新人教版選修1：4.2《探討加酶洗衣粉的洗滌效果》課件

課題目標1、說出加酶洗衣粉的洗滌原理；2、探討溫度對加酶洗衣粉效果的影響；3、探討不同種類的加酶洗衣粉對同一污物和不同污物洗滌效果的區(qū)別。課題重點、難點重點：探討不同種類的加酶洗衣粉對同一污物和不同污物洗滌效果的區(qū)別；難點：實驗過程中各種變量的控制；第一頁第二頁，共37頁。第二頁第三頁，共37頁。課題背景有油漬、汗?jié)n或血漬的衣服很難徹底洗干凈，如何解決這個問題？1、解決方法：用加酶洗衣粉洗滌2、原理：加酶洗衣粉中的酶能分解這些大分子污物，更有效的清除污漬。第三頁第四頁，共37頁。一、基礎知識（一）普通洗衣粉旁欄思考：查閱資料，看看普通洗衣粉中包含哪些化學成分？

表面活性劑，水軟化劑，堿劑，漂白劑等成分，有的洗衣粉中還含有增白劑，香精和色素，以及填充劑等。1、洗衣粉主要成分：第四頁第五頁，共37頁。（1）表面活性劑①種類：陰離子、陽離子、非離子和兩性離子等四大類，但用于洗滌的表面活性劑則以陰離子和非離子為主②作用：洗衣粉的主要成分，優(yōu)先吸附在各種界面上，降低水的表面張力，改變體系界面的狀態(tài)，去除衣物的污漬。一般表面活性劑中含有疏水基團和親水基團，在洗滌過程中其乳化作用和通透作用，是衣服中的脂肪類物質進入水中。③應用：表面活性劑有最普通、最傳統(tǒng)的陰離子表面活性劑就是人類使用了幾百年的肥皂（高級脂肪酸鈉）。合成洗滌工業(yè)問世之后，使用最普遍的是十二烷基苯磺酸鈉，非離子表面活性劑應用最廣泛的是聚氧乙烯醚類。第五頁第六頁，共37頁。①作用：防止水中的鈣、鎂離子造成的陰離子表面活性劑失活，提高表面活性劑利用率②種類：三聚磷酸鈉是最為常用的一種水軟化劑，它具有軟化水質、分散污垢、緩沖堿劑及抗結塊性能等特點③應用：三聚磷酸鈉廣泛應用于各種洗衣粉中，無磷洗衣粉中不含有三聚磷酸鈉（2）水軟化劑

第六頁第七頁，共37頁。④漂白劑：可延緩衣物的泛黃程度，但對衣物有一定的損傷。③堿劑：作用：在適當?shù)膲A度下，纖維和污垢可被最大限度地離子化，更易于污垢的水解和分散應用：一般洗衣粉配方中都含有純堿和硅酸鈉，其中硅酸鈉還具有使污垢顆粒懸浮、防止再沉積的作用第七頁第八頁，共37頁。⑤增白劑

⑥香精和色素

絲、棉、毛類等天然纖維的淺色衣物容易變黃，加入增白劑后，它能夠留存在衣物上，吸收陽光中的紫外線，反射出與黃光互補的藍色光線，從而掩蓋了衣物上的黃色。改善洗衣粉的氣味和外觀，給人清新愉悅的感受，并掩蓋某些化學成分的異味第八頁第九頁，共37頁。2、種類①洗衣粉含磷量無磷洗衣粉、含磷洗衣粉含磷洗衣粉：以磷酸鹽為主要助洗劑的一類產品助洗劑：結合鈣鎂離子，阻止污垢再沉積，有助于提高表面活性劑的去污能力第九頁第十頁，共37頁。磷：一種營養(yǎng)元素，易造成水體富營養(yǎng)化，從而破壞水質，污染環(huán)境無磷洗衣粉：不用磷酸鹽作助洗劑的一類產品，無水質富營養(yǎng)化這一特點，有利于水體環(huán)境保護第十頁第十一頁，共37頁。②洗滌效果普通洗衣粉、濃縮洗衣粉③普通、濃縮洗衣粉的特點普通洗衣粉：顆粒大而疏松，溶解性好，泡沫較為豐富，但去污力相對較弱，不易漂洗，一般適用于手洗濃縮洗衣粉：顆粒小，密度大，泡沫較少，但去污力至少是普通洗衣粉的兩倍，易于清洗，節(jié)約水，一般適用于機洗第十一頁第十二頁，共37頁。1、定義：（二）加酶洗衣粉含有酶制劑的洗衣粉2、成分除含有普通洗衣粉的成分外，還含有多種酶制劑：蛋白酶，脂肪酶，淀粉酶，纖維素酶，復合酶第十二頁第十三頁，共37頁。①蛋白酶：應用：有助于取出例如汗?jié)n，血漬，青草，粘液，糞便以及各種食品類的蛋白質污垢作用：堿性蛋白酶能使蛋白質水解成可溶于水的多肽和氨基酸種類：我國在洗衣粉中添加的酶最主要的是堿性蛋白酶產生：主要產生菌是某些芽孢桿菌第十三頁第十四頁，共37頁。②脂肪酶應用：可以催化水解各類動植物油脂和人體皮脂腺分泌物及化妝品污垢，種類：堿性脂肪酶作用：堿性脂肪酶能使甘油三脂水解成容易用水沖洗掉的甘油二脂、甘油單脂和游離脂肪酸。從而達到清除衣物上脂質污垢的作用產生：產生菌是某些青霉脂肪甘油+脂肪酸脂肪酶方程式：第十四頁第十五頁，共37頁。③淀粉酶應用：可以去除例如來自面條、巧克力、肉汁和嬰兒食品中含有淀粉的污垢作用：水解直鏈淀粉中的1，4－a－糖苷鍵，使糊化淀粉迅速分解為可溶解的糊精和低聚糖淀粉麥芽糖淀粉酶方程式：第十五頁第十六頁，共37頁。④纖維素酶應用：去除棉紡織品表面的浮毛，使洗滌后的棉紡織品柔軟蓬松，織紋清晰，色澤更加鮮艷，穿著更加舒適作用：堿性纖維素酶本身不能去除衣物上的污垢，它的作用是使纖維的結構變得蓬松，從而使?jié)B入到纖維深層的塵土和污垢能夠與洗衣粉充分接觸，從而達到更好的去污效果種類：堿性纖維素酶纖維素葡萄糖纖維素酶方程式：第十六頁第十七頁，共37頁。⑤復合酶實際污垢組成復雜，往往蛋白污垢被脂肪污垢或淀粉污垢覆蓋，單一酶的作用一般達不到徹底清除污垢的作用。而復合酶可以發(fā)揮其獨特的“協(xié)同效應”。試驗測定，單獨使用蛋白酶或淀粉酶，得到的洗滌效果遠不如把每種酶用量減半后放在一起使用的效果。即給定酶的用量，復合酶的效果遠遠超過單一酶的效果。原因是淀粉酶分解了污漬表面的淀粉污垢，使蛋白酶能以更有效的方式向蛋白質污垢進攻。第十七頁第十八頁，共37頁。（三）普通洗衣粉和加酶洗衣粉異同相同點：不同點：表面活性劑可以產生泡沫，可以將油脂分子分散開；水軟化劑可以分散污垢；等等酶可以將大分子有機物分解為小分子有機物，小分子有機物易于溶于水，從而與纖維分開第十八頁第十九頁，共37頁。（四）影響酶活性的因素溫度、pH等成分：略用法：洗滌前先將衣物浸于加有適量洗衣粉的水內數(shù)小時，用溫水浸泡效果更佳,切勿用60℃以上的水.注意：切勿用于絲質及羊毛衣料，用后須徹底清洗雙手。(五）資料分析一般洗衣粉不易清除衣物的血漬和奶漬，但加酶洗衣粉則可以。一生物活性洗衣粉包裝盒上印有以下材料：第十九頁第二十頁，共37頁。1、該洗衣粉較易清除衣物的血漬和奶漬，說明該洗衣粉中加入的是什么酶？為什么？蛋白酶，因為血漬和奶漬的主要成分是蛋白質，蛋白酶能分解血漬和奶漬中的蛋白質。2、為什么洗滌前先將衣物浸于加有適量洗衣粉的水內數(shù)小時？如何縮短衣物的浸泡時間？是為了使洗衣粉中的蛋白酶充分的分解衣物中的蛋白質污漬；用溫水浸泡衣物，因為酶的催化作用需要適宜的溫度。3、為什么不能在60℃以上的水中使用此洗衣粉？使用加酶洗衣粉時，必須注意洗滌用水的溫度，溫度過高會使酶變性失活。在低溫下也會失效；第二十頁第二十一頁，共37頁。4、試解釋為什么此洗衣粉不能用于絲質及羊毛衣料？因為蛋白酶能使蛋白質水解，而絲質及羊毛衣料中含有蛋白質，這樣會損壞衣物5.為什么用后須徹底清洗雙手？人體皮膚細胞有蛋白質，如不徹底清洗雙手，就會使手的皮膚受到腐蝕。而使人患過敏性皮炎、濕疹等，因此，應避免與這類洗衣粉長時間地接觸。此外：加酶洗衣粉也不宜長期存放，存放時間過長會導致酶活力損失第二十一頁第二十二頁，共37頁。二、實驗設計（一）子課題一：探究普通洗衣粉和加酶洗衣粉對衣物污漬的洗滌效果1、實驗原理生活中的各種污漬主要是蛋白質、脂質、淀粉等多種不溶于水的有機物，這些有機物能在相應的蛋白酶、脂肪酶和淀粉酶的作用下水解成易溶于水的小分子有機物2、遵循原則第二十二頁第二十三頁，共37頁。實驗變量為洗滌劑，設計時應遵循單一變量原則、對照性原則有效的控制其他變量，如水的用量、污染物的量，所用實驗用布的質地大小、兩種洗衣粉的用量，攪拌及洗滌時間，3、實驗操作流程（1）實驗準備帶有污染物的實驗用布的制?。喝∫欢康奈廴疚镏瞥扇芤?，取等量的污染物滴加在相同大小、質地的新布上稱取等量的洗衣粉：用天平準確稱取等量普通洗衣粉和加酶洗衣粉第二十三頁第二十四頁，共37頁。（2）實驗過程①取兩只大燒杯并編號，用量筒分別量500ml蒸餾水放入其中。放入400C的水浴鍋保溫。②將制好的污染布和洗衣粉（一組為污染布和普通洗衣粉，另一組為污染布和加酶洗衣粉）分別放入兩只燒杯中。③用玻璃棒同時充分攪拌一段時間。一段時間后攪拌可重復進行。④過相同的時間后觀察洗滌效果。（3）實驗結論加酶洗衣粉的效果好第二十四頁第二十五頁，共37頁。1、分析資料二溫度梯度設置并不恰當和完善，主要是梯度差值偏大。在達到最適溫度之前提高溫度，可以增加酶促反應的速度，每提高反應溫度10度，所增加的反應速度稱為反應的溫度系數(shù)，對于許多酶來說，這個系數(shù)為1－2，也就是每增高10度，酶反應速度增加1－2倍，假定用上述梯度測得40度時洗滌效果最好，但并不能說最適溫度就是40度①結論（二）探究加酶洗衣粉使用時的最適溫度第二十五頁第二十六頁，共37頁。②改進制取同樣的污染布，稱取等量的同一種洗衣粉，分幾個溫度不同的試驗組，溫度梯度可設為20、25、30、35、40、45、50、55度，若測出在40度時洗滌效果最好，可設置更細的試驗組如35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45度，直至測出具體的最適溫度第二十六頁第二十七頁，共37頁。①實驗原理酶的活性受溫度的影響，最適溫度時酶的活性最大，去污力最強，高于或低于此溫度酶的活性降低，去污力下降②洗滌效果的判斷可在洗滌后比較污物的殘留狀況，如：已消失、顏色變淺、面積縮小等，最好能進行定量的比較2、實驗設計第二十七頁第二十八頁，共37頁。③材料器具：加酶洗衣粉、雞血、新白棉布、蒸餾水、燒杯、滴管、溫度計、恒溫水浴鍋、玻璃棒、量筒、直尺、天平等⑤實驗步驟④實驗準備（1）制取帶有污物的實驗用布將等量的雞血滴到7塊大小相同的、質地相同的新布上（2）稱取1g加酶洗衣粉：用天平準確的稱取等量的同種加酶洗衣粉第二十八頁第二十九頁，共37頁。（1）配制系列溫度梯度水溶液取大燒杯7只，用量筒量取500ml的蒸餾水放入其中。然后將7只燒杯分別放入250C、300C、350C、400C、450C、500C、550C的恒溫水箱加熱。（2）將制好的污染布和稱好的洗衣粉分別放入7只燒杯中。（3）用玻璃棒同時充分攪拌一段時間。一段時間后攪拌可重復進行，持續(xù)保持各自的溫度。（4）過相同的時間后觀察洗滌效果第二十九頁第三十頁，共37頁。實驗中可以用滴管控制污物的量，待污物干燥后再進行實驗；布料應放在洗衣粉溶液中浸泡相同的時間；采用玻璃棒或筷子攪拌的方式模擬洗衣過程；模擬攪拌的時間、次數(shù)和力量應基本相同實驗遵循的原則：單因子變量的原則和對照原則第三十頁第三十一頁，共37頁。（三）子課題三：不同種類的加酶洗衣粉的洗滌效果1、實驗原理不同種類的加酶洗衣粉所加的酶不同，而酶具有專一性，所以對不同污漬洗滌效果不同2、實驗步驟①取30塊大小相同的白棉布，分成6組，每組5塊，依次編號1a、1b、1c、1d、1e、2a、2b…6a、6b、6c、6d、6e。（a為蛋白酶處理組，b為脂肪酶處理組，c為淀粉處理組，d為復合酶處理組，e為普通洗衣粉組)第三十一頁第三十二頁，共37頁。②制取帶有污染物的實驗用布給第一組白布滴加雞血，待血漬擴散停止后，記錄血漬面積按同樣的方法給第2－6組分別滴加牛奶、菜油、番茄汁、墨水、顏料，并記錄污漬面積③將上述白棉布分別放入30個已編號的燒杯中，各注入500ml蒸餾水，用玻璃棒攪拌使白棉布濕透第三十二頁第三十三頁，共37頁。④溫度控制燒杯均放入溫度為45度的水浴鍋⑤洗衣粉洗滌給1a－6a號燒杯中加入等量的蛋白酶洗衣粉，給1b－6b號燒杯中加入等量的脂肪酶洗衣粉，給1c－6c號燒杯中加入等量的淀粉酶洗衣粉，給1d－6d號燒杯中加入等量的復合酶洗衣粉，給1e－6e號燒杯中加入等量的普通酶洗衣粉，各燒杯均攪拌洗滌10分鐘后，用清水漂洗3次，晾干第三十三頁第三十四頁，共37頁。（6）記錄結果：將實驗結果記入下表。3、實驗結論：編號123456污漬類型雞血牛奶菜油番茄汁墨水染料洗滌效果蛋白酶脂肪酶淀粉酶