Изучение жидких средств для мытья посуды

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

«Средняя общеобразовательная школа № 10»

г. Байкальск

Исследовательская работа

по химии

Изучение жидких средств для мытья посуды

2014 год

Содержание

Введение

Вклад химии в удовлетворение основных потребностей людей и повышение жизненного уровня весьма велик. Все сферы жизни и деятельности людей, их здоровье, питание, одежда, жилище и быт в широком смысле этого слова самым тесным образом связаны с химической продукцией. Среди химических соединений огромное количество товаров бытовой химии. С их помощью мы стираем, чистим, отбеливаем, клеим, красим, ухаживаем за растениями. В настоящее время на прилавках магазинов очень большой выбор товаров. Всё очень красочно и ярко. Поэтому люди часто сомневаются в своем выборе. Каждый производитель пытается как можно лучше прорекламировать свой продукт.

В данной работе речь пойдет о жидких средствах для мытья посуды. 

Гипотеза: Чем дороже моющее средство, тем оно эффективнее.

Цель: Выявить самое эффективное жидкое средство для мытья посуды.

Для выполнения работы определены следующие задачи:

1. Изучить состав моющих средств по этикеткам;
2. Определить критерии оценки эффективности;
3. Провести эксперимент.

Объект исследования: Жидкие средства для мытья посуды.

Предмет исследования: Свойства жидких средств для мытья посуды.

Методы исследования:

1. Изучение литературы и интернет ресурсов;
2. Анкетирование
3. Анализ;
4. Эксперимент;
5. Обобщение.

Практическая значимость: Данная работа поможет научиться правильно выбирать средство для мытья посуды. Может быть использована на уроках химии, а также классных часах.

Теоретическая часть.

История возникновения средств для мытья посуды. [5]

Раньше люди мыли посуду обычной водой. Иногда использовали масла и абразивы, такие как влажный песок и влажную глину. Самое старое известное моющее средство для мытья шерсти — несвежая (гниющая) моча. Мыло появилось ещё в древности как результат варения животного жира с водой и древесной золой. Другие моющие средства — воловья жёлчь и растительные сапонины.

Моющие эффекты определённых синтетических ПАВ 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 со сточными водами достигло существенных величин и с точки зрения экологии их рассматривают как один из классов загрязняющих веществ.

Состав

Поверхностно-активные вещества (ПАВы) [1, 6]

Поверхностно-активные вещества — химические соединения, которые, концентрируясь на поверхности раздела фаз, вызывают снижение поверхностного натяжения. Как правило, ПАВ — органические соединения, имеющие амфифильное строение, то есть их молекулы имеют в своём составе полярную часть, гидрофильный компонент (функциональные группы -ОН, -СООН, -SOOOH, -O- и т. п., или, чаще, их соли -ОNa, -СООNa, -SOOONa и т. п.) и неполярную (углеводородную) часть, гидрофобный компонент.

Примером ПАВ могут служить обычное мыло (смесь натриевых солей жирных карбоновых кислот — олеата, стеарата натрия и т.п.) и СМС (синтетические моющие средства), а также спирты, карбоновые кислоты, амины и т.п.

ПАВ классифицируются на:

1.Катионные: соединения, которые в водном растворе диссоциируют с образованием катионов, определяющих поверхностную активность. 

2.Анионные: соединения, которые в водных растворах диссоциируют с образованием анионов (отрицательно заряженных ионов), обусловливающих поверхностную активность.

3. Амфолитные: соединения, которые в водных растворах ионизируются и ведут себя в зависимости от условий (главным образом от рН – среды), т. е. в кислом растворе проявляют свойства катионных ПАВ, а в щелочном растворе – анионных ПАВ.

4. Неионогенные: соединения, которые растворяются в воде, не ионизируясь. Растворимость неионогенных ПАВ в воде обуславливается наличием в них функциональных групп. Как правило, они образуют нитраты в водном растворе вследствие возникновения водородных связей между молекулами воды и атомами кислорода полиэтиленгликолевой части молекулы ПАВ.

Чем выше концентрация ПАВ, тем выше моющая способность. По ГОСТу ПАВы должны составлять не более 5 % , так как, с точки зрения экологии, относятся к классу загрязняющих веществ.

Глицерин

Глицерин — бесцветная, вязкая, гигроскопичная жидкость, неограниченно растворимая в воде. Сладкий на вкус, отчего и получил своё название (гликос — сладкий). Хорошо растворяет многие вещества. Смягчает негативное воздействие на кожу рук. Глицерин и силикон создают на поверхности кожи рук защитную пленку, предотвращающую интенсивное испарение влаги, а растительные экстракты снимут раздражение и смягчат кожу.

Консерванты

Консерванты — вещества, угнетающие рост микроорганизмов в продукте. При этом, как правило, предупреждают продукт от появления неприятного вкуса и запаха, плесневения и образования токсинов микробного происхождения. Консерванты начали использоваться людьми ещё в древнем мире. Одной из целей консервации было длительное хранение пищевых продуктов. Наиболее используемыми консервантами в древнем мире были поваренная соль, мёд, вино, позже — винный уксус и этиловый спирт.

Поваренная соль (NaCl)

Хлорид натрия чаще всего используется для загущения средств для мытья посуды.

Красители

Красители — химические соединения, обладающие способностью интенсивно поглощать и преобразовывать энергию электромагнитного излучения в видимой и в ближних ультрафиолетовой и  инфракрасной областях спектра и применяемые для придания этой способности другим телам. Красители используются для придания привлекательного вида продуктам или для сокрытия неприятного цвета исходных веществ.

Ароматизаторы (Отдушки) [4]

Ароматизаторы — вещества, которые используют для придания продуктам или изделиям определённых запахов, создания или улучшения аромата.

Отдушки добавляют практически во все СМС для придания им приятного запаха или для сокрытия неприятного запаха исходных веществ.

Вода

Вода (оксид водорода) — химическое вещество в виде прозрачной жидкости, не имеющей цвета, запаха и вкуса (при нормальных условиях).

Вода является растворителем для многих веществ. Она используется для очистки, как самого человека, так и различных объектов человеческой деятельности. Вода используется как растворитель в промышленности.

Антибактериальные компоненты

Антибактериальный компонент — специальные добавки, придающие обрабатывающей поверхности гигиеническую чистоту, за счет препятствия развития различных микроорганизмов.

Практическая часть

Анкетирование учащихся МБОУ СОШ № 10 и его результаты

Для проведения школьного социологического опроса была составлена анкета. Анкетируемым учащимся было предложено ответить на следующие вопросы:

1. Каким средством для мытья посуды Вы пользуетесь?
2. Почему именно этим средством Вы пользуетесь?

Было опрошено 66 человек.

Вывод: Наибольшей популярностью у ребят и учителей нашей школы пользуется средство Fairy, считается, что оно хорошо отмывает жир. На выбор людей огромное влияние оказывает реклама, которая регулярно идет на телевидении.

Исследование жидких средств для мытья посуды. [2, 3]

Свою практическую работу я проводила по следующим критериям оценки эффективности жидкого моющего средства:

1. Цена;
2. Показатель рН;
3. Плотность;
4. Устойчивость пены;
5. Эмульгирующая способность;
6. Время вытекания;
7. Состав.

Сравнение цены моющих средств

Были сравнены цены жидких моющих средств объемом 500 мл.

        Таблица 1

Вывод: Самым дорогим моющим средством оказалось средство марки АОS, а самым дешевым – Капля.

Агрессивность (уровень рН)

Уровень рН показывает концентрацию ионов водорода. По ГОСТу рН моющих средств допускается от 5,0 до 8,5.

Оборудование: датчик рН, компьютер, растворы жидких средств для мытья посуды, химические стаканы, стеклянные палочки, мерные цилиндры.

Ход работы:

1. В 10 мл воды растворяется 0,5 мл средства.
2. Опускается в раствор датчик рН.
3. Делаются замеры.

Результаты приведены в таблице 2:

Таблица 2

Вывод: Самым агрессивным оказалось моющее средство марки Fairy, а самым мягким AOS. Не соответствуют ГОСТу «Капля» и «Fairy».

Устойчивость пены

Согласно ГОСТу устойчивость пены моющего средства должна составлять 80%.

Оборудование: Линейка, мерный цилиндр, секундомер.

Ход работы: 

1. В воду объемом 25 мл добавляется 0,5 мл жидкого средства для мытья посуды.
2. Взбалтывается.
3. Измеряется уровень пены: сразу, через 5 минут, через 10 минут, через 15 минут.

По формуле рассчитывается устойчивость пены

W% = h(через 15 мин) : h (сразу) ∙100%

Результаты опыта приведены в таблице 3.

        Таблица 3

Вывод: самую высокую пену дало средство марки «Капля», а самую низкую «МИФ». Устойчивей пена оказалась у средства «МИФ», а самая неустойчивая у «Капля».

Определение плотности

Чем выше плотность моющего средства, тем оно экономичнее.

Оборудование: Химические стаканы объемом 25мл, электронные весы.

Ход работы:

1. В химический стакан наливается 25 мл средства.
2. Взвешивается на электрических весах.
3. Производится расчет по формуле ρ= m/V.

Результаты представлены в таблице 4.

Таблица 4

Вывод: Самая высокая плотность оказалась у средства марки «AOS». Следовательно, самым экономичный является средство марки «AOS».

Эмульгирующая способность (Способность отмывать жир)

Оборудование: Жидкие средства для мытья посуды, пробирки, мерные цилиндры, линейка.

Ход работы:

1. 10 мл воды наливается в пробирку.
2. Добавляется 0,5 мл моющего средства.
3. Добавляется 1 мл растительного масла.
4. Взбалтывается в течении 1 мин.
5. Оставляется на сутки.
6. Затем с помощью линейки и измеряется уровень масла.
7. По формуле находится неэмульгированное масло.

W% = V(неэмульгированного масла) : V(общий) * 100%

8. Затем рассчитывается массовая доля эмульгированного масла.

Результаты опыта представлены в таблице 5.

Таблица 5

Вывод: Больше всего эмульгировалось масло в средствах «МИФ». Меньше всего в «Fairy». Значит, лучше всего отмоет жир средство «МИФ».

Скорость вытекания моющего средства

Определяется густота моющего средства, чем гуще средство, тем оно экономичнее.

Оборудование: штатив, жидкие средства для мытья посуды, делительная воронка, секундомер.

Ход работы:

1. В делительную воронку наливается 25 мл моющего средства.
2. Открывается кран воронки.
3. Засекается время, за которое средство полностью вытекает.

Результаты представлены в таблице 6.

Таблица 6

Вывод: Самая высокая скорость вытекания у средства марки «МИФ», а самая низкая у «AOS». Самым экономичным средством является «AOS».

Состав моющих средств

Был проведен анализ состава жидких средств для мытья посуды.

Результаты приведены в таблице 7.

Таблица 7

("+" - наличие того или иного компонента)

Вывод: в состав большинства жидких моющих средств входят ПАВ (анионные, неионогенные), ароматизаторы, вода и красители. Больше всего компонентов в средстве Капля, а в остальных одинаково. На этикетках представлен далеко не полный список ингредиентов, которые входят в состав средств для мытья посуды. Не представлен глицерин, хотя это обязательный компонент средства.

Выводы

Данная работа была посвящена изучению химического состава моющих свойств жидких средств для мытья посуды. По результатам исследования можно сделать выводы:

• В состав всех жидких средств для мытья посуды входят ПАВы, благодаря которым средство лучше отмывает загрязнения.
• Самым дорогим средством из исследуемых оказалось средство марки «АOS».
• Хуже всего на руки повлияют средства «Капля» и «Fairy» из-за высокой агрессивности среды, а менее вреден для рук «AOS». Моющие средства марок «Капля» и «Fairy» не соответствуют ГОСТу.
• Самыми экономичными являются средства марок «AOS».
• Из всех средств лучше всего отмоет жир «МИФ».
• Самым лучшим жидким средством для мытья посуды является «AOS», так как он почти по всем критериям являлся лучшим.
• Гипотеза о том, что чем дороже средств, тем оно эффективнее не подтвердилась. Так как самые дорогие средства по тестированиям показали невысокие результаты, а признанный лучшим «AOS» является средним по цене.

Заключение

Исследовательская работа может служить хорошей помощью хозяйкам при выборе средства для мытья посуды. На примере данной работы можно убедиться, что не всегда что дорого, то хорошо.

На данный момент нет средства, который бы подходит по всем критериям. Поэтому каждый человек вправе выбирать, что ему покупать.

Литература

1. Амбрамзон А.А. и др. Поверхностно-активные вещества. Синтез, анализ, свойства, применение: Учеб. пособие для вузов. - Л., 1988.
2. Кузьминок Н.Н., Стрельцов Е.А., Кумачёв А.И. Экология на уроках химии. - Мн., 1996. С. 166-170.
3. Цветков А.А. Эксперимент по органической химии: Методика и техника ∕ Пособие для учителей. - М., 2000. С. 124-128.
4. http://ru.wikipedia.org/wiki/Fairy
5. М. Ю. Плетнев Косметико-гигиенические моющие средства. Москва, Химия, 1990г.
6. Средства для очистки и ухода в быту. Химия, применение, экология и безопасность потребителей. Под редакцией Г. Хауталя и Г.Вагнера. Москва, 2007 г.