Исследовательская работа “Исследование поверхностной активности разных форм средств для стирки”
Автор: Рачинский Никита Вячеславович
Место работы/учебы: МАОУ "Гимназия №16" г.Уфы, 7 класс
Научный руководитель: Евсеева Эльвира Ахтямовна, Рачинская Мария Викторовна, учитель физики, внештатный тьютор по подготовке НИР школьников по ЕН
Аннотация
Работа посвящена изучению свойств растворов разных форм средств для стирки (СС), а именно поверхностной активности растворов и их моющей способности. Основу всех средств для стирки (СС) составляют поверхностно-активные вещества (ПАВ), которые снижают поверхностное натяжение воды. В последнее время все большее распространение получают жидкие средства. Возникает вопрос: какую форму СС выбрать – традиционный и привычный порошок или жидкое средство в виде раствора или дозированных капсул?
Актуальность: Опрос взрослого населения (115 человек) показал, что подавляющее большинство опрошенных стирают очень часто. Растворы СС – это довольно агрессивные жидкости, содержащие большое количество компонентов, часть из которых оказывают заметное влияние на живые организмы, в том числе и на человека, и на экосистемы, в целом. Для того, чтобы несколько смягчить это влияние, необходимо правильно использовать средства и знать свойства растворов разных форм СС.
Цель работы: изучение поверхностных свойств растворов разных форм СС для составления рекомендаций по применению.
Гипотеза: поверхностные свойства растворов разных форм СС различаются.
Задачи: теоретически изучить физико-химию поверхностных явлений в водных растворах и ее связь с процессом стирки; выполнить опыты, качественно демонстрирующие поверхностные свойства жидкостей; экспериментальным путем оценить поверхностную активность разных форм средств для стирки; сделать выводы и ответить на вопрос: “Стоит ли использовать больше средства для стирки, чем указано в рекомендациях?”.
Объект исследования: растворы разных форм средств для стирки – порошков, жидких средств, содержимого капсул.
Методы исследования: теоретический, эмпирический, практический.
Основной практический метод: оценка поверхностного натяжения растворов сталагмометрическим способом.
Практическая значимость исследования состоит в том, что экспериментальным путем показано, различается ли моющая способность разных форм СС (жидких и сухих), и стоит ли закладывать больше средства, чем указано в рекомендации, с целью “усилить” эффект от средства. С точки зрения экологии бытовые стоки, содержащие остатки средств для стирки, представляют опасность для природы: способствуют процессу эвтрофикации и гибели водоемов, а также загрязнению воды и почв небезопасными компонентами СС (например, ЭДТА).
Исследование является продолжением работы, начатой в 2015 году. Данная работа, выполненная в течение 2019/2020 учебного года, – четвертая по счету, посвященная исследованиям средств для стирки. Предыдущие работы были посвящены исследованиям смягчителей в составе СС, свойствам растворов СС, а также влиянию СС на материалы и живые организмы. Особое внимание было уделено экологическим аспектам.
Результаты
В практической части исследовании была изучена поверхностная активность разных типов СС: 7 сухих (включая соду), 6 жидких бутилированных и 4 капсул (одно-, двух- и трехкамерных).
Задачи исследования решены, цель достигнута.
Гипотеза подтвердилась частично - поверхностные свойства растворов СС различаются, но незначительно.
Результаты оценки поверхностного натяжения (ПН) растворов СС позволяют судить о способности того или иного моющего средства удалять загрязнения. Установлено, что ПА растворов порошков, жидких средств и содержимого капсул в концентрации, рекомендованной производителем, примерно одинакова. Моющая способность при низком содержании СС косвенно может указывать на содержание ответственных за моющую способность средства поверхностно-активных веществ (ПАВ). Чем выше ПН раствора, тем ниже концентрация ПАВ в средстве, тем слабее моющая способность.
Предельно низкие значения поверхностного натяжения при концентрациях растворов 0,3–0,5 вес.% свидетельствует об их высокой эффективности.
По результатам исследования сделаны следующие выводы:
1. Добавление моющих средств при стирке изменяет свойства воды: увеличивает капиллярное давление и поверхностную активность. Это важно для лучшего смачивания материалов и взаимодействия с загрязнениями.
2. Поверхностная активность растворов СС определяет их моющую способность.
3. Поверхностная активность разных форм СС различается, но незначительно. При этом поверхностная активность всех капсул выборки практически одинакова: и дорогие, и дешевые средства активны при высоких разведениях.
4. Применяя средство согласно рекомендации производителя, можно ожидать удовлетворительного результата стирки. У всех средств, использованных в исследовании, поверхностная активность растворов в области концентраций, указанной на упаковке, была примерна одинакова. В то же время закладывать при стирке большее количество не имеет смысла - увеличить моющую способность (снизить еще больше поверхностное натяжение) таким способом не получится.
5. Из всех средств, использованных в исследовании, во всех формах (порошок, жидкое бутилированное средство и капсулы) лучшие результаты показала марка "Ariel". Моющая способность сохраняется на высоком уровне даже при сильном разбавлении. Это говорит о том, что таких средств можно использовать даже чуть меньше, чем рекомендует производитель. Наихудшая поверхностная активность у порошка и жидкого средства эконом-класса "Каждый день" торговой сети "Ашан".
В результате нашего исследования мы убедились, для достижения хорошего эффекта стирки вовсе не обязательны большие количества ПАВ. Более того, согласно литературным данным, при передозировке средство может потерять моющую способность. Распространенное в быту мнение, что для лучшей стирки нужно брать больше средства для стирки, неправильно и даже вредно, не говоря уже о том, что приводит к непроизводительному и излишнему расходу средства.
Для того, чтобы снизить пагубное влияние использования активных компонентов на наш организм и бытовых стоков с остатками моющих средств на природу, нужно грамотно пользоваться средствами. Правильно подбирать средства и знать, как они действуют.
Содержание работы
Автор предпочел не показывать работу на сайте.
Дата публикации работы: 21.05.2020
Добавить комментарий