XVI Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке. Летняя площадка 2022

Изучение эффективности современных стиральных порошков

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Конькова А.А. 1

---

1ГИМНАЗИЯ №15 ИМ. Н.Н.БЕЛОУСОВА. 3 класс

Гагерова Т.Г. 1Безребрая Е.Г. 1

---

1Центр творческого развития и гуманитарного образования

Работа в формате PDF

1.3 MB

Автор работы награжден дипломом победителя III степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителяСвидетельство руководителя

Введение

В школе на уроке изобразительного искусства мы рисовали осень, она у меня получилась настоящей, со всеми осенними красками. Но после такого увлекательного занятия- на белой блузке обнаружились «следы осени», в виде желтого и красного пятна. После уроков дома я попыталась отстирать краску, взяв стиральный порошок, старательно терла, но у меня не получилось отмыть… На помощь пришла мама и спасла ситуацию замочив блузку в отбеливающем порошке. Тут возник вопрос, почему порошок, который взяла я мне не помог? Я решила разобраться с данным вопросом.

Вопрос о выборе стирального порошка актуален на сегодняшний день, так как полки магазинов заполнены разными видами. Какой из них лучший? Порошки сильно отличаются по стоимости и у нас покупателей появляется только один критерий-цена. Получается, если порошок дорогой, то он самый лучший?

Цель исследовательской работы - выяснить какой порошок стирает лучше, и существует ли связь цены и его качества.

Гипотеза: думаю, что чем порошок дороже, тем он лучше отстирывает, и является более качественным, так как в них используются лучшие составляющие.

Задачи:

Изучить историю появления стирального порошка;

Изучить составляющие современных стиральных порошков;

Изучить влияние составляющих стирального порошка на здоровье человека;

Выбрать несколько популярных марок стирального порошка для определения их стиральных качеств;

Провести ряд опытов, выявляющие наличие составляющих согласно их составу;

Экспериментально проверить отстирывающую способность выбранных стиральных порошков и выявить лучший.

Теоретическая часть

Происхождения стирального порошка

Первое моющее средства было получено на Ближнем Востоке более 5 000

лет назад. Поначалу оно использовалось главным образом для стирки и обработки язв и ран. Первое упоминание об использовании стирального порошка относиться к 16 веку, известно, что индийцы при стирке добавляли в воду особую смесь, но рецепт ее приготовления, не сохранился.

Создателем первого в современной истории стирального порошка, является немецкий химик Фритц Хенкель. Благодаря исследованиям и опытам он получил продукт, в составе которого преобладал силикат натрия (неорганическое соединение, на внешний вид – бесцветные или белые кристаллы, растворимые в холодной воде), ставший основой для стирального порошка. В 26 сентябре 1876 года Ф. Хенкель совместно с партнёрами основал компанию «Henkel», выпускавшая его новый порошок, расфасованный в пакеты. Ч ерез два года компания стала поставлять на рынок новый продукт под названием «Отбеливающая сода». Хенкель смог придать порошку отбеливающий эффект благодаря добавлению в него соды (неорганическое вещество, в обычном виде мелкокристаллический порошок белого цвета), при этом он остался весьма доступным по цене. В 1905 году Хенкель Хьюга начал разработку стирального порошка для автоматической машины. А в июне 1907 года появляется первый в мире порошок для стирки одежды в автоматических стиральных машинах, порошок назвали Persil.

В 1953 году в России на витринах магазинов появился стиральный порошок «Новость». Производили стиральный порошок «Новость» на К азанском химическом комбинате, а спрос на данный стиральный порошок побил все рекорды. До этого наши советские бабушки стирали хозяйственным мылом, даже если в доме были ручные стиральные машинки, или первые механические — все равно мылом. Его терли на специальной тёрочке.

К середине 60-х годов отечественный ассортимент мыльной продукции расширяется, и в продаже появляются стиральные порошки с приятными названиями, но резковатыми запахами: «Эра», «Астра», «Лотос», «Вихрь», «Березка» и т.д.

Следующем этапам моей работы является изучить составляющие стиральных порошков.

1.2. Состав стиральных порошков и влияние его составляющих на здоровье человека и окружающую природу

Стиральный порошок – это порошкообразное моющее средство синтетической природы, относящееся к бытовой химии.

Стиральный порошок – это то моющие средство, которое используется в домашних условиях почти каждый день, и большинство пользователей даже не задумывается о составе и качестве порошка. Как порошок влияет на ткани вещей, которые стираем, вымывается ли оно вообще с вещей? Мы обращаем внимание только тогда, когда остается пятно или белье не стало белым, как мы хотели. Какой же состав у стирального порошка, какой порошок максимально безвредный? Итак, в стиральном порошке часто встречаются:

Поверхностно активные вещества (ПАВ).

Задачей ПАВ является не дать возможность грязи вновь осесть на поверхность тканей. Под действием ПАВ частицы грязи измельчаются, размягчаются и остаются в мыльном растворе, т.е. на пене. По химическим свойствами ПАВ делятся на:

Анионные ПАВ, самые дешевые, самые эффективные очистители, они

вреднее всех для организма и природы;

Катионные ПАВ, обладают бактерицидными свойствами;

Амфолитные ПАВ, в зависимости от среды, ведут себя как катионные

или анионные ПАВ;     

Неионогенные ПАВ, самые мягкие и полностью биоразлагаемые.

Использование стиральных порошок для ручной стирки с содержанием ПАВ жестко и глубоко воздействуют на кожу человека. Она восстанавливается только через 4 часа, и всего на 60%. Так же если после стирки плохо прополоскать белье, на нем так же остаются следы ПАВ. Это тоже пагубно влияет на нашу кожу, и может привести к аллергии.

Фосфаты.

Фосфаты добавляют в порошки для, так называемого, «смягчения» воды с целью более эффективной стирки: удачного удаления разнообразных загрязнений с любого типа ткани. В жесткой воде порошки и гели плохо пенятся, поэтому качество стирки снижается с этой проблемой справляются фосфаты, смягчая воду. Так же фосфатные добавки, значительно усиливают токсические свойства ПАВ.

Фосфатные добавки способствуют более интенсивному проникновению поверхностно-активных веществ в организм человека даже через неповрежденные кожные покровы и проникают в микрососуды кожи, всасываются в кровь и распространяются по организму, что вызывает нарушение свойств крови и снижает иммунитет.

После использования порошка, фосфат попадает в сточные воды, потом в реки, озера и грунтовые воды, эти вещества провоцируют размножение водорослей, которые, разрастаясь, забирают из воды кислород. Что приводит к гибели рыбы и других живых организмов. Так же он проникает в почву, а потом к нам в пищу, что вредит нашему организму. На Западе о вреде фосфатов известно довольно, поэтому в Европе большинство стиральных порошков производится с пониженным содержанием фосфатных добавок.

Цеолиты

- общее название группы минералов, известных своей пористой структурой. Выступает в качестве альтернативы фосфатам, использование цеолитов помогает производителю снизить количество потенциально опасных веществ в составе стирального порошка. Цеолиты способствуют смягчению воды, и предотвращают появление белых пятен и разводов. Цеолиты не растворяются в воде и вместе со сточными водами попадают в водоёмы. Однако, в отличие от фосфатов, они не стимулируют цветение водорослей, а выпадают в виде осадка. Но, стиральные порошки на базе цеолитов, наряду с повышенной экологической безопасностью, имеют существенные гигиенические недостатки, плохо выполаскивается, вызывает аллергическую реакцию и может повредить тканей и их окраски;

Оптические осветители.

Оптический – значит, создающий определенный зрительный эффект.

Заключается он в том, что поверхность выглядит более белой, чем она есть на самом деле. По сути, состав оптического отбеливателя – это органический краситель, который позволяет ярче отражать лучи фиолетово-синей части спектра. Это маскирует желтизну белой ткани, которая неизбежно появляется после многократных стирок, но чище ткань не делает.

Исследования показали, что оптические осветители не так уж и безвредны - они могут стать причиной контактного дерматита у детей, а под воздействием солнечного света вызывают серьезные аллергические реакции у людей, очень токсичны для рыбы в водоемах.

Хлорили иные отбеливающие вещества.

Традиционный отбеливатель, употребляющийся нами в быту, работает за счет хлорсодержащих компонентов и различных перекисей. Эти отбеливатели разрушают не поддавшиеся моющему раствору загрязнения и цветные пятна, а заодно и дезинфицирует ткань. Но, такой порошок можно использовать только для стирки белого белья. В случае же, когда в состав д ополнительно входит активный кислород– без боязни стирайте и цветные изделия, ведь это вещество сглаживает агрессивное воздействие отбеливателей на структуру цветных тканей.

При стирке с хлорированным порошком хлор высвобождается в виде паров газа и может вызвать сильнейшее отравление. Особенно в маленьком непроветриваемом помещении, например, в ванной комнате. Хлор в стиральном порошке очень опасен для людей, имеющих легочные заболевания, для детей и аллергиков.

Ароматизаторы.

Искусственные ароматизаторы или отдушки – добавляются в стиральный порошок для того, чтобы перебить неприятные запахи грязной одежды и придать им наши любимые приятные запахи.

Содержания их большом количестве может пагубно отразиться на здоровье человека. Химические ароматические добавки часто приводят к зуду, жжению в носу, из-за них могут начать слезиться глаза.  Кроме того, ароматизаторы в стиральном порошке могут спровоцировать астму или тяжелую аллергию, и даже повлиять на концентрацию внимания и координацию движений.

Энзимы.

Энзимы — это биологически активные вещества (ферменты), которые разъедают трудно выводимую грязь с ткани. Они делятся на несколько видов:

протеаза убирает пятна белкового происхождения;

липаза справляется с жирными пятнами;

а милаза отстирывает крахмалосодержащие загрязнения;

целлюлаза избавляет от мелких ворсинок на ткани.

В отличии от фосфатов, они не предоставляют никакой опасности, не вызывают аллергии. Но многократное использование их может испортить структуру ткани (например, шерсть или шёлк). Поэтому всегда обращайте внимание на маркировки порошка. Там обычно показано, для каких вещей он подходит.

Изучив историю появления стирального порошка и его состав, мы можем перейти к практической части нашей работы.

Практическая часть.

Отбор и сравнение по составу стиральных порошков, участвующих в исследовании

Мы приобрели 5 видов стиральных порошков для белья, которыми чаще пользуется моя мама и бабушка. Данные образцы были в картонных коробках, весом 400 грамм: образец номер 1 - образец номер 2, образец номер 3 - образец номер – 4 и образец номер 5.

Таблица 1.- Сравнение стиральных порошков по стоимости

Самыми дорогими стиральными порошками оказались образцы номер 1 и номер 2, а самым дешёвым образец номер 5. Будет ли зависеть качество порошка от стоимости? Поэтому мы переходим к следующему сравнению. У купленных порошков на коробках с обратной стороны, производителями указан состав, мы его сравним.

Таблица 2. - Сравнения по составу отобранных для исследования стиральных порошков.

После сравнения мы можем сделать вывод, что во всех стиральных порошках, содержатся энзимы (биологически активные вещества (ферменты), которые разъедают трудно выводимую грязь с ткани) и присутствуют ПАВ. Но в образце номер 1 присутствуют неионогенные ПАВ, которые самые мягкие и полностью биоразлагаемые. В остальных стиральных содержатся неионогенные и анионные (самые эффективные очистители, но наиболее вреднее всех для организма и природы) ПАВ.

Наличие фосфатов (для «смягчения» воды с целью более эффективной стирки) у всех сравниваемых образцах, кроме образца номер 1, в котором содержится цеолиты, что делает его более экологичным.

В стиральном порошке образца номер 5 отсутствует хлор или его заменяющие вещества. В стиральном порошке образца номер 1 в составе есть пищевая сода, биоразлагаемые активатор отбеливания. В образец номер 3, номер 4 и номер 2 входит хлор на основе кислорода. Эти порошки подойдут для цветного белья.

И конечно хочется выделить образец номер 1 в его составе только неионогенные ПАВ и безвредные для человека энзимы, разъедающие трудно выводимую грязь. Но энзимы могут испортить структуру натуральных тканей: шелка и шерсти. Данное средство не должно быть рекомендовано для одежды из данных видов ткани. Впрочем, все образцы имеют энзимы.

Переходим к опытам.

2.3 Проверка качества стирального порошка с помощью вареного яйца

Мы берем пять одинаковых прозрачных стаканов наливаем воду комнатной температуры и разводим по чайной ложки испытуемых стиральных порошков, перемешиваем и кладем белок от сваренного яйца и оставляем на сутки. Спустя сутки мы наблюдаем, что во всех стаканах есть осадок от стирального порошка, это говорит о плохой растворимости и о том, что белье при стирке надо полоскать несколько раз. Так же варенные яйца не потеряли своей формы, только от порошка образца номер 1 оно стало более мягким.

Вывод: стиральный порошок образца номер 1 является наиболее качественным, чем остальные, так как спустя сутки мы увидели, что варенное яйцо стало мягким и начало потихоньку растворяться. Подходит для загрязненной цветной одежды, сможет удалит с нее нестойкие пятна. Хотя в его составе только неионогенные ПАВ и энзимы, но их количества достаточно для успешной стирки.

2.4 Проверка качества стирального порошка с помощью бриллиантовый зеленый.

Для этого мы берем пять одинаковых прозрачных стаканов наливаем теплую воду и разводим по половине чайной ложки испытуемых стиральных порошков. Затем, добавляем по три капли зеленки и наблюдаем, что происходит. Если растворы обесцветятся, то можно сказать, что порошок содержит отбеливатель (окислитель) в своем составе. Стиральные порошки образцы номер 2 и номер 1 со своей задачей справились отлично, они вступали в реакцию с зеленкой и обесцвечивали ее, хотя в составе разные отбеливающие вещества.

А вот стиральные порошки образцы номер 5, номер 3 и номер 4 со своей задачей не справились и не растворили зеленку, вода в этих стаканах осталась зеленной. Образец номер 5 показал наихудший результат по отбеливанию, это можно объяснить отсутствием отбеливателя, что мы и наблюдали во время изучения состава данных стиральных порошков.

Образцы номер 3 и номер 4 в составе имеют кислородосодержащий (или химический) отбеливатель, который способствуют удалению пятен растительного происхождения (фрукты, вино, чай, трава). Но кислородосодержащие отбеливатели эффективны при температуре выше 60 С, потому что именно с этой температуры начинается интенсивное выделение активного кислорода. Хотя стиральный порошок образца номер 2 при этих же условиях справился с этой задачей, это может говорит о том, что в его состав входит какой другой компонент для лучшего отбеливание ткани. Или о не качественных компонентах отбеливание в стиральных порошках образцах номер 3 и номер 4.

Вывод: стиральные порошки образец номер 2 и образец номер 1 отлично подходят, для стирки красящих веществ, а вот образцы номер 5, номер 3, номер 4 со своей задачей могут и не справиться.

2.5 Проверка наличия фосфатов в испытуемых стиральных порошках.

Наличия фосфатом мы можем определить с помощью реакции испытуемых порошков и кальция хлорида. Что нам нужно взять кальция глюконат я узнала из литературы, его мы купили с мамой в ближайшей аптеке. Мы развели в теплой воде стиральные порошки, перемешали и добавили с помощью пипетки Пастер кальций глюконад и стали наблюдать за реакцией. Если выпадет осадок белого цвета, значит фосфаты присутствуют в порошке. В осадок выпадает фосфат кальция, он мало растворим в воде.

Вывод: после проведения, данного опыты, мы наблюдали выпадение осадков – фосфатов и цеолитов похожих на облако у всех образцов. Так же во всех образцах стирального порошка обнаружены фосфаты, а в образце номер 1 еще и цеолиты, и это значит, что они могут вызвать аллергию у человека и требуется тщательное полоскание.

2.6. Проверка стирального порошка на пенообразование.

Для данного опыта мы взяли 5 одинаковых стеклянных стаканов и положили по одной столовой ложки испытуемых стиральных порошков, после чего налили в стаканы одинаковое количества воду температурой 60 °С. При интенсивном помешивании, начала появляться пена.

Таблица 3. Результаты по определению высоты пены данных образцов

Вывод: Мы можем сделать вывод что стиральные порошки образцов номер 5, номер 1 и номер 2 при интенсивном перемешивание в воде имеют хорошее пенообразование, что говорит в данных порошках имеется ПАВ. Значит они должны хорошо удалять загрязнения лучше, но вот для стиральных машинок сильное пенообразование не очень хорошо, так как пена может полезть из барабана и повредить стиральную машину. Стиральные порошки образцов номер 3 и номер 4 имеют меньшее пенообразования, но о качестве стирки мы узнаем дальше. Следующим этапом мы узнаем, как стирают наши испытуемые стиральные порошки

2.7 Определение качества стирки хлопчатобумажной ткани с выбранными образцами стиральных порошков.

Для определение моющей способности испытуемых стиральных порошков мы взяли хлопчатобумажную ткань и нанесли зеленку, краску гуашь, майонеза, кетчуп, фломастер и шариковую ручку.

После чего отдельно постирали при температуре 40 С наши образцы и оценили результат, т.е. сравнили отстирывающую способность порошков.

Образец номер 3

Образец номер 2

Образец номер 1

Образец номер 4

Образец номер 5

Вывод: на «отлично» наши образцы стиральных не справились. Но лучше всех справился со своей задачей образец номер 5, он не смог отстирать следы зеленки и гуаши. Все остальные испытуемые стиральные поршки справились почти одинаково.

Заключение

В ходе исследовательской работы мы частично подтвердили нашу гипотезу. Не один из испытуемых стиральных порошков не справился со своей задачей на 100%, но более дорогие порошки дали лучший результат (образцы номер 1 и номер 2). Значит стоимость может быть критерием при выборе хорошего стирального порошка. Но лучше стараться изучать состав стирального порошка и подбирать его к тем видам тканей и загрязнений какие имеются у вас! Так как одного лучшего универсального стирального порошка не существует! Один должен хорошо отстирывать цветное белье, другой белое, третий бережно отстирывает не нарушая структуру ткани и т.д. В ходе своего исследования мы узнали, что все образцы в составе имели фосфаты, а они могут негативно сказаться на здоровье человека, и чтобы избежать вредного воздействия рекомендуем ставить стирку с дополнительным полосканием белья.

Список литературы:

Гроссе Э., Вайсмантель X. Химия для любознательных.

Кутянин Г. И. Пластические массы и бытовые химические товары.

Малышкина В. Занимательная химия нескучный учебник.

Приложение 1

Таблица 4. – Общие результаты, полученные при исследовании.