XV Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Вся правда о стиральных порошках

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Ковынева Е.В. 1

---

1МОУ ООШ№4

Скороходова Л.Б. 1

---

1Муниципальное общеобразовательное учреждение "Основная общеобразовательная школа №4

Работа в формате PDF

1.3 MB

Автор работы награжден дипломом победителя III степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Введение

Сложно представить быт современного человека без использования бытовой химии. Она занимает важное место в нашей жизни – мытьё посуды и полов, стирка и уборка квартиры и т.д. Телевизионная реклама насыщена подобного рода информацией, но обычному человеку крайне сложно сориентироваться в столь богатом разнообразии предлагаемых средств. Особенно трудно при покупке отдать предпочтение разным маркам стирального порошка. На протяжении нескольких лет в магазинах на полках ассортимент стиральных порошков все время увеличивается. Для того чтобы потребитель с легкостью мог запомнить название нового бренда химической индустрии, рекламодатели твердят о превосходстве разных видов СМС: «Losk есть, пятен нет», «Миф чистота и свежесть», «Tide, если не верите, тогда мы идем к вам». На экране хорошо видно, как пятна с рубашек и простыней исчезают, словно по волшебству. А как на самом деле?

Цель работы: выяснить влияние химического состава популярных марок стиральных порошков на их отстирывающую способность.

Задачи:

Изучить научно-методическую литературу и ресурсы Интернет.

Изучить состав стиральных порошков и их влияние на здоровье человека

Провести качественный анализ стиральных порошков.

Сравнить эффективность различных марок стиральных порошков.

Объект исследования: стиральные порошки разных марок.

Предмет исследования: моющая способность популярных марок стиральных порошков среди местного населения.

Гипотеза: рассмотрение критериев к выбору стирального порошка поможет нам сделать правильный выбор стирального порошка.

Методы исследования:

- эмпирические: изучение и анализ литературы, поиск информации в ресурсах Интернет, анкетирование;

- исследовательские: эксперимент, сравнение и анализ состава стиральных порошков.

Время исследования: сентябрь 2020 года.

Важность и актуальность данной работы состоит в том, что каждый должен быть достаточно просвещён в вопросах личной гигиены, тем более что в большинстве случаев предметы и средства ухода за своим здоровьем мы выбираем самостоятельно.

Глава 1.Состав и свойства стиральных порошков

1.1 Виды стиральных порошков

Стиральный порошок — порошкообразное моющие средство, предназначенное для стирки белья вручную или в стиральных машинах. [5] Относится к средствам бытовой химии.

Мылосодержащие — смесь мыла и щелочных солей, предназначенная для стирки только хлопчатобумажных и льняных тканей в нежёсткой воде при температуре от 40 °C.

Синтетические (содержащие синтетические ПАВ) — отличаются своей универсальностью по отношению, её температуре, степени кислотности, и типу ткани. 

Щелочные — используются для уменьшения жёсткости воды, замачивания и кипячения белья.

1.2. Состав и свойства стиральных порошков

В состав стиральных порошков входят: [3] 

1.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. 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.

2.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.

3.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).

4.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.

5.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.

6.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.

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

8.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.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.

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

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

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

Таким образом, поверхностно-активные вещества, щелочные добавки, химические отбеливатели и ферменты – это основные вещества, разрушающие загрязнения и удаляющие их с ткани. Все эти компоненты входят в состав современных моющих средств в определенном соотношении. В рецептуре СМС компоненты подбирают так, чтобы именно при указанной на упаковке концентрации достигалась максимальная моющая способность композиции в целом.

1.3.Экологический риск использования стиральных порошков

Экологический риск – это оценка вероятности появления негативных изменений в окружающей среде, вызванных антропогенным или иным воздействием.

Основные действующие вещества всех стиральных порошков — это ПАВ, которые представляют собой чрезвычайно активные химические соединения. ПАВ, при попадании в организм, скапливаются на клеточных мембранах, покрывая их поверхность тонким слоем, и при определенной концентрации способны вызвать нарушения важнейших биохимических процессов, протекающих в них, нарушить функцию и саму целостность клетки. Они способны вызвать грубые нарушения иммунитета, развитие аллергии, поражения мозга, печени, почек, легких. Это одна из причин, по которым в странах Западной Европы наложены строгие ограничения на использование анионных ПАВ. В лучшем случае их содержание не должно превышать 2–7%. Чем более натуральна одежда (хлопок, шерсть, шелк), тем больше их останется в её волокнах. Они цепляются за натуральные волокна и их невозможно удалить даже при многократном полоскании. [4] 

Кроме ПАВ, стиральные порошки содержат фосфаты. Наличие фосфатных добавок в порошках приводит к значительному усилению токсических свойств ПАВ. Фосфаты способствуют накоплению агрессивных веществ в волокнах тканей, из которых изготовлена одежда, усиливают проникновение ПАВ через кожу и приводят к усиленному обезжириванию кожных покровов. Даже 10- кратное полоскание в горячей воде не приводит к полному освобождению одежды от анионных ПАВ. Как правило в постиранной одежде содержится почти предельная концентрация ПАВов — около 4 микро гр./см². (Норма (предел) контакта ПАВов с кожей — 5 микрограмм на сантиметр кв.) Это приводит к забиванию пор. Причем чем сложнее и разветвленнее структура волокна, тем большее количество молекул а-ПАВ могут к нему «прилипнуть». Сильнее всего держат ПАВ шерстяные, полушерстяные и хлопчатобумажные ткани. В среднем, потенциально небезопасные концентрации ПАВ сохраняются на тканях до 4 суток. Таким образом, создается очаг постоянной интоксикации внутри самого организма. Прочно закрепившись на одежде, молекулы а-ПАВ при соприкосновении с кожей относительно легко переносятся на ее поверхность и быстро всасываются внутрь, начиная свой разрушительный маршрут по организму. Вдыхание триполифосфата натрия может вызвать раздражение слизистых оболочек и дыхательных путей, при попадании в органы дыхания вызывает затрудненное дыхание и кашель, а по степени воздействия на организм оно относится к веществам 4-го класса опасности. [4] 

   Еще одна причина отрицательного влияния моющих средств на здоровье человека обусловлена наличием в их составе соединений фосфора, которые нарушают кислотно-щелочное равновесие клеток кожи, вызывая, прежде всего, дерматологические заболевания. Помимо наружного - дерматологического воздействия, соединения фосфора оказывают влияние и на функционирование организма в целом, поскольку при контакте с кожей они проникают непосредственно в кровь, изменяют процентное содержание в ней гемоглобина, вызывают изменение плотности сыворотки крови, содержание белка. Нарушаются функции печени, почек, скелетных мышц, что проводит, в свою очередь к тяжелым отравлениям, нарушению обменных процессов и обострению хронических заболеваний. Установлено, что основной механизм воздействия соединений фосфора - взаимодействие их с липидно-белковыми мембранами и проникновение через них в различные структурные элементы клетки, вызывая тем самым тонкие, глубокие изменения в биохимических и биофизических процессах.

Глава 2. Изучение и анализ качественного состава стиральных порошков.

Для практического исследования были взяты стиральные порошки четырех наиболее известных производителей и популярных среди моей семьи, а именно: образец 1, образец 2, образец 3, образец 4.

1.Изучение состава стиральных порошков.

В состав всех порошков входят: поверхностно-активные вещества, кислородосодержащие отбеливатели, оптические отбеливатели, поликорбосиликаты. Фосфаты находились в порошках «Образец 1», «Образец 4». Энзимы входили в состав образцов 1 и 2. Цеолиты отсутствовали только в порошке «Образец 3».

2.Изучение стоимости стиральных порошков.

Мы посчитали, какой стиральный порошок самый дешёвый. Из таблицы№2 видно, что самым экономически выгодным является стиральный порошок – «Образец 2», а самый дорогим оказался порошок «Образец 1».

3.Измерение запаха отдушки.
Приготовление растворов порошков: Отмерили по 5г порошка каждого вида, растворили их в 500 мл водопроводной воды (температура воды 40 °С), размешали почти до полного растворения порошка. Затем оценили запах отдушки. Через 10 минут проверили еще раз

(таблица3). Наличие сильного запаха свидетельствует о большом количестве отдушек. Самый сильный запах был у «Образца 3», а самый слабый, незаметный у порошка «Образца 4».

4.Определение pH растворов стиральных порошков[2] 

Приготовление растворов порошков: Отмерили по 5г порошка каждого вида, растворили их в 500 мл водопроводной воды (температура воды 40 °С), размешали почти до полного растворения порошка. Уровень pH стиральных порошков имеет диапазон 7,5–11,5 (ГОСТ 22567.5–93). Для определения водородного показателя стиральных порошков использовалась универсальная индикаторная бумага. Бумага опускалась в раствор стирального порошка, а затем сравнивалась со шкалой уровня pH. (рисунок 1). Определение рН растворов СМС показало, что среда их растворов щелочная: у образцов 3и 4 – щелочная (рН=9,10), а у образцов 1 и 2 - сильнощелочная (рН=11-12), отрицательно влияющее на кожу рук. (таблица 4).

5.Определение пенообразующей способности стиральных порошков

Пенообразующую способность характеризовали высотой столба пены и ее устойчивостью через определённый промежуток времени. В пробирку помещали 2 мл раствора стирального порошка и интенсивно встряхивали в течение 15 секунд, после чего с помощью линейки измеряли высоту образовавшейся пены. Через 5 минут повторяли измерение. (рисунок 2). Самым высоким пенообразованием среди порошков обладает – «Образец 4» - 16 мм, а самый низкий пенообразованием обладает порошок «Образец 1» (таблица 5).

6.Определение отстирывающейся способности стиральных порошков[1] 

На синтетическую и хлопчатобумажную ткань наносились пятна различного происхождения: чай, кетчуп, майонез, чернила и губная помада (рис. 3,4). Далее ткань в таком состоянии оставляли на 24 час. После чего образцы тканей замачивались на 60 минут в 1% растворе стирального порошка, стирались в течение двух минут, сушились, проглаживались и сравнивались с контрольными образцами. (рисунок 4). Оценка моющей способности 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.

Получили следующие результаты: отлично отстирал порошок «Образец 1», нет пятен и однородности белизны ткани у порошка «Образец 2», малозаметные следы остались у образцов 3 и 4. (таблица 6).

7.Определение качества стиральных порошков. [2] 

В растворы стиральных порошков капнули спиртового бриллиантового зелёного раствора из аптечки, перемешали. Если стиральный порошок качественный, то раствор должен обесцветиться. Худший результат показал порошок «Образец 4» – его цвет не изменился, это значит, что порошок некачественный, возможно даже подделка. (рисунок5)

Вывод.

В ходе исследования было выявлено, что стиральные порошки разных   производителей содержат поликарбосиликаты, ПАВ, оптические отбеливатели, энзимы и другие вещества. Однако о них на упаковке написано мелким почерком. Наилучший отстирывающий результат показал «Образец 1», однако он оказался самым дорогим порошком. Эффективность «Образца 2» оказалась выше по сравнению с «Образец 1» по качеству, пенообразованию и стоимости. Но у порошков образцов 1 и 2- pH- сильнощелочная, что отрицательно влияет на кожу рук. В данных порошках были обнаружены ПАВ 5-15%, которые способствуют развитию дерматологических заболеваний, аллергических реакций и поражению дыхательных путей. Хуже всего отстирывание загрязненных тканей происходит порошками «Образец 3» и «Образец 4». Более безопасными оказались «Образец 3» и «Образец 4». Так как в них отсутствуют фосфаты и ПАВ менее 5%, а в состав вводят поликарбоксилаты и цеолиты, как более экологичные вещества. Я рекомендую использовать «Образец 4». Он хорошо отстирывает загрязнения благодаря максимальной моющей способности композиции и является более безопасным по содержанию ПАВ и фосфатов.

Таким образом, можно предположить, что если знать состав стиральных порошков, то можно сделать правильный выбор при покупке средств для стирки и уборки дома. Гипотеза, поставленная в начале работы, подтвердилась.

Заключение.

Сегодня трудно себе представить процесс стирки без порошка, ведь с момента его появления прошло почти полтора века. Однако большинство стиральных порошков на российском рынке содержат токсичные вещества, влияющие на организм человека. Поэтому необходимо руководствоваться простыми правилами техники безопасности при работе с моющими средствами и внимательнее относиться к выбору товара.

1.Читайте состав стиральных порошков. Порошки с фосфатами и содержанием ПАВ больше 5%оставляем стоять на прилавке в магазине.

2.Одна из альтернатив порошкам, содержащим фосфаты— детские порошки на основе мыла, но они плохо растворяются в воде.

3.Тщательно (более 8 раз) выполаскивать выстиранные вещи, используя при этом только горячую (не менее 50-60С⁰) воду. В холодной воде фосфаты с а-ПАВ практически не выполаскиваются.

Литература

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

2.Золотов Ю. А. «Химия: Школьная энциклопедия». М., 2003.

3. ruhim.ru/test/test_conc_st_poroshki.htm

4. www.newchemistry.ru

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

Приложение

Приложение 1.

Таблица 1. Изучение состава стиральных порошков.

Таблица2. Сравнение стоимости различных марок стиральных порошков.

Таблица 3. Измерение запаха отдушки.

Таблица 4. Результаты измерения рН.

Таблица 5. Результаты высоты пенообразования.

Таблица 6. Определение отстирывающейся способности стиральных порошков.

Приложение 2.

Рис1.

Рис.2

Рис.3

Образец 1

Образец 3

Рис.4

Рис.5

Образец 3 образец 1 образец 2 образец 4