Проект по химии "Глицерин: кто он и откуда"
проект по химии (9 класс) на тему

Введение

Мода – универсальное понятие современной культуры, она уже давно не ограничивается маленькими черными платьями или кружевными туфельками от Кристиана Лубутена. Мода устанавливает господство определённого стиля практически в любой сфере, и косметика здесь не исключение. Например, в последние несколько лет стало модным строить маркетинговые концепции на отрицании и сопоставлении, подразумевающем отрицание: «крем без ингредиентов А, В, С», «наша косметика, в отличие от косметики других производителей, не содержит…» (и идет перечисление того, чего в косметике нет – и часто этого даже и быть там не может, даже у самых злокозненных «других производителей»)… В попытках завоевать симпатии покупателя все средства хороши. Под горячую руку попался и глицерин, используемый в косметике уж лет сто, и стремление подчеркнуть непохожесть, особую полезность и исключительную эффективность своей продукции порой приводит к полной бессмыслице, однако наукообразной.

Предположения и домыслы, выдаваемые за факты, рука об руку с завуалированным обманом (а порой и откровенной ложью) триумфально шествуют по Всемирной паутине... Так ли он страшен, как нас запугивают, а заодно и в том, существует ли глицерин натуральный и есть ли разница между глицерином, полученным разными методами.

Глава 1.Теоретическая часть.

1.1. Глицерин: кто он и откуда

История открытия

Глицерин – важный компонент, входящий в состав подавляющего большинства косметических средств. В тандеме с водой он обеспечивает хорошее увлажнение кожи. Но в сети можно встретить массу заблуждений, касающихся глицерина. Его обвиняют в вытягивании влаги из кожи и ее иссушении.

Открытие глицерина произошло в 1779 году. Химик-фармацевт Карл Шееле получил его в процессе омыления жиров. Немного позже, в 1811 году новому веществу дали название. Это сделал француз Мишель Шеврель, когда тщательно изучил состав и свойства глицерина. В процессе изучения разработали промышленный способ получения вещества и занялись его производством.

Наряду с водой, глицерин – один из самых часто встречающихся компонентов косметики. Он имеет долгую историю использования и отличный профиль безопасности.

По своей природе это трехатомный спирт (при этом совершенно неважно, из чего этот самый глицерин получен и каким методом, он все равно был и остается трехатомным спиртом!), внешне – бесцветная, прозрачная сиропообразная жидкость.

Иногда в Интернете можно найти утверждения следующего плана: глицерин (или Glycerin) – это полезный растительный глицерин, а глицерол (Glycerol) – жутко опасный синтетический глицерин. В действительности это утверждение порождено незнанием англоязычной терминологии (и, отчасти, возможно, маркетинговыми соображениями, куда же без них). В английском языке слово Glycerol относится к глицерину как химическому веществу, тогда как термин Glycerin – это название для косметического или фармакопейного ингредиента, представляющего собой высокочистый водный раствор глицерина с содержанием основного вещества не менее 95%. В русском же языке подобные терминологические различия отсутствуют, и правильным термином является именно «глицерин», тогда как «глицерол» - просто бессмысленная калька с английского.

Глицерин в природе встречается главным образом в составе сложных эфиров с высшими жирными кислотами, то есть, масел и жиров. Глицерин - естественный компонент многих продуктов ферментации (вино, пиво, хлеб). Он также является важным интермедиатом метаболизма живых существ.

Существует промышленный способ производства глицерина из пропилена, однако с развитием олеохимии этот способ совершенно утратил значение – во всяком случае, в производстве фармакопейного глицерина, используемого и в косметике: ведь глицерин в больших количествах образуется в результате гидролиза[4] или переэтерификации растительных масел, главным образом кокосового и пальмового. Эти масла недороги, объемы промышленной переработки очень велики, и образующийся в результате глицерин, даже не будучи целевым продуктом, ввиду больших количеств и несложной процедуры очистки приобрел немалое коммерческое значение. Олеохимический глицерин (то есть, тот самый, который принято называть «растительным»), вопреки приведенному выше утверждению, совсем недорог, и ни химически, ни биохимически молекулы глицерина, независимо от способа его получения, не отличимы друг от друга. Так что все попытки построить маркетинговую концепцию на «таком дорогом, но таком благотворном растительном (натуральном) глицерине, используемом только в нашей косметике, в то время как остальные используют дешевый синтетический» - увы, не более чем обман: весь используемый в косметике глицерин дешев и имеет растительное происхождение. Несколько дороже будет глицерин, одобренный стандартами NATRUE, COSMOC и т.п., но не потому, что он какой-то более натуральный, а в силу больших затрат на выращивание сырья по определенным агротехникам и на подтверждение соответствия экологическому стандарту.

Точно так же несостоятельны и утверждения наподобие следующего: «Для того, чтобы глицерин оказывал благотворное действие на кожу, он, во-первых, должен быть натуральным, во-вторых, в правильной пропорции сочетаться с другими натуральными компонентами. Если же вы не хотите покупать органическую косметику, лучше пробуйте найти крем без глицерина вообще». Увы, и здесь лукавый маркетинг: глицерин в косметике, позиционируемой как натуральная, с точки зрения что химии, что вашего организма, точно такой же, что и в «обыкновенном» креме, а для достижения положительного эффекта вовсе не обязательно сочетать его исключительно с натуральными ингредиентами.

1.2. Свойства  и применение глицерина.

Физические свойства

Глицерин внешне – бесцветная, прозрачная сиропообразная жидкость. В основе его физических свойств  лежат следующие характеристики: вязкий; легко растворимый;  гигроскопичен;  устойчивый;   без запаха;не токсичен;  прозрачный; низкая температура замерзания.

Полезные свойства глицерина:

• Гигроскопичность. Молекулы вещества поглощают и накапливают влагу. Благодаря маленьким размерам, они проникают глубоко в кожу и способствуют насыщению водой всех ее слоев.
• Важный компонент эпидермиса. Вряд ли оппоненты глицерина знают, что вещество производится клетками человеческого организма. Глицерин – активный участник внутренней системы циркуляции воды в клеточных мембранах. Если по каким-то причинам выработка вещества организмом снизилась, то косметическое средство с его содержанием поможет восполнить недостающую влагу;
• Защитная функция. Благодаря своей способности заполнять мелкие морщинки и микротрещины влагой, вещество препятствует попаданию в верхние кожные слои частиц пыли и микроорганизмов, тем самым защищая эпидермис от воспаления и раздражения. Также глицериносодержащие продукты наделены способностью защищать кожу от проникновения внутрь раздражающих веществ (например, лаурилсульфата натрия).

Вредные свойства глицерина. 

1. Навредить коже может только «чистый» глицерин, то есть неразбавленный водой. Опасна и высокая концентрация вещества в косметическом средстве. Продолжительное воздействие такого увлажнителя приводит к образованию угрей, потемнению и чрезмерной сухости кожного покрова.
2. Хотя вред глицерина для лица и не доказан, для тех, кого одолевают сомнения, можно посоветовать использовать продукты с растительным увлажнителем. В органическом глицерине отсутствуют вредные примеси, поэтому и очистить его гораздо проще. В синтезированном веществе, полученном лабораторным путем, вероятность содержания вредных компонентов значительно повышается.

Химические свойства глицерина:

Глицерин вступает в реакции, характерные для одноатомных спиртов. Он горит с образованием CO2 и воды, реагирует с активными металлами с выделением водорода:

CH2OH-CHOH-CH2OH  + 6Na → 2 C3H10-ONa + 3H2

Глицерин вступает в реакцию с галогеноводородами:

CH2OH-CHOH-CH2OH + HCl → CH2OH-CHOH-CH2Cl + H2O

и с азотистой кислотой.

При взаимодействии глицерина с азотистой кислотой образуется тяжелая маслянистая, сильно взрывчатое вещество —тринитроглицерин:

Характерной реакцией глицерина является образование синего раствора при взаимодействии с меди (II) гидроксидом Cu(OH)2, с образованием комплекса ярко-синего цвета.

Применение глицерина                                                                                                                                     Физические и химические свойства обеспечили глицерину применение в следующих областях:

медицина (как антисептик, добавка к препаратам, растворитель лекарств);                                                                         

пищевая промышленность (для улучшения консистенции кремов, конфет, для увеличения объема хлебобулочных изделий и др.);

сельское хозяйство (ускоряет рост семян, защищает кору деревьев от насекомых);

военное дело (для получения нитроглицерина и тормозной жидкости, охлаждения стволов орудий);

табачная промышленность (регулирует влажность табака, устраняет неприятный вкус);

производство электронных сигарет (регулирует влажность, устраняет неприятный вкус, увеличивает срок эксплуатации картриджей);

производство пластмассы (повышает качество продукции);

1.3. Взаимосвязь глицерина с кожей

Строение кожи

Кожа состоит из эпидермиса,дермы и подкожно-жировой клетчатки (гиподермы).

• Эпидермис или Кожица включает в себя пять слоев эпидермальных клеток. Самый нижний слой — базальный — располагается на базальной мембране и представляет собой 1 ряд призматического эпителия. Сразу над ним лежит шиповатый слой (3-8 рядов клеток с цитоплазматическими выростами), затем следует зернистый слой (1-5 рядов уплощенных клеток), блестящий (2-4 ряда безъядерных клеток, различим на ладонях и стопах) и роговой слой, состоящий из многослойного ороговевающего эпителия. Эпидермис также содержит меланин, который окрашивает кожу и вызывает эффект загара.
• Дерма представляет собой соединительную ткань и состоит из 2-х слоев — сосочкового слоя, на котором располагаются многочисленные выросты, содержащие в себе петли капилляров и нервные окончания, и сетчатого слоя, содержащего кровеносные и лимфатические сосуды, нервные окончания, фолликулы волос, железы, а также эластические, коллагеновые и гладкомышечные волокна, придающие коже прочность и эластичность.
• Подкожно-жировая клетчатка состоит из пучков соединительной ткани и жировых скоплений, пронизанных кровеносными сосудами и нервными волокнами. Физиологическая функция жировой ткани заключается в накоплении и хранении питательных веществ. Кроме того, она служит для терморегуляции и дополнительной защиты внутренних органов.

Помимо самой кожи в организме имеются её анатомические производные — образования, которые получают развитие из кожи и её зачатков. Различные выделения желёз, расположенных в коже, также являются частью наружного покрова организма.

Взаимосвязь с эпидермисом

Косметологи давно обратили внимание, что глицерин имеет омолаживающее действие: благодаря ему кожа становится упругой, исчезают мимические морщинки, а лицо приобретает свежий и здоровый вид.

Глицерин, применение которого вышло за рамки фармакологической индустрии, широко используют для создания косметики, в том числе и домашнего производства. На основе вещества готовят лечебные лосьоны и маски.

За счет воздействия глицерина в эпидермисе начинают происходить важные для красоты и здоровья процессы, такие как:

• выведение грязи, подкожного жира и токсинов;
• ускорение обмена веществ в клетках кожи;
• увлажнение;
• заживление ранок и прочих повреждений;
• устранение шелушения;
• глубокое питание сухой кожи;
• регенерация клеток;
• защита кожи от пагубного влияния извне.

Глицерин для лица: вред и противопоказания

Несмотря на пользу, которую приносит глицерин для кожи, есть и вредные особенности вещества.

Так, глицерин может:

• сушить кожу ввиду своей гигроскопичности;
• создавать токсичные соединения с некоторыми веществами, такими как силикон;
• ухудшать состояние кожи в период воспаления и активной фазы кожных заболеваний;
• раздражать сверхчувствительный кожный покров;
• усугублять повышенную жирность кожи и высыпания, если они были до использования вещества;
• вызывать аллергическую реакцию.

В связи с этим существуют условия, при которых использовать глицерин не рекомендуется.

Основные противопоказания для применения вещества:

1.     не наносите глицерин в чистом виде;
2.     при изготовлении косметики придерживайтесь установленной в рецепте дозировки;
3.     не применяйте глицерин перед выходом на улицу;
4.     не используйте глицерин регулярно в течение длительного периода времени;
5.     не пользуйтесь глицерином в зимний период, так как сухость воздуха высвобождает его негативные     свойства;
6.     не применяйте глицерин, если не хотите осветлить кожу: вещество выводит меланин, что меняет тон   лица после использования;
7. не наносите на лицо косметику с глицерином без предварительного тестирования на небольшом участке кожи.

Практическая часть

Смешение кремов с водой в пробирках

Получение смеси из гидроксида меди (синяя жидкость)      

и жидкой щелочи (прозрачная жидкость)

Разбавление кремов раствором                      Получение реакции: выделение осадка

Чем больше осадок, тем больше содержание глицерина в данном продукте

Под номером 1, глицерин с гидроксидом меди и жидкой щелочью

Под номером 2, крем для жирной кожи с гидроксидом меди и жидкой щелочью

Под номером 3, крем для комбинированной кожи с гидроксидом меди и жидкой щелочью

Под номером 4, крем для сухой кожи с гидроксидом меди и жидкой щелочью

Заключение

Многочисленные научные исследования подтверждают, что глицерин в допустимой концентрации полезен для кожи, так как повышает ее эластичность и устраняет сухость. Описаны случаи, когда глицерин, входящий в состав крема для лица, способствовал быстрому восстановлению эпидермиса, поврежденного поверхностно-активными веществами, дерматитом и псориазом.

Одно из проведенных исследований на практике доказало, что глицерин играет важную физиологическую роль в транспортировке воды и является одним из первоочередных факторов сохранения влаги в роговом кожном слое. Опыты показали, что даже при относительной влажности воздуха не выше 35% образец эпидермиса, обработанного кремом с содержанием увлажнителя, содержал гораздо больше влаги, чем тот, который был пропитан обычной водой.