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1、第四章第四章 第二节第二节 化学与技术的发展化学与技术的发展表面活性剂表面活性剂 精细化学品精细化学品人教版 高中化学 选修2 第一课时 肥皂作者:马倩楠作者:马倩楠甘肃省武威甘肃省武威第第一中一中学学表面活性剂发展的历史进程表面活性剂发展的历史进程公元前公元前2500年年1850年:年:羊油和草木灰制造肥皂羊油和草木灰制造肥皂 羊油三羧酸酯简称三甘酯,经碱水解羧酸盐+单甘酯+二甘酯+甘油19世纪中叶世纪中叶:随着制碱工业的发展,肥皂开始实现工业化肥皂开始实现工业化大生产。20世世纪纪30年代年代:以石油化工原料衍生的合成表面活性合成表面活性剂剂和洗和洗涤涤剂剂打破了肥皂一打破了肥皂一统统天下
2、的局面天下的局面。经过60余年的发展,1995年世界洗涤剂总产量达到4300万吨,其中肥皂900万吨。据专家预测,全世界人口从2000年到2050年将翻一番,洗涤剂总量将从5000万吨增加到12000万吨,净增1.4培,这是一个非常庞大的数字。肥肥皂皂水在荷叶上形成水珠水在荷叶上形成水珠在水面上行走自如的水黾在水面上行走自如的水黾表表面面张张力力思考:为什么肥皂可以去油污呢思考:为什么肥皂可以去油污呢?水的表面任何两部分间具有相互牵引的力,称为水的表面任何两部分间具有相互牵引的力,称为液体表液体表面张力面张力。在它的作用下,使水的表面积总是趋于最小。在它的作用下,使水的表面积总是趋于最小。肥皂
3、的化学成分为高级脂肪酸的钠盐或钾盐,当肥皂溶于水肥皂的化学成分为高级脂肪酸的钠盐或钾盐,当肥皂溶于水时,能显著降低水的表面张力时,能显著降低水的表面张力。亲水基:肥皂结构中亲水基:肥皂结构中COONa或或COO是极性基团,是极性基团,极易溶于水,具有亲水性;极易溶于水,具有亲水性;憎水基:肥皂结构中的烃基憎水基:肥皂结构中的烃基R,不溶于,不溶于,但极易溶于有机溶剂,具有但极易溶于有机溶剂,具有亲油亲油性质。性质。憎水基憎水基亲油基亲油基亲水基亲水基为什么肥皂可以去油污呢为什么肥皂可以去油污呢?表面活性剂表面活性剂肥皂肥皂实验探究实验探究1.1.在烧杯中加水,取一枚针放在烧杯中加水,取一枚针放
4、在一片滤纸上,并将它们一起在一片滤纸上,并将它们一起轻轻放在水面上,观察现象;轻轻放在水面上,观察现象;用滴管滴加肥皂水用滴管滴加肥皂水,观察这枚,观察这枚针的变化。针的变化。2.2.在一只试管中加入少量水,然后滴在一只试管中加入少量水,然后滴加几滴植物油加几滴植物油,震荡,观察现象。震荡,观察现象。滴加肥皂水,震荡后静置,滴加肥皂水,震荡后静置,对比观察水与油的混溶情况。对比观察水与油的混溶情况。实验现象汇报和分析实验现象汇报和分析肥皂肥皂实验探究实验探究11.针针+滤纸,滴加肥皂水滤纸,滴加肥皂水2.A:水:水+油油 B:肥皂水:肥皂水+油油水与油的混溶情况水与油的混溶情况实验现象汇报和分
5、析实验现象汇报和分析肥皂肥皂实验探究实验探究1.针针+滤纸,滴加肥皂水滤纸,滴加肥皂水2.A:水:水+油油 B:肥皂水:肥皂水+油油水与油的混溶情况水与油的混溶情况实验现象汇报和分析实验现象汇报和分析肥皂肥皂实验探究实验探究1.针针+滤纸,滴加肥皂水滤纸,滴加肥皂水2.A:水:水+油油 B:肥皂水:肥皂水+油油水与油的混溶情况水与油的混溶情况请用自己的语言描述肥皂的去污过程?请用自己的语言描述肥皂的去污过程?亲水基一端溶于水,亲油基一段则溶于油,肥皂的两亲性亲水基一端溶于水,亲油基一段则溶于油,肥皂的两亲性将互不相容的水与油联系起来;将互不相容的水与油联系起来;润湿作用润湿作用使油污易于分散在
6、水中使油污易于分散在水中;乳化作用乳化作用使油污在水中被乳化成小液滴;使油污在水中被乳化成小液滴;起泡作用起泡作用使油污和其他固体污垢更易被吸附而脱离附使油污和其他固体污垢更易被吸附而脱离附着物。着物。思考思考表面活性剂表面活性剂 凡是溶于水能够凡是溶于水能够显著降低显著降低表面张力表面张力的物质称为表面活性剂或表面的物质称为表面活性剂或表面活性物质。有较好的活性物质。有较好的湿润湿润、渗透渗透、乳化乳化、分散分散、起泡起泡能力。能力。表面活性剂在生产生活中的应用表面活性剂在生产生活中的应用各各种种洗洗涤涤剂剂洗衣粉洗衣粉洗衣液洗衣液沐浴液沐浴液洗手液洗手液洗洁精洗洁精洗发水洗发水化化妆妆品品
7、表面活性剂在生产生活中的应用表面活性剂在生产生活中的应用牙牙膏膏生产生活中形形色色的高分子材料生产生活中形形色色的高分子材料表面活性剂在生产生活中的应用表面活性剂在生产生活中的应用鞋鞋油油印印染染农农药药手工手工DIY肥皂:如果你是一位化学家,根据我们学习过的知肥皂:如果你是一位化学家,根据我们学习过的知识,什么样的反应可以得到肥皂?识,什么样的反应可以得到肥皂?【实验原理实验原理】:油脂在碱性条件下的水解反应:油脂在碱性条件下的水解反应皂化反应。皂化反应。快乐体验快乐体验【实验用品实验用品】仪器:蒸发皿、三脚架、酒精灯、玻璃棒、小烧杯、水槽仪器:蒸发皿、三脚架、酒精灯、玻璃棒、小烧杯、水槽试
8、剂:植物油、乙醇、试剂:植物油、乙醇、30%NaOH溶液、饱和溶液、饱和NaCl溶液溶液实验:制肥皂实验:制肥皂快乐体验快乐体验【实验步骤实验步骤】蒸发皿中加蒸发皿中加8mL8mL植物油、植物油、8mL8mL乙醇、乙醇、5 5mL30%NaOHmL30%NaOH,边加热,边加热边搅拌,直到出现大量固体,观察现象。边搅拌,直到出现大量固体,观察现象。停止加热将盛有混合物的蒸发皿放在冷水中冷却。片刻后,停止加热将盛有混合物的蒸发皿放在冷水中冷却。片刻后,加入加入20mL热蒸馏水,再放入冷水中冷却,然后加入热蒸馏水,再放入冷水中冷却,然后加入25mLNaCl25mLNaCl溶液,充分搅拌。观察现象。
9、溶液,充分搅拌。观察现象。用纱布滤出固体物质,弃去滤液,把固态物质挤干,压制用纱布滤出固体物质,弃去滤液,把固态物质挤干,压制成条,即得肥皂。成条,即得肥皂。展示展示“产品产品”实验:制肥皂实验:制肥皂快乐体验快乐体验如何判断皂化如何判断皂化反应已进行完反应已进行完全?全?滤液中的主要滤液中的主要成分是什么?成分是什么?【能力提升能力提升】根据实验过程,尝试将肥皂的生产工艺流程简图表示出来。根据实验过程,尝试将肥皂的生产工艺流程简图表示出来。并思考哪些步骤我们可以做改进?并思考哪些步骤我们可以做改进?作为一个化工产品,我们还可以对作为一个化工产品,我们还可以对“生产生产”出的肥皂产品做出的肥皂
10、产品做哪些优化和改进?哪些优化和改进?【交流研讨交流研讨】肥皂的质量与所选用的油脂和碱有很大关系,例如用肥皂的质量与所选用的油脂和碱有很大关系,例如用棕榈油、椰子油制成对的肥皂,溶解度大、坚硬而脆;用棕榈油、椰子油制成对的肥皂,溶解度大、坚硬而脆;用棉籽油、菜籽油制成的肥皂硬度低,难以成形。棉籽油、菜籽油制成的肥皂硬度低,难以成形。一般需要一般需要对油脂进行精制和调配。对油脂进行精制和调配。【你知道吗你知道吗】用氢氧化钾代替氢氧化钠可以得到液体肥皂。用氢氧化钾代替氢氧化钠可以得到液体肥皂。在肥皂生产中,还要加入填充料、抗氧化剂、香在肥皂生产中,还要加入填充料、抗氧化剂、香料、着色剂、杀菌剂等,
11、以满足不同的需要。料、着色剂、杀菌剂等,以满足不同的需要。想一想:生活中,我们常常会有这样的体验,肥皂通常在想一想:生活中,我们常常会有这样的体验,肥皂通常在软水中的去污效果好,但在硬水中和在酸性环境中的洗涤软水中的去污效果好,但在硬水中和在酸性环境中的洗涤效果不好,为什么?(硬水,是指含有较多可溶性钙镁化效果不好,为什么?(硬水,是指含有较多可溶性钙镁化合物的水。)合物的水。)总结:肥皂中的有效成分高级脂肪酸纳会与硬水中的总结:肥皂中的有效成分高级脂肪酸纳会与硬水中的Ca2+、Mg2+反应产生沉淀(即浮渣);在酸性环境中高级脂酸反应产生沉淀(即浮渣);在酸性环境中高级脂酸钠会生成溶解度小的高级脂肪酸而大大减弱去污效果。钠会生成溶解度小的高级脂肪酸而大大减弱去污效果。【乘胜追击乘胜追击】通过本节课的学习有什么收获?通过本节课的学习有什么收获?知识、能力知识、能力过程、方法过程、方法情感态度价值观情感态度价值观本节收获作作作作 业业业业 用你制得的肥皂清洗一下脏了的衣物,看看效果如何用你制得的肥皂清洗一下脏了的衣物,看看效果如何。并与家里的洗衣粉等合成洗涤剂的清洗效果做对比,比较并与家里的洗衣粉等合成洗涤剂的清洗效果做对比,比较它们的优缺点,分析出现差异的原因,下节课分享心得。它们的优缺点,分析出现差异的原因,下节课分享心得。
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