Анализ зубных паст в школьной лаборатории

XXI Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке

Анализ зубных паст в школьной лаборатории

Юрина Е.В. 1
1МАОУ СШ №16 г. Павлово
Жидкова Х.В. 1
1МАОУ СШ №16 г. Павлово
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

Введение

В современном мире существует множество угроз для здоровья человека. Уверена, что каждый согласится со мной во мнении, что хорошее здоровье обеспечивает нам долгую и активную жизнь, даёт возможность успешно решать жизненные проблемы и трудности. Обычно мы начинаем заботиться о здоровье после того, как недуг даст о себе знать.

А ведь практически все болезни можно предотвратить, нужно лишь вести здоровый образ жизни. По сути, наше здоровье зависит не только от профилактических мероприятий, но и от нас самих. Но очень часто имеет место и безответственное отношение к своему здоровью, несоблюдение элементарных гигиенических правил. Зачем нужна гигиена полости рта?

Гигиенические процедуры выполняют две основные функции. Во-первых, они позволяют избавиться от большинства микробов, вызывающих болезни зубов.

Во-вторых, чистые зубы и приятный запах изо рта позволяют нормально общаться с другими людьми и проще устанавливать социальные контакты – как со сверстниками, так и с взрослыми. Красивая улыбка и отсутствие неприятного запаха помогут сформировать первое впечатление о человеке. Ведь ни один человек не ходит в вакуумном пузыре!

Сегодня существует множество средств гигиены полости рта, а именно зубные пасты, содержащие натуральные компоненты и микроэлементы. Яркие тюбики на прилавках и пестрая реклама обещают нам сделать зубы здоровыми и крепкими. Что лучше выбрать, чтобы не навредить своему здоровью? Многие следуют рекламе, совету друзей, моде на некоторые средства гигиены. Я заинтересовалась вопросами гигиены, а именно зубными пастами, которыми пользуюсь, всегда ли они достигают цели и безвредны ли они. Состав на этикетке простому покупателю ничего не говорит, и очень трудно разобраться, какая зубная паста не испортит качество зубов.

В условиях постоянного увеличения количества новых химических веществ, входящих в состав зубных паст, актуальной проблемой является их изучение, в целях получения информации о воздействии на организм человека.

Цель работы: исследование состава и свойств зубных паст.

Задачи исследования:

  1. Изучить литературу и Интернет-ресурсы по данной теме;

  2. Провести опрос среди знакомых, с целью выявления наиболее используемых марок зубных паст;

  3. Исследоватьнекоторые физико-химические показатели и свойства зубных паст;

  4. Анализ и обработка результатов экспериментов.

Гипотеза: влияют ли зубные пасты на прочность зубов?

Объект исследования: зубные пасты различных производителей.

Предмет исследования: вещества, содержащиеся в зубных пастах.

Методы исследования: анализ, наблюдение, эксперимент, анкетирование, сравнение.

Практическая значимость и ценность работы: данная учебно-исследовательская работа может быть интересна для любого человека, а также может использоваться на уроках химии, биологии и классных часах.

1 Обзор литературы

    1. История появления зубных паст

С развитием цивилизации пытливый человеческий ум изобретал все новые способы ухода за зубами. Так, в письменных источниках Древнего Египта, датируемых 1500 гг. до н. э., описывается рецепт довольно подозрительной зубной пасты. В его состав входили пепел внутренностей быка, пемза и винный уксус. По предположениям ученых, полученная смесь должна была втираться в зубы пальцами [1, с. 45].

Дальше в ход пошла чистка зубов солью. В 1674 году голландский изобретатель Антоний Ван Левенгук совершил одновременно два выдающихся открытия. Он открыл мир микробов и способ уничтожения этого самого мира в собственных ртах при помощи соли. Однажды под линзой изобретенного им микроскопа оказался смыв с его собственных зубов, кишащий маленькими существами. Протерев зубы тряпочкой с солью, на новом смыве микробов он не обнаружил. После этого он дал себе зарок до конца жизни практиковать чистку зубов с солью. (История зубной пасты: [сайт]. URL: http:// www.tschelkunchik.ru)

И в 1873 году американская компания Colgate-Palmolive представила первую в мире зубную пасту — пока еще в банке. Но уже в 1890 году компания впервые выпустила зубную пасту в тюбиках, подобных тем, которые используются сегодня. Эта паста обладала не только более высокой гигиеничностью и безопасностью, но и бесспорными бытовыми преимуществами: компактностью и портативностью.

1.2 Виды зубных паст

Универсальные

Предназначены для очищения и устранения неприятного запаха. Подходят такие средства людям со здоровыми зубами. В состав таких паст не входят лечебные компоненты, но имеются антисептические вещества и микроэлементы, оказывающие профилактическое действие.

Фторсодержащие

Рекомендуются людям с ослабленной зубной эмалью. Благодаря большому содержанию фтора паста укрепляет эмаль и предупреждает развитие кариеса.

Лечебно-профилактические

Пасты этого вида отличаются от остальных категорий своим составом. В него входят лечебные вещества, препятствующие развитию воспалительных процессов и укрепляющие ткани. Среди составляющих могут быть экстракты растений, эфирные масла, минералы и соли [9, с. 11].

Отбеливающие

Особый вид зубной пасты, которые не выполняет профилактической или лечебной задачи, а рекомендуется как средство для поддержания эстетики зубов.

1.3 Основные компоненты зубных паст

Фториды. Фториды обеспечивают эффективную защиту эмали против кариеса. Они укрепляют ее и оказывают антибактериальное действие – каждая зубная паста включает эти вещества в свой состав, так как без них она лишается основного защитного действия.

Среди фторидов выделяют два основных: фторид натрия и фторид амина. В них содержится одинаковое количество фторидов. Основная разница между ними заключается в том, что фторид натрия является меньшим раздражителем для слизистой оболочки полости рта и подходит тем, кто страдает от кровоточивости десен или их повышенной чувствительности.

Защитные ферменты. В слюне содержатся антибактериальные свойства, которые выполняют защитную функцию полости рта. Существуют ферменты, которые усиливают это свойство – их в небольшом количестве добавляют в зубные пасты. Как результат, они снижают образование налета и зубного камня.

Абразивное вещество. Такие вещества способствуют удалению зубного налета и пищевых остатков. Эти небольшие мягкие частицы помогают зубной щетке справиться с мелкими загрязнениями и труднодоступными местами.

К наиболее распространенным абразивным веществам относят диоксид кремния и карбонат кальция.

Лечебно-профилактические добавки. Помимо основной функции очищения зубов, зубные пасты также обладают лечебными свойствами. Зубные пасты с хорошим составом включают в себя масла полезных трав и экстракты различных растений, которые обладают заживляющими и увлажняющими свойствами.

Консерванты. Так как зубная паста хранится долго, для предотвращения развития в ней микроорганизмов, в ее состав включают антисептики-консерванты. (Состав зубных паст: [сайт]. URL: http:// www.lesnoybalzam.ru)

Ароматизаторы. Вкусовые наполнители используются для придания зубной пасте вкуса, а также для маскировки неприятного запаха во рту. В состав зубных паст входят разные ароматизаторы, среди которых самые распространенные — эфирные масла [2, с. 98].

2 Материалы и методики исследования

Практическая часть проводилась на базе МАОУ СШ №16 г. Павлово и состояла из 2-х этапов: социологического опроса и исследование состава и свойств зубных паст.

2.1 Социологический опрос

Цель: выявление самых популярных марок зубных паст и основных критериев выбора зубных паст.

Для проведения социологического исследования был выбран метод – анкетирование. В анкетировании участвовали учащиеся 9-11 классов. Респондентам предлагалось ответить на вопросы анкеты:

  1. Какой зубной пастой вы пользуетесь? (Приложение №1, с.20, диаграмма №1)

Образец №1

Образец №2

Образец №3

Образец №4

Образец №5

Образец №6

Др. указать

  1. Чем вы руководствуетесь при выборе зубной пасты? (Приложение №1, с.20, диаграмма №2)

Назначением зубной пасты

Доверяете рекламе

Составом зубной пасты

Ценой

Привычкой

Вывод: по результатам социологического опроса, самой популярной маркой зубных паст оказалась зубная паста Образец №1. Большая часть респондентов выбирает зубную пасту руководствуясь привычкой, не изучая состав и назначение зубной пасты.

2.2 Отбор образцов зубных паст и подготовка их к анализу

Для практического исследования были взяты зубные пасты пяти наиболее популярных среди респондентов производителей. Для отбора образцов зубных паст мы с полок магазина выбираем отдельные изделия методом «вслепую» в количестве: 1 шт.

1. Образец №1

Состав: вода, диоксид кремния, глицерин, ксилит, бетаин, ксантановая камедь, ароматизаторы, бромелаин, токоферилацетат, сахарин натрия, метилпарабен, диоксид титана, пропилпарабен, лимонен.

  1. Образец №2

Состав: глицерин, сорбит, ароматизатор, каррагинан, пропиленгликоль, целлюлоза, камедь, фторид натрия, триклозан, сахарин натрия.

  1. Образец №3

Состав: карбонат кальция, вода, сорбит/глицерин, гидратированный диоксид кремния, ксантановая камедь, лаурилсульфат натрия, лактат кальция, сахарин натрия, ароматизатор, метилпарабен натрия, пропилпарабен натрия.

  1. Образец №4

Состав: деионизированная вода, сахарин, яркий меланин, сорбит, каррагинан, диоксид кремния, пирофосфат натрия, порошок бамбукового угля, ментол, лауроилсаркозинат.

  1. Образец №5

Состав: вода, сорбитол, диоксид кремния, карбонат кальция, натрия карбоксиметилцеллюлоза, мятное масло, натрия сахаринат, ароматизатор (лимонен), натрия лаурилсульфат, натриевая соль метилпарабена, натриевая соль пропилпарабена.

Данные зубные пасты довольно популярны среди жителей и легкодоступны для приобретения в магазинах или аптекарских пунктах.

2.3 Оценка маркировок зубных паст

Таблица 1

п/п

Зубная паста

Маркер

1

Образец №1

Тёмно-коричневый

2

Образец №2

Зелёный

3

Образец №3

Синий

4

Образец №4

Бирюзовый

5

Образец №5

Чёрный

2.4 Органолептический анализ

Определение качества зубной пасты органолептическим методом проводилось в соответствии с требованиями и нормами ГОСТа 7983-99 "Зубные пасты. Общие технические требования"[1, с. 2-5]. Исследовались такие показатели как: внешний вид, цвет, запах.

Методика определения: наносится небольшое количество пасты на предметное стекло. Легким растиранием пробы на ощупь устанавливается отсутствие крупинок и одновременно определяется внешний вид, цвет и запах. Результаты проведенных испытаний образцов зубных паст представлены в таблице 2 (Приложение №2, с.21)

Таблица 2

№п/п

Название зубной пасты

Внешний вид

Цвет

Запах

1

Образец №1

мягкая

белый

Слабый запах мяты

2

Образец №2

мягкая

белый

Мятный

3

Образец №3

мягкая

белый

Мятный с нотами эвкалипта

4

Образец №4

мягкая

тёмно-серый

Запах перечной мяты, лёгкий запах бамбукового угля

5

Образец №5

мягкая

белый

мятный

Вывод: все исследуемые зубные пасты соответствуют нормам.

2.5 Исследование состава зубных паст

Таблица 3

Зубные пасты

№1

№2

№3

№4

№5

Абразивные вещества

SiO2

-

CaCO3

SiO2

SiO2

SiO2, CaCO3

Влагоудерживающие вещества

глицерин

каррагинан, глицерин

сорбитол

сорбитол, каррагинан

сорбитол

Гелеобразующие вещества

глицерин

глицерин

глицерин

глицерин

глицерин

Пенообразующие вещества

бетаин

лаурил сульфат натрия

лаурил сульфат натрия

лаурилсаркозинат натрия

лаурил сульфат натрия

Консерванты

метилпарабен

-

метилпарабен

-

натриевая соль метилпарабена

Ароматизаторы

Красители

Подсластители

лимонен

сахарин

сахарин

сахарин

лимонен

2.6 Определение pH зубных паст

В первую очередь этот показатель влияет на кислотность зубной пасты. От чего, в свою очередь, зависит воздействие фторидов на зубную эмаль. При низком показателе рН возможна деминерализация эмали. Наиболее эффективным считаются показатели рН в пределах 6,0-8,0 ед.

По ГОСТу 7983-99 допускается водородный показатель в пределах 7,0-10,3 ед. [5, с. 7]. 

Оборудование и реактивы: стаканы химические 5 шт, бумага индикаторная универсальная, дистиллированная вода, зубные пасты различных марок.

Методика выполнения:

Приготовили 5 растворов. Для этого в пяти химических стаканах растворили в 10 мл воды 1 г зубной пасты каждой марки. Затем в каждый из пяти растворов внесли универсальную индикаторную бумагу. Результаты представлены в таблице 4. (Приложение №3, с.21)

Таблица 4

№п/п

Наименование

Показатель pH

Среда

1

№1

6

Слабо-кислотная

2

№2

7

Нейтральная

3

№3

7

Нейтральная

4

№4

6

Слабо- кислотная

5

№5

7

Нейтральная

Вывод: рН пасты, прежде всего, будет влиять на восстановление кислотно-щелочного баланса в полости рта и чем больше рН, тем лучше пойдет этот процесс так, как под воздействием бактерий во рту образуется кислая среда, а паста должна ее нейтрализовать. Все пасты соответствуют нормам.

2.7 Пенообразование

Пенящиеся свойства помогают оценить расходование пасты. Для качественной чистки зубов должно быть достаточно небольшого количества пасты (объем горошины).

Методика определения: растворить небольшое количество   зубной   пасты размером с горошину (0,1 г пасты) в 10 мл. теплой воды. Степень пенообразования пасты определяется по высоте пенного столба в химическом стакане в сантиметрах после 5 мин. встряхивания. После этого мы измеряли высоту пены и замеряли время ее оседания. Для оценки пенообразующих свойств потребовались следующие материалы: 5 мерных химических стаканов, стеклянная палочка, секундомер.

Результаты оценки пенообразования исследуемых образцов зубной

пасты представлены в таблице 5. (Приложение №4, с.22)

Таблица 5

№ п/п

Наименование зубной пасты

Высота пенного столба, см

Время оседания пенного столба

1

№1

2см

Медленно

2

№2

2,5 см

Быстро

3

№3

2,3 см

Медленно

4

№4

1,5 см

Быстро

5

№5

1,2 см

Быстро

Вывод: по результатам исследования пенообразующей способностей зубных паст, установлено, что наибольшей пенообразующей способностью обладает зубная паста марки №2.

Высокая пенообразующая способность обусловлена большим содержанием компонента лаурилсульфат натрия. Данный компонент высушивает слизистую оболочку рта, повышает чувствительность десен к аллергенам и таким раздражителем, как пищевые кислоты. Кроме того, это сильнейший абразив, применение которого приводит к истончению эмали.

2.8 Абразивность

Абразивность зубной пасты – это её способность оказывает шлифующее, и стирающее воздействие на зубную эмаль и очищать её от налёта.

Индекс абразивности обозначают на этикетках зубных паст RDA. При покупке зубных паст нужно обращать внимание на индекс RDA так как он показывает, насколько сильно увеличивается риск травмирования зубов.

Методика определения: для выявления уровня абразивности небольшое количество каждой зубной пасты нанесём тонким слоем на предметное стекло и рассмотрим под микроскопом. (Приложение №5, с.23)

Вывод: исследование показало, что наиболее крупные частицы содержатся в пастах №3, №4 следовательно, эти зубные пасты содержат наибольшее количество абразива.

2.9 Определение влияния зубной пасты на прочность зубов

Главный враг зубов – сахар. Бактерии, превращающие углеводы, поступающие с едой (особенно со сладостями), в кислоты. Эти кислоты разрушают минеральные вещества, отвечающие за твердость эмали зубов. В результате зубное покрытие размягчается, что ведет к его последующему разрушению.

Враг зубов номер два – лимонная кислота. Содержание лимонной кислоты в напитках и готовых продуктах питания увеличивает их срок хранения. Вступая в контакт с зубами, лимонная кислота размягчает эмаль, делает ее рыхлой и приводит впоследствии к необратимому процессу – эрозии. Но производители зубных паст успокаивают, что зубные пасты способны защитить нас от разрушения зубной эмали. Проверим. Поскольку провести эксперимент на зубах невозможно, то мы воспользуемся куриными яйцами

(т. к. скорлупа куриных яиц на 90% состоит из карбоната кальция).

Методика определения: намазать 5 куриных яиц образцом зубной пасты и выдержать 15 минут. Смыть пасту водой. Опустить яйцо в раствор уксусной кислоты (9 %). Выдержать 15 мин., отметить изменения, затем выдержать 24 часа и оформить наблюдения. (С одним яйцом проводится контрольное исследование - без зубной пасты).

В стакане с образцом, покрытым зубной пастой №2 в течении первой минуты, начал активно выделяться газ, оболочка покрылась пузырьками. Образцы, покрытые зубными пастами №1, №3,№4 вступили в реакцию спустя несколько минут. Последней реакция наблюдалась в чашке с пастой марки №5, спустя 7-10 минут. В контрольном опыте выделение газа началось одновременно с образцом, покрытым пастой №2. (Приложение №6, с.24)

Образование пузырьков обусловлено выделением углекислого газа, образующимся в результате распада угольной кислоты, которые образуются при взаимодействии карбоната кальция скорлупы и уксусной кислоты:

Вывод: по истечении 15 минут прочность скорлупы образцов не изменилась, а потом яйца оставили в растворах на сутки. По прошествии суток в некоторых чашках скорлупа стала хрупкой, трескалась при малейшем механическом усилии.

Зубные пасты способны образовывать временный защитный слой на поверхности, предохраняющий скорлупу от воздействия уксусной кислоты. Из протестированных образцов лучше всех с этой задачей справилась зубная паста марки №3

В конечном итоге ни одна из выбранных паст не защитила скорлупу от полного растворения в уксусной кислоте.

3 Результаты и их обсуждение

  1. Органолептический анализ исследуемых зубных паст

Все зубные пасты соответствуют требованию ГОСТА 7983-99.

Какими критериями мы чаще всего пользуемся при выборе зубных паст?

Красивая упаковка, приятный аромат, реклама. Но за внешними качествами мы часто забываем об одном важном параметре, который обязательно нужно учитывать при выборе зубной пасты – это ее безопасность.

2) Химический анализ исследуемых зубных паст

 

№1

 

№2

№3

№4

№5

pH

6

слабо- кислая

7

нейтральная

7

нейтральная

6

слабо- кислая

7 нейтральная

пенообразование

2см

2,5см

2,3см

1,5см

1,2см

Абразивность

+

+

+

много

много

Лаурилсульфат натрия

-

+

-

-

-

Заключение

В своей работе я изучила историю, состав и свойства различных марок зубных паст.

В ходе исследования были выявлены следующие результаты:

  1. Современный рынок предлагает огромное множество зубных паст на

любой вкус и по любой цене.

  1. Респонденты отдали предпочтение зубным пастам.

  2. Показатель pH выбранных зубных паст соответствует норме,

  3. Поставленная нами цель: исследование состава и свойств зубных паст, достигнута.

  4. На основе проведенных исследований, мы пришли к выводу, что универсальной зубной пасты не бывает. Уход за ротовой полостью поможет подобрать стоматолог – это идеальное решение. Наша гипотеза не подтвердилась, так как, во-первых, зубная паста помогает только лишь качественно устранить остатки пищи и мягкий налёт; во-вторых, паста помогает снизить риск кариеса. Опытным путем мы доказали, что кислота разрушает зубную эмаль.

И завершить свою исследовательскую работу хотелось бы словами известного учёного и хирурга Николая Амосова «Врачи лечат болезни, а здоровье надо добывать самому». (Система оздоровления академика Амосова: [сайт] URL: https://dzen.ru/a/XErEiakejACsNEI_)

Список источников и литературы

Книги:

  1. Алибекова Л. Ю. Полезная химия: задачи и истории. – 3-е изд., стереотип. – М.: Дрофа, 2008. 187 с.

  2. Беликов О.Е., Пучкова Т.В. «Консерванты в косметике и средствах гигиены» Школа косметических химиков, 9-98, Москва 2003. 211 с.

  3. Боровский Е.В. Биология полости рта./ Е.В.Боровский, В.К.Леонтьев - М.: Медицина, 2010. 301 с.

  4. Г. В. Пичугина «Повторяем химию на примерах из повседневной жизни. Сборник заданий для старшеклассников и абитуриентов с ответами и решениями». – М.: АРКТИ, 2000.136 с.

  5. ГОСТ 7983-99 "Зубные пасты. Общие технические требования".3

  6. Логинов Н.Я. Аналитическая химия. – М: Просвещение, 1975. 544 с.

  7. О. Л. Иванова: «Гигиена полости рта». Раздел «Правильная чистка зубов», изд. «София», Москва, 2003. 278с.

  8. СанПиН 1.2. 676-97 «Гигиенические требования к производству, качеству и безопасности средств гигиены полости рта». 67 с.

  9. С.Б. Улитовский Средства индивидуальной гигиены полости рта: порошки, пасты, гели зубные // С.-Петербург, 2002. 20 с.

  10. Энциклопедия. Я познаю мир. Химия. – М.: АСТ«Астрель», 2009.400 с.

Электронные ресурсы:

  1. История зубной пасты: [сайт]. URL: http:// www.tschelkunchik.ru (дата обращения: 01.02.2023).

  2. О зубных пастах - подробно: [сайт]. URL: http:// www.tarusadent.ru (дата обращения: 01.02.2023).

  3. Состав зубных паст: [сайт]. URL: http:// www.lesnoybalzam.ru (дата обращения: 01.02.2023).

  4. Что нужно знать, выбирая зубную пасту: [сайт]. URL: http:// www.smileclinic.ru (дата обращения: 01.02.2023).

Приложения

Приложение №1.

Результаты опроса 1

Какой зубной пастой вы пользуетесь?

Приложение №1.

Результаты опроса 2

Чем вы руководствуетесь при выборе зубной пасты?

Приложение №2.

Органолептический анализ зубных паст

 

Приложение№ 3.


Определение pH зубных паст

Приложение №4.


И зучение пенообразующей способности зубных паст

Приложение №5.


А бразивность

Приложение №6.

Определение влияния зубной пасты на прочность зубов

Результат через

15 минут

Результат через 24 часа

Просмотров работы: 109