Презентация исследовательского проекта по физике на тему "Стиральный порошок и экология"(11 класс)

М униципальное бюджетное общеобразовательное учреждение «Средняя школа № 36 им. А. М. Городнянского» г. Смоленска Исследовательский проект на тему: «Стиральный порошок и экология»

Работу выполнили

ученицы 11А класса:

Щетинникова Валерия

Руководитель:

Щербакова Галина

Егоровна

Введение

• Сложно представить быт современного человека без использования синтетических моющих средств. Они занимают важное место в нашей жизни – мытьё посуды и полов, стирка и уборка квартиры и т. д. Но мы мало знаем о составе и качестве данных средств, и какое влияние они оказывают на нас и наших близких.
• Наш проект получил название «Стиральный порошок и физика». Мы выбрали эту тему потому, что в скором будущем станем хозяйками и мамами. Нас заинтересовали вопросы, касающиеся химического состава стиральных порошков, технологии их изготовления, влияния моющих средств на организм человека. Работая над проектом, мы попытаемся ответить на эти и другие не менее важные вопросы.

Актуальность темы

Мы не знаем, какому порошку отдать предпочтение и чаще выбираем порошки необдуманно, а точнее доверяя яркой рекламе, порой не задумываясь об их качестве. Задача домохозяек - правильно выбрать порошок, удовлетворяющий по качеству и цене. А такие важные критерии, как качество и безопасность товара, отступают на второй план. Выбирая стиральный порошок, следует обратить внимание на надпись на упаковке: «для ручной стирки» или «автомат».

Ошибка или желание сэкономить могут привести к тому, что стиральную машинку придется отдавать в ремонт или вовсе покупать новую.

Цель исследования: выяснить влияние химического состава популярных марок стиральных порошков на отстирывающую способность и на здоровье человека.

Задачи:

• 1.Изучить литературу по данной проблеме.
• 2.Выяснить какие марки стиральных порошков пользуются наибольшим спросом.
• 3.Изучить и сравнить состав наиболее популярных порошков.
• 4.Изучить вредное воздействие компонентов стирального порошка на организм человека и окружающую среду.
• 5.Определить и сравнить эффективность различных марок стиральных порошков (экспериментально проверить отстирывающую способность порошков на разных пятнах, опытным путём определить физико–химические характеристики стиральных порошков, их воздействие на растения).
• 6.Сделать выводы и составить рекомендации.

Гипотеза: не смотря на огромное количество различных упаковок и брендов, стиральные порошки популярных марок отличаются друг от друга по отстирывающей способности ,но каждый из них оказывает отрицательное влиянию на здоровье человека.

Объект исследования: различные марки стиральных порошков.

Предмет исследования: диффузионные процессы, нанопроцессы, моющая способность популярных марок стиральных порошков.

Методы исследования:

1.Теоретический (изучение, анализ и систематизация литературы).

2.Экспериментальный (проведение практической работы).

Социологический опрос по выявлению популярных марок стиральных порошков 

• (Социологический опрос проводился среди учащихся 9 – 11 классов и учителей школы. В нем принимали участие 127 человек).
• 1.Что чаще вы используете при стирке: мыло или стиральный порошок?

• 2.Какую марку стирального

порошка вы покупаете для стирки белья?

3.Читаете ли вы инструкцию на упаковке при покупке стирального порошка?

Явление диффузии

• Диффузия - это самопроизвольное перемешивание соприкасающихся веществ, происходящее вследствие хаотического (беспорядочного) движения молекул.

В переводе с латинского языка слово диффузия (лат. diffusio ) означает распространение, растекание, рассеивание.

При стирке белья без мыла грязь с ткани переходит в воду за счёт диффузии, которая облегчается движением воды и механическим перетиранием белья.

• Мыло или стиральный порошок помогают отрывать загрязнения от ткани. Моющая жидкость легко проникает в поры ткани и между грязью и отстирываемой поверхностью. При растворении моющих веществ образуется мыльная пена из пузырьков воздуха, которые попадают внутрь воды при ее перемешивании. При этом пузырьки обволакиваются пленкой мыла. Потом они всплывают к поверхности воды, т.к. воздух имеет меньший удельный вес, чем вода.

Поверхностное натяжение и явление смачивания

• Поверхностное натяжение - это явление, которое наблюдается на поверхностях жидкостей и связано с тем, что молекулы на поверхности жидкости слабо взаимодействуют с паром жидкости, в то время как молекулы внутри объема испытывают равные силы притяжения со стороны всех своих соседей.

Смачивание зависит от соотношения между силами сцепления молекул жидкости с молекулами (или атомами) смачиваемого тела и силами взаимного сцепления молекул жидкости. Если молекулы жидкости притягиваются друг к другу слабее, чем к молекулам твёрдого тела. В результате жидкость стремится прижаться к поверхности, расплывается по ней. В этом случае говорят, что жидкость смачивает поверхность.

• Смачивание имеет важное значение в промышленности и быту. Хорошее смачивание необходимо при крашении и стирке.
• Моющие свойства мыла и синтетических порошков объясняются тем, что мыльный раствор имеет меньшее поверхностное натяжение, чем вода. Большое поверхностное натяжение воды мешает ей проникать в промежутки между волокнами ткани и в мелкие поры.

Понятие наночастиц. Наночастицы серебра и стирка

• Современная тенденция к миниатюризации показала, что вещество может иметь совершенно новые свойства, если взять очень маленькую частицу этого вещества. Частицы, размерами от 1 до 100 нанометров обычно называют «наночастицами». Об удивительных свойствах серебра люди знали еще в глубокой древности.

• Наночастицы серебра можно использовать для очистки воды и уничтожения болезнетворных микроорганизмов в фильтрах систем кондиционирования воздуха, в бассейнах, душах, а также в стиральных порошках. В настоящее время выпустили первые модели стиральных машин, в которых наночастицы серебра контактируют с бельем и обеззараживают его.

Вредное влияние стирального порошка на организм человека и окружающую среду.

• В состав стиральных порошков входит множество вредных веществ, которые не только вредят хрупкой экосистеме, но и весьма пагубно влияют на здоровье человека, приводя рано или поздно к хроническим заболеваниям человека. Производители утверждают, что в товарах бытовой химии количество вредных веществ минимально, но «забывают» упомянуть такой факт, как совокупное воздействие всех компонентов, которое наносит реальный вред здоровью.

• Поверхностно Активные Вещества

ПАВ (Поверхностно Активные Вещества) сегодня содержаться во всех чистящих средствах — мыле, стиральных порошках, средствах для чистки посуды и помещений. Большинство современных стиральных порошков имеют большую концентрацию ПАВ, при частом и обильном применении их в быту, это приводит к сильному обезжириванию, обезвоживанию кожи, что приводит к преждевременному ее старению в комплексе с фосфатами, которые способствуют более интенсивному проникновению ПАВ через кожу, они всасываются в кровь, снижая иммунитет.

• Фосфаты и фосфонаты

Было установлено, что соединения фосфора (фосфатов) нарушают кислотно-щелочной баланс клеток кожи, то есть разрушают естественную защиту, приводят к дерматологическим заболеваниям, аллергическим реакциям, поражению дыхательных путей, но и проникая через кожу фосфаты частично проникают в кровоток и влияют на содержание гемоглобина, белка, плотность сыворотки крови.

Фосфатные соединения вредят не только отдельному человеку, но и планете в целом, нанося ей существенный экологический ущерб. Попадая в природные водоемы, фосфаты вызывают цветение воды, поскольку служат удобрением для водорослей, а это приводит к гибели живых организмов рек, озер.

• Отбеливатели:

Химические отбеливатели действующим началом служат атомарный кислород, атомарный хлор или оксид серы. Традиционный отбеливатель, употребляемый нами в быту, работает за счет хлорсодержащих компонентов и различных перекисей, что может быть небезопасно для здоровья, так как вызывает сильное раздражение на слизистых и коже человека.

• Ароматизаторы

Искусственные ароматизаторы в моющих средствах – запахи «бриза», «свежести», «хвойного леса» и т.д., также могут вызывать сильную аллергию у 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.

Мы пользуемся стиральными порошками и не задумываемся о том, они могут нанести вред экологии, что вода с растворенным в ней стиральным порошком после стирки попадает в наши водоемы — моря, реки и озера. В естественную среду проникают чужеродные вещества, которые медленно, год за годом, меняют всю экологию, нанося ей непоправимый вред.

Экспериментальная часть проекта. Отстирывающая способность опытных образцов . Опыт1.Зависимость диффузионных процессов и смачивания от различных агрегатных состояний стирального порошка.

Агрегатные состояния «PersilGold”

Виды пятен

Ягода

Гель

Томатная паста

Явление диффузии протекало медленно и пятно не исчезло

Таблетка

Пятна исчезли полностью, благодаря явлению диффузии

Сажа

Порошок

Явление диффузии протекало ускоренно и пятно исчезло

Явление диффузии протекало медленно и пятно осталось не ярко выраженным

Явление диффузии протекало медленно и пятно осталось не ярко выраженным

Явление диффузии протекало ускоренно и пятно исчезло

Явление диффузии протекало медленно и пятно осталось не ярко выраженным

Вывод: Процесс стирки и замачивания зависит от агрегатного состояния

стирального порошка. При ежедневной стирке лучше

использовать таблетки «Persil Gold”, которые

стоят дороже, но наиболее эффективнее на практике.

Опыт2 .Зависимость диффузионных процессов от температуры воды и времени замачивания.

В этом эксперименте был использован стиральный порошок Losk(13 %). Для опыта мы взяли ситцевую ткань. Нанесли на нее пятно от губной помады и наблюдали процесс замачивания. Температура воды достигала 30 °Си 50 °С. Время замачивания - 30 минут и 1 час.

Порошок

Температура воды

30 °С

Losk

Время замачивания

Пятно изменило свою окраску на менее выраженную

50 °С

30 минут

Ярко выраженная окраска исчезла, но остался след от пятна

Пятно изменило свою окраску на менее выраженную

1 час

Ярко выраженная окраска исчезла, но остался след от пятна

Вывод: Процессы диффузии и смачивания зависят от температуры

воды и времени замачивания. При увеличении температуры

и времени замачивания диффузия происходит более интенсивно и качественно.

Опыт 3 . Зависимость протекания диффузии от рода ткани.

По данным социологического опроса для сравнения были отобраны стиральные порошки «Миф” (21%) и Tide (16 %).Для опыта мы взяли различные виды тканей: ситец, лен, драп. Нанесли на них ягодное пятно. Постирали ткани в стиральной машине. Температура воды достигала 30 °С. Время быстрой стирки – 36 минут.

Название порошка

Виды тканей

Ситец

Миф

Лен

Пятно исчезло

Tide

Драп

Пятно исчезло

Пятно осталось не ярко выраженным

Пятно не исчезло

Пятно исчезло

Пятно исчезло

Вывод: Диффузионные процессы при машинной стирке зависят от рода ткани,

ее молекулярной структуры, химического состава и, конечно же,

от выбора используемого стирального порошка.

Степень проникновения в ткань на уровне нанопроцессов и химического состава порошка

Опыт4. Зависимость степени проникновения в ткань от наличия наночастицхимического состава порошка .   В этом эксперименте мы использовали стиральные порошки различных марок. Для выяснения активности порошка наносили пятна жирного мясного бульона на 6 кусочков хлопчатобумажной ткани. Производили стирку в стиральной машине. Время стирки – 36 минут. Температура стирки - 40 °С. химическую активность процессов при стирке.

Вывод : В состав стиральных порошков Tide и PersilGoldвходят наночастицы, которые позволили обеспечить

Виды порошка

PersilGold

Активность порошка при стирке

Миф

Пятно исчезло

Пятно не исчезло

Losk

Tide

Пятно частично исчезло

Ariel

Пятно исчезло

Ушастый нянь

Пятно исчезло

Пятно частично исчезло

Воздействие стиральных порошков на организм человека окружающую среду.

Опыт 5 . Влияние стиральных порошков на организм человека (по составу порошка).Внимательно изучив состав некоторых чаще применяемых стиральных порошков на их упаковке .

Вывод: Полный состав стирального порошка не описан, поэтому покупатель не может определить какой порошок наиболее вреден для организма. Описание состава пороков предложено покупателю очень мелким шрифтом. На упаковке порошков отсутствует надпись: «Беречь от детей» и «Остерегайтесь попадания в глаза».Анализируя данные таблицы, выяснили, что по химическому составу порошки все- таки отличается друг от друга. Но почти в любом стиральном порошке есть фосфаты, анионные ПАВ, отбеливатели и другие вещества, оказывающие негативное влияние на человека.

Название стирального порошка

Состав стирального порошка

Tide

Фосфаты, цеолиты, лимонная кислота

Миф

5% поликарбоксилаты, 5 – 15% анионные ПАВ, оптический отбеливатель, отдушка

Ariel

5 – 15% анионные ПАВ, оптический отбеливатель, отдушка, фосфаты, экзимы, катионные ПАВ

PersilGold

5% поликарбоксилаты, 5 – 15% катионные ПАВ, оптический отбеливатель, отдушка

Опыт 6. Воздействие стиральных порошков на окружающую среду .

В два одинаковых ящика мы насыпали землю и посадили в нее семена цветов бархатцев. На протяжении нескольких дней мы поливали землю водном ящике чистой водой, а в другом раствором стирального порошкаTide. Через 30 дней мы наблюдали следующие результаты.

Вывод: Раствор стирального порошка оказал негативное воздействие на всхожесть и состояние семян. Использованную воду при стирке нельзя выливать на клумбы, траву и почву, иначе мы подвергаем загрязнению окружающую среду.

Число семян

Раствор для полива

20

Всхожесть

Чистая вода

20

Высота стебля

Раствор порошка

90%

Состояние растения

3 – 4 см

40%

1 – 2 см

Листочки без признаков увядания

Листочки мелкие и узкие с признаками увядания

Результаты исследовательской работы

• 1) Процесс стирки зависит от выбора стирального порошка и его агрегатного состояния. При ежедневной стирке лучше использовать таблетки «Persil Gold”, которые стоят дороже, но наиболее эффективнее на практике.
• 2) По соотношению цены и отстирывающей способности самым лучшим стиральным порошком в нашей исследовательской работе является «Persil Gold», даже с условием, что это будет порошок – автомат.
• 2) Для эффективности процесса ручной стирки необходимо увеличить температуру и время замачивания.
• 3) Использование стиральных порошков с наночастицами серебра позволяет не только дезинфицировать белье, но и наиболее тщательно отстирать его. Изучая интернет ресурсы мы узнали, что наиболее эффективны для стирки порошки с наночастицами: « Lion P ао Nano »,« Tech Power Beat Drum », « Auct ».

• 4) На этикетках некоторых марок стирального порошка отсутствует надпись: «Беречь от детей». Большое внимание уделяется на этикетке рекламным данным.
• 5) К сожалению, все исследуемые нами марки стиральных порошков, могут нанести вред здоровью человека. Поэтому следует использовать экологические стиральные порошки: « BioMio » и « Attact ».
• 6) Раствор стирального порошка оказывает негативное воздействие на флору и фауну. Использованную воду при стирке нельзя выливать на клумбы, траву и почву. Это приводит к загрязнению окружающей среды.

Заключение

• Анализируя результаты исследовательской работы, мы пришли к выводу, что
• 1) Популярность стиральных порошков, пользующихся наибольшим спросом, часто обусловлена ценой на товар, покупают то, что дешевле.
• 2) Стиральный порошок – это один из наиболее часто встречающихся в быту аллергенов. Поэтому нужно знать названия опасных компонентов препаратов стиральных порошков, и знать чем они опасны.
• 4) Стиральные порошки для всех типов стирки лучше не использовать, так как они слишком концентрированы для ручной стирки и могут испортить стиральную машину при автоматизированной стирке.
• 5) Для отстирывания пятен органического происхождения, нужно использовать стиральный порошок, в составе которого имеются наночастиц.
• 6) Лучше использовать стиральные порошки с биоразлогаемыми инградиентами, которые не наносят вреда экологии.

Рекомендации

Более ответственно относитесь к выбору моющих средств.

• Чтобы хоть как-то защитить себя и своих близких от влияния фосфатов: прополаскивать бельё несколько раз в горячей воде. Надевайте перчатки и маску, чтобы защитить кожу и организм от вредных веществ. Во время стирки старайтесь не находится в том же помещении и проветривайте квартиру при этом. После стирки обязательно проведите влажную уборку в квартире. Выбирайте моющие средства с ПАВ и фосфатами не более 5%, сертифицированные, без резкого запаха, герметично упакованные.Используйте следующие альтернативные способы при стирке: 
• Горчица – средство универсальное. И посуду им можно мыть, и голову. Чем же стирка хуже? Если вам нужна эко стирка – горчица – один из простейших и лучших вариантов. В горчице можно стирать шелковые и шерстяные вещи.  
• Соль. Вещи, особенно ситцевые, льняные (как цветные, так и белые) можно стирать при помощи соли. При этом после стирки цветные вещи абсолютно не теряют яркости даже после большого количества стирок.
• Стирка фасолью – еще один вариант эко стирки без порошка. Несколько непривычный, однако для шерстяных вещей – самое то

Список использованных источников  

• 1. И.М. Швец, Н.А. Добротина Биосфера и человечество: 9 класс: учебное пособие для учащихся общеобразовательных учреждений / И.М. Швец, Н.А. Добротина. – 2-е изд., испр. – М.: Вентана-Граф, 2010.-144с.32
• 2. М.З. Федорова, В.С. Кумченко, Г.А. Воронина. Экология человека: Культура здоровья: 8 класс: учебное пособие для учащихся общеобразовательных учреждений/ – М.: Вентана – Граф, 2009. – 128 с.:ил.
• 3. Протасов В.Ф. Экология, здоровье и охрана окружающей среды в России. – Москва: Из-во «финансы и статистика», 2001. – 672 с.
• 4. Яблоков А.В. Здоровье человека и окружающая среда. М.: 2007. – 186 с.
• 5. Ширшина Н.В. Проектная деятельность учащихся. – Волгоград: Изд.-во Учитель, 2007.
• 6.Леденцов Н.Н. Нонаструктура: Как это делает природа//Лекторий Научно-Образовательного Центра ФТИ им. А.Ф.Иоффе,2000
• 7.Разумовсткая И.Р. «Нанотехнология» М.Дрофа 2009