Тема урока «Мыла, их свойства. Понятия о СМС»

 

Цель урока: выяснить состав и строение мыла и синтетических моющих средств, рассмотреть их свойства и получение.

Оборудование: проектор, компьютер, экран, на столах учащихся – чашка с дистиллированной водой, спичка, мыло, на демонстрационном столе -- раствор мыла, раствор СМС, фенолфталеин, лакмус, пробирки, штатив для пробирок, хлорид калия, колба с водопроводной водой.

Дополнительный материал к уроку (презентация).

Ход урока:

1. Повторение строения и свойств изученных органических соединений (слайд 1).

Найдите в правом столбце общие формулы веществ, названия которых записаны слева (слайд 2).

 

Приведите конкретные примеры и назовите вещества.

2. Актуализация знаний. Работа по картам с вариантами заданий (таблица)

 (слайд 3).

Среди приведенных формул найдите формулы кислот (оценивается в 3 балла); затем найдите формулы непредельных кислот (оценка возрастает до 4 баллов); назовите кислоты (5 баллов) (слайд 4).

(Учащиеся оформляют ответы на программированное задание и сдают на проверку.)

Карты с вариантами заданий.

 

.

 

3. Объяснение нового материала.

Учитель: Я начну объяснение новой темы со слов Сергея Ивановича Ожегова, создателя «Словаря русского языка». Попробуйте угадать предмет нашего сегодняшнего разговора. «Растворяющаяся в воде масса (кусок или густая жидкость), получаемая взаимодействием жиров и щелочей и употребляемая для мытья» (слайд 5). Что это?

Ученики: Мыло.

Учитель: Верно, ребята, тема сегодняшнего урока «Мыла, их моющая способность. Понятие о СМС» (слайд 6). Запишите тему урока в тетрадь.

Цели урока:

1. Выяснить состав и строение мыла, СМС.

2. Рассмотреть их свойства, получение.

3. Научиться определять  качество питьевой воды станицы Калининской с помощью мыльного раствора (слайд 7).

До изобретения мыла жир и грязь с кожи удаляли золой и мелким речным песком. Египтяне умывались смешанной с водой пастой на основе пчелиного воска. В Древнем Риме при мытье пользовались мелко истолченным мелом, пемзой, золой. Видимо, римлян не смущало, что при таких омовениях вместе с грязью можно было «соскоблить» и часть самой кожи. Заслуга в изобретении мыла принадлежит, вероятно, галльским племенам. По свидетельству Плиния Старшего, из сала и золы букового дерева галлы делали мазь, которую применяли для окрашивания волос и лечения кожных заболеваний. А во II веке ее стали использовать в качестве моющего средства (слайд 8).

Технология изготовления мыла из животных жиров складывалась на протяжении многих веков. Посмотрим, как можно приготовить мыло в химической лаборатории (слайд 9 «Омыление жиров»). Сначала составляется жировая смесь, которую расплавляют и омыляют – варят со щелочью. Для гидролиза жира в щелочной среде берется немного топленого свиного сала, около 10 мл этилового спирта и 10 мл раствора щелочи. Сюда же добавляют поваренную соль и нагревают полученную смесь. При этом образуются мыло и глицерин. Соль добавляют для осаждения глицерина и загрязнений. В мыльной массе образуется два слоя – ядро (чистое мыло) и подмыленный щелок.

Также получают мыло в промышленности.

Получение мыла в промышленности (слайд 10).

 

 

Каков же состав мыла?

Состав мыла (слайд 11).

 

 

Так что же такое мыла?

Мыла – натриевые или калиевые соли высших карбоновых кислот (кислот, содержащих в своем составе более 10 атомов углерода), полученных в результате гидролиза жиров в щелочной среде (чаще всего из жиров, содержащих в составе стеариновую кислоту С17Н35СООН) - С17Н35СООNa – стеарат натрия (слайды 12, 13).

 

(слайд 14).

Настало время исследовать свойства мыла.

Перед вами – чашка с водой. Поместите туда спичку так, чтобы она плавала на поверхности. Коснемся заостренным концом мыла поверхности воды сбоку от спички. Спичка двигается в сторону от мыла. Это происходит потому, что поверхностное натяжение воды больше, чем мыльной. С разных сторон на спичку действуют разные силы – она движется в сторону от большей силы поверхностного натяжения. Поверхностный слой дистиллированной воды находится в натянутом состоянии подобно упругой пленке. При добавлении мыла и некоторых других растворимых в воде веществ поверхностное натяжение воды уменьшается. Мыло и другие моющие вещества относят к поверхностно-активным веществам (ПАВ). Они уменьшают поверхностное натяжение воды, усиливая тем самым моющие свойства воды.

Разберемся в строении мыла -- стеарата натрия. Его молекула имеет длинный неполярный углеводородный радикал (обозначен волнистой линией) и небольшую полярную часть:

стеарат натрия

(слайд15).

Молекулы ПАВ на пограничной поверхности располагаются так, что гидрофильные группы карбоксильных анионов направлены в воду, а углеводородные гидрофобные выталкиваются из нее. В результате поверхность воды покрывается частоколом из молекул ПАВ. Такая водная поверхность имеет меньшее поверхностное натяжение, что способствует быстрому и полному смачиванию загрязненных поверхностей. Уменьшая поверхность натяжения воды, мы увеличиваем ее смачивающую способность.

Откроем секрет моющей способности мыла.

Очищающее действие мыла (слайд 16).

Следующий вопрос нашего урока – СМС.

(слайд 17).

Итак, СМС (синтетические моющие средства) – натриевые соли синтетических кислот (сульфокислот, сложных эфиров высших спиртов и серной кислоты) (слайд 18).

Пришло время исследовать свойства моющих веществ и сравнить мыла и СМС (стирального порошка). Для начала проверим, какая среда характерна для наших моющих средств. Как мы это сделаем?

Ученики: С помощью индикаторов.

Учитель: Правильно, будем использовать известные нам индикаторы – лакмус и фенолфталеин. При добавлении лакмуса в раствор мыла и в раствор СМС он приобретает синий цвет, а фенолфталеин – малиновый, то есть реакция среды щелочная (слайд 19). Кстати, если моющее средство предназначено для стирки хлопчатобумажных тканей, то реакция среды должна быть щелочной, а если для шелковых и шерстяных тканей – нейтральной.

А что происходит с мылом и СМС в жесткой воде?

Добавим в одну пробирку раствор мыла, а в другую раствор СМС, взболтаем их. Что вы наблюдаете? В эти же пробирки добавим хлорид кальция и взболтаем содержимое пробирок. Что вы наблюдаете теперь? Раствор СМС пенится, а в растворе мыла образуются нерастворимые соли:

17Н35СОО + Са2+ = Са(С17Н35СОО)2(слайд 20).

А СМС образуют растворимые соли кальция, которые также обладают поверхностно-активными свойствами.

Использование чрезмерного количества этих средств приводит к загрязнению окружающей среды. Послушаем сообщение об экологических последствиях использования ПАВ (слайд 21).

Ученик (рассказывает заранее подготовленное сообщение): Многие ПАВ трудно поддаются биологическому разложению. Поступая со сточными водами в реки и озера, они загрязняют окружающую среду. В результате образуются целые горы пены в канализационных трубах, реках, озерах, куда попадают промышленные и бытовые стоки. Использование некоторых ПАВ приводит к гибели всех живых обитателей в воде. Почему раствор мыла, попадая в реку или озеро, быстро разлагается, а некоторые ПАВ нет? Дело в том, что мыла, полученные из жиров, содержат неразветвленные углеводородные цепи, которые разрушаются бактериями. В то же время в состав некоторых СМС входят алкилсульфаты или алкил(арил)сульфонаты с углеводородными цепями, имеющими разветвленное или ароматическое строение. Такие соединения бактерии «переварить» не могут. Поэтому при создании новых ПАВ необходимо учитывать не только их эффективность, но и способность к биологическому распаду – уничтожению некоторыми видами микроорганизмов.

4. Закрепление.

Итак, мы с вами на сегодняшнем уроке выяснили состав и сравнили свойства мыла и СМС. Поэтому вы сможете сейчас без труда ответить на мои вопросы:

Почему процесс получения мыла называется мыловарением, из чего варят мыло? (Длительный процесс между жиром и щелочью.)

Объясните процесс омыления жиров с точки зрения химии? (Жир + щелочь = соли жирных кислот и глицерин.)

Как называется мыло, полученное при мыловарении и выделенное с помощью соли? (Ядровое.)

Как узнать, мягкая вода или жесткая в станице Калининской? (Провести опыт, описанный выше.)

Объясните понятие «химчистка»? (Шуточный ответ – контрольная работа по химии) (слайды 22, 23).

5. Оценочный этап.

Оценивается деятельность каждого учащегося.

6. Домашнее задание.

Параграф 20 учебника, ответить на вопрос: «Если на раствор мыла подействовать серной кислотой, то на поверхность всплывает твердое нерастворимое в воде вещество. Составьте уравнение реакции, назовите это вещество» (слайд 24).

7. Рефлексия.

Достигли ли мы поставленной цели урока? Чему вы научились? Было ли результативным наше сотрудничество?

А сейчас покажите ваше настроение в конце урока. Если настроение хорошее, урок прошел для вас успешно, то нарисуйте улыбку на выданном листочке, если настроение плохое, то нарисуйте изгиб вниз, если вам все равно, нарисуйте прямую линию.Урок завершен. Спасибо за сотрудничество! (слайд 25).

Литература:

1.Артеменко А.И., Тикунова И.В. Органическая химия. Пробный учебник для 10-11 классов. М.: «Просвещение», 1993.

2. Габриелян О.С., Лысова Г.Г. Химия – 11. М.: «Дрофа», 2002.

3. Габриелян О.С., Маскаев Ф.Н., Пономарев С.Ю., Теренин В.И. Химия – 10. М.: «Дрофа», 2000.

4. Грин Н., Стаут У., Тейлор Д. Биология. М.: «Мир», 1993.

5.Рудзитис Г.Е., Фельдман Ф.Г. Химия -- 10. М.: «Просвещение», 1991.

6.Савинкина Е.В., Логинова Г.П. Химия для школ и классов гуманитарного профиля. 11 класс. М.: «АСТ – Пресс школа», 2002.

7.Химия. Приложение к газете «Первое сентября». № 11, № 23, 2004, №14, 2005, № 7, 2006.

8. Энциклопедия для детей. Химия. Том 17. М.: «Аванта +», 2000.

9. Интернет-ресурсы.