учебный проект в 9 классе

Тема: приготовление мыла с нуля, изучение его химических свойств в условиях школьной лаборатории.

Цель работы: получить мыло в домашних условиях, изучить его химические свойства в условиях школьной лаборатории и сравнить с мылом промышленного производства.

Гипотеза: получение и использование мыла «с нуля» является более выгодным с экономической и химической точки зрения, нежели использование мыла промышленного производства

Актуальность проекта: данная тема актуальна так как на данный момент существует большое количество моющих средств, которые мы регулярно покупаем, и одно из них-мыло. Но покупая промышленное мыло, в составе которого много ненужных химических веществ, используемых для повышения его характеристик (аромат, вид, пенообразование и тд.), мы не задумываемся о его влиянии на кожу человека.

1.1. Интересные факты о мыле и истории мыловарения

Одним из первых средств для мытья была вода, историки считают, что на смену этому пришло мыло, где-то в I тысячелетии до н.э.

1. Компания Procter&Gamble в 1880 году, по технологической ошибке, выпустила белое мыло, которое не тонуло в воде, что принесло им прибыль в 7 миллионов долларов.

2. Мылу необходимо дозревать, и с возрастом его свойства становится лучше.

3. Самое дорогостоящее мыло «Катар», состоящее из 5 граммов алмазной и 17 граммов золотой пудры, стоит 2800 долларов

4. Земля острова Кимолос состоит из мыльного вещества, поэтому местные жители используют ее вместо моющего средства.

1.2. Химический состав и свойства мыла

Состав

Мыла - это натриевые или калиевые соли высших жирных кислот, полученные в результате щелочного гидролиза масел или жиров.

Химическая формула мыла:

        Свойства        

1. Многие свойства мыла зависят от его состава, т.е. от содержание различных жиров и масел.

Так пальмитиновая кислота предает мылу твердость и хорошее пенообразование, стеариновая кислота усиливает моющие действия мыла в горячей воде, а олеиновая кислота - растворимость в холодной воде и моющую способность.

2. При омылении масла происходит вот такой процесс (щелочной гидролиз)

1.3. Сырье для изготовления мыла

При производстве промышленного мыла используется дешевое сырьё (говяжий, свиной жир), недорогие масла (пальмовое, кокосовое), синтетические жирные кислоты (из парафина нефти). Из-за такого состава купленное мыло явно не будет натуральным.

Когда мы сами готовим мыло в домашних условиях, то для основы уже применяем очищенные животные жиры (гусиный, барсучий, конский, собачий) или же масла (оливковое, подсолнечное, кокосовое).

К примеру мыло, приготовленное из гусиного жира содержит большое количество полезных жирных кислот (Омега 3,6; олеиновую, пальмитинолеиновую, и тд.;), много витаминов и (макро,микро-)элементов

1.5. Способы изготовления мыла

Мыло «с нуля» можно делать двумя способами: горячим и холодным. Их разница заключается в следующем:

При приготовлении мыла холодным способом, смешивание масел со щелочью идет более долгим процессом, При горячем способе, смесь (из масел и щелочи) нагреваем в течение 2х часов на водяной бане. После проверяем готовую смесь на pH. Это мыло будет готово через сутки.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Проанализировав и изучив теорию, варим мыло горячим, за базовую основу мы взяли оливковое масло и гусиный жир. Со списком оборудования, реактивов и ходом работы можно ознакомиться на слайдах.

2.2. Сравнительный анализ мыла

Взяв по 2 образца мыла, купленного и приготовленного, сделаем анализ по необходимым критериям.

1. Скорости растворения

Для проверки скорости растворение мыла, возьмем по 5 г каждого образца и поместим в колбы с горячей водой, интенсивно перемешаем, и проверим за какой период времени каждый кусочек мыла раствориться.

Вывод: Самое быстрое время растворения у мыла из гусиного жира - 3 мин, 47 сек, самое долгое - «CAMAY» - 4 мин, 29 сек.  Мыла щелочных металлов хорошо растворяются в H2O.

2. Пенообразование

В ходе проведения 1 опыта (растворения мыла в горячей воде), мы видим, что у каждого образца появилась пена, измерим ее объем.

Вывод: наилучшее пенообразование у мыла из оливкового масла и гусиного жира = 25 мл, самое маленькое пенообразование у мыла «Dove» = 8 мл. Мы наблюдаем такой результат, т.к.  в мыло, приготовленное в домашних условиях, входит пальмитиновая кислота, предающая мылу хорошее пенообразование

3. Измерение рН

Значение рН на кожу человека влияет очень сильно. Ведь рН определяет среду – щелочную или кислую. Мыло образуется в ходе реакций взаимодействия щелочи и масел, поэтому при смывании мыла водой происходит нейтрализация щелочной реакции. Но когда мы часто используем мыло, то рН нашей кожи изменяется, что приводит к понижению защитной реакции

Проверяем рН с помощью индикаторной бумаги.

Вывод: у большинства видов мыла pH=8-9, что является нормой, так как у мыла – щелочная среда. Но мыло «Dove» показало нам pH=7, чего можно добиться добавляя химические вещества в промышленном производстве

4. Очищающие (моющие) свойства мыла

Для того, чтобы проверить моющие действие мыла, проделаю следующий опыт:

1. Собираю конструкцию из колбочки, воронки и смоченной фильтровальной бумаги с копотью

2. Наливаю в каждую установку мыльный раствор

Вывод: проведя этот опыт, мы наглядно можем увидеть, что наибольшую моющую способность проявляют мыла, приготовленные в домашних условиях. Это происходит за счёт содержащейся в них олеиновой кислоты, которая усиливает моющую характеристику.

5. Экономические расчёты

Но есть ли выгода в приготовлении мыла самим?

Вывод: с экономической точки зрения, мыло, приготовленное в домашних условиях оказалось дешевле, при этом, у нас еще остались необходимые вещества для изготовления нового мыла. Самое дешевое мыло из оливкового масла – 20 руб, самое дорогое Мыло «Dove» - 59 руб.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате проделанной работы можно сказать, что поставленные цели и задачи были выполнены:

• Была проанализирована различная литература о мыловарении, химических свойствах и составе мыла, о сырье и способах приготовления мыла
• Было приготовлено домашнее мыло с нуля
• Проведён сравнительный химический и экономический анализ мыла, так как во всех опытах наилучшие характеристики показало мыло, приготовленное в домашних условиях, следовательно, сформулированная ранее гипотеза была доказана.

1. Мыло должно состоять из двух частей: гидрофобной (растворимой в жирах) и гидрофильной (растворимой в воде).
2. Гидрофильная    часть мыла попадает в воду и забирает с собой частицу грязи, которая прикрепляется к гидрофобному концу.