Исследовательская работа: "Исследование жидких моющих средств для посуды"

Исследовательская работа  по теме:  «Исследование жидких моющих средств для посуды»                                                              Автор работы: ученица 9 В класса                                              Янкина  Олеся  Игоревна                                                      МОУ СОШ №25, г.о. Саранск                                                       Руководитель: учитель химии                                                          Родионова Людмила Викторовна                                                     МОУ СОШ №25, г.о. Саранск          г.о.Саранск, 2017 1 Содержание Введение…………………………………………………………………….3 I. Аналитический обзор…………………………………………………...4 1.1. История возникновения жидких моющих средств…………………..4 1.2. Состав жидких моющих средств………………………………….…..4 II.Материалы и методы исследования…………………………………8 2.1. Исследуемые образцы ЖМС……………………………………….....8 2.2. Проведение социального опроса среди учитетей……………………8 2.3. Приготовлениесобственного  «геля» ………………………………...9 2.4. Определение среды ЖМС……………………………………………...9 2.5. Обнаружение  глицерина………………………………………………9 2.6. Исследование моющей способности…………………………………10 2.7. Количественный тест …………………………………………………10 2.8. Изучение влияния растворов в ЖМС на кожу………………………10 III.  Результаты исследований….……………………………………….11 IV. Выводы………………………………………………………………...15 Список использованной литературы………………………….………16 Приложение……………………………………………………………….17 2 Введение            Реклама стала неотъемлемой частью нашей жизни. Иногда она  действительно помогает ориентироваться в многообразие  товаров и услуг, а  иногда обещает просто чудеса.             Благодаря активной рекламной политике  производителей, сегодня в  каждой семье для мытья посуды используют специальные моющие средства.  Ароматные и эффективные, содержащие специальные добавки для здоровья  кожи. Слова данной рекламы очень убедительно склоняют нас, потребителей, к  использованию данных средств. Но возникает вопрос: « Безопасны ли эти  средства для нашего здоровья?»  В этом заключается актуальность моей работы.                Целью данной работы является:  Исследовать жидкие моющие  средства  для  посуды.            Гипотеза:  Если владеть информацией о составе и свойствах ЖМС для  посуды, то можно избежать проблем со здоровьем.          Объектом исследования являются:  Жидкие моющие средства  для  посуды.         Предметом исследования: Свойства и безопасность применения жидких  моющих средств для посуды.         Задачи: 1. Изучить теоретический материал о жидких моющих средствах. 2. Изучить химические особенности моющих средств. 3. Проанализировать полученные результаты исследования и сделать выводы. 4. Выявить эффективность и безопасность средств для мытья посуды на здоровье  человека.        Методы исследования: 1. Обзор литературы. 2. Проведение эксперимента. 3. Химические методы. 3 4. Наблюдение. 5. Компьютерное моделирование. I. Аналитический обзор 1.1. История возникновения жидких моющих средств         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   1940­х.   В   конце   1960­х   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.                            1.2. Состав  жидких моющих средств         Поверхностно­активные вещества (ПАВы) [1, 6] 4 Поверхностно­активные   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. 5 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 6 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. 7 II.Материалы и методы исследования  2.1. Исследуемые образцы ЖМС       Для проведения исследования были отобраны следующие образцы жидких  моющих средств. 2.1. Проведение социологического опроса среди учителей Для выявления  наиболее используемоего  средства для мытья посуды был проведён   социологический опрос  учителей СОШ №25. В результате опроса мы  выявили, что наибольшее предпочтение респонденты отдают  следующим моющим средствам: 8 В результате опроса  выявили, что наибольшее предпочтение респонденты  отдали моющему средству «Fairy».          Мы произвели контрольную  закупку ЖМС, которые представлены на фото. Мы познакомилась с инструкцией по применению каждого образца.                    2.3.  Приготовление собственного  «геля»              Решая одну из поставленных задач­поиск экологически безвредного  варианта моющих средств для посуды мы провели  также опрос среди  пожилых людей. От них мы узнали как мыли посуду до появления ЖМС и  познакомились с наиболее распространенными натуральными средствами для  мытья посуды, среди них горчичный порошок, сода, лимон, уксус,  хозяйственное мыло.         Для любителей ЖМС можно приготовить собственный гель  для мытья  посуды обладающий комплексным действием  на загрязнения.             Нам понадобиться четверть стакана натертого на терке хозяйственного  мыла , баночка глицерина, 1 ст.ложка спирта и сок лимона. Глицерин нужен  для того,  чтобы наши руки были мягкими поле мытья посуды. Варить  средство на паровой бане. Налить  в кастрюльку немного воды, поставить на  нее миску. В миску высыпать стружку мыла , залить двумя стаканами горячей воды и, непрерывно помешивая, довести  до кипения. Варить до тех пор, пока  мыло полностью не растворится. Дать немного остыть, добавить спирт,  глицерин, сок лимона, хорошо перемешать, перелить  в сосуд и Гель будет  готов! 9 2.4. Определение среды ЖМС              Определение с помощью индикаторов рН среды растворов моющих  средств для посуды.       Во все исследуемы образцы опускали универсальную индикаторную  бумагу.       Для кожи рук наиболее благоприятна рН = 7.                                     2.5. Обнаружение глицерина Обнаружение глицерина в исследуемых образцах необходимо осуществить  с  помощью свежеосажденного гидроксида меди (II) в щелочной среде.  Необходимо к каждому образцу добавить  растворы сульфата меди (II) и  гидроксида натрия:                                 CuSO4 + 2NaOH =   Na2SO4  +   Cu (OH) 2↓                              2.6.Исследование моющей способности              Исследование  моющей способности  изучаемых  моющих средств в  холодной и горячей воде, необходимо  осуществлять  путем  встряхивания 1  мл  моющего средства с 25 мл воды разной температуры.                            2.7. Количественный тест              Количественный тест я провела в домашних условиях. Я накапливала  грязные тарелки и брала губку и накапала одну каплю моющего средства.  Мыла все в холодной воде.                     2.8. Изучение влияния растворов в ЖМС на кожу             Для  изучения  влияния растворов ЖМС на кожу необходимо взять   кусочки  свежей куриной кожи, площадью 1 см2 и поместить на 2­3 часа в   раствор моющего средства. 10 III.Результаты исследований                                       3.1. Исследуемые образцы ЖМС            Мы произвели контрольную  закупку ЖМС, которые представлены на фото. (Приложение 1)      Я познакомилась с инструкцией по применению каждого образца  и установила,  что  “Fairy”:  Указан состав.  Нет подробного описания метода применения.  Есть предложение: «нанести небольшое количество Fairy на губку или  посуду. Добавлять средство по мере необходимости».  Меры предосторожности касаются глаз: в случае попадания нужно  промыть водой. “AOS”:  Указан способ применения.  Меры предосторожности.   Рекомендации по использованию, по истечении срока годности. 11 “Pril”:  Указан состав.   Описан способ применения.  В мерах предосторожности указано только «Беречь от детей». «МИФ»  Указан состав.   Описан способ применения.  В мерах предосторожности указано только «Беречь от детей». «Биолан»  Указан состав.   Описан способ применения.  В мерах предосторожности указано только «Беречь от детей».                                    3.2. Приготовление  собственного «геля»          Мы  приготовили собственный  гель  для мытья посуды обладающий  комплексным действием  на загрязнения.                Нам понадобилось четверть стакана натертого на терке хозяйственного  мыла , баночка глицерина, 1 ст.ложка спирта и сок лимона. Глицерин нужен для  того,  чтобы наши руки были мягкими поле мытья посуды. Варили средство на  паровой бане. Налили  в кастрюльку немного воды, поставили на нее миску. В  миску высыпали стружку мыла , залили двумя стаканами горячей воды и,  непрерывно помешивая, довели  до кипения. Варили до тех пор, пока мыло  полностью не растворится, а это занимает около 40 минут. Дали немного остыть, добавляли спирт, глицерин, сок лимона, хорошо перемешивали, переливаем   в  сосуд и Гель готов!(Приложение 2)                                         3.3. Определение среды ЖМС             Определение с помощью индикаторов рН среды растворов моющих  средств для посуды.    Таблица 1. Результаты значения рН жидких моющих средств. 12 Моющее средство Значение рН Биолан Fairy AOS Pril Миф «Гель» собственного  приготовления 5 7 7 5 7 7             Эксперимент показал, что   моющие средства имеют слабокислую и  нейтральную среду. Для кожи рук наиболее благоприятна рН = 7.     Вывод:  Такие образцы как «Биолан» и  «Pril» окажут негативное влияние на  кожу ваших рук.(Приложение 3)                                        3.4.  Обнаружение глицерина      Обнаружение глицерина в исследуемых образцах мы осуществляли с  помощью свежеосажденного гидроксида меди (II) в щелочной среде.       Мы выяснили, что глицерин, смягчающий кожу рук содержится не во всех  образцах.  Таблица 2. Результаты содержания глицерина в жидких моющих средствах Моющее средство Наличие глицерина Биолан Fairy AOS Pril Миф Не содержится Не содержится Не содержится Содержится Не содержится «Гель» собственного приготовления Содержится    Вывод: Лидером по  этому показателю являются «Гель» собственного  приготовления и «Pril».(Приложение 4) 13 3.5.Исследование моющей способности                 Исследование  моющей способности  изучаемых  моющих средств в  холодной и горячей воде, мы осуществляли путем  встряхивания 1 мл   моющего средства с 25 мл воды разной температуры (холодная вода из крана   имела температуру 18° С, горячая­ 47°С) Таблица 3. Результаты моющей способности  ЖМС Моющее средство Холодная вода (высота пены) Горячая вода (высота  пены) Биолан Fairy AOS Pril Миф 4 см 4 см 5 см 3 см 3 см 6 см 10 см 13 см 5 см 6 см Пены нет «Гель» собственного  приготовления            Моющая способность различна и зависит от температуры используемой воды. Пены нет          Вывод: Лидером по  этому показателю в холодной воде оказался  «AOS», в  горячей воде тоже «AOS».(Приложение 5)                                                3.6. Количественный тест                 Количественный тест я провела в домашних условиях. Я накапливала  грязные тарелки и брала губку и накапала одну каплю моющего средства.  Мыла всетарелки  в холодной воде.         Вывод: По количественному тесту лидером оказался «АОS». (Приложение 6)                          3.7. Изучение влияния растворов в ЖМС на кожу       Для  изучения влияния ЖМС на кожу  мы брали кусочки свежей  куриной  кожи, площадью 1 см2 и помещали на 2­3 часа в теплый раствор моющего  средства. 14 Вывод:  В результате эксперимента установили, что  на кожу сильнее всего  воздействуют Биолан, Fairy,AOS, Pril, , а меньше всего «Миф» и «Гель»  собственного приготовления. (Приложение 7)                                                                                                                    IV.Выводы               Данная работа была посвящена исследованию  моющих свойств жидких средств   для   мытья   посуды.   По   результатам   исследования   можно   сделать выводы:              Растворы моющих средств для посуды «Pril» и «Биолан» обладают кислотной средой, следовательно оказывают негативное воздействие на кожу рук.Растворы   моющих   средств   для   посуды     «Миф»,   «Гель»   собственного   обладают   нейтральной   средой,   что приготовления,   «Fairy»,   «AOS»   соответствуют информацией указанной на упаковке.               Наиболее эффективным моющим средством в холодной и  горячей  воде, является «AOS», образуя обильную пену, но это требует тщательного  ополаскивания посуды. 15 Оказалось, что глицерин содержится не во всех образцах, а лишь в  двух­ «Pril» и «Гель» собственного приготовления, хотяэто обязательный  компонент средства.                   Самым лучшим жидким средством для мытья посуды является  «AOS», так как он по многим критериям являлся лучшим.                 Исследовательская работа может служить хорошей помощью  хозяйкам при выборе средства для мытья посуды.              На данный момент нет средства, который   подходит по всем  критериям. Поэтому каждый человек вправе выбирать, что ему покупать.                                  Список использованной литературы 1. Амбрамзон А.А. и др. Поверхностно­активные 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. 166­170. 3. Цветков А.А. Эксперимент по органической химии: Методика и  техника ∕ Пособие для учителей. ­ М., 2000. С. 124­128. 4. http://ru.wikipedia.org/wiki/Fairy 16 5. М. Ю. Плетнев Косметико­гигиенические 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. Приложение Приложение 1 17 Фото. Исследуемые образцы ЖМС Приложение 2 Фото. Приготовление собственного «Геля»  Приложение 3 18 Фото. Определение рН  Приложение 4 Фото. Определение глицерина  19 Приложение 5 Фото. Определение моющей способности «Биолан»        «Fairy»       «AOS»                    «Pril»                 «Миф»          «Гель» Приложение 6                                                                                                                                     9 тарелок    11 тарелок     12 тарелок    10 тарелок         8 тарелок       4 тарелок                                           Фото. Количественный тест Приложение 7                                 Фото. Влияние растворов ЖМС на кожу 20