實驗5-加酶洗衣粉的使用條件和效果(浙科版選修1)

1、實驗五 加酶洗衣粉的 使用條件和效果,課題背景 當你自己動手洗衣服的時候，會發(fā)現(xiàn)有油漬、汗?jié)n或血漬的衣服很難徹底洗干凈，你是如何解決這個問題的?你是否嘗試過加酶洗衣粉?與普通洗衣粉相比，加酶洗衣粉能更有效地清除頑漬。在本課題中，我們將了解加酶洗衣粉的作用，探討加酶洗衣粉使用的最適條件。,探討加酶洗衣粉的洗滌效果,1、說出加酶洗衣粉的洗滌原理； 2、探討溫度對加酶洗衣粉洗滌效果的影響； 3、探討不同種類的加酶洗衣粉對同一污物和不同污物的洗滌效果的區(qū)別。,課題目標：,加酶洗衣粉,普通洗衣粉,哪個洗滌效果好？為什么？,（一）普通洗衣粉,一、基礎(chǔ)知識,表面活性劑，水軟化劑，堿劑，漂白劑等成分，有的洗衣

2、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：,表面活性劑 -洗衣粉的主要成分,種類：表面活性劑有陰離子、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。,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，使衣服中的脂肪類物質(zhì)進入水中。,應(yīng)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(yīng)用最廣泛的是聚氧乙烯

3、醚類(如脂肪醇聚氧乙烯醚),水軟化物質(zhì),作用：水軟化劑可防止水中的鈣、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。 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(zhì)、分散污垢、緩沖堿劑及抗結(jié)塊性能等特點。 應(yīng)用：三聚磷酸鈉廣泛應(yīng)用于各種洗衣粉中，無磷洗衣粉中不含有三聚磷酸鈉。,作用：在適當?shù)膲A度下，使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(yīng)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。,堿劑,增白劑,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

4、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,某些洗衣粉中含有過硼酸鈉一類的漂白劑，可以延緩衣物的泛黃程度，但對衣物有一定的損傷。,2、種類,無磷洗衣粉、含磷洗衣粉,磷：一種營養(yǎng)元素，易造成水體富營養(yǎng)化，從而破壞水質(zhì)，污染環(huán)境,無磷洗衣粉：不用磷酸鹽作助洗劑的一類產(chǎn)品，無水質(zhì)富營養(yǎng)化這一特點，有利于水體環(huán)境保護,1、定義：,（二）加酶洗衣粉,加酶洗衣粉就是在合成洗衣粉中，加入0.20.5的酶制劑制成的。,2、成分,除含有普通洗衣粉的成分外，目前常用的酶制劑有四類：蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶和纖維素酶。其中，應(yīng)用最廣泛、效果最

5、明顯的是堿性蛋白酶和堿性脂肪酶。堿性蛋白酶能將血漬、奶漬等含有的大分子蛋白質(zhì)水解成可溶性的氨基酸或小分子的肽，使污跡容易從衣物上脫落。這是普通洗衣粉難以做到的。同樣的道理，脂肪酶、淀粉酶和纖維素酶也能分別將大分子的脂肪、淀粉和纖維素水解為小分子物質(zhì)，使洗衣粉具有更好的去污能力。,通過消化過程的回顧，你能想象出加酶洗衣粉中所加酶制劑的作用嗎？ 思考：能把從細胞中提取出的酶直接加到洗衣粉中嗎？ 為什么？ 怎么辦？,基礎(chǔ)知識,溫度、酸堿度和表面活性劑都會影響酶的活性。如果將酶直接添加到洗衣粉中，過不了多久，酶就會失活。為了解決這個難題，科學家通過基因工程生產(chǎn)出了能夠耐酸、耐堿、忍受表面活性劑和較高溫

6、度的酶，并且通過特殊的化學物質(zhì)將酶層層包裹，與洗衣粉的其他成分隔離。這些隔離層遇到水后，就會很快溶解，包裹在其中的酶就能迅速發(fā)揮催化作用了。,蛋白酶：,應(yīng)用：有助于去除例如汗?jié)n，血漬，青草，粘液，糞便以及各種食品類的蛋白質(zhì)污垢,作用：堿性蛋白酶能使蛋白質(zhì)水解成可溶于水的小分子的多肽,種類：我國在洗衣粉中添加的酶最主要的是堿性蛋白酶,產(chǎn)生：主要產(chǎn)生菌是某些芽孢桿菌（如枯草芽孢桿菌）,方程式：,基礎(chǔ)知識,在洗衣粉中添加的酶的種類很多，我國在洗衣粉中添加的酶最主要的是堿性蛋白酶。這種酶能耐堿性條件，而且耐貯存，對皮膚、衣物沒有刺激和損傷作用。堿性蛋白酶能使蛋白質(zhì)水解成可溶于水的多肽和氨基酸。衣物上附

7、著的血漬、汗?jié)n、奶漬、醬油漬等污物，都會在堿性蛋白酶的作用下，結(jié)構(gòu)松弛、膨脹解體，稍加搓洗，污跡就會從衣物上脫落。,脂肪酶,應(yīng)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(zhì)污垢的作用,產(chǎn)生：產(chǎn)生微生物是某些黑曲霉 米曲霉,方程式：,淀粉酶,應(yīng)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：將淀粉水解成小分子物質(zhì),纖維素酶,應(yīng)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

8、酶本身不能去除衣物上的污垢，它的作用是使纖維的結(jié)構(gòu)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,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(yīng)”。,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(zhì)污垢進攻。,（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(chǎn)生泡沫，可以將油脂分子

9、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,（四）解釋現(xiàn)象,1、若某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(zhì)，蛋白酶能分解血漬和奶漬中的蛋白質(zhì)。,2、為什么洗滌前先將衣物浸于加有適量洗衣粉的水內(nèi)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(zhì)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。在低溫下酶的

10、活性下降,4、試解釋為什么此洗衣粉不能用于絲質(zhì)及羊毛衣料？,因為蛋白酶能使蛋白質(zhì)水解，而絲質(zhì)及羊毛衣料中含有蛋白質(zhì)，這樣會損壞衣物,5.為什么使用加酶洗衣粉洗衣后，須徹底清洗雙手？,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,1、普通洗衣粉和加酶洗衣粉的洗滌效果有什么不同； 2、什么樣的溫度下使用加酶洗衣粉效果最好； 3、添加不同種類的酶的洗衣粉，其洗滌效果有哪些區(qū)別 4、加酶洗衣粉的用量與洗滌效果間關(guān)系； 4、同一種加酶洗衣粉對不同污漬的洗滌效果。 思考：請你針對要探究的三個方面寫出具體的設(shè)計方案。,提出相關(guān)問題的探究,實驗設(shè)計,資料一如何有效地控制變量 下面是兩位同學設(shè)計

11、的實驗方案，請你分析這兩個方案，思考相關(guān)問題。 A同學的方案：實驗中使用大燒杯和固定的水量，洗滌材料使用固定大小的新布，洗滌過程通過玻棒攪拌來實現(xiàn)，洗衣粉的用量可以通過天平稱量來控制，污漬的污染程度要保持一致，這可以通過滴加在布料上的污染物的量來控制。 B同學認為洗衣粉的洗滌效果是顯而易見的事情。平時用洗衣機洗衣服，如果加普通洗衣粉，衣領(lǐng)部分的污漬總會有些殘留，如果使用加酶洗衣粉，就能完全洗干凈，這就已經(jīng)說明加酶洗衣粉的洗滌效果更好，A同學的方案是將簡單問題復雜化了。 請結(jié)合兩位同學的方案，思考下面的問題。 1你同意B同學的觀點嗎?請說明你的理由。 2你認為他們的方案是否存在問題?如果有問題，

12、有哪些問題?你能提出一個更好的方案嗎? 3你能就此例談一談科學實驗與日常生活經(jīng)驗的聯(lián)系與區(qū)別嗎?,實驗設(shè)計 課題1 探究加酶洗衣粉使用時的最適溫度,資料二考慮實際生活中的具體情況 本課題不僅要用科學探究的方法研究日常生活中的問題，還需要將研究的結(jié)果應(yīng)用到實際生活中去。因此，在探究的過程中，不僅要從理論層面去思考問題，還要充分考慮是常生活中的具體情況。某同學深究溫度對加跨洗衣粉洗滌效果的影響，選擇了10、20、30、40、 50、60和70的溫度梯度。請你分析這個方案是否完善、妥當，并提出改進建議。,實驗設(shè)計 課題1 探究加酶洗衣粉使用時的最適溫度,結(jié)論 溫度梯度設(shè)置并不恰當和完善，主要是梯度差

13、值偏大。在達到最適溫度之前提高溫度，可以增加酶促反應(yīng)的速度，每提高反應(yīng)溫度10度，所增加的反應(yīng)速度稱為反應(yīng)的溫度系數(shù)，對于許多酶來說，這個系數(shù)為12，也就是每增高10度，酶反應(yīng)速度增加12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。,對資料二的分析,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(shè)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(shè)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。,實驗設(shè)計 課題1 探究加酶洗衣粉使用時的

14、最適溫度,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。,實驗設(shè)計 課題1 探究加酶洗衣粉使用時的最適溫度,溫度能影響酶的催化效率 在一定范圍內(nèi)，隨溫度的升高酶的催化效率提高，到達一定溫度酶的催化效率最高（最適溫度），超過一定的溫度，酶的催化效率下降。(你能畫出曲線嗎？),洗滌效果的判斷 可在相同洗滌時間后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。 或污物完全消失所需要的時間。,設(shè)計過程,1、實驗原理 2、目的要求（略）,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

15、計、恒溫水浴鍋、玻璃棒、量筒、直尺、天平等,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(zhì)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,5、實驗步驟,實驗設(shè)計 課題1 探究加酶洗衣粉使用時的最適溫度,5、實驗步驟,實驗設(shè)計 課題1 探究加酶洗衣粉使用時的最適溫度,1）配制不同溫度下的加酶洗衣粉水溶液 取相同的大燒杯7只，并標號為A、B、C、D、E、F、G，向其中各 加入500ml（等量且適量）的蒸餾水（量筒量?。?在7只燒杯中加入適量且等量（15克）加酶洗衣粉。 將7只燒杯分別放入25、30、35、40、45、50、 55的恒

16、溫水箱加熱。 2）準備污染布 將質(zhì)地相同且面積一樣的7塊實驗用布進行相同污染處理。 3）洗滌污染布 將帶有相同且面積一樣污物的7塊大小相同的、質(zhì)地相同的實驗 用污染布分別放入7只燒杯中。 分別用玻璃棒同時充分攪拌相同的時間。一段時間后攪拌可重復 進行，持續(xù)保持各自的溫度。 4）觀察洗滌效果 經(jīng)過相同的時間后觀察洗滌效果并進行記錄。,如果40時，污漬最淡或面積最小，則說明40是該種洗衣粉的洗滌最適溫度。,6、得出結(jié)論,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(yīng)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(yīng)基本相同。,實驗設(shè)計

17、 課題1 探究加酶洗衣粉使用時的最適溫度,1、實驗原理,生活中的各種污漬主要是蛋白質(zhì)、脂質(zhì)、淀粉等多種不溶于水的有機物，這些有機物能在相應(yīng)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,實驗設(shè)計 探究2 普通洗衣粉和加酶洗衣粉對衣物污漬的洗滌效果,實驗變量為洗滌劑，設(shè)計時應(yīng)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(zhì)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,污布的制取：取一定量的污染物制成溶液，取等量的污染物滴加在相同大小、質(zhì)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

18、和加酶洗衣粉。,3、實驗操作流程,實驗設(shè)計 探究2 普通洗衣粉和加酶洗衣粉對衣物污漬的洗滌效果,取兩只大燒杯并編號A、B，用量筒分別量500ml蒸餾水放入其中。放入400C的水浴鍋保溫。 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。 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。 經(jīng)過相同的時間后，觀察洗滌效果。,（2）實驗過程,4、實驗結(jié)論,加酶洗衣粉的效果好,（1）實驗準備,我們能不能設(shè)計一個多因子變量的實驗?zāi)?？同時考慮溫度，不同的加酶洗衣粉，普通洗衣粉的洗滌效果？或其他的多因子變量實驗？,1、實驗原理,不同種類的加酶洗衣粉所

19、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,布分組 取30塊大小相同的白棉布，分成5組，每組6塊，依次編號1a、1b、1c、1d、1e；- 6a、6b、6c、6d、6e。,（a組為蛋白酶處理，b組為脂肪酶處理，c組為淀粉處理，d組為復合酶處理，e組為普通洗衣粉),實驗設(shè)計 探究3 不同種類的加酶洗衣粉的洗滌效果,制污布 給第1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。,濕污布 將上述污布分別放入30個已編號分組的燒杯 中，各注入500ml蒸餾水，用玻璃棒攪拌使污布濕透。,實驗設(shè)計 探

20、究3 不同種類的加酶洗衣粉的洗滌效果,1、實驗原理 2、實驗步驟,控溫度 燒杯均放入溫度為45度的水浴鍋保溫。,洗污布 給a組燒杯中加入等量的蛋白酶洗衣粉， 給b組燒杯中加入等量的脂肪酶洗衣粉， 給c組燒杯中加入等量的淀粉酶洗衣粉， 給d組燒杯中加入等量的復合酶洗衣粉， 給e組燒杯中加入等量的普通洗衣粉， 各燒杯均攪拌洗滌10分鐘后，用清水漂洗3次，晾干。,觀效果,3、記錄結(jié)果：將實驗結(jié)果記入下表。,4、實驗結(jié)論：,實驗設(shè)計 探究3 不同種類的加酶洗衣粉的洗滌效果,探究3 不同溫度、不同PH的加酶洗衣粉的洗滌效果,1、實驗應(yīng)遵循的原則： 單一變量的原則和對照原則。,實驗設(shè)計,2、實驗過程中有哪

21、些體現(xiàn)了這兩個原則？ 1、污物的量 2、洗衣粉的量和種類 3、時間 4、攪拌的時間、次數(shù)和力量 5、水的用量相同,3、影響加酶洗衣粉洗滌效果的因素有水溫、水量、水質(zhì)、洗衣粉的用量，衣物的質(zhì)料、大小及浸泡時間和洗滌的時間等。在這些因素中，課題1 探究加酶洗衣粉使用時的最適溫度中，水溫是我們要研究的對象，而其他因素應(yīng)在實驗中保持不變。,問1、某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(zhì)，蛋白酶能分解血漬和奶漬中的蛋白質(zhì)。,實驗設(shè)計,問2、為什么洗滌前先將衣物浸于加有適量洗衣粉的水內(nèi)數(shù)小時？如何縮短衣物的浸泡時間？,是為了使洗衣粉

22、中的蛋白酶充分的分解衣物中的蛋白質(zhì)污漬；用溫水浸泡衣物，因為酶的催化作用需要適宜的溫度。,問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。為什么？,問4、試解釋為什么此洗衣粉不能用于絲質(zhì)及羊毛衣料？,因為蛋白酶能使蛋白質(zhì)水解，而絲質(zhì)及羊毛衣料中含有蛋白質(zhì)，這樣會損壞衣物。,實驗設(shè)計,問5.為什么用后須徹底清洗雙手？,人體皮膚細胞有蛋白質(zhì)，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(yīng)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。,練

23、習：,1、關(guān)于加酶洗衣粉的敘述，正確的是 A 加酶洗衣粉是指加入蛋白酶的洗衣粉 B 加酶洗衣粉里的酶制劑對人體有毒害作用 C 加酶洗衣粉的酶制劑會污染環(huán)境 D 加酶洗衣粉是含有酶制劑的洗衣粉,D,2、實驗中加酶洗衣粉的洗滌效果與下列哪一項無關(guān) A 酶制劑的種類 B 污物的種類 C 反應(yīng)時間的長短 D 使用大的燒杯,D,3、汰漬洗衣粉的使用指南中有一項洗衣小竅門： 1）減少浸泡用水量，適當延長浸泡時間； 2）用溫水溶液浸泡。 請解釋以上原因。,水量少酶濃度相對較高； 時間長使酶能充分分解衣物中的污物； 溫水酶的催化作用需要適宜的溫度。,四、課題延伸 1.“衣領(lǐng)凈”含高效表面活性劑、還原增白劑、液體蛋白酶制劑等成分，可洗去領(lǐng)口、袖口的頑漬及其它頑漬，而一般洗衣粉效果較差。 2.廚房的洗滌劑有兩大類 （1）用于清洗食具的洗滌劑（如洗潔凈），其重要的化學成分是化學合成的烷基類活性劑，對皮膚有刺激性，殘留的烷基苯磺酸鹽對人體有一定的危害。 （2）用于清洗灶具、排氣扇油垢的