấy quỳ - Có thể sản xuất giấy quỳ giá thành rẻ, không gây hại sức khoẻ, từ đó rất hữu ích trong các tiết dạy hoá học, công nghệ cần chứng minh các chất, chứng minh nguồn nước nuôi thuỷ sản... 4. Giới hạn và phạm vi nghiên cứu: a) Giới hạn: - Chỉ nghiên cứu với hoa chiều tím b) Phạm vi nghiên cứu: - Sử dụng các dụng cụ và hoá chất đơn giản: nước cất, bình đong, giấy lọc... - Vườn hoa chiều tím nhà cô Trinh, Bảo Vinh – Long Khánh Hình 1. Ảnh chụp vườn hoa chiều tím - Thực nghiệm tại phòng Hoá trường THCS Bảo Quang II. CƠ SỞ LÝ LUẬN Quỳ tím (giấy quỳ) là giấy có tẩm dung dịch etanol hoặc nước với chất màu tách từ rễ cây địa y (ngành thực vật cộng sinh giữa tảo và nấm) Roccella và Dendrographa; có màu gốc ban đầu là màu tím, được sử dụng trong ngành hóa học để thử, kiểm nghiệm độ pH. Cụ thể, khái niệm pH là khái niệm để chỉ phương pháp định lượng nhằm xác định tính axit hoặc bazơ của một dung dịch. Quỳ tím giúp nhận biết dung dịch đang xét có tính axit hay bazơ, xác định độ mạnh, yếu của axit hay bazơ thông qua các mức độ màu sắc của quỳ. Khi nhúng mảnh giấy quỳ vào dung dịch, nếu màu giấy quỳ giữ nguyên màu tím thì dung dịch đó trung tính, nếu ngả sang màu xanh thì dung dịch đó mang tính kiềm, nếu chuyển sang màu đỏ thì dung dịch đó mang tính axit. Giấy quỳ ẩm (thấm nước cất) còn có thể giúp nhận biết tính axit hay bazơ của các chất khí như H2S, SO2, CO2 Chúng em đã biết được một trong các hoá chất có thể làm thay đổi được màu sắc của môi trường axít hay bazơ giống như giấy quỳ là chất sắc tố Flavin đây là loại sắc tố rất dễ tan trong nước và đặc biệt rất dễ phản ứng với môi trường axit hay bazơ để cho kết quả chính xác giống hệt quỳ tím có rất nhiều trong các loài hoa, hay quả.(2) Bên cạnh hoa dâm bụt, bắp cải tím thì hoa chiều tím, loài hoa này chứa sắc tố Flavin rất là cao, từ đó mà chúng em có thể đảm bảo rằng khả năng làm giấy quỳ từ loài hoa này là rất khả thi và vô cùng hợp lý. III. DỤNG CỤ VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 1. Dụng cụ và hoá chất: - Dụng cụ: chậu thuỷ tinh, cốc thuỷ tinh 250ml, đũa khuấy thuỷ tinh, máy xay sinh tố, phễu lọc, cân điện tử, ống hút... - Hoá chất: nước cất, giấy lọc khổ nhỏ và lớn, hoa chiều tím Hình 2. Dụng cụ và hoá chất nghiên cứu - Dự toán thời gian và kinh phí thực hiện:  Thời gian thực hiện đề tài: từ 28 tháng 5 năm 2015 đến 26 tháng 6 năm 2015  Kinh phí thực hiện: + Giấy lọc khổ lớn A0 (2 tờ) 2 x 10.000 = 20.000 đ + Nước cất 2 lit: 2 lit x 20.000 = 40.000 đ 2. Phương pháp nghiên cứu: Nghiên cứu bằng những phương pháp thủ công, đơn giản, như: rửa, xay, lọc, tách chất và sấy hoặc làm khô. IV. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 1. Xử lý mẫu Hoa chiều tím sau khi được hái về (hình 3), rửa sạch bằng nước sau đó để khô ráo (hình 4). Dùng cân điện tử cân 100 gam hoa chiều tím (cho 1 lần làm), sau đó đi nghiên cứu Hình 3. Thu thập mẫu hoa chiều tím Hình 4. Rửa sạch mẫu hoa chiều tím 2. Nghiên cứu ảnh hưởng của môi trường đến sự tổng hợp dung dịch hoa chiều tím. Sau khi cắt nhỏ, xay nhiễn 100(gam) hoa chiều tím, tiếp đó chúng em bỏ vào ngâm với 100ml nước cất ở 1000C (theo tài liệu (3)) để tổng hợp dung dịch khuấy đều khoảng 10 phút, lọc dung dịch bằng giấy lọc. Sau đó chúng em ngâm giấy lọc vào dung dịch trên, làm khô ở nhiệt độ trong phòng, thì thu được kết quả như (Hình 5) Hình 5. Kết quả mẫu giấy quỳ làm khô trong dung dịch có nước cất 1000C Hình 6. Kết quả mẫu giấy quỳ (nước cất 1000C) thử bằng dung dịch axit Hình 7. Kết quả mẫu quỳ tím( nước cất 1000C) nhúng trong dung dịch bazơ Từ kết quả (hình 5), chúng em nhận thấy rằng sắc tố tím Flavin trong hoa chiều tím không còn nữa, dung dịch chuyển sang màu vàng, dẫn đến sản phẩm mẫu giấy lọc ngâm trong dung dịch mang đi thử kết quả như hình (6,7) trong dung dịch axit và bazơ không thành công. Tiếp tục xay nhiễn 100 gam hoa với 100ml nước cất ở nhiệt độ phòng, rồi khuấy đều khoảng 10 phút, lọc dung dịch bằng giấy lọc. Sau đó chúng em ngâm giấy lọc vào dung dịch trên, làm khô ở nhiệt độ trong phòng, thì hiện tượng kết quả như (hình8)