شوینده ها- جلسه هشتم

اهداف
·آشنایی با انواع دترجنت
· بررسی خواص انواع شوینده

وسایل مورد نیاز
· آب
·محلول قلیا
· تری اتانول آمین
·کوکونات
·نمک
.سولفونیک اسید
· کاغذ تورنسل
· سدیم لورت سولفات
·محلول اوره
·رنگ
·اسانس

مقدمه
هر شیمیدانی دوست دارد روزی بتواند یک محصول شیمیایی تولید کند. حال اگر این محصول پر کاربرد باشد دیگر خیلی هیجان بالایی دارد. اما معمولا برای تهیه محصولات شیمیایی پر کاربرد مانند مواد شوینده دو مشکل وجود دارد که یکی این که مواد بسیار خاص هستند و دیگر اینکه کمی گران هستند!

 برای تهیه مایع ظرف شویی می توانید از روش زیر استفاده کنید:
 مواد شیمیایی مورد نیاز:
محلول سدیم هیدروکسید یا همان سود سوزآور، این ماده همان چنته است که در فروشگاه ها یا سوپر مارکت محله خودتان هم پیدا می شود. می توانید کمی چنته خریده و محلول آن را تهیه کنید. ما از سدیم هیدروکسید برای تنظیم پی اچ استفاده خواهیم کرد. بنابراین اگر محلولی که تهیه می کند غلظت خوبی داشته باشد، به نفع شماست.
سدیم کلرید یا همان نمک خوراکی که برای بالا بردن غلظت نهایی محلول استفاده می شود. نمک معمولا در هر خانه ای یافت می شود و نیاز نیست برای پیدا کردن آن زحمت چندانی بکشید. اضافه کردن نمک در انتهای واکنش صابونی شدن منجر به تولید یون محلول چسبنده و غلیظ می شود.
برای تهیه مایع ظرفشویی به آب هم نیاز دارید! آب که تهیه کردنش واقعاً آسونه، کافیه شیر آب را باز کنید. البته اگر از آب مقطر استفاده کنید نتیجه ی خیلی خوبی خواهید گرفت.
 سدیم لورت سولفات، یک ترکیب پاک کننده و کف آور است. از این ماده در تولید اکثر مواد بهداشتی و شوینده مانند مایع صابون، خمیردندان، خمیر ریش و شامپوها استفاده می شود. این ماده حالت خمیری نیمه شفاف با رنگی مشابه سفید یا زرد دارد که بوی آن کم و در غلظت های 30 و 70 درصد در بازار موجود است. که به طور خلاصه به آن SLS هم گفته می شود. SLS یک مواد فعال سطحی آنیونی است که دارای ساختار آلكیل اتر سولفات می باشد و از تركیب یك الكل چرب (به عنوان مثال روغن نارگیل) با اكسید اتیلن به دست می آید. . مصرف بیش از حد این ماده روی پوست منجر به خطراتی مانند التهاب و اگزما و خشکی می شود.
سولفونیوک اسید ماده ی دیگری است که در آب محلول است. از آن به عنوان ماده افزودنی در امولسیون ها و روغن های روان کننده استفاده می کنند، بخش عمده استفاده آن در صنعت جلوگیری از خوردگی و ایجاد زنگ است. آلكیل بنزن سولفونیك اسید بعنوان مهمترین سورفكتانت فعال سطحی (سورفكتانت آنیونیك) در فرمولاسیون بسیاری از تركیبات شوینده مورد استفاده قرار می گیرد. استفاده از این ماده پرکاربرد به دلیل قیمت پایینی که دارد در تهیه پودر های شوینده لباسشویی ، مایعات ظرفشویی و لباسشویی و سایر مایعات و پودر های شوینده مرسوم است.
محلول اوره: اوره به صورت گرانول های سفید یا شیری رنگ با قابلیت انحلال بالا همان ماده ای است که بر اثر فعالیت های بدن ما با حل شدن در آب از طریق ادرار دفع می شود. محلول اوره یکی از پرکاربردترین محلول ها در باغداری است.
تری اتانول آمین یکی از مواد آلی است که همانطور که از نامش مشخص است دارای یک گروه آمینی با سه گروه هیدروکسیلی است که معمولا با علامت اختصاری TEA نشان داده می شود.
تری اتانول آمین همانند دیگر آمین ها به علت داشتن جفت الکترون تنها روی اتم نیتروژن ،به عنوان یک قلیای ضعیف عمل می کند.
این ترکیب به عنوان متعادل کننده pH در صنایع بهداشتی و آرایشی کاربرد فراوانی دارد. به طور مثال در تولید محصولات بهداشتی و آرایشی نظیر شامپوها ،نرم کننده ها ،لوسیون های پوست و ژل های مختلف گرفته تا کف ریش و غیره ...،این ترکیب شیمیایی مورد استفاده است. نام دیگر این ترکیب شیمیایی آمینه، ترولامین است که مایعی زرد رنگ با انحلال خوب در آب است. نقطه ی جوش آن در دمای4/335 درجه سانتی گراد و نقطه ی ذوب آن 5/20 درجه سا نتی گراد مشخص شده است.

کوکونات: نام مستعار ترکیب شیمیایی کوکونات فتی اسید دی اتانول آمید، مایع ویسكوز لیمویی رنگ از نوع مواد فعال سطحی غیریونی است. به این معنی که بخش آبگریز این ماده در pH رایج فرآورده های آرایشی و بهداشتی، فاقد بار الكتریكی است. این ماده به عنوان پایدار کننده و افزایش دهنده کف و گرانروی بخصوص در شامپوهای حالت دهنده به کار می رود. این ترکیب در حضور نمک شاهد افزایش گرانروی می شود و از اینرو غلظت مایع شوینده نهایی را بیشتر نشان می دهد.

نکته آخر اینکه
محلول های رنگ و اسانس ها هم که برای افزایش جذابیت و ایجاد رایحه ملایم و مطبوع در ماده شوینده استفاده می شود در اکثر مغازه ها یافت می شود.

روش تهیه ی مایع ظرفشویی:
۱- 50 میلی لیتر آب در یک بشر بریزید.
۲- 5 میلی لیتر از محلول قلیا یا همان سدیم هیدروکسید را به آب اضافه کرده و با هم زن خوب هم بزنید.
۳- 13 میلی لیتر تری اتانول آمین به ظرف اضافه کرده و خوب مخلوط نمایید.
۴- 10 قطره کوکونات و 10 گرم نمک خوراکی به محلول اضافه کرده و اینقدر هم بزنید تا محلولی کاملا یکنواخت بدست آید.
5- همانطور که دارید محلول را هم می زنید به آرامی و قطره قطره 17 میلی لیتر سولفونیک اسید به محتویات داخل بشر اضافه کنید.
6- حال زمان تنظیم پی اچ است. با کاغذ تورنسل یا پی اچ محلول را اندازه گیری نمایید، محلول باید خنثی یا نزدیک ۷ باشه. اگه اسیدیته آن بالا بود با قطره چکان آرام آرام، چند قطره سدیم هیدروکسید اضافه کرده و هم بزنید. اگر خیلی بازی بود چند قطره ای سولفونیک اسید اضافه نمایید.
7- سپس ۱۰ گرم سدیم لورت سولفات اضافه کرده و هم بزنید.
8- در مرحله آخر 8 قطره از محلول اوره را با هم زدن به مخلوط اضافه می کنیم تا کاملا یکنواخت شود. هم زدن در این مرحله بسیار مهم است.
9- اگر در این مرحله غلظت محلول بدست آمده چنگی به دل نمی زد با افزودن تدریجی کمی نمک خوراکی و هم زدن مداوم می توانید غلظت آن را تاحدی افزایش بدی.
۱0- در بخش آخر، کمی رنگ و اسانس اضافه کرده و بعد از هم زدن های آرام وقتی کل محصول یکدست شد، چون روی محلولتان مقداری کف وجود دارد باید بذارید یه گوشه ای ساکن بماند تا کف های آن از بین برود.
خب حالا می تونید از مایع ظرفشویی تولید خودتان استفاده کنید. کیفیت مایع ظرفشویی به دست آمده را بر روی انواع مواد خوراکی از قبیل چربی ها و قند ها و پروتئین ها امتحان کنید. کارایی آن را در محیط های مختلف و انواع مختلف آب ها نیز بررسی کنید. تاثیر دمای آب را روی قدرت این مایع ظرفشویی بررسی کنید و دقت کنید که پارامتر حجمی آن در تمام این بررسی ها یکسان باشد تا بتوان به تکرار پذیری آزمایش ها دست یافت.
 
شما عزیزان می توانید برای انجام این پروژه به طرح درس های ذیل مراجعه فرمایید:
شوینده ها، جلسه اول
شوینده ها، جلسه دوم
شوینده ها، جلسه سوم
شوینده ها، جلسه چهارم
شوینده ها، جلسه پنجم
شوینده ها، جلسه ششم
شوینده ها، جلسه هفتم
شوینده ها، جلسه هشتم
شوینده ها، جلسه نهم
شوینده ها، جلسه دهم
شوینده ها، جلسه یازدهم


بخش پژوهش های دانش آموزی تبیان
- تهیه: مینا رزقی و شایان فروزنده دل
تنظیم: محبوبه همت