Мило та синтетичні мийні засоби

Тема: Мило та синтетичні мийні засоби. Їх мийна дія.

Хід уроку

І.  Організаційний момент

ІІ. Актуалізація знань

Для актуалізації знань можна використати Інтернет платформу - https://learningapps.org. (На даному сайті розміщені завдання, працюючи з якими діти можуть повторити необхідний матеріал)

Діти через смартфони або вчитель через мультимедійний проектор заходять на сайт learningapps.org, обирають категорію «Хімія» → «Органічна хімія» → вправа «Жири» (автор Вікторія Грига) додаток 3 і виконують завдання «пропущені слова» (додаток 3) або працюють із вправою на тому ж сайті «Органічні сполуки в побуті» (автор О.В. Петрик). (додаток 3)

ІІІ. Мотивація навчання

В. Сьогодні ми продовжуємо вивчати тему «Органічні сполуки в побуті» і на цьому уроці ми розглянемо такі речовини, як мило та синтетичні мийні засоби. Оголошення теми та мети.

ІV. Вивчення нового матеріалу

В. Для того, щоб розкриту тему, я пропоную вам опрацювати   інформаційні листівки відповідної теми (додаток 1), після чого ви повинні  створити порівняльну таблицю відповідно до наступних пунктів:

1. Час походження.
2. Склад, сировина.
3. Види, класифікація.
4. Мийна дія
5. Переваги використання.

// дітей за бажанням можна ділити на групи, один або два учні можуть створювати таблицю на дошці//

В. Для підтвердження переваг мийної дії СМЗ перед милом давайте виконаємо лабораторний дослід.

Лабораторний дослід

Діти записують у зошит обладнання та реактиви, переглядають дослід, фіксують спостереження.

В пробірку 1 і 2 наливають дистильованої води і додають в пробірку 1- мило, в пробірку 2 – СМЗ, збовтують, порівнюють  рівень утвореної піни.

В пробірку 3 і 4 додають водопровідну воду і дотають в пробірку 3 мило, в пробірку 4 – СМЗ, збовтують, порівнюють  рівень утвореної піни і зовнішній вигляд розчинів в пробірках.

Роблять висновки.

В. Добре, думаю дослід всіх переконав, що СМЗ мають перевагу перед милом, але чи насправді це так? Для цього нам необхідно познайомитися з іншою стороною цих речовин, з їх недоліками. Допоможуть мені в цьому учні вашого класу, які заздалегідь опрацювали цей матеріал і підготували презентації.

Учні презентують  доповіді для розкриття теми «Негативний вплив мила на організм людини та навколишнє середовище» і «Негативний вплив СМЗ на організм людини та навколишнє середовище» (доповіді можуть супроводжуватися відео, презентацією, наочністю тощо).

Можливий варіант теоретичного матеріалу – додаток 2.

V. Узагальнення та закріплення матеріалу

Метод «Мікрофону»

• З чого складаються мила?
• Які катіони утворюються при дисоціації мила?
• Як називають бруд оточений ПАР?
• СМЗ – це…?
• До чого може призвести надмірне використання СМЗ в організмі людини?
• Що нового дізналися на уроці?
• Яка інформація здивувала?

VІ. Рефлексія, дом. Завдання

Складіть сенкан з теми.

Сенкан — це вірш, що складається з п’яти рядків

1.               Перший рядок має містити слово, яке позначає тему (іменник).
2.               Другий рядок – це опис теми, який складається з двох слів (два прикметники)
3.               Третій рядок називає дію, пов’язану з темою, і складається з трьох слів (це дієслова).
4.               Четвертий рядок є фразою, яка складається з чотирьох слів і висловлює ставлення до теми, почуття з приводу обговорюваного.
5.               Останній рядок складається з одного слова — синоніма до першого слова, в ньому висловлюється сутність теми, ніби робиться підсумок.

Д.З.

Додаток 1

Мило

Мило  - чи не найдавніший препарат побутової хімії, ефективний засіб особистої гігієни. Воно було відоме людині ще до нової ери. Учені не мають інформації про те, коли почали виготовляти мило в арабських країнах і Китаї. Найбільш ранню письмову згадку про мило в європейських країнах знаходимо в римського письменника й ученого Плінія Старшого (23-79 рр н. е.).

Мила – це речовини, які відносять до поверхнево-активних речовин (ПАР).

Мила - солі, утворені залишками вищих карбонових кислот і катіонами лужних елементів - Натрію, Калію: С₁₇Н₃₅СООNа - натрієве мило, тверде; С₁₇Н₃₅СООК – калієве мило, рідке. Основою мила є харчові жири (рослинні і тваринні).

Залежно від призначення мила можна розділити на три основні групи:

•         господарські мила (вміст жирних кислот від 40 до 72;
•         туалетні мила, призначені для догляду за тілом і волоссям (вміст жирних кислот від 73 до 80 % );
•         промислові і спеціальні мила (вміст жирних кислот від 40 до 85 % ).

Миюча дія пов’язана з особливостями будови солей жирних кислот. Потрапляючи у воду, мило розчиняється і частково взаємодіє з нею. Це реакція гідролізу: С₁₇Н₃₅СООNa + H₂O ↔ С₁₇Н₃₅СООH + NaOH

Аніон С₁₇Н₃₅СОО^– складається з двох частин – полярної (СОО^–) і неполярної (С₁₇Н₃₅). Під час миття, молекула мила орієнтується так, що неполярна її частина звернена до бруду і «сполучається» з ним, а полярна частина до молекул води сполучаючись з ними водневими зв’язками.

Мило містить велику кількість лугу, здатного ефективно та швидко видаляти забруднення різного ступеня і походження, і тип поверхні не має значення. Не тільки в побуті використовують продукцію – медична сфера застосовує мило як антисептик. Це по-справжньому універсальний засіб, перевагами якого є висока мийна здатність, екологічна безпека, має гіпоалергенні властивості підходить в боротьбі з інфекційними захворюваннями, але в той же час при частому використанні  за рахунок високого вмісту лугу під час прання можуть псуватися речі (роз’їдаються волокна, «вицвітають» кольори), особливо з натуральних тканин, утворений луг роз’їдає верхні шари епідермісу, що може призвести до сухості шкіри або подразнень. Аніони вищих карбонових кислот в «жорсткій» воді утворюють нерозчинні солі, які випадають в осад, що зменшує мийну дію мила:

2С₁₇Н₃₅СОО^- + Са²⁺  → (С₁₇Н_з5СОО)₂Са↓   (осад)

2С₁₇Н₃₅СОО^- + Mg²⁺ → (C₁₇H₃₅COO)₂Mg↓ (осад).

Синтетичні мийні засоби (СМЗ)

Синтетичні мийні засоби - це натрієві солі кислих складних ефірів вищих спиртів і сірчаної кислоти. Основою для СМЗ слугує жирні спирти добуті з нафти. Для покращення мийної дії СМЗ містять також: електроліти, вибілювачі (оптичні, хімічні), ферменти, алкіаміди, парфумерні віддушки.

Перший СМЗ з'явилося тільки  в 1916 році . Винахід німецького хіміка Фріца Понтера призначалося тільки для промислового використання. Побутові СМЗ випускаються з 1935 року, коли вони стали менш шкідливими для шкіри рук. З тих пір розроблено цілий ряд синтетичних миючих засобів вузького призначення.

 СМЗ можна поділи за різними класифікаціями: за агрегатним станом - тверді (порошкоподібні, кускові, пастоподібні), рідкі; за призначенням – побутові та технічні; за використанням – універсальні, для прання, чистячі.

Вода - полярний розчинник, тому неполярні речовини, наприклад жири та інший бруд у ній не розчиняються, ПАР, які знаходяться в СМЗ знижують поверхневий натяг на межі поділу, наприклад вода (рідина) - олія (рідина), вони відіграють роль своєрідного «містка» між взаємо нерозчинними полярними і неполярними речовинами. Чим це зумовлено? Поверхнево-активні речовини містять у своєму складі як гідрофільні, так і гідрофобні групи. Молекули ПАР на межі поверхонь вода-повітря вишиковуються так, що гідрофільні групи спрямовані у воду, а гідрофобні виштовхуються з неї. У результаті поверхня води вкривається «частоколом» з молекул детергенту. Така поверхня має менший натяг і, як наслідок, вищу змочувальну здатність.

Використовуючи СМЗ можна побачити багато переваг: економічність (в порівнянні з милом його потрібно менше; може прати не в дуже гарячій воді), за рахунок багатокомпонентності можна звільнити від річ від різного виду забруднювачів (жири, білки, неорг. сполуки), жорскість води не впливає на мийну здатність. Але до основних недоліків відносять: негативний вплив на навколишнє середовище, при поганому змиванні і контакті зі шкірою можуть викликати алергічні реакції.

              Додаток 2

Вплив мила на організм людини та навколишнє середовище

Доповідь учня може супроводжуватися презентацією, відео тощо

Кожного дня декілька разів на день ми з вами використовуємо мило, але поки ми милимо руки, премо, ми не замислюємося, а як же впливає це мило на наш організм, на речі і врешті решт на навколишнє середовище.

Мило добре піниться і гарно очищає, дезінфікує, бо має в своєму складі луги, є гіпоалергенним за умови якщо в ньому натуральні компоненти. В навколишньому середовищі мило легко нейтралізується, утворює осади з Мg²⁺ та Са²⁺ і тому не шкодить живим організмам.

Але мило також має і деякі побічні ефекти, такі як:

• луг пошкоджує шкірний жир – захисну оболонку шкіри, одне і те ж мило не завжди підходить для різних типів шкіря;
• мило «змиває» позитивний заряд з шкіри, тому мікроби до неї буквально просто «липнуть»;
• під дією лугу руйнуються натуральні тканини, барвники, якими пофарбована тканина.

Вплив СМЗ на організм людини та навколишнє середовище

Синтетичні миючі засоби мають перевагу перед милами унаслідок величезної здатності до знежирення, відмінних змочуючих і піноутворюючих властивостей незалежно від жорсткості води, СМЗ проявляють мийну дію не тільки в гарячій воді, витрата CMC приблизно в 15 рази менше, ніж мила. Миючі засоби вивільняють сотні тисяч тон харчової сировини - рослинних олій і жирів, при правильно підібраній рецептурі дозволяють здійснювати прання білизни більш ефективно з меншою витратою праці і часу. Але не дивлячись на весь цей перелік «+» СМЗ мають дуже великі недоліки на які потрібно зважати при обрані чим же помити чи попрати.

• Основні активні речовини СМЗ – це так звані поверхнево активні речовини (ПАР). Маючи певну спорідненість з окремими компонентами мембран клітин, точніше, їх ліпідним шаром, вони здатні нагромаджуватися на цих мембранах, покриваючи поверхню клітини тонким шаром, а за певної одноразової концентрації або тривалого впливу мінідоз – руйнуючи її. Установлено, що ПАР здатні викликати суттєві порушення імунітету, викликати алергію, негативним чином впливати на функцію головного мозку, печінки, нирок.

Деякі аспекти дії СМЗ

• Недоліком їх є важка біозасвоюваність в стічних водах мікроорганізмами, так як фактично для них це отрути. Тому стічні води, що містять синтетичні миючі засоби, сильно забруднюють водойми (ріки, озера). Попадання пар у водойми несприятливо впливає на органолептичні (колір, запах, смак) і бактеріологічні показники води. До мийних засобів додають фосфати, які у водоймах перетворюються на речовини, що живлять мікроорганізми. Вони починають швидко розмножуватись, а це спричиняє до так званого «цвітіння води» - евтрофікації, що в свою чергу призводить до зменшення кисню у воді, утворення мулу, заболочення водойм.
• СМЗ не утворюють нерозчинних солей на відміну від мила, тому, щоб стічні води очистити від СМЗ, їх треба піддавати  тривалому біологічному і хімічному руйнуванню, а це на водоочисних спорудах не виконується, таким чином все, що не розклалось потрапляє нам у водопровід.

Додаток 3

Вправа «Жири» (автор Вікторія Грига)

Вправа «Органічні сполуки в побуті» (автор О.В. Петрик)