餐具洗涤剂去污力和毒性的比较
化学综合实践活动设计
为了培养学生结合生活实际进行研究 ,通过亲身实践获取直接经验 ,养成科学精神和科学态度 ,提高利用化学知识分析和解决化学问题的能力 ,我们设计了如下的综合实践活动。
日常生活中我们都要用到洗涤剂 ,用来洗涤餐具和水果蔬菜等。洗涤剂的主要成分是多种表面活性剂和助剂 ,在通常情况下洗涤剂对消费者是无害的。但进入河流和地下水的这些化学物质会影响水生生物、植物的生长以及居民饮用水的质量。人们使用洗涤剂 ,通常希望它有良好的洗涤效果。从环境保护和健康生活角度看 ,人们希望洗涤剂无毒或毒性很小。那么能否利用学生现有知识设计一个实践活动来探究洗涤剂的洗涤效果和毒性大小呢 ?为此我们设计了 2个实验 1比较不同洗涤剂的去污力 ,2比较不同洗涤剂的毒性 ,以促进人们对洗涤剂所带来的环境问题的思考 ,并鼓励大家对问题的解决提出意见。
1　实验原理
检测洗涤剂去污力的方法很多 ,从中学生的知识水平和实际操作的可行性出发 ,我们选用了乳化法。因洗涤剂去油污的途径之一是使油脂乳化而溶于水中 ,乳化法即通过比较洗涤剂对食用油 (如色拉油 )的乳化效果来比较洗涤剂的去污力。用等量的相同浓度的洗涤剂与等量的食用油相混合 ,比较其分层的快慢以及分层后的情况 ,从而比较洗涤剂的乳化效果 ,得出去污力的强弱顺序。分层快且分层后下层 (洗涤剂层 )浑浊度低表明乳化效果差 ,即去污力弱。分层慢且分层后下层浑浊度高 ,则说明去污效果好。
检验洗涤剂毒性的方法很多 ,从实验操作可行角度考虑本实验用不同浓度的洗涤剂浸泡种子 ,观察经过相同时间并保持其他条件相同情况下绿豆种子发芽的情况 ,从而比较洗涤剂的毒性大小。湿度、氧气、光照和温度是种子发芽的主要外部条件。实验中我们采取在室温 (2 5℃左右 )条件下将浸泡过洗涤剂的种子放在表面皿中 ,并将表面皿置于实验桌上 (避免阳光直射 ,注意添加水 )进行试验。洗涤剂的毒性大则对种子发芽有抑制作用 ,表现为发芽推迟 ,表皮开裂慢 ,芽长短 ,发芽率低。若表皮及豆芽变黄 ,则表明表皮及幼芽基部组织受损 ,生长受阻 ,这种洗涤剂对种子有较大的毒害作用。
实验中用 4种洗涤剂进行对比实验 ,并用自来水做对照实验。 1号、2号、3号、4号、5号分别代表自来水、加佳 3 0 6型洗洁精、巧手洗洁精、84好帮手、加佳万洁灵 (以下同 )。
2　实验步骤
2 . 1　比较不同洗涤剂的去污力
(1 )取 5支洁净的试管 ,用 1 0 m L量筒分别量取 1、2、3、4、5、6 m L自来水于试管中 ,在试管的外表面做记号 (可用一细长条胶布贴于试管外部 ,用笔在对应体积处作记号 )。
(2 )将洗涤剂用自来水稀释成相同的浓度 (2 5倍 ,50倍 )。取同种浓度的洗涤剂 4m L于试管中 ,分别滴加 1 m L色拉油 ,色拉油浮在上层。
(3 )分别以相同强度振荡试管 1 min,静置。记录混合液分层的时间和分层后的现象。
2 . 2　比较不同洗涤剂的毒性
(1 )将洗涤剂稀释成不同的浓度 (1 0倍 ,2 5倍 )。
(2 )分别把 40粒绿豆种子浸泡在这些洗涤剂中各 5min,自来水做对照试验。
(3 )倒掉洗涤剂液 ,将种子放在各个表面皿上。表面皿直接置于实验桌上并避免阳光直射。室温保持在 2 5℃左右。
(4)注意经常给种子加自来水 ,以保持种子发芽所需要的水分 (豆科类种子发芽需要较多的水分 )。
(5)隔一段时间观察种子发芽情况 ,并进行记录。
3　实验现象及结果
3 . 1　洗涤剂去污力的比较(1 )2 5倍组 表 略　(2 )50倍组 表 略　
　　分析 2 5倍组 ,1号是水样 ,从平均分层时间看 ,5号最长 ,其次是 2号、4号 ,3号分层时间最短 ,说明 5号乳化效果 (即去污力 )最好 ,3号最差。分析分层后下层情况及 50倍组情况也可得到同样的结论 ,4种洗涤剂的去污力由强到弱的顺序是 :5号 >2号>4号 >3号 ,且洗涤剂浓度越大 ,乳化效果越好。
3 . 2　洗涤剂毒性的比较 (3 0 h后的观察记录 )
　　 (1 )1 0倍组 表 略 (2 )2 5倍组 表 略　
　　分析比较以上观察结果可知除 1号水样外 ,5号表皮开裂 1 / 2以上的粒数最多 ,芽长最长 ,4号其次 ,3号表皮开裂 1 / 2以上的粒数最少 ,且芽长短并伴随有种皮发黄 ,说明发芽水平最低 ,亦即所施用的洗涤剂毒性最大。 4种洗涤剂的毒性由强到弱的顺序是 :3号 >2号 >4号 >5号。
4　实验说明
(1 )实验结果表明洗涤剂的去污力与其粘稠性没有直接的关系 (可能有的人会认为洗涤剂越粘稠 ,去污性能越好 )。为使洗涤剂使用起来方便 ,生产时常在其中加入适量化学浆糊以增强其粘度。判断洗涤剂的好坏主要看其活性有效成分的高低 ,而和粘度没有直接的关系。
(2 )我们期望洗涤剂去污力强同时毒性小。但洗涤剂去污力与毒性之间表现出一种复杂的关系 ,而不是简单的正相关或负相关 ,因此在选择洗涤剂时我们需要对去污力和毒性进行权衡 ,这可以发展成学生的讨论。
(3 )此实验中所用试剂与材料简单易得 ,实践活动总共需要 2天左右的时间 ,其开展方式可采用课外活动或家庭小实验的形式

注
:(1 )5号洗涤剂出现浓度稀分层时间反而长的反常现象 ,暂时还无法解释 ,需对其作进一步的分析研究。
(2 )洗涤剂浓度过大 ,种子发芽均不好 ;浓度过小 ,种子发芽均良好。因此浓度过大或过小都难以比较种子发芽间的差异 ,也就很难对洗涤剂的毒性作出可靠的比较。经过多次实践后我们选择了文中 2种浓度。
(3 )选择绿豆种子是因为其大小适宜 ,且发芽所需时间短 ,可通过表皮开裂情况、种皮颜色、芽长及其颜色来反应发芽情况 ,易于观察比较。
(4)本实验是在上述条件控制下从种子发芽角度来比较不同洗涤剂的毒性大小 ,如果时间等条件许可学生还可以从种子发芽后生长情况 ,或直接用浸泡种子的洗涤剂水溶液为种子补充水分进而观察种子发芽情况 ,然后作出比较和判断。
(5)测定洗涤剂的去污力及毒性的方法很多 ,本实验从中学生现有知识水平和可行性角度出发设计了以上的测定方法 ,仅供参考。