Методическая разработка урока-исследования по теме «Синтетические моющие средства»

Методическая разработка урока-исследования по теме «Синтетические моющие средства»

1 часть ВВОДНАЯ БЕСЕДА

Выполнение тренировочного задания, для того, чтобы вспомнить формулы некоторых органических соединений, которые пригодятся нам на уроке.

В левом столбике таблицы предложены названия органических соединений, а в правом – их соответствующие недописанные формулы. Ваша задача – дописать недостающие функциональные группы в формулы веществ.

2 часть. ПОСТАНОВКА ЦЕЛИ И ЗАДАЧ.

Цель: Рассмотреть особенности строения и свойств мыла, определяющие его моющую способность.

А теперь сформулируем задачи, которые служат этапами нашей работы.

1) Рассмотреть состав

2) Строение молекулы мыла.

3) Изучить его свойства.

4) Способы получения мыла.

5) Воздействие мыла на организм человека.

3 часть. РЕШЕНИЕ ПРОБЛЕМЫ.

Для решения проблемного вопроса, который мы с вами поставили, нам придется решить несколько проблемных задач. Вот одна из них: Почему при попадании мыла в глаза мы испытываем неприятное ощущение?

Вероятно, влияет среда раствора (кислая или щелочная).

Ответить на этот вопрос нам поможет химическое свойство мыла – гидролиз.

Вспомнить: Гидролиз – это взаимодействие веществ с водой.

Определить среду раствора мыла вы сможете, проведя опыт № 1, воспользовавшись рекомендациями.

Рекомендации: В пробирку с раствором мыла (химический стаканчик) поместите индикаторную бумагу. Проанализируйте среду раствора в соответствии с окраской бумаги.

Вопрос для размышления: Какое вещество образуется при гидролизе мыла?

Работа проводится в парах. Время работы 1 минута.

Обратите внимание, что для достоверности результатов исследования мы предложили вам образцы разных видов мыла.

Не забывайте о правилах техники безопасности при проведении эксперимента!

Время выполнения задания 1 мин.

Индикаторная бумага посинела, следовательно, среда щелочная. Значит, при гидролизе мыла образуется щелочь.

Какие катионы металлов образуют щелочь?

Ионы натрия, лития, калия (щелочных металлов).

А как определить их наличие в растворе? (по окрашиванию цвета пламени)

Демонстрационный опыт:

Мы вносим медную проволоку, смоченную раствором жидкого мыла, в пламя спиртовки. В какой цвет оно окрашивается?

Фиолетовый.

О наличии каких катионов это свидетельствует?

Катионов калия (K⁺).

Мы вносим раствор твердого мыла в пламя спиртовки. В какой цвет оно окрашивается?

Желтый.

О присутствии каких катионов это свидетельствует?

Катионов натрия (Na⁺).

Вывод: в состав твердого мыла входят ионы натрия, в состав жидкого – ионы калия.

Для того, чтобы рассмотреть вторую составную часть молекулы мыла, ознакомимся со способом его получения.

В основе получения мыла лежит реакция щелочного гидролиза жиров (сложных эфиров глицерина и высших карбоновых кислот).

В специальных ёмкостях (варочных котлах) нагретые жиры омыляют щёлочью (обычно гидроксидом натрия). В результате реакции образуется однородная вязкая жидкость, густеющая при охлаждении — мыльный клей.

Основываясь на формулах исходных веществ, составьте формулы продуктов реакции. Не забывайте, что ключевое слово в данном процессе – гидролиз. Механизм обменный. Молекула исходного вещества должна распасться на составные части, которые дополнятся соответствующими частицами. Каковы продукты данной реакции?

Глицерин и соль карбоновой кислоты.

(Один ученик у доски) Работа с интерактивной доской.

H₂C – OCO – R H₂C – OH

׀ ׀

HC – OCO – R 3NaOH HC – OH 3R – COONa

׀ ׀

H₂C – OCO – R H₂C – OH

животный жир каустическа сода глицерин соль карб. кислоты

Предлагаю сформулировать вывод о составе мыла.

Вывод: Мыла – это соли высших карбоновых кислот. (Запишите определение и заполните ЛСМ).

Чаще всего для получения мыла используют тристеарат глицерина.

В рабочей тетради допишите уравнение соответствующей реакции – задание № 2.

Допишите уравнение реакции щелочного гидролиза тристеарата глицерина.

H₂C – OCO – C₁₇H₃₅

׀

HC – OCO – C₁₇H₃₅ + 3NaOH

׀

H₂C – OCO – C₁₇H₃₅

Химия – удивительная наука. Она позволяет судить о невидимых процессах и веществах благодаря моделированию.

Молекула мыла состоит из двух частей: большого углеводородного радикала, обладающего водоотталкивающими свойствами (гидрофобными), и полярной карбоксильной группы, растворимой в воде (гидрофильная часть).

Вода, с которой приходится соприкасаться мылу, обладает целым рядом удивительных свойств (способностей), одним из которых является поверхностное натяжение.

Проблемный вопрос: Как вы думаете, как поверхностное натяжение влияет на моющую способность воды?

Благодаря поверхностному натяжению вода сама по себе является чрезвычайно плохим смачивателем, и поэтому не может обеспечить эффективный моющий процесс.

В чем заключается «работа» мыла?

Оно уменьшает поверхностное натяжение.

В качестве доказательства этой гипотезы предлагаю посмотреть видео-опыт.

Видео-опыт: в чашку Петри на поверхность воды поместили небольшое количество детской присыпки. Добавили несколько капель раствора мыла. Частички присыпки «разбегаются» в разные стороны.

Чтобы рассмотреть процесс отмывания грязи, что называется, изнутри, ознакомимся с анимационной моделью.

Работа с анимационной моделью.

Молекулы мыла гидрофобными концами присоединяются к частичке грязи, гидрофильными концами – к молекулам воды.

За счет уменьшения поверхностного натяжения воды происходит отрыв грязевой частички от субстрата и выталкивание ее в раствор. Поэтому стоит только немного приложить усилий (ручная стирка или машинная), и субстрат очистится от грязевых частиц.

Теорию моющего процесса создал наш соотечественник, Герой Социалистического Труда академик Петр Александрович Ребиндер. Мы ответили на главный вопрос «почему мыло моет?».

А какое воздействие на человеческий организм оказывает мыло?

Положительный эффект обусловлен моющей способностью, тем самым защищая нас от воздействия бактерий, для которых это благодатная среда для размножения.

Но есть и отрицательное воздействие.

Во-первых, при гидролизе мыла образуется щелочь, вредно действующая на кожу. Во-вторых, многие добавки, содержащиеся в мылах, могут вызывать аллергическую реакцию на коже за счет различных добавок.

Роль некоторых добавок в моющих средствах

Проблемный вопрос: Как сделать мыло не только моющим, но и полезным для кожи?

Необходимо помимо жирных кислот включать в состав мыла лечебные экстракты. Например, душистое полезное мыло со свежим мёдом, с маслом оливы и цветками календулы. Действие: максимально увлажняет кожу, делает её гладкой и бархатистой, запах мёда действует успокаивающе на нервную систему.

4 часть. ИТОГИ.

Мы ставили перед собой проблемный вопрос «Почему мыло моет?». Какие варианты ответов на него вы сейчас можете предложить?

Ответы:

За счет гидролиза молекул с образованием щелочной среды.

За счет уменьшения поверхностного натяжения воды молекулами мыла.

За счет способности молекул мыла обволакивать частички грязи и перемещать их с поверхности субстрата.

Адрес публикации: https://www.prodlenka.org/metodicheskie-razrabotki/519976-metodicheskaja-razrabotka-uroka-issledovanija