Урок-исследование по химии в 10 классе: «Исследование свойств стиральных порошков»

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

«Средняя общеобразовательная школа с. Красный Яр»

Энгельсского района Саратовской области

Урок-исследование

в 10 классе:

«Исследование свойств стиральных порошков»

Автор: Учаева Наталья Александровна, учитель химии

Урок построен на исследовании свойств стиральных порошков разных марок. Самостоятельная подготовительная работа проводится по группам и индивидуально. Урок построен по типу телепередачи «Контрольная закупка» Обучающиеся подготавливают к уроку дополнительные сведения о составе и свойствах стиральных порошков, а также дополнительную информацию по стирке, отбеливанию, чистке различных вещей. Для этого класс разбивается на группы:

Группа историков (Подготавливают информацию о возникновении стиральных порошков. Что использовалось до их появления? Как и когда в России стали пользоваться стиральными порошками?)

Группа химиков (Изучает состав стиральных порошков? Как работает моющее средство?)

Группа гигиенистов (Изучает влияние на организм человека компонентов стиральных порошков)

Группа социологов (Проводят опрос среди семей обучающихся и выявляют марки наиболее популярных порошков)

Группа технологов (Предлагают эффективные способы чистки одежды и правила использования маркировки на одежде)

Группа экологов (Рассказывает о влиянии стиральных порошков на окружающую среду.)

Группа экономистов (Рассказывает о ценах на стиральные порошки в разных торговых точках села Красный Яр и близлежащих сел.)

Эксперимент по исследованию основных качеств порошков (растворимость в воде, щелочность, мылкость, пенообразование, моющие способности) проводиться на уроке.

Цель урока: формирование представлений о составе, свойствах, механизме работы стиральных порошков, их влиянии на окружающую среду; привитие навыков экономии семейного бюджета и сохранения собственного здоровья и здоровья окружающих людей; формирование навыков работы с лабораторным оборудованием и реактивами, работы в группах и индивидуально.

Оборудование: стиральные порошки (5 видов), емкости 15 шт., стеклянные палочки 15шт., теплая вода t = 40-60оС, индикаторная бумага, загрязненные салфетки с различными загрязнениями: шоколад, трава, грязь, жир.

План урока:

Историческая справка.

Товар лицом.

Две стороны медали

Блиц-опрос.

Исследование стиральных порошков.

Страна советов.

Экологическая сторона вопроса

Подведение итогов. Выбор лучшего стирального порошка.

А тем временем…

Домашнее задание

Рефлексия урока

Приведение рабочего места в порядок

Организованное окончание урока

ХОД УРОКА

Здравствуйте, ребята. Сегодня у нас необычный урок, мы с вами станем участниками и создателями телепередачи «Контрольная закупка». Мы будем исследовать стиральные порошки. Стиральные порошки прочно вошли в нашу жизнь, без них мы не представляем свое существование, как не представляем ее без чистого белья и одежды. Каждый из вас входил в состав одной из групп и сегодня мы должны будем с вами представить свою информацию и сделать выводы о эффективности и экономичности использования стиральных порошков.
Со стиральным порошком и мылом вы знакомы из курса органической химии 9 класса, при изучении темы «Высшие карбоновые кислоты», а также «Сложные эфиры. Жиры», вы изучали состав мыла и синтетически моющих средств, области их применения. Сегодня мы углубим ваши знания по этой теме.

1.Историческая справка. Предполагаемый ответ группы историков:

В России в старину белье замачивали в чанах или бочках и парили. Отбеливали, засыпая "золиво" - золу от гречневой соломы или, например, подсолнухов. После этого туда бросали раскаленные камни. Вместо мыла использовали ягоды бузины, корни мыльнянки и сок алоэ. Их измельчали и смешивали с зольным щелоком.
Для отбеливания белье помещали на два-три дня в кислое молоко или использовали отвар фасоли, "картофельную" воду.
Женщины, которые не имели возможности пользоваться услугами прачки, устраивали в доме большую стирку примерно раз в месяц.1

Первые мастера-мыловары в нашей стране появились в XV веке, позаимствовав рецепты у византийцев. Известно, что некто Гаврила Ондреев завел в Твери "поварню мыльную с котлом мыльным и со всею поряднею", а в Москве в те времена существовал целый мыльный ряд.
Русское промышленное мыловарение обязано своим развитием царю Петру I. Однако вплоть до середины XIX века мыло в России производилось только для знати и стоило очень дорого. 2

Начало истории стиральных порошков было положено 28-летним Фритцем Хенкелем. 26 сентября 1876 года он вместе с партнерами основывал компании Henkel & Cie в городе Ааахен. Первым продуктом, который был создан в стенах предприятия, становится стиральный порошок на основе силиката натрия. С появлением нового товара был применен новаторский подход для того времени – в то время аналогичные товары продавались только на развес, а порошок Хенкеля фасовался в удобные пакеты.3

Филиал ОOO «Хенкель Рус» есть и в городе Энгельс. Датой образования предприятия считается 1972 год, когда был образован Энгельсский завод по производству моющих средств. В 1988 году начались переговоры с фирмой «Хенкель» о создании совместного производства. В 1990 году было официально зарегистрировано совместное предприятие «Совхенк» фирмы «Хенкель» (Германия) и объединения «Химволокно» (Россия).
В 1998 году немецкая фирма «Хенкель» стала полноправным владельцем предприятия «Хенкель-Юг». Производственная мощность предприятия после частичной реконструкции достигла 50 тыс. тонн в год, ассортимент выпускаемой продукции превысил 50 наименований: «Эра», «Эра-автомат», «Био-Эра», «Дени», «Дени-автомат», «Дени-био», «Хенко», «Хенко-автомат», «Био-Хенко», «Лоск», «Лоск-автомат», «Ласка», «Диксан», «Лоск-универсал», «Новый-лоск», «Дени-Экстра» и другие.4

2.Товар лицом. Прежде, чем исследовать что-то, нужно собрать о нем сведения.

Состав синтетический моющих средств.

Предполагаемый ответ группы химиков:

поверхностно активные вещества (натриевая соль алкилбензолсульфокислоты)

отбеливатели

смягчители

пенообразователи: (стабилизаторы,  усилители,  разрушители пены.)

ароматические отдушки.

Как работает моющее средство?

Предполагаемый ответ:

2. Переводит его в воду

Молекула моющего средства имеет гидрофильную (любящую удерживать воду) и  гидрофобную (водоотталкивающую) части.

Основной компонент стиральных порошков: натриевая соль алкилбензолсульфокислоты.

Поверхностные активные вещества работают так:

Гидрофобная часть иона проникает в гидрофобное загрязнение (жир), в результате поверхность каждой частицы оказывается как бы покрытой оболочкой гидрофильных групп. Они взаимодействуют с полярными молекулами. Благодаря этому ионы моющего средства вмести с загрязнениями, отрывается от поверхности ткани и переходят в водную среду.5

Как влияют компоненты синтетических стиральных порошков на качество стирки и на здоровье человека? Об этом нам расскажет группа гигиенистов.

АНИОННЫЕ ПАВ (А-ПАВ)

Выполняют функцию быстрого выведения пятен, которые сложно смыть простой водой, в т.ч.  жирных пятен. За счет своей структуры эти вещества способны прикреплять молекулы жира (или другой грязи) к молекулам воды, тем самым отстирывая ваше белье. 

Обратная сторона медали: Проблема в том, что эти вещества оказывают крайне агрессивное воздействие на организм. Происходит все по цепочке — с постиранной одежды А-ПАВы попадают на кожу, впитываются через нее, попадают в кровь, разносятся по всему организму и накапливаются в тканях печени, легких, сердца, мозга. Организм перестает бороться с вирусами, бактериями, паразитами, что в итоге приводит к болезням —   аллергиям, нарушениям свойств крови, повреждениям легких и печени, и далее по списку… вплоть до поражения клеток мозга и раковых заболеваний!

ФОСФАТЫ

Делают жёсткую воду мягче, повышая таким образом эффективность стирки.

Обратная сторона медали: Фосфаты негативно воздействуют на кожу — обезжиривают ее и заметно снижают ее барьерные функции (изменяется уровень рН, содержание липидов, общее количество аминокислот), что в свою очередь создает условия для проникновения в организм  токсичных соединений и тяжелых металлов. После контакта с кожей, фосфаты попадают в кровь, изменяя процентное соотношение гемоглобина, белка, структуру и плотность сыворотки крови, что приводит к ухудшению работы внутренних органов, вызывает нарушение обмена веществ, обострение хронических заболеваний и возникновение новых. Одними из самых опасных последствий отравления этими веществами являются рак и бесплодие. А для беременных — низкий вес новорожденных, врожденные травмы, аллергии у ребенка, опухоли и повреждения ЖКТ.

ОПТИЧЕСКИЕ ОТБЕЛИВАТЕЛИ

На самом деле это не отбеливатели, а вещества, создающие иллюзию отбеливания! Чего только не придумает современная химическая промышленность! Это химикаты, обладающие свeтooтpажающим эффектом — они выделяют из всего спектра солнечного цвета ультрафиолетовые лучи и превращают их в фиолетовый или голубоватый оттенок. Благодаря этим веществам выстиранное белье кажется идеально чистым, чище, чем оно есть на самом деле! 

Обратная сторона медали: Оставаясь на одежде, эти вещества вступают в реакцию с кожей, проникают в организм, накапливаются в нем и тем самым оказывают постоянное токсическое воздействие.

ЭНЗИМЫ

Эти вещества отвечают за расщепление трудно выводимых пятен  — губной помады, шоколада, красящих соусов и напитков.

Обратная сторона медали: энзимы расщепляют белки ткани, и со временем одежда теряет свою прочность.

Ароматизаторы придают аромат одежде, но вызывают аллергию и связанные с ней симптомы — зуд, жжение в носу, раздражение глаз.

Помните пожалуйста, что это не безобидные порошки, а химические вещества с очень активным воздействием на организм. Поэтому:

Используйте умеренное количество порошка, не передозируйте

Избегайте ручной стирки химическими порошками (лучше стирайте мылом)

Если все же стираете вручную – тщательно отмывайте руки от порошка или стирайте в перчатках

Не стирайте на кухне — расстояние от стиральной машины до еды и посуды должно быть не менее 2-х метров

Насыпайте порошок аккуратно – его токсичная пыль держится в воздухе до 30 мин., поэтому проветривайте помещение сразу после насыпания порошка в машинку.

Устанавливайте на стиральной машине режим с дополнительным полосканием, полоскать нужно как можно большее количество раз и в горячей воде (50-60 градусов). В холодной воде фосфаты и а-ПАВы  совсем не выполаскиваются.6

3. Блиц-опрос

Какими порошками пользуются в вашей семье?

Группа социологов исследовала этот вопрос и готова представить отчет. (см. презентацию)

Сообщение с представлением диаграммы в процентах. 

4. Исследование свойств выбранных стиральных порошков.
Для исследования мы возьмем пять наиболее популярных порошков.
Работаем по инструктивной карточке. Соблюдаем технику безопасности.

Выберем для исследования 5 видов наиболее популярных порошков стиральных порошка. (Миф, Тайд, Ариель, Персил и Лоск)

Растворимость в воде. Насыплем всю навеску в воду. Определи порошок, который лучше растворяется в воде. Поставить баллы в таблицу (по 5-ти бальной системе).
Щелочность. Опустить лакмусовую бумажку в раствор посмотреть интенсивность окрашивания. Где сильнее, там поставить меньшее количество баллов.

Мылкость. Определяем на ощупь. Опустите пальцы в мыльный раствор, определите мылкость первого раствора, вытереть пальцы о салфетку, опустить пальцы во второй раствор.

Пенообразование. Стеклянной палочкой интенсивно перемешиваем раствор порошков. Определяем высоту пены, и устойчивость.

Моющие способности. Загрязненные салфетки предварительно постирает один из класса и представит эти салфетки классу

Считаем баллы. Делаем вывод. Заполняем инструктивные карточки

5. Страна советов.

Предполагаемый ответ группы технологов:

Белая одежда – при многократной стирке желтеет. Необходимо отбеливать.

Отбеливают

Пероксидными отбеливателями, они хорошо обесцвечивают, при кипячении не портят ткань.

Хлорные отбеливатели. «Белизна» действую даже в холодной воде. Но, портят кожу рук, (стирать в перчатках), снижают прочность ткани.

Серосодержащие отбеливатели. Хорошо отбеливают, но портят отделку, кайму, кружева. Нельзя кипятить, т.к. при кипячении происходит выделение в атмосферу, сернистого газа.

Лучше как в старину кипятить кальцинированной содой, или разложить на травке по росе на солнце, ультрафиолетовые лучи отлично отбелят ткань.

Шерсть – лучше не стирать, особенно объемные вещи подвергать химической чистке. Если все же взялись стирать, то лучше взять специальные порошки для стирки шерстяных тканей – «Ласка», при полоскании чтобы вещи не свалялись добавить 1 столовую ложку глицерина и 1 столовую ложку 3% уксуса  на ведро воды. Избегать резких перепадов температур.

Кожа. Стирать порошками нельзя, разрушается органический белок, волокна и теряется эластичность ткани. Она становится ломкой и сухой. Сушить и протирать кожу касторовым маслом и глицерином. Использовать крем для обуви.

Замша. Стирать можно любым порошком без синтетических добавок и отдушек и отбеливателей.7

Продолжим получать полезные советы. 

Маркировка на одежде.5

6. Экологическая сторона вопроса

Предполагаемый ответ группы экологов:

 По  данным исследований в российские реки, озера и моря попадает 300-400 тысяч  тонн триполифосфата натрия в год. А  всего 1 грамм триполифосфата натрия стимулирует образование 5-10 кг. водорослей!От экологической катастрофы Россию спасает  то, что для роста и развития водорослей нужны свет и тепло. И  все же, несмотря на холодные зимы, фосфаты  накапливаются, водоросли растут. «Цветет» Волга, особенно в нижнем течении, цветут другие реки — и большие, и маленькие. На природу отрава из пачки стирального  порошка действует медленно, но верно. Ведь водоросли, разлагаясь, выделяют в страшных количествах метан, аммиак, сероводород. Мы-то выживем, а все, кто живет в воде?  
Практически во всех странах фосфаты запрещены, а у нас в России концентрация фосфатных добавок "запредельная" - до 50-60 %. Те же фирмы, которые в своих странах выпускают бесфосфатные порошки, в России, под теми же торговыми марками производят порошки с фосфатами. А уж производители отечественных порошков о вреде фосфатов и слушать не хотят т.к себестоимость бесфосфатного порошка вырастает процентов на 20. 8

7. Подведение итогов. Выбор лучшего порошка

8.Тем временем…

(группа экономистов)

Цена в магазине за пачку стирального порошка в 400 г.

9.Домашнее задание: Сравнить достоинства и недостатки мыла и СМС

10.Рефлексия урока

11.Приведение рабочего места в порядок

12.Организованное окончание урока

Используемая литература:

1 http://subscribe.ru/group/chelovek-priroda-vselennaya/5032306/

2 http://stomaster.livejournal.com/332184.html

3 http://istoriz.ru/stiralnyj-poroshok-istoriya-izobreteniya.html

4 http://wikimapia.org/1486733/ru/ООО-«Хенкель-Юг»

5 https://sites.google.com/site/himiaizizn1337/home/mousie-i-cistasie-sredstva

6 http://big-sister.ru/about-food/chem-vredny-stiralnye-poroshki.html

7 http://nsportal.ru/shkola/khimiya/library/2011/11/14/veshchestva-v-tvoey-zhizni

8 http://www.ruhim.ru/article/bezhimii.htm

Здесь будет файл: /data/edu/files/a1451924145.docx (Инструктивная карточка)

Здесь будет файл: /data/edu/files/i1451924208.ppt (Презентация к уроку)