Дополнительный опыт № 15, страница 85 - гдз по химии 7 класс тетрадь для лабораторных и практических работ Габриелян, Аксенова

Изучение состава и применения синтетических моющих средств (СМС), содержащих энзимы. Дополнительные опыты - страница 85.

Условие.

Дополнительный опыт № 15

Изучение состава и применения синтетических моющих средств (СМС), содержащих энзимы

Цель: изучение значения биологических катализаторов белковой природы (энзимов) в СМС.

Оборудование и реактивы: синтетические моющие средства, содержащие энзимы.

Задание. Выяснить состав и виды СМС, содержащих энзимы. Определить биологическую роль энзимов.

Инструкция

1. Проанализируйте состав распространённых видов СМС. Прочитайте инструкции к применению высококачественных стиральных порошков, в том числе и с добавлением ферментов (или энзимов).

2. Ответьте на вопросы.

• В чём преимущества СМС, содержащих энзимы, перед обычными СМС?

• Какие свойства проявляют средства, содержащие дополнительные вещества?

• Есть ли побочные действия у этих добавок?

3. Заполните таблицу.

Виды СМС	Для каких видов тканей предназначены	Какие виды загрязнений устраняют	Содержат ли энзимы

4. Сделайте вывод о значении биологических катализаторов белковой природы (энзимов) и необходимости их присутствия в СМС.

Решение.

Решение 2.

1. Проанализируйте состав распространённых видов СМС. Прочитайте инструкции к применению высококачественных стиральных порошков, в том числе и с добавлением ферментов (или энзимов).

Современные синтетические моющие средства (СМС) представляют собой сложные многокомпонентные смеси. Их основной состав обычно включает:
- Поверхностно-активные вещества (ПАВ): основной моющий компонент, который уменьшает поверхностное натяжение воды и помогает отделять грязь от ткани. Бывают анионные, неионогенные, катионные и амфотерные.
- Комплексообразователи (строители): вещества, смягчающие воду путем связывания ионов кальция и магния (например, фосфаты, цитраты, цеолиты). Это повышает эффективность ПАВ.
- Отбеливатели: химические (чаще всего кислородсодержащие, как перкарбонат натрия) или оптические. Химические удаляют окрашенные загрязнения, а оптические создают эффект белизны за счет флуоресценции.
- Энзимы (ферменты): биологические добавки, катализирующие расщепление конкретных видов загрязнений. Наиболее распространены:
• Протеазы: расщепляют белковые загрязнения (кровь, трава, яйца, молоко).
• Амилазы: расщепляют крахмалистые загрязнения (картофельное пюре, каши, соусы).
• Липазы: расщепляют жировые и масляные пятна.
• Целлюлазы: освежают цвет хлопчатобумажных тканей, удаляя микроворсинки (катышки), которые делают ткань серой.
- Вспомогательные компоненты: отдушки, пенорегуляторы, ингибиторы переноса красителей, антиресорбенты (предотвращают повторное оседание грязи на ткань).
Инструкции к СМС с энзимами обычно указывают на их высокую эффективность против органических пятен и рекомендуют оптимальный температурный режим стирки (обычно 30-50 °C), так как при более высоких температурах энзимы могут разрушиться (денатурировать), а при слишком низких их активность снижается. Также часто присутствует предупреждение о неприменимости для стирки изделий из натуральной шерсти и шелка, так как протеазы могут повредить белковую структуру этих волокон.

2. Ответьте на вопросы.

♦ В чём преимущества СМС, содержащих энзимы, перед обычными СМС?

Основными преимуществами СМС с энзимами являются:
1. Повышенная эффективность: Энзимы целенаправленно воздействуют на трудноудаляемые загрязнения органического происхождения (белки, жиры, крахмалы), которые плохо поддаются действию обычных ПАВ.
2. Энергосбережение: Энзимы проявляют максимальную активность при низких и средних температурах стирки (30-50 °C), что позволяет снизить расход электроэнергии на нагрев воды по сравнению со стиркой при высоких температурах (60-90 °C), необходимой для эффективной работы многих обычных порошков.
3. Бережное отношение к ткани: Низкотемпературная стирка лучше сохраняет структуру и цвет тканей, продлевая срок службы вещей. Целлюлазы дополнительно ухаживают за хлопковыми тканями, предотвращая образование катышков.
4. Экологичность: Энзимы являются биоразлагаемыми компонентами, что снижает негативное воздействие на окружающую среду.

Ответ: Преимущества СМС с энзимами заключаются в их способности эффективно удалять сложные органические пятна, возможности стирки при низких температурах для экономии энергии и сохранения тканей, а также в их биоразлагаемости.

♦ Какие свойства проявляют средства, содержащие дополнительные вещества?

Средства, содержащие энзимы в качестве дополнительных веществ, проявляют свойство каталитической активности в отношении определенных субстратов. Это означает, что они способны ускорять химические реакции расщепления (гидролиза) сложных органических молекул (белков, жиров, углеводов) на более простые, водорастворимые соединения, которые затем легко удаляются с поверхности ткани. Это свойство является узкоспецифичным: протеаза расщепляет только белки, липаза — только жиры и т.д. Эффективность этого свойства сильно зависит от условий, в первую очередь от температуры и pH моющего раствора.

Ответ: Средства с энзимами проявляют специфические каталитические свойства, ускоряя расщепление сложных органических загрязнений на простые водорастворимые соединения при оптимальной температуре и pH.

♦ Есть ли побочные действия у этих добавок?

Да, у энзимов есть побочные действия и ограничения в применении:
1. Аллергические реакции: Энзимы являются белками и могут вызывать аллергию у чувствительных людей, особенно при вдыхании сухого порошка. Это может проявляться в виде раздражения кожи, дыхательных путей. Современные технологии гранулирования энзимов снижают этот риск.
2. Повреждение деликатных тканей: Протеазы, предназначенные для расщепления белковых загрязнений, могут также разрушать и белковые волокна натурального шелка и шерсти, приводя к повреждению и порче изделий из этих материалов. Поэтому СМС с протеазами нельзя использовать для стирки таких тканей.
3. Термическая нестабильность: Энзимы эффективны только в определенном диапазоне температур (обычно до 50-60 °C). При стирке в очень горячей воде они денатурируют (необратимо разрушаются) и теряют свою активность, превращаясь в обычное белковое загрязнение.

Ответ: Да, побочные действия включают возможность аллергических реакций, повреждение белковых тканей (шерсть, шелк) и потерю эффективности при высоких температурах стирки.

3. Заполните таблицу.

Виды СМС	Для каких видов тканей предназначены	Какие виды загрязнений устраняют	Содержат ли энзимы
Универсальный порошок (например, "Ariel Automat")	Хлопок, лен, синтетические и смесовые ткани. Не для шерсти и шелка.	Пятна от еды (жир, соусы, шоколад), напитков (чай, кофе, вино), травы, крови, пота.	Да (протеаза, амилаза, липаза, целлюлаза).
Средство для стирки цветных тканей (например, "Persil Color")	Цветные хлопковые, льняные, синтетические ткани. Не для шерсти и шелка.	Различные бытовые загрязнения, пятна органического происхождения. Сохраняет яркость цвета.	Да (протеаза, амилаза, липаза).
Средство для стирки деликатных тканей (например, "Ласка Шерсть и шелк")	Шерсть, шелк, кашемир, вискоза и другие деликатные ткани.	Общие, несильные загрязнения. Освежает ткань.	Нет (в частности, не содержит протеазу). Может содержать целлюлазу для ухода за вискозой.
Стиральный порошок для детского белья (например, "Ушастый нянь")	Хлопковые и смесовые ткани, предназначенные для детской одежды.	Пятна от молока, фруктовых и овощных пюре, каш, соков, а также следы жизнедеятельности ребенка.	Да (обычно содержат комплекс энзимов, эффективных против "детских" пятен).

Ответ: Таблица заполнена примерами различных видов СМС с указанием их назначения, типов устраняемых загрязнений и наличия энзимов.

4. Сделайте вывод о значении биологических катализаторов белковой природы (энзимов) и необходимости их присутствия в СМС.

Биологические катализаторы белковой природы, или энзимы, играют ключевую роль в современных синтетических моющих средствах. Их значение заключается в способности целенаправленно и высокоэффективно расщеплять сложные органические загрязнения (белковые, жировые, крахмальные), которые являются основой большинства бытовых пятен и трудно удаляются традиционными компонентами СМС.

Необходимость их присутствия в СМС обусловлена несколькими факторами. Во-первых, это требование потребителей к высокому качеству стирки и полному удалению пятен. Во-вторых, это глобальная тенденция к энергосбережению и защите окружающей среды: энзимы позволяют добиваться отличных результатов при низких температурах стирки, что экономит электроэнергию, и являются полностью биоразлагаемыми. В-третьих, они позволяют бережнее относиться к тканям, продлевая срок их службы.

Таким образом, энзимы — это не просто добавка, а неотъемлемый функциональный компонент высококачественных СМС, который вывел бытовую химию на новый уровень эффективности, экономичности и экологичности.

Ответ: Энзимы являются важнейшими компонентами современных СМС, так как они обеспечивают высокоэффективное удаление трудновыводимых органических пятен, позволяют проводить стирку при низких температурах, экономя энергию, и являются экологически безопасными. Их присутствие необходимо для удовлетворения современных требований к качеству стирки и бережному отношению к тканям и окружающей среде.