Министерство здравоохранения Республики Башкортостан Государственное автономное профессиональное образовательное учреждение Республики Башкортостан
«Стерлитамакский медицинский колледж»
Синтетические моющие средства и их влияние на здоровье человека
Выполнила: Богоутдинова Светлана Рашидовна
обучающаяся 1 курса специальности
34.02.01 Сестринское дело
Руководитель Громова Юлия Владимировна
Преподаватель первой категории
Стерлитамак, 2020
Содержание
Введение. 3
1 Синтетические моющие средства и их влияние на организм.. 4
1.1 История использования моющихся средств. 4
1.2 Методы определения поверхностного натяжения. 5
2 Экспериментальное изучения влияния моющих средств на организм.. 8
2.1 Сравнительная характеристика моющихся средств. 8
2.2 Исследование влияния растворов жидких моющих средств на кожу. 9
2.3 Определение коэффициента поверхностного натяжения методом капель. 9
Заключение. 10
Список источников и литературы.. 11
Каждый из нас в своей жизни сталкивается с мытьем посуды. Для этого человечество придумывало разные способы и средства. В современном мире предлагается огромное количество средств для мытья посуды, различных по составу, экономичности, эффективности, упаковке, воздействию на посуду и кожу рук. Поэтому актуальной проблемой стоит вопрос - не вредны ли эти средства для здоровья человека, и действительно ли моющие средства «моют идеально, экономят оптимально, как утверждают рекламы. Зависит ли от коэффициента поверхностного натяжение моющая способность синтетических моющих средств ( СМС)
Цель исследования
Исследование влияния моющих средств на здоровье человека.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
- рассмотреть историю появления синтетических моющих средств;
- изучить состав и принцип действия синтетических моющих средств;
- рассмотреть понятие поверхностного натяжения;
- рассмотреть различные методы измерения поверхностного натяжения;
- провести опыт и измерить поверхностное натяжение различных синтетических моющих средств.
- провести анализ химического состава и ценовой характеристики моющихся средств.
Методы исследования – поиск информации, эксперимент, наблюдение, сравнение, анализ, опрос.
Гипотеза проекта
Обычное моющее средство отрицательно влияет на здоровье человека, а именно на кожу человека.
Объектом исследования являются моющие средства для мытья посуды. Предметом исследования является исследование качественного состава моющих средств и возможного их влияния на организм человека.
Теоретическая значимость работы заключается в том, что материал может быть использован для более глубокого понимания важности изучения данной дисциплины в курсе. Практическая значимость работы заключается в том, что результаты исследования помогут более полно и четко сформировать знания о некоторых физических величинах и законах, изучаемых в курсе физики, а также насколько они применимы в жизни человека.
Во введении показана основная цель работы. Первая глава рассматривает теоретическую часть вопроса. В ней рассмотрены история открытия моющихся средств, методы определения коэффициента поверхностного натяжения. Вторая глава посвящена практической части, где проведен анализ и обработка результатов исследования. В заключении сформулированы основные выводы по теме.
Самое простое моющее средство, было получено на Ближнем Востоке более 5 000 лет назад. Скорее всего, оно было открыто по чистой случайности, когда над костром жарили мясо, и жир стек на золу, обладающую щелочными свойствами. Взяв в руки горсть этого простейшего мыла, древний человек обнаружил, что оно легко растворяется в воде и смывается вместе с грязью. Поначалу оно использовалось главным образом для стирки и обработки язв и ран. И только с I века н.э. человек стал мыться с мылом. Первое синтетическое моющее средство появилось только в 1916 году. Изобретение немецкого химика Фрица Понтера предназначалось для промышленного использования, бытовые синтетические моющие средства, более менее безвредные для рук, стали выпускать в 1935 году.[ 4] С тех пор был разработан целый ряд синтетических моющих средств (CMC) узкого назначения, а их производство стало важной отраслью химической промышленности.
По данным статистики, мытье посуды является у россиян вторым самым нелюбимым домашним делом после уборки квартиры.[7] Но, несмотря на нелюбовь к этому делу, нам приходится мыть посуду ежедневно. И для этого большинство из нас использует синтетические моющие средства, которые позволяют нам быстро и легко отмыть жир и грязь.
Однако, все ли из нас знают, чем мы жертвуем ради эффекта быстроты и легкости при мытье посуды? И все ли из нас знают, что в течение года мы выпиваем около полулитра жидкого моющего средства?
Не верите? Так, для того, чтобы полностью смыть моющее средство посуды, необходимо ее ополаскивать не менее 5 раз. Кто из нас так делает? Я думаю, практически никто. Соответственно, частицы моющего средства с плохо ополоснутой посуды попадают в нашу пищу, а затем и в наш организм.
Химики утверждают, что полностью удалить ПАВ с поверхности посуды удается лишь хромовой смесью или прокаливанием в пламени горелки. Моющее средство попадает в наш организм с посуды, на котором оно остается. В желудке находится соляная кислота. Она выполняет важную задачу – позволяет расщеплять белки пищи. Почему же тогда желудок не растворяется под её воздействием? Потому что он покрыт защитной оболочкой из слизи, которая постоянно вырабатывается клетками стенок желудка, которая разрушается под действием СМС.
Значит, если в организм человека попадает СМС с недомытой тарелки, то защитная, отталкивающая воду оболочка вокруг стенок желудка, становится тоньше. Результат – развивается язва желудка.
Состав моющих средств для посуды, влияние его на организм человека В состав моющего средства входят поверхностно-активные вещества ПАВ (убивают клетки человека), кислоты и щелочи; хлор (вызывает жжение глаз, головную боль, затрудненное дыхание, усталость); отбеливающие вещества; отдушки (используются для того, чтобы отбить неприятный запах самого СМП); ферменты, обеспечивающие удаление трудновыводимых пятен пятен, бактерициды, обезжириватели, стабилизаторы пены и многие другие вещества. Вот список заболеваний, к которым ведет ежедневное использование СМП: депрессия, гипертония, нарушение зрения, язвы, рак желудка, аллергия, экзема.
Существует достаточно много различных методов определения поверхностного натяжения: метод капель, метод проволочной рамки, метод кольца, метод капиллярных волн, метод капли и пузырька и др. Метод проволочной рамки и метод кольца применяются для грубых измерений поверхностного натяжения.
Метод пузырька.
«Выдуйте мыльный пузырь и смотрите на него: вы можете заниматься всю жизнь его изучением, не переставая извлекать из него уроки физики», – писал великий английский физик лорд Кельвин.[5]
В частности, мыльная пленка является прекрасным объектом для изучения поверхностного натяжения. Сила тяжести здесь практически роли не играет, так как мыльные пленки чрезвычайно тонки и их масса совершенно ничтожна. Поэтому основную роль играют силы поверхностного натяжения, благодаря которым форма пленки всегда оказывается такой, что ее площадь минимально возможная в данных условиях. Почему пленка обязательно мыльная? Все дело в структуре мыльной пленки. Мыло богато так называемыми поверхностно-активными веществами, концы длинных молекул которых по-разному относятся к воде: один конец охотно соединяется с молекулой воды, другой к воде безразличен. Поэтому мыльная пленка обладает сложной структурой: образующий ее мыльный раствор как бы «армирован» частоколом упорядоченно расположенных молекул поверхностно-активного вещества, входящего в состав мыла.
Вернемся к мыльным пузырям. Наверное, каждому доводилось не только наблюдать эти удивительно красивые творения, но и пускать их. Они сферичны по форме и долго могут свободно парить в воздухе. Давление внутри пузыря оказывается больше атмосферного. Избыточное давление обусловлено тем обстоятельством, что мыльная пленка, стремясь еще больше уменьшить свою поверхность, сдавливает воздух внутри пузыря, причем чем меньше его радиус, тем большим оказывается избыточное давление внутри пузыря.
Свободная поверхность жидкости стремится сократиться. Это можно наблюдать в случае, когда жидкость имеет форму тонкой пленки. Примером такого состояния могут служить мыльные пленки, подобные тем, которые вы получили в детстве, выдувая мыльные пузыри. Так как толщина мыльных пленок очень мала, жидкость в пленке можно рассматривать как два поверхностных слоя, не учитывая влияния молекул, находящихся между слоями. Получив мыльный пузырь от трубки, с помощью которой он был получен. Вы заметите, что пузырь уменьшается. Это свидетельствует о сокращении поверхности мыльной пленки.
2. Метод проволочной рамки.
Возьмите проволочный четырехугольный каркас и соедините его противоположные вершины тонкой ненатянутой нитью. Опустив каркас в мыльную воду, вы заметите, что вытянутый из воды каркас затянут мыльной пленкой. Проколов пленку по одну сторону нити, вы увидите, что нить примет форму дуги. Опыт свидетельствует о том, что поверхность мыльной пленки сокращается.
Свойство поверхности жидкости сокращается можно истолковать как существование сил, стремящихся сократить эту поверхность. Эти силы называют силами поверхностного натяжения.
С помощью описанного ниже опыта можно найти способ измерения сил поверхностного натяжения. Если опустить в мыльную воду проволочный каркас, вынув его из воды, легко заметить, что верхняя часть каркаса (до упора) затянута мыльной пленкой. Если потянуть за подвижную сторону этой рамки вниз, то пленка растянется, а если подвижную сторону отпустить, то пленка сократится.
Пленка, образовавшаяся на рамке, представляет собой тонкий слой жидкости и имеет две свободные поверхности.
Поверхностное натяжение измеряется силой, с которой поверхностный слой действует на единицу длины того или иного контура на свободной поверхности жидкости по касательной к этой поверхности. В Международной системе единиц эта величина измеряется в ньютонах на метр (1 Н/м).
3. Метод капли.
Проще всего уловить характер сил поверхностного натяжения, наблюдая образование капли у плохо закрытого или неисправного крана. Пока капля мала, она не отрывается: ее удерживают силы поверхностного натяжения (поверхностный слой выполняет роль своеобразного мешочка). Чем больше капля, тем большую роль играет потенциальная энергия силы тяжести. Всмотритесь внимательно, как постепенно растет капля, образуется сужение – шейка, и капля отрывается.
Отрыв капли происходит в тот момент, когда ее вес становится равным равнодействующей сил поверхностного натяжения, действующих вдоль окружности шейки капли. Не нужно много фантазии, чтобы представить себе, что вода как бы заключена в эластичный мешочек, и этот мешочек разрывается, когда вес превысит его прочность. В действительности, конечно, ничего, кроме воды, в капле нет, но сам поверхностный слой воды ведет себя как растянутая эластичная пленка. А видели вы когда-нибудь очень большие капли? В обычных условиях таких капель нет. И это не случайно – капли большого диаметра неустойчивы и разрываются на маленькие.
Первый взгляд на чай, налитый в чашку, подтверждает известное положение, что жидкость своей формы не имеет, а принимает форму сосуда, в который она налита. Возьмем пробирку, наполненную водой. Перевернем на книгу или открытку и будем постепенно вытаскивать открытку. Ни одна капля не пролилась, зато поверхность воды вздулась, образовав «горку». Все системы стремятся уменьшить свою энергию. Точно так же сила поверхностного натяжения стремится сократить до минимума площадь поверхности жидкости. Из всех геометрических форм шар обладает при данном объеме наименьшей поверхностью. Так что собственная форма жидкости – шар. Большое количество жидкости не может сохранить шарообразную форму; она изменяется под действием силы тяжести. Если устранить действие силы тяжести, то под действием молекулярных сил жидкость примет форму шара.
Если взять смесь воды и спирта и поместить в нее каплю жидкого масла, то в какой-то момент сила тяжести уравновесится силой Архимеда и образовавшийся масляный шар, свободно покоящийся в смеси. Этот шар от разлета по молекулам удерживает сила поверхностного натяжения. Устранить действие силы тяжести при изучении поверхностного натяжения жидкостей впервые догадался в середине прошлого века бельгийский ученый Ж. Плато, свой метод Плато применил для исследования различных явлений.
«Способы определения поверхностного натяжения делятся на статические и динамические. В статических методах поверхностное натяжение определяется у сформировавшейся поверхности, находящейся в равновесии.» [3] Динамические методы связаны с разрушением поверхностного слоя.
Статические методы |
Динамические методы |
· Метод Вильгельми · Метод лежачей капли · Метод определения по форме висячей капли. · Метод вращающейся капли |
· Метод дю Нуи (метод отрыва кольца). · Сталагмометрический, или метод счета капель. · Метод максимального давления пузырька. |
Таким образом, в первой главе были рассмотрены исторические вопросы появления и развития моющихся средств. Синтетические моющие средства главным образом использовались в промышленности до Второй мировой войны. В 50-60х годах началось применение СМС для посуды в быту. Проведен анализ методов расчета коэффициента поверхностного натяжения. Определены цели и задачи исследования, а также поставлены цели и методы исследования для экспериментальной части.
Цель: выяснить основные характеристики моющихся средств, проанализировать ценовую характеристику.
Оборудование : жидкие моющие средства Золушка ,AOS, Fairy, Sorty
Ход работы:
1. Подготовить все необходимое для исследования.
2. Определить основные характеристики моющихся средств
3. Выявить общие и отличительные характеристики. (Приложение, таблица 1,3)
4. Определить ценовую характеристику, составлена диаграмма (Приложение, таблица 2)
Таким образом , самыми дорогими в ценовом отношении являются моющее средство Fairy. Самая низкая средняя цена для моющего средства Золушка (Приложение, таблица 2). Анионные ПАВ входят в состав всех моющихся средств. Неионогенные ПАВ содержаться во всех ,кроме Золушка, что говорит о неблагоприятном воздействии на кожу данного моющего средства. Опасные для человека фосфаты содержаться во всех представленных образцах. Амфотерные ПАВ, которые хорошо совмещаются с ПАВ всех видов, обладают хорошими пенообразующими свойствами, бактерицидной активностью и дерматологическими свойствами. Наличие отдушки также во всех образцах. Среди средств для мытья посуды выявлены опасные вещества как: Propilene Glycol, Methylisothiazolinone, Sodium Laureth Sulfate. Они встречаются в средствах для мытья посуды как AOS и FAIRY/. Methylisothiazolinone является универсальным раздражителем кожи.
Цель работы: исследовать и описать влияние жидких моющих средств на кожу.
Оборудование: 4емкости, жидкие моющие средства Золушка ,AOS, Fairy, Sorty ,куриная кожа.
Ход работы.
1.Налили в каждую из емкостей по 30 мл разных моющих средств(из тех, что нам даны)
2.Поместили в каждую емкость с средствами по кусочку 3*4 см куриной кожи.
3.Оставили на 24 часа. Сделали вывод.(Приложение , фото1,2,3)
По результатам исследования получили следующее:
1. Золушка: это средство оказало отрицательный эффект. Кожа впитало моющее средство. Что является ожидаемым, исходя из сравнительной характеристики моющихся средств(Приложение, таблица 1)
2. Fairy: это средство оказало отрицательный эффект, кожа было сухой и твердой. Жидкость впиталась намного меньше, чем в предыдущих образцах.
3. Sorty: это средство оказало отрицательный эффект на кожу: она впиталась . Кожа стала мягкой и влажной.
4. AOS: это средство оказало эффект на кожу: она впиталась немного в кожу. Кожа суховатая и твердая.
Цель: определить коэффициент поверхностного натяжения методом капель
Оборудование : весы, пипетка, 4емкости , данные жидкие моющие средства, штангенциркуль
Ход работы
1. Приготовили необходимые приборы.
2. Измерили внутренний диаметр стеклянной трубки с помощью штангенциркуля.
3. Подставили на весы емкость и с помощью пипетки накапали 60 капель.
4. Определили коэффициент поверхностного натяжения, используя формулу
Р0=F,
где Р0=m0·g, m0 – масса одной капли жидкости,
, l – длина окружности шейки капли;
d – диаметр шейки капли, равный внутреннему диаметру узкого конца стеклянной трубки. Тогда
5. Опыт повторили несколько раз для каждого образца.
6. Результаты измерений и вычислений занесли в таблицу.(Приложение, таблица 5)
7. Вычислили систематическую и случайную погрешность измерений.
Δδ=( ׀δ1-׀+ ׀δ2- ׀+ ׀δ3-׀+ ׀δ4׀+ ׀δ5-/ 5
Таким образом, чем меньше коэффициент поверхностного натяжения раствора СМС, тем лучше качество моющего средства. Исходя из результатов опыта, можно сделать вывод, что качество моющего средства не всегда определяется ценой и некоторые средства не оправдывают затраченных денежных средств. В нашем исследование меньший коэффициент поверхностного натяжения у AOS(Приложение , таблица 6)
На сегодняшний день вред средств для мытья посуды – один из самых актуальных вопросов для людей, заботящихся о своем здоровье. Стоит помнить, что все эти жидкости в ярких упаковках – результат труда химиков, а значит, в их состав входят вещества, которые могут быть опасны для живых организмов и здоровья человека. Но не все моющие средства для посуды оказывают одинаковое вредное воздействие на живые организмы.
Перед использованием любого средства необходимо внимательно изучить инструкцию по его применению и рекомендации по правилам безопасности, которые необходимо соблюдать. Большинство используемых синтетических моющих средств содержит опасные вещества, вызывающие раздражение кожи и воспаление слизистых оболочек глаз и носа, затруднение дыхания, кашель и приступы астмы, увеличивают риск аллергии и даже раковых заболеваний. Воздействуя непосредственно на кожу рук, моющее средство, а точнее агрессивные поверхностно-активные вещества (ПАВ), входящие в его состав, приводят к разрушению естественного защитного слоя (липидного барьера) кожи. После длительного контакта происходит потеря влаги, повышается проницаемость кожных покровов, появляется сухость, шероховатость и шелушения. Тяжесть реакции зависит, в первую очередь, от состояния здоровья, а также от сочетания воздействия с другими повреждающими факторами. Особенную опасность моющие средства представляют для людей, склонных к аллергии и с дерматологическими заболеваниями. Экспериментально доказано ,что каждое моющее средство оказывает то или иное воздействие на состояние кожи .Гипотеза доказана.
1. http://www.viescience.ru/ru/science/1/15/
2. http://school.xvatit.com/index.php
3. http://ru.wikipedia.org/wiki/Поверхностное_натяжение
4. http://fizportal.ru/method-capillary
5. http://ru.wikipedia.org/wiki/Моющее_средство
6. Богданов К. Ю. Синтез наук – оружие познания XXI века. Элективный курс. Уроки 21-22. Физика стирки и чистки: как моют мыло и УЗ. – «Физика» №1 – М.: Издательский дом «Первое сентября», 2007
7. Практикум по физике в средней школе: Дидакт. материал: Пособие для учителя / Л. И. Анциферов, В. А. Буров, Ю. И. Дик и др.; Под ред. В. А. Бурова, Ю. И. Дика. – 3-е изд., перераб. – М.: Просвещение, 1987.
8. Физика для профессий и специальностей технического профиля: учеб .для студ. учреждений сред. проф. образования/ В.Ф.Дмитриева.-6-е изд.,стер.- М.: Издательский центр «Академия»,2020-448 с.
9. https://business-planner.ru/articles/analitika/obzor-rynka-moyushhih-sredstv-v-rf.html
Приложение
Таблица 1 Сравнительная характеристика моющихся средств
названия |
Анионные ПАВ |
Амфотерные ПАВ |
Неионогенные ПАВ |
фосфаты |
ароматизаторы |
Ценовая характеристика |
Золушка |
15%
|
- |
- |
5%-15%
|
персик |
32 р |
AOS |
- |
5% |
Бальзам |
73 р |
||
FAIRY |
- |
5% |
Лимон и апельсин |
47 р |
||
SORTY |
5% |
5% |
лимон |
108р |
Таблица 2 Диаграмма ценовой характеристики моющихся средств
Таблица 2 Анализ состава моющихся средств
названия |
Состав |
Золушка |
комбинация ПАВ, амиды кокосовых кислот, вода гидротроп, соль поваренная,линалоол, отдушка, комплексообразователь, консервант, СI 19140. |
AOS |
вода, загуститель, комплексообразователь, регулятор рН, глицерин, антибактериальный компонент,линалоол, отдушка, Sodium Laureth Sulfate ,консервант, краситель и другие добавки |
FAIRY |
дополнительно отдушка, консерванты, Methylisothiazolinone, цитронеллол, лимонен, линалоол. |
SORTY |
Вода, загуститель комплексообразователь , регулятор pH, отдушка, экстракт витамин Е, консервант, краситель. |
Таблица 4 Исследование влияния на кожу
Таблица 5 Вычисление коэффициента поверхностного натяжения
SORTY |
||||||||||||||
Опыт № |
m кг |
mo |
mср |
D*10-3 м
|
σ, Н/м |
σср, Н/м |
Δσ, Н/м |
|||||||
1 |
0.014 |
0.23 |
|
|
0.7398 |
|
± 0,0311 |
|||||||
2 |
0.015 |
0.25 |
|
|
0.8042 |
|
||||||||
3 |
0.014 |
0.23 |
0,238 |
0.99*10-3 |
0.7398 |
0.7665 |
||||||||
4 |
0.014 |
0.23 |
|
|
0.7398 |
|
||||||||
5 |
0.015 |
0.25 |
|
|
0.8042 |
|
||||||||
AOS |
||||||||||||||
Опыт № |
m,кг |
mo кг |
mср |
D*10-3 м
|
σ, Н/м |
σср, Н/м |
Δσ, Н/м |
|||||||
1 |
0.016 |
0.26 |
|
|
0.8197 |
|
± 0,0093 |
|||||||
2 |
0.015 |
0.25 |
|
|
0.8042 |
|
||||||||
3 |
0.016 |
0.26 |
0,00026 |
0.99*10-3 |
0.8197 |
0.8135 |
||||||||
4 |
0.016 |
0.26 |
|
|
0.8197 |
|
||||||||
5 |
0.015 |
0.25 |
|
|
0.8042 |
|
||||||||
FAIRY |
||||||||||||||
Опыт № |
m,кг |
mo кг*10-3 |
mср |
D*10-3 м
|
σ, Н/м |
σср, Н/м |
Δσ, Н/м |
|||||||
1 |
0.015 |
0.25 |
|
|
0.8042 |
|
±0,0231 |
|||||||
2 |
0.016 |
0.26 |
|
|
0.8197 |
|
||||||||
3 |
0.014 |
0.23 |
0,25 |
0.99*10-3 |
0.7398 |
0.7975 |
||||||||
4 |
0.016 |
0.26 |
|
|
0.8197 |
|
||||||||
5 |
0.015 |
0.25 |
|
|
0.8042 |
|
||||||||
Золушка |
||||||||||||||
Опыт № |
m,кг |
|
mср |
D*10-3 м
|
σ, Н/м |
σср, Н/м |
Δσ, Н/м |
|||||||
1 |
0.014 |
0.23 |
|
|
0.7398 |
|
|
|||||||
2 |
0.015 |
0.25 |
|
|
0.8042 |
|
|
|||||||
3 |
0.012 |
0.2 |
0,232 |
0.99*10-3 |
0.6305 |
0.7565 |
± 0,05716 |
|||||||
4 |
0.015 |
0.23 |
|
|
0.8042 |
|
|
|||||||
5 |
0.015 |
0.25 |
|
|
0.8042 |
|
|
|||||||
Таблица 6 Диаграмма коэффициента поверхностного натяжения
Таблица 7 Процесс вычисления коэффициента поверхностного натяжения
Скачано с www.znanio.ru
© ООО «Знанио»
С вами с 2009 года.