Эффективность современных стиральных порошков

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Эффективность современных стиральных порошков

Оглавление

стирка порошок отбеливатель ткань

Введение

1. Характеристика моющих средств

1.1 Химический состав моющих средств

1.2 Какой нрав у ПАВ?

1.2.1 Типичные виды ПАВ

1.2.2 ПАВ современных СМС

1.2.3 Отбеливатели и смягчители

1.2.4 Токсичные свойства ПАВ

2. Что такое грязь и как с ней бороться?

3. Ткани и волокна

3.1 Виды и характеристика тканей

3.2 Условия стирки тканей

4. Исследование

Заключение

Список литературы

Приложение

Введение

Ещё лет 10-15 назад название используемых стиральных порошков можно было легко перечислить: «Астра», «Эра», Лотос», так как их набор не отличался большим разнообразием. Сегодня химическая индустрия предлагает нам широкий спектр разнообразных по составу, по воздействию, по свойствам СМС (синтетических моющих средств). ТV реклама насыщена подобного рода информацией, но обычному человеку крайне сложно сориентироваться в столь богатом разнообразии предлагаемых средств.

На мой взгляд, результаты предполагаемого исследования дадут возможность определить качество СМС и применить наиболее эффективные из них. Результаты, которые будут получены в ходе исследования, имеют важное практическое значение не только для меня, но и для близких мне людей, родственников и подруг. Бывает так, что рекламируемый товар не проявляет тех качеств и свойств, которые ему приписывают. Качество не соответствует цене. А если результат одинаковый, зачем платить больше?

Источников информации по теме исследования достаточно: школьные учебники, периодические издания, статьи в Интернете. Поэтому проблем с литературой не возникало.

Для научного исследования необходимо познакомиться с теорией вопроса.

1. Характеристика моющих средств

В начале работы установили, что имеется два основных вида стиральных порошков: для ручной стирки одежды (обычно мылосодержащие порошки) и для машинной стирки. В качестве последних, главным образом, используются безмыльные детергенты с добавками веществ, стабилизирующих мыльную пену и придающих блеск тканям. Для удобства проведения исследования выбрали порошки для ручной стирки.

Моющие средства (детергенты) -- вещества, которые при добавлении к воде облегчают удаление грязи. Это может происходить в результате понижения поверхностного натяжения воды таким образом, что вода равномерно распределяется по поверхности материала вместо того, чтобы собираться в капли, в результате увеличения растворимости молекул жира в воде в результате удерживания удалённой грязи в виде суспензии в воде.

1.1 Химический состав моющих средств

Выясним, насколько состав порошков связан с изучаемыми в химии вопросами.

Следует иметь в виду, что современные высококачественные моющие средства представляют собой довольно сложные композиции. Синтетические моющие средства -- это натриевые соли кислых сложных эфиров, высших спиртов и серной кислоты.

СМС производят на основе нефтепродуктов, жиров и ряда других продуктов в ходе сложных химических превращений на специальном производстве. Сегодня это огромная индустрия, ежегодно выпускающая сотни тысяч тонн разнообразных товаров.

Обычно СМС содержат 20-25% поверхностно-активных веществ (алкиларилсульфонаты, алкилсульфаты и др.). Кроме ПАВ СМС содержат до 50% фосфорнокислых солей (например, тринатрийполифосфат), различные наполнители и 2-3% активизирующих добавок, чаще всего карбоксиметилцеллюлозу. Такие моющие средства не только полноценно заменяют жировое мыло, но и превосходят его по моющему действию, нечувствительны к жёсткой воде, не оказывают ослабляющего действия на ткани, меньше раздражают кожу. В связи с успехами, достигнутыми в разработке методов синтеза поверхностно-активных веществ и их применения, в ряде стран производство мыла значительно снизилось, а производство синтетических моющих средств выросло в несколько раз.

1.2 Каков нрав у ПАВ?

Поверхностно-активные вещества (ПАВ) - это вещества, которые понижают поверхностное натяжение воды.

Поверхностное натяжение -- стремление поверхности вести себя так, как будто она покрыта поверхностной плёнкой, из-за сил притяжения между молекулами на поверхности. Отдельная капля жидкости стремится к тому, чтобы занять наименьшую поверхность (обычно принимая форму шара) из-за поверхностного натяжения.

1.2.1 Типичные виды ПАВ

ПАВ -- главная составляющая любого мыла и средства для стирки. Вообще говоря, для стирки подойдёт и мыло, и сода, и стиральный порошок (а в полном отрыве от цивилизации можно попробовать стирку с древесной золой, которая, как известно, подщелачивает воду). Главное, чтобы выбранное моющее средство более или менее успешно выполняло две функции: удаление частиц грязи с очищаемой поверхности и перенос их в раствор. Для этого мыло или стиральный порошок должны содержать в своём составе моющие вещества с молекулами-«смывателями», имеющими гидрофобную («водоотталкивающую») и гидрофильную («водолюбивую») части. Первая будет взаимодействовать с поверхностью загрязнённой ткани, а вторая -- с водой; частицы грязи перейдут в водный раствор вместе с моющими веществами. Такие вещества и получили название поверхностно-активных веществ (ПАВ). Типичные и самые распространенные ПАВ -- это соли карбоновых кислот.

Способы изготовления самого распространённого ПАВ -- мыла были известны уже в глубокой древности и описаны в «Естественной истории» Плиния Старшего (23-79 гг. н. э., Рим), включая даже различия в получении твёрдого мыла (использовалась сода Na2CO3, и мыло содержало катионы натрия) и жидкого мыла (вместо соды применяли поташ К2СО3). Источниками жирных кислот служили сало и растительное масло. Особенно славилась, начиная с IХ и вплоть до начала ХХ века, марсельское мыло на основе оливкового масла.

1.2.2 ПАВ современных СМС

В ходе работы необходимо познакомиться с составом современных ПАВ, выяснить их предполагаемое действие на загрязненную ткань.

Синтетические моющие средства (СМС), а попросту стиральные порошки, чаще всего содержат в своей основе не соли карбоновых кислот, а другие поверхностно-активные вещества, которые облегчают стирку и не боятся жёсткой воды. Чаще всего в стиральных порошках и жидких смесях для стирки роль ПАВ играют соединения, в молекулах которых гидрофобный углеводородный радикал связан с гидрофильной сульфатной или сульфанатной типа - SО3.

Алкилбензолсульфонат натрия -- основной компонент многих детергентов (стиральных порошков). В отличие от нерастворимых стеаратов кальция и магния, которые образуются при стирке в жёсткой воде и осаждаются на ткани (забивают поры, делают ткань грубой, блёклой, плохо воздухопроницаемой), кальциевые и магниевые соли сульфокислот хорошо растворяются в воде. Следовательно, многие СМС одинаково хорошо моют как в мягкой, так и в жёсткой воде.

1.2.3 Отбеливатели и смягчители

Синтетические моющие средства -- это сложные смеси ПАВ с различными отбеливателями (химическими и оптическими), пенообразователями, смягчителями воды и биодобавками ферментов, разлагающих белковые и жировые загрязнения.

Химические отбеливатели -- это окислители, производные перекиси водорода (пероксокарбонат или пероксоборат натрия). Выше 70 °С (при кипячении белья) они выделяют активный атомарный кислород, окисляющий и обеззараживающий загрязнения. Впрочем, существуют и другие отбеливатели, не требующие кипячения, с производными хлора, например хлорамином, и сернистые отбеливатели, выделяющие диоксид серы.

Оптические отбеливатели по своему действию похожи на «подсиниватели» типа обычной ультрамариновой синьки: «посинение» ткани компенсирует возникшую со временем желтизну, а в итоге вещь выглядит белее. Действующим началом химических отбеливателей служат атомарный кислород, атомарный хлор и оксид серы. Эти отбеливатели разрушают не поддавшиеся моющему раствору загрязнения и цветные пятна, а заодно и дезинфицируют ткань. Из кислородосодержащих отбеливателей наиболее распространены перборат натрия NаВО2 Н2О2 ЗН2О и перекарбонат натрия Nа2СО3 1,5 Н2О2 Н2О (последний как отдельный препарат известен под названием «Персоль»).

Выяснилось, что все исследуемые мною порошки содержат отбеливатели.

Пятна белкового происхождения трудно отстирываются и плохо обесцвечиваются химическими отбеливателями. Для их устранения используют специальные ферменты, которые вводят в качестве добавки в моющие средства. Так как эти ферменты не выдерживают высоких температур, то бельё с белковыми загрязнениями стирают в тёплой воде и не кипятят.

Иногда в СМС вводят смягчители (чаще всего это аммониевые основания), которые делают ткань мягче на ощупь, и антистатики, предотвращающие электризацию ткани. Для смягчения воды при стирке СМС добавляют метафосфат натрия (Nа3РО4). Это соединение хорошо растворяется в воде и связывает часть ионов Са2+и Мg2+ в нерастворимые фосфаты Са3(PO4)2, Мg3(PO4)2.

В наших СМС смягчители содержат: «Весна», «Эффект», «Аистёнок», «Sarma».

Карбонат натрия Nа2СО3 и силикат натрия Nа2SiО3 в результате гидролиза придают растворам слабощелочную реакцию, тем самым усиливают моющее действие СМС, способствуют очистке от жировых загрязнений.

Для примера приведём состав стирального порошка «Lotos»:ПАВ, перборат натрия, энзимы, фосфаты, стабилизаторы, полимеры, карбонаты, силикаты, оптические отбеливатели, парфюмерные добавки.

В рецептуре СМС компоненты подбирают так, чтобы именно при указанной на упаковке концентрации достигалась максимальная моющая способность композиции в целом. Поэтому стиральный порошок не следует сыпать «на глазок».

1.2.4 Токсичные свойства ПАВ

Из практики известно негативное влияние порошка на кожу рук.

При всех высоких потребительских качествах ПАВ обладают серьезными недостатками. Влияние различных порошков на состояние рук и ногтей прежде всего волнует женщин.

Наличие фосфатных добавок приводит к значительному усилению токсических свойств ПАВ. Они способствуют усиленному обезжириванию кожных покровов, более активному разрушению клеточных мембран, резко снижают барьерную функцию кожи. После нескольких стирок фосфатными порошками во многих случаях развиваются воспаления кожи -- дерматиты.

ПАВ проникают в микрососуды кожи, всасываются в кровь и распространяются по организму. Это приводит к изменению химических свойств самой крови и нарушению иммунитета. У ПАВ есть способность накапливаться в органах. Они действуют подобно ядам: в легких вызывают гиперемию, эмфизему, в печени повреждают функцию клеток, что приводит к увеличению холестерина и усиливает явление атеросклероза в сосудах сердца и мозга.

Как защитить себя от вредных влияний ПАВ? Максимально сократить время стирки, исключить контакт незащищенных частей тела с раствором порошка, тщательно выполаскивать вещи, используя при этом горячую воду. После стирки проветрить помещение и тщательно вымыть руки в большом количестве теплой воды.

2. Что такое грязь и как с ней бороться?

Чем загрязняется бельё? Каждые сутки с поверхности кожи взрослого человека выделяется до 40 грамм кожного сала и до 1 литра пота (в жару пота ещё больше). Представьте себе, что практически всё это впитывается бельём и одеждой! Неудивительно, что после недельной носки бельё становится тяжелее (по данным учёных-гигиенистов, в среднем 5-7%), да и воздух оно пропускает на 20% хуже.

Грязь на одежде появляется не только от пота и кожного жира. Все мы живые люди и занимаемся своими делами: едим, спим, гуляем, ходим на работу. Тем временем (этого не избежать, как не старайся) на одежде появляются следы пищевых продуктов, пыль, производственные загрязнения (сажа, песок, сернистые соединения и др.). Вся эта грязь сильнее удерживается на ткани в присутствии жировых веществ, поэтому ношеное бельё пылится и грязнится быстрее.

Классифицируем основные загрязнители ткани.

По химическому составу бельевые загрязнения -- это соли (например, хлорид натрия), мочевина (карбамид), белки(в частности, чешуйки кожи), крахмал и клетчатка (остатки текстильных волокон), жиры, жирные кислоты и глицерин, а также минеральные частицы (углерод -- в виде сажи, диоксид кремния -- частицы песка, алюмосиликаты -- глина) и др.

3. Ткани и волокна

3.1 Виды и характеристика тканей

Текстильные волокна, из которых состоят ткани, бывают натуральные и химические -- в зависимости от их происхождения. Среди натуральных есть растительные (хлопок, лён) и животные (шерсть овечья, верблюжья, козья), а также натуральный шёлк, который получают из коконов шелковичного червя.

Льняные и хлопчатобумажные ткани -- это растительные волокна. Они представляют собой почти чистую целлюлозу (клетчатку) -- самый распространённый в природе полисахарид. Молекулы целлюлозы полимерные и состоят из 10-14 тысяч одинаковых фрагментов (С6Н10О5).

Под действием воды растительные (целлюлозные) волокна набухают, а, высыхая -- «садятся». В слабощелочных растворах, например, содержащих соду, они вполне устойчивы, но под действием кислот эти ткани тут же разрушаются.

Шерсть и шёлк -- белковые волокна животного происхождения. Вот почему для стирки тканей из растительных волокон можно, а для изделий из натурального шёлка и шерсти не в коем случае нельзя использовать стиральные порошки и пасты с биодобавками, разлагающими белковые загрязнения: неминуемо пострадает и сама ткань. Шерстяные ткани более устойчивы к кислотам, чем лён или хлопок, но быстро портятся при действии щелочей. Именно поэтому для их стирки надо пользоваться «нейтральными» (то есть не щелочными) моющими средствами. Натуральный шёлк прочнее шерсти вдвое, но тоже разрушается под действием кислот и щелочей. Даже самый слабый раствор щёлочи может лишить шёлк присущего ему блеска. Если мы вспомним, что и мыло, и обычные стиральные порошки всегда создают в водном растворе щелочную среду, то станет понятно, почему ими не рекомендуется стирать шерстяные и шёлковые ткани.

Химические волокна в свою очередь подразделяются на искусственные и синтетические.

3.2 Условия стирки тканей

Чтобы не испортить ткань при стирке, надо знать, что хлопчатобумажные и льняные ткани выдерживают высокую температуру, их можно даже кипятить, а шерсть и натуральный шёлк требуют стирки и полоскания в «щадящих» условиях: при температуре не выше 40-50°С (иначе вещь сильно сваляется -- «сядет»). Их не следует особенно усердно тереть и выжимать, поскольку мокрые волокна этого типа сильно теряют в прочности.

Наконец, особого внимания требуют вещи из цветных тканей: чтобы краситель не потускнел, а ткань не полиняла, их надо стирать отдельно от белого белья, в тёплой (но не в горячей) воде, пользоваться нейтральными моющими средствами.

Если изделия, которые вам предстоит приводить в порядок фабричного производства, то на нём обязательно должен быть ярлычок с указаниями, какие виды стирки, чистки и глажения для него рекомендуется (Приложение №1).

4. Исследование

Цель исследования: изучить моющую способность современных стиральных порошков, сравнить их эффективность воздействия на пятна от маркера, кофе и крови, определить наиболее эффективные СМС.

Задачи:

§ Подобрать 12 стиральных порошков для ручной стирки.

§ Изучить химический состав СМС, роль входящих в них

компонентов.

§ Разработать методику исследования СМС.

§ Сравнить полученные результаты, сделать выводы.

Объект исследования: синтетические моющие средства:

Предмет: моющая способность стиральных порошков.

Методы:

§ Наблюдение.

§ Эксперимент.

§ Проектирование.

Предполагаемые результаты:

Согласно ТV рекламе из исследуемых стиральных порошков наиболее эффективными свойствами обладают: «Агiеl», «Тiх», «Sогti», «Миф», «Тidе».

Так как для исследования используется белая хлопчатобумажная ткань, то лучше других должны удалить пятна стиральные порошки, содержащие отбеливатели.

Хочется надеяться, что порошки местного пермского производства «Пемос» могут составить конкуренцию другим порошкам.

Методика проведения исследования:

Исходя из целей и задач, для изучения моющей способности современных стиральных порошков разработана следующая методика исследования.

· На 12 хлопчатобумажных лоскутов ткани наносилось по З пятна (кровь, маркер, кофе) (Приложение № 2)

· Ткань не подвергалась стирке в течение суток.

· Готовился стиральный раствор с каждым из видов СМС на 1 литр воды 7-8 граммов стирального порошка.

· Ткань, с нанесёнными загрязнениями, подвергалась ручной стирке с одинаковой интенсивностью не более трёх минут.

· Ткань просушивалась и проутюживалась с целью наиболее наглядного определения результатов. (Приложение 3)

· Качество стирки оценивалось в пятибалльной системе и заносилось в таблицу результатов.

Таблица результатов

5 - отлично, 4 - хорошо, 3 - удовлетворительно, 2 - плохо, 1 - очень плохо.

Выводы

1. Наиболее эффективными порошками для устранения загрязнения от крови является - «Миф», «Пемос», «Тiх».

от кофе - «Миф», «Эффект», «Пемос», «Sorti».

от маркера -- «Миф», «Агiеl».

2. Самым эффективным (в плане универсальности) является стиральный порошок -- «Миф».

Несколько меньшей моющей способностью обладают: «Агiеl», «Тiх» и «Эффект», причем «Агiеl» стабильно хорошо отстирывал все пятна.

3. Не проявили эффективных моющих средств «Sarma», «Дени».

4. Предполагаемые нами результаты частично подтвердились. Эффективными оказались рекламируемые порошки: «Миф», «Агiеl», «Тiх». Не подтвердил заверений рекламы «Tide».

5. Пермский стиральный порошок «Пемос» оправдал ожидания и оказался в числе лидеров.

Дополнительный вывод:

Пачка порошка «Миф» массой 150 граммов стоит 14 рублей. Эффективность стоит денег.

Заключение

· В ходе исследования удалось частично подтвердить предполагаемые результаты о рекламируемых порошках. Частичное опровержение предположений также можно считать результатом.

· В процессе проведения работы расширились знания по теме исследования, закрепились умения составления плана выполнения работ, анализ и оформление полученных результатов.

· Но для восьмиклассника, только начинающего изучать химию, трудно было разобраться во всех химических аспектах вопроса. Формулы элементов, входящих в состав СМС, еще не изучены на уроках.

· В ходе исследования не удалось выявить какие составляющие СМС оказывают наибольшее воздействие на качество стирки, т.к. информация о составе стиральных порошков, на их этикетках, практически одинакова.

· Практическая часть работы показала, что в ней все имеет значение. Например, качество нанесения пятна на ткань зависит от выбора загрязнителя, его концентрации. Стирку изделий приходилось выполнять в резиновых перчатках, т.к. имело место негативное длительное воздействие различных стиральных порошков на кожу рук.

· В перспективе необходимо провести повторное исследование по составленному алгоритму, заменив перечень пятен. Такое дополнительное исследование уточнит результаты. Вывод получится более точным, а рекомендации по использованию тех или иных порошков - более профессиональными.

· Уже в процессе выполнения работы у окружающих возник неподдельный интерес к результатам исследования.

· На школьной конференции защита исследования вызвала много вопросов, на которые в процессе работы получены ответы. Работа получилась серьезной и интересной.

Список литературы

1. Г. Реми. Курс неорганической химии. Издательство иностранной литературы. 1960.

2. Джейн Верзейм, Крис Оквслейд. Химия. Школьный иллюстрированный справочник. Издательство «РОСМЭН» 1995.

3. М. Кременчугской, С. Васильева. Химия. Справочник школьника. Филологическое общество «Слово». 1995.

4. Б.Д. Степин, Л.Ю. Аликберова, Н.С. Рукк. Домашняя химия. «Русское энциклопедическое товарищество». 2001.

Приложение

В приложении представлены образцы хлопчатобумажной ткани с результатами эксперимента.

Исходный образец пятен, а также конечный эффект действия порошка на пятна.

В верхней части листа расположен образец ткани, в нижней - этикетка применяемого порошка.

К сожалению, сканирование не дает четкой картины результата, но дает представление о выполненной работе.

Из 12 итоговых образцов в приложении представлен только один экземпляр.

Размещено на Allbest.ru