Tee itse -sivut sisältävät kokeellisia töitä, jotka linkittävät arjesta tuttuja asioita kemiaan. Työt soveltuvat seitsemännestä luokasta ylöspäin kaikille kemiaa opiskeleville joko sellaisenaan tai muokattuna. Kaikkia tee itse –sivun kokeellisia töitä koskevat koulun normaalit laboratorion työturvallisuusohjeet, jotka oletetaan opettajalle ja oppilaille ennestään tutuiksi. Työt suositellaan tehtäväksi opettajan valvonnassa työturvallisuusohjeita noudattaen (käsineet, laboratoriotakki, suojalasit). Työssä käytettävät raaka-aineet ovat turvallisia. Kiinteät jätteet voi hävittää sekajätteen mukana ja nestemäiset viemäriin.

                                                TYÖ 1
                              Tehdään itse kosmetiikkaa                                                                                   


voiteet.pngKun oppilaat voivat yhdistää teorian opiskelun johonkin tuttuun ja jokapäiväiseen asiaan, saattaa opiskelumotivaatio ja kiinnostuskin kasvaa. Tämän tutkimuksellisen työn tarkoitus on oppia yksinkertaisia asioita kosmetiikkatuotteiden rakenteesta, valmistuksesta, säilyvyydestä ja pakkausmerkinnöistä. Oppilaalle ei anneta valmista reseptiä, jonka voi keittokirjamaisesti toteuttaa, vaan kannustetaan tekemään ja miettimään itse. Arjesta tuttuja raaka-aineita tutkimalla voidaan tehdä hienoja keksintöjä siitä, mitkä aineet sopisivat voiteeseen tai miten kovaa vahaa ja nestemäistä raaka-ainetta voisi yhdistää. Työ sopii kaikille luokka-asteille.

Koska raaka-aineita laitetaan iholle, ei ole suositeltavaa käyttää yleisesti ihoa ärsyttäviä tai allergisoivia ainesosia. Tämän työohjeen raaka-aineet ovat turvallisia ja ympäristöystävällisiä aineita, joita käytetään myös elintarvikkeissa. Kosmetiikan valmistukseen käyvät puhtaat ja asianmukaisesti säilytetyt raaka-aineet. Valmis, vedetön tuote säilyy noin viikon jääkaapissa, vettä sisältävä tuote 2-3 päivää.

Työohje:

Olet lähtenyt luokkasi kanssa leirikouluun Afrikkaan. Ruoka- ja paperitavaroita on yllin kyllin, mutta kaikki kosmetiikka- ja hygieniatuotteet jäivät kiireessä matkasta. Luokkanne haetaan vasta viikon päästä, joten on keksittävä, miten viikon aikana voisi peseytyä ja hoitaa kuivaa ja auringonpolttamaa ihoa. Onneksi voit käyttää leirikoulun kemian oppitunteja hyödyksi ja tehdä oppilaiden kanssa kosmetiikan itse. (Kaiken voi tehdä itse hammastahnoista hiusveteen!)

Tarvikkeet: 

-       Erilaisia kodin keittiöstä tuttuja raaka-aineita, kuten kookosrasvaa, öljyjä, jauhoja, sokeria,

        suolaa, soodaa, etikkaa, sitruunahappoa, aromiaineita, elintarvikeväriä jne.

-       Laboratoriosta mahdollisesti löytyviä ja kosmetiikkaan mainiosti sopivia aineita, kuten 

        nestemäistä paraffiinia, vaseliinia, mehiläisvahaa, glyserolia ja teknistä alkoholia.

-       Tislattua vettä (hanavesikin käy tarvittaessa)

-       Puhtaita kannellisia astioita tai pulloja

-       Kyniä, sakset, tarrapaperia tai tavallista paperia ja teippiä

 

Työvälineet:

-       Puhtaat astiat, jotka on joko keitetty tai pesty ja sen jälkeen huuhdeltu desinfioivalla aineella

-       Esimerkiksi keittolevy, lämpömittari, vaaka, sauvasekoitin ym. tarpeesta riippuen

 

Työn kulku: 

Kun teet kosmetiikkaa itse, huolehdi, että kätesi ja käyttämäsi astiat ovat puhtaita. Älä käytä sellaisia aineita, joille olet allerginen, kuten maitoa tai vehnäjauhoja. Laita valmis tuote kannelliseen astiaan tai korkilliseen pulloon. Mikäli tuote on lämmintä, anna sen jäähtyä ennen kannen sulkemista. Kun tuote on valmis, tee etiketti. Etiketissä tulisi olla seuraavat asiat:

-       Tuotteen nimi (voit keksiä nimen ja käyttötarkoituksen itse)

-       Tuotteen käyttötarkoitus ja -ohje

-       Paino tai tilavuus valmistushetkellä

-       Jos tuotteessa on erottuvat faasit, tuotteessa pitää olla ravistettava -merkintä

-       Säilyvyysaika ja säilytyspaikka.

-       Valmistajan yhteystiedot ja osoite, josta saa kiinni lisätietoja varten (tässä tapauksessa

        nimikirjaimet riittävät)

-       Ainesosa- eli INCI –luettelo paljousjärjestyksessä siten, että viimeisenä ovat alle 1% sisältävät

        raaka-aineet satunnaisessa järjestyksessä. Jos aikaa on vähän, eikä esimerkiksi tabletteja ole

        saatavilla, suomenkieliset nimet riittävät, Oikeassa kosmetiikassa nimet ovat tarkkaan

        määriteltyjä INCI –nimiä.

 


tee_itse.jpg

TYÖ 2
pH JA HIUKSET

Tässä työssä on 2 osaa, jotka voi tehdä joko osittain tai kokonaan. Töiden tarkoituksena on tutustuttaa oppilaat pH:n, happamuuden ja emäksisyyden käsitteisiin oppilaille tuttuja ja arkipäiväisiä tuotteita tutkimalla. Kun oppilaat osaavat yhdistää arjen asioita kemiaan he paitsi innostuvat kemiasta, myös parantavat tieteellistä lukutaitoaan (tuotepakkaukset) ja valmiuksiaan toimia tiedostavina kuluttajina (tuotteiden valinta ja siihen liittyvät kriteerit).

Työt suositellaan tehtäväksi 3-4 hengen ryhmissä. Osassa I tutkitaan erilaisten sampoiden rakennetta ja pH –arvoja. Osan kesto on noin 30-45 minuuttia oheisteoriasta, keskustelusta ja tutkittavien tuotteiden määrästä riippuen. Osassa II tutkitaan eri pH –arvojen vaikutusta hiusten rakenteeseen. Osan II kesto on noin 45-75 minuuttia riippuen siitä, onko hiusnäytteet ja testiliuokset tehty valmiiksi, vai tehdäänkö ne itse, käytetäänkö hiustenkuivaajaa jne. Osa II voidaan suorittaa myös opettajan tekemänä demonstraationa, johon oppilaat voivat osallistua.

Osa I

Oletko koskaan miettinyt, miksi toisella sampoolla tulee natisevan karheat hiukset ja toisella liukkaat ja pehmeät? Voisiko sampoon kemiallisilla ominaisuuksilla olla jotain tekemistä asian kanssa?

Tarvikkeet:

Kotoa tuotuja/opettajan tuomia sampoita, pH –paperia (tai pH –mittareita), hanavettä

Työn kulku:

Tutustu ryhmän kanssa saamiinne sampoopakkauksiin. Minkälaista sampoota pakkaus mainoksen mukaan sisältää? Voit myös tutustua sampoon ainesosaluetteloon (INCI). Onko ainesosaluetteloa vaikea lukea? Löydätkö itsellesi tuttuja aineita?

Vastaus:

Ensimmäisenä listalla on todennäköisesti nimi Aqua eli vesi, koska sitä on tuotteessa eniten.Tiesitkö, että sampoosta yli 80% on vettä, johon muut sampoon raaka-aineet liuotetaan. Kaikki, sampoossa käytettävät raaka-aineet pitää nimetä ainesosaluetteloon eli INCI –luetteloon. Ainesosien nimet ovat kaikkialla maailmassa samoja, tieteellisiä, INCI -nimiä. Siksi sampoopullossa ei lue aineiden nimiä suomeksi. Esimerkiksi vehnäproteiini on INCI –nimeltään Triticum vulgare protein.

Tutki sampoota tarkemmin kaatamalla sitä hieman kämmenellesi. Miltä sampoo näyttää ja tuoksuu? Kaada kämmenelle hieman vettä ja vaahdota sampoota. Minkälaista vaahtoa syntyy? Kirjaa sampoon ominaisuuksia taulukkoon. Mittaa eri sampoiden pH:t ja kirjaa ne ylös. Mittaa lopuksi hanaveden pH ja kirjaa sekin ylös.

Sampoon nimi Ominaisuudet (paksuus, vaahtoavuus, väri, tuoksu jne.) pH

 

       

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Hanaveden pH: ________ 


tee_itse1.pngKysymyksiä:

1. Laske mittaamiesi sampoiden pH:n keskiarvo

2. Olivatko sampoot happamia vai emäksisiä?

3. Poikkesiko joku tuote selvästi muista koostumukseltaan tai pH -arvoltaan?

4. Mikäli vastasit kyllä, mikä tähän poikkeamaan voisi olla syynä?

5. Miten hanaveden pH poikkesi sampoiden pH –arvoista?

6. Jos olisit kemisti ja suunnittelisit uutta sampoota, olisiko sampoon pH:lla         mielestäsi merkitystä? Jos olisi, niin miksi?

7. Miten voisit muuttaa sampoon pH:ta happamammaksi tai emäksisemmäksi?

Piirrä sampoopullo ja keksi sampoolle nimi ja mainosteksti/kuva. Minkälaisille hiuksille sampoo soveltuisi? Minkälainen tuoksu, väri ja rakenne tuotteessa olisi?


 

tee_itse2.png

Osa II

Joskus on saattanut käydä niin, että jonkun kemiallisen käsittelyn tai pesun jälkeen hiuksista on tullut ihan kummalliset. Hiukset voivat olla ihan lässähtäneet, todella kuohkeat, pörröiset, sileät, karheat…erilaiset. Hiusten kummalliseen käyttäytymiseen voi olla monia syitä. Mikäli teit osan I, huomasit varmaan, että monilla sampoilla on samankaltainen pH. Samankaltaisuuteen on varmaankin syynsä. Tässä työssä tutkitaan, miten happamat ja emäksisiset olosuhteet vaikuttavat hiuksen rakenteeseen.

Tarvikkeet:

-          Hiuslisäkkeitä joko tavaratalosta, kampaamosta tai nettikaupasta, mieluiten aitoja. Voit myös              kysyä, saisiko kampaajalta asiakkailta leikattuja, pidempiä hiuksia, jotka menisivät muuten                  roskiin. Yksi ryhmä tarvitsee neljä n. 10 senttimetrin pituista, pikkusormen paksuista                          hiustupsua.

-          Teippiä, jolla saa hiustupsun sidottua toisesta päästä

-          4 petrimaljaa tai vastaavaa matalaa astiaa ryhmää kohti

-          Liuokset, joiden pH –arvot ovat 2, 6, 10 ja 12. Liuokset voi tehdä oppilaille valmiiksi luokka-                asteesta riippuen. Yksi ryhmä tarvitsee noin 20 ml liuosta/hiusnäyte

-          (Hiustenkuivaaja)

-          (Mikroskooppi tai suurennuslasi)

tee_itse3.jpg

Työn kulku:

  1. Leikkaa hiuslisäkkeestä neljä 10 senttimetrin pituista, noin pikkusormen paksuista hiustupsua. Huom. On tärkeää, että kunkin ryhmän testikappaleet olisivat samoista hiuksista.
  2. Sido jokainen hiustupsu teipillä toisesta päästään. Merkitse hiustupsut siten, että kirjoitat yhteen teippiin pH 2, yhteen pH 6, yhteen pH 10 ja yhteen pH 12. Jätä toinen pää täysin vapaaksi ja pidä hiukset puhtaassa ja kuivassa paikassa.
  3. Puhdista petrimaljat pH –neutraalilla liuoksella ja huuhtele tislatulla vedellä. On tärkeää, että astia on täysin puhdas. (Miksi?)
  4. Merkitse petrimaljojen tai astioiden ulkopuolelle pH 2, pH 6, pH 10 ja pH 12. Kaada kuhunkin astiaan 20 millilitraa sopivaa liuosta.
  5. Kasta kullekin pH –liuokselle tarkoitetut hiustupsut sopiviin liuoksiin ja jätä vaikuttamaan 10 minuutin ajaksi. Jotta hiustupsu pysyy paikallaan, voit käyttää apuna pyykkipoikaa tai teippiä.
  6. Ota hiustupsut pois liuoksesta ja huuhtele ne tislatulla vedellä huolellisesti tiskialtaan tai ison astian päällä. Voit antaa hiustupsujen kuivua seuraavaan kertaan esimerkiksi paperin päällä tai nopeuttaa kuivaamista hiustenkuivaajan avulla. Varo polttamasta sormiasi ja pidä hiustenkuivaaja kaukana vesipisteestä!
  7. Tutki kuivatettuja hiustupsuja. Hiero hiuksia sormillasi, miltä hiukset tuntuvat? Vedä varovasti hiustupsun päästä, katkeilevatko hiukset helposti? Jos käytössäsi on mikroskooppi, tutki hiuksen rakennetta sen avulla. Myös tarkastella hiusta myös suurennuslasilla. Kirjaa havaintosi oheiseen taulukkoon.



pH

Hiusten rakenne
(karhea, kova, pehmeä...)

Joustavuus/
Katkelevaisuus

Mikroskooppinen
rakenne (piirrä)

2













6 













10













12
















tee_itse4.png

Kysymyksiä:

1. Mikä testattavista hiustupsuista tuntui karheimmalta ja kovimmalta?  

2. Mikä pH vaikuttaisi kaikkein parhaimmalta hiuksen rakenteen kannalta?

3. Jos teit osan I, pohdi testaamiesi sampoiden pH –arvoja uudelleen.

   Vastaavatko hiustupsutestin tulokset parhaasta pH:sta aiemmin mitattuja arvoja?

4. Mitkä muut tekijät vaikuttavat siihen, minkälaiset hiuksista tulee käsittelyn jälkeen?

5. Miten hiustuotteiden kemiallisten ominaisuuksien ymmärtäminen voi auttaa tuotteiden

   suunnittelussa ja valmistuksessa? 

Vastauksia





tee_itse5.png

TYÖ 3
KOHAHDUTTAVA KYLPYJAUHE



Tämän työn tavoitteena on auttaa yhdistämään tuttuja arjen asioita kemialliseen tietoon.Työn tarkoituksena on auttaa oppilasta havaitsemaan, että osa kosmetiikassa käytettävistä aineista on samoja, joita on myös elintarvikkeissa ja ne ovat yhtä lailla kemiaa, kuin vaikkapa sampoopullon kyljessä olevat, vaikeaselkoiset nimet. Työ sopii tehtäväksi esimerkiksi seuraavien aiheiden yhteydessä: liukeneminen, kemialliset sidokset, natriumbikarbonaatin kemialliset ominaisuudet. Työn suoritus kestää noin 30-45 minuuttia ryhmäkoosta ja oheisteoriasta riippuen.

Käsikylpy tekee iholle hyvää, koska se pehmittää ihoa irrottaen kuollutta solukkoa ihon pinnasta. Kylpyjauheen voi tehdä helposti itsekin kotikeittiöstä löytyvistä aineksista. Mitähän kemiaa kylpyjauheesta löytyy?

Tarvikkeet:

Huhmare ja survin

Noin litran kokoinen astia, johon mahtuu kädet

Pikkuastioita, kuten pahvisia kertakäyttömukeja

Hanavettä

 

3-4 henkilön eli yhden ryhmän annos (suluissa kosmetiikkatuotteissa käytettävät INCI:t):

9 g Ruokasoodaa (Sodium bicarbonate)

12 g Maissi- tai perunatärkkelystä (Hydrolyzed corn starch tai Hydrolyzed potato starch)

6 g Sitruunahappoa (Citric acid)

12 g Maitojauhetta (Lac powder)

Huom. ei maitoallergiselle, tämän aineen voi jättää pois.

26 g Karkeaa merisuolaa (Maris sal)

Lisäksi: Puoli teelusikallista kuivattua rosmariinia (Rosmarinus officinalis)



Työn kulku:

Huom. Raaka-aineet, joita käsittelet ovat hygroskooppisia eli ne imevät vettä helposti. Pidä siis ympäristösi ja käyttämäsi astiat puhtaina ja kuivina. 

Vaihe 1:

  1. Ota huhmare ja survin. Laita puoli teelusikallista rosmariinia huhmareeseen ja hierrä sen rakennetta rikki survimella. Miltä rosmariini tuoksuu?
  2. Punnitse merisuola ja kaada noin 1/3 huhmareeseen. Hierrä suola-rosmariiniseosta survimella pieni osa kerrallaan niin sileäksi kuin saat (suolakiteet ovat kovia, joten et ehkä onnistu saamaan täysin tasaista seosta). Jos suola ja rosmariini meinaa jämähtää astian pohjalle, auta lusikalla.
  3. Punnitse muut aineet sitä mukaa, kun lisäät aineita seokseen. Jos huhmare on pieni, vaihda isompaan astiaan.Voit myös punnita kaikki aineet astioihin valmiiksi odottamaan. Lisää aineet merisuolaan yksitellen paljousjärjestyksessä. Se jota on seuraavaksi eniten lisätään kahdessa tai kolmessa erässä esimerkiksi lusikalla sekoittaen, sitten seuraava jne. Ole varovainen, kun lisäät tärkkelystä, koska se pöllyää helposti ympäriinsä!
  4. Jaa valmis jauhe ryhmän kesken esimerkiksi kertakäyttömukeihin siten, että jokaiselle tulee yhtä paljon.

Vaihe 2:

  1. Kun saat opelta luvan, valuta hanasta sellaista vettä, joka tuntuu käsiin selvästi lämpimältä, mutta ei liian kuumalta. Ota iso astia ja valuta siihen lämmintä vettä. Älä laita astiaa täyteen, vaan jätä noin 10 cm yläreunasta vajaaksi (noin 700 ml lämmintä vettä).
  2. Vie vesiastia paikallesi. Kaada valmistamasi jauhe astiaan ja sekoita lusikalla, kunnes liuos vaikuttaa tasaiselta. Mitä tapahtuu?
  3. Upota kädet lämpimään seokseen. Pidä käsiä nesteessä 5-10 minuuttia. Miltä kylpyseos tuntuu? Entä tuoksuu?
  4. Ota kädet pois liuoksesta. Hiero sormiasi yhteen. Miltä iho tuntuu? Huuhtele kädet juoksevassa vedessä ja taputtele paperilla kuivaksi.

  1. Minkälainen seos syntyi sekoittamistasi kuivista aineista. Entä, kun lisäsit aineisiin vettä ja sekoitit?
  2. Katso netistä tai oppikirjasta, mihin ruokasoodaa voidaan käyttää? Etsi ruokasoodan kemiallinen kaava ja kirjoita se ylös. Mitä tapahtuu, kun ruokasoodaa lisätään veteen? Kirjoita reaktioyhtälö ylös ja nimeä syntyneet tuotteet.
  3. Mikä on merisuolan kemiallinen kaava? Mitä merisuolalle tapahtuu vedessä? Kirjoita reaktioyhtälö ylös ja nimeä reaktiossa syntyneet tuotteet.
  4. Miksi liuokseen lisättiin sitruunahappoa? Entä maitojauhetta?
  5. Millainen iho oli kylvyn jälkeen? Mistä tämä voisi johtua?




tee_itse6.png

TYÖ 4
KAHDEN FAASIN KOOKOSKÄSIVOIDE

Tämän työn tavoitteena on auttaa yhdistämään tuttuja arjen asioita kemialliseen tietoon.Työn tarkoituksena on auttaa oppilasta havaitsemaan, että osa kosmetiikassa käytettävistä aineista on samoja, joita on myös elintarvikkeissa ja ne ovat yhtä lailla kemiaa, kuin vaikkapa sampoopullon kyljessä olevat, vaikeaselkoiset nimet. Lisäksi työssä opitaan, minkälaisia asioita etikettiin tulisi kirjoittaa sekä keskustellaan tuotteiden säilyvyydesta.Työt sopivat tehtäväksi esimerkiksi seuraavien aiheiden yhteydessä: vahat ja öljyt, seokset ja faasit. Työ kestää noin 30-45 minuuttia ryhmäkoosta ja oheisteoriasta riippuen. Annoksen voi tehdä myös suurempana ja jakaa ryhmän kesken.

Tiesitkö, että käsien iholla on näkymätön, taudinaiheuttajamikrobeilta suojaava kerros, joka koostuu talirauhasten erittämästä talista ja hiestä. Sitä sanotaan hydrolipidikalvoksi. Tämä suojaava kerros on hyvin ohut ja se on helppo pestä pois liian vahvalla saippualla. Saippua sisältää peseviä ainesosia eli tensidejä, jotka liuottavat paitsi likaa myös suojaavaa rasvaa ja saattavat kuivattaa ihoa. Siksi käsivoide on joskus tarpeen.

Tarvikkeet:

Keittolevy

Lämpömittari

2 pientä keitinlasia (75 tai 100 ml)

mittapipetti tai pieni mittalasi

Lasisauva 

Kannellinen purkki (vähintään 60 ml)

Pieniä tarraetikettejä tai tarrapaperia

Kyniä

 

Yhden oppilaan annos (suluissa kosmetiikkatuotteissa käytettävät INCI:t):

20 g kookos- tai kasviöljyä (esimerkiksi auringonkukkaöljy)

7 g kookosrasvaa

4,5 g glyseriiniä

7,5 ml vettä

Työn kulku:

  1. Kirjoita toiseen keitinlasiin vesifaasi ja toiseen rasvafaasi. Mittaa ja kaada 7,5 ml vettä keitinlasiin, johon kirjoitit vesifaasi. Lisää siihen punnitsemasi 4,5 g glyseriiniä.
  2. Punnitse toiseen keitinlasiin 7 g kookosrasvaa. Lisää 20 g kookos- tai kasviöljyä.
  3. Laita keittolevy päälle. Ole varovainen, että et polta itseäsi! Laita vesifaasi keittolevylle.
  4. Vahdi vesifaasia tarkkaan, koska pieni määrä vettä haihtuu helposti. Pidä lämpömittaria vesifaasissa.
  5. Kun veden lämpötila on noin 50 °C, lisää myös rasvafaasi levylle. Voit sekoitella rasvafaasia lasisauvalla. Rasvafaasi lämpiää nopeasti, älä päästä sitä kuplimaan.
  6. Kun lämpömittari näyttää molemmilla faaseilla 64 °C, ota keitinlasit levyltä esimerkiksi patalapun avulla. Jos jompikumpi saavuttaa lämpötilansa aikaisemmin, ota se ensin pois levyltä.
  7. Laske keitinlasit kuumuuden kestävälle alustalle ja aloita heti sekoitus seuraavasti: Kaada vesifaasi koko ajan sekoittaen pienissä erissä rasvafaasiin. Jatka taukoamatta sekoittamista, kunnes seos on selvästi jäähtynyt.
  8. Kaada jäähtynyt seos purkkiin ja anna sen asettua noin 10 minuuttia. Älä laita vielä kantta kiinni.
  9. Tee odotellessasi etiketti, johon kirjoitat voiteen nimen (keksi itse), painon ja ainesosat paljousjärjestyksessä, kuten ne ovat oikeassakin käsivoiteessa sekä valmistajan nimen ja erittäin tärkeän tiedon: kuinka kauan tuote säilyy (katso kohta 11).
  10. Laita valmiin tuotteen kansi kiinni ja liimaa etiketti paikalleen.
  11. Säilytä valmis tuote jääkaapissa. Koska tuotteessa ei ole säilöntäainetta, se säilyy kylmässä noin viikon.

Pohdintaa:
  1. Mitä eroa on kookosrasvalla ja kookosöljyllä? Mistä ero johtuu?
  2. Miksi kaksi faasia sekoitetaan ensin erillisissä astioissa ?
  3. Miksi faasit lämmitetään samanlämpöisiksi ?
  4. Millainen seos valmistamasi voide on?
  5. Kokeilit ehkä voidetta ihollesi. Miltä iho tuntui voitelun jälkeen?
  6. Mitä asioita voiteelle tapahtuu, jos sitä säilytetään huoneenlämmössä yli viikon?

tee_itse7.png