химия в быту. Практикум учебнометодические рекомендации для студентов химикобиологического факультета
 Скачать 0.97 Mb.
|
|
Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное агентство по образованию Нижнетагильская государственная социально-педагогическая академия ХИМИЯ В БЫТУ ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ Учебно-методические рекомендации для студентов химико-биологического факультета Автор-составитель Т.А. Шатунова Нижний Тагил 2010 Печатается по решению кафедры химии НТГСПА и решению учебно-методического совета НТГСПА (протокол № ) Т.А. Шатунова. Химия в быту (лабораторный практикум). Учебно-методические рекомендации предназначены для проведения лабораторных работ по факультативному курсу для студентов химико-биологического факультета. Нижний Тагил, 2010.67 с. Рецензенты: Н.Н. Катаева, к.х.н., доцент кафедры химии и МОХ НТГСПА; О.В. Прохорова, ст. преподаватель кафедры химии НТИ(ф) УрФУ Настоящие рекомендации полностью соответствует учебной программе и предназначено для студентов химико-биологического факультета. Они содержат описание опытов качественного анализа продуктов бытовой химии и декоративной косметики в соответствие с ГОСТом, методику приготовления некоторых реактивов, список вредных добавок в составе косметики, химический состав некоторых зубных паст и СМС, а также список необходимой литературы. Редакторы Корректор Подписано в печать с оригинала. Формат 6084 1/16 Бумага для множительных аппаратов. Гарнитура «Таймс». Печать офсетная. Усл. печ. л. _________________. Уч.-изд. л. _____________. Тираж 30 экз. Заказ ____________ Оригинал-макет изготовлен Т.А. Шатуновой. Типлаборатория НТГСПА. Адрес: 622031, Нижний Тагил, ул. Красногвардейская, 57. © НТГСПА. 2010 СОДЕРЖАНИЕ
Введение Быстрое развитие химической промышленности вызвало к жизни появление огромного количества разнообразных товаров бытовой химии, которые получили широкое признание. У нас в стране на прилавки магазинов ежегодно ложатся миллиарды упаковок различных химических препаратов, число наименований которых достигает сейчас более тысячи. Товары бытовой химии включают: синтетические моющие средства; отбеливающие, подсинивающие, подкрахмаливающие, чистящие средства, пятновыводители, полироли, клеи; средства по уходу за автомобилями и борьбы с бытовыми насекомыми и грызунами и прочие средства. Популярность товаров бытовой химии неуклонно растет, расширяется области их применения, увеличивается выпуск. Бытовая химия занимает важное место в нашей жизни. Она в нашей в квартире повсюду и очень важно, чтобы она не причиняла нам вреда. Очень важно знать, как с ней обращаться и можно ли её заменить на менее вредные для здоровья средства. Для этого необходимо знать состав продуктов бытовой химии. Не менее важное место в нашей жизни занимает декоративная косметика. Она является неотъемлемой частью жизни женского общества. Она помогает подчеркнуть красоту женского лица, придать ему индивидуальность и скрыть мелкие недостатки. Косметика позволяет нам быть ближе к внешнему идеалу и чувствовать себя уверенней. Не всегда добросовестная реклама часто вводит в заблуждение потребителей. Не надо забывать, что в нашей стране продается преимущественно косметика, изготовленная в третьих странах, или в нашей стране, но под марками известных производителей и наивно надеяться, что в такой косметике отсутствуют вредные и ядовитые вещества, а реклама такой продукции, как безопасной, выгодна производителю, ну и рекламодателю. На наших занятиях мы попытаемся проанализировать препараты бытовой химии и декоративной косметики в соответствии с ГОСТ, так многие соединения, входящие в состав этой продукции являются ядовитыми и в количестве большем, чем предусмотрено ГОСТом могут вызвать нежелательные последствия. I. АНАЛИЗ ЗУБНЫХ ПАСТ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВОДОРОДНОГО ПОКАЗАТЕЛЯ (рН) В ЗУБНЫХ ПАСТАХ От этого показателя зависит воздействие фторидов 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% 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. ОПРЕДЕЛЕНИЕ МАССОВОЙ ДОЛИ ВОДЫ ГОСТом предусмотрено содержание массовой доли воды в пределах 19-45%. От этого показателя зависит консистенция зубной пасты, что влияет на оценку внешнего вида. ОБОРУДОВАНИЕ: 1. Весы 2. Чашка фарфоровая – 1 шт. 3. Сушильный шкаф ХОД РАБОТЫ: 10 г зубной пасты сушат один час в сушильном шкафу при 60-70° С, а затем 1,5 часа при 100° С После охлаждения повторно взвешивают и вычисляют массовую долю воды. m(H2O) = m(H2O)до сушки m(H2O)после сушки ω% = m(H2O) : m(образца) · 100% 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: 23-43% 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. Затем приливают из мерного цилиндра осторожно 25 мл раствора соляной кислоты. При этом выделяется углекислый газ. Колбу с реакционной смесью нагревают на водяной бане до полного прекращения выделения газа (10-15 мин), за тем 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 формуле: 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, 0,02502 – количество карбоната кальция, соответствующее 1 мл 0,5 н раствора гидроксида натрия. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СУММЫ МЕЛА И ДИКАЛЬЦИЙФОСФАТА В ЗУБНОЙ ПАСТЕ 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 ОБОРУДОВАНИЕ: 1. Колба коническая (250 мл) – 1 шт 2. Стакан химический (250 мл) – 1 шт 3. Бюретка – 1 шт. 4. Весы – 1 шт. 5. Электроплитка 6. Баня водяная РЕАКТИВЫ: 1. Кислота соляная (0,5 н) 2. Аммиачный буферный раствор 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 ее раствором соляной кислоты (25 мл.) и нагревают до полного прекращения выделения углекислого газа), разбавляют водой до 100 мл и нейтрализуют раствором аммиака до рН = 2 по индикаторной бумаге. Отбирают 10 мл. раствора в колбу для титрования. Затем 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· 0,0025 · V2 ·100) : (m · V3), V1 – объем раствора трилона Б, израсходованного на титрование; V2 – общий объем кислотной вытяжки; V3 –объем кислотной вытяжки, взятой для титрования; m – масса навески зубной пасты; 0,0025 – количество карбоната кальция, соответствующее 1 мл точно 0,05 н раствора трилона Б. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЕННОГО ЧИСЛА И УСТОЙЧИВОСТИ ПЕНЫ За пену "отвечают" поверхностно-активные вещества - тензиды. Паста с тензидами гораздо успешнее справляется с зубным налетом, однако избыток ПАВов может раздражать десны. Поэтому они должны присутствовать в пасте в строго определенном количестве - не более одного-двух процентов. В принципе консистенция пасты - дело вкуса. Но, по мнению специалистов, жидкие и пенящиеся пасты, с легкостью проникающие в межзубные промежутки, эффективнее справляются с зубным налетом. Метод заключается в определении объема пены, образующейся в результате механического встряхивания раствора в делительной воронке или в мерном цилиндре. Устойчивость пены, в процентах, указывает на степень ее не разрушаемости в течение 1 минуты. ОБОРУДОВАНИЕ: 1. Весы 2. Химический стакан (150 мл) – 1 шт. 3. Цилиндр мерный (250 мл) – 1 шт. 4. Цилиндр мерный (25 мл) – 1 шт. 5. Электроплитка. 6. Секундомер механического типа ХОД РАБОТЫ: Взвешивают 1 г зубной пасты на весах в стакане. В стакан добавляют 20 мл дистиллированной воды и нагревают, помешивая, при температуре не выше 50 °С до полного растворения зубной пасты. Затем раствор охлаждают до 20 °С, количественно переносят в мерный цилиндр (25 мл) и доводят дистиллированной водой до метки 20 мл. Приготовленный раствор переносят в цилиндр (250 мл), закрывают пробкой и встряхивают в вертикальном положении в течении 30 с, совершая 90 встряхиваний. Встряхивание прекращают, открывают пробку и через 30 секунд замеряют объем образовавшейся пены. Для определения устойчивости пены объем пены замеряют через 1 мин. Пенное число (Х1), в кубических сантиметрах, вычисляют по формуле: Х1 = 2 · V0 Устойчивость пены (Х2), в процентах, вычисляют по формуле: Х2 = V1 : V0 V1 – объем пены, измеренный через 1 минуту, см ; Vo – объем пены, измеренный через 30 с, см . За окончательный результат принимают среднее арифметическое двух параллельных измерений, расхождение между которыми при доверительной вероятности не должно превышать: не менее 250 см3 - при определении пенного числа; 0,2-1 – при определении устойчивости пены. |