Научно - исследовательская работа «Большая стирка»

Муниципальное бюджетное

общеобразовательное учреждение

«ЛИЦЕЙ №6 «Парус»

Россия, 140093, Московская область, . ,

Научно - исследовательская работа

«Большая стирка»

Выполнила:

ученица 10 «А» класса

Учитель-консультант:

,

учитель химии

Оглавление.

1. Введение

2. Основная часть

2.1. Литературный обзор

2.2. Результаты социологического опроса

2.3. Химический состав порошка

2.4. Материалы и методы исследования

2.5. Результаты и их обсуждение

3. Заключение

4. Используемая литература

1. Введение.

Сегодня трудно себе представить процесс стирки без порошка, ведь с момента его появления прошло почти полтора века. Правда, первые упоминания об использовании стирального порошка относятся еще к XVI веку. Известно, что индийцы при стирке добавляли в воду особую смесь, но рецепт ее приготовления, к сожалению, не сохранился.

Создателем первого в истории стирального порошка является немецкий химик Фритц Хенкель. Он получил продукт, в составе которого преобладал силикат натрия, ставший прародителем современного стирального порошка. 26 сентября 1876 года в Германии Фритцем Хенкелем и партнерами была основана компания Henkel, выпускавшая его новый порошок, расфасованный в пакеты. «Детище» Хенкеля очень быстро приобрело широкую популярность за счет низкой цены и, спустя два года, компания стала поставлять на рынок новый продукт под названием «Отбеливающая сода». Хенкель смог придать порошку отбеливающий эффект благодаря добавлению в него соды, при этом он остался весьма доступным по цене. (приложение 1 рисунок 1, 2)

С приходом в компанию сына Фритца Хенкеля Хьюго в 1905 году начались разработки в направлении создания порошка для автоматических стиральных машин. А в 1907 году появился порошок «Persil», позволивший без усилий получать белоснежное чистое белье. Благодаря своим свойствам он вывел Henkel на европейский и американский рынки. (приложение 1 рисунок 3)

Во время Первой Мировой войны немецким химиком Понтером было создано синтетическое порошковое моющее средство. Это открытие применила компания «Procter & Gamble», выпустив в 1933 году свой первый стиральный порошок «Dreft», покоривший американский рынок в кратчайшие сроки. (приложение 1 рисунок 4)

После этого три четверти века технология производства стиральных порошков не претерпевала сильных изменений. Лишь с началом 2000-х годов в истории стирального порошка начался новый этап, связанный с созданием химических соединений. Сегодня стиральный порошок включает в себя вещества, уменьшающие поверхностное натяжение воды, щелочные добавки, антисорбенты, компоненты, смягчающие воду, флуорисцирующие вещества для создания белизны, соединения натрия и калия для удаления загрязнений, а также отдушки. ( приложение 1 рисунок 5)

В наши дни на полках магазинов бытовой химии мы можем встретить огромное количество разнообразных стиральных порошков. Они бывают для ручной и автоматической стирки, жидкие, для цветного, белого и черного белья. Как из всего этого многообразия выбрать достойный по цене и качеству порошок? Что из всего этого действительно необходимо каждой хозяйке? Какой фирме отдать свое предпочтение?

С точки зрения охраны окружающей среды большую тревогу вызывает загрязнение водоемов промышленными стоками, но значительна и роль бытового сброса. Наибольшая роль принадлежит синтетическим моющим средствам (СМС), которые имеют весьма сложный состав. Физиологическое действие ПАВ на человека и животных не вызывает оптимизма, поэтому для питьевой воды в России установлена их предельно-допустимая концентрация (ПДК), а также постоянно совершенствуется химический состав ПАВ. В настоящее время в силах каждой семьи ограничить отрицательные действия ПАВ путем выбора таких СМС, биологическое действие которых на окружающую среду наименьшее.

Цель: Оценить эффективность стиральных порошков и их ингибирующую роль для живых организмов.

Задачи:

1.Выяснить какие порошки пользуются спросом у населения.

2.Экспериментально проверить отстирывающую способность порошков на разных типах пятен.

3.Исследовать влияние порошков на рост боитеста - кресс-салата.

4.Сравнить состав наиболее популярных порошков.

5.Анализ и обобщение полученных результатов.

Методы исследования: Анкетирование, эксперимент, литературный обзор.

Практическая значимость: В наше время на прилавках в магазинах мы видим огромный выбор синтетических моющих средств, соответствует ли их качество цене?

Рабочая гипотеза: Все мы являемся свидетелями того, что в наших магазинах появился огромный ассортимент синтетических моющих средств, в котором в последнее время мы просто теряемся. А рекламодатели постоянно твердят о высоком качестве СМС. На экране хорошо видно как пятна с рубашек и простыней исчезают, словно по волшебству. А как на самом деле? Ведь дело чести для каждой хозяйки – это безупречная чистота одежды и постельного белья. Итак, когда мы идем покупать СМС, нам бы хотелось купить такое средство, которым можно было бы стирать все, невзирая на качество ткани и степень загрязнения. Существует ли такое средство? Если да, то какое? Если нет, то каким оно должно быть?

2. Основная часть.

2.1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР.

Сегодняшние моющие средства – это смеси веществ. Их компонентами являются ПАВ, комплексообразователи, оптические осветлители, отбеливатели и различные вспомогательные вещества. Мыло содержится в них в очень небольшом количестве и то не как моющий агент, а как обеспениватель. ПАВ, хотя они и не составляют количественно основную массу смеси, имеют решающее значение для качества стирки. Их назначение – уменьшить поверхностное натяжение воды, улучшить смачиваемость ткани и повысить эмульгируемость пенообразователей.

Бытовая химия сегодня развивается столь же бурно, как и рынок бытовой техники в целом. Производители предлагают целый спектр высококачественных стиральных порошков, которые могут удовлетворить требованиям самых взыскательных потребителей.

В зависимости от основных функций, выполняемых порошками, их можно условно разделить на три типа:

• удаляющие общие загрязнения,

• содержащие отбеливатели,

• порошки с биологическими добавками.

Как правило, последние два типа с успехом выполняют и функции первого, выпускаются и порошки с биодобавками и функцией отбеливания. Основной элемент любого порошка - поверхностно-активные вещества. При растворении порошков воде происходит реакция гидролиза. В результате образуется обильная пена, которая и "втягивает" в себя - сорбирует частицы грязи, содержащиеся в воде и на одежде.

2.2. РЕЗУЛЬТАТЫ СОЦИОЛОГИЧЕСКОГО ОПРОСА.

Используя возможности облака Google, среди сотрудников и учеников нашего лицея я провела социологический опрос, в котором приняли участие больше 100 человек.

Участникам были заданы следующие вопросы:

1)Какой стиральный порошок вы используете?

2)Устраивает ли Вас, как этот порошок справляется с пятнами?

3)Как Вы выбираете стиральный порошок?

4)Важен ли для Вас состав порошка?

5)Обращаете ли Вы внимание на экологичность порошка при его выборе?

6)Известно ли Вам о влиянии моющих средств на организм человека?

По результатам опроса лидирующие позиции стиральных порошков заняли следующие марки: Persil, Ariel, Reflect, Миф, Ушастый нянь.

2.3. ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ.

Изучив данные упаковок порошка я составила сравнительную таблицу «Химический состав порошка». (приложение 2 таблица 1)

Анализируя данные таблицы, выяснили, что по химическому составу порошки все - таки незначительно отличается друг от друга. Но в любом стиральном порошке есть фосфаты, анионные ПАВ, неионогенные ПАВ, оптические отбеливатели, экзимы.

Анионные ПАВ— соединения, которые в водных растворах диссоциируют с образованием анионов, обусловливающих поверхностную активность. Среди них наибольшее значение имеют линейный алкилбензосульфонат, сульфаты и сульфоэфиры жирных кислот. Основным достоинством является относительно невысокая стоимость, эффективность и хорошая растворимость. Но они наиболее агрессивны по отношению к организму человека.

Неионогенные ПАВ - соединения, которые растворяются в воде, не ионизируясь. Растворимость неионогенных ПАВ в воде обуславливается наличием в них функциональных групп. В водном растворе они образуют нитраты вследствие возникновения водородных связей между молекулами воды и атомами кислорода полиэтиленгликолевой части молекулы ПАВ. К ним относятся: полигликолевые эфиры жирных спиртов и кислот, полигликолевые эфиры амидов жирных кислот, ацилированные или алкилированные поли гликолевые эфиры алкиламидов. Основным достоинством является благоприятное действие на ткань и главное — 100% биоразлагаемость.

Фосфаты - уменьшают жесткость воды, тем самым, улучшают моющую способность порошка. Они вредны для здоровья и окружающей среды, и с ними активно борются "зеленые". В плохих порошках их бывает до 80%. Есть нормы и для фосфатов - 12% максимум! Некоторые компании не указывают их количество, в таком случае считается, что фосфатов примерно 40-50%.

Цеолиты - природные минералы сложной структуры. Они безопаснее для окружающей среды и здоровья. С ними выпускаются порошки нового поколения. К сожалению, они хуже растворяются в воде и осаждаются на стираемой ткани. Образуется "жесткий гриф", белье становится неприятным в носке.

Карбонат натрия, то есть сода. Сода не оказывает вредного воздействия на человека.

Антиресорбенты (карбометилцеллюлоза) предотвращают повторное оседание грязи на отстиранную ткань.

Энзимы - ферменты, которые растворяют белковые загрязнения. Из-за этого порошком с энзимами нельзя стирать шерсть и шелк, ибо в своей основе это ткани белкового происхождения. Ферменты действуют при температуре 40-50 С.

Пеногасители и стабилизаторы пены - вещь, необходимая для автоматических стиральных машин. От обилия пены они могут выйти из строя.

2.4. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ,

Активный хлор

1)В пробирку налили 10 мл анализируемого раствора

2) С помощью пинцета опустили (погрузив целиком) рабочий участок индикаторной бумаги (1x1 см) в пробирку с раствором. Выдержали индикаторную бумагу в растворе 10 секунд.

3) Извлекли индикаторную бумагу из раствора и выдержали на воздухе 1 мин.

4)Определили ближайшее по окраске поле контрольной шкалы и соответствующее ему значение концентрации активного хлора в процентах. Для этого сравните интенсивность окраски рабочего участка индикаторной бумаги с образцами окраски контрольной пленочной шкалы.

Определение пенистости.

Растворили 3 г порошка в 100 мл воды, интенсивно взболтали и определили пенистость по пяти бальной шкале. (приложение 2 рисунок 1)

Уровень концентрации ионов водорода (уровень pH)

1)Налили в пробирку 5 мл анализируемой воды, предварительно ополоснув несколько раз пробирку анализируемой водой.

Добавили пипеткой – капельницей 3-4 капли (около 0,10 мл) раствора универсального индикатора Unisol 410 и встряхнули пробирку.

Провели визуальное колориметрирование пробы. Для этого пробирку с пробой поместили на белое поле контрольной шкалы и, освещая пробирку рассеянным белым светом достаточной интенсивности, определили ближайшее по окраске поле контрольной шкалы и соответствующее ему значение pH. (приложение 2 рисунок 2-3)

2) Также мы определили уровень pH при помощи LabQuest. (приложение 2 рисунок 4)

Проведение биотестирования.

В качестве тест-объекта для оценки биологического действия выбранных СМС из семян высших растений в работе использовались семена кресс-салата как показатели темпа роста, помещенные в чашечки на смоченные испытуемым раствором бумажные фильтры. Контролем служила водопроводная дехлорированная вода. Длины корешков и проростков измерялись и сравнивались с контрольной серией.

Из материалов в опытах использовались различные стиральные порошки. Оценку действия на растения различных концентраций порошков проводили путем проращивания выбранной культуры на растворах порошков по изменению длины корешков, ростков. Были испытаны концентрации 2г/л, 1г/л, 0,5г/л, 0,25г/л качестве контроля использовали водопроводную воду. В каждом опыте использовалось по 20 семян. Через четыре дня после закладки опыта измеряли длину ростков и корешков растений. Полученные данные обработаны статистически. (приложение 3 таблица 1, рисунок 1-8)

Проверка моющего действия 1.

Возьмем 5 стаканов с водой, капнем туда по одной капле раствора бриллиантового зеленого спирта (зеленки). Затем добавим в стаканы по 1\4 части чайной ложки порошка. Оставим на некоторое время и пронаблюдаем, как порошок очистит воду. (приложение 2 рисунок 5-6)

Проверка моющего действия 2.

В качестве проверки порошка на его моющее действие посмотрим, как порошки справляются с пятнами. Возьмем 5 образцов белой ткани. Нанесем пятна кофе, банана, морковного сока и губной помады. Подождем некоторое время, так как обычно мы имеем дело с въевшимися пятнами. Застираем образцы. Результаты проверки представлены в таблице. (приложение 2 рисунок 7)

2.5. РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ.

	Активный хлор	pH (Unisol 410)	pH (LabQuest)	Пеннистость	Эффективность стирки 1	Эффективность стирки 2
Persil	нет	9,5	10,6	3	5	4
Ariel	нет	10,5	10,9	3	3	3
Ушастый нянь	нет	8,5	9	3	2	5
Миф	нет	10	9,8	3	4	3
Reflect	нет	9	10	2	1	5

Ни в одном из исследуемых порошков активный хлор не был обнаружен.

Пенистость во всех порошках примерно одинаковая, они и не должны сильно пениться, так как это порошки для стиральных машин.

pH исследуемых порошков колеблется от 8,5 (Ушастый нянь) до 10,5 (Ariel). Значение pH не превышают ГОСТа (по российскому стандарту (ГОСТ 22567.5-93) уровень концентрации водородных ионов должен укладываться в диапазон от 7,5 до 11,5). Чем нижу показатель к нижней границе, тем лучше – белье меньше изнашивается при стирки и порошок оказывает меньшее влияние на кожу.

Результаты биотестирования показали, что при концентрации 2г/л и 1г/л во всех исследуемых порошках кресс-салат пророс хуже, чем в меньшей концентрации. Хуже всего семена проросли в концентрированном порошке «Reflect». Лучше всего кресс-салат пророс в «Ушастом няне». Ростки в растворе порошка были кривые, изогнутые и располагались вдоль дна емкости. А в тесте ростки прямые и вертикальные. (приложение 3 таблица 1, рисунок 1-8)

3. Заключение.

В результате работы над данной темой, я пришла к следующему заключению:

1. Результаты опроса показали, что наиболее употребляемыми стиральными порошками являются порошки «Ушастый нянь», «Миф», «Persil», «Ariel» и «Reflect».

2. В любом стиральном порошке есть фосфаты, анионные ПАВ, неионогенные ПАВ, оптические отбеливатели, энзимы.

3. Наличие в «Ariel» и «Миф» ароматических добавок делает порошок более ароматизированным, что приводит к тому, что чистое белье приобретает специфический запах.

4. Порошок «Ушастый нянь» содержит в своем составе сульфаты, вещества, которые обеспечивают сыпучесть стиральных порошков. А так же способствуют проявлению максимального действия Пав при их минимальном количестве.

5. Ни один порошок не содержит соль этилендиаминт, которая вызывает раздражение кожных покровов, слизистых оболочек глаз и дыхательных путей, симптомы бронхита.

6. Порошки «Миф», «Persil», «Ariel» содержат фосфонаты, которые связывают ионы железа, кальция, магния, замедляют выпадение нерастворимых солей. Данные порошки рекомендуются при наличии жесткой воды. Так как они являются наиболее безопасными для стиральных машин.

7. Все стиральные порошки оказывают неблагоприятное влияние на экологию, это показал биотест с кресс-салатом. Растворы порошков негативно влияют на рост растений, и мера этого влияния зависит от концентрации химических веществ.

Вывод: Порошок «Ушастый нянь» пользуется большой популярностью у населения, потому что не содержит сильных ароматических добавок, для стирки его необходимо небольшое количество по сравнению с другими порошками, и неплохо отстирывает цветное и белое белье. «Persil» хорошо отстирывает трудно выводимые пятна, а также безопасен для стиральных машин, так как защищает их от накипи.

4.Используемая литература.

1. . З. Поллер «Химия на пути в третье тысячелетие», издательство «МИР» 1982

2. М. Фримантл «Химия в действии», издательство «МИР» 1998

3. Пачка порошка «МИФ».

4. Пачка порошка «Ушастый нянь».

5. Пачка порошка «Ariel».

6.Пачка порошка «Persil».

7. Пачка порошка «Reflect».

8. http:// история-вещей. рф/byitovaya-himiya/stiralnyiy-poroshok. html

9. http://mamazanuda. ru/

Приложение 1

Рисунок 1

Рисунок 2

Рисунок 3

Рисунок 4

Рисунок 5

Приложение 2

Таблица 1

Химический состав порошка

Название порошка\состав	Persil	Ariel	Ушастый нянь	Reflect	Миф
Анионный ПАВ	5-15%	5-15%	5-15%	10-30%	5-15%
Неионогенный ПАВ	<5%	<5%	<5%	<5%	<5%
Сульфаты	---	---	15-30%	---	---
Фосфаты	---	---	15-30%	10-30%	---
Фосфонаты	+	+	---	---	+
Кислотосодержащий отбеливатель	+	+	5-15%	+	+
Силикаты	---	---	5-15%	---	---
Карбонаты	---	---	5-15%	---	---
Пеногаситель	---	---	<5%	---	---
Энзимы	+	+	+	+	+
Оптический отбеливатель	+	+	+	---	+
Отдушка	+	---	+	---	---
Поликарбоксилаты	+	+	---	---	+
Цеолиты	---	---	---	---	---
Ароматические добавки	---	+	---	---	+
Лимонен, линолоол	+	---	---	---	---
3-метил-4-(2,6,6-триметил-2-циклогексен-1-ил)-3-бутен-2-он), 2(4-тетрабутилбензил пропиноальдегид)	---	---	---	---	---
Мыло (соли жирных кислот)	+	---	---	---	---
Соль этилендиаминтетрауксусной кислоты	---	---	---	---	---

Рисунок 1

Рисунок 2-3

Рисунок 4

Рисунок 5-6

Рисунок 7

Приложение 3

Таблица 1

Результаты биотеста

Порошок, концентрация	Проросло семян (из 20)	Длина ростка (см)	Состояние ростков
Вода	20	5	Отличные, прямые, ровные
Persil 2 г/л	16	2	Слабые, больные
Persil 1г/л	17	2,5	средние, кривые
Persil 0,5 г/л	16	2,5	Хорошие, кривые
Persil 0,25г/л	16	3	Хорошие, кривые
Ariel 2 г/л	16	<1	Слабые, кривые
Ariel 1 г/л	18	1,5	Маленькие, слабые
Ariel 0,5г/л	13	1	Маленькие, слабые
Ariel 0,25г/л	15	2	Средние
Ушастый нянь 2г/л	17	<1	Слабые
Ушастый нянь 1г/л	15	2	Средние, кривые
Ушастый нянь 0,5г/л	20	4	Хорошие, кривые
Ушастый нянь 0,25г/л	19	4,5	Хорошие, кривые
Reflect 2 г/л	13	<1	Очень слабые
Reflect 1г/л	18	1,5	Слабые, кривые
Reflect 0,5г/л	18	3,5	Хорошие, кривые
Reflect 0,25г/л	19	3,5	Хорошие, кривые
Миф 2 г/л	13	1,2	Слабые
Миф 1г/л	17	1,5	Слабые
Миф 0,5г/л	16	3,5	Хорошие, кривые
Миф 0,25г/л	20	4	Хорошие, кривые

Рисунок 1-8