课题目标
说出加酶洗衣粉的洗涤原理;探讨温度对加酶洗衣粉洗涤的影响;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。
课题重点与难点
课题重点:区别不同种类的加酶洗衣粉对同一污物和不同污物的洗涤效果。
课题难点:实验过程中各种变量的控制。
课题背景分析
本课题探究的是加酶洗衣粉与普通洗衣粉洗涤效果的区别,以及不同的加酶洗衣粉对不同污渍洗涤效果的区别。本课题与学生的生活比较接近,因此,具有较强的现实意义,
基础知识分析
知识要点:1.蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶和纤维素酶的作用;2.影响酶活性的因素。
实验安排及注意事项
本课题有两个子课题。第1个子课题是探究“不同温度对加酶洗衣粉的洗涤效果的影响”;第2个子课题是探讨“不同种类的加酶洗衣粉对同一污渍或不同污渍的洗涤效果的比较”。这两个子课题并非相互并列,而具有递进关系。其中,第1个子课题是第2个子课题的基础,它所获得的有关温度的数据可以为第2个子课题的进一步研究提供参考。下面是有关两个子课题的一些具体建议。
子课题一 探究不同温度对加酶洗衣粉洗涤效果的影响
1.变量的分析和控制
阅读课本资料一、资料二,结合已有的生活经验可以知道,影响加酶洗衣粉洗涤效果的因素有水温、水量、水质、洗衣粉的用量,衣物的质料、大小及浸泡时间和洗涤的时间等。在这些因素中,水温是我们要研究的对象,而其他因素应在实验中保持不变。
选择什么样的水温进行实验最符合实际情况呢?这就需要实验者根据当地一年中的实际气温变化来确定水温,这既是确定实验变量的基本原则,也可以引导学生将课堂学习与现实生活相联系。通常情况下,冬季、春季、秋季和夏季可分别选取5 ℃、15 ℃、25 ℃和35 ℃的水温,因为这4个水温是比较符合实际情况的,对现实也有指导意义。教师可以引导学生通过实验分析:“在自然条件下,什么季节适合使用加酶洗衣粉”,“在什么样的水温下不适合使用加酶洗衣粉”,等等。
第二个问题是洗涤方式和材料的选择。在洗涤方式中有机洗和手洗两种方式,应考虑其中哪一种比较科学?哪一种更有利于控制变量?再有,洗衣机又可以分为半自动和全自动两种,相比之下,采用全自动洗衣机比较好,并且应该尽量使用同一型号小容量的洗衣机,其机械搅拌作用相同。关于洗涤材料的选择也有一些讲究。用衣物作实验材料并不理想,这是因为作为实验材料的衣物,其大小、颜色、洁净程度等应该完全一致,而这并不容易做到;此外,人为地在衣物上增加污物,如血渍、油渍等,也令人难以接受。因此,选用布料作为实验材料比较可行。在作对照实验时,可以控制布料的大小、颜色以及污物的量,使其相同;同时,也便于洗涤效果的比较。
第三个问题是水量、水质和洗衣粉用量的问题。水的用量和布料的大小是成正比的。做实验用的布料不易过大,水量不易过多,但应该让布料充分浸泡在水中。水量和洗衣粉的用量可以参考表4-1。实验时可根据表中的数据换算出实际用量。如果在实验中使用手洗的方法,如课本中图4-4所示,使用1 000 mL的烧杯作为容器,可以用500 mL的水,洗衣粉的用量可以用1 g或1.5 g。
其他相关问题简述如下。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。
2.实验方案的设计
实验材料:添加了复合酶的洗衣粉,大小相同的白棉布4块(在上面分别滴加4滴同种的植物油,放置至干燥)。
水温、水质及水量:水温的温度梯度为5 ℃、15 ℃、25 ℃和35 ℃(其中5 ℃可以通过冰箱冷藏室来控制,其他温度可以通过水浴控制);水质为自来水;水量为500 mL。
实验仪器:1 000 mL的烧杯、玻璃棒等。
子课题二 不同种类的洗衣粉对同一污渍或不同污渍洗涤效果的比较
比较子课题一与子课题二:在子课题一中,水温是变量,其他因素在实验中保持不变;而在子课题二中,水温则应保持不变。在实施子课题二时,通常应采用当地的常温,如果是冬季水温过低,就应采用水浴的方法,使温度达到25 ℃~35 ℃。
市场中的洗衣粉有多种类型,应选择不同种类的加酶洗衣粉和普通洗衣粉。污物的选择也应该多样化,只有这样才具有实践指导意义。表4-2的选择供参考,表中的“√”号表示可以进行实验。此外,学生也可以针对污渍相同、布料(如化纤或棉布)的不同情况,探究不同种类洗衣粉的洗涤效果。
课题成果评价
本课题的评价可以分为三个方面:一是设计的实验方案是否思路清晰、科学性和操作性强;二是实验报告是否全面,是否涵盖了本课题所要求达到的目标;三是能否根据自己的探究成果,结合生活中的实际情况,设计一份宣传板报或有关加酶洗衣粉的使用说明材料,供家人或本校的教职员工参考。学生完成课题后,应该得出以下三方面的结论。
1.加酶洗衣粉与普通洗衣粉洗涤效果的比较分析。
2.各种不同品牌的加酶洗衣粉对油渍、血渍和奶渍等污物的不同的洗涤效果分析。
3.使用加酶洗衣粉时应注意的一些事项。
答案和提示
(一)旁栏思考题
1.查阅资料,看看普通洗衣粉中包含哪些化学成分?
提示:普通洗衣粉中通常包含有: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。
2.在本课题中你打算使用什么方法和标准判断洗涤效果?
提示: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。
(二)练习1.答:列表比较如下。
2.答:不合适。因为丝绸的主要成分是蛋白质,它会被加酶洗衣粉中的蛋白酶分解,损坏衣物。
参考资料
1.家用洗衣粉的成分:家用洗衣粉和其他各种家用洗涤剂的成分基本相同,主要含有表面活性剂、水软化剂、碱剂、漂白剂和香精等成分。
2.加酶洗衣粉
加酶洗衣粉就是在合成洗衣粉中,加入0.2%~0.5%的酶制剂制成的。在洗衣粉中添加的酶的种类很多,如蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶和纤维素酶等。我国在洗衣粉中添加的酶最主要的是碱性蛋白酶。这种酶能耐碱性条件,而且耐贮存,对皮肤、衣物没有刺激和损伤作用。碱性蛋白酶能使蛋白质水解成可溶于水的多肽和氨基酸。衣物上附着的血渍、汗渍、奶渍、酱油渍等污物,都会在碱性蛋白酶的作用下,结构松弛、膨胀解体,稍加搓洗,污迹就会从衣物上脱落。
使用加酶洗衣粉时必须注意以下几点:(1)碱性蛋白酶能使蛋白质水解,因此,蛋白质类纤维(羊毛、蚕丝等)织物就不能用加酶洗衣粉来洗涤,以免使纤维受到破坏;(2)使用加酶洗衣粉时,必须注意洗涤用水的温度。碱性蛋白酶在35 ℃~50 ℃时活性最强,在低温下或70 ℃以上就会失效;(3)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;(4)加酶洗衣粉不宜与三聚磷酸盐共存,否则酶的活性将会丧失;(5)添加了碱性蛋白酶的洗衣粉可以分解人体皮肤表面蛋白质,而使人患过敏性皮炎、湿疹等,因此,应避免与这类洗衣粉长时间地接触。
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