Стиральные порошки

Городская научно-практическая конференция

«Старт в науку»

                                          Секция «ХИМИЯ»

                                       Стиральные порошки

Автор: Мазуренко

Валерия Олеговна,

ученица 9  класса,

Муниципального бюджетного

образовательного учреждения

«Средняя школа №12»

Руководитель: Граник

Татьяна Юрьевна,

учитель химии высшей категории.

Муниципального бюджетного

образовательного учреждения

«Средняя школа №12»

Дзержинск, 2015 - 2016 г.

                                                                     Содержание:

1. Ведение……………………………………………….. 3
2. Теоретическая часть…………………………………. 4

1. Принцип действия СМС, их отличие от мыла…….. 4
2. История появления стиральных порошков………... 5
3. Химический состав СМС…………………………… 5
4. Классификация СМС………………………………... 6
5. Классификация ПАВ………………………………....7-9

3. Практическая часть…………………………………... 10-15
4. Заключение………………………………………….... 16
5. Список используемой литературы………………….. 17

                                               Введение

С рождения мы встречаемся с порошками. Наша одежда, постельное белье, да и вообще все вещи из ткани подвергаются стирке. А стираем мы, конечно же, порошком. В последние годы охране окружающей среды во всех странах мира уделяется большое внимание. Большой процент всех загрязнений водоемов приходится на синтетические моющие средства (СМС), что связано с большими темпами развития производства моющих средств. Бытовая химия окружает нас везде. Начиная с самого утра, заходя в ванную, мы чистим зубы пастой, моем руки, посуду, стираем, и так продолжается весь день. Включая телевизор, мы снова сталкиваемся с информацией о бытовой химии. Представители различных фирм рекламируют нам свою продукцию, убеждая в том, что именно она самая лучшая и самая надежная, гарантируя ее безопасность и качество. Люди приходят в магазины и, руководствуясь рекламой, покупают то или иное моющее средство. Часто бывает так, что покупатели обращают внимание только на ярку красивую упаковку, и даже не интересуются составом продукта.

Синтетические моющие средства (СМС) - представляют собой смеси, главный компонент которых — синтетические моющие вещества — в виде водных растворов. Они снимают с поверхности твердых тел (тканей, изделий) загрязнения различной природы.

Передо мной была поставлена цель: выяснить практическим путем, что такое СМС и определить, что определяет качество моющих средств, их моющую способность.

Задачи:

1. Изучить информацию о СМС.
2. Провести тестирование у учеников 8 и 9 класса нашей школы, с целью выявить, какие моющие средства наиболее популярны.
3. Экспериментально проанализировать популярные моющие средства с целью определения лучшего.  

                                                          3

                                         Теоретическая часть

2.1 Принцип действия стиральных порошков, их отличие от мыла.

Очищающее действие мыла - сложный процесс. Молекула соли высшей карбоновой кислоты имеет полярную ионную часть (-) и неполярный углеводородный радикал, содержащий 12-18 атомов углерода.

Полярная часть молекулы растворима в воде (гидрофильна), а неполярная – в жирах и других малополярных веществах (гидрофобна).

В жесткой воде, содержащей ионы и , мыло теряет свою моющую способность. Это происходит от того, что кальциевые и магниевые карбоновые соли растворимы в воде, в место пены в воде образуются хлопья осадка и бмыло расходуется бесполезно (Опыт №2 б).

Этого недостатка лишены синтетические моющие средства. Принцип действия синтетических моющих средств такой же, как у мыла, однако они имеют значительные преимущества. Во-первых, их растворы имеют нейтральную, а не щелочную среду. Во-вторых, синтетические моющие средства сохраняют свою моющую способность даже в жесткой и морской воде, поскольку их кальциевые и магниевые соли растворимы. Вместе с тем остатки стиральных порошков в сточных водах очень медленно разлагаются биологическим путем и вызывают загрязнение окружающей среды.

                                                         4

2.2 История появления и использования СМС

Сегодня трудно себе представить процесс стирки без порошка, ведь с момента его появления прошло почти полтора века. Правда, первые упоминания об использовании стирального порошка относятся еще к XVI веку. Известно, что индийцы при стирке добавляли в воду особую смесь, но рецепт ее приготовления, к сожалению, не сохранился.

Создателем первого в истории стирального порошка является немецкий химик Фритц Хенкель. Он получил продукт, в составе которого преобладал силикат натрия, ставший прародителем современного стирального порошка. 26 сентября 1876 года в Германии Фритцем Хенкелем и партнерами была основана компания Henkel, выпускавшая его новый порошок, расфасованный в пакеты. «Детище» Хенкеля очень быстро приобрело широкую популярность за счет низкой цены и, спустя два года, компания стала поставлять на рынок новый продукт под названием «Отбеливающая сода». Хенкель смог придать порошку отбеливающий эффект благодаря добавлению в него соды, при этом он остался весьма доступным по цене.

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.

В наше время появился первый стиральный порошок в жидком виде, который помимо всего прочего не создает пыли. Он быстро завоевал европейский рынок, а на других хоть и не приобрел такой широкой популярности, как обычный порошок, спрос на него за последнее десятилетие увеличился в несколько раз.

2.3. Химический состав СМС

Каждое СМС предназначено для тканей определенного вида, потому что, например, ткани хлопчатобумажные и льняные устойчивы к воздействию щелочей, повышенной температуре, а ткани шерстяные и из натурального шелка, наоборот, разрушаются в водных растворах щелочей и при температуре стирального раствора выше 45–50 С. В состав СМС входят вещества: ПАВ, триполифосфат натрия, перборат натрия, силикат натрия, сода кальцинированная, оптический отбеливатель, стабилизатор перекисных солей, толуолсульфонат натрия в различном процентном содержании.

                                                         5

2.4. Классификация СМС

Современный ассортимент синтетических моющих средств весьма обширен. По консистенции СМС делят на: порошкообразные, жидкие и пастообразные. Основную массу моющих средств составляют стиральные порошки (около 80%). В меньшем количестве выпускаются жидкие моющие вещества и пасты (около 20%).

Условие применения стиральных порошков:

СМС для низкотемпературных и высокотемпературных стирок.

                        Способы применения стиральных порошков

Высокопенные                                                                        Низкопенные

(Для ручной стирки)                                                    (Для машинной стирки)

                       Разделение в зависимости от назначения

                                                         6

2.5. Классификация ПАВ

Синтетические моющие средства – детергенты (англ. deterge – очищать) – это композиции различных органических и неорганических химических соединений.
1. Анионоактивные – очищают лён и хлопок. (Мыло)

2. Катионоактивные – дороже, чем анионоактивные обладают антибактериальными свойствами и используются для придания мягкости тканям и для дезинфекции.

3.Неионогенные - очищают полиэфирные* и полиамидные* волокна, проявляют высокую моющую способность, но слабо образуют пену. *Полиэфирные волокна - синтетические волокна, формуемые из расплава полиэтилентерефталата.

*Полиамидные волокна - синтетические волокна, формуемые из расплавов или растворов полиамидов.

4. Энзимы – необходимы для устранения жировых и белковых загрязнений (остатки пищи, кровь). Порошки с биодобавками опасны для шелка и шерсти, так как эти ткани образованы белковыми веществами и могут медленно разрушаться ферментами.
5.                                          Отбеливатели

6. Полимеры - они способны предотвращать ресорбцию – повторное оседание частиц грязи на ткань.

7. Отдушки добавляют практически во все СМС для придания им приятного запаха.
8. Стабилизаторы пены - усиливают устойчивость пены.

9. Красители - придает большую белизну и яркость за счет голубого оттенка.

Подробное описание вышеперечисленного:

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

Альтернатива фосфатам – экологически безвредные цеолиты, но их нерастворимые в воде частички могут оставаться после стирки на ткани, делая ее грубой, или осаждаться в канализационных трубах, забивая их.

                                                        7

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 отбеливатель способствуют удалению пятен растительного происхождения (фрукты, трава). Кроме этого, отбеливает и освежает ткани. Кислородосодержащие отбеливатели эффективны при температуре выше 60 градусов Цельсия, 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 (ферменты) – это биологически активные вещества, которые способствуют удалению органического загрязнения.

Щелочные протеазы расщепляют белковые загрязнения, амилазы – крахмальные, липазы – жировые. Энзимы целлюлазы 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 40-60 градусов Цельсия и лишь некоторые при 80градусов Цельсия, 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.

                                                   8

Отдушки и ароматизаторы

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.

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.

                                                  9                                                                                                                                                                                                                                                

                                   Практическая часть

Опыт №1

Разрушение поверхностной пленки воды

Около иглы, плавающей на воде необходимо насыпать из чайной ложки стирального порошка. Игла потонет.
А если в воду сразу насыпать стирального порошка и лишь потом положить туда иглу она сразу утонет. Это происходит от того, что поверхностная пленка воды разрушается при добавлении к воде моющих средств для стирки.

Фото №1. Игла положена в воду без порошка.

                                                       10

Фото №2. Иглу положили в воду, в которую предварительно насыпали стиральный порошок.

Опыт №2

Сравнение свойств растворов мыла и стирального порошка.

А) Приготовили растворы стирального порошка и мыла. В две пробирки налили по 1-2 мл этих растворов, в каждую пробирку добавили по 2-3 капли фенолфталеина. Наблюдаем окрашивание растворов в обеих пробирках в малиновый цвет. Однако окраска раствора воды со стиральным порошком имеет более интенсивный цвет, что свидетельствует о более щелочной реакции среды. Поэтому ткани, чувствительные к щелочи необходимо стирать в мыльном растворе.

                                                          11

Фото №3. Окраска раствора воды и стирального порошка и мыльного раствора.

Б) В две пробирки налили по 3-4 мл жесткой воды. (Раствора хлорида кальция). В одну пробирку по каплям добавили раствор стирального порошка, полученную смесь взболтали. Наблюдаем образование устойчивой пены. Во вторую пробирку по каплям добавили раствор мыла, полученную смесь взболтали. Наблюдаем выпадение хлопьев осадка. Для получения устойчивой пены требуется добавление большого количества мыльного раствора. Раствор стирального порошка не утрачивает отстирывающей способности даже в жесткой воде, так как в отличие от мыльного раствора не образует растворимых солей кальция.

                                                         12

Фото№4. Устойчивая пена у раствора стирального порошка и осадок в мыльном растворе.

Опыт №3

Испытание стиральных порошков зеленкой.

В опыте участвовали три порошка:  Tide, Losk и Миф. Суть опыта заключается в том, что в 3 одинаковые емкости объемом в 150мл наливаем одинаковое количество воды (100 мл) и капаем по несколько капель зеленки, затем засыпаем порошок и размешиваем. Порошок вступит в реакцию с зеленкой, и фальшивка проявится. Там, где порошок «правильный», вода спустя какое-то время должна посветлеть, где фальшивка — остаться зеленой. Через 5-10 минут смотрим на результат и наблюдаем такую картину: самая светлая вода была в баночке с раствором порошка «Миф», чуть светлее с порошком «Tide» и совсем темной с порошком «Losk». И ведь действительно, о порошке Losk не лучшие отзывы.

                                                           13

Фото№5. Изменение цвета растворов.

Также мною был проведен опрос у учеников 8-9 классов.

Ученики должны были ответить на 2 вопроса:

1. Какими стиральными порошками пользуются в вашей семье?
2. Почему вы выбрали именно этот порошок?

Всего в опросе приняло участие 44 человека, из них: 17 человек не знают, каким порошком пользуются в их семье, 3 человека отметили «Losk», 10 человек – «Ariel», 7 человек – «МиФ», 2 человека – «Tide», 1 человек – «Vanish», 1 человек – «Persil», 1 человек – «BiMax», 1 человек – «Ушастый нянь».

                                                     14

 Причины выбора семьями стиральных порошков:

1. Отстирывающая способность
2. Доступная цена
3. Приятный аромат
4. Качество

Проведя опрос, я выяснила, какой из стиральных порошков пользуется популярностью в семьях учащихся. Наиболее использованным порошком является « Ariel».

                                                       15

                                               Заключение

Я изучила большое количество информации о синтетических моющих средствах. Передо мной было поставлено  3 задачи, которые я смогла выполнить. Я узнала, что стиральные порошки несут в себе больше вреда, нежели мыла, так как в состав стиральных порошков входит множество химически-вредных веществ. На нынешнем рынке СМС стиральные порошки бывают особого назначения (детский порошок – более щадящий, с наименьшим количеством химии). Проводя опрос, среди учащихся нашей школы я выяснила, что их семьи отдают предпочтения таким порошкам, как: «Ariel» - 1 место, «Миф» - 2 место и «Losk» - 3 место. Выбор стирального порошка зависит от: рекламы товара, его качества, стоимости и отзывов покупателей. Однако я отдаю предпочтение стиральному порошку «Tide», хоть он и не вошел в  тройку лучших, у него доступная цена, хорошая отстирывающая способность и яркая реклама.

В 21 веке люди не могут обходиться без стиральных порошков, появляется большое количество пятен, с которыми обычное мыло не справляется и тогда необходимо использование порошков. По проведенным опытам я выяснила, что стиральный порошок действует в щелочной среде, что позволяет ему отстирывать более сложные загрязнения на различных тканях, также стало понятно, что ткани, которые чувствительны к щелочам (шерсть) необходимо стирать в мыльном растворе.  

Выяснила, что кроме ПАВ в составе моющих средств имеются красители, стабилизаторы, консерванты, парфюмерная композиция, отбеливатели, энзимы и многое другое, однако на коробках полный состав не отображается.

                                                   16                                                

                                   Используемая литература

1. http://product-test.ru/cling
2. https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D1%82%D0%B8%D1%80%D0%B0%D0%BB%D1%8C%D0%BD%D1%8B%D0%B9_%D0%BF%D0%BE%D1%80%D0%BE%D1%88%D0%BE%D0%BA
3. Стиральные материалы // Краткая энциклопедия домашнего хозяйства. — М.: Государственное Научное издательство «Большая Советская энциклопедия»
4. Биологические эффекты при воздействии поверхностно-активных веществ на организмы. М.: МАКС-Пресс. 2001