Исследование эффективности моющих средств, применяемых в технологических пищевых производствах

Размещено на http://www.allbest.ru/

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Калининградский Государственный Технический Университет»

ФГБОУ ВПО «КГТУ»

Кафедра химии

Курсовая работа по дисциплине

«Поверхностные явления и дисперсные системы»

«Исследование эффективности моющих средств, применяемых в технологических пищевых производствах»

Калининград 2015



Содержание

1. Введение

2. Теоретическая часть

2.1 История моющих средств

2.2 Производство моющих средств

2.3 Состав СМС

2.4 Принцип работы СМС

2.5 Поверхностно-активные вещества

2.6 Методы определения ККМ

3. Экспериментальная часть

3.1 Материалы исследования

3.2 Методика исследования

4. Заключение

5. Список литературы



1. Введение

Повемрхностно-актимвные веществам (ПАВ) -- химические соединения, которые, концентрируясь на поверхности раздела термодинамических фаз, вызывают снижение поверхностного натяжения и представляют собой основу любого моющего средства - шампуня, жидкого мыла, геля и т.д.

ПАВ имеет предел растворимости (так называемую критическую концентрацию мицеллообразования или ККМ), с достижением которого при добавлении ПАВ в раствор концентрация на границе раздела фаз остается постоянной, но в то же время происходит самоорганизация молекул ПАВ в объёмном растворе.

Цели задачи курсовой работы:

Определение эффективности моющих средств торговых марок:

«Sorti», «ПемоЛюкс», «Ludwik», «Мика», «Союзная Марка», «Миф».

• Изучить явление мицеллообразования в водных растворах ПАВ

• Выполнить физико-химические анализы качества ПАВ

• Определить ККМ данных моющих средств.

Определить:

• Плотность растворов

• Поверхностное натяжение

• Электропроводность

• Показатель преломления

мицеллообразование моющий средство раствор



2. Теоретическая часть

2.1 История моющих средств(СМС)

Человек начал использовать моющие средства еще более 5000 лет назад. Первыми детергентами были мыла, полученные из встречающихся в природе веществ. Все средства изготавливались на основе растительных жиров и натуральных абразивов. Использование натуральных ингредиентов продолжалось вплоть до начала XX века.

Первые моющие средства, подходящие под современное определение, были созданы в Германии в 1916 г. Разработка немецкого химика Фрица Понтера предназначалась для использования в промышленности. Эти моющие средства представляли собой алкилсульфонаты, полученные реакцией бутилового или пропилового спирта с нафталином и последующим сульфированием. В дальнейшем химический состав менялся. При этом при производстве учитывались доступность сырья, простота и минимальная стоимость производства, а не безопасность средств.

С 30-х годов XX века, после создания менее токсичных средств, чем применялись в производстве, началось активное применение химических моющих средств в быту. С тех пор потребление бытовой химии с каждым годом только увеличивается.

Многократный рост производства и потребления химических моющих средств привел к формированию нового, постоянно действующего химического фактора среды обитания человека. Только за последние годы поступление синтетических моющих средств в окружающую среду достигло поистине колоссальных размеров. Обратно, вредные вещества попадают в организм человека с вдыхаемым воздухом, питьевой водой, пищей, проникают через кожу. Из-за длительного периода распада химических соединений, накопление опасных веществ в организме человека продолжается всю жизнь, приводя к необратимым изменениям и патологиям.

Многочисленная реклама в средствах массовой информации порошков, отбеливателей, мыла и прочей химии медленно, но верно внушает населению, что надо бесконечно мыть, чистить, стирать. Но при этом никто не рассказывает о вреде, который наносит химия организму человека.

Учеными уже давно установлен факт вреда бытовой химии на здоровье человека. В европейских странах уже 20 лет как полностью запретили порошки, содержащие фосфаты, хлор и другие вредные вещества. Поэтому, например, порошки, производимые на заводе в нашей стране, сильно отличаются по составу от западных аналогов тех же марок и того же производителя.

2.2 Производство СМС

СМС выпускают в форме порошка, жидкости или пасты. Технология приготовления заключается в составлении композиции, смешивании и растворении всех компонентов рецептуры. Для получения порошкообразных средств используют сушку. Далее следует расфасовка и упаковка готового продукта. Приготовление композиции заключается в смешивании поверхностно-активных веществ с необходимыми по рецептуре добавками.

Жидкие и пастообразные моющие средства лучше растворяются в воде, легко дозируются, их производство связано с меньшими затратами, поскольку сушки отпадает, однако сохраняемость таких средств ниже. Пастообразные средства содержат до 40% воды. В их состав могут входить практически все добавки, за исключением нестойких химических отбеливателей.

Основными компонентами композиции СМС являются алкилсульфаты, алкилсульфонаты и алкиларилсульфонаты.

Алкилсульфаты. Представляют собой натровые соли сульфоэфиров высших жирных спиртов. Алкилсульфаты получают сульфатированием жирных спиртов с последующей нейтрализацией полученного сульфопродукта. На основе первичных алкилсульфатов выпускаются синтетические порошки, на основе вторичных - жидкие синтетические моющие средства.

Алкилсульфонаты. Представляют собой натровые соли сульфокислот жирного ряда, содержащие в цепи 12-18 углеродных атомов.

Алкиларилсульфонаты. Представляют собой натровые соли алкиларилсульфокислот, являются наиболее распространенными моющими веществами. В нашей стране алкиларилсульфонаты производят в основном в виде алкилбензолсульфонатов (сульфонолы).

2.3 Состав СМС

Синтетические моющие средства - многокомпонентные композиции, применяемые для удаления загрязнений с различных поверхностей. В состав СМС как правило входят:

-- Поверхностно - активные вещества -ПАВ

-- Вещества, создающие среду при растворении моющего средства

-- Стабилизаторы пены

-- Отдушки, красители

-- Отбеливающие, подсинивающие, подкрахмаливающие, антистатические вещества, ферменты

ПАВ - поверхностно-активные вещества разделяются на ионогенные, диссоциирующие в водных растворах на ионы, и неионогенные. Наиболее распространены анионоактивные вещества, которые распадаются в водных растворах на анионы (более крупные отрицательно заряженные частицы) и катионы (мелкие положительно заряженные ионы, как правило, натрия или калия). Большие по размеру анионы обеспечивают поверхностно-активные свойства. Все анионоактивные ПАВ представляют собой кристаллические вещества, растворимые в воде. Содержание их в СМС составляет от 10 до 40%. Основным исходным сырьем для их получения являются парафиновые углеводороды нефти. В современных СМС используют поверхностно-активные вещества, которые имеют степень биоразложения не менее 90%. Разработаны также новые синтетические поверхностно-активные вещества амфотерного характера. Они перспективны для производства моющих средств, но пока дороги и еще очень мало распространены.

Энзимы - аналоги природных ферментов, например таких, которые содержатся в желудке у человека. Необходимы для устранения жировых и белковых загрязнений (остатки пищи, кровь). Однако они не выдерживают высокой температуры при стирке (не выше 35-40 С).

Отбеливатели делятся на химические, разрушающие особо устойчивые загрязнения чаще всего окислением, и оптические, не действующие на загрязнения, но обладающие свойством светиться под действием обычного или ультрафиолетового света.

Полимеры. Эти вещества в составе СМС чаще всего представлены карбоксиметилцеллюлозой. Они способны предотвращать ресорбцию - повторное оседание частиц грязи на ткань.

Силикаты, в том числе цеолиты. Силикаты натрия и калия вводятся в состав порошка для дополнительной защиты стиральных машин от коррозии и как буферные вещества, благодаря которым рН растворов моющих средств практически не меняется при разбавлении водой и растворении загрязнений, имеющих кислую или щелочную реакцию.

Поликарбоксилаты вводятся в состав порошка как дополнительная защита от коррозии, физиологически инертны.

Сульфат натрия при содержании в составе СМС от 5 до 20% придает порошкам сыпучесть, предотвращает слеживаемость.

Отдушки добавляют практически во все СМС для придания им приятного запаха.

Стабилизаторы пены. Их вводят в СМС в количестве 1-3%. Они существенно повышают эффективность синтетических моющих средств, усиливая устойчивость пены.

Красители: Применение красителей в составе СМС основано на оптическом эффекте, поскольку красители адсорбируются на поверхности тканей без химического воздействия на ткань. Для этой цели используют ультрамарин, индиго, синтетические органические пигменты. При этом ткань приобретает большую белизну и яркость за счет голубого оттенка.

Таблица №1

Состав синтетических моющих средств

Вещество	Свойства
Карбонат и бикарбонат натрия, силикаты натрия, фосфаты различного состава, сульфат, хлорид натрия	Дополнительные вещества, улучшающие моющие свойства СМС.
Соли перекисных кислот, перборат и перкарбонат натрия	Отбеливающие, дезинфицирующие средства
Карбоксиметилцеллюлоза	Предотвращает ресорбцию (повторное отложение загрязнения из моющего раствора на отмытую поверхность)
Гидротропы (кумол - и ксилолсульфонат, карбамид, низшие спирты)	Увеличивают растворимость ПАВ в воде
Ферменты	Удаляют белковые загрязнения
Гексахлорофен, трихлоркарбанилид	Органические бактерициды
Алкилоламиды	Стабилизаторы пены
Глицерин, силикон, аллантоин, растительные экстракты	Смягчают негативное воздействие на кожу рук

2.4 Принцип работы СМС

Поверхностно - активные вещества выполняют главную работу. Они имеют два полюса - гидрофильный, то есть тот, который любит воду, и гидрофобный, то есть, тот, который отталкивается водой, но легко соединяется с её противоположностью - с жирами.

Эффективность ПАВ состоит в том, что, связавшись с одним веществом, они повышают растворимость этого вещества в другом веществе, в котором ранее первое вещество не растворялось. Пример с синтетическими моющими средствами: гидрофобными группами эти средства соединяются с жирами. А гидрофильные части средств позволяют расщеплять жиры и в большей степени растворять их в воде, тогда как жиры сами по себе в воде не растворяются. Результат взаимодействия поверхностно активных синтетических (и не синтетических) моющих средств с жирами и водой - создание эмульсии. Эмульсия - это смесь двух жидкостей. СМС делают эмульсию жиров и воды устойчивой, жиры образуют очень-очень маленькие капли. В общем-то, это происходит каждый раз, когда вы моете жирную посуду с применением моющего средства. Обычно, при мытье посуды, большая часть моющих средств пропадает бесцельно. На удаление жиров идёт едва ли десятая часть моющего средства. Остальная часть СМС остаётся активным, способным к подавлению рыб и прочих водных животных. И эту часть нужно удалять.

2.5 Поверхностно-активные вещества

Поверхностно-активные вещества (ПАВ) -- органические соединения, имеющие амфифильное строение, то есть их молекулы имеют в своём составе хорошо растворимую в воде полярную часть, называемую гидрофильным компонентом и неполярную часть, называемую гидрофобным компонентом. Гидрофобная часть представляет собой длинный углеводородный хвост, содержащий от 8 до 22 атомов (в нашем случае их будет 12). Такая структура молекул ПАВ позволяет им определённым образом самоорганизовываться в водном растворе. Поведение молекул можно объяснить следующим образом: поскольку неполярные группы нерастворимы, то их контакт с водой является термодинамически невыгодным, то есть более выгодным является контакт с другими гидрофобными хвостами. Если же рассматривать случай на границе раздела фаз, то молекулы ПАВ будут адсорбироваться на этой границе, причем гидрофильная часть будут оставаться в полярном растворе, а гидрофобный хвост будет выталкиваться из него, оказываясь обращенным гидрофобной фазе. Рассмотрим процесс самоорганизации подробнее, используя модель Тэнфорда [1]. Тэнфорд выделил три основных причины мицеллообразования: 1) Молекулы ПАВ агрегируют, чтобы уменьшить контакт гидрофобных групп с водой; 2) Растворение гидрофобного вещества в воде термодинамически невыгодно; 3) Растворение гидрофильной части молекулы ПАВ в воде выгодно. Таким образом, получается, что молекулы формируют себе границу раздела так, что гидрофобные хвосты молекул, образуя ядро мицеллы, не контактируют с водой, а гидрофильные группы наоборот, находятся на поверхности агрегата в контакте с водой (рис 1а). Также существуют обращенные мицеллы (рис.1б), они, в свою очередь образуются, когда раствор является неполярным (к примеру, масло).

Рис. 1 Схематичный вид сферической мицеллы: а)-в полярном растворе; б)-в неполярном растворе

Мицеллы находятся в тепловом равновесии с отдельными молекулами ПАВ, т.е. с течением времени молекулы могут взаимозамещаться вследствие локального неравномерного распределения температуры в растворе. Также известно, что чем больше длина хвоста, тем сильнее гидрофобное взаимодействие и тем выгоднее становится образование мицеллы. Образование мицелл в растворе происходит при концентрации ПАВ большей определенной концентрации, называемой ККМ. Величина этой концентрации главным образом зависит от строения молекулы ПАВ.

Для удобства описания мицеллообразования вводят так называемый параметр молекулярной упаковки, определяемый следующими величинами: , где н - объем гидрофобного хвоста, l - его длина, а «а» - площадь поверхности мицеллы, приходящаяся на одну молекулу ПАВ. Величина «» зависит от химического строения молекулы ПАВ, площадь поверхности зависит в свою очередь от среды, в которой находятся молекулы и силы взаимодействия между ними. Параметр молекулярной упаковки даёт возможность.

Таблица №2

Геометрические соотношения для различных форм мицелл

Величины	форма мицеллы
	сфера	Цилиндр	Двухслойная
объем мицеллы V=gv0	4R3/3	R2	2R
площадь поверхности мицеллы A=ga	4R2	2R	2
площадь поверхности, приходящаяся на одну молекулу a	3v0/R	2v0/R	v0/R
ПМУ	0<<1/3	1/3<<1/2	1/2<<1
максимальное агрегационное число gmax	4l3/3v0	l2/v0	2l/v0
агрегационное число g	gmax(3v0/al)3	gmax(2v0/al)2	gmax(v0/al)

предсказывать тип структуры, образуемой в растворе данным ПАВ. В таблице 2 приведены данные о ПМУ для мицелл различной формы. Например, для получения мицелл цилиндрической формы ПМУ должен находится в интервале от 1/3 до 1/2. Таким образом, варьируя значения параметра молекулярной упаковки, мы можем получать различные формы мицелл.



2.6 Методы определения ККМ

Мицеллообразование, самопроизвольная ассоциация молекул ПАВ в растворе. В результате в системе ПАВ-растворитель возникают мицеллы-ассоциаты характерного строения, состоящие из десятков дифильных молекул, имеющих длинноцепочечные гидрофобные радикалы и полярные гидрофильные группы. В так называемых прямых мицеллах ядро образовано гидрофобными радикалами, а гидрофильные группы ориентированы наружу. Число молекул ПАВ, образующих мицеллу, называют числом агрегации; по аналогии с молярной массой мицеллы характеризуются и так называемой мицеллярной массой. Обычно числа агрегации составляют 50-100, мицеллярные массы равны 10³-10⁵. Образующиеся при мицеллообразовании мицеллы полидисперсные и характеризуются распределением по размерам (или числам агрегации).

Мицеллообразование характерно для различных видов ПАВ - ионогенных (анион- и катионактивных), амфолитных и неионогенных и обладает рядом общих закономерностей, однако оно связано и с особенностями строения молекул ПАВ (размер неполярного радикала, природа полярной группы), так что правильнее говорить о мицеллообразовании данного класса ПАВ.

Мицеллообразование происходит в определенном для каждого ПАВ интервале температур, важнейшими характеристиками которого являются точка Крафта и точка помутнения. Точка Крафта - нижний температурный предел мицеллообразования ионогенных ПАВ, обычно она равна 283-293 К; при температурах ниже точки Крафта растворимость ПАВ недостаточна для образования мицелл. Точка помутнения - верхний температурный предел мицеллообразования неионогенных ПАВ, обычные ее значения 323-333 К; при более высоких температурах система ПАВ-растворитель теряет устойчивость и расслаивается на две макрофазы. Мицеллы ионогенных ПАВ при высоких температурах (388-503 К) распадаются на более мелкие ассоциаты-димеры и тримеры (так называемая демицеллизация).

Определение ККМ может осуществляться при изучении практически любого свойства растворов в зависимости от изменения их концентрации. Наиболее часто в исследовательской практике используются зависимости мутности растворов, поверхностного натяжения, электрической проводимости, коэффициента преломления света и вязкости от общей концентрации растворов.

Критическую концентрацию мицеллообразования определяют по той точке, которая соответствует излому на кривых зависимостей свойств растворов от концентрации. Считается, что при концентрациях, меньших ККМ в растворах ПАВ, присутствуют лишь молекулы и зависимость любого свойства определяется именно концентрацией молекул. При образовании мицелл в растворах свойство будет претерпевать резкое изменение в связи со скачкообразным увеличением размера растворенных частиц. Так, например, молекулярные растворы ионогенных ПАВ проявляют электрические свойства, характерные для сильных электролитов, а мицеллярные - характерные для слабых электролитов. Это проявляется в том, что эквивалентная электрическая проводимость в растворах ионогенных ПАВ при концентрациях ниже ККМ в зависимости от корня квадратного из концентрации растворов оказывается линейной, что характерно для сильных электролитов, а после ККМ - зависимость ее оказывается типичной для слабых электролитов.

Рис. 2 Сталагмометр

1. Сталагмометрический метод, или метод счета капель, хотя и неточен, но по своей исключительной простоте до сего времени применяется в лабораторной практике. Определение производят посредством счета капель, отрывающихся при вытекании определенного объема жидкости и из капиллярного отверстия особого приборчика-сталагмометра Траубе.

2. Кондуктометрический метод - это метод анализа, основывающийся на исследованиях электрической проводимости исследуемых растворов. Под прямой кондуктометрией понимают метод, посредством которого исследования концентраций электролита производятся непосредственно. Определения ведутся с помощью измерений электрической проводимости растворов, качественный состав которых известен.

3. Рефрактометрический метод анализа (рефрактометрия) основан на зависимости показателя преломления света от состава системы. Такую зависимость устанавливают путем определения показателя преломления для ряда стандартных смесей растворов. Метод рефрактометрии применяют для количественного анализа бинарных, тройных и разнообразных сложных систем растворов.

Рис. 3 Рефрактометр



3. Экспериментальная часть

3.1 Материалы исследования

Моющие средства: «Sorti», «ПемоЛюкс», «Ludwik», «Мика», «Союзная Марка», «Миф».

Наименование	Производитель	Цена, р	Масса средства, г	Состав
«Ludwik» - гель для мытья посуды с экстрактом алоэ	Польша, г. Варшава	50	500	5-15% анионовые поверхностно активные вещества, <5% неионные поверхностно активные вещества, <5% амфотерные поверхностно активные вещества, консервант, краситель (CI 19140, CI 42080), парфюм.
«Sorti» - средство для мытья посуды с лимоном	РФ, Республика Татарстан, г. Казань	45	500	5-15% анионовые поверхностно активные вещества, <5% неионные поверхностно активные вещества, соль этилендиаминтетрауксусной кислоты, ароматизирующая добавка, красители, регулятор pH, консервант.
«Мика» - средство для мытья посуды «Яблоко»	Польша, г. Варшава	39	1000	Вода, лаурет сульфата натрия, кокамид, ароматизаторы, <5% анионовые поверхностно активные вещества, консервант, краситель (CI 19140, CI 42080)
«Миф» - средство для мытья посуды с экстрактом лимона	Республика Беларусь, г. Минск	49	500	5-15% анионовые поверхностно активные вещества, <5% неионные поверхностно активные вещества, ароматизаторы, <5% амфотерные поверхностно активные вещества, консервант, краситель (CI 19140, CI 42080), парфюм.
«ПемоЛюкс» - средство для мытья посуды «Цитрусовая свежесть»	Россия, г. Пермь	47	500	5-15% анионовые поверхностно активные вещества, <5% амфотерные поверхностно активные вещества, консервант (CI 19140, CI 42080), отдушка, вода, хлорид натрия, краситель,
«Союзная Марка» - средство для мытья посуды «Лимон»	Россия, Московская обл., г. Павловский Посад	28	500	Очищенная вода, 5-15% анионовые поверхностно активные вещества, <5% неионные поверхностно активные вещества, флотореагенты, глицерин, натрия хлорид, ароматизатор, консервант, краситель (CI 19140, CI 42080).

Таблица №4

Данные тестируемых моющих средств Экспериментальные данные: 1. «Ludwik»

№	Электрп-ть	n(ч-ло капель)	n(пок.прел-я)	Конц-я, w (%)
1	t=24(C) Н=	45		100
2	t=24(C) Н=	52		75
3	t=24(C) Н=	55		60
4	t=24(C) Н=	57		50
5	t=24(C) Н=	51		30
6	t=24(C) Н=	49		20
7	t=24(C) Н=2217	47	1,3370	10
8	t=24(C) Н=1280	44	1,3362	5
9	t=24(C) Н=838	43	1,3352	3
10	t=24(C) Н=525	42	1,3344	2
11	t=24(C) Н=342	42	1,3327	1
12	t=24(C) Н=3	25	1,3318	0

Таблица №4

Экспериментальные данные «Ludwik»

2. «Sorti»

№	Электрп-ть	n(ч-ло капель)	n(пок.прел-я)	Конц-я, w (%)
1	t=24(C) Н= >3999	49		100
2	t=24(C) Н= >3999	55		75
3	t=24(C) Н= >3999	58		60
4	t=24(C) Н= >3999	60		50
5	t=24(C) Н= >3999	54		30
6	t=24(C) Н= >3999	50		20
7	t=24(C) Н= >3999	46	1,3366	10
8	t=24(C) Н=3856	44	1,3355	5
9	t=24(C) Н=2284	43	1,3343	3
10	t=24(C) Н=1883	41	1,3334	2
11	t=24(C) Н=943	40	1,3324	1
12	t=24(C) Н=3	19	1,3318	0

Таблица №5

Экспериментальные данные «Sorti»

3. «Мика»

№	Электрп-ть	n(ч-ло капель)	n(пок.прел-я)	Конц-я, w (%)
1	t=24(C) Н= >3999	27		100
2	t=24(C) Н= >3999	36		75
3	t=24(C) Н= >3999	41		60
4	t=24(C) Н= >3999	43		50
5	t=24(C) Н= >3999	44		30
6	t=24(C) Н= >3999	42		20
7	t=24(C) Н= >3999	41	1,3371	10
8	t=24(C) Н= >3999	38	1,3362	5
9	t=24(C) Н=3691	36	1,33477	3
10	t=24(C) Н=2660	34	1,3331	2
11	t=24(C) Н=1360	32	1,3319	1
12	t=24(C) Н=3	19	1,3318	0

Таблица №6

Экспериментальные данные «Мика»

4. «Миф»

№	Электрп-ть	n(ч-ло капель)	n(пок.прел-я)	Конц-я, w (%)
1	t=24(C) Н=	38		100
2	t=24(C) Н=	45		75
3	t=24(C) Н=	49		60
4	t=24(C) Н=	51		50
5	t=24(C) Н=	48		30
6	t=24(C) Н=	46		20
7	t=24(C) Н=2766	43	1,3371	10
8	t=24(C) Н=1635	42	1,3351	5
9	t=24(C) Н=1084	38	1,3340	3
10	t=24(C) Н=783	36	1,3331	2
11	t=24(C) Н=422	35	1,3326	1
12	t=24(C) Н=3	19	1,3318	0

Таблица №7

Экспериментальные данные «Миф»

5. «ПемоЛюкс»

№	Электрп-ть	n(ч-ло капель)	n(пок.прел-я)	Конц-я, w (%)
1	t=24(C) Н= >3999	51		100
2	t=24(C) Н=	60		75
3	t=24(C) Н= >3999	61		60
4	t=24(C) Н= >3999	62		50
5	t=24(C) Н= >3999	57		30
6	t=24(C) Н= >3999	52		20
7	t=24(C) Н= >3999	50	1,3386	10
8	t=24(C) Н=3710	49	1,3377	5
9	t=24(C) Н=2166	48	1,3358	3
10	t=24(C) Н=1561	46	1,3351	2
11	t=24(C) Н=896	45	1,3343	1
12	t=24(C) Н=3	19	1,3318	0

Таблица №8

Экспериментальные данные «ПемоЛюкс»

6. «Союзная Марка»

№	Электрп-ть	n(ч-ло капель)	n(пок.прел-я)	Конц-я, w (%)
1	t=24(C) Н= >3999	31		100
2	t=24(C) Н= >3999	44		75
3	t=24(C) Н= >3999	46		60
4	t=24(C) Н= >3999	49		50
5	t=24(C) Н= >3999	41		30
6	t=24(C) Н= >3999	41		20
7	t=24(C) Н= >3999	40	1,3386	10
8	t=24(C) Н=3525	38	1,3373	5
9	t=24(C) Н=2155	37	1,3362	3
10	t=24(C) Н=1537	36	1,3348	2
11	t=24(C) Н=892	35	1,3334	1
12	t=24(C) Н=3	19	1,3318	0

Методика исследования:

Опыт№1. Определение плотности растворов.

Приборы и реактивы:

Пикнометр (6 шт. - 10 мл), электронные весы, воронка, пипетка на 10 мл.

Ход исследования:

• Взвесить пустой пикнометр, записать показания;

• Налить в пикнометр с помощью воронки моющее средство до метки;

• Взвесить пикнометр со средством, записать показания;

• Рассчитать массу средства нетто;

• Рассчитать плотность средств по формуле.

с=m/V

Таблица №10

Определение плотности моющих средств

Название	Масса пустого пикнометра, г.	Масса полного пикнометра, г.	Масса средства, г.	Плотность, г/мл..
Миф	8,48	20,50	12,02	1,202
С. Марка	8,49	21,35	12,86	1,286
ПемоЛюкс	8,8	22,30	13,5	1,35
Мика	8,55	18,78	10,23	1,023
Sorti	8,32	20,33	12,01	1,201
Ludwik	8,48	20,53	12,05	1,205

Опыт№2. Определение поверхностного натяжения сталагмометрическим методом.

Приборы и реактивы:

Cталагмометр, пипетка с оттянутым концом для заполнения пикнометра, химический стакан на 200-250мл, штатив, моющие средства.

Ход исследования:

1) В сталагмометр набирают воду до метки и дают ей свободно вытекать, считая капли, повторяют измерение 3 раза.

2) Тщательно ополоснуть сталагмометр исследуемой жидкостью, набрать жидкость до метки и подсчитать количество капель жидкости вытекающей из сталагмометра. Измерение повторяют 3 раза.

Поверхностное натяжение определяется по формуле:

где у₀ = 72,75 *10^-3 Дж/м², d - плотность исследуемого пива,d - плотность воды при температуре опыта, n - число капель исследуемого с пива, n- число капель воды.

Таблица №11

Зависимость поверхностного натяжения от концентрации

Моющее ср. Конц-я	Ludwik	Sorti	Мика	Миф	ПемоЛюкс	С.Марка
100	45	49	27	38	51	31
75	52	55	36	45	60	44
60	55	58	41	49	61	46
50	57	60	43	51	62	49
30	51	54	44	48	57	41
20	49	50	42	46	52	41
10	47	46	41	43	50	40
5	44	44	38	42	49	38
3	43	43	36	38	48	37
2	42	41	34	36	46	36
1	42	40	32	35	45	35
0	25	19	19	19	19	19

Рисунок 3. Зависимость поверхностного натяжения от концентрации моющего средства.(Дж/м² )

Из данного графика видно, что поверхностное натяжение моющего средства «ПемоЛюкс» больше, чем поверхностные натяжения средств «Ludwik», «Sorti», «Союзная Марка», «Мика», «Миф».

Изменение поверхностного натяжения свидетельствует о переходе в воду ПАВ.

Опыт №3. Определение электропроводности.

Приборы и реактивы: прибор для измерения электропроводности; исследуемые растворы моющих средств ; химических стакан на 50 см³; дистиллированная вода.

Ход исследования:

1) Наливают около 40 мл приготовленной порции пива в мерный стакан;

2) Измеряют электропроводность прибора.

Таблица №12

Зависимость электропроводности от концентрации

Концентрация/ Моющее ср-во	0	1	2	3	5	10
Ludwik	3	342	525	838	1280	2217
Sorti	3	943	1883	2284	3856	>3999
Мика	3	1360	2660	3691	>3999	>3999
Миф	3	422	783	1084	1635	2766
ПемоЛюкс	3	896	1561	2166	3710	>3999
С.Марка	3	892	1537	2155	3525	>3999

Из данного графика видно, что электропроводности моющих средств практически одинаковые. Электропроводность зависит от солей,кислот содержащих в растворе.

Опыт №4. Определение показателя преломления.

Приборы и реактивы: рефрактометр; жидкость для промывки призм; растворы моющих средств; фильтровальная бумага.

Ход исследования:

1) Откидывают призму, промывают поверхности обеих призм фильтровальной бумагой, не нажимая, чтобы не повредить полированную поверхность измерительной призмы;

2) На нижнюю призму помещают 1-2 капли исследуемого раствора и верхнюю призму ставят на место. Плоскости призм прижимают друг к другу, и жидкость растекается между ними тонким слоем;

3) Систему призм поворачивают так, чтобы в поле зрения окуляра появилась граница свет-тень. Если пользоваться «белым» светом, то резкой границы света и тени в поле зрения не будет, т. к. вследствие дисперсии появится ряд границ различных цветов;

4) Вращением компенсатора устраняют дисперсию и добиваются более резкой границы свет-тень в окуляре;

5) Границу свет-тень совмещают с перекрестием в окуляре и отсчитывают на шкале показатель преломления с точностью до 4-го знака;

6) Измерение повторяют 3 раза, поворачивая призму;

7) По окончании отсчета поверхности призм протирают, как описано выше, промывают, вновь вытирают и оставляют призмы открытыми на 2-3 минуты.

Таблица №13

Зависимость показателя преломления от концентрации

Концентрация/ Моющее ср-во	0	1	2	3	5	10
Ludwik	1,3318	1,3327	1,3344	1,3352	1,3362	1,3370
Sorti	1,3318	1,3324	1,3334	1,3343	1,3355	1,3366
Мика	1,3318	1,3319	1,3331	1,3347	1,3362	1,3371
Миф	1,3318	1,3326	1,3331	1,3340	1,3351	1,3371
ПемоЛюкс	1,3318	1,3343	1,3351	1,3358	1,3377	1,3386
С.Марка	1,3318	1,3334	1,3348	1,3362	1,3373	1,3386

Из данного графика видно, что показатель преломления моющего средства «Союзная Марка» и «ПемоЛюкс» больше, чем показатели преломления других средств.



Заключение

Из выполненной работы можно сделать вывод о том, что исследуемые моющие средства обладают следующими свойствами:



Список литературы

• Киреев В.А. Курс физической химии. М.: Химия, 1975. 775 с.

• А.В. Шибаев, О.А. Карабельская. «Мицеллы - самоорганизующиеся структуры» // Физика. Химия. Природа, N 2, 2010.

• Ковалев В. М., Петренко Д. С. «Технология производства синтетических моющих средств». М.: 1995г. 355 с.

• http://www.soda.ru.

• http://ru.wikipedia.org.

Размещено на Allbest.ru

...