« » Изучение отбеливателей различной природы с использованием цифровой

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ЛИЦЕЙ № 590 КРАСНОСЕЛЬСКОГО РАЙОНА
Научно-исследовательская работа
по теме:
«Изучение отбеливателей различной
природы с использованием цифровой
лаборатории »
Авторы: - Ким Анна, Бычек Лидия, Щепотин Роман - учащиеся 8 класса
Научный руководитель: Крутто Любовь Семеновна, к.х.н., учитель химии,
педагог дополнительного образования
Санкт-Петербург
2014 год
Цель работы:
Изучение:
- состава отбеливателей
разной природы,
- эффективности их
действия,
- воздействия на ткани,
их окраску и тканевую
основу.
Задачи работы

Приобрести навыки исследовательской работы
и работы с цифровой лабораторией;
 Освоить использование датчиков рН, кислорода и
температуры;
 Освоить работу с электронным микроскопом;
 Исследовать изменения цвета и структуры тканей
под действием отбеливателей различной природы
используя:
визуальное наблюдение,
наблюдение с помощью микроскопа,
pH-метрию,
 Создать предпосылки для дальнейшей научноисследовательской работы
Функции использованных
датчиков
Датчик рН использовался для оценки
начальной кислотности отбеливателей;
Датчиком кислорода определяли содержание
кислорода в растворе и в воздушной среде;
Датчик температуры использовался для
температурной компенсации показаний
других датчиков;
Цифровой микроскоп позволял увидеть и
зафиксировать изменения цвета и фактуры
тканей.
Выбор объектов исследования
Основные типы химических отбеливателей:
 - хлорные или хлорсодержащие,
 - кислородсодержащие.
Объектами нашего исследования были
наиболее часто используемые жидкие
отбеливатели обоих типов и ткани
различного состава и цвета.
Хлорсодержащие отбеливатели
Образец № 1:
Образец № 2:
«Белизна»
«АСЕ»
Состав: гипохлорит Состав: гипохлорит
натрия NaOCl, вода.
натрия (до 5%
активного хлора)
рН 11
рН 10
Кислородсодержащие отбеливатели
Образец № 3:
Образец № 4:
«Чистый дом»
«Ушастый нянь»
Состав: вода,
Состав:
пероксид водорода,
НПАВ, краситель.
кислородосодержа
щий отбеливатель
(>30%),
АПАВ,
рН 7
НПАВ,
отдушка :
рН 7
Подробный состав отбеливателя
«Чистый дом»:
вода, пероксид водорода, НПАВ,
комплексообразователь, функциональные
добавки, краситель.
Подробный состав отбеливателя
«Ушастый нянь»:
кислородосодержащий отбеливатель
(>30%), сульфаты (15-30%), фосфаты (5-15%),
силикаты (5-15%), анионные ПАВ (5-15%),
неионогенные ПАВ (<5%), ТАЕД (<5%),
фосфонаты (<5%), оптический
отбеливатель, отдушка.
Образцы тканей
Хлопок (белый батист, черный батист,
штапель)
 Лен (серый)
 Капрон

Методика опыта 1:
•нарезанные образцы
тканей помещались в чашки Петри попарно
•на каждый образец наносили
по капле отбеливателя,
•в каждой чашке находились образцы
с одинаковым типом отбеливателя.
Методика опыта 1:
(продолжение)
 после высыхания образцы
подвергали «стирке»:
а) при комнатной
температуре,
б) при температуре 80 0 С
 осуществлялось наблюдение за
изменениями образцов по цвету
и фактуре ткани,
 использовали визуальное
наблюдение и наблюдение
под микроскопом
Т 200С
Т 800С
Опыт 1: действие
кислородсодержащих отбеливателей
на цвет ткани
1
2
1 – «Чистый дом»; 2 – «Ушастый нянь»
Опыт 1: действие кислородсодержащих
отбеливателей на фактуру ткани (белый
хлопок)
Исходный образец
После «холодной
стирки»
После «горячей стирки»
Опыт 1: действие
хлорсодержащих отбеливателей
на цвет ткани
Изменение цвета черного батиста под действием АСЕ
Через 1 час
Через 5 минут
Белизна
АСЕ
Белизна
АСЕ
Опыт 1: действие хлорсодержащих
отбеливателей (АСЕ)
на цвет ткани (вид под микроскопом)
ЧЕРНЫЙ ХЛОПОК
ЛЕН
Опыт 1: действие хлоросодержащих
отбеливателей (АСЕ) на фактуру черного хлопка
Исходный образец
После действия АСЕ
После «холодной стирки» После «горячей стирки»
Опыт 1: действие хлорсодержащих
отбеливателей (АСЕ) на фактуру штапеля
Исходный образец
После действия АСЕ
После «холодной стирки»
После «горячей стирки»
Общий вид всех образцов
2
3
4
1
5
1. белый хлопок
2. черный хлопок
3. лен
4. штапель
5. капрон
Опыт 2: отбеливатели как
пятновыводители
Методика:
- на подготовленные образцы тканей
нанесли по капле раствора чернил, а затем,
по капле отбеливателей разного типа;
- наблюдали за изменениями образцов,
использовали визуальное наблюдение и
наблюдение под микроскопом
Опыт 2: кислородсодержащие
отбеливатели как пятновыводители
Капрон
1
2
1
2
1 –Чистый дом
2- Ушастый нянь
Белый хлопок
1
2
1
2
Опыт 2: хлорсодержащие отбеливатели
как пятновыводители
1 Белизна
2 АСЕ
1
2
1
2
Белый хлопок
1
2
1
2
Опыт 2: хлорсодержащие отбеливатели
как пятновыводители
1
2
1
2
1 Белизна
2 АСЕ
Штапель
1
2
1
2
Сравнение действия
отбеливателей (ткань – лен)
Хлорсодержащие отбеливатели
Кислородсодержащие отбеливатели
Опыт 3: Изучение состава отбеливателей
Установка состоит из:
1
1. аппарата для разложения
с датчиком кислорода для
определения растворенного
кислорода и газоотводной
трубкой;
Общий вид установки
2. аппарата для сбора
образовавшихся газов
с датчиком кислорода
для определения
кислорода в газовой
фазе.
2
Подготовка датчика кислорода
заполненный
наконечник
наконечник
гальванический
элемент наконечник в сборе
детали наконечника
заполнение
сборка
Результаты калибровки датчиков
Опыт 3: Изучение состава отбеливателей
Методика:






в аппарат для разложения заливаем 40 мл
дистиллированной воды,
подготавливаем и калибруем оба датчика по
воде (8,26мг/л) и по воздуху (20,9 %),
заново запускаем регистратор,
добавляем 40 мл отбеливателя,
добавляем оксид марганца (IV)
в качестве катализатора,
при необходимости, нагреваем
смесь до 60-800С на
водяной бане.
Разложение перекиси водорода
Пробный опыт
Разложение кислородсодержащего
отбеливателя «Ушастый нянь»
Хлорсодержащие отбеливатели
Состав: гипохлорит натрия NaOCl, вода и
некоторые дополнительные компоненты.
При разложении могут образоваться
разные продукты:
1. В кислой среде и при нагревании:
3 NaOCI = 2NaCI + NaCLO3
2. В щелочной среде (рН>10):
2NaOCI = 2NaCI + O2
3. При гидролизе:
NaOCI + H2O = HCLO + NaOH
2HCLO = 2HCL + O2
Разложение хлорсодержащего
отбеливателя «АСЕ»
Качественная реакция
на ион хлора с AgNO3
Общие выводы
по работе:
1. По результатам наших опытов хлорсодержащие
отбеливатели значительно более агрессивны, они
уничтожают окраску и приводят к разрушению волокон
натуральных тканей.
2. Из двух исследованных хлорных отбеливателей
разрушающее действие АСЕ сильнее.
3. Кислородсодержащие отбеливатели практически не
влияют на цвет и фактуру тканей.
4. При удалении пятен активны отбеливатели обоих типов.
5. Хлорные отбеливатели позволяют полностью удалить
пятна, тогда как кислородсодержащие – только
частично.
6. Экспериментально доказано, что «рабочим веществом»
в кислородсодержащих отбеливателях является именно
кислород
Литературные источники
http://wwtec.ru/
 http://ru.wikipedia.org/wiki/%C3%E8%EF%
EE%F5%EB%EE%F0%E8%F2_%ED%E0%F2
%F0%E8%FF
 http://www.cosmomir.ru/?a_id=136
