|
ЗАНИМАТЕЛЬНЫЕ ОПЫТЫ ДОМА Стирка Занимательные опыты дома / Опыты по химии для детей Стирка - физико-химический процесс, его главные действующие лица
- поверхностно-активные вещества. Молекулы таких веществ состоят из двух частей
- гидрофильной, т. е. имеющей сродство к воде, и гидрофобной, которая с водой не
взаимодействует, зато охотно вступает в контакт с загрязняющими веществами,
например, с трудно отмываемыми жирами и маслами. Эти группы - гидрофильные и
гидрофобные - находятся на разных концах длинной молекулы. Такие молекулы
прикрепляются своими гидрофобными концами к жирной поверхности, а гидрофильные
торчат наружу, словно иголки у ежа. Вода эти "иголки" хорошо смачивает, она
окружает такого "ежа", отрывает его от поверхности и уносит прочь. Примерно так
действует и мыло, и стиральный порошок. А чтобы поскорее удалить грязь с ткани
или с наших рук, мы их трем губкой, щеткой, друг о друга...
Коль скоро мыло - самое старое поверхностно-активное вещество, с
него и начнем.
Растворите в небольшом количестве воды немного мыла, добавьте в
пробирку раствор фенолфталеина. Окраска станет малиново-красной. Значит, среда
щелочная. И в самом деле, обычное мыло - натриевая соль жирных кислот -
олеиновой, стеариновой, например, C17H35COONa
(а жидкое мыло - калиевая соль тех же кислот). При растворении в воде такие соли
гидролизуются, распадаются на кислоту и щелочь. Но жирные кислоты слабые, а
щелочи в данном случае сильные, поэтому раствор имеет щелочную реакцию.
Раньше думали, будто мыло хорошо стирает и моет потому, что оно
образует щелочь. Оказалось, что дело вовсе не в этом. Напротив, щелочь
(например, стиральная сода) моет потому, что она соединяется с жирами и образует
в растворе поверхностно-активные вещества подобные мылу.
Между прочим, мыло не так уж сложно получить самим. Есть
несколько способов; вот один из них. Приготовьте горячий
концентрированный раствор стиральной соды, налейте его в пробирку и постепенно,
по каплям, добавляйте растительное масло, пока оно не перестанет растворяться.
Вместо масла можно взять пчелиный воск. В полученный раствор насыпьте щепотку
поваренной соли. Так же поступают и на мыловаренных заводах - этот процесс
называют высаливанием. После добавления соли твердое мыло всплывает на
поверхность и его легко отделить от раствора.
Сейчас мыло для стирки применяют все реже, а стиральные порошки
все чаще. В состав этих порошков входят поверхностно-активные вещества,
полученные синтетически. Поэтому их и называют синтетическими моющими
средствами.
Поставим такой опыт. Разрежьте лоскут грязной ткани на три части
и опустите каждый кусочек в стаканы. В первый стакан налейте просто подогретую
воду, во второй - мыльный раствор, а в третий - раствор любого стирального
порошка, какой найдется дома. Слегка потрите лоскутки, ополосните их в чистой
воде, высушите и внимательно разглядите. Тот кусочек ткани, который побывал в
воде, стал ненамного чище. Лоскуток из мыльного раствора заметно посветлел. Но
самым чистым окажется тот кусочек ткани, который вы извлекли из стакана с
раствором стирального порошка. Значит, синтетические моющие средства действуют
более энергично, чем обычное мыло.
У многих стиральных порошков есть еще одно ценное свойство: они
моют в любой воде - в мягкой, в жесткой, даже в морской. А мыло?
Возьмите обычную воду и растворите в ней какую-нибудь соль
кальция или магния. Можно купить в аптеке горькую соль, можно взять сухую
морскую соль (она тоже продается в аптеках) или раствор хлорида кальция. Таким
образом вы сделаете воду жесткой, ведь жесткая вода тем и отличается от мягкой,
что содержит много солей кальция и магния - так называемых солей жесткости.
Вновь возьмите кусочек грязной ткани и попробуйте выстирать его
мылом в такой жесткой воде. Ничего у вас не выйдет - даже пены не образуется.
Соли жесткости вступают с мылом в реакцию, образуются кальциевые и магниевые
мыла, а они нерастворимы в воде. И наше мыло теряет все свои полезные свойства.
Но если в жесткой воде растворить стиральный порошок, например
"Лотос", он будет отстирывать грязь почти так же, как прежде - жесткая вода ему
не вредит. Поверхностно-активные вещества, входящие в состав порошка, не
взаимодействуют с солями жесткости, а значит, не теряют своих свойств.
Растворы стиральных порошков, как и растворы хозяйственного
мыла, могут быть щелочными; в этом случае в них рекомендуют стирать хлопок и
лен, но никак не шерсть и не шелк. Однако есть и нейтральные средства, их
нередко выпускают не в виде порошков, а в виде жидкостей; они-то и хороши для
шерсти, шелка и синтетических тканей. Если возникнут сомнения, стоит ли стирать
тем или иным порошком шерстяной свитер, то проведите пробу с фенолфталеином.
Раствор стал красным - значит, в нем есть свободная щелочь, а она шерсти
противопоказана, потому что может разрушить волокна. Но если раствор остался
бесцветным или окрасился совсем немного, смело погружайте в него и шерстяные и
шелковые вещи.
В былые времена, когда мыло было предметом роскоши, для стирки
часто использовали другие, более доступные вещества, которые хотя и в меньшей
степени, но все же отстирывали грязь. Попробуйте и вы, как действуют эти
вещества. Можете взять для опыта порошок горчицы или отвар фасоли, но еще лучше
- корни некоторых растений, например, примулы, вороньего глаза, цикламена,
куколи. В этих корнях содержатся сапонины - вещества, обладающие моющим
действием (возможно, в старых книжках вы встречали такое выражение - мыльный
корень). Все эти природные вещества стирают, конечно, хуже мыла, но вы без труда
убедитесь, что они все же стирают.
Главу о моющих средствах закончим опытом, в котором, добавляя
поверхностно-активные вещества и изменяя тем самым поверхностное натяжение воды,
мы заставим предмет двигаться по воде.
Из тонкой медной проволоки сделайте плоскую спираль в несколько
витков, слегка смажьте ее маслом или вазелином и очень осторожно опустите на
поверхность воды. Поверхностное натяжение воды не дает спирали утонуть, а вода
ее не смачивает. Теперь пипеткой аккуратно капните в самую середину спирали одну
каплю мыльного раствора. Спираль сейчас же начнет вертеться. Растекаясь по
поверхности, мыльный раствор доходит до конца спирали, выходит из нее и
развивает небольшую реактивную тягу. Когда спираль остановится, капните мыльный
раствор еще раз - вращение возобновится.
Такая спираль может послужить прибором для определения
поверхностной активности различных жидкостей. Замените мыльный раствор другим
веществом - спираль станет двигаться с другой скоростью. Если капнуть раствор
поваренной соли, то кругового движения не будет вовсе. А в растворе стирального
порошка спираль быстро утонет. Он смывает слой масла, который удерживает
проволоку на воде.
Автор: Ольгин О.М.
Интересный опыт по физике: Огни святого Эльма Интересный опыт по химии: Обесцвечивание раствора йода помощью меди
раздел сайта Аудио и видеонаблюдение журналы Компьютерра (годовые архивы) книга Тиристорные усилители постоянного тока. Иванчук Б.Н., 1964 книга Любительские кассетные магнитофоны. Крутиков Д.А., 1978 статья Рекомендации по очистке лазеров в CD-проигрывателях сборник Архив схем и сервис-мануалов телевизоров Витязь
|