Действие никотина как инсектицида - Студенческий научный форум

XII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2020

Действие никотина как инсектицида

 Комментарии
Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

ВВЕДЕНИЕ

Никотин – алкалоид, который содержится в растениях семейства пасленовых, преимущественно в табаке и, в меньших количествах, в томатах, картофеле, баклажанах, болгарских перцах. Также никотиновые алкалоиды можно обнаружить в листьях коки. Никотин — это бесцветная маслянистая жидкость с температурой кипения равной 247,6 °С, которая быстро темнеет на воздухе. При температурах ниже 60 °С и выше 210 °С никотин смешивается с водой, а в интервале температур от 60 °С до 210 °С он ограниченно растворяется в ней. Также никотин хорошо растворяется во многих органических растворителях. Он экстрагируется органическими растворителями, как из кислых, так и из щелочных водных растворов. Однако большие количества никотина экстрагируются из щелочных растворов. Никотин с водой образует азеотропную смесь, поэтому его можно перегонять с водяным паром.

Никотин составляет от 0,3 до 5% от массы сухого табака. Его биосинтез происходит а корнях, а накопление – в листьях. Никотин является сильнодействующим нейро- и кардиотоксином, которые особенно сильно действует на насекомых; вследствие этого раньше никотин использовался как инсектицид (химический препарат, предназначенный для уничтожения насекомых), а в настоящее время используют производные никотина, например, имидаклоприд, также в качестве уничтожения насекомых. Раньше никотин широко использовался в медицине. С его помощью лечили такие заболевания как астма, простуда, экзема и эпилепсия.

Однако, никотин очень токсичен, но при употреблении в малых дозах, например, при курении табака, действует как психостимулятор. Американской сердечной ассоциация считает, что с никотиновой зависимостью труднее всего бороться. От никотиновой зависимости, разумеется, избавиться можно, но все люди по-разному с ней справляются – для некоторых достаточно просто перестать курить, кто-то борется с зависимостью годами, а кому-то нужна врачебная помощь.

Также стоит отметить что никотин – одно из самых парадоксальных веществ. Несмотря на очевидный вред, курение считалось признаком мужественности, способом улучшения самочувствия и спортивных результатов.

1. ПЕСТИЦИДЫ

1.1. Общая характеристика пестицидов

Пестициды (от лат. pest – вред и caedo – уничтожать) – общепринятое в мировой практике сборное название химических препаратов, предназначеных для уничтожения живых организмов, которые наносят вред растениеводству и животноводству. К таким организмам относятся насекомые, клещи, грызуны, бактерии, вирусы, грибы, нежелательные травянистые и кустарниковые растительности и т.п. По своей природе пестициды способны вызывать нарушения жизнедеятельности живых организмов растительного и животного происхождения. Однако степень нарушения жизнедеятельности различных организмов одним и тем же веществом различен, это связано с избирательностью его действия, или выборочной токсичностью, то есть пестициды способны поражать один вид живых организмов без нежелательного воздействия на другие виды. Этот фактор учитывается при применении тех или иных препаратов в конкретных условиях и в зависимости от фитосанитарного состояния[1].

1.2. Классификация пестицидов

Пестициды, применяемые против вредителей животного происхождения, разделяют на:

1. кишечные – попадающие в организм через ротовое отверстие и органы пищеварения;

2. контактные – попадают в организм сквозь покровные ткани;

3. системные – проникают в растения и делают ядовитыми их соки;

4. фумиганты – попадают в организм через органы дыхания.

Большинство современных препаратов способны действовать на вредителей одновременно через желудок, кожные покровы, дыхательные органы и проникать в ткани растений, поэтому их принято называть препаратами комплексного воздействия[2].

Кишечные препараты вызывают отравление вредителей при поступлении в организм вместе с кормом. Механизм их токсического действия достаточно сложен. Сначала они разрушают стенки кишок, нарушая тем самым нормальные пищеварительные функции, а затем проникают в полости тела, разрушают там элементы крови, вызывая летальный эффект.

Кишечные препараты действуют только тогда, когда попадают вместе с пищей в органы вредителя. Съедая обработанные ими части растений, вредители отравляются и погибают. Поэтому кишечные препараты пригодны лишь для борьбы с открыто живущими вредителями, которые имеют ротовые органы грызущего типа и, питаясь механически, повреждают растения, глотая отгрызенные частицы листьев, стеблей и т.п.. К таким вредителям относятся различные жуки и их личинки, гусеницы бабочек, ложные гусеницы пилильщиков, саранчовые, грызуны и др.. Вредители могут погибнуть только в том случае, когда в их организм вместе с кормом поступает смертельная доза. Поэтому растениям, имеющие малую надземную вегетативную массу, не обеспечивают надежной защиты[2].

Некоторые кишечные препараты сначала даже увеличивают прожорливость вредителей, которые гибнут, только нанеся посевам значительный ущерб. Отравляющее действие кишечных препаратов оказывается сравнительно медленно, иногда через несколько часов, в основном же – через один–три дня после того, как препарат с едой попал в органы пищеварения вредителя. На интенсивность питания вредителей значительной степени влияют погодные факторы: чем выше температура воздуха, тем выше активность вредителей, тем больше они съедают растительного корма, тем выше эффективность препарата и – наоборот.

Опрыснутые кишечными препаратами растения остаются ядовитыми для вредителей, в зависимости от препарата, 10-15 суток. После этого опрыскивания приходится повторять, если угроза от вредителей еще не миновала. Повторные обработки проводят и после дождей, почти полностью смывают кишечные препараты с поверхности растений на почву[2].

В сельском хозяйстве в последние годы масштабы применения кишечных препаратов значительно сократились благодаря замене их препаратами комплексного воздействия, имеющие не только высокую эффективность против вредителей, но и многие другие преимущества.

Контактные препараты действуют на вредителей ядовито только при непосредственном контакте с их телом. Механизм действия препаратов этой группы может быть различным. В одних случаях, высыхая на теле вредителей, они создают газонепроницаемые пленки, что нарушает нормальный газообмен. В других – они разъедают и разрушают кожу, или, проникая сквозь покровы тела внутрь его, поражают нервную систему и тому подобное[3].

Контактные препараты пригодны для уничтожения всех вредителей, ведущих открытый образ жизни, и поэтому могут быть непосредственно обработаны препаратом. Однако ими пользуются преимущественно против вредителей с тонкой, слабо хитинизованою кожей, сквозь которую препарат может легко проникать внутрь тела. К таким вредителям относятся разные тли, цикадки, клопы, мелкие гусеницы бабочек, ложные гусеницы некоторых пилильщиков, различные мелкие жуки и растительноядные клещи. Но против вредителей, которые защищены плотным панцирем, например большие жуки, клопы-черепашки, колорадский жук и др., контактные препараты малоэффективны[3].

Токсическое действие контактных препаратов проявляется достаточно быстро, в основном уже через несколько часов после попадания на тело вредителя. Токсическое действие их на растениях, как и кишечных препаратов, проявляется в течение 10-15 суток, также на эффективность препарата влияют погодные условия. Поэтому, для получения ожидаемого эффекта, нужно хорошо знать биологические особенности вредителя и физико-химические свойства используемого препарата. Также при необходимости опрыскивание растений приходится повторять несколько раз. Контактные препараты для опрыскивания применяются преимущественно в виде растворов, эмульсий или суспензий. Высокая эффективность препарата наблюдается при условии наибольшей площади его контакта с телом вредителя.

Системные, внутрирастительные препараты способные проникать в растения через вегетирующие органы, корни, семена. Они делают растительный сок на долгое время ядовитым для вредителей, не причиняя вреда самим растениям. Примененным способом опрыскивания, они легко проникают внутрь растений через поверхность листьев, а при внесении в почву всасываются корнями и тоже равномерно распределяются не только во всех вегетативных, но и в генеративных органах растений. Системные препараты эффективны против подавляющего большинства мелких, сосущих насекомых и растительноядных клещей, живущих скрыто. Питаясь отравленным системными препаратами соком растений, сосущие вредители быстро погибают. Итак, по способу воздействия на вредителей системные препараты являются в основном кишечными. В современном ассортименте системных препаратов большинство обнаруживает и контактное действие. Поэтому кроме сосущих насекомых и клещей от них гибнут также различные грызущие насекомые–минеры, такие как гусеницы минуя молей, личинки минуя мух и др., которые живут внутри растительных тканей[4].

Но для большинства жуков и их личинок, гусениц белянок, шелкопрядов и совок, ненастоящих гусениц пилильщиков и других крупных листогрызущих вредителей не свойственна повышенная устойчивость против системных препаратов, поэтому их эффективность недостаточна.

Существенным недостатком системных препаратов является появление устойчивости к ним у вредных организмов, то есть резистентности[4].

Фумиганты – химические соединения, в виде ядовитого газа или пара проникают в организм насекомых и животных через органы дыхания и вызывают их отравление. Препараты этой группы действуют на кровеносную, ферментную или нервную системы живых организмов.

В большинстве препаратов-фумигантов достаточно широкий спектр действия, что делает их пригодными для борьбы с многочисленными вредителями из разных групп животного мира. В частности, препараты этой группы могут уничтожать вредных млекопитающих, вредных членистоногих, например насекомых или клещей, а также некоторых вредных круглых червей или нематод. Однако практически препараты фумигационной действия применяют в основном против вредителей, живущих скрыто и которых трудно или вовсе невозможно уничтожить препаратами иного действия. Практическое значение имеет также использование некоторых фумигантов для обеззараживания культивационных сооружений закрытого грунта, складских помещений, сельскохозяйственной продукции от комплекса вредных организмов[5].

На эффективность препаратов фумигационной действия значительно влияет температура. С повышением температуры воздуха фумигационная токсичность препаратов возрастает, а со снижением – ослабляется. Оптимальной, для эффективного действия препаратов–фумигантов, является температура около 18-25 °С. При температуре ниже 10-12 °С их эффективность настолько снижается, что применение зачастую становится нецелесообразным[5].

Почти всем препаратам фумигационной действия присуща высокая фитодок-токсичность. Даже в самых малых концентрациях, часто недостаточных для уничтожения вредителей, препараты этой группы сильно повреждают зеленые растения, вызывая ожоги и опадение листьев.

На потребительские, пищевые и вкусовые качества зерна, продуктов его переработки, плодов или других пищевых и кормовых продуктов разные фумигационные препараты влияют по-разному. Поэтому при их применении следует детально знать физико-химические особенности каждого из них.

Некоторые фумиганты могут вредно влиять на металлы, краски и ткани. Особенно это характерно для сернистого газа, который образуется при сжигании препаратов группы серы. Во влажной среде коррозию металлов может привести также хлорпикрин[6].

Препараты комплексного действия – это химические соединения, которые действуют на вредные организмы одновременно контактно, кишечно, системно и фумигационно. Что касается других способов их действия, то они, имея подчиненное значение, лишь повышают эффективность применения этих препаратов, но не предопределяют ее. Большинству комплексных инсектицидов присущ широкий диапазон действия. Они токсичны для подвижных стадий развития почти всех грызущих и сосущих насекомых, а именно для разных жуков и их личинок, гусениц бабочек и ненастоящих гусениц пилильщиков, саранчовых и многих тлей, трипсов, цикадок, клопов[6].

2.ИНСЕКТИЦИДЫ. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА.

Инсектицидами (от лат. insectum – насекомое; caedo – уничтожать, убивать) принято называть вещества, предназначенные для уничтожения насекомых. Некоторые из них способны подавлять развитие растительноядных клещей и называются акарицидами (от лат. acarus – клещ).

Классификация инсектицидов и акарицидов осуществляется за проникновения их в организм, по химической природе и гигиеническим показателям.

Для уничтожения листогрызучих насекомых эффективные инсектициды кишечной или кишечно–контактного действия, а сосущих – системно–контактного действия.

Против грунтовых вредителей эффективные препараты с фумигационными свойствами, способными создавать вокруг семян или проростка смертельную для насекомых концентрацию. Кроме того, они должны быть контактными, системными инсектицидами с наличием в их составе прилипателя, а также не реагировать негативно на влажность почвы, то есть не проявлять фитотоксичности на начальной рост растений[7]. По продолжительности защитного действия подбирают препараты в зависимости от скорости роста генерации, сроков обработки, скорости созревания культуры.

Среди эффективных подбирают инсектициды, менее опасны для человека и окружающей среды с меньшей нормой расхода на единицу площади и широкого спектра действия против комплекса вредителей.

К современному ассортименту входят инсектициды с различной реакцией на температуру среды, что приводит зону и время применения препаратов, например, пиретроиды эффективны в осенние и весенние периоды, в утреннюю и вечернюю пору, когда температура воздуха не превышает 25 °С. Немалое значение при выборе препарата имеют и экономические факторы. При этом следует учитывать не стоимость одного его килограмма, а стоимость гектарной нормы. Также следует учитывать и сложность приготовления рабочих растворов.

3.НИКОТИН

3.1. История названия и открытия никотина

Табак известен человечеству очень давно. Правда, цивилизацию, ставшую в итоге глобальной, это растение обходило до поры до времени стороной, так же как и привычные всем подсолнечник, картофель или томат. А всё потому, что изначально все эти растения – эндемики американского континента, и первыми с курением табака и приёмом никотина внутрь познакомились многочисленные цивилизации индейцев. По крайней мере, первым изображениям курящих индейцев майя уже более двух с половиной тысяч лет. Говорят, что сам Колумб связку подаренных ему табачных листьев выбросил за борт, не разобравшись в этом растении. Зато Христофор Колумб стал автором первого «табачного» названия на карте мира – остров Тобаго, ныне – часть страны Тринидад и Тобаго получил название в честь названия растения на одном из аравакских языков. Майясское же слово сик–ар, обозначающее процесс курения, гораздо позже вошло во многие языки мира в слова «сигара, сигарета, сигарилла».
Нельзя сказать, что табак был сразу же воспринят в Европе «на ура». Член экипажа «Санта-Марии», одного из трёх кораблей Колумба, Родриго де Херес, в 1501 году получил от инквизиции тюремный срок за то, что им якобы овладел дьявол, что выразилось в испускании моряком дыма изо рта. Как вы понимаете, де Херес просто оказался одним из первых в Европе курильщиков[8].

Наименование «никотин» происходит от латинского названия табака Nicotianatabacum, которое, в свою очередь, названо в честь Жана Нико, посла Франции при португальском дворе, который в 1560 году отправил немного табака королеве Екатерине Медичи. Табак был описан королеве как «растение, которое способно облегчить ужасные мигрени». Королева оценила это новшество и отдала приказ выращивать его в Бретани, Гаскони и Эльзасе (название французских провинций). Табак назвали «травой для Королевы» или «Екатеринщина»[8].

Эта трава стала очень популярной, и ее принялся курить весь королевский двор. Были и те, кто противился табаку, воспринимая его чем-то из отряда колдовских штучек. Однако мода на табакокурение стремительно распространялась.

Мольер, знаменитый деятель из театрального мира, написал в одной из своих пьес: «тот, кто живет без табака, недостоин жить!» А дети принимались напевать известную тогда песенку «У меня есть хороший табак, что лежит в моей табакерке...»[9].

В других странах увлечение табаком было таким же быстрым. В это же время он появился в Англии, Италии, Германии, Турции, Марокко, Корее, Японии, Китае и т.д. С конца XVI века  табак был известен во всем мире.

Алкалоиды обычно содержатся в растениях в виде солей органических кислот. Никотин образуется в корнях растения, а накапливается в листьях в форме солей лимонной и яблочной кислот. Чтобы выделить его, листья обрабатывают водным раствором щелочи, которая вытесняет азотистое основание из его соли. Полученный алкалоид отделяют перегонкой с водяным паром и далее экстрагируют из водного раствора с помощью эфира.

Рис 1. Структурные формулы никотиновой кислоты и никотинамида[10]

Эфир легко испаряется, остается вязкая жидкость со специфическим запахом. Этот алкалоид и есть никотин. Эмпирическая формула никотина С10Н14N2 была установлена в 1843 году Мельсеном. Строение молекулы устанавливали довольно долго, изучая продукты реакций расщепления и окисления. Так, в результате окисления никотина образуется никотиновая кислота — 3-пиридинкарбоновая кислота, которая с 1937 года считается витамином. Собственно говоря, никотиновая кислота — провитамин, а витамином служит ее амид.

Рис 2. Структурные формулы пиридина и никотина[10]

Никотинамид, или витамин В5, который ранее назывался витамином РР (pellagra preventing), обладает антипеллагрическим действием, то есть предотвращает развитие кожного заболевания пеллагры. Наличие в продуктах окисления никотиновой кислоты означает, что молекула никотина содержит пиридиновый фрагмент С5Н4N с которым в 3-положении связан фрагмент С5Н10N. О присутствии в молекуле пиридинового фрагмента догадались в 1881 году, а окончательно строение молекулы никотина подтвердил синтез, выполненный в 1895 году Пикте и Крепье. Казалось бы, раз при окислении никотина получается витамин В5 (или витамин РР), значит, в организме курящего человека он должен постоянно образовываться. Но нет! Такого фермента, что помогал бы ядовитому алкалоиду превращаться в полезное вещество, эволюция нам не подарила[9]. 

3.2. Общая характеристика никотина

Никотин — алкалоид, содержащийся преимущественно в табаке. Составляет от 0,3 до 5% от массы табачного листа в сухом виде.

Систематическое название никотина – пиридин-3-N-метилпирролидин, брутто-формула: C10H14N2, молекулярная масса - 162,63.

Никотин – сильнодействующий нейротоксин, он вызывает паралич нервной системы (остановка дыхания, прекращение сердечной деятельности, смерть). Средняя летальная доза для человека: 0,5—1 мг/кг[10].

На короткий период действует возбуждающе, что является одним из факторов, формирующих зависимость.

Никотин — гигроскопическая маслянистая жидкость. Легко смешивающаяся с водой. Легко проникает через кожу. Пары никотина воспламеняются при 95°C — ниже температуры кипения. То есть в процессе курения большая часть никотина сгорает. Но дым уже 20—25 сигарет содержит смертельную для взрослого человека дозу[10].

Фармакокинетика. Попадая через легкие, никотин быстро разносится по телу, и через 7—10 секунд достигает тканей головного мозга. Это достаточно высокая скорость, что является еще одним фактором в формировании зависимости. Период полувыведения никотина из тела, по разным источникам, составляет от получаса до двух часов.

Фармакодинамика. Никотин действует на никотиновые ацетилхолиновые рецепторы, что ведёт к росту содержания адреналина. И уже адреналин ускоряет сердцебиение, (росту кровяного давления), учащению дыхания, а также повышает уровень глюкозы в крови. Кроме того, никотин увеличивает содержание дофамина – гормона счастья, основного виновника в формировании зависимости.

Никотин и никотиновая кислота. Никотин легко окисляется до никотиновой кислоты, которая уже не яд, а витамин B3 (Niacin). Однако в организме человека практически отсутствуют необходимые для этого ферменты. Поэтому даже хронические курильщики могут страдать от недостатка никотиновой кислоты. Можно встретить утверждение, что «никотин нужен организму», которое является глубоким заблуждением.

В относительно большом количестве никотиновая кислота содержится в ржаном хлебе, гречке, фасоли.

3.3. Полезные свойства никотина

Никотин обладает такими полезными свойствами, как[11]:

1. никотин и его производные котинин и норникотин и даже водный экстракт сигаретной смолы предотвращают развитие рака, вызываемого канцерогенами табачного дыма;

2. никотиновой зависимости (по типу наркотической) не существует

3. никотин подавляет состояние острой болезненной тяги к наркотикам и может в перспективе применяться для лечения наркотической зависимости;

4. никотин является противоядием против химического оружия – боевого отравляющего вещества рицина. Такое действие никотина ученые связывают с его противовоспалительными свойствами.

5. никотин повышает умственную работоспособность и ускоряет обработку информации у некурящих

6. никотин благотворно влияет на течение болезни Паркинсона, что установлено совершенно четко, в связи с чем планируется создать лекарство от паркинсонизма на основе никотина

7. основной продукт преобразования никотина в организме - котинин - улучшает память и лечит болезнь Альцгеймера.

8. никотин стимулирует кровообращение, восстановление кровеносных сосудов, в связи с чем может использоваться для заживления ран и лечения болезней, связанных с нарушением кровообращения и диабета.

9. никотин снижает аппетит.

10. никотин является эффективным средством нормализации массы тела. У людей, регулярно занимающихся курением, вес тела близок к идеальному, а содержание жира в 1,5 раза меньше, чем у некурящих.

11. никотин ослабляет действие алкоголя.

12. никотин помогает в лечении очень сложно излечиваемого язвенного колита.

13. никотин является провитамином и при окислении в организме превращается в витамин В3, он же витамин РР, никотинамид, никотиновая кислота или "никотинка"

3.4. Влияние никотина на нервную систему

В ходе изучения свойств никотина учеными было выяснено, что он является довольно сильным нейротоксином, особенно чувствительными к нему являются насекомые. На основании никотина были даже созданы инсектициды, некоторые до сих пор используются.

В середине 20 века велись активные исследования биохимии нервной системы, направленные на выяснение принципов функционирования нервных клеток. Оказалось, что мнение о том, что нервы аналогичны проводам и передают друг другу электрические импульсы, является неверным. Точнее, для простейших круглых и плоских червей это действительно так, но вот более развитые животные имеют несколько другой механизм передачи нервного импульсах[12].

Выглядит он следующим образом — нервная клетка, связанная с рецептором, генерирует небольшой электрический потенциал, но, в отличие от простейших многоклеточных, она не передает его напрямую другой нервной клетке, а провоцирует этим потенциалом выделение нейромедиаторов в синапсе. Синапс представляет собой, грубо говоря, переходник между двумя нервными клетками. Если провести аналогию, это вилка и розетка, где со стороны одной нервной клетки вилка, а с другой — розетка. Эти стороны называют пресинапитческой и постсинаптическими мембранами, а пространство между ними — синаптической щелью. В эту щель из пресинаптической мембраны выделяются нейромедиаторы — специальные химические вещества, которые, взаимодействуя с рецепторами постсинаптической мембраны, сообщают следующему нейрону, что ему делать. Так осуществляется передача нервного импульса, или синаптическая передача[12].

В синаптическую щель нейромедиатор может попасть не только из пресинаптической мембраны, но и из кровотока. Это и позволяет обеспечить более широкие возможности управления нашей нервной системой. Например, выделение адреналина отключает ряд синапсов, которые ведут к органам, не нужным для борьбы или бегства. Конечно, это лишь один, самый простой, из примеров такой регуляции.

Никотин, попадая из крови в синапс с такими рецепторами, активирует их, что косвенно приводит к росту выделения адреналина и оказывает стимулирующий эффект. Именно этим обусловлено положительное подкрепление, которое вызывает сильную психологическую зависимость у курильщиков. Однако не все так безобидно: у людей с длительным стажем курения концентрация никотина в крови сохраняется довольно высокой в течение длительного времени, что приводит к уменьшению количества рецепторов, чувствительных к никотину и ацетилхолину, и, как следствие, нарушается нормальная работа данной группы синапсов. Нормальное количество ацетилхолина уже не способно вызвать адекватную реакцию последующей клетки, и пресинаптической мембране приходится выделять больше нейромедиатора, чтобы быть «услышанной».

4. ВЫДЕЛЕНИЕ НИКОТИНА ИЗ ТАБАКА

В данной курсовой работе получение никотина будет производиться методом сульфатирования. В результате этого способа можно получить продукт с содержанием никотина около 40%, однако помимо никотина продукт будет содержать различные примеси, но именно такой продукт и используют в качестве инсектицида.

Реактивы и оборудование:

1. Весы лабораторные;

2. Пипетки стеклянные, вместимостью 10 мл, 5 мл, 1 мл;

3. Коническая колба вместимостью 250 мл;

4. Фильтровальная бумага;

5. Дистиллированная вода;

6. Табак;

7. Серная кислота.

Ход анализа. Взвешиваем 10 г табака на аналитических весах и переносим его в коническую колбу. Затем обрабатываем табак серной кислотой в соотношении 2:1. В качестве продукта получаем сульфат никотина. Далее полученный никотин–сульфат растворяем в дистиллированной воде. Раствор фильтруем и выпариваем до получения конечного продукта с концентрацией никотина 40%.

Данная реакция отличается высокой производительностью и малыми затратами. Выход никотина при данной реакции достаточно большой, но продукт получается очень грязным. По сути в результате данной реакции получаются органические вещества, «обугленные» серной кислотой.  Никотин, получаемый таким способом относится к классу QP53AX13, то есть его можно использовать как инсектицид, яд для устранения паразитов. Но полученный продукт токсичен для животных и человека: 50 мг такого никотина при приеме внутрь могут вызвать тяжелое отравление[13].

5. РЕАКЦИИ С РАСТВОРОМ НИКОТИНА

5.1. Определение реакции среды раствора никотина

После выделения никотина исследуем реакцию среды полученного раствора.

Реактивы и оборудование:

1. Универсальная индикаторная бумага;

2. Исследуемый раствор.

Ход анализа. Для определения реакции среды исследуемого раствора вносим в него универсальную индикаторную бумагу. Реакция среды – кислая. Кислоты в растворе, не считая серной кислоты, которую использовали для реакции сульфатирования, могут еще образоваться, при взаимодействии воды с CO2, SO2, NO2, которые выделяются из табака:

CO2 + H2O = H2CO3;

SO2 + H2O = H2SO3;

4NO2 + H2O = 4HNO3.

5.2. Обнаружение никотина

Чтобы удостовериться, что после сульфатирования табака был получен никотин, надо произвести реакцию на его обнаружение.

В данной курсовой работе проведем реакцию обнаружения никотина с формальдегидом.

Реактивы и оборудование:

1. Часовое стекло;

2. Горелка;

3. Стеклянная палочка;

4. Исследуемый раствор;

5. 4%-ый водный раствор формальдегида;

6. Концентрированная азотная кислота.

Ход анализа. На часовое стекло наносим 1–2 капли исследуемого раствора и 2 капли 4%-го водного раствора формальдегида. Нагреваем смесь, затем прибавляем к ней каплю концентрированной азотной кислоты. Раствор приобретает розовую окраску, это говорит о наличии никотина в исследуемом растворе.

6. ДЕЙСТВИЕ НИКОТИНА КАК ИНСЕКТИЦИДА

Основным применением никотина в сельском хозяйстве является борьба с насекомыми–вредителями. Он относится к контактным инсектицидам, то есть действует только при соприкосновении с наружными покровами насекомого. При этом яд проникает или через покровы тела внутрь организма, и таким образом насекомое отравляется, или обжигает наружные покровы тела, или же, обволакивая тело насекомого тонкой пленкой, закупоривает дыхальца и таким образом удушает его.

Наглядный пример действия никотин-сульфата на насекомых продемонстрируем на мошках.

Берем три одинаковые по объему банки, помещаем в них одинаковое количество воды и вносим по 5 мошек в каждую банку. Первую (контрольную) банку закрываем крышкой и оставляем. Во вторую банку с помощью пульверизатора распыляем на тараканов полученный раствор никотина. Главное следить за тем, чтобы раствор попал на мошек, то есть чтобы произошел непосредственный контакт раствора никотина с мошками. И закрываем банку крышкой. А в третью банку помещаем ватный диск, смоченный никотин-сульфатом, следим за тем, чтобы мошками не контактировали с инсектицидом, а его действие производилось только за счет испарения никотина. Таким образом, мы создаем в трех банках абсолютно одинаковую питательную среду (ватный диск с водой), но разные условия (в первой банке нет никотина, во второй произошел непосредственный контакт через наружный покров, а в третьей контакта не произошло, но пары никотина присутствуют).

В итоге получаем, что в замкнутом пространстве мошки могут жить около 3х дней, если на них ничем не воздействовать, то есть в первой (контрольной) банке мошки погибли примерно за 3 дня. Во второй банке при контакте с раствором никотина время продолжительности жизни сократилось до десяти часов. А в третьей банке, где присутствуют пары никотина, но непосредственного контакта не было, мошки погибли за двое суток. То есть это полученные результаты говорят нам о том, что никотин можно использовать в качестве инсектицида, благодаря ему время жизни мошек сократилось примерно в 6(!) раз. При наблюдении за поведением мошек было замечено, что сначала при поступлении никотина, мошки начинают вести себя гораздо активнее, чем в обычных условиях, затем они становятся все вялее и вялее постепенно умирают.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Таким образом, никотин обладает как полезными, так и вредными свойствами. С одной стороны никотин пагубно действует на человека, отравляя его изнутри, а с другой – никотин можно использовать в качестве инсектицида для борьбы с разными вредителями, а также его применяют для лечения некоторых видов болезней у людей. В первую очередь никотин – это яд. Но люди научились использовать никотин не только в качестве отравляющего вещества на организм человека, но и для борьбы с вредными насекомыми и млекопитающими.

Проведенный анализ наглядно показывает как никотин и с какой скоростью действует на насекомых (в нашем случае на мошек), продолжительность их жизни сокращается примерно в 6 раз. Это достаточно хороший показатель, поэтому никотин до сих пор применяют в качестве инсектицида.

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Пестициды. Общие сведения. – [Электронный ресурс] – Режим доступа: http://www.agrocounsel.ru/obschie-svedeniya – (Дата обращения 28.11.19).

2. Классификация пестицидов по способу поступления в организм – [Электронный ресурс] – Режим доступа: http://www.agrocounsel.ru/klassifikatsiya-pestitsidov-po-sposobu-postupleniya-v-organizm – (Дата обращения 28.11.19).

3. Химические препараты для борьбы с насекомыми вредителями – [Электронный ресурс] – Режим доступа: https://7dach.ru/Tangeya/himicheskie-preparaty-dlya-borby-s-nasekomymi-vreditelyami-5860.html – (Дата обращения 28.11.19).

4. Системный пестицид – [Электронный ресурс] – Режим доступа: http://www.pesticidy.ru/dictionary/system_pesticide– (Дата обращения 28.11.19).

5. Белан С.Р., Грапов А.Ф., Мельникова Г.М. Новые пестициды. Справочник. - М.: «Грааль», 2001.

6. Гар К.А. Инсектициды в сельском хозяйстве. М.: Агропромиздат, 1985.

7. Груздев, Г.С. Химическая защита растений / Под ред. Г.С. Груздева.- X 46 3-е изд., перераб. и доп.- М.: Агропромиздат, 1987.- 415с.

8. История никотина – [Электронный ресурс] – Режим доступа: https://fishki.net/2114224-istorija-nikotina.html – (Дата обращения 03.12.19).

9. Небольшая история табака и никотина – [Электронный ресурс] – Режим доступа: http://lady.glac.ru/article/550 – (Дата обращения 03.12.19).

10. Никотин – [Электронный ресурс] – Режим доступа: http://himoza1977.blogspot.com/2013/01/blog-post_30.html – (Дата обращения 03.12.19).

11. Полезные свойства никотина – [Электронный ресурс] – Режим доступа: https://galactikka.com/news-56dd57d2bd04705a338b456a – (Дата обращения 03.12.19).

12. Влияние никотина на организмы – [Электронный ресурс] – Режим доступа: https://grafas.ru/vliyanie-i-vozdeistvie-nikotina-na-organizm-cheloveka-vliyanie-nikotina-na/ – (Дата обращения 03.12.19).

13. Способы получения никотина. Основные методы – [Электронный ресурс] – Режим доступа: http://www.ecigtalk.ru/blogs/u40821/post-11025.html – (Дата обращения 03.12.19).

Просмотров работы: 16