II Международный конкурс
научно-исследовательских и творческих работ учащихся
«СТАРТ В НАУКЕ»
 
     

ИЗУЧЕНИЕ СОСТАВА И СВОЙСТВ ЖИДКИХ СРЕДСТВ ДЛЯ МЫТЬЯ ПОСУДЫ
Ефремова А.В., Малышева В.А.
Текст научной работы размещён без изображений и формул.
Полная версия научной работы доступна в формате PDF


 Содержание

Введение

Стр.4-6

Глава 1. Теоретическая часть исследования

Стр.7-14

  1.  
    1. Историявозникновения средств для мытья посуды

Стр.7

  1.  
    1. Состав и свойства жидких средств для мытья посуды

Стр.7-13

  1.  
    1. Выводы по первой главе

Стр.13-14

Глава 2. Исследовательская часть работы

Стр.15-20

2.1. Результаты анкетирования населения по использованию в быту жидких средств для мытья посуды

Стр.15-16

2.2. Анализ химического состава наиболее популярных среди населения жидких средств для мытья посуды, предложенных производителями

Стр.16-17

2.3. Сравнительный анализ физико – химических свойств жидких средств для мытья посуды

2.4. Выводы по второй главе

Глава 3. Экспериментальная часть

3.1. Создание жидкого средства для мытья посуды в лабораторных условиях и его апробация

3.2. Выводы по третьей главе

Стр.18-20

Стр.20-21

Стр.22-24

Стр.22-23

Стр.23-24

Заключение

Стр. 25

Список литературы

Стр. 26

Приложения

Приложение 1. Анкета

Приложение 2. Результаты анкетирования

Диаграмма. Выбор жидкого средства респондентами

Диаграмма. Ценовая категория

Диаграмма. Разводы на посуде

Диаграмма. Сухость кожи рук

Диаграмма. Пенообразование

Диаграмма. Расход средства.

Приложение 3.Таблица. Химический состав жидких средств для мытья посуды

Приложение 4. Таблица. Значение рН среды

Приложение 5. Таблица. Результаты определения плотности

Приложение 6.Таблица. Результаты определения моющего действия средств в холодной и горячей воде

Приложение 7. Таблица. Результаты определения высоты и устойчивости пены анализируемых средств

Приложение 8. Таблица. Результаты обнаружения фосфатных добавок

Приложение 9. Таблица. Сводная таблица результатов исследования

Приложение 10. Таблица. Результаты исследования моющего средства «Малефр»

Стр. 27-39

Стр.27

Стр.27-29

Стр.30

Стр.30

Стр.31

Стр.31

Стр.32

Стр.32

Стр.33-34

Стр.35

Стр.35

Стр.35-36

Стр.37

Стр.37

Стр.37-38

Стр.39

Введение

Актуальность выбранной темы

Сегодня трудно поверить, что наши предки использовали для мытья посуды золу, песок, горчицу и глину. Мы привыкли, что современное усовершенствованное средство для мытья посуды без труда можно купить в любом хозяйственном отделе магазина. В настоящее время на рынке товаров представлено много средств для мытья посуды как отечественных, так и зарубежных производителей. Представители различных фирм рекламируют нам свою продукцию, убеждая в том, что именно она самая лучшая и самая надежная, гарантируя ее безопасность и качество. Часто бывает так, что покупатели обращают внимание только на яркую красивую упаковку, и даже не интересуются составом продукта.

С каждым годом возрастает выпуск синтетических моющих средств, их строение и производство усложняется, а способность удалять загрязнения улучшается. В состав добавляются различные отдушки, красители, вещества, которые лучше удаляют загрязнения. Но помимо положительных свойств у СМС есть и отрицательные свойства. Чтобы понять, как правильно и безопасно использовать жидкие средства для мытья посуды, мы, прежде всего, должны узнать о них больше, чем сообщается в рекламе. Мы решили проверить в лабораторных условиях, действительно ли исследуемое средство «моет идеально, экономит оптимально» и «моет даже в холодной воде», как утверждает реклама. И создать свое моющее средство.

Цель исследования: выявление эффективного, экономичного и безопасного жидкого средства для мытья посуды.

Задачи, вытекающие из поставленной цели, следующие:

  1. Изучить учебную, научно-популярную литературу, материалы в сети «Интернет» по теме исследования.

  2. Определить перечень наиболее популярных жидких средств для мытья посуды среди участников образовательных отношений: педагогов, родителей, старшеклассников, работников столовой МОУ СШ №27.

  3. Выяснить состав жидких моющих средств для мытья посуды.

  4. Проанализировать физико-химические свойства жидких моющих средств для мытья посуды и определить их эффективность и безопасность.

  5. Разработать наиболее безопасное и эффективное жидкое средство для мытья посуды.

Объект исследования: Жидкие средства для мытья посуды, наиболее популярные среди участников образовательных отношений МОУ СШ №27.

Предмет исследования: Химический состав и свойства жидких средств для мытья посуды.

Гипотеза:Чем дороже моющее средство, тем оно эффективнее.

Методы исследования:

  1. Изучение литературных и интернет источников по выбранной теме исследования.

  2. Анкетирование участников образовательных отношений: педагогов, родителей, старшеклассников, работников столовой МОУ СШ №27.

  3. Метод обработки и интерпретации данных.

  4. Лабораторный эксперимент.

Экспериментальная база: исследование проведено на базе МОУ СШ №27 Тракторозаводского района г. Волгограда. В исследовании приняли участие 51 человек.

Новизна и практическая значимость заключается в том, данная работа позволит информировать участников образовательных отношений МОУ СШ №27 как правильно выбирать безопасное средство для мытья посуды. А также привлечь внимание школьников к изучаемой проблеме безопасных моющих средств.

ГЛАВА 1. Теоретическая часть исследования

1.1.История возникновения средств для мытья посуды

Самое простое моющее средство, было получено на Ближнем Востоке более 5000 лет назад. Скорее всего, оно было открыто по чистой случайности, когда над костром жарили мясо, и жир стек на золу. 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. Производство мыла имеет давнюю историю, а вот 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 [6].

Специальные посудомоющие средства впервые появились в 1950-х годах. По консистенции средства для мытья посуды делятся на: порошки, жидкие средства, гели и пасты.

Жидкое моющее средство – средство, которое справляется с жировыми загрязнениями даже в холодной воде. Такие моющие средства выпускаются в виде геля или густой жидкости, обладающей приятным ароматом. Они не сушат кожу рук.

1.2. Состав и свойства жидких средств для мытья посуды

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

Поверхностно-активные вещества — химические соединения, которые, концентрируясь на поверхности раздела фаз, вызывают снижение поверхностного натяжения. Как правило, ПАВ — органические соединения, имеющие амфифильное строение, то есть их молекулы имеют в своём составе полярную часть, гидрофильный компонент (функциональные группы -ОН, -СООН, -SOOOH, -O- и т. п., или, чаще, их соли -ОNa, -СООNa, -SOOONa и т. п.) и неполярную (углеводородную) часть, гидрофобный компонент.

Примером ПАВ могут служить обычное мыло (смесь натриевых солей жирных карбоновых кислот — олеата, стеарата натрия и т.п.) и СМС (синтетические моющие средства), а также спирты, карбоновые кислоты, амины и т.п. Все поверхностно-активные вещества делят на две большие группы: ионогенные и неионогенные. В свою очередь ионогенные ПАВ в зависимости от характера образующихся при диссоциации в водных растворов ионов, обеспечивающих поверхностную активность, можно разделить на анионнные и катионные. Кроме того, имеются еще и амфолитные, или амфотерные, ПАВ, которые содержат в молекуле две активные группы - анион и катион. Основой для получения ПАВ могут служить нормальные алканы, α-алкены с прямой цепью и высшие алифатические спирты [2].

Анионные ПАВ

Из поверхностно-активных веществ большую по численности группу составляют анионные ПАВ. Они широко применяются для производства синтетических моющих средств (CMC).

Анионные ПАВ - это такие вещества, которые диссоциируют в водных растворах на длинноцепочечные анионы, обеспечивающие поверхностную активность этих растворов, и катионы, влияющие только на растворимость этих веществ. К таким веществам относят обычные мыла, алкилсульфонаты, алкиларилсульфонаты, алкилсульфаты и др.

Катионные ПАВ

Катионные ПАВ диссоциируют в водных растворах с образованием более объемного, чем у анионоактивных веществ, катиона, который обусловливает поверхностную активность растворов.

К катионоактивным веществам относятся аминосоединения (I), аммониевые (II), сульфониевые (III) и фосфониевые соединения (IV)

Катионоактивные вещества по сравнению с анионоактивными и неионогенными вырабатывают в промышленности в меньшем количестве.

Четвертичные аммониевые соединения понижают поверхностное натяжение, обладают хорошей эмульгирующей и смачивающей способностью, но пенообразующая и моющая способность их незначительна. Для получения препаратов, обладающих одновременно хорошими моющими и дезинфицирующими свойствами, четырехзамещенные аммониевые соединения смешивают с неиногогенными ПАВ.

Неионогенные и амфолитные ПАВ

Неионогенные ПАВв водном растворе не образуют ионов. Их растворимость в воде обусловлена функциональными группами, имеющими гидрофильный характер. В отличие от ионогенных ПАВ в гомологических рядах этих соединений может изменяться не только гидрофобная, но и гидрофильная часть молекулы. Этим и объясняется большое разнообразие их свойств.

Большинство неионогенных ПАВ получают взаимодействием оксида этилена со спиртами, кислотами, аминами, тиолами, алкилфенолами и др.

Полиоксиэтиленовые эфиры алкилфенолов - самая многочисленная и распространенная группа неионогенных ПАВ. К неионогенным ПАВ относятся моно- и диэфиры сахарозы, которые по моющей способности не уступают додецилбензолсульфонату, а в жесткой воде даже превосходят его. Эти эфиры не токсичны и не имеют запаха и вкуса. Они легко разрушаются бактериями в сточных водах. Все это позволяет применять их в пищевой и фармацевтической промышленности.

Неионогенные вещества обладают высокой поверхностной активностью. Их смачивающая способность повышается с увеличением длины полиоксиэтиленовой цепи, однако до известного предела.

Амфолитные (амфотерные) ПАВсодержат одновременно анионо- и катионоактивные группы. Амфолитные ПАВ можно сравнить с амфотерными неорганическими солями. В кислой среде эти ПАВ ведут себя как катионы, а в щелочной - как анионы.

Амфолитные ПАВ хорошо растворимы в воде, но иx растворимость уменьшается с увеличением числа углеродных атомов в цепи. Они являются ингибиторами коррозии.

В последнее время все шире применяют высокомолекулярные ПАВ. Это растворимые карбо- и гетероцепные полимеры ионогенного или неионогенного типа. К ним могут относиться природные соединения (белки, пектиновые вещества), производные целлюлозы и синтетические полимеры. Высокомолекулярные ПАВ получают в основном из полимеров полимераналогичным превращением [1].

Чем выше концентрация ПАВ, тем выше моющая способность. По ГОСТу ПАВы должны составлять не более 5 % , так как, с точки зрения экологии, относятся к классу загрязняющих веществ.

Синтетические моющие средства обязательно содержат ряд вспомогательных веществ, улучшающий их моющую способность.

Глицерин— бесцветная, вязкая, гигроскопичная жидкость, неограниченно растворимая в воде. Сладкий на вкус, отчего и получил своё название (гликос — сладкий). Хорошо растворяет многие вещества. Смягчает негативное воздействие на кожу рук. Глицерин создаёт на поверхности кожи рук защитную пленку, предотвращающую интенсивное испарение влаги, а растительные экстракты снимут раздражение и смягчат кожу.

Консерванты— вещества, угнетающие рост микроорганизмов в продукте. При этом, как правило, предупреждают продукт от появления неприятного вкуса и запаха, плесневения и образования токсинов микробного происхождения. Консерванты начали использоваться людьми ещё в древнем мире. Одной из целей консервации было длительное хранение пищевых продуктов. Наиболее используемыми консервантами в древнем мире были поваренная соль, мёд, вино, позже — винный уксус и этиловый спирт.

Поваренная соль (NaCl)

Хлорид натрия чаще всего используется для загущения средств для мытья посуды.

Красители — химические соединения, обладающие способностью интенсивно поглощать и преобразовывать энергию электромагнитного излучения в видимой и в ближних ультрафиолетовой и инфракрасной областях спектра и применяемые для придания этой способности другим телам. Красители используются для придания привлекательного вида продуктам или для сокрытия неприятного цвета исходных веществ.

Ароматизаторы (Отдушки)— вещества, которые используют для придания продуктам или изделиям определённых запахов, создания или улучшения аромата.

Отдушки добавляют практически во все СМС для придания им приятного запаха или для сокрытия неприятного запаха исходных веществ.

Вода(оксид водорода) — химическое вещество в виде прозрачной жидкости, не имеющей цвета, запаха и вкуса (при нормальных условиях).

Вода является растворителем для многих веществ. Она используется для очистки, как самого человека, так и различных объектов человеческой деятельности. Вода используется как растворитель в промышленности.

Антибактериальный компонент— специальные добавки, придающие обрабатывающей поверхности гигиеническую чистоту, за счет препятствия развития различных микроорганизмов.

Комплексообразователь — для смягчения воды. Комплексообразующие агенты (полифосфаты натрия, цитрат натрия, нитрилотриацетат, цеолиты, поликарбоксилаты), обеспечивающие связывания ионов жесткости и предотвращающие отложение солей жесткости на посуде и деталях посудомоечных машин. Самым распространенным и эффективным компонентом является триполифосфат натрия, который обладает кроме этого моющим действием и диспергирующей способностью по отношению к загрязнениям.

Наличие фосфатных добавок в жидких 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.

Основными свойствами средства являются его моющая способность, и значение pH. Водородный показатель характеризует, является ли средство нейтральным или обладает щелочной и кислотной реакцией, что обязательно скажется на состоянии кожи рук. Согласно требований ГОСТ Р 51696-2000, для средств, имеющих непосредственный контакт с кожей рук, значение показателя рН должно находиться в пределах от 3,0 до 11,5. [5] Однако для средств, которыми пользуются часто, оптимальным является рН, близкий к нейтральному значению 6,0-7,0. Большим плюсом средства является его способность эффективно справляться с масляными и жировыми загрязнениями в холодной воде, это достигается благодаря подбору оптимальной композиции ПАВ.

Жидкие средства для мытья посуды должны обладать высоким стабильным пенообразованием. Пена представляет из себя дисперсную систему, состоящую из газовой дисперсной фазы и твёрдой или жидкой дисперсионной среды. Пена образуется из растворов ПАВ. Она удерживает загрязнения в растворе и препятствует их обратному проникновению на поверхность, с которой они были удалены. Согласно ГОСТу устойчивость пены моющего средства должна составлять 80%.

Немаловажное свойства средства - полнота его удаления с поверхности вымытой посуды. Есть такой тест, который проводит Роспотребнадзор при выдаче СанЭпидЗаключения на моющее средство для мытья посуды. Называется он "Смываемость с посуды". Содержащиеся в средстве ПАВ неблагоприятно воздействуют на организм, поэтому, чем лучше смываемость средства, тем меньше его останется на вымытой посуде, и тем меньше шансов у средства попасть в желудки и воздействовать на органы дыхания и кожные покровы. [4]

Еще одним важным свойством средства для ручного мытья посуды является его мягкое воздействие на кожу рук. Но средству безразлично, что смывать грязь и жир с тарелок, или жир и защитную пленку с поверхности кожи рук. Стоит отметить, что заявления производителей о том, что уровень рН их продукции равен 5,5, ни в коем случае не может гарантировать отсутствие раздражений. Любое средство может вызвать сухость кожи, раздражение, 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. И всегда рекомендуется использовать защитные крема для рук. [4]

1.3. Выводы по первой главе

Итак, изучив литературу по теме исследования, мы обнаружили, что впервые моющие средства появились в 1916 году. И в последствии, их производство стало важной отраслью химической промышленности. По подсчетам производителей потребление жидких средств для мытья посуды составляет порядка 2 кг на человека в год. [3] Для экономии времени и сил были изобретены автоматические посудомоечные машины, которые получили широкое распространение в Европе, однако в России доля автоматических машин составляет всего лишь 2-3 % от продаж бытовой техники. Поэтому мытье посуды руками, пожалуй, остается самым простым и распространенным способом в быту.

В основе любого средства для мытья посуды лежат поверхностно-активные вещества, которые повышают эффективность моющего средства. Чем выше концентрация ПАВ, тем выше моющая способность. По ГОСТу ПАВы должны составлять не более 5 % . Кроме ПАВ, жидкие средства для мытья посуды содержат ряд вспомогательных веществ, таких как глицерин, консерванты, ароматизаторы и др., улучшающих их свойства.

Операция отмывания в воде с участием моющего вещества всем известно как очень простая и легко осваиваемая. Внешне и практически это действительно так. Тем не менее, в моющем растворе происходит целый комплекс физико-химических процессов, скрытых от нашего глаза, но связанных между собой в единую систему.

ГЛАВА 2. Исследовательская часть работы

2.1. Результаты анкетирования населения по использованию в быту жидких средств для мытья посуды

Практическую часть исследования мы начали с определения перечня наиболее популярных жидких средств для мытья посуды, используемых в быту участниками образовательных отношений. С этой целью нами была разработана анкета, состоящая из комбинации 8-и открытых и закрытых вопросов (Приложение 1). Открытые вопросы (№ 1,2,6) предполагают ответы респондентов в свободной форме. Закрытые вопросы (3-5,7,8) – выбор варианта ответа из числа предложенных. Анонимность исследования дает возможность получить искренние ответы на поставленные вопросы.

Проведенное анкетирование показало, что 51 % респондентов используют для мытья посуды средство «Fairy». 10 % - средства «Aos» и «Капля». 6% - средство «Amway», 4% опрошенных используют такие средства, как «Миф», «Санита», «Ушастый нянь» и 2 % - «Солнышко». Никакими моющими средствами не пользуются или используют пищевую соду и горчицу 2% опрошенных. В нашей школьной столовой посуду моют средством «Золушка».

По ценовой категории 6 % опрошенных предпочитают дорогое средство, такое как «Amway», 94 % - не дорогие, дешевые средства.

Все опрошенные считают, что после использования ими средств для мытья посуды разводов на посуде не остается.

20 % респондентов считают, что средства для мытья посуды сушат кожу рук. Из них средства «Fairy» и «Капля» - 6 %, «Санита» - 4% и средства «Aos» и «Солнышко» - 2%.

Сильное пенообразование моющего средства отметили 88% опрошенных. 12 % отметили слабое пенообразование, из них 4% - средство «Санита» и по 2 % - «Солнышко», горчица и пищевая сода.

Все респонденты отметили, что используемые ими средства хорошо смывают жир.

Из числа опрошенных 82 % считают, что одной капли моющего средства хватает на помывку большого количества посуды. И только 18 % опрошенных утверждают, что капли средства не достаточно. (Приложение 2)

Для последующего анализа жидких моющих средств экспертизе были подвергнуты: «Fairy», «Aos», «Капля», «Ушастый нянь» и «Золушка».

2.2. Анализ химического состава наиболее популярных среди населения жидких средств для мытья посуды, предложенных производителями

Для исследования химического состава, свойств жидких моющих средств для посуды нами изучались этикетки наиболее популярных средств среди населения. Как правило, инструкции о составе моющих средств потребители не читают, однако это не освобождает производителя от необходимости предоставления нанесения этой информации на этикетке. (Приложение 3)

Данные таблицы позволяют сделать следующие выводы. Основным компонентом моющих средств являются ПАВ. На этикетках всех исследуемых средств указано процентное содержание ПАВ, их тип. В данных средствах для мытья посуды содержатся анионные и неионногенные ПАВ, исключением является средство «Золушка» - в нем отсутствуют неионогенные ПАВ. (По ценовой категории средство «Золушка» является дешевым, по сравнению с другими жидкими средствами). Кроме ПАВ в составе всех моющих средств имеются консерванты, ароматизаторы (отдушки), но не указана маркировка этих веществ, что не позволяет сделать вывод об их безопасности для человека. Поваренная соль (используется для вязкости) входит в состав средств «Капля» и «Ушастый нянь». Краситель и загуститель указан только на этикетке средства «Золушка». Комплексообразователь (для смягчения воды) имеется в средствах «AOS» и «Ушастый нянь». Регулятор рН обнаружен на этикетках «Капля», «AOS» и «Ушастый нянь». Глицерин не указан ни в одном жидком средстве для мытья посуды, хотя это обязательный компонент средства. Антибактериальные компоненты присутствуют на этикетках «Fairy», «Aos», «Ушастый нянь». Кроме выше указанных компонентов, в составе «Fairy» на этикетке мы обнаружили щелочь. На упаковках не указано точное количество средства, необходимого для использования. Лишь написано «нанесите небольшое количество на губку или на посуду» или «капнуть несколько капель…». Все средства содержат предупреждение: «Беречь от детей» и описывают действия при попадании средства в глаза. Срок годности средств одинаковый. Лишь производители средства «Ушастый нянь» обещают сохранность средства в течение более длительного срока – 30месяцев.

Из рассмотренного выше, можно сказать следующее: что в качестве моющей основы во всех жидких средствах для мытья посуды используют анионные ПАВ, именно они образуют пену, необходимую для удаления загрязнений, но могут вызвать аллергические реакции. В соответствии с требованиями ГОСТ Р 51696-2000 массовая доля анионных ПАВ не должна превышать 35%. [5] Вспомогательные компоненты, улучшающие моющую способность, присутствуют во всех рассмотренных жидких средствах. Больше всех компонентов содержит средство «Ушастый нянь». Именно это средство производитель рекомендует для мытья детской посуды. Меньше всего компонентов – 6, содержится в средствах «Fairy» и «Золушка». Вызывает обеспокоенность наличие такого компонента, как щелочь в средстве «Fairy».

Компоненты, входящие в состав жидких средств для мытья посуды, могут оказывать отрицательное воздействие при попадании в организм человека и не все моющие средства так безопасны как о них говорится в рекламе.

2.3Сравнительный анализ физико – химических свойств жидких средств для мытья посуды

Для исследовании физико-химических свойств жидких средств для мытья посуды мы проводили анализ по следующим показателям: исследование рН среды; определение плотности моющих средств; изучение моющего действия анализируемых средств при разных температурах воды; устойчивость пены; содержание фосфатов в жидких средствах для мытья посуды.

Для определения рН среды мы приготовили 1% растворы жидких средств для мытья посуды. Раствор каждого средства мы исследовали универсальной индикаторной бумагой. Полученные результаты оформили в таблицу. (Приложение 4)

Самым агрессивным оказалось моющее средство марки «Fairy» и «Золушка», а самым мягким «AOS» и «Ушастый нянь». Не соответствуют ГОСТу «Капля» - значение рН данного средства свидетельствуют о кислотной среде.

Жидким моющим средствам предъявляются большие требования, одним из которых является экономичность. Для определения экономичности моющего средства, мы определили плотность исследуемых образцов.

Для этого мы использовали химические стаканы объемом 50 мл, электронные весы. В химический стакан наливается 25 мл средства. Взвешивается на весах и производится расчет по формуле ρ= m/V. Результаты представлены в таблице. (Приложение 5)

Самая высокая плотность оказалась у средства марки «AOS». Следовательно, самым экономичный является средство марки «AOS».

Утверждение рекламы «моет даже в холодной воде» мы решили проверить с исследуемыми образцами жидких средств. Для изучения моющего действия средства в холодной, теплой и горячей воде провели работу по очищению посуды от растительного масла. Для мытья использовали стандартные губки, на которые наносили по капле средства и 10мл воды различной температуры. Результаты представлены в таблице (Приложение 6)

При температуре 5 С°(холодная вода) все средства из исследуемых средств для мытья посуды не растворяют жир и при этом плохо смываются водой. При температуре 25 С°(теплая)все средства для мытья посуды частично растворяют жир и хорошо смываются водой. Лишь моющее средство марки «Fairy» плохо смывалось с посуды. При температуре 50 С°все средства для мытья посуды растворяют жир. Такие средства как «Капля» и «AOS» образуют избыток пены, требующий очень тщательного ополаскивания. По результатам данного исследования можно сделать вывод, что жидкие моющие средства наиболее эффективно действуют в горячей воде. Средства как «Капля» и «AOS» очень плохо смываются, образуя стойкую обильную пену, поэтому требуют тщательного ополаскивания и расхода большого количества воды.

Одной из характеристик средств для мытья посуды является пенообразование. Пенообразование измеряется по двум параметрам: высота столба пены, устойчивость пены. Для исследования высоты и устойчивости пены мы наливали в пробирку раствор (2 мл средства + 30 мл воды) и взбалтывали в течение 15 с, измеряли высоту столба пены через 5, 10 и 15 минут соответственно. Устойчивость пены определяли по времени оседания пены по формуле: W% = h(через 15 мин) : h (сразу) ∙100%

Результаты исследования приведены в таблице (Приложение 7)

Полученные данные показывают, что большим пенооборазованием обладает средство «Капля», а самым низким пенообразованием - «AOS». Средство «Золушка» имеет наибольшую устойчивость пены.

Для обнаружения фосфатных добавок мы испытали 1% раствор каждого исследуемого средства нитратом серебра. В пробирках должен образоваться желтый или белый осадок. Желтый осадок показывает на присутствие в моющем средстве фосфат- ионов, белый осадок показывает на присутствие в моющем средстве хлорид-иона.

Результаты исследования приведены в таблице (Приложение 8)

По результатам исследования фосфатные добавки в исследуемых жидких моющих средствах не обнаружены.

2.4 Выводы по второй главе

На основе проведенного исследования можно сделать следующие выводы:

По данным опроса участников образовательных отношений установлено, что наиболее популярными средствами для мытья посуды являются: средство «Fairy» (51%), средства «Aos» и «Капля» (10%).

При выборе средства опрошенные ориентируются на его стоимость и способность отмывать жиры. Самым дорогим средством из исследуемых оказалось средство марки «Fairy», самым дешевым – средство «Золушка».

Сравнительный анализ качественного состава исследуемых образцов показал, что основными компонентами средств для мытья посуды являются ПАВ, консерванты, ароматизаторы (отдушки). Такой компонент, как глицерин, на этикетках исследуемых средств не обнаружен.

Хуже всего на кожу рук повлияют средства «Fairy» и «Золушка» из-за высокой агрессивности среды, а менее вредны для рук средства «AOS» и «Ушастый нянь». Но необходимо подчеркнуть, что любое моющее средство может вызвать раздражение, сухость кожи и даже зуд.

Самым экономичным средством является «AOS», а наименее экономичным – средство «Ушастый нянь».

Исследована моющая способность жидких моющих средств при разной температуре воды. Вопреки общеизвестным рекламным роликам ни одно моющее средство не смогло растворить жир в холодной воде. Доказано, что лучше других смываются теплой и горячей водой средства «Ушастый нянь» и «Золушка».

Составлена сводная таблица сравнительного анализа жидких моющих средств, определено их качество: лучшими свойствами обладает средства «AOS», хуже других – «Ушастый нянь». (Приложение 8). Для проведения обобщения полученных результатов использовали систему присвоения баллов по следующей схеме: 1 результат – +2 балла; 2 результат – +1 балл; 3 результат – 0 балл; 4 результат – -1 баллов; 5 результат – -2 балла.

Гипотеза о том, что чем дороже моющее средство, тем оно эффективнее не подтвердилась, так как самое дорогое средство по результатам сравнительного анализа показало невысокие результаты.

ГЛАВА 3.Экспериментальная часть

3.1. Создание жидкого средства для мытья посуды в лабораторных условиях и его апробация

На основе данных проведенного нами исследования изучения химического состава жидких средств для мытья посуды, указанного на этикетке, мы создали безопасное средство для мытья посуды под названием «Малефр», провели его апробацию.

Состав средства «Малефр»: горячая вода – 0,5 л, хозяйственное мыло – 25 грамм, глицерин – 4 ст. л, спирт – 1 ст. л.

Алгоритмизготовления средства для мытья посуды под названием «Малефр.

  1. Натереть с помощью терки хозяйственное мыло, залить полученную стружку небольшим количеством воды и поставить плавиться на водяную баню. Время от времени помешивать массу и долить оставшуюся воду.

  2. После растворения мыла в емкости на водяной бане, дать средству остыть.

  3. В остывшее средство добавить 4 ст.л. глицерина, 1 ст.л. спирта и тщательно перемешать до однородной жидкой массы.

  4. Собрать образовавшуюся пену, перелить полученное средство в баночку и дать настояться в течении нескольких часов.

В результате у нас получилось средство в виде геля, которое через сутки становится гуще.

Качественная характеристика средства «Малефр»

Полученное средство для мытья посуды подверглось исследованию. Мы определили значение рН с помощью индикаторной бумаги – оно равно 7, что свидетельствует о нейтральной среде средства «Малефр» и соответствует требованиям ГОСТа. Плотность нашего средства составила 0,844. Из этого следует, что средство «Малефр» не является экономичным. Следующим этапом мы проверили эффективность моющего средства при разной температуре воды. И выяснилось, при температуре воды 5 С°наше средство не смогло растворить жир на посуде, при температуре 25 С° мы частично растворили жир и появился жирный налет, а при температуре 50 С° мы удалили жир с посуды. Таким образом, средство справляется с жиром только в горячей воде. Также мы исследовали высоту пены, которая оказалась значительно выше покупных средств и устойчивость пены, которая составила 70%, что свидетельствует о большем расходе средства. Фосфатов средство «Малефр» также не содержит. (Приложение 8)

Срок годности: Считаем, что данное средство более месяца использовать нельзя. Или же можно добавить консервант( эфирные масла, витамин А, продукты пчеловодства) – тогда храниться сможет значительно дольше.

3.2. Выводы по третьей главе

В последние годы, приобретая в магазинах средства для мытья посуды, хозяйки настолько привыкли к удобным синтетическим помощникам, что совершенно забыли, как наши прабабушки, не имея таких подручных готовых средств, всячески изощрялись, придумывая различные моющие пасты и гели из совершенно безопасных и экологичных продуктов. Наверняка довольно многие уже задумываются над тем насколько безопасным и безвредным для организма человека являются магазинные средства для мытья посуды.

Для изготовления средства «Малефр» нам потребовалось небольшое количество компонентов. Наше полученное средство расходуется быстрее, чем покупное, но все равно является более экономным, так как для его приготовления используются очень доступные компоненты. Для кожи рук данное средство безопасно, так как содержит в своем составе глицерин. Мылится оно намного меньше, чем привычные средства для мытья посуды, но при этом отмывает хорошо. Тарелки – до скрипа, а вот жирные сковородки не отмывает в теплой воде.

Со временем моющее стало густеть все больше и больше, при этом и хуже мылится. При разведении горячей водой – разжижается и стало давать больше пены.

Заключение

Исследовательская работа может помочь участникам образовательных отношений в практической деятельности, т.е. правильно выбрать жидкое средство для мытья посуды. На примере данной работы можно убедиться, что не всегда что дорого, то хорошо.

На данный момент нет средства, который бы подходил по всем критериям. Поэтому каждый человек вправе выбирать, что ему покупать. Необходимо более ответственно относится к выбору моющих средств и не позволять рекламе обманывать себя.

Работа по исследованию свойств анализируемых средств для мытья посуды может быть продолжена (определение способности средства отмывать конкретные остатки продуктов питания, таких как молоко, сырое яйцо, фруктовые соки и т.п. как сразу после загрязнения посуды, так и спустя определенный промежуток времени; определение способности средства отмывать различные виды посуды от одного загрязнителя; определение моющей способности средства после замораживания и др.)

Проблема использования средств бытовой химии очень актуальна и может быть изучена в последующих исследовательских работах.

Литература

  1. Поверхностно-активные вещества. Синтез, анализ, свойства, применение / сост. Амбрамзон А.А. и др.: Учеб. пособие для вузов. – Л., 1988. – 303 с.

  2. Энциклопедический словарь юного химика / сост. В.А.Крицман В.В.Станцо. – 2-е изд., испр. – М.: Педагогика, 1990. – 319 с.

  3. http://www.aquasan.by/pages/20

  4. http://www.matrixplus.ru/soapposuda.htm

  5. www.OpenGost.ru Портал нормативных документов

  6. http://otherreferats.allbest.ru/manufacture/d00095053.html

Приложения

Приложение 1

Анкета.

1. Какими жидкими средствами для мытья посуды вы пользуетесь?

2. Дорогое или дешевое средство для мытья посуды вы покупаете?

3.Остаются ли на посуде разводы после моющего средства?

4. Сушит ли ваше моющее средство руки?

5.Хорошо ли смывается с рук?

6.Слабо или сильно пенится средство?

7. Хорошо отмывает жир?

8.На долго ли хватает капли моющего средства?

Приложение 2

Результаты анкетирования.

Респондент

Какими средствами для мытья посуды вы пользуетесь?

Дорогое или дешевое средство для мытья посуды вы покупаете?

Остаются ли на посуде разводы после моющего средства?

Сушит ли ваше моющее средство руки?

Хорошо ли смывается с рук?

Слабо или сильно пенится средство?

Хорошо отмывает жир?

На долго ли хватает капли моющего средства?

1

Fairy

Дешевое

Нет

Да

Да

Сильно

Да

Да

2

Fairy

Дешевое

Нет

Нет

Да

Сильно

Да

Да

3

Fairy

Среднее

Нет

Нет

Да

Сильно

Да

Да

4

Fairy

Дешевое

Нет

Нет

Да

Сильно

Да

Да

5

Fairy

Дешевое

Нет

Нет

Да

Сильно

Да

Да

6

Fairy

Среднее

Нет

Нет

Да

Сильно

Да

Да

7

Fairy

Дешевое

Нет

Да

Да

Сильно

Да

Нет

8

Fairy

Дешевое

Нет

Нет

Да

Сильно

Да

Да

9

Fairy

Среднее

Нет

Нет

Да

Сильно

Да

Да

10

Fairy

Дешевое

Нет

Нет

Да

Сильно

Да

Да

11

Fairy

Среднее

Нет

Нет

Да

Сильно

Да

Да

12

Fairy

Дешевое

Нет

Нет

Да

Сильно

Да

Да

13

Fairy

Дешевое

Нет

Нет

Да

Сильно

Да

Нет

14

Fairy

Среднее

Нет

Нет

Да

Сильно

Да

Да

15

Fairy

Дешевое

Нет

Нет

Да

Сильно

Да

Нет

16

Fairy

Среднее

Нет

Нет

Да

Сильно

Да

Да

17

Fairy

Дешевое

Нет

Нет

Да

Сильно

Да

Да

18

Fairy

Дешевое

Нет

Нет

Да

Сильно

Да

Да

19

Fairy

Среднее

Нет

Нет

Да

Сильно

Да

Да

20

Fairy

Среднее

Нет

Нет

Да

Сильно

Да

Нет

21

Fairy

Среднее

Нет

Нет

Да

Сильно

Да

Да

22

Fairy

Среднее

Нет

Нет

Да

Сильно

Да

Да

23

Fairy

Среднее

Нет

Нет

Да

Сильно

Да

Да

24

Fairy

Дешевое

Нет

Нет

Да

Сильно

Да

Да

25

Fairy

Среднее

Нет

Нет

Да

Сильно

Да

Да

26

Fairy

Среднее

Нет

Да

Да

Сильно

Да

Нет

27

Amway

Дорогое

Нет

Нет

Да

Сильно

Да

Да

28

Amway

Дорогое

Нет

Нет

Да

Сильно

Да

Да

29

Amway

Дорогое

Нет

Нет

Да

Слабо

Да

Да

30

Aos

Среднее

Нет

Да

Да

Сильно

Да

Да

31

Aos

Дешевое

Нет

Нет

Да

Сильно

Да

Да

32

Aos

Среднее

Нет

Нет

Да

Сильно

Да

Да

33

Aos

Среднее

Нет

Нет

Да

Сильно

Да

Да

34

Aos

Среднее

Нет

Нет

Да

Сильно

Да

Да

35

Капля

Среднее

Нет

Нет

Да

Сильно

Да

Да

36

Капля

Дешевое

Нет

Нет

Да

Сильно

Да

Да

37

Капля

Дешевое

Нет

Да

Да

Сильно

Да

Да

38

Капля

Дешевое

Нет

Да

Да

Сильно

Да

Да

39

Капля

Дешевое

Нет

Да

Да

Сильно

Да

Да

40

Sorti

Дешевое

Нет

Нет

Да

Сильно

Да

Да

41

Sorti

Дешевое

Нет

Нет

Да

Сильно

Да

Да

42

Миф

Среднее

Нет

Нет

Да

Сильно

Да

Нет

43

Миф

Среднее

Нет

Нет

Да

Сильно

Да

Да

44

Санита

Дешевое

Нет

Да

Да

Слабо

Да

Да

45

Санита

Дешевое

Нет

Да

Да

Слабо

Да

Да

46

Ушастый нянь

Дешевое

Нет

Нет

Да

Сильно

Да

Да

47

Ушастый нянь

Дешевое

Нет

Нет

Да

Сильно

Да

Да

48

Солнышко

Дешевое

Нет

Да

Да

Слабо

Да

Нет

49

Золушка

Дешевое

Нет

Нет

Да

Слабо

Да

Нет

50

Пищевая сода

Дешевое

Нет

Нет

Да

Слабо

Да

Нет

51

Горчица

Дешевое

Нет

Нет

Да

Слабо

Да

Нет

1. выбор жидкого средства

  1. ценовая категория

  1. разводы на посуде

  1. сухость кожи рук

  1. пенообразование

  1. расход средства

Приложение 3

Химический состав

 

Fairy

Капля

Aos

Ушастый нянь

Золушка

ПАВ

анионные

+

(5-15%)

+

(5-15%)

+

5-15%

+

(5-15%)

+

(5-15%)

катионные

-

-

-

-

-

неионогенные

Менее 5%

Менее 5%

Менее 5%

Менее 5%

-

амфолитные

-

-

+

+

-

Консерванты

+

+

+

+

+

Поваренная соль (NaCl)

-

+

-

+

-

Краситель

-

-

-

-

+

Комплексообразователь

-

-

+

+

-

Регулятор рН

-

+

+

+

-

Ароматизатор (отдушка)

+

+

+

+

+

Вода

-

+

-

+

+

Загуститель

-

-

-

-

+

Глицерин

-

-

-

-

-

Щелочь

+

-

-

-

-

Формальдегид

-

-

-

-

-

Антибактериальные компоненты

+

-

+

+

-

Срок годности

18 месяцев.

24 месяца.

18 месяцев.

30 месяцев.

24 месяца.

Меры предосторожности

Беречь от детей! При попадании в глаза промыть большим количеством воды. Предохранять от воздействия прямых солнечных лучей и нагревания выше 35 градусов.

Хранить при температуре не ниже -20 градусов. Беречь от детей! Избегать попадания в глаза.

Беречь от детей! При попадании в глаза промыть большим количеством воды. Хранить в сухом помещении

Беречь от детей! При попадании в глаза промыть большим количеством воды. Избегать попадания в окружающую среду. После использования средства упаковку утилизировать как бытовой мусор.

Беречь от детей! При попадании в глаза промыть большим количеством воды.

Цена

86 руб

40 руб

82 руб

84 руб

24 руб

Приложение 4

Значение рН среды

Средство

Fairy

Капля

Aos

Ушастый нянь

Золушка

рН

8

5

7

6

8

Приложение 5

Результаты определения плотности

Средство

Масса пустого стакана (г)

Масса полного стакана (г)

Масса средства (г)

Плотность (г/мл)

Fairy

7,6

31,2

23,6

0,944

Капля

7,4

31,8

24,4

0,976

Aos

7,4

32,6

25,2

1,008

Ушастый нянь

7,4

30,8

23,4

0,936

Золушка

7,4

31,6

24,2

0,968

Приложение 6

Результаты определения моющего действия средств в холодной и горячей воде.

Температура

Средство

5 С°

25 С°

50 С°

Динамика моющей способности при увеличении температуры

Fairy

Не растворяет жир, смывается плохо

Частично растворяет жир, смывается плохо

Растворяет жир, смывается хорошо

=↑

Капля

Не растворяет жир, смывается плохо

Частично растворяет жир, смывается хорошо

Растворяет жир, смывается плохо, образует много пены

Aos

Не растворяет жир, смывается плохо

Частично растворяет жир, смывается хорошо

Растворяет жир, смывается плохо, образует много пены

Ушастый нянь

Не растворяет жир, смывается плохо

Частично растворяет жир, смывается хорошо

Растворяет жир, смывается хорошо

Золушка

Не растворяет жир, смывается плохо

Частично растворяет жир, смывается хорошо

Растворяет жир, смывается хорошо

Приложение 7

Результаты определения высоты и устойчивости пены анализируемых средств

Средство

h (max), см

h через 5 мин, см

h через 10 мин, см

h через 15 мин, см

Устойчивость пены, %

Fairy

3,3

2,9

2,8

2,7

82

Капля

3,7

3,4

3,3

3,2

87

Aos

4,4

3,7

3,5

3,1

70

Ушастый нянь

3,1

3

2,6

2,4

77

Золушка

4,2

3,5

3,3

3,2

76

Приложение 8

Результаты обнаружения фосфатных добавок.

Показатель

Fairy

Капля

Aos

Ушастый нянь

Золушка

Содержание фосфатов

-

-

-

-

-

Приложение 9

Сводная таблица результатов исследования.

Название средства

рН

Баллы

Плотность

Баллы

Смываемость 05 С°

Баллы

Смываемость 25 С°

Баллы

Смываемость 50 С°

Баллы

Высота пены

Баллы

Устойчивость пены

Баллы

Сумма баллов

Fairy

8

-1

0,944

-1

0

0

+2

3,3

-1

82

+1

2

Капля

5

0

0,976

+1

0

+2

-2

3,7

0

87

+2

3

Aos

7

+2

1,008

+2

0

+2

-2

4,4

+2

70

-2

4

Ушастый нянь

6

+1

0,936

-2

0

+2

+2

3,1

-2

77

0

1

Золушка

8

-1

0,968

0

0

+2

+2

4,2

+1

76

-1

3

Приложение 10

Результаты исследования моющего средства Малефр

Средство

Масса пустого стакана (г)

Масса полного стакана (г)

Масса средства (г)

Плотность (г/мл)

Малефр

7,4

28,5

21.1

0,844

Средство

5 С°

25 С°

50 С°

Малефр

Не растворяет жир, смывается плохо

Частично растворяет жир, смывается хорошо

Растворяет жир, смывается плохо, образует много пены

Средство

h (max), см

h через 5 мин, см

h через 10 мин, см

h через 15 мин, см

Устойчивость пены, %

Малефр

5

4

3,7

3,5

70

 

27