Муниципальное бюджетное образовательное учреждение

"Средняя общеобразовательная школа №1 им. М. Горького

с углубленным изучением английского языка"

исследовательская работа

по химии

Как состав стирального порошка

влияет на качество стирки

Выполнила:

ученица 8 «А» класса

Макарова Мария,

Руководитель:

учитель химии

Боброва Наталья Борисовна

г. Арзамас, 2015 г.

Аннотация

В данной исследовательской работе рассмотрена история изобретения стирального порошка, состав мыла и синтетических моющих средств, области их применения. Проведено исследование состава стиральных порошков и сравнительный анализ показателей качества стиральных порошков разных торговых марок.  

Исследование проводилось на основе отзывов покупателей города Арзамаса среди отобранных, наиболее используемых, стиральных порошков.

Результаты проведённых экспериментов предполагают необходимость дальнейшего исследования стиральных порошков.

Содержание

Введение ……………………………………………………………………………..3

Глава 1.Обзор литературы… ……………………………………………………….4

1.1. История изобретения стирального порошка …………………………4

1.2. Состав стирального порошка ………………………………………….4

1.3. Процесс удаления загрязнений ………………………………………..9

Глава 2. Практическая часть ……………………………………………………...11

2.1. Социологический опрос ………………………………………………11

2.2. Эксперимент…………………………………………………………. 15

2.3. Основные результаты исследования…………………………………

Выводы ………………………………………………………17

Заключение

Литература ……………………………………………………………….18

Приложение ……………………………………………………………………

Введение

Актуальность. Стиральные порошки прочно вошли в нашу жизнь, без них мы не представляем свое существование, как не представляем ее без чистого белья и одежды. На сегодняшний день, применение синтетических моющих средств для нас – это обычное дело.

Разнообразие стиральных порошков, продающихся сейчас в магазинах, а также массированная реклама этих товаров по TV, СМИ, Интернете ставят в тупик рядового потребителя. Выбор стирального порошка представляет действительную проблему. Действительно ли так хорошо отстирывает рекламируемый порошок ? В своей работе я изучала химический состав и сравнила моющие свойства стиральных порошков.

Объектом исследования являются стиральные порошки, находящиеся в продаже в торговых сетях.

Предмет исследования: состав и моющая способность стиральных порошков, популярных среди населения города Арзамаса.

Цель исследования: выяснить как состав стирального порошка,

влияет на качество стирки.

Задачи исследования:

1. изучить научно-популярную литературу по теме;

2. выяснить какие стиральные порошки пользуются спросом у населения

г. Арзамаса;

3. сравнить химический состав наиболее популярных стиральных порошков;

4. экспериментально проверить отстирывающую способность наиболее популярных стиральных порошков.

Гипотеза: состав и моющие свойства стиральных порошков разных марок не сильно отличаются друг от друга.

При выполнении работы я использовала следующие методы:

1. Анализ изучения литературы и Интернет-ресурсов;

2. Анкетирование;

3. Описание состава и свойств стиральных порошков и их анализ;

4. Эксперимент.

Глава 1. Обзор литературы

1.1. История изобретения стирального порошка

Стиральный порошок — порошкообразное синтетическое  [link] .

Начало истории было положено 28-летним Фритцем Хенкелем. 26 сентября 1876 года он вместе с партнерами основывал компании Henkel & Cie в городе Ааахен. Первым продуктом, который был создан в стенах предприятия, становится стиральный порошок на основе силиката натрия.

С появлением нового товара был применен новаторский подход для того времени – в то время аналогичные товары продавались только на развес, а порошок Хенкеля фасовался в удобные пакеты. (Приложение 1)

Через год на рынке появляется мыльный порошок. Начало его производства положил Эрнст Сигнлин. А в 1878 году в Германии впервые появляется стиральный порошок Henkel's Bleich-Soda, что в переводе означает«Отбеливающая сода». Главные преимущества данного продукта по сравнению с конкурентами – это удобная упаковка в сочетании с доступной ценой. В состав порошка входил силикат натрия и силикат соды, его формула была создана Фритцем Хенкелем.

В 1883 году расширяется ассортимент компании, теперь в довесок к основному продукту – стиральному порошку добавляются: средства для подсинивания белья, крахмал, жидкое средство для чистки, чистящая паста, говяжий экстракт и помада для волос.

А в июне 1907 года появляется первый в мире порошок для стирки одежды в автоматических стиральных машинах, порошок назвали Persil.

В 1916 г. Понтер изобрел стиральный порошок на синтетической основе

После этого три четверти века технология производства стиральных порошков не претерпевала сильных изменений. Лишь с началом 2000-х годов в истории стирального порошка начался новый этап, связанный с созданием химических соединений. Сегодня стиральный порошок включает в себя вещества, уменьшающие поверхностное натяжение воды, щелочные добавки, антисорбенты, компоненты, смягчающие воду, флуорисцирующие вещества для создания белизны, соединения натрия и калия для удаления загрязнений, а также отдушки.

На сегодняшний день разнообразие стиральных порошков просто поразительное: яркие упаковки, заманчивые названия, ароматы, множество свойств и специфик. 

1.2.Состав стирального порошка

Стиральный порошок – это смесь большого числа химических компонентов. Умение производителей составить правильную химическую формулу, оптимально сочетающую активные вещества, позволяет создавать хорошие стиральные порошки.

В состав стирального порошка входят:

Поверхностно-активные вещества

Активную основу стирального порошка составляют поверхностно-активные вещества (сокращенно ПАВ), их доля – 15-25%, самый простой пример ПАВ – мыло.

Задача ПАВ состоит в смачивании загрязненной ткани моющим раствором и ослаблении связи загрязнения и ткани. Более того, ПАВ должны удерживать удаленные частички грязи в растворе, препятствуя их повторному осаждению на ткань.

ПАВ — это органические вещества, содержащие в моле­кулах одновременно две противоположные по свойствам группы: полярную (— СООН, —COONa, —ОН и др.) и неполярную (углеводородные радикалы, сос­тоящие из 10—18 углеродных атомов).

Все поверхностно-активные вещества делятся на несколько классов: анионоактивные, катионоактивные, неионогенные и др.

Анионные ПАВ (например, алкилсульфонаты) — Основным достоинством является относительно невысокая стоимость, эффективность и хорошая растворимость. Но они наиболее агрессивны по отношению к организму человека.

Катионные ПАВ обладают бактерицидным свойством.

Неионогенные ПАВ — Основным достоинством является благоприятное действие на ткань и главное — 100% биоразлагаемость.

Амфолитные ПАВ — в зависимости от среды (кислотность/щелочность) проявляют себя либо как катионные, либо как анионные ПАВы.

Фосфаты

Фосфаты устраняют жесткость воды, усиливая тем самым действие ПАВ и повышая эффективность стирального порошка. Кроме этого, фосфаты обеспечивают мягкость тканей после стирки и защищают спираль стиральной машины от накипи. Кстати, активно рекламируемое средство Calgon – это те же фосфаты. Фосфаты делают воду мягче.

К сожалению, фосфаты обладают одним недостатком – вредят окружающей среде, попадая в естественные водоемы.

Щелочные компоненты

Еще одна группа веществ, усиливающих действие ПАВ, это щелочные компоненты (самыми простыми из них являются сода и жидкое стекло, которое на упаковке обозначают как силикат). Они способствуют повышению уровня pH (концентрация ионов водорода) в моющем растворе, усиливая эффективность удаления жирового загрязнения (за счет его омыления).

Оптические отбеливатели

Оптический отбеливатель создает иллюзию белоснежности белья. Частички отбеливателя являются люминесцентными красителями, они осаждаются на ткани во время стирки. Поглощая из спектра падающего света ультрафиолетовые лучи, они переизлучают их в виде синего и голубого цвета, что и обеспечивает эффект белизны. На самом деле ткань белее не становится, это лишь радующий глаз оптический обман.

Кислородосодержащие отбеливатели

Кислородосодержащий (или химический) отбеливатель способствуют удалению пятен растительного происхождения (фрукты, вино, чай, трава). Кроме этого, отбеливает и освежает ткани.

Кислородосодержащие отбеливатели эффективны при температуре выше 60^о С, потому что именно с этой температуры начинается интенсивное выделение активного кислорода. Возможность использовать порошок с кислородосодержащим отбеливателем и при более низкой температуре дает вводимый в состав порошка активатор химического отбеливателя ТАЕД.

Энзимы

Энзимы (или биодобавки, или ферменты) – это биологически активные вещества, которые способствуют удалению органического загрязнения. Щелочные протеазы расщепляют белковые загрязнения, амилазы – крахмальные, липазы – жировые. Энзимы целлюлозы освежают цвет и предотвращают появление катышков, кератиназы способствуют удалению остатков отвержденного белка.

Как правило, в состав стирального порошка входит комбинация этих энзимов, и они усиливают действие друг друга. Порошок с энзимами – это хороший дорогой порошок. Напомним, что большинство энзимов эффективны при температуре 40^о- 60^о С и лишь некоторые при 80^о С, поэтому использовать стиральный порошок с биодобавками при высокой температуре, например, при кипячении, просто бессмысленно.

Антиресорбенты

Антиресорбенты удерживают загрязнения в растворе и не дают им повторно оседать на ткань.

Пеногасители

Пеногасители или стабилизаторы пены входят в состав порошков, предназначенных для стирки в автоматических стиральных машинах. Пеногасители препятствуют образованию избыточной пены при стирке, защищая машины от поломок.

Ароматизаторы и отдушки выполняют две функции: нейтрализуют неприятный запах, выделяющийся при стирке грязного белья, и придают свежесть выстиранному белью, если не считать привлекательность запаха при покупке этого порошка в магазине. На качество стирки они никоим образом не влияют, и надписи типа "Морозная свежесть" или "С ароматом лимона" на упаковке порошка не говорят о том, что порошок стал лучше, просто означают наличие отдушки.

Сульфаты- вещества обеспечивающие сыпучесть стиральных порошков. Сульфат натрия способствует проявлению максимального действия ПАВ при их минимальном количестве.

Поликарбосиликат – входит в состав стиральных порошков, выступает как смягчитель воды, увеличивает эффективность действия ПАВ).

Цеолит- природный элемент вулканического происхождения. Цеолит «счищает» с поверхности ткани ворсинки, содержащие загрязнение, после чего одежда и белье приобретают гладкость, становятся приятными на ощупь.

В экологических стиральных порошках в качестве отдушки используются эфирные масла цитрусовых лимонен (Limonene), линалоол (Linalool) – вещество, которое содержится в эфирном масле кориандра, шалфея мускатного, лаванды, мяты перечной.

Соль этилендиаминт - может вызвать раздражение кожных покровов, слизистых оболочек глаз и дыхательных путей и симптомы бронхита.

3-метил-4-(2,6,6-триметил-2-циклогексен-1-ил)-3-бутен-2-он) - жидкость (смесь изомеров) - с запахом ириса и фиалки, с пудровой и древесной нотами. 

Глава 2.Практическая часть

2.1.Социологический опрос.

Мной был проведён социологический опрос среди работников школы и жителей г. Арзамаса.

При опросе я использовала следующую анкету:

1. Какую марку стирального порошка вы используете при стирке белья?

2.Устраевает ли вас, как этот порошок отстирывает сложные пятна?

а) устраивает не всегда

б) устраивает

в) не устраивает

3 . Выбирая стиральный порошок вы руководствуетесь:

а) советом друзей, родственников, знакомых:

б) ценой

в) рекламой

4. Какой стиральный порошок вы считаете наиболее безопасным?

Было опрошено порядка 100 человек. (Приложение 2)

2.2. Характеристика объектов исследования

Основываясь на отзывах покупателей, я отобрала 6 стиральных порошков для ручной стирки:Ariel,Tide,Losk, Dosia, Ушастый нянь, Миф.

Изучив информацию на упаковках стирального порошка, я составила сравнительные таблицы по химическому составу и свойствам СМС. (Приложение 3).

2.3.Эксперимент

Для эксперимента я отобрала 6 стиральных порошков:Ariel, Tide, Losk, Dosia, Ушастый нянь, Миф. Все порошки предназначены для ручной стирки.

Для проведения эксперимента была приобретена белая хлопчатобумажная ткань. Образцы ткани промаркированы в соответствии с используемым стиральным порошком.

Маркировка тестируемых образцов.

Отрезы ткани размером 20^х20 см были поделены на четыре области, в центр каждой из которых были нанесены следующие виды загрязнений:
пищевые: кофе (1);

косметические:помада(2);
содержащие жировые и нежировые вещества: кетчуп (3);
жировые: растительное масло (4).

Схема нанесения пятен

Перед стиркой, для закрепления результата, нанесенные загрязнения выдержала сутки, чтобы они впитались. (Приложение 4, рис. 1).

После этого я произвели стирку рабочих образцов в соответствии с рекомендациями производителя для данного типа ткани. При стирке вручную рекомендуется использовать резиновые перчатки, чтобы порошок не сушил кожу рук. (Приложение 4, рис. 2).

После проведения стирки и сушки рабочих образцов я провели визуальное определение места нанесенных загрязнений. (Приложение 4, рис. 3).

Оценка моющей способности 6 стиральных порошков была произведена по 5- балльной системе: 
 - отлично (5) – загрязнение полностью отстирано;
- хорошо (4) – нет пятна, но и нет однородности белизны ткани;
- удовлетворительно (3) – есть малозаметный след от загрязнения;
- неудовлетворительно (2) – загрязнение не отстиралось.
Результаты тестирования синтетических моющих средств отображены в таблице. (Приложение 5)

3. Основные результаты исследования.

В результате работы над темой, выяснила:

1. По результатам опроса лидирующие позиции заняли следующие марки стиральных порошков: 24% -«Ariel»; 23% - «Tide»; 18% - «Ушастый нянь»; 10 % - «Миф».

2.Анализируя сравнительные данные таблицы, выяснила, что по химическому составу исследуемые порошки незначительно отличаются друг от друга. В каждом стиральном порошке есть анионные ПАВ, неионогенные ПАВ, фосфаты, отбеливатели, ароматизаторы или отдушки, энзимы.

Наличие в «Ariel», других компонентов делает порошок более ароматизированным, это приводит к тому, что чистое белье приобретает специфический запах, которые может, не нравится многим людям.

«Tide» в своем составе содержит соль этилендиаминт, которая вызывает раздражение кожных покровов, слизистых оболочек глаз и дыхательных путей и симптомы бронхита.

Порошок «Ушастый нянь» и «Tide», содержат в своем составе сульфаты, вещества которые обеспечивающие сыпучесть стиральных порошков. А так же способствуют проявлению максимального действия ПАВ при их минимальном количестве. 

Порошок «Ушастый нянь» пользуется большой популярностью у населения потому, что не содержит сильных ароматических добавок, для стирки его необходимо небольшое количество по сравнению с другими порошками, и хорошо отстирывает загрязнения.

3. Основываясь на отзывах покупателей, я отобрала 6 стиральных порошков для ручной стирки: «Ariel», «Tide», «Losk», «Dosia», «Ушастый нянь», «Миф».

В ходе эксперимента я выяснила, что с пятнами от растительного масла справились все порошки. Пятна от масла поддались очистке с первого раза, не оставив за собой ни малейшего следа при использовании шести выбранных порошков.

Пятна от кетчупа отстирались всеми порошками.

Пятна от губной помады лучше всего отстирал «Ушастый нянь». Неплохо справились с пятном порошки: «Losk», «Миф». Пятна от помада не отстиралась, остался едва заметный слет порошками «Dosia», «Tide» и «Ariel».

Самым сложным, оказалось, отстирать пятна от кофе. На «отлично» не справился ни один порошок. Лучший результат показали порошки «Ушастый нянь» и «Tide». A вот после стирки порошками «Losk», «Миф», «Ariel» и «Dosia» на ткани остался достаточно яркий след.

Выводы

1. По результатам опроса лидирующие позиции заняли следующие марки стиральных порошков: «Ariel»; «Tide»; «Ушастый нянь»; «Миф».

2. Не смотря на огромное количество различных брендов стиральных порошков, продаваемых в магазине, химические свойства порошков разных марок сильно не отличаются друг от друга.

3. По результатам эксперимента лучшим стиральным порошком из наиболее популярных, по моющей способности, является стиральных порошок «Ушастый нянь».

Заключение

Сегодня трудно себе представить процесс стирки без порошка, ведь с момента его появления прошло почти полтора века.

Изучив литературу по выбранной тематике, я выяснила состав наиболее популярных у населения г. Арзамаса стиральных порошков.

Проведя эксперимент, проверила отстирывающую способность наиболее популярных стиральных порошков.

Выбрала лучший стиральный порошок из шести наиболее популярных, по лучшим моющим способностям.

Проведённая работа полностью подтвердила выдвинутую во введении гипотезу: состав и моющие свойства стиральных порошков разных марок не сильно отличаются друг от друга. Изучив значения компонентов порошков по литературным источникам, я пришла к выводу, что стиральный порошок не безвреден для человека и окружающей среды. Многие европейские страны давно ввели ограничения на применение а-ПАВ; законодательством ряда европейских государств ограничено, а в некоторых странах (например, в Германии, Японии) запрещено использование фосфатных добавок.

Проведенное исследование носит практический характер т.к. касается использования самых популярных в нашем городе стиральных порошков и поэтому, может быть интересно для населения.

Список литературы

1. Артёменко А.И. Органическая химия и человек. - М: «Посвящение». – 2000

2. Биологический контроль окружающей среды: биоиндикация и биотестирование / Ред. О. П. Мелехова, Е. И. Сарапульцева. М.: Издательский центр «Академия» 2010, 288 с. 3-е изд.

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

4.  Гауптман З., Грефе Ю., Ремане Х. Органическая химия. Пер. с нем./Под. ред. проф. Потапова В. М. – М., Химия,1999. – 832 с., ил.

5.  Гроссе Э., Вайсмантель X. Химия для любознательных. Основы химии и занимательные опыты Оникс, 2007

6. Габриелян О.С., Лысова Г.Г. - Химия 10 класс - М: «Дрофа» - 2007

7. Малышкина В., - Занимательная химия нескучный учебник. - Санкт – Петербург: «Тритон» - 1998

8. Ольгин О. Опыты без взрывов. - М: Химия. - 1986

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

10. Савина Л.А.. «Я познаю мир. Химия». - М: «АСТ» - 1998

11. Шур А. М. Высокомолекулярные соединения. Изд.2-е, переработ, и доп. Учебное пособие для университетов. М., «Высш. школа», 2005

Материалы электронных источников:

Интернет ресурсы

12. http://blagodarochka.com/news/istoriya-razvitiya-stiralnogo-poroshka

13.http://история-вещей.рф/byitovaya-himiya/stiralnyiy-poroshok.html

14.http://istoriz.ru/stiralnyj-poroshok-istoriya-izobreteniya.html

15.http://www.skrepo.ru/info/articles/washing-powders/

16.https://ru.wikipedia.org/

17.http://tehinfor.ru/s_5/s_s/ss90_stirmat.html

Приложение 1

Пакеты для порошка Хенкеля .

Приложение 2

[pic]

[pic]

[pic]

Приложение 3

Химический состав стиральных порошков

*Особо вредные вещества выделены красным, вредные синим цветом.

Вещества

Ariel

[pic]

Tide

[pic]

Ушастый нянь [pic]

Losk

[pic]

Миф

[pic]

Dosia

[pic]

ПАВ- отделяют грязь от ткани

Мыло,

5-10% анионные,

<5 катионные, неиногенные,

5-15% анионные, неионогенные

анионные 

(5-15%), неионогенные (<5%),

5-15% анионные, <5% неиногенные 

< 5 % неионогенные

анионные,

неионогенные (менее 5%),

связывающие — устраняют жесткость воды, обеспечивают мягкость тканей, предотвращают образова-ние накипи в стиральной машине

фосфаты, 

фосфонаты,

цеолиты

Поли-карбоксилаты

15-30% фосфаты, фосфонаты, цеолиты,

<5% ЭДТА, Поли-карбоксилаты

фосфаты 

(15-30%!)

фосфонаты

Поли-карбоксилаты

15-30 % фосфаты

Поли-карбоксилаты

цеолиты

Щелочные компоненты- усиливают эффектив-ность удале-ния жирового загрязнения

карбонаты (5-15%), силикаты (5-15%)

отбеливающие — за счет содержания кислорода придают свежесть тканям, уда-ляют расти-тельные пятна на одежде

Кислород-содержащий отбеливатель

Кислород-содержащие отбеливающие вещества (5-15%), 

кислородосодержащие отбеливатели,

2-15 % анионные кислородосодержащие отбеливатели

5%-15% кислородсодержащий отбеливатель

оптические отбеливатели создает иллюзию белоснежности белья

Оптические отбеливатели

оптические отбеливатели

оптический отбеливатель

оптический отбеливатель

оптический отбеливатель

Сульфаты обеспечивают сыпучесть стиральных порошков 

Сульфаты

(15-30%)

Сульфаты 

(15-30%)

липазы — расщепляют жировые загрязнения, амилазы— крахмальные, щелочные протеазы — белковые;

энзимы,

энзимы,

энзимы

энзимы

энзимы

энзимы

вспомогательные — придают свежесть белью, нейтрализуют неприятный запах при стирке

ароматизаторы.

ароматизирующие добавки

отдушка

отдушка

отдушка

отдушка

антиресорбенты — предотвращают повторное загрязнение тканей во время стирки, удерживая в растворе выведенные загрязнения

(<5%),

Приложение 5

Результаты исследований моющей способности популярных

стиральных порошков