Химия в быту. Практикум для СПО

СРЕДНЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ

__________________________________________________________________

РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПРОФЕССИОНАЛЬНО-ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Е.А. Раскатова, Т.А. Шатунова

ХИМИЯ В БЫТУ

ПРАКТИКУМ ДЛЯ СПО

Рекомендовано Учебно-методическим отделом СПО в качестве практикума для использования в учебном процессе образовательными учреждениями среднего профессионального образования по всем профессиям и специальностям

4

5

ВВЕДЕНИЕ

Быстрое развитие химической промышленности вызвало к жизни появление огромного количества разнообразных товаров бытовой химии, популярность которых неуклонно растет, расширяются области их применения, увеличивается выпуск.

Синтетические моющие, отбеливающие, подсинивающие, подкрахмаливающие, чистящие средства, пятновыводители, полироли, клеи, средства по уходу за автомобилями и борьбы с бытовыми насекомыми и грызунами, прочие средства на основе химических соединений широко используются в нашей жизни. Является важным знание состава продуктов бытовой химии, правильного обращения с ними, возможности замены на менее вредные для здоровья средства.

Декоративная косметика, фармацевтические препараты, являясь неотъемлемой частью жизни общества, помогают подчеркнуть красоту и индивидуальность, справляться с недомоганиями и болезнями человека. Иногда недобросовестные рекламодатели, производители косметики и препаратов под марками известных брендов способны вводить в заблуждение потребителей об отсутствии вредных и даже ядовитых веществ в продукции.

Используя химические и физико-химические методы, мы проанализируем препараты бытовой химии и декоративной косметики на соответствие нормам ГОСТа и тем самым исключим возможность присутствия в них вредных для здоровья соединений и соединений, содержащихся в большем количестве, чем предусмотрено государственным стандартом качества, что не является безопасным и может вызвать нежелательные последствия при применении.

6

1.АНАЛИЗ ЗУБНЫХ ПАСТ

1.1.ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВОДОРОДНОГО ПОКАЗАТЕЛЯ (РН)

ВЗУБНЫХ ПАСТАХ

От водородного показателя зависит воздействие фторидов, одной из составляющих современных зубных паст, на зубную эмаль. Наиболее эффективным считают показатели рН в пределах 6,0–8,0 ед. По ГОСТу 7983-82 допускается водородный показатель в пределах 7,0–10,3 ед.

рН измеряют в водном растворе с массовой долей зубной пасты от 1 до

20 % (масс.).

ОБОРУДОВАНИЕ:

1.рН-метр.

2.Весы.

3.Стакан химический (100 мл) — 1 шт.

4.Цилиндр мерный — 1 шт.

5.Термометр (100 °С) — 1 шт.

ХОД РАБОТЫ:

1 г зубной пасты растворяют в 99 мл дистиллированной воды, нагревают при перемешивании до температуры 80 °С до полного растворения зубной пасты. Охлаждают до комнатной температуры, отделяют водный слой и измеряют рН. За окончательный результат испытания принимают среднее арифметическое результатов двух параллельных определений.

1.2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ МАССОВОЙ ДОЛИ ВОДЫ

ГОСТом предусмотрено содержание воды в зубных пастах в пределах 19–45 % (масс.). От этого показателя зависит консистенция пасты, что, безусловно, влияет на оценку ее внешнего вида.

ОБОРУДОВАНИЕ:

1. Весы.

2. Чашка фарфоровая — 1 шт.

3. Сушильный шкаф.

7

ХОД РАБОТЫ:

10 г зубной пасты сушат один час в сушильном шкафу при 60–70 °С, затем 1,5 часа — при 100 °С. После охлаждения повторно взвешивают и вычисляют массовую долю воды:

m(H2O) = m(образца)до сушки − m(образца)после сушки ;

ω% (H2O) = m(H2O) : m(образца) · 100 %.

1.3.ОПРЕДЕЛЕНИЕ КАРБОНАТОВ КАЛЬЦИЯ И МАГНИЯ

Эффективность чистки зубов зависит от абразивных компонентов паст, которые обеспечивают очищающее и полирующее действие. Абразивные вещества реагируют с неорганическими соединениями эмали зуба.

В качестве абразива используют карбонаты кальция, магния, диоксид кремния, силикат циркония, гидроксид алюминия, ди- и трикальцийфосфаты.

Карбонаты кальция и магния обладают повышенной стирающей способностью, кроме того, они плохо сочетаются с лечебными добавками.

Государственным стандартом качества оговорено допустимое количество химически осажденных карбонатов, содержащихся в зубной пасте, что составляет 23–43 % (масс.).

ОБОРУДОВАНИЕ:

1.Весы.

2.Баня водяная.

3.Колба коническая (100 мл) — 2 шт.

4.Бюретка — 1 шт.

5.Мерный цилиндр (25 мл) — 1 шт.

РЕАКТИВЫ:

1. Кислота соляная (0,5 н).

2.Вода дистиллированная.

3.Метиловый оранжевый, спиртовой.

4.Гидроксид натрия (0,5 н).

ХОД РАБОТЫ:

0,8–1,0 г зубной пасты взвешивают на весах в плоскодонной колбе. За тем осторожно из мерного цилиндра приливают 25 мл раствора соляной кислоты.

8

При этом выделяется углекислый газ. Колбу с реакционной смесью нагревают на водяной бане до полного прекращения выделения газа (10–15 мин), затем охлаждают, добавляют 3–5 капель раствора метилового оранжевого. Титруют не израсходованную в реакции соляную кислоту раствором гидроксида натрия до перехода окраски из красной в желтую. Параллельно проводят контрольный опыт.

Сумму массовых долей карбонатов кальция и магния вычисляют по фор-

муле:

Х = [(V – V1) · K · 0,02502 · 100] : m,

V и V1 — объем раствора гидроксида натрия, израсходованного на титрование соляной кислоты в контрольном опыте и в рабочем опыте; К — коэффициент поправки к 0,5 н раствору титранта;

m — масса навески зубной пасты, г;

0,02502 — количество карбоната кальция, соответствующее 1 мл 0,5 н раствора гидроксида натрия.

1.4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СУММЫ МЕЛА И ДИКАЛЬЦИЙФОСФАТА

Минерализующие добавки, вводимые в зубные пасты, предназначены для восполнения составных элементов при деминерализации эмали или при незавершенной вторичной минерализации, повышения сопротивляемости эмали зубов к кислотам. Действие этих добавок осуществляется либо при непосредственном контакте с поверхностью зуба, либо через слюну. В качестве минерализующих добавок широко используются фосфаты натрия и кальция.

ОБОРУДОВАНИЕ:

1.Колба коническая (250 мл) — 1 шт.

2.Стакан химический (250 мл) — 1 шт.

3.Бюретка — 1 шт.

4.Весы.

5.Электроплитка.

6.Баня водяная.

РЕАКТИВЫ:

1.Кислота соляная (0,5 н).

2.Аммиачный буферный раствор.

9

3. Трилон Б (0,05 н).

4.Аммиак (10 %).

5.Кислотный хром темно-синий.

ХОД РАБОТЫ:

В коническую колбу вместимостью 250 мл пипеткой отбирают 10 мл раствора зубной пасты. Предварительно готовят рабочий раствор. Для этого навеску зубной пасты массой около 1 г обрабатывают раствором соляной кислоты (25 мл) и нагревают до полного прекращения выделения углекислого газа, переносят в мерную колбу на 100 мл и доводят водой до метки. Раствор нейтрализуют аммиаком до рН = 2 по индикаторной бумаге, добавляют 20 мл аммиачного буферного раствора и медленно титруют раствором трилона Б в присутствии кислотного хрома темно-синего до перехода окраски от красной к синей.

Массовую долю кальция (Х, %) вычисляют по формуле:

X = (V1 · 0,0043 · V2 · 100) : (m · V3),

V1 — объем раствора трилона Б, израсходованного на титровании, мл; V2 — общий объем кислотной вытяжки, мл;

V3 — объем кислотной вытяжки, взятой для титрования, мл; m — масса навески зубной пасты, г;

0,0043 — количество карбоната кальция, точно соответствующее 1 мл 0,05 н раствора трилона Б.

1.5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЕННОГО ЧИСЛА И УСТОЙЧИВОСТИ ПЕНЫ

За свойства пены «отвечают» поверхностно-активные вещества — тензиды. Паста с тензидами гораздо успешнее справляется с зубным налетом, однако избыток последних может раздражать десны. Поэтому ПАВ должны присутствовать в пасте в строго определенном количестве, не более одного-двух процентов от массы. Консистенция пасты хотя и является индивидуальными предпочтениями и вкусом каждого, но, по мнению специалистов, жидкие и пенящиеся пасты, с легкостью проникающие в межзубные промежутки, эффективнее справляются с зубным налетом.

Метод определения пенного числа и устойчивости пены заключается в измерении объема пены, образующейся в результате механического встряхивания раствора в делительной воронке или мерном цилиндре. Об устойчивости пены судят по степени не разрушаемости ее в течение 1 минуты.

10