Исследовательская работа «Изучение свойств щелока»

МБОУ «Икрянинская средняя общеобразовательная школа»

Исследовательская работа

«Изучение свойств щелока»

Выполнили: Завадин Кирилл, Филатова Владислава

Руководители: Медведева О.В., Ельчанинова И.И.

На Руси с древних времён большое внимание уделялось соблюдению чистоты и опрятности. Жителям Древней Руси был известен гигиенический уход за кожей лица, рук, тела, волосами. Русские женщины прекрасно знали, что сливки, мёд, жиры и масла смягчают и восстанавливают кожу, делают её эластичной и бархатистой. Так что нужные средства они находили и брали из окружающей природы: собирали травы, цветки, плоды, ягоды, корни, лечебные и косметические свойства которых им были известны. Также им были хорошо известны и моющие свойства некоторых дикорастущих трав.

Как же наши предки стирали белье? Сейчас со стиркой справится даже ребенок - загрузить стиральную машину, нажать пару кнопок и развесить уже почти сухое белье не сложно. А вот что делали, когда не то что горячей воды, а и мыла-то толком не было? Еще сто лет назад хозяйкам не надо было прицениваться к моющим средствам – не было нужды. Для стирки использовались мыльные растворы, которые получали в домашних условиях. Это был щелок и мыльный корень.

Щелок, давший название целому классу химических соединений, щелочам, получали из раствора золы, бесплатно поставлявшейся русской печью ежедневно. Щелок еще называли «бук, буча», а сам процесс стирки – «бученье».

Стирать с ним можно было следующим образом – в кадушку с бельем клали мешочек с просеянной золой, заливали водой и кидали туда раскаленные «бучные каменья», чтобы вода кипела. Но можно было получить щелок в виде раствора.

Для этого золу смешивали с водой, настаивали несколько дней и получали мыльный на ощупь раствор – концентрированный настолько, что его приходилось дополнительно разводить водой. Иначе одежда при стирке таким сильным щелоком могла быстрее изнашиваться. Щелок,  он же гидроксид калия (формула – КОН). Водный раствор этого вещества проявляет щелочную реакцию, что позволяет ему разъедать практически любые загрязнения, даже масла.

Значительно позже появились синтетические ПАВ, которые  в разы облегчили процесс стирки белья. Впервые они были отмечены в 1913 А. Рейхлером, бельгийским химиком. Первым коммерчески доступным детергентом, была смесь Nekal, продававшаяся в Германии в 1917, чтобы облегчить нехватку мыла в первой мировой войне. Синтетические моющие средства главным образом использовались в промышленности до Второй мировой войны. После неё заводы авиационного топлива США, перешедшие на мирную продукцию, широко производили тетрапропилен, используемый в бытовых моющих средствах, что вызвало быстрый рост домашнего использования в конце 1940-х. В конце 1960-х биологические моющие средства, содержащие ферменты, расщепляющие белки, появились в США. Сейчас поступление синтетических моющих средств в водную среду достигло существенных величин и с точки зрения экологии их рассматривают как один из классов загрязняющих веществ.

Моющее средство, детергент (лат. detergeo — «мою») — средство из арсенала бытовой химии, служащее для очистки чего-либо от загрязнений. Основным действующим компонентом является поверхностно-активное вещество (ПАВ) или смесь ПАВ.

Наиболее распространены три вида смесей-детергентов: мыло, стиральный порошок и жидкие моющие средства: гели и шампуни.

В состав моющих средств, помимо ПАВ, входит как минимум ещё один компонент — растворитель (чаще всего вода). Также в зависимости от необходимых потребительских свойств в состав детергентов могут входить: отдушка, энзимы, абразивы  для механического удаления загрязнения и/или полировки поверхности, компоненты, противодействующие вспениванию, окислители (хлорные и кислородные) для отбеливания, дезинфекции и разрушения органических соединений.

Цель работы: Изучение свойств щёлока на основе получения его в лабораторных условиях. Сравнительный анализ свойств моющих веществ.

Задачи:

• Получение щёлока в лабораторных условиях Определение некоторых физических характеристик
• Определение химической активности моющих средств на сильный окислитель (краситель), натуральный краситель, жир.
• Провести сравнительный анализ моющих средств.

Актуальность

Познание и расширение знаний в области получения веществ из природных материалов.

Практическая значимость

Использование обобщённого материала при изучении темы «Основания» и «ПАВ», а так же для повышения интереса к изучению предмета.

Объект исследования: Щёлок – водный настой древесной золы, состоящий в растворе в основном из карбонатов калия и натрия. Нами были использованы: сильный окислитель – раствор перманганата калия и КMnO4 и натуральный краситель – черная смородина.

Методы исследования:

• Работа с литературными источниками
• Химический эксперимент
• Фиксирование результатов исследований
• Анализ данных

Гипотеза: Мы предполагаем, что щелок обладает моющими свойствами.

К моющим средствам потребители предъявляют следующие требования:

• Отсутствие отрицательного воздействия на организм
• Высокая моющая способность
• Не аллергенно
• Отлично справляется с загрязнителями

Приготовление щёлока из золы.

Насыпать треть эмалированного ведра древесной золы.  Залить золу водой до верха ведра, убрать всплывшие крупные частицы. Дальше есть варианты.
Дать золе настояться в воде 3 суток (приготовление щёлока холодным способом). Либо кипятить полученную смесь до тех пор, пока она станет мылкой на ощупь и почти прозрачной (для проверки готовности можно отлить из ведра немного воды и оценить её свойства). Время варки щёлока может быть примерно час, может больше. Полученной смеси дать отстояться, после чего аккуратно слить «воду», чтобы не попала зола — это и есть щёлок! Использовать щёлок можно для стирки, мытья посуды, головы, себя. Важно! Щёлок обязательно разбавлять водой 1 к 10 или даже ещё больше! Кстати, золой также можно отбеливать бельё: прокипятить его, добавив мешочек с древесной золой. Одновременно и щёлок будет готовиться. Есть мнение, что при таком способ отбеливания бельё не только не портится (насколько это в принципе возможно при кипячении), но даже становится ещё прочнее!

Полученный щелок имеет щёлочную среду, следовательно, при отсутствии моющих веществ смело можно выбирать щелок. Использовать при уборке квартиры в качестве моющего средства, для стирки белья, мытья волос и т.д.

Определение физических характеристик щёлока:

Прозрачный раствор, мылкий на ощупь, без запаха, хорошая растворимость в воде. Реакция на индикатор фенолфталеин – малиновое окрашивание (щелочная среда).

Для сравнения моющего действия щелока с современными средствами мы приготовили растворы моющих веществ: стирального порошка, мыла, питьевой соды, хозяйственного мыла.

Измерение рН датчиком Паско:

Вывод: все моющие вещества обладают щелочными свойствами (рН больше 7)

Моющее действие можно объяснить действием гидролиза:

Приготовили загрязнители: раствор перманганата калия (химический загрязнитель) и растертая черная смородина (природный загрязнитель)

«Большая стирка»:

Вывод: После кипячения ткани с загрязнителем перманганатом калия установлено, что лучше всех отстирал пятно стиральный порошок.

 После кипячения  ткани с загрязнителем натуральным в моющие вещества установлено, что лучше всех удалил пятно щёлок.

 Все моющие вещества справились с поставленной задачей.

Способность к расщеплению жиров:

В пробирку поместили масло и моющее средство.

1 пробирка – питьевая сода

2 пробирка – хозяйственное мыло

3 пробирка – щёлок

4 пробирка – стиральная сода

Вывод: Быстрее расщепление жиров произошло в пробирке 2.

Общие выводы:

Все, используемые нами в ходе исследования вещества, (питьевую соду, хозяйственное мыло, щёлок, стиральную соду) можно отнести к моющим веществам.

 В ходе исследования прослеживается правило «подобное растворяет подобное». С натуральными загрязнителями лучше справляется щёлок, вещество, полученное из золы. Пятна от химических загрязнителей быстрее расщепляет  стиральная сода. Все выше перечисленные вещества расщепляют жир.

Мы смогли получить натуральное моющее средство в лабораторных условиях, изучили его свойства.  Сравнительный анализ свойств моющих веществ показал, что щелок так же успешно справляется с загрязнителями, как и синтетические моющие средства. А значит, возможно применение и приготовление щёлока в походных условиях, на даче.

 При отсутствии моющих веществ щелок можно использовать при  стирке белья, мытье волос (пропорция 1:10 щёлок – вода), мытье посуды, использовать при уборке квартиры в качестве моющего вещества.