記得有一次將洗碗精倒入油鍋時,看到油在水面迅速地朝旁邊退開;自然與生活科技課程時,我們將沙拉油倒入肥皂水中,搖勻後發現水溶液不再澄清。這些現象引起我們的好奇,究竟清潔劑與脂肪之間產生了什麼反應?

 

X博士摘要說明】

本實驗採用三種比較方法來輔助觀察不同的清潔劑與油脂作用後的效果。

1.方法一:藉由乳化後的油水分層高度,探討不同清潔劑的使用量及攪拌方式,清潔效果有何不同?

2.方法二:記錄與分析乳化前後的導電度,求得各種清潔劑最佳的清潔效果。

3.方法三:顯微鏡觀察法,採用人為觀察輔助清潔劑所達到的乳化效果。

 

44 國中化學科作品

題目:去 污 了 嗎 ––淺談清潔劑的乳化效果

作者:彰化縣立陽明國民中學的同學們

 

【摘要(原文)

我們從市場調查著手,挑選出不同種類、不同用途的各種清潔劑,再研究過清潔劑的演進與去污原理後,找資料並共同討論可以比較出清潔劑乳化效果的三種方式,這三種方式分別是:( )油水分層高度測量法:在固定水量、油量、清潔劑量和攪拌方式的條件下,剩餘油層愈低的清潔劑表示乳化效果愈佳。( )導電度分析法:清潔劑溶液內的離子愈多導電度愈佳,乳化後則導電度下降,因此我們藉由導電度的比較與分析,判斷清潔劑乳化效果的好壞。( )顯微鏡觀察法:透過複式及解剖顯微鏡我們發現,清潔劑的乳液粒徑會隨著靜置時間的增加而加大,並且我們將它與導電度比較的結果發現:粒徑增大,導電度增加,去污及乳化的效果也就降低了。最後我們針對不同的清潔劑,提出最經濟有效的使用量及使用方法,希望能對環境保護盡一份心力。

 

X博士步驟說明】

清潔作用的定義:是以表面物理方法將異物從固體表面除去。而不管是天然的或
是合成的清潔劑,其去污原理都是分子有頭尾兩部分,一部分是屬於抗水性的,可以和污漬結合,另一端則是親水性的,一起帶著污漬隨水沖走。

 

乳化:是指不互溶的兩種液體,其中的一種以 0.25mm 的細粒分散在他種液體中時的現象稱為乳化。

 

不同清潔劑乳化效果的比較

在試管中分別放入下列的物品:

沙拉油 0.5ml + 5ml 、 10ml + 各種清潔劑 0.5ml 、 1.0ml 、 1.5ml

放置於試管架 30 分鐘,再以長 25cm 的紙條,一端浸入試管液面 3cm,取出放試管架上,。將各紙條以吹風機烘乾,測量油漬的擴散高度並記錄下來。

 投影片2.TIF 

清潔效果以洗衣精最佳,沐浴精的效果則是最差的。洗髮精及洗衣精兩種有價格愈高、洗淨力愈強的趨勢。其他如肥皂、洗碗精及沐浴精等,其售價和洗淨力沒
有明顯的相關。

 

探討清潔劑的靜置時間與乳化效果的關係

在測完洗衣精 3ml 加不同油脂量的導電度後,分別靜置 17 分鐘,觀察清潔劑乳化後的靜置時間與導電度的關係。

 投影片3.TIF 

將清潔劑與油脂攪拌靜置後的結果,我們發現溶液的導電度可以維持 3 分鐘的穩定,之後會逐漸升高,在
6、7 分鐘時才又維持穩定。

 

顯微鏡觀察法

分別在複式及解剖顯微鏡底下觀察靜置時間不同,洗衣精攪拌後,乳液的顆粒大小變化如何。

 投影片4.TIF 

發現乳液粒徑會隨攪拌靜置時間增長而增大,又與導電度測試結果比較顯示:粒徑變大、導電度提高。調配好使用過的清潔劑在大約 7 分鐘後,清潔效果會失去約 2.5 由實驗的結果我們發現:不管是使用哪一種類的清潔劑,都應該要用時才稀釋清洗,不要一次泡一大缸,待清潔劑與脂肪混合後,
溶液的導電度會逐漸提升。没用完的部分,留待數分鐘後就會失去乳化清潔效果,不僅浪費,而且增加污染河川及下水道的機會,為了達到清潔效果,宜清洗時才稀釋適當的量。

 

數據分析與結論

使用各種清潔劑,並不是濃度越高清潔效果越強,在水中加入太多的清潔劑既不經濟也不環保。因此我們的建議是:在 150ml 的水中,如果油脂量是 1ml,則洗衣精可加入 2ml,洗髮精、洗碗精或肥皂液則可加入 3ml,即可有較佳的清潔效果。

 

以下是評審給的評語

 投影片5.TIF 

 

X博士評語】

不管是使用哪一種清潔劑,都要將使用量控制恰好就好,而不要大大地調配一缸,以為用不完可留著再用,這樣不只浪費,清潔效果也會
大打折扣,反而不如要用時再泡就好。