清洁环保的表面功夫

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1、清潔環保的表面功夫清潔環保的表面功夫 界面活性劑之研究探討界面活性劑之研究探討 壹、摘要壹、摘要 這次的實驗，我們最主要是想要找到最佳的濃和溫，使清潔效果和經濟效益達到巔 峰，對清洗物品的業們無助益。由於清潔效果和表面張有關，設計的實驗以找出適當 的表面張為主。由考書籍中得知，表面張越小，洗潔效果越佳。此實驗乃探討各濃 間表面張的關係，並以其他化學藥品做對照，如此，方可解到界面活性劑的真正特別 之處。 貳、研究動機貳、研究動機 吃完飯後，最人厭的工作當然就是洗碗，摸一下洗碗水，咦！奇怪！為麼每 次洗碗水總是熱的？好奇的我們，心中由得生起一探其原因的好奇心。剛好學校自然 課教到有關於洗潔精的效用

2、，於是好奇的我們決定對清潔劑展開研究 ! 到各大超市，我們 發現一件事，耶？每種洗潔精的成分幾乎都有界面活性劑，於是我們決定研究清潔劑的主 要成分界面活性劑 並希望以最少、最環保的方式達到最棒的清潔效果。 、研究目的、研究目的 一、習自我觀察、討，進而以現有知研究深層的物域。 二、研究界面活性劑的溫和其洗潔效果的關係 。 三、找出最適當的界面活性劑濃，使其洗潔效果最佳。 四、探討是否有其他溶液清潔效果勝於一般市面清潔劑（界面活性劑） 。 肆、肆、 研究實驗所需器材研究實驗所需器材 研究一研究一 ： 對清潔劑表面張的研究對清潔劑表面張的研究 器具：器具： 1、界面活性劑 2、燒杯【500ml、2

3、50ml、50ml】 、筒 【200ml、100ml、10ml】 3、滴管、玻棒、溫計 4、鐵架、試紙 5、恆溫電磁、電子天平【最大刻 150g 最小單位 0.005g】 圖一 恆溫電磁 圖二 鐵架+燒杯+滴管 圖三 電子天平 1研究二研究二 ： 以攝影的方法辨別液滴大小，研究其表面張以攝影的方法辨別液滴大小，研究其表面張 器具：器具： 1、界面活性劑 2、AMD XP2500 電腦一台、Microsoft Word 、Microsoft Excel、PhotoImpact8、Adobe PhotoShop7、GSP、位相機 CANON PC1037 3.2 百萬 pixels 3、投影機 4

4、、載玻片 圖四 界面活性劑 圖五 投影機 圖 黑墨汁 研究三研究三 ：以實際操作洗滌，觀察各溶液洗滌效果：以實際操作洗滌，觀察各溶液洗滌效果 器具：器具： 1、塊同材質的抹布 2、界面活性劑、碳酸鈉水溶液、乙醇、雙氧水、純水、醋酸 3、黑墨汁、乙酸乙酯 4、位相機 CANON PC1037 3.2 百萬 pixels 伍、研究方法伍、研究方法 一、表面張的意義 當液體與其他物質接觸後，液體內部分子與其他周圍分子所受到的吸引是一樣的，但液體 與空氣接觸面所受到的吸引較少，內部分子所受到之吸引大於周圍分子，所以液體與空 氣接觸分子會往內部靠近，因此會產生似球的液滴。我們稱此為表面張。(計單位： 達

5、因/釐米) 二、界面活性劑的種 陽子界面活性劑、陰子界面活性劑、 非子界面活性劑、性子界面活性劑。 三、界面活性劑的作用 界面活性劑可分為部分，一種是與水結合的親水部位，一種是與油結合的親油部位， 界面活性劑的親水部可以破壞水分子間的吸引，使表面張低，讓水分子能均勻的分散 於待洗物表面，親油部位深入油汙，而親水部位溶於水中，此結合物經攪動後形成較小的油 滴使油汙會重新聚集，表面布滿肥皂的親水部位，會重新聚在一起成為大油汙此過程23稱為乳化，重覆多次，所有油汙皆會變成微小的油滴溶於水中，可輕的沖洗乾淨。 四、界面活性劑的酸鹼值 我們分別以、紅石蕊試紙、廣用試紙測試其酸鹼值。 ? 以色石蕊試紙試之

6、試紙呈色 ? 以紅色石蕊試紙試之試紙呈紅色 ? 以廣用試紙試之試紙呈色 有上實驗可得知，界面活性劑為中性物質。 （研究一）觀測各濃間表面張的大小關係（研究一）觀測各濃間表面張的大小關係 滴重法滴重法 1、 調配0%、2%、5%、10%、15%、20%、25%、30%、40%、50%十種體積百分濃，並攪拌均勻，以達到比較目的 2、 將鐵架以等高固定滴管 3、 將一滴管固定至鐵架上 ， 並以另一滴管吸水滴入 ， 讓水滴自然成形掉 ， 以液滴重分 辨 表面張大小 4、 做出常溫攝氏 25 ，並控制出攝氏 35 、45 、55 與其比較之 5、 以精準天平【最大刻 150g 最小單位 0.005g】測

7、其各液滴 6、 找出表面張在各濃各溫間的關係，並以此推溫和濃對表面張的關係 7、 製成折線圖，以方觀察其濃是否影響表面張 （研究二）（研究二） 觀測各濃間表面張的大小關係觀測各濃間表面張的大小關係 攝影法攝影法 1、備投影機一台 2、以鐵架等高固定滴管 3、分別滴入 0%、2%、5%、10%、15%、20%、25%、30%、40%、50%於載玻片上，以投影 機進等距投影，將其影像放大成像於幕上 4、進等距之拍照，完整照下其液滴大小 5、以相同步驟操作室溫攝氏 25 、35 、45 、55 6、以實驗所得之液滴大小與研究一進對照，並相互印證 （研究三）尋找可取代界面活性劑的藥品 （研究三）尋找可

8、取代界面活性劑的藥品 1、 備塊相同材質的抹布（棉質） ，將其同時浸泡於黑墨汁中，待五分鐘後取出，進晾乾 工作。 （為求生活化，我們取時常沾著於衣物的黑墨汁作為染） 。 2、 取界面活性劑、碳酸鈉水溶液、乙醇、雙氧水、純水、醋酸各 300 毫升，濃皆為 20。 並將晾乾的黑色抹布分別置於界面活性劑、碳酸鈉水溶液、乙醇、雙氧水、純水、醋酸 中。 3、 靜待十分鐘後，將其取出，以清水浸泡之。 4、 十分鐘後取出，再將其晾乾，之後比較塊抹布之黑色油污殘多寡，進而探討其清潔效果。 、 研究結果研究結果 實驗一實驗一 依第一個實驗的據，我們畫出此曲線圖 圖中指之平衡態，以電子天平的最小誤差 0.005g

9、 或 0.005 以內為基準 清潔劑實驗紀(25 . 25 滴) 第一次 第二次 第三次 第四次 第五次 平均 0% 1.32 1.315 1.3151.321.321.318 2% 0.685 0.685 0.690.6850.6850.686 5% 0.65 0.65 0.650.6550.650.651 10% 0.61 0.61 0.610.6050.6050.608 15% 0.595 0.595 0.590.590.590.592 20% 0.59 0.585 0.590.590.590.589 25% 0.585 0.59 0.5850.5850.590.587 30% 0.58

10、5 0.585 0.5850.590.5850.586 40% 0.585 0.58 0.5850.580.580.582 50% 0.58 0.58 0.580.580.580.58 表一 25 25 滴界面活性劑之重 25 25滴00.20.40.60.811.21.40%2%5% 10% 15% 20% 25% 30% 40% 50%界面活性劑濃2 5 滴 液 滴 重 單 位 ： g平均表二 25 25 滴界面活性劑之重折線圖 1、攝氏 25 時，在 15%時呈平衡態，但和 20%的平均重仍差 0.003g 42、 攝氏 25 時，在 0.592 g 時呈現平衡態，50%的重為 0.58

11、0 g 3、 攝氏 25 時，0%和 50%之間相差 0.738g 清潔劑實驗紀(35 . 25 滴) 第一次 第二次 第三次 第四次 第五次 平均 0% 1.315 1.315 1.3151.3151.3151.315 2% 0.67 0.67 0.670.670.670.67 5% 0.645 0.645 0.6450.650.640.645 10% 0.605 0.605 0.610.6050.60.605 15% 0.59 0.59 0.590.5850.590.589 20% 0.59 0.585 0.5850.590.5850.587 25% 0.58 0.585 0.5850.5

12、850.5850.584 30% 0.585 0.58 0.5850.580.580.582 40% 0.58 0.585 0.580.580.580.581 50% 0.575 0.575 0.580.580.580.578 表三 35 25 滴界面活性劑之重 35 35滴00.20.40.60.811.21.40%2%5%10% 15% 20% 25% 30% 40% 50%界面活性劑濃2 5 滴 液 滴 重 單 位 ： g平均表四 35 25 滴界面活性劑之重折線圖 1、攝氏 35 時，在 15%時呈平衡態，但和 20%的平均重仍差 0.002g 2、 攝氏 35 時，在 0.589 g

13、 時呈現平衡態，50%的重為 0.578 g 3、 攝氏 35 時，0%和 50%之間相差 0.737g 5清潔劑實驗紀 3/13(45 . 25 滴) 第一次 第二次 第三次 第四次 第五次 平均 0% 1.275 1.275 1.2851.281.2751.278 2% 0.66 0.665 0.6650.6650.6650.664 5% 0.635 0.635 0.6350.630.640.635 10% 0.6 0.605 0.6050.6050.6050.604 15% 0.59 0.585 0.590.590.5850.588 20% 0.59 0.585 0.5850.5850.

14、590.587 25% 0.585 0.585 0.580.580.5850.583 30% 0.585 0.58 0.5850.5850.580.583 40% 0.58 0.58 0.580.5850.580.581 50% 0.58 0.57 0.5750.580.580.577 表五 45 25 滴界面活性劑之重 45 25滴00.20.40.60.811.21.40%2%5%10% 15% 20% 25% 30% 40% 50%界面活性劑濃2 5 滴 液 滴 重 單 位 ： g平均表 45 25 滴界面活性劑之重折線圖 1、攝氏 45 時，在 15%時呈平衡態，但和 20%的平均重仍

15、差 0.001g 2、 攝氏 45 時，在 0.588 g 時呈現平衡態，50%的重為 0.577g 3、 攝氏 45 時，0%和 50%之間相差 0.701g 6清潔劑實驗紀(55 . 25 滴) 第一次 第二次 第三次 第四次 第五次 平均 0%1.2651.26 1.2651.2651.271.265 2%0.660.66 0.6550.6550.650.656 5%0.6050.61 0.610.610.6050.608 10%0.5850.59 0.5850.5850.5850.586 15%0.5850.58 0.580.580.5850.582 20%0.580.58 0.580.580.5750.579 25%0.5750.575 0.5750.580.580.577 30%0.570.58 0.5750.570.5750.574 40%0.5650.57 0.570.5750.5750.571 50%0.5650.57 0.570.5650.570.568 表七 55 25 滴界面活性劑之重 55 25滴00.20.40.6