
在我们日常生活中,衣物的清洁不仅关系到个人形象和舒适度,还直接影响到我们的健康。为了洗净衣服,我们常常会使用各种洗涤剂,如洗衣粉、肥皂、液体洗涤剂等。然而,过量的洗涤剂残留在衣服上,不仅会影响衣物的光泽度和使用寿命,还会对皮肤产生慢性刺激,进而危害身体健康。
因此,正确地漂洗衣物,确保洗涤剂残留量降到最低,是保障科学、健康生活方式的重要一环。
问题提出
假设现有一件刚刚用洗涤剂洗过的衣服,衣服上洗涤剂的浓度为1%,拧干后湿衣服上残留液体为100克,则这件湿衣服中含洗涤剂的质量为1克。那么,如何进行正确的漂洗方法呢?
设计实验方案
为了将湿衣服中的洗涤剂彻底洗干净,我们可以分别采用两种不同的漂洗方法,并通过实验测定每次漂洗后的洗涤剂残留量。每次漂洗使用的清水总量为5700克,且每次拧干后仍残留100克液体。
方法一:一次性漂洗
- 步骤:用5700克清水一次漂洗并拧干。
- 计算:漂洗后残留在衣服上的洗涤剂质量为多少克?
根据稀释溶液时溶质分配计算原理,初始时衣服上有1克洗涤剂,经过5700克水的漂洗后,残留的洗涤剂质量可以通过以下公式计算:
\[ \text{残留洗涤剂质量} = \frac{\text{初始洗涤剂量}}{\text{总水量} + \text{初始水量}} \times \text{残留水量} \]
即:
\[ \text{残留洗涤剂质量} = \frac{1}{5700 + 100} \times 100 = \frac{1}{5800} \times 100 \approx 0.01724 \text{克} \]
因此,采取方法一漂洗后残留在衣服上的洗涤剂质量约为0.01724克。
方法二:分三次漂洗
- 步骤:将5700克清水平均分成3份(每份1900克),分3次漂洗,每次漂洗后拧干。
- 第一次漂洗:
- 初始洗涤剂量为1克。
- 使用1900克水漂洗,残留的洗涤剂质量为:
\[ \text{残留洗涤剂质量} = \frac{1}{1900 + 100} \times 100 = \frac{1}{2000} \times 100 = 0.05 \text{克} \]
- 第二次漂洗:
- 残留洗涤剂量为0.05克。
- 使用1900克水漂洗,残留的洗涤剂质量为:
\[ \text{残留洗涤剂质量} = \frac{0.05}{1900 + 100} \times 100 = \frac{0.05}{2000} \times 100 = 0.0025 \text{克} \]
- 第三次漂洗:
- 残留洗涤剂量为0.0025克。
- 使用1900克水漂洗,残留的洗涤剂质量为:
\[ \text{残留洗涤剂质量} = \frac{0.0025}{1900 + 100} \times 100 = \frac{0.0025}{2000} \times 100 = 0.000125 \text{克} \]
因此,采用方法二分三次漂洗后,最终残留在衣服上的洗涤剂质量约为0.000125克。
讨论归纳
通过对上述两种情形的计算结果进行比较分析,可以得出以下结论:
1. 分次漂洗效果更佳:用相同质量的水漂洗衣服,分次漂洗的效果明显优于一次性漂洗。这是因为每次漂洗都能显著降低洗涤剂的残留量,多次漂洗能够进一步减少残留量,达到更好的清洗效果。
2. 践行低碳生活:节约用水是低碳生活的关键之一。通过合理安排漂洗次数,既能保证衣物清洁,又能避免不必要的水资源浪费,形成保护水、节约水的良好生活习惯。
3. 化学知识的实际应用:本实验展示了化学理论在日常生活中的实际应用,体现了化学学科的实用性和重要性。通过理解稀释溶液的原理,我们可以更好地指导日常生活中的衣物清洗,提高生活质量。
拓展应用
现代洗衣机的工作原理通常包括浸泡、洗涤、漂洗、甩干和烘干等流程。为了合理节约利用水、电资源,洗衣机的设计通常会优化漂洗次数,以确保衣物上残留的洗涤剂在安全系数范围内。实验证明,漂洗次数增加到一定数量并不能明显减少衣物中洗涤剂的残留量,反而会造成水、电资源的浪费。
因此,洗衣机相对最为合理的漂洗次数应为三次,这样既能保证衣物清洁,又能节约资源。
原创中考题
为了进一步巩固所学知识,我们可以通过一道原创中考题来加深理解:
1. 将1克洗涤剂溶于水制成100克溶液,将100克溶液分别作以下两种方法处理,分别求出处理后所取溶液中溶质的质量。
- 方法一:将得到的100克溶液加水稀释到5800克,从所得溶液中取出100克,则该溶液中溶质的质量为多少克?
- 解答:初始溶液中溶质质量为1克,稀释后总水量为5800克,取出100克溶液中的溶质质量为:
\[ \text{溶质质量} = \frac{1}{5800} \times 100 \approx 0.01724 \text{克} \]
- 方法二:将得到的100克溶液加水稀释到x克,得到溶液a,若取100克溶液a,则该100克溶液a中溶质的质量为多少克?
- 解答:设稀释后的总水量为x克,则取出100克溶液a中的溶质质量为:
\[ \text{溶质质量} = \frac{1}{x} \times 100 \]
取100克溶液a加水稀释到y克,得到溶液b,若取100克溶液b,则该100克溶液b中溶质的质量为:
\[ \text{溶质质量} = \frac{\frac{1}{x} \times 100}{y} \times 100 = \frac{100^2}{xy} \]
取100克溶液b加水稀释到z克,得到溶液c,若取100克溶液c,则该100克溶液c中溶质的质量为:
\[ \text{溶质质量} = \frac{\frac{100^2}{xy}}{z} \times 100 = \frac{100^3}{xyz} \]
- 最终溶液c中的溶质质量分数:最终得到的溶液c中的溶质质量分数为:
\[ \text{溶质质量分数} = \frac{\frac{100^3}{xyz}}{100} = \frac{100^2}{xyz} \]
通过以上详细分析和计算,我们不仅掌握了衣物漂洗的方法,还深入理解了化学溶液稀释原理及其在日常生活中的应用。这不仅有助于提升我们的化学素养,还能帮助我们在日常生活中做出更加科学合理的决策,从而实现健康、环保的生活方式。