Vaskemidler. H. C. Ørsted Ungdomslaboratorium i samarbejde med

Vaskemidler H. C. Ørsted Ungdomslaboratorium i samarbejde med Februar 2005

2 Vaskemidler FORMÅL...2 BAGGRUND...3 PRAKTISK OMKRING ØVELSEN...3 OVERFLADEAKTIVE STOFFER...5 Formål...5 Teori...5 Forsøg 1...5 Teori...5 Forsøg 2...7 PHOSPHATER...8 Formål...8 Teori...8 Fremgangsmåde...9 Efterbehandling...9 ZEOLIT A...11 Formål...11 Teori...11 Fremgangsmåde...11 Titrering med Ca 2+...12 BLEGEMIDLER...15 Formål...15 Teori...15 Fremgangsmåde...16 Efterbehandling...18 ENZYMER...19 Formål...19 Teori...19 Apparatur...20 Kemikalier...20 Fremgangsmåde...21 Efterbehandling...22 OPTISK HVIDT...23 Formål...23 Teori...23 Fremgangsmåde...23 Efterbehandling...24 REFERENCER:...25 MATERIALER OG KEMIKALIER...25 BILAG 1...26 Vaskepulverrecepter...26 Formål Vaskemidler indeholder mange kemiske forbindelser, som spiller hver sin rolle for vaskeprocessen. I øvelsen kan der arbejdes med de vigtigste af disse ingredienser i en række delforsøg. I nogle af øvelserne bestemmes forbindelser kvantitativt, i andre er vægten langt på at vise, den rolle en bestemt ingrediens har i et vaskemiddel.

3 Baggrund På Internettet kan man finde mange sider om vask og vaskemidler og lignende. Her er nogle muligheder. På Forbrugerstyrelsens hjemmeside kan man finde gode materialer og inspiration om vask og vaskemidler (www.forbrug.dk). Søg fx på et af ordene vaskemidler, vask, kalkbindere, rengøring eller hårdt vand. Se derefter i listen over muligheder - der vil være mange interessante links om indholdet i vaskemidler, stoffernes betydning, hvordan man bør vaske osv. På hjemmesiden kan fx findes Vask og vaskemidler, en pjece om vask og vaskemidler samt gode råd til hvordan man vasker bedst muligt, om pdf-fil: http://netbutik.forbrug.dk/product_info.php?cpath=1_8&products_id=49) En anden hjemmeside er Miljøministeriets, www.mst.dk. Søg efter fx vaskemidler, kalkbindere, osv. Information om blomster- og svanemærket kan findes på adressen: www.ecolabel.dk, se under Om Svanen og Blomsten. British Zeolite Association s hjemmeside: www.bza.org. Under Zeolites er der en god artikel om zeolitters forskellige egenskaber. INEOS Silicas: www.ineossilicas.com (se fx under Markets, Detergents). En hjemmeside om zeolitter fra et firma, der producerer dem. Novozymes A/S hjemmeside kan findes på følgende adresse www.novozymes.com. Se fx under Discover Biotech og vælg Discover the enzymes in your home, for en kort introduktion, hvor man kan støde på enzymer i hverdagen. Der er også mulighed for at se små videoklip. Praktisk omkring øvelsen Øvelsen kan bruges flere niveauer, fra sidste i 1.g til 3.g højniveau. Øvelsen Vaskemidler består af 6 deløvelser, hver med sit emne. Øvelsen lægger derfor op til forskellige måder, hvorpå læreren kan vælge at benytte den. Dog er det en forudsætning at klassen opdels i hold på 2-3 elever. Det er muligt at benytte alle øvelserne, eller at vælge kun et begrænset udvalg af øvelserne. Det eneste der begrænset antallet af muligheder er udstyret som Ungdomslaboratoriet har til rådighed. Derfor planlægges besøget i samarbejde mellem læreren og Ungdomslaboratoriets daglige leder ud fra de ønsker som klassen og læreren har under hensyntagen til følgende begrænsninger: 1. Overfladeaktive stoffer (mulighed for 2 opstillinger) 2. Phosphater (mulighed for op til 6 opstillinger, afhængigt af andre valg af deløvelser) 3. Zeolit A (mulighed for 2 opstillinger) 4. Blegemidler (mulighed for op til 6 opstillinger, afhængigt af andre valg af deløvelser) 5. Enzymer (mulighed for op til 6 opstillinger, afhængigt af andre valg af deløvelser) 6. Optisk hvidt (mulighed for én opstilling, dvs. flere hold skal arbejde forskudt)

4 Det er også muligt at lade nogle grupper lave mere end en øvelse eller dele af en øvelse. Ved valget af bestemte deløvelser er det en god ide læreren overvejer sværhedsgraden i de forskellige øvelser. Overordnet skal klassen altså inddeles i hold og hvert hold undersøger et af indholdsstofferne i de to vaskemidler, der skal analyseres. Der skal analyseres for indholdsstofferne: Overfladeaktive stoffer, phosphater, zeolit A, blegemidler, enzymer og optisk hvidt. Fælles for alle forsøg er, at eleverne skal/kan forberede et oplæg for klassen om deres eget forsøg, og om virkningen i vaskemidlet af det stof de har undersøgt. Det er ikke sandsynligt, at vi kan nå at holde foredragene som en del af besøget, men eleverne kan forhåbentlig nå at forberede en del af det, mens de er i Ungdomslaboratoriet. Da forsøgene ikke varer præcist lige lang tid vil der være forskel på hvor meget det enkelte hold når at forberede. Til afsnittene om blegemidler og enzymer har Novozymes A/S, Bagsværd, Danmark udviklet forsøgene og medvirket til at udarbejde forsøgsvejledningerne. I denne forbindelse skal der lyde en stor tak til Ture Damhus og Svend Kaasgaard fra Novozymes A/S. Til forsøgene med optisk hvidt har Ciba Speciality Chemicals Inc., Basel, Schweiz været så venlige at stille optisk hvidt til rådighed (Tinopal). Til afsnittet om zeolitter har Ungdomslaboratoriet fået en prøve af zeolit A (Valfor 100) fra The PQ Corporation, PA, USA. Vejledning og øvelse er oprindeligt udviklet af Jakob Schiødt og senere revideret af Keld Nielsen.

5 Overfladeaktive stoffer Formål Formålet med forsøget er at bestemme den kritiske micelle koncentration (CMC) for forskellige overfladeaktive stoffer. Teori Når man skal vaske tøj er det godt at bruge vand. Vand er dog i sig selv ikke særligt velegnet til at vaske med, da det trænger for langsomt ind i tøjet eller løber af uden at fugte tilstrækkeligt. Dette skyldes, at rent vand har en meget høj overfladespænding. Denne overfladespænding holder vandet sammen i dråber, og hindrer det i at trænge ordentligt ind i tøjet. For at nedsætte overfladespændingen kan man derfor tilsætte et detergent fx sæbe. Stoffer der nedsætter overfladespænding kaldes overfladeaktive stoffer eller tensider. Forsøg 1 Undersøg om alle væsker har samme overfladespænding. Find en simpel måde til at bestemme dråbestørrelsen. Hvis en væske har stor overfladespænding kan den lave store dråber. Undersøg og sammenlign vand, sæbevand, ethanol, acetone. Figur 1. Eksempel på overflade aktiv forbindelse, natriumdodecylsulfat. Teori En detergent (Fig. 1) er opbygget på følgende måde. Stoffet har en lang nonpolær kæde med en polær ende. Den nonpolære del har lav opløselighed i vand, mens den polære del har stor opløselighed i vand. Detergenterne kan danne små kugler, miceller, hvor de nonpolære kæder vender ind mod hinanden og den polære del vender ud mod opløsningsmidlet. Da micellernes indre er nonpolært vil det have fedtopløsende egenskaber. Micellerne kan optage fedt i deres indre og være med til at opløse fedt i vaskevandet. Man siger, at fedtet danner en emulsion i vandet. Der dannes kun miceller, når koncentrationen af et overfladeaktivt stof er større end en bestemt koncentration. Denne koncentration kaldes den kritiske micelle koncentration (CMC, fra engelsk Critical Micelle Concentration). For forskellige overfladeaktive stoffer gælder der forskellige CMC er. Figur 2. En micelle. Kuglerne symboliserer den polære del, der vender ud mod det polære opløsningsmiddel.

6 I denne øvelse skal I bestemme CMC for to overfladeaktive stoffer ved måling af ledningsevne. I skal bestemme CMC for natriumdodecylsulfat (SDS, fra engelsk Sodium Dodecyl Sulfate), se Fig.1 og for Tetradecyl Trimethyl Amonium Bromid, TTABr, se Fig 3. Figur 3. Strukturformlen for tetradecyltrimethylammoniumbromid. For at bestemme CMC skal vi måle ledningsevnen af opløsningen som funktion af den tilsatte mængde af overfladeaktivt stof. Jo flere ioner der tilsættes en opløsning, jo højere bliver opløsningens ledningsevne. Dette gælder helt generelt, også når vi tilsætter SDS eller TTABr til vand. Når der bliver dannet miceller (altså når koncentrationen af overfladeaktivt stof overstiger den kritiske micelle koncentration) sker der en ændring. Figur 4. Ledningsevnen som funktion af volumen tilsat SDS. Ledningsevnen stiger stadig lineært, men som det ses på Fig. 4 stiger den mindre end ved koncentrationer under CMC. Grunden til dette er, at hver gang der dannes en micelle, så fanger micellens overflade med dens negative ladning nogle positivt ladede ioner. Dermed er micellens samlede ladning mindre end hvis ionerne optrådte hver for sig og ledningsevnen mindre. Samtidigt er det sådan, at små ioner kan bevæge sig hurtigere end store ioner og dermed får store ioner en lavere ledningsevne. Micellerne er meget store ioner og igen giver dette en relativt mindre ledningsevne end hvis der ikke var dannet miceller.

7 Forsøg 2 Med pipette eller målekolbe udtages 100 ml vand, der hældes op i et bægerglas. Ledningsevnen bestemmes før der tilsættes noget SDS. Dette gøres ved at bruge dataloggeren med en ledningsevnemåler. Først tilsluttes ledningsevnecellen til dataloggeren (der sættes strøm til dataloggeren) og eller GO-Link den forbindes til computeren med USB-kabel. Den lille omskifter på ledningsevnecellens ledning skal stå på 0 2000 µs. Nu startes programmet LoggerPro og det kontrolleres, at der måles ledningsevne. Der laves en titreropstilling som vist på Fig. 5. I buretten hældes der 0,1 M SDS og spidsen tømmes for luft. Ledningsevnen måles i det rene vand. Nu tilsættes der ca. 0,5 ml SDS ad gangen og ledningsevnen måles for hver tilsætning. Det præcise volumen og den aflæste ledningsevne skrives op enten på papir eller direkte i et regneark. Husk at gemme dem. Når I har tilsat 20 ml SDS laver I en graf som den der er vist på Fig. 4. I kan nu bestemme det volumen tilsat SDS som svarer til CMC. Fig. 5 Beregn stofmængden af SDS ved hjælp af koncentrationen og det tilsatte volumen. Beregn koncentrationen af SDS nede i titreropløsningen. Dette giver CMC, hvis jeres graf er nogenlunde pæn. Er der nogen fejlkilder i forsøget? Sammenlign med tabelværdierne. Gentag forsøget med 0,1 M TTABr. Tabelværdierne for de to forsøg er: SDS 1 : CMC = 8.0 * 10 3 mol/l TTABr 2 : CMC = 3.9 * 10 3 mol/l 1 Dominguez, A. et al., Journal of chem. Edu., 1997, vol. 74, p 1227-1231 2 Dominguez, A. et al., Journal of chem. Edu., 1997, vol. 74, p 1227-1231

8 Phosphater Formål Formålet med forsøget er at bestemme indholdet af phosphat i vaskemidler. Teori Phosphater i vaskemidler er tilsat som kalkbinder. Det betyder, at phosphaterne skal kunne binde Ca 2+. Det er nødvendigt at binde Ca 2+ for, at de overfladeaktive stoffer kan virke bedst muligt. Phosphaterne i vaskemidler findes som triphosphat, P 3 O 10 5. Figur 6. Triphosphat P 3 O 10 5 Phosphat og triphosphat kan binde Ca 2+ -ioner efter følgende reaktionsskemaer: P 3 O 10 5 + Ca 2+ CaP 3 O 10 3 For at bestemme indholdet af phosphater skal det hele først omdannes til H 3 PO 4. Dette gøres ved at lade triphosphat reagere med vand i en stærkt sur opløsning. P 3 O 10 5- + 5H + + 2 H 2 O 3 H 3 PO 4 Mængden af phosphat bestemmes ved at lade H 3 PO 4 reagere med en molybdensyre (opløsning A): H 3 PO 4 + 12 H 2 MoO 4 PMo 12 O 40 3 + 3 H + + 12 H 2 O De dannede heteropolymolybdat kan reduceres til en blå forbindelse der kaldes molybdenblåt. Til denne reaktion bruges en svagt sur opløsning af ascorbinsyre (opløsning B). 3 PMo 12 O 40 reduktion Molybdenblåt Mængden af molybdenblåt og dermed intensiteten af den blå farve afhænger af koncentrationen af phosphat i prøven. Intensiteten (absorbansen dvs. hvor meget lys prøven absorberer ved en bestemt bølgelængde) af farven kan måles i et spektrofotometer, og ved at lave målinger på 6 prøver med kendt indhold af phosphat (standarder) kan vi lave en standardkurve for prøven. Når vi har en god standardkurve kan vi måle absorbansen af en prøve med ukendt phosphatindhold og derefter aflæse phosphatkoncentrationen på standardkurven. Fig 7. Absorbans af molybdenblåt målt ved 690 nm som funktion af koncentrationen af phosphationer (mol/l).

9 Fremgangsmåde Først forberedes analyserne med vaskemiddel: én med vaskemiddel uden phosphat og én med vaskemiddel med phosphat. Sørg for at mærke kolberne så I altid kan identificere prøven. Lidt af vaskemidlet findeles i en morter (undgå at indånde støv). Ca. 0,1 g af det findelte pulver afvejes med 0,001g nøjagtighed og overføres til en 250 ml konisk kolbe. Tilsæt med måleglas 50 ml 2 M H 2 SO 4 og nogle pimpsten. Opvarm på en trefod over en bunsenbrænder i stinkskabet. Hvis blandingen er ved at koge tør tilsættes forsigtigt lidt vand fra sprøjteflaske. Blandingen skal koge i 15 minutter. Derefter afkøles kolben og indholdet filtreres over i en 250 ml målekolbe. Skyl kolbe og filter med ionbyttet vand for at sikre, at alt phosphat kommer ned i målekolben. Fyld kolben til mærket med ionbyttet vand og omryst. Med måleglas tages 100 ml af phosphatreagens 1 (i brun flaske i køleskab), dette hældes over i en konisk kolbe og tilsættes 1,0 g ascorbinsyre. Denne opløsning kaldes phosphatreagens 2. I 9 stk. 100 ml målekolber tilsættes de forskellige opløsninger som beskrevet på skemaet nedenfor. Alle opløsninger tilsættes fra burette eller med automatpipetter (få jeres lærer eller en instruktor til at demonstrere automatpipetterne). Det er vigtigt at være omhyggelig for at undgå fejl. Sørg for at have system i tingene. Det er også vigtigt at bruge rene pipettespidser for at undgå at få forurenet de forskellige opløsninger. Prøve nr. Volumen Phosphat 3,00 10 4 (mol/l) [PO 4 3 ] (mol/l) Vaskemiddel uden phosphat Vaskemiddel med phosphat Phosphatreagens 2 1 0 ml - - 10,0 ml 2 2,0 ml - - 10,0 ml 3 4,0 ml - - 10,0 ml 4 6,0 ml - - 10,0 ml 5 8,0 ml 2,4 10 5 - - 10,0 ml 6 10,0 ml - - 10,0 ml 7 12,0 ml - - 10,0 ml 8 0 ml 75,0 ml - 10,0 ml 9 0 ml - 2,0 ml 10,0 ml A 690 nm Alle kolber fyldes med ionbyttet vand til stregen og omrystes grundigt. Prøverne skal stå i ca. 20 min, så den blå farve får lov til at udvikle sig. Få din lærer eller en instruktor til at vise hvordan spektofotometret til måling af absorbansen virker. Opløsning 1 bruges som reference og absorbansen i de øvrige 8 prøver måles ved en bølgelængde på 690 nm. Absorbansen noteres i skemaet. Efterbehandling Beregn koncentrationen af phosphat i hver af de ni prøver. Eksempel: Prøve 5; c 1 V 1 = c 2 V 2 c 2 = (c 1 V 1 )/V 2 c 2 = (3,0 10 4 mol/l * 8,0 10 3 L) / 0,100 L = 2,4 10 5 mol/l

10 Lav en standardkurve, enten på mm-papir eller som en graf i et regneprogram fx Excel. Brug standardkurven og den målte absorbans fra jeres vaskemiddelprøve til at aflæse koncentrationen af phosphat. Nu kan stofmængden af phosphat i den afvejede portion vaskemiddel udregnes. Husk, at I har fortyndet prøverne. I skal nu prøve at omregne jeres resultat sådan, at I kan sammenligne med hhv. EU kommissionen og Nordisk Ministerråds miljømærker, Blomsten og Svanen. Når I kender stofmængden af phosphat kan I bruge dette resultat til at udregne hvor mange g phosphor der er pr. kg. vaskemiddel. Normalt indeholder vaskemidler phosphat i form af Na 5 P 3 O 10. Beregn vaskemidlets phosphatindhold i enheden g Na 5 P 3 O 10 pr. kg vasketøj (brug vaskemidlets brugsanvisning). Sammenlign dette resultat med kravene for at kunne mærke et vaskemiddel med svane- eller blomstermærket. For EU s blomstermærke er den højeste tilladte mængde phosphat 30 g Na 5 P 3 O 10 pr. vask (4,5 kg tøj). Kriterierne for svanemærket er beregnet lidt anderledes. I områder med hårdt vand er der ingen begrænsninger for phosphor, i områder med blødt vand er den højeste tilladte mængde phosphor 4 g P/vask (3,5 kg tøj). Bemærk at det her er beregnet som P og ikke som Na 5 P 3 O 10.

11 Zeolit A Formål Formålet med forsøget er at undersøge betydningen af Zeolit A i vaskemidler. Teori Zeolit A kan binde Ca 2+ hvilket er nødvendigt for, at de overfladeaktive stoffer kan virke bedst muligt. Zeolit A er opbygget med Si-O- Si bindinger og Al-O-Al bindinger. Zeolit A har en tilnærmet formel [(SiO 2 )(AlO 2 )]Na z H 2 O, hvor z angiver mængden af krystalvand. Figuren viser, at krystallet danner et netværk med lange kanaler. Selve netværket er opbygget af [(SiO 2 )(AlO 2 )], mens Na + er bundet inde i kanalerne. Disse Na + kan udskiftes med andre ioner. Dette kaldes en ionbytning, og det er netop zeolitters egenskaber som ionbyttere, der gør dem velegnede til brug i vaskemidler. Figur 8. Strukturen af zeolit A. De røde kugler er oxygen og de lyse er Si eller Al. Na + er ikke vist. Der skal laves to forsøg med zeolit A. I det første forsøg skal I undersøge zeolit A s betydning for vaskemidlets evne til at skumme. I det andet skal I måle hvor meget Ca 2+ en given mængde zeolit kan binde. Fremgangsmåde Vi skal oprense zeolit A fra vaskemiddel. Dette kan gøres let, idet det udnyttes, at zeolit A er den eneste uopløselige komponent i vaskemiddel. a) Tag en spiseske (5-6 g) af et vaskemiddel (kontroller, at det indeholder zeolit A). b) Opløs vaskemidlet så godt som muligt i 50 ml ionbyttet vand. Det kan godt tage nogle minutter og det er ikke alt der går i opløsning. c) Filtrer opløsningen gennem et foldet filter i en tragt. I skal sikre jer, at det er et filter, der tilbageholder meget små krystaller. Zeolit A krystallerne er ca. 1 µm i diameter. Når opløsningen er løbet gennem filtret kan I se nogle meget fine krystaller af zeolit A på filtret. d) Fyld to store reagensglas halvt op med almindeligt vandhanevand. Fyld to glas halv op med ionbyttet vand. Tilsæt halvdelen af jeres oprensede zeolit A til det ene glas med vandhane vand og den anden halvdel til det ene glas med ionbyttet vand. Tilsæt en meget lille dråbe opvaskemiddel til hvert af de fire glas. Figur 9 e) Sæt prop i glassene og ryst alle fire glas 5-6 gange.

12 f) Sammenlign glassene. Er der forskel på dem? Prøv at give en forklaring på en evt. forskel. Titrering med Ca 2+ En række af forskellige ioners koncentration kan bestemmes ved hjælp af ionselektive elektroder. Det er elektroder med en membran, der kun påvirkes af en bestemt ion. Jo højere koncentration af den pågældende ion, jo større signal vil der kunne måles. I det forsøg vi skal lave anvendes en Ca 2+ selektiv elektrode. Først skal elektroden kalibreres og derefter måles der på en opløsning af prøven. I skal være opmærksomme på, at det er nødvendigt at omregne resultatet, da programmet vi bruger giver resultatet i mg/l. Det I skal omregne til, er koncentrationen af Ca 2+ (mol/l). Elektroden sluttes til Go-Link, som via USB stikket tilsluttes til computeren. Derefter startes programmet DataLogger. Under menuen Experiment vælges Calibrate" (der fremkommer en lille boks med elektrodens navn, klik på denne) og der trykkes "Calibrate Now". Elektroden nedsænkes i standard opløsningen der indeholder 1000 mg Ca 2+ pr. L. Det er vigtigt, at elektroden er sænket så langt ned i opløsningen at det øverste mærke på elektroden er dækket. Det er også vigtigt, at der ikke sidder bobler under elektroden. Dette afhjælpes ved forsigtigt, at rykke elektroden fra side til side. Efter ca. et minut eller når aflæsningen er stabil trykkes "Keep". Derefter fjernes elektroden fra opløsningen og skylles med ionbyttet vand. Fig. 10 Elektroden duppes forsigtigt med køkkenrulle og nedsænkes i standardopløsningen, der indeholder 10 mg Ca 2+ pr. L. Efter endnu et minut (eller når aflæsningen er stabil) trykkes igen Keep, og til sidst på Done. Elektroden er nu kalibreret, og er klar til at måle på analyseopløsningen. Der hældes vand fra vandhanen op i et bægerglas og koncentration af Ca 2+ måles på følgende måde. Elektroden skylles med ionbyttet vand og duppes forsigtigt af, herefter nedsænkes den i blandingen og målingen startes ved at trykke Collect øverst på skærmen (det er muligt at ændre på tiden man måler, se under Data Collection ). Efter 1-2 min skulle den målte værdi gerne være nogenlunde konstant. Elektroden fjernes igen fra opløsningen skylles, tørres og sættes tilbage i beskyttelsesbeholderen. Den fundne værdi omregnes til [Ca 2+ ] og sammenlignes med tabelværdien. Vand type Hårdhedsgrad [Ca 2+ ] Blødt <10 dh <1,8 mm Mellem 10-20 dh 1,8-3,6 mm Hårdt >20 dh > 3,6 mm

13

14 Nu skal I lave en titreringsopstilling og titrere en opslemning af zeolit A med en opløsning af CaCl 2. 1) Afvej ca. 1 g tørret zeolit A med 0,001 g nøjagtighed og hæld det op i et 250 ml bægerglas. 2) Tilsæt 150 ml ionbyttet vand og mål Ca 2+ koncentrationen med elektroden. 3) Titrer opløsningen med en opløsning af 0,500 M CaCl 2. Mål Ca 2+ koncentrationen for hver halve ml tilsat Ca 2+ opløsning. Det er vigtigt, at I efter hver tilsætning venter med at notere resultatet, indtil I er sikre på, at det ikke ændrer sig mere. Lav en tabel over tilsat volumen og målt koncentration. Udfør målinger indtil I har en nogenlunde konstant tilvækst for hver gang, der bliver tilsat Ca 2+ opløsning. Gentag forsøget. Lav to grafer over jeres data. Giv en forklaring på grafernes udseende og find omslagspunktet. Figur 11 Når I har fundet omslagspunktet kan I beregne hvor stor en stofmængde Ca 2+, der var tilsat ved omslagspunktet. Denne stofmængde må svare til den stofmængde Ca 2+ den afvejede masse af zeolit A kan binde. Den afvejede zeolit A kan antages at have formlen NaAlSiO4 og den molare masse M=142,06 g/mol. Beregn den afvejede stofmængde af zeolit A og beregn forholdet mellem Ca 2+ og zeolit A. Opskriv et afstemt reaktionsskema for reaktionen. I teorien kunne vi bestemme mængden af zeolit i vaskemidlet med følgende forsøg. Ved hjælp af sammen metode kan I bestemme, hvor stor en stofmængde Ca 2+, en given mængde vaskemiddel kan binde, og ved hjælp af jeres resultat fra det forrige forsøg, kan I derefter beregne, hvor meget zeolit vaskemidlet indeholder. Der er bare det lille problem, at membranen på den Ca 2+ selektive elektrode ikke kan tåle det detergent, der er i vaskemidlet. Derfor skal I ikke lave dette ekstra forsøg, da det koster en ny elektrode hver gang.

15 Blegemidler Formål Formålet med forsøget er bestemme indholdet hydrogenperoxid og pereddikesyre i en vaskeopløsning under vask (eller noget der minder om vask). Teori Noget snavs på vasketøj lader sig vanskeligt fjerne med overfladeaktive stoffer eller enzymer. Det gælder rødvin, te, kaffe og mange pletter indeholdende frugt- og bærfarver (fx solbærsaft). Med henblik på afblegning og/eller fjernelse af sådanne pletter bruger man så forskellige blegemidler. I Europa har man traditionelt brugt natriumperborat-monohydrat, NaBO 3 H 2 O, eller natriumperborat-tetrahydrat, NaBO 3 4H 2 O, som blegemidler i vaskemidler. Når perborat opløses i vand dannes der borat og hydrogenperoxid. Det er hydrogenperoxid, der har den blegende effekt. Hydrogenperoxid bleger bedst ved temperaturer over 60 C. I første halvdel af 1900- tallet vaskede man i Europa oftest ved at koge tøjet, og så var temperaturen ikke så stort et problem. Efterhånden kom der mere og mere kulørt tøj til, som ikke tålte høje temperaturer, og der kom også et ønske om at kunne spare energi ved at vaske ved lavere temperatur. Det var derfor nødvendigt at udvikle et bedre lavtemperaturblegesystem. For at kunne vaske ved lavere temperaturer tilsættes der foruden en hydrogenperoxidkilde som perborat også en blegemiddelaktivator, der gør blegemidlerne effektive ved 30-40 C. Den blegemiddelaktivator, der bruges i langt de fleste vaskemidler i Europa er TAED (N,N,N,N -TetraAcetylEthylenDiamin), se Fig. 12 O C CH 2 N CH 3 H 3 C N CH 2 C O C CH 3 H 3 C C O O Figur 12. Strukturen af N,N,N,N -TetraAcetylEthylenDiamin, TAED Princippet i at tilsætte TAED til blegesystemet er, at der af TAED og hydrogenperoxidioner dannes pereddikesyre (peroxyethansyre), CH 3 C(=O)OOH: O CH 3 O C O H 3 C C CH 2 N CH 3 - C CH H 3 C N CH 2 C + 2 HO 2 NH CH 3 2 H 3 C NH CH 2 C + 2 C O O O H 3 C O C O O - Pereddikesyre bleger bedre end hydrogenperoxid. Pereddikesyre virker ligesom hydrogenperoxid bedst som blegemiddel ved høje temperaturer, men jo højere temperatur jo hurtigere bliver pereddikesyren også nedbrudt. Alt i alt er det optimale temperaturområde for et blegesystem med hydrogenperoxid og TAED 40 C 60 C.

16 Analysemetode for aktiverede blegesystemer baseret på katalase og peroxidase Man kan bestemme hydrogenperoxid og pereddikesyre ved at lade dem reagere med et substrat (kaldet ABTS), der kan omdannes til et farvet produkt. 2 ABTS + H 2 O 2 + 2 H + 2 ABTS + 2 H 2 O Farveløs Grøn Koncentrationen af det dannede produkt kan måles i et spektrofotometer (ved at måle hvor meget grøn farve der er dannet). Reaktionen forløber kun når der er et enzym og både et peroxid og ABTS tilstede. Enzymet er en peroxidase fra peberrod, men der findes peroxidaser fra mange andre planter og fra mikroorganismer. Den peroxidase som anvendes kan både reagere med hydrogenperoxid og med pereddikesyre. Denne metode bestemmer altså summen af disse to forbindelser. Hvis man behandler sin opløsning med enzymet katalase før bestemmelsen med ABTS, så vil katalasen spalte hydrogenperoxid, men ikke pereddikesyre. 2 H 2 O 2 2 H 2 O + O 2 Dvs. at den første bestemmelse giver hydrogenperoxid + pereddikesyre, mens den sidste metode bestemmer pereddikesyre. Nu kan mængden af hydrogenperoxid beregnes. Fremgangsmåde I skal måle koncentrationen af hydrogenperoxid og pereddikesyre i en vaskeopløsning under vask (eller noget der minder om vask). Der laves en opløsning af vaskemiddel (I skal kontrollere på varedeklarationen, at der er blegemiddel i det vaskemiddel I vælger). Fra denne opløsning udtages der til bestemte tider prøver, der overføres til en buffer med ph = 7,0, hvor koncentrationen af hydrogenperoxid og pereddikesyre ikke ændre sig. Herefter bestemmes koncentrationerne med de to enzymsystemer. Når koncentrationen er bestemt kan I lave en graf over hvordan koncentrationen af hydrogenperoxid og pereddikesyre ændres under vask. Fra vaskeblandingen skal der udtages prøver til både bestemmelsen af hydrogenperoxid + pereddikesyre (prøveserie 1) og til bestemmelse af pereddikesyre (prøveserie 2). Start med at lave glas klar med vand og buffer, sørg for at mærke alle glas så I hele tiden har styr på hvad der er i hvilket glas. Lav 9 glas til hver af de to analyser i alt 18 glas. Prøveserie 1 Hydrogenperoxid + pereddikesyre analyse Buffer ph 7,0 2,0 ml 425 µl Vand - 200 µl Prøve 500 µl 45 µl Prøveserie 2 Pereddikesyre analyse

17 Det første er en nulprøve, hvor der tilsættes 45 µl vand fra vandhanen uden noget vaskemiddel. De næste glas mærkes med 30 s, 1, 2, 3, 5, 7, 10 og 15 minutter. Fig. 13 Der laves en opstilling med et 40 C varmt vandbad på en magnetomrører (se Fig. 13). I vandbadet sættes der et 250 ml bægerglas med 100 ml vand fra vandhanen. Der lægges en magnet i bægerglasset og omrøringen startes. Der afvejes 0,5 g vaskepulver (husk at notere den præcise vægt). Indstil to pipetter på henholdsvis 45 µl og 500 µl og sørg for at have pipettespidser klar. Vaskepulveret tilsættes samtidigt med at stopuret sættes i gang. Nu udtages der prøver fra vaskeblandingen til de mærkede glas, sørg for at blande godt ved at pipettere op og ned i glasset. Der udtages til tiden = 30 s, 1 min, 2, 3, 5, 7, 10 og 15 minutter. Først når alle prøver er udtaget skal I gå videre med de to prøveserier. Prøveserie 1: Hydrogenperoxid + pereddikesyre Mærk 9 nye glas tydeligt og tilsæt efter tabellen, idet I starter med vand og slutter med ABTS: Vand 425 µl Buffer ph 7,0 600 µl Prøve 45 µl (fra glasset med 2,5 ml) Enzym, peroxidase 215 µl ABTS 1750 µl Absorbansen måles på et spektrofotometer ved 405 nm. Få en instruktor til at demonstrere spektrofotometeret. Skriv resultaterne op i tabel 1 sidst i dette afsnit. Prøveserie 2: Pereddikesyre Til glassene fra vaskeforsøget tilsættes der 400 µl katalase til hvert glas og de står mørkt i 10 minutter. Katalasen gør, at hydrogenperoxiden nedbrydes, men ikke pereddikesyren. Til alle glas tilsættes der 215 µl peroxidase, og derefter 1750 µl ABTS substrat og absorbansen måles ved 405 nm. Resultaterne skrives ind i tabel 1.

18 Hydrogenperoxid + pereddikesyre Prøve A 405 nm [H 2 O 2 + CH 3 C(=O)OOH] 0 30 s 1 min 2 min 3 min 5 min 7 min 10 min 15 min Tabel 1 Pereddikesyre A 405 nm [CH 3 C(=O)OOH] [H 2 O 2 ] beregnet Efterbehandling Der er ved tidligere forsøg lavet en standardkurve for begge forsøg og den viser en lineær sammenhæng mellem koncentrationen af hydrogenperoxid + pereddikkesyre og absorbansen. Ligningen for denne linie er: Abs = (0,1048 [H 2 O 2 + CH 3 C(=O)OOH])/mM - 0,019, for det andet forsøg kan den samme standardkurve anvendes, dog skal koncentrationen divideres med 5 da disse prøver ikke er fortyndet (Abs = (0,1048 [CH 3 C(=O)OOH])/5 mm - 0,019). Ved at sætte jeres værdier for absorbansen ind i ligningerne, kan I finde koncentrationerne og indsætte dem i tabel 1. Når koncentrationerne er beregnet, kan I tegne en graf over koncentrationen af hydrogenperoxid og pereddikesyre som funktion af tiden under et vaskeforsøg. Find en ca. start og slutkoncentration af hydrogenperoxid og pereddikesyre. I en typisk vesteuropæisk vask er koncentrationen af hydrogenperoxid 0 10 mm og koncentrationen af TAED er 1-2 mm. Spørg jeres lærer eller en instruktor hvis I er i tvivl.

19 Enzymer Formål Formålet med forsøget er at undersøge hvilke betydning forskellige enzymer har for en tøjvask som er snavset til med kakaomælk. Teori Når man vasker tøj, er det selvfølgelig for at få fjernet snavs. Men snavs på tøj kan være mange forskellige ting. Groft sagt består snavs på tøj af tre ting; fedtstoffer, stivelse og proteiner. De forskellige typer snavs kræver ofte forskellige typer behandling i en vask for, at en tøjvask effektivt fjerner snavset. Noget snavs er fx let opløseligt i vand og kan derfor fjernes ved vask med vand. Andre typer snavs er fedtopløselige og derfor svært opløselige i vand og kan ikke fjernes med vand, men kræver fx en eller anden form for sæbe eller at de bliver nedbrudt til dele som kan opløses i vand og derved fjernes. En måde at gøre fx vaskemidlerne mere effektive på er ved at tilsætte enzymer, og på vores breddegrader findes der stort set ikke tøjvaskemidler og maskinopvaskemidler uden enzymer. Fælles for enzymerne er, at de virker ved forholdsvis lave temperaturer, så man kan vaske ved 40-60 o C og i mange henseender opnå samme resultat, som man ville få ved 90 o C uden enzymer. Enzymer har minimal effekt på miljøet, fordi de let nedbrydes i naturen. Man tilsætter også enzymer af en anden grund. Enzymerne vælges nemlig således, at de kan fungere effektivt ved en så lav temperatur som muligt. Derved kan man nedsætte vasketemperaturen og spare energi. Forskellige slags enzymer har hver deres specielle funktion. I vaskemidler tilsætter man typisk 3 forskellige slags enzymer, der er gode til at klippe forskellig slags snavs i stykker, så det er lettere at fjerne. Proteaser fjerner snavs bestående af protein fx fra græs, blod, mælkeprodukter og æg. Fx er Savinase er det mest solgte enzym til vaskemidler. Det er en såkaldt serinprotease, der spalter proteiner. Amylaser fjerner stivelse, fx fra ris, pasta eller grød. Fx er Termamyl Ultra en amylase, der sælges til vaskemiddelindustrien. Det er en såkaldt α-amylase, der hydrolyserer stivelseskæders indre α-1,4-bindinger. Lipaser fjerner vegetabilske og animalske fedtstoffer, fx is, smør, olivenolie, kyllingefedt og læbestift. Derudover tilsætter man ofte cellulaser, der rengør ved at klippe bomuldsfibriller over, som allerede er delvis løsrevet fra tøjets hovedfibre. Tøjets bomuldstråde bliver herved glattere, hvilket bl.a. har betydning for snavsets evne til at binde til stoffet. Den mest efterspurgte effekt af cellulaser er dog større blødhed og forbedret farveklarhed af brugte bomuldsoverflader.. Enzymerne fjerner ikke kun pletter af det snavs, de hver for sig er eksperter i; flere enzymer kan også forstærke hinandens effekt på kombinationsbesmudsninger som fx is, kakaomælk, sovs osv. Det kaldes i daglig tale for en synergieffekt. Enzymer fjerner også den film, der ofte kan dannes af mere eller mindre udefineret snavs og

20 som kan virke som en slags "lim", der yderligere binder sod, ler osv. til tøjets overflade. Vaskemiddel består af mange forskellige ingredienser, og det er vigtigt for producenter af sådanne ingredienser, at de kan undersøge om et nyt udviklet produkt har en gunstig betydning for en tøjvask eller ej. I vaskemiddelindustrien benytter man derfor bl.a. to typer materialer i deres udviklingsarbejde med at producere nye ingredienser til vaskemidler, nemlig vaskelapper og vaskepulverrecepter (standardiserede pulvervaskemidler). Vaskelapper i vaskemiddelindustrien er kunstigt snavsede testtekstiler, som benyttes for at vurdere effekten af vaskemidler eller deres ingredienser. Vaskelapperne er tøj (især bomuld eller bomuld/polyester), som er imprægneret med smuds og som er behandlet, så det er vanskeligt at fjerne, typisk ved varmebehandling og lagring. Snavset fjernes ikke bare af vand, men kræver kemikalier og mekanisk effekt. Selv med de bedste vaskemidler og mekanik bliver lapperne ikke fuldstændigt rene. Hvis de let blev helt rene, kunne de ikke bruges til de kvantitative forsøg baseret på bl.a. lysreflektionsmålinger, man bruger i laboratoriet for at undersøge og optimere effekterne. Fx findes der græslapper, som er fremstillet ud fra tyndt bleget bomuldsstof, besmudset på Novozymes A/S med græssaft fra græs dyrket under kontrollerede betingelser. Der findes også virksomheder, som producerer disse vaskelapper, som så benyttes af firmaer som fx Novozymes A/S til at vurdere deres ingredienser. Vaskemidler kan være sammensat på mange forskellige måder. I vaskemiddelindustrien benyttes derfor standardiserede pulvervaskemidler, vaskepulverrecepter. Når producenter af ingredienser til vaskemidler skal afprøve effekten af nye komponenter som fx et nyt enzym, tilsættes komponenten til disse vaskepulverrecepter, så man får mulighed for at vurdere om der er en effekt af den nye ingrediens eller ej. I bilag 1 ses sammensætningen af de to standardiserede pulvervaskemidler. I dette forsøg skal I dog ikke benytte standardiserede vaskepulver eller vaskelapper. I skal i stedet undersøge forskellige typer vaskeenzymers betydning for en vask af vores egne besmudsede vaskelapper. Snavset består af en plet lavet af kakaomælk (Cocio). I skal i vores simple vaskemaskine afprøve, hvor effektivt forskellige enzymer og forskellige mængder af disse er for en vask af kakaopletter. Apparatur bægerglas (stort, helst 2 L) spatel Blue Cap flasker (250 ml) måleglas (100 ml, 1L) vandbad magnetomrører med magneter engangspipetter jernringe Kemikalier vaskemiddel til uld (indeholder ikke enzymer) Lipex 100 L (lipase enzym, gult låg) Termamyl Ultra 300 L (amylase enzym, rødt låg) Savinase 16 L (protease enzym, blåt låg) snavsede vaskelapper

21 Fremgangsmåde 1. Først skal en vaskeblanding fremstilles: Benyt en engangspipette til at tage uld vaskemiddel med: 3 dråber vaskemiddel dryppes i et 2 L bægerglas. Fyld almindeligt vand i et 1 L måleglas, så der er præcist 1 L. Hæld dette i bægerglasset med vaskemidlet og rør rundt med en spatel, så opløsningen bliver blandet godt. 2. Afmål i et måleglas 100 ml vaskeblanding og fyld det i en 250 ml Blue Cap flaske. Læg en magnet i flasken. I skal lave fire Blue Cap flasker parat på denne måde. Skriv nummer på flaskernes låg således at der ikke er tvivl om hvilken flaske der hører til et bestemt forsøg. 3. Tag fire snavsede vaskelapper, som er snavset til i nogenlunde samme omfang. Læg en lap i hver sin Blue Cap flaske. Sæt lågene og en jernring på flaskerne. 4. Placer flaskerne i vandbadet og tænd for termostaten og omrøringen (dette er vores simple vaskemaskine). Indstil termostaten på den ønskede vasketemperatur (ca.. 50 C). Noter vasketemperaturen og sørg for at den holdes nogenlunde ens i alle jeres forsøg. Start omrøringen og placer Blue-Cap flaskerne så de nogenlunde samme omrøring. Sørg også for at omrøringen er nogenlunde ens i alle jeres forsøg. Lad vaskeblanding stå i ca. 5 min. 5. Tag flaskerne op og tilsæt de ønskede mængder og blandinger af enzymer. Neden for er forslag til doseringer og blandiinger. Husk at være omhyggelige med at notere hvad I har tilsat de forskellige Blue-Cap flasker. Husk også at når I tager tilsætter enzymer, skal pipetter (pipettespidser) være rene og der må IKKE ske en blanding af enzymerne i stamopløsningerne (de opløsninger som I tager de rene enzymer fra). Er der den mindste tvivl om en pipettespids har været benyttet til et bestemt enzym, kasseres pipettespidsen. Husk også at mindst en af flaskerne i jeres samlede forsøg skal være uden tilsætning af enzymer (reference). Når enzymerne er tilsat, skrue de rigtige låg på (husk også jernringene) og falskerne placeres atter i vaskemaskinen. Nu skal der vaskes, vasketiden skal være ca. 15 min., den skal dog være ens i alle forsøg. I ventetiden kan de næste vaskeblandinger klargøres. 6. Nu skal der tilsættes enzymer til opløsningerne i Blue Cap flaskerne. I skal bruge hinandens resultater, så derfor skal enzymerne tilsættes efter nedenstående skema. HUSK: Benyt en engangspipette til hvert enzym enzymerne må ikke blandes. 7. Når vasken er afsluttet, tages lapperne op. Pas på at I ikke hælder magneten i afløbet. Vaskelapperne skylles grundigt i vand og lægges til tørre (brug eventuelt en hårtørrer eller et varmeskab). Vaskelapperne skal være tørre inden vasken vurderes i forhold til referencevaskelappen. 8. Sæt næste vask over. Forslag til doseringer og kombinationer af enzymer. I skal selv vælge ud fra en plan over hvordan I vil undersøge effekterne af enzymerne og doseringerne: Reference der skal ikke tilsættes enzymer 5 µl Savinase 16 L 5 µl Termamyl Ultra 300 L 5 µl Lipex 100 L 5 µl Savinase 16 L og 5 µl Termamyl Ultra 300 L 5 µl Savinase 16 L og 5 µl Lipex 100 L 5 µl Termamyl Ultra 300 L og 5 µl Lipex 100 L 5 µl Savinase 16 L, 5 µl Lipex 100 L og 5 µl Termamyl Ultra 300 L Forskellige doseringer af henholdsvis Savinase 16 L, Termamyl Ultra 300 L eller Lipex 100 L fx 1 µl, 5 µl, 10 µl og 20 µl

22 Ved at vælge forskellige doseringer af fx Savinase, så kan I ender med at kunne optegne en doseringskurve (vaskeeffekt som funktion af enzymkoncentrationen). Dette er bedst hvis vaskeeffekten er kvantificeret, fx ved måling af lappernes lysrefleksion efter vaske. Vi har desværre ikke udstyr til dette, men forsøget kan godt udføres med øjet som måleinstrument (I kan evt. få et andet hold, der ikke kender det forventede resultat, til at bedømme hvor godt lapperne er vasket). Andre mulige variationer af forsøgsbetingelserne kunne være: varierende temperatur, vasketid, vandhårdhed (det kunne være en sammenligning af vand fra vandhanen og ionbyttet vand). Efterbehandling Sammenlign pletterne efter vask. Kan man se forskel på om man vasker med eller uden enzymer? Hvilket enzym eller kombination af enzymer mener du gav det bedste resultat? Har forskellige doseringer af enzymer en betydning?

23 Optisk hvidt Formål Formålet med forsøget er at undersøge betydningen af optisk hvidt i vaskemidler. Teori For at få tøjet til at se rent ud tilsættes ofte optisk hvidt. Optisk hvidt er et fluorescerende stof. Et fluorescerende stof er et stof, der absorberer lys (energi) ved en bølgelængde og derefter udsender lys ved en anden højere bølgelængde (med lavere energi). Det er ikke alle forbindelser, der kan fluorescere, da de fleste stoffer kan afgive energien fra det absorberede lys som varme. Når tøjet er vasket med et vaskemiddel med optisk hvidt tilsat, så vil der sidde noget af det i tøjet efter vask. Når vi har tøjet i UV-lys dvs. dagslys (eller under en UV lampe på et diskotek), vil stoffet fluorescere med blåt lys og vi vil opfatte tøjet som renere. En pudsig detalje: I Sydeuropa er vaskemidlerne tilsat optisk hvidt, der giver en mere rødlig farve end i Nordeuropa, det synes man er pænere. Fremgangsmåde Forsøg 1: Prøv at lave følgende lille forsøg for at se effekten af optisk hvidt. Lav to opslemninger i et bægerglas, en af et vaskemiddel med optisk hvidt og en af et vaskemiddel uden (se på varedeklarationerne om der er optisk hvidt i). Tag UVlampen og opløsningerne ind i et mørkt rum (glaslageret er velegnet). Sluk lyset og lys på opløsningerne med UV-lampen. Forsøg 2: Ved hjælp af et fluorescensspektrofotometer kan det undersøges, ved hvilken bølgelængde det præcist er, optisk hvidt udsender lys. Forsøg: I skal lave et spektrum af fire forskellige stoffer og sammenligne det med et spektrum af en opløsning af vaskemiddel. Der er fire opløsninger med fire forskellige fluorescerende stoffer; fluorescein, rhodamin B, tinopal og ultraphor. For hver opløsning skal I lave et emissionsspektrum. Det betyder, at der lyses med lys af en bestemt bølgelængde (320 nm) og så måles intensiteten af det lys som prøven udsender (hvis den flourescerer) ved et spektrum af højere bølgelængder. Gå in under scan og sæt excitations bølgelængden (det lys der sendes ind på prøven) til 350 nm og skan emmisionen i bølgelængdeområdet fra 400-610 nm. Når I har lavet de fire spektre af de kendte stoffer laves spektret af vaskepulver. Homogeniser en lille portion af et vaskemiddel med optisk hvidt i en morter. Lav en opløsning med ca. 0,010 g vaskemiddel i en 1000 ml målekolbe. Noter den præcise vægt. Lav en måling af vaskemiddelopløsningen på samme måde som I lavede de første spektre. Fremgangsmåde ved betjening af fluorescensspektrofotometer. Først tilsluttes en bærbar til spektrofotometeret. Programmet FL WinLab startes og der vælges skan ved at trykke på den viste knap (Fig. 14). Fig. 14

24 Fig. 15 I det vindue der nu kommer frem (Fig. 15) skal I indstille bølgelængderne for excitation og emmission. Kontroller at indstillingerne er som vist på figuren. I vinduet skal I skrive et filnavn. Det kan være jeres initialer. Filnavnet skal ende på.sp. Når I er klar, hælder I forsigtigt prøve i en kuvette, åbner lågen på spektrofotometeret og sætter prøven i. Nu kan I starte målingen ved at trykke på lyskurven (der er grøn når apparatet er klart). I kan følge målingen ved at trykke på fanebladet view results. Når den første måling er færdig skifter I prøven og gentager proceduren. Hvis intensiteten af en af prøverne er for høj (dvs. over 1000) så bliver I nødt til at fortynde prøven. Når I laver målinger skal I være opmærksomme på at der ikke må sættes fedtfingre på kuvetterne, hold på kanterne. I bedes være forsigtige med kuvetterne, da de er dyre (ca. 1500,- kr. pr. stk.). Noter bølgelængden og intensiteten ved toppene for alle spktrene. Efterbehandling Kan I sige noget om hvilket stof der er tilsat til jeres vaskemiddel? Hvis I kan se hvad det er for et af stofferne kan I også beregne hvor meget, der er tilsat vaskemidlet. Intensiteten af emissionen er proportional med koncentrationen af stoffet. Det betyder at hvis koncentrationen fordobles, så fordobles intensiteten også. I ved hvor meget en given mængde af jeres fluorescerende stof giver i intensitet. Så kan I beregne hvor meget der skal til at give den intensitet som jeres vaskemiddel giver.

25 Referencer: Jens Pilegaard Hansen, Kemi 2S, Forlaget FAG, 1982, 77-89 Dominguez, A.; Fernandez, A.; Gonzalez, N.; Iglesias, E.; Montenegro, L. J. Chem. Educ. 1997 74 1227 Cocker, E.N.; Davis P.J.; Kerkstra, A.; van Bekkum, H. J. Chem. Edu. 1999, 76, 1417-1419 Smoot, A.L.; Lindquist, D.A. J. Chem. Edu. 1997, 74, 569-570 Carsten K. Holmboe & Per Dal Jensen, Kemi med temaer 1, Gjellerup & Gad, 1985, ark 57. Materialer og Kemikalier Fint filterpapir (porestørrelse < 1µm) Vaskemiddel med phosphat Store reagensglas + propper og stativ Vaskemiddel uden phosphat Ca 2+ -ion selektiv elektrode Vaskemiddel med zeolit A Zeolit A, tørret i ovn over nat (400 C eller Vaskemiddel med optisk hvidt ovn i øvelseslokale skruet helt op) 0,500 M CaCl 2 Vaskemiddel uden optisk hvidt Opvaskemiddel 0,000200 M KH 2 PO 4 (laves præcist ved at Phosphatreagens bestående af: bruge en forfortynding) a) 10 g ammoniummolybdat opløst i 50 ml 0,20 g kaliumantimon(iii)oxidtartrat (K(SbO)C 4 H 4 O 6 ½ H 2 O) i 50 ml vand. I brun flaske hældes først 900 ml 0,1 M H 2 SO 4 og dernæst opl. A og opl. b. Opbevares i køleskab 2 M H 2 SO 4 Ascorbinsyre SDS (0,1 M) TTABr (0,1 M) Blegemidler: 100 mm phosphat buffer ph 7.0. Peroxidase: 1.0 mg til 25 ml 100 mm phosphat buffer ph 7.0 Vaskemidler efter Novozymes recepter: Recept #1 (også kaldet MEPD3) og Recept #2 (også kaldet MEPD5). Indholdet af disse to recepter kan ses i Bilag 1. Optisk hvidt: Prøver: Ultraphor 10 µl i 100 ml, fortyndes 1000 x. (100 µl i 100 ml) Rhodamin B: 12 mg i 100 ml, fortyndes 500 x. ABTS opløsning 41 mg til 25 ml Katalase: 2.0 mg katalase til 100 ml 100 mm phosphat buffer ph 7.0 Amylaselapper H 2 O 2 Termamyl Ultra (α-amylase) Savinase Fluorescein: 5 mg i 500 ml, fortyndes 25x (200 µl i 5 ml) Tinopal: 28 mg i 100 ml, fortyndes 500 x. (1 ml i 500 ml)

26 Bilag 1 Vaskepulverrecepter De pulvervaskemidler, der er udleveret fra Novozymes A/S til H.C. Ørsted Ungdomslaboratorium og omtalt i øvelsesvejledningen om vaskemidler, er det vi kalder modelvaskemidler, dvs. vaskemidler med kendt sammensætning fremstillet til laboratoriebrug. I det her tilfælde er der tale om pulvere af color-vaskemiddeltypen, dvs. det er midler, der hvis de var i handelen typisk ville blive brugt til at vaske kulørt tøj. Den slags vaskemidler indeholder ikke blegemidler og optisk hvidt, og de to her indeholder desuden ikke enzymer, da de er fremstillet med henblik på forsøg, hvor enzymvirkningen skal testes. Bemærk desuden, at recept #1 som aniontensid ikke indeholder LAS/alkylsulfat, men derimod klassisk talgsæbe. Denne ændring af tensidsystemet nødvendiggør en justering af buildersystemet i retning af mere zeolit og carbonat/hydrogencarbonat til at fange calcium (fra postevandets naturlige hårdhed) og mere acrylsyrepolymer til at hjælpe med at forhindre, at calciumsæber aflejres i vasketøjet. Ingrediens Recept #1 (MEPD3) Recept #2 (MEPD5) Fedtsyre 2 % 2 % Anioniske tensider Sæbe (natriumsalte af 6 % talgfedtsyrer, kædelængder C 12 -C 18 ; indhold af vand + glycerol max. 15%) 1 Lineær alkylbenzensulfonsyre 6 % (LAS) (alkylkædelængdefordeling C 10 -C 13 ) 2 Fedtalkoholsulfat 3 % Alkoholethoxylat 8 % 6 % Nonioniske tensider (kædelængder i alkoholdelen C 12 -C 15, især ca. 3 og ca. 8 ethoxygrupper) Zeolit A 28 % 22 % Buildere Vandfrit natriumcarbonat 19 % 14 % Natriumhydrogencarbonat 20.1 % 5.6 % Natriumdisilicat 4 % 3 % Phosphonat 3 0.1 % Copoly(acrylsyre/maleinsyre) 4.4 % 2.6 % Cobuilder Carboxymethylcellulose 1.5 % 2 % Antiredepositionsmiddel (CMC), natriumsalt Poly(vinylpyrrolidon) (PVP) 0.5 % Farveoverførselsinhibitor Natriumsulfat 28 % Proceshjælpestof/fyldstof Parfume 0.15 % 0.1 % Skumdæmper (kombination af 1 % 0.5 % siliconeolie og paraffin på et bæremateriale) Vand 4 % 4 %

27 1 Sammensætningen af fedtsyrerne er følgende (angivet i masseprocent): C 12:0 (0-1%), C 14:0 (2-5%), C 16:0 (24-31%), C 18:0 (15-20%), C 18:1 (25-36%), C 18:2 (3-6%), C 18:3 (0-1%). Det samlede fedtsyre indhold er ca. 82 %. Vand udgør mindre end 10% og glycerol mindre end 4.5%. 2 I LAS har alkylkæderne følgende fordeling (angivet i masseprocent): C 9 (mindre end 1%), C 10 (8-16%), C 11 (24-38%), C 12 (26-38%), C 13 (15-27%), C 14 og længere kæder (mindre end 2.5%). 3 Ethan-1,2-diyldinitrilotetrakis(methylen)tetraphosphonsyre