Исследовательская работа Экспертиза моющих средств для посуды
Введение.
Реклама стала неотъемлемой частью нашей жизни. Иногда она действительно помогает сориентироваться в многообразии товаров и услуг, а иногда обещает просто «чудеса». Благодаря активной рекламе производителей, сегодня почти в каждой семье для мытья посуды используют специальные средства. Ароматные и эффективные, содержащие специальные добавки для здоровья кожи (Приложение 1). Мы решили проверить в лабораторных экспериментах, действительно ли исследуемое средство «моет идеально, экономит оптимально» и «моет даже в холодной воде», как утверждает реклама.
Цель работы: исследование моющих средств для посуды.
Главные задачи, вытекающие из поставленной цели, следующие:
Провести диагностику использования моющих средств для посуды;
Изучить учебную, научно-популярную литературу, материалы в сети «Интернет» по данной теме.
Изучение эффективности моющих средств для посуды;
Исследование зависимости эффективности моющих средств от температуры.
Историческая справка.
По имеющимся данным, мыло, подобное современному хозяйственному мылу, изготовлялось ещё в древнем Шумере и Вавилоне (около 2800 г. до н. э.). Описания технологий изготовления мыла найдены в Месопотамии на глиняных табличках, относящихся примерно к 2200 г. до н. э. Египетский папирус середины второго тысячелетия до нашей эры свидетельствует, что египтяне регулярно мылись с помощью мыла. Широко применялись подобные моющие средства и в Древнем Риме. Легенда гласит, что само слово «soap» (мыло) произошло от названия горы Сапо в древнем Риме, где совершались жертвоприношения богам. Животный жир, выделяющийся при сжигании жертвы, скапливался и смешивался с древесной золой костра. Полученная масса смывалась дождем в глинистый грунт берега реки Тибр, где жители стирали белье и, естественно, наблюдательность человека не упустила того факта, что благодаря этой смеси одежда отстирывалась гораздо легче.
Мыло долго было предметом роскоши и ценилось наряду с дорогими лекарствами и зельями. Известно, что "на поток" производство моющих средств было поставлено в средневековой Италии. Через сто лет секреты этого ремесла достигли Испании, а с XI ст. центром мыловарения становится Марсель, потом Венеция.
На Руси секреты изготовления мыла унаследовали от Византии, а собственные мастера-мыловары появились у нас только в XV в. Промышленное производство мыла было налажено при Петре I, но вплоть до середины XIX в. им пользовалась только знать.
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. С тех пор был разработан целый ряд синтетических моющих средств (CMC) узкого назначения, а их производство стало важной отраслью химической промышленности
Как «работает» мыло.
Молекулы жидкости - например, воды,- удерживаются вместе силами притяжения. Эти силы тянут верхние молекулы внутрь, и поверхность жидкости изгибается. Этот эффект называемый поверхностным натяжением (Приложение 2). Именно из-за поверхностного натяжения вода сама по себе не обладает достаточным моющим действием. Вступая в контакт с пятном, молекулы воды притягиваются друг к другу вместо того, чтобы захватывать частицы грязи. Другими словами, они не смачивают грязь. Активные вещества - мыло и синтетические моющие средства - содержат вещества, повышающие смачивающие свойства воды за счет уменьшения силы поверхностного натяжения.
Молекула мыла представляет собой длинную цепочку (хвост) атомов с концами, обладающими разными свойствами (Приложение 3а). Один конец менее активен; другой конец проявляет значительную активность, энергично притягиваясь к атомам водорода, входящим в состав воды. Благодаря такому строению молекула занимает вертикальное положение относительно поверхности воды (Приложение 3б). Всем приходилось мыть посуду, загрязненную жиром. Отмыть тарелку от жира чистой холодной водой трудно. Вода не смывает жир с поверхности, т.к. вода не смачивает его. Если чистую воду заменить мыльной, то жир лучше смачивается и легко отмоется. Молекулы моющих средств действуют как «захватчики» примесей: концы молекул притягиваются к грязи и скапливаются на ее частицах; частицы грязи становятся взвешенными и могут быть потом удалены проточной водой.
Таким образом, чем меньше поверхностное натяжение жидкости, тем лучше она удаляет частицы грязи с любых поверхностей.
Диагностика использования моющих средств для посуды.
Для диагностики использования моющих средств для посуды был проведен опрос жителей поселка Береза Красноглинского района г.о. Самара.
Опрашиваемым была предложена анкета следующего содержания:
Используете ли Вы для мытья посуды синтетические моющие средства?
Какое средство Вы предпочитаете для мытья посуды?
Какова причина Вашего выбора?
Проведенное анкетирование показало, что 6 % опрошенных вообще не используют никакие моющие средства или пользуются пищевой содой, т.к. считают моющие средства вредными для здоровья человека. 11,5 % используют моющее средство «Капля Sorty» вследствие его низкой стоимости, 6 % - «Pril balsam», т.к. уверены, что наносит меньше вреда коже рук, 48,5 % - средство «Fairy», предпочитая его по эффекту действия. (Приложение 4)
В нашей школьной столовой посуду моют средством «Прогресс».
Итак, экспертизе были подвергнуты: пищевая сода, «Капля Sorty», «Pril balsam», «Fairy», «Прогресс».
Приложение 2.
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
Силы, действующие на молекулы, находящиеся на поверхности
и внутри жидкости.
Приложение 3.
а) б)
Схематичное изображение молекулы мыла (а)
и положение этих молекул на поверхности пленки воды (б).
Приложение 4.
13 EMBED MSGraph.Chart.8 \s 1415
Диаграмма использования СМС для мытья посуды
жителями поселка Береза Красноглинского
·района г.о. Самара
(по данным опроса, проведенного в сентябре)
Приложение 1.
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
Гамма синтетических моющих средств.
Приложение 5.
13 SHAPE \* MERGEFORMAT 1415
Установка для измерения коэффициента поверхностного натяжения.
1 – воронка с резиновой трубкой.
2 – кран
3 – стеклянный наконечник.
Исследование поверхностного натяжения растворов моющих средств.
Исследовать поверхностное натяжение жидкости можно различными способами. Наиболее простой, понятный нам и доступный – капельный метод исследования. Суть метода такова: необходимо взять капельницу, подсчитать количество капель, отсоединяющихся от нее за определенное время. Поверхностное натяжение меньше у того раствора, капли которого быстрее падают с капельницы. Таким образом, можно измерить промежуток времени, в течение которого от капельницы отсоединяется определенное количество капель, например, 50. Лучшие моющие свойства будут у того средства, где количество капель окажется больше (поверхностное натяжение обратно пропорционально количеству капель).
Оборудование: воронка с резиновой трубкой, краном и стеклянным наконечником; сосуды с растворами моющих средств; сосуд с водопроводной водой; стакан для сбора капель; штатив для фронтальных работ; плитка; термометр, секундомер.
Выполнение работы:
Собрали установку (Приложение 5).
Подставили под капельницу сосуд и, плавно открывая кран, добились медленного отрывания капель водопроводной воды.
Отсчитали 50 капель воды и измерили промежуток времени.
Повторили опыт, меняя температуру воды.
Повторили опыт с разными растворами. Концентрация всех исследуемых растворов одинаковая: 1чайная ложка средства на 200 мл воды.
Результаты измерений занесли в таблицу:
ГОРОДСКАЯ МЕЖШКОЛЬНАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ
«Я - исследователь»
Секция «Физика»
Тема
Экспертиза моющих средств для посуды
Выполнили:
Научный руководитель:
учитель физики
Самара
Оглавление.
Введение.
Основная часть
Историческая справка.
Как «работает» мыло.
Диагностика использования моющих средств для посуды.
Исследование поверхностного натяжения растворов моющих средств.
Заключение.
Список литературы.
Приложения.
Список литературы.
1. 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.
2. Володин В.Л. Энциклопедия для детей. Физика. М.: «Аванта+», 2000 г.
3. Перельман Я.И. Для юных физиков. Опыты и развлечения. М.: «Римис», 2007 г.
4. «Физика в школе» № 5-6, - М.: Издательство «Школа-Пресс», 1992.
5. Чуянов В. А. Энциклопедический словарь юного физика. – М.: «Педагогика», 1999 г.
Электронные ресурсы:
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
Заключение.
Проанализировав результаты эксперимента, мы сделали следующие выводы:
Молекулы моющих средств понижают поверхностное натяжение воды.
В рассмотренных растворах средств для мытья посуды лидером является «Fairy» – он имеет наименьшее значение коэффициента поверхностного натяжения, а, следовательно, обладает лучшими моющими свойствами. Средства «Sorty» и «Прогресс» занимают «золотую» середину. В аутсайдерах же – «Pril» и пищевая сода. Однако, все испытанные образцы, имея небольшой коэффициент поверхностного натяжения, способны растворять жирные вещества. Так что право выбора остается за потребителем: кому что нравится!
Измерения показывают, что поверхностное натяжение уменьшается при повышении температуры. Но, учитывая результаты исследования, можно порекомендовать более экономное использование энергии, идущей на нагревание растворов моющих средств.
№
п/п
Название
раствора
Количество
капель
Температура
раствора
Время
эксперимента
1.
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
50
20 °С
30 °С
40 °С
50 °С
47 с
35 с
20 с
14 с.
2.
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
50
20 °С
30 °С
40 °С
50 °С
56 с
40 с
19 с
13 с
3.
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
50
20 °С
30 °С
40 °С
50 °С
30 с
21 с
19 с
10 с
4.
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
50
20 °С
30 °С
40 °С
50 °С
27 с
21 с
19 с
10 с
5.
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
50
20 °С
30 °С
40 °С
50 °С
30 с
23 с
20 с
15 с
6.
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
50
20 °С
30 °С
40 °С
50 °С
19 с
16 с
11 с
7 с