Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение
«Средняя общеобразовательная школа №9
с углублённым изучением английского языка»
Ново-Савиновского района г.Казани Республики Татарстан
Открытый урок
«Принцип действия моющих средств»
10 класс
Учитель химии Хайруллина Эсмеральда Васильевна
Девиз урока: «Да здравствует мыло душистое и полотенце пушистое!»
Цель урока:
Образовательная: Закрепить знания реакции гидролиза на примере мыла; познакомить со строением, получением и принципом действия СМС.
Развивающая: Осуществить межпредметную связь химии, биологии (понятие гидрофильность, гидрофобность), экологии, физики (поверхностное натяжение).
Анализировать материал, формирование умения излагать свою точку зрения, оппонировать; осознать, что любую сущность можно познать через преобразование.
Воспитательная: продолжать вырабатывать такие черты характера, как пытливость, любознательность, стремление к расширению своего кругозора, через индивидуальную работу и работу в группе, осознавать постепенно необходимость выработки умения самооценки и взаимооценки.
Методы: Рассказ, беседа, лабораторная работа.
Оборудование: Интерактивная доска SMART-BOARD, коллекции СМС, для лабораторной работы: растворы мыла хозяйственного, СМС, СаСl2, универсальный индикатор.
Тип урока: комбинированный.
Ход урока:
I. Организационный момент (1 мин)
II. Актуализация знаний (10 мин)
Классу показывается репродукции прачки художника Архипова «Прачки» и Ренуар «Прачки»
Учитель - Обращает внимание на руки этих
женщин – красные, опухшие, с жёсткой нездоровой кожей.
Что является результатом этих необратимых процессов?
Учащиеся. Постоянное действие мыла.
Лабораторная работа
Учащимся предлагается:
1. Изучить рН растворов хозяйственного мыла, СМС.
2. Изучить поведение растворов мыла и СМС в жёсткой воде (создаётся добавлением к 3-5 мл дистиллированной воды 2-3 капель 5% раствора хлорида кальция).
Учащиеся фиксируют полученные результаты и выводы в тетрадь.
Учитель. Какие выводы вы записали в тетрадь по лабораторной работе №1? Что происходит при действии мыла? Записать на доске уравнение реакции.
Ученик. 1. Растворение мыла как соли сильного основания и слабой кислоты сопровождается гидролизом, при этом создаётся щелочная среда, которая оказывает вредное воздействие на многие ткани, особенно на шерсть, шёлк.
Уравнение реакции записывается на
доске:
С17Н35СООNа+НОН↔ С17Н35СООН + NаОН
С17Н35СОО-+Nа++НОН↔ С17Н35СООН + Nа++ОН-
С17Н35СОО-+НОН↔ С17Н35СООН+ОН-.
Учитель. Что происходит с раствором мыла и СМС в жёсткой воде? Чем отличается мыло от СМС? Перечисляем достоинства СМС и фиксируем на доске напротив свойств мыла.
Ученик. 2. В жёсткой и морской воде моющее действие мыла уменьшается (оно не мылится, не пенится) вследствие образования нерастворимых кальциевых или магниевых солей (в виде хлопьев):
|
Мыло |
СМС |
|
1. Моет только в горячей воде (уравнение гидролиза) |
1. Моет в широком интервале температур (гидролизу не подвергаются, т.к. сульфокислоты являются сильными кислотами). Растворы СМС нейтральны. |
|
2. Плохо моет в жёсткой воде: 2С17Н35СООК+СаCl2→ (С17Н35СОО)2Са↓+2KCl 2С17Н35СОО-+Са2+→(С17Н35СОО)2Са↓ |
2. Сохраняет моющее действие в воде любой жёсткости, т.к. образующиеся при этом кальциевые и магниевые соли растворимы. |
|
3. Дефицитность сырья (получают в основном из натуральных жиров). |
3. Сырьё получают из нефти: 2С16Н34+О2→2СН3(СН2)14СН2ОН гексадекан цетиловый спирт 2СН3(СН2)14СН2ОН+НОSО3Н↔ СН3(СН2)14СН2ОSО3Н+Н2О кислый сульфоэфир цетилового спирта 2СН3(СН2)14СН2ОSО3Н+Nа2СО3→ 2СН3(СН2)14СН2ОSО3 Nа+Н2О+СО2 синтетическое моющее средство |
III. Изложение нового материала (15 мин).
Учитель – Вещества, которые лишены недостатков мыла были получены синтетическим путём и получили название детергентов или синтетических моющих средств. (Демонстрируем порошки).
1. Сравниваем строение молекул мыла и СМС:
|
Мыло |
СМС |
|
СН3-(СН2)16-СООNа неполярная полярная группа группа |
СН3-(СН2)14-ОSO3Na неполярная полярная группа группа |
2. Вспоминаем из курса общей биологии понятия гидрофильность (группы
-СООNа и -ОSO3Na – гидрофильная часть молекулы) и гидрофобность (углеводородные радикалы – гидрофобная часть).
Учитель. Какая группа в молекуле мыла и СМС обеспечивает растворимость в воде, а какая стремится вытеснить молекулу мыла (СМС) из внутренних слоёв воды на её поверхность?
Учащиеся. -СООNа – гидрофильная, обеспечивает растворимость молекулы мыла в воде; группа –С17Н35 – гидрофобная, стремится вытеснить «отработавшую» молекулу мыла на её поверхность. Это сочетание гидрофильности и гидрофобности различных частей молекулы мыла и обеспечивает её моющее действие.
Схема действия мыла (СМС) такова:
· растворение молекулы мыла (СМС) в воде и подход к грязевой частице,
· отрыв грязевых частиц от материала,
·
перевод
грязевых частиц в моющий раствор и их удержание там.
Грязь удерживается на ткани тонким слоем жиров, которые должны быть удалены в первую очередь. При стирке загрязнённой ткани молекулы моющего вещества окружают капли жира, так что неполярные группы (обозначены зигзагами) оказываются «растворёнными» в жире, а полярные в воде. В результате капли жира становятся гидрофильными и переходят в раствор. Мыла и моющие средства – хорошие пенообразователи. Загрязняющие частицы, прилипая к пузырькам пены, удаляются вместе с ней из моющего раствора.
3. Связь с физикой. Препятствием на пути подхода моющего вещества к поверхности грязевой частицы является поверхностное натяжение воды. Вспоминаем понятие поверхностного натяжения и как поверхностное натяжение меняется с добавлением детергентов. С добавлением детергентов поверхностное натяжение становится достаточно низким и поверхность материала легко смачивается мыльным раствором.
Коэффициенты поверхностного натяжения различных жидкостей
|
Жидкости |
Коэффициент поверхностного Натяжения, мН/м |
|
Спирт этиловый |
23 |
|
Ацетон |
24 |
|
Бензин |
29 |
|
Оливковое масло |
32 |
|
Глицерин |
63 |
|
Вода |
73 |
|
Ртуть |
440 |
Чем больше коэффициент поверхностного натяжения жидкости, тем с большей силой она будет стремиться минимизировать свою поверхность при прочих разных условиях. Измерения показывают, что молекулы мыла на поверхности воды понижают её поверхностное натяжение почти в 2,5 раза. Происходит это из-за того, что, находясь на поверхности воды «головой вниз», они, во-первых, не стремятся внутрь и, во-вторых, отталкиваются друг от друга, а не притягиваются, как молекулы воды. Таким образом, увеличивать поверхность воды, если в ней растворено мыло, легче. А это значит, что жидкость может проникать в щели между нитями ткани. Другими словами, мыло делает воду «более мокрой».
Какие же молекулы обеспечивают достоинства СМС?
1) ПАВ – поверхностно-активные вещества (меняют поверхностное натяжение), например, натрий-сульфоновый эфир цетилового спирта. (см. табл)
2) Полифосфаты (помогают повышать активность ПАВ, снижают жёсткость воды за счёт образования прочных, но растворимых в воде соединений с ионами магния и кальция), например, натрийтрифосфат:
O O O
║ ║ ║
Na─O─P─O─P─O─P─O─Na
│ │ │
ONa ONa ONa
3) Отбеливающие вещества, например, перборат NaBO2∙H2O2∙3Н2О
4) Отдушка.
4. Разбираем вопрос, почему нужно строго придерживаться способа применения, который указан на коробке. При употреблении СМС в концентрации меньшей, чем указано на упаковке, полифосфата недостаточно, чтобы устранить жёсткость воды. ПАВ действует неэффективно. При употреблении СМС в концентрации большей, чем указано на упаковке, молекулы ПАВ реализуют свою склонность к склеиванию друг с другом – мицеллообразованию, в этом случае эффективность ПАВ также резко снижается. Разбираем строение мицелл (кружочками изображена гидрофильная часть молекулы, чёрточками – гидрофобная):
5. Экологический аспект.
Есть ли недостатки СМС? Да. СМС устойчивы и с трудом разрушаются, поэтому они способны накапливаться в окружающей среде и загрязнять её. Основную опасность в этом плане представляют полифосфаты (ПАВ сейчас стараются применять такие, что быстро подвергаются природой естественному разложению). Полифосфаты, содержащие в своём составе фосфор – один из важнейших питательных элементов, - попадая в водоёмы, вызывают бурное размножение планктона, «цветение» воды. Однако ситуация не безвыходная. Вместо полифосфатов с равным успехом можно использовать цитраты – соли лимонной кислоты. Цитрат натрия в сочетании с сульфатом натрия эффективно снижает жёсткость воды и не загрязняет окружающую среду (цитраты в природе быстро подвергаются разложению), их можно использовать в меньших количествах, чем полифосфаты, они создают при стирке менее щелочную среду. Основной сдерживающий фактор при использовании цитратов – более высокая себестоимость.
IV. Закрепление. (Проведение теста и взаимопроверка. Оценки выставляем в журнал)
А) С17Н35СООNa
Б) С17Н35СООН
В) С15Н31СООNa
А) щелочная
Б) нейтральная
В) кислая
А) Са2+
Б) К+
В) Na+
А) попутные и нефтяные газы
Б) нефть
В) природное сырьё
А) гидрофобная
Б) гидрофильная
В) гидроксильная
А) полифосфаты
Б) отдушка
В) пероксид Na
Г) сода
Д) ПАВ
Е) аммиак
Ж) отбеливающие вещества
А) ПАВ
Б) полифосфаты
В) отбеливающие вещества
V. Домашнее задание (подготовить устный ответ на вопросы:
1. Почему вещи стирают в горячей воде, а споласкивают в холодной?
2. Есть ли смысл использовать антибактериальные мыла и СМС?
VI. Рефлексия
Рабочие листы
к вашим урокам
Скачать
Девиз урока: «Да здравствует мыло душистое и полотенце пушистое!» Цель урока: Образовательная: Закрепить знания реакции гидролиза на примере мыла; познакомить со строением, получением и принципом действия СМС. Развивающая: Осуществить межпредметную связь химии, биологии (понятие гидрофильность, гидрофобность), экологии, физики (поверхностное натяжение). Анализировать материал, формирование умения излагать свою точку зрения, оппонировать; осознать, что любую сущность можно познать через преобразование. Воспитательная: продолжать вырабатывать такие черты характера, как пытливость, любознательность, стремление к расширению своего кругозора, через индивидуальную работу и работу в группе, осознавать постепенно необходимость выработки умения самооценки и взаимооценки. Методы: Рассказ, беседа, лабораторная работа. Оборудование: Интерактивная доска SMART-BOARD, коллекции СМС, для лабораторной работы: растворы мыла хозяйственного, СМС, СаСl2, универсальный индикатор. Тип урока: комбинированный.
6 664 075 материалов в базе
Настоящий материал опубликован пользователем Хайруллина Эсмеральда Васильевна. Инфоурок является информационным посредником и предоставляет пользователям возможность размещать на сайте методические материалы. Всю ответственность за опубликованные материалы, содержащиеся в них сведения, а также за соблюдение авторских прав несут пользователи, загрузившие материал на сайт
Если Вы считаете, что материал нарушает авторские права либо по каким-то другим причинам должен быть удален с сайта, Вы можете оставить жалобу на материал.
Удалить материал
Ваша скидка на курсы
40%
Курс повышения квалификации
72 ч. — 180 ч.
Курс повышения квалификации
72/108 ч.
Курс профессиональной переподготовки
300/600 ч.
Мини-курс
3 ч.
Мини-курс
10 ч.
Оставьте свой комментарий
Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.