ХИМИЯ
|
| Хозяйственное мыло | Туалетное мыло | Синтетическое моющее средство |
|---|---|---|
2. Ответить на вопрос: в чем преимущества использования синтетических моющих средств по сравнению с мылом?
Ролевая игра
«Производство мыла»
Один из учащихся выступает в роли технолога, рассказывающего о стадиях производства мыла. Каждая группа выбирает корреспондента от средств массовой информации: журнала «Мыло», газеты «Мыльный пузырь», телекомпании «СМС».
Технолог. Производство мыла состоит из двух стадий: химической и механической. На первой стадии (варка мыла) получают водный раствор натриевых (реже калиевых) солей, жирных кислот или их заменителей.
Получение высших карбоновых кислот при крекинге и окислении нефтепродуктов:
Получение натриевых солей:
СnHmCOOH + NaOH = СnHmCOONa + H2O.
Варку мыла заканчивают обработкой мыльного раствора (мыльного клея) избытком щелочи или раствором хлорида натрия. В результате этого на поверхность раствора всплывает концентрированный слой мыла, называемый ядром. Полученное мыло называют ядровым, а процесс его выделения из раствора – отсолкой или высаливанием.
Механическая обработка заключается в охлаждении и сушке, шлифовке, отделке и упаковке готовой продукции.
В результате мыловаренного процесса мы получаем самую разнообразную продукцию, с которой вы можете ознакомиться.
Корреспондент журнала «Мыло». Стадии производства хозяйственного и туалетного мыла одинаковы или имеют различия?
Технолог. Производство хозяйственного мыла заканчивают на стадии высаливания, при этом происходит очистка мыла от белковых, красящих и механических примесей. Производство туалетного мыла проходит все стадии механической обработки. Наиболее важной из них является шлифовка, т.е. переведение ядрового мыла в раствор кипячением с горячей водой и повторным высаливанием. При этом мыло получается особо чистым и светлым.
Корреспондент газеты «Мыльный пузырь». Получают ли при производстве мыла побочные продукты и как их используют?
Технолог. Если мыло варилось из животных или растительных жиров, то из раствора после отделения ядра выделяют образующийся при омылении глицерин, который находит широкое применение: в производстве взрывчатых веществ и полимерных смол, как умягчитель ткани и кожи, при изготовлении парфюмерных, косметических и медицинских препаратов, в производстве кондитерских изделий.
Корреспондент телекомпании «СМС». В настоящее время часть мыла и синтетических моющих средств получают из нефтепродуктов. В чем заключаются технологические секреты такого производства?
Технолог. В производстве мыла применяют нафтеновые кислоты, выделяемые при очистке нефтепродуктов (бензина, керосина). С этой целью нефтепродукты обрабатывают раствором гидроксида натрия и получают водный раствор натриевых солей нафтеновых кислот. Этот раствор упаривают и обрабатывают поваренной солью, в результате чего на поверхность раствора всплывает мазеобразная масса темного цвета – мылонафт. Для очистки мылонафта его обрабатывают серной кислотой. Этот нерастворимый в воде продукт называют асидолом или асидол-мылонафтом. Непосредственно из асидола изготовляют мыло.
Работа по схеме 2.
В конце первого занятия учитель подводит итог изучения учебного материала, указывает на меры профилактики при использовании моющих средств.
Стиральные порошки могут:
• раздражать дыхательные пути;
• стимулировать проникновение в кожу ядовитых веществ;
• вызывать аллергию и дерматит кожи.
Во всех этих случаях необходимо перейти на использование мыла, единственным недостатком которого является то, что оно сушит кожу.
Практическая
работа
«Свойства мыла и синтетических моющих средств»
(Перед началом работы – инструктаж по ТБ.)
Опыт «Омыление жиров в водно-спиртовом растворе»
В пробирку поместите жир, маргарин и сливочное масло, прилейте 8–10 мл 15%-го спиртового раствора гидроксида натрия. Смесь перемешайте, нагрейте до кипения. Омыление ведите до тех пор, пока жидкость не станет однородной. К полученной густой жидкости добавьте насыщенный раствор хлорида натрия и кипятите раствор 1–2 минуты.
Задания для самостоятельных выводов
1. Какое вещество появилось на поверхности в результате проделанного опыта?
2. Напишите уравнение происходящей реакции.
3. Для каких практических целей используется процесс омыления жиров?
Опыт «Выделение жирных кислот»
В пробирку поместите кусочек твердого мыла, прилейте к нему 8–10 мл дистиллированной воды, взболтайте и подогрейте полученный раствор. К раствору мыла прилейте раствор разбавленной серной кислоты и нагрейте до кипения.
Задания для самостоятельных выводов
1. Какие изменения происходят при нагревании и охлаждении раствора?
2. Напишите уравнение происходящей реакции.
Опыт «Получение нерастворимых солей жирных кислот»
В пробирку поместите кусочек твердого мыла, прилейте к нему 8–10 мл дистиллированной воды, взболтайте и подогрейте полученный раствор. Разделите раствор по трем пробиркам, в первую добавьте раствор ацетата свинца, во вторую – раствор хлорида кальция, в третью – раствор сульфата меди.
Задания для самостоятельных выводов
1. Объясните изменения, происходящие в каждой пробирке.
2. Напишите уравнения происходящих реакций.
Опыт «Сравнение мыла и синтетических моющих средств»
Приготовьте в трех пробирках по 10 мл разбавленных растворов:
а) твердого мыла;
б) одного из синтетических порошкообразных моющих средств;
в) жидкого мыла.
Разделите полученные растворы на две части (в каждой из них – по три пробирки).
а) В каждую из трех пробирок первой части с различными растворами добавьте по нескольку капель фенолфталеина. (Если моющее средство предназначено для хлопчатобумажных тканей, то среда бывает щелочной, а если для шелковых и шерстяных – нейтральной.)
б) В три оставшиеся пробирки второй части с растворами мыла и синтетических моющих средств добавьте при встряхивании по 2–3 мл воды, содержащей ионы Са2+ и Mg2+.
Задания для самостоятельных выводов
1. Почему раствор мыла имеет щелочную среду? Ответ поясните уравнением реакции.
2. Какое из указанных выше моющих средств следует использовать для стирки:
а) хлопчатобумажных тканей;
б) шелковых и шерстяных тканей;
в) в жесткой воде?
По окончании занятия учитель подводит итог работы на уроке, кратко повторяя его основные этапы.
ПРИЛОЖЕНИЕ
Информационный лист
Животные жиры – древнее и весьма ценное сырье мыловаренной отрасли промышленности. Они содержат до 40% насыщенных жирных кислот.
Синтетические жирные кислоты получают из парафина нефтей каталитическим окислением кислородом воздуха:
СН3(СН2)mCH2–СН2(СН2)nСН3 + 2,5O2 = СН3(СН2)mCOOH + СН3(СН2)nCOOH + H2O.
При производстве мыла используют две фракции: С10–С16 и С17–С20. В хозяйственном мыле синтетических кислот 35–40%.
В производстве мыла используют канифоль, получаемую при переработке живицы хвойных деревьев. Канифоль состоит из смеси смоляных кислот, содержащих в цепи около 20 углеродных атомов. В рецептуру хозяйственного мыла вводят 12–15% канифоли от массы жирных кислот, а в рецептуру туалетных мыл – не более 10%. Введение канифоли делает мыло мягким и липким.
Содержание воды в хозяйственном мыле достигает 30%, а в туалетном снижается до 12%. В состав мыла вводят парфюмерные отдушки, отбеливатели, красители. Хорошие сорта туалетного мыла содержат до 50% натурального кокосового или пальмового масла, которое хорошо растворяется в холодной воде и характеризуется высоким пенообразованием.
Для улучшения характеристик хозяйственного и туалетного мыла, а также для его удешевления в него вводят наполнители. К ним относятся натриевые соли, казеин и крахмал. Казеин и крахмал используются для пенообразования и стойкости пены. Основным наполнителем туалетного мыла является сапонин, получаемый выщелачиванием некоторых растений.
При стирке белья в жесткой воде, содержащей ионы кальция и магния, расход мыла повышается на 25–30%. Малорастворимые соли кальция и магния оседают на ткани, делая ее грубой, менее эластичной, блеклой, снижают ее прочность.
Для устранения вредных последствий жесткой воды в мыло вводят декаоксотрифосфат(V) натрия Na5P3O10. Ионы P3O105– связывают ионы кальция и магния в прочные нерастворимые соединения. По существу они играют роль смягчителя воды. С этой же целью Na5P3O10 добавляют и в стиральные порошки в объеме до 20%.
Основой синтетических моющих средств (детергентов) является Na-cоль алкансульфокислоты,
доля которой достигает 30%.
Общая формула синтетических моющих средств:
Производство этих веществ основано на продуктах переработки нефти.
Синтетические моющие средства – сложная композиция, содержащая отбеливатели (ультрамарин, перборат натрия) и пенообразователи (аминоспирты). Они одинаково хорошо моют как в мягкой, так и в жесткой воде.
В то же время детергенты очень медленно подвергаются биоразложению. Накапливаясь в водоемах, они ведут к сильному разрастанию зеленых растений, что вызывает заболачивание.