Исследовательская работа по химии

Исследовательская работа

ТЕМА: Моющие средства для посуды и их свойства. Влияние моющих средств на коррозию металлов.

Оглавление

Введение стр. 2-3

Глава 1. Общие сведения о средствах для мытья посуды стр. 4-5

1.1 Средства для мытья посуды стр. 4

1.2 Состав средств для мытья посуды стр. 4-5

Глава 2. Диагностика моющих средств для посуды стр. 6-8

2.1. Диагностика использования средств для мытья посуды стр.6

2.2. Состав, свойства и особенности применения моющих средств стр. 7

2.3. Физико – химические свойства средств для мытья посуды. стр. 7-8

2.4. Влияние растворов моющих средств для посуды на стр.8

протекание процессов коррозии железных предметов.

Заключение стр. 9

Список литературы стр. 10

Приложение стр. 10

Введение

Двадцать первый век – время, когда информация стала тем фундаментом, на котором держатся все сферы человеческой жизни. Поэтому каждый человек должен быть уверен в том, что информация, которой владеет он – достоверная и не принесет ему и окружающим духовного или физического ущерба. Потоки информации доносятся до нас отовсюду, но основной источник – это СМИ. И зачастую даже образованный и умудренный жизненным опытом человек не может определить, пытаются ли нас обмануть, использовав рекламные уловки или только немного преувеличивают достоинства товаров, предлагаемых услуг. Реклама стала неотъемлемой частью нашей жизни. Иногда она действительно помогает сориентироваться в многообразии товаров и услуг, а иногда обещает просто «чудеса». Благодаря активной рекламной политике производителей, сегодня почти в каждой семье для мытья посуды используют специальные средства. Так, учеными подсчитано, что российская семья из 4-х человек ежегодно моет около 5 тонн грязной посуды! Первые МС появились более 5000 лет назад на Ближнем Востоке. Но их роль в нашей жизни не изменилась до сих пор. МС в настоящее время употребляют для удаления различных видов загрязнений: пятна на одежде, ржавчина, грязная посуда и т.д.

По своему составу средства для мытья посуды близки к шампуням, гелям для душа. То есть к средствам гигиены. А к ним предъявляют особые требования по безопасности. Все это хорошо, однако, средства для мытья посуды числятся как средства бытовой химии. Это значит, что на них гигиенический сертификат, гарантирующий безопасность, не нужен. Требования что к средству для чистки унитазов, что для посуды — одни и те же. Производители могут подвергнуть свою продукцию испытанию на безопасность, но добровольно. Химики признают: этот сертификат гарантирует только то, что в момент использования вы не отравитесь, не испортите кожу рук. А вот что с течением времени происходит в организме, в который постоянно попадают остатки моющего средства,— таких исследований не проводили.

В условиях постоянного увеличения количества новых химических веществ, поступающих в обращение, актуальной проблемой является их изучение в целях получения информации о потенциальной опасности веществ и разработки профилактических мероприятий, предусматривающих предотвращение неблагоприятного воздействия на организм человека и окружающую среду. Среди комплекса факторов окружающей среды, подлежащих гигиеническому контролю, большого внимания заслуживают товары бытовой химии (ТБХ) в связи с их массовым производством и использованием, разнообразием компонентов, входящих в состав рецептур, а также с возможным прямым воздействием на организм человека. Как известно, после использования все химикаты попадают в окружающую среду и пагубно на нее влияют, но мы об этом не задумываемся. Поэтому мы решили посвятить нашу работу именно бытовой химии и, изучив состав МС для посуды, определить, насколько безопасно их использование.

Мы считаем, что наша работа очень актуальна на сегодняшний день. Мы не можем обойтись без МС, но и их использование зачастую вредит нашему миру. Чтобы понять, как бороться с вредом, наносимым нам МС мы, прежде всего, должны узнать о них больше, чем сообщается в рекламе. Мы решили провести исследование в нашей школе, чтобы выявить средства, пользующиеся наибольшим спросом, и проанализировать, чем обоснован выбор участников нашего исследования. Говорить да или нет МС дело каждого человека, но если соблюдать определенные правила, то риск для здоровья будет минимальным.

Практическая значимость работы состоит в том, что полученную информацию по результатам исследовательской работы можно использовать для просвещения населения поселка о вреде определенных моющих средств, об отрицательном влиянии СМС на здоровье человека, на усиление коррозии металлов, из которых изготавливается сантехника.

Цель работы: исследовать физико-химические свойства моющих средств, исследовать влияние моющих средств на коррозию металлов, из которых изготавливается сантехника.

Задачи:

1. Изучить литературу по данному вопросу;

2. Выявить наиболее часто используемые в домашних условиях марки моющих средств для посуды;

3. Изучить состав, данные моющих средств для посуды, используя их этикетки.

4. Исследовать физико- химические свойства моющих средств;

5. Рассмотреть влияние моющих средств на металлические предметы (гвоздь).

Объект исследования: жидкие средства для мытья посуды.

Предмет исследования: свойства и безопасность применения моющих средств для посуды, коррозия металлов.

Гипотеза: если владеть полной информацией о составе и свойствах моющих средств, то можно сохранить здоровье человека, предотвратить повреждение сантехники, изготовленной из железа.

В соответствии с задачами исследования были использованы методы систематизации теоретического материала, исследовательские методы и методы наблюдения, обобщение накопленного материала.

Глава 1. Общие сведения о средствах для мытья посуды

1.1 Средства для мытья посуды и их свойства

Специальные посудомоющие средства впервые появились в 1950-х годах. Средства для ручного мытья посуды выпускаются в виде жидкости или геля. Гелеобразные средства считаются более эффективными по сравнению с жидкими.

Основными свойствами средства является его моющая способность. Большой плюс средства - его способность эффективно справляться с масляными и жировыми загрязнениями в холодной воде, это достигается благодаря подбору оптимальной композиции ПАВ.

Ещё одним важным свойством средства для ручного мытья посуды является его мягкое воздействие на кожу рук. Стоит отметить, что заявления производителей о том, что уровень pH их продукции равен 5,5, ни в коем случае не может гарантировать, отсутствия раздражения, особенно у людей склонных к аллергии. Поэтому во время мытья посуды коже требуется защита. Средство должно содержать умягчающие компоненты и не стоит забывать о том, что руки можно уберечь от вредного воздействия средства с помощью обыкновенных резиновых перчаток.

Многое о средстве для мытья посуды может сказать его состав.

1.2 Состав средств для мытья посуды

Основу моющего средства составляют поверхностно-активные вещества (ПАВ). Именно они и определяют его моющую способность.

ПАВы подразделяются на два типа: ионные и неионогенные (неионные).

Принципиальное отличие заключается в том, что неионогенные ПАВы не подвержены электролитической диссоциации, т.е. они не распадаются в воде на положительно и отрицательно заряженные ионы; ионные ПАВы при взаимодействии с водой распадаются на ионы, одни из которых обладают адсорбционной (поверхностной) активностью, другие (противоионы) – адсорбционно неактивны.

Ионные ПАВы называются анионными, если поверхностно-активные ионы несут отрицательный заряд, и катионными, если поверхностно-активны положительно заряженные ионы. Некоторые ПАВы в зависимости от условий, в которых они применяются, проявляют свойства или анионных, или катионных, поэтому их называют амфотерными или амфолитными. Анионные ПАВы – органические кислоты и их соли. Катионные – основания, обычно амины, и их соли. В мировом производстве поверхностно-активных веществ большая часть анионные вещества.

Синтетические моющие средства обязательно содержат ряд вспомогательных веществ, улучшающий их моющую способность. В состав моющих композиций иногда включают щелочные соли слабых неорганических кислот (карбонат и бикарбонат натрия, силикаты натрия, фосфаты различного состава), нейтральные соли (хлорид натрия), соли перекисных кислот, обладающие отбеливающими и дезинфицирующими свойствами (перборат и перкарбонаты натрия). Именно эти химические вещества и вступают в химические реакции с металлами, из которых изготавливают сантехнику, под действием этих веществ и происходит коррозия металлов. Коррозия приводит ежегодно к миллиардным убыткам, и разрешение этой проблемы является важной задачей. Основной ущерб, причиняемый коррозией, заключается не в потере металла как такового, а в огромной стоимости изделий, разрушаемых коррозией. Вот почему ежегодные потери от неё в промышленно развитых странах столь велики.

Важную роль играют органические компоненты ПАВов: карбоксиметилцеллюлоза, предотвращающая повторное отложение загрязнений из моющего раствора на отмытую поверхность, и так называемые гидротропы, увеличивающие растворимость и ускоряющие растворение ПАВов в воде.

Некоторые моющие средства содержат ферменты, обеспечивающие удаление нерастворимых белковых загрязнений, органические бактерициды, стабилизаторы пены.

Во многие моющие средства добавляют ароматические вещества (отдушки), призванные устранить неприятные запахи и придать вымытой поверхности свежий аромат. Правда, запах яблока, лимона или, например, лесных ягод не означает наличие в данном средстве экстрактов выше названных плодов.

Также в состав средств для мытья посуды могут входить вещества, смягчающие негативное воздействие на кожу рук. Самые распространенные добавки – глицерин, силикон и растительные экстракты. Глицерин и силикон обладают похожим действием, они создают на коже защитную плёнку, препятствующую её высыханию. Одновременно поверхностная плёнка, создаваемая силиконом, способна защитить от проникновения вредных для кожи веществ, содержащихся в моющем средстве.

Растительные экстракты смягчают кожу, обладают успокаивающим действием, снимают раздражение, которое может быть вызвано отдельными компонентами ПАВов (таким действием обладает, например, молочко «алоэ-вера»). Но даже при всех несомненных достоинствах этих добавок невозможно гарантировать вашей коже полную безопасность.

Глава 2. Диагностика моющих средств для посуды

1. Диагностика использования средств для мытья посуды.

Для того, чтобы выяснить какие из средств являются наиболее используемыми мы опросили учащихся, учителей и работников школы. В опросе приняли участие 50 человек.

Данные опроса показывают, что наиболее популярным средством является «Fairy». Его используют 19 человек из числа опрошенных, что составляет 38%. Далее по убыванию популярности идут: «АОС» - 11 человек, 22%; «Миф» - 7 человек, 14%; « SORTI» - 7 человек, 14%; «Капля » - 6 человек, 12%.

2.2. Состав, свойства и особенности применения моющих средств.

Для исследования состава, свойств, особенностей применения моющих средств для посуды изучались этикетки средств, указанных при анкетировании пользователей. Как правило, инструкций по мытью посуды никто не читает, но это не освобождает производителя от необходимости нанесения этой информации на этикетку.

Данные исследования приведены в таблице 1.

Таблица 1.

Состав, свойства и особенности применения моющих средств.

Fairy

АОС

МИФ

SORTI

Капля

Объем/мл

500

Цена/руб.

Срок годности

18 мес.

18мес.

18 мес.

24 мес.

Состав

5-15% анионные и неионогенные ПАВ, отдушка, консервант, цитронеплол, лимонен и линалоол.

5-15% анионные и неионогенные ПАВ, соль этилендиаминтетрауксусной кислоты, ароматизирующие добавки, консерванты

анионные и неионогенные ПАВ, хлорид натрия, лимонная кислота, консервант, парфюмерная композиция, лимонная кислота

Вода, анионные и неионогенныеПАВ, соль этилендиаминтетрауксусной кислоты, ароматизирующие добавки, консерванты,

Вода, ПАВ,

хлорид натрия, лимонная кислота, консервант, парфюмерная композиция, лимонная кислота,

5.Рекоменда-ции по применению

нанести небольшое количество средства на влажную губку

Несколько капель средства капнуть на влажную губку

Небольшое количество средства нанести на влажную губку

6. Меры предосторожности

При попадании в глаза промыть водой

Предохранять от солнечных лучей. Хранить вдали от отопительных приборов. Беречь от детей. При попадании в глаза промыть водой.

Беречь от детей

Беречь от детей, избегать попадания в глаза.

Данные таблицы позволяют сделать следующие выводы:

• При равном объеме моющего средства цена средств не одинакова.

К более дорогим средствам можно отнести «Fairy», «АОС», более дешевыми средствами являются «Миф», « SORTI» и «Капля ».

• Срок годности всех средств почти одинаковый.

• Основным компонентом МС являются ПАВ.

• кроме ПАВ в составе моющих средств имеются красители, консерванты, парфюмерная композиция, но не указана маркировка этих веществ, что не позволяет сделать вывод о их безопасности для человека.

• На упаковках не указано точное количество средства, необходимого для использования. Лишь написано «нанесите небольшое количество на губку или на посуду» или «капнуть несколько капель…».

• Практически все средства, кроме «Fairy» содержат предупреждение: «Беречь от детей» и описывают действия при попадании средства в глаза.

• Большое внимание уделяется на этикетке МС рекламным данным: производители указывают, что все средства эффективно удаляют жир не только в горячей, но и в холодной воде, легко смываются водой, не оставляя разводов. На этикетке средства «Fairy» указано, что соответствует стандарту РФ по смываемости с посуды.

2.3. Физико – химические свойства средств для мытья посуды.

Опыт 1: Исследование рН раствора.

Одним из требований к использованию моющих средств для посуды является то, что они должны обладать нейтральным или слабокислым значением pH раствора (pH =5,5-7).

Мы для определения pH раствора взяли 0,1% раствор каждого средства, исследовали при помощи прибора для определения рН растворов. Результаты опыта приведены в таблице 2. Вывод: Все средства рН- нейтральны.

Таблица 2:

Химические свойства средств для мытья посуды.

Показатель

Fairy

AOC

Миф

SORTI

Капля

1. рН раствора

7,68

7,7

6,0

Содержание

фосфатов

Опыт 2: Содержание фосфатов в средствах для мытья посуды.

Наличие фосфатных добавок в моющих средствах приводит к значительному усилению токсических свойств ПАВов. Они проникают в микрососуды кожи, всасываются в кровь и распространяются по организму. Это приводит к изменению физико-химических свойств самой крови и нарушению иммунитета.

0,1% раствор каждого средства испытывали нитратом серебра. В пробирках не было желтого или белого осадков. Желтый осадок показывает на присутствие в пробах фосфат-ионов (Ag3PO4), белый осадок показывает присутствие в пробах хлорид-иона (AgCl). Результаты опыта приведены в таблице 2.

Вывод: Фосфатные добавки в моющих средствах не обнаружены.

2.4. Влияние растворов моющих средств для посуды на протекание процессов

коррозии железных предметов.

При утилизации, использованные растворы моющих средств для посуды непосредственно соприкасаются с металлическими трубами канализации, а при мытье с металлической посудой.

Для исследования приготовили 0,1% раствор каждого моющего средства и в каждый опустили железный гвоздь длиной 80 мм. Эксперимент проводился при комнатной температуре. В качестве контрольного образца использовалась водопроводная вода. Опыт проводился с трехкратным повторением.

В первый день появилась ржавчина на гвоздях в следующих средствах: «АОS», «капля SORTI». На второй день появился налет ржавчины в пробирке с водопроводной водой и на гвозде, опущенном в «Fairy». В средстве «МИФ» ржавчина в пробирке появилась на третий день, при этом гвоздь оставался чистым. В последующие дни налет ржавчины на гвоздях увеличивался, причем быстрее всего в средствах: «Fairy», «АОS», «капля SORTI». На дне пробирок откладывалась ржавчина - бурый осадок. К концу наблюдения высота осадка была разной в пробирках: «АОS» - 10мм , «Fairy»-7мм , «капля SORTI»- 9мм , «МИФ»- 4мм, «Капля»-9 мм, вода- 3мм.

Вывод: все исследуемые растворы моющих средств для посуды способствуют усилению коррозии железных предметов, а значит негативно действуют на трубы канализации и металлическую посуду.

Заключительная часть

Выводы:

Наибольшей популярностью среди населения пользуются средства: «Fairy»,

«AOS».

Этикетки моющих средств содержит большой объем рекламных обещаний,

но не полную информацию о составе и маркировке инградиентов, о способе применения.

Все средства хорошо растворимы в воде.

4. Все средства рН-нейтральны.

5. Средства не содержат вредные фосфатные добавки.

6. Все исследуемые растворы моющих средств для посуды способствуют усилению коррозии железных предметов, а значит негативно действуют на трубы канализации и металлическую посуду.

Мы хотим посоветовать вам, более ответственно относится к выбору моющих средств и не позволять рекламам обманывать себя. Не забывайте о том, что на этой планете будут жить наши дети и внуки, и мы должны заботиться об их будущем и здоровье. Так же не стоит забывать о том, что от использования некоторых моющих средств страдает наша окружающая среда. Также мы хотим посоветовать вам, осторожнее обращаться с моющими средствами и не забывать о том, что в их состав входят компоненты, которые могут вызвать сыпь, химические ожоги, раздражения и аллергию. Всегда читайте меры предосторожности, написанные на обороте упаковки, и храните моющие средства подальше от детей.

Мы отдаем себе отчет в том, что потребление моющих средств людьми невозможно остановить, и даже сократить. Более того, с увеличением численности населения нашей планеты неизбежно возрастает количество и разнообразие моющих средств, которые пагубно влияют не только на человека, но и на окружающую среду.

Мы надеемся, что в ходе прогресса будут изобретены более безопасные моющие средства, которые будут иметь возможность полностью растворяться в воде, не образуя вредных химических соединений. Полученная информация во время проведения исследовательской работы может быть использована при преподавании школьного курса химии, биологии, экологии, на классных часах, при беседах с учениками и родителями, на факультативных занятиях по химии и экологии.

Литература:

1. Амбрамзон А.А. и др. Поверхностно-активные вещества. Синтез, анализ, свойства,

применение. Л., 1988.

2.Ашихмина Т.Я. Школьный экологический мониторинг. Учебно- методическое пособие /Под ред. Т.Я. Ашихминой. – М.: Агар, 2000.

3.Богданов И.И. Беседы об экологии: Учеб. пособие. – Омск, 1995.

4. Шпаусус З. Путешествие в мир химии. М.: «Просвещение», 1967.

Шварц А., Пери Д. Поверхностно-активные вещества: их химия и технические применения. М., 1953.
Харлампович Г.Д. и др. Многоликая химия. – М.: «Просвещение», 2004

Приложения

Наблюдение: 4.11.15

[pic]

Наблюдение: 10.11.15

[pic] [pic] [pic] [pic] [pic] [pic]