1ο ΕΠΑ.Λ. Υμηττού Σχολικό έτος 2013-2014 Project Α’ Λυκείου «Χημεία και καθημερινή ζωή»

Επιβλέπουσα καθηγήτρια: Πετσιμέρη Ειρήνη Συμμετέχοντες μαθητές: Βιέρης Δαμιανός Δελήρογλου Λεωνίδας Καραχάλιος Βασίλης Κορές Παναγιώτης Μέιντη Ντένις Ξανθόπουλος Παντελής Ξενόπουλος Στέλιος Παπαδογούλας Κωνσταντίνος Σαϊντ Νίκος Συρίγου Ανθή Τσιγκόπουλος Δημήτρης Υμεράι Ιωάννα Φεϊζόλλι Μάριος Μογάν Άσερ Φώσκολος Σταμάτης Χαροκόπος Αντώνης Κοθρούλας Αποστόλης

Στοχοθεσία του project Να εξασκηθούμε στον επιστημονικό τρόπο σκέψης (παρατήρηση - πείραμα) και να μας δημιουργηθούν κίνητρα για περαιτέρω διερεύνηση και κατανόηση της λειτουργίας του φυσικού κόσμου Να αποκτήσουμε κίνητρο για κατανόηση των επιστημονικών κειμένων στον Τύπο (π.χ. χημικά στα τρόφιμα, ρύπανση του περιβάλλοντος κ.α.). Να εξετάσουμε εμπειρικά και να κατανοήσουμε κάποια χημικά φαινόμενα χωρίς να εμπλακούμε με τον χημικό φορμαλισμό (π.χ. με την καταγραφή χημικών εξισώσεων). Να διενεργήσουμε πειράματα μέσα στην τάξη με καθημερινά και ασφαλή υλικά. Να οργανώσουμε και να επεξεργαστούμε γλωσσικά την περιγραφή-σχολιασμό-παρουσίαση των στοιχείων, τα οποία συγκεντρώθηκαν. Να παρουσιάσουμε μια ανανεωμένη, θετική εικόνα της χημείας παρέχοντας πληροφορίες για το πώς επηρεάζει θετικά την καθημερινή ζωή και το πώς συνεισφέρει στην εξήγηση καθημερινών φαινομένων, με τα οποία έρχονται σε επαφή οι άνθρωποι.

Βασικές επισημάνσεις «Η χημεία είναι παντού» Η «χημεία» είναι κρυμμένη στην καθημερινή μας ζωή. Όλα γύρω μας στη φύση, αλλά και αλλού, είναι κατασκευασμένα από χημικά. Η χημεία είναι η βάση της ζωής και διαδραματίζει ένα θεμελιώδη ρόλο στη σύγχρονη κοινωνία. Αυτό μπορεί να συμβεί σε απρόβλεπτα πράγματα με ασυνήθιστους τρόπους.

Η χημεία παρουσιάζεται ενδεικτικά στις εξής περιπτώσεις: Στις μπαταρίες Στα φάρμακα Στις χημικές ουσίες των πυροσβεστήρων και των εκρηκτικών Στα αρώματα και στο μακιγιάζ Στη συντήρηση των τροφίμων Στα χημικά όπλα Στα καύσιμα Στους αερόσακους Στα φυτοφάρμακα και στα εντομοκτόνα Στα αλκοολούχα ποτά

Κατά τη διάρκεια του project επιλέξαμε να ασχοληθούμε με τη θεματική ενότητα «χημεία στο σπίτι» Γιατί; → Ένα μεγάλο μέρος της καθημερινότητάς μας το περνάμε στο σπίτι. Πραγματοποιήσαμε 3 πειράματα: 2 πειράματα σχετικά με χημικές ουσίες στα τρόφιμα και 1 πείραμα σχετικό με προϊόντα καθαρισμού - παρασκευή οδοντόκρεμας Η επιλογή των πειραμάτων έγινε με κριτήριο α) τη χρήση απλών και φθηνών υλικών που βρίσκονται σε ένα κοινό super-market και β) την ασφάλεια. Για τη διενέργεια των πειραμάτων συγκεντρώσαμε πληροφορίες από το διαδίκτυο Τέλος, αναζητήσαμε στο διαδίκτυο βίντεο σχετικά με τη χημεία στην καθημερινή ζωή, βρήκαμε είκοσι, και επιλέξαμε να σας παρουσιάσουμε 3 από αυτά.

Θεματική ενότητα: Χημεία στο σπίτι Χημικές ουσίες στα τρόφιμα 1.1. Θρεπτικά Συστατικά των Τροφίμων – Θεωρητικά στοιχεία Τα τρόφιμα περιέχουν έξι κατηγoρίες θρεπτικών συστατικών. Οι κατηγορίες αυτές είναι οι υδατάνθρακες, τα λίπη, οι πρωτεΐνες, οι βιταμίνες, τα μέταλλα/ιχνοστοιχεία και το νερό. Τα θρεπτικά αυτά συστατικά προσλαμβάνονται με τα γεύματα και θα πρέπει να βρίσκονται στις τροφές σε ικανοποιητικές ποσότητες, για να καλύπτουν τις ανάγκες του οργανισμού. Κατά την επεξεργασία των τροφίμων πολλές φορές προσθέτουμε διάφορες χημικές ουσίες. Τα πρόσθετα τροφίμων είναι φυσικές ή συνθετικές ουσίες που προστίθενται στα τρόφιμα είτε για τη συντήρηση και τη σταθερότητα των τροφίμων είτε για να βελτιώσουμε το χρώμα, το άρωμα, τη γεύση και την εμφάνιση τους.

Ιώδιο και Θυρεοειδής Αδένας Το ιώδιο ανήκει στην κατηγορία των αμετάλλων και χαρακτηρίζεται ως ιχνοστοιχείο. Τα ιχνοστοιχεία είναι θρεπτικά συστατικά που βρίσκονται σε πολύ μικρή συγκέντρωση στο σώμα μας, είναι απαραίτητα για τη λειτουργία πολλών βιολογικών διεργασιών, ενώ δεν μπορεί να παράγει ο ανθρώπινος οργανισμός. Το ιώδιο είναι απαραίτητο χημικό στοιχείο, γιατί επιτρέπει στο θυρεοειδή αδένα να παράγει τις ορμόνες του θυρεοειδούς. Το ιώδιο αποθηκεύεται στο θυρεοειδή αδένα και εκεί χρησιμοποιείται για τη σύνθεση των ορμονών του θυρεοειδούς. Οι πιο σημαντικές είναι η τριωδοθυρονίνη (Τ3), που απαιτεί τρία μόρια ιωδίου και η θυροξίνη (Τ4), που απαιτεί τέσσερα μόρια ιωδίου. Αφού το ιώδιο είναι απαραίτητο για την παραγωγή αυτών των δύο ορμονών στον αδένα που είναι υπεύθυνος για το μεταβολισμό, έλλειψη ιωδίου μπορεί να οδηγήσει σε μειωμένη παραγωγή των ορμονών του θυρεοειδή. Ένα από τα πρώτα σημάδια της έλλειψης είναι η ύπαρξη βρογχοκήλης, δηλ. η διόγκωση του θυρεοειδούς αδένα. Οι πιο βαριές περιπτώσεις της έλλειψης ιωδίου οδηγούν σε υποθυρεοειδισμό, ακόμα και σε προβλήματα στην ανάπτυξη του εγκεφάλου (κρετινισμός). Από την άλλη πλευρά, υπερβολική λήψη ιωδίου συνδέεται με τη βρογχοκήλη και τον υπερθυρεοειδισμό.

Ιώδιο και Θυρεοειδής Αδένας (συνέχεια) Κάθε άνθρωπος χρειάζεται την κατάλληλη ποσότητα ιωδίου για τη βέλτιστη λειτουργία του θυρεοειδή. Το πρόβλημα είναι ότι υπάρχουν αρκετές περιοχές, σε όλο τον κόσμο, όπου το έδαφος είναι φτωχό σε ιώδιο. Για να τροφοδοτείται ο πληθυσμός με κατάλληλη ποσότητα ιωδίου προστίθενται άχρωμες ενώσεις του ιωδίου στο μαγειρικό αλάτι, και όχι στοιχείο ιώδιο (I2) που έχει καφετί χρώμα, παρασκευάζοντας έτσι το επονομαζόμενο ιωδιούχο μαγειρικό αλάτι. Για να προσδιοριστεί το ιώδιο που περιέχεται στο μαγειρικό αλάτι χρησιμοποιείται άμυλο και μία χημική ουσία (π.χ υπεροξείδιο του υδρογόνου) που μετατρέπει τις άχρωμες ενώσεις του ιωδίου σε Ιώδιο (Ι2). Το άμυλο με το ιώδιο αποκτά μπλε χρώμα.

1.2 Πείραμα: Ιώδιο στο μαγειρικό αλάτι Περιγραφή και σκοπός της δραστηριότητας Στη δραστηριότητα αυτή πρώτα θα χρησιμοποιήσουμε διάλυμα αμύλου σε βάμμα ιωδίου, για να δούμε το χαρακτηριστικό μπλε χρώμα που εμφανίζεται κατά την αντίδραση τους και στη συνέχεια θα ακολουθήσουμε την ίδια διαδικασία, για να αναλύσουμε διάφορα εμπορικά προϊόντα μαγειρικού άλατος, για να διαπιστώσουμε αν περιέχουν ιώδιο ή όχι. Σκοπός της δραστηριότητας αυτής είναι να προσομοιώσουμε τη διαδικασία ανάλυσης ενός τροφίμου, όπως συμβαίνει περίπου σε χημικά αναλυτικά εργαστήρια, για να προσδιοριστεί η ύπαρξη ή μη ενός συστατικού, χρησιμοποιώντας όχι αντιδραστήρια αλλά υλικά καθημερινής χρήσης.

Όργανα και συσκευές 1 κουτάλι 1 κουτάλι του γλυκού Πλαστικά κουτάλια Πλαστικά ποτήρια Υλικά Απιονισμένο νερό Βάμμα ιωδίου (αντισηπτικό διάλυμα) Διάλυμα υπεροξειδίου του υδρογόνου 3% (Οξυζενέ) Λευκό ξύδι Άμυλο καλαμποκιού Μαγειρικό αλάτι (Διάφορα είδη)

Πορεία μεθόδου Φτιάχνουμε διάλυμα αμύλου: Βάζουμε μισό φλιτζάνι νερό σε ένα πλαστικό ποτήρι και προσθέτουμε μισή κουταλιά άμυλο καλαμποκιού. Ανακατεύουμε καλά. Βάζουμε μισό φλιτζάνι νερό σε ένα πλαστικό ποτήρι και προσθέτουμε μισή κουταλιά του γλυκού από το διάλυμα αμύλου που φτιάξαμε στο Βήμα 1. Προσθέτουμε αρκετές σταγόνες από το βάμμα ιωδίου και ανακατεύουμε καλά. Θα παρατηρήσουμε την εμφάνιση μπλε χρώματος που επιβεβαιώνει την παρουσία ιωδίου. Στη συνέχεια: Βάζουμε 6 κουταλάκια από ιωδιούχο μαγειρικό αλάτι σε ένα πλαστικό κύπελλο και μετά προσθέτουμε 2 κουταλάκια νερό και ανακατεύουμε καλά. Δε θα διαλυθεί όλο το αλάτι. Προσθέτουμε στο διάλυμα 1 κουταλάκι λευκό ξύδι, 2 κουταλάκια οξυζενέ και 1/2 κουταλάκι του γλυκού διάλυμα αμύλου. Ανακατεύουμε καλά και μετά από λίγο εμφανίζεται πάλι το μπλε χρώμα που επιβεβαιώνει την παρουσία ιωδίου στο ιωδιούχο μαγειρικό αλάτι. Επαναλαμβάνουμε την παραπάνω διαδικασία (Βήματα 4 και 5) χρησιμοποιώντας διαφορετικά είδη μαγειρικού άλατος Στο πείραμα χρησιμοποιήσαμε το αλάτι Κάλλας και το ροζ αλάτι Ιμαλαϊων

Επισημάνσεις Διαπιστώσαμε ότι το άμυλο μαζί με το ιώδιο αποκτά μπλε χρώμα. Χρησιμοποιήσαμε στο πείραμα και ροζ αλάτι Ιμαλαϊων και εξακριβώσαμε ότι δεν περιέχει ιώδιο. Μάθαμε ότι: εάν κάποιος άνθρωπος έχει έλλειψη ιωδίου, γεγονός το οποίο μπορεί να οδηγήσει σε υποθυρεοειδισμό, τότε επιβάλλεται να καταναλώνει αλάτι ενισχυμένο σε ιώδιο, δηλαδή το κοινό αλάτι που κυκλοφορεί στο εμπόριο εάν κάποιος άνθρωπος πρέπει να ακολουθήσει διατροφή πτωχή σε ιώδιο, τότε είναι επιβεβλημένο να καταναλώνει αλάτι χωρίς ιώδιο, όπως είναι για παράδειγμα το ροζ αλάτι Ιμαλαϊων.

Χημικές ουσίες στα τρόφιμα 1. 3. Διογκωτικά Υλικά – θεωρητικά στοιχεία Χημικές ουσίες στα τρόφιμα 1. 3. Διογκωτικά Υλικά – θεωρητικά στοιχεία Όταν θέλουμε να φτιάξουμε ψωμί ή κέικ πρέπει να προσθέσουμε στη ζύμη ένα υλικό προκειμένου να φουσκώσει. Δύο τέτοια υλικά είναι η μαγειρική σόδα και το baking powder. Αυτά τα υλικά αντιδρούν με κάποια άλλα συστατικά της ζύμης και ελευθερώνουν ένα αέριο (διοξείδιο του άνθρακα: CO2) που κάνει τη ζύμη να φουσκώνει. Για το λόγο αυτό ονομάζονται διογκωτικά. Η μαγειρική σόδα είναι η χημική ουσία με την ονομασία όξινο ανθρακικό νάτριο (NaHCO3). Όταν η μαγειρική σόδα αναμειχθεί με ένα οξύ σε υγρή μορφή (π.χ. με ξύδι ή λεμόνι) γίνεται μία χημική αντίδραση στην οποία παράγεται ένα άλας, νερό και ένα αέριο, το διοξείδιο του άνθρακα (CO2).

Το baking powder (μια λευκή σκόνη) είναι ένα ξηρό υλικό που επίσης χρησιμοποιείται ως διογκωτικό. Αποτελείται από τρία κύρια συστατικά: όξινο ανθρακικό νάτριο (μαγειρική σόδα), όξινο τρυγικό κάλιο (δρα ως οξύ) και από άμυλο αραβοσίτου. Όταν το baking powder έρθει σε επαφή με το νερό, τα δύο πρώτα από τα παραπάνω συστατικά του αντιδρούν μεταξύ τους και παράγεται το αέριο διοξείδιο του άνθρακα, προκαλώντας τη δημιουργία φυσαλίδων που επιτρέπουν στη ζύμη να φουσκώσει. Στην ετικέτα του εμπορικού προϊόντος αναφέρεται ότι το άμυλο αραβοσίτου είναι το συστατικό με τη μεγαλύτερη αναλογία. Αφού το άμυλο αραβοσίτου δεν συμμετέχει σε κάποια χημική αντίδραση γιατί πρέπει να υπάρχει μέσα στο baking powder και μάλιστα σε τόσο μεγάλη αναλογία; Η προσθήκη του αμύλου αραβοσίτου έχει τρεις σκοπούς: 1) βοηθά να διατηρηθεί η σκόνη του baking powder ξηρή και να μη σβολιάζει, 2) βοηθά τα δύο πρώτα συστατικά να διατηρηθούν ξηρά ώστε να μην αντιδράσουν όσο είναι αποθηκευμένα μέσα στη συσκευασία, και 3) αυξάνει τη μάζα του baking powder ώστε να είναι εύκολη η δοσολογία (είναι πιο εύκολο να χρειάζεται να προσθέσει κάποιος ένα κουταλάκι από μία σκόνη σε μία συνταγή παρά μερικούς κόκκους).

Τα περισσότερα baking powder που κυκλοφορούν στο εμπόριο έχουν διπλή δράση, που σημαίνει ότι περιέχουν ένα οξύ που διαλύεται μόλις έρθει σε επαφή με νερό και ένα άλλο οξύ που διαλύεται μόνο όταν ανέβει αρκετά η θερμοκρασία μέσα στο φούρνο. Αυτή η διπλή δράση διασφαλίζει ότι το τελικό προϊόν θα είναι ελαφρύ και αφράτο.

Περιγραφή και σκοπός της δραστηριότητας 1.4 Πείραμα: Μαγειρική σόδα και baking powder. Περιγραφή και σκοπός της δραστηριότητας Στη δραστηριότητα αυτή παρουσιάζονται πειράματα όπου χρησιμοποιούμε μαγειρική σόδα και baking powder για να μελετήσουμε τις χημικές αντιδράσεις. Αλλάζοντας σε κάθε πείραμα και μια διαφορετική παράμετρο (μεταβλητή) παρατηρούμε πως επηρεάζει η κάθε παράμετρος την αντίδραση. Σκοπός της δραστηριότητας είναι να κατανοήσουμε πως παράγοντες όπως η καθαρότητα των χημικών ουσιών, η θερμοκρασία, και οι συγκεντρώσεις των σωμάτων επηρεάζουν μια χημική αντίδραση.

Όργανα και συσκευές 3 πλαστικά μπουκάλια (500 mL) 3 γυάλινα ή πλαστικά ποτήρια Μπαλόνια 1 κουταλάκι του γλυκού 1 κουτάλι 1 χωνί Φούρνος μικροκυμάτων ή γκαζάκι 1 μαύρο ανεξίτηλο μαρκαδόρο Υλικά Μαγειρική σόδα Ξύδι Νερό Baking powder

Πορεία μεθόδου 1η παράμετρος: Οι ποσότητες των αντιδρώντων Παίρνουμε τρία μπαλόνια και βάζουμε στο καθένα μια κουταλιά του γλυκού μαγειρική σόδα. Μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε ένα χωνί ή ένα κομμάτι χαρτί το οποίο μετατρέπουμε σε χωνί για να εισάγουμε τη μαγειρική σόδα στα μπαλόνια. Παίρνουμε τρία μπουκαλάκια των 500mL και τα ονομάζουμε «μπουκάλι 1», «μπουκάλι 2» και «μπουκάλι 3». Βάζουμε στο πρώτο 1 κουταλιά ξύδι, στο δεύτερο 5 κουταλιές ξύδι και στο τρίτο 10 κουταλιές ξύδι. Εφαρμόζουμε σε κάθε μπουκαλάκι από ένα μπαλόνι. Αναποδογυρίζουμε το μπαλόνι σε κάθε μπουκαλάκι και αναδεύουμε το κάθε μίγμα. Παρατηρούμε ότι παράγεται αέριο (διοξείδιο του άνθρακα: CO2) και φουσκώνει το μπαλόνι. Παρατηρούμε ότι όσο περισσότερο το ξύδι τόσο περισσότερο φουσκώνει το μπαλόνι.

2η παράμετρος: Η θερμοκρασία της αντίδρασης Παίρνουμε τρία μπαλόνια και βάζουμε στο καθένα μια κουταλιά του γλυκού μαγειρική σόδα. Μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε ένα χωνί ή ένα κομμάτι χαρτί το οποίο μετατρέπουμε σε χωνί για να εισάγουμε τη μαγειρική σόδα στα μπαλόνια. Παίρνουμε τρία μπουκάλια των 500mL και τα ονομάζουμε «μπουκάλι 1», «μπουκάλι 2» και «μπουκάλι 3». Στο πρώτο βάζουμε 5 κουταλάκια του γλυκού ξύδι και το τοποθετούμε στο ψυγείο. Στο δεύτερο 5 κουταλάκια του γλυκού ξύδι θερμοκρασίας δωματίου και στο τρίτο βάζουμε 5 κουταλάκια του γλυκού ξύδι που πρώτα το έχουμε ζεστάνει χωρίς να βράσει. Βγάζουμε το μπουκάλι με το ξύδι από το ψυγείο και εφαρμόζουμε σε κάθε μπουκαλάκι από ένα μπαλόνι που περιέχει σόδα. Αναποδογυρίζουμε το μπαλόνι σε κάθε μπουκαλάκι και αναδεύουμε το κάθε μίγμα. Παρατηρούμε ότι παράγεται αέριο (διοξείδιο του άνθρακα: CO2) και φουσκώνουν τα μπαλόνια. Παρατηρούμε ότι το μπαλόνι στο «μπουκάλι 3», που περιέχει το ζεστό ξύδι, φουσκώνει πιο γρήγορα από τα άλλα. Σε αντίθεση με το μπαλόνι στο «μπουκάλι 1», που περιέχει το κρύο ξύδι, που φουσκώνει πιο αργά.

3η παράμετρος: Οι συγκεντρώσεις των αντιδρώντων Παίρνουμε τρία μπαλόνια και βάζουμε στο καθένα μια κουταλιά του γλυκού μαγειρική σόδα. Μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε ένα χωνί ή ένα κομμάτι χαρτί το οποίο μετατρέπουμε σε χωνί για να εισάγουμε τη μαγειρική σόδα στα μπαλόνια. Παίρνουμε τρία ποτήρια και τα ονομάζουμε «ποτήρι 1», «ποτήρι 2» και «ποτήρι 3». Βάζουμε στο πρώτο (ποτήρι 1) 1 κουταλιά ξύδι, στο δεύτερο (ποτήρι 2) 1 κουταλιά ξύδι και 2 κουταλιές νερό και στο τρίτο (ποτήρι 3) 1 κουταλιά ξύδι και 4 κουταλιές νερό. Παίρνουμε τρία μπουκάλια των 500mL και τα ονομάζουμε «μπουκάλι 1», «μπουκάλι 2» και «μπουκάλι 3». Βάζουμε στο πρώτο (μπουκάλι 1) 1 κουταλιά ξύδι από το «ποτήρι 1», στο δεύτερο (μπουκάλι 2) 1 κουταλιά ξύδι από το «ποτήρι 2» και στο τρίτο (μπουκάλι 3) 1 κουταλιά ξύδι από το «ποτήρι 3». Εφαρμόζουμε σε κάθε μπουκαλάκι από ένα μπαλόνι. Αναποδογυρίζουμε το μπαλόνι σε κάθε μπουκαλάκι και αναδεύουμε το κάθε μίγμα. Παρατηρούμε ότι παράγεται αέριο (διοξείδιο του άνθρακα: CO2) και φουσκώνει το μπαλόνι. Παρατηρούμε ότι το μπαλόνι στο «μπουκάλι 1», που περιέχει ξύδι υψηλής συγκέντρωσης, φουσκώνει πιο γρήγορα από τα άλλα. Σε αντίθεση με το μπαλόνι στο «μπουκάλι 3», που περιέχει ξύδι χαμηλής συγκέντρωσης, που φουσκώνει πιο αργά.

Μαγειρική σόδα και baking powder Προσθέτουμε σε κάθε ένα από τα ποτήρια 2 κουταλιές νερό, και παρατηρούμε ότι η σόδα διαλύεται πλήρως αλλά το baking powder δε διαλύεται στο νερό. (Δημιουργείται ένα θολό διάλυμα). Επίσης, αέριο εκλύεται (αφρισμός) μόνο στο ποτήρι με το baking powder. Παίρνουμε δύο μπαλόνια και βάζουμε στο ένα μια κουταλιά του γλυκού μαγειρική σόδα και στο άλλο μια κουταλιά του γλυκού baking powder. Παίρνουμε δύο μπουκαλάκια των 500mL και βάζουμε και στα δύο από 3 κουταλιές ξύδι. Εφαρμόζουμε σε κάθε μπουκαλάκι από ένα μπαλόνι. Αναποδογυρίζουμε το μπαλόνι σε κάθε μπουκαλάκι και αναδεύουμε το κάθε μίγμα. Παρατηρούμε ότι παράγεται αέριο (διοξείδιο του άνθρακα: CO2) και τα μπαλόνια φουσκώνουν. Παρατηρούμε ότι στο baking powder το μπαλόνι φουσκώνει πιο γρήγορα αλλά ο όγκος του είναι μικρότερος.

Θεματική ενότητα: Χημεία στο σπίτι 2. Τα καθαριστικά του σπιτιού Προϊόντα Καθαρισμού Σε κάθε σπίτι υπάρχουν διάφορα προϊόντα καθαρισμού, τα οποία χρησιμοποιούμε είτε για την προσωπική μας υγιεινή (οδοντόπαστες, σαμπουάν, σαπούνια κτλ) είτε για να καθαρίσουμε το σπίτι μας (καθαριστικά για πατώματα, παράθυρα κτλ) ή διάφορα αντικείμενα (καθαριστικά για πιάτα, ασημικά, έπιπλα κτλ). Πρόκειται για εμπορικά προϊόντα καθαρισμού, τα οποία προμηθευόμαστε συνήθως από σούπερ μάρκετ ή φαρμακεία και προσφέρουν εύκολη καθαριότητα. Τα εμπορικά προϊόντα καθαρισμού αποτελούνται από πλήθος χημικών ουσιών, άγνωστων στο ευρύ κοινό, που μπορεί να είναι και επικίνδυνες. Υπάρχουν τρόποι να καθαρίσουμε χωρίς να χρειάζεται να αγοράσουμε εμπορικά προϊόντα τα οποία και κοστίζουν και μπορεί να περιέχουν τοξικές ουσίες που βλάπτουν την υγεία του ανθρώπου αλλά προκαλούν και περιβαλλοντικά προβλήματα (ρύπανση υδάτων, δηλητηρίαση ψαριών κτλ). Έτσι μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε ως καθαριστικά, καθημερινά υλικά που υπάρχουν σε κάθε σπίτι, πετυχαίνοντας το ίδιο αποτέλεσμα, αν όχι καλύτερο σε σχέση με τα εμπορικά προϊόντα. Τα υλικά αυτά είναι φθηνότερα και ασφαλέστερα για την υγεία.

Η ιστορία της οδοντόπαστας Η οδοντόπαστα χρησιμοποιείται από τον καιρό που οι Αιγύπτιοι (5000 3000 π.Χ) πρώτοι έφτιαξαν μια κρέμα για τα δόντια αναμιγνύοντας τις στάχτες από τις οπλές βοδιών με σμύρνα, καμένα κελύφη αυγών, ελαφρόπετρα και νερό. Ο Ιπποκράτης επίσης συνιστά τον καθαρισμό των δοντιών με μαρμαρόσκονη. Με τα χρόνια οι άνθρωποι χρησιμοποίησαν ως οδοντόπαστες «σκόνες δοντιών», που περιείχαν συστατικά όπως κάρβουνο σε σκόνη, κελύφη αυγών ή οστράκων σε σκόνη και αρωματικά συστατικά ή οδοντόπαστες που περιείχαν σαπούνι και κιμωλία.

Η δράση της οδοντόπαστας Πάνω στην επιφάνεια των δοντιών δημιουργείται η οδοντική πλάκα από τα υπολείμματα των τροφών που συσσωρεύονται στο στόμα. Στην πλάκα αναπτύσσονται πολλοί τύποι μικροοργανισμών. Οι μικροοργανισμοί στο στόμα μας τρέφονται από τα υπολείμματα των τροφών και παράγουν οξέα και πτητικές ενώσεις του θείου. Τα οξέα φθείρουν το σμάλτο των δοντιών και δημιουργούν κοιλότητες ενώ οι πτητικές ενώσεις του θείου προσδίδουν στην ανάσα άσχημη οσμή. Στα πρώτα στάδια η οδοντική πλάκα είναι μαλακή και μπορεί να αφαιρεθεί με το βούρτσισμα των δοντιών. Σταδιακά μεγαλώνει γίνεται πιο σκληρή και σχηματίζεται πέτρα. Η πέτρα των δοντιών μπορεί να αφαιρεθεί μόνο από οδοντίατρο. Η οδοντόπαστα δρα σε συνδυασμό με το βούρτσισμα και καθαρίζει τα δόντια ενώ απομακρύνει και τα βακτήρια της πλάκας. Η οδοντόπαστα θα πρέπει να έχει λειαντική δράση για να απομακρύνει τους λεκέδες και την οδοντική πλάκα, αλλά όχι μεγάλη σκληρότητα για να μην φθείρει το σμάλτο των δοντιών. Η σκληρότητα μετριέται με μια κλίμακα που ονομάζεται κλίμακα Mohs. Το σμάλτο δοντιών είναι αρκετά σκληρό (5.5-7.0 βαθμοί Mohs) αλλά μπορεί να φθαρεί από ένα σκληρότερο λειαντικό. Μπορούμε να ελέγξουμε την οδοντόπαστα βλέποντας εάν γρατσουνίζει το γυαλί το οποίο έχει σκληρότητα 5.5. Η οδοντόπαστα πρέπει να έχει σκληρότητα κάτω από 5.5 και επομένως να μη γρατσουνίζει το γυαλί.

Η σύσταση της οδοντόπαστας Η οδοντόκρεμα αποτελείται από μια στερεά φάση (ένα λειαντικό ή μείγμα λειαντικών) που αιωρείται σε μια υγρή φάση. Προστίθεται, επίσης, ένα μικρό ποσοστό απορρυπαντικού, ώστε να σχηματίζεται αφρός. Σήμερα οι οδοντόπαστες του εμπορίου αποτελούνται από πάρα πολλά συστατικά. Κάθε εταιρία που παράγει οδοντόπαστες κρατάει κρυφή τη συνταγή. Επομένως, είναι άγνωστη η ακριβής σύσταση της κάθε οδοντόπαστας. Γνωρίζουμε όμως τις κατηγορίες των ενώσεων που περιέχουν οι οδοντόπαστες και αυτές είναι οι παρακάτω: Λειαντικά: Τα λειαντικά δίνουν στην οδοντόπαστα την ικανότητα καθαρισμού. Έχουν κοκκώδη υφή και με τη βοήθεια της οδοντόβουρτσας, απομακρύνουν από τα δόντια λεκέδες και την οδοντική πλάκα με μηχανικό τρόπο. Η μαγειρική σόδα είναι ένα ήπιο λειαντικό και βοηθά να διατηρηθεί ελαφρά βασικό περιβάλλον στο στόμα. Το μαγειρικό αλάτι έχει επίσης λειαντική δράση. Απορρυπαντικά/καθαριστικά: Τα απορρυπαντικά δημιουργούν τον αφρό που δημιουργείται με κάθε οδοντόπαστα. Ο αφρός διατηρεί την οδοντόπαστα στο στόμα μας καθώς βουρτσίζουμε. Υγροσκοπικές ουσίες (όπως η γλυκερίνη): Οι υγροσκοπικές ουσίες προσφέρουν την υφή και συνοχή στην οδοντόπαστα και διατηρούν την υγρασία της οδοντόπαστας ώστε να μην ξεραθεί.

2.1 Πείραμα: παρασκευή της δικής μας οδοντόπαστας Περιγραφή και σκοπός της δραστηριότητας Στη δραστηριότητα αυτή παρουσιάζεται μια μέθοδος παρασκευής οδοντόπαστας, χρησιμοποιώντας υλικά που είτε διαθέτουμε στο σπίτι μας, είτε μπορούμε εύκολα να τα προμηθευτούμε από ένα σούπερ μάρκετ. Στο τέλος, συγκρίνουμε τη δράση της σπιτικής οδοντόπαστας με μια κοινή οδοντόπαστα του εμπορίου. Σκοπός της δραστηριότητας είναι να κατανοήσουμε ότι μπορεί να παρασκευαστεί εύκολα στο σπίτι, από καθημερινά υλικά, ένα ανάλογο προϊόν με ένα τυποποιημένο, βιομηχανικά παρασκευασμένο, και ότι η δράση του δε θα διαφέρει πολύ από αυτήν ενός εμπορικού προϊόντος.  

Όργανα και συσκευές 1 πλαστικό κύπελλο 1 γυάλινο ποτήρι 1 φλιτζάνι 1 κουταλάκι του γλυκού 1 σταγονόμετρο Χαρτοπετσέτες 1 μαρκαδόρος μαύρος ανεξίτηλος 1 οδοντόβουρτσα

Υλικά 1 αυγό (λευκό) Χρωστικές μαγειρικής (ή καφέ, ή τσάι ή χυμούς) Ξύδι Μαγειρική σόδα Αλάτι Γλυκερίνη Οδοντόπαστα εμπορίου Νερό Οξυζενέ / Διάλυμα υπεροξειδίου του υδρογόνου (3%) Αρωματικά έλαια  

Πορεία μεθόδου  Α. Ετοιμάζοντας το αυγό Σε ένα γυάλινο ποτήρι βάζουμε μισό φλιτζάνι βραστό νερό και προσθέτουμε 1 κουταλιά του γλυκού ξύδι και 20 σταγόνες χρωστικής (μπλε κατά προτίμηση) Βράζουμε για αρκετή ώρα ένα αυγό και μετά το βυθίζουμε στο έγχρωμο διάλυμα έτσι ώστε να χρωματιστεί πλήρως (περίπου 10 λεπτά). Απομακρύνουμε το αυγό από το διάλυμα και το τοποθετούμε σε χαρτοπετσέτες για να στεγνώσει. Αφού στεγνώσει φυλάσσεται στο ψυγείο μέχρι να παρασκευάσουμε την οδοντόπαστα.

Β. Παρασκευή της οδοντόπαστας Σε πλαστικό ποτήρι προσθέτουμε 2 κουταλιές του γλυκού μαγειρικής σόδας και ένα τέταρτο κουταλιού του γλυκού μαγειρικό αλάτι και ανακατεύουμε καλά. Προσθέτουμε τρία τέταρτα κουταλιού του γλυκού γλυκερίνης, μισό κουταλάκι του γλυκού υπεροξείδιο του υδρογόνου και 3 σταγόνες αρωματικά έλαια για ευχάριστη γεύση στο μίγμα αλάτι – σόδα και ανακατεύουμε πάρα πολύ καλά. Το μίγμα που προκύπτει θα είναι αρκετά παχύρευστο. Με σταγονόμετρο ρίχνουμε σταγόνες νερού στο μίγμα ενώ παράλληλα ανακατεύουμε. Όταν το μίγμα αποκτήσει υφή και συνοχή που μοιάζει με αυτήν της οδοντόπαστας του εμπορίου σταματάμε.

Δοκιμάζοντας την οδοντόπαστα (ΠΡΟΣΟΧΗ: Δεν καταπίνουμε την οδοντόπαστα που φτιάξαμε) Βυθίζουμε το χρωματισμένο αυγό σε καθαρό νερό και το τρίβουμε με μια οδοντόβουρτσα. Παρατηρούμε ότι το χρώμα δε φεύγει. Με μαύρο ανεξίτηλο μαρκαδόρο χαράσσουμε στο αυγό μια γραμμή ώστε να το χωρίζει στη μέση. Σημειώνουμε το γράμμα Σ (Σπιτική οδοντόπαστα) στο ένα μισό και το γράμμα Ε (Οδοντόπαστα εμπορίου) στο άλλο. Τοποθετούμε μικρή ποσότητα οδοντόπαστας εμπορίου στην οδοντόβουρτσα και τρίβουμε για λίγο την επιφάνεια του αυγού που είναι σημειωμένη με Ε. Θα παρατηρήσουμε ότι το αυγό καθαρίζει από το χρώμα. Καθαρίζουμε καλά με νερό το αυγό και την οδοντόβουρτσα. Τοποθετούμε μικρή ποσότητα σπιτικής οδοντόπαστας στην οδοντόβουρτσα και τρίβουμε για λίγο την επιφάνεια του αυγού που είναι σημειωμένη με Σ. Πάλι θα παρατηρήσουμε ότι το αυγό καθαρίζει από το χρώμα. Τέλος, τοποθετούμε ξεχωριστά μικρή ποσότητα από κάθε οδοντόπαστα στα δάχτυλα μας για να δούμε ποια έχει πιο τραχιά υφή.