新人教版选修1:4.2《探讨加酶洗衣粉的洗涤效果》课件.ppt
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课题2探讨加酶洗衣粉的洗涤效果,专题4:
酶的研究与应用,课题目标,1、说出加酶洗衣粉的洗涤原理;2、探讨温度对加酶洗衣粉效果的影响;3、探讨不同种类的加酶洗衣粉对同一污物和不同污物洗涤效果的区别。
课题重点、难点重点:
探讨不同种类的加酶洗衣粉对同一污物和不同污物洗涤效果的区别;难点:
实验过程中各种变量的控制;,课题背景,有油渍、汗渍或血渍的衣服很难彻底洗干净,如何解决这个问题?
1、解决方法:
用加酶洗衣粉洗涤2、原理:
加酶洗衣粉中的酶能分解这些大分子污物,更有效的清除污渍。
一、基础知识,
(一)普通洗衣粉,旁栏思考:
查阅资料,看看普通洗衣粉中包含哪些化学成分?
表面活性剂,水软化剂,碱剂,漂白剂等成分,有的洗衣粉中还含有增白剂,香精和色素,以及填充剂等。
1、洗衣粉主要成分:
(1)表面活性剂,种类:
阴离子、阳离子、非离子和两性离子等四大类,但用于洗涤的表面活性剂则以阴离子和非离子为主作用:
洗衣粉的主要成分,优先吸附在各种界面上,降低水的表面张力,改变体系界面的状态,去除衣物的污渍。
一般表面活性剂中含有疏水基团和亲水基团,在洗涤过程中其乳化作用和通透作用,是衣服中的脂肪类物质进入水中。
应用:
表面活性剂有最普通、最传统的阴离子表面活性剂就是人类使用了几百年的肥皂(高级脂肪酸钠)。
合成洗涤工业问世之后,使用最普遍的是十二烷基苯磺酸钠,非离子表面活性剂应用最广泛的是聚氧乙烯醚类。
作用:
防止水中的钙、镁离子造成的阴离子表面活性剂失活,提高表面活性剂利用率种类:
三聚磷酸钠是最为常用的一种水软化剂,它具有软化水质、分散污垢、缓冲碱剂及抗结块性能等特点应用:
三聚磷酸钠广泛应用于各种洗衣粉中,无磷洗衣粉中不含有三聚磷酸钠,
(2)水软化剂,漂白剂:
可延缓衣物的泛黄程度,但对衣物有一定的损伤。
碱剂:
作用:
在适当的碱度下,纤维和污垢可被最大限度地离子化,更易于污垢的水解和分散,应用:
一般洗衣粉配方中都含有纯碱和硅酸钠,其中硅酸钠还具有使污垢颗粒悬浮、防止再沉积的作用,增白剂,香精和色素,丝、棉、毛类等天然纤维的浅色衣物容易变黄,加入增白剂后,它能够留存在衣物上,吸收阳光中的紫外线,反射出与黄光互补的蓝色光线,从而掩盖了衣物上的黄色。
改善洗衣粉的气味和外观,给人清新愉悦的感受,并掩盖某些化学成分的异味,2、种类,洗衣粉含磷量,无磷洗衣粉、含磷洗衣粉,含磷洗衣粉:
以磷酸盐为主要助洗剂的一类产品,助洗剂:
结合钙镁离子,阻止污垢再沉积,有助于提高表面活性剂的去污能力,磷:
一种营养元素,易造成水体富营养化,从而破坏水质,污染环境,无磷洗衣粉:
不用磷酸盐作助洗剂的一类产品,无水质富营养化这一特点,有利于水体环境保护,洗涤效果,普通洗衣粉、浓缩洗衣粉,普通、浓缩洗衣粉的特点,普通洗衣粉:
颗粒大而疏松,溶解性好,泡沫较为丰富,但去污力相对较弱,不易漂洗,一般适用于手洗,浓缩洗衣粉:
颗粒小,密度大,泡沫较少,但去污力至少是普通洗衣粉的两倍,易于清洗,节约水,一般适用于机洗,1、定义:
(二)加酶洗衣粉,含有酶制剂的洗衣粉,2、成分,除含有普通洗衣粉的成分外,还含有多种酶制剂:
蛋白酶,脂肪酶,淀粉酶,纤维素酶,复合酶,蛋白酶:
应用:
有助于取出例如汗渍,血渍,青草,粘液,粪便以及各种食品类的蛋白质污垢,作用:
碱性蛋白酶能使蛋白质水解成可溶于水的多肽和氨基酸,种类:
我国在洗衣粉中添加的酶最主要的是碱性蛋白酶,产生:
主要产生菌是某些芽孢杆菌,脂肪酶,应用:
可以催化水解各类动植物油脂和人体皮脂腺分泌物及化妆品污垢,,种类:
碱性脂肪酶,作用:
碱性脂肪酶能使甘油三脂水解成容易用水冲洗掉的甘油二脂、甘油单脂和游离脂肪酸。
从而达到清除衣物上脂质污垢的作用,产生:
产生菌是某些青霉,方程式:
淀粉酶,应用:
可以去除例如来自面条、巧克力、肉汁和婴儿食品中含有淀粉的污垢,作用:
水解直链淀粉中的1,4a糖苷键,使糊化淀粉迅速分解为可溶解的糊精和低聚糖,方程式:
纤维素酶,应用:
去除棉纺织品表面的浮毛,使洗涤后的棉纺织品柔软蓬松,织纹清晰,色泽更加鲜艳,穿着更加舒适,作用:
碱性纤维素酶本身不能去除衣物上的污垢,它的作用是使纤维的结构变得蓬松,从而使渗入到纤维深层的尘土和污垢能够与洗衣粉充分接触,从而达到更好的去污效果,种类:
碱性纤维素酶,方程式:
复合酶,实际污垢组成复杂,往往蛋白污垢被脂肪污垢或淀粉污垢覆盖,单一酶的作用一般达不到彻底清除污垢的作用。
而复合酶可以发挥其独特的“协同效应”。
试验测定,单独使用蛋白酶或淀粉酶,得到的洗涤效果远不如把每种酶用量减半后放在一起使用的效果。
即给定酶的用量,复合酶的效果远远超过单一酶的效果。
原因是淀粉酶分解了污渍表面的淀粉污垢,使蛋白酶能以更有效的方式向蛋白质污垢进攻。
(三)普通洗衣粉和加酶洗衣粉异同,相同点:
不同点:
表面活性剂可以产生泡沫,可以将油脂分子分散开;水软化剂可以分散污垢;等等,酶可以将大分子有机物分解为小分子有机物,小分子有机物易于溶于水,从而与纤维分开,(四)影响酶活性的因素温度、pH等,成分:
略用法:
洗涤前先将衣物浸于加有适量洗衣粉的水内数小时,用温水浸泡效果更佳,切勿用60以上的水.注意:
切勿用于丝质及羊毛衣料,用后须彻底清洗双手。
(五)资料分析,一般洗衣粉不易清除衣物的血渍和奶渍,但加酶洗衣粉则可以。
一生物活性洗衣粉包装盒上印有以下材料:
1、该洗衣粉较易清除衣物的血渍和奶渍,说明该洗衣粉中加入的是什么酶?
为什么?
蛋白酶,因为血渍和奶渍的主要成分是蛋白质,蛋白酶能分解血渍和奶渍中的蛋白质。
2、为什么洗涤前先将衣物浸于加有适量洗衣粉的水内数小时?
如何缩短衣物的浸泡时间?
是为了使洗衣粉中的蛋白酶充分的分解衣物中的蛋白质污渍;用温水浸泡衣物,因为酶的催化作用需要适宜的温度。
3、为什么不能在60以上的水中使用此洗衣粉?
使用加酶洗衣粉时,必须注意洗涤用水的温度,温度过高会使酶变性失活。
在低温下也会失效;,4、试解释为什么此洗衣粉不能用于丝质及羊毛衣料?
因为蛋白酶能使蛋白质水解,而丝质及羊毛衣料中含有蛋白质,这样会损坏衣物,5.为什么用后须彻底清洗双手?
此外:
加酶洗衣粉也不宜长期存放,存放时间过长会导致酶活力损失,二、实验设计,
(一)子课题一:
探究普通洗衣粉和加酶洗衣粉对衣物污渍的洗涤效果,1、实验原理,生活中的各种污渍主要是蛋白质、脂质、淀粉等多种不溶于水的有机物,这些有机物能在相应的蛋白酶、脂肪酶和淀粉酶的作用下水解成易溶于水的小分子有机物,2、遵循原则,实验变量为洗涤剂,设计时应遵循单一变量原则、对照性原则有效的控制其他变量,如水的用量、污染物的量,所用实验用布的质地大小、两种洗衣粉的用量,搅拌及洗涤时间,,3、实验操作流程,
(1)实验准备,带有污染物的实验用布的制取:
取一定量的污染物制成溶液,取等量的污染物滴加在相同大小、质地的新布上,称取等量的洗衣粉:
用天平准确称取等量普通洗衣粉和加酶洗衣粉,
(2)实验过程,取两只大烧杯并编号,用量筒分别量500ml蒸馏水放入其中。
放入400C的水浴锅保温。
将制好的污染布和洗衣粉(一组为污染布和普通洗衣粉,另一组为污染布和加酶洗衣粉)分别放入两只烧杯中。
用玻璃棒同时充分搅拌一段时间。
一段时间后搅拌可重复进行。
过相同的时间后观察洗涤效果。
(3)实验结论加酶洗衣粉的效果好,1、分析资料二,温度梯度设置并不恰当和完善,主要是梯度差值偏大。
在达到最适温度之前提高温度,可以增加酶促反应的速度,每提高反应温度10度,所增加的反应速度称为反应的温度系数,对于许多酶来说,这个系数为12,也就是每增高10度,酶反应速度增加12倍,假定用上述梯度测得40度时洗涤效果最好,但并不能说最适温度就是40度,结论,
(二)探究加酶洗衣粉使用时的最适温度,改进,制取同样的污染布,称取等量的同一种洗衣粉,分几个温度不同的试验组,温度梯度可设为20、25、30、35、40、45、50、55度,若测出在40度时洗涤效果最好,可设置更细的试验组如35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45度,直至测出具体的最适温度,实验原理,酶的活性受温度的影响,最适温度时酶的活性最大,去污力最强,高于或低于此温度酶的活性降低,去污力下降,洗涤效果的判断,可在洗涤后比较污物的残留状况,如:
已消失、颜色变浅、面积缩小等,最好能进行定量的比较,2、实验设计,材料器具:
加酶洗衣粉、鸡血、新白棉布、蒸馏水、烧杯、滴管、温度计、恒温水浴锅、玻璃棒、量筒、直尺、天平等,实验步骤,实验准备
(1)制取带有污物的实验用布将等量的鸡血滴到7块大小相同的、质地相同的新布上,
(2)称取1g加酶洗衣粉:
用天平准确的称取等量的同种加酶洗衣粉,
(1)配制系列温度梯度水溶液取大烧杯7只,用量筒量取500ml的蒸馏水放入其中。
然后将7只烧杯分别放入250C、300C、350C、400C、450C、500C、550C的恒温水箱加热。
(2)将制好的污染布和称好的洗衣粉分别放入7只烧杯中。
(3)用玻璃棒同时充分搅拌一段时间。
一段时间后搅拌可重复进行,持续保持各自的温度。
(4)过相同的时间后观察洗涤效果,实验中可以用滴管控制污物的量,待污物干燥后再进行实验;布料应放在洗衣粉溶液中浸泡相同的时间;采用玻璃棒或筷子搅拌的方式模拟洗衣过程;模拟搅拌的时间、次数和力量应基本相同,实验遵循的原则:
单因子变量的原则和对照原则,(三)子课题三:
不同种类的加酶洗衣粉的洗涤效果,1、实验原理,不同种类的加酶洗衣粉所加的酶不同,而酶具有专一性,所以对不同污渍洗涤效果不同,2、实验步骤,取30块大小相同的白棉布,分成6组,每组5块,依次编号1a、1b、1c、1d、1e、2a、2b6a、6b、6c、6d、6e。
(a为蛋白酶处理组,b为脂肪酶处理组,c为淀粉处理组,d为复合酶处理组,e为普通洗衣粉组),制取带有污染物的实验用布,给第一组白布滴加鸡血,待血渍扩散停止后,记录血渍面积,按同样的方法给第26组分别滴加牛奶、菜油、番茄汁、墨水、颜料,并记录污渍面积,将上述白棉布分别放入30个已编号的烧杯中,各注入500ml蒸馏水,用玻璃棒搅拌使白棉布湿透,温度控制,烧杯均放入温度为45度的水浴锅,洗衣粉洗涤,给1a6a号烧杯中加入等量的蛋白酶洗衣粉,给1b6b号烧杯中加入等量的脂肪酶洗衣粉,给1c6c号烧杯中加入等量的淀粉酶洗衣粉,给1d6d号烧杯中加入等量的复合酶洗衣粉,给1e6e号烧杯中加入等量的普通酶洗衣粉,各烧杯均搅拌洗涤10分钟后,用清水漂洗3次,晾干,(6)记录结果:
将实验结果记入下表。
3、实验结论:
四、课题延伸1.“衣领净”含高效表面活性剂、还原增白剂、液体蛋白酶制剂等成分,可洗去领口、袖口的顽渍及其它顽渍,而一般洗衣粉效果较差。
2.厨房的洗涤剂有两大类
(1)用于清洗食具的洗涤剂(如洗洁净),其重要的化学成分是化学合成的烷基类活性剂,对皮肤有刺激性,残留的烷基苯磺酸盐对人体有一定的危害。
(2)用于清洗灶具、排气扇油垢的清洗剂。
它渗透能力、脱脂能力强,碱性也强,对皮肤有损伤。
要求高的专业洗涤加入少量的脂肪酶。
(3)马桶污垢分三类酸性产品、中性产品和碱性产品。
目前市场上以酸性为主,清洗效果最佳。
洁厕灵是人们常用的一种洁厕剂,其主要成分是:
各种有机酸、缓蚀剂、增稠剂、表面活性剂、香精等。
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