Transcript Выполнила: Ученица 10Б класса Трифонова Ирина Меня давно интересовал вопрос: «Почему мыло и шампуни смывают грязь?».

Выполнила: Ученица 10Б класса
Трифонова Ирина
Меня давно интересовал вопрос: «Почему
мыло и шампуни смывают грязь?». Поэтому я
решила выполнить небольшую
исследовательскую работу по этой теме.
Цели и задачи проекта:
1) изучить состав различных сортов
мыла и шампуней;
2) выяснить, какие вещества
обладают моющим действием и
каков его механизм;
3) сравнить свойства мыла и
шампуня;
4) разработать рекомендации для
пользователей современными
моющими средствами.
Какие вещества входят в состав
различных сортов мыла и
шампуней?
Моющие средства (детергенты) – вещества, усиливающие
моющее действие воды. Первыми детергентами были мыла,
полученные из встречающихся в природе веществ. Сейчас же
под детергентами обычно понимают синтетические
вещества, по моющему действию сходные с мылом.
Синтетические моющие средства используются в быту, в
промышленности их применяют для отбеливания текстиля, при
крашении и аппретировании тканей, на стадиях очистки и
травления металлов, для стерилизации оборудования в
пищевой промышленности, а также в производстве косметики.
Если внимательно изучить этикетки различных шампуней, то
можно заметить следующую закономерность: состав
практически всегда один и тот же, при этом «постоянными»
компонентами являются поверхностно- активные вещества,
сокращенно ПАВ. Именно их наличием и обусловлено моющее
действие как шампуней, так и различных сортов мыла.
Мыло и шампуни
Какие вещества входят в состав различных сортов мыла и шампуней?
Поверхностно-активные вещества (ПАВ) и другие компоненты моющих
средств
Поверхностно-активными
Схема строения молекулы ПАВ
называют
вещества,
адсорбция
которых из жидкости на поверхности
раздела с другой фазой (жидкой,
твердой или газообразной) приводит к
значительному
понижению
поверхностного
натяжения.
В
наиболее
общем
и
важном
с
практической точки зрения случае
молекулы ПАВ состоят из полярной
группы (гидрофильной
части)
и
неполярного
углеводородного
радикала (гидрофобной части).
Например, основными ПАВ в составе различных сортов мыла являются натриевые
(калиевые или аммонийные) соли высших жирных карбоновых кислот: стериновой,
лауриловой, миристиновой, пальмитиновой, олеиновой и других кислот
растительного или животного происхождения.
Формула стеарата натрия
C17H35COONa
Масштабная модель стеарат-аниона
В составе же шампуней основными ПАВ являются синтетические
моющие средства (детергенты). К основным детергентам, входящим в
состав шампуней относятся алкилсульфаты (например, лаурилсульфаты,
лауретсульфаты и др.) натрия или аммония.
Главным образом ПАВ, входящие в состав шампуня или мыла, являются
анионо-активными или «анионными», т.е. их активность обусловлена именно
анионами.
Также в состав шампуней входят кондиционирующие добавки для снятия
статического электричества, уменьшения «разлетаемости» волос, придания
волосам блеска и шелковистости, увлажнения. Консерванты не дают
бактериям размножаться в шампунях, т.е. предотвращают их порчу.
Загустители повышают вязкость шампуня, регуляторы pH позволяют
поддерживать определенную концентрацию катионов H+, т.е. постоянный
уровень кислотности, наиболее благоприятный для кожи головы (pH = 5,5).
Важными компонентами являются парфюмерные композиции — отдушки,
придающие приятный аромат.
Эксперимент.
Выделение стеариновой кислоты из
раствора хозяйственного мыла
Стеариновую кислоту легко выделить из
хозяйственного мыла, состоящего в основном из
стеарата натрия, действием сильной кислоты,
например соляной. Стеариновая кислота, подобно
всем жирным кислотам, не растворяется в воде и
легче воды.
Я приготовила растворы хозяйственного и
туалетного мыла. При нагревании растворимость
мыла заметно увеличивается, растворы становятся
прозрачными. К горячим растворам я прилила
соляную кислоту и наблюдала помутнение растворов,
обусловленное образованием мельчайших капелек
стеариновой кислоты.
Я приготовила растворы туалетного (слева) и
хозяйственного (справа) мыла
При нагревании растворимость мыла заметно
увеличивается, растворы становятся
прозрачными
Я перенесла горячие растворы с плитки на
стол, к горячим растворам я прилила соляную
кислоту.
При добавлении соляной кислоты наблюдается
помутнение растворов, обусловленное образованием
мельчайших капелек стеариновой кислоты,
нерастворимой в воде.
Осадок выпадает как в растворе туалетного мыла
(слева), так и в растворе хозяйственного (справа).
Пенообразование.
— важная характеристика моющих средств
Качество пены — очень важная характеристика мыла и шампуней
не только по эстетическим меркам. Ведь во время мытья важно не
только оторвать от волоса или кожи капельку жира с налипшей на нее
пылью, но и удержать ее в объеме. В противном случае жир и грязь
снова осядут на коже и волосах, и толку от мытья будет немного.
Именно повторное осаждение грязи и делает обычное мыло таким
неудобным для мытья волос, хотя, моющие характеристики у него могут
быть и не на много хуже, чем у шампуня.
Объем пены, которую дает моющая смесь, зависит от концентрации
ПАВ, любые добавки могут его только уменьшить.
Эксперимент. Сравнение качества пены в растворе мыла и
шампуня
Я приготовила 1%-ные растворы хозяйственного мыла и шампуня
PANTENE PRO-V. Через полученные растворы я пропускала воздух из
воздуходувки в течение пяти минут и измеряла скорость оседания пены.
Сначала я пропускала воздух из воздуходувки в
раствор шампуня.
В стакане с раствором шампуня образуется
устойчивая обильная пена.
Затем я пропускала воздух в раствор хозяйственного
мыла
В стакане с раствором мыла пены значительно меньше.
Пена, полученная в растворе мыла (слева) оседает
значительно быстрее, чем в растворе шампуня (справа).
Вывод. Качество и объем пены, полученной в растворе шампуня,
значительно выше, чем в растворе хозяйственного мыла.
Что лучше выбрать: мыло или
шампунь?
Ну а если серьезно, то чем плохо мытье волос мылом? Во-первых,
тем, что мыло полностью уничтожает водно-липидную эмульсионную
пленку как с волос, так и с кожи головы, а мы с вами уже знаем, что эта
пленка играет защитную роль. Волосы после такого мытья становятся
излишне сухими. Твердые мыла имеют сильно щелочную среду,
способствующую тому, что чешуйки кутикулы «раскрываются» и
«оттопыриваются», некоторые даже осыпаются, в результате чего волос
повреждается, хуже расчесывается. Во-вторых, после мытья волос
мылом они теряют свой блеск и «живость», покрываются солевым
налетом (состоящим, в основном, из солей кальция и магния),
становятся более тусклыми.
Для того, чтобы не наносить такого вреда волосам и при этом всетаки отмывать волосы от накопившегося сала, пыли, отшелушившихся
клеток, и существуют шампуни. Как правило, почти все современные
шампуни имеют слабокислую среду (в районе рН 5,5), что является
естественным для нашей кожи и волос. Действуют они заметно мягче,
чем мыла. При этом некоторые, «сильно продвинутые» шампуни могут
даже и не образовывать обильной пены, однако эффективность их от
этого не уменьшается.
Эксперимент. Изучение растворов мыла и шампуня с помощью
фенолфталеина
Я приготовила раствор хозяйственного мыла и добавила бесцветный
раствор фенолфталеина. Индикатор принял малиновую окраску, что
указывает на щелочную среду в растворе. При нагревании окраска
усилилась. Это указывает на то, что при нагревании степень гидролиза
возрастает.
Щелочная среда обусловлена гидролизом соли:
Я приготовила 1%-ный раствор хозяйственного мыла
К полученному раствору добавила фенолфталеин.
Индикатор принял малиновую окраску, что
указывает на щелочную среду в растворе мыла.
При нагревании гидролиз усиливается,
концентрация гидроксид-ионов OH– в растворе
возрастает, на что указывает изменение окраски
фенолфталеина.
Я приготовила 1%-ные растворы хозяйственного мыла, 2-х туалетных
мыл и 2-х шампуней. Полученные растворы я также испытала раствором
фенолфталеина. В растворах различных сортов мыла среда была
щелочная, т.к. натриевые соли высших жирных карбоновых кислот
подвергаются гидролизу по аниону. Детергенты, входящие в состав
шампуней, гидролизу не подвергаются, в их растворе индикатор
фенолфталеин не изменил своей окраски.
Я приготовила 1%-ные растворы хозяйственного мыла
(слева), туалетного мыла «Лесная полянка. Грейпфрут»
(посередине) и туалетного мыла Palmolive Aroma
Therapy (справа).
Полученные растворы перелила в пробирки и
поместила в штатив.
После добавления фенолфталеина видно, что в
растворах различных сортов мыла среда
щелочная, а в растворах различных шампуней
фенолфталеин окраски не изменяет.
Эксперимент.
Определение водородного показателя (pH) в
растворах различных сортов мыла и шампуня
Я определила значение pH в растворах указанных моющих
средств с помощью универсальной индикаторной бумаги.
Полученные значения представлены в таблице.
Моющее средство
хозяйственное мыло
Значение pH
10,5
туалетное мыло «Лесная полянка.
Грейпфрут»
11
туалетное мыло Palmolive Aroma
Therapy
9
шампунь Nivea
5,5
шампунь PANTENE PRO-V
5,5
Фотография
Вывод. В растворах различных сортов мыла среда щелочная, т.к.
натриевые соли высших жирных карбоновых кислот подвергаются
гидролизу по аниону. В растворах различных сортов шампуня среда
слабокислая, pH близок к 5,5.
Что лучше выбрать: мыло или
шампунь?
Эксперимент. Изучение отношения моющих средств к
жесткой воде
Мыло, в отличие от шампуня, теряет свое моющее действие
в жесткой воде (воде, содержащей Ca2+ и Mg2+), т.к. кальциевые
и магниевые соли высших жирных карбоновых кислот не
растворяются в воде.
Для имитации жесткой воды я использовала раствор хлорида
кальция. В случае растворов различных сортов мыла я
наблюдала выпадение осадков белого цвета.
Осадок стеарата
кальция
При добавлении раствора хлорида кальция к
раствору шампуня осадок не образуется.
Я приготовила 1%-ные растворы хозяйственного
мыла, туалетного мыла «Лесная полянка.
Грейпфрут», туалетного мыла Palmolive Aroma
Therapy, шампуня PANTENE PRO-V и шампуня
Nivea .
Для имитации жесткой воды я использовала раствор хлорида кальция
В случае растворов различных сортов мыла я
наблюдала выпадение осадков белого цвета —
кальциевых солей высших жирных карбоновых
кислот. При добавлении раствора хлорида кальция
к растворам различных сортов шампуня осадок не
образуется
Вывод. Синтетические детергенты не образуют осадков с солями
жесткости и, следовательно, не снижают своей моющей активности в
жесткой воде.
Что лучше выбрать: мыло или шампунь?
Эксперимент. Сравнительная характеристика моющего
действия чистой воды, мыла и шампуня
В качестве загрязнителей я использовала смесь подсолнечного
масла с угольной пылью и нефть.
Я сравнивала моющее действие чистой
воды, растворов мыла и шампуня.
В чистую воду погружаю фильтровальную
бумагу
с
нанесенным
на
нее
загрязнителем.
Пятно загрязнителя оказалось
полностью погруженным в воду.
После промывания в воде следы
загрязнителя остаются.
В раствор мыла погружаю фильтровальную
бумагу с нанесенным на нее загрязнителем.
Пятно загрязнителя оказалось полностью
погруженным в раствор мыла.
После промывания в растворе мыла остаются
незначительные следы загрязнителя.
В раствор шампуня погружаю фильтровальную
бумагу с нанесенным на нее загрязнителем.
Пятно загрязнителя оказалось полностью
погруженным в раствор шампуня.
После промывания в растворе шампуня
следов загрязнителя практически не остается.
Рекомендации для пользователей современными моющими
средствами
Для выбора шампуня нужно сначала внимательно прочитать текст на
упаковке. Используйте тот шампунь, который предназначен для вашего
типа волос. С самого начала использования внимательно анализируйте
результаты. Положительными результатами использования шампуня
можно считать: хорошо отмытые волосы, отсутствие на них жира, блеск
волос после их высыхания, хорошая расчесываемость и послушность,
никакого раздражения кожи головы.
Выбирая шампунь, нужно иметь в виду, что некачественная продукция,
содержащая воск или катионные полимеры, может оставить ощущение
клейкости. Если есть сомнение в том, что лучше купить — шампунькондиционер или отдельно шампунь и бальзам ополаскиватель, то имеет
смысл выбрать второе. Лучше использовать средства одной серии, в
противном случае эффективность ухода за волосами будет ниже. Следует
помнить, что качественный продукт не может стоить дешево.
Кроме того, хороший шампунь должен возмещать потерю белков, влаги и
питательных веществ; повышать эластичность волос; защищать кутикулу
волоса и приглаживать чешуйки кутикулы; не делать волосы чересчур
тяжелыми; снимать статическое электричество с волос; придавать волосам
шелковистость. Для того, чтобы понять, что данный шампунь вам не
подходит, достаточно одного-двухкратного использования.
Конец