химия в быту. Практикум учебнометодические рекомендации для студентов химикобиологического факультета

• Название: Практикум учебнометодические рекомендации для студентов химикобиологического факультета
• Анкор: химия в быту
• Дата: 02.04.2022
• Размер: 0.97 Mb.
• Имя файла: Lab_praktikum_Khimia_v_bytu.doc
• Тип: Практикум; #435256
• страница: 3 из 4

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВОДОРОДНОГО ПОКАЗАТЕЛЯ (рН)

ДЛЯ СТИРАЛЬНЫХ ПОРОШКАХ

Этот показатель характеризует агрессивность порошка по отношению к коже рук и тканям. По российскому стандарту (ГОСТ 22567.5-93) уровень концентрации водородных ионов должен укладываться в диапазон от 7,5 до 11,5. Чем ближе показатель к нижней границе, тем лучше - белье меньше изнашивается при стирке.

ОБОРУДОВАНИЕ:

1. рН-метр

2. Весы

3. Стакан химический (100 мл) – 2 шт.

4. Цилиндр мерный

5. Термометр (100° С)

ХОД РАБОТЫ:

1 г порошка растворяют в 99 мл дистиллированной воды, нагревают при перемешивании до температуры 60-70° С до полного растворения. Охлаждают до комнатной температуры, отделяют водный слой и измеряют рН. За окончательный результат испытания принимают среднее арифметическое результатов двух параллельных определений.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ СУЛЬФАТОВ

В СТИРАЛЬНЫХ ПОРОШКАХ

Сульфаты (натрия, калия) – это исполнительные средства, которые обеспечивают сыпучесть стиральных порошков. Сульфат натрия способствует проявлению максимального действия ПАВ при их минимальном количестве.

ОБОРУДОВАНИЕ:

1. Спектрофотометр

2. Стакан химический (150 мл.) – 1шт.

3. Водяная баня

4. Стеклянная палочка

5. Колба мерная (100 мл.) – 1шт.

6. Колба мерная (50 мл.) – 1шт.

7. Пипетка (5 мл.) – 1 шт.

РЕАКТИВЫ:

1. Сульфат натрия (0,02 М)

2. Хлорид бария (0,5 М)
ХОД РАБОТЫ:

Навеску синтетического моющего средства 0,5 г помещают в стакан вместимостью 150 мл, прибавляют 50 мл горячей воды (температура 90-95°С), нагревают на водяной бане, периодически помешивая стеклянной палочкой до полного растворения.

Раствор переносят в мерную колбу вместимостью 100 мл, и доводят горячей водой до метки, охлаждают до комнатной температуры (18-20°С).

Для анализа необходимо взять 0,5 мл. данного раствора в мерную колбу на 50 мл., добавить 5 мл. хлорида бария и довести объем раствора дистиллированной водой до метки. определить оптическую плотность раствора на КФК-2 и по калибровочной кривой определить концентрацию сульфат-иона (С, моль/л).

Расчет исходной концентрации сульфат-иона рассчитывают исходя из данной формулы:

С = (С_{исх .}· V_пр.) : V_общ..
III. АНАЛИЗ МЫЛА И ЧИСТЯЩИХ СРЕДСТВ

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЩЕЛОЧНОСТИ МЫЛА

Натуральное мыло, как и много веков назад, варится из животного или растительного жира с добавлением щелочи. Контактируя с эпидермисом, содержащаяся в мыле щелочь переводит белковую часть эпидермиса в легкорастворимые щелочные альбуминаты, удаляемые при смывании. Поэтому частое мытье с мылом сухой кожи действует на нее неблагоприятно, усугубляя ее сухость и зуд, способствует образованию перхоти, выпадению волос. Количество свободной щелочи в мылах регламентируется и в туалетных мылах не должно превышать 0,05 %.

ОБОРУДОВАНИЕ:

1. Стакан химический на (100 мл) – 2 шт.

2. Пипетка (5 мл) – 1 шт.

3. Пипетка (25 мл) – 1 шт.

4. Мерная колба (100 мл) – 1 шт.

5. Плоскодонная колба (250 мл) – 2 шт.

6. Плоскодонная колба (100 мл) – 2 шт.

РЕАКТИВЫ:

1. Соляная кислота (0,1 н )

2. Тетраборат натрия (0,1 н )

3. Хлорид бария (10 %)

4. Фенолрот

5. Метилоранж
ХОД РАБОТЫ:

Na₂B₄O₇ ·5Н₂О + 2 HCI → 2 NaCI + 4 Н₃ВО₃

Пипеткой поместить в 2 колбы по 5 мл Na₂B₄O₇, прибавить по 3 капли

Окраска раствора становится желтой. Титруем соляной кислотой до появления оранжевой окраски раствора. Записываем объемы кислоты, пошедшие на титрование буры и вычисляем средний объем, а затем концентрацию HCI.

С _(HCI) = (V · С)_буры / V ср (HCI);

Для выполнения измерения в колбе отвешивают 5 г мыла, записывая результат до третьего десятичного знака, и приливают 100 мл. воды и нагревают на водяной бане до растворения мыла, затем в горячий раствор добавляют 25 мл. 10 %-ного раствора хлорида бария. 
      Не отфильтровывая выпавший осадок, горячий раствор титруют при интенсивном взбалтывании раствором соляной кислоты в присутствии 2-3 капель раствора фенолрота. 
      При анализе окрашенного мыла титрование проводят в присутствии контрольной пробы для сравнения цвета раствора при титровании.   
      Контрольную пробу готовят так же, как и основную, только после осаждения мыла хлористым барием в колбу с контрольной пробой не добавляют фенолрот. Титрование рабочей пробы ведут до цвета контрольной пробы.
   Массовую долю свободной едкой щелочи (Х₁) в процентах вычисляют по формуле

,

     
где V - объем раствора соляной кислоты концентрацией С_(HCl)=0,1 моль/л, израсходованный на титрование, мл;      
     K - поправка, учитывающая отношение действительной концентрации раствора соляной кислоты в моль/л к номинальной концентрации С _(HCl)=0,1 моль/л;  
     m - масса анализируемой пробы мыла, г;
     0,004 - масса едкой щелочи, эквивалентная 1 мл раствора соляной кислоты концентрацией С_(HCl)=0,1 моль/л.
     За результат измерения принимают среднеарифметическое значение результатов двух параллельных измерений. Вычисления проводят до второго десятичного знака.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВОДОРОДНОГО ПОКАЗАТЕЛЯ (рН)

В МЫЛАХ

Показатель кислотности, или pH здоровой кожи обычно составляет от  4,5 до 6,0, что является кислотной средой относительно нейтрального значения pH 7,0. pH кожи играет важнейшую роль в формировании защитного барьера кожи, препятствующего проникновению вредоносных бактерий. Поэтому крайне важно поддерживать pH кожи на его естественном уровне. Все виды туалетного мыла имеют pH, близкий к естественному, обеспечивая защитный баланс и здоровье вашей кожи. Но зачастую мыло может оказаться опасным для кожи! Ведь чем ниже pH мыла, тем эффективнее его моющая формула, но и тем агрессивнее это мыло воздействует на кожу, разрушая защитный барьер и провоцируя аллергические реакции.

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 мыла растворяют в 99 мл дистиллированной воды, нагревают при перемешивании до температуры 80° С до полного растворения мыла. 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 В МЫЛЕ

Содержание воды в хозяйственном мыле достигает 30%, а в туалетном снижается до 12%. При меньшем количестве воды ухудшается его пластичность что, приводит к появлению трещин на поверхности мыла. При большем содержании воды мыло становится вязким.

ОБОРУДОВАНИЕ:

1. Фарфоровая чашка – 1 шт.

2. Весы

3. Сушильный шкаф

4. Эксикатор
ХОД РАБОТЫ:

Нарезают в виде тонкой стружки 10 г мыла и сушат один час в сушильном шкафу при 65-70° С, а затем полтора часа при 100-110°С. После охлаждения в эксикаторе повторно взвешивают и вычисляют процентное содержание воды

m(H₂O) = m(H₂O)_{до сушки} - m(H₂O)_{после сушки}

ω% = m(H₂O) : m (образца) · 100%
ОПРЕДЕЛЕНИЕ МАССОВОЙ ДОЛИ

ЖИРНЫХ КИСЛОТ В МЫЛЕ

Высокое содержание жирных кислот позволяет создавать устойчивую пену и повышает моющую способность мыла. Чем больше жирных кислот, тем выше качество мыла. Для хозяйственного мыла массовая доля жирных кислот: 65 %, 70 %, 72 %, Туалетное мыло содержит до 75 % жирных кислот.

ОБОРУДОВАНИЕ:

1. Весы

2. Воронка для фильтрования

1. 
   Колба коническая (250 мл) – 1 шт.
   
2. 
   Стакан химический (150 мл) – 1 шт.
   

РЕАКТИВЫ:

1. Кислота соляная (20%)

2. Универсальный индикатор

3. Спирт этиловый

4. Фенолфталеин

5. КОН (0,2 н спирт. р-р)
ХОД РАБОТЫ:

Взвешивают 5г средства. Навеску заливают 60-70мл нагретой до кипения воды, перемешивают, добавляют 20мл раствора соляной кислоты (20%) и охлаждают.

Выделившиеся жирные кислоты вместе с абразивом количественно переносят на фильтр и промывают тёплой водой (40-50°С) до нейтральной реакции промывных вод по универсальной индикаторной бумаге. Воронку вместе с промытым на фильтре осадком переносят в колбу (250 мл). Жирные кислоты растворяют на фильтре 50 мл горячего (60-65°С) спирта. Стакан, в котором велось выделение жирных кислот, дважды промывают спиртом порциями по 10 мл, сливая промывную жидкость на фильтр.

Охлаждённый до комнатной температуры спиртовой раствор гидроксида калия титруют в присутствии фенолфталеина до появления неисчезающей розовой окраски.

Массовую долю жирных кислот (Х) в процентах вычисляют по формуле:

_{Х = (С · V ·Э) : (1000 ·m)}

С – концентрация спиртового раствора КОН (0,2 н);

V – объём спиртового раствора КОН, израсходованного на титрование;

m – масса чистящего средства, г;

Э – средняя эквивалентная масса жирных кислот.

Экспериментально определённое значение средней эквивалентной массы жирных кислот в хозяйственном мыле равно 111г/моль.
ТИТРИМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ СУМАРНОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ СИЛЬНЫХ ОКИСЛИТЕЛЕЙ, ВЫРАЖЕННОЙ В ЭКВИВАЛЕНТЕ КОНЦЕНТРАЦИИ «АКТИВНОГО ХЛОРА»

Хлор в бытовой химии используют как отбеливатель и дезинфицирующее средство. ГОСТом Р 51696-2000 предусмотрено содержание активного хлора не более 8 %, или не более 200 мг/л.

ОБОРУДОВАНИЕ:

1. Колба коническая (250 мл) – 1шт.

2. Бюретка

РЕАКТИВЫ:

3. Калий йодид (10% водный раствор)

4. Натрий тиосульфат (0,1 н)

5. Серная кислота (1 н)

6. Крахмал водорастворимый ( 0,5%)
ХОД РАБОТЫ:

Для определения концентрации окислителей в растворе оксидантов в коническую колбу с притертой пробкой вместимостью 250 мл вносят 10 мл анолита, 5 мл 10%-ного раствора йодида калия и 50 мл 1 н. раствора серной кислоты. Содержимое колбы перемешивают и помещают в темное место на 5 мин. Выделившийся йод титруют 0,1 н. раствором тиосульфата натрия до светло-желтой окраски, после чего прибавляют 1 мл 0,5%-ного раствора крахмала и раствор титруют до исчезновения синей окраски.

Концентрацию окислителей С_АХ в г/л вычисляют по формуле:

С_АХ = V· 0,003546 · 1000,

10

V- объем 0,1 н. раствора тиосульфата натрия, израсходованный на титрование пробы раствора оксидантов, мл;

0,003546 - масса хлора, эквивалентная 1 мл 0,1 н. раствора тиосульфата натрия, г,

10 - объем анализируемой пробы раствора оксидантов, мл.

За результат анализа принимают среднее арифметическое трех параллельных определений.
МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ НЕРАСТВОРИМОГО В ВОДЕ ОСТАТКА (АБРАЗИВА)

Абразивные чистящие средства содержат моющие компоненты и твердые частицы (песок, бура, бикарбонат натрия и др.). Дополнительное механическое воздействие благодаря этим частицам облегчает процесс очистки. Недостатком такого способа очистки являются царапины на поверхности. Поэтому использовать его можно только для устойчивых поверхностей. Металлические поверхности не рекомендуется чистить абразивными средствами. ГОСТ Р 51696-20000 устанавливает содержание абразива (в средствах содержащих абразивы) должна быть не более 90 %.

ОБОРУДОВАНИЕ:

1. Стакан химический (150 мл) – 1 шт.

2. Ступка фарфоровая – 1 шт.

3. Воронка – 1 шт.

4. Электроплитка

5. Шкаф сушильный

6. Эксикатор

РЕАКТИВЫ:

1. Универсальный индикатор (бумага)

2. Вода дистиллированная

ХОД РАБОТЫ:

Для порошкообразных средств пробу растирают в ступке до исчезновения гранул и комочков. 1 г. средства взвешивают в стакане и приливают 70-80 мл дистиллированной воды, нагретой до 70-80° С, тщательно перемешивают и дают отстояться.

Раствор фильтруют на лабораторной воронке методом декантации через обеззоленный фильтр. Осадок в стакане 3-4 раза промывают дистиллированной водой комнатной температуры порциями по 30-40 мл и фильтруют.

Затем осадок количественно переносят на фильтр и продолжают промывать дистиллированной водой до нейтральной реакции промывных вод по универсальной индикаторной бумаге.

При использовании в средстве плохо фильтрующихся мелких абразивов допускается проводить фильтрование под вакуумом, используя водоструйный насос, колбу Бунзена и воронку Бюхнера.

В этом случае промывание ведут до нейтральной реакции промывных вод по универсальной индикаторной бумаге.

Фильтр с осадком помещают в стаканчик и высушивают в сушильном шкафу при той же температуре до постоянной массы, охлаждают в эксикаторе над прокаленным хлоридом кальция и взвешивают. Первое взвешивание проводят через 2 ч., последующие – через 30 мин высушивания.

Массовую долю нерастворимого в воде остатка (абразива) X %

вычисляют по формуле:

Х = (m₁ · 100) : m

m₁, - масса остатка на фильтре, г;

m - масса навески средства, г
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЩЕЛОЧНЫХ КОМПОНЕНТОВ

В ЧИСТЯЩИХ ПАСТАХ

Щелочные средства включают ПАВ, комплексообразователи, щелочи, антикоррозийные ингредиенты и др. Щелочные средства применяют для удаления масляных и жировых пятен. Щелочные средства бывают: слабо-, средне- и сильнощелочными. Сильнощелочные моющие средства, обладают высокой коррозионной способностью и раздражительным для кожи и слизистой оболочки действием.

Щелочные моющие средства неэффективны для удаления минеральных отложений.

ГОСТом Р 51696 – 2000 предусмотрено содержание массовой доли щелочных компонентов в чистящих средствах пересчете на оксид или гидроксид натрия в интервале от 2,0 до 15 %.

ОБОРУДОВАНИЕ:

1. Бюретка

2. Колба коническая (250 мл.) – 1 шт.

3. Цилиндр мерный (100 мл.) – 1 шт.

4. Стакан химический (100 мл.) – 1 шт.

5. Стеклянная палочка

6. Электроплитка

РЕАКТИВЫ:

1. Серная кислота (0,1 н)

2. Бромфеноловый синий (0,2 %)
ХОД РАБОТЫ:

В стакане взвесить 1 г. чистящего средства, растворить в 80 мл. воды, нагретой до 60-70° С, тщательно перемешать и охладить до комнатной температуры. В колбу добавить бромфенолового синего и титровать раствором серной кислоты до исчезновения сине-фиолетового окрашивания.

Массовую долю щелочных компонентов высчитывают по формуле:

Х = (V ∙ 0,0031 ∙ 100) : m

V – объем раствора серной кислоты;

0,0031 – масса Na₂О, соответствующая концентрации серной кислоты – 0,1н;

m – масса навески средства, г.

IV. АНАЛИЗ ДЕКОРАТИВНОЙ КОСМЕТИКИ

ОПРЕДЕЛЕНИЕ МАССОВОЙ ДОЛИ СВИНЦА

В ГУБНОЙ ПОМАДЕ

Свинец применяется для стойкости цвета, содержится практически в любой губной помаде. Исследования доказали, что почти две трети (61%) лежащей на полках магазинов губной помады (в том числе и самых известных марок – Лореаль, Ревлон и т.д.) содержит в себе значительные количества опасного для здоровья свинца Чем большую стойкость обещает производитель или реклама – тем больше в этой помаде свинца.

Также свинец негативно влияет на зрение, дёсны, состав крови, может вызывать паралич (т.н. «свинцовые судороги») и самое страшное – на детский мозг. То есть за девять месяцев беременности + та концентрация, что мамой уже была накоплена заранее плод стороной никак не обойдёт.

ГОСТом на изделия декоративной косметики предусмотрено содержание свинца от 0,0 до 0,0002 % включительно.

ОБОРУДОВАНИЕ:

1. Весы

2. Спектрофотометр

3. Стакан фарфоровый – 1 шт.

4. Муфельная печь

5. Воронка для фильтрования – 1 шт.

6. Колба коническая (100 мл) – 1 шт.

7. Мерные пробирки – 3 шт.

РЕАКТИВЫ:

1. Кислота серная (конц.)

2. Соляная кислота (1: 1)

3. Аммиак (25 %)

4. Универсальный индикатор (бумага)

5. Свинец азотнокислый (1 мг/мл)

6. Аммоний хлористый (2 %)

7. Калий железистосинеродистый (10 %)

8. Натрий цитрат (10 %)

9. Сульфарсазен
ХОД РАБОТЫ:

2-3 г. губной помады взвешивают в фарфоровом стакане, добавляют 1 мл. концентрированной серной кислоты и перемешивают стеклянной палочкой. Стакан помещают в муфельную печь и нагревают при температуре 600-650º С в течение 2-3 час. В стакан, охлажденный до комнатной температуры (20º С) добавляют 5 мл. соляной кислоты, содержимое размешивают стеклянной палочкой и оставляют на 1 час. Затем смесь доводят раствором аммиака 8,0 ед. рН по универсальной индикаторной бумаге и оставляют на 30 мин. Раствор фильтруют через фильтровальную бумагу и промывают стакан и фильтр небольшими порциями воды. Объем фильтрата измеряют мерным цилиндром.

В три мерные пробирки вносят по 5 мл. испытуемого раствора, стандартного раствора азотнокислого свинца и дистиллированной воды (контрольный опыт). Добавляют в каждую пробирку по 0,1 мл раствора железистосинеродистого калия, 4 мл раствора хлористого аммония, доведенного до 9,0 ед. рН раствором аммиака, 1 мл раствора лимоннокислого натрия доведенного до 9,0 ед. рН. Содержимое пробирок перемешивают, затем вносят в каждую пробирку по 0,5 мл. раствора сульфарсазена в растворе хлористого аммония, вновь перемешивают, выдерживают 30 мин и измеряют оптическую плотность при длине волны 513 нм на спектрофотометре. При наличии свинца развивается красноватое окрашивание.

Значение оптической плотности контрольного опыта вычитают соответственно из значений оптических плотностей стандартного раствора и исследуемого раствора.

Массовую долю свинца Х %, вычисляют по формуле:

Х = (А_и · V) : (A_c · m · 5) · 10^ˉ4

A_и – оптическая плотность исследуемого раствора;

V – объем фильтрата, мл.;

A_c – оптическая плотность стандартного раствора, содержащего 10 мкг свинца;

5 – объем исследуемого раствора, мл;

10^ˉ4 – коэффициент перевода в проценты.